JP2007247703A - Bearing and method for bearing shaft of rotor - Google Patents

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JP2007247703A JP2006069184A JP2006069184A JP2007247703A JP 2007247703 A JP2007247703 A JP 2007247703A JP 2006069184 A JP2006069184 A JP 2006069184A JP 2006069184 A JP2006069184 A JP 2006069184A JP 2007247703 A JP2007247703 A JP 2007247703A
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Akihito Yoshiie
彰人 吉家
Takeshi Kaneda
健 金田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing and a method for bearing a shaft of a rotor, which are adaptable for various applications for bearing the shaft of the rotor, reduce weight, and save on a space. <P>SOLUTION: This bearing 200 is provided with a pair of storage parts 206, 208 for storing a plurality of balls 210 each to bear the shaft of the rotor 204 so as to rotate for an annular supporting body 202. In each storage part, a flat section 206 (208) and a curved section 214 (218) extending in the axial direction from the flat section and curved so as to store the ball 210 are annularly formed along the peripheral direction, height of an edge of the flat section is larger than height of the stored ball, and height of an edge of the curved section is smaller than height of the stored ball. The pair of storage parts are fitted into the supporting body 202 while the curved section 214 of the storage part 206 on one side, faces the curved section 218 of the storage part 208 on the other side. The rotor 204 is arranged between a pair of flat sections while it is abutted on the ball and slides on the ball to rotate to the supporting body. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転体を軸受けするためのベアリング及び回転体の軸受け方法に関する。   The present invention relates to a bearing for bearing a rotating body and a bearing method for the rotating body.

一般に、回転体を支持体に対して回転可能に軸受けするための部品として、ベアリングが用いられている。このベアリングは、例えば、図12の側断面図に示すラジアルボールベアリング300のように、シャフト(図示せず)が挿入、固定されるところの内筒部302と、該内筒部302の径方向外側に同軸に配置された外筒部304と、内筒部302の凹部と外筒部304の凹部との間に介在された多数のボール306と、該ボール306を回転可能に覆っている覆い部材308と、を有する。外筒部304と、内筒部302とは、それらの凹部に嵌り込んだボール306を介して低摩擦で連動している。かくして、外筒部304を固定することにより、内筒部302に挿入、固定されたシャフトを自在に回転することができる。また、この構成により、径方向及び軸方向に荷重がかかったときでも、良好な滑動を提供することができる。   Generally, a bearing is used as a part for bearing a rotating body rotatably with respect to a support. The bearing includes, for example, an inner cylindrical portion 302 where a shaft (not shown) is inserted and fixed, as in a radial ball bearing 300 shown in a side sectional view of FIG. 12, and a radial direction of the inner cylindrical portion 302 An outer cylindrical portion 304 disposed coaxially on the outside, a large number of balls 306 interposed between the concave portions of the inner cylindrical portion 302 and the concave portions of the outer cylindrical portion 304, and a cover that rotatably covers the balls 306 Member 308. The outer cylindrical portion 304 and the inner cylindrical portion 302 are interlocked with low friction via a ball 306 fitted in the concave portion. Thus, by fixing the outer cylinder part 304, the shaft inserted and fixed in the inner cylinder part 302 can be freely rotated. In addition, this configuration can provide good sliding even when a load is applied in the radial direction and the axial direction.

しかしながら、上記従来技術のベアリング機構では、例えば大きな直径のシャフトの用途に適用するベアリングを製作すると、中実である内筒部302と外筒部304とが共に大型化するため重量が大幅に増大する。また、従来技術のベアリング機構では、構造的に形状を変更する自由度が少ないため、省スペース、多種多様な空間的、構造的配置の軸受け用途に十分に適合することができない、という問題がある。   However, in the above conventional bearing mechanism, for example, when a bearing that is applied to a large-diameter shaft is manufactured, both the solid inner cylindrical portion 302 and the outer cylindrical portion 304 are increased in size, so that the weight is significantly increased. To do. In addition, the bearing mechanism of the prior art has a problem that it cannot be sufficiently adapted to space-saving and a wide variety of spatial and structural arrangements of bearings because there is little freedom to change the shape structurally. .

本発明は、上記事実に鑑みてなされたもので、多種多様な軸受け用途に適合できる、軽量化及び省スペース化を図った、ベアリング及び回転体の軸受け方法を提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described facts, and an object of the present invention is to provide a bearing and a rotating body bearing method that can be adapted to various types of bearing applications and that achieves weight reduction and space saving.

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るベアリングは、回転体を支持体に対して回転可能に軸受けするため複数のボールを収容する一対の環状の収容部を備えるベアリングであって、該一対の収容部の各々は、環状の平坦区分と、該平坦区分から軸方向に延在してボールを収容するように湾曲された湾曲区分と、を有し、該平坦区分及び該湾曲区分は、複数のボールが周方向に並んで配置される環状溝を形成し、平坦区分のエッジの高さは、収容されたボールの高さよりも高く、湾曲区分のエッジの高さは収容されたボールの高さよりも低く、一対の収容部は、一方の収容部の湾曲区分が他方の収容部の湾曲区分と向き合った状態で、支持体に嵌合され、回転体は、一対の平坦区分の間にボールと当接した状態で配置され、該回転体は、ボール上を滑動することにより支持体に対して回転可能となる。   In order to solve the above-described problem, a bearing according to an aspect of the present invention is a bearing including a pair of annular accommodating portions that accommodate a plurality of balls in order to rotatably support a rotating body with respect to a support, Each of the pair of receiving portions includes an annular flat section, and a curved section that extends in an axial direction from the flat section and is curved to receive the ball. The flat section and the curved section Forms an annular groove in which a plurality of balls are arranged side by side in the circumferential direction, the height of the edge of the flat section is higher than the height of the accommodated ball, and the height of the edge of the curved section is accommodated The pair of accommodating portions is lower than the height of the ball, and the rotating body is fitted with a pair of flat sections with the curved section of one accommodating section facing the curved section of the other accommodating section. Arranged in contact with the ball between the rotating body , It becomes rotatable relative to the support by sliding on balls.

好ましくは、環状溝は、全周に亘って延在し、複数のボールは、環状溝内で周方向に自在に滑動するため隣接するボール間にクリアランスを有して配列されている。好ましくは、一対の収容部は、支持体に圧入される。これにより、本発明のベアリングの組み付けを容易にすると共に、収容部が支持体から脱落することを防止することができる。   Preferably, the annular groove extends over the entire circumference, and the plurality of balls are arranged with a clearance between adjacent balls for sliding freely in the circumferential direction within the annular groove. Preferably, the pair of accommodating portions are press-fitted into the support body. As a result, the assembly of the bearing of the present invention can be facilitated, and the housing portion can be prevented from falling off the support.

ベアリングの回転体に径方向の力が加わったとき、その力は、回転体の周端部、ボール、収容部及び支持体の順に伝達する。径方向の力は、最終的に支持体で受けることができるので、本態様のベアリングは、径方向の荷重に容易に耐えることができる。また、一対の収容部が、一対の湾曲部を対向させた状態で並んで支持体上に配置されているため、周端部が傾いたとしても、安定して回転体を支持することが可能となる。ここで、一対の収容部の各々の湾曲区分が当接しているのが好ましい。これにより、一対の収容部同士が互いを支持し合うので、軸方向のサイズを小さくすると共に、収容部のガタ揺れを防止することができる。また、湾曲区分のエッジは、該湾曲区分に収容されたボールの高さよりも低い位置にあり、これにより、回転体の周端部のボール当接面を、一対の収容部に亘って延在する幅広い平坦部としても、湾曲区分のエッジに当たることなく、安定した状態で回転体をボール上で滑動させることができる。なお、構造を簡単にするため、一対の収容部は、互いに鏡像対称となるように形成、配置されていてもよい。   When a radial force is applied to the rotating body of the bearing, the force is transmitted in the order of the peripheral end of the rotating body, the ball, the housing portion, and the support body. Since the radial force can finally be received by the support, the bearing of this aspect can easily withstand the radial load. In addition, since the pair of storage portions are arranged on the support side by side with the pair of curved portions facing each other, the rotating body can be stably supported even if the peripheral end portion is inclined. It becomes. Here, it is preferable that the curved sections of the pair of accommodating portions are in contact with each other. Thereby, since a pair of accommodating part supports each other, while reducing the size of an axial direction, it can prevent the backlash of an accommodating part. Further, the edge of the curved section is at a position lower than the height of the ball accommodated in the curved section, whereby the ball contact surface of the peripheral end portion of the rotating body extends across the pair of accommodating sections. Even with a wide flat portion, the rotating body can be slid on the ball in a stable state without hitting the edge of the curved section. In order to simplify the structure, the pair of accommodating portions may be formed and arranged so as to be mirror-symmetric with respect to each other.

好ましくは、一対の平坦区分の少なくとも1つは、回転体と、支持体から延在する側壁との間に配置される。これにより、回転体にその軸方向に力が加わったとき、その力は、回転体の周端部から、一対の収容部のうち、加わった力の向きに配置された収容部の平坦区分を介して、対向する側壁へと伝達する。このように、軸方向の力は、最終的に側壁で受けることができるので、本態様のベアリングは、軸方向の荷重にも容易に耐えるように構成することができる。また、平坦区分が挟持されているので、ベアリングを更に強固に支持体に固定することができる。   Preferably, at least one of the pair of flat sections is disposed between the rotating body and the side wall extending from the support. As a result, when a force is applied to the rotating body in the axial direction, the force is divided from the peripheral end portion of the rotating body to the flat section of the housing portion arranged in the direction of the applied force among the pair of housing portions. To the opposite side wall. As described above, since the axial force can be finally received by the side wall, the bearing of this aspect can be configured to easily withstand the axial load. Further, since the flat section is sandwiched, the bearing can be more firmly fixed to the support.

好ましくは、湾曲区分は、該湾曲区分のエッジと平坦区分との間の間隔がボールの直径よりも小さくなるように形成されている。この場合、ボールは、湾曲区分内に圧入されてもよい。これによって、ボールを脱落のおそれなく収容部に確実に収容させることができ、安定した回転運動が可能となる。   Preferably, the curved section is formed such that the distance between the edge of the curved section and the flat section is smaller than the diameter of the ball. In this case, the ball may be pressed into the curved section. As a result, the ball can be reliably accommodated in the accommodating portion without fear of falling off, and a stable rotational motion is possible.

