JP2008138692A - 多自由度球面軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持しようとする対象物の角度の調整が可能であると共に距離の差も吸収することができ、充分な剛性が得られる多自由度球面軸受を提供する。
【解決手段】多自由度球面軸受１０，１８は、内部に凹状の球面２３が形成された第１部材１１と、第１部材１１の凹状の球面２３によって外周を揺動可能に支持されておりパネル３０を取り付けるための中心球体１２とを有する揺動装置２００と、固定側の第２部材２２と、第１部材１１と第２部材２２との間に配置されて、揺動装置２００の中心軸ＣＬと交差するＸ―Ｙ面内の方向に沿って揺動装置２００を移動可能に支持する移動装置２５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、多自由度球面軸受に関し、特に取り付け対象物を保持する中心球体とこの中心部材を保持する第１部材とからなる組立体を移動可能な多自由度球面軸受に関する。

従来、保持しようとする対象物を保持して対象物の角度を調整できるようにするために、球面軸受が用いられる。この球面軸受は、外周部材と、保持器と、複数の鋼球と、ロッドの先端部を有している。ロッドの先端部は球体状であり、保持器は外周部材の凹部内に配置されている。ロッドの先端部と保持器との間には、複数の鋼球が配置されていて、ロッドの先端部が外周部材に対して複数の鋼球を介して揺動できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
ところで保持しようとする対象物として多数のパネルの集合体、例えば大型のパラポラアンテナは、個々の反射面を構成するパネルをそれぞれ異なった所定の角度に調整して固定し、全体としてパラボラ状のアンテナ面を形成するように構成されている。

しかしながら、このようなパラボラアンテナは、個々の反射面を構成するパネルを取り付けるためにパネルの角度調整装置が用いられている。パネルの角度調整装置は、基体を有しており、この基体が大型の溶接構造のフレームとなっているので、この基体において反射面を取り付ける取付け位置が高い精度で仕上げられていることは期待できない。このため、個々の反射面となるパネルを取り付けた後で、各パネルの反射面の角度をそれぞれ調整する必要が生じる。

そして、このような大型のパラボラアンテナは山頂に近い屋外に設置されるものなので、一旦設置されたパラボラアンテナは、その後、長期間にわたって屋外で外気温度の大きな変化と風雪にさらされた状態で設置されることになる。このため、パラボラアンテナは、長期間にわたって、調整された反射面の角度が変わることがないように、強風にも耐えられるようにしっかりと固定されなければならない。さらに外気温度が大きく変化してパネル自体が伸び縮みしてもパネルにその応力が加わらないよう支持部はパネルの伸縮方向に対し拘束があってはならない。

このようなパネルの角度調整装置の一例を図８及び図９に示す。
ここで、図８は角度が調整されるパネル５０の平面図である。図８に示すパネル５０の背面に設けられた３個所の調整位置５１ａ、５１ｂ、５１ｃの高さを調整して、パネル５０の角度を調整する。図９は図８のＤ−Ｄ断面図であり、例えば、図９に示す構造の角度調整装置５２は、パネル５０の角度を調整するように構成されている。

図９に示す角度調整装置５２は、パネル５０の３個所の調整位置５１ａ、５１ｂ、５１ｃにおいて基台５３からの高さを調整することによって、パネル５０の傾き方向と角度を調整する。パネル５０に取り付けられた球面軸受５４ａ、５４ｂ、５４ｂをそれぞれ調整ねじ５５で昇降させることによって、パネル５０の傾きの方向と角度を任意に調整する。そして、調整ねじ５５の下端には、調整ねじ５５を回転させるための最も簡便な駆動源として、つまみ５６が設けられている。
特開２００２−３３９９４７号公報

ところが、このような構造の角度調整装置５２では、パネル５０を傾斜させることによって、図８に示す調整位置５１ａから調整位置５１ｂ、５１ｃまでの距離Ｌ１と、図９に示す球面軸受５４ａ、５４ｂ間の距離Ｌ２との間に距離との差が生じる。この距離の差（Ｌ２−Ｌ１）を吸収するために、パネル５０と球面軸受５４ａ、５４ｂの間には何らかの距離の差の吸収装置を設けるか、あるいは角度の調整後にパネル５０と球面軸受５４ａ、５４ｂとを固定しなければならない。

