JP2021011918A - クロスローラ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪のローラ挿入孔に嵌め合わせる止め栓から給脂することができるクロスローラ軸受を提供する。【解決手段】ローラ挿入孔２ｂを有する外輪２の２つの傾斜軌道面２ａと、内輪３の２つの傾斜軌道面３ａとの間に複数のローラ４が周方向に傾斜方向が変わるように配され、ローラ挿入孔２ｂに嵌合する止め栓５の内側に２つの傾斜軌道面５ｄが形成され、外輪２および内輪３がそれぞれ一体に形成されているクロスローラ軸受１であって、外輪２の２つの傾斜軌道面２ａ間に逃げ溝部２ｄが形成され、止め栓５の２つの傾斜軌道面５ｄ間に凹部５ｃが形成され、止め栓５に凹部５ｃにつながる給脂孔５ｂが形成され、逃げ溝部２ｄおよび凹部５ｃの開口を塞ぐカバー部材１０によって、逃げ溝部２ｄおよび凹部５ｃの内部に給脂孔５ｂに連通する通路１１が形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、外輪と内輪との間に、周方向に交互に傾斜方向が異なるようにローラが配置されたクロスローラ軸受に関する。

産業用ロボットの減速機等に用いられるクロスローラ軸受は、高い位置決め精度や繰り返し精度、高い剛性等の安定した特性が求められる。

例えば、特許文献１に示すクロスローラベアリングは、環状に形成された外輪および内輪を有している。外輪の内周面は、内方に向かって開口するＶ字状の軌道溝が円周方向に沿って形成され、内輪の外周面には、外輪の軌道溝と対向するように外方に向かって開口するＶ字状の軌道溝が円周方向に沿って形成されている。内輪の軌道溝と外輪の軌道溝との間には複数のローラが周方向に沿って介在しており、周方向に隣り合うローラの回転軸が交互に交差する状態となっている。

この内輪および外輪は、上述のように安定した特性が求められることから、軸方向に分割されていない一体構造となっている。一体構造となる内輪および外輪のアセンブリ状態では、両軌道溝間にローラを挿入することができない。このため、外輪には、円周方向の所定の位置に径方向に貫通するローラ挿入孔が設けられている。このローラ挿入孔から内輪の軌道溝と外輪の軌道溝との間に複数のローラを挿入する。

ローラ挿入孔には、略円柱状に形成された蓋が嵌め合わされている。この蓋の内側には、外輪に形成されたＶ字状の軌道溝と連続するようにＶ字状の軌道溝が形成されている。外輪と蓋には、外輪の軸方向に直線的に連続する貫通孔がそれぞれ形成されている。この貫通孔には、蓋の回転と軸方向へのずれを規制する位置決めピンが差し込まれている（特許文献１の段落００１２〜００１７、図３等参照）。

特許第３７３９０５６号公報

通常、減速機に用いられるクロスローラ軸受は、グリース潤滑が一般的である。グリース潤滑されるクロスローラ軸受では、通常の円筒ころ軸受と比較して、内輪および外輪間に形成される軸受内部空間の容積が小さい。このため、軸受内部空間への定期的なグリースの供給（給脂）が必要となる場合がある。

特許文献１に係るクロスローラ軸受においては、内輪と外輪との隙間から潤滑剤（グリース）を供給している（特許文献１の図１参照）。しかしながら、内輪と外輪との隙間からグリースを供給する場合、アプリケーションから減速機を取り外し、さらに減速機から軸受を取り外す必要がある。このため、グリース供給の作業性が悪いとの問題があった。

そこで、特許文献１に係るクロスローラ軸受では、他の形態として、外輪の軸方向両端部にオイルシールを設けて外輪と内輪との間を密封し、外輪の軸方向一端からローラに至る連続する貫通孔を形成している（特許文献１の図５参照）。さらに、図示しない外部ハウジングに設けたグリースニップルにより、外部から貫通孔を通じてグリースを供給するようにしている。

