滚动装置及其使用方法

专利名称：滚动装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及滚动装置的改良。
背景技术：
通过在一对传送槽之间插入多个滚动体所形成的滚动装置，由于每 个滚动体向相同方向自转而导致邻接滚动体表面运动方向相反，因此， 在未安装保持器的滚动装置的情况下，因滚动体之间的接触而产生很大 的滑动摩擦。
为了緩和所述滑动摩擦， 一般使用使滚动体之间保持一定间隔的保 持器。(例如，参照专利文献l)
专利文献l:特开2005-163997号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，即使使用专利文献1的保持器，滚动体和保持器之间依然 产生滑动摩擦并且有可能发生转矩增大和保持器损坏的危险。而且因 为保持器占有空间，所以滚动体尺寸相应地变小，成为限定负栽容量 的主要原因。
为了改善以上原有的缺点，本发明的目的为提供一种使进入负载 区域的滚动体之间产生间隔的滚动装置。对照附图阅读以下说明则会 对本发明上述目的以及其他目的和新特征有更清楚的了解。不过，附 图仅供解说之用，并不限定本发明记述的范围。 解决课题的方法
为了达到上述目的本发明的权利要求1中的滚动装置，包括由 至少一对传送槽构成的传送路径；以可自由滚动的方式插入在上述传送 路径中的多个滚动体，上述滚动体由圆柱型、圆锥型或桶型形成，或者 由这些复合曲面形成，其中，形成上述滚动体只抵接于上述传送路径的一侧的传送槽的区域，或者形成使作用于上述传送路径的一侧的传送槽与上述滚动体之间的摩擦力比作用于另 一个传送槽和上述滚动体之间的摩擦力大的区域，此区域具有从上述滚动体自转中心到上述一侧的传送槽和上述滚动体的接触点的接触半径比其他区域小的接触点变更路径。
另外权利要求2的发明中的一种循环式滚动装置，该装置包括由至少一对传送槽构成的传送路径；以可自由滚动的方式插入在上述传送路径中的多个滚动体；将两端与上述传送路径的一侧的上述传送槽相连接使上述滚动体能够循环的循环路径，上述滚动体由圆柱型、圆锥型或桶型形成，或者由这些复合曲面形成，上述传送路径内的上述滚动体从上述循环路经一端被引入上述循环路径内并从上述循环路径的另 一端返回到上述传送路径，其中，上述循环路径的至少一端部具有从上述滚动体自转中心到与上述滚动体接触点的接触半径比其他区域小的接触点变
更路径。
另外在权利要求3的发明中，对于使作用于上述传送路径的一侧的上述传送槽和上述滚动体之间的摩擦力比作用于另 一侧的上述传送槽和上述滚动体之间的摩擦力大的区域的上述传送路径，通过使与传送方向成直角方向的刚性比上述传送路径的其他部分小，或者使上述传送槽的间隔比其他部分大，生成上述滚动体被上述传送槽略微夹持的无负载区域。
另外在权利要求4的发明中，对于上述接触点变更路径的与上述滚动体的接触面或上述滚动体的与上述接触点变更路径的接触面的至少一侧接触面，使与上述滚动体自转方向成直角方向的表面粗糙度比对置的
触面的:与滚;体自"方向成直角方;的表面粗糙度i。另外i权利要
求5的发明中，在上述接触点变更路径的与滚动体的接触面以及滚动体的与接触点变更路径的接触面的滚动体自转方向上形成有相互啮合的凹凸齿。
另外在权利要求6的发明中，使上述接触点变更路径的滚动体传送方向的形状向与上述滚动体的接触面成内面的方向弯曲。另外在权利要求7的发明中，使用强磁性体作为上述滚动体的材质，并于上述接触点变更路径上施加磁力。
6另外在权利要求8的发明中，上述接触点变更路径与每个滚动体的接触点为与传送方向正交的两处。另外在权利要求9的发明中，上述滚动体为圆柱型，在上述传送路径是使滚动体扭动为前提的路径的滚动装置中，对于从上述滚动体自转中心到上述接触点变更路径与上述滚动体的两处接触点的接触半径，使上述曲率的外侧半径比内侧半径大。
另外在权利要求10的发明中，接触点变更路径上具有具备与滚动体的外径相抵接的梁部的保持器。另外在权利要求11的发明中，上述滚动体为圆柱型，在具有具备与滚动体外径相抵接的梁部的保持器的推力滚动轴承中，在使滚动体抵接于保持器梁部时，滚动体自转轴偏离轴承旋转中心。另外在权利要求12的发明中，该装置是至少包括外轮、内轮、滚动体以及形成接触点变更路径的圆环状减速板而构成的滚动轴承，减速板对法线方向力弹性地嵌在外轮或内轮上。
