JP2009008193A - 球面軸受のリテーナ - Google Patents

Abstract

【課題】リテーナを複数個のセグメントに分割した構成であっても、軸（太陽球）の揺動や回転によってリテーナが自由に移動したとしても、軸（太陽球）の揺動や回転によってセグメント同士が干渉することなく、軸（太陽球）がスムーズに揺動や回転をすることができなくなることのない球面軸受のリテーナを提供する。
【解決手段】中空状の球体に形成され、少なくとも一方に開口部を有し、且つ多数個の遊星球を個別に保持する多数の保持孔を有する球面軸受のリテーナにおいて、該リテーナは、前記中空状の球体に形成されたリテーナを、その最大径又はその近傍を含む分割面で複数個に分割した形状の複数個のセグメントと、該複数個のセグメントに形成された接続部と、該接続部を相互に接続する接続部材とからなることを特徴とする球面軸受のリテーナによって達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、転動体にボールを用いた球面軸受のリテーナに関するものであり、より詳しくは、中空状の球体に形成され、少なくとも一方に開口部を有し、且つ多数個の遊星球を個別に保持する多数の保持孔を有する球面軸受のリテーナに関するものである。

球面軸受は、ロボットアームやマニピュレータの関節、パラレルリンク機構などに広く使用されている。このような球面軸受は、図１７に示すように、中心に軸４１を有する太陽球４２を配置し、この太陽球４２の周囲に配置された多数個の遊星球４３を介して、球面に形成された外筒４４の内面４４ａで太陽球４２を支持するものである。

このような球面軸受４０には、太陽球４２の周りに多数個の遊星球４３を相互に密着して配置するもの（全球タイプ＝図示しない）と、多数の保持孔を有するリテーナ４５で多数個の遊星球４３をそれぞれ個別に保持するもの（リテーナタイプ）とがある。そして、本発明は、後者のリテーナ４５で遊星球４３を保持するリテーナタイプに関するものである。

このような球面軸受４０は、負荷容量を大きくするために、外筒４４の内面４４ａの出来るだけ広い範囲に、多数個の遊星球４３を配置することが望ましいことは当然である。しかしながら、リテーナ４５を一体のものとするならば、リテーナ４５の開口部４５ａの口径ｄは太陽球４２の外径ｄ’より大きくする必要があり、多数の遊星球４３を配置することが困難となる。

この制限を避けるために、特許文献１における従来技術として図１７に示されているように、リテーナの最大径又はその近傍の位置で、開口部４５ａに平行な分割面４６ａ，４７ａによって２個のセグメント４６，４７に分割することが行われていた。このように構成すると、開口部４５ａの口径ｄは、太陽球４２の直径ｄ’よりも小さくすることが可能となり、軸４１の揺動範囲に応じた任意の口径とすることが可能となる。

また、特許文献２に開示されているように、リテーナの最大径又はその近傍の位置で、開口部４５ａに直交する分割面で、複数個のセグメントに分割することも行われていた。

そして、このように構成することによって、リテーナ４５の開口部４５ａの口径ｄは、太陽球４２の直径ｄ’により制限を受けることがなくなったが、リテーナ４５が複数個のセグメント、例えばセグメント４６，４７に分割されることになる。

リテーナ４５は、その保持孔４５ｂに遊星球４３を保持し、太陽球４２の揺動や回転によって遊星球４３と共に移動するときには非常に滑らかに移動するが、太陽球４２の揺動や回転に関係なくリテーナ４５のみを移動させようとすると、非常に大きな抵抗が発生してスムーズに移動しないことは周知のことである。

このセグメント４６，４７に分割されたリテーナ４５は、軸４１の揺動や回転によって生じる太陽球４２の揺動や回転によってセグメント４６，４７がそれぞれ独立して個別に移動するので、繰り返して軸４１が揺動や回転をしている間にセグメント４６，４７が少しずつ異なった動きをして、遂にはお互いに干渉する位置まで移動し、稀にではあるが、一瞬、軸４１の揺動や回転によって相互に干渉する動きとなることが生じる。そして、このときには、無理にリテーナのみを動かそうとするときと同様に、非常に大きな抵抗が発生する。

