JP4033501B2 - 直動転がり軸受 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，外筒内で転勤体が循環するタイプであり，軌道軸に外嵌して外筒が相対運動自在な無限直線運動する直動転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９には，従来の直動転がり軸受の一例として，比較的大径（大型）のアンギュラ形ボールスプラインが示されている。
【０００３】
図示のように，上記ボールスプラインは，軌道軸として略円柱状のスプライン軸１０１を備えており，円筒状の外筒１０２がスプライン軸１０１に嵌挿されている。スプライン軸１０１には６条の軌道溝１０１ａが長手方向に沿って形成されており，外筒１０２には軌道溝１０１ａが各々に個別に対応して転動体循環路が形成されている。そして，転動体としての多数のボール１０４がこれらの転動体循環路に配列収容されており，スプライン軸１０１及び外筒１０２の相対運動に伴って軌道溝１０１ａに沿って転動し循環する。
【０００４】
外筒１０２は，外筒本体１０６と，各々円環状に形成されて，外筒本体１０６の両端部に内嵌状態にて結合された一対のエンドキャップ１０７と，スプライン軸１０１と外筒１０２との隙間を密封するために両エンドキャップ１０７の外側に装着されたエンドシール１０８とを有している。但し，図９には片側のエンドキャップ１０７及びエンドシール１０８のみを示している。なお，図９において参照符号１１０で示すのは止め輪である。
【０００５】
各ボール１０４が循環すべく設けられた前述の転動体循環路は，外筒本体１０６に夫々直線的に且つ互いに平行に形成された負荷軌道溝１１２及びリターン路１１３と，エンドキャップ１０７に形成され且つ負荷軌道溝１１２とリターン路１１３との端部同士を連通させる略半環状の方向転換路１１５とからなる。負荷軌道溝１１２はスプライン軸１０１の軌道溝１０１ａと対向している。外筒本体１０６の外周部であって軸方向中央位置には全周にわたる油溝１０６ａが形成されており，油溝１０６ａとリターン路１１３とを連通するように油穴１０６ｂが形成されている。また，外筒本体１０６にはキー溝１０６ｄが形成されている。
【０００６】
次に，図１０を参照して，第２の従来例として，小径（小型）のラジアル形ボールスプラインを説明する。
【０００７】
図に示すように，上記ボールスプラインにおいては，夫々円柱状，円筒状にして互いに嵌挿したスプライン軸２０１及び外筒２０２に，各々対応する２条ずつの軌道溝２０１ａ及び転動体循環路が形成されている。上記転動体循環路内には転動体である多数のボール２０４が配列収容され，スプライン軸２０１及び外筒２０２の相対運動に伴って軌道溝２０１ａに沿って転動し循環する。
【０００８】
外筒２０２は，外筒本体２０６と，各々円環状にして外筒本体２０６の両端部にねじ２０５によって締結された一対のエンドキャップ２０７と，ねじ２０５により両エンドキャップ２０７の外側に共締めされてスプライン軸２０１と外筒２０２との隙間を密封するエンドシール２０８とを有している。上記転動体循環路は，外筒本体２０６に夫々直線的にかつ互いに平行に形成された負荷軌道溝２１２及びリターン路２１３と，エンドキャップ２０７に形成されて負荷軌道溝２１２，リターン路２１３の端部同士を連通させる略半環状の方向転換路２１５とからなる。図１０において参照符号２０６ｄにて示すのは，外筒本体２０６に形成されたキー溝である。
【０００９】
図９及び図１０に夫々示したアンギュラ形ボールスプライン及びラジアル形ボールスプラインは，例えば産業用ロボット，トランスファマシン，チップマウンタ，ＯＡ機器，測定機器等の各種装置において，ラジアル荷重と回転トルク等の複合荷重を１軸で担わせつつ直線的相対運動を行わせるべき機構部分に用いられて好適である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
近年，上記各種装置の自動化の発展により，前述したボールスプライン等の直動転がり軸受についても使用頻度が高くなってきており，その保守が重要になっている。その一つとして，定期的な軸受への給油は不可欠である。
【００１１】
図９に示したボールスプラインは，例えば図１１に示すように外筒１０２を固定側として軸受箱１１８に取り付けられる。具体的には，軸受箱１１８に形成された保持孔１１８ａ内に外筒本体１０６が嵌合し，止め輪１１９によって抜け止めがなされる。また，保持孔１１８ａの軸方向に沿ってキー溝１１８ｂが形成され，キー溝１１８ｂと外筒本体１０６のキー溝１０６ｄとにキー１２０が嵌入される。この取付状態において，ボールスプラインに対する給油のための構成は下記のようである。
【００１２】
外筒本体１０６に形成された油溝１０６ａに連通するように，軸受箱１１８に油穴１１８ｄが形成され，油穴１１８ｄの開口端部にグリースニップル１２１が装着される。つまり，グリース等の潤滑剤がグリースニップル１２１を通じて油穴１１８ｄの開口端部から注入されると，油穴１１８ｄ，油溝１０６ａ及び油穴１０６ｂを順に経て外筒本体１０６内に達し，各ボール１０４及び転動体循環路，延いてはスプライン軸１０１の軌道溝１０１ａに行き渡る訳である。
【００１３】
上記ボールスプラインは，かかる構成においては，軸受箱１１８にも給油用の油穴１１８ｄを形成しなければならないから，加工コストが高くつくという問題があり，また，軸受箱１１８の油穴１１８ｄと外筒本体１０６の油溝１０６ａとの不一致が生じ易く，両者がずれると潤滑剤の供給効率が低減したり，詰りが発生する恐れがあり，更に，上記詰りについては他の要因によっても生じ得るが，その場合，軸受箱１１８からボールスプラインを取り外し，甚だしくは全ての部品を分解する等，回復させるための清掃作業は容易ではない。
【００１４】
一方，図示はしないが，図１０に示した小型のボールスプラインも，多くは上記と同様に軸受箱に取り付けて使用される。上記小型ボールスプラインでは通常は油溝及び油穴は設けられていないから，次のように扱われる。即ち，前述した産業用ロボット等の各種装置に新品として組み込まれる際に予め充填されていた潤滑剤が枯渇若しくは劣化した頃を見計らって，又は実際に潤滑状態に不具合を感じた時，ボールスプラインを軸受箱から取り外して分解し，潤滑剤を再充填することが行われている。
