JP2002115710A - 球面軸受 - Google Patents

球面軸受

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JP2002115710A
JP2002115710A JP2000308346A JP2000308346A JP2002115710A JP 2002115710 A JP2002115710 A JP 2002115710A JP 2000308346 A JP2000308346 A JP 2000308346A JP 2000308346 A JP2000308346 A JP 2000308346A JP 2002115710 A JP2002115710 A JP 2002115710A
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    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06Ball or roller bearings
    • F16C23/08Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C23/082Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface
    • F16C23/086Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface forming a track for rolling elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リテーナ、球状先端部、ハウジングの相対的
位置関係が大きく変化することのないようにした、球面
軸受を提供する。 【解決手段】 ロッド2の球状先端部2aをリテーナ4
に、多数の鋼球5を介して保持する。前記球状先端部2
aに、径方向に貫くように、且つロッド2の軸方向に直
交するようにピン6,6を突設し、これらピン6,6
を、前記リテーナ4に形成された長穴14,14に挿通
する。前記球状先端部2a内に、ロッド2を装入して、
ロッド2の先端と、球状先端部2a内のロッド2装入側
近傍に、軸受手段7,7を介してロッド2を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、直交する3軸の廻
りに旋回する軸受に関する機械要素でパラレルメカニズ
ムの連結用継手として適用可能な球面軸受に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、球状先端部を有するロッドと、こ
のロッドの球状先端部を収容するように内面を球面状凹
部を形成したハウジングと、前記球状先端部とハウジン
グにおける球面状凹部との隙間に介在して、多数のボー
ルを保持してなるリテーナで構成した転がり型3自由度
回転対偶(以下、球面軸受)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる球面軸受におい
ては、高精度、高剛性ではあるが、球状先端部に連なる
軸部の廻りに旋回したとき、リテーナ、球状先端部、ハ
ウジングの相対的位置関係が大きく変化してしまうとい
う欠点がある。本発明は、かかる不都合を改善するため
に提案されたものであって、球状先端部に連なる軸部の
廻りに旋回したとき、リテーナ、球状先端部、ハウジン
グの相対的位置関係が大きく変化することのないように
した、球面軸受を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明では、請求項1において、球状先端部を
有するロッドを、球状先端部を介して、多数の転動体を
保持したリテーナによって包囲支持すると共に、このリ
テーナをハウジングに装着して、このリテーナを介し前
記ロッドを所定角度の範囲内で旋回自在とした球面軸受
において、前記ロッドにおける球状先端部に突起部を設
けて、この突起部をリテーナに形成した遊嵌穴に挿通し
て、ロッドを突起部軸廻りと、この突起部軸に直交する
軸廻りに変位可能とし、ロッドにおける球状先端部内部
に、ロッドをロッド軸廻りに回動可能とする軸受手段を
設けた球面軸受を開示する。また本発明では、請求項2
において、球状先端部を有するロッドを、球状先端部を
介して、多数の転動体を保持したリテーナによって包囲
支持すると共に、このリテーナをハウジングに装着し
て、このリテーナを介し前記ロッドを所定角度の範囲内
で旋回自在とした球面軸受において、前記ハウジングに
突起部を設けて、この突起部をリテーナに形成した遊嵌
穴に挿通して、ロッドを突起部軸廻りと、この突起部軸
に直交する軸廻りに変位可能とし、ロッドにおける球状
先端部内部に、ロッドをロッド軸廻りに回動可能とする
軸受手段を設けた球面軸受を開示する。また本発明で
は、請求項3において、前記突起部はロッド軸方向と直
交するように設けた球面軸受を開示する。また本発明で
は、請求項4において、前記リテーナにおける遊嵌穴と
して長穴を設けた球面軸受を開示する。さらに本発明で
は、請求項5において、前記球状先端部に球状先端部の
径方向に貫くように一対のロッドを突設した球面軸受を
開示する。
【0005】請求項1によれば、ロッドが旋回する際
に、ロッドが球状先端部内部の軸受手段によって、ロッ
ドはロッド軸廻りに回動すると共に、ロッドの傾斜動作
にリテーナが追従する。