しかし、パネル５０と球面軸受５４ａ、５４ｂの間に距離の差の吸収装置を設けると、通常の吸収装置ではどうしても剛性が低くなり、長期間にわたって風雪にさらされ、強風に耐えることが困難になる。一方、角度の調整後にパネル５０と球面軸受５４ａ、５４ｂとを固定すれば、充分な剛性は得られるが、パネル５０の取付作業に手間が掛かり、特に、現地で角度の調整をしなければならないときには、高所などの危険個所で、手間の掛かるパネル５０の取付け作業をしなければならない。しかも、周囲の気温変動によるパネルの伸縮量を調整位置５１ａ、５１ｂ、５１ｃが補償出来ないと、パネル５０に無理な応力、歪みが加わることになる。
そこで、本発明は、上記のような従来技術の課題を解消するために、保持しようとする対象物の角度の調整が可能であると共に距離の差も吸収することができ、充分な剛性が得られる多自由度球面軸受を提供することを目的とする。

上記課題を解消するために、本発明の多自由度球面軸受は、保持しようとする対象物を保持するための多自由度球面軸受において、
内部に凹状の球面が形成された第１部材と、前記第１部材の前記凹状の球面によって外周を揺動可能に支持されており前記対象物を取り付けるための中心球体と、を有する揺動装置と、
固定側の第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて、前記揺動装置の中心軸と交差する方向に沿って前記揺動装置を移動可能に支持する移動装置と、
を備えることを特徴とする。

本発明の多自由度球面軸受は、好ましくは前記揺動装置は、前記第１部材の前記凹状の球面と前記中心球体の外周面との間に、複数の球体を配置して玉軸受とすることを特徴とする。
本発明の多自由度球面軸受は、好ましくは前記移動装置は、前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて前記揺動装置を前記第２部材に対して支持する支持部を有しており、
前記支持部は、前記第１部材の支持面と前記第２部材の支持面との間に、複数の球体を配置して平面軸受とすることを特徴とする。

本発明の多自由度球面軸受は、好ましくは前記第１部材はサポート部材を有しており、前記移動装置は、前記第１部材の前記サポート部材の支持面を前記第２部材の前記別の支持面に対して移動可能な移動案内部を有しており、前記移動案内部は、前記サポート部材の支持面を前記第２部材の別の支持面との間に、複数の球体を配置して平面軸受とすることを特徴とする。

本発明の多自由度球面軸受は、好ましくは前記移動案内部は、前記第１部材の前記サポート部材の支持面と前記第２部材の前記別の支持面との間に、複数の球体を配置しており、前記第１部材の前記サポート部材の前記支持面と、前記サポート部材の前記支持面と対面する前記第２部材の前記支持面には、前記複数の球体を案内するための複数の直線溝がそれぞれ形成されていることを特徴とする。

本発明の多自由度球面軸受によれば、保持しようとする対象物の角度の調整が可能であると共に距離の差も吸収することができ、充分な剛性が得られる。

以下、図面を参照して、本発明の多自由度球面軸受の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の多自由度球面軸受の第１の実施例を示す断面図であり、図２は、本発明の多自由度球面軸受の第２の実施例を示す断面図である。
図３（ａ）は、第２の実施例における支持部１３の支持面８６Ｓと球体９０を示す平面図であり、図３（ｂ）は、第２の実施例における移動案内部１４の球体１１０と複数の直線溝１７０を示す平面図である。

図４は、本発明の多自由度球面軸受の実施例が用いられている角度調整装置により角度が調整されるパネルの第１の実施例を示す平面図であり、図５は、本発明の多自由度球面軸受の実施例が用いられている角度調整装置の第１の実施例の構造を示す図４のＣ−Ｃ線における断面図である。
図６は、本発明の多自由度球面軸受の実施例が用いられている角度調整装置により角度が調整されるパネルの第２の実施例を示す平面図である。図７は本発明の多自由度球面軸受の実施例が用いられている角度調整装置の第２の実施例の構造を示すＦ―Ｆ断面図である。

＜第１の実施例＞
図１を参照して、第１の実施例の多自由度球面軸受１０を説明する。
図１の多自由度球面軸受１０は、保持しようとする対象物の一例であるパネル３０を保持する軸受であり、概略的には、揺動装置２００と移動装置２５０を有している。
揺動装置２００は、第１部材１１と、中心球体１２と、玉軸受１６０を有している。移動装置２５０は、支持部１３と移動案内部１４を有している。揺動装置２００と移動装置２５０は、保持しようとするパネル３０を、Ｒ方向に揺動して、しかもＸ方向とＹ方向からなるＸ―Ｙ面内で移動可能に、すなわち多自由度で移動可能に保持することができる。Ｘ―Ｙ面は図１の紙面垂直方向に形成されている面である。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向は互いに直交している。

