JP2001304251A - パラレルリンク機構支持用軸受とパラレルリンク機構と移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、且つ、高性能なパラレルリンク機構
支持用軸受８を、低コストで実現する。 【解決手段】 内輪１３の外周面に、球の両端を切断し
た場合にその外周面となる部分球面部１４を設ける。こ
の内輪１３の周囲に設ける外輪１５の軸方向各半部毎の
内周面の、それぞれ円周方向複数個所に、断面円弧形の
係合溝２１ａ、２１ｂを形成する。これら各係合溝２１
ａ、２１ｂと上記部分球面部１４との間に、これら各係
合溝２１ａ、２１ｂ毎に１個ずつのボール１７、１７
を、これら各係合溝２１ａ、２１ｂと上記部分球面部１
４とに沿う転動を自在に設ける。上記内輪１３は第一の
リンク素子５又は第二のリンク素子６の端部に外嵌固定
し、上記外輪１５は移動台又は固定台の隅部に結合固定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るパラレルリン
ク機構支持用軸受とパラレルリンク機構と移動装置は、
例えば移動台の上面に載置した試料又は加工物等の載置
物を、固定台に対し空間上で所定位置に移動させると共
に、この載置物を所定の向きに傾ける等の為に利用す
る。

【０００２】

【従来の技術】試料や被加工物等の載置物を、空間上で
所定位置から別の所定位置に移動させると共に、この載
置物を所定の向きに傾ける等する為の移動装置として従
来から、例えば図７に示す様な構造のものが用いられて
いる。この移動装置１は、それぞれがパラレルリンク機
構を構成する、固定台２と、この固定台２の上方に設け
た移動台３と、これら固定台２と移動台３との間に設け
た複数本（図示の例では６本）の脚部９、９とを備え
る。これら各脚部９、９は、互いに直列に配置した第
一、第二のリンク素子５、６と、これら第一、第二のリ
ンク素子５、６の間部分に設けた伸縮機構７、７とを備
える。そして、上記移動台３の隅部複数個所と上記各第
一のリンク素子５、５の上端部との間部分、及び、上記
固定台２の隅部複数個所と上記各第二のリンク素子６、
６の下端部との間部分に、それぞれパラレルリンク機構
支持用軸受８、８を設けている。

【０００３】上記各伸縮機構７、７は、例えば図示の様
に、上記各第一のリンク素子５、５の下端部に結合固定
したピストン１０、１０と、上記各第二のリンク素子
６、６の上端部に結合固定したシリンダ１１、１１とか
ら構成する。そして、これら各シリンダ１１、１１内
を、図示しない給排装置に通じさせ、この給排装置から
上記各シリンダ１１、１１内に圧縮空気等の作動流体を
給排する事により、上記各脚部９、９の全長を伸縮させ
る様にしている。上記給排装置による各シリンダ１１、
１１内への作動流体の給排は、図示しない制御器により
制御している。又、上記各パラレルリンク機構支持用軸
受８、８は、上記移動台３又は固定台２の隅部複数個所
を、上記各第一のリンク素子５、５又は各第二のリンク
素子６、６の端部に対して、揺動変位を自在に支持して
いる。

【０００４】上述の様な移動装置１の使用時には、上記
給排装置により上記各シリンダ１１、１１内に作動流体
を給排する。この様な作動流体の給排により、上記各脚
部９、９の全長が、所定の長さ分伸張又は収縮し、これ
に伴って、上記移動台３の上記固定台２に対する傾斜角
度及び高さが変化する。従って、この移動台３の上面に
試料等の載置物１２を載置すれば、空間上で所定位置か
ら別の所定位置にこの載置物１２を移動すると共に、こ
の載置物１２を所定の向きに傾けた状態とし、又は、傾
けた載置物１２を水平な状態とする事ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の様な移動装置１
を構成するパラレルリンク機構支持用軸受８、８として
従来から、球体部と、この球体部の外側に設けこの球体
部との滑りを自在とする部分球面部をその内面に設けた
球形部とから成る、所謂ボール継手を用いたものが多く
使用されている。この様なボール継手を用いたパラレル
リンク機構支持用軸受の場合、構造が単純である為、安
価に造れるが、内側の球体部と、外側の球形部との接触
部が滑り状態となる為、この接触部が摩耗し易く、耐久
性を十分に確保する事が難しい。

【０００６】又、この様なボール継手を用いたものは、
全体を鍛造加工で造る為に、摺動部分の形状を高精度に
する事が難しく、又、上記球体部と球形部とを緩く接触
させる為、剛性を十分に確保する事が難しい。この為、
軸受の全長が負荷の変動に伴って伸縮したり、この軸受
を用いたパラレルリンク機構の運動精度を十分に確保で
きなくなる可能性がある。又、この様な軸受は、上記球
体部の外側の大半部を上記球形部が覆う構造となる為、
軸受の全長が大きくなる事が避けられず、このパラレル
リンク機構を用いた移動装置の大型化を招く原因とな
る。

【０００７】一方、上記球体部と球形部との間に複数の
玉を組み込んで、上記パラレルリンク機構支持用軸受
８、８とする事も、従来から行なわれている。但し、こ
の場合には、上記各玉と球体部及び球形部との隙間の調
整が難しい。この為、前記第一のリンク素子５又は第二
のリンク素子６を、移動台３又は固定台２に対し揺動さ
せるのに要するトルク（揺動トルク）が不安定になる可
能性がある。

【０００８】又、上記各パラレルリンク機構支持用軸受
８、８の代わりに、複数の転がり軸受を組み込んだ継手
装置を使用する事も、従来から行なわれている。但し、
上記移動台３又は固定台２の隅部を、上記第一のリンク
素子５又は第二のリンク素子６の端部に対して揺動変位
を自在に支持する為には、各継手装置に少なくとも３個
の転がり軸受を組み込む必要がある。この為、これら各
継手装置が大きくなる事が避けられず、パラレルリンク
機構を用いた移動装置の大型化を招く原因となる。又、
各揺動支持部の剛性を確保する為には、これら各揺動支
持部に設ける継手装置を構成する各転がり軸受の内部隙
間を調整する必要があり、組み付け作業が面倒になる。

