JP2007092970A - クロスローラ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】当該軸受の厚さを薄くするとともに、ころ１５を組み込む挿入孔１６をふさぐふた部材１７を組み込みやすくしたものである。
【解決手段】内輪１１と外輪１２とのそれぞれに軌道溝１３，１４を形成し、外輪１２に形成した挿入孔１６からころ１５を組み入れて、これらころを上記軌道溝１３，１４間に介在させ、しかも、互いに隣り合うころ１５は、その軸中心線を直交させる一方、上記挿入孔１６をふた部材１７でふさいでなるクロスローラ軸受において、上記外輪１２の外周にフランジ２２を設けるとともに、このフランジ２２は、その外側端面２２ａを外輪１２の端面とほぼ面一にし、かつ、内側端面２２ｂを、上記軌道溝１３，１４の軸方向外端と一致するかそれよりも内側になる位置に対応させている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、外輪と内輪との間に、ころを介在させるとともに、外輪の周囲にフランジを形成したクロスローラ軸受に関する。

この種のクロスローラ軸受として、例えば、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この従来のクロスローラ軸受は、外輪を輪切りにして２つの部品に分け、これら２つの部品をタイボルトで一体化するようにしている。このように従来の軸受がその外輪を２つの部品に分けたのは、内輪と外輪との軌道溝間にころを組み入れるためである。すなわち、上記のように軌道溝間にころを組み入れるためには、外輪を構成する一対の部品うち、一方の部品の中に内輪を位置させた状態でそれら両者間にころを組み入れるとともに、その後に、一方の部品にふたをするようにして他方の部品をタイボルトで固定する。

上記のようにした特許文献１に記載されたクロスローラ軸受は、外輪を２つの部品に分けているので、その部品点数が多くなるとともに、２つの部品をタイボルトで固定するようにしているので、その工数も多くなるという問題があった。また、上記のようにタイボルトで両部品を固定する際に、多少なりとも組み付け誤差が生じると、回転精度が落ちたり、あるいは回転トルクが大きくなったりするという問題もあった。

そこで、上記のような問題を解決するために、外輪を一体型にしたクロスローラ軸受が開発されたが、この従来のクロスローラ軸受を示したのが、図５および図６である。この従来のクロスローラ軸受は、内輪１の外側に外輪２を設けるが、これら内輪１の外周に軌道溝３を形成し、外輪２の内周にも軌道溝４を形成している。また、外輪２には挿入孔５を形成し、この挿入孔５からころ６を挿入するが、この挿入孔５から挿入されたころ６は、互いに隣り合うころ６同士がその軸中心線を直交させるようにしている。このように互いにとなり合うころ６同士の軸中心線を直交させるようにしたのは、当該軸受に、アキシャル方向、ラジアル方向およびモーメント荷重を同時に受けられるようにするためである。

上記のようにした外輪２にはフランジ７を設けているが、このフランジ７は図６からも明らかなように、その平面形状を円形にして、ほぼ等間隔に取り付け孔８を形成している。このようにした取り付け孔８には図示していないボルトを通し、このボルトでフランジ７を、例えば図示していないハウジング等に固定するようにしている。

また、この従来の軸受は、図５からも明らかなように、外輪２の軸方向厚さに、さらにフランジ７の厚さ分だけを軸方向にプラスした厚さを確保している。言い換えると、このフランジ７は、上記軌道溝３，４の軸方向外端Ｘよりも外側に位置させている。

なお、図中符号９は、挿入孔５をふさぐためのふた部材で、このふた部材９にも、外輪２の軌道溝４に連続するＶ溝１０を形成し、このＶ溝１０が外輪２の軌道溝４の一部を担うようにしている。そして、このふた部材９は、上記したように挿入孔５からころ６をすべて組み入れた後に、この挿入孔をふさぐとともに、このふた部材９に形成したピン孔にピン９ａを通して、外輪２に固定する。
特開平９―６０６４７号公報

上記のようにした従来のクロスローラ軸受では、上記したように外輪２の軸方向厚さに、フランジ７の厚さ分だけを軸方向にさらにプラスした厚さを確保しているので、全体の厚さが厚くなり、その分、軸受が大型化するとともに、重量もかさむという問題があった。特に、当該軸受を、精密な作業をする産業用ロボットの関節部などに用いる場合に、軸受が大型化したり重量がかさんだりすると、産業用ロボット全体が大型化するのはもちろん、精密でかつ機敏な動作にも支障を来すと言う問題があった。

