JP2010261482A

JP2010261482A - 回転軸受

Info

Publication number: JP2010261482A
Application number: JP2009111139A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Ban; 敏和伴
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】外径の小型化を図ると共に、容易に精度よく製造することができる多段式の回転軸受を提供する。
【解決手段】外周に複数条の転動体転走溝が形成された内輪と、前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝が内周に形成された外輪とを備え、前記内輪と前記外輪は、前記転動体転走溝及び前記負荷転動体転走溝によって形成される転動体転走路を転動する複数の転動体を介して組み付けられており、前記内輪及び前記外輪の一方は、前記転動体転走溝及び前記負荷転動体転走溝の一方を少なくとも１条以上備えた分割体によって形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸受に係り、特に、外輪と内輪との間に介在する転動体列を複数条備えた回転軸受に関するものである。

従来より、外輪と内輪との間に複数の転動体からなる転動体列を介在させ、該転動体が転動することにより、荷重を負荷することができる回転軸受が知られている。これらの回転軸受は、微小角度を揺動する揺動回転軸受として使用すると、転動体と外輪又は内輪との局部的磨耗を生じ、これを防止するために種々の回転軸受が提案されている。

特許文献１に記載された回転軸受は、外輪と内輪とこれらの間に配置された中間輪とを備え、外輪と中間輪及び中間輪と内輪との間に夫々複数の転動体からなる転動体列が介在され、該転動体が円周方向に偏心溝穴が形成された保持器によって保持されており、この偏心溝穴に剛球を装入し、一の揺動回転方向に対しては常に一の保持器が制動させられ、他の保持器は自由運動するように形成されている。このように保持器の回転方向を一方向に制動することにより、保持器およびこれに保持された転動体が外輪および内輪の全周にわたって転動することができるので、外輪及び内輪と転動体との局部的な接触を回避して局部的磨耗を防止している。

また、特許文献２に記載された回転軸受は、外輪と内輪とこれらの間に配置された中間輪とを備え、外輪と中間輪及び中間輪と内輪との間に夫々転動体からなる転動体列が介在されており、中間輪のみを外部から一定方向に回転駆動させることで転動体を転動させ、外輪及び内輪と転動体との局部的な接触を回避して局部的磨耗を防止している。

特公昭４０−１５８８２号公報特開平５−２３１４２４号公報

しかしながら、従来の構造によると、外輪と内輪との間に中間輪を介在させて多段構成の回転軸受としているので、回転軸受の外径の小型化を図ることができないといった問題があった。また、内輪と中間輪及び中間輪と外輪とを夫々転動体列を介して組みつけているので、内輪，中間輪及び外輪を同心に精度良く配置、組付けを行う必要があり、容易に高精度の回転軸受を製造することができないものであった。さらに、上述したように、内輪と中間輪及び中間輪と外輪とを夫々転動体列を介して組みつけているので、内輪に対して外輪側に各構成部品の製造誤差が累積されてしまい、外輪側での製造誤差が大きくなってしまうといった問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、外径の小型化を図ると共に、容易に精度よく製造することができる多段式の回転軸受を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る回転軸受は、外周に複数条の転動体転走溝が形成された内輪と、前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝が内周に形成された外輪とを備え、前記内輪と前記外輪は、前記転動体転走溝及び前記負荷転動体転走溝によって形成される転動体転走路を転動する複数の転動体を介して組み付けられており、前記内輪及び前記外輪の一方は、前記転動体転走溝及び前記負荷転動体転走溝の一方を少なくとも１条以上備えた分割体によって形成されていることを特徴とする。

このように、本発明によれば、外輪及び内輪の一方を転動体転走溝及び負荷転動体転走溝の一方を少なくとも１条以上備えた分割体によって形成しているので、外径の小型化を図ると共に、容易に精度よく多段式の回転軸受を製造することができる。

本発明の実施形態に係る回転軸受の構成を説明するための断面図である。本発明の実施形態に係る回転軸受の変形例の構成を説明するための断面図である。本発明の実施形態に係る回転軸受の第１の使用例を説明するための図である。本発明の実施形態に係る回転軸受の第２の使用例を説明するための図である。本発明の実施形態に係る回転軸受の第３の使用例を説明するための図である。