これにより、アプリケーションから減速機を取り外さずにグリースを供給することができる。この場合であっても、グリース供給用の貫通孔を外輪に形成する必要があるという問題があった。

そこで、この発明の課題は、外輪のローラ挿入孔に嵌め合わせる止め栓から給脂することができるクロスローラ軸受を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明に係るクロスローラ軸受は、内周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する外輪と、外周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する内輪と、前記外輪の２つの傾斜軌道面と前記内輪の２つの傾斜軌道面との間に周方向に傾斜方向が変わるように配される複数のローラと、前記外輪を貫通するローラ挿入孔に嵌め合わされる止め栓とを備え、前記外輪および内輪がそれぞれ一体に形成され、前記止め栓が内側に前記外輪の２つの傾斜軌道面に連続する２つの傾斜軌道面を有するクロスローラ軸受において、前記外輪が２つの傾斜軌道面に跨る状態で全周に形成される逃げ溝部を有し、前記止め栓がその２つの傾斜軌道面に跨る状態で形成される凹部と径方向外側を向く外端面とを有し、前記外輪の逃げ溝部と前記止め栓の凹部とが周方向に連続して配置されており、前記止め栓がその外端面から径方向に深さをもって形成され、前記凹部につながる給脂孔を有する構成を採用することができる。

また、前記外輪の逃げ溝部および止め栓の凹部の径方向内側の開口を塞ぐカバー部材をさらに備え、前記カバー部材が複数の吐出孔を有し、前記カバー部材により前記逃げ溝部および凹部の内部に前記給脂孔に連通する通路が形成されている構成を採用することができる。

前記カバー部材が前記外輪の逃げ溝部および前記止め栓の凹部に沿って湾曲する帯状部材である構成や、前記カバー部材が環状部材である構成を採用することができる。

前記カバー部材が、軸方向中央部から軸方向両縁部へ向かって径方向内向きに傾斜する２つの傾斜面を有する構成を採用することができる。

前記複数の吐出孔は、前記止め栓の給脂孔に対する周方向の距離が大きくなるに従い、その開口面積が大きくなるように形成されている構成を採用することができる。

この発明は、別途外輪にグリースを供給するための給脂孔の形成が不要となり、ローラ挿入孔に嵌合する止め栓に形成した給脂孔からローラへ容易に給脂することができる。

この発明に係る実施形態のクロスローラ軸受を示す断面図 同上のクロスローラ軸受の要部を示す断面図 同上のクロスローラ軸受を示す一部切り欠き正面図 同上のクロスローラ軸受のキャップ部材を外した状態を示す拡大平面図 同上のクロスローラ軸受のカバー部材を示す正面図 同上のクロスローラ軸受のカバー部材を示す一部切り欠き斜視図

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１から図６にこの発明の実施形態のクロスローラ軸受を示す。このクロスローラ軸受１は、ロボット用の減速機に組み込まれるものである。

図１に示すように、このクロスローラ軸受１は、内周面に形成される２つの傾斜軌道面２ａ、２ａを有する外輪２と、外周面に２つの傾斜軌道面３ａを有する内輪３と、外輪２の２つの傾斜軌道面２ａと内輪３の２つの傾斜軌道面３ａとの間に傾斜方向が変わるように周方向に配される複数のローラ４と、外輪２を貫通するローラ挿入孔２ｂに嵌め合わされる止め栓５とを備えている。外輪２および内輪３がそれぞれ一体に形成されており、ローラ４は周方向に隣り合うものと互いに接触する状態、いわゆる総ころ状態で配されている。

ここで、「周方向」とは、特に言及しない限り、軸受中心軸周りの円周方向のことをいう。また、特に言及しない限り、軸受中心軸に沿った方向のことを単に「軸方向」といい、軸受中心軸に対し直角な方向のことを単に「径方向」という。

外輪２は、円環状部材であり、径方向外側に軸方向一方に突出する突出部２ｃを有している。突出部２ｃは外輪２の全周にわたって形成されている。外輪２の内周面に２つの傾斜軌道面２ａが形成されている。