このように、リテーナ４５を複数個のセグメント４６，４７とすると、リテーナの存在によって、逆に軸４１がスムーズに揺動や回転をすることができなくなることが生じる。しかしながら、従来技術では、稀に、しかも一瞬だけ生じることなので、止むを得ないこととして放置されていた。

特開２００４−２９３５９９号公報 特開平８−３３８４２２号公報

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消して、リテーナを複数個のセグメントに分割した構成であっても、軸（太陽球）の揺動や回転によってリテーナが自由に移動したとしても、軸（太陽球）の揺動や回転によってセグメント同士が干渉することなく、軸（太陽球）がスムーズに揺動や回転をすることができなくなることのない球面軸受のリテーナを提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明は、中空状の球体に形成され、少なくとも一方に開口部を有し、且つ多数個の遊星球を個別に保持する多数の保持孔を有する球面軸受のリテーナにおいて、該リテーナは、前記中空状の球体に形成されたリテーナを、その最大径又はその近傍を含む分割面で複数個に分割した形状の複数個のセグメントと、該複数個のセグメントに形成された接続部と、該接続部を相互に接続する接続部材とからなることを特徴とする球面軸受のリテーナとすることによって達成したものである。

ここで、前記リテーナが、前記開口部に平行な分割面で分割された複数個のセグメントの集合体であること、或いは、前記リテーナが、前記開口部に直交する分割面で分割された複数個のセグメントの集合体であることが望ましい。

また、前記接続部が、前記複数個のセグメントのそれぞれ対応する位置に、前記分割面に接して形成された接続孔であり、前記接続部材が双方のセグメントにまたがって前記接続孔に挿入される接続ピンであることが望ましく、更に、前記接続ピンがバタフライピンであり、前記接続部が双方のセグメントにまたがって形成された接続孔であることが望ましい。そして、前記接続ピンがテーパ状に形成されたバタフライピンであることが望ましい。

或いは、前記リテーナが前記複数個のセグメントの集合体であって、前記分割面が重ね合わせ部を有する形状で、前記接続部がこの重ね合わせ部を貫通する接続孔であり、前記接続部材がこの重ね合わせ部を貫通する接続孔に挿通する棒状のピンであることが望ましく、更に、前記棒状のピンがテーパピンであることが望ましい。

また、前記リテーナが前記複数個のセグメントの集合体であって、前記分割面が重ね合わせ部を有する形状で、前記接続部材がこの重ね合わせ部に設けられた係止片であることが望ましく、更に、前記係止片が前記分割面の重ね合わせ部に嵌着されたリングに形成されていることが望ましい。

或いは、前記複数個のセグメントに分割する分割面が、相互に係合する凹凸部を有し、前記接続部が該凹凸部を周回する溝であり、前記接続部材が該溝に挿入された係止リングであることが望ましく、または、前記複数個のセグメントに分割する分割面が、前記開口部と交差する面で、前記接続部が前記開口部に平行な溝であり、前記接続部材が該溝に挿入された係止リングであることが望ましく、更に、前記係止リングがストップリングであることが望ましい。

そして、前記複数個のセグメントに分割する分割面が、前記開口部に平行な第１の分割面と、前記開口部に直交する第２の分割面との双方からなることが望ましい。

本発明の球面軸受のリテーナは、このように構成されているので、リテーナを複数個のセグメントに分割した構成であっても、セグメントに形成された接続部と、この接続部を相互に接続する接続部材とによって一体のリテーナを構成することができるので、従来技術の一体型のリテーナと同様に、セグメントが自由に移動してお互いに干渉する位置に移動することがなく、軸（太陽球）の揺動や回転によってセグメント同士が干渉して、スムーズに揺動や回転をすることができなくなることは生じない。

以下、本発明を最適な実施態様を示す実施例に基づいて説明する。図１は本発明の球面軸受のリテーナの第１の実施態様を示す球面軸受の断面図、図２は図１のＡ部の詳細を示す拡大図、図３は第１の実施態様の接続部材である丸形のバタフライピンからなる接続ピンを示す斜視図、図４は第１の実施態様において丸形のバタフライピンを用いたリテーナの接続部を示すリテーナの外観図、図５は第１の実施態様の接続部材である角形のバタフライピンからなる接続ピンを示す斜視図、図６は第１の実施態様において角形のバタフライピンを用いたリテーナの接続部を示すリテーナの外観図である。