【００１５】
この発明の目的は，上記従来技術の問題点を解決することであり，軌道軸に外嵌して相対運動自在な外筒内に，低コストにして確実に潤滑剤を供給することができると共に，潤滑剤の詰り発生等に関する保守が容易であり，しかも，小型な製品にても潤滑剤の供給が極めて簡単な直動転がり軸受を提供することである。
【００１６】
【発明を解決するための手段】
この発明は，長手方向に沿って軌道が形成された略円柱状の軌道軸と，前記軌道に対応する負荷軌道を含む転動体循環路を有し且つ前記軌道軸に外嵌して前記軌道軸に対して相対運動自在な円筒状の外筒と，前記転動体循環路に配列収容されて前記軌道軸と前記外筒との相対運動に伴って前記軌道に沿って転動し循環する複数の転動体とを備え，
前記外筒は，前記負荷軌道及び前記負荷軌道に略平行なリターン路が形成された外筒本体と，前記負荷軌道及び前記リターン路と共に前記転動体循環路を形成する略半環状の方向転換路が形成されて前記外筒本体の両端部に結合されたエンドキャップと，前記エンドキャップの外側に装着されたエンドシールとを有し，
前記外筒の両端に設けられて前記軌道軸と前記外筒との隙間を密封する前記エンドシールには注入器のノズル部が挿入され且つ潤滑剤が注入される細孔状でなる潤滑剤注入孔が形成され，前記軌道軸の前記軌道及び前記外筒の前記転動体循環路は複数条設けられ，前記潤滑剤注入孔は前記転動体循環路の各々に対応して対称位置の２箇所に形成され，
前記エンドキャップには前記潤滑剤注入孔と前記方向転換路とを連通する連通孔が形成され，前記連通孔は，前記方向転換路の前記リターン路側に連なり，
前記エンドシールは，高剛性の板状芯部材と前記芯部材に固着されて前記軌道軸に摺接する弾性部材とからなり，前記潤滑剤注入孔は前記芯部材及び前記弾性部材に形成され，前記芯部材に形成された前記潤滑剤注入孔は前記弾性部材に設けられた前記潤滑剤注入孔に比して大径に形成され，前記弾性部材に形成された前記潤滑剤注入孔は，閉塞可能な細孔であり，前記連通孔の前記方向転換路に対する連通位置は，前記方向転換路の転動体案内路の中心からずらされており，前記連通孔は，前記エンドキャップに軸方向に貫設された孔と，前記エンドキャップの内面側において前記孔と連なり且つ略周方向に伸長して前記方向転換路に連なる溝とからなり，前記溝は前記孔の径に比して細く形成されていることを特徴とする直動転がり軸受に関する。
【００１７】
この直動転がり軸受において，前記弾性部材には，前記潤滑剤注入孔の近傍にマークが付されている。また，前記マークは，前記潤滑剤注入孔を囲むように設けられた略環状の突起である。
【００１８】
この直動転がり軸受は，上記のように構成されているので，潤滑剤は上記潤滑剤注入孔を通じて直接的に外筒内に供給される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明による直動転がり軸受は，特に，小型にして２条列のラジアル形ボールスプライン及びこれを備えた軸受装置として具現化することが好ましく，有用なものである。
【００２０】
次に，この発明の実施例としてのラジアル形ボールスプラインを含む軸受装置について，添付図面を参照しながら説明する。また，本実施例のボールスプラインは小径（小型）のものである。
【００２１】
図１に示すように，この発明による直動転がり軸受であるボールスプラインは，略円柱状のスプライン軸１を軌道軸として備えており，円筒状の外筒２がスプライン軸１に嵌挿されている。スプライン軸１には軌道である軌道溝１ａが２条，長手方向に沿って形成されており，外筒２には，軌道溝１ａに対応して転動体循環路がそれぞれ形成されている。上記転動体循環路には転動体としての多数のボール４が配列収容されており，スプライン軸１及び外筒２の相対運動に伴って軌道溝１ａに沿って転動し，循環する。
【００２２】
外筒２は，円筒状の外筒本体６と，各々円環状にして外筒本休６の両端部に２本のねじ５によって締結された一対のエンドキャップ７と，ねじ５により両エンドキャップ７の外側に共締めされたエンドシール８とを有している。エンドシール８は，スプライン軸１と外筒２との隙間を密封するものである。
【００２３】
上記転動体循環路は，外筒本体６に夫々直線的に且つ互いに平行に形成された負荷軌道溝１２，即ち，負荷軌道及びリターン路１３と，エンドキャップ７に形成されて負荷軌道溝１２，リターン路１３の端部同士を連通させる略半環状の方向転換路１５とからなる。
負荷軌道溝１２はスプライン軸１の軌道溝１ａと対向している。
【００２４】
なお，図１において参照符号６ｄにて示すのは，外筒本体６に形成されたキー溝である。このボールスプラインは，前述した従来のボールスプラインと同様，外筒２を固定側として軸受箱（図示せず）に取り付けられ，スプライン軸１が作動する。詳しくは，上記軸受箱に形成された保持孔内に外筒本体６が嵌合せしめられる。そして，上記保持孔の軸方向に沿ってキー溝が形成され，上記キー溝と外筒本体６のキー溝６ｄとにキーが嵌入される。このボールスプラインと上記軸受箱とを，軸受装置と総称する。
【００２５】
まず，図２乃至図４を参照して，エンドキャップ７について説明する。エンドキャップ７には，前述した方向転換路１５と，ねじ５が挿通される取付孔７ａと，円柱状の位置決め突部７ｂとが，夫々点対称に２つずつ形成されている。位置決め突部７ｂはエンドキャップ７の内面側に突設され，外筒本体６の端部に形成された位置決め孔（図示せず）に嵌合する。これによって，負荷軌道溝１２及びリターン路１３に対して方向転換路１５が位置決めされる。エンドキャップ７には，負荷軌道溝１２に沿って転動してきたボール４を方向転換路１５に導入する導入部７ｄが形成されている。更に，エンドキャップ７には，図２，図３及び図５に示すように，円形にしてエンドキャップ７を軸方向に貫く孔７ｆと，断面矩形状にしてエンドキャップ７の内面側において孔７ｆと連なり且つ略周方向に伸長して方向転換路１５に連なる溝７ｇとが各々２つずつ形成されている。
【００２６】
