JP5082156B2 - リニア転がり軸受け - Google Patents

Description

本発明は、リニア転がり軸受けであって、ガイドレールに配置されたほぼｕ字形のガイドキャリッジが設けられており、該ガイドキャリッジが、２つの脚部と、両脚部を結合する１つの背部とを有しており、ガイドキャリッジが、その両脚部でガイドレールを取り囲むように把持しており、転動体が、ガイドキャリッジとガイドレールとのトラックで予圧下で転動するようになっており、該トラックが、ガイドレールと両脚部との、互いに向かい合った側に形成されており、ガイドキャリッジに少なくとも１つのセンサが取り付けられている形式のものに関する。

たとえばヨーロッパ特許出願公開第１５０２７００号明細書に基づき、リニア転がり軸受けが公知になっている。この公知のリニア転がり軸受けでは、ほぼｕ字形に形成されたガイドキャリッジがガイドレールに長手方向移動可能に配置されている。ガイドキャリッジは、主として、２つの脚部と、両脚部を結合する１つの背部とを有している。この場合、ガイドキャリッジはその両脚部でガイドレールを取り囲むように把持している。転動体は、ガイドキャリッジとガイドレールとのトラックで予圧下で転動する。この場合、このトラックは、ガイドレールと両脚部との、互いに向かい合った側に形成されている。リニア転がり軸受けの状態をより良好に検査することができるようにするためには、ガイドキャリッジの両脚部の外面にセンサが取り付けられている。このセンサは抵抗線ひずみゲージによって形成されている。センサは、ガイドキャリッジに作用する力によって生ぜしめられた、このガイドキャリッジに対する変形量を測定する。

通常、転動体は予圧下でトラックで転動する。この予圧が、トラックまたは転動体における摩耗に基づき減少すると、予圧のこの減少がガイドキャリッジの弾性変形も結果的に生ぜしめる。この弾性変形も抵抗線ひずみゲージによって測定することができる。センサは評価ユニットに接続されている。センサから測定信号として評価ユニットに伝送された変形量は、この評価ユニットで引き続き評価され得る。たとえば、リニア転がり軸受けにおける高められた摩耗が確認された場合に、妨害メッセージが送出され得る。

このようなリニア転がり軸受けには、それぞれ異なる方向から力が作用し得る。力による変形量を測定するために、ヨーロッパ特許出願公開第１５０２７００号明細書では、多数のセンサが設けられている。これらのセンサの測定信号は、前増幅器を介して評価装置のＡ／Ｄ変換器に供給される。したがって、全部で４種類の測定信号が処理され、これによって、最終的に、リニア転がり軸受けの状態に関する情報が得られる。
ヨーロッパ特許出願公開第１５０２７００号明細書

本発明の課題は、冒頭で述べた形式のリニア転がり軸受けを改良して、リニア転がり軸受けの状態の確認が簡略されているようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、抵抗線ひずみゲージとして形成されたセンサが、ガイドキャリッジの背部の、ガイドレールに向かい合った側で、中間で両脚部の間に取り付けられているようにした。

本発明によれば、この箇所は、内部の等価の軸受け荷重に比例している。これは、リニア転がり軸受けに作用する全ての力が、本発明により提案されたこの箇所における等価の軸受け荷重として換算され得ることを意味している。リニア転がり軸受けに作用する力を判断するための多数のセンサの代わりに、本発明によれば、リニア転がり軸受けの予圧と摩耗を逆推理するために、ただ１つのセンサで十分であり得る。しかし、最大２つのセンサも特に有利であり得る。この場合、両センサは互いに間隔を置いて中間で両脚部の間に配置されている。２つのセンサのためには、特に良好な測定値を可能にするブリッジ回路が設けられ得る。さらに、本発明により提案された、抵抗線ひずみゲージに対する測定箇所は、等価の軸受け荷重に関連して、線形の信号を供給する。このことは、摩耗または予圧の図示に対して有利であり得る。

通常、ガイドキャリッジの背部は、たとえば機械部材を固定するための貫通開口を備えている。たとえば、１つの工具または１つの別の機械部材を背部にフランジ接続することができる。センサから伝送された測定信号によって、軸受け荷重の逆推理が可能となることが正確であればあるほど、ますます密にセンサが貫通開口の近くに配置されていることが分かった。したがって、本発明による改良形は、抵抗線ひずみゲージを貫通開口のすぐ近傍に配置することを提案している。

抵抗線ひずみゲージと貫通開口との間の最小の間隔が、零以上でかつ貫通開口の開口幅よりも小さく寸法設定されていると有利である。この記載した範囲内で、伝送された測定信号に基づく軸受け荷重の極めて正確な逆推理を検知することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１に示した本発明によるリニア転がり軸受けは、ガイドレール１に長手方向移動可能に配置されたガイドキャリッジ２を有している。このガイドキャリッジ２は、主として、２つの脚部３と、両脚部３を結合する１つの背部４とを有している。ガイドキャリッジ２はその両脚部でガイドレール１を取り囲むように把持している。転動体（図示せず）は、ガイドレール１とガイドキャリッジ２とのトラック５，６で公知の形式で予圧下で転動する。このトラック５，６は、ガイドレール１と両脚部３との、互いに向かい合った側に形成されている。