この発明の目的は、全体の厚さを薄くでき、その分、コンパクト化が可能で、しかも、組み付けが簡単なクロスローラ軸受を提供することである。

この発明は、内輪と外輪とのそれぞれに軌道溝を形成し、外輪に形成した挿入孔からころを組み入れて、これらころを上記軌道溝間に介在させ、しかも、互いに隣り合うころは、その軸中心線を直交させる一方、上記挿入孔をふた部材でふさいでなるクロスローラ軸受を前提にする。そして、第１の発明は、上記外輪の外周にフランジを設けるとともに、このフランジは、その外側端面を外輪の端面とほぼ面一にし、かつ、内側端面を、上記軌道溝の軸方向外端と一致するかそれよりも内側になる位置に対応させた点に特徴を有する。なお、上記「ほぼ面一」とは、フランジの外側端面と外輪の端面とを完全に面一にしていなくても、その間に多少の誤差は許されるという意味である。

第２の発明は、外輪に形成した上記挿入孔に対応するフランジ面に、ふた部材を挿入孔に挿入するための逃がし凹部を形成した点に特徴を有する。
第３の発明は、フランジは、四角形を構成する四辺を有するとともに、その四角形の四隅を円弧状にした点に特徴を有する。
第４の発明は、フランジの上記四隅には、複数の取り付け孔を形成した点に特徴を有する。

第１の発明のクロスローラ軸受によれば、そのフランジの外側端面と外輪の端面とをほぼ面一にし、かつ、内側端面を、上記軌道溝の軸方向外端よりも内側になる位置に対応させたので、フランジ自体の厚さは従来とほとんど変化がない中で、当該軸受けの厚さを薄くできる。言い換えると、フランジの強度を従来と同じように保ちながら、全体の厚さを薄くできる。したがって、全体の厚さが薄くなった分だけ、当該軸受を小型軽量化できる。軸受が小型軽量化されれば、当該軸受を産業用ロボットに用いたとしても、ロボットの精密かつ機敏な動作に支障を来すことはない。

第２の発明によれば、外輪に形成した上記挿入孔に対応するフランジ面に、ふた部材を挿入孔に挿入するための逃がし凹部を形成したので、ふた部材を挿入孔に挿入する作業が簡単になるが、その理由は次の通りである。すなわち、上記したようにフランジの内側端面を上記軌道溝の軸方向外端よりも内側に位置させると、その内側端面は、上記挿入孔と干渉することになる。このようにフランジと挿入孔とが干渉し合った状態では、ふた部材を挿入孔に簡単に挿入できなくなる。しかし、この発明では、上記のようにフランジに逃がし凹部を形成したので、この逃がし凹部を介してふた部材を挿入孔に挿入することができる。結局、第２の発明は、第１の発明によって薄型軸受を実現したが、その中で発生する新たな問題を解決するものである。したがって、第１の発明において、全く別の構成で、ふた部材を挿入孔に挿入しやすくすると言う機能を実現できるなら、第１の発明は、第２の発明に限定されるものではない。

第３の発明によれば、フランジは四角形を構成する四辺を有するとともに、その四角形の四隅を円弧状にしたので、例えば、上記四辺を外輪の外径に接近させれば、従来のようにフランジを円形にしたものよりも、フランジを軽量化できるとともに、材料の歩留まりもよくなる。

第４の発明によれば、フランジの上記四隅に、複数の取り付け孔を形成したので、この取り付け孔にボルトを通して、当該軸受をハウジング等にしっかりと固定することができる。言い換えると、フランジを小型軽量化させながら、従来とほとんど同じように、当該軸受をハウジング等に固定することができる。

図１〜図４に示したこの発明の実施形態は、内輪１１の外側に外輪１２を設けているが、これら内輪１１および外輪１２のそれぞれには、軌道溝１３，１４を形成している。この軌道溝１３，１４は、図１および図３からも明らかなように、その底面を直角にしたＶ溝形状にし、軌道溝１３，１４が互いに対向したとき、側面形状を正方形にしたころ１５が、上記軌道溝１３，１４間に組み込まれるようにしている。

また、外輪１２には、その外周から上記軌道溝１４まで貫通する挿入孔１６が形成されているが、この挿入孔１６は円孔とするとともに、その直径は、ころ１５の側面形状である正方形の対角線の長さとほぼ等しくし、斜めにしたころ１５がこの挿入孔１６を通過できるようにしている。そして、この挿入孔１６から軌道溝１３，１４間にころ１５を組み込むときには、互いにとなり合うころ１５が、その軸中心線を直交させるようにし、従来と同様にアキシャル方向、とラジアル方向およびモーメント荷重を同時に受けられるようにしている。

なお、挿入孔１６の直径は、ころ１５の対角線の長さ以上あればよいが、当該軸受の合成を確保するためには、その直径が限りなく小さいほうが有利になる。そこで、挿入孔１６の直径を、上記実施形態のようにころ１５の対角線の長さ以上にするのではなく、ころ１５の直径と対角線の長さとの中間の長さに設定してもよい。このように挿入孔１６の直径を上記実施形態よりも小さくした場合には、ころ１５の軸線と挿入孔１６の軸線とを一致させた状態で、ころ１５を挿入孔１６に挿入するとともに、上記軌道溝１３，１４内で、当該ころ１５を斜めに組み入れることになる。

