(57)【要約】【課題】  騒音が少なく運動精度が高い直線形転がり軸受を創作する。【解決手段】  縦方向（１２）に延在する案内レール（１４）と、少なくとも２循環列の転動体（２２）を用いて案内レール（１４）にて縦方向移動可能に案内されている案内キャリッジ（１６）とを有する直線形転がり軸受（１０）であって、各々の列の転動体（２２）が無限循環路（２４）内に受容されていて、この無限循環路が、支持路（２６）と、案内キャリッジ（１６）内にて延在する戻し路（２８）とにより形成され、支持路（２６）が、案内レール（１４）における走行軌道（３０）と、案内キャリッジ（１６）における走行軌道（３２）とにより定義される、前記直線形転がり軸受において、各戻し路（２８）の内周面にて、案内キャリッジ（１６）における走行軌道（３２）に対して相対的に可動に形成されている部分（３６）が設けられていること。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向（１２）に延在する案内レール（１４）と、少なくとも２循環列の転動体（２２）を用いて案内レール（１４）にて縦方向移動可能に案内されている案内キャリッジ（１６）とを有する直線形転がり軸受（１０）であって、
各々の列の転動体（２２）が無限循環路（２４）内に受容されていて、この無限循環路が、支持路（２６）と、案内キャリッジ（１６）内にて延在する戻し路（２８）とにより形成され、
支持路（２６）が、案内レール（１４）における走行軌道（３０）と、案内キャリッジ（１６）における走行軌道（３２）とにより定義される、前記直線形転がり軸受において、
各戻し路（２８）の内周面にて、案内キャリッジ（１６）における走行軌道（３２）に対して相対的に可動に形成されている部分（３６）が設けられていることを特徴とする直線形転がり軸受。
【請求項２】
戻し路（２８）の内周面（３４）の可動部分（３６）の運動が連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の直線形転がり軸受。
【請求項３】
各戻し路（２８）が少なくとも１つのカーブ路（３８）と少なくとも１つの縦方向路（４０）とを含んでいて、少なくとも１つのカーブ路（３８）の内周面（３４）が、半径方向内側のカーブ面（４２）と半径方向外側のカーブ面（４４）とにより形成され、更に、半径方向内側のカーブ面（４２）の一部分（４３）が、案内キャリッジ（１６）における走行軌道（３２）に対して相対的に可動に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の直線形転がり軸受。
【請求項４】
半径方向内側のカーブ面（４２）の可動部分（４３）が方向転換ホイール（４６）により形成され、この方向転換ホイールが回転可能に案内キャリッジ（１６）内に備えられていることを特徴とする、請求項３に記載の直線形転がり軸受。
【請求項５】
半径方向内側のカーブ面（４２）の可動部分（４３）には転動体（２２）のための保持手段（５０）が設けられていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の直線形転がり軸受。
【請求項６】
保持手段（５０）が転動体（２２）を互いに離間して保持することを特徴とする、請求項５に記載の直線形転がり軸受。
【請求項７】
保持手段（５０）が転動体（２２）を支持路（２６）の中心線（５２）に対して横向きに保持することを特徴とする、請求項５又は６に記載の直線形転がり軸受。
【請求項８】
各列の循環する転動体からの各々の転動体（２２）が常に同じ時間に支持路（２６）内へ進入することを特徴とする、請求項２〜７のいずれか一項に記載の直線形転がり軸受。
【請求項９】
方向転換ホイール（４６）の回転運動が引張手段伝動装置及び／又は歯車伝動装置を用いて連結されていることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の直線形転がり軸受。
【請求項１０】
方向転換ホイール（４６）が電気モータを用いて駆動され、それらの電気モータの回転運動が電気的に連結されていることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の直線形転がり軸受。
【請求項１１】
転動体の少なくとも２循環列内における転動体（２２）が、転動体チェーンを用い又は多数の間隔部材を用い、互いに離間されて保持されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の直線形転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦方向に延在する案内レール（案内軌条）と、少なくとも２循環列の転動体を用いて案内レールにて縦方向移動可能に案内されている案内キャリッジ（案内台車）とを有する直線形転がり軸受（リニアローリングベアリング）に関し、この際、各々の列の転動体が無限循環路内に受容されていて、この無限循環路が、支持路と、案内キャリッジ内にて延在する戻し路とにより形成され、更にこの際、支持路が、案内レールにおける走行軌道と、案内キャリッジにおける走行軌道とにより定義される。
【背景技術】
【０００２】