另外在权利要求13的发明中表示一种滚动装置的使用方法，该装置包括由至少一对传送槽构成的传送路径；以可自由滚动的方式插入在上述传送路径中的多个滚动体，其中，以如下方式设置传送槽形成上述滚动体只抵接于上述传送路径的一侧的传送槽的区域，或形成使作用于上述传送路径的一側的传送槽与上述滚动体之间的摩擦力比作用于另一侧传送槽和上述滚动体之间的摩擦力大的区域，此区域中，从上述滚动体自转中心到上述一侧传送槽与上述滚动体接触点的接触半径比其他区域小。
发明效果
根据本发明，由于滚动体在接触点变更路径上相互抵接，对齐间隔后形成指定间隔并进入负载区域，因而能够不使用保持器条件下防止滚动体在负载区域碰撞，从而能够抑制由于碰撞产生的摩擦阻力增大。并且通过将保持器的空间分配给滚动体，能够使负栽容量增大，从而具有不受保持器材质引起的环境制约影响的效果。而且设计保持器时也一样，由于在接触点变更路径上滚动体抵接于保持器并对齐与保持器的间隔后形成指定间隔，因此能够使滚动体相对于保持器的位置一致，并且能够通过保持器来抑制滚动体碰撞的现象。


图la为本发明实施例1的滚动轴承沿图lb中X-X线的剖面图。
图lb为沿图la中Y-Y线的剖面图。
图2为本发明实施例2的滚子的段部和减速板。
图3a为本发明实施例3的桶型滚动轴承沿图3b中X-X线的剖面图。
图3b为沿图3a中Y-Y线的剖面图。
图3c为沿图3a中Z-Z线的剖面图。
图4为本发明实施例4的锥形滚动轴承剖面图。
图5为本发明实施例5的直动引导装置。
图6为本发明实施例6的推力滚动轴承。
图7为本发明实施例7的循环式直动引导装置沿循环路径的剖面图。图8为本发明实施例8的循环式直动引导装置沿循环路径的剖面图。图9为本发明实施例9的滚柱螺紋装置沿循环路径的剖面图。图IO为本发明实施例IO的滚柱螺紋装置沿循环路径的剖面图。图11为本发明实施例11的角接触球轴承剖面图。附图标记说明
A接触点变更路径
1外轮
2内轮
3滚子
4减速板
6、 11轨道
7保持器
9滑块
10下部轨道轴
12滑块主体
13
14磁铁
15螺旋轴
16螺母
17循环部件18 滚珠具体实施方式
实施例1
接下来，参照附图对本发明的滚动装置进行详细说明。 图la、 lb为本发明实施例1的滚动轴承。图la为沿图lb中X-X 线的剖面图，图lb为沿图la中Y-Y线的剖面图。其包括内侧具有传 送槽la的外轮l;外侧具有传送槽2a的内轮2;以及具有预栽荷可转动 地插入在这些传送槽之间的多个滚子3，在滚子3的两端具有直径缩小 并且自转方向表面粗糙度比传送槽2a高的段部3a。外轮1的传送槽la 的两侧具有槽lb,减速板4嵌入于该槽中，由打入外轮的螺栓5来对两 端进行约束。减速板4的内轮侧与滚子的段部3a相抵接，加工该部分滚 子传送方向的表面粗糙度使其比传送槽2a高。并且减速板中央部相对于 槽lb的底部具有间隙，从而依靠减速板4的弹性以弱小的力挤压滚子3。 (例如挤压力为该轴承额定动载荷的1/20以下，优选为1/100以下) 其次，对该轴承的作用进行说明。
固定外轮l,对内轮2施加比预栽荷大的上方载荷F时，图上方的 滚子处于负载区域，下方的滚子通过载荷F从预载荷中释放而处于无负 载区域。在无负栽区域中，滚子通过减速板4的弹性被顶上去，直到滚 子外径面与内轮传送槽2a抵接为止，这样同时离开传送槽la。称与减 速板4的段部3a的接触部为接触点变更路径。
以下数学表达式是使对本结构的理解更加容易为目的，本表达式表 示传送槽为直线时的概念，并不限制本实施例的范围和本发明的范围。
在与传送槽之间不发生滑动的前提下，本结构的滚子的公转量为下式。
对于传送槽la滚子的'〉转量Y 〔mm〕 =X*R1/ ( Rl+R2 )
对于接触点变更路径a的滚子的公转量Ya 〔 mm 〕 =X*Ra/ (Ra+R2 )
X:外轮1和内轮2的相对移动距离〔mm〕
Rl:从滚子自转中心到与传送槽la的接触点的半径〔mm〕
R2:从滚子自转中心到与传送槽2a的接触点的半径〔mm〕