本発明のベアリングは、回転体を支持体の径方向外側に配置する態様、及び、従来技術の欄で説明した通常のラジアルベアリングのように、回転体(シャフトを受け入れる内筒部)を支持体(外筒部)の径方向内側に配置する態様のいずれにも適用可能である。前者の態様では、一対の収容部は、湾曲区分の底部が収容されたボールよりも径方向内側となるように構成され、回転体は中央孔を有し、一対の収容部は、該湾曲区分の底部が支持体の外周壁上に載置された状態で該支持体の径方向外側に嵌合され、回転体は中央孔の内周壁がボールと接触した状態で該ボール上を滑動可能に配置される。後者の態様では、支持体は中央孔を有し、一対の収容部は、湾曲区分の底部が収容されたボールよりも径方向外側となるように構成され、一対の収容部は、該湾曲区分の底部が支持体の中央孔の内周壁上に載置された状態で該支持体の中央孔内に嵌合され、回転体は該回転体の外周壁がボールと接触した状態で該ボール上を滑動可能に配置される。   In the bearing of the present invention, the rotating body (inner cylinder part that receives the shaft) is supported as in the normal radial bearing described in the section of the related art, and the mode in which the rotating body is arranged on the outer side in the radial direction of the supporting body. The present invention can be applied to any of the modes arranged on the radially inner side of the (outer cylinder). In the former aspect, the pair of storage portions are configured to be radially inward of the ball in which the bottom portion of the curved section is stored, the rotating body has a central hole, and the pair of storage portions has the curved section. The bottom part of the support body is fitted on the outer side in the radial direction of the support body in a state where it is placed on the outer peripheral wall of the support body, and the rotating body can slide on the ball with the inner peripheral wall of the central hole in contact with the ball Be placed. In the latter aspect, the support has a central hole, and the pair of storage portions is configured to be radially outward from the ball in which the bottom of the curved section is stored. The bottom part of the rotating body is fitted into the central hole of the support body in a state where it is placed on the inner peripheral wall of the central hole of the support body, and the rotating body is placed on the ball with the outer peripheral wall of the rotating body in contact with the ball. Is slidably arranged.

以上のように、本発明は、平坦区分と湾曲区分とを有する収容部にボールを収容するという簡単な構成で、軸方向及び径方向の荷重に耐えることができるベアリングを提供することができる。本発明の構成では、例えば収容部は、1枚の金属板を加工するだけで作成することができるため、ベアリングの製作をきわめて簡単にすることができ、直径の大きな回転体を用いたとしても大幅な軽量化を達成することができる。   As described above, the present invention can provide a bearing that can withstand axial and radial loads with a simple configuration in which a ball is housed in a housing portion having a flat section and a curved section. In the configuration of the present invention, for example, since the housing portion can be created by processing only one metal plate, the manufacture of the bearing can be extremely simplified, even if a rotating body having a large diameter is used. Significant weight reduction can be achieved.

本発明の更に別の態様は、回転体を支持体に対して回転可能に軸受けする方法に関する。本方法は、複数のボールを収容する一対の収容部であって、一対の収容部の各々は、環状の平坦区分と、該平坦区分から軸方向に延在してボールを収容するように湾曲された環状の湾曲区分と、を有し、該平坦区分及び該湾曲区分は、複数のボールが周方向に並んで配置される環状溝を形成し、平坦区分のエッジの高さは、収容されたボールの高さよりも高く、湾曲区分のエッジの高さは収容されたボールの高さよりも低い、一対の収容部を用意し、一対の収容部のうち一方を、支持体に嵌合し、回転体を、嵌合された収容部に収容されたボールと当接するように載置し、一対の収容部のうち他方の収容部の湾曲区分が一方の収容部の湾曲区分と向き合うように、該他方の収容部を支持体に嵌合し、これによって、回転体は、一対の収容部の平坦区分の間にボールと当接した状態で配置され、該回転体は、ボール上を滑動することにより支持体に対して回転可能となる、各工程を備える、
本態様によれば、様々な態様の回転体を支持体上で回転させる用途に柔軟に対応する軸受け方法を提供することができる。勿論、上記した本発明の態様に係るベアリングの利点を全て享受することができる。また、回転体及び支持体が予め与えられたものである場合、本態様では、それらの一部をベアリング機構の一部として使用するため、軽量化を更に促進することができる。
Yet another aspect of the present invention relates to a method of bearing a rotating body rotatably with respect to a support. The method includes a pair of accommodating portions that accommodate a plurality of balls, each of the pair of accommodating portions being curved so as to accommodate an annular flat section and an axially extending portion from the flat section. An annular curved section, wherein the flat section and the curved section form an annular groove in which a plurality of balls are arranged in a circumferential direction, and the height of the edge of the flat section is accommodated. Preparing a pair of housing portions that are higher than the height of the balls and the height of the edge of the curved section is lower than the height of the housed balls, and fitting one of the pair of housing portions to the support, The rotating body is placed so as to come into contact with the ball accommodated in the fitted accommodating portion, and the curved section of the other accommodating portion of the pair of accommodating portions faces the curved section of the one accommodating portion. The other accommodating portion is fitted to the support body, whereby the rotating body is connected to the pair of accommodating portions. Are arranged in a state in which balls and in contact between the tongue segment, the rotating body is made rotatable relative to the support by sliding on balls, comprising the steps,
According to this aspect, it is possible to provide a bearing method that can flexibly correspond to an application in which a rotating body of various aspects is rotated on a support. Of course, all the advantages of the bearing according to the above-described aspect of the present invention can be enjoyed. Further, in the case where the rotating body and the support are provided in advance, in this embodiment, a part of them is used as a part of the bearing mechanism, so that weight reduction can be further promoted.

本発明の他の目的及び利点は、以下で説明される本発明の好ましい実施形態を参酌することによって、より明瞭に理解されよう。   Other objects and advantages of the present invention will be more clearly understood by referring to the preferred embodiments of the present invention described below.

本発明の第1の実施形態を図1及び図2を用いて説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に示されるように、本発明の第1の実施形態に係るベアリング200は、リング形状の回転体204をディスク形状の環状の支持体202に対して同じ軸Sの周りに矢印方向に回転可能に軸受けするため、ボール210を収容する一対の環状の収容部206、208を備える。一対の収容部206、208の各々は、環状の平坦区分212、216と、該平坦区分から軸方向に延在してボールを収容するように湾曲された湾曲区分214、218と、を有する。一対の収容部206、208は、一方の収容部206の湾曲区分214が他方の収容部208の湾曲区分218と向き合った状態で、支持体202に嵌合されている。この例では、湾曲区分214と湾曲区分218とが当接し、湾曲区分214、218の底部が支持体202の外周壁203の底平面に接している。   As shown in FIG. 1, the bearing 200 according to the first embodiment of the present invention rotates a ring-shaped rotating body 204 around the same axis S with respect to a disk-shaped annular support body 202 in the direction of the arrow. A pair of annular accommodating portions 206 and 208 for accommodating the ball 210 are provided for bearings as possible. Each of the pair of receiving portions 206, 208 includes an annular flat section 212, 216 and curved sections 214, 218 that extend axially from the flat section and are curved to receive the ball. The pair of housing portions 206 and 208 are fitted to the support 202 in a state where the curved section 214 of one housing portion 206 faces the curved section 218 of the other housing portion 208. In this example, the curved section 214 and the curved section 218 are in contact with each other, and the bottoms of the curved sections 214 and 218 are in contact with the bottom plane of the outer peripheral wall 203 of the support 202.

好ましくは、一対の収容部206、208は、支持体202に圧入される。これにより、一対の収容部206、208を支持体202に確実且つ簡単に取り付けることができる。また、1つの平坦区分216は、回転体204と、支持体から延在する側壁207との間に配置され、収容部の支持体への固定をより確実なものとしている。   Preferably, the pair of accommodating portions 206 and 208 are press-fitted into the support body 202. As a result, the pair of accommodating portions 206 and 208 can be reliably and easily attached to the support 202. In addition, one flat section 216 is disposed between the rotating body 204 and the side wall 207 extending from the support body, and secures the housing portion to the support body.

また、収容されたボール210の頂上高さは、湾曲区分214、218のエッジの高さよりも高い。これによって、回転体204の周端部209は、湾曲区分のエッジに当たることなく、ボール210に当接することができる。更に、平坦区分のエッジの高さは、収容されたボールの高さよりも高い。これによって一対の平坦区分212、216の間に回転体204の一部が挟持されるので、該回転体の軸方向の位置ずれを防止し、よって回転体の円滑な回転を確保することができる。   Also, the top height of the contained ball 210 is higher than the height of the edges of the curved sections 214, 218. Accordingly, the peripheral end portion 209 of the rotating body 204 can contact the ball 210 without hitting the edge of the curved section. Furthermore, the height of the edge of the flat section is higher than the height of the contained ball. As a result, a part of the rotating body 204 is sandwiched between the pair of flat sections 212 and 216, so that the axial displacement of the rotating body can be prevented, and thus smooth rotation of the rotating body can be ensured. .

図2(a)には、収容部206又は208を軸方向Sから眺めた正面図が示され、図2(b)には、一対の収容部206、208の斜視図が示されている。図2(a)、(b)に示されるように、該平坦区分及び該湾曲区分は、環状溝211を形成し、該環状溝211は、全周に亘って延在する。図2(a)では、湾曲部214(218)の一部が破断された状態で示されており、環状溝211内に複数のボール210が周方向に並んで配置されていることがわかる。このように全周に亘ってボールが配列されているので、径方向の耐荷重性能を向上させることができる。これらのボール210は、環状溝211内で周方向に自在に滑動するため隣接するボール間にクリアランスを有して配列されるのが好ましい。本実施例では、環状溝211には、個々のボールを定位置に置くための座席が形成されておらず、ボール210は、全周に沿って移動可能であり、これにより、回転体204の滑らかな回転が可能となる。勿論、環状溝211内に個々のボールを定位置で収容するための座席が形成される態様も考えられる。   FIG. 2A shows a front view of the housing portion 206 or 208 as viewed from the axial direction S, and FIG. 2B shows a perspective view of the pair of housing portions 206 and 208. As shown in FIGS. 2A and 2B, the flat section and the curved section form an annular groove 211, and the annular groove 211 extends over the entire circumference. In FIG. 2A, the curved portion 214 (218) is partially broken, and it can be seen that a plurality of balls 210 are arranged in the circumferential direction in the annular groove 211. As described above, since the balls are arranged over the entire circumference, the load resistance performance in the radial direction can be improved. Since these balls 210 slide freely in the circumferential direction in the annular groove 211, it is preferable that the balls 210 are arranged with a clearance between adjacent balls. In the present embodiment, the annular groove 211 is not formed with a seat for placing individual balls in a fixed position, and the balls 210 can move along the entire circumference. Smooth rotation is possible. Of course, a mode in which a seat for accommodating individual balls in a fixed position is formed in the annular groove 211 is also conceivable.

なお、湾曲区分214、218は、該湾曲区分のエッジと平坦区分212、216との間の間隔がボール210の直径よりも小さくなるように形成され、ボール210は、湾曲区分内に圧入されるのが好ましい。これによって、ボール210を脱落のおそれなく収容部に確実に収容させることができる。図示の例では、一対の収容部206、208は、鏡像対称に形成、配置されているが、用途、使用状況に応じて、非対称に形成、配置することもできる。   The curved sections 214, 218 are formed such that the distance between the edge of the curved section and the flat sections 212, 216 is smaller than the diameter of the ball 210, and the ball 210 is press-fitted into the curved section. Is preferred. Thereby, the ball 210 can be reliably accommodated in the accommodating portion without fear of dropping off. In the illustrated example, the pair of accommodating portions 206 and 208 are formed and arranged in a mirror image symmetry, but can be formed and arranged asymmetrically in accordance with the application and use situation.