この種の直線形転がり軸受は例えば特許文献１から知られている。この直線形転がり軸受は、転動体の進行時に騒音が発生するという短所を有し、その理由は、戻し路内の転動体が、特に、狭いカーブ軌道へと強要されるところで、互いにぶつかるためである。それに加え、異なる転動体列の個々の転動体は同時に支持路内へ進入するわけではない。転動体が負荷下又は予圧下で支持路内を走行する場合、そのことは案内キャリッジ内の非対称の力配分を導くことになる。それにより案内キャリッジは自身の不可避の弾性に基づき極めて小さな傾斜運動を実施する。直線形転がり軸受が例えば研磨機械のような高精度の工具機械に使用されるべき場合、理想的な直線運動からのこのずれは邪魔なものである。更に運動方向における変動摩擦力の問題があり、この問題は同様に支持ゾーン内への転動体の非同時の進入により共に起因される。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６２０３１９９Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それに対し、本発明の課題は、騒音が少なく運動精度がより高い、冒頭に掲げた形式の直線形転がり軸受を創作することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明に従い、各戻し路の内周面にて、案内キャリッジにおける走行軌道に対して相対的に可動に形成されている部分が設けられている、冒頭に掲げた形式の直線形転がり軸受により解決される。戻し路の内周面の前記の部分の運動は、通り過ぎる全ての転動体に伝達され、その結果、これらの転動体は全て同じ速さで移動し、もはや互いに衝突することはない。戻し路の内周面の前記の部分の運動は、全ての転動体列の転動体が定義された時間間隔で互いに相対的に付設の支持路内へ進入するために連結され得て、それにより直線形転がり軸受の運動精度が改善される。
【０００６】
有利な実施形態に従い、各戻し路が少なくとも１つのカーブ路と少なくとも１つの縦方向路とを含んでいることが可能であり、この際、少なくとも１つのカーブ路の内周面が、半径方向内側のカーブ面と半径方向外側のカーブ面とにより形成され、更にこの際、半径方向内側のカーブ面の少なくとも１つの部分が、案内キャリッジにおける走行軌道に対して相対的に可動に形成されている。通常、カーブ路内では球が特に激しく互いに衝突し、騒音を発生させることになり、その理由は、それらの球が狭いカーブ軌道へと強要されるためである。それ故、そこでは本発明の効果が特に大きい。それに加え、カーブ路が規則的に直接的に支持路に配設されていて、それにより、転動体が互いに意図した関係性をもって支持路内へ進入することが保証されている。
【０００７】
更に、半径方向内側のカーブ面の可動部分は方向転換ホイールにより形成され得て、この方向転換ホイールは回転可能に案内キャリッジ内に備えられている。このようにして本発明に従う直線形転がり軸受は特に安価に実現され得る。半径方向内側のカーブ面の可動部分には、信頼性をもって転動体が意図した関係性で互いに保持されるために保持手段が設けられ得る。これらの保持手段は、転動体が互いに衝突しないために転動体を互いに離間して保持し得る。それに加え、これらの保持手段は転動体を支持路の中心線に対して横向き（左右方向）に保持し、つまり好ましくは、転動体の軌道がカーブ路と支持路の間の移行領域で飛躍又は屈曲を伴うことなく延在するようにであり、それにより、騒音発生が同様に減少される。
【０００８】
更に、各列の循環する転動体からの各々の転動体が同じ時間に支持路内へ進入することが提案される。つまり、これらの条件下で直線形転がり軸受の運動精度が特に高いことが示されたためであり、その理由は、案内キャリッジ内の力配分が特に対称であるためである。この条件は、特に安価に、上記の方向転換ホイールの回転運動が引張手段伝動装置及び／又は歯車伝動装置を用いて連結されていることにより保証され得る。また、方向転換ホイールが電気モータを用いて駆動されることも想定可能であり、この際には電気モータの回転運動が電気的に連結されている。
【０００９】
更に、転動体の少なくとも２循環列内における転動体は、転動体チェーンを用い又は多数の間隔部材を用い、互いに離間されて保持され得る。それにより、戻り路の内周面の部分の運動が転動体列の全ての転動体に伝達され、前記の部分の影響領域における転動体だけに限られるわけではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、添付の図面に基づき本発明を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１には本発明に従う直線形転がり軸受（リニアローリングベアリング）が全体として符号１０で示されている。この直線形転がり軸受は、縦方向１２に延在する案内レール（案内軌条）１４を有する。この案内レール上には案内キャリッジ（案内台車）１６が縦方向で可動に案内されている。この案内キャリッジは４列の転動体２２を介して案内レール１４にて支持されている。それらの転動体は球として実施されていて、これらの球は４つの無限循環路２４内を循環する。無限循環路２４は支持路２６と戻し路２８とから成る。支持路２６内で転動体２２は、各々、案内レール１４における走行軌道３０と、案内キャリッジ１６における走行軌道３２とに接触し、その結果、外力が案内キャリッジ１６から案内レール１４へと伝達され得る。戻し路２８内で転動体２２は負荷を伴うことなく支持路２６の一方の端部から支持路２６の他方の端部へと逆送される。戻し路２８は２つのカーブ路３８と１つの縦方向路４０とから成る。縦方向路４０は案内キャリッジ本体２０内にて延在し、この案内キャリッジ本体は案内レール１４と同様に鋼材から成り、走行軌道３０、３２の領域では硬化処理が成されている。案内キャリッジ本体２０の前端及び後端には、射出成形されたプラスチックから成る各々の終端キャップ１８が設けられていて、この終端キャップ１８内にカーブ路３８が配設されている。
【００１２】