また、図７は第２の実施態様を示すリテーナの分割面の断面図、図８は第３の実施態様を示すリテーナの分割面の断面図、図９は図８の係止片の詳細を示す拡大図、図１０は第３の実施態様の変形例を示すリテーナの分割面の断面図、図１１は図１０の係止片の詳細を示す拡大図、図１２は第４の実施例を示すリテーナの分割面の断面図、図１３は第４の実施態様の接続部を示すリテーナの外観図、図１４は本発明の球面軸受のリテーナの第５の実施態様を示す球面軸受の断面図、図１５は第５の実施態様の接続部を示すリテーナの外観図、図１６は図１４のＢ部の詳細を示す拡大図である。

本発明の第１の実施態様の球面軸受のリテーナを含む球面軸受は、従来技術の球面軸受と同様に、ロボットアームやマニピュレータの関節、パラレルリンク機構などに使用される球面軸受であって、図１ないし図６に示すように、中心に軸１を有する太陽球２を配置し、この太陽球２の周囲に配置され、リテーナ５の多数の保持孔５ｂで保持された遊星球３を介して、球面に形成された外筒４の内面４ａで太陽球２を支持するものである。

このリテーナ５は、中空状の球体に形成され、少なくとも一方に軸１を挿通するための開口部５ａを有しており、且つ多数個の遊星球３を個別に保持する多数の保持孔５ｂ（図２参照）を有するものであって、リテーナ５の最大径又はその近傍を含む分割面６ａ，７ａで２個のセグメント６，７に分割されている。このため、リテーナ５は、開口部５ａに平行な分割面６ａ，７ａで分割された複数個のセグメント６，７の集合体となっている。

そして、２個のセグメント６，７の分割面６ａ，７ａには、２個のセグメント６，７を相互に接続する複数個の接続部が形成されている。第１の実施態様における接続部は、２個のセグメント６，７のそれぞれ対応する位置において、分割面６ａ，７ａに接して形成された接続孔８に、この接続部を相互に接続する接続部材としてのバタフライピン９，１０を双方のセグメント６，７にまたがって挿入して接続するものであって、図３及び図４に示すように、丸形のバタフライピン９を使用することも、図５及び図６に示すように、角形のバタフライピン１０を使用することも可能である。また、この接続部は、２個のセグメント６，７の接触面（分割面６ａ，７ａ）に沿って２〜３個設けることが望ましい。

バタフライピン９，１０は、図３及び図５に示すように、断面形状が円形又は三角形のピンを長手方向に貼り合わせた形状のピンであって、断面形状が蝶の羽根のように両側に広がって見えるのでこのように呼ばれている。このバタフライピン９，１０を２個のセグメント６，７の双方にまたがって挿入することで、セグメント６，７を接続することができる。このとき、バタフライピン９，１０をテーパピンにすると、セグメント６，７の接触面（分割面６ａ，７ａ）を相互に強く締め付けて接続することができる。

このようにして、セグメント６，７の接触面（分割面６ａ，７ａ）を相互に強く締め付けて接続すれば、セグメント６，７が相互に移動することが全くなくなるので、軸１（太陽球２）の揺動や回転によってセグメント６，７が自由に移動することはなくなり、軸１（太陽球２）の揺動や回転によってセグメント同士が干渉して、軸１（太陽球２）がスムーズに揺動や回転をすることができなくなることは生じなくなる。

また、図４及び図６に示すように、セグメント６，７の接触面（分割面６ａ，７ａ）に遊星球３の保持孔５ｂを設けて遊星球３を配置することができる。このようにして、セグメント６，７の接触面（分割面６ａ，７ａ）に遊星球３を配置すれば、最も大きな負荷の掛かりやすいリテーナの最大径又はその近傍に遊星球が存在しないという従来技術の欠点も解消することができる。