図3には、本発明の第2の形態に係るベアリング250が示されている。ベアリング250は、回転体を環状の支持体の径方向外側に配置する図1のベアリング200とは対照的に、回転体204aを環状の支持体202aの径方向内側に配置し、一対の収容部206a、208aは、ボール210と回転体204aとの接触部が径方向内向きとなるように配置される。即ち、支持体は中央孔213を有し、一対の収容部206a、208aは、湾曲区分の底部が、収容されたボール210よりも径方向外側となるように構成される。よって、一対の収容部部206a、208aは、該湾曲区分の底部が支持体の中央孔213の内周壁215上に載置された状態で該支持体の中央孔213内に嵌合される。その他の構成については、図1及び図2に示された構成から当業者には明らかである。   FIG. 3 shows a bearing 250 according to the second embodiment of the present invention. In contrast to the bearing 200 shown in FIG. 1 in which the rotating body is disposed on the radially outer side of the annular support body, the bearing 250 is configured such that the rotating body 204a is disposed on the radially inner side of the annular support body 202a. 206a and 208a are arranged such that the contact portion between the ball 210 and the rotating body 204a is radially inward. That is, the support has a central hole 213, and the pair of storage portions 206a and 208a are configured such that the bottom of the curved section is radially outward from the stored ball 210. Therefore, the pair of accommodating portions 206a and 208a are fitted into the central hole 213 of the support body with the bottom of the curved section placed on the inner peripheral wall 215 of the central hole 213 of the support body. Other configurations will be apparent to those skilled in the art from the configurations shown in FIGS.

次に、本発明の第1及び第2の実施形態の作用を説明する。   Next, the operation of the first and second embodiments of the present invention will be described.

ベアリング200(250)の回転体204に径方向の力が加わったとき、その力は、回転体204の周端部209、ボール210、一対の収容部206、208及び支持体202の順に伝達する。この径方向の力は、最終的に支持体202で受けることができるので、本態様のベアリングは、径方向の荷重に容易に耐えることができる。また、ボール210を収容した一対の湾曲部214、218が当接した状態で並んで配置されているため、安定して回転体を支持することが可能となる。   When a radial force is applied to the rotating body 204 of the bearing 200 (250), the force is transmitted in the order of the peripheral end portion 209 of the rotating body 204, the ball 210, the pair of accommodating portions 206 and 208, and the support body 202. . Since this radial force can be finally received by the support 202, the bearing of this aspect can easily withstand the radial load. In addition, since the pair of curved portions 214 and 218 accommodating the ball 210 are arranged side by side in contact with each other, the rotating body can be stably supported.

一方、軸方向Sに沿って回転体204から側壁207の方向に力が加わったとき、その力は、回転体204から、加わった力の向きに配置された一方の収容部の平坦区分216を介して、対向する側壁207へと伝達する。かくして軸方向の力は、最終的に側壁207で受けることができる。このように回転体に対して支持体の側壁207に向かう軸方向に力が作用した場合、回転体が支持体に対して移動しようとするので、周端部209の側壁と、支持体202の側壁207の間に挿入されていた一つの平坦区分216は、両側壁によって挟持される。このため、収容部は、固定され、ボール210を介して安定した状態で回転体204を支持することができる。従って、本態様のベアリングは、少なくとも1方向の軸方向の荷重にも容易に耐えるように構成することができる。   On the other hand, when a force is applied in the direction from the rotating body 204 to the side wall 207 along the axial direction S, the force is applied from the rotating body 204 to the flat section 216 of one accommodating portion arranged in the direction of the applied force. To the opposite side wall 207. Thus, axial forces can finally be received at the side wall 207. In this way, when a force acts on the rotating body in the axial direction toward the side wall 207 of the support body, the rotating body tends to move relative to the support body, so the side wall of the peripheral end 209 and the support body 202 One flat section 216 inserted between the side walls 207 is sandwiched between both side walls. For this reason, the accommodating portion is fixed and can support the rotating body 204 in a stable state via the ball 210. Therefore, the bearing of this aspect can be configured to easily withstand an axial load in at least one direction.

次に、本発明の第1の実施形態に係るベアリングを組み付ける手順について図4(a)乃至(d)を用いて説明する。   Next, a procedure for assembling the bearing according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

最初に、一方の収容部206を、支持体202に嵌合(圧入)する(図4(a))。次に、スプロケットギア204(回転体)を、圧入された収容部206に収容されたボール210と当接するように載置する(図4(b))。次に、他方の収容部208を支持体202に嵌合(圧入)する(図4(c))。最終的には、湾曲区分同士が当接し、スプロケットギア204(回転体)が一対の収容部の平坦区分の間にボールと当接した状態で配置されて完成となる(図4(d))。   First, one accommodating part 206 is fitted (press-fit) to the support body 202 (FIG. 4A). Next, the sprocket gear 204 (rotating body) is placed so as to be in contact with the ball 210 accommodated in the press-fit accommodating portion 206 (FIG. 4B). Next, the other accommodating portion 208 is fitted (press-fitted) into the support body 202 (FIG. 4C). Eventually, the curved sections come into contact with each other, and the sprocket gear 204 (rotating body) is arranged in contact with the ball between the flat sections of the pair of accommodating portions, and is completed (FIG. 4D). .

以上のように、本発明の実施形態に係るベアリング200、250は、平坦区分と湾曲区分とを有する収容部206、208にボールを収容するという簡単な構成で、軸方向及び径方向の荷重に耐えることができる。本発明の構成では、例えば収容部は、1枚の金属(例えば鉄)薄板を加工するだけで、図1、図2に示すように作成することができるため、ベアリングの製作をきわめて簡単にすることができ、直径の大きな回転体を用いたとしても大幅な軽量化を達成することができる。本形態に係るベアリングを使用するところの回転体及び支持体の一部を回転体及び支持体として使用することも可能であるため、軽量化を更に促進することができる。更には、本実施形態のベアリングは、省スペース化にも寄与するため、様々な態様の回転体を支持体上で回転させる用途に柔軟に対応することができる。   As described above, the bearings 200 and 250 according to the embodiment of the present invention have a simple configuration in which the balls are accommodated in the accommodating portions 206 and 208 each having the flat section and the curved section, and are capable of handling axial and radial loads. Can withstand. In the configuration of the present invention, for example, the housing can be formed as shown in FIGS. 1 and 2 by processing only one metal (for example, iron) thin plate. Even if a rotating body having a large diameter is used, a significant reduction in weight can be achieved. Since it is possible to use a part of the rotating body and the support body where the bearing according to this embodiment is used as the rotating body and the support body, it is possible to further promote weight reduction. Furthermore, since the bearing of this embodiment also contributes to space saving, it can respond flexibly to the use which rotates the rotary body of various aspects on a support body.

なお、図1乃至図3のベアリングでは、環状支持体に対して回転体が回転する用途に用いられるが、回転体204を固定すれば、これに対して支持体202が回転可能であるので、当然その使用形態にも用途を拡大できることはいうまでもない。   The bearings of FIGS. 1 to 3 are used for applications in which the rotating body rotates with respect to the annular support. However, if the rotating body 204 is fixed, the support 202 can be rotated with respect to this, Of course, it is needless to say that the application can be expanded to the usage form.

以下、本発明の実施形態に係るベアリング及び軸受け方法を、電動アシスト自転車に使用した実施例を示す。本発明の実施例に係るベアリングは、図7において参照番号70により指し示されている。   Hereinafter, the Example which used the bearing and the bearing method which concern on embodiment of this invention for the electrically assisted bicycle is shown. A bearing according to an embodiment of the invention is indicated by reference numeral 70 in FIG.

図5には、本発明の第1実施例に係るベアリングが適用される電動アシスト自転車1の概略が示されている。同図に示すように、この電動アシスト自転車1の主要な骨格部分は、通常の自転車と同様に、金属管製の車体フレーム3から構成され、該車体フレーム3には、前輪20、後輪22、ハンドル16、及びサドル18などが周知の態様で取り付けられている。   FIG. 5 shows an outline of the electrically assisted bicycle 1 to which the bearing according to the first embodiment of the present invention is applied. As shown in the figure, the main skeleton portion of the electrically assisted bicycle 1 is composed of a body frame 3 made of metal pipe, as in a normal bicycle. The body frame 3 includes a front wheel 20 and a rear wheel 22. , Handle 16 and saddle 18 are attached in a known manner.

また、車体フレーム3の中央下部には、ドライブシャフト4が回転自在に軸支され、その左右両端部には、クランク棒6L、6Rを介してペダル8L、8Rが各々取り付けられている。このドライブシャフト4には、車体の前進方向に相当するR方向の回転のみを伝達するための一方向クラッチ(後述する図7(b)の99)を介して、スプロケット2が同軸に取り付けられている。このスプロケット2と、後輪22の中央部に設けられた後輪動力機構10との間には無端回動のチェーン12が張設されている。   A drive shaft 4 is rotatably supported at the center lower portion of the vehicle body frame 3, and pedals 8L and 8R are attached to left and right ends thereof via crank rods 6L and 6R, respectively. A sprocket 2 is coaxially attached to the drive shaft 4 via a one-way clutch (99 in FIG. 7B described later) for transmitting only rotation in the R direction corresponding to the forward direction of the vehicle body. Yes. An endless rotating chain 12 is stretched between the sprocket 2 and a rear wheel power mechanism 10 provided at the center of the rear wheel 22.

電動アシスト自転車1は、少なくとも車体走行速度及び踏力から決定されたアシスト比率(補助動力/踏力)で踏力をアシストする制御を行う。本例では、補助動力の発生及びアシスト制御は、補助動力ユニット11により実行される。   The electrically assisted bicycle 1 performs control to assist the pedaling force with an assist ratio (auxiliary power / stepping force) determined from at least the vehicle body traveling speed and the pedaling force. In this example, generation of assist power and assist control are executed by the assist power unit 11.

電動アシスト自転車1の制御系の概略が図6に示されている。電動アシスト自転車1の制御系は、該自転車全体の電子的処理を一括して制御する1個のマイクロコンピュータ14と、PWM制御可能な電動モーター37と、マイクロコンピュータ14に直接接続され、その制御信号の電力を増幅する増幅回路15と、該増幅回路15に接続され電動モーター37に電源供給するバッテリー17と、を含む。   An outline of the control system of the electrically assisted bicycle 1 is shown in FIG. The control system of the electric assist bicycle 1 is directly connected to one microcomputer 14 that collectively controls electronic processing of the entire bicycle, an electric motor 37 capable of PWM control, and the microcomputer 14, and its control signal And a battery 17 that is connected to the amplifier circuit 15 and supplies power to the electric motor 37.

マイクロコンピュータ14には、少なくとも走行速度を演算するための回転速度信号、及び、踏力を演算するための歪みゲージ信号1、2が入力される。これらの入力信号を発生する手段については後述する。マイクロコンピュータ14は、これらの入力信号から走行速度及び踏力を演算し、所定のアルゴリズムに基づいてアシスト比率を決定する電子的処理を行う。次に、マイクロコンピュータ14は、決定されたアシスト比率に対応する補助動力を発生させるよう電動モーター37を指令するため、該補助動力に応じたPWM指令を順次出力する。   The microcomputer 14 receives at least a rotational speed signal for calculating a traveling speed and strain gauge signals 1 and 2 for calculating a pedaling force. Means for generating these input signals will be described later. The microcomputer 14 calculates the traveling speed and the pedaling force from these input signals, and performs electronic processing for determining the assist ratio based on a predetermined algorithm. Next, in order to instruct the electric motor 37 to generate auxiliary power corresponding to the determined assist ratio, the microcomputer 14 sequentially outputs PWM commands corresponding to the auxiliary power.

