JP2008185062A - 荷重支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高剛性、低トルク、高耐久性を有し、且つ、コンパクトで軽量化が図られた荷重支持装置を提供する。
【解決手段】ロボット１の相対回転部９の荷重を支持する荷重支持装置１０であって、相対回転部９の一方の部材１５に内嵌可能な外輪３１と、相対回転部９の他方の部材２１に外嵌可能な内輪３２と、外輪３１の外輪軌道面３１ａと内輪３２の内輪軌道面３２ａとの間に接触角αを持って配置される複数の玉３３とを備えた単列アンギュラ玉軸受３５を背面組合せで配置した背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６を用いる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロボットの台座や関節等の相対回転部の荷重を支持する荷重支持装置に関する。

例えば、工場等の生産設備においては、生産性向上等の目的から、搬送等の作業をロボットで行うのが一般的である。この種のロボットの相対回転部において、特に大きなアキシアル荷重とモーメント荷重とが同時に加わる場合があり、これらの荷重を負担するために、クロスローラ軸受を用いたり、４点接触玉軸受を用いることが行われている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

図１５は相対回転部にクロスローラ軸受１００が用いられる場合を示しており、ロボット１０１のベース１０２に載置されたハウジング１０３にクロスローラ軸受１００の外輪１０４を内嵌し、ロボット１０１のベース１０２に載置されたモータ１０５の回転軸１０６と同期回転する回転部材１０７にクロスローラ軸受１００の内輪１０８を外嵌している。
実公平１−４４８０６号公報 特開昭６３−２１３４５７号公報

ところで、上述のクロスローラ軸受は、円筒ころを軸受中心に対し４５度交互に傾斜させたものであり、ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重を負荷できるが、モーメント荷重は円筒ころの長さで負荷能力が決まり、軸受寸法上、負荷できるモーメント荷重が制約される。また、高モーメント荷重を負荷するためには、クロスローラ軸受の内外径をモータや回転軸に対して大幅に大きくする必要があり、不要なスペースが中心部に生じるという問題がある。

また、円筒ころ同士が互いに９０度傾斜して回転するため、回転摩擦が大きく、結果として回転トルクが大きい。さらに、その構造上、潤滑剤を封入できるスペース（軸受空間容積）が乏しく、耐久性に問題があった。

加えて、円筒ころは軸受中心に対して４５度傾斜して配置されるので、軸受断面高さが制約を受けて内径に対して外径が大きくなり、また、内輪や外輪の肉厚も厚くなり、軸受重量が大きくなるという問題がある。

また、４点接触玉軸受を適用した場合にも、クロスローラ軸受と同様、負荷できるモーメント荷重を大きくすることができなかった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高剛性、低トルク、高耐久性を有し、且つ、コンパクトで軽量化が図られた荷重支持装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 相対回転部の荷重を支持する荷重支持装置であって、
前記相対回転部の一方の部材に内嵌可能な外輪と、前記相対回転部の他方の部材に外嵌可能な内輪と、前記外輪の外輪軌道面と前記内輪の内輪軌道面との間に接触角を持って配置される複数の玉と、を備えた単列アンギュラ玉軸受を背面組合せで配置した背面組合せ型アンギュラ玉軸受を備え、
該背面組合せ型アンギュラ玉軸受は、前記他方の部材に押圧部材をボルト固定して前記内輪の端面を押圧することで、予圧が付与されることを特徴とする荷重支持装置。
（２） 前記外輪同士の間に設けられる外輪間座と、前記内輪同士の間に設けられる内輪間座と、をさらに備えることを特徴とする（１）に記載の荷重支持装置。
（３） 前記背面組合せ型アンギュラ玉軸受には、相反する外端面側にのみシール部材が配設されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の荷重支持装置。
（４） 前記背面組合せ型アンギュラ玉軸受には、各単列アンギュラ玉軸受の両端面側にシール部材が配設されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の荷重支持装置。
（５） 前記背面組合せ型アンギュラ玉軸受は、背面側の内外差幅で予圧が調整されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の荷重支持装置。
（６） 前記内輪の外端面は、前記外輪の外端面より軸方向外側に突出することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の荷重支持装置。
（７） 前記各単列アンギュラ玉軸受は、前記複列の玉をそれぞれ保持するポケットを有する冠型保持器をそれぞれ備え、
前記冠型保持器の柱部は、基部から先端部に向けて径方向外方に傾斜することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の荷重支持装置。
（８） 前記内輪の内輪軌道面より軸方向外方には鍔部が形成され、該鍔部は、前記玉のピッチ円近傍まで延出する高さを有することを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の荷重支持装置。

