JP4982682B2 - 直動転がり軸受け - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、直動転がり軸受け（Linearwaelzlager）であって、該直動転がり軸受けのガイドキャリッジが、ガイドレールに沿って長手方向摺動可能に配置され得るようになっている形式のものに関する。

たとえば欧州特許出願公開第０８７５６８４号明細書に基づき、ガイドキャリッジがガイドレールに沿って長手方向摺動可能に配置されている直動転がり軸受けが公知である。ガイドキャリッジには、エンドレスな転動体通路が設けられている。これらの転動体通路内では複数の転動体がエンドレスに転走循環し得るようになっている。エンドレスな転動体通路は負荷区分と、戻り区分と、前記負荷区分を前記戻り区分にエンドレスに接続する２つの変向区分とを有している。こうして、ガイドレールに沿ったガイドキャリッジの無制限の摺動が可能となる。ガイドキャリッジの複数の部分はプラスチックから形成されており、このプラスチックでは、「角部の割れ」が回避されている。このプラスチックは長い寿命を有している。上記欧州特許出願公開明細書では、有利なプラスチックとして、たとえば繊維強化ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が提案されており、この繊維強化ポリブチレンテレフタレートは前記要求に応える。

さらに、ガイドキャリッジの一部が繊維強化ポリアミドから製造されるような直動転がり軸受けが知られている。

特に、エンドレスな転動体通路の変向区分は通常、極めて耐摩耗性でかつ伸びの少ないプラスチック材料から製造される。ガイドキャリッジの大きな移動速度（＞６ｍ／秒）においては、通常では鋼から形成されている転動体が、変向区分において特に外側変向部に著しい遠心力を加える。作用する遠心力下に、転動体と変向区分との衝突接触が生じる。このような衝突接触は変向区分において望ましくない摩耗を高める。転動体が鋼から成るのではなく、セラミック材料から形成されることによって遠心力を減少させることができる。セラミックスの小さな固有重量に基づき、セラミック製の転動体は外側変向部に対して、著しく減じられた遠心力しか加えない。この直動転がり軸受けにおいて不都合となるのは、このようなハイブリッドガイドが極めて高価となることである。

本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載の形式の直動転がり軸受け、すなわちガイドレールに沿って長手方向摺動可能に取付け可能な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内で複数の転動体が、エンドレスな転動体通路内をエンドレスに転走循環するようになっており、該転動体通路が、負荷区分と、戻り区分と、前記負荷区分を前記戻り区分にエンドレスに接続する変向区分とを有しており、該変向区分が、それぞれガイドキャリッジのヘッドピースに設けられていて、転動体を変向させるためのそれぞれ１つの外側変向部を有している形式の直動転がり軸受けを改良して、ガイドキャリッジの高い移動速度のために特に適しているような直動転がり軸受けを提供することである。

この課題は本発明によれば、外側変向部が、破断点伸び対破断応力の割合から求められた商により表されるフレキシブル性を示す数値が０．１５よりも大きく形成されているプラスチックから形成されており、ただし破断点伸びはパーセント単位で表示されており、破断応力はメガパスカル単位で表示されていることにより解決される：破断点伸びおよび破断応力の値は、通常、ＩＳＯ５２７−１／−２に相当する製造者データに関するものである。

特に変向範囲のために硬質でかつ耐摩耗性のプラスチックを使用するという、既成の事実から離脱して、本発明によれば全く異なる方向性の手段が講じられる。本発明により提案されたプラスチックは、このような使用目的のために従来使用されていたプラスチックよりも著しく軟らかいか、またはフレキシブルである。本発明によれば、特に変向区分の製作のためのプラスチックの選択において新しい思想が提案される。

高速条件下での走行実験により、このような材料が、比較的ゴム状の材料特性に基づいて、特に変向範囲において衝突する転動体の衝撃を、著しい摩耗を併発させることなしに緩衝することが判った。従来よりも軟らかい材料の、場合によっては減じられた引張強度にもかかわらず、特に変向部における摩耗は公知のガイドキャリッジに比べて著しく減じられていることが判った。本発明による直動転がり軸受けの使用時間は公知の直動転がり軸受けに比べて高速使用時において著しく増大されている。

上で記載した０．１５のフレキシブル性値がフレキシブル性の下限値を規定しているのに対して、フレキシブル性の上限値は、有効な遠心力に基づいた、特に外側変向部の塑性変形が生じないことによって規定されている。

良好な結果は、デュポン社（Firma DuPont）の熱可塑性ポリエステル「ハイトレル（Hytrel）５５５５ＨＳ」によって得られた。このプラスチックは製造者データによれば、約４２Ｍｐａの破断応力と、約５２０％の破断点伸びとを有している。この場合、約１２．３の商が得られる。本発明によれば特に適当であるこの材料の場合、破断点伸びが、変向区分の製作のために規定された公知のプラスチックに比べて極めて大きいことが判る。たとえば繊維強化ＰＢＴの場合には、破断点伸びは約３％である。

破断応力が＜６０ＭＰａであるようなプラスチックを用いると、良好な実験結果が得られた。破断点伸びが＞１０％、有利には＞１００％であるようなプラスチックを用いると、同じく良好な結果が観察された。特に、破断応力が＜６０ＭＰａであり、かつ破断点伸びが＞１００％であるようなプラスチックは、変向区分の変向軌道において著しい摩耗が認められることなしに変向範囲における転動体の遠心力を受け止める卓越した特性を示す。

ヘッドピースは公知の形式で、変向区分の外側変向部とワンピースに形成されていてよい。その場合、ワンピースに一体成形された外側変向部を備えたヘッドピースが、本発明により提案されたプラスチックから形成されていると好都合である。