【０００９】又、特許２５５６８２０号公報、同２５８
９２７６号公報に記載された、球体の外面と球状ハウジ
ングの内面との間に複数個の玉を設けた転がり軸受を、
上記各パラレルリンク機構支持用軸受８、８として利用
する事も考えられる。但し、これら各公報に記載された
転がり軸受を用いた場合でも、やはり軸受の全長が大き
くなる事が避けられない。又、この転がり軸受を用いた
場合、複数の玉を球状ハウジングの内部に組み込む作業
が面倒である。又、軸受の剛性を確保する為に設定する
予圧は、これら複数の玉と、これら複数の玉と接触す
る、球体の外面及び球状ハウジングの内面との形状精度
により影響を受ける為、この予圧を適正に確保した軸受
を安定して造るのは難しい。又、上記軸受に組み込む玉
の数が少ない場合には、これら各玉の配置が上記軸受内
で何れかの側に片寄って、この軸受の剛性が不均一にな
る可能性がある。

【００１０】この様な問題を解決する為に、特許２６１
４４３０号公報、又は特開平１１−１２５２３７号公報
に記載された軸受を用いて、上記各パラレルリンク機構
支持用軸受８、８とする事も考えられる。即ち、これら
各公報には、２個の部材を一体に結合し、内面を部分球
面状にした外輪と、この外輪の内側に配置した球体部と
の間に、複数の玉を設け、これら各玉を保持器により転
動自在に保持した軸受が記載されている。この様な軸受
を用いた場合、上記各玉の組み込み性が比較的良好にな
り、しかも、これら各玉の配置が軸受の内部で何れかの
側に片寄って、この軸受の剛性が不均一になる事をなく
せる。但し、この軸受の剛性を確保する為に設定する予
圧を適正値とした軸受を安定して造るのは、やはり難し
い。又、上記各玉を保持する保持器を設けている為、こ
の保持器を設けた分、コストが嵩む事が避けられない。

【００１１】又、特開２０００−２３０５４６号公報に
は、自動調心玉軸受の構造を応用したパラレルリンク機
構支持用軸受が記載されている。この公報に記載された
パラレルリンク機構支持用軸受の場合には、内部に組み
込む各玉の外径を変えるだけで、これら各玉と外輪の内
周面及び内輪軌道との隙間の調整を行なえる。又、これ
ら各玉は、従来から玉軸受に組み込んでいるものを使用
でき、しかもこれら各玉では、外径が種々異なるものが
ある為、上記調整を容易に行なえる。この為、パラレル
リンク機構支持用軸受の剛性を確保する為に設定する予
圧を適正値とした軸受を安定して造る事が容易になる。
又、構成部品が少なくなり、全長を小さくできる。又、
パラレルリンク機構支持用軸受を造る際に、自動調心玉
軸受の生産設備の一部を利用できて、コストの低減を図
れる。但し、上記特開２０００−２３０５４６号公報に
記載されたパラレルリンク機構支持用軸受の場合、固定
台２又は移動台３の隅部を、上記各第一のリンク素子
５、５又は各第二のリンク素子６、６の端部に対して揺
動させる際に、内部に組み込んだ各玉と外輪の内周面と
の接触部が滑り状態となる為、揺動トルクの低減や、十
分な耐久性の確保を図るのには、未だ改良の余地があ
る。

【００１２】この様な事情に鑑みて本発明者は先に、特
願平１１−３４５０１８号に開示されている様なパラレ
ルリンク機構支持用軸受を考えた。このパラレルリンク
機構支持用軸受は、内輪と、外輪と、複数のボールと、
保持器とから成る。このうちの内輪の外周面には、断面
が円弧形である内側係合溝を複数本、円周方向に関して
間欠的に且つ等間隔に、それぞれ円周方向に対し直角方
向に形成している。又、この内輪の周囲に設ける上記外
輪の内周面で上記各内側係合溝と対向する位置に、やは
り断面円弧形の外側係合溝を、それぞれ円周方向に対し
直角方向に形成している。上記複数のボールは、上記内
輪の外周面と外輪の内周面との間に設けた上記保持器に
より保持した状態で、上記各内側係合溝と各外側係合溝
とに沿う転動を自在としている。

【００１３】この様な特願平１１−３４５０１８号に開
示されたパラレルリンク機構支持用軸受によれば、外輪
を支持した部材に対する内輪を支持した部材の揺動を、
複数のボールの転動により行なえる為、剛性及び耐久性
を十分に確保できる。更に、このパラレルリンク機構支
持用軸受の剛性を確保する為には、適正な予圧を設定す
る事が必要となるが、上記各外側、内側両係合溝と各ボ
ールとの形状精度を確保する事は容易である為、適正な
予圧を確保した軸受を安定して造る事が容易になる。し
かも、パラレルリンク機構支持用軸受の全長を小さくで
きて、このパラレルリンク機構支持用軸受を組み込んだ
装置の小型化を図れる。更に、従来から自動車の動力伝
達部等に用いられているツェッパ型の等速ジョイントと
同様の構造を用いる事ができる等により、コスト低減を
図れる。

【００１４】但し、上述の様な特願平１１−３４５０１
８号に開示された先発明の構造の場合、複数のボール
を、上記各内側係合溝と各外側係合溝との間で、上記内
輪及び外輪の軸方向に関して中央部付近に組み込む必要
がある為、組み込み作業が面倒になる可能性がある。
又、上記外輪の内周面の円周方向複数個所に設けた内側
係合溝と、上記内輪の外周面の円周方向複数個所に設け
た外側係合溝との間に、それぞれボールを１個ずつ組み
込んでいる為、剛性を十分に確保するのには未だ改良の
余地がある。即ち、上記外輪及び内輪の軸方向一端から
他端まで達する外側、内側両係合溝同士の間に、それぞ
れ１個ずつのボールを設けただけである為、ラジアル方
向の剛性は十分に確保できても、アキシアル方向の剛性
を十分に確保する事は難しい。本発明は、前述した従来
構造及び上述した先発明の構造で生じる様な問題をなく
すべく発明したものである。

