(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受アッセンブリの耐荷重能力の向上と被加工物状の傷の低減。【解決手段】回転機械加工デバイスは、被加工物上に載置されるように配設された区分型支持筐体と、支持筐体上に載置されると共に軸を中心として支持筐体に対して回転可能である区分型主軸台とを含む。軸受アセンブリ１５８は、主軸台と支持筐体との間に配置される。軸受アセンブリ１５８は、主軸台の第１の部分に動的に接触するように、及び第１の方向に軸受アセンブリ１５８内で往復運動するように配設された第１の組の軸受要素１６６を有する第１のレース１６２を含む。少なくとも１つの軸受アセンブリ１５８はまた、主軸台の第２の部分に動的に接触するように、及び軸受アセンブリ１５８に加えられる荷重の分配を促進するように第１の方向とは反対の第２の方向に軸受アセンブリ１５８内で再び円運動するように配設された第２の組の軸受要素１６８を有する第２のレース１６４を含む。【選択図】図３
2018009701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物上に載置するように配設された区分型支持筐体（１０２）と、
前記支持筐体（１０２）上に載置されると共に軸（１２８）を中心として前記支持筐体（１０２）に対して回転可能である区分型主軸台（１０４）と、
前記主軸台（１０４）と前記支持筐体（１０２）との間に配置された少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）と、を備え、
前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）が、前記主軸台（１０４）の第１の部分（１３３）に動的に接触するように、及び第１の方向に前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環するように配設された、第１の組の軸受要素（１６６）を含む第１のレース（１６２）と、前記主軸台（１０４）の第２の部分（１２５）に動的に接触するように、及び前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）に加えられた荷重の分配を促進するよう前記第１の方向とは反対の第２の方向に前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環するように配設された、第２の組の軸受要素（１６８）を含む第２のレース（１６４）と、を含むことを特徴とする、回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項２】
前記第１の組の軸受要素（１６６）が、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）の内径側上で前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）に動的に接触し、前記第２の組の軸受要素（１６８）が、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）の外径側上で前記主軸台（１０４）の前記第２の部分（１２５）に動的に接触することを特徴とする、請求項１に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項３】
前記第１の組の軸受要素（１６６）が、第１の速度で前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環し、前記第２の組の軸受要素（１６８）が、前記第１の速度とは異なる第２の速度で前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環することを特徴とする、請求項１または２に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項４】
前記第１のレース（１６２）が、前記第１の組の軸受要素（１６６）に接触するように、及び前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）からの荷重を前記第１の組の軸受要素（１６６）経由で前記支持筐体（１０２）に伝達するように配設された、荷重軸受部分（１１１）と、前記第１の組の軸受要素（１６６）からの熱放散を促進するように前記第１の組の軸受要素（１６６）を少なくとも部分的に荷重軽減するように配設された、帰還部分（１１３）と、２つの転回部分（１１５）と、を備える円弧状の第１の軸受軌道（１０９）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項５】
前記第１のレース（１６２）の上部側（１９８）に取り外し可能に取り付けられた保持器カバー（１７２）を更に備えることを特徴とし、前記保持器カバー（１７２）が、前記回転機械加工デバイス（１００）が前記回転機械加工デバイス（１００）の分割線（１０８）に沿って直径方向に分割されるときに、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内に前記第１の組の軸受要素（１６６）及び前記第２の組の軸受要素（１６８）を少なくとも部分的に保持する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項６】
前記保持器カバー（１７２）が、前記第１のレース（１６２）の前記上部側（１９８）に取り付けられた上部壁（１１９）及び前記上部壁（１１９）から下向きに延出する外径壁（１２１）を含む、円弧部材を備えることを特徴とする、請求項５に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項７】
前記第１のレース（１６２）または前記第２のレース（１６４）の端部表面に取り付けられた一対の軸受保持器端部蓋（１７０）を更に備えることを特徴とし、前記軸受保持器端部蓋（１７０）が、前記回転機械加工デバイス（１００）が前記回転機械加工デバイス（１００）の分割線（１０８）に沿って直径方向に分割されるときに、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内に前記第１の組の軸受要素（１６６）及び前記第２の組の軸受要素（１６８）を少なくとも部分的に保持する、請求項１〜６に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項８】
前記主軸台（１０４）が前記支持筐体（１０２）から取り外されるときに、前記保持器カバー（１７２）及び前記軸受保持器端部蓋（１７０）が、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内に前記第１の組の軸受要素（１６６）及び前記第２の組の軸受要素（１６８）を保持することを特徴とする、請求項６または７に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）が、前記主軸台（１０４）の第１の半部（１５４）内に実質的に収まる円弧形状を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項１０】
前記支持筐体（１０２）を通って延出すると共に、前記支持筐体（１０２）によって前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）に及ぼされる圧力量を調整するように前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）を前記支持筐体（１０２）の中に選択的に引き戻すように配設された、複数のボルト部材（１８４Ａ）を更に備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項１１】
前記第１の組の軸受要素（１６６）が軸方向荷重及び径方向荷重の両方を支持できるように、前記第１のレース（１６２）が、前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）から軸方向にオフセットされた内部レースウェイ表面（１３１）を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項１２】
前記第２のレース（１６４）を通って延出すると共に、前記第１のレース（１６２）と前記第２のレース（１６４）との間の空間的関係を調整するように配設された１つ以上の組のねじ（１８４）を更に備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項１３】