【0006】請求項2によれば、ロッドが旋回する際
に、ロッドが球状先端部内部の軸受手段によって、ロッ
ドはロッド軸廻りに回転し、ロッド球状先端部は、ハウ
ジングに対して軸廻りに回転することはなく、従ってリ
テーナはハウジングにおける突起部により軸廻りの力は
受けず、リテーナは、ロッドの傾斜動作に応じて追従変
位するだけである。
【0007】請求項3によれば、ロッドを突起部軸廻り
に変位させることができる。
【0008】請求項4によれば、長穴に嵌入した突起部
軸廻りにロッドを変位可能とする一方、突起部が長穴の
形成方向に沿うようにロッドを変位させることができ
る。
【0009】請求項5によれば、装置本体の構造の如何
にかかわらず、装置に対する設置自由度が高いものとな
る。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる球面軸受に
ついて、一つの実施の態様を挙げ、添付の図面を参照し
ながら以下説明する。図1に球面軸受1を示す。この球
面軸受1は、ロッド2をハウジング3に、リテーナ4を
介して所定角度の範囲内で旋回自在に保持する構成とし
たものである。前記ロッド2は、外形を球状に形成した
球状先端部2aを有し、この球状先端部2aをリテーナ
4に、多数の鋼球5を介して保持している。また、前記
ロッド2の基端側には、おねじ部2bが設けられ、図示
しない装置本体に螺入して装着するようにしている。
【0011】前記ロッド2における球状先端部2aは、
径寸法において、少なくともロッド2の径の倍以上に設
定しており、締付手段(後述)により互いに一体に固定
したハウジング3とに対して、ロッド2を鉛直状態に支
持した状態から、ロッド2がハウジング3の端部に接触
するまでの角度まで変位傾斜させることが可能な構造で
ある。また、前記球状先端部2aには、径方向に貫くよ
うに、且つロッド2の軸方向に直交するようにピン6,
6を突設している。これらピン6,6は、前記リテーナ
4に形成された長穴(後述)に挿通している。そして、
前記球状先端部2a内には、前記ロッド2が装入され、
ロッド2の先端と、球状先端部2a内のロッド2装入側
近傍に、前記ロッド2は軸受手段7,7を介して保持さ
れている。
【0012】また、前記リテーナ4とロッド2における
球状先端部2aとの接触関係は、ハウジング3の結合面
(後述)からリテーナ4の下側端部までの角度と、ハウ
ジング3の結合面から、ハウジング3の、鋼球5の転動
面である内側面8端部までの開き角との間で、適宜な関
係が成り立つように設定されている。
【0013】前記ハウジング3は、第1のハウジング3
aと第2のハウジング3bとによって構成しており、こ
れら第1ハウジング3aと第2ハウジング3bとは、締
付手段、すなわち締付ねじ9によって、一体的に固定す
る構造としている。またこれら第1ハウジング3aと第
2ハウジング3bとに形成された内側面8は、鋼球5を
介して、ロッド2の球状先端部2aをリテーナ4と共に
等圧状態で接触すると共に、嵌合挟持するように球面加
工が施されている。さらに、前記第1ハウジング3aに
は、前記内側面8に連なり、ロッド2の旋回許容範囲を
決定づける傾斜縁Eを有する開口部10を形成し、一
方、前記第2ハウジング3b側においても、内側面8に
連なる円筒開口部11を形成している。
【0014】次に、前記リテーナ4は、外周部を外方に
球面状に膨出させる一方、内周面をロッド2の球状先端
部2aの外周面に対応して球面状に形成した、互いに対
向する面を開口させた球体形状のものである。また、前
記リテーナ4は、例えば周知のエンジニアリングプラス
チックの成形体であり、対向する開口部が形成する面、
すなわちロッド2のロッド2を介して球状先端部2aを
受け入れている受入開口面12aと、この受入開口面1
2aに対向する開口面12bとに平行に第1、第2横分
割体4a,4bに分割したり(図2、図3参照)、前記
受入開口面12a,開口面12bを二分するように第
1、第2縦分割体4c,4dに分割する構成とすること
ができる(図4参照)。これらリテーナ4の分割体に
は、鋼球5を転動自在に保持する通孔13が受入開口面
12a、開口面12bの中心に対して同心円状に、等角
度ごと複数列設されている。前記通孔13は、リテーナ
4の分割体の内側面側が、鋼球5の外径に比較して若干
大きく開口してあり、一方、分割体の外周面側は、鋼球
5の外径に比較して小さく開口してある。かかる状態で
鋼球5は、分割体の内周面側にて前記ロッド2における
先端部2aに当接する一方、外周面側においてハウジン
グ3における内側面8と当接するようになっている。そ
して、前記リテーナ4には、ロッド2における球状先端
部2aを鋼球5を介して保持する際、球状先端部2aに
突設したピン6,6を挿通させるようにした長穴14,
14が形成されている。この場合、長穴14,14は、
リテーナ4における受入開口面12a,開口面12bに
直交する方向に指向している。
【0015】以上のような球面軸受1において、ハウジ
ング3側を可動部材(図示省略)側に取り付ける一方、
ロッド2のおねじ部2b側を、装置本体に装着した際の
作用を説明する。なお、逆にロッド2のおねじ部2b側
を可動部材に、ハウジング3側を装置本体に取り付けて
組み立てた際の作用も同様であるので、この構造での説
明は省略する。第1ハウジング3aと第2ハウジング3
bとを、締付ねじ9によって第2ハウジング3b側から
第1ハウジング3a側に螺入してハウジング3を一体的
に固定した状態で、ハウジング3側を可動部材に取り付