２つの傾斜軌道面２ａは、相互に直交しており、それぞれ径方向の断面形状が直線状となるように径方向内向きに延び出している。外輪２の内周面の軸方向中央部分に逃げ溝部２ｄが形成されている。逃げ溝部２ｄは、２つの傾斜軌道面２ａに跨る状態で径方向に深さをもって全周に形成されている。

外輪２の周方向の一箇所にはローラ挿入孔２ｂが径方向に貫通する状態に形成されている。図２に示すように、外輪２は突出部２ｃおよびローラ挿入孔２ｂを軸方向に貫通するピン孔２ｅを有する。ピン孔２ｅは、外輪２の径方向外側に位置している。

ローラ挿入孔２ｂは内面が円筒面であり、ローラ４を挿入可能な直径を有する。ローラ挿入孔２ｂに円柱状の止め栓５が嵌め合わされる。止め栓５は径方向外側を向く外端面５ａと、外端面５ａの中央部分に径方向に深さをもって形成される給脂孔５ｂを有する。

給脂孔５ｂは径方向外側部分に形成された大径部と、大径部の径方向内側に形成される小径部との間を、径方向内向きに向かって内径寸法が小さくなる円すい面部を介して連通するものである。

止め栓５の径方向内側に２つの傾斜軌道面５ｄが形成されている。２つの傾斜軌道面５ｄ、５ｄは、相互に直交し径方向の断面形状が直線状となるように延び出し、外輪２の傾斜軌道面２ａと連続している。

止め栓５の径方向内側の軸方向中央部分に凹部５ｃが形成されている。凹部５ｃは２つの傾斜軌道面５ｄに跨る状態で、径方向に深さをもって形成されている。凹部５ｃは止め栓５の外周面にまで達しており、給脂孔５ｂの小径部とつながっている。凹部５ｃは外輪２の逃げ溝部２ｄと周方向に連続して配置され、逃げ溝部２ｄと同じ軸方向幅を有する。

止め栓５の径方向外側部分に軸方向に貫通するピン孔５ｅが形成されている。止め栓５をローラ挿入孔２ｂに嵌め合わせた状態（止め栓５の嵌合状態）で、２つの傾斜軌道面５ｄと２つの傾斜軌道面２ａとがそれぞれ周方向に連続し、かつ、逃げ溝部２ｄと凹部５ｃが周方向に連続している。また、図４に示すように、止め栓５の嵌合状態では、外輪２のピン孔２ｅと止め栓５のピン孔５ｅが軸方向に一致している。

軸方向に一致しているピン孔２ｅとピン孔５ｅとにピン６が挿入され、止め栓５がローラ挿入孔２ｂに対して回転および径方向の移動が規制される。止め栓５の外周面には、Ｏリング７を装着した溝部５ｆが形成されている。止め栓５の嵌合状態では、Ｏリング７がローラ挿入孔２ｂの内面の全周に密着している。

止め栓５は、給脂孔５ｂの外端面５ａ側を閉塞するキャップ部材８を備えている。キャップ部材８は、ローラ挿入孔２ｂの内径寸法と同じ外径を有する円盤状部材である。キャップ部材８の径方向内側を向く一方の表面に円柱状の突出部８ａが形成されている。突出部８ａは、給脂孔５ｂの大径部にすき間なく嵌め合わされる。

キャップ部材８は給脂孔５ｂに嵌め合わされる状態で、外輪２の外周面よりも径方向内側に位置する。キャップ部材８の他方の表面には、係止溝８ｂが形成されている。係止溝８ｂにドライバなどの工具を差し込むことで、給脂孔５ｂからキャップ部材８が取り外し可能となっている。

内輪３は、外輪２の径方向内側部分と同じ軸方向の幅を有する円環状部材である。内輪３の外周面に２つの傾斜軌道面３ａが形成されている。２つの傾斜軌道面３ａは、相互に直交しており、それぞれ径方向の断面形状が直線状となるように径方向外向きに延び出している。