【００１５】

【課題を解決する為の手段】本発明のパラレルリンク機
構支持用軸受のうち、請求項１に記載したパラレルリン
ク機構支持用軸受は、支持部材の一部をリンクに対し揺
動変位自在に支持するものである。そして、この支持部
材とリンクとのうちの一方の部材に結合固定される内輪
と、この内輪の外周面に設けられた、少なくとも一部が
球の両端を切断した場合にその外周面となる形状を有す
る部分球面部と、上記内輪の周囲に設けられ、上記支持
部材とリンクとのうちの他方の部材に結合固定される外
輪と、この外輪と上記内輪とのうち、少なくとも一方の
軌道輪の軸方向各半部毎の周面の円周方向複数個所に間
欠的に、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成され
た、断面円弧形でその底面とこの底面が直径方向に対向
する相手面との間隔が軸方向に関して均一となる係合溝
と、これら各係合溝と相手面との間に、これら各係合溝
毎に、それぞれがこれら各係合溝と上記相手面とに沿う
転動を自在として設けられた、複数のボールとを備え
る。そして、好ましくは、使用時にこれら各ボールを、
上記内輪の外周面又は上記外輪の内周面で、上記内輪又
は外輪の中心軸からの直径方向の長さが最大となる最大
外径部に関して何れか片側にのみ位置させる。

【００１６】又、請求項２に記載したパラレルリンク機
構支持用軸受は、上記内輪の外周面と上記外輪の内周面
との間に、これら内輪及び外輪の軸方向に関して片側に
存在する複数のボールを転動自在に保持する為の複数の
ポケットを有する、保持器を設けている。

【００１７】又、請求項１又は請求項２に記載したパラ
レルリンク機構支持用軸受で、より好ましくは、外輪の
外周面にフランジ部を、このフランジ部の円周方向複数
個所にボルトを挿通自在な取り付け孔を、それぞれ設け
る。

【００１８】

【作用】上述の様に構成する本発明のパラレルリンク機
構支持用軸受の場合には、前述した従来及び先発明の支
持軸受で生じる様な問題の全部又は一部をなくせる。先
ず、請求項１に記載したパラレルリンク機構支持用軸受
によれば、リンクに対する支持部材の揺動を、複数のボ
ールの転動により行なえる為、パラレルリンク機構支持
用軸受の剛性及び耐久性を十分に確保する事ができる。
特に、軸方向各半部毎に形成した各係合溝と相手面との
間にボールを設けている為、外輪と内輪との間に、何れ
の方向のアキシアル荷重が加わった場合でも、何れか一
方の半部側のボールに圧縮方向の力が加わる。従って、
ラジアル剛性は勿論、アキシアル剛性を十分に高くでき
る。この様な本発明に於いては、パラレルリンク機構支
持用軸受の剛性を確保する為に予圧を設定する必要があ
る。そして、この予圧は、外輪と内輪とのうち、一方の
軌道輪の軸方向各半部毎の周面の一部に設けた各係合溝
と、これら各係合溝の底面が直径方向に対向する相手面
と、各ボールとの、形状精度及び寸法精度に大きく影響
される。一方、上記各係合溝と上記相手面と上記各ボー
ルとの形状精度及び寸法精度を確保する事は、比較的容
易に行なえる。この為、適正な予圧を確保したパラレル
リンク機構支持用軸受を安定して造る事が容易になる。
しかも、本発明の場合には、上記各ボールを保持する保
持器を設けなくても、これら各ボールを上記各係合溝に
より案内して転動させる事により、上記揺動を行なう事
ができる。これら各係合溝は、上記一方の軌道輪の周面
の軸方向各半部毎に複数個所ずつ設けられている為、こ
れら各ボールが軸受内で何れかの側に片寄ってこの軸受
の剛性が不均一になる事を防止できて、しかも上記保持
器をなくせる分、コスト低減を図れる可能性がある。

【００１９】更に、本発明の場合には、上記一方の軌道
輪の軸方向各半部毎の周面の円周方向複数個所に設けた
係合溝と、上記相手面との間に、上記ボールを上記各係
合溝毎に設けている為、これら複数のボールの総数を多
くする事ができる。従って、アキシアル荷重が加わった
場合に、必ず一部のボールに圧縮方向に力が加わってこ
の荷重を効果的に支承する事と相まって、パラレルリン
ク機構支持用軸受の剛性を、前述した先発明の構造の場
合よりも更に向上できる。しかも、上記各ボールの組み
込み作業を容易に行なえる。更に、上記内輪の外周面の
少なくとも一部に設けた部分球面部は、球の両端を切断
した場合にその外周面となるものである為、パラレルリ
ンク機構支持用軸受の全長を小さくできる。更に、この
パラレルリンク機構支持用軸受は、各方向のラジアル荷
重の他、両方向のアキシアル荷重を支承できる為、各揺
動支持部毎に１個ずつ設ければ良い。従って、本発明の
パラレルリンク機構支持用軸受を組み込んだパラレルリ
ンク機構を用いた装置の小型化を図れる。又、上記内輪
と外輪とのうち、一方の軌道輪の周面のみに係合溝を設
けた場合には、他方の軌道輪の周面に係合溝を形成しな
くて済む分、コスト低減を図れる。

【００２０】尚、パラレルリンク機構用支持軸受では、
外輪を内輪に対しこの外輪の中心軸を中心として回転自
在とする必要はない。これに対して、本発明では、内輪
と外輪とのうち、他方の軌道輪の周面である相手面に係
合溝を形成せず、この相手面を設けた周面の全部を部分
球面状とした場合に、外輪が内輪に対し回転する事は、
理論上は可能である。但し、本発明の場合には、外輪が
この様に回転しようとしても、上記各ボールが上記他方
の軌道輪の周面上を転動しない。この為、これら各ボー
ルの表面と他方の軌道輪の周面との接触部が滑り状態と
なり、この部分で摩擦抵抗を生じる。従って、本発明で
は、上記外輪が上記内輪に対し上述の様に回転しにくく
できる。

