JP4252887B2

JP4252887B2 - 摺動装置

Info

Publication number: JP4252887B2
Application number: JP2003400699A
Authority: JP
Inventors: 充山崎; 豊司風間
Original assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Current assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: EP1536152A2; KR20050052320A; US20050117821A1; EP1536152B1; TW200517596A; EP1536152A3; JP2005163846A; TWI315369B; US7210849B2; KR100742908B1

Description

本発明は、摺動装置に関するものである。

一般的な摺動装置として、図１，２に図示したように、基体29上に設けた軸21に、基部22ｂの左右に袖部22ｃを有する断面視略逆凹状の摺動体22が被嵌され、該摺動体22は軸21に対して往復摺動するように設けられ、軸21と摺動体22の間には、軸21の両側に設けられる第一負荷溝21ａと該第一負荷溝21ａと対向し摺動体22の左右の袖部22ｃの内面に夫々設けられる第二負荷溝22ａとから成る負荷路23が設けられ、該負荷路23には複数の転動体24が所定間隔を保持した状態で配設され、前記摺動体22の摺動移動と共に、転動体24が転動移動するように構成されているものがある。尚、図中符号26は軸21に設けられた第一負荷部構成材、27は摺動体22に設けられた第二負荷部構成材である。

ところで、摺動体22は前記の通り、転動体24の転動移動を伴いながら軸21に対して摺動移動するが、転動移動の際、転動体24同志が衝突すると摺動体22の良好な摺動移動が阻害されたり、騒音の原因となってしまうため、従来の摺動装置には、図２に図示したように、前記負荷路23に、板体に転動体配設窓25ａを形成した転動体保持器25を配設し、この転動体保持器25の転動体配設窓25ａに転動体24を配設することで、転動体24同志の間隔を保持し、該転動体24同志の衝突を防止する構成を採用している。

一方、従来の摺動装置においては、摺動体22の往復摺動に伴い軸21及び摺動体22と転動体保持器25との相対位置が徐々にズレてしまう現象、所謂ミクロスリップ現象が生じることが知られている。

このミクロスリップ現象による転動体保持器25のズレ動は、該転動体保持器25と転動体24とに摩擦を生じ、この摩擦により摺動体22の良好な摺動移動が阻害されたり、騒音の原因となったり、更に、ズレ動が大きくなると、転動体保持器25が破壊され、使用機器に重大な損傷を及ぼすこともある。

そこで、上述のミクロスリップ現象を防止するために、例えば、図３，４に図示したような特開平１１−３１５８３１号（以下、特許文献１という。），図５，６に図示したような特開平１１−３１５８３２号（以下、特許文献２という。）のように、転動体保持器25に複数の凸部30を有する円盤体32を結合すると共に、負荷路23にこの円盤体32の凸部30と凹凸係合する複数の凹部31を設け、この凸部30と凹部31とから成る凹凸係合機構を作用させて転動体保持器25を負荷路23上において移動させるように構成することで、該転動体保持器25の前記ズレ動を防止するようにしたものがあるが、構造が複雑で耐久性に劣り、メンテナンス性が悪くコスト高となることは避けられない。

具体的には、特許文献１，２は夫々、転動体保持器25の略中央部に、該転動体保持器25に結合される転動体24とは異なる円盤体32を設けた構成であり、この円盤体32は負荷路23から負荷を受けないため、凹凸係合機構の凹凸係合関係がルーズで（凹凸係合がしっかりと行われない）、ミクロスリップ現象を完全に防止できない。

また、この円盤体32は転動体24に比して大きいため、摺動体の有効ストローク長が短くなり、この有効ストローク長を長く取ろうとすれば、その分転動体保持器25の長さを短くする必要があり、該転動体保持器25に保持される転動体24が減少し、負荷容量が低下するという問題がある。

更に、円盤体32は転動体保持器25に結合される構成であるため、この円盤体32を支承保持するための軸33が必要で、これらは通常樹脂で形成されることから精度及び剛性の点から加工が厄介である。

特開平１１−３１５８３１号公報特開平１１−３１５８３２号公報

本発明は、上述のような現状に鑑み、負荷を受ける転動体と負荷路との間に凹凸係合関係を設け、これらを確実に凹凸係合させた状態で転動体保持器を負荷路上で移動させることができるから、ミクロスリップ現象を確実に抑制でき、しかも、これらを簡易な構成で実現できるため、生産性良好にしてコスト安な実用性に秀れる摺動装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