本発明の荷重支持装置によれば、相対回転部の一方の部材に内嵌可能な外輪と、相対回転部の他方の部材に内嵌可能な内輪と、外輪の外輪軌道面と内輪の内輪軌道面との間に接触角を持って配置される複数の玉とを有する単列アンギュラ玉軸受を、背面組合せで配置した背面組合せ型アンギュラ玉軸受を備え、背面組合せ型アンギュラ玉軸受は、他方の部材に押圧部材をボルト固定して内輪の端面を押圧することで、予圧が付与されるので、高剛性、低トルク、高耐久性を有し、且つ、コンパクトで軽量化を図ることができる。

以下、本発明の各実施形態に係る荷重支持装置について図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の荷重支持装置が適用されるロボットを示す斜視図である。このロボット１は、レール２と、このレール２で案内されて往復移動する移動体３と、移動体３上に設けられて移動体３に対して水平回転する台座４と、台座４に載置されて台座４と一体的に回転する枠体５と、枠体５に対して上下往復動可能な中間支持部５Ａ上に設けられて枠体５に対して水平旋回する第１アーム６と、第１アーム６の先端部上に設けられて第１アーム６に対して水平旋回する第２アーム７と、第２アーム７の先端に固定されたフォーク８とを有している。このロボット１は、フォーク８上に搭載された例えばガラス基板等のワークＷを、移動体３及び中間支持部５Ａの移動と、台座４、第１アーム６及び第２アーム７の回転とを適宜組合せることで搬送する搬送ロボットである。

図２は、移動体３と、台座４と、これら移動体３及び台座４を相対回転自在に支持しつつこれらの荷重を受ける荷重支持装置１０とを示す断面図である。移動体３及び台座４がロボット１の一つの相対回転部９を構成している。

移動体３は、ベース１４と、ベース１４上に載置された略円筒状のハウジング（一方の部材）１５と、ハウジング１５の上面にボルト１６で固定される円環状のカバー部材１７とを有しており、ハウジング１５の内周面には上端部から中間部にかけて内向き段部１５ａが形成されている。荷重支持装置１０は、内向き段部１５ａとカバー部材１７との間に設けられている。

台座４は、略円筒状をなすとともに外周面の下端部から中間部にかけて外向き段部２１ａが形成される回転部材（他方の部材）２１と、この回転部材２１の下面にボルト２２で固定される円環状の押圧部材２３とを有しており、荷重支持装置１０は外向き段部２１ａと押圧部材２３との間に設けられている。これにより、移動体３のハウジング１５の内側に台座４の回転部材２１が荷重支持装置１０によって回転自在に支持されている。加えて、台座４は、回転部材２１の上面に載置される円環状の中間部材２４およびその上面に載置される座面部材２５を有しており、これらはボルト２６で回転部材２１に固定されている。そして、座面部材２５の上面に上記した枠体５が固定される。

移動体３のベース１４上には、ハウジング１５及び回転部材２１の中心位置に、減速機を含むモータ２８が配置されており、このモータ２８の駆動軸２９が座面部材２５に固定されている。これにより、モータ２８の駆動で駆動軸２９が回転すると駆動軸２９に固定された座面部材２５を含む台座４が移動体３に対し回転する。なお、モータ２８の配置は、ハウジング１５及び回転部材２１の中心位置に限定されず、ハウジング１５及び回転部材２１の外側に配置されてもよい。