【００２１】尚、請求項２に記載したパラレルリンク機
構支持用軸受の場合には、保持器を設けている為、この
保持器を設ける分、請求項１に記載したパラレルリンク
機構支持用軸受に比べて部品コストが嵩む。但し、請求
項２に記載したパラレルリンク機構支持用軸受によれ
ば、内輪の外周面と外輪の内周面との間の所定位置に複
数のボールを組み込む作業を、請求項１に記載したパラ
レルリンク機構支持用軸受よりも容易に行なえて、組み
付け性の向上を図れる。

【００２２】又、外輪の外周面にフランジ部を、このフ
ランジ部の円周方向複数個所にボルトを挿通自在な取り
付け孔を、それぞれ設けた構造によれば、パラレルリン
ク機構を構成するリンクと支持部材との間に、パラレル
リンク機構支持用軸受を装着する作業が容易になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１〜３は、請求項１、３、４に
対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。
尚、請求項１に記載したパラレルリンク機構支持用軸受
の特徴は、支持部材の複数個所を複数本のリンクに対し
揺動変位自在に支持するパラレルリンク機構支持用軸受
に於いて、前述した従来構造及び先発明の構造で生じる
様な問題を何れもなくすべく、構造を工夫した点にあ
る。本例のパラレルリンク機構支持用軸受８を組み込む
パラレルリンク機構及び移動装置のその他の部分の構成
及び作用に就いては、前述した従来構造と同様である
為、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし
て、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

【００２４】本発明のパラレルリンク機構支持用軸受８
は、内輪１３と、この内輪１３の周囲に設けた外輪１５
と、複数のボール１７、１７とから成る。このうち、内
輪１３の外周面には、球の両端を切断した場合にその外
周面となる形状を有する、部分球面部１４を設けてい
る。そして、上記内輪１３を、第一のリンク素子５又は
第二のリンク素子６（図７参照）の端部に、外嵌固定自
在としている。

【００２５】又、上記外輪１５は、それぞれが円環状で
ある、第一の外輪素子１８と、第二の外輪素子１９と
を、互いに同心に重ね合わせた状態で結合固定して成
る。このうちの第一の外輪素子１８の外径は、第二の外
輪素子１９の外径よりも大きい。従って、上記第一、第
二の両外輪素子１８、１９を結合して上記外輪１５を構
成した状態で、この外輪１５の外周面で上記第一の外輪
素子１８に対応する部分には、直径方向外方に突出する
フランジ部２０が、全周に亙り形成される。尚、上記第
一、第二の各外輪素子１８、１９の円周方向複数個所
（図示の例では６個所）で互いに整合する位置には結合
孔１６ａ、１６ｂを、それぞれ上記各外輪素子１８、１
９を軸方向に貫通する状態で形成している。そして、こ
れら各結合孔１６ａ、１６ｂを挿通した複数のボルト
（図示せず）により、上記両外輪素子１８、１９同士を
結合している。

【００２６】一方、上記外輪１５の内周面で軸方向各半
部毎に存在する、上記第一、第二の各外輪素子１８、１
９の互いに整合する部分に、断面が円弧形である係合溝
２１ａ、２１ｂをそれぞれ６本ずつ（合計１２本）、円
周方向に関して間欠的に且つ等間隔に、それぞれ円周方
向に対し直角方向（図１、３の左右方向、図２の表裏方
向）に形成している。これら各係合溝２１ａ、２１ｂの
底面２４、２４は、請求項に記載した相手面である、上
記部分球面部１４の曲率中心ｏをその中心とする、単一
の仮想球面上に位置させている。又、本例の場合、上記
各係合溝２１ａ、２１ｂを、上記第一の外輪素子１８と
第二の外輪素子１９とで互いに円周方向同位置に（円周
方向に関する位相を一致させた状態で）設けている。そ
して、上記各係合溝２１ａ、２１ｂと上記部分球面部１
４の外周面との間に、これら各係合溝２１ａ、２１ｂ毎
にボール１７、１７を１個ずつ、それぞれこれら各係合
溝２１ａ、２１ｂ及び部分球面部１４の外周面に沿う転
動を自在として設けている。従って、本例の場合には、
上記外輪１５の内周面と内輪１３の外周面との間の円周
方向同位置に、それぞれ２個ずつのボール１７、１７が
存在する。尚、上記各係合溝２１ａ、２１ｂの底面２
４、２４の曲率半径と、上記部分球面部１４の曲率半径
との差は、上記各ボール１７、１７の直径と等しいか、
若しくはこれよりも僅かに小さくしている。

【００２７】又、本発明のパラレルリンク機構支持用軸
受８の使用時に、上記内、外両輪１３、１５同士が揺動
しても、この揺動は後述する様に一定の範囲内に制限さ
れる。そして、この範囲内で上記外輪１５が上記内輪１
３に対し揺動しても、上記各ボール１７、１７は、上記
部分球面部１４の外周面で上記内輪１３の中心軸ａから
の直径方向の長さが最大となる、最大外径部２２を越え
て転動する事がない様にしている。従って、パラレルリ
ンク機構支持用軸受８の使用時に、上記各ボール１７、
１７は常に、各ボール１７、１７毎に定められた、上記
最大外径部２２に関して何れか一方の側にのみ位置す
る。従って、上記外輪１５と上記内輪１３との間に何れ
の方向のアキシアル荷重が加わった場合でも、上記各ボ
ール１７、１７のうち、上記最大外径部２２に対して何
れかの側（アキシアル荷重の作用方向と反対側）に存在
する半分のボール１７、１７が圧縮方向の力を受けて、
上記アキシアル荷重を支承する。