ガイドキャリッジ２の背部４は、孔７ａとして形成された多数の貫通開口７を備えている。これらの貫通開口７の２つは、中間でガイドレール１の長手方向軸線Ｌの上方に位置している。また、この両貫通開口７は、中間でガイドキャリッジ２の両脚部３の間にも位置している。

図２から知ることができるように、背部４の、ガイドレール１に向かい合った側には、抵抗線ひずみゲージ８として形成されたセンサが取り付けられている。この抵抗線ひずみゲージ８は、たとえば接着されていてよい。この抵抗線ひずみゲージは、ヨーロッパ特許出願公開第１５０２７００号明細書による実施例と同様に、増幅器とＡ／Ｄ変換器とを介して評価装置に接続されている。これらの構成エレメントについて、ここには、詳しく記載していない。

抵抗線ひずみゲージ８は、中間でガイドキャリッジ２の両脚部３の間にかつ中間でガイドレール１の長手方向軸線Ｌの上方に位置している。ガイドキャリッジ２に作用する、背部４に対して垂直な引張力または押圧力としての力またはガイドキャリッジ２に作用する、横方向力としての力は、等価の軸受け荷重と見なすことができる。この軸受け荷重は、中間でガイドキャリッジ２の両脚部３の間に作用しかつガイドレール１の長手方向軸線Ｌに対して垂直に加えられる。作用する力に基づくガイドキャリッジ２の弾性変形は、背部の変形を測定箇所に生ぜしめる。この場合、抵抗線ひずみゲージの測定信号と、等価の軸受け荷重との間に線形の関係が存在している。

本発明によるリニア転がり軸受けにおける内部の予圧が、トラック５，６または転動体（図示せず）の強い摩耗に基づき減少すると、ガイドキャリッジ２の弾性変形が減少する。これによって、抵抗線ひずみゲージ８が、変更された測定信号を供給する。仮に、予圧が、設定された公差範囲外にある場合には、相応の測定信号において、たとえばエラーメッセージが生ぜしめられ得る。

汚物に基づき、ガイドキャリッジ２をガイドレール１に沿って移動させるための移動力が増加すると、結果、この高められた移動力に基づき、ガイドキャリッジ２が弾性変形し得る。この状況でも、結果、抵抗線ひずみゲージ８の測定信号が変化する。

本発明によるリニア転がり軸受けでは、本発明により提案された箇所に設けられたただ１つの抵抗線ひずみゲージ８によって、軸受け荷重ひいてはリニア転がり軸受けの状態に関する情報を知ることができる。

図２から知ることができるように、抵抗線ひずみゲージ８は貫通開口７のすぐ近傍に配置されている。図示の構成では、孔７ａとしての貫通開口が、ねじ頭（図示せず）を収容するための座繰り孔１０を備えている。この座繰り孔１０の縁部と抵抗線ひずみゲージ８の縁部との間の間隔は零以上であり、座繰り孔１０の直径よりも小さく寸法設定されている。貫通開口７に対する抵抗線ひずみゲージ８のすぐ近傍では、等価の軸受け荷重と、測定信号との間に良好な線形の関係が存在している。

ここに記載した実施例は変更されてよい。変更された本発明による１つの解決手段では、２つのセンサ９が両孔７ａの近くに配置されている。それぞれ１つのセンサ９が、ガイドキャリッジの端面側の端部と、最も近くに位置する孔７ａとの間に配置されている。この事例では、孔７ａの間にセンサが設けられていない。

本発明によるリニア転がり軸受けの斜視図である。 図１に示したリニア転がり軸受けのガイドキャリッジの斜視図である。

符号の説明

１ ガイドレール、 ２ ガイドキャリッジ、 ３ 脚部、 ４ 背部、 ５ トラック、 ６ トラック、 ７ 貫通開口、 ７ａ 孔、 ８ 抵抗線ひずみゲージ、 ９ センサ、 １０ 座繰り孔、 Ｌ 長手方向軸線

Claims (2)

1. リニア転がり軸受けであって、ガイドレール（１）に配置されたほぼｕ字形のガイドキャリッジ（２）が設けられており、該ガイドキャリッジ（２）が、２つの脚部（３）と、両脚部（３）を結合する１つの背部（４）とを有しており、ガイドキャリッジ（２）が、その両脚部（３）でガイドレール（１）を取り囲むように把持しており、転動体が、ガイドキャリッジ（２）とガイドレール（１）とのトラック（５，６）で予圧下で転動するようになっており、該トラック（５，６）が、ガイドレール（１）と両脚部（３）との、互いに向かい合った側に形成されており、ガイドキャリッジ（２）に少なくとも１つのセンサ（９）が取り付けられている形式のものにおいて、抵抗線ひずみゲージ（８）として形成されたセンサ（９）が、ガイドキャリッジ（２）の背部（４）の、ガイドレール（１）に向かい合った側で、中間で両脚部（３）の間に取り付けられており、背部（４）が、少なくとも１つの貫通開口（７）を備えており、抵抗線ひずみゲージ（８）が、貫通開口（７）のすぐ近傍に配置されており、抵抗線ひずみゲージ（８）と貫通開口（７）との間の最小の間隔が、零よりも大きいかまたは零に等しく、かつ貫通開口（７）の開口幅よりも小さく寸法設定されていることを特徴とする、リニア転がり軸受け。
2. 貫通開口（７）が、中間で両脚部（３）の間に配置されている、請求項１記載のリニア転がり軸受け。

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