図３は、荷重支持装置１０をより詳細に示す要部拡大断面図である。この荷重支持装置１０は、移動体３のハウジング１５に内嵌される外輪３１と、台座４の回転部材２１に外嵌される内輪３２と、外輪３１の外輪軌道面３１ａと内輪３２の内輪軌道面３２ａとの間に接触角αを持って配置される複数の玉３３と、各玉３３をそれぞれ保持するポケットを有する保持器３４とを有する単列アンギュラ玉軸受３５を二つ、各列の玉３３の接触角αを互いに逆方向に向けた背面組合せで配置して構成される背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６を備えている。また、この背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６を構成する各単列アンギュラ玉軸受３５，３５の外輪３１，３１同士の間には、円筒状の外輪間座３７が設けられ、内輪３２，３２同士の間には、円筒状の内輪間座３８が設けられる。さらに、各単列アンギュラ玉軸受３５，３５の相反する外端面側にのみ外輪３１と内輪３２との隙間をシールする平面シール（シール部材）３９が配設されている。また、背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６の接触角αは、２５〜４０度の範囲で適宜設定されている。

一対の外輪３１，３１は、相互間に外輪間座３７を介装し、且つ相反側それぞれに平面シール３９を外装した状態で、移動体３のハウジング１５に形成された内向き段部１５ａと、ハウジング１５の軸方向端面にボルト１６で固定されるカバー部材１７とによって軸方向に固定される。一方、一対の内輪３２，３２は、相互間に内輪間座３８を介装した状態で、台座４の回転部材２１に形成された外向き段部２１ａと、回転部材２１の軸方向端面にボルト２２で固定される押圧部材２３とによって軸方向に固定されると共に、回転部材２１の寸法を管理して、押圧部材２３のボルト締結によって内輪３２の端面を押圧することで、軸受に適切な予圧を付与している。なお、外輪間座３７には、縦置きでの使用時におけるグリースの落下を防止するようにフランジ３７ａが形成されているが、内輪間座３８にフランジが形成されてもよく、いずれもフランジを有しない構成であってもよい。

なお、背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６の予圧の調整は、背面側の内外差幅によって行なわれても良い。具体的には、図４（ａ）に示すような外輪３１と内輪３２との軸方向の差幅や、図４（ｂ）に示すような外輪間座３７と内輪間座３８との軸方向の差幅を持たせ、押圧部材２３のボルト締結によって内輪３２の端面を押圧して、一対の内輪３２，３２及び内輪間座３８を隙間なく当接させることで、適切な予圧が付与されてもよい。もちろん、外輪３１と内輪３２との軸方向の差幅と外輪間座３７と内輪間座３８との軸方向の差幅とを組み合わせて予圧を調整しても良い。

このように、荷重支持装置１０に背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６を使用することで、作用点距離が大きくなり、耐モーメント荷重を向上できる。しかも、一対の外輪３１，３１同士の間に外輪間座３７が、一対の内輪３２，３２同士の間に内輪間座３８がそれぞれ設けられているため、さらに作用点距離が大きくなり、耐モーメント荷重をさらに向上できる。

また、背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６は、両軌道面３１ａ，３２ａと玉３３とが点接触であるので、クロスローラ軸受と比して回転トルクを小さくできる。一方、保持器３４により適切に玉３３を配置しており、軸受空間容積も充分に確保することができ、グリース寿命を延長できる。このため、従来、クロスローラ軸受を適用した荷重支持装置ではグリース補給のためのメンテナンスが行なわれていたが、背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６を用いた荷重支持装置１０では、メンテナンスまでの時間が大幅に延長できる。

さらに、背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６は、同剛性のクロスローラ軸受と比して、軸受断面高さを低くすることができ、肉厚も低減できて軽量化及びコストダウンを図ることができる。しかも、背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６の内外径寸法もクロスローラ軸受より小さくすることができ、ハウジング１５等の取り付け回りの部品もコンパクト化することができ、中心部の不要なスペースも減少することができる。

