JP4142771B2 - 直線動用玉軸受 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円周方向に分散した多数のエンドレスの玉列を有し、その各玉列がそれぞれ、負荷を受ける玉と負荷を受けない玉とを案内する２本の長手方向に延びるガイドトラックと、これらガイドトラックの端部を対になるように互いに結合する半円形の方向変換トラックとからなり、その場合に負荷を受ける玉を案内する長手方向に延びるガイドトラックが、前記玉を軸などの方向へ通過させるための半径方向内側へ開放したスリットを有し、負荷を受けない玉を案内する長手方向に延びるガイドトラックはすべての側が覆われている、直線動用玉軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の玉軸受の公知の構成においては、負荷を受けない玉を戻すリターン通路は方形または円形の断面を有する孔として形成されていることが多く、その場合に断面が円形のときは孔の直径は負荷を受けない玉の直径よりもわずかに大きく形成されている。負荷を受けない玉はリターントラック内で軸とは接触しないので、強制的に案内されて移動するのではなく、負荷を受けるゾーンから出てきた玉によって移動させられる。負荷を受けない玉をリターン通路を通して移動させる場合に、負荷を受けない玉はこのリターン通路の比較的大きい直径または幅によってすべての側へ幾分変位するので、玉に作用するオフセットトルクが発生し、それが個々の玉が互いに接触する箇所に滑り摩擦を生じさせる。従って玉はリターン通路をスリップして移動する。さらにこの公知の方形または円形断面のリターントラックは、玉のための潤滑剤をストックするのに適した空間を与えない。
【０００３】
角柱状の内部空間を有する外側ジャケットと保持器とからなる直線動用玉軸受において、負荷を受けない玉を、角柱面の１つに形成され、かつ他の角柱面へ接線状に移行する走行溝内で走行させることが知られている（***特許第１９３１９８３号）。この公知の構成の場合にも、リターン通路内での負荷を受けない玉のスリップ移動は阻止されない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ガイドトラック内での負荷を受けない玉のスリップ移動が阻止され、同時に潤滑剤をストックするための十分な空間が形成される直線動用玉軸受を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、負荷を受けない玉を案内する長手方向に延びるガイドトラックの壁の断面に、円弧を有するほぼ直径方向に対向する少なくとも２つの部分と、それに対して周方向に変位して、円弧に対して引っ込んだ底を有する同様にほぼ直径方向に対向する少なくとも２つの部分とを設けることが提案される。
【０００６】
この手段によって、負荷を受けない玉は、円弧を有する部分のほぼ直径方向に対向する点においてのみ、ガイドトラックの壁に接触することが可能になる。それによって、リターンガイドトラック内で負荷を受けない玉の転動が得られる。他の部分は引っ込んでいるので玉はその部分と接触することができず、それによって潤滑剤を収容する空間が形成される。
【０００７】
本発明の他の特徴によれば、円弧を有する部分を互いに対して半径方向に配置することができ、あるいは軸受中心点と負荷を受けない玉の中心点とを通る放射線に対して角度βで傾斜して配置することができる。後者の場合には、放射線に対する角度を９０°とすることができる。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、円弧を有する部分の曲率半径を、玉の半径と等しく、それより大きくあるいはそれより小さくすることができる。円弧の曲率半径を玉の半径と等しくした場合には玉とガイドトラックとの間に１００％の潤滑が得られ、曲率半径を大きくした場合には２点接触が、そして曲率半径を小さくした場合には４点接触が得られる。
【０００９】
リターンガイドトラックへ進入する玉を確実に均一に分配するために、本発明の他の特徴によれば、ガイドトラックの端部を互いに結合する方向変換トラックの中心角αは、１８０°よりも大きく形成する。それによって、玉は方向変換トラックの端部を通じて、ガイドトラックの円弧を有する互いに対向する部分に交互に押圧される。
【００１０】
そしてさらに、本発明の他の特徴によれば、円弧を有する部分を、たとえばその部分を粗面化することによって、大きい摩擦係数で形成することができる。また、この領域を、たとえばエラストマーまたはゴムなどのような比較的軟らかい材料で形成すること、またはこの種の材料からなる挿入片をこの領域に挿入することも可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、幾つかの実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００１２】