次に、電動アシスト自転車1における補助動力ユニット11を図7(a)、(b)を用いて説明する。   Next, the auxiliary power unit 11 in the electric assist bicycle 1 will be described with reference to FIGS.

図7(a)及び(b)に示す補助動力ユニット11は、スプロケット2に同軸に連結されたアシストギア30と、電動力を出力する電動モーター37と、該電動モーターの出力軸37aからアシストギア30までギアを介して電動力を伝達するためのギア機構40と、を備える。従って、電動モーター37が回転されると、そのトルクがギア機構40を介してアシストギア30に提供され、該アシストギア30に対し固定された、踏力により回転されるスプロケット2に直ちに伝達される。かくして、補助動力及び踏力の合力が達成される。   The auxiliary power unit 11 shown in FIGS. 7A and 7B includes an assist gear 30 that is coaxially connected to the sprocket 2, an electric motor 37 that outputs electric power, and an assist gear from the output shaft 37a of the electric motor. And a gear mechanism 40 for transmitting electric force up to 30 through a gear. Therefore, when the electric motor 37 is rotated, the torque is provided to the assist gear 30 via the gear mechanism 40 and is immediately transmitted to the sprocket 2 fixed to the assist gear 30 and rotated by the pedaling force. Thus, the resultant force of auxiliary power and pedaling force is achieved.

ギア機構40は、電動モーター37の出力軸37aに連動する第1のギア38と、該第1のギア38と噛み合う、減速用の第2のギア42と、該第2のギア42に同軸に連結され、アシストギア30と噛み合う第3のギア45と、を備える。   The gear mechanism 40 includes a first gear 38 interlocked with the output shaft 37 a of the electric motor 37, a second gear 42 for deceleration that meshes with the first gear 38, and the second gear 42 coaxially. And a third gear 45 that is connected and meshes with the assist gear 30.

なお、電動モーター37からアシストギア30への補助動力の伝達経路の途中には、一方向にだけ動力を伝達する、いわゆる一方向クラッチ(図示せず)が設けられている。この一方向クラッチは、電動モーター37からの補助動力をアシストギア30に伝達するが、その逆方向、即ちアシストギア30から電動モーター37へはトルクを伝達しないように構成・接続される。電動モーター37が回転していないときは、図示しない上記一方向クラッチにより、モーターの回転負荷はアシストギア30に伝達されることがなく、軽快な運転が可能となる。   A so-called one-way clutch (not shown) that transmits power only in one direction is provided in the transmission path of auxiliary power from the electric motor 37 to the assist gear 30. The one-way clutch is configured and connected so as to transmit auxiliary power from the electric motor 37 to the assist gear 30 but not in the opposite direction, that is, from the assist gear 30 to the electric motor 37. When the electric motor 37 is not rotating, the rotational load of the motor is not transmitted to the assist gear 30 by the one-way clutch (not shown), and a light operation is possible.

スプロケット2と、アシストギア30と、電動モーター37と、ギア機構40と、は共通ベース50上に取り付けられている。また、電動モーター37及びギア機構40全体は、共通ベース50に対して動かないように固定されている。更に、電動モーター37、並びに、ギア機構40のうち第1のギア38及び第2のギア42は、駆動ハウジング13により覆われている。この駆動ハウジング13は、共通ベース50に連結され若しくは該共通ベース50と一体に成形されている。   The sprocket 2, the assist gear 30, the electric motor 37, and the gear mechanism 40 are attached on the common base 50. The electric motor 37 and the entire gear mechanism 40 are fixed so as not to move with respect to the common base 50. Furthermore, the first gear 38 and the second gear 42 of the electric motor 37 and the gear mechanism 40 are covered with the drive housing 13. The drive housing 13 is connected to the common base 50 or formed integrally with the common base 50.

スプロケット2は、ドライブシャフト4に一方向クラッチ99を介して共通ベース50上に回転可能に取り付けられている。一方向クラッチ99は、後述するようにドライブシャフト4に適用された前進方向の回転のみをスプロケット2に伝達する。ドライブシャフト4は、シャフトハウジング52内で、回転可能に軸支され、該シャフトハウジング52は、車体フレームに形成されたシャフト孔80内に挿入された状態で該車体フレームに固定されている。シャフトハウジング52は、共通ベース50に連結され若しくは一体成形されている。   The sprocket 2 is rotatably attached to the drive shaft 4 on the common base 50 via a one-way clutch 99. The one-way clutch 99 transmits only the forward rotation applied to the drive shaft 4 to the sprocket 2 as will be described later. The drive shaft 4 is rotatably supported in a shaft housing 52, and the shaft housing 52 is fixed to the vehicle body frame while being inserted into a shaft hole 80 formed in the vehicle body frame. The shaft housing 52 is connected to the common base 50 or is integrally formed.

スプロケット2とアシストギア30とは、ピン123(図7(a)の例では、120度間隔で3箇所)を介して同軸に連結されている。これによって、アシストギア30に伝達された電動力は、ピン123を介してスプロケット2に伝達する。ピン123は、図7(b)に示されるように、アシストギア30及びスプロケット2を厚さ方向に貫通して取り付けられている。図7(b)の例では、ピン123の脚部は、アシストギア30の孔部に挿入、固定されており、ピン123のヘッド部は、スプロケット2に形成された孔を貫通しており、抜け防止のためピン123の先端は、該孔の直径より大きい直径を有している。   The sprocket 2 and the assist gear 30 are coaxially connected via pins 123 (in the example of FIG. 7A, three locations at intervals of 120 degrees). As a result, the electric power transmitted to the assist gear 30 is transmitted to the sprocket 2 via the pin 123. As shown in FIG. 7B, the pin 123 is attached through the assist gear 30 and the sprocket 2 in the thickness direction. In the example of FIG. 7B, the leg portion of the pin 123 is inserted and fixed in the hole portion of the assist gear 30, and the head portion of the pin 123 passes through the hole formed in the sprocket 2. The tip of the pin 123 has a diameter larger than the diameter of the hole to prevent the pin from coming off.

また、ゴム等の弾性部材129が、ピン123のヘッド部及び軸部の周囲に設けられている。即ち、弾性部材は、スプロケット2とピン123との間の係合領域に設けられている。これにより、アシストギア30やスプロケット2のガタ揺れ等を吸収し、アシストギア30とスプロケット2との間の動力伝達を非常に円滑にすることができる。   Further, an elastic member 129 such as rubber is provided around the head portion and the shaft portion of the pin 123. That is, the elastic member is provided in the engagement region between the sprocket 2 and the pin 123. Thereby, the backlash etc. of the assist gear 30 and the sprocket 2 can be absorbed, and the power transmission between the assist gear 30 and the sprocket 2 can be made very smooth.

なお、スプロケット2とアシストギア30と間の連結手段は、図示のピンに限定されるものではない。例えば、ボルトでもよく、或いはピン123の脚部が、アシストギア30に一体形成されていてもよい。また、弾性部材129は、アシストギア30、ピン123及びスプロケット2の任意の動力伝達経路上に設けられていてもよい。例えば、アシストギア30とピン123との間の係合領域等に単独で又は追加的に設けられてもよい。   The connecting means between the sprocket 2 and the assist gear 30 is not limited to the illustrated pins. For example, a bolt may be used, or the leg portion of the pin 123 may be integrally formed with the assist gear 30. The elastic member 129 may be provided on any power transmission path of the assist gear 30, the pin 123, and the sprocket 2. For example, it may be provided alone or additionally in the engagement region between the assist gear 30 and the pin 123.

また、アシストギア30は、スプロケット2とは独立に、本発明の実施例に係るベアリング70を介して共通ベース50に回転可能に取り付けられている。これにより、アシストギア30からスプロケット2へのより安定した動力伝達が可能となる。   The assist gear 30 is rotatably attached to the common base 50 via the bearing 70 according to the embodiment of the present invention, independently of the sprocket 2. Thereby, more stable power transmission from the assist gear 30 to the sprocket 2 becomes possible.

ベアリング70は、ボール73、74を各々収容した一対の収容部71、72を、共通ベース50の一部である底プレート77上に配置し、アシストギア30の中央ボアの内周壁部をボール73、74に当接させることによって構成される。更には、本ベアリング70では、収容部71の平坦区分を共通ベース50の一部である後プレート75と、アシストギア30との間に配置し、収容部72の平坦区分を、アシストギア30と、アシストギア30に連結した覆いプレート76との間に配置させている。   In the bearing 70, a pair of housing portions 71 and 72 that respectively accommodate the balls 73 and 74 are disposed on a bottom plate 77 that is a part of the common base 50, and the inner peripheral wall portion of the central bore of the assist gear 30 is disposed on the ball 73. , 74. Further, in the present bearing 70, the flat section of the housing portion 71 is disposed between the rear plate 75 that is a part of the common base 50 and the assist gear 30, and the flat section of the housing portion 72 is disposed with the assist gear 30. The cover plate 76 is connected to the assist gear 30.

以上のように、スプロケット2と、アシストギア30と、電動モーター37と、ギア機構40と、ドライブシャフト4とを共通ベース50上に取り付け、更に、図6に示す制御系の回路及び後述する踏力センサーを各々駆動ハウジング13及び一方向クラッチ99内部に取り付けることにより、電動アシストに必要となる全ての構成要素を組み込んだ1つの補助動力ユニット11を構成することが可能となる。それにより、補助動力機構全体の簡素化を達成できると共に、補助動力ユニット11の車体フレームへの取り付けを容易にすることができる。なお、共通ベースを適宜加工することにより、任意形式の車体フレームに、当該補助動力ユニット11を取り付けることができることが理解されよう。   As described above, the sprocket 2, the assist gear 30, the electric motor 37, the gear mechanism 40, and the drive shaft 4 are mounted on the common base 50. Further, the control system circuit shown in FIG. By mounting the sensors inside the drive housing 13 and the one-way clutch 99, it is possible to configure one auxiliary power unit 11 that incorporates all the components necessary for electric assist. Thereby, simplification of the whole auxiliary power mechanism can be achieved, and attachment of the auxiliary power unit 11 to the vehicle body frame can be facilitated. It will be understood that the auxiliary power unit 11 can be attached to any type of body frame by appropriately processing the common base.

補助動力ユニット11を自転車フレームに取り付ける手順を図8を用いて説明する。図8(a)には、補助動力ユニット11を自転車フレームに取り付けたときの右側から見た斜視図、図8(b)には、図8(a)に示す補助動力ユニット11の拡大図、図8(f)は、補助動力ユニット11を自転車フレームに取り付けたときの左側から見た斜視図が示されている。   The procedure for attaching the auxiliary power unit 11 to the bicycle frame will be described with reference to FIG. FIG. 8 (a) is a perspective view seen from the right side when the auxiliary power unit 11 is attached to the bicycle frame, FIG. 8 (b) is an enlarged view of the auxiliary power unit 11 shown in FIG. 8 (a), FIG. 8F shows a perspective view seen from the left side when the auxiliary power unit 11 is attached to the bicycle frame.