第１部材１１は、円筒部分７５と延長部分７６とサポート部材７９を含んでいる。第１部材１１の円筒部分７５は、内部に凹状の球面（球面座ともいう）２３が形成されている。中心球体１２の外周面２４は、第１部材１１の凹状の球面２３に対して、玉軸受１６０を介して、Ｒ方向に沿って揺動可能に支持されている。
この中心球体１２は、パネル３０を取り付けて保持するための取付部２５に固定されている。取付部２５は、軸部２６と、この軸部２６の両端部に設けられたフランジ２７，２７を有しており、取付部２５の軸部２６は、中心球体１２の中心の貫通孔２７Ｈを通過している。中心球体１２が揺動していない中立状態では、取付部２５の軸部２６の中心と中心球体１２の中心は、中心軸ＣＬを通っていて、中心軸ＣＬはＺ方向に平行である。

パネル３０の孔と介在部材２８の孔には軸部２６が通っており、フランジ２７，２７と軸部２６は、パネル３０と介在部材２８と中心球体１２を一体的に固定することで組立体１２０を構成している。
上述したように、第１部材１１の内部には、凹状の球面２３が形成され、中心球体１２の外周面２４は第１部材１１の凹状の球面２３に沿って、玉軸受１６０によってＲ方向に沿って揺動可能に支持されている。

図１の多自由度球面軸受１０では、第１部材１１の凹状の球面２３と中心球体１２の外周面２４との間に、リテーナ（保持器）７０によって相互に離間して保持された複数の球体７１が配置されている。リテーナ７１と複数の球体７０は玉軸受１６０を構成している。これにより、中心球体１２と取付部２５とパネル３０の組立体１２０は、第１部材１１に対して玉軸受１６０の複数の球体７１を介して、Ｒ方向に沿って揺動可能である。

図１に示す第１部材１１は、筒状部分７５とリング状の延長部分７６とリング状のサポート部材７９を有している。筒状部分７５の内周面には、すでに説明した凹状の球面２３が全周に沿って形成されている。筒状部分７５と延長部分７６とリング状のサポート部材７９は、ほぼ断面Ｕ字型を有しており、延長部分７６はＸ―Ｙ平面内に沿って形成されている。リング状のサポート部材７９は、Ｘ―Ｙ平面内に沿って、延長部分７６と平行になるように形成されており、サポート部材７９の内周部部分は、筒状部分７５の下端部に対して固定されている。延長部分７６の外径寸法とサポート部材７９の外径寸法は同じであり、筒状部分７５の内径寸法とサポート部材７９の内径寸法は同じである。

筒状部分７５の貫通孔７７Ａには介在部材２８が通っており、介在部材２８の外径は貫通孔７７の内径よりも小さくなっており、中心球体１２が揺動されて中心球体１２の中心軸ＣＬがＺ軸に対して傾いても、介在部材２８と筒状部分７５の貫通孔７７Ａの内面が衝突しないようになっている。

一方、図１に示す固定側の第２部材２２は、固定板７７に固定されており、第２部材２２は外側部分８５と延長部分８６を有している。外側部分８５と延長部分８６は断面Ｌ字型を形成しており、内部空間領域８８は外側部分８５と延長部分８６と固定板７７により形成されている。この内部空間領域８８には、下端側のフランジ２７とサポート部材７９と中心球体１２の下部と筒状部分７５の下部と移動案内部１４が収容されている。
延長部分８６の孔部分８９内には、筒状部分７５が配置されている。筒状部分７５の外径は、孔部分８９の内径よりも小さくなっていることで、中心球体１２が揺動されても、筒状部分７５の外周面が孔部分８９の内周面に当たらないようになっている。

次に、図１に示す移動装置２５０の支持部１３と移動案内部１４の構造例について説明する。移動装置２５０は、上述した揺動装置２００をＸ―Ｙ平面内で移動させる装置であり、移動装置２５０は支持部１３と移動案内部１４を有している。
まず、図１の支持部１３を説明すると、支持部１３は、延長部分７６と、延長部分８６と、複数の球体９０と、リテーナ９１から構成されている。リテーナ９１には、相互に離間された複数の球体９０が保持されている。リテーナ９１と複数の球体９０は、平面軸受１６１を構成している。延長部分７６の下側の支持面７６Ｓと延長部分８６の上側の支持面８６Ｓは、共に平坦面である。