図６から８に示す公知の玉軸受は、多部材の保持器ジャケット１を有し、その保持器ジャケットが（図７に概略図示される）ハウジング内に挿入されており、かつ円筒状の軸２（図６の一点鎖線の図示を参照）を包囲している。本例においては保持器ジャケット１は中央部分と２つの終端キャップとからなり、それらは射出成形方法で弾性的なプラスチックから形成されている。保持器ジャケット１の円周方向に分散した多数の玉ガイド３が形成されており、その中にそれぞれエンドレスの玉列４が組み込まれている。
【００１３】
各玉ガイド３は、保持器ジャケット１の中央部分に形成された、周面に並べて配置された２本の長手方向に延びるガイドトラック５、６と、終端キャップに形成された２本の半円形に延びる方向変換トラック７とからなり、方向変換トラックは長手方向に延びるガイドトラック５、６の端部を互いに結合している。各玉列４の負荷を受ける玉８は、保持器ジャケット１のガイドトラック５内で、そして負荷を受けない玉９は２本の方向変換トラック７と、それに連続するリターンガイドトラック６との内部で走行する。玉８、９は、転がり軸受鋼から形成されている。
【００１４】
負荷を受ける玉８を案内する各ガイドトラック５は、硬い鋼からなる負荷を吸収する走行トラックプレート１０によって半径方向外側を覆われており、走行トラックプレートは保持器ジャケット１の中央部分に形成された対応する開口部１１内に挿入され、かつハウジングの孔内に保持されている。走行トラックプレート１０は、棒状の素材から必要長さに切断されて形成されている。
【００１５】
走行トラックプレート１０は組み込む際に、保持器ジャケット１の中央部分のそれぞれの開口部１１内へ半径方向外側から内側へ圧入されるので、走行トラックプレート１０の側方の突出部１２がそれぞれ開口部１１の相対向した壁のアンダーカット１３内へスナップ係合して、走行トラックプレート１０を開口部１１内に失われないように保持する（図８）。
【００１６】
各走行トラックプレート１０の半径方向内側に向いた側に、長手方向に延びる走行トラック溝１４が形成されており、その横断面は玉８、９の半径に適合している。軸２と走行トラックプレート１０の走行トラック溝１４との間で、該当する玉列４の負荷を受ける玉８が転動する（図７）。
【００１７】
走行トラック溝１４の長手方向の各端部に、保持器ジャケット１の終端キャップに形成された方向変換トラック７が連続しており、その方向変換トラックはそれぞれ保持器ジャケット１の中央部分に形成された、負荷を受けない玉９を案内するガイドトラック６に連通している。
【００１８】
特に図８から明らかなように、この公知の構成においてはガイドトラック６は丸い孔として、すなわち半径ｒＦを有する断面が円形の壁１５として形成されており、その場合に半径ｒＦは玉９の半径ｒＷよりもわずかに大きく保たれている。
【００１９】
ガイドトラック６のすべての側が閉鎖された壁１５を有するこの公知の構成においては、玉９は壁１５のそれぞれ任意の箇所に添接することができる。それによって玉はガイドトラック６内できちんと転動せずに、スリップ（滑り移動）して送られる。
【００２０】
それとは異なり、図１に示す本発明の対象においては、負荷を受けない玉９を案内する長手方向に延びるガイドトラック６の壁１５は、保持器ジャケット１内に円弧１８を備えた直径方向に対向する２つの部分１６、１７並びに（前記円弧の周方向でかつ）円弧１８に対して直角方向に離隔した（直線的に形成された）底２１を有する同様に直径方向に対向する２つの部分１９、２０を有する断面に形成されている。円弧１８の曲率半径ｒＦは、玉９の半径ｒＷに等しい。
【００２１】
玉９を案内する側方のガイドを有する図１に示す実施例では部分１６、１７は軸受中心点を通る放射線Ｒに対して直角方向に位置する。これとは異なり、図２に示す実施例においては、軸受中心点と負荷を受けない玉９の中心点とを通る放射線Ｒに添って、部分１６、１７は保持器ジャケット１内で上下に設けられている。すなわち２つの部分は放射線Ｒ上で互いに対向している。
【００２２】
上述したこの手段によって、玉９は決まってガイドトラック６の壁１５の部分１６、１７にのみ添接し（図３を参照）、転動しながら保持器ジャケット１内のガイドトラック６を通して案内される。
【００２３】
引っ込んだ部分１９、２０は、もはや玉９とは接触しない。これらの部分は自由空間２２と２３を形成し、それらの自由空間は潤滑剤を収容するために使用することができる。
【００２４】
玉９のための従来公知の方向変換トラック７は、通常１８０°の中心角にわたってだけ形成されている。すなわち方向変換トラックの中心線は平行に延びるガイドトラックの中心線に接線状に連続している。これに反して、図４に示す実施例においては方向変換トラック７は約２００°の中心角αにわたって形成されている。その結果、方向変換トラック７の張り出している部分７’を介してリターントラック６へ進入する玉９は、円弧１８を持って形成された２つの側壁部分１６、１７に対して交互に押圧される。
【００２５】
