JP2005214315A

JP2005214315A - 摺動装置

Info

Publication number: JP2005214315A
Application number: JP2004022483A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yamazaki; 充山崎; Kazuhide Hoshino; 和栄星野; Toyoji Kazama; 豊司風間
Original assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Current assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】同じ部位へ繰り返し作用する応力の作用場所を分散し、長寿命化を実現できる極めて実用性に秀れた摺動装置を提供するものである。
【解決手段】軸１と、該軸１に被嵌される摺動体２と、該軸１と摺動体２との間に設けられる転動体保持器４と、転動体保持器４により保持される転動体３とから成り、前記転動体保持器４と摺動体２と軸１とで転動体３が移動する負荷路５が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器４は摺動体２に対して微動可能に設けられ、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、転動体保持器４が微動することで、転動体３の摺動体２への当接部位が変化するように構成されているものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、摺動装置に関するものである。

軸と該軸に被嵌される摺動体とから成り、摺動体と軸との間にはボール保持器が設けられ、このボール保持器に保持されたボールの転動移動により軸に対して摺動体がスムーズに摺動するように構成された摺動装置は、システムのベース案内等に使用されている。

ところで、この摺動装置は、摺動体が荷重を受けて軸に対して往復摺動する際、ボールやこのボールと当接する当接面、具体的には軸の外周面と摺動体のボールが当接する負荷当接面にボール当接による応力が繰り返し作用する。

特に摺動体の負荷当接面の方は循環するボールが繰り返し当接し、更に、ボール保持器は摺動体に対して固定されているため、同じ位置に何度もボールが当接する。従って、この往復摺動を長時間続けると、摺動体の負荷当接面に材料の疲労によるフレーキングと呼ばれるうろこ状の損傷が現れる。

摺動装置のスムーズな摺動は、このフレーキングによって阻害されるため、フレーキングが最初に発生するまでの総走行距離が摺動装置の寿命と定義されてしまう。従って、このフレーキングの発生を遅らせることができれば、摺動装置の長寿命化を図ることができる。

一方、フレーキングの発生に影響する要因としては、作用する荷重の内容、使用条件、環境、繰り返し応力の回数、材料・材質等の条件、形状・接触角・精度・面粗度等の条件、硬さ等の熱処理に関する条件、油・グリース等の給脂条件等、様々である。

そこで、これらの要因に鑑みて、フレーキングの発生を遅らせるため、ボールの多条列化、負荷当接面の高硬度化、外筒のセミロング化、ロング化等が提案されているが、これらの手段はいずれも新たな製造作業工程等が必要であり、コスト高になってしまうことは避けられない。

また、ボール保持器が摺動体に固定されている場合、ボールと摺動体とが当接する負荷当接面上の当接ラインは常に変わらないため、発生するフレーキングは負荷当接面の面積に対して非常に小さい。従って、フレーキングの発生によりスムーズな摺動が達成できないからとして廃棄処分とするのは極めて不経済であり、更に、資源の有効利用、地球環境対策面においても問題がある。

本発明は、上述の問題点を解決するもので、ボール等の転動体が摺動体に当接する部位を微動させることで、同じ部位へ繰り返し作用する応力の作用場所を分散し、長寿命化を実現できる極めて実用性に秀れた摺動装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

軸１と、該軸１に被嵌される摺動体２と、該軸１と摺動体２との間に設けられる転動体保持器４と、転動体保持器４により保持される転動体３とから成り、前記転動体保持器４と摺動体２と軸１とで転動体３が移動する負荷路５が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器４は摺動体２に対して微動可能に設けられ、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、転動体保持器４が微動することで、転動体３の摺動体２への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１記載の摺動装置において、転動体保持器４は、摺動体２に対して遊び寸法をもって設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、軸１と、該軸１に被嵌される摺動体２と、該軸１と摺動体２との間に設けられる転動体保持器４と、転動体保持器４により保持される転動体３とから成り、前記転動体保持器４と摺動体２と軸１とで転動体３が移動する負荷路５が設けられ、該負荷路５はリターン路７を介して無負荷路６と連通せしめられ、この負荷路５と無負荷路６と左右のリターン路７とで転動体無限循環路８が形成され、転動体３は負荷路５において軸１及び摺動体２に夫々当接するように構成された摺動装置であって、前記転動体保持器４は摺動体２に対して微動可能に設けられ、前記無負荷路６は、該無負荷路６を転動移動する転動体３が摺動体２の摺動方向に対して略直交する方向に微動可能な形状に設定され、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、無負荷路６を転動移動する転動体３が該摺動体２の摺動方向に対して略直交する方向に微動することにより転動体保持器４が摺動体２に対して微動して転動体３の摺動体２への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の摺動装置において、転動体保持器４と摺動体２とは、一方に設けられた凸部９と他方に設けられた凹部10とによる凹凸遊嵌合で一体化され、該凹凸遊嵌合により前記転動体保持器４は摺動体２に対して微動し、且つ該凸部９及び凹部10により該微動が規制されるように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、軸１として断面円形体が採用され、転動体保持器４として断面Ｃ字状若しくは断面環状の筒体が採用され、摺動体２として断面Ｃ字状若しくは断面環状の摺動体２が採用され、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、転動体保持器４が摺動体２及び軸１に対して周方向に微回動するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、軸１と、該軸１に被嵌される摺動体２と、該軸１と摺動体２との間に設けられる転動体保持器４と、転動体保持器４により保持される転動体３とから成り、前記転動体保持器４と摺動体２と軸１とで転動体３が移動する負荷路８が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器４は軸１に対して微動可能に設けられ、更に、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、転動体保持器４が微動することで、転動体３の摺動体２への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