図７に示す本発明の第２の実施態様のリテーナ１１は、第１の実施態様のリテーナ５と同様に、中空状の球体に形成され、少なくとも一方に軸を挿通するための開口部と、多数個の遊星球を個別に保持する多数の保持孔を有するものであって、その最大径又はその近傍を含む分割面１２ａ，１３ａで２個のセグメント１２，１３に分割されており、リテーナ１１は、開口部に平行な分割面１２ａ，１３ａで分割された複数個のセグメント１２，１３の集合体となっている。

そして、分割面１２ａ，１３ａは、図７に示すように、重ね合わせ部を有する形状をしており、接続部として、この重ね合わせ部を貫通する接続孔に棒状のピン１４が挿入されている。この棒状のピンは、接続部である重ね合わせ部を確実に固定するためには、テーパピンを使用することが望ましい。

第２の実施態様は、このように構成されているので、第１の実施態様と同様に、セグメント１２，１３が接続されて一体のリテーナ１１となるので、軸１（太陽球２）の揺動や回転によってセグメント同士が干渉して、軸１（太陽球２）がスムーズに揺動や回転をすることができなくなることを防止すると共に、セグメント１２，１３の接触面（分割面１２ａ，１３ａ）に遊星球の保持孔を設けることもでき、最も大きな負荷の掛かりやすいリテーナの最大径又はその近傍に遊星球が存在しないという従来技術の欠点も解消することができる。

図８及び図９に示す本発明の第３の実施態様のリテーナ１５は、第１の実施態様のリテーナ５、第２の実施態様のリテーナ１１と同様に、中空状の球体に形成され、少なくとも一方に軸を挿通するための開口部と多数個の遊星球を個別に保持する多数の保持孔を有するものであって、その最大径又はその近傍を含む分割面１６ａ，１７ａで２個のセグメント１６，１７に分割されており、リテーナ１５は、開口部に平行な分割面１６ａ，１７ａで分割された複数個のセグメント１６，１７の集合体となっている。

そして、分割面１６ａ，１７ａは、図８に示すように、重ね合わせ部を有する形状をしており、接続部の接続部材として、この重ね合わせ部には係止片１８が設けられている。この係止片１８は、例えば図９に示すように、セグメント１７の分割面１７ａに設けられた突起１９をセグメント１６の分割面１６ａに設けられた溝２０に係合して、セグメント１６とセグメント１７とを係止するものであって、突起１９と溝２０は、分割面１６ａ，１７ａの全周にわたって設けられてもよく、或いは断続的に、２，３個所のみに設けても良い。

図１０及び図１１は、分割面１６ａ，１７ａの重ね合わせ部にリング２１を外嵌して、このリング２１に突起１９を設け、分割面１６ａ，１７ａに溝２０を設けて係止片１８を形成したものである。このように構成しても、分割面１６ａ，１７ａに重ね合わせ部を形成して、係止片１８で係止することができる。このリング２１は、分割面１６ａ，１７ａに外嵌する必要はなく、リング２１を内側にして、外側から分割面１６ａ，１７ａを嵌着しても良いことは勿論である。

更に、突起１９と溝２０の配置は、分割面の一方に突起を配置し、他方に溝を配置すれば足りることはいうまでもない。また、第２の実施態様と同時に使用して、係止片１８でセグメント１６，１７を係止し、セグメント１６，１７が相互に回転することを防止するために、第２の実施態様の棒状のピンを採用しても良く、或いは、リング２１を用いて、第２の実施態様のように、棒状のピン１４で接続するようにしても良い。

第３の実施態様は、このように構成されているので、第１の実施態様、第２の実施態様と同様に、セグメント１６，１７が接続されて一体のリテーナ１５となるので、図１に示す軸１（太陽球２）の揺動や回転によってセグメント同士が干渉してスムーズに揺動や回転をすることができなくなることを防止すると共に、セグメント１６，１７の接触面（分割面１６ａ，１７ａ）に遊星球の保持孔を設けることもでき、最も大きな負荷の掛かりやすいリテーナの最大径又はその近傍に遊星球が存在しないという従来技術の欠点も解消することができる。