外側変向部と同様に、変向区分の内側変向部も前記プラスチックから形成されていてよい。

戻り通路のためには、別のプラスチック、たとえば繊維強化ポリアミド材料を使用することができる。この材料のフレキシブル性は、＜０．１５であってもよい。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１は、本発明による直動転がり軸受けを示す斜視図であり、
図２は、本発明による直動転がり軸受けの一部を断面して示す拡大図であり、
図３は、本発明による直動転がり軸受けの縦断面図である。

図面の詳細な説明
図１〜図３に示した本発明による直動転がり軸受けでは、ガイドキャリッジ１がガイドレール２に沿って長手方向摺動可能に配置されている。ガイドキャリッジ１はエンドレスな転動体通路３を備えており、この転動体通路３内では、転動体４として設けられた複数のボールがエンドレスに転走循環する。転動体通路３はそれぞれ１つの負荷区分５と、１つの戻り区分６と、前記負荷区分５を前記戻り区分６にエンドレスに接続する２つの変向区分７とを有している。

負荷区分５では、転動体４が、ガイドキャリッジ１とガイドレール２とにそれぞれ設けられた転動軌道８，９に沿って転動する。

変向区分７はヘッドピース１０の範囲に形成されており、このヘッドピース１０はガイドキャリッジ１の支持体１１に端面側で配置されている。ヘッドピース１０はプラスチックから形成されている。

変向区分７は外側変向部１２と内側変向部１３とを有している。外側変向部１２はヘッドピース１０とワンピースに、つまり一体に製造されている。内側変向部１３は別個のプラスチック部分により形成されており、このプラスチック部分はガイドキャリッジ１の支持体１１にやはり端面側で保持されている。外側変向部１２と内側変向部１３との間では、転動体４が、外側変向部１２に設けられた外側の変向軌道１２ａと、内側変向部１３に設けられた内側の変向軌道１３ａとにおいて変向される。

特にガイドキャリッジ１の高い移動速度では、転動体４と、エンドレスな転動体通路３の輪郭を仕切る仕切り壁との著しい衝突接触が生じ得る。図３には、黒点により衝突接触が描かれている。特に変向区分７では、高速転走する転動体４の著しい遠心力に基づいて、多数の際立った衝突接触が生じる。

ワンピースに一体成形された外側変向部１２と内側変向部１３とを備えたヘッドピース１０は、プラスチック「ハイトレル（Hytrel）５５５５ＨＳ」から製造されている。このプラスチックは製造者デュポン社（Du Pont）のデータによれば、約５２０％の破断点伸びと、約４２Ｍｐａの破断応力（Bruchspannung）とを有している。このプラスチックは良好なフレキシブル性を有しており、このフレキシブル性は破断点伸び対破断応力の割合から形成されており、この場合、この割合から形成された商の数値は約１２．３の値をとる。この目的のために、破断点伸びはパ―セント単位で表示され、破断応力はメガパスカル単位で表示される。

転動体４は大きな遠心力に基づき、大きな衝突力を持って内側変向部１３と外側変向部１２とに衝突する。本発明により提案されたプラスチックを用いると、ヘッドピース１０または内側変向部１３において認識可能となる摩耗が観察され得ることなしに前記衝突が十分に緩衝される。大きな破断点伸びは、前記衝突力を緩衝する、フレキシブル性と呼ばれる能力を材料に付与する。

本発明による直動転がり軸受けを示す斜視図である。 本発明による直動転がり軸受けの一部を断面して示す拡大図である。 本発明による直動転がり軸受けの縦断面図である。

符号の説明

１ ガイドキャリッジ
２ ガイドレール
３ エンドレスな転動体通路
４ 転動体
５ 負荷区分
６ 戻り区分
７ 変向区分
８ 転動軌道
９ 転動軌道
１０ ヘッドピース
１１ 支持体
１２ 外側変向部
１２ａ 外側の変向軌道
１３ 内側変向部
１３ａ 内側の変向軌道

Claims (6)

1. 直動転がり軸受けであって、ガイドレール（２）に沿って長手方向摺動可能に取付け可能なガイドキャリッジ（１）が設けられており、該ガイドキャリッジ（１）内で複数の転動体（４）が、エンドレスな転動体通路（３）内をエンドレスに転走循環するようになっており、該転動体通路（３）が、負荷区分（５）と、戻り区分（６）と、前記負荷区分（５）を前記戻り区分（６）にエンドレスに接続する変向区分（７）とを有しており、該変向区分（７）が、それぞれガイドキャリッジ（１）のヘッドピース（１０）に設けられていて、転動体（４）を変向させるためのそれぞれ１つの外側変向部（１２）を有している形式のものにおいて、外側変向部（１２）が、破断点伸び対破断応力の割合から求められた商により表されるフレキシブル性を示す数値が０．１５よりも大きく形成されているプラスチックから形成されており、ただし破断点伸びはパーセント単位で表示されており、破断応力はメガパスカル単位で表示されていることを特徴とする直動転がり軸受け。
2. フレキシブル性を示す数値が、１０よりも大きい、請求項１記載の直動転がり軸受け。
3. 前記プラスチックの破断応力が、６０メガパスカルよりも小さい、請求項１記載の直動転がり軸受け。
4. 前記プラスチックの破断点伸びが、１０パーセントよりも大きく、有利には１００パーセントよりも大きい、請求項１記載の直動転がり軸受け。
5. ワンピースに一体成形された外側変向部（１２）を備えたヘッドピース（１０）が、前記プラスチックから形成されている、請求項１記載の直動転がり軸受け。
6. 変向区分（７）が内側変向部（１３）を有しており、該内側変向部（１３）と外側変向部（１２）との間に転動体（４）が配置されており、前記内側変向部（１３）が前記プラスチックから形成されている、請求項１記載の直動転がり軸受け。

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