以下、本発明に係る回転軸受について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る回転軸受の構成を説明するための断面図であり、図２は、本実施形態に係る回転軸受の変形例を説明するための断面図である。なお、以下の説明において、図１では回転軸受の回転軸線の方向を上下方向と定義して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る回転軸受１は、外周に上下２条の転動体転走溝２１ａ，２１ｂが形成された内輪２０と、この転動体転走溝２１ａ，２１ｂに夫々対向する負荷転動体転走溝１１ａ，１１ｂが内周に形成された外輪１０とを備え、内輪２０と外輪１０とは、転動体転走溝２１ａ，２１ｂと負荷転動体転走溝１１ａ，１１ｂによって形成される転動体転走路を転動する複数の転動体３０ａ，３０ｂを介して組み付けられている。

外輪１０は、負荷転動体転走溝１１ａが形成された第１の分割体１０ａと、負荷転動体転走溝１１ｂが形成された第２の分割体１０ｂとに分割されて形成されている。また、第１の分割体１０ａには、内周に締結ねじ溝が形成された第１の締結孔１２と、後述する第２の締結孔１４に締結ボルトを締結させるための工具を装入することができる貫通孔１３が形成されている。さらに、第２の分割体１１ｂには、締結ボルトを締結させるための第２の締結孔１４が形成されている。さらにまた、内輪２０は、上述した第２の締結孔１４と同様の第３の締結孔２２が形成されている。

このように、第１の分割体１１ａ，第２の分割体１１ｂ及び内輪２０に夫々第１の締結孔１２，第２の締結孔１４及び第３の締結孔２２を形成したので、第１の分割体１１ａ，第２の分割体１１ｂ及び内輪２０を夫々独立して固定することができるようになっている。

複数の転動体３０ａ，３０ｂは、円柱状のローラによって構成されており、該ローラは、隣接するローラの軸線を交互に交差させて配列されている。このように隣接するローラの軸線を交互に交差させて配列することで、本実施形態に係る回転軸受１の上下両方向からのスラスト荷重を受けることができる。さらに、本実施形態に係る回転軸受１は、第１の分割体１１ａおよび第２の分割体１１ｂが別々の被取付部材に取り付けて使用されるので、隣接するローラの軸線が互いに交差するようにローラを配列すれば、第１の分割体１１ａおよび第２の分割体１１ｂに形成された転動体転走溝２１ａ，２１ｂを転走する転動体３０ａ，３０ｂが夫々第１の分割体１１ａおよび第２の分割体１１ｂの上下方向からのスラスト荷重を夫々受けることができる。

また、隣接するローラの軸線が互いに交差させずに配列することもできる。さらに、隣接するローラの軸線が互いに交差しないように配列した場合には、第１の分割体１１ａに形成された転動体転走溝２１ａと第２の分割体１１ｂに形成された転動体転走溝２１ｂを夫々転走するローラの軸線を互いに交差させるように配列することもできるし、互いに交差させないように配列することもできる。このような転動体３０ａ，３０ｂの配列方法は、本実施形態に係る回転軸受１の使用状況等に応じて適宜変更することができる。

また、複数の転動体３０ａ，３０ｂは、球状のボールによって構成しても構わない。この場合、軸線を交互に交差させて配列する必要がなく、容易に上下両方向からのスラスト荷重を受けることができる回転軸受を構成することができる。

また、転動体転走溝２１ａ，２１ｂ及び負荷転動体転走溝１１ａ，１１ｂは、転動体３０ａ，３０ｂが円滑に転動することができるように形成されており、転動体３０ａ，３０ｂがローラの場合は、ローラの軸線を交互に交差させて配列することができるように、断面が略Ｖ字状に形成され、転動体３０ａ，３０ｂがボールの場合は、断面をサーキュラアーク形状又はゴシックアーチ形状などの円弧状に形成することができる。

さらに、転動体転走路には、転動体３０ａ，３０ｂが円滑に転動することができるように潤滑剤が封入されており、この潤滑剤を保持するために、第１の分割体１０ａと内輪２０との間，第２の分割体１０ｂと内輪２０との間及び第１の分割体１０ａと第２の分割体１０ｂとの間に夫々潤滑剤保持部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃが取り付けられている。この潤滑剤保持部材４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、潤滑剤を保持することができれば、どのような材料で形成されても構わないが、例えば、弾性のあるゴムや合成樹脂などで形成することができる。