前記第１の組の軸受要素（１６６）が、前記軸（１２８）から第１の距離を置いて前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）に接触し、再循環する前記第２の組の軸受要素（１６８）が、前記軸（１２８）から前記第１の距離より大きな第２の距離を置いて前記主軸台（１０４）の前記第２の部分（１２５）に接触し、その結果、前記第２の組の軸受要素（１６８）が、前記第１の組の軸受要素（１６６）より速い速度で前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項１４】
前記主軸台（１０４）が、前記主軸台（１０４）の底面側（１３０）に形成されると共に外部周辺壁（１１７）によって境界を付けられた環状凹部（１０６）を含み、前記環状凹部（１０６）が、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）のための受け入れ空間を提供することを特徴とする、請求項１４に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
【請求項１５】
前記前記第１の軸受要素（１６６）のうちの１つ及び前記第２の軸受要素（１６８）のうちの１つが前記回転機械加工デバイス（１００）の分割線（１０８）に同時に接触する可能性が減らされるように、前記第１の軸受要素（１６６）と前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）の間の接触点が動的であり、かつ前記第２の軸受要素（１６８）と前記主軸台の前記第２の部分（１２５）との間の接触点が動的であることを特徴とする、請求項１に記載の前記回転機械加工デバイス（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転機械加工デバイスと共に使用するための軸受アセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クラムシェル型パイプ旋盤は、一般に、機械加工予定のパイプを取り囲んで接合されるように設計された第１及び第２の半円形の半部を備える。結果として生じる環状アセンブリは、パイプに締着されることになる固定リング部分と、同心円状に露出した（ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃａｌｌｙ  ｄｉｓｃｌｏｓｅｄ）パイプを中心として回転するための、固定リング部分に取り付けられたギアリングを含む当接した回転可能部分と、を含む。モータが、アセンブリに動作可能に結合され、旋盤の回転可能部分上でギアリングと噛合するように設計されたギア駆動装置を含む。軸受アセンブリは、典型的に、固定リング部分と回転可能部分との間に配置される。クラムシェル型パイプ旋盤に使用される１つの従来の軸受システムは、Ｖ溝誘導軸受システムである。これらの軸受システムは、固定軸上で回転すると共に荷重を旋盤の回転可能部分から固定部分に伝達する小さな玉軸受を保持する、自給式ユニットである。
【０００３】
Ｖ溝誘導軸受によってとられるサイズ及び空間は、実際の軸受サイズと比較して、不均衡であり、パイプ旋盤の中に収まり得る軸受ユニット及び／または要素の数を制限する。Ｖ溝誘導軸受システムでは、各軸受ユニットまたは要素が、独立して調整可能である。軸受ユニットまたは要素の全てが適切に調整されない場合、軸受ユニットまたは要素のうちのいくつかが、システム内で適切に接触しない可能性があり、軸受支持及び切断性能を低下させる。更に、Ｖ溝誘導軸受は、それらが径方向荷重に耐えることのみを意図されるので、重い軸方向荷重について限定された耐荷能力を有する。加えて、Ｖ溝誘導軸受は、回転部分によって引き起こされるパイプ表面における望ましくない傷を形成する傾向があり、２つの半部が接合する分割線における固定軸受要素位置と直接及び繰り返し接触するようになる。
【０００４】
クラムシェル型パイプ旋盤に使用される別の種類の従来の軸受システムは、調整可能な滑動軸受である。このシステムは、大きな径方向及び軸方向推力荷重ならびに優れた表面仕上げを提供する。しかしながら、このシステムは、大型のパイプサイズに拡大することができないので限定され、滑動表面によって発生される過剰な熱に起因してより遅い速度で動作する必要がある。この過剰な熱は、材料のサイズを変更させ、それは、軸受表面間の空隙を変化させる。更に、過熱問題を克服するために、これらの従来の滑動軸受システムに対する設計の修正が、追加の重量及びサイズを結果としてもたらしており、それは、パイプ旋盤を使用することをより困難にさせ、より高価にさせる。加えて、この軸受設計は、Ｖ字形誘導軸受設計と同様に、構成要素の配置をそれらの近接する固定リング内に収容するのに専用のかなりの領域を必要とし、それ故、構造全体の全体的な締着強度を低下させる。
【発明の概要】
【０００５】
種々の構成に適合可能な、パイプ旋盤における軸受アセンブリが記載され、それは様々な特徴を有する。この関連において記載されているが、これらの特徴は、例となるパイプ旋盤以外の他の種類の回転機械加工デバイスに適合されてもよい。
【０００６】
ある特定の特徴は、複数組の軸受要素、軸受要素保持器配設、レース配設、及びパイプ旋盤作業者の安全性を向上すると共に軸受性能を高めるための他の役立つ特徴を含む。
【０００７】
軸受アセンブリの実施形態は、パイプ旋盤の一部分内に、かつ主軸台と支持筐体との間に配置されるように配設された、第１のレース及び第２のレースを含むことができる。第１のレースは、主軸台の第１の部分に接触するように、及び軸受アセンブリ内で再び円運動するように配設された、第１の組の軸受要素を含むことができる。第２のレースは、主軸台の第２の部分に接触するように、及び軸受アセンブリ内で再循環するように配設された、第２の組の軸受要素を含むことができる。軸受アセンブリは、主軸台の異なる部分に接触する複数組の軸受要素を含むので、軸受アセンブリは、摩擦を減らすことができ、先行技術におけるものよりも小型で効率的な手法で主軸台のより滑らかで簡単な回転を容易にすることができる。更に、軸受アセンブリに適合され得る軸受要素の数は、先行技術におけるものよりも多く、それは、軸受アセンブリの耐荷能力を増やすことができる。
【０００８】
第１の組の軸受要素は、第１の組の軸受要素と主軸台の第１の部分との間の接触点が動的である（例えば、瞬間的で常に変化する）ように第１のレース上で回転して転がり得、第２の組の軸受要素は、第２の組の軸受要素と主軸台の第２の部分との間の接触点が動的であるように第２のレース上で回転して転がり得、２つの軸受要素が、パイプ旋盤の分割線に同時に接触することを減らす。これは、２つの軸受要素が分割線に同時に接触し得る場合、傷または起伏として次いで被加工物に伝達し得る跳躍部または遮断部が作り出され得るので、有利である。
【０００９】
傷または起伏は、被加工物の機械加工表面において可視線として現われ得、固定筐体内に載置された伝統的な固定Ｖ字形誘導軸受（複数可）配設と交差する分割線によって悪化する。傷の深さ及び程度は、回転要素が摩耗するにつれて時間及び機械寿命と共に悪化する。伝統的なＶ字形誘導軸受の固定接触点とは対照的に、この軸受アセンブリは、それらが分割線と交差するときに２つ以上の軸受要素の複数の動的接触位置を提供し、傷を低減または排除し、それは、優れた表面仕上げを可能にする。
【００１０】
第１及び第２の組の軸受要素と主軸台との間の動的接触はまた、従来のＶ字形誘導及び滑動軸受システムよりも少ない熱と摩擦を発生させ得、パイプ旋盤がより低い動作温度で動作することを可能にして、送電効率を上げる。
【００１１】
ある変形形態によれば、第１の組の軸受要素及び第２の組の軸受要素が、先行技術におけるように径方向または軸方向荷重のみに耐えるのではなくて、径方向及び軸方向荷重の両方に耐えるように配設され得、軸受アセンブリの多用性及び動作上の性能を実質的に高めて、それによりパイプ旋盤の性能を高める。
【００１２】
ある変形形態によれば、第１の組の軸受要素は、第２の組の軸受要素とは異なる速度で移動することができる。第１の組の軸受要素と第２の組の軸受要素との間のこの移動速度差は、２つの軸受要素が分割線に接触することを減らすことができ、それは、被加工物上の傷を低減する。
【００１３】
ある変形形態によれば、第１の組の軸受要素及び第２の組の軸受要素は、異なる方向に軸受アセンブリを巡って循環するまたは移動するように配設され得る。これは、２つの軸受要素が分割線に同時に接触することを減らすという効果がある。これはまた、先行技術よりも有利に熱を放散すると共に軸受アセンブリの全体にわたって加えられる荷重をより効率的に分配し、軸受アセンブリ及びパイプ旋盤の動作上の寿命を増やす。
【００１４】
軸受アセンブリの実施形態は、軸受アセンブリをその各部分内に保持されたままにして、パイプ旋盤が１つ以上の分割線に沿って異なる部分に分解され得るか分割され得るように、パイプ旋盤の一部分のみ内において動作可能であると共に配置可能であるよう配設され得る。これは、軸受アセンブリの軸受要素が、分解の間にパイプ旋盤から落ちることを低減または排除するという効果があり、パイプ旋盤の分解を作業者にとってより簡単かつ安全にさせる。