内輪３の内周面の軸方向中央部分にぬすみ部３ｂが形成されている。ぬすみ部３ｂは、２つの傾斜軌道面３ａに跨る状態で径方向に深さをもって全周に形成されている。

ローラ４は、外輪２のローラ挿入孔２ｂから挿入可能な円筒ころである。図２に示すように、ローラ４の外周面が外輪２の軸方向一方側の傾斜軌道面２ａおよび内輪３の軸方向他方側の傾斜軌道面３ａに直線状に接触している。当該ローラ４に対して周方向に隣り合うローラ４は、外輪２の軸方向他方側の傾斜軌道面２ａおよび内輪３の軸方向一方側の傾斜軌道面３ａに直線状に接触している。

この実施形態のクロスローラ軸受１は、外輪２の逃げ溝部２ｄと止め栓５の凹部５ｃの径方向内側の開口を塞ぐカバー部材１０をさらに備えている。カバー部材１０は、外輪２の逃げ溝部２ｄおよび止め栓５の凹部５ｃに沿って湾曲する弾性を有する帯状部材である。

図５、６に示すように、カバー部材１０は、クロスローラ軸受１の回転中心軸を中心とする円弧状に形成されている。カバー部材１０は、長さ方向に間隔をおいて複数の吐出孔１０ａを有する。カバー部材１０の外周部は、軸方向中央部から軸方向両縁部へ向かって径方向内向きに傾斜する２つの傾斜面１０ｂを有している。

カバー部材１０の軸方向の幅寸法は、止め栓５の凹部５ｃよりもわずかに大きい。カバー部材１０の外径寸法は、外輪２の逃げ溝部２ｄの外径寸法よりも小さく、かつ外輪２の２つの傾斜軌道面２ａの交線が形成する円の直径よりも大きい。

カバー部材１０の素材としては、弾性を有するものであればよく、例えば、ニトリルゴム、耐熱ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等を適用することができる。

なお、カバー部材１０は２つの傾斜面１０ｂを有していれば、例えば、径方向の断面形状が三角形、矩形、あるいはひし形などの多角形であってもよい。また、カバー部材１０は円環状であってもよい。

吐出孔１０ａは円形に開口し、カバー部材１０の長さ方向の中間位置に１つ、当該中間位置から長さ方向両側に等距離であってカバー部材１０の直径方向の両側位置に２つ、合計３つ設けられている。前記両側位置の２つの吐出孔１０ａは、前記中間位置の吐出孔１０ａよりも開口面積が大きく形成されている。

なお、吐出孔１０ａの数は例えば、２つ、４つ、５つ等、複数であってもよい。この場合、吐出孔１０ａにおいては、止め栓５の給脂孔５ｂに対する周方向の距離が大きくなるに従い、その開口面積が大きくなるように形成されていればよい。

カバー部材１０は、前記中間位置の吐出孔１０ａが止め栓５の給脂孔５ｂの径方向内側位置となる状態で、外輪２の逃げ溝部２ｄと止め栓５の凹部５ｃの径方向内側の開口を塞いでいる。このとき、カバー部材１０の両側の端部１０ｃ、１０ｃの間には、それぞれの吐出孔１０ａよりも開口面積が大きい吐出口が形成される。

このカバー部材１０により、逃げ溝部２ｄおよび凹部５ｃの内部に給脂孔５ｂに連通する通路１１が形成される（図３参照）。

この実施形態のクロスローラ軸受１は、以上のように構成される。クロスローラ軸受１は、外輪２のローラ挿入孔２ｂに嵌め合わされる止め栓５に給脂孔５ｂを形成するものである。給脂孔５ｂは、カバー部材１０により逃げ溝部２ｄおよび凹部５ｃの内部に形成される通路１１に連通している。

これにより、給脂孔５ｂから注入されるグリースを、通路１１を通じてカバー部材１０のそれぞれの吐出孔１０ａおよび上述の吐出口からローラ４へ供給することができる。したがって、上述した従来のクロスローラ軸受のように、外輪に給脂孔を形成する必要がなく、止め栓５の給脂孔５ｂからローラ４にグリースを供給することができる。