【００２８】又、本例の場合には、上記外輪１５の外周
面に設けたフランジ部２０の円周方向複数個所（図示の
例では６個所）に取付孔２３、２３を、それぞれこのフ
ランジ部２０を軸方向に貫通する状態で形成している。
これら各取付孔２３、２３には、このフランジ部２０を
支持部材である固定台２又は移動台３（図７参照）に固
定する為のボルト（図示せず）を、それぞれ挿通自在と
している。更に、本例の場合には、前記パラレルリンク
機構支持用軸受８の内部、即ち、上記外輪１５の内周面
と上記内輪１３の外周面との間で上記各ボール１７、１
７を設置した空間内に、図示しない固形油を設けてい
る。そして、この固形油により、上記各ボール１７、１
７の転動部分の潤滑を行なわせる様にしている。この様
な固形油として、例えば合成樹脂と潤滑剤とを混合した
ものを固化して成る潤滑剤含有ポリマーの他、従来から
知られている各種のものを使用できる。

【００２９】上述の様に構成する本発明のパラレルリン
ク機構支持用軸受は、前述の移動装置１を構成する、第
一のリンク素子５又は第二のリンク素子６の端部と、移
動台３又は固定台２（図７参照）の隅部複数個所との間
に設ける。この為に、本例の場合には、前記外輪１５に
設けたフランジ部２０と、上記移動台３又は固定台２の
隅部とを、上記各取付孔２３、２３を挿通した複数本の
ボルト（図示せず）により結合固定する。そして、前記
内輪１３を、上記第一のリンク素子５又は第二のリンク
素子６の端部に外嵌固定する。

【００３０】前述の様に構成し、上述の様に移動装置１
に組み付ける本発明のパラレルリンク機構支持用軸受に
よれば、上記移動台３又は固定台２の端部複数個所を上
記各第一のリンク素子５又は各第二のリンク素子６の端
部に対し、揺動自在に支持できる。即ち、図３に示す様
に、内外両輪１３、１５同士が揺動して、これら内外両
輪１３、１５の中心軸両軸ａ、ｂ同士が不一致となり、
これら両軸ａ、ｂが角度θ分互いに傾斜する際には、前
記各ボール１７、１７が前記各係合溝２１ａ、２１ｂ及
び前記部分球面部１４の外周面に沿って転動する事によ
り、上記中心軸ａ、ｂ同士の変位を許容する。尚、この
様な内外両輪１３、１５同士の揺動変位は、第一のリン
ク素子５又は第二のリンク素子６の端部が上記外輪１５
の一部と衝合するか、上記各ボール１７、１７が上記各
係合溝２１ａ、２１ｂの外端部に達するか迄行なう事が
できる。但し、実際の一般的な使用状態に於いては、上
記両軸ａ、ｂ同士が角度θ分傾斜しても、上記各ボール
１７、１７は前記部分球面部１４の曲率中心（＝内外両
輪１３、１５の揺動中心）ｏに関して約（０．４×θ）
分しか変位しない。この為、適宜のストッパ機構を設け
れば、上記第一のリンク素子５又は第二のリンク素子６
の端部が上記外輪１５の一部と衝合する以前に、上記各
ボール１７、１７が上記内外両輪１３、１５の端部に達
して、この端部から外部に脱落する事はない。

【００３１】上述の様な本発明のパラレルリンク機構支
持用軸受８を組み込んで構成する本発明の移動装置の使
用時には、図示しない給排装置により、各伸縮機構７、
７を構成する各シリンダ１１、１１（図７参照）内に作
動流体を給排する。そして、この作動流体の給排により
各脚部９、９（図７）の全長を、それぞれ所定の長さ分
伸張若しくは収縮させて、上記移動台３の上記固定台２
に対する傾斜角度及び高さを変化させる。この結果、上
記移動台３の上面に載置した試料等の載置物１２（図
７）を、三次元空間上で所定位置から別の所定位置に移
動させると共に、この載置物１２を所定の向きに傾けた
状態とし、又は、傾けた載置物１２を水平な状態とする
事ができる。

【００３２】特に、本例のパラレルリンク機構支持用軸
受８によれば、前述した従来の支持軸受及び先発明の支
持軸受で生じる様な問題を、何れもなくせる。即ち、本
発明のパラレルリンク機構支持用軸受８によれば、第一
のリンク素子５又は第二のリンク素子６に対する移動台
３又は固定台２の揺動を、複数のボール１７、１７の転
動により行なえる為、パラレルリンク機構支持用軸受８
の剛性及び耐久性を十分に確保する事ができる。先ず、
本発明の場合には、前述の様に、上記各ボール１７、１
７が、ラジアル荷重だけでなく、何れの方向のアキシア
ル荷重も効果的に支承する。従って、ラジアル剛性だけ
でなく、アキシアル剛性も十分に高くできる。この様な
本発明の場合には、パラレルリンク機構支持用軸受８の
剛性を確保する為に、予圧を設定する必要がある。そし
て、この予圧は、外輪１５の軸方向各半部毎の内周面の
一部に設けた各係合溝２１ａ、２１ｂと、内輪１３の外
周面に設けた部分球面部１４と、各ボール１７、１７と
の、形状精度及び寸法精度に大きく影響される。一方、
これら各係合溝２１ａ、２１ｂと部分球面部１４と各ボ
ール１７、１７との形状精度及び寸法精度を確保する事
は、比較的容易に行なえる。この為、適正な予圧を確保
したパラレルリンク機構支持用軸受８を安定して造る事
は容易である。そして、この様にパラレルリンク機構支
持用軸受８に適正な予圧を付与する事ができれば、上記
各ボール１７、１７と上記係合溝２１ａ、２１ｂ及び部
分球面部１４との間の隙間をなくして、上記パラレルリ
ンク機構支持用軸受８の、ラジアル方向及びアキシアル
方向の剛性を十分に確保できる。この結果、このパラレ
ルリンク機構支持用軸受８を組み込んで構成する移動装
置１の剛性及び運動精度を十分に確保する事ができる。