【００１５】
軸受アセンブリの実施形態の多数の利点、特徴、及び機能が、以下の記載及び添付図面を考慮して容易に明らかになり、より良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本開示のこれらの及び他の特徴、態様、ならびに利点は、以下の記載、添付の特許請求の範囲、及び添付図面に関してより良く理解されるであろう。
【図１】ある実施形態に係るパイプ旋盤の等角図である。
【図２】図１に示されるパイプ旋盤の分解図である。
【図３】ある実施形態に係る軸受アセンブリの等角図である。
【図４】ある実施形態に係る図３に示される軸受アセンブリから取り外された下部レースの下部等角図である。
【図５】図３に示される軸受アセンブリの底面図である。
【図６】ある実施形態に係る図３に示される軸受アセンブリから取り外された上部レースの上部等角図である。
【図７】ある実施形態に係る保持器カバーが取り外された図３に示される軸受アセンブリの上面図である。
【図８】図３に示される軸受アセンブリの正面図である。
【図９】ある実施形態に係る図１に示される軸受アセンブリを示すパイプ旋盤の部分断面図である。
【図１０】パイプ旋盤の別の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示の異なる実施形態のより良い理解は、添付図面と共に読まれる以下の記載から得られ得、これらの図面において同じ参照記号は同じ要素を指す。
【００１８】
本開示は、様々な修正及び代替の構成が可能であるが、ある特定の例示的な実施形態が、図面にあり、以下に記載される。しかしながら、本開示を開示された実施形態に限定する意図は存在せず、反対に、その意図は、開示の趣旨及び範囲内にある全ての修正、代替の構成、組み合わせ、ならびに均等物を包含することを理解されたい。
【００１９】
パイプ旋盤１００を備える回転機械加工デバイスの例となる実施形態が、図１及び２に示される。パイプ旋盤１００は、支持筐体１０２、主軸台１０４、及び複数の軸受アセンブリ１５８、１６０を含むことができる（図２に示す）。支持筐体１０２と主軸台１０４の両方は、区分され得（例えば、２つ以上の部分に分割され得）、機械加工予定の被加工物（例えば、パイプ）の周りに完全なアセンブリを形成するように共に結合されるように配設され得る。被加工物は、主軸台１０４の回転軸１２８に対してパイプ旋盤１００によって同心円状に支持される。
【００２０】
パイプ旋盤１００は、取り外し可能に締結される２つの円弧または半円形の半部で、分割線１０８に沿って直径方向に分割され得る。パイプ旋盤１００が２つの半部を含むように示されるが、パイプ旋盤１００は、被加工物の周りに接合され得る４つまたは任意の他の適切な数の区分として構築され得る。パイプ旋盤１００が被加工物の外周上に載置されることが記載されるが、他の実施形態では、パイプ旋盤１００が、被加工物の内部周辺または内周上で利用され得る。また、パイプ旋盤１００は略円形状を有することが図示されるが、パイプ旋盤１００は、長円形状、楕円形状、先細り構成、それらの組み合わせ、または任意の他の適切な形状を有してもよいことが認識されるであろう。
【００２１】
支持筐体１０２は、被加工物を中心として同心円状に締着されるように配設された略環状部材とすることができる。支持筐体１０２は、任意の適切な構成を呈し得る。支持筐体１０２は、共に取り外し可能に結合された（図２に示される）２つの区分１１２、１１４を含むことができる。支持筐体１０２の第１の半部１１２として図示され記載された第１の区分１１２は、被加工物の周辺の第１の部分の周りまたは第１の部分内に延出するように配設され得る。支持筐体１０２の第２の半部１１４として図示され記載された第２の区分１１４は、被加工物の周辺の第２の部分の周りにまたは第２の部分内に延出するように配設され得る。支持筐体１０２が２つの半部を備えることが図示されるが、支持筐体１０２は、被加工物を中心として接合され得る３つ、４つ、または任意の適切な数の区分として構築され得る。
【００２２】
支持筐体１０２は、任意の適切な材料で形成され得る。ある実施形態において、支持筐体１０２は、アルミニウムまたは他の適切な金属を含むことができる。支持筐体１０２は、（図９に示される）底面側１２０と、支持筐体１０２の底面側１２０の反対側に配置された上部側１２２とを含むことができる。支持筐体１０２の上部側１２２は、以下に記載されるギアリングに空間及び支持領域を提供する外部環状肩部１２４を含むことができる。支持筐体１０２の上部側１２２はまた、軸受アセンブリ１５８、１６０に空間及び支持領域を提供する内部環状肩部１２６を含むことができる。適切な調心のために、（図１に示される）複数のスペーサ１１６（例えば、脚部またはパッド）が、支持筐体１０２の内壁表面内の辺りに位置付けられ得、１つ以上のボルト１１８によって適所に保持され得る。
【００２３】
主軸台１０４は、支持筐体１０２上に軸１２８を中心とする回転のために載置され得る。主軸台１０４は、任意の適切な構成を呈し得る。主軸台１０４は、底面側１３０（図９）を含むことができ、その底面側は、支持筐体１０２の上部側１２２に向き、上部側１３２は、主軸台１０４の底面側１３０の反対側に配置される。支持筐体１０２と同様に、主軸台１０４は、第１の区分１５４と第２の区分１５６に区分され得る。主軸台１０４の底面側１３０は、外周壁１１７（図９）によって境界を付けられた（図９に示される）環状凹部１０６を含むことができ、その結果、凹部１０６の上面が、壁１１７の底面側の上方に（底面側内で凹んで）あり、軸受アセンブリ１５８、１６０に空間を提供する。壁１１７の底面側１３０はまた、以下に記載されるギアリングに支持領域を提供するように配設され得る。
【００２４】
主軸台１０４は、任意の適切な材料で形成され得る。主軸台１０４は、中炭素合金鋼、炭素鋼、ステンレス鋼、炭化タングステン、それらの組み合わせ、または別の適切な材料で形成され得る。
【００２５】
図１に見られるように、１つ以上の器具モジュール１３４が、主軸台１０４の上部側１３２に接続され得る。各器具モジュール１３４は、被加工物を機械加工する（例えば、面取りする、溝付けする、切断する、及び／または他の動作の）ためのいくつかの器具を載置するように配設され得る。２つの器具モジュール１３４が、一般に、主軸台１０４の反対側（例えば、直径方向に反対側）上に配置される。これは、中間の切断力を生成するのに役立つという効果があり、それによって、パイプ旋盤１００の拘束またはねじれが、一般に回避され得るか最小限にされ得る。パイプ旋盤１００はまた、器具モジュール１３４の器具を被加工物の方へ動作可能に前進させるのを助ける取り外しアセンブリを含むことができる。パイプ旋盤１００は、任意の適切な器具モジュール及び／または取り外しアセンブリを含むことができる。
【００２６】
図１及び９に最も良く見られるように、別個のギアリング１３６が、底面側１３８と、ギアリング１３６の底面側１３８の反対側に配置された上部側１４０とを含むことができる。ギアリング１３６の上部側１４０は、主軸台１０４の底面側に向くように配設される。ギアリング１３６は、ギアリング１３６を主軸台１０４の底面側１３０に締結するための複数の締結具を受け入れるための複数の開口部（図示しない）を更に含むことができる。より具体的には、締結具は、ギアリング１３６の上部側１４０を主軸台１０４の壁１１７の底面に締結するように構成され得る。
【００２７】
ギアリング１３６は主軸台１０４と共に、ただしそれと独立せずに回転する。ギアリング１３６が複数の区分を含むことが認識されるであろう。例示された実施形態では、ギアリング１３６は、第１の区分及び第２の区分を含むが、３つ以上の区分（図示しない）を有し得ることを認識されたい。ギアリング１３６が主軸台１０４とは別個であるように図示され記載されるが、他の実施形態では、ギアリング１３６が主軸台１０４に一体化されてもよい。
【００２８】
ギアリング１３６は、（図９に示される）複数の歯１４４を含むことができ、歯１４４は、ギアリング１３６の内径表面上に形成される。歯１４４は、（図１に示される）モータ１４８によって駆動される（図１に示される）駆動ギア１４６と協働することができ、モータ１４８は、支持筐体１０２の底面側１２０上に載置される。より具体的には、駆動ギア１４６が、ギアリング１３６上の歯１４４と噛合するか協働し、駆動ギア１４６がモータ１４８によって駆動されるときに、ギアリング１３６及び主軸台１０４が回転する。使用されるモータ１４８は、空気で駆動されてもよいし、液体で駆動してもよいし、あるいは電気的に駆動されてもよい。パイプ旋盤１００は、任意の適切な駆動ギア１４６、歯１４４、及び／またはギアリング１３６を含むことができる。
【００２９】
複数の軸受アセンブリ１５８、１６０が、支持筐体１０２と主軸台１０４との間に配置され得、主軸台１０４を支持筐体１０２に可動式に結合する。第１の軸受アセンブリ１５８は、主軸台１０４の第１の区分１５４と支持筐体１０２の第１の区分１１２との間に配置されるように配設され得る。第２の軸受アセンブリ１６０は、主軸台１０４の第２の区分１５６と支持筐体１０２の第２の区分１１４との間に配置されるように配設され得る。