このように外輪１０を夫々負荷転動体転走溝１１ａ，１１ｂを備えた第１の分割体１０ａ及び第２の分割体１０ｂとで構成することで、第１の分割体１０ａと第２の分割体１０ｂとを独立して回動させることができ、容易に多段式の回転軸受１を構成することができる。また、第１の分割体１０ａ及び第２の分割体１０ｂは、夫々内輪２０と同心となるように配置されているので、従来のように、内輪２０との同心のみを考慮して第１の分割体１０ａ及び第２の分割体１０ｂを組み付ければよく、容易に三部材の同心をとることができるようになっている。さらに、第１の分割体１０ａ及び第２の分割体１０ｂは、夫々内輪２０に対向して組みつけられているので、各部材の誤差が累積されることがなく、製造誤差の少ない回転軸受を製造することができる。

また、図２に示すように、本実施形態に係る回転軸受は、上述した実施形態と異なり、内輪が第１の分割体２０ａ及び第２の分割体２０ｂとして構成しても構わない。このように回転軸受１ａを構成すれば、内輪２０を多段とした回転軸受１ａを構成することができる。

以上、本実施形態に係る回転軸受１，１ａは、外輪１０又は内輪２０を２分割にした分割体によって形成し、転動体転走路が上下に２条形成された場合について説明したが、分割体の個数及び転動体転走路の条数はこれらに限定されず、外輪１０又は内輪２０を三分割またはそれ以上の分割体で構成しても構わないし、第１の分割体１０ａ，２０ａ及び第２の分割体１０ｂ，２０ｂに夫々２条ずつまたはそれ以上の転動体転走溝２１ａ，２１ｂ及び負荷転動体転走溝１１ａ，１１ｂを形成し、転動体転走路の条数を４条またはそれ以上に形成しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

次に、図３から５を参照して本実施形態に係る回転軸受の使用例について説明する。

［使用例１］
図３は、本実施形態に係る回転軸受１をアライメントテーブル２の位置決め機構に適用した場合の使用例である。

アライメントテーブル２は、テーブル５０に取付られたアライメント調整用の位置調整手段５５によってテーブル５０に推力を付与し、ベース５１に対してテーブル５０を揺動させることでテーブル５０の位置決めを行っている。なお、位置調整手段５５は、ボールねじ等を用いてテーブル５０に推力を付与できるように構成されている。

また、テーブル５０は、本実施形態に係る回転軸受１を介してベース５１に取り付けられており、該回転軸受１がテーブル５０の揺動による負荷を受けている。さらに、内輪駆動モータ５２がカップリング５３及び内輪駆動板５４を介して内輪２０に取り付けられており、内輪２０を第１の分割体１０ａ及び第２の分割体１０ｂと独立して回動させることができるようになっている。

このように、本実施形態に係る回転軸受１を用いて内輪２０を第１の分割体１０ａと独立して回動することができるように組み付けると、第２の分割体１０ｂに対して内輪２０が常に回転運動を行っているので、転動体転走路を転動する転動体３０ａ，３０ｂが常に転動し、良好な油膜を形成するので、従来のアライメントテーブルで発生していたように、テーブル５０の揺動により、外輪は、微小角度を往復運動するように揺動し、外輪と内輪との間に介在する転動体がほとんど回転しない状態で使用されることにより、転動体転走路に封入された潤滑油が油膜を構成せず、転動体転走路と転動体とにより生じる局所磨耗の発生を防止することができる。

次に、本使用例における回転軸受１の取付方法について説明する。

内輪２０は、上述したように、ベース５１上に配置された内輪駆動モータ５２の回転軸がカップリング５３を介して内輪駆動板５４に取付られており、該内輪駆動板５４が第３の締結孔２２に締結ボルト５４ｂを挿通して締結することにより取り付けられている。

また、第２の分割体１０ｂは、第２の締結孔１４に締結ボルト５４ｂを挿通することにより、ベース５１に締結されており、締結ボルト５４ｂを挿通及び締結する際には、貫通孔１３に締結ボルト５４ｂ及び締結工具を挿通して締結作業を行うことができる。さらに、第１の分割体１０ａは、第１の締結孔１２に締結ボルト５４ｃを締結することによりテーブル５０が取り付けられている。

このように、テーブル５０の揺動とは別に、内輪駆動モータ５２によって内輪２０を回転することができれば、転動体３０ａ，３０ｂが微小角度で転動することを防止でき、局所磨耗の発生を防止することができるアライメントテーブル２を構成することができる。

