JP2016109232A - 軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てを容易に行うことができ、且つ、予圧荷重が安定して得られる軸受ユニットを提供する。【解決手段】軸受ユニット１では、ハウジング８の内周面の軸方向両側に、一対のアンギュラ玉軸受１０の外輪１１を軸方向に位置決めするための止め輪２０が取り付けられる。また、各内輪１２が軸部材２に圧入固定されることで、一対のアンギュラ玉軸受１０には背面組合せにて予圧が付与される。【選択図】図１

Description

本発明は、軸受ユニットに関し、より詳細には、産業用ロボット、介護用ロボット、家電機器、産業機械などに好適に使用可能な軸受ユニットに関する。

従来の軸受装置として、複列アンギュラ玉軸受を使用し、スリーブの軸方向端部を径方向外方に向けて塑性変形させることで、一対の内輪をスリーブに結合固定し、予圧を付与したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、特許文献１に記載の軸受装置では、複列アンギュラ玉軸受の外輪をハウジングと一体構造としており、この外輪には、取付け穴を有するフランジ部が設けられている。

また、特許文献２に記載のロボットアーム用軸受では、一対のアンギュラ玉軸受を使用し、各外輪に締結用外方部材が、各内輪に締結用内方部材が、圧入又は接着によってそれぞれ嵌合され、さらに、締結用外方部材および締結用内方部材を、チタン、アルミニウム、プラスチックのいずれかから形成して、軽量化を図ることが記載されている。また、締結用外方部材及び締結用内方部材が、円筒状本体部と一対の側板とによって構成され、一対の側板をボルトや接着によって円筒状本体部に取り付けることで、寸法管理や予圧調整を行うことが記載されている。

特開２０１１−２０２７３９号公報 特開２０１０−１０６２９９号公報

ところで、特許文献１に記載の軸受装置では、外輪とハウジングとを一体構造としているため、軽量部材を用いることができず、軸受装置の質量が増大するという課題がある。また、内輪と軸とは、加締めによって取り付けられているため、内輪の位置決めが難しく、所望の予圧荷重を得ることも困難であった。

また、特許文献２に記載のロボットアーム用軸受では、締結用外方部材及び締結用内方部材が、円筒状本体部と一対の側板とによって構成されるので、部品点数が多く、組立が複雑であり、また、一対の側板をボルトなどによって円筒状本体部に固定するため、予圧調整が煩雑になるという課題もあった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、組み立てを容易に行うことができ、且つ、予圧荷重が安定して得られる軸受ユニットを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面間に接触角を持って転動自在に配置される複数の玉と、をそれぞれ備える一対のアンギュラ玉軸受と、
内周面に前記各外輪が内嵌されるハウジングと、
外周面に前記各内輪が外嵌される軸部材と、
を備えた軸受ユニットであって、
前記ハウジングの内周面の少なくとも軸方向一側には、前記外輪を軸方向に位置決めするための止め輪が取り付けられ、
前記各内輪が前記軸部材に固定されることで、前記一対のアンギュラ玉軸受には背面組合せにて予圧が付与されることを特徴とする軸受ユニット。
（２） 前記ハウジングの内周面及び前記軸部材の外周面の少なくとも一方には、段部が形成され、
前記段部は、前記アンギュラ玉軸受の前記外輪又は前記内輪と当接することを特徴とする（１）に記載の軸受ユニット。
（３） 前記各内輪は、圧入により前記軸部材に固定されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の軸受ユニット。
（４） 前記各内輪は、前記軸部材に対してすきま嵌めで外嵌され、接着により前記軸部材に固定されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の軸受ユニット。
（５） 前記各内輪は、前記軸部材に対してすきま嵌めで外嵌され、前記軸部材に圧入固定されたカラーにより前記軸部材に固定されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の軸受ユニット。
（６） 前記各外輪は、接着により前記ハウジングに固定されることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の軸受ユニット。

本発明の軸受ユニットによれば、ハウジングの少なくとも軸方向一側には、外輪を軸方向に位置決めするための止め輪が設けられ、各内輪が軸部材に固定されることで、一対のアンギュラ玉軸受には背面組合せにて予圧が付与される。これにより、比較的少ない部品点数で、組み立てを容易に行うことができ、且つ、予圧荷重が安定して得られる。また、軸受をユニット化することで、軸受取付・交換の際に煩雑な予圧調整が不要となり、軸受の取付が簡単となる。

本発明の一実施形態に係る軸受ユニットの斜視図である。 図１の軸受ユニットの断面図である。 図１の軸受ユニットに使用されるＣ型止め輪の側面図である。 本発明の変形例に係る軸受ユニットの断面図である。 本発明の他の変形例に係る軸受ユニットの断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る軸受ユニットについて、図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、軸受ユニット１は、軸部材２と、筒状本体部５、及び該筒状本体部５の外周面から径方向外方に延びるフランジ部６を有するハウジング８と、ハウジング８に対して軸部材２を回転可能に支持する一対のアンギュラ玉軸受１０、１０と、を備える。

軸部材２の端部には、平歯車、傘歯車、ウォーム歯車等のギア部４が形成されており、この場合、軸受ユニット１は、ギアボックスの動力伝達装置を構成する。

ハウジング８は、軸受鋼よりも軽量なアルミ合金から構成されている。なお、ハウジング８の材料はこれにかぎらず、軸受鋼よりも比重の小さな材料で構成されることが好ましく、例えば、樹脂材料であってもよい。ハウジング８のフランジ部６には、複数の取付け穴６ａが円周方向に等間隔に形成されている。

