[发明专利]具有一体轴承装配的导向轮

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求在2004年12月23日提交的、申请号为60/639,076、发明名称为具有一体轴承装配的导向轮的共同未决的临时申请的优先权，在此通过参考的方式援引该申请。

技术领域

本发明一般地涉及导向运动技术，更特别地，涉及低摩擦导向轮及其使用方法。

背景技术

在制造过程以及在制造的资本货物本身内，精确和重复性运动是有用的，而且常常是必不可少的。例如，在从加工纺织品到电子产品的制造过程中，工具头或其他工件来回移动，并且必须在大量的周期中精确地并反复地执行该操作。在另一个例子中，试样和仪表在实验室分析装置内彼此相对运动，以在样本上收集数据，并且必须精确地并反复地执行该操作。

和支撑基座连接并在轨道上运行的导向轮是一类提供精确及反复运动的导向运动技术。例如，美国3,661,431号专利公开了导向轮和导向轮1与轨道14相配合以便导向轮可以沿轨道移动的轨迹。

尽管导向轮和轨道系统是高度精确及高可靠的运输工具，工业趋势需要导向轮更加紧凑和不引人注意，同时也需要越来越强的在更长的寿命中承载更大重量的能力。对于寿命和可靠性，制造操作的更换时间或故障的经济成本可以很大。例如，在半导体晶片的制造中，机器故障一天的经济成本以数百万美元计。同样，在资本货物中，因为更换导向轮可能间接的需要重新对准或重新校准其他零件，更换时间或故障的成本也会很大。这种情况尤其出现在光学系统中。

对于提高寿命和载重能力的技术要求，一个解决办法是仅仅加大导向轮的比例。成比例地放大导向轮组件的比例能提高负载能力。同样，因为承载部分在远离其最大负载能力处运转并且旋转部分行进给定距离的旋转频率更小，因此对于给定负载，更大的轮组件将具有更长的寿命。

但是，在很多情况下，因为必须保持轮的尺寸，成比例放大并不是解决的办法。通常，增加轮尺寸所必须的紧密间距或额外的更换成本使成比例放大轮是不可能或不切实际或不经济的。

因此，需要一种不需要成比例放大轮的尺寸而实现与现有装置相比寿命和负载量提高的导向轮组件。

发明内容

总起来说，本发明的一方面在于一种导向轮组件，其包括轴颈体，该轴颈体具有内轴承滚道、轴向装配面、纵向延伸的螺纹装配部分，、以及位于轴向装配面和内轴承滚道之间的六边形的工具啮合表面；以及导向轮，由轴颈体可旋转地支撑，用于绕内轴承滚道旋转。

在一实施例中，螺纹装配部分可以偏心地设置在轴颈体上。螺纹装配部分可以是纵向延伸穿过轴颈体的通孔，其中，轴颈体作为轴衬。螺纹装配部分可以是具有螺纹端部的纵向延伸螺柱。螺纹装配部分可以包括设置在螺纹端部和六边形的工具啮合部分之间的轴环肩，该轴环肩包括轴向安装面和外装配直径，其中，该轴向安装面和该外装配直径的尺寸和形状被设置成与装配平台的沉孔相配合。该一体轴颈可由硬化钢制成。

本发明的另一方面在于一种导向轮组件，其包括：轮，具有穿过其的轮孔，该轮孔以轮轴线为中心，其中，轮孔表面的形状和尺寸可以被设置为使其形成为导向轮组件的外轴承滚道；一体轴颈体，其具有第一部分和螺纹部分，该第一部分的形状和尺寸被设置为使其形成为导向轮组件的内轴承滚道，该第一部分关于轴颈体的纵向轴承轴线对称设置，该螺纹部分绕纵向支撑轴线设置，该轴颈体的纵向支撑轴线与纵向轴承轴线分开；以及至少一个轴承，位于内、外轴承滚道之间，使得轴颈体的纵向轴承轴线与轮轴线重合，从而使得轮能绕该重合的轴相对于轴颈体旋转。

在一实施例中，一体轴颈体的螺纹部分可以是内螺纹的。作为选择，一体轴颈体的螺纹部分可以是外螺纹的。作为选择，一体轴颈体的螺纹部分是外螺纹的，并且该轴颈体可以包括位于轴颈体的螺纹部分和轴承滚道部分之间的轴环肩，该轴环肩绕支撑轴线沿圆周延伸出一大于该螺纹部分的距离，用于与装配结构的沉孔相配合，以在相对于装配结构调整轴承轴线的位置时，有效对准支撑轴线和装配结构。

轮孔表面和一体轴颈体的第一部分可以包括沟槽，该沟槽用于与至少一个轴承相配合，以限制轴颈体相对于轮沿轴承轴线的方向平移。轴颈体可以包括装配面和位于轴颈体的装配面与第一部分，即内轴承滚道部分，之间的工具啮合表面。一体轴颈体可以是钢的。