図５に示す実施例においては、各エンドレスの玉列がそれぞれ保持器ジャケット１の該当する開口部１１内へ挿入された、たとえばプラスチックからなるカバープレート２４によって覆われており、そのカバープレートがそれぞれ走行トラックプレート１０を支持している。この構成においては、円弧１８をもって形成された部分１６、１７、より厳密に言えば保持器ジャケット１内の一方の部分１６と、カバープレート２４内の他方の部分１７とは、放射線Ｒ、すなわち軸受中心点と玉９の中心点２５とを結ぶ線に対して角度βで斜めに傾斜して配置されている。ここでは引っ込んだ部分１９、２０は、潤滑剤のためのストック室２２、２３を形成している。
【００２６】
以上では本発明を直線動用玉軸受を用いて説明したが、ボールねじナット内のボールリターンガイドにおいても、本発明を容易に使用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、負荷を受けない玉のガイドトラック内での滑り移動を阻止し、円滑な回転移動を保証し、玉のための潤滑剤をストックする空間を設けたので、騒音の防止と寿命の延長が計れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく直線動用玉軸受の、誇張して示すポケット空間を有するリターン通路の領域の部分横断面図を示すものである。
【図２】他の実施例のリターントラックの領域を示す部分横断面図である。
【図３】図２に基づくＡの側面を示すものである。
【図４】本発明に基づく直線動用玉軸受のエンドレスの玉列の一部を示す平面図である。
【図５】本発明に基づく玉軸受の変形例の部分横断面図である。
【図６】直線動用公知の玉軸受の縦断面図を示すものである。
【図７】図６の横断面図を示すものである。
【図８】図２の玉ガイド部の拡大図を示すものである。
【符号の説明】
５ ガイドトラック
６ ガイドトラック
８ 負荷を受ける玉
９ 負荷を受けない玉
１６ 部分
１７ 部分
１８ 円弧
１９ 部分
２０ 部分
２１ 底

Claims (8)

1. 円周方向に分散した多数のエンドレスの玉列を有し、その各玉列が負荷を受ける玉と、負荷を受けない玉とを案内する２本の長手方向に延びるガイドトラックと、これらガイドトラックの端部を対になるように互いに結合する半円形の方向変換トラックとからなり、その場合に負荷を受ける玉を案内する長手方向に延びるガイドトラックが、前記玉を軸方向へ通過させるための半径方向内側へ開放した軸線方向に沿った開口を有し、負荷を受けない玉を案内する長手方向に延びるガイドトラックは進行方向に対して直角方向の周囲が覆われている直線動用玉軸受において、
   負荷を受けない玉（９）を案内する長手方向のガイドトラック（６）の壁（１５）の横断面が、円弧（１８）を有し円弧の直径方向に対向した玉の直径以上離れた２つの部分（１６、１７）と、
   前記円弧の周方向でかつ、前記円弧（１８）から直角方向に離隔した直線的に形成された底（２１）を有し円弧のほぼ直径方向に対向した少なくとも２つの部分（１９、２０）とを有すると共に
   前記円弧（１８）を有する部分（１６、１７）が、エラストマーまたはゴムなどの軟らかい弾性的に撓む材料から形成されており、
   かつ、粗面化されて高摩擦係数を有することを特徴とする直線動用玉軸受。
2. 円弧（１８）を有する２つの部分（１６、１７）が、互いに半径方向に対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の直線動用玉軸受。
3. 円弧（１８）を有する２つの部分（１６、１７）が、軸受中心点と負荷を受けない玉（９）の中心点とを通る放射線（Ｒ）に対して角度βで傾斜して互いに対向して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の直線動用玉軸受。
4. 円弧（１８）を有する２つの部分（１６、１７）が、放射線（Ｒ）に対して９０°の角度で互いに対向して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の直線動用玉軸受。
5. 円弧（１８）を有する部分（１６、１７）の曲率半径（ｒＦ）が、玉（８、９）の半径（ｒＷ）に等しいことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の直線動用玉軸受。
6. 円弧（１８）を有する部分（１６、１７）の曲率半径（ｒＦ）が、玉（８、９）の半径（ｒＷ）よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の直線動用玉軸受。
7. 円弧（１８）を有する部分（１６、１７）の曲率半径（ｒＦ）が、玉（８、９）の半径（ｒＷ）よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の直線動用玉軸受。
8. ガイドトラック（５、６）の端部を互いに結合する方向変換トラック（７）が、１８０°よりも大きい中心角αにわたって延びていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の直線動用玉軸受。

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