次に，エンドシール８について詳述する。図１，図６及び図７に示すように，エンドシール８は，円環状に形成されて金属あるいは合成樹脂等を素材とする高剛性の板状芯部材１８と，芯部材１８の外面側及び内側に焼付け，接着剤等によって固着されてスプライン軸１（図１参照）に摺接するゴム等の弾性部材１９とからなる。なお，図６に示すように，弾性部材１９には，図１に示したねじ５の頭部及び首部がそれぞれ挿通される座ぐり部１９ａ及び挿通孔１９ｂが形成されている。
【００２７】
また，図１及び図６に示すように，弾性部材１９のリップ部１９ｄ，即ち，スプライン軸１との摺接部には，スプライン軸１に形成された軸道溝１ａに摺接する舌片部１９ｅが形成されている。
【００２８】
図１，図５，図６及び図７に示すように，芯部材１８及び弾性部材１９には，夫々断面形状が円形の潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇが同心的に形成されている。図１及び図７に示すように，注射器様の注入器２２を用意し，注入器２２のノズル部２２ａを，潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇに挿入し，潤滑剤として例えばグリースを注入するのである。
【００２９】
図５及び図７に示すように，エンドキャップ７に形成された孔７ｆは，潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇに連通するように配置されている。注入器２２によって潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇを通じて注入されたグリースは，孔７ｆに満され，更に孔７ｆに連なる溝７ｇ（図２，図３，図５に図示）を経て方向転換路１５に至る。これにより，方向転換路１５を含む転動体循環路と各ボール４，延いてはスプライン軸１の軌道溝１ａにグリースが充分行き渡る。
【００３０】
上記したように，このボールスプラインにおいては，外筒２の端のエンドシール８に潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇが形成されている。従って，グリースは，潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇを通じて外筒２の端から直接的に供給することができ，このボールスプラインを軸受箱（図示せず）に装着する場合，上記軸受箱にはグリース供給のための油穴等の加工は何等施す必要がなく，コストを安く抑えることが可能となっている。
【００３１】
また，このボールスプラインは，上記のように直接的な供給であるから，グリースの供給効率が高く，詰りが発生する可能性も小さく，確実な供給がなされる。仮に，グリースの詰りが生じた場合でも，潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇを簡単に掃除するだけで解消する故，このボールスプラインを全て分解する必要がなく，保守が容易となっている。
【００３２】
また，この発明では，特に，本実施例の如く通常は外筒２に油溝や油穴が設けられることのない小型の製品に関して，その部分を分解することなくグリースを供給することができるから，有用なものである。
【００３３】
次に，このボールスプラインに付加された他の種々の構成とその各々の効果について述べる。
【００３４】
まず，エンドシール８に関して説明する。エンドシール８は，高剛性の板状芯部材１８と，芯部材１８に固着されてスプライン軸１に摺接する弾性部材１９とからなり，芯部材１８及び及び弾性部材１９に潤滑剤注入孔が形成されている。このように，堅い芯部材１８を具備する構成のエンドシール８においては，潤滑剤注入孔より注入されるグリース等の圧力が内側から加わろうとも，膨らみや歪を生ずることなく充分に耐え得，潤滑剤の漏れを生ずる恐れがない。
【００３５】
また，図５乃至図７から明らかなように，芯部材１８に形成された潤滑剤注入孔１８ｇは，弾性部材１９に設けられた潤滑剤注入孔１９ｇに比して大径となされている。それ故に，潤滑剤注入孔１８ｇは油だまりとしても作用し，グリースの消費量と注入量とのバランスを保つ上で好ましい。
【００３６】
次に，エンドキャップ７について説明する。図２，図３，図５及び図７に基づいて説明したように，エンドキャップ７には，上記エンドシール８の潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇと該エンドキャップ７自体の方向転換路１５（図１乃至図３参照）とを連通する連通孔として作用する孔７ｆ及び溝７ｇが形成されている。この連通孔は潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇより注入されるグリースを案内するものであり，本実施例のようにこの連通孔の少なくとも一部（孔７ｆ）を大径とすれば，これが油だまりとして作用し，潤滑剤注入孔１８ｇと同じくグリースの消費量，注入量のバランスをとることができる。
【００３７】
一方，図示のように，孔７ｆと方向転換路１５との間に介在する溝７ｇについては，孔７ｆの径に比して細く形成されている。従って，溝７ｇはいわゆるしぼりとして作用し，注入器２２を用いてゆっくりと注入，供給されるグリースの受入れは可能とし，逆にボール４の循環に起因する衝撃に基づく方向転換路１５側からのグリースの急激な戻り，即ち，漏れを防止する。
【００３８】
図２及び図３から明らかなように，孔７ｆ及び溝７ｇからなる連通孔は，方向転換路１５のリターン路側に連なる。図１に示す外筒本体６に形成されたリターン路１３は負荷軌道溝１２よりも若干大径となされ，これを通過するボール４との間に僅かながら隙間を生ずる。よって，孔７ｆ及び溝７ｇを通じて注入されるグリースはこの隙間の存在によって円滑に入り込むことができる。
【００３９】
また，図３に示すように，孔７ｆ及び溝７ｇよりなる連通孔の方向転換路１５に対する連通位置が，方向転換路１５の転動体案内路の中心１５ａからずらされている。この構成によれば，該連通孔，具体的には溝７ｇの方向転換路１５での開口部が，ボール４の循環に悪影響を及ぼす恐れがない。加えて，ボール４の循環に基づき発生するところのグリースを外側に戻そうとする力が弱まり，充填されたグリースの漏れが抑えられる。