Ra:从滚子自转中心到与接触点变更路径a的接触点的半径〔mm〕假设上式中滚子3的半径为1.77mm，段部3a的半径为1.25mm, 外轮固定，旋转内轮使传送槽2a表面移动lmm时滚子的公转量为如下。
(1) 对于与传送槽la接触的滚子， Y=l*1.77/ (1.77+1.77) =0.50mm
(2) 对于与接触点变更路径a接触的滚子， Ya=l*1.25/ (1.25+1.77) =0.41mm
由此可知，在接触点变更路径a滚动的滚子的公转量比负载区域滚 子的公转量小。
另一方面，不考虑接触点变更路径a和滚子之间的关系，而只考虑 滚子和内轮的传送槽2a滚动接触的情况，则因为在传送槽2a的全部区 域中滚子中心与传送槽2a的滚子接触点之间距离R2相同，因而滚子的 公转量也相同，虽然与上述结果不一致，但在本结构中通过使接触点变 更路径a和滚子段部3a的表面粗糙度比内轮传送槽2a和滚子外径面表 面粗糙度高的方式，在内轮的传送槽2a和滚子外径面之间产生滑动，从 而使接触点变更路径a的滚子公转量减少。
接下来对使滚子间隙成指定值的方法进行说明。
滚子间隔为从一个滚子离开接触点变更路径后，到下一个滚子离开 接触点变更路径的对于传送槽的相对移动距离X乘以每lmm相对移动 距离相对应的公转量差(上述Y-Ya)所得出的值。本例中因为滚子之间 接触时滚子的间距和其直径一样为3.54mm，因此上述X为其2倍 7.14mm。
从而滚子的i殳计间隙为7.14mmx (0.5-0.41) =0.64mm。但是由于需 要加上润滑条件产生的微小滑动等因素，因此优选地通过实验来决定。
并且滚子的间隙值应为不随在负栽区域中的滚子公转速度的不同而 再次抵接的值，因此优选地也考虑运动条件而通过实验来决定，例如 O.lmm至lmm，在大型滚动装置中可以i殳定为3mm等。虽然有可能产 生由于滚子公转量偏差等使在接触点变更路径a上滚子之间不抵接的情 况，但是此种情况只是使进入负栽区域的滚子的间隔变大，因而不是问 题。
以上为外轮l固定，承受一定方向载荷的内轮2旋转的情况，但并 不局限于此，固定重心与旋转中心不一致的有质量的物体的情况等，例如施加由物体产生的离心力，并且此离心力方向旋转的情况下，将物体
固定于图la外轮下方的位置，固定内轮并旋转外轮。这样，负载产生的 施加于外轮的离心力等力与图中F方向相反，由于接触角变化路径a成 为无负载区域，因此能够得到与载荷F的方向不改变时相同的效果。此 外，外轮和内轮同时旋转的情况下也同样能够对从接触点变更路径出来 的滚子产生间隙。
并且，本例中虽然是由载荷F产生的径向间隙(滚动体挤压外轮内 面时滚动体和内轮外面的间隔)而使接触角变化路径a成为无负栽区域， 还可以在不增加外部载荷状态下具有径向间隙，在被施加预载荷的轴承 中，也可以通过使接触角变化路径比其他传送槽部分深的方式来形成与 滚珠之间的间隙。
在一侧载荷或预载荷非常小的情况，以由接触点变更路径的滑动所 产生的摩擦来提高直动引导的衰减性为目的的情况，接触点变更路径被 油浴等能够供给充足润滑剂的情况等条件下，在对全部滚子施加预栽荷 的状态下，对接触点变更路径a不采用使与滚子的传送方向成直角方向 的刚性比上迷传送路径的其他部分小的方法，即也可以为不形成无负载 区域的结构。
并且，虽然本例中通过减速板4的弹性使滚子挤压内轮，也可以设 定使减速板4和滚子段部3a的间隙比滚子外径面和传送槽la的间隙小。
此外，亦可以不增加接触点变更路径a的滑动摩擦系数，而通过涂 覆低摩擦系数的薄膜等方法，使与接触点变更路径对置的传送槽的摩擦 系数降低。并且，亦可以使用永久磁铁制造减速板4，通过其对强磁体 滚子的吸引来增大摩擦力。
实施例2
图2为本发明实施例中滚子段部3a与减速板4的接触部分的详细 图，图中未显示的部分因和图1的结构一样所以省略。
本实施例中在一对减速板4的与段部3a的接触面以及两侧段部3a 的与减速板4的接触面的滚动体自转方向上，形成有互相啮合凹凸齿3b 和4a。
滚子由于不均等的外部载荷等原因产生其旋转轴发生倾斜于与传送 方向成直角的方向的偏离。若偏离角度过大则产生摩擦力增大等坏影响，所以一直以来通过保持器来控制偏离。本实施例中因为可以通过两侧齿 的啮合对进入接触点变更路径的滚子的公转相位进行个别控制，因此除