上記のようにした挿入孔１６はふた部材１７でふさぐようにしているが、このふた部材１７にもＶ溝１８を形成し、このＶ溝１８が、外輪２の軌道溝１４の一部を担う構成にしている。また、上記外輪１２には、その軸線に平行なピン孔１９を形成している。言い換えると、このピン孔１９は、挿入孔１６の軸方向に直交させている。そして、上記ふた部材１７にも、上記ピン孔１９と連続するピン孔２０を形成するとともに、挿入孔１６に挿入したふた部材１７を、上記ピン孔１９，２０に挿入するピン２１で固定するようにしている。なお、ピン２１でふた部材１７を固定したとき、そのふた部材１７のＶ溝１８が、軌道溝１４連続して、このＶ溝１８が外輪１２の軌道溝１４の一部を担うようにしている。

上記のようにした外輪１２の外周にはフランジ２２を形成しているが、このフランジ２２は、次の関係を維持している。すなわち、フランジ２２の外側端面２２ａを、外輪１２の端面１２ａと面一にし、内側端面２２ｂを、上記軌道溝１４の軸方向外端Ｘよりも内側になる位置に対応させている。フランジ２２をこのように構成することによって、フランジ２２の厚さを従来と同じに保ちながら、当該軸受の軸方向の厚さを薄くすることができる。

ただし、上記のようにフランジ２２の内側端面２２ｂを軌道溝１４の内側に位置させるということは、このフランジ２２の内側端面２２ｂが挿入孔１６と干渉し合うことになるが、その理由は次の通りである。すなわち、この挿入孔１６に挿入されるふた部材１７のＶ溝１８が、軌道溝１３の一部を担うので、ふた部材１７の相対位置が必然的に定まるとともに、それにともなって挿入孔１６の相対位置も定まる。このような関係の中で、フランジ２２の内側端面２２ｂを軌道溝１４の内側に位置させるということは、その端面２２ｂを挿入孔１６の内側に位置させると同じことになり、結局は、挿入孔１６とフランジ２２の内側端面２２ｂとが干渉し合うことになる。

上記のように挿入孔１６とフランジ２２の内側端面２２ｂとが干渉し合えば、ふた部材１７を挿入孔１６に挿入できなくなるので、この実施形態では、図４に示すように、外輪１２に形成した上記挿入孔１６に対応するフランジ面に、逃がし凹部２３を形成している。このように逃がし凹部２３を形成することによって、ふた部材１７を挿入孔１６にスムーズに挿入することができ、その組み付け作業がきわめて簡単になる。

さらに、上記フランジ２２は、四角形を構成する四辺２４を有するとともに、その四角形の四隅２５を円弧状とし、その四隅２５に複数の取り付け孔２６を形成している。なお、この取り付け孔２６は、従来と同様に、当該軸受をハウジング等に固定するためのボルトを通すものである。いずれにしても、フランジ２２を上記のような形状にすることによって、例えば、従来のフランジ７のようにそれを円形にした場合に比べて、材料の歩留まりが向上するとともに、その分、小型軽量化を達成することができる。

組み付け状態を示す断面図である。 外輪側の平面図である。 外輪にふた部材を組み入れた状態の断面図である。 逃がし凹部を示す拡大図である。 従来のクロスローラ軸受の断面図である。 従来のクロスローラ軸受の外輪の平面図である。

符号の説明

１１ 内輪
１２ 外輪
１２ａ 端面
１３ 軌道溝
１４ 軌道溝
１５ ころ
１６ 挿入孔
１７ ふた部材
２２ フランジ
２２ａ 外側端面
２２ｂ 内側端面
２３ 逃がし凹部
２４ 四辺
２５ 四隅
２６ 取り付け孔

Claims (4)

1. 内輪と外輪とのそれぞれに軌道溝を形成し、外輪に形成した挿入孔からころを組み入れて、これらころを上記軌道溝間に介在させ、しかも、互いに隣り合うころは、その軸中心線を直交させる一方、上記挿入孔をふた部材でふさいでなるクロスローラ軸受において、上記外輪の外周にフランジを設けるとともに、このフランジは、その外側端面を外輪の端面とほぼ面一にし、かつ、内側端面を、上記軌道溝の軸方向外端と一致するかそれよりも内側になる位置に対応させたクロスローラ軸受。
2. 外輪に形成した上記挿入孔に対応するフランジ面に、ふた部材を挿入孔に挿入するための逃がし凹部を形成した請求項１記載のクロスローラ軸受。
3. フランジは、四角形を構成する四辺を有するとともに、その四角形の四隅を円弧状にした請求項１または２記載のクロスローラ軸受。
4. フランジの上記四隅には、複数の取り付け孔を形成した請求項３記載のクロスローラ軸受。

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