また、カバー部材１０の複数の吐出孔１０ａおよび吐出口は、止め栓５の給脂孔５ｂに対する周方向の距離が大きくなるに従い、その開口面積が大きくなるように形成されている。

止め栓５の給脂孔５ｂから注入されたグリースは、通路１１を通じて給脂孔５ｂに対する周方向の距離が大きくなる位置により多く供給される。これにより、止め栓５の給脂孔５ｂの１箇所から、軸受内部の周方向全域へ均一にグリースを供給することができる。

このようなグリース供給を行うことができるので、メンテナンス性が向上し、グリース供給不足に伴う潤滑不良による軸受破損を防止することができる。

また、この実施形態では、給脂孔５ｂから注入されるグリースの圧力により、カバー部材１０の軸方向中央部分に径方向内向きの力が作用する場合がある。このとき、カバー部材１０は軸方向両縁部の軸方向の間隔が広がるように変形する。

この変形によって、カバー部材１０の軸方向両縁部が、止め栓５の凹部５ｃおよび外輪２の逃げ溝部２ｄの内面を押し付けるので、カバー部材１０の離脱を防止することができる。

なお、この実施形態のクロスローラ軸受１は、カバー部材１０を備えていないものでもよい。この場合でも、外輪に給脂孔を形成する必要がなく、止め栓５の給脂孔５ｂから軸受内部のローラ４にグリースを供給することができる。

１ クロスローラ軸受
２ 外輪
２ａ 傾斜軌道面
２ｂ ローラ挿入孔
２ｃ 突出部
２ｄ 逃げ溝部
３ 内輪
３ａ 傾斜軌道面
４ ローラ
５ 止め栓
５ａ 外端面
５ｂ 給脂孔
５ｃ 凹部
５ｄ 傾斜軌道面
６ ピン
８ キャップ部材
１０ カバー部材
１０ａ 吐出孔
１０ｂ 傾斜面
１０ｃ 端部
１１ 通路

Claims (6)

1. 内周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する外輪と、外周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する内輪と、前記外輪の２つの傾斜軌道面と前記内輪の２つの傾斜軌道面との間に周方向に傾斜方向が変わるように配される複数のローラと、前記外輪を貫通するローラ挿入孔に嵌め合わされる止め栓とを備え、前記外輪および内輪がそれぞれ一体に形成され、前記止め栓が内側に前記外輪の２つの傾斜軌道面に連続する２つの傾斜軌道面を有するクロスローラ軸受において、
   前記外輪が２つの傾斜軌道面に跨る状態で全周に形成される逃げ溝部を有し、前記止め栓がその２つの傾斜軌道面に跨る状態で形成される凹部と径方向外側を向く外端面とを有し、前記外輪の逃げ溝部と前記止め栓の凹部とが周方向に連続して配置されており、前記止め栓がその外端面から径方向に深さをもって形成され、前記凹部につながる給脂孔を有することを特徴とするクロスローラ軸受。
2. 前記外輪の逃げ溝部および止め栓の凹部の径方向内側の開口を塞ぐカバー部材をさらに備え、前記カバー部材が複数の吐出孔を有し、前記カバー部材により前記逃げ溝部および止め栓内に前記給脂孔に連通する通路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載されたクロスローラ軸受。
3. 前記カバー部材が前記外輪の逃げ溝部および前記止め栓の凹部に沿って湾曲する帯状部材であることを特徴とする請求項２に記載されたクロスローラ軸受。
4. 前記カバー部材が環状部材であることを特徴とする請求項２に記載されたクロスローラ軸受。
5. 前記カバー部材が、軸方向中央部から軸方向両縁部へ向かって径方向内向きに傾斜する２つの傾斜面を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載されたクロスローラ軸受。
6. 前記複数の吐出孔は、前記止め栓の給脂孔に対する周方向の距離が大きくなるに従い、その開口面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載されたクロスローラ軸受。

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