けるようにする。
【0016】今、可動部材が装置本体に対して相対的に
変位する際、ロッド2は、ハウジング3側に対して相対
的に揺動変位する。その際ロッド2は、第1ハウジング
3aにおける開口部10の傾斜縁Eによって動作範囲が
決定づけられる。前記ロッド2の動き、すなわち球状先
端部2aの動きに追従して、リテーナ4は内側面8を、
鋼球5を介して移動変位し、第1ハウジング3aにおけ
る開口部10、および第2ハウジング3bにおける円筒
開口部11から、リテーナ4の受入開口面12a,開口
面12bが突没する。
【0017】ここでもし、前記ロッド2がハウジング3
に対し、球状先端部2aにおけるピン6,6を貫く軸廻
りと、この軸に直交する平面に沿って変位するときは、
球状先端部2aにおけるピン6,6がリテーナ4におけ
る長穴14,14の側面にぶつかるようなことはなく、
前記ピン6,6が長穴14,14に沿って移動したり、
前記長穴14,14においてピン6,6を貫く軸廻りに
回転するだけで、ロッド2の動きに応じてリテーナ4が
応分の変位をする。
【0018】一方、ロッド2がハウジング3に対し、球
状先端部2aにおけるピン6,6を貫く軸廻りと、この
軸に直交する平面に関係なく揺動する場合は、前記球状
先端部2a内に装入されたロッド2が、軸受手段7,7
によって回転することで、ハウジング3に対してロッド
2は傾斜するだけで、リテーナ4は、ロッド2の動きに
応じた変位をすることとなる。
【0019】本発明にかかる球面軸受は、以下のように
実施することもできる。すなわち図示は省略するが、ロ
ッド2における球状先端部2aに突設するピン6,6
は、ハウジング3側に内側面8から球状先端部2a中心
に向かうように設けることもできる。
【0020】また本発明にかかる球面軸受は、球状先端
部2aを挟むように、一直線状になるように一対のロッ
ド2,2を設ける構成としてもよい。かかる構造とすれ
ば、装置本体に対する取り付け自由度が増し、それだ
け、多彩な機能を有する、装置に大いに寄与することが
できる。
【0021】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ロッドの
動きにリテーナを追従させることができ、リテーナ、球
状先端部、ハウジング間の相対的位置関係が大きく変動
することはなく、従ってロッドの支持状態にガタがな
く、高い精度が要求される、精密測定器具、精密加工機
械、精密位置決め機構等により適した軸受であるという
ことができる。
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる球面軸受の一つの実施態様を示
す断面説明図である。
【図2】図1に示す球面軸受におけるリテーナを、リテ
ーナの長穴を分断する方向に切断してみた断面説明図で
ある。
【図3】図2に示すリテーナの、平面説明図である。
【図4】図1に示す球面軸受におけるリテーナを、別方
向から切断してみた断面説明図である。
【符号の説明】
1 球面軸受 2 ロッド 2a 球状先端部 3 ハウジング 3a 第1ハウジング 3b 第2ハウジング 4 リテーナ 5 鋼球 6 ピン 7 軸受手段 8 内側面 9 締付ねじ 10 開口部 11 円筒開口部 12a 受入開口面 12b 開口面 13 通孔 14 長穴

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 球状先端部を有するロッドを、球状先
    端部を介して、多数の転動体を保持したリテーナによっ
    て包囲支持すると共に、このリテーナをハウジングに装
    着して、このリテーナを介し前記ロッドを所定角度の範
    囲内で旋回自在とした球面軸受において、前記ロッドに
    おける球状先端部に突起部を設けて、この突起部をリテ
    ーナに形成した遊嵌穴に挿通して、ロッドを突起部軸廻
    りと、この突起部軸に直交する軸廻りに変位可能とし、
    ロッドにおける球状先端部内部に、ロッドをロッド軸廻
    りに回動可能とする軸受手段を設けたことを特徴とする
    球面軸受。
  2. 【請求項2】 球状先端部を有するロッドを、球状先
    端部を介して、多数の転動体を保持したリテーナによっ
    て包囲支持すると共に、このリテーナをハウジングに装
    着して、このリテーナを介し前記ロッドを所定角度の範
    囲内で旋回自在とした球面軸受において、前記ハウジン
    グに突起部を設けて、この突起部をリテーナに形成した
    遊嵌穴に挿通して、ロッドを突起部軸廻りと、この突起
    部軸に直交する軸廻りに変位可能とし、ロッドにおける
    球状先端部内部に、ロッドをロッド軸廻りに回動可能と
    する軸受手段を設けたことを特徴とする球面軸受。
  3. 【請求項3】 前記突起部はロッド軸方向と直交する
    ように設けたことを特徴とする請求項1または2記載の
    球面軸受。
  4. 【請求項4】 前記リテーナにおける遊嵌穴として長
    穴を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の球
    面軸受。
  5. 【請求項5】 前記球状先端部に球状先端部の径方向
    に貫くように一対のロッドを突設したことを特徴とする
    請求項1から4まで記載のうち、いずれか1記載の球面
    軸受。
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