了避免减速板4与滚子间产生滑动外，能够对偏离的滚子进行矫正使其 回到正常角度。
但是，由于无法矫正带着超过l个齿的偏离而进入的滚子，所以优 选根据使用条件等来决定齿距以及对应于减速板4的每1个轴承的设置 数量。通过使齿合部成为无负载区域，就不需要使齿的表面硬度特别高， 例如滚子段部3a的齿能够通过切除经热处理后的滚子的硬化表面后滚 轧成形，减速板4能够通过钢板沖切或树脂注塑成形等廉价的制造方法 获得。
实施例3
图3为本发明中将接触点变更路径a设置在内轮的桶型滚动轴承的 实施例。图3a为沿图3b中X-X线的剖面图，图3b为沿图3a中Y-Y线 的剖面图，图3c为沿图3a中Z-Z线的剖面图。桶型滚子3在其中央以 圆环状形成槽底为R面的槽3d。外轮l与以往的轴承构造相同。内轮2 为在传送槽2a中央分割成两部分的结构，在其分割面形成有圆环状槽 2b。槽2b中以间隙配合的方式安装有圆环状减速板4，通过打入内轮的 销5来约束减速板4旋转。
因为减速板4的外径比在滚子3的外径与内轮传送槽2a接触状态下 的滚子的槽3b的槽底的内接圆直径稍大，作为效仿滚子槽底R面的R 面。另一方面，为了容许滚子3的外径与接触内轮的传送槽2a的位置为 止的减速板的变形，减速板内径相对内轮的槽2b底部保留有足够的间 隙。虽然是外轮和内轮包着桶型滚子的结构，也可以卸下一侧内轮进行 滚子3和减速板4的装配，从而能够装配许多滚子。
接下来说明轴承的作用。与实施例l相同，在此轴承内轮上方施加 载荷时，因为图3a上方的滚子处于负载区域，通过施加载荷使减速板4 被向下挤压，滚子外径部与内轮传送槽2a接触从而承受载荷。另外，侧 方的滚子也由预载荷使减速板4产生弹性变形使滚子外径部分接触于内 轮的传送槽2a。
虽然此种状态下，这些区域的滚子和内轮与传送槽2a和减速板4 两侧接触(图3b)，但由于减速板刚性低，滚子受减速板的反作用力与
12传送槽2a相比小，因此滚子在与减速板接触面边滑动边在传送槽上滚 动。
此外，因为上述反作用力小，所以限制由和减速板4间的滑动产生 的坏影响(滚动摩擦增加、接触面损耗)。
另一方面，由于所施加的载荷，下方的滚子变成无预栽荷的状态， 因此通过来自减速板4的接触压力在与传送槽2a之间形成间隙。(图 3c )从而滚子在外轮的传送槽la和减速板4的夹持下公转。这部分的减 速板成为接触点变更路径a。因为减速板4的与滚子的槽3d的接触部分， 与传送槽la的桶型相比形成更小R面之间的接触，因此，由于楔子作 用而摩擦力大。从而滚子在与传送槽la之间滑动时相对内轮2的滚子的 公转量减少，滚子之间相抵接。若滚子进一步公转并且所施加的载荷影 响减弱，则预载荷推减速板使滚子外径面和传送槽2a接触并增加公转 量，结果，使滚子之间产生间隙。
本实施例的特征为，接触点变更路径的位置随载荷方向变化而变化。 例如图中由于减速板4形成于内轮，虽然随内轮的旋转减速板4也随之 旋转，但只要所施加的载荷恒定，接触点变更路径a在图中的位置就是 固定的。并且若施加负载方向改变，则与其相伴地在载荷对侧的内轮部 形成接触点变更路径a。此外，即使减速板4不安装于内轮而安装于外 轮也具有同样功能。
实施例4
图4为在锥形滚动轴承中的本发明实施例的剖面图。与锥形滚子3 左右直径差相配合地，在滚子两端形成的段部3a的直径dKd2。本例中 的减速板4兼备滚子推力方向的约束，于外轮l的两侧面作为圆环状梁 形成一体。梁的内径仅在作为接触点变更路径a的部分稍微变小(例如 半径为5fim 100pm程度)，在此部分中，滚子不在外轮的传送槽la 上公转，而段部3a在接触点变更路径a上公转。因为段部直径dl<d2 从而d2部公转量比dl部公转量大，所以滚子轨迹效仿由滚子外径锥形 而设定的公转轨迹。
可以使用机械加工直接形成接触点变更路径，也可以通过在加工时 于接触点变更路径a部分附加拉拽载荷使之弹性变形，或对其进行局部
13加热使其热膨胀等手段，使加工前的形状发生变形，再加工成圆形就能够仅使变形部的直径变小。
并且在外轮1的外径部形成段部lc来对梁部的径向刚性进行调整。
这是为了，当超出预期的栽荷作用于接触点变更路径a部分时，通过使梁部产生弹性变形使滚子外径面抵接于传送槽la从而防止接触点变更路径3破损。实施例5