加えて、背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６は、背面側の内外差幅（軸受端面差幅および間座差幅の少なくとも一方）で予圧が調整されるため、適正な予圧を簡単に付与することができる。

なお、本実施形態では、背面組合せ型アンギュラ玉軸受３６の外輪３１，３１同士の間に外輪間座３７が、内輪３２，３２同士の間に内輪間座３８がそれぞれ設けられているが、図５に示す第１変形例のように、荷重支持装置１０ａは外輪間座及び内輪間座を配置しない構成であってもよい。

また、本実施形態では、各単列アンギュラ玉軸受３５，３５の相反する外端面側にのみ外輪３１と内輪３２との隙間をシールする平面シール３９が配設されているが、図６に示す第２変形例のように、荷重支持装置１０ｂは、各単列アンギュラ玉軸受３５ａ，３５ａのそれぞれの両端面側にシール部材４０が配設されてもよい。この場合、シール部材４０が予め各単列アンギュラ玉軸受３５，３５に組み付けられているため、軸受の組み付け作業をより容易に行なうことができる。また、各単列アンギュラ玉軸受３５，３５の相反する外端面側にのみに、図６に示すようなシール部材４０が配設されてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る荷重支持装置について図７を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或は簡略化する。

第２実施形態の荷重支持装置５０は、第１実施形態と同様、ロボット１の移動体３及び台座４からなる相対回転部９の荷重を支持するもので、移動体３のハウジング１５に内嵌される外輪５１と、台座４の回転部材２１に外嵌される内輪５２と、外輪５１の外輪軌道面５１ａと内輪５２の内輪軌道面５２ａとの間に接触角αを持って配置される複数の玉５３と、各玉５３をそれぞれ保持するポケットを有する保持器５４とを有する単列アンギュラ玉軸受５５を二つ、各列の玉５３の接触角αを互いに逆方向に向けた背面組合せで配置して構成された背面組合せ型アンギュラ玉軸受５６を備えている。

一対の外輪５１，５１は、移動体３のハウジング１５に形成された内向き段部１５ａと、ハウジング１５の軸方向端面にボルト１６で固定されるカバー部材１７とによって軸方向に固定される。一方、一対の内輪５２，５２は、台座４の回転部材２１に形成された外向き段部２１ａと、回転部材２１の軸方向端面にボルト２２で固定される押圧部材２３とによって軸方向に固定されると共に、回転部材２１と押圧部材２３の寸法を管理して、押圧部材２３のボルト締結によって内輪５２の端面を押圧することで、軸受に適切な予圧を付与している。また、背面組合せ型アンギュラ玉軸受５６は、背面側の内外差幅、具体的には外輪５１と内輪５２との軸方向の差幅によって予圧調整可能に設定されており、カバー部材１７のボルト締結によって外輪５１の外端面を押圧される。

ここで、第２実施形態の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受５６では、一対の内輪５２，５２の両外端面５２ｂ，５２ｂは、一対の外輪５１，５１の両外端面５１ｂ，５１ｂより軸方向外側に突出している。また、一対の内輪５２，５２の内輪軌道面５２ａ，５２ａより軸方向外方には鍔部５２ｃ、５２ｃが形成され、鍔部５２ｃ、５２ｃは、玉５３，５３のピッチ円ＰＣＤ近傍、具体的に、ピッチ円ＰＣＤより若干低い位置まで延出する高さを有する。これにより、荷重点を広げて、モーメント剛性をより向上することができ、また、ハウジング１５や押圧部材２３の寸法における制約を緩和できる。

また、第２実施形態の保持器５４，５４は、合成樹脂製の冠型保持器であり、内輪５２，５２の鍔部５２ｃ，５２ｃとの干渉を防止するように、柱部５４ａ，５４ａは、基部から先端部に向けて径方向外方に傾斜して形成される。なお、保持器５４，５４は、合成樹脂製の冠型保持器の代わりに、金属製のもみ抜き保持器によって構成されてもよい。