【００４０】
ところで，このボールスプラインにおいては，前述したように，スプライン軸１の軌道溝１ａと外筒２の転動体循環路は２条列となされている。これに対し，図６から明らかなように，エンドシール８の潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇも対称位置の２箇所に設けられ，この２条の転動体循環路に個別に対応してそれぞれ配置されている。この構成によって，グリース等の潤滑剤の供給は無駄がなくより直接的になされ，効率的である。
【００４１】
図８は，前述したエンドシール８の変形例を示すものである。本変形例では，弾性部材１９に形成された潤滑剤注入孔１９ｇが，閉塞可能な細孔となっている。
【００４２】
図１及び図７に示した注入器２２のノズル部２２ａを挿入する際には弾性部材１９の弾性を以て，潤滑剤注入孔１９ｇは拡がるが，ノズル部２２ａが抜かれると同時に復元して閉塞する。よって，注入されたグリースの流出がほぼ完全に防止される。但し，照明等が比較的暗い作業場等においてはこのように閉塞した状態の潤滑剤注入孔１９ｇの視認が困難になることが懸念されるから，更に下記の構成が採用されている。
【００４３】
図８に示すように，弾性部材１９の表側には，潤滑剤注入孔１９ｇを囲むように環状若しくは略環状の突起１９ｉがマークとして形成されている。これにより，作業者は，潤滑剤注入孔１９ｇの位置を容易に確認することができ，グリースの注入を迅速に行うことができる。
【００４４】
マークとしては上記の如き形状のものに限らず，他の形状のものを採用してもよい他，着色等を施してもよい。但し，上記のように略環状の突起１９ｉとすれば，注入器２２のノズル部２２ａを潤滑剤注入孔１９ｇに差し込む際に，突起１９ｉがノズル部２２ａの案内として有効に作用する。
【００４５】
また，上記実施例では，転動体としてボール４が使用されているが，ころを用いた構成でもよい。また，潤滑剤としてグリースを使用するものとしているが，グリースに限らず油等の使用も可能である。更に，上記実施例では，エンドシール８が芯部材１８を具備しているが，上記芯部材を設けずに弾性部材１９のみのエンドシールとしてもよい。また，上記実施例では，ラジアル形ボールスプラインについてであるが，小型のアンギュラ形ボールスプラインについても同様である。なお，小型のアンギュラ形では４条列の軌道溝となるが，この場合，潤滑剤注入孔は対称に２個設け，各転動体循環路に対応すれば充分である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように，この発明によれば，外筒の端のエンドシールに潤滑剤注入孔が形成されている。従って，潤滑剤は前記潤滑剤注入孔を通じて外筒の端から直接的に供給することができ，この直動転がり軸受を軸受箱に装着する場合，前記軸受箱には潤滑剤供給のための加工は何等施す必要がなく，コストを安く抑えることが可能となっている。また，この直動転がり軸受は，潤滑剤が上記のように直接的な供給であるから，潤滑剤の供給効率が高く，詰りが発生する可能性も小さく，確実な供給がなされる。仮に，潤滑剤詰りが生じた場合でも，前記潤滑剤注入孔を簡単に掃除するだけで解消する故，軸受を全て分解する必要がなく，保守が容易である。また，この発明では，特に，通常は外筒に油溝や油穴が設けられることのない小型の製品に関して，その部分を分解することなく潤滑剤を供給することができ，有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例としてのラジアル形ボールスプラインの一部断面を含む斜視図である。
【図２】 図１に示したボールスプラインが具備するエンドキャップの正面図である。
【図３】 図２に示したエンドキャップの背面図である。
【図４】 図３に関するＡ−Ｏ−Ａ断面図である。
【図５】 図３に関するＢ−Ｏ−Ｂ断面図である。
【図６】 図１に示したボールスプラインが具備するエンドシールの正面図である。
【図７】 図６に関するＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】 図７に示した潤滑剤注入孔の変形例を示す図である。
【図９】 第１の従来例としてのボールスプラインの要部を示す一部断面を含む斜視図である。
【図１０】 第２の従来例としてのボールスプラインの要部を示す一部断面を含む斜視図である。
【図１１】 図９に示したボールスプラインを軸受箱に取り付けた状態を示す一部断面を含む正面図である。
【符号の説明】
１ スプライン軸（軸道軸）
１ａ 軸道溝
２ 外筒
４ ボール（転動体）
６ 外筒本体
７ エンドキャップ
７ｆ 孔（連通孔）
７ｇ 溝（連通孔）
８ エンドシール
１２ 負荷軌道溝（負荷軌道）
１３ リターン路
１５ 方向転換路
１５ａ 方向転換路の転動体案内路の中心
１８ 芯部材
１８ｇ，１９ｇ 潤滑剤注入孔
１９ 弾性部材
１９ｉ 略環状の突起（マーク）
２２ 注入器
【発明の属する技術分野】
この発明は，外筒内で転勤体が循環するタイプであり，軌道軸に外嵌して外筒が相対運動自在な無限直線運動する直動転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９には，従来の直動転がり軸受の一例として，比較的大径（大型）のアンギュラ形ボールスプラインが示されている。
【０００３】
図示のように，上記ボールスプラインは，軌道軸として略円柱状のスプライン軸１０１を備えており，円筒状の外筒１０２がスプライン軸１０１に嵌挿されている。スプライン軸１０１には６条の軌道溝１０１ａが長手方向に沿って形成されており，外筒１０２には軌道溝１０１ａが各々に個別に対応して転動体循環路が形成されている。そして，転動体としての多数のボール１０４がこれらの転動体循環路に配列収容されており，スプライン軸１０１及び外筒１０２の相対運動に伴って軌道溝１０１ａに沿って転動し循環する。
【０００４】