本発明は、上述のように構成したから、同じ部位へ繰り返し作用する応力の作用場所を分散し、長寿命化を実現できる極めて実用性に秀れた摺動装置となる。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

摺動体２を軸１に対して摺動させると、転動体保持器４が摺動体２に対して微動する。

従って、この転動体保持器４の微動により、該転動体保持器４に保持されている転動体３の摺動体２への当接部位が変化することになる。

よって、同一の当接部位だけが常に前記転動体３からの繰り返し応力を受けることはなく、フレーキング発生の一要因である繰り返し応力の作用場所を分散でき、これによりフレーキングの発生を遅らせることができ、摺動装置の長寿命化を達成できる。

以上、本発明によれば、ボール等の転動体が摺動体に当接する部位を微動させることで、同じ部位への繰り返し応力の作用場所を分散して長寿命化を実現できる極めて実用性に秀れた摺動装置となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、軸１と、該軸１に被嵌される摺動体２と、該軸１と摺動体２との間に設けられる転動体保持器４と、転動体保持器４により保持される転動体３とから成り、前記転動体保持器４と摺動体２と軸１とで転動体３が移動する負荷路５が設けられ、該負荷路５はリターン路７を介して無負荷路６と連通せしめられ、この負荷路５と無負荷路６と左右のリターン路７とで転動体無限循環路８が形成され、転動体３は負荷路５において軸１及び摺動体２に夫々当接するように構成された摺動装置であって、前記転動体保持器４は摺動体２に対して微動可能に設けられ、前記無負荷路６は、該無負荷路６を転動移動する転動体３が摺動体２の摺動方向に対して略直交する方向に微動可能な形状に設定され、摺動体２を軸１に対して摺動させた際、無負荷路６を転動移動する転動体３が該摺動体２の摺動方向に対して略直交する方向に微動することにより転動体保持器４が摺動体２に対して微動して転動体３の摺動体２への当接部位が変化するように構成されているものである。

本実施例の転動体保持器４は、摺動体２に対して遊び寸法をもって設けられており、この遊び寸法の分だけ微動可能に設定されている。

具体的には、転動体保持器４と摺動体２とは、一方に設けられた凸部９と他方に設けられた凹部10とによる凹凸遊嵌合で一体化され、該凹凸遊嵌合により前記転動体保持器４の微動が規制されるように構成されている。即ち、本実施例における一体化とは、転動体保持器４が摺動体２内面に保持されることを意味し、転動体保持器４が摺動体２に固着・接合等される厳密な一体化を意味するものではない。

本実施例は、前記遊び寸法（前記凸部９と凹部10との遊び寸法）を意図的に設けることで、転動体保持器４を摺動体２（及び軸１）に対して微動可能に設けた構成であり、この点で、単に精度不良で転動体保持器４がガタつく場合と区別される。

各部を具体的に説明すると、軸１は直線状に延びる断面円形体が採用されている。

摺動体２は、断面環状の円筒体が採用されている。尚、摺動体２として断面Ｃ字状のものを採用しても良い。

この摺動体２の外周面には該摺動体２に工作装置やその治具等を取り付けるための凹溝20が設けられている。

この摺動体２の内面には、断面視略台形状で軸１側の面が該軸１の外縁の円弧と対応する円弧面に設定された凸条11が所定間隔を置いて形成されている。

この凸条11の前記円弧面は、転動体無限循環路８の負荷路５を通過する転動体３が転動する際に当接する負荷当接面15に設定されている。

また、この凸条11同志の間には、摺動体２と転動体保持器４とを凹凸遊嵌合状態に一体化せしめるための凹部10が設けられている。また、前記凸条11とこの凹部10との間には凹条14が設けられている。尚、前記凹部10と遊嵌合する凸部９は、転動体保持器４にして該凹部９と対向する位置に設けられている。