先ず、図8(c)に示すように、シャフト孔80の一方の端部から、補助動力ユニット11のドライブシャフト4(シャフトハウジング52により覆われている)を矢印の方向に沿って挿入する。次に、図8(d)に示すように、シャフト孔80の反対側の端部からドライブシャフト4及びシャフトハウジング52の先端が突出するまで補助動力ユニット11を挿入し、その突出先端に、取り付け金具82及び締め金具84を取り付ける。更に、両端部にボルト螺合用孔が形成された隆起部を補助動力ユニット11に設け、ボルト孔が各々形成され、平行に延在する一対のタブを車体フレームに設けておき、図8(b)の工程で、該隆起部を該一対のタブの間にボルト孔が整列された状態で配置するようにしてもよい。   First, as shown in FIG. 8C, the drive shaft 4 (covered by the shaft housing 52) of the auxiliary power unit 11 is inserted from one end of the shaft hole 80 along the direction of the arrow. Next, as shown in FIG. 8 (d), the auxiliary power unit 11 is inserted from the opposite end of the shaft hole 80 until the tips of the drive shaft 4 and the shaft housing 52 project, and attached to the projecting tip. The metal fitting 82 and the fastener 84 are attached. Further, a raised portion having bolt screw holes formed at both ends is provided in the auxiliary power unit 11, and a pair of tabs each having a bolt hole and extending in parallel are provided in the vehicle body frame. ), The raised portion may be arranged with the bolt holes aligned between the pair of tabs.

最後に、図8(c)に示すように、締め金具84をドライブシャフト4及びシャフトハウジング52の先端部に締め付けてこれらを固定すると共に、締め金具84により同時に締め付けられる取り付け金具82の先端部を補助動力ユニット11の外側にボルト止めする。また、一対のタブ内に配置された隆起部のボルト螺合孔に両端部からボルトを締め付ける。以上のように、確実且つ簡単に補助動力ユニット11を車体フレームに取り付けることができる。
(踏力検出機構)
マイクロコンピュータ14に入力される歪みゲージ信号1、2を出力する踏力検出機構を図7乃至図11を用いて説明する。この踏力検出機構は、踏力に応じた一方向クラッチ99の変形によって変化する歪みを検出する。
Finally, as shown in FIG. 8C, the fastening member 84 is fastened to the distal end portions of the drive shaft 4 and the shaft housing 52 to fix them, and the distal end portion of the attachment fitting 82 that is simultaneously fastened by the fastening member 84 is fixed. Bolts to the outside of the auxiliary power unit 11. Moreover, a bolt is fastened from both ends to the bolt screw hole of the raised part arrange | positioned in a pair of tab. As described above, the auxiliary power unit 11 can be securely and easily attached to the vehicle body frame.
(Treading force detection mechanism)
A pedal force detection mechanism for outputting strain gauge signals 1 and 2 input to the microcomputer 14 will be described with reference to FIGS. This pedaling force detection mechanism detects a distortion that changes due to the deformation of the one-way clutch 99 according to the pedaling force.

図7(b)に示すように、スプロケット2は、一方向クラッチ99を介してドライブシャフト4に軸支される。この一方向クラッチ99は、図9に示すように、駒部100及び歯部112を備える。   As shown in FIG. 7B, the sprocket 2 is pivotally supported on the drive shaft 4 via a one-way clutch 99. The one-way clutch 99 includes a piece portion 100 and a tooth portion 112 as shown in FIG.

駒部100では、3つのラチェット駒102が周方向に沿って等角度毎にその第2の係合面110に配置されている。このラチェット駒102は剛体でできており、第2の係合面110の略径方向に沿った軸の回りに回動可能とされている。ラチェット駒102は、ラチェット駒102に力が作用していないとき、その長さ方向が第2の係合面110に対して所定の角度をなす(図10の平衡方向160)ように駒立ち上げスプリング104によって付勢されている。図10に示すように、ラチェット駒102が平衡方向160から上昇方向a又は下降方向bに偏倚するとき、駒立ち上げスプリング104は、その偏倚を平衡方向160に戻すようにラチェット駒102に僅かな弾性力を及ぼす。   In the piece part 100, three ratchet pieces 102 are arranged on the second engagement surface 110 at equal angles along the circumferential direction. The ratchet piece 102 is made of a rigid body, and is rotatable about an axis along the substantially radial direction of the second engagement surface 110. When the ratchet piece 102 is not acting on the ratchet piece 102, the piece rises so that the length direction forms a predetermined angle with respect to the second engagement surface 110 (equilibrium direction 160 in FIG. 10). The spring 104 is biased. As shown in FIG. 10, when the ratchet piece 102 is biased from the equilibrium direction 160 in the ascending direction a or the descending direction b, the piece raising spring 104 is slightly applied to the ratchet piece 102 so as to return the bias to the equilibrium direction 160. Exerts an elastic force.

また、駒部100の中央部には、ドライブシャフト4を受け入れるための駒部ボア106が形成され、この駒部ボア106は、駒部100の裏面101から突出した円筒部103も貫通している。裏面101には、円筒部103の外周囲に円状溝155(図7(b))が形成され、該円状溝155の中には、多数の鋼球152が回転自在に嵌め込まれている。これによって、裏面101には、軸方向の荷重受け兼滑り軸受け用のベアリングが形成される。   A piece bore 106 for receiving the drive shaft 4 is formed in the central portion of the piece portion 100, and the piece bore 106 also penetrates the cylindrical portion 103 protruding from the back surface 101 of the piece portion 100. . On the back surface 101, a circular groove 155 (FIG. 7B) is formed on the outer periphery of the cylindrical portion 103, and a large number of steel balls 152 are rotatably fitted in the circular groove 155. . As a result, a bearing for an axial load bearing and sliding bearing is formed on the back surface 101.

皿バネ124が、その中心孔127に円筒部103を通して駒部100の裏面101に当接される。このとき、皿バネ124は、駒部100からの圧力に弾力で対抗する方向に鋼球152即ち荷重受けベアリングを介して裏面101に滑動可能に接する。皿バネ124の表面には、180度の位置関係で対向する2個所に、歪みゲージ126が設置される。これらの歪みゲージ126は、リード線128を介してマイクロコンピュータ14に電気的に接続される。更に好ましくは、3個以上の歪みゲージを皿バネ124に設置してもよい。このとき、複数の歪みゲージを、皿バネ124の表面上で夫々が回転対称の位置となるように設置するのが好ましい。   The disc spring 124 is brought into contact with the back surface 101 of the piece portion 100 through the cylindrical portion 103 in the center hole 127. At this time, the disc spring 124 is slidably in contact with the back surface 101 via the steel ball 152, that is, the load receiving bearing, in a direction that opposes the pressure from the piece portion 100 with elasticity. On the surface of the disc spring 124, strain gauges 126 are installed at two locations facing each other with a positional relationship of 180 degrees. These strain gauges 126 are electrically connected to the microcomputer 14 via lead wires 128. More preferably, three or more strain gauges may be installed on the disc spring 124. At this time, it is preferable that the plurality of strain gauges are installed on the surface of the disc spring 124 so that each is in a rotationally symmetric position.

皿バネ124は、椀状の支持器130の内底部132に収められる。支持器130には、ドライブシャフト4を貫通させるための支持ボア133及び後面から突出する支持円筒部134が形成される。支持円筒部134の外周表面には、ねじが切ってあり、これを車体取り付け部145のねじ切り内壁に螺合することによって、支持器130が車体に固定される。この支持円筒部134の内壁には、軸方向及び径方向の両荷重対応のベアリング138が係合され(図7(b)参照)、ベアリング138は、ドライブシャフト4に形成されたストッパー斜面144によって係止される。同様に、ドライブシャフト4の反対側にもベアリング(図7(b)参照)が取り付けられるので、ドライブシャフト4は車体に対して回転自在となる。   The disc spring 124 is accommodated in the inner bottom portion 132 of the bowl-shaped supporter 130. The supporter 130 is formed with a support bore 133 for penetrating the drive shaft 4 and a support cylindrical part 134 protruding from the rear surface. A screw is cut on the outer peripheral surface of the support cylindrical portion 134, and the support 130 is fixed to the vehicle body by screwing the screw into the threaded inner wall of the vehicle body attachment portion 145. A bearing 138 corresponding to both axial and radial loads is engaged with the inner wall of the support cylindrical portion 134 (see FIG. 7B), and the bearing 138 is supported by a stopper inclined surface 144 formed on the drive shaft 4. Locked. Similarly, since a bearing (see FIG. 7B) is attached to the opposite side of the drive shaft 4, the drive shaft 4 is rotatable with respect to the vehicle body.

駒部ボア106の内壁には、軸方向5に延びる第1の回転防止用溝108が4個所に形成されている。駒部ボア106の内壁と摺接するドライブシャフト4の外壁部分にも、第1の回転防止用溝108と対面するように軸方向5に延びる第2の回転防止用溝140が4個所に形成されている。図11(a)に示すように、第1の回転防止用溝108及びこれに対面する第2の回転防止用溝140は、軸方向に沿って延びる円柱溝を形成し、各々の円柱溝の中には、これを埋めるように多数の鋼球150が収容される。これによって、駒部100は、軸方向5に沿って摩擦抵抗最小で移動できると共に、ドライブシャフト4に対する相対回転が防止される。これは、一種のボールスプラインであるが、他の形式のボールスプライン、例えば無端回動のボールスプラインなどを、このような摺動可能な回転防止手段として適用することができる。   Four first anti-rotation grooves 108 extending in the axial direction 5 are formed in the inner wall of the piece bore 106. Four second anti-rotation grooves 140 extending in the axial direction 5 so as to face the first anti-rotation groove 108 are also formed on the outer wall portion of the drive shaft 4 that is in sliding contact with the inner wall of the piece bore 106. ing. As shown in FIG. 11 (a), the first anti-rotation groove 108 and the second anti-rotation groove 140 facing the first anti-rotation groove form a cylindrical groove extending along the axial direction. Inside, a large number of steel balls 150 are accommodated so as to fill them. Thereby, the piece part 100 can move along the axial direction 5 with the minimum frictional resistance, and the relative rotation with respect to the drive shaft 4 is prevented. This is a kind of ball spline, but other types of ball splines, such as an endlessly rotating ball spline, can be applied as the slidable rotation preventing means.

