JP2875781B2 - すきまゼロ軸受 - Google Patents

すきまゼロ軸受

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JP2875781B2 JP8197133A JP19713396A JP2875781B2 JP 2875781 B2 JP2875781 B2 JP 2875781B2 JP 8197133 A JP8197133 A JP 8197133A JP 19713396 A JP19713396 A JP 19713396A JP 2875781 B2 JP2875781 B2 JP 2875781B2
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    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シャフトに対して
特に高精度の、軸方向と回転方向の相対運動を許容して
負荷を受承（抗支）することのできる軸受、特に、シャ
フトと軸受パッドとの間のゼロすきまばめを達成するた
めにシャフトに対して静的予圧が働くように設計した複
数の軸受パッドを有する軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の軸受において、外側円筒シェルに
連結され円周方向に間隔を置いて配置されて、負荷を受
けた時に歪み、変形する軸受パッドを備えることが知ら
れている。例えば、イデの特許第５、１１２、１４３号
と５、２８４、３９２号では、軸受パッドを有する流体
力学的（ハイドロダイナミック）軸受の実施態様が示さ
れており、この軸受パッドの構造は、負荷がかかった時
に、集中流体力学的ウエッジの形成を最適化させ、軸受
パッドへの負荷を均等にし、シャフトの位置ずれを修正
するために、どの方向にでも動けるようになっている。
しかし、イデが示したこの実施態様では、高いｒｐｍ
（毎分回転数）の回転方向のシャフトの動きについての
問題に一般的に関心を示しているが、高精度の線（軸方
向）運動の問題には取り組んでいない。
【０００３】例えば、トムソン(Thomson Industries, I
nc.)社が生産しているような、特に高精度の軸方向運動
ができるように設計したリニア玉軸受は高価である。価
格の低い標準の摺動軸受では、高精度の動きに必要な
「ゼロすきまばめ」（zero clearance fit）を達成する
ためにシャフトの摺動面とのすり合わせ研摩加工（ラッ
ピング）を必要とするようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、シャ
フトに対して高精度の軸方向と回転方向の相対運動を許
容して負荷を受承（抗支）することのできるゼロすきま
軸受を提供することである。
【０００５】本発明の他の目的は、シャフトに対して自
動調心を行う軸受を提供することである。
【０００６】また、本発明の他の目的は軸受の経時摩耗
にもかかわらず、ゼロすきまを維持する軸受を提供する
ことである。
【０００７】さらに、本発明の他の目的は製造方法が簡
単で経済的である軸受を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、中心軸
を有する円柱状ないし円筒状シャフトに対して軸方向と
回転方向の相対運動を許容して負荷を受承する精密軸受
であって、円筒状内側壁を有する外側シェルと、上記シ
ャフトと係合するように上記内側壁に連結された、複数
の円周方向に間隔をあけて配置された軸受パッドとを備
え、上記の各軸受パッドは、上記シャフトに対し静止予
圧が働くように、上記シャフトとの間が締まりばめにな
るように配置された１組の弾性変形をする横方向の先端
部を有し、さらに、上記両先端部間の中間位置の中央部
が上記シャフトとの間がすきまばめになるように配置さ
れ、上記軸受パッドの上記中央部が、直径が上記シャフ
トの直径よりも大きい第一の円の大きさＤ１を規定し、
前記軸受パッドの先端部は直径が上記シャフトの直径よ
りも小さい第二の円の大きさＤ２を規定することを特徴
とする精密軸受が提供される。これにより、上記目的の
少くとも１つが達成される。
【０００９】この基本構成に基づき、さらに以下の展開
態様が可能である。上記軸受パッドが、形状が環状アー
チ型である内部パッド表面を有することが好ましい。上
記複数の軸受パッドのそれぞれが、上記内側壁から上記
軸受パッドの上記中央部に半径方向に延びている突起部
により上記内側壁に連結されていることも好ましい。上
記突起部が円周方向に間隔を置いて配置され、上記内側
壁との共働で上記シャフトの周りに複数の潤滑チャンネ