従って、摺動体２に転動体保持器４を貫挿した際、該転動体保持器４は遊嵌合状態となり、前記凹部10に遊嵌合する凸部９の外周縁と凹部10の内周縁との間の距離が転動体保持器４の微動可能範囲に設定される。この微動可能範囲は、前記凸条11の幅以下の長さに設定されている。また、この凸部９及び凹部10が目安となり摺動体２に転動体保持器４を組み込む際の位置決めが容易となる。

尚、本実施例においては、前記摺動体２と転動体保持器４とを凸部９と凹部10とにより凹凸遊嵌合状態に一体化せしめて該転動体保持器４を摺動体２に対して微動し、且つ該凸部９及び凹部10により該微動を規制した構成としているが、この微動を前記凸部９及び凹部10により規制しなくても、後述する無負荷路６に配設された転動体３の微動を規制することでこの転動体保持器４の微動を規制することができるため、前記凸部９及び凹部10は必ずしも必要ではない。

凹条14の底部は、転動体無限循環路８の無負荷路６を通過する転動体３が転動する際に当接する無負荷当接面16に設定されている。

転動体３は、鋼球が採用されている。

転動体保持器４は、摺動体２と軸１との間隙に略嵌合する円筒状のものが採用されている。尚、転動体保持器４として断面Ｃ字状のものを採用しても良い。

この転動体保持器４には、図３に示すように転動体無限循環路８の負荷路５の一部を構成する貫通溝12と転動体無限循環路８の無負荷路６の一部を構成する非貫通溝13とが平行に設けられ、更に、貫通溝12と非貫通溝13の両端部を連通する円弧状のリターン路７が設けられている。

この貫通溝12と非貫通溝13とリターン路７は、転動体保持器４の周方向に合計六個並設されている。

負荷路５は、転動体保持器４の貫通溝12と，軸１の外周面と，摺動体２の負荷当接面15とから構成されている。

この負荷路５により転動体３は、軸１の外周面と摺動体２の負荷当接面15に挟持され所定方向に転動移動するように構成されている。

無負荷路６は転動体保持器４の非貫通溝13と摺動体２に所定間隔を置いて設けられた前記凹条14とから成るものである。

この無負荷路６に配設されている転動体３は軸１とは当接せず、移動する際に軸１の外周面による応力を受けないように構成されている。

また、無負荷路６は、該無負荷路６を転動移動する転動体３が該摺動体２の摺動方向に対して略直交する方向に微動し得る形状に設定されている。

具体的には、前記凹条14の非貫通溝13と対向する部位は略円弧形状に設定され、非貫通溝13と凹条14における該非貫通溝13と対向する部位との間隔は、転動体３が軸１の周方向側に微動可能な間隔に設定されている。

また、凹条14の凸条11側においては非貫通溝13との間隔が狭く設定されており、この部位では前記転動体３の軸１の周方向側への微動が阻止される。従って、この非貫通溝13と凹条14（凹条14の断面形状）とで転動体３の軸１の周方向側への微動可能範囲を規制でき、無負荷路６に配設された転動体３は該規制の範囲内で微動可能となる。従って、凸部９及び凹部10を設けなくとも、凹条14の形状を非貫通溝13と対向する部位の両側（図２中凸条11側及び凹部10側）程非貫通溝13との間隔が狭くなるように設定することで転動体３の微動を規制できる。

リターン路７は、転動体保持器４の貫通溝12の端部円弧部分７ａ，摺動体２の内面及び軸１の外面で構成される部分と、非貫通溝13の端部円弧部分７ｂ，摺動体２の内面とで構成される部分とを連設して構成されたものである。