图5是非循环型直动引导装置的本发明的实施例，包括剖面为-形状的轨道6、保持器7、滚子3，本装置设置于安装面8和作为传送面的滑块9之间使用。在3形状的轨道6的底部形成有传送槽6a、比传送槽6a表面粗糙度高的两侧壁部上缘6b，壁部上缘6b与传送槽6a的高度差比滚子3的外径和段部3a的半径差略微小。并且轨道6中间部分两侧设置有狭缝6c，安装面8在此狭缝部分形成有背隙8a。
保持器具有与滚子数量相同的容室，容室传送方向的与滚子之间的间隙，比实施例1中说明的设计的间隙稍窄。
接下来说明该轴承的作用。图中滑块处于从右向左移动状态，两端的4个滚子的段部3a与轨道的壁部上缘6b不接触，滑块的载荷由传送槽6a承受。另一方面，在X-X剖面中，由于背隙8a和狭缝6c的存在而传送槽6a略微弯曲，因此滚子段部3a与轨道壁部上缘6b接触，滚子在与传送槽6a的接触部滑动，将壁部上缘6b作为滚动接触点变更路径a来发挥作用。
虽然保持器7的容室的左壁7a被两侧4个滚子外径部挤压而向左方向运动，但是因为中间的滚子公转速度慢从而通过抵接于容室右壁7b来修正滚子的姿态和间隔。随后从接触点变更路径a出来并加速，而后离开容室右壁7b。在接触点变更路径a滚子由于背隙8a的存在而不直接承受滑块的栽荷，只受因狭缝6c的存在而刚性变弱的传送槽6a的反作用力，因而保持器右壁7b修正滚子的姿态和间隔时所需要的力小，没有必要特别提高保持器的强度。
因为本结构对运动中的滚子的扭动和间距进行修正，因而能够改善负载区域中的滚子介由保持器的碰撞而产生的摩擦问题和由此引起的保持器强度的问题。另外，保持器可用于在如本例的非循环型滚动装置中，终端的滚子不具有防止滚子从两端脱落以及如前述实施例中那样通过使 滚子之间相抵接来保持其间距恒定的功能(没有应抵接的滚子)。
实施例6
图6为推力滚子轴承，包括下部轨道轴10;图中未示出的上部轨 道轴；插入下部轨道轴和上部轨道轴之间的在两侧形成段部3a的圆柱型 滚子3;以及保持器7。下部轨道轴10将底面作为传送槽10a，在两侧 形成有3形状的侧壁，将内径侧侧壁10b作为滚子脱落防止壁，让其上 缘接近于滚子的段部3a，将外径侧侧壁10c作为保持器的引导壁。并且 下部轨道轴的轴承外径侧的滚子的段部3a的下方形成有接近于段部的 突起10d,在该部分的传送槽10a上设置扇状的孔10e (图中阴影部分) 作为无负载区域。保持器7为圆环状，具有隔开滚子3的梁部7a、 7b， 梁部的角度偏离于与其抵接滚子的自转轴和轴承中心一致的角度。此外 假设下部轨道轴-10是一体的冲压成型的形状。
接下来说明此轴承作用
若图6中未示出的上部轨道轴向左旋转则滚子3也向左公转，保持 器7的梁部7a抵接于负栽区域滚子的角部3c,同样地向左旋转。若滚 子公转至下部轨道轴10的扇形孔10e，则滚子段部3a在内径侧侧壁10b 与下部轨道轴10d上公转，起接触点变更路径a的作用。
在接触点变更路径上滚子的公转速度降低，因此滚子的角部3c抵接 于保持器7的相对侧的梁部7b后，滚子扭动直至与7b角度相同。所述 角度与滚子离开接触点变更路径a而进入负栽区域附近的轴承旋转中心 法线大致平行。虽然由于推力滚动轴承的轨道路径与不限制滚子时的公 转路径不同，而采用了通过保持器强制扭动并沿轨道路径的结构，但本 实施例中通过在无负载区域使滚子扭动来能够减少在负载区域的扭动。
优选设置多个接触点变更路径，例如滚子数的2倍或者每隔5。设置 也可。并且如实施例4中所示那样通过在滚子段部3a使内径侧比外径侧 直径小，促进在上述接触点变更路径上的扭动作用也可，而且可以在滚 子段部3a和下部轨道轴10的内径侧上缘10b以及突起10d的上缘设置 实施例2所示的齿。
实施例7
15图7为滚子从循环式直动引导装置中的无负载区域循环到负载区域 部分的剖面图，该循环式直动引导装置是在由负载区域和无负载区域形 成的循环路径中插入多个在两端面具有段部3a的滚子3而构成的，所述 负栽区域由滑块主体12的传送槽12a和轨道11的传送槽lla构成；所 述无负载区域由贯穿滑块主体内的返回路径12b和在固定在滑块主体两 端的端帽13中以U字形形成的方向转换路径13a构成。