複数の球体９０は、延長部分７６の支持面７６Ｓと延長部分８６の支持面８６Ｓの間に配置されており、延長部分７６の支持面７６Ｓは延長部分８６の支持面８６Ｓに対して複数の球体９０を用いて支持されている。このようにして、この支持部１３では、第１部材１１の延長部分７６が、平面軸受１６１の複数の球体９０を用いて、第２部材２２の延長部分８６の支持面８６Ｓに対して支持されている。

また、図１の移動装置２５０の移動案内部１４は、延長部分８６と、サポート部材７９と、複数の球体１１０と、リテーナ１１１から構成されている。リテーナ１１１には、相互に離間されたこれらの球体１１０が保持されている。リテーナ１１１と複数の球体１１０は、平面軸受１６２を構成している。延長部分８６の下側の支持面８６Ｐとサポート部材７９の上側の支持面７９Ｓは、共に平坦面である。

複数の球体１１０は、延長部分８６の支持面８６Ｐとサポート部材７９の支持面７９Ｓとの間に配置されている。このようにして、この移動案内部１４では、サポート部材７９の支持面７９Ｓが、平面軸受１６２の複数の球体１１０を用いて、延長部分８６の支持面８６Ｐに対して押し付けて支持されている。
中心球体１２と第１部材１１とパネル３０と取付部２５とからなる組立体１２０は、移動装置２５０の支持部１３と移動案内部１４により、Ｘ―Ｙ平面内において任意の方向に沿って移動することができる、

この多自由度球面軸受１０では、１つの玉軸受１６０と２つの平面軸受１６１，１６２が示されているが、玉軸受１６０と平面軸受１６１，１６２の構造は図示例に限らない。例えば、球体７１，９０，１１０は、鋼球などの材質以外に、含油焼結金属やプラスチックのような軸受材料を用いてもよい。
あるいは、この玉軸受１６０または玉軸受１６０に代わる軸受材料自体も無くして、第１部材１１の凹状の球面２３が中心球体１２の外周面２４を直接的に支持するようにしてもよい。このように構成することによって、多自由度球面軸受１０における滑らかな調整はやや行いにくくなるが、構造を単純化でき、より高い剛性を得ることができる。

多自由度球面軸受１０は、上記のように構成されているので、中心球体１２と第１部材１１とパネル３０と取付部２５とからなる組立体１２０は、揺動装置２００の第１部材１１内の玉軸受１６０により、Ｒ方向に沿って自由に軽い力で揺動可能である。しかも、この組立体１２０は、移動装置２５０の支持部１３と移動案内部１４により、Ｘ―Ｙ面内では、軽い力で任意の方向に移動可能となっている。
揺動装置２００は、凹状の球面２３を有する揺動装置２００によってパネル３０をＲ方向に揺動可能であり、この球面２３は、中心軸ＣＬに配置された大きな直径を有する中心球体１２を複数の球体７１で支持することで、パネル３０は軽い力で中心軸ＣＬに対して揺動できる。

＜第２の実施例＞
次に、図２と図３を参照して、第２の実施例の多自由度球面軸受１８を説明する。
図２に示す多自由度球面軸受１８の各構成要素は、移動装置２５０の移動案内部１１４の構成を除いては、図１に示す多自由度球面軸受１０の対応する各構成要素と同じであるので、同じ符号を付している。このため、図１と図２において共通する構成要素については、第１の実施例の多自由度球面軸受１０の説明を、第２の実施例の多自由度球面軸受１８の説明として援用して、その説明を省略する。

図１に示す多自由度球面軸受１０では、揺動装置２００の中心球体１２が第１部材１１の内部の球面２３に沿って玉軸受１６０を用いて、Ｒ方向に沿って自由に揺動可能であり、しかも移動装置２５０の支持部１３と移動案内部１４は、中心球体１２と第１部材１１とパネル３０と取付部２５とからなる組立体１２０を、図１の中立状態にある中心軸ＣＬに対して直交するＸ―Ｙ面内では、任意の方向に移動可能となっている。
これに対して、図２の移動案内部１１４は、図１の移動案内部１４の場合とは異なり、中心球体１２と第１部材１１とパネル３０と取付部２５とからなる組立体１２０を、Ｘ―Ｙ面内では、Ｘ方向（図２の紙面垂直方向）のみに移動が規制されていることが特徴的である。