図１２、図１３は、第４の実施態様を示すもので、中空状の球体に形成され、少なくとも一方に軸を挿通するための開口部と多数個の遊星球を個別に保持する多数の保持孔を有するリテーナ２２が、その最大径又はその近傍を含む分割面２３ａ，２４ａで２個のセグメント２３，２４に分割されており、リテーナ２２は、開口部に平行な分割面２３ａ，２４ａで分割された複数個のセグメント２３，２４の集合体となっている。

そして、この分割面２３ａ，２４ａは、図１３に示すように、相互に係合する凹凸部を有する形状をしており、接続部として、この凹凸部を周回する溝２５が形成されており、接続部材である係止リング２６がこの溝２５に挿入されている。

第４の実施態様は、このように構成されているので、同様に、セグメント２３，２４が接続されて一体のリテーナ２２となるので、図１に示す軸１（太陽球２）の揺動や回転によってセグメント同士が干渉してスムーズに揺動や回転をすることができなくなることを防止することができる。

図１４ないし図１６は、第５の実施態様を示すもので、この実施態様では、中空状の球体に形成され、少なくとも一方に軸を挿通するための開口部２７ａと多数個の遊星球３０を個別に保持する多数の保持孔２７ｂを有するリテーナ２７が開口部２７ａに直交する分割面２８ａ，２９ａで２個のセグメント２８，２９に分割されており、リテーナ２７は、開口部に直交する分割面２８ａ，２９ａで分割された複数個のセグメント２８，２９の集合体となっている。

そして、この分割面２８ａ，２９ａは、図１５に示すように、開口部２７ａ（具体的な形状は図１４参照）と交差する面であって、接続部として、開口部２７ａに平行な溝３１が形成されており、接続部材である係止リング３２がこの溝３１に挿入されている。ここで、係止リング３２がストップリングであることが望ましい。また、セグメント２８，２９の分割面２８ａ，２９ａの間に滑りが生じないように、位置決めピン３３で位置決めすることが望ましい。

第５の実施態様は、このように構成されているので、第１ないし第４の実施態様とは異なり、セグメント２８，２９の分割面２８ａ，２９ａが開口部２７ａと交差する面（実施例では直交する面）となっているが、同様に、セグメント２８，２９が接続されて一体のリテーナ２７となるので、図１４に示す軸３４（太陽球３５）の揺動や回転によってセグメント同士が干渉してスムーズに揺動や回転をすることができなくなることを防止することができる。

以上に述べた説明でも明らかなように、本発明は、中空状の球体に形成され、少なくとも一方に開口部を有し、且つ多数個の遊星球を個別に保持する多数の保持孔を有する球面軸受のリテーナにおいて、中空状の球体に形成されたリテーナを、その最大径又はその近傍を含む分割面で複数個に分割した形状の複数個のセグメントに分割し、この複数個のセグメントに形成された接続部と、この接続部を相互に接続する接続部材とで接続することを要旨とするものなので、複数個のセグメントに分割する分割面の方向は自由であり、開口部に平行な第１の分割面と、開口部に直交する第２の分割面との双方からなる構成とすることも可能である。

本発明の球面軸受のリテーナの第１の実施態様を示す球面軸受の断面図である。 図１のＡ部の詳細を示す拡大図である。 第１の実施態様の接続部材である丸形のバタフライピンからなる接続ピンを示す斜視図である。 第１の実施態様において丸形のバタフライピンを用いたリテーナの接続部を示すリテーナの外観図である。 第１の実施態様の接続部材である角形のバタフライピンからなる接続ピンを示す斜視図である。 第１の実施態様において角形のバタフライピンを用いたリテーナの接続部を示すリテーナの外観図である。 第２の実施態様を示すリテーナの分割面の断面図である。 第３の実施態様を示すリテーナの分割面の断面図である。 図８の係止片の詳細を示す拡大図である。 第３の実施態様の変形例を示すリテーナの分割面の断面図である。 図１０の係止片の詳細を示す拡大図である。 第４の実施例を示すリテーナの分割面の断面図である。 第４の実施態様の接続部を示すリテーナの外観図である。 本発明の球面軸受のリテーナの第５の実施態様を示す球面軸受の断面図である。 第５の実施態様の接続部を示すリテーナの外観図である。 図１４のＢ部の詳細を示す拡大図である。 従来技術の球面軸受のリテーナを示す球面軸受の断面図である。