また、駒部100のドライブシャフト4への取り付け方法として、図11(a)のボールスプライン以外の手段を用いることも可能である。例えば、図11(b)に示すように、軸方向に延びる突起部140aをドライブシャフト4に設け、該突起部140aを収容する第3の回転防止用溝108aを駒部100に形成する、いわゆるキースプライン形式も回転防止手段として適用可能である。なお、図11(b)において、突起部140aを駒部100側に、第3の回転防止用溝108aをドライブシャフト4側に設けてもよい。更に、図11(c)に示すように、軸方向に延びる第4の回転防止用溝108b及びこれに対面する第5の回転防止用溝140bを駒部100及びドライブシャフト4に夫々設け、これらの溝が形成する直方体状の溝の中にキープレートを収容する、いわゆるキー溝形式も回転防止手段として適用可能である。   Further, as a method of attaching the piece portion 100 to the drive shaft 4, it is possible to use means other than the ball spline of FIG. For example, as shown in FIG. 11B, a projecting portion 140a extending in the axial direction is provided on the drive shaft 4, and a third anti-rotation groove 108a that accommodates the projecting portion 140a is formed in the piece portion 100. A key spline type is also applicable as a rotation prevention means. In FIG. 11B, the protrusion 140a may be provided on the piece 100 side and the third anti-rotation groove 108a may be provided on the drive shaft 4 side. Furthermore, as shown in FIG. 11 (c), a fourth anti-rotation groove 108b extending in the axial direction and a fifth anti-rotation groove 140b facing this are provided in the piece portion 100 and the drive shaft 4, respectively. A so-called key groove type in which the key plate is accommodated in a rectangular parallelepiped groove formed by the groove is also applicable as the rotation preventing means.

歯部112の第1の係合面121には、ラチェット駒102と係合するための複数のラチェット歯114が形成されている。ラチェット歯114は、歯部の周方向に沿って互い違いに周期的に形成された、第1の係合面121に対してより急な斜面118と、より緩やかな斜面116と、から構成される。   A plurality of ratchet teeth 114 for engaging with the ratchet piece 102 are formed on the first engagement surface 121 of the tooth portion 112. The ratchet teeth 114 are configured by steep slopes 118 and gentler slopes 116 with respect to the first engagement surface 121, which are alternately and periodically formed along the circumferential direction of the tooth portion. .

歯部112は、その第1の係合面121を駒部100の第2の係合面110に対面させるようにドライブシャフト4にカラー111を介して摺接可能に軸支される。このとき、ラチェット駒102とラチェット歯112とが係合される(図10)。即ち、ドライブシャフト4は、ラチェット駒102とラチェット歯112との係合部分を介してのみ歯部112と作動的に連結される。カラー111を介して歯部ボア120を通過したドライブシャフト4の端部142には、歯部112が軸方向外側にずれないようワッシャー122が嵌合される(図7(b))。歯部112には、スプロケット2がピン123(図7(b))を介して動かないように取り付けられ、更に、ドライブシャフト4の先端にはペダル軸146が取り付けられる。かくして、車体前進方向のペダル踏力による回転のみをスプロケット2に伝達するようにドライブシャフト4とスプロケット2とを連結するラチェットギアが完成する。   The tooth portion 112 is pivotally supported by the drive shaft 4 via the collar 111 so as to be slidable so that the first engagement surface 121 faces the second engagement surface 110 of the piece portion 100. At this time, the ratchet piece 102 and the ratchet teeth 112 are engaged (FIG. 10). That is, the drive shaft 4 is operatively connected to the tooth portion 112 only through the engagement portion between the ratchet piece 102 and the ratchet tooth 112. A washer 122 is fitted to the end 142 of the drive shaft 4 that has passed through the tooth bore 120 via the collar 111 so that the tooth 112 does not shift outward in the axial direction (FIG. 7B). The sprocket 2 is attached to the tooth portion 112 so as not to move via the pin 123 (FIG. 7B), and a pedal shaft 146 is attached to the tip of the drive shaft 4. Thus, the ratchet gear for connecting the drive shaft 4 and the sprocket 2 so as to transmit only the rotation by the pedal depression force in the vehicle body forward direction to the sprocket 2 is completed.

好ましくは、オフセット用バネ136が、ドライブシャフト4のストッパー斜面144と、駒部100の裏面101との間に介在されるのがよい。このオフセット用バネ136は、ペダル踏力が所定値以下の場合(例えば事実上ゼロに近い場合)、裏面101に収容された鋼球152と皿バネ124との間にクリアランスを生じさせるように駒部100を軸方向に偏倚させる。   Preferably, the offset spring 136 is interposed between the stopper inclined surface 144 of the drive shaft 4 and the back surface 101 of the piece portion 100. The offset spring 136 is configured to generate a clearance between the steel ball 152 accommodated on the back surface 101 and the disc spring 124 when the pedal depression force is equal to or less than a predetermined value (for example, substantially close to zero). 100 is biased axially.

次に、本踏力検出機構の作用を説明する。   Next, the operation of this pedal effort detection mechanism will be described.

搭乗者がペダル8R、8L(図5)にペダル踏力を与え、ドライブシャフト4を車体前進方向に回転させると、この回転力は、ドライブシャフト4に対し回転不可能且つ摺動可能に軸支された駒部100に伝達される。このとき、図10に示すように、ラチェット駒102は、駒部100からペダル踏力に対応する力Fdを与えられので、その先端部は歯部112のラチェット歯のより急な斜面118に当接し、この力をラチェット歯に伝達しようとする。ラチェット歯部112は、スプロケット2に連結されているので、ラチェット駒102の先端部は、駆動のための負荷による力Fpをより急な斜面118から受ける。その両端部から互いに反対向きの力Fp及びFdを与えられたラチェット駒102は、a方向に回転して立ち上がる。このとき駒部100は、ラチェット駒102の立ち上がりによって軸方向内側に移動し、駒部100と支持器130との間に介在する皿バネ124を押し込む。皿バネ124は、これに対抗して弾性力Frを駒部100に作用する。この力Frと、駒部100を軸方向に移動させるペダル踏力を反映した力とは短時間で釣り合う。かくして、皿バネ124の応力歪み、駒部100と歯部112との間のクリアランス、ラチェット駒102の第2の係合面110に対する角度、駒部100の車体フレームに対する位置及び皿バネ124が押し込まれる圧力などはペダル踏力を反映する物理量となる。従って、これらのうち少なくとも1つを検出することによって踏力Tを推定することが可能となる。   When the rider applies a pedaling force to the pedals 8R and 8L (FIG. 5) and rotates the drive shaft 4 in the vehicle body forward direction, the rotational force is pivotally supported with respect to the drive shaft 4 so that it cannot rotate and can slide. Is transmitted to the frame unit 100. At this time, as shown in FIG. 10, the ratchet piece 102 is given a force Fd corresponding to the pedal depressing force from the piece portion 100, so that its tip portion comes into contact with the steep slope 118 of the ratchet teeth of the tooth portion 112. Try to transmit this force to the ratchet teeth. Since the ratchet teeth 112 are connected to the sprocket 2, the tip of the ratchet piece 102 receives a force Fp due to a load for driving from a steeper slope 118. The ratchet piece 102 to which opposite forces Fp and Fd are applied from both ends thereof rotates in the direction a and rises. At this time, the piece part 100 moves inward in the axial direction when the ratchet piece 102 rises, and pushes the disc spring 124 interposed between the piece part 100 and the supporter 130. The disc spring 124 opposes this and acts the elastic force Fr on the piece part 100. The force Fr and the force reflecting the pedal depression force that moves the piece portion 100 in the axial direction are balanced in a short time. Thus, the stress strain of the disc spring 124, the clearance between the piece portion 100 and the tooth portion 112, the angle of the ratchet piece 102 with respect to the second engagement surface 110, the position of the piece portion 100 with respect to the vehicle body frame, and the disc spring 124 are pushed in. The pressure applied is a physical quantity that reflects the pedal effort. Therefore, it is possible to estimate the pedal effort T by detecting at least one of these.

本例では、一例として皿バネ124の応力歪みを検出するものである。マイクロコンピュータ14は、皿バネ124に設けられた2つの歪みゲージ126からの信号を少なくとも加算演算する(平均演算を含む)。このように複数箇所の応力歪み量を平均化して計測することによって、同じ踏力でも出力変化を大きくとれ且つノイズ成分を平滑化することができるので、SN比を改善し、踏力推定精度を更に向上させることができる。この効果は、歪みゲージの個数が増えるほど大きくなる。   In this example, the stress strain of the disc spring 124 is detected as an example. The microcomputer 14 adds at least the signals from the two strain gauges 126 provided on the disc spring 124 (including an average calculation). By averaging and measuring the amount of stress strain at multiple locations in this way, the output change can be increased and the noise component can be smoothed even with the same pedaling force, improving the SN ratio and further improving the pedaling force estimation accuracy. Can be made. This effect increases as the number of strain gauges increases.

また、ペダル踏力が所定値以下の場合などでは、オフセット用バネ136は、駒部100の裏面101と皿バネ124との間にクリアランスを生じさせているため、鋼球152が皿バネ124に頻繁に衝突することが少なくなる。これによって、歪みゲージ信号のノイズ成分が軽減して、踏力検出及び電動アシスト制御の安定性を向上させることができる。   Further, when the pedal depression force is less than a predetermined value, the offset spring 136 creates a clearance between the back surface 101 of the piece 100 and the disc spring 124, so that the steel ball 152 is frequently applied to the disc spring 124. Less impact. Thereby, the noise component of the strain gauge signal can be reduced, and the stability of the pedaling force detection and the electric assist control can be improved.

次に、マイクロコンピュータ14は、少なくとも演算された踏力Tに基づいて印加すべきアシスト用の補助動力Teを演算し、該補助動力で回転駆動するように電動モーター37を指令する制御信号を演算出力する。好ましくは、マイクロコンピュータ14は、回転速度センサー220により検出された回転速度信号を車速に変換し、踏力T及び車速の両方に基づいて適切な補助動力Teを決定し、該補助動力Teを発生させるよう電動モーター37を制御する。   Next, the microcomputer 14 calculates an assisting auxiliary power Te to be applied based on at least the calculated pedaling force T, and calculates and outputs a control signal for instructing the electric motor 37 to be driven to rotate by the auxiliary power. To do. Preferably, the microcomputer 14 converts the rotational speed signal detected by the rotational speed sensor 220 into a vehicle speed, determines an appropriate auxiliary power Te based on both the pedaling force T and the vehicle speed, and generates the auxiliary power Te. The electric motor 37 is controlled.

上記した踏力検出機構には以下のような更に優れた効果がある。
(1) 一方向クラッチと踏力検出機構とを一つの機構で実現したので、部品点数の削減化が図られ、小型、軽量化及び低コストを達成できる。
(2) 踏力を検出する部分に、受け荷重ユニットと荷重検出センサーとを一体化した皿バネを用い、2つの機能を1ユニットで実現したので、上記効果に加えて更に小型、軽量化及び低コストを達成できる。
(3) 上記項目(1)及び(2)に示したように踏力検出機構の小型、軽量化及び簡素化をより高いレベルで達成したので、通常の自転車であっても踏力検出機構を取り付ける可能性が更に広がった。
(4) 上記項目(1)及び(2)で示した理由により、従来機構に比べて荷重の伝達ロスが少なくなり、制御の応答性のよいアシストフィーリングを実現できる。
(5) 上記項目(1)及び(2)で示した理由により、従来機構(コイルバネ使用)に比べ、ペダルに無駄な動き(センサーが感知するまで)が無くなり、ペダルを踏み込んだときのフィーリングは、従来機構は踏み込み時に弾力感があったのに対し、上記例では、通常の自転車のフィーリングと同様になった。
The above pedal force detection mechanism has the following more excellent effects.
(1) Since the one-way clutch and the pedaling force detection mechanism are realized by one mechanism, the number of parts can be reduced, and a reduction in size, weight and cost can be achieved.
(2) The disc spring that integrates the load receiving unit and the load detection sensor is used for the part that detects the treading force, and the two functions are realized in one unit. Cost can be achieved.
(3) As shown in the above items (1) and (2), the pedal force detection mechanism has been made smaller, lighter, and simplified at a higher level. Sex has further expanded.
(4) For the reasons described in the above items (1) and (2), the load transmission loss is reduced as compared with the conventional mechanism, and an assist feeling with good control responsiveness can be realized.
(5) For the reasons shown in the above items (1) and (2), there is no unnecessary movement (until the sensor senses) the pedal compared to the conventional mechanism (using a coil spring), and the feeling when the pedal is depressed The conventional mechanism had a feeling of elasticity when depressed, whereas in the above example, it was the same as the feeling of a normal bicycle.