支持部１３の延長部分７６の支持面７６Ｓと延長部分８６の支持面８６Ｓは平坦面である。複数の球体９０は、延長部分７６の支持面７６Ｓと延長部分８６の支持面８６Ｓの間に配置されており、延長部分７６の支持面７６Ｓは延長部分８６の支持面８６Ｓに対して複数の球体９０を用いてＸ―Ｙ面内において移動可能に支持されている。

しかし、移動案内部１１４における延長部分８６の下側の支持面８６Ｐは、平坦面にはなってはいるが、さらにその平坦面には複数の直線溝（転動溝ともいう）１７０を有している。同様にして、サポート部材７９の支持面７９Ｓは、平坦面にはなってはいるが、さらにその平坦面には複数の直線溝（転動溝ともいう）１７１を有している。
複数の直線溝１７０は、複数の直線溝１７１に対してそれぞれ対面した位置に形成されており、各直線溝１７０，１７１の間には、複数の球体２１０が挟まれて配置されている。複数の球体２１０はリテーナ１１１により相互に離間した状態で保持されている。

図３（ａ）は、支持部１３の支持面８６Ｓと球体９０を示している。図３（ａ）に示す構造は、図１の多自由度球面軸受１０においても同じである。図３（ｂ）は、移動案内部１４の球体１１０と直線溝１７０を示している。
図２に示す多自由度球面軸受１８は、上述したように図１の多自由度球面軸受１０とは一部分が異なる構造である。中心球体１２と第１部材１１とパネル３０と取付部２５とからなる組立体１２０が、揺動装置２００の第１部材１１内の玉軸受１６０により、Ｒ方向に沿って自由に軽い力で揺動可能である。そして、組立体１２０は、移動装置２５０の支持部１３と移動案内部１１４により、Ｘ―Ｙ面内おいて、直線溝１７０，１７１に沿ったＸ方向（図２の紙面垂直方向）だけに沿って、軽い力で移動可能となっている。つまり、組立体１２０のＸ―Ｙ面内における直線移動方向は、Ｘ方向だけに規制されている。

次に、図１に示す多自由度球面軸受１０、あるいは図２に示す多自由度球面軸受１８が、平板の角度調整装置に採用された場合における角度調整のための構造を、図４と図５を参照して説明する。
図４は、本発明の多自由度球面軸受の実施例が用いられている角度調整装置により角度が調整されるパネルの第１の実施例を示す平面図である。
図５は、本発明の多自由度球面軸受の実施例が用いられている角度調整装置の第１の実施例の構造を示す図４のＣ−Ｃ線における断面図である。

図４と図５に示すパネルの角度調整装置３００は、例えばパラボラアンテナの反射板のようなパネル３０の向きと角度を調整するように構成されている。パネル３０は、このパネル３０の背面に設けられた３個所の調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃで高さを調整して、パネル３０の向きと角度が任意に調整できる。

図５に示すように、３個所の調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃには、高さの調整機構３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが配置されている。高さの調整機構３１Ａは、球面軸受３２ａを有している。高さの調整機構３１Ｂは、図１に示す多自由度球面軸受１８を有している。高さの調整機構３１Ｃは、図２に示す多自由度球面軸受１０を有している。
この球面軸受３２ａは通常の構造の球面軸受を採用しており、球面軸受３２ａは支持体３８Ａに固定されている。多自由度球面軸受１８は、支持体３８Ｂに固定され、多自由度球面軸受１０は、支持体３８Ｃに固定されている。

支持体３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃは、それぞれ調整ねじ３３により基板３４に対して保持されている。調整ねじ３３の下端には、調整ねじ３３を回転させるためのつまみ３５が設けられている。つまみ３５を操作して調整ねじ３３を回転することで、支持体３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃは昇降されて、支持体３８Ａ、３８Ｂ、３８ＣのＺ方向の高さをそれぞれ調整することができる。

上述したように、図４と図５に示す例では、調整位置３０ａに取り付けられる球面軸受３２ａは、従来技術の球面軸受と同様の回転して揺動するのみの球面軸受である。これに対して、図４と図５に示す調整位置３０ｂに取り付けられる球面軸受は、図２の多自由度球面軸受１８であり、図２と図３に示す多自由度球面軸受１８の直線溝１７０，１７１の形成方向が、調整位置３０ａと調整位置３０ｃとを結ぶラインＬに沿うように、多自由度球面軸受１８の固定板７７が支持体３８Ｂに取り付けられている。
図４と図５に示す調整位置３０Ｃに取り付けられる球面軸受は、図１の多自由度球面軸受１０である。