また、第２実施形態においても、背面組合せ型アンギュラ玉軸受５６の接触角αは、２５〜４０度の範囲で適宜設定されており、接触角αの延長線Ｌは、内輪５２，５２の軸方向外端面５２ｂ、５２ｂより軸方向内側で、内輪５２，５２の内周面と交差するように設定されている。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、本実施形態においても、各単列アンギュラ玉軸受５５，５５の外輪５１，５１同士の間及び内輪５２，５２同士の間に、外輪間座及び内輪間座が配置されてもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る荷重支持装置について図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或は簡略化する。

上記した第１及び第２実施形態の荷重支持装置は、ロボット１の移動体３及び台座４からなる相対回転部９の荷重を支持するものであったが、第３実施形態の荷重支持装置６０は、ロボット１の第１アーム６及び第２アーム７からなる相対回転部６１の荷重を支持するものである。

第１アーム６は略円筒状の支持部材（他方の部材）６２と、支持部材６２の下面にボルト６３で固定される円環状の押圧部材６４とを有しており、支持部材６２の外周面には中間部から下端部にかけて外向き段部６２ａが形成されている。荷重支持装置６０は外向き段部６２ａと押圧部材６４との間に設けられている。

また、第２アーム７は、略円筒状をなすとともに外周面の上端部から中間部にかけて内向き段部６８ａが形成されるハウジング（一方の部材）６８と、このハウジング６８の上面にボルト７０で固定される円環状のカバー部材６９とを有しており、荷重支持装置６０は内向き段部６８ａとカバー部材６９との間に設けられている。これにより、第１アーム６の支持部材６２の外側に第２アーム７のハウジング６８が荷重支持装置６０によって回転自在に支持されている。

第３実施形態の荷重支持装置６０は、第２アーム７のハウジング６８に内嵌される外輪７１と、第１アーム６の支持部材６２に外嵌される内輪７２と、外輪７１の外輪軌道面７１ａと内輪７２の内輪軌道面７２ａとの間に接触角αを持って配置される複数の玉７３と、各玉７３をそれぞれ保持するポケットを有する保持器７４とを有する単列アンギュラ玉軸受７５を二つ、各列の玉７３の接触角αを互いに逆方向に向けた背面組合せで配置して構成される背面組合せ型アンギュラ玉軸受７６を備えている。

また、各単列アンギュラ玉軸受７５，７５の外輪７１，７１同士の間には円筒状の外輪間座７７が設けられ、内輪７２，７２同士の間には円筒状の内輪間座７８が設けられる。さらに、各単列アンギュラ玉軸受７５，７５の相反する外端面側にのみ外輪７１と内輪７２との隙間をシールする平面シール（シール部材）７９が配設されている。

一対の外輪７１，７１は、相互間に外輪間座７７を介装し且つ相反側それぞれに平面シール７９を外装した状態で、第２アーム６のハウジング６８に形成された内向き段部６８ａと、ハウジング６８の軸方向端面にボルト７０で固定されるカバー部材６９とによって軸方向に固定される。一方、一対の内輪７２，７２は、相互間に内輪間座７８を介装した状態で、第１アーム６の支持部材６２に形成された外向き段部６２ａと、支持部材６２の軸方向端面にボルト６３で固定される押圧部材６４とによって軸方向に固定されると共に、支持部材６２と押圧部材６４との寸法を管理して、押圧部材６４のボルト締結によって内輪７２の端面を押圧することで、軸受に適切な予圧を付与している。

もちろん、第１実施形態で説明したように、外輪７１と内輪７２との軸方向の差幅や、外輪間座７７と内輪間座７８との軸方向の差幅によって予圧を調整してもよい。
また、背面組合せ型アンギュラ玉軸受７６の接触角αは、２５〜４０度の範囲で適宜設定されている。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、本発明は、上記の実施形態のものに限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。また、上記実施形態の構造は、実施可能な範囲において組合せ可能である。
例えば、本発明のアンギュラ玉軸受は、保持器を有しない構成であってもよく、スペーサ付きの総玉の軸受であってもよい。