【００３０】
軸受アセンブリ１５８、１６０が、支持筐体１０２の内径肩部１２６上に支持され得、（図６に示される）壁１１７によって主軸台１０４の凹部内で境界付けられ得る。軸受アセンブリ１５８及び１６０は、互いに独立するように配設される。有利なことには、これは、パイプ旋盤１００が別個の半部に分解され（例えば、分割線１０８で分割され）、軸受アセンブリ１５８、１６０がそれらの各半部内に保持されたままにすることを可能にし、それは、軸受アセンブリ１５８、１６０がパイプ旋盤１００から落ちることを排除する。
【００３１】
パイプ旋盤１００が、第１の軸受アセンブリ１５８及び第２の軸受アセンブリ１６０を含むことが記載されるが、パイプ旋盤１００は、本開示から逸脱することな無く、３つ、４つ、または任意の適切な数の軸受アセンブリを有し得ることが認識されるであろう。パイプ旋盤１００は、円の４分の１をそれぞれ形成する、４つの軸受アセンブリを含んでもよい。
【００３２】
例示の簡潔さと開示の節約のために、ただ１つの軸受アセンブリ１５８が更に詳細に記載される。しかしながら、他の軸受アセンブリ１６０が、好適には、必ずしも実質的に同様ではないことが認識されるであろう。軸受アセンブリ１５８は、任意の適切な構成を呈し得る。
【００３３】
図２及び３に示されるように、軸受アセンブリ１５８は、第１のレースまたは上部レース１６２、上部レース１６２に固定された第２のレースまたは下部レース１６４、上部レース１６２上に配設された第１の複数の上部軸受要素１６６、下部レース１６４上に配設された第２の複数の下部軸受要素１６８、軸受保持器端部蓋１７０、及び軸受保持器カバー１７２を含む、再循環式軸受アセンブリとすることができる。
【００３４】
図４は、参照の容易さのために、ある実施形態に係る軸受アセンブリ１５８から取り外された下部レース１６４を例示する。下部レース１６４は、任意の適切な材料から作製され得る。下部レース１６４は、炭素鋼、ステンレス鋼、炭化タングステン、それらの組み合わせ、または別の適切な材料を備え得る。下部レース１６４は、底面側１７４と、下部レース１６４の底面側１７４の反対側の上部側１７６とを含む円弧または実質的に半円形の部材とすることができる。下部レース１６４の底面側１７４は、（図２に示される）支持筐体１０２の上部側１２２に向くように配設され得る。下部レース１６４は、複数の開口部１９４を含むことができ、それらの少なくとも一部分が、（図２に示される）複数の締結具１８４を受け入れるように配設され、それらの締結具は、下部レース１６４が支持筐体１０２に固定して取り付けられるように下部レース１６４を支持筐体１０２に締結する。
【００３５】
下部レース１６４は、外径表面１７８、内径表面１８０、及び外径表面１７８と内径表面１８０との間に延出する一対の端部表面１８２を含むことができる。下部軸受軌道１８６は、凹状表面を含むと共に、下部レース１６４の外径表面１７８、内径表面１８０、及び端部表面１８２の周りに延出する下部レース１６４上に形成され得る。
【００３６】
図５は、ある実施形態に係る下部レース１６４上の下部軸受要素１６８の配設を示す軸受アセンブリ１５８の底面図である。下部軸受要素１６８は、下部軸受軌道１８６の凹状表面上に配置され得る。下部軸受軌道１８６は、荷重軸受部分１８８及び帰還部分１９０を含むことができる。下部軸受軌道１８６は、下部軸受要素が荷重軸受部分１８８と帰還部分１９０との間で約１８０度回ることを可能にする２つの転回部１９２を含むことができる。これは、下部軸受要素１６８が下部軸受軌道１８６の周りに自由に循環することを可能にする。
【００３７】
下部軸受軌道１８６の凹状表面は、実質的に連続的であり得る。下部軸受軌道１８６の凹状表面は変動し得る。外径表面１７８に形成された凹状表面の一部分は、湾曲部の第１の半径を有し得、内径表面１８０に形成された凹状表面の別の部分は、湾曲部の第１の半径とは異なる湾曲部の第２の半径を有し得る。
【００３８】
図６は、参照の容易さのために、軸受アセンブリ１５８から取り外された上部レース１６２を例示する。上部レース１６２は、底面側１９６と底面側１９６の反対側の上部側１９８を含む円弧または実質的に半円形の部材とすることができる。上部レース１６２の底面側１９６は、下部レース１６４の上部側１７６に向くように配設され得る。下部レース１６４と同様に、上部レース１６２は、複数の開口部１０１を含むことができる。開口部１０１のうちの少なくともいくつかは、上部レース１６２を下部レース１６４に締結するための１つ以上の締結具を受け入れることができる。開口部１０１のうちの少なくともいくつかは、上部レース１６２と下部レース１６４との間の空間的関係を調整するための１つ以上の締結具１８４部材を受け入れることができる。
【００３９】
上部レース１６２は、任意の適切な材料から作製され得る。上部レース１６２は、外径表面１０３、内径表面１０５、及び外径表面１０３と内径表面１０５との間に延出する一対の端部表面１０７を含むことができる。第１のまたは上部軸受軌道１０９は、凹状表面を含むと共に、上部レース１６２の外径表面１０３、内径表面１０５、及び端部表面１０７の周りに延出する上部レース１６２上に形成され得る。上部軸受軌道１０９は円弧とすることができる。
【００４０】
図７は、ある実施形態に係る上部レース１６２上の上部軸受要素１６６の配設を示す軸受アセンブリ１５８の上面図である。上部軸受要素１６６は、上部軸受軌道１０９の凹状表面上に配置され得る。上部軸受軌道１０９は、荷重軸受部分１１１及び帰還部分１１３を含むことができる。上部軸受軌道１０９は、上部軸受要素１６６が荷重軸受部分１１１と帰還部分１１３との間で約１８０度回ることを可能にする２つの転回部分１１５を含むことができる。これは、上部軸受要素１６６が上部軸受軌道１０９を巡って自由に循環することを可能にするという効果がある。下部軸受軌道１８６の凹状表面と同様に、上部軸受軌道１０９の凹状表面は、実質的に連続的であり得るか、あるいは可変であってもよい。
【００４１】
軸受アセンブリ１５８は、主軸台の異なる部分に接触する再循環式軸受要素の上部及び下部の組を含むので、軸受アセンブリ１５８は、摩擦を減らすことができ、先行技術におけるものよりも小型で効率的な手法で主軸台１０４の滑らかで簡単な回転を容易にすることができる。軸受アセンブリ１５８に適合される軸受要素の数は、先行技術におけるものよりも大きく、それは、軸受アセンブリ１５８の耐荷能力を増やす。
【００４２】
下部軸受要素１６８及び上部軸受要素１６６は、実質的に同様の玉軸受要素とすることができる。しかしながら、他の実施形態において、下部軸受要素１６８及び上部軸受要素１６６が異なってもよいことが認識されるであろう。ある実施形態において、下部軸受要素１６８は、上部軸受要素１６６よりも大きくまたは小さくすることができる。下部軸受要素１６８及び上部軸受要素１６６は、異なる材料で形成されてもよい。上部軸受要素１６６は、炭素鋼で形成され得、下部軸受要素１６８は、炭化タングステンで形成され得る。軸受アセンブリ１５８は、異なる軸受要素を含むことができる。下部軸受要素１６８及び／または上部軸受要素１６６は、一般に、円筒形軸受要素または任意の他の軸受要素とすることができる。
【００４３】
図３及び８に見られるように、軸受保持器端部蓋１７０が、下部レース１６４の端部表面１８２または上部レース１６２の端部表面１０７のうちの少なくとも１つに取り付けられ得る。これは、軸受要素が軸受アセンブリ１５８から落ちることを防ぐという効果がある。例えば、パイプ旋盤１００が分割線１０８に沿って直径方向に分割されるとき、軸受保持器端部蓋１７０が、支持筐体１０２の各区分と主軸台１０４との間で軸受アセンブリ１５８の上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８を保持し、それは、各区分がある方向に配向されない場合に軸受要素が従来の軸受アセンブリから落ち得る先行技術よりも、パイプ旋盤１００の組み立て及び／または分解を容易かつ安全にさせる。
【００４４】
軸受保持器端部蓋１７０が、任意の適切な手法で取り付けられ得、任意の適切な構成を呈し得る。軸受保持器端部蓋１７０のうちの少なくとも１つが、ねじ式締結具によって下部レース１６４の端部表面１８２に取り付けられ得る。軸受保持器端部蓋１７０のうちの少なくとも１つは、上部レース１６２及び下部レース１６４の端部表面に向く凹状またはＵ形状転回溝を含むことができる。Ｕ形状溝は、上部軸受軌道１０９及び下部軸受軌道１８６の荷重軸受部分と帰還部分とを接続することができる。軸受保持器端部蓋１７０は、上部軸受軌道１０９及び下部軸受軌道１８６内で下部軸受要素と上部軸受要素とを整列させるのに役立ち得る。
【００４５】