このようにそれぞれの調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃに球面軸受３２ａ、１８，１０をそれぞれ配置することによって、パネル３０は次のように移動可能である。すなわち、調整位置３０ａでは、パネル３０は揺動するのみで球面軸受３２ａとパネル３０との位置関係は変わることない。しかし、調整位置３０ｂでは、図４に矢印Ｐで示すように、パネル３０は調整位置３０ａと調整位置３０ｂとを結ぶラインＬに沿って移動可能となり、調整位置３０ｃでは、図４に十字の矢印Ｐ１，Ｐ２で示すように、パネル３０は任意の方向に移動可能である。このため、パネルの角度調整装置３００は、調整位置３０ａを基準位置とした距離の差の吸収装置を構成できる。

多自由度球面軸受１８，１０は、適切なプリロードをかけることによって、滑らかに移動することができると共に、充分な剛性を得ることができるので、パネルの角度調整装置３００は、多自由度球面軸受１８，１０を採用することによって、長期間にわたって風雪にさらされても、強風に耐えることができる。しかも、パネルの角度調整装置３００は、パネル３０の角度の調整が容易であり、パネル３０における距離の差やパネルの熱膨張、収縮による調整位置の距離の差が吸収できる距離差の吸収装置として機能する。

図６は、パネルの角度調整パネル装置４００に対して、３つの多自由度球面軸受１８を採用したときの第２の実施例を示す平面図である。図７は本発明の多自由度球面軸受の実施例が用いられている角度調整装置の第２の実施例の構造を示す図６におけるＦ―Ｆ断面図である。
図６を参照すると、角度調整装置４００は、Ｘ―Ｙ面内において一定の方向のみに移動する３つの多自由度球面軸受１８，１８，１８を有している。多自由度球面軸受１８，１８，１８が、調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃにそれぞれ配置されており、各移動方向は矢印ＰＴで示している。各多自由度球面軸受１８，１８，１８の移動方向ＰＴがパネル３０の中心位置Ｏに向かうように各多自由度球面軸受１８，１８，１８が配置されれば、３個所の調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃにおいてパネル３０の高さを調整しても、パネル３０の中心位置Ｏが移動することなくパネル３０の角度の調整を行うことができる。

図６に示す角度調整装置４００は、第１の実施例と同様に、パネル３０を、背面に設けられた３個所の調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃで高さを調整して、パネル３０の向きと角度を任意に調整する。３個所の調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃにおける高さの調整機構３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、パネル３０に取り付けられた多自由度球面軸受１８，１８，１８をそれぞれ調整ねじ３３で昇降させて、基板３４からの高さを変えることによって、パネル３０の傾きの方向と角度を任意に調整する。調整ねじ３３の下端には、調整ねじ３３を回転させるためのつまみ３５が設けられている。

調整ねじ３３は、基板３４に固定された軸受ハウジング３６に設けられた玉軸受３７によって回転可能に支持されている。調整ねじ３３のねじ込まれた球面軸受の支持体３８は、回り止め３９によって軸受ハウジング３６に対して回転不能となっているので、調整ねじ３３の回転によって支持体３８が回転することはない。

このように構成することによって、パネル３０の高さを調整してもつまみ３５の位置が移動しないようにすることができ、つまみ３５を歯車に代えて、任意のモータのような駆動手段によって、パネル３０の高さを自動的に調整することも可能になる。このような、調整ねじ３３の回転によって支持体３８が回転しない構造は、図５の角度調整装置３００においても採用することができる。

以上説明したように、図４と図５の角度調整装置３００においては、角度調整装置３００の調整位置３０ａに取り付けられる球面軸受３２ａは、従来技術の球面軸受と同様の球面軸受とし、調整位置３０ｂに取り付けられる球面軸受は、図２の多自由度球面軸受１８を採用し、調整位置３０ｃに取り付けられる球面軸受は、図１の多自由度球面軸受１０を採用している。図２の多自由度球面軸受１８の直線溝１７０，１７１が、調整位置３０ａと調整位置３０ｂとを結ぶラインＬに沿うように、多自由度球面軸受１８が取り付けられている。

これにより、調整位置３０ａ〜３０ｃに球面軸受を配置することによって、調整位置３０ａでは揺動するのみでとパネル３０との位置は変わらず、調整位置３０ｂでは調整位置３０ａと調整位置３０ｂとを結ぶラインＬに沿って移動可能となり、調整位置３０ｃでは任意の方向Ｐ１，Ｐ２に移動可能である。このため、角度調整装置３００は、調整位置３０ａを基準位置とした距離の差の吸収装置を構成することができる。