外筒１０２は，外筒本体１０６と，各々円環状に形成されて，外筒本体１０６の両端部に内嵌状態にて結合された一対のエンドキャップ１０７と，スプライン軸１０１と外筒１０２との隙間を密封するために両エンドキャップ１０７の外側に装着されたエンドシール１０８とを有している。但し，図９には片側のエンドキャップ１０７及びエンドシール１０８のみを示している。なお，図９において参照符号１１０で示すのは止め輪である。
【０００５】
各ボール１０４が循環すべく設けられた前述の転動体循環路は，外筒本体１０６に夫々直線的に且つ互いに平行に形成された負荷軌道溝１１２及びリターン路１１３と，エンドキャップ１０７に形成され且つ負荷軌道溝１１２とリターン路１１３との端部同士を連通させる略半環状の方向転換路１１５とからなる。負荷軌道溝１１２はスプライン軸１０１の軌道溝１０１ａと対向している。外筒本体１０６の外周部であって軸方向中央位置には全周にわたる油溝１０６ａが形成されており，油溝１０６ａとリターン路１１３とを連通するように油穴１０６ｂが形成されている。また，外筒本体１０６にはキー溝１０６ｄが形成されている。
【０００６】
次に，図１０を参照して，第２の従来例として，小径（小型）のラジアル形ボールスプラインを説明する。
【０００７】
図に示すように，上記ボールスプラインにおいては，夫々円柱状，円筒状にして互いに嵌挿したスプライン軸２０１及び外筒２０２に，各々対応する２条ずつの軌道溝２０１ａ及び転動体循環路が形成されている。上記転動体循環路内には転動体である多数のボール２０４が配列収容され，スプライン軸２０１及び外筒２０２の相対運動に伴って軌道溝２０１ａに沿って転動し循環する。
【０００８】
外筒２０２は，外筒本体２０６と，各々円環状にして外筒本体２０６の両端部にねじ２０５によって締結された一対のエンドキャップ２０７と，ねじ２０５により両エンドキャップ２０７の外側に共締めされてスプライン軸２０１と外筒２０２との隙間を密封するエンドシール２０８とを有している。上記転動体循環路は，外筒本体２０６に夫々直線的にかつ互いに平行に形成された負荷軌道溝２１２及びリターン路２１３と，エンドキャップ２０７に形成されて負荷軌道溝２１２，リターン路２１３の端部同士を連通させる略半環状の方向転換路２１５とからなる。図１０において参照符号２０６ｄにて示すのは，外筒本体２０６に形成されたキー溝である。
【０００９】
図９及び図１０に夫々示したアンギュラ形ボールスプライン及びラジアル形ボールスプラインは，例えば産業用ロボット，トランスファマシン，チップマウンタ，ＯＡ機器，測定機器等の各種装置において，ラジアル荷重と回転トルク等の複合荷重を１軸で担わせつつ直線的相対運動を行わせるべき機構部分に用いられて好適である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
近年，上記各種装置の自動化の発展により，前述したボールスプライン等の直動転がり軸受についても使用頻度が高くなってきており，その保守が重要になっている。その一つとして，定期的な軸受への給油は不可欠である。
【００１１】
図９に示したボールスプラインは，例えば図１１に示すように外筒１０２を固定側として軸受箱１１８に取り付けられる。具体的には，軸受箱１１８に形成された保持孔１１８ａ内に外筒本体１０６が嵌合し，止め輪１１９によって抜け止めがなされる。また，保持孔１１８ａの軸方向に沿ってキー溝１１８ｂが形成され，キー溝１１８ｂと外筒本体１０６のキー溝１０６ｄとにキー１２０が嵌入される。この取付状態において，ボールスプラインに対する給油のための構成は下記のようである。
【００１２】
外筒本体１０６に形成された油溝１０６ａに連通するように，軸受箱１１８に油穴１１８ｄが形成され，油穴１１８ｄの開口端部にグリースニップル１２１が装着される。つまり，グリース等の潤滑剤がグリースニップル１２１を通じて油穴１１８ｄの開口端部から注入されると，油穴１１８ｄ，油溝１０６ａ及び油穴１０６ｂを順に経て外筒本体１０６内に達し，各ボール１０４及び転動体循環路，延いてはスプライン軸１０１の軌道溝１０１ａに行き渡る訳である。
【００１３】
上記ボールスプラインは，かかる構成においては，軸受箱１１８にも給油用の油穴１１８ｄを形成しなければならないから，加工コストが高くつくという問題があり，また，軸受箱１１８の油穴１１８ｄと外筒本体１０６の油溝１０６ａとの不一致が生じ易く，両者がずれると潤滑剤の供給効率が低減したり，詰りが発生する恐れがあり，更に，上記詰りについては他の要因によっても生じ得るが，その場合，軸受箱１１８からボールスプラインを取り外し，甚だしくは全ての部品を分解する等，回復させるための清掃作業は容易ではない。
【００１４】
一方，図示はしないが，図１０に示した小型のボールスプラインも，多くは上記と同様に軸受箱に取り付けて使用される。上記小型ボールスプラインでは通常は油溝及び油穴は設けられていないから，次のように扱われる。即ち，前述した産業用ロボット等の各種装置に新品として組み込まれる際に予め充填されていた潤滑剤が枯渇若しくは劣化した頃を見計らって，又は実際に潤滑状態に不具合を感じた時，ボールスプラインを軸受箱から取り外して分解し，潤滑剤を再充填することが行われている。
【００１５】
この発明の目的は，上記従来技術の問題点を解決することであり，軌道軸に外嵌して相対運動自在な外筒内に，低コストにして確実に潤滑剤を供給することができると共に，潤滑剤の詰り発生等に関する保守が容易であり，しかも，小型な製品にても潤滑剤の供給が極めて簡単な直動転がり軸受を提供することである。
【００１６】
【発明を解決するための手段】
この発明は，長手方向に沿って軌道が形成された略円柱状の軌道軸と，前記軌道に対応する負荷軌道を含む転動体循環路を有し且つ前記軌道軸に外嵌して前記軌道軸に対して相対運動自在な円筒状の外筒と，前記転動体循環路に配列収容されて前記軌道軸と前記外筒との相対運動に伴って前記軌道に沿って転動し循環する複数の転動体とを備え，
前記外筒は，前記負荷軌道及び前記負荷軌道に略平行なリターン路が形成された外筒本体と，前記負荷軌道及び前記リターン路と共に前記転動体循環路を形成する略半環状の方向転換路が形成されて前記外筒本体の両端部に結合されたエンドキャップと，前記エンドキャップの外側に装着されたエンドシールとを有し，