尚、貫通溝12の端部円弧部分７ａと非貫通溝13の端部円弧部分７ｂとの連設部分は、転動体３の転動に支障がないようになだらかな斜面に形成されている。

このリターン路７は、負荷路５から無負荷路６へ若しくは無負荷路６から負荷路５への転動体３の転動移動をスムーズに行えるように構成されている。

この連通された負荷路５と無負荷路６とリターン路７とにより構成される転動体無限循環路８には前記転動体３が転動且つ循環可能な状態で多数充填されている。

図中符号17は、転動体保持器４が摺動体２から抜け出ることを防止するためのストッパーリング、18は転動体保持器４の補強リブである。

また、図中符号19は、転動体保持器４の微動を良好とするためのリング状の受体である。

この受体19は転動体保持器４とストッパーリング17の間に介装されている。

この受体19と転動体保持器４との当接部位は、転動体保持器４が受体19に対して微動できる当接状態に設定されている。

具体的には、受体19と転動体保持器４との当接部位の摩擦抵抗は小に、また、両受体19による転動体保持器４の挟持力は小に設定されている。

本実施例は上述のように構成したから、摺動体２を軸１に対して摺動させると、転動体保持器４が摺動体２に対して微動し、この微動により該転動体保持器４を形成する負荷路５に配設されている転動体３の摺動体２の負荷当接面15（及び軸１）への当接部位が変化することになり、従って、同一の当接部位だけが常に前記転動体３からの繰り返し応力を受けることはなく、フレーキング発生の一要因である繰り返し応力の作用場所を分散できるから、フレーキングの発生を極めて遅らせることができ、長寿命の摺動装置となる。摺動体２の摺動距離（軸１の摺動距離）が短いものの場合、特に、この効果が重要となる。

また、従来と同様に軸１，摺動体２，転動体３，転動体保持器４等の部品の組み合わせによって、本実施例を実現できるから、極めて容易且つコスト安に製作することができる。

よって、本実施例は、長寿命化を図ることで、ダウンサイジング、メンテナンスフリー、資源の有効利用を図ることができる。

本実施例の一部を切り欠いた概略説明側面図である。本実施例の概略説明断面図である。本実施例の転動体保持器４の概略説明斜視図である。

符号の説明

１軸
２摺動体
３転動体
４転動体保持器
５負荷路
６無負荷路
７リターン路
８転動体無限循環路
９凸部
10 凹部

Claims

軸と、該軸に被嵌される摺動体と、該軸と摺動体との間に設けられる転動体保持器と、転動体保持器により保持される転動体とから成り、前記転動体保持器と摺動体と軸とで転動体が移動する負荷路が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器は摺動体に対して微動可能に設けられ、摺動体を軸に対して摺動させた際、転動体保持器が微動することで、転動体の摺動体への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１記載の摺動装置において、転動体保持器は、摺動体に対して遊び寸法をもって設けられていることを特徴とする摺動装置。
軸と、該軸に被嵌される摺動体と、該軸と摺動体との間に設けられる転動体保持器と、転動体保持器により保持される転動体とから成り、前記転動体保持器と摺動体と軸とで転動体が移動する負荷路が設けられ、該負荷路はリターン路を介して無負荷路と連通せしめられ、この負荷路と無負荷路と左右のリターン路とで転動体無限循環路が形成され、転動体は負荷路において軸及び摺動体に夫々当接するように構成された摺動装置であって、前記転動体保持器は摺動体に対して微動可能に設けられ、前記無負荷路は、該無負荷路を転動移動する転動体が摺動体の摺動方向に対して略直交する方向に微動可能な形状に設定され、摺動体を軸に対して摺動させた際、無負荷路を転動移動する転動体が該摺動体の摺動方向に対して略直交する方向に微動することにより転動体保持器が摺動体に対して微動して転動体の摺動体への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜３いずれか１項に記載の摺動装置において、転動体保持器と摺動体とは、一方に設けられた凸部と他方に設けられた凹部とによる凹凸遊嵌合で一体化され、該凹凸遊嵌合により前記転動体保持器は摺動体に対して微動し、且つ該凸部及び凹部により該微動が規制されるように構成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、軸として断面円形体が採用され、転動体保持器として断面Ｃ字状若しくは断面環状の筒体が採用され、摺動体として断面Ｃ字状若しくは断面環状の摺動体が採用され、摺動体を軸に対して摺動させた際、転動体保持器が摺動体及び軸に対して周方向に微回動するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
軸と、該軸に被嵌される摺動体と、該軸と摺動体との間に設けられる転動体保持器と、転動体保持器により保持される転動体とから成り、前記転動体保持器と摺動体と軸とで転動体が移動する負荷路が設けられた摺動装置であって、前記転動体保持器は軸に対して微動可能に設けられ、更に、摺動体を軸に対して摺動させた際、転動体保持器が微動することで、転動体の摺動体への当接部位が変化するように構成されていることを特徴とする摺動装置。