軸１に対して摺動体２が摺動するように設けられ、この軸１と摺動体２との間には負荷路３が設けられ、この負荷路３には複数の転動体４が配設され、この転動体４が前記負荷路３を転動移動するように構成された摺動装置であって、前記負荷路３に配設される前記転動体４の内、一若しくは複数の前記転動体５は、その長さ方向略中央位置にして周面５ｂに半球状の凸部５ａが該転動体５の周方向に所定間隔で複数設けられ、一方、前記負荷路３には前記転動体５の凸部５ａと合致係合する半球状の凹部３ａが該負荷路３の長さ方向に該転動体５の凸部５ａの間隔と同間隔で複数設けられ、前記転動体５は前記負荷路３に前記凸部５ａと前記凹部３ａとによって該負荷路３と凹凸係合状態で配設され、この負荷路３には前記転動体４，５を保持する転動体保持器６が配設され、前記凸部５ａ及び前記凹部３ａはいずれかの該凸部５ａがいずれかの該凹部３ａに嵌入されるようにその間隔が設定されており、前記凸部５ａが設けられた転動体５が前記凹凸係合状態を保持して前記負荷路３を転動移動するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１記載の摺動装置において、前記転動体保持器６に保持される転動体４の内、中央の転動体５にのみ凸部５ａが設けられ、前記負荷路３にしてこの中央の転動体５が移動する範囲には凹部３ａが設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、前記転動体５と前記凸部５ａとは一体成形されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の摺動装置において、前記転動体４として円柱体が採用され、この円柱体は隣接する円柱体と異なる向きで配設され、また、前記凸部５ａはこの円柱体の胴部５ｂに設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、前記負荷路３は、前記軸１に設けられる第一負荷溝１ａと、前記摺動体２に設けられる第二負荷溝２ａとで構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項５記載の摺動装置において、前記第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａは、夫々断面視横Ｖ字状に形成され、この断面視横Ｖ字状の第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａに前記転動体４が配設されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項５，６いずれか１項に記載の摺動装置において、前記第一負荷溝１ａは前記軸１に設けられる第一負荷部構成材７に形成され、前記第二負荷溝２ａは前記摺動体２に設けられる第二負荷部構成材８に形成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項７記載の摺動装置において、前記転動体５，前記凸部５ａ，前記第一負荷部構成材７及び前記第二負荷部構成材８として夫々金属製のものが採用されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、ミクロスリップ現象を確実に抑制でき、しかも、これらを簡易な構成で実現できる生産性良好にしてコスト安な実用性に秀れる摺動装置となる。

好適と考える本発明の実施の形態を、図面に基づいてその作用効果を示して簡単に説明する。

負荷を受ける転動体５が負荷路３と凹凸係合するから、該転動体５は軸１及び摺動体２に対して滑らず、よって、該転動体４，５を保持する転動体保持器６の軸１及び摺動体２に対するズレ動は生じない。

以上、本発明は、転動体保持器のミクロスリップ現象を防止でき、しかも、これを簡易な構成で実現できる生産性良好にしてコスト安な実用性に秀れる摺動装置となる。

本発明の具体的な実施例について図７〜９に基づいて説明する。

本実施例は、軸１に対して摺動体２が摺動するように設けられ、該軸１と摺動体２との間には負荷路３が設けられ、この負荷路３には複数の転動体４が配設され、この転動体４が該負荷路３を転動移動するように構成された摺動装置であって、負荷路３に配設される転動体４の内、一若しくは複数の転動体５には凸部５ａが設けられ、一方、負荷路３には該転動体５の凸部５ａと係合する凹部３ａが設けられ、前記転動体５は前記負荷路３に該負荷路３と凹凸係合状態で配設され、この負荷路３には前記転動体４，５を保持する転動体保持器６が配設されているものである。

各部を具体的に説明する。

軸１は、基体９の上部に設けられ、この軸１には、基部２ｂの左右に袖部２ｃ・２ｄを有する断面視略逆凹形状の摺動体２が被嵌されている。

軸１の側部には第一負荷溝１ａが形成された金属製の第一負荷部構成材７が、摺動体２の左右の袖部２ｃ・２ｄ内面には、前記第一負荷溝１ａと対向する第二負荷溝２ａが形成された金属製の第二負荷部構成材８が設けられている。

本実施例は、前記第一負荷部構成材７と軸１、第二負荷部構成材８と摺動体２を夫々別体とした構成であるが、これらを一体とした構成としても良い。

この第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａにより、転動体４からの負荷を受ける転送面を有する負荷路３が形成されている。