前記外筒の両端に設けられて前記軌道軸と前記外筒との隙間を密封する前記エンドシールには注入器のノズル部が挿入され且つ潤滑剤が注入される細孔状でなる潤滑剤注入孔が形成され，前記軌道軸の前記軌道及び前記外筒の前記転動体循環路は複数条設けられ，前記潤滑剤注入孔は前記転動体循環路の各々に対応して対称位置の２箇所に形成され，
前記エンドキャップには前記潤滑剤注入孔と前記方向転換路とを連通する連通孔が形成され，前記連通孔は，前記方向転換路の前記リターン路側に連なり，
前記エンドシールは，高剛性の板状芯部材と前記芯部材に固着されて前記軌道軸に摺接する弾性部材とからなり，前記潤滑剤注入孔は前記芯部材及び前記弾性部材に形成され，前記芯部材に形成された前記潤滑剤注入孔は前記弾性部材に設けられた前記潤滑剤注入孔に比して大径に形成され，前記弾性部材に形成された前記潤滑剤注入孔は，閉塞可能な細孔であり，前記連通孔の前記方向転換路に対する連通位置は，前記方向転換路の転動体案内路の中心からずらされており，前記連通孔は，前記エンドキャップに軸方向に貫設された孔と，前記エンドキャップの内面側において前記孔と連なり且つ略周方向に伸長して前記方向転換路に連なる溝とからなり，前記溝は前記孔の径に比して細く形成されていることを特徴とする直動転がり軸受に関する。
【００１７】
この直動転がり軸受において，前記弾性部材には，前記潤滑剤注入孔の近傍にマークが付されている。また，前記マークは，前記潤滑剤注入孔を囲むように設けられた略環状の突起である。
【００１８】
この直動転がり軸受は，上記のように構成されているので，潤滑剤は上記潤滑剤注入孔を通じて直接的に外筒内に供給される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明による直動転がり軸受は，特に，小型にして２条列のラジアル形ボールスプライン及びこれを備えた軸受装置として具現化することが好ましく，有用なものである。
【００２０】
次に，この発明の実施例としてのラジアル形ボールスプラインを含む軸受装置について，添付図面を参照しながら説明する。また，本実施例のボールスプラインは小径（小型）のものである。
【００２１】
図１に示すように，この発明による直動転がり軸受であるボールスプラインは，略円柱状のスプライン軸１を軌道軸として備えており，円筒状の外筒２がスプライン軸１に嵌挿されている。スプライン軸１には軌道である軌道溝１ａが２条，長手方向に沿って形成されており，外筒２には，軌道溝１ａに対応して転動体循環路がそれぞれ形成されている。上記転動体循環路には転動体としての多数のボール４が配列収容されており，スプライン軸１及び外筒２の相対運動に伴って軌道溝１ａに沿って転動し，循環する。
【００２２】
外筒２は，円筒状の外筒本体６と，各々円環状にして外筒本休６の両端部に２本のねじ５によって締結された一対のエンドキャップ７と，ねじ５により両エンドキャップ７の外側に共締めされたエンドシール８とを有している。エンドシール８は，スプライン軸１と外筒２との隙間を密封するものである。
【００２３】
上記転動体循環路は，外筒本体６に夫々直線的に且つ互いに平行に形成された負荷軌道溝１２，即ち，負荷軌道及びリターン路１３と，エンドキャップ７に形成されて負荷軌道溝１２，リターン路１３の端部同士を連通させる略半環状の方向転換路１５とからなる。
負荷軌道溝１２はスプライン軸１の軌道溝１ａと対向している。
【００２４】
なお，図１において参照符号６ｄにて示すのは，外筒本体６に形成されたキー溝である。このボールスプラインは，前述した従来のボールスプラインと同様，外筒２を固定側として軸受箱（図示せず）に取り付けられ，スプライン軸１が作動する。詳しくは，上記軸受箱に形成された保持孔内に外筒本体６が嵌合せしめられる。そして，上記保持孔の軸方向に沿ってキー溝が形成され，上記キー溝と外筒本体６のキー溝６ｄとにキーが嵌入される。このボールスプラインと上記軸受箱とを，軸受装置と総称する。
【００２５】
まず，図２乃至図４を参照して，エンドキャップ７について説明する。エンドキャップ７には，前述した方向転換路１５と，ねじ５が挿通される取付孔７ａと，円柱状の位置決め突部７ｂとが，夫々点対称に２つずつ形成されている。位置決め突部７ｂはエンドキャップ７の内面側に突設され，外筒本体６の端部に形成された位置決め孔（図示せず）に嵌合する。これによって，負荷軌道溝１２及びリターン路１３に対して方向転換路１５が位置決めされる。エンドキャップ７には，負荷軌道溝１２に沿って転動してきたボール４を方向転換路１５に導入する導入部７ｄが形成されている。更に，エンドキャップ７には，図２，図３及び図５に示すように，円形にしてエンドキャップ７を軸方向に貫く孔７ｆと，断面矩形状にしてエンドキャップ７の内面側において孔７ｆと連なり且つ略周方向に伸長して方向転換路１５に連なる溝７ｇとが各々２つずつ形成されている。
【００２６】
次に，エンドシール８について詳述する。図１，図６及び図７に示すように，エンドシール８は，円環状に形成されて金属あるいは合成樹脂等を素材とする高剛性の板状芯部材１８と，芯部材１８の外面側及び内側に焼付け，接着剤等によって固着されてスプライン軸１（図１参照）に摺接するゴム等の弾性部材１９とからなる。なお，図６に示すように，弾性部材１９には，図１に示したねじ５の頭部及び首部がそれぞれ挿通される座ぐり部１９ａ及び挿通孔１９ｂが形成されている。
【００２７】
また，図１及び図６に示すように，弾性部材１９のリップ部１９ｄ，即ち，スプライン軸１との摺接部には，スプライン軸１に形成された軸道溝１ａに摺接する舌片部１９ｅが形成されている。
【００２８】
図１，図５，図６及び図７に示すように，芯部材１８及び弾性部材１９には，夫々断面形状が円形の潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇが同心的に形成されている。図１及び図７に示すように，注射器様の注入器２２を用意し，注入器２２のノズル部２２ａを，潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇに挿入し，潤滑剤として例えばグリースを注入するのである。