なお、内輪駆動モータ５２の回転は、常に回転を行っている必要はなく、局所磨耗が生じない程度に間欠回転をしても構わない。また、内輪２０の回転は、内輪駆動モータ５２による回転に限られず、位置調整手段５５の推力をクラッチなどで適宜分配して内輪２０に回転力を付与しても構わないし、圧搾空気を導入して内輪２０に回転力を付与しても構わない。

［使用例２］
図４は、本実施形態に係る回転軸受をロボットアームに適用した場合の使用例である。

図４に記載したように、本使用例に係るロボットアーム３は、主腕６０と該主腕６０の一端に第１の作業腕６１ａ及び第２の作業腕６１ｂが同一の駆動軸６２によって回動可能に取り付けられている。

また、駆動軸６２には、本実施形態に係る回転軸受１が取り付けられており、第１の作業腕６１ａ及び第２の作業腕６１ｂの回動による負荷を夫々受けることができるようになっている。ここで、第１の作業腕６１ａは、第１の分割体１０ａに取付けられ、第２の作業腕６１ｂは、第２の分割体１０ｂに夫々取り付けられている。

このように、同一の駆動軸６２によって複数の作業腕が回動するようなロボットアーム３に本実施形態に係る回転軸受１を使用すれば、容易に作業腕同士の回動中心を調心することができる。なお、本使用例に係るロボットアーム３は、２本の作業腕を備えた場合について説明したが、作業腕の数は、３本以上備えることもできる。この場合、外輪を３本以上の分割体で構成することによって、各作業腕の回動による負荷を受けることができる。

［使用例３］
図５は、本実施形態に係る回転軸受を倍速装置に適用した場合の使用例である。

図５に記載したように、本使用例に係る倍速装置４は、第２の分割体１０ｂがベース５１に締結ボルト７６ａを介して固定されており、内輪２０を駆動させる第１の駆動源７１と、第１の分割体１０ａを駆動させる第２の駆動源７２とを備えている。

また、第１の駆動源７１はカップリング７４を介して、内輪２０に締結ボルト７６ｂによって締結された駆動板７５に取り付けられており、内輪２０に駆動力を付与することができるように連結されている。

さらに、第２の駆動源７２は、駆動板７５上に載置され、駆動付与手段７３を介して第１の分割体１０ａに駆動力を付与することができるように連結されている。

このように、内輪２０及び第１の分割体１０ａが夫々第１の駆動源７１及び第２の駆動源７２に連結されているので、夫々の駆動源によって内輪２０及び第１の分割体１０ａを同一の回転数で回転させると、第１の分割体１０ａは、内輪２０に対して該回転数で回転し、ベース５１に取り付けられた第２の分割体１０ｂに対しては、該回転数の倍の回転数で相対的に回転することとなり、入力された回転数を倍速させる倍速装置として構成することができる。

本発明に係る回転軸受は、回転軸受の外径の小型化を図ると共に、容易に精度よく製造することができる多段式の回転軸受を提供することができる。

１，１ａ回転軸受，２アライメントテーブル，３ロボットアーム，４倍速装置，１０外輪，１０ａ第１の分割体，１０ｂ第２の分割体，１１ａ，１１ｂ負荷転動体転走溝，２０内輪，２１ａ，２１ｂ転動体転走溝，３０ａ，３０ｂ転動体，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ潤滑剤保持部材，５０テーブル，５１ベース，５２内輪駆動モータ，５４内輪駆動板，５５位置調整手段，６０主腕，６１ａ第１の作業腕，６１ｂ第２の作業腕，６２駆動軸，７１第１の駆動源，７２第２の駆動源。

Claims

外周に複数条の転動体転走溝が形成された内輪と、
前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝が内周に形成された外輪とを備え、
前記内輪と前記外輪は、前記転動体転走溝及び前記負荷転動体転走溝によって形成される転動体転走路を転動する複数の転動体を介して組み付けられており、
前記内輪及び前記外輪の一方は、前記転動体転走溝及び前記負荷転動体転走溝の一方を少なくとも１条以上備えた分割体によって形成されていることを特徴とする回転軸受。
前記転動体は、円柱状のローラであり、隣接する前記ローラの軸線を交互に交差させて配列されていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸受。
前記分割体の一方は、内周に締結ねじ溝が形成された第１の締結孔と、前記分割体の他方に形成された第２の締結孔に工具を装入するための貫通孔が夫々形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸受。