保持器カバー１７２は、任意の適切な構成を有することができる。例えば、保持器カバー１７２は、上部壁１１９と上部壁１１９から下向きに延出する外径壁１２１を含む円弧または略半円形の部材とすることができる。図３及び９に見られるように、保持器カバー１７２の上部壁１１９の底面側は、上部レース１６２の上部側１９８に取り外し可能に取り付けることができ得る。保持器カバー１７２の外径壁１２１の内部表面は、上部レース１６２の外径表面１０３及び下部レース１６４の外径表面１７８の少なくとも一部分と境界を付け得る。
【００４６】
保持器カバー１７２は、上部軸受軌道１０９の荷重部分及び帰還部分における上部軸受要素１６６と、下部軸受軌道１８６の荷重軸受部分１８８における下部軸受要素１６８とを少なくとも部分的に保持することができる。主軸台１０４が支持筐体１０２から取り外される場合、保持器カバー１７２は、軸受アセンブリ１５８内に軸受要素を保持するのに役立つことができる。これは、軸受保持器端部蓋１７０と組み合わせて、パイプ旋盤１００が別個の半部に分割されるとき及び主軸台１０４が支持筐体１０２から取り外されるときに、軸受要素を軸受アセンブリ１５８内に保持したままにすることを可能にする。更に、保持器カバー１７２は、主軸台１０４から上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８のうちの一部分を分離して整列させるように機能することができる。
【００４７】
任意選択的に、軸受アセンブリ１５８は、調整可能であり得る。例えば、軸受アセンブリ１５８は、軸受要素、上部レース１６２及び下部レース１６４、ならびに主軸台１０４間で予荷重調整を可能にする１つ以上の特徴を含むことができる。軸受アセンブリは、径方向に内側及び／または外側に調整可能であり得、ギアリング１３６と駆動ギア１４６との間の適切な接続を維持する。複数の締結具１８４は、下部レース１６４を通って延出して上部レース１６２に押し付けることができる複数組のねじを含むことができる。これらのねじの組は、所定距離に２つのレース１６２及び１６４を分離するように調整され得る。
【００４８】
１つ以上のボルト部材１８４Ａは、下部レース１６４を通って延出して上部レース１６２に取り付けることができる。ボルト部材１８４Ａは、レースに予荷重圧力を提供しながら軸受アセンブリ１５８を支持筐体１０２に固定する固定位置に２つのレース１６２及び１６４を保持することができる。ボルト部材１８４Ａは、調整可能であり得る。ボルト部材１８４Ａは、軸受アセンブリ１５８を支持筐体１０２の中に引き戻し、軸受アセンブリ１５８を単一ユニットとして共に保持するように配設され得、振動が、ねじの組の調整を取り壊すことを防ぐのに役立つ。この配設はまた、ユーザに、上部レース１６２及び上部軸受要素１６６と下部レース１６４及び下部軸受要素１６８に及ぼされる圧力を動かすならびに／または調整する能力を提供する。この圧力調整は、軸受予荷重を提供して寸法上の緩みを取ることができる。この圧力調整はまた、分解または掃除のために主軸台１０４と支持筐体１０２との間の寸法上の間隙を調整することができる。
【００４９】
主軸台１０４の第１の区分１５４と支持筐体１０２の第１の区分１１２との間の軸受アセンブリ１５８の配設が、次に、図９に関してより詳細に記載される。軸受アセンブリ１５８は、支持筐体１０２上に支持され得、主軸台１０４の凹部１０６内に受け入れられ得る。より具体的には、下部レース１６４の底面側１７４が、支持筐体１０２の内部環状肩部１２６に形成された径方向スロット内に位置付けられ得る。下部レース１６４の上部側１７６は、上部レース１６２の底面側１９６上で対応する径方向突起を受け入れる径方向スロットを含むことができ、軸受アセンブリ１５８のアラインメントを維持するのに役立つ。
【００５０】
保持器カバー１７２は、上部レース１６２の上部側１９８と、上部レース１６２及び下部レース１６４の外径表面とを覆うことができる。保持器カバー１７２の外部表面は、凹部１０６の上面及び支持筐体１０２の壁１１７の内部表面に向く。支持筐体１０２の外径表面の一部分は、上部レース１６２及び下部レース１６４の内径表面に向く。
【００５１】
下部軸受軌道１８６の荷重軸受部分１８８における下部軸受要素１６８は、内部レースウェイ表面１２３と接触して協働するように配設され得る。内部レースウェイ表面１２３は、下部軸受軌道１８６上の凹状表面の一部分を含むことができ、外部レースウェイ表面１２５は、主軸台１０４の第２の部分または径方向に内側に延出する主軸台１０４の壁１１７の一部分に形成された凹状表面を備える。レースウェイ表面は、その表面上で軸受要素が転がる及び／または往復運動する表面のことを意味する。
【００５２】
主軸台１０４上の外部レースウェイ表面１２５が回転する際、それは、荷重軸受部分１８８における下部軸受要素１６８を回転させる。下部軸受要素１６８が下部軸受軌道１８６の周りに循環し得るので、下部軸受要素１６８が下部軸受軌道１８６の荷重軸受部分１８８内で回転して転がる。下部軸受要素１６８と内部レースウェイ表面１２３及び外部レースウェイ表面１２５との間の接触点は動的であり、以下により詳細に記載されるように被加工物における傷の形成を低減または排除する。
【００５３】
図９及び１０に最も良く見られるように、内部レースウェイ表面１２３及び外部レースウェイ表面１２５は、軸１２８に対して互いに関して変位され得る。それらは、組み合わされた荷重に適応し得、その荷重を支持し得、すなわち、径方向及び軸方向荷重に同時に作用する。軸受アセンブリ１５８の荷重分配が強化される。軸受アセンブリ１５８は、（図２に示される）軸受アセンブリ１６０とは独立して、軸方向及び径方向荷重の両方を引き受けることができる。
【００５４】
下部軸受軌道１８６の帰還部分１９０における下部軸受要素１６８は、内部レースウェイ表面１２７と接触し協働するように配設され得る。内部レースウェイ表面１２７は、下部軸受軌道１８６の凹状表面を含むことができ、外部レースウェイ表面１２９は、内部環状肩部１２６と支持筐体１０２の径方向に向く部分との間に延出する支持筐体１０２上に凹状表面を備える。内部レースウェイ表面１２７及び外部レースウェイ表面１２９が互いに対して動かないので、帰還部分１９０における下部軸受要素１６８が、少なくとも部分的に荷重軽減され得る。主軸台１０４の回転は、帰還部分１９０における下部軸受要素１６８を直接的に循環させない。むしろ、荷重軸受部分１８８における下部軸受要素１６８の循環は、帰還部分における下部軸受要素１６８を下部軸受軌道１８６の周りに回転する、転がす及び／または循環するように駆動するかそのようにさせる。
【００５５】
下部軸受軌道１８６のこの帰還部分１９０は、下部軸受要素１６８と支持筐体１０２との間に空隙を与えるように配設され、下部軸受要素１６８が循環することを可能にすることが認識されるであろう。荷重軸受部分１８８における下部軸受要素１６８と同様に、下部軸受要素１６８と内部レースウェイ表面１２７及び外部レースウェイ表面１２９との間の接触点は、動的であり得、瞬間的であり得る。これは、以下により詳細に記載されるように被加工物における傷の形成を低減または排除するという効果がある。
【００５６】
更に、下部軸受要素１６８は動作の間の一部の時間のみに荷重をかけられるので、下部軸受要素１６８の動作上の寿命は、軸受要素がパイプ旋盤の動作の間に常に荷重をかけられるパイプ旋盤に使用される従来の軸受アセンブリと比較して、増え得る。これは下部軸受要素１６８からの熱放散を増やすという効果がある。これはまた、支持筐体１０２と主軸台１０４との間で生成される摩擦及び熱を減らすのに役立ち、パイプ旋盤１００の送電効率を上げる。
【００５７】
上部軸受軌道１０９の荷重軸受部分１１１における上部軸受要素１６６は、内部レースウェイ表面１３１と接触し協働するように配設され得る。内部レースウェイ表面１３１は、上部軸受軌道１０９上の凹状表面の一部分を含むことができ、外部レースウェイ表面１３３は、主軸台１０４の第１の部分または主軸台１０４上に形成された凹状表面を備える。内部レースウェイ表面１３１及び外部レースウェイ表面１３３は、オフセットされ得、荷重軸受部分１１１が、組み合わされた荷重を支持することを可能にする。主軸台１０４上の外部レースウェイ表面１３３が回転する際、それは、荷重軸受部分１１１における上部軸受要素１６６も同様に回転させる。荷重軸受部分１８８における下部軸受要素１６８と同様に、上部軸受要素１６６と内部レースウェイ表面１３１及び外部レースウェイ表面１３３との間の接触点は、動的であり得、瞬間的であり得る。
【００５８】
上部軸受要素１６６は、軸受アセンブリ１５８の内径側上の主軸台１０４に接触することができ、下部軸受要素１６８は、軸受アセンブリ１５８の外径側上の主軸台１０４に接触する。主軸台１０４が軸１２８を中心として回転する際、上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８が、反対方向に軸受アセンブリ１５８を巡って循環する。これは、主軸台１０４及び／または軸受アセンブリ１５８の全体にわたって熱を放散するならびに／あるいは荷重を分配するという効果があり、軸受の故障を減らす。