【００３３】尚、この様にパラレルリンク機構支持用軸
受８に適正な予圧を付与する為の調整は、内部に組み込
む各ボール１７、１７の外径を適切に選択する事により
行なう。この様な各ボール１７、１７は、従来から玉軸
受に組み込んでいるものをそのまま使用でき、しかも、
この玉軸受に組み込んでいるボールには、外径がμｍの
単位で異なったものがある為、上記調整を行なう事は容
易である。又、この様な調整は、上述した方法以外に、
第一の外輪素子１８と第二の外輪素子１９との間に所定
の厚さ寸法を有する間座を設ける事によっても行なえ
る。更に、本発明の場合には、前記内外両輪１３、１５
同士の揺動を上記複数のボール１７、１７の転動に基づ
いて行なう為、この揺動の際に生じる摩擦力を十分に小
さくして、上記移動装置１を作動させるのに要する駆動
力を十分に小さくできる。この為、この移動装置１を作
動させる為に設ける駆動装置を小さくして、本発明のパ
ラレルリンク機構支持用軸受８を組み込んだパラレルリ
ンク機構を用いた移動装置１の小型化を図れる。

【００３４】しかも、本例の場合には、上記各ボール１
７、１７を保持する保持器を設けなくても、これら各ボ
ール１７、１７を前記各係合溝２１ａ、２１ｂにより案
内して転動させる事により、上記揺動を行なう事ができ
る。従って、これら各ボール１７、１７が上記パラレル
リンク機構支持用軸受８内で何れかの側に片寄って、こ
のパラレルリンク機構支持用軸受８の剛性が不均一にな
る（特に特定方向のアキシアル剛性が低くなる）事を防
止できる。更には、上記保持器を省略した分、コスト低
減を図れる。

【００３５】更に、本発明の場合には、上記外輪１５の
軸方向各半部の内周面の円周方向複数個所に設けた係合
溝２１ａ、２１ｂと、上記部分球面部１４の外周面との
間に、上記各ボール１７、１７を上記各係合溝２１ａ、
２１ｂ毎に１個ずつ設けている。この為、これら複数の
ボール１７、１７の総数を多く（本例の場合は１２個
に）する事ができる。従って、前述した様に、何れの方
向のアキシアル荷重に対しても、半分のボール１７、１
７が圧縮方向の力を受けてこのアキシアル荷重を支承す
る為、アキシアル剛性が高くなる事と相まって、パラレ
ルリンク機構支持用軸受８の軸受剛性を、前述した先発
明の構造の場合よりも更に向上できる。しかも、上記各
ボール１７、１７は、上記内輪１３の外周面と外輪１５
の内周面との間でこれら内外両輪１３、１５の軸方向両
端寄り部分に組み込めば良く、これら各ボール１７、１
７の組み込み作業を容易に行なえる。更に、上記内輪１
３の外周面に設けた部分球面部１４は、球の両端を切断
した場合にその外周面となるものである為、外輪１５の
内側に設ける部材を球体状とする場合に比べて、パラレ
ルリンク機構支持用軸受８の全長を小さくできる。更
に、このパラレルリンク機構支持用軸受８は、各揺動支
持部毎に１個ずつ設ければ良い。従って、このパラレル
リンク機構支持用軸受８を組み込んだパラレルリンク機
構を用いた移動装置１の小型化を図れる。

【００３６】尚、パラレルリンク機構用支持軸受８で
は、外輪１５を内輪１３に対しこの外輪１５の中心軸ｂ
を中心として回転自在とする必要はない。これに対し
て、本例の場合には、内輪１３の外周面を部分球面部１
４としている為、上記外輪１５がこの内輪１３に対し回
転する事は、理論上は可能である。但し、本発明のパラ
レルリンク機構支持用軸受８の場合には、上記外輪１５
がこの様に回転しようとしても、上記各ボール１７、１
７が前記各係合溝２１ａ、２１ｂに抱き込まれた状態
で、上記部分球面部１４上を転動しない。この為、これ
ら各ボール１７、１７の表面と上記部分球面部１４の外
周面との接触部が滑り状態となり、この部分で摩擦抵抗
を生じる。従って、本発明では、上記外輪１５を上記内
輪１３に対し、この外輪１５の中心軸ｂを中心として回
転しにくくできる。

【００３７】更に、本例のパラレルリンク機構支持用軸
受８の場合には、上記外輪１５の外周面に、この外輪１
５を前記移動台３又は固定台２に結合する為のフランジ
部２０及び取付孔２４、２４を設けている。この為、前
記第一のリンク素子５又は第二のリンク素子６の端部
と、前記移動台３又は固定台２の隅部複数個所との間
に、上記パラレルリンク機構支持用軸受８を装着する事
が容易になる。

【００３８】更に、本例の場合には、上記各ボール１
７、１７の転動部分での潤滑を、内部に設けた固形油に
より行なう様にしている為、メンテナンスフリー化や軸
受８内のシール性確保の効果を期待できる。更に、グリ
ース等の漏れ防止を図る為のシール部材を設ける必要が
なくなる為、このシール部材をなくせる分、コスト低減
を図れる。

【００３９】尚、上記各ボール１７、１７は、前記部分
球面部１４の曲率中心ｏに関して互いにほぼ対称となる
位置に１対ずつを設ける事が、上記パラレルリンク機構
支持軸受８の剛性の均一性を確保する上からは好まし
い。又、本例の場合には、前記第一の外輪素子１８と第
二の外輪素子１９とにそれぞれ設ける係合溝２１ａ、２
１ｂを、互いに同数としているが、これら第一の外輪素
子１８と第二の外輪素子１９とのうち、一方の外輪素子
１８（又は１９）に設けるものを他方の外輪素子１９
（又は１８）に設けるものよりも多くする事もできる。
例えば、パラレルリンク機構支持用軸受８が、このパラ
レルリンク機構支持軸受８に加わるスラスト荷重のう
ち、何れか一方向（外輪１５を固定する支持部材と内輪
１３を固定するリンクとを引き離す方向、又はこれら両
部材を近づける方向）のスラスト荷重が大きい状態で使
用される場合には、この一方向のスラスト荷重により面
圧が高くなるボール１７、１７に対応する係合溝２１ａ
（又は２１ｂ）を、別の係合溝２１ｂ（又は２１ａ）よ
りも多くする事もできる。この様にすれば、パラレルリ
ンク機構支持軸受８を上述の様な状態で使用する場合で
も、このパラレルリンク機構支持軸受８の十分な剛性
を、必要最小限のボール１７、１７により確保できる。
この様に本発明では、上記各係合溝２１ａ、２１ｂを、
外輪１５の軸方向各半部で互いに円周方向に異なる位置
に設ける事も、互いに異なる数を設ける事もできる。
又、上記各係合溝２１ａ、２１ｂの数が互いに異なる場
合は勿論、同じ場合でも、一方の係合溝と他方の係合溝
とで、円周方向に関する位相を互いに異ならせる事もで
きる。この様に位相を異ならせれば、上記各ボール１
７、１７が、前記最大外径部を越えて転動する事を確実
に防止できる。