【００２９】
図５及び図７に示すように，エンドキャップ７に形成された孔７ｆは，潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇに連通するように配置されている。注入器２２によって潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇを通じて注入されたグリースは，孔７ｆに満され，更に孔７ｆに連なる溝７ｇ（図２，図３，図５に図示）を経て方向転換路１５に至る。これにより，方向転換路１５を含む転動体循環路と各ボール４，延いてはスプライン軸１の軌道溝１ａにグリースが充分行き渡る。
【００３０】
上記したように，このボールスプラインにおいては，外筒２の端のエンドシール８に潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇが形成されている。従って，グリースは，潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇを通じて外筒２の端から直接的に供給することができ，このボールスプラインを軸受箱（図示せず）に装着する場合，上記軸受箱にはグリース供給のための油穴等の加工は何等施す必要がなく，コストを安く抑えることが可能となっている。
【００３１】
また，このボールスプラインは，上記のように直接的な供給であるから，グリースの供給効率が高く，詰りが発生する可能性も小さく，確実な供給がなされる。仮に，グリースの詰りが生じた場合でも，潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇを簡単に掃除するだけで解消する故，このボールスプラインを全て分解する必要がなく，保守が容易となっている。
【００３２】
また，この発明では，特に，本実施例の如く通常は外筒２に油溝や油穴が設けられることのない小型の製品に関して，その部分を分解することなくグリースを供給することができるから，有用なものである。
【００３３】
次に，このボールスプラインに付加された他の種々の構成とその各々の効果について述べる。
【００３４】
まず，エンドシール８に関して説明する。エンドシール８は，高剛性の板状芯部材１８と，芯部材１８に固着されてスプライン軸１に摺接する弾性部材１９とからなり，芯部材１８及び及び弾性部材１９に潤滑剤注入孔が形成されている。このように，堅い芯部材１８を具備する構成のエンドシール８においては，潤滑剤注入孔より注入されるグリース等の圧力が内側から加わろうとも，膨らみや歪を生ずることなく充分に耐え得，潤滑剤の漏れを生ずる恐れがない。
【００３５】
また，図５乃至図７から明らかなように，芯部材１８に形成された潤滑剤注入孔１８ｇは，弾性部材１９に設けられた潤滑剤注入孔１９ｇに比して大径となされている。それ故に，潤滑剤注入孔１８ｇは油だまりとしても作用し，グリースの消費量と注入量とのバランスを保つ上で好ましい。
【００３６】
次に，エンドキャップ７について説明する。図２，図３，図５及び図７に基づいて説明したように，エンドキャップ７には，上記エンドシール８の潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇと該エンドキャップ７自体の方向転換路１５（図１乃至図３参照）とを連通する連通孔として作用する孔７ｆ及び溝７ｇが形成されている。この連通孔は潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇより注入されるグリースを案内するものであり，本実施例のようにこの連通孔の少なくとも一部（孔７ｆ）を大径とすれば，これが油だまりとして作用し，潤滑剤注入孔１８ｇと同じくグリースの消費量，注入量のバランスをとることができる。
【００３７】
一方，図示のように，孔７ｆと方向転換路１５との間に介在する溝７ｇについては，孔７ｆの径に比して細く形成されている。従って，溝７ｇはいわゆるしぼりとして作用し，注入器２２を用いてゆっくりと注入，供給されるグリースの受入れは可能とし，逆にボール４の循環に起因する衝撃に基づく方向転換路１５側からのグリースの急激な戻り，即ち，漏れを防止する。
【００３８】
図２及び図３から明らかなように，孔７ｆ及び溝７ｇからなる連通孔は，方向転換路１５のリターン路側に連なる。図１に示す外筒本体６に形成されたリターン路１３は負荷軌道溝１２よりも若干大径となされ，これを通過するボール４との間に僅かながら隙間を生ずる。よって，孔７ｆ及び溝７ｇを通じて注入されるグリースはこの隙間の存在によって円滑に入り込むことができる。
【００３９】
また，図３に示すように，孔７ｆ及び溝７ｇよりなる連通孔の方向転換路１５に対する連通位置が，方向転換路１５の転動体案内路の中心１５ａからずらされている。この構成によれば，該連通孔，具体的には溝７ｇの方向転換路１５での開口部が，ボール４の循環に悪影響を及ぼす恐れがない。加えて，ボール４の循環に基づき発生するところのグリースを外側に戻そうとする力が弱まり，充填されたグリースの漏れが抑えられる。
【００４０】
ところで，このボールスプラインにおいては，前述したように，スプライン軸１の軌道溝１ａと外筒２の転動体循環路は２条列となされている。これに対し，図６から明らかなように，エンドシール８の潤滑剤注入孔１８ｇ，１９ｇも対称位置の２箇所に設けられ，この２条の転動体循環路に個別に対応してそれぞれ配置されている。この構成によって，グリース等の潤滑剤の供給は無駄がなくより直接的になされ，効率的である。
【００４１】
図８は，前述したエンドシール８の変形例を示すものである。本変形例では，弾性部材１９に形成された潤滑剤注入孔１９ｇが，閉塞可能な細孔となっている。
【００４２】
図１及び図７に示した注入器２２のノズル部２２ａを挿入する際には弾性部材１９の弾性を以て，潤滑剤注入孔１９ｇは拡がるが，ノズル部２２ａが抜かれると同時に復元して閉塞する。よって，注入されたグリースの流出がほぼ完全に防止される。但し，照明等が比較的暗い作業場等においてはこのように閉塞した状態の潤滑剤注入孔１９ｇの視認が困難になることが懸念されるから，更に下記の構成が採用されている。