一方、図６と図７の角度調整装置４００においては、全部の調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃに対して、一定の方向（Ｘ方向）のみに移動する多自由度球面軸受１８が、移動方向を矢印ＰＴで示すようにパネル３０の中心位置Ｏに向かうように配置されている。各多自由度球面軸受１８，１８，１８の移動方向がパネル３０の中心位置Ｏに向かうように配置すれば、３個所の調整位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃでパネル３０の高さを調整しても、パネル３０の中心位置Ｏが移動することなくパネル３０の角度の調整を行うことができる。

本発明の実施例の多自由度球面軸受１０，１８は、以上に述べたように構成されているので、保持しようとする対象物として、パネル、例えば大型のパラボラアンテナのように屋外に設置され、長期間にわたって屋外で風雪にさらされるパネルの角度を調整するための角度調整装置に採用できる。多自由度球面軸受１０，１８を採用することで、調整された反射面の角度が変わることなく、多自由度球面軸受１０，１８は強風にも耐えられるように充分な剛性を有する。パネルの角度調整装置の多自由度球面軸受１０，１８は、角度の変化による距離の差及び気温の高低によるパネル自体の伸び縮みの吸収装置としても使用することができる。

本発明の実施例の多自由度球面軸受１０，１８は、保持しようとする対象物であるパネル３０を保持するための多自由度球面軸受である。この多自由度球面軸受１０，１８は、内部に凹状の球面２３が形成された第１部材１１と、第１部材１１の凹状の球面２３によって外周を揺動可能に支持されておりパネル３０を取り付けるための取付部２５に設定されるための中心球体１２とを有する揺動装置２００と、固定側の第２部材２２と、第１部材１１と第２部材２２との間に配置されて、揺動装置２００の中心軸ＣＬと交差するＸ―Ｙ面内の方向に沿って揺動装置２００を移動可能に支持する移動装置２５０と、を備える。これにより、多自由度球面軸受は、保持しようとする対象物を揺動してしかもＸ―Ｙ平面内において移動することができるので、対象物の角度の調整が可能であると共に距離の差も吸収することができ、対象物を保持する際に充分な剛性が得られる。

本発明の実施例の多自由度球面軸受１０，１８では、揺動装置２００は、第１部材１１の凹状の球面２３と中心球体１２の外周面２４との間に、複数の球体７１を配置して玉軸受１６０としている。これにより、揺動装置２００の中心球体１２は軽い力で揺動できる。
本発明の実施例の多自由度球面軸受１０，１８は、移動装置２５０は、第１部材１１と第２部材２２との間に配置されて揺動装置２００を第２部材２２に対して支持する支持部１３を有しており、支持部１３は、第１部材１１の支持面７６Ｓと第２部材２２の支持面８６Ｓとの間に、複数の球体９０を配置して平面軸受１６１としている。これにより、中心球体１２と第１部材１１とパネル３０からなる組立体１２０は、固定側の第２部材２２に対して、複数の球体９０を用いてＸ―Ｙ平面内において移動可能に支持することができる。

本発明の実施例の多自由度球面軸受１０は、第１部材１１はサポート部材７９を有しており、移動装置２５０は、第１部材１１のサポート部材７９の支持面７９Ｓを第２部材２２の別の支持面８６Ｐに対して移動可能な移動案内部１４を有しており、移動案内部１４は、サポート部材７９の支持面７９Ｓを第２部材２２の別の支持面８６Ｐとの間に、複数の球体１１０を配置して平面軸受１６２としている。これにより、中心球体１２と第１部材１１とパネル３０からなる組立体１２０は、Ｘ―Ｙ平面内において軽い力で任意の方向に移動することができる。

本発明の実施例の多自由度球面軸受１８では、移動案内部２５０は、第１部材１１のサポート部材７９の支持面７９Ｓと第２部材２２の別の支持面８６Ｐとの間に、複数の球体１１０を配置して、第１部材１１のサポート部材７９の支持面７９Ｓと、サポート部材７９の支持面７９Ｓと対面する第２部材２２の支持面８６Ｐには、複数の球体１１０を案内するための複数の直線溝１７０，１７１がそれぞれ形成されている。これにより、中心球体１２と第１部材１１とパネル３０からなる組立体１２０は、Ｘ―Ｙ平面内において軽い力で１つの方向に規制されて移動することができる。