第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａは夫々断面視略横Ｖ字状に設定され、この対向する第一負荷溝１ａ及び第二負荷溝２ａにより、負荷路３は、断面視略正菱形状に設定されている。

この負荷路３には、転動体４としての多数の金属製の円柱体が配設され、これらの円柱体は、隣接する円柱体の軸芯線同志が夫々ねじれの位置関係となるように配設されている（即ち、隣接する円柱体は９０度異なる向きで配設されている。）。また、この円柱体はその周面が第一負荷溝１ａと第二負荷溝２ａの一の対向転送面と当接し、その頂面が第一負荷溝１ａと第二負荷溝２ａの他の対向転送面と当接するように構成されている。

また、これらの円柱体の内、転動体保持器６の中央に保持される転動体５の胴部５ｂ（周面）には所定間隔、この場合、等間隔で凸部５ａとしての金属製の突起が形成されている。

負荷路３の転送面（図８中第一負荷溝１ａの下側の転送面及び図８中第二負荷溝２ａの上側の転送面）には、前記転動体５に設けた凸部５ａと合致係合する凹部３ａとしての孔が形成されている。この凹部３ａ（孔）は、前記転動体５に設けた凸部５ａ（突起）と同間隔にして、この転動体５が移動する範囲に設けられている。

また、前記突起のＲ形状は球状に設定され、前記孔のＲ形状はこの突起のＲに対してやや大きめに設定されている。尚、この孔と突起とは、必ずいずれかの突起がいずれかの孔に嵌入されるように設計されている。

また、本実施例においては転動体保持器６に保持される転動体４の内、一の転動体５のみを負荷路３と凹凸係合させる構成であるが、前記転動体４の内、複数の転動体５を負荷路３と凹凸係合させる構成としても良く、この場合も、凹部３ａは、夫々の転動体５が移動する範囲に形成する。尚、この凹部３ａは負荷路３の転送面の所定範囲ではなく該転送面の全長にわたって設けても良い。

従って、本実施例は、転動体５の凸部５ａと負荷路３の凹部３ａとが凹凸係合することで、転動体５を負荷路３の所定位置に位置決めし、この転動体５が保持される転動体保持器６の移動を適性に規制してミクロスリップを防止し、摺動体２を良好に摺動移動させることができる。

即ち、転動体５は、他の転動体４と同様に負荷路３からの負荷を受けるものであるから、この転動体５と負荷路３との凹凸係合は確実に行なわれ、よって、それだけ転動体保持器６の移動も適性に行われる。

しかも、前記突起のＲ形状は球状に設定され、前記孔のＲ形状がこの突起のＲに対してやや大きめに設定されているから、仮に、転動体５によりガイドされる転動体保持器６にミクロスリップが生じても、この転動体保持器６をガイドする転動体５を元の適性な位置に戻そうとするセンタリング機能が発揮されることになる。尚、このセンタリング機能は、前記突起のＲ形状が球状であることから全方向に対して機能する。

また、転動体５は他の転動体４と同様に、その周面５ｂが第一負荷溝１ａと第二負荷溝２ａの一の対向転送面と当接し、その頂面５ｃが第一負荷溝１ａと第二負荷溝２ａの他の対向転送面と当接する構成であるから、この頂面５ｃと前記他の対向転送面との当接によっても該転動体５のズレ動は阻止されることになり、上述のセンタリング機能と相俟って、より一層この転動体５の位置決め作用は良好となり、従って、それだけ転動体保持器６をガイドする作用は極めて良好となる。

また、転動体５，凸部５ａ，第一負荷部構成材７及び第二負荷部構成材８は金属製であり、樹脂性のものに比べ精度良く加工でき、この転動体５の凸部５ａと負荷路３の凹部３ａとの凹凸係合がより一層良好となり、転動体保持器６のガイドを一層良好に行え、転動体保持器６に生じるミクロスリップ現象を一層確実に阻止できることになる。

しかも、これらが金属製であるため剛性に秀れ、摺動体２の摺動移動によって生じる応力に伴う歪み等が生じにくく、負荷路３の凹部３ａとの凹凸係合を確実に維持でき、確実に転動体保持器６を負荷路３上において、ミクロスリップなく移動させることができると共に、長寿命化も図ることができる。