【００４０】又、本例の場合には、上記内輪１３を上記
第一のリンク素子５（又は第二のリンク素子６）の端部
に結合固定し、上記外輪１５を上記移動台３（又は固定
台２）の端部に結合固定している。これに対して、上記
内輪１３をこの移動台３（又は固定台２）の端部に固定
した軸に外嵌固定し、上記外輪１５を上記第一のリンク
素子５（又は第二のリンク素子６）の端部に結合固定す
る事もできる。又、上記外輪１５の外周面に設けるフラ
ンジ部２０は、この外輪１５の軸方向両側のうち、本例
と別の側（図１、３の左側）に設ける事もできる。

【００４１】次に、図４は、請求項１、２に対応する、
本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のパラ
レルリンク機構支持用軸受８ａの場合には、上述した第
１例の場合と異なり、内輪１３の外周面と外輪１５の内
周面との間に、１対の保持器２５、２５を設けている。
これら各保持器２５、２５は、合成樹脂を射出成形する
事により、断面が略Ｌ字形で、全体を傾斜円筒状に造っ
ている。そして、これら各保持器２５、２５を構成する
傾斜円筒部２６の円周方向等間隔の複数個所に、それぞ
れの内側に上記各ボール１７、１７を保持自在なポケッ
ト２７を形成している。

【００４２】そして、上記内輪１３の外周面と上記外輪
１５の内周面との間に上記各保持器２５、２５を配置し
ている。これら各保持器２５、２５の上記各ポケット２
７の内側には、上記内輪１３及び外輪１５の軸方向各半
部毎に設ける各列のボール１７、１７を、それぞれ１個
ずつ転動自在に保持している。この状態で、上記各保持
器２５、２５を構成する傾斜円筒部２６、２６の大径側
端縁同士を、互いに突き当てている。そして、第一のリ
ンク素子５又は第二のリンク素子６に対して、移動台３
又は固定台２（図７参照）を揺動させる際に、上記各保
持器２５、２５が、上記各傾斜円筒部２６、２６の大径
側端縁同士を突き当てた状態で、互いに同期して揺動す
る様にしている。

【００４３】上述の様に構成する本例のパラレルリンク
機構支持用軸受８ａの場合には、１対の保持器２５、２
５を設ける分、上述した第１例の構造に比べて部品コス
トが嵩む。但し、本例の場合、パラレルリンク機構支持
用軸受８ａを組立てるべく、内輪１３の外周面と外輪１
５の内周面との間に複数のボール１７、１７を組み込む
作業が容易になる。即ち、この組み込み作業は、上記内
輪１３の外周面と上記外輪１５の内周面との間に、各ポ
ケット２７内に上記各ボール１７、１７を組み込んだ上
記各保持器２５、２５を組み付けるだけで良い。各ボー
ル１７、１７毎に、設置位置を独立して調整する必要は
ない。この為、上記内輪１３の外周面と上記外輪１５の
内周面との間に上記各ボール１７、１７を組み込む作業
を、前述した第１例の場合よりも容易に行なえて、組み
付け性の向上を図れる。又、本例の様に、上記各傾斜円
筒部２６、２６の大径側端縁同士を突き当てた状態で上
記１対の保持器２５、２５を、上記内輪１３の外周面と
上記外輪１５の内周面との間に組み付ければ、上記各ボ
ール１７、１７を、上記内輪１３の外周面に設けた部分
球面部１４の曲率中心ｏに関して互いにほぼ対称となる
位置に１対ずつ、確実に配置できる。又、この様な組み
付け作業は容易に行なえる為、剛性を均一に確保したパ
ラレルリンク機構支持用軸受８ａを安定して造れる。

【００４４】尚、本例の場合には、上記各保持器２５、
２５を合成樹脂により造っているが、これら各保持器２
５、２５は、鋼鈑等の金属板をプレス成形したり、金属
製の素材から削り出し（切削加工）で造る事もできる。
但し、上記各保持器２５、２５を、合成樹脂を射出成形
して造った本例の場合には、コスト低減を図り易い。そ
の他の構成及び作用に就いては、上述した第１例の場合
と同様である為、重複する説明は省略する。

【００４５】次に、図５〜６は、やはり請求項１、２に
対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。
本例のパラレルリンク機構支持用軸受８ｂの場合には、
上述した各例のパラレルリンク機構支持用軸受８ａ、８
ｂ（図１〜４）の場合と異なり、各ボール１７、１７の
転動を案内する為の係合溝２８ａ、２８ｂを、外輪１５
の内周面ではなく、内輪１３の外周面に設けている。即
ち、本例の場合には、上記外輪１５を構成する各第一、
第二の外輪素子１８、１９の内周面を、単一の部分球面
状に形成している。又、これら各外輪素子１８、１９の
内周面の曲率中心を点ｏに一致させると共に、これら各
外輪素子１８、１９の内周面の曲率半径を互いに同じに
している。