【００５９】
軸受アセンブリ１５８及び軸受アセンブリ１６０は独立して動作するので、主軸台及び旋盤の全体にわたって荷重がより均等に分配される。主軸台１０４の第１の区分における荷重は軸受アセンブリ１５８によって分配され、主軸台１０４の第２の区分における荷重は軸受アセンブリ１６０によって分配され、軸受アセンブリの１つに荷重をかけ過ぎる可能性を減らし、それは、軸受アセンブリの動作上の寿命を増やす。
【００６０】
上部軸受軌道１０９の帰還部分１１３における上部軸受要素１６６は、内部レースウェイ表面１３５と接触し協働するように配設され得る。内部レースウェイ表面１３５は、上部軸受軌道１０９における凹状表面の一部分を含むことができ、外部レースウェイ表面１３７は、保持器カバー１７２の外径壁１２１の内部表面及び保持器カバー１７２の上部壁１１９の底面側を備える。例示された実施形態では、帰還部分１１３における上部軸受要素が、３つのレースウェイ表面に接触する。しかしながら、上部軸受要素は、２つまたは任意の他の適切な数の接触点を作り出すように構成され得ることが認識されるであろう。
【００６１】
帰還部分１９０における下部軸受要素１６８と同様に、帰還部分１１３は、下部軸受要素１６８が通過し得るようにかつパイプ旋盤１００の動作の間の一部の時間のみに荷重をかけられるように、上部軸受要素１６６と保持器カバー１７２との間に空隙を与えるように寸法を定められ構成され、上部軸受要素１６６の動作寿命を増やす。
【００６２】
図１０に見られるように、軸受アセンブリ１５８の幾何形状は、軸受アセンブリ１５８の動作に影響を及ぼすように配設され得る。推力荷重を支持するための軸受アセンブリ１５８の容量は、接触角αを増やすことによって増大し得る。逆に、径方向荷重を支持するための軸受アセンブリ１５８の容量は、接触角αを減らすことによって増大し得る。接触角αは、軸受要素１６８及びレースウェイ表面（例えば、１２７、１２９）の接触の線接合点であって、それに沿って、荷重が１つのレースウェイ表面から別のレースウェイ表面に伝達される線接合点と、軸１２８に垂直な線との間の角度である。ある実施形態において、軸受要素の接触角αは、約１０度〜約４５度、約１２度〜約３０度、または約１５度〜約２２．５度の間にあり得る。他の実施形態において、軸受要素の接触角αは、より大きくてもよいし、または小さくてもよい。
【００６３】
上部レース１６２及び下部レース１６４上に形成されたレースウェイ表面と、主軸台１０４と、支持筐体１０２及び／またはレースウェイの湾曲部との間の変位に起因して、軸受アセンブリ１５８は、動作の間にいくらかのミスアラインメントまたは歪みを可能にさせ得る。パイプ旋盤の温度変化は、支持筐体及び軸受要素のサイズならびに形状を変え得、それは、パイプ旋盤の安定性及び精密さに悪影響を与え得る。
【００６４】
レースウェイ表面は、支持筐体及び／または軸受要素のサイズならびに形状における変化に起因するある程度のミスアラインメントに耐えることができるので、従来のパイプ旋盤に対してパイプ旋盤１００の安定性及び精密さが改善され得る。これは、軸受アセンブリ１５８が、被加工物における欠陥またはパイプ旋盤１００の動作の間に存在し得る他の衝撃荷重に耐えることを可能にする。パイプ旋盤１００は、軸受アセンブリ１５８、１６０を潤滑するための任意の適切な手段を含んでもよいことが認識されるであろう。更に、１つ以上の封止材１４１が、軸受アセンブリ１５８、１６０及び／またはギアリング１３６の中への汚染の侵入を防ぐためにパイプ旋盤１００内に提供されてもよい。封止材１４１は、任意の適切な封止材を含むことができる。
【００６５】
動作中、主軸台１０４が軸１２８を中心として回転される際、上部軸受軌道１０９の荷重軸受部分１１１における上部軸受要素１６６が、外部レースウェイ表面１３３と内部レースウェイ表面１３１との間で第１の方向に回転させられ動かされる。上部軸受要素１６６が、荷重軸受部分１１１を通して往復運動または移動する際、軸方向及び／または径方向荷重が、主軸台１０４から上部軸受要素１６６及び上部レース１６２経由で支持筐体１０２に伝達される。上部軸受要素１６６は、次いで、荷重軸受部分１１１から出て、上部軸受要素１６６が動いて約１８０度曲がる転回部１４３のうちの１つの中に入って通過する。実質的に荷重が軽減された状態にある、上部軸受要素１６６が、次いで、それらが内部レースウェイ表面１３５と外部レースウェイ表面１３７との間で第２の方向に回転して動く帰還部分１１３の中に入る。第２の方向は、一般に、第１の方向とは反対である。
【００６６】
帰還部分１１３から、上部軸受要素１６６は、上部軸受要素１６６が約１８０度曲がる他の転回部１４３に入り、それらが第１の方向に再び回転させられ動かされる荷重軸受部分１１１に帰還する。上部軸受要素１６６のこの再循環は、主軸台１０４の回転運動の間に続けられる。上部軸受要素１６６は、主軸台１０４が逆方向に回転されるときに逆方向に再循環されることが認識されるであろう。
【００６７】
次に下部軸受軌道１８６を参照すると、主軸台１０４が軸１２８を中心として回転される際、荷重軸受部分１８８における下部軸受要素１６８が、外部レースウェイ表面１２５と内部レースウェイ表面１２３との間で第１の方向に回転させられ動かされる。下部軸受要素１６８及び上部軸受要素１６６が、反対方向に下部軸受軌道１８６及び上部軸受軌道１０９を巡って循環する。
【００６８】
下部軸受要素１６８が荷重軸受部分１８８を通って移動または往復運動する際、軸方向及び／または径方向荷重が、主軸台１０４から下部軸受要素１６８及び下部レース１６４経由で支持筐体１０２に伝達される。下部軸受要素１６８は、次いで、荷重軸受部分１８８から出て、下部軸受要素１６８が約１８０度曲がる転回部１９２のうちの１つを通過する。下部軸受要素１６８は、次いで、それらが内部レースウェイ表面１２７と外部レースウェイ表面１２９との間で第２の方向に循環して動く帰還部分１９０の中に入る。帰還部分１９０から、下部軸受要素１６８は、下部軸受要素１６８が約１８０度曲がる他の転回部１９２に入り、それらが第２の方向に再び回転させられ動かされる荷重軸受部分１８８に帰還する。下部軸受要素１６８のこの再循環は、主軸台１０４の回転運動の間に続けられる。下部軸受要素１６８は、主軸台１０４が逆方向に回転されるときに逆方向に再循環されることが認識されるであろう。
【００６９】
パイプ旋盤１００の動作の間に、上部軸受要素１６６及び／または下部軸受要素１６８は、多くの従来のパイプ旋盤において見られる滑動する接触軸受要素の摩擦係数よりも低い摩擦係数を有し得る。上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８は、より少ない熱を作り出し得、それによって、軸受アセンブリ１５８及び／またはパイプ旋盤１００の他の構成要素内の熱変形の度合いを制限する。加えて、上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８は、主軸台１０４が回転している時間の一部のみに荷重をかけられる（すなわち、軸受要素は、帰還部分または転回部において荷重をかけられない）。
【００７０】
上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８からの熱放散は、軸受要素が帰還部分及び転回部内に残るので増大され得る。そのような構成は、パイプ旋盤１００が、少ない熱の発生に起因してより速い切断速度で動作することを可能にし得る。更に、軸受アセンブリ１５８は、パイプ旋盤１００がより低い動作温度で動作するのに役立つことができる。軸受アセンブリ１５８内の軸受要素の配設は、支持筐体１０２と主軸台１０４との間で生成される摩擦及び熱を低減するのに役立ち、パイプ旋盤１００の送電効率を上げる。
【００７１】
更に、上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８は回転して転がっているので、主軸台１０４上の軸受要素と内部レースウェイ表面１２３及び外部レースウェイ表面１３３との間の接触点は、瞬間的であり、常に変化し、２つの軸受要素が分割線１０８に同時に接触することを減らす。２つの軸受要素が分割線１０８に同時に接触することができる場合、傷または起伏として次いで被加工物に伝達することができる跳躍部または遮断部が作り出され得るので、これは有利である。
【００７２】
そのような傷または起伏は、被加工物の機械加工された表面において可視線として現われ得、固定筐体内に載置された伝統的な固定Ｖ字形誘導軸受（複数可）配設と交差する分割線によって悪化する。更に、傷の深さ及び程度は、回転要素が摩耗するので、時間及び機械寿命を経て悪化する。伝統的なＶ字形誘導軸受の固定接触点とは対照的に、軸受アセンブリ１５８は、２つ以上の軸受要素の複数の動的接触位置を、それらが分割線１０８と交差するように提供し、傷を実質的に低減または排除する。
【００７３】