なお、一方向クラッチ99の駒及び歯のいずれか一方をスプロケットに取り付け、他方をドライブシャフトに取り付けるかは、任意好適に変更可能である。例えば駒部100をスプロケット側に取り付け、歯部112をドライブシャフト4に摺動可能且つ回転不可能に取り付け、歯部112によって皿バネ124を押し込めるようにしてもよい。   It should be noted that whether one of the piece and the teeth of the one-way clutch 99 is attached to the sprocket and the other is attached to the drive shaft can be arbitrarily changed. For example, the piece portion 100 may be attached to the sprocket side, the tooth portion 112 may be slidably and non-rotatably attached to the drive shaft 4, and the disc spring 124 may be pushed by the tooth portion 112.

また、上記例では、皿バネの応力歪みを踏力に関連する物理量として検出したが、本発明は、これに限定されず、一方向クラッチ99の踏力に応じた変形によって変化する任意の物理量を検出することができる。例えば、ラチェット駒の傾き、ラチェット駒部及びラチェット歯部の相対間隔、ラチェット駒部及びラチェット歯部のいずれかの車体に対する位置、並びに、皿バネを押す圧力などを、踏力を反映する物理量として選択することができる。   Further, in the above example, the stress distortion of the disc spring is detected as a physical quantity related to the pedaling force. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary physical quantity that changes due to deformation according to the pedaling force of the one-way clutch 99 is detected. can do. For example, the inclination of the ratchet piece, the relative distance between the ratchet piece part and the ratchet tooth part, the position of the ratchet piece part and the ratchet tooth part with respect to the vehicle body, and the pressure for pressing the disc spring are selected as physical quantities reflecting the pedaling force. be able to.

更に、一方向クラッチ99の変形に対抗して配置される弾性体も任意好適に種類及びその形状を変更可能である。皿バネやコイルバネ以外に例えばゴム弾性体などを用いることもできる。また、応力歪みを検出する手段として、歪みゲージを例にしたが、応力歪みに関連した物理量を検出できれば、これに限定されるものではない。   Furthermore, the type and shape of the elastic body arranged against the deformation of the one-way clutch 99 can be arbitrarily and suitably changed. For example, a rubber elastic body can be used in addition to the disc spring and the coil spring. Further, as a means for detecting stress strain, a strain gauge is taken as an example, but the present invention is not limited to this as long as a physical quantity related to stress strain can be detected.

以上が本発明の実施例であるが、本発明は、上記例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において任意好適に変更可能である。   The above is the embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above-described example, and can be arbitrarily modified within the scope of the gist of the present invention.

図1は、本発明の第1の実施形態に係るベアリングの、側断面図及び簡略化した正面図である。FIG. 1 is a side sectional view and a simplified front view of a bearing according to a first embodiment of the present invention. 図2は、図1に示すベアリングのための1つの収容部の正面図(図2(a))、及び、該ベアリングのための一対の収容部を当接した状態の斜視図(図2(b))である。2 is a front view of one housing portion for the bearing shown in FIG. 1 (FIG. 2A), and a perspective view in a state where a pair of housing portions for the bearing are in contact (FIG. b)). 図3は、本発明の第2の実施形態に係るベアリングの、側断面図及び簡略化した正面図である。FIG. 3 is a side sectional view and a simplified front view of a bearing according to a second embodiment of the present invention. 図4は、図1及び図2に示す第1の実施形態に係るベアリングを組み付ける手順を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a procedure for assembling the bearing according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. 図5は、本発明の第1の実施形態に係る図1のベアリングが適用された電動アシスト自転車の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of an electrically assisted bicycle to which the bearing of FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention is applied. 図6は、図5に示す電動アシスト自転車の制御系を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a control system of the electrically assisted bicycle shown in FIG. 図7は、図5に示す電動アシスト自転車に取り付けられる補助動力を示す図であって、(a)は側面図、(b)は横断面図を示す。7A and 7B are diagrams showing auxiliary power attached to the electrically assisted bicycle shown in FIG. 5, wherein FIG. 7A is a side view and FIG. 7B is a cross-sectional view. 図8は、図7に示す補助動力を自転車フレームに取り付ける手順を説明するための概略図であって、(a)は、当該補助動力を自転車フレームに取り付けたときの右側から見た斜視図、(b)は、図8(a)に示す補助動力の拡大図、(c)は、当該補助動力を自転車フレームに取り付ける前の斜視図、(d)は、当該補助動力の一部を自転車フレームに挿入したときの斜視図、(e)は、当該補助動力を自転車フレームに固定したときの斜視図、及び、(f)は、当該補助動力を自転車フレームに取り付けたときの左側から見た斜視図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a procedure for attaching the auxiliary power shown in FIG. 7 to the bicycle frame, and (a) is a perspective view seen from the right side when the auxiliary power is attached to the bicycle frame; 8B is an enlarged view of the auxiliary power shown in FIG. 8A, FIG. 8C is a perspective view before the auxiliary power is attached to the bicycle frame, and FIG. (E) is a perspective view when the auxiliary power is fixed to the bicycle frame, and (f) is a perspective view viewed from the left side when the auxiliary power is attached to the bicycle frame. FIG. 図9は、図7に示された一方向クラッチの分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view of the one-way clutch shown in FIG. 図10は、図5に示す電動アシスト自転車の踏力検出の原理を説明するため一方向クラッチ(ラチェットギア)の歯及び駒の嵌合状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a fitting state of teeth and pieces of a one-way clutch (ratchet gear) for explaining the principle of pedaling force detection of the electrically assisted bicycle shown in FIG. 図11は、ドライブシャフトに対する駒部の相対回転を防止する回転防止手段の例を示す図であり、(a)はボールスプライン、(b)はスプラインキー、(c)はキー溝の概略構成を示す上面図である。FIG. 11 is a view showing an example of rotation preventing means for preventing relative rotation of the piece portion with respect to the drive shaft. FIG. FIG. 従来技術に関するラジアルボールベアリングの側断面図である。It is a sectional side view of the radial ball bearing regarding a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動アシスト自転車
2 スプロケット
4 ドライブシャフト
11 補助動力
12 チェーン
13 駆動ハウジング
14 マイクロコンピュータ
15 増幅回路
17 バッテリー
22 駆動輪(後輪)
30 アシストギア
37 電動モーター
37a 電動モーターの出力軸
38 第1のギア
40 ギア機構
42 第2のギア
45 第3のギア
50 共通ベース
52 シャフトハウジング
70 ベアリング
80 シャフト孔
99 一方向クラッチ
100 駒部
102 ラチェット駒
112 歯部
114 ラチェット歯
123 ピン
124 皿バネ
126 歪みゲージ
129 弾性部材
200 ベアリング(第1の実施形態)
202 支持体
203 環状側部
204 回転体
206、208 収容部
207 環状側壁
209 回転体の周端部
210 ボール
211 環状溝
212、216 平坦区分
214、218 湾曲区分
250 ベアリング(第2の実施形態)
202a 支持体
206a、208a 収容部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric assist bicycle 2 Sprocket 4 Drive shaft 11 Auxiliary power 12 Chain 13 Drive housing 14 Microcomputer 15 Amplifier circuit 17 Battery 22 Drive wheel (rear wheel)
30 Assist gear 37 Electric motor 37a Output shaft of electric motor 38 First gear
40 gear mechanism 42 second gear 45 third gear 50 common base 52 shaft housing 70 bearing 80 shaft hole 99 one-way clutch 100 piece portion 102 ratchet piece 112 tooth portion 114 ratchet tooth 123 pin 124 plate disk spring 126 strain gauge 129 elasticity Member 200 Bearing (first embodiment)
202 Support body 203 Annular side part 204 Rotating body 206, 208 Housing part 207 Annular side wall 209 Circumferential end part 210 Ball 211 Annular groove 212, 216 Flat section 214, 218 Curved section 250 Bearing (second embodiment)
202a Support 206a, 208a Housing part

Claims (20)