【００４６】そして、上記内輪１３の外周面に設けた部
分球面部１４の軸方向各半部毎に、断面が円弧形である
係合溝２８ａ、２８ｂをそれぞれ６本ずつ（合計１２
本）、円周方向に関して間欠的に且つ等間隔に、それぞ
れ円周方向に対し直角方向（図５の左右方向）に形成し
ている。これら各係合溝２８ａ、２８ｂの底面２９、２
９は、上記各外輪素子１８、１９の内周面の曲率中心ｏ
をその中心とする単一の仮想球面上に位置させている。
又、本例の場合、上記各係合溝２８ａ、２８ｂを、上記
内輪１３の円周方向同位置に（円周方向に関する位相を
一致させた状態で）設けている。そして、上記各係合溝
２８ａ、２８ｂと上記各外輪素子１８、１９の内周面と
の間に、これら各係合溝２８ａ、２８ｂ毎にボール１
７、１７を１個ずつ、それぞれこれら各係合溝２８ａ、
２８ｂと上記各外輪素子１８、１９の内周面とに沿う転
動を自在として設けている。上述の様に構成する本例の
場合に於いて、上記内輪１３と外輪１５とで、係合溝２
４ａ、２４ｂを設ける側が反対になる以外の構成及び作
用に就いては、上述の図４に示した第２例の場合と同様
である。

【００４７】尚、図示は省略するが、本発明の場合に
は、内輪１３の外周面と外輪１５の内周面との双方に、
各ボール１７、１７の転動を案内する為の係合溝を設け
る事もできる。この場合でも、前述した先発明の場合と
は異なり、最大外径部を挟んで軸方向両側に、それぞれ
複数個ずつのボール１７、１７を配置して、両方向のア
キシアル荷重に対する剛性を確保する。特に、双方に係
合溝を設けた場合には、各ボール１７、１７の転動面と
内輪１３の外周面及び外輪１５の内周面との接触部の接
触楕円の面積を大きくして、ラジアル剛性及びアキシア
ル剛性をより高くできる。これに対して、上述した各例
の様に、上記内輪１３の外周面と上記外輪１５の内周面
とのうち、一方の軌道輪１３（又は１５）の周面のみに
係合溝を設けた場合には、内輪１３の外周面と外輪１５
の内周面との双方に係合溝を設ける場合に比べて、コス
ト低減を図れる。

【００４８】

【発明の効果】本発明のパラレルリンク機構支持用軸受
とパラレルリンク機構と移動装置は、以上に述べた通り
構成され作用するので、小型で、且つ、高性能なパラレ
ルリンク機構と移動装置とを、低コストで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を、第一のリンク
素子（第二のリンク素子）と結合した状態で示す、図２
のＢ−Ｘ−Ｃ断面図。

【図２】第一のリンク素子（第二のリンク素子）を省略
した状態で示す、図１の右方から見た図。

【図３】内輪が外輪に対して揺動した状態で示す、図１
と同様の図。

【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１のＡ
部に相当する拡大断面図。

【図５】同じく第３例を、第一のリンク素子（第二のリ
ンク素子）と結合した状態で示す、図６のＤ−Ｙ−Ｅ断
面図。

【図６】第一のリンク素子（第二のリンク素子）を省略
した状態で示す、図５の右方から見た図。

【図７】移動装置の１例を示す略斜視図。

【符号の説明】

１ 移動装置 ２ 固定台 ３ 移動台 ５ 第一のリンク素子 ６ 第二のリンク素子 ７ 伸縮機能 ８、８ａ、８ｂ パラレルリンク機構支持用軸受 ９ 脚部 １０ ピストン １１ シリンダ １２ 載置物 １３ 内輪 １４ 部分球面部 １５ 外輪 １６、１６ｂ 結合孔 １７ ボール １８ 第一の外輪素子 １９ 第二の外輪素子 ２０ フランジ部 ２１、２１ｂ 係合溝 ２２ 最大外径部 ２３ 取付孔 ２４ 底面 ２５ 保持器 ２６ 傾斜円筒部 ２７ ポケット ２８ａ、２８ｂ 係合溝 ２９ 底面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部材の一部をリンクに対し揺動変位
   自在に支持するパラレルリンク機構支持用軸受であっ
   て、この支持部材とリンクとのうちの一方の部材に結合
   固定される内輪と、この内輪の外周面に設けられた、少
   なくとも一部が球の両端を切断した場合にその外周面と
   なる形状を有する部分球面部と、上記内輪の周囲に設け
   られ、上記支持部材とリンクとのうちの他方の部材に結
   合固定される外輪と、この外輪と上記内輪とのうち、少
   なくとも一方の軌道輪の軸方向各半部毎の周面の円周方
   向複数個所に間欠的に、それぞれ円周方向に対し直角方
   向に形成された、断面円弧形でその底面とこの底面が直
   径方向に対向する相手面との間隔が軸方向に関して均一
   となる係合溝と、これら各係合溝と相手面との間に、こ
   れら各係合溝毎に、それぞれがこれら各係合溝と上記相
   手面とに沿う転動を自在として設けられた複数のボール
   とを備えるパラレルリンク機構支持用軸受。
2. 【請求項２】 内輪の外周面と外輪の内周面との間に、
   これら内輪及び外輪の軸方向に関して片側に存在する複
   数のボールを転動自在に保持する為の複数のポケットを
   有する保持器を設けた、請求項１に記載したパラレルリ
   ンク機構支持用軸受。
3. 【請求項３】 １対の支持部材と、これら両支持部材同
   士の間に設けられた複数本のリンクと、これら各リンク
   の両端部と上記各支持部材との間にそれぞれ設けられ
   た、請求項１又は請求項２に記載したパラレルリンク機
   構支持用軸受とを備えるパラレルリンク機構。
4. 【請求項４】 １対の支持部材を、それぞれ固定台と移
   動台とし、各リンクを、互いに直列に配置した第一のリ
   ンク素子及び第二のリンク素子と、これら第一、第二の
   両リンク素子の端部同士の間に設けられ、これら第一、
   第二の両リンク素子を組み合わせた部分の全長を伸縮自
   在とする伸縮機構とにより構成する、請求項３に記載し
   たパラレルリンク機構を備える移動装置。