符号の説明

１ 軸
２ 太陽球
３ 遊星球
４ 外筒
４ａ 内面
５ リテーナ
５ａ 開口部
５ｂ 保持孔
６，７ セグメント
６ａ，７ａ 分割面
８ 接続孔
９ 丸形のバタフライピン
１０ 角形のバタフライピン
１１ リテーナ
１２，１３ セグメント
１２ａ，１３ａ 分割面
１４ 棒状のピン
１５ リテーナ
１６，１７ セグメント
１６ａ，１７ａ 分割面
１８ 係止片
１９ 突起
２０ 溝
２１ リング
２２ リテーナ
２３，２４ セグメント
２３ａ，２４ａ 分割面
２５ 溝
２６ 係止リング
２７ リテーナ
２７ａ 開口部
２８，２９ セグメント
２８ａ，２９ａ 分割面
３０ 遊星球
３１ 溝
３２ 係止リング
３３ 位置決めピン
３４ 軸
３５ 太陽球

Claims (14)

1. 中空状の球体に形成され、少なくとも一方に開口部を有し、且つ多数個の遊星球を個別に保持する多数の保持孔を有する球面軸受のリテーナにおいて、
   該リテーナは、前記中空状の球体に形成されたリテーナを、その最大径又はその近傍を含む分割面で複数個に分割した形状の複数個のセグメントと、
   該複数個のセグメントに形成された接続部と、
   該接続部を相互に接続する接続部材とからなることを特徴とする球面軸受のリテーナ。
2. 前記リテーナが、前記開口部に平行な分割面で分割された複数個のセグメントの集合体であることを特徴とする請求項１に記載の球面軸受のリテーナ。
3. 前記リテーナが、前記開口部に直交する分割面で分割された複数個のセグメントの集合体であることを特徴とする請求項１に記載の球面軸受のリテーナ。
4. 前記接続部が、前記複数個のセグメントのそれぞれ対応する位置に、前記分割面に接して形成された接続孔であり、前記接続部材が双方のセグメントにまたがって前記接続孔に挿入される接続ピンであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の球面軸受のリテーナ。
5. 前記接続ピンがバタフライピンであり、前記接続部が双方のセグメントにまたがって形成された接続孔であることを特徴とする請求項４に記載の球面軸受のリテーナ。
6. 前記接続ピンがテーパ状に形成されたバタフライピンであることを特徴とする請求項５に記載の球面軸受のリテーナ。
7. 前記リテーナが前記複数個のセグメントの集合体であって、前記分割面が重ね合わせ部を有する形状で、前記接続部がこの重ね合わせ部を貫通する接続孔であり、前記接続部材がこの重ね合わせ部を貫通する接続孔に挿通する棒状のピンであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の球面軸受のリテーナ。
8. 前記棒状のピンがテーパピンであることを特徴とする請求項７に記載の球面軸受のリテーナ。
9. 前記リテーナが前記複数個のセグメントの集合体であって、前記分割面が重ね合わせ部を有する形状で、前記接続部材がこの重ね合わせ部に設けられた係止片であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の球面軸受のリテーナ。
10. 前記係止片が前記分割面の重ね合わせ部に嵌着されたリングに形成されていることを特徴とする請求項９に記載の球面軸受のリテーナ。
11. 前記複数個のセグメントに分割する分割面が、相互に係合する凹凸部を有し、前記接続部が該凹凸部を周回する溝であり、前記接続部材が該溝に挿入された係止リングであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の球面軸受のリテーナ。
12. 前記複数個のセグメントに分割する分割面が、前記開口部と交差する面で、前記接続部が前記開口部に平行な溝であり、前記接続部材が該溝に挿入された係止リングであることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の球面軸受のリテーナ。
13. 前記係止リングがストップリングであることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の球面軸受のリテーナ。
14. 前記複数個のセグメントに分割する分割面が、前記開口部に平行な第１の分割面と、前記開口部に直交する第２の分割面との双方からなることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の球面軸受のリテーナ。

Images