回転体を支持体に対して回転可能に軸受けするため複数のボールを収容する一対の環状の収容部を備えるベアリングであって、
前記一対の収容部の各々は、環状の平坦区分と、該平坦区分から軸方向に延在してボールを収容するように湾曲された湾曲区分と、を有し、該平坦区分及び該湾曲区分は、前記複数のボールが周方向に並んで配置される環状溝を形成し、前記平坦区分のエッジの高さは、収容されたボールの高さよりも高く、前記湾曲区分のエッジの高さは収容されたボールの高さよりも低く、
前記一対の収容部は、一方の収容部の湾曲区分が他方の収容部の湾曲区分と向き合った状態で、前記支持体に嵌合され、
前記回転体は、一対の前記平坦区分の間に前記ボールと当接した状態で配置され、該回転体は、前記ボール上を滑動することにより前記支持体に対して回転可能となる、ベアリング。
A bearing comprising a pair of annular accommodating portions for accommodating a plurality of balls in order to rotatably support a rotating body with respect to a support,
Each of the pair of receiving portions includes an annular flat section and a curved section that extends in the axial direction from the flat section and is curved to receive the ball, the flat section and the curved section. Form an annular groove in which the plurality of balls are arranged side by side in the circumferential direction, the height of the edge of the flat section is higher than the height of the accommodated ball, and the height of the edge of the curved section is Less than the height of the contained ball,
The pair of housing portions are fitted to the support body in a state where the curved section of one housing portion faces the curved section of the other housing portion,
The rotating body is disposed in contact with the ball between a pair of flat sections, and the rotating body is rotatable with respect to the support body by sliding on the ball.
前記環状溝は、全周に亘って延在する、請求項1に記載のベアリング。   The bearing according to claim 1, wherein the annular groove extends over the entire circumference. 前記複数のボールは、前記環状溝内で周方向に自在に滑動するため隣接するボール間にクリアランスを有して配列されている、請求項2に記載のベアリング。   The bearing according to claim 2, wherein the plurality of balls are arranged with a clearance between adjacent balls so as to freely slide in the circumferential direction in the annular groove. 前記一対の収容部は、前記支持体に圧入されている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the pair of housing portions are press-fitted into the support body. 前記一対の収容部は、互いに鏡像対称となるように形成、配置されている、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein the pair of housing portions are formed and arranged so as to be mirror-image symmetrical with each other. 前記一方の収容部の湾曲区分と、前記他方の収容部の湾曲区分とは当接している、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein the curved section of the one housing portion and the curved section of the other housing portion are in contact with each other. 前記一対の平坦区分の少なくとも1つは、前記回転体と、前記支持体から延在する側壁との間に配置される、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のベアリング。   The bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the pair of flat sections is disposed between the rotating body and a side wall extending from the support body. 前記湾曲区分は、該湾曲区分のエッジと前記平坦区分との間の間隔が前記ボールの直径よりも小さくなるように形成されている、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のベアリング。   The bearing according to claim 1, wherein the curved section is formed such that a distance between an edge of the curved section and the flat section is smaller than a diameter of the ball. 前記一対の収容部は、前記湾曲区分の底部が収容されたボールよりも径方向内側となるように構成され、前記回転体は中央孔を有し、
前記一対の収容部は、該湾曲区分の底部が前記支持体の外周壁上に載置された状態で該支持体の径方向外側に嵌合され、前記回転体は前記中央孔の内周壁が前記ボールと接触した状態で該ボール上を滑動可能に配置される、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のベアリング。
The pair of storage portions is configured to be radially inward of the ball in which the bottom of the curved section is stored, and the rotating body has a central hole,
The pair of accommodating portions are fitted to the outer side in the radial direction of the support body with the bottom of the curved section placed on the outer peripheral wall of the support body, and the rotating body has an inner peripheral wall of the central hole. The bearing according to any one of claims 1 to 8, wherein the bearing is slidably disposed on the ball in contact with the ball.
前記支持体は中央孔を有し、前記一対の収容部は、前記湾曲区分の底部が収容されたボールよりも径方向外側となるように構成され、
前記一対の収容部は、該湾曲区分の底部が前記支持体の中央孔の内周壁上に載置された状態で該支持体の中央孔内に嵌合され、前記回転体は該回転体の外周壁が前記ボールと接触した状態で該ボール上を滑動可能に配置される、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のベアリング。
The support has a central hole, and the pair of storage portions are configured to be radially outward from the ball in which the bottom of the curved section is stored,
The pair of accommodating portions are fitted in the center hole of the support body in a state where the bottom of the curved section is placed on the inner peripheral wall of the center hole of the support body, and the rotating body is The bearing according to any one of claims 1 to 8, wherein an outer peripheral wall is slidably arranged on the ball in contact with the ball.
回転体を支持体に対して回転可能に軸受けする方法であって、
複数のボールを収容する一対の収容部であって、前記一対の収容部の各々は、環状の平坦区分と、該平坦区分から軸方向に延在してボールを収容するように湾曲された環状の湾曲区分と、を有し、該平坦区分及び該湾曲区分は、前記複数のボールが周方向に並んで配置される環状溝を形成し、前記平坦区分のエッジの高さは、収容されたボールの高さよりも高く、前記湾曲区分のエッジの高さは収容されたボールの高さよりも低い、前記一対の収容部を用意し、
前記一対の収容部のうち一方を、前記支持体に嵌合し、
前記回転体を、嵌合された前記収容部に収容されたボールと当接するように載置し、
前記一対の収容部のうち他方の収容部の湾曲区分が前記一方の収容部の湾曲区分と向き合うように、該他方の収容部を前記支持体に嵌合し、これによって、前記回転体は、前記一対の収容部の平坦区分の間に前記ボールと当接した状態で配置され、該回転体は、前記ボール上を滑動することにより前記支持体に対して回転可能となる、各工程を備える、方法。
A method of bearing a rotating body rotatably with respect to a support,
A pair of accommodating portions for accommodating a plurality of balls, each of the pair of accommodating portions, an annular flat section, and an annular shape that extends in an axial direction from the flat section and accommodates the balls The flat section and the curved section form an annular groove in which the plurality of balls are arranged side by side in a circumferential direction, and the height of the edge of the flat section is received Preparing the pair of accommodating portions higher than the height of the ball, wherein the height of the edge of the curved section is lower than the height of the accommodated ball;
One of the pair of accommodating portions is fitted to the support,
The rotating body is placed so as to come into contact with the ball accommodated in the accommodating portion fitted,
The other housing portion is fitted to the support body so that the curved section of the other housing portion of the pair of housing portions faces the curved section of the one housing portion. It is disposed in contact with the ball between the flat sections of the pair of receiving portions, and the rotating body is capable of rotating with respect to the support body by sliding on the ball. ,Method.
前記一対の収容部を用意する工程では、前記環状溝が全周に亘って延在する収容部を用意する、請求項11に記載の方法。   The method according to claim 11, wherein in the step of preparing the pair of accommodating portions, an accommodating portion in which the annular groove extends over the entire circumference is prepared. 前記一対の収容部を用意する工程では、前記複数のボールは、前記環状溝内で周方向に自在に滑動するため隣接するボール間にクリアランスを有して配列されている、請求項12に記載の方法。   13. The step of preparing the pair of accommodating portions, wherein the plurality of balls are arranged with a clearance between adjacent balls for sliding freely in the circumferential direction within the annular groove. the method of. 前記一方及び他方の収容部を前記支持体に嵌合する工程は、該一方及び他方の収容部を、該支持体に圧入する工程を備える、請求項11乃至13のいずれか1項に記載の方法。   14. The step of fitting the one and the other accommodating portions to the support includes the step of press-fitting the one and the other accommodating portions into the support. 14. Method. 前記一対の収容部は、互いに鏡像対称となるように形成されており、前記一方及び他方の収容部を前記支持体に嵌合する工程は、該一方及び他方の収容部を鏡像対称に配置する工程を備える、請求項11乃至42のいずれか1項に記載の方法。   The pair of housing portions are formed so as to be mirror-image symmetric with each other, and the step of fitting the one and the other housing portions to the support body arranges the one and the other housing portions in a mirror image symmetry. 43. A method according to any one of claims 11 to 42, comprising a step. 前記他方の収容部を前記支持体に嵌合する工程は、前記一方の収容部の湾曲区分を前記他方の収容部の湾曲区分と当接させる工程を備える、請求項11乃至15のいずれか1項に記載の方法。   The step of fitting the other housing portion to the support includes the step of bringing the curved section of the one housing portion into contact with the curved section of the other housing portion. The method according to item. 前記一方の収容部を前記支持体に嵌合する工程は、前記一方の収容部の平坦区分を、前記支持体から延在する側壁に隣接する位置に配置する工程を備え、前記回転体を載置する工程は、前記一方の収容部の平坦区分を、前記回転体と、前記支持体から延在する側壁との間に配置する工程を備える、請求項11乃至16のいずれか1項に記載の方法。   The step of fitting the one accommodating portion to the support includes a step of arranging a flat section of the one accommodating portion at a position adjacent to a side wall extending from the support, and mounting the rotating body. The placing step includes a step of arranging a flat section of the one accommodating portion between the rotating body and a side wall extending from the support body. the method of. 前記一対の収容部を用意する工程では、前記湾曲区分のエッジと前記平坦区分との間の間隔が前記ボールの直径よりも小さい収容部を用意する、請求項11乃至17のいずれか1項に記載の方法。   18. The method according to claim 11, wherein in the step of preparing the pair of accommodating portions, an accommodating portion in which an interval between an edge of the curved segment and the flat segment is smaller than a diameter of the ball is prepared. The method described. 前記一対の収容部は、前記湾曲区分の底部が収容されたボールよりも径方向内側となるように構成され、前記回転体は中央孔を有し、
前記一方の収容部を前記支持体に嵌合する工程は、該一方の収容部を該収容部の湾曲区分の底部が該支持体の外周壁上に載置されるように該支持体の径方向外側に嵌合する工程を備え、
前記回転体を載置する工程は、該回転体の中央孔の内周壁が前記一方の収容部に収容されたボールと接触するように、該回転体を載置する工程を備え、
前記他方の収容部を前記支持体に嵌合する工程は、該他方の収容部を該収容部の湾曲区分の底部が該支持体の外周壁上に載置されるように該支持体の径方向外側に嵌合し、該回転体の中央孔の内周壁を前記一方及び他方の収容部に収容されたボールと接触させ、これによって該回転体を該ボール上で滑動可能にする工程を備える、請求項11乃至18のいずれか1項に記載の方法。
The pair of storage portions is configured to be radially inward of the ball in which the bottom of the curved section is stored, and the rotating body has a central hole,
The step of fitting the one accommodating portion into the support is performed by adjusting the diameter of the support so that the bottom of the curved section of the accommodating portion is placed on the outer peripheral wall of the support. A step of fitting outward in the direction,
The step of placing the rotating body includes the step of placing the rotating body such that an inner peripheral wall of a central hole of the rotating body is in contact with a ball housed in the one housing portion,
The step of fitting the other accommodating portion into the support is performed by adjusting the diameter of the support so that the bottom of the curved section of the accommodating portion is placed on the outer peripheral wall of the support. Fitting the outer side in the direction, and bringing the inner peripheral wall of the central hole of the rotating body into contact with the balls accommodated in the one and the other accommodating portions, thereby enabling the rotating body to slide on the balls The method according to any one of claims 11 to 18.
前記支持体は中央孔を有し、前記一対の収容部は、前記湾曲区分の底部が収容されたボールよりも径方向外側となるように構成され、
前記一方の収容部を前記支持体に嵌合する工程は、該一方の収容部を該収容部の湾曲区分の底部が該支持体の中央孔の内周壁上に載置されるように該支持体に嵌合する工程を備え、
前記回転体を載置する工程は、該回転体の外周壁が前記一方の収容部に収容されたボールと接触するように、該回転体を載置する工程を備え、
前記他方の収容部を前記支持体に嵌合する工程は、該他方の収容部を該収容部の湾曲区分の底部が該支持体の中央孔の内周壁上に載置されるように該支持体に嵌合し、該回転体の外周壁を前記一方及び他方の収容部に収容されたボールと接触させ、これによって該回転体を該ボール上で滑動可能にする工程を備える、請求項11乃至18のいずれか1項に記載の方法。
The support has a central hole, and the pair of storage portions are configured to be radially outward from the ball in which the bottom of the curved section is stored,
The step of fitting the one accommodating portion into the support body includes supporting the one accommodating portion so that the bottom portion of the curved section of the accommodating portion is placed on the inner peripheral wall of the central hole of the supporting member. A process of fitting into the body,
The step of placing the rotating body includes a step of placing the rotating body such that an outer peripheral wall of the rotating body is in contact with a ball accommodated in the one accommodating portion,
The step of fitting the other housing portion to the support body includes supporting the other housing portion so that the bottom of the curved section of the housing portion is placed on the inner peripheral wall of the central hole of the support body. The method includes the steps of: fitting to a body; and contacting an outer peripheral wall of the rotating body with a ball accommodated in the one and the other accommodating portions, thereby enabling the rotating body to slide on the ball. The method of any one of thru | or 18.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013103507A (en) * 2011-11-10 2013-05-30 Gokiso Giken Ltd Crank shaft device for bicycle

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