ルを形成することにより潤滑の確保が同時に行われる。
上記複数の軸受パッドが３個であれば、最も簡単な構造
でしかも確実な作用が実現される。上記精密軸受が一体
ユニットとして作成されることによりさらに構造が簡単
化される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明による好ましい実施態様に
よる軸受は、円筒内側壁を有する外側シェルと、円周方
向に間隔を置いて配置されたアーチ状の複数の軸受パッ
ドが付いており、このパッドは内側壁に連結されてシャ
フトと噛み合う（圧接する）ように半径方向に延びてい
る。各軸受パッドには、１組の弾性変形をする横（円
周）方向に延びる先端部があり、シャフトとの間が締ま
りばめ（圧嵌状態）になるようになっており、その結
果、シャフトに静止予圧が働く。さらに、その横方向の
一方の先端部と他方先端部の中間に中央部があり、中央
部ではシャフトとの間がすきまばめになるようになって
いる。複数の潤滑チャネルが接続突起部（フィンガー状
部）で画定されるようになっており、シェルの内側壁と
共働して軸受パッド間に形成されるギャップを通してシ
ャフトの周面に通じている。
【００１１】本発明の実施例と特質を添付図面を参照し
ながら下記説明の中でさらに詳しく述べる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明による軸受で、その全体を参照
番号１０で示してある。軸受１０は、円筒内側壁１４を
有する外側シェル１２と、複数の軸受パッド１６から成
る。この複数の軸受パッド１６は、円周方向に間隔をお
いて配置され、その位置によりシャフト開口部２０が規
定される関係にあり、このパッドの各フィンガー１８に
より円筒内側壁と結合している。
【００１３】図２では、円筒シャフト５を二点鎖線で示
して、シャフトがシャフト開口部２０に受容されている
状態を表そうとしたものである。各軸受パッド１６に
は、１組の横方向先端部２２が付いており、これはシャ
フト５との間で締まりばめ（圧嵌状態）になるようにな
っており、さらに、その両先端部２２の中間の位置にあ
る中央部２４はシャフト５との間ですきまばめになるよ
うになっている。フィンガー１８は内側壁１４と各中央
部２４との間に延在し、該先端部２２が隣接する中央部
２４からカンチレバー（片持ち式）のように突き出てい
る。
【００１４】図３でよく分かるように、シャフト５がシ
ャフト開口部２０に挿入された時、先端部２２は、シャ
フトを受け入れるために、強制的に内部壁１４の方向に
歪み二点鎖線により示された位置まで移動する。軸受１
０、具体的にはこの軸受パッド１６は、シャフト５の受
け入れに必要な歪み分の弾性変形を許容する材料からで
きている。歪んだ先端部２２によりシャフト５に対して
静止予圧が働き、その結果、ゼロすきまばめが可能とな
り、シャフト５の中心軸６と軸受１０の中心軸の心合わ
せがなされる。先端部２２はシャフト５に沿って軸方向
に移動し、或いは（及び／又）中心軸６の周りを回転す
る結果先端部２２が摩耗するが、この摩耗につれて、予
圧がゼロすきまばめの状態を維持し、先端部２２とシャ
フト５との噛み合い（圧嵌状態）を継続させ、シャフト
５の中心軸６と軸受１０の中心軸の心合わせをする働き
をする。先端部２２の歪み特性は、勿論、その長さと厚
みなどの要因により影響を受ける。
【００１５】本発明の好ましい実施態様では、軸受パッ
ド１６が３個あり、各軸受パッド１６の内側パッド表面
２６の形状はアーチ状である。図４（ａ）の通り、パッ
ド表面２６の中央部２８は中央部２４に関係しており、
シャフト５の直径よりも大きい第一の直径Ｄ１の円の大
きさを規定している。さらに、図４（ｂ）の通り、パッ
ド表面２６の横方向先端部の内角端を成す点３０は横方
向先端部２２に関係しており、シャフト５の直径よりも
大きい第二の直径Ｄ２の円の大きさを規定している。従
って、各パッド表面２６のアーチ状形状は、対応する中
心点２８に沿っている２個の対応する横方向の点３０に
よって環状に画定される。この方法に従って軸受１０の
形状を作成することで、直径Ｄ１とＤ２にそれぞれ対応
した１組のプラグゲージ３２と３４を、軸受１０が設計
許容範囲内にあるかどうかのチェックに使用できる。プ
ラグゲージ３２を中心点２８のチェックに使用する場合
に、その軸受パッド１６の材質は、プラグゲージのシャ
フト開口部２０への挿入によって生じる変形の範囲を越
える弾性変形が可能なものであることが必要がある。
【００１６】フィンガー１８は円周方向に間隔をおいて
配置され、円筒内側壁１４から延びており、これらが共
働して、シャフト５の周りを廻る潤滑チャネル３６を形