本实施例的直动引导装置的全部结构例如与特开平9-3033卯中>^开 的内容相同，滚子在负载区域和无负载区域间循环这点来说与前述实施 例一样适用于本发明。端帽13中的方向转换路13a —般为比滚子外形尺 寸略大的方形连通孔，对于接近负载区域的部分，其抵接于滚子两侧的 段部3a,抵接的滚子外径以离开路壁外侧13c的尺寸形成梁部13b，将 此部分作为接触点变更路径。而且在接触点变更路径的外侧埋有磁铁14 。
并且为了防止无轨道11状态下滚子从滑块主体脱落，梁部13b与图 中未示出的跨过滑块主体的对侧端帽梁部相连接。
接下来说明本结构的作用。轨道ll向左方向运动时，负栽区域的滚 子3向左方向滚动，经过图中未示出的左端端帽内的方向转换路径以及 滑块主体内的返回路径12b被推到右侧端帽内的方向转路径13a。虽然 因为返回路径内的滚子与路壁的接触位置不固定所以其自转方向亦不固 定,但是在方向转换路径13a中由于离心力作用滚子被引到路壁外侧13c 从而得到固定的自转方向。
滚子继续公转离开路壁外侧13c，当接触点变更路径a与滚子段部 3a接触时由于滚子的接触半径缩小而其公转速度減小，从而滚子间隔亦 缩小，出现抵接或接近。此外，此时滚子自转速度增大。这意味着滚子 公转能量的一部分转换为自转能量。
滚子继续公转离开接触点变更路径a与路壁外侧13c接触时，由于 滚子接触半径扩大而自转能量的一部分转换为公转能量，通过增大滚子 公转速度而制造间隔，进入由轨道ll和滑块主体12的传送槽lla、 12a 构成的负栽区域。
此外，磁铁14的目的是在作用于滚子的离心力不足的低速区域中使 滚子接触于接触点变更路径a上，此时滚子3为强磁性体。
实施例8
16图8为在本发明的循环式直动引导装置的另一个实施例中，对于滚 子从无负栽区域循环到负载区域的部分，示出与实施例7不同部分的剖 面图。
在端帽13的方向转换路径13a的路壁内侧13d的轨道11附近部分 抵接于滚子两侧段部3a，以抵接的滚子外径离开路壁内侧13d的尺寸形 成梁部13b,将此部分作为接触点变更路径a。与接触点变更路径a对置 的部分为轨道11的传送槽lla,通过将端帽13由树脂等刚性低的材料 成型，从而获得弹性夹持该部分滚子的结构。并且将滚子两侧的段部3a 加工成其表面粗糙度高于外径面。
接下来说明本结构的作用。若轨道ll向左移动，则负栽区域滚子3 向左方向移动，经由图中未示出的左端端帽内的方向转换路径和滑块主 体内的返回路径，从右侧的端帽内的方向转换路径13a被推到接触点变 更路径a。
由于在接触点变更路径a的入口处滚子3受到从轨道11传来的切线 力，使其向左自转的同时向左方向公转，因为滚子的段部3的表面粗糙 度比外径面高，因而滚子在与轨道ll之间产生滑动的同时段部3a在接 触点变更路径a上降低速度而公转，滚子之间抵接或接近。
而且滚子公转而进入由滑块主体12和轨道11的传送槽构成的负载 区域时，通过滚子的接触点从梁部13b转移至与滚子外径面抵接的滑块 主体的传送槽12a，滚子公转速度增大，滚子之间产生间隔。
根据本结构，作为产生滚子之间间隔的手段与实施例7不同，因为 没有利用滚子的动能，因此其作用不依赖于轨道6的速度。
此夕卜，滚子的段部3a和梁部13b能够通过形成实施例2中所述的凹 凸齿来稳定进入负载路径的滚子的姿态。此时由于形成梁部的齿具有顺 次深入啮合的形状，在啮合初期即使滚子倾斜也能够在正确齿位啮合， 在进入负栽区域之前，由于齿深入啮合而减少齿隙，能够正确地矫正滚 子姿态。或者也可以通过将实施例5中所述的保持器安装在该直动引导 装置来稳定进入负载路径的滚子的姿态。在直动引导装置内装入保持器 的方法例如公布于特开平9-3033卯中。
实施例9图9为根据本发明的滚柱螺紋装置的实施例中沿与滚子自转轴成直 角方向的循环路径的剖面图。因为滚柱螺紋的全部结构例如与在特开 2001-241527中公开的相同所以图中示出了本发明的重要部分。本图的滚 柱螺紋在由螺紋轴15、螺母16的螺旋形状传送槽15a、 16a构成的负栽 区域和由循环部件17构成的无负载区域组成的循环路径内插入多个在 两端具有段部3a的滚子3。滚子在负载区域和无负载区域间循环这点上 与前述实施例相同，适用于本发明。