各アンギュラ玉軸受１０は、ハウジング８に内嵌され、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、軸部材２に外嵌され、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａ間に接触角を持って転動自在に配置された複数の玉１３と、複数の玉１３を所定の間隔で保持する保持器１４と、を備える。一対のアンギュラ玉軸受１０は、背面組み合わせで配置されている。

なお、本実施形態では、一対のアンギュラ玉軸受１０は、互いに隣接して配置されている。
また、図示しないが、少なくとも一方のアンギュラ玉軸受１０には、外部からの異物侵入や潤滑剤の漏れを防止するためのオイルシール等のシール構造が設けられてもよい。

各外輪１１が内嵌されるハウジング８の内周面の軸方向両側には、止め輪２０を装着するための一対の取付け溝９が形成されている。したがって、一対の取付け溝９に一対の止め輪２０をそれぞれ装着することで、各外輪１１が軸方向に位置決めされる。

また、各外輪１１とハウジング８の内周面との嵌合をすきま嵌めとし、一対の止め輪２０で各外輪１１を位置決めすることで、組み立てを容易に行うことができる。
さらに、荷重が両方向から止め輪２０に加わり、止め輪２０による固定力を越える荷重が作用する場合には、各外輪１１の外周面をハウジング８の内周面に接着し、軸部材２に加わる外力によってアンギュラ玉軸受１０がハウジング８から外れるのを防止してもよい。

止め輪２０としては、スナップリングを採用することで、ばねの作用で外輪１１の軸方向のガタを抑制することができる。例えば、図３に示すようなＣ型スナップリングであればよく、上記ガタを抑制することで、軸受とハウジングの位置決め精度を向上することができる。

また、各内輪１２は、軸部材２の外周面に形成された段部３に当接され、また、軸部材２の外周面に圧入によって固定される。これにより、背面組合せで配置された一対のアンギュラ玉軸受１０には、予圧が付与され、各アンギュラ玉軸受１０の剛性が上がり、軸部材２の振れ精度を向上することができる。

なお、内輪１２の固定方法としては、内輪１２をすきま嵌めとして、接着によって軸部材２に固定してもよい。或いは、軸部材２の外周面にカラーを圧入固定し、段部３に当接する内輪１２と反対側の内輪１２の軸方向端面にカラーを当接することで、軸部材２に固定してもよい。いずれの場合にも、締め代のばらつきによる予圧量の変化を防止することができる。

以上説明したように、本実施形態の軸受ユニットによれば、ハウジング８の内周面の軸方向両側には、外輪１１を軸方向に位置決めするための一対の止め輪２０が取り付けられ、また、各内輪１２が軸部材２に固定されることで、一対のアンギュラ玉軸受１０、１０には背面組合せにて予圧が付与される。これにより、比較的少ない部品点数で、軸受ユニットの組み立てを容易に行うことができ、且つ、予圧荷重が安定して得られる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、本実施形態では、ハウジング８の各外輪１１に対して軸方向両側に１対の止め輪２０が設けられているが、本発明は、ハウジング８の少なくとも軸方向一側に、止め輪２０が取り付けられればよい。即ち、止め輪２０の取付け位置は、軸部材２からの荷重方向によって決定すればよい。
例えば、図４に示す変形例のように、ハウジング８の内周面には、段部７が形成され、各外輪１１の軸方向端面を軸方向一方側で当接する段部７と、軸方向他方側で当接する止め輪２０とによって各外輪１１を位置決めすればよい。これにより、止め輪の数をさらに削減することができる。

また、図５に示す他の変形例のように、軸部材２から受ける荷重の方向によって、ハウジング８の内周面に段部７を設けず、各外輪１１の一方側の軸方向端面で当接する止め輪２０によって、各外輪１１を位置決めしてもよい。

１ 軸受ユニット
２ 軸部材
８ ハウジング
１０ アンギュラ玉軸受
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ 玉
１４ 保持器
２０ 止め輪

Claims (6)

1. 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面間に接触角を持って転動自在に配置される複数の玉と、をそれぞれ備える一対のアンギュラ玉軸受と、
   内周面に前記各外輪が内嵌されるハウジングと、
   外周面に前記各内輪が外嵌される軸部材と、
   を備えた軸受ユニットであって、
   前記ハウジングの内周面の少なくとも軸方向一側には、前記外輪を軸方向に位置決めするための止め輪が取り付けられ、
   前記各内輪が前記軸部材に固定されることで、前記一対のアンギュラ玉軸受には背面組合せにて予圧が付与されることを特徴とする軸受ユニット。
2. 前記ハウジングの内周面及び前記軸部材の外周面の少なくとも一方には、段部が形成され、
   前記段部は、前記アンギュラ玉軸受の前記外輪又は前記内輪と当接することを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
3. 前記各内輪は、圧入又は接着により前記軸部材に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受ユニット。
4. 前記各内輪は、前記軸部材に対してすきま嵌めで外嵌され、接着により前記軸部材に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受ユニット。
5. 前記各内輪は、前記軸部材に対してすきま嵌めで外嵌され、前記軸部材に圧入固定されたカラーにより前記軸部材に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受ユニット。
6. 前記各外輪は、接着により前記ハウジングに固定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の軸受ユニット。

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