軸受アセンブリ１５８は、２つの軸受要素が分割線１０８に同時に接触することを減らすのに役立つ他の特徴を更に含むことができる。上部軸受要素１６６は、（図１に示される）軸１２８から下部軸受要素１６８とは異なる直径または距離において主軸台１０４に接触することができる。同時に、荷重軸受部分１８８における下部軸受要素１６８が、荷重軸受部分１１１における上部軸受要素１６６より長い距離を軸１２８の周りに移動する。上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８が、異なる速度で移動する。上部軸受要素１６６と下部軸受要素１６８の移動速度差が原因で、２つの軸受要素が分割線１０８に同時に接触する可能性が減らされる。更に、上部軸受要素１６６及び下部軸受要素１６８が、異なる方向に軸受アセンブリ１５８の周りに循環するので、２つの軸受要素が同時に分割線１０８に接触する可能性が減らされる。
【００７４】
軸受アセンブリの任意の適切な数及び／または配設が可能であるので、記載された軸受アセンブリの数及び配設は、単に例となるものである。軸受アセンブリのうちの少なくとも１つは、第１のレースウェイを有する上部レース及び第２のレースウェイを含む下部レースを含む再循環式軸受アセンブリを備え得る。第１のレースウェイは、第１の荷重軸受部分を含み得、第２のレースウェイは、第２の荷重軸受部分を含み得る。第１及び第２の荷重軸受部分における軸受要素は、回転軸１２８から実質的に同じ距離において主軸台１０４に接触し得る。
【００７５】
あるいは、軸受アセンブリのうちの少なくとも１つは、第１のレースウェイを有する上部レース及び第２のレースウェイを含む下部レースを含む再循環式軸受アセンブリを備えてもよい。第１のレースウェイは、第１の荷重軸受部分を含み得、第２のレースウェイは、第２の荷重軸受部分を含み得る。第１及び第２の荷重軸受部分における軸受要素は、回転軸１２８から実質的に同じ距離において主軸台１０４に接触し得る。
【００７６】
他の実施形態において、第１の荷重軸受部分における軸受要素が、第１の直径を有してもよく、第２の荷重軸受部分における軸受要素が、第１の直径とは異なる第２の直径を有してもよい。パイプ旋盤が記載されたが、本明細書に記載された軸受アセンブリが、任意の適切な種類の装置または機械類と共に利用され得ることが認識されるであろう。支持筐体１０２及び主軸台１０４の任意の適切な配設ならびに／または構成が可能であるので、本明細書に記載された支持筐体１０２及び主軸台１０４の構成ならびに配設は、単なる例となるものとして見なされる。軸受アセンブリ１５８及び１６０がパイプ旋盤内に配置されることが記載されるが、軸受アセンブリ１５８及び１６０が、限定されるものではないが、旋盤、多軸スピンドル、ミリング機、及び／または穴あけ機を含む、任意の適切な種類の回転機械加工デバイス内に配置され得ることが認識されるであろう。
【図１】
2018009701.tif 000003
【図２】
2018009701.tif 000004
【図３】
2018009701.tif 000005
【図４】
2018009701.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月29日(2017.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受アセンブリであって、
弧状の構成を有する第１のレースと、
第１のレースに動的に接触し、軸受アセンブリ内で第１の方向に再循環するように構成された第１の組の軸受要素と、
第１のレースに取り外し可能に固定された弧状の構成を有する第２のレースと、そして
第２のレースに動的に接触し、軸受アセンブリ内で第１の方向と反対の第２の方向に再循環するように構成された第２の組の軸受要素とを備える、軸受アセンブリ。
【請求項２】
前記第１のレースと前記第２のレースとの間の空間的関係が調整可能である、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項３】
少なくとも１つの締結具が前記第１のレースを貫通して前記第２のレースと係合し、前記少なくとも１つの締結具は前記第１のレースと前記第２のレースとの間の距離を調整するように構成されている、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの締結具が、前記第１のレースまたは前記第２のレースのうちの少なくとも１つに予荷重をかけるように構成されている、請求項３に記載の軸受アセンブリ。
【請求項５】
前記第１のレースまたは前記第２のレースの少なくとも１つは、軸方向にオフセットされた内部および外部レースウェイ表面を含む、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の組の軸受要素は、前記第１のレースの一部のみに沿って装填される、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項７】
前記第１のレースの上側に取外し可能に取り付けられた保持器カバーをさらに備え、前記保持器カバーは、前記第１の組の軸受要素および前記第２の組の軸受要素を前記軸受アセンブリに少なくとも部分的に保持する、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項８】
前記保持器カバーは、前記第１のレースの上側に取り付けられた外径壁と、前記外径壁から下向きに延出す外径壁を含む円弧の部材を備える、請求項７に記載の軸受アセンブリ。
【請求項９】
前記第１のレースまたは前記第２のレースの端面に取り付けられた一対の軸受保持器端部蓋をさらに備え、前記軸受アセンブリ内で、前記軸受保持器端部蓋は、前記第１の組の軸受要素および前記第２の組の軸受要素を少なくとも部分的に保持する、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項１０】
軸受保持器端部蓋の少なくとも１つが、端部表面に向くＵ形状溝を含み、前記第２のレースにおいて、第１のレースの第１の組の軸受要素または第２のレースの第２の組の軸受要素の整列を容易にするように構成される、請求項９に記載の軸受アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１および第２のレースは、実質的に半円形の形状を画定する、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項１２】
前記第２のレースの上側は、前記第１のレースの底面側に画定された対応する径方向突起を受け入れる径方向スロットを含む、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項１３】
前記第１のレースは、凹状表面を画定する、請求項１に記載の軸受アセンブリ。
【請求項１４】
前記軸受アセンブリは、第１の部材と、前記第１の部材に対して軸の周りに回転可能な第２の部材とを有する回転装置に含まれ、前記軸受アセンブリは、前記第１の部材と前記第２の部材との間に配置される、請求項1に記載の軸受アセンブリ。
【請求項１５】
前記軸受アセンブリは、前記第２の部材によって画定される凹部内に受容される、請求項１４に記載の軸受アセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
他の実施形態において、第１の荷重軸受部分における軸受要素が、第１の直径を有してもよく、第２の荷重軸受部分における軸受要素が、第１の直径とは異なる第２の直径を有してもよい。パイプ旋盤が記載されたが、本明細書に記載された軸受アセンブリが、任意の適切な種類の装置または機械類と共に利用され得ることが認識されるであろう。支持筐体１０２及び主軸台１０４の任意の適切な配設ならびに／または構成が可能であるので、本明細書に記載された支持筐体１０２及び主軸台１０４の構成ならびに配設は、単なる例となるものとして見なされる。軸受アセンブリ１５８及び１６０がパイプ旋盤内に配置されることが記載されるが、軸受アセンブリ１５８及び１６０が、限定されるものではないが、旋盤、多軸スピンドル、ミリング機、及び／または穴あけ機を含む、任意の適切な種類の回転機械加工デバイス内に配置され得ることが認識されるであろう。
以下に、出願時の特許請求の範囲の記載事項を付記する。
［１］  被加工物上に載置するように配設された区分型支持筐体（１０２）と、
前記支持筐体（１０２）上に載置されると共に軸（１２８）を中心として前記支持筐体（１０２）に対して回転可能である区分型主軸台（１０４）と、
前記主軸台（１０４）と前記支持筐体（１０２）との間に配置された少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）と、を備え、