本实施例中，使滚子的两侧段部3a抵接于循环部件17的循环路17a 的出口部分的路壁螺紋轴侧17d，抵接的滚子的外径以离开路壁螺紋轴 侧17d尺寸形成梁部17b，并将其作为接触点变更路径a。其作用与实施 例7的循环式直动引导装置相同，通过滚子自转能量与公转能量的转换 使进入负载区域的滚子之间留出间隔。为了利用作用于滚子的离心力使 得接触于接触点变更路径a，使得很难接触于对侧的路壁17c，因此使该 部分接触点变更路径a的与滚子接触的接触面向其成为内面的方向弯 曲。而且也可以在该部分设置如实施例7中的磁铁。
实施例10
图10为根据本发明的滚柱螺紋装置其他实施例的沿与滚子自转轴 成直角方向的循环路径的剖面图，与实施例9相比接触点变更路径不同。
本例中的接触点变更路径a形成于循环部件17的循环路径17a的出 口部的外径侧的路壁17c，与接触点变更路径a对置的传送面的右上侧 大约一半为循环路径内径侧路壁17d，剩下部分为螺紋轴15的传送槽 15a。
就其作用而言，约一半的循环部件侧与实施例9的滚柱螺紋相同， 通过将滚子公转能量转化为自转能量使滚子减速，主要在螺紋轴高速向 左旋转时起到有效作用。余下部分和实施例8中的循环式直动引导装置 相同，通过在螺紋轴的传送槽15a和滚子外径面之间产生滑动使滚子减 速。滚子从接触点变更路径a进入螺母的传送槽16a时由于其公转速度 (公转量)上升，在进入负载区域的滚子3之间留出间隔。
此外，对于图中未示出的右侧部分来说由于为左右对称形状，螺紋 轴向右旋转时起相同作用。而且虽然螺紋轴向右旋转时图中的接触点变 更路径a起到阻挡滚子的作用，但由于此部分不承受负荷载荷所以由其产生的不利影响小。并且与前述实施例相同，亦可以并用对接触点变更
路径a施加磁力；在滚子段部3a和循环路径的梁部17b上设置啮合的齿面；设置保持器等方法。另外从前述实施例可以明确看出本发明也适用于非循环型滚柱螺紋装置。此时，为了防止滚子从端部脱落而附加使滚子列相连接的保持器。
以上实施例中当滚动体为滚子的情形给予了说明，但滚动体为滚珠时也能够实现相同的作用和效果。此时将作为滚动体的滚珠作为无段部的球体，对于接触点变更路径a来说将传送槽与滚珠接触的位置(一般
称为接触角)相对其他部分改变其形状即可。实施例11
图11为根据本发明的角接触球轴承的实施例的剖面图。通常角接触球轴承中将滚珠与内外轮的接点设置为相对于轴倾斜的2点接触。虽然本实施例也为外轮1绕其一周与接触点Po接触，内轮2也在其大部分范围与接触点Pi接触的2点接触，但在图的剖面位置中，通过在内轮2设置避让槽19使滚珠不与Pi接触而与PiL、 PiR的2点接触，加上与外轮1的接触点Po共为3点接触。
无避让槽19的部分的滚珠和内轮的接触半径为Rl，因图中位置中变成更小的Ra,所以作为接触点变更路径而起作用。就避让槽19的长度而言，3点接触的范围以0.5~2个滚珠为宜，但不受此限定。
并且内轮的设置有避让槽19的范围的内径面上也设置有避让槽20，通过弯曲此部分的内轮，緩和接触点PiL、 PiR从滚珠承受的压力。使接触点PiL和PiR加在一起的面接触的面积比对置的外轮侧接触点Po的面接触的面积小，从而使滚珠从内轮承受的摩擦力比外轮侧大。(通过滚珠的压力使各接触点有相应的接触面积，因为接触面积越小则介于内轮或外轮和滚珠之间的润滑剂的膜厚越薄，所以摩擦力不同。)
通过以上结构，本实施例具有与实施例1所述的相同的作用，能够防止负载区域的滚珠的相互碰撞。工业利用可能性
适用于为了使滚动体进行滚动运动的引导或动力传递等的各种滚动装置。
权利要求
1.一种滚动装置，包括由至少一对传送槽构成的传送路径；以可自由滚动的方式插入在上述传送路径中的多个滚动体，上述滚动体由圆柱型、圆锥型或桶型形成，或者由这些复合曲面形成，其特征在于，形成上述滚动体只抵接于上述传送路径的一侧的传送槽的区域，或者形成使作用于上述传送路径的一侧的传送槽与上述滚动体之间的摩擦力比作用于另一个传送槽和上述滚动体之间的摩擦力大的区域，此区域具有从上述滚动体自转中心到上述一侧的传送槽和上述滚动体的接触点的接触半径比其他区域小的接触点变更路径。