成し、各軸受パッド１６の間にあるギャップ３８を通し
て、その潤滑チャネル３６はシャフトの周面とつながっ
ている。
【００１７】本発明にかかる軸受は、特に軸方向の動き
において精密を要する分野、例えば、ガイドロッドに沿
って顕微鏡のズームレンズ・キャリアを保持して動かす
ような場合に適用できる。現在のところ、この軸受１０
は、一体ユニットとして、ＡＢＳ共重合体をレーザ・カ
ッティングまたは射出成形して製造することが望ましい
が、特別な用途や寸法上の要求に併せて別の材料を用
い、異った方法で製造することも可能である。
【００１８】本発明の軸受は、先行技術による軸受に較
べてコスト的に有利であり、シャフトにかかる負荷を軸
方向と回転方向で安定して受承できる軸受を提供でき
る。ここで示した好ましい実施態様とは違っていても、
この発明の範囲に入る別の軸受の態様も可能であり、特
別な用途に使用することもできる。この発明の範囲は特
許請求の範囲の記載に基づいて定まるものである。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、シャフトに対して高精度
の軸方向、回転方向の相対運動を許容して負荷を受承で
きるゼロすきま軸受（精密軸受）が提供される。その結
果自動調心が可能である。また経時摩耗に際しても、中
央部をすきまばめとすることによって、長期間ゼロすき
まを維持できる。
【００２０】さらに軸受パッドの中央部を支える突起部
により、軸受パッドの可撓性支持の簡単な構造が与えら
れる。また、一体構造とすることでコスト上も有利であ
ると共に組付け誤差を考慮する必要がなく精度確保上も
有利である。その他の従属項の構成は、夫々、好適な態
様を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による軸受の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の軸受の端面図であり、シャフ
トを軸受に入れる前の軸受とシャフトとの間のはめあい
を図示するためにシャフトの輪郭を想像線で示してい
る。
【図３】図３は、本発明による軸受の端面の拡大部分図
であり、軸受パッドを実線と二点鎖線で示すことで、シ
ャフトを挿入した時の歪みを表している。
【図４】図４（ａ）と（ｂ）は図２と同様の端面図で、
１組の適当な大きさにしたプラグ・ゲージで設計許容範
囲が一致しているかどうかのチェックの態様を図示した
ものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16C 27/02 F16C 17/02

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】中心軸を有する円柱状ないし円筒状シャフ
    トに対して軸方向と回転方向の相対運動を許容して負荷
    を受承する精密軸受であって、 円筒状内側壁を有する外側シェルと、 上記シャフトと係合するように上記内側壁に連結され
    た、複数の円周方向に間隔をあけて配置された軸受パッ
    ドとを備え、 上記の各軸受パッドは、上記シャフトに対し静止予圧が
    働くように、上記シャフトとの間が締まりばめになるよ
    うに配置された１組の弾性変形をする横方向の先端部を
    有し、さらに、上記両先端部間の中間位置の中央部が上
    記シャフトとの間がすきまばめになるように配置され、 上記軸受パッドの上記中央部が、直径が上記シャフトの
    直径よりも大きい第一の円の大きさＤ１を規定し、前記
    軸受パッドの先端部は直径が上記シャフトの直径よりも
    小さい第二の円の大きさＤ２を規定することを特徴とす
    る精密軸受。
  2. 【請求項２】上記軸受パッドが、形状が環状アーチ型で
    ある滑らかな内部パッド表面を有する請求項１記載の精
    密軸受。
  3. 【請求項３】上記複数の軸受パッドのそれぞれが、上記
    内側壁から上記軸受パッドの上記中央部に半径方向に延
    びている突起部により上記内側壁に連結されている請求
    項１又は２に記載の精密軸受。
  4. 【請求項４】上記突起部が円周方向に間隔を置いて配置
    され、上記内側壁との共働で上記シャフトの周りに複数
    の潤滑チャンネルを形成する請求項３記載の精密軸受。
  5. 【請求項５】上記複数の軸受パッドが３個である請求項
    １〜４のいずれかに記載の精密軸受。
  6. 【請求項６】上記精密軸受が一体ユニットとして作成さ
    れる請求項１〜５のいずれかに記載の精密軸受。
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