本発明の実施例の多自由度球面軸受１０，１８では、揺動装置２００が、球体９０，１１０に比べて大きい中心球体１２と、この中心球体１２を揺動可能に支持する球面（球面座ともいう）２３を有しており、移動装置２５０がこの揺動装置２００をＸ―Ｙ平面内で移動可能である。多自由度球面軸受１０，１８は、軽い力で揺動と移動が可能であり、中心軸ＣＬ方向の剛性が高い構造であり、対象物であるパネル３０を保持する際に充分な剛性が得られる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
保持しようとする対象物であるパネル３０は、図４と図６に示す均一な厚みを有する板形状に限らず、他の形状、例えば長方形や円形であっても良い。保持しようとする対象物は、パネルに限らず装置や部品の水平だしを行うためのベース等厚みのある物体であってもかまわない。

本発明の多自由度球面軸受の第１の実施例を示す断面図である。 本発明の多自由度球面軸受の第２の実施例を示す断面図である。 図３（ａ）は、第２の実施例における支持部１３の支持面８６Ｓと球体９０を示す平面図であり、図３（ｂ）は、第２の実施例における移動案内部１４の球体１１０と直線溝１７０を示す平面図である。 角度を調整されるパネルの第１の実施例を示す平面図である。 角度調整装置の第１の実施例の構造を示す図４のＣ−Ｃ断面図である。 角度を調整されるパネルの第２の実施例を示す平面図である。 角度調整装置の第２の実施例の構造を示す図６のＦ―Ｆ断面図である。 従来技術を示す角度を調整されるパネルの平面図である。 従来技術を示す角度調整装置の実施例の構造を示す図８のＤ−Ｄ断面図である。

符号の説明

１０，１８ 多自由度球面軸受
１１ 第１部材
１２ 中心球体
１３ 支持部
１４ 移動案内部
２２ 第２部材
２３ 凹状の球面
２４ 中心球体の外周面
２５ 取付部
３０ パネル（保持しようとする対象物の一例）
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 調整位置
３１ 調整機構
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 球面軸受
３３ 調整ねじ
３４ 基板
３５ つまみ
３６ 軸受ハウジング
３７ 玉軸受
３８ 支持体
３９ 回り止め
７１，９０，１１０ 球体
７５ 筒状部分
７６ 延長部分
７６Ｓ 支持面
７９Ｓ 支持面
７９ サポート部材
８５ 外側部分
８６ 延長部分
８６Ｓ、８６Ｐ 支持面
１６０ 玉軸受
１６１，１６２ 平面軸受
２００ 揺動装置
２５０ 移動装置
３００，４００ パネルの角度調整装置

Claims (5)

1. 保持しようとする対象物を保持するための多自由度球面軸受において、
   内部に凹状の球面が形成された第１部材と、前記第１部材の前記凹状の球面によって外周を揺動可能に支持されており前記対象物を取り付けるための中心球体と、を有する揺動装置と、
   固定側の第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて、前記揺動装置の中心軸と交差する方向に沿って前記揺動装置を移動可能に支持する移動装置と、
   を備えることを特徴とする多自由度球面軸受。
2. 前記揺動装置は、前記第１部材の前記凹状の球面と前記中心球体の外周面との間に、複数の球体を配置して玉軸受とすることを特徴とする請求項１に記載の多自由度球面軸受。
3. 前記移動装置は、前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて前記揺動装置を前記第２部材に対して支持する支持部を有しており、
   前記支持部は、前記第１部材の支持面と前記第２部材の支持面との間に、複数の球体を配置して平面軸受とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多自由度球面軸受。
4. 前記第１部材はサポート部材を有しており、前記移動装置は、前記第１部材の前記サポート部材の支持面を前記第２部材の別の支持面に対して移動可能な移動案内部を有しており、
   前記移動案内部は、前記サポート部材の支持面を前記第２部材の前記別の支持面との間に、複数の球体を配置して平面軸受とすることを特徴とする請求項３に記載の多自由度球面軸受。
5. 前記移動案内部は、前記第１部材の前記サポート部材の支持面と前記第２部材の前記別の支持面との間に複数の球体を配置しており、前記第１部材の前記サポート部材の前記支持面と、前記サポート部材の前記支持面と対面する前記第２部材の前記支持面には、前記複数の球体を案内して移動方向を規制するための複数の直線溝がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項４に記載の多自由度球面軸受。

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