2. —种滚动装置是循环式滚动装置，该装置包括由至少一对传送 槽构成的传送路径；以可自由滚动的方式插入在上述传送路径中的多个 滚动体；将两端与上述传送路径的一侧的上述传送槽相连接使上述滚动 体能够循环的循环路径，上述滚动体由圆柱型、圆锥型或桶型形成，或 者由这些复合曲面形成，上述传送路径内的上述滚动体从上述循环路径 一端被引入上述循环路径内并从上述循环路径的另 一端返回到上述传送 路径，其特征在于，上述循环路径的至少一端部具有从上述滚动体自转 中心到与上述滚动体接触点的接触半径比其他区域小的接触点变更路径。
3. 根据权利要求l所述的滚动装置，其特征在于，对于使作用于上 述传送路径的一侧的上述传送槽和上述滚动体之间的摩擦力比作用于另 一侧的上述传送槽和上述滚动体之间的摩擦力大的区域的上述传送路 径，通过使与传送方向成直角方向的刚性比上述传送路径的其他部分小， 或者使上述传送槽的间隔比其他部分大，生成上述滚动体被上述传送槽 略微夹持的无负载区域。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的滚动装置，其特征在于，对于 上述接触点变更路径的与上述滚动体的接触面或上述滚动体的与上述接 触点变更路径的接触面的至少 一侧接触面，使与上述滚动体自转方向成 直角方向的表面粗糙度比对置的上述传送槽的与上述滚动体的接触面或 上述滚动体的与上述传送槽的接触面的、与滚动体自转方向成直角方向 的表面粗糙度高。
5. 根据权利要求1至3任一项所述的滚动装置，其特征在于，在上 述接触点变更路径的与滚动体的接触面以及滚动体的与接触点变更路径 的接触面的滚动体自转方向上形成有相互啮合的凹凸齿。
6. 根据权利要求1至3任一项所述的滚动装置，其特征在于，使上 述接触点变更路径的滚动体传送方向的形状向与上述滚动体的接触面成 内面的方向弯曲。
7. 根据权利要求1至3任一项所述的滚动装置，其特征在于，使用 强磁性体作为上述滚动体的材质，并于上述接触点变更路径上施加磁力。
8. 根据权利要求1至3任一项所述的滚动装置，其特征在于，上述 接触点变更路径与每个滚动体的接触点为与传送方向正交方向的两处。
9. 根据权利要求8所述的滚动装置，其特征在于，上述滚动体为圆 柱型，在上述传送路径是使滚动体扭动为前提的路径的滚动装置中，对 于从上述滚动体自转中心到上述接触点变更路径与上述滚动体的两处接 触点的接触半径，使上述曲率的外侧半径比内侧半径大。
10. 根据权利要求1至3任一项所述的滚动装置，其特征在于，接 触点变更路径上具有具备与滚动体的外径相抵接的梁部的保持器。
11. 根据权利要求10所述的滚动装置，其特征在于，上述滚动体为 圆柱型，在具有具备与滚动体外径相抵接的梁部的保持器的推力滚动轴 承中，在使滚动体抵接于保持器梁部时，滚动体自转轴偏离轴承旋转中 心。
12. 根据权利要求1或3任一项所述的滚动装置，其特征在于，该 装置是至少包括外轮、内轮、滚动体以及形成接触点变更路径的圓环 状减速板而构成的滚动轴承，减速板对法线方向力弹性地嵌在外轮或 内轮上。
13. —种滚动装置的使用方法，该装置包括由至少一对传送槽构 成的传送路径；以可自由滚动的方式插入在上述传送路径中的多个滚 动体，其特征在于，以如下方式设置传送槽形成上述滚动体只抵接 于上述传送路径的一侧的传送槽的区域，或形成使作用于上述传送路径 的一侧的传送槽与上述滚动体之间的摩擦力比作用于另一侧传送槽和上述滚动体之间的摩擦力大的区域，此区域中，从上述滚动体自转中心到 上述一側传送槽与上述滚动体接触点的接触半径比其他区域小。
全文摘要
本发明为了消除滚动装置的滚动体之间发生的碰撞而在负载区域内的滚动体之间设置间隙。其方法为对传送槽一部分的剖面形状在比滚动体外径小的部分形成与滚动体相接的接触点变更路径，在此部分减少滚动体的公转量使滚动体之间抵接或接近后，通过滚动体离开接触点变更路径并且滚动体外径与传送槽相接，使滚动体公转量增加并在进入负载区域的滚动体之间生成间隙。
文档编号F16C33/58GK101680483SQ200880015918
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月2日 优先权日2007年5月15日
发明者河岛壮介 申请人:空宇株式会社