（試験１）
ここで、図５に示した本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受と従来のクロスローラ軸受とを用いて、モーメント剛性の比較を行なった。解析条件は、モーメント荷重を１２２００Ｎ・ｍとし、上記モーメント荷重を負荷した条件で、玉が軌道溝の肩部に乗り上げないことと、軌道面及び転動面の接触面圧が許容値内であることとを判定条件とした。

図９に示されるように、従来のクロスローラ軸受では、予圧荷重を簡単に増減することができないため、モーメント剛性の向上は困難であるが、本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受では、予圧を変化させることにより高いモーメント剛性が得られることがわかる。

（試験２）
次に、図３に示した本発明の背面組合せ型アンギュラ玉軸受について、外輪間座及び内輪間座の軸寸法を変更してモーメント剛性及び傾きの比較を行なった。なお、解析条件は、モーメント荷重を１７０００Ｎ・ｍ、アキシアル荷重を１９６１３Ｎとした。

そして、予圧荷重を横軸、モーメント剛性を縦軸にとった結果が図１０である。ここで、予圧荷重が低い領域では玉が軌道溝の肩部に乗り上げ、判定条件から外れてしまうため、この領域の結果は無視した。この図１０から、同じ予圧荷重である場合には外輪間座及び内輪間座の軸寸法が１００ｍｍと長い方が、５０ｍｍと短い方よりも高いモーメント剛性が得られ、また、外輪間座及び内輪間座の軸寸法が１００ｍｍの場合も５０ｍｍの場合も予圧荷重が高くなるほど比例的にモーメント剛性が高くなっていることが分かる。従って、本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受では、予圧荷重の調整を容易に行うことができ、予圧荷重を増加することでモーメント剛性が向上されることがわかる。

また、予圧荷重を横軸、傾きを縦軸にとった結果が図１１である。ここでも、予圧荷重が低い領域では玉が軌道溝の肩部に乗り上げ、判定条件から外れてしまうため、この領域の結果は無視した。この図１１から、同じ予圧荷重である場合には外輪間座及び内輪間座の軸寸法が１００ｍｍと長い方が、５０ｍｍと短い方よりも傾きが小さく、また、外輪間座及び内輪間座の軸寸法が１００ｍｍの場合も５０ｍｍの場合も予圧荷重が高くなるほど比例的に傾きが小さくなっていることが分かる。

（試験３）
また、図３に示した本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受と従来のクロスローラ軸受とを用いて、トルクの比較試験を行なった。試験は、図１２に示したように、治具８０に軸受Ｂ１，Ｂ２を装着すると共に、軸受Ｂ１の外径に巻きつけた紐８１を、ロボットモジュール８２に取り付けられたプッシュプルスケール８３とつなぐ。そして、各軸受Ｂ１，Ｂ２にアキシアル荷重Ｆ（９８０Ｎ、１９６０Ｎ）を負荷した状態で、ロボットモジュール８２を一定速度で移動させて、プッシュプルスケール８３の読みを接線力としてトルクに換算する。

なお、本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受の試験においては、軸受Ｂ１，Ｂ２は、単列アンギュラ玉軸受３５，３５に相当し、これらの間に外輪及び内輪間座３７，３８が配置されている。一方、従来のクロスローラ軸受の試験においては、軸受Ｂ１はクロスローラ軸受を使用し，軸受Ｂ２はサポートとしてアンギュラ玉軸受（７０１６Ａ５）を使用し、これらの間に外輪及び内輪間座３７，３８が配置されている。さらに、本発明のアンギュラ玉軸受の場合には、ギヤオイル（ＶＧ６８）を組み立て後に注入し、クロスローラ軸受の場合には、予めグリースが封入されているものとした。なお、クロスローラ軸受の場合には、両側シール、片側シール、シール無しの３つの条件で行い、両軸受とも複数回試験を行なった。