カーブ路３８は半径方向内側のカーブ面４２と半径方向外側のカーブ面４４とを有する。半径方向外側のカーブ面４４は終端キャップ１８内に位置固定式で配設されていて、転動体２２を遠心力に抗してカーブ軌道へと強要する。半径方向内側のカーブ面である方向転換面４２は、軸４８を備えた方向転換ホイール４６の形式で実施されていて、この方向転換ホイールは回転可能に終端キャップ１８内に備えられている。方向転換ホイール４６には保持手段５０が設けられていて、これらの保持手段は、転動体２２にマッチングされた凹部の形式で形成されている。転動体２２はこれらの凹部内で支持路２６の中心線５２に対して横向き（左右方向）の方向において僅かな遊びをもって保持される。方向転換ホイール４６及び半径方向外側のカーブ面４４は、転動体２２がカーブ路３８内で１つの凹部から次の凹部内へ到達し得ないように寸法決定されている。従って転動体２２は方向転換ホイール４６により強制案内される。また方向転換ホイール４６は、転動体２２が飛躍や屈曲のない軌道で直接的に支持路２６内へ到達するように構成及び配設されていて、この際、転動体２２間には僅かな間隔が設けられているが、この間隔は、図面上では示されていない。
【００１３】
無限循環路２４は２つのグループ２５にまとめられていて、これらのグループは案内レール１４の対向側に設けられている。各カーブ路３８には方向転換ホイール４６が付設されていて、この際、異なる循環路に付設されている各々２つの方向転換ホイール４６は共通の軸４８上にある。両方の方向転換ホイール４６は、各々２つの転動体２２が同時に支持路２６内へ進入するように、軸４８上で互いに指向付けされている。方向転換ホイール４６の軸４８の回転運動は、引張手段伝動装置５４と２つの歯車伝動装置６４とを用い、両方のグループ２５からの各々４つの転動体２２が付設の支持路２６内へ同時に進入するように連結されている。引張手段伝動装置５４は、歯付きベルト５６と４つの歯付きベルトホイール６２とを備えた歯付きベルト伝動装置として実施されていて、それらの歯付きベルトホイール６２のうち２つは方向展開ホイール４６の各々の軸４８上にある。他の２つの歯付きベルトホイール６２は第１歯車６６と共に各々の中間軸７０上に配設されていて、この中間軸は回転可能に終端キャップ１８内に備えられている。第１歯車６６は、方向転換ホイール４６の軸４８上にある第２歯車６８と噛合し、その結果、それらの方向転換ホイール４６は中間軸７０とは反対の回転方向を有する。歯付きベルト５６は案内キャリッジ本体２０内の２つの溝５８に入り込んでいて、これらの溝は被覆バー６０により被覆されている。被覆バー６０は、スナップ接続部を用い、案内キャリッジ本体２０と、駆動トライン内に汚染物が入らないように結合されていて、この際、被覆バー６０は案内キャリッジ本体２０から突出することはない。
【００１４】
転動体循環の駆動及び方向転換ホイール４６の駆動のための駆動エネルギーは、直線形転がり軸受１０を縦方向１２にて移動させるためにこの直線形転がり軸受１０に作用する外力により与えられる。直線形転がり軸受１０の直線運動は、転動体２２が支持路２６内で摩擦力に基づいて回転運動に移されることを導く。無限循環路２４はほぼ完全に転動体２２で満たされているので、その直線運動は戻し路２８内の転動体２２に伝達され、これらの転動体２２の方は方向転換ホイール４６と駆動接続状態にある。
【００１５】
最後に指摘すべきこととして、案内レール１４の縦方向１２が本発明との関連では局部的なパラメータとして理解されるべきであるということである。つまり、案内レール１４はその全長に渡って常に直線状に延在する必要はなく、曲がった部分をも含むことができる。その際、これらの曲がった部分では案内レール１４の縦方向１２は、これらの曲がった部分における案内レール１４の実際の延在形態に対する接線と平行に延在する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】終端キャップを取り外した状態の本発明に従う直線形転がり軸受の斜視図を示す図である。
【図２】図１に従う直線形転がり軸受の正面図を示す図である。
【図３】図２内のＡ−Ａ線に沿った、図１に従う直線形転がり軸受の断面図を示す図である。
【図４】図２内のＢ−Ｂ線に沿った、図１に従う直線形転がり軸受の断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０    直線形転がり軸受
１２    縦方向
１４    案内レール
１６    案内キャリッジ
１８    終端キャップ
２０    案内キャリッジ本体
２２    転動体
２４    無限循環路
２５    無限循環路のグループ
２６    支持路
２８    戻し路
３０    案内レールにおける走行軌道
３２    案内キャリッジにおける走行軌道
３４    戻し路の内周面
３６    戻し路の内周面の可動部分
３８    カーブ路
４０    縦方向路
４２    半径方向内側のカーブ面
４３    半径方向内側のカーブ面の可動部分
４４    半径方向外側のカーブ面
４６    方向転換ホイール
４８    方向転換ホイールの軸
５０    保持手段
５２    支持路の中心線
５４    引張手段伝動装置
５６    歯付きベルト
５８    歯付きベルト用の溝
６０    被覆バー
６２    歯付きベルトホイール
６４    歯車伝動装置
６６    第１歯車
６８    第２歯車
７０    中間軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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