前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）が、前記主軸台（１０４）の第１の部分（１３３）に動的に接触するように、及び第１の方向に前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環するように配設された、第１の組の軸受要素（１６６）を含む第１のレース（１６２）と、前記主軸台（１０４）の第２の部分（１２５）に動的に接触するように、及び前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）に加えられた荷重の分配を促進するよう前記第１の方向とは反対の第２の方向に前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環するように配設された、第２の組の軸受要素（１６８）を含む第２のレース（１６４）と、を含むことを特徴とする、回転機械加工デバイス（１００）。
［２］  前記第１の組の軸受要素（１６６）が、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）の内径側上で前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）に動的に接触し、前記第２の組の軸受要素（１６８）が、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）の外径側上で前記主軸台（１０４）の前記第２の部分（１２５）に動的に接触することを特徴とする、［１］に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［３］  前記第１の組の軸受要素（１６６）が、第１の速度で前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環し、前記第２の組の軸受要素（１６８）が、前記第１の速度とは異なる第２の速度で前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環することを特徴とする、［１］または［２］に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［４］  前記第１のレース（１６２）が、前記第１の組の軸受要素（１６６）に接触するように、及び前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）からの荷重を前記第１の組の軸受要素（１６６）経由で前記支持筐体（１０２）に伝達するように配設された、荷重軸受部分（１１１）と、前記第１の組の軸受要素（１６６）からの熱放散を促進するように前記第１の組の軸受要素（１６６）を少なくとも部分的に荷重軽減するように配設された、帰還部分（１１３）と、２つの転回部分（１１５）と、を備える円弧状の第１の軸受軌道（１０９）を含むことを特徴とする、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［５］  前記第１のレース（１６２）の上部側（１９８）に取り外し可能に取り付けられた保持器カバー（１７２）を更に備えることを特徴とし、前記保持器カバー（１７２）が、前記回転機械加工デバイス（１００）が前記回転機械加工デバイス（１００）の分割線（１０８）に沿って直径方向に分割されるときに、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内に前記第１の組の軸受要素（１６６）及び前記第２の組の軸受要素（１６８）を少なくとも部分的に保持する、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［６］  前記保持器カバー（１７２）が、前記第１のレース（１６２）の前記上部側（１９８）に取り付けられた上部壁（１１９）及び前記上部壁（１１９）から下向きに延出する外径壁（１２１）を含む、円弧部材を備えることを特徴とする、［５］に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［７］  前記第１のレース（１６２）または前記第２のレース（１６４）の端部表面に取り付けられた一対の軸受保持器端部蓋（１７０）を更に備えることを特徴とし、前記軸受保持器端部蓋（１７０）が、前記回転機械加工デバイス（１００）が前記回転機械加工デバイス（１００）の分割線（１０８）に沿って直径方向に分割されるときに、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内に前記第１の組の軸受要素（１６６）及び前記第２の組の軸受要素（１６８）を少なくとも部分的に保持する、［１］〜［６］に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［８］  前記主軸台（１０４）が前記支持筐体（１０２）から取り外されるときに、前記保持器カバー（１７２）及び前記軸受保持器端部蓋（１７０）が、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内に前記第１の組の軸受要素（１６６）及び前記第２の組の軸受要素（１６８）を保持することを特徴とする、［６］または［７］に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［９］  前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）が、前記主軸台（１０４）の第１の半部（１５４）内に実質的に収まる円弧形状を有することを特徴とする、［１］〜［８］のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［１０］  前記支持筐体（１０２）を通って延出すると共に、前記支持筐体（１０２）によって前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）に及ぼされる圧力量を調整するように前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）を前記支持筐体（１０２）の中に選択的に引き戻すように配設された、複数のボルト部材（１８４Ａ）を更に備えることを特徴とする、［１］〜［９］のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［１１］  前記第１の組の軸受要素（１６６）が軸方向荷重及び径方向荷重の両方を支持できるように、前記第１のレース（１６２）が、前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）から軸方向にオフセットされた内部レースウェイ表面（１３１）を含むことを特徴とする、［１］〜［１０］のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［１２］  前記第２のレース（１６４）を通って延出すると共に、前記第１のレース（１６２）と前記第２のレース（１６４）との間の空間的関係を調整するように配設された１つ以上の組のねじ（１８４）を更に備えることを特徴とする、［１］〜［１１］のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［１３］  前記第１の組の軸受要素（１６６）が、前記軸（１２８）から第１の距離を置いて前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）に接触し、再循環する前記第２の組の軸受要素（１６８）が、前記軸（１２８）から前記第１の距離より大きな第２の距離を置いて前記主軸台（１０４）の前記第２の部分（１２５）に接触し、その結果、前記第２の組の軸受要素（１６８）が、前記第１の組の軸受要素（１６６）より速い速度で前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）内で再循環することを特徴とする、［１］〜［１２］のいずれかに記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［１４］  前記主軸台（１０４）が、前記主軸台（１０４）の底面側（１３０）に形成されると共に外部周辺壁（１１７）によって境界を付けられた環状凹部（１０６）を含み、前記環状凹部（１０６）が、前記少なくとも１つの軸受アセンブリ（１５８）のための受け入れ空間を提供することを特徴とする、［１４］に記載の回転機械加工デバイス（１００）。
［１５］  前記前記第１の軸受要素（１６６）のうちの１つ及び前記第２の軸受要素（１６８）のうちの１つが前記回転機械加工デバイス（１００）の分割線（１０８）に同時に接触する可能性が減らされるように、前記第１の軸受要素（１６６）と前記主軸台（１０４）の前記第１の部分（１３３）の間の接触点が動的であり、かつ前記第２の軸受要素（１６８）と前記主軸台の前記第２の部分（１２５）との間の接触点が動的であることを特徴とする、［１］に記載の前記回転機械加工デバイス（１００）。
【外国語明細書】
2018009701000001.pdf