図１３は、起動トルクの測定結果を示し、図１４は、動トルクの測定結果を示す。この結果から、起動トルク及び動トルクのいずれの結果においても、本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受を用いた方がクロスローラ軸受を用いたいずれの場合よりもトルクが小さくなっていることが分かる。

本発明の第１実施形態に係る荷重支持装置が適用されるロボットの斜視図である。 図１の荷重支持装置を含む要部断面図である。 図１の荷重支持装置を含む要部拡大断面図である。 荷重支持装置の予圧調整の方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例に係る荷重支持装置を含む要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例に係る荷重支持装置を含む要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る荷重支持装置を含む要部拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る荷重支持装置を含む要部拡大断面図である。 本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受と従来のクロスローラ軸受の予圧荷重に対するモーメント剛性を示したグラフである。 本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受の予圧荷重に対するモーメント剛性を示したグラフである。 本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受の予圧荷重に対する傾きを示したグラフである。 本発明のトルク試験を行なうための装置を示す概略図である。 本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受と従来のクロスローラ軸受のアキシアル荷重に対する起動トルクを示したグラフである。 本発明の背面組合せ型のアンギュラ玉軸受と従来のクロスローラ軸受のアキシアル荷重に対する動トルクを示したグラフである。 従来のクロスローラ軸受を用いたロボットの要部断面図である。

符号の説明

１ ロボット
９，６１ 相対回転部
１０，１０ａ，１０ｂ，６０ 荷重支持装置
１５ ハウジング（一方の部材）
２１ 回転部材（他方の部材）
３５，５５，７５ 単列アンギュラ玉軸受
３６，５６，７６ 背面組合せ型アンギュラ玉軸受
３７，５７，７７ 外輪間座
３８，５８，７８ 内輪間座
３９，５９，７９ 平面シール（シール部材）
４１，５１，７１ 外輪
４１ａ，５１ａ，７１ａ 外輪軌道面
４２，５２，７２ 内輪
４２ａ，５２ａ，７２ａ 内輪軌道面
４３，５３，７３ 玉

Claims (8)

1. 相対回転部の荷重を支持する荷重支持装置であって、
   前記相対回転部の一方の部材に内嵌可能な外輪と、前記相対回転部の他方の部材に外嵌可能な内輪と、前記外輪の外輪軌道面と前記内輪の内輪軌道面との間に接触角を持って配置される複数の玉と、を備えた単列アンギュラ玉軸受を背面組合せで配置した背面組合せ型アンギュラ玉軸受を備え、
   該背面組合せ型アンギュラ玉軸受は、前記他方の部材に押圧部材をボルト固定して前記内輪の端面を押圧することで、予圧が付与されることを特徴とする荷重支持装置。
2. 前記外輪同士の間に設けられる外輪間座と、前記内輪同士の間に設けられる内輪間座と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の荷重支持装置。
3. 前記背面組合せ型アンギュラ玉軸受には、相反する外端面側にのみシール部材が配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷重支持装置。
4. 前記背面組合せ型アンギュラ玉軸受には、各単列アンギュラ玉軸受の両端面側にシール部材が配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷重支持装置。
5. 前記背面組合せ型アンギュラ玉軸受は、背面側の内外差幅で予圧が調整されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の荷重支持装置。
6. 前記内輪の外端面は、前記外輪の外端面より軸方向外側に突出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の荷重支持装置。
7. 前記各単列アンギュラ玉軸受は、前記複列の玉をそれぞれ保持するポケットを有する冠型保持器をそれぞれ備え、
   前記冠型保持器の柱部は、基部から先端部に向けて径方向外方に傾斜することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の荷重支持装置。
8. 前記内輪の内輪軌道面より軸方向外方には鍔部が形成され、該鍔部は、前記玉のピッチ円近傍まで延出する高さを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の荷重支持装置。

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