【００４３】
図８に示すように，弾性部材１９の表側には，潤滑剤注入孔１９ｇを囲むように環状若しくは略環状の突起１９ｉがマークとして形成されている。これにより，作業者は，潤滑剤注入孔１９ｇの位置を容易に確認することができ，グリースの注入を迅速に行うことができる。
【００４４】
マークとしては上記の如き形状のものに限らず，他の形状のものを採用してもよい他，着色等を施してもよい。但し，上記のように略環状の突起１９ｉとすれば，注入器２２のノズル部２２ａを潤滑剤注入孔１９ｇに差し込む際に，突起１９ｉがノズル部２２ａの案内として有効に作用する。
【００４５】
また，上記実施例では，転動体としてボール４が使用されているが，ころを用いた構成でもよい。また，潤滑剤としてグリースを使用するものとしているが，グリースに限らず油等の使用も可能である。更に，上記実施例では，エンドシール８が芯部材１８を具備しているが，上記芯部材を設けずに弾性部材１９のみのエンドシールとしてもよい。また，上記実施例では，ラジアル形ボールスプラインについてであるが，小型のアンギュラ形ボールスプラインについても同様である。なお，小型のアンギュラ形では４条列の軌道溝となるが，この場合，潤滑剤注入孔は対称に２個設け，各転動体循環路に対応すれば充分である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように，この発明によれば，外筒の端のエンドシールに潤滑剤注入孔が形成されている。従って，潤滑剤は前記潤滑剤注入孔を通じて外筒の端から直接的に供給することができ，この直動転がり軸受を軸受箱に装着する場合，前記軸受箱には潤滑剤供給のための加工は何等施す必要がなく，コストを安く抑えることが可能となっている。また，この直動転がり軸受は，潤滑剤が上記のように直接的な供給であるから，潤滑剤の供給効率が高く，詰りが発生する可能性も小さく，確実な供給がなされる。仮に，潤滑剤詰りが生じた場合でも，前記潤滑剤注入孔を簡単に掃除するだけで解消する故，軸受を全て分解する必要がなく，保守が容易である。また，この発明では，特に，通常は外筒に油溝や油穴が設けられることのない小型の製品に関して，その部分を分解することなく潤滑剤を供給することができ，有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例としてのラジアル形ボールスプラインの一部断面を含む斜視図である。
【図２】 図１に示したボールスプラインが具備するエンドキャップの正面図である。
【図３】 図２に示したエンドキャップの背面図である。
【図４】 図３に関するＡ−Ｏ−Ａ断面図である。
【図５】 図３に関するＢ−Ｏ−Ｂ断面図である。
【図６】 図１に示したボールスプラインが具備するエンドシールの正面図である。
【図７】 図６に関するＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】 図７に示した潤滑剤注入孔の変形例を示す図である。
【図９】 第１の従来例としてのボールスプラインの要部を示す一部断面を含む斜視図である。
【図１０】 第２の従来例としてのボールスプラインの要部を示す一部断面を含む斜視図である。
【図１１】 図９に示したボールスプラインを軸受箱に取り付けた状態を示す一部断面を含む正面図である。
【符号の説明】
１ スプライン軸（軸道軸）
１ａ 軸道溝
２ 外筒
４ ボール（転動体）
６ 外筒本体
７ エンドキャップ
７ｆ 孔（連通孔）
７ｇ 溝（連通孔）
８ エンドシール
１２ 負荷軌道溝（負荷軌道）
１３ リターン路
１５ 方向転換路
１５ａ 方向転換路の転動体案内路の中心
１８ 芯部材
１８ｇ，１９ｇ 潤滑剤注入孔
１９ 弾性部材
１９ｉ 略環状の突起（マーク）
２２ 注入器
Claims (3)
- 長手方向に沿って軌道が形成された略円柱状の軌道軸と，前記軌道に対応する負荷軌道を含む転動体循環路を有し且つ前記軌道軸に外嵌して前記軌道軸に対して相対運動自在な円筒状の外筒と，前記転動体循環路に配列収容されて前記軌道軸と前記外筒との相対運動に伴って前記軌道に沿って転動し循環する複数の転動体とを備え，
前記外筒は，前記負荷軌道及び前記負荷軌道に略平行なリターン路が形成された外筒本体と，前記負荷軌道及び前記リターン路と共に前記転動体循環路を形成する略半環状の方向転換路が形成されて前記外筒本体の両端部に結合されたエンドキャップと，前記エンドキャップの外側に装着されたエンドシールとを有し，
前記外筒の両端に設けられて前記軌道軸と前記外筒との隙間を密封する前記エンドシールには注入器のノズル部が挿入され且つ潤滑剤が注入される細孔状でなる潤滑剤注入孔が形成され，前記軌道軸の前記軌道及び前記外筒の前記転動体循環路は複数条設けられ，前記潤滑剤注入孔は前記転動体循環路の各々に対応して対称位置の２箇所に形成され，
前記エンドキャップには前記潤滑剤注入孔と前記方向転換路とを連通する連通孔が形成され，前記連通孔は，前記方向転換路の前記リターン路側に連なり，
前記エンドシールは，高剛性の板状芯部材と前記芯部材に固着されて前記軌道軸に摺接する弾性部材とからなり，前記潤滑剤注入孔は前記芯部材及び前記弾性部材に形成され，前記芯部材に形成された前記潤滑剤注入孔は前記弾性部材に設けられた前記潤滑剤注入孔に比して大径に形成され，前記弾性部材に形成された前記潤滑剤注入孔は，閉塞可能な細孔であり，前記連通孔の前記方向転換路に対する連通位置は，前記方向転換路の転動体案内路の中心からずらされており，前記連通孔は，前記エンドキャップに軸方向に貫設された孔と，前記エンドキャップの内面側において前記孔と連なり且つ略周方向に伸長して前記方向転換路に連なる溝とからなり，前記溝は前記孔の径に比して細く形成されていることを特徴とする直動転がり軸受。 - 前記弾性部材には，前記潤滑剤注入孔の近傍にマークが付されていることを特徴とする請求項１に記載の直動転がり軸受。
- 前記マークは，前記潤滑剤注入孔を囲むように設けられた略環状の突起であることを特徴とする請求項２に記載の直動転がり軸受。
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