また、この転動体５と凸部５ａとを一体成形により形成した場合には、より製作容易で剛性に秀れたものとなる。

また、転動体５は、転動体保持器６に結合される構成ではなく、他の転動体４と同様に転動体保持器６に保持される構成であるため、極めて簡易な構造で、従来のように軸を介して転動体保持器に取り付ける必要がなく、それだけ作業工程及び部品点数を少なくでき製作が容易で故障が起きにくくなる。

更に、転動体５は他の転動体４と同様の大きさであるため、従来の円盤体を設けた構成と異なり、摺動体の有効ストローク長が短くなったり、負荷容量が低下するという問題は生じない。

以上の本実施例は、摺動機構として公知のクロスローラ機構を採用し、このクロスローラ機構に採用されるクロスローラに凸部５ａを設け、このクロスローラが転動移動する負荷路３の転送面に前記凸部５ａが嵌入係合する凹部３ａを設けたものである。

尚、円弧状の負荷溝にボールを転動体として配設した構成等、他の摺動機構を採用しても良い。

また、転動体保持器６は、転動体５によりガイドされる範囲、即ち、負荷路３に凹部３ａが形成された範囲で移動することになるため（凹凸係合範囲を越えた場合には摺動体２は移動しない）、従来の転動体保持器で転動体を保持する構成において必要であった該転動体保持器の抜けを防止するための摺動体端部のタップ加工が不要となり、この点においても加工が極めて容易でコスト安な構成となる。

尚、本実施例においては、転動体５に凸部５ａを、負荷路３に凹部３ａを設け、これらを凹凸係合させるように構成しているが、勿論転動体５に凹部を設け、負荷路３に凸部を設ける逆の構成としても良い。

本実施例は上述のように構成したから、転動体４の転動移動に伴い転動体保持器６は、負荷路３からの負荷を受けると共に、該負荷路３と確実に凹凸係合する転動体５によって負荷路３上の移動は適性に規制されることになり、この転動体保持器６のズレ動に伴うミクロスリップ現象等の問題を解消することができる。

しかも、転動体５は転動体保持器６に保持される他の転動体４と略同じ大きさであるため、有効ストローク長を短くすることなく、また、この転動体５は負荷路３からの負荷を受けて転動するため確実に凹凸係合した状態で転動体保持器６を負荷路３上でガイド移動させることができるのは勿論、これらを簡易な構成で実現できることになる。

また、負荷路３を構成する第一負荷部構成材７及び第二負荷部構成材８と転動体５及び凸部５ａとを金属製としたため、精度良く加工することができると共に剛性にも秀れたものとなり、この転動体５と負荷路３との凹凸係合関係は極めて良好となり、転動体保持器６を確実にガイド移動させることができると共に、長寿命化も図ることができる。

また、転動体５は、転動体保持器６に結合される構成ではなく、他の転動体４と同様に転動体保持器６に保持される構成であるため、極めて簡易な構造で、従来のように軸を介して転動体保持器に取り付ける必要がなく、それだけ作業工程及び部品点数を少なくでき製作が容易で故障が起きにくい極めて実用性に秀れたものとなる。

よって、本実施例は、ミクロスリップ現象を確実に抑制でき、しかも、これらを簡易な構成で実現できる生産性良好にしてコスト安な実用性に秀れる摺動装置となる。

従来例の概略説明斜視図である。従来例の負荷路の拡大説明断面図である。従来例の負荷路の拡大説明断面図である。従来例の分解説明斜視図である。従来例の負荷路の拡大説明断面図である。従来例の分解説明斜視図である。本実施例の一部を切り欠いた説明斜視図である。本実施例の負荷路の拡大説明断面図である。本実施例の分解説明斜視図である。

符号の説明

１軸
１ａ第一負荷溝
２摺動体
２ａ第二負荷溝
３負荷路
３ａ凹部
４転動体
５転動体
５ａ凸部
５ｂ胴部（周面）
６転動体保持器
７第一負荷部構成材
８第二負荷部構成材

Claims

軸に対して摺動体が摺動するように設けられ、この軸と摺動体との間には負荷路が設けられ、この負荷路には複数の転動体が配設され、この転動体が前記負荷路を転動移動するように構成された摺動装置であって、前記負荷路に配設される前記転動体の内、一若しくは複数の前記転動体は、その長さ方向略中央位置にして周面に半球状の凸部が該転動体の周方向に所定間隔で複数設けられ、一方、前記負荷路には前記転動体の凸部と合致係合する半球状の凹部が該負荷路の長さ方向に該転動体の凸部の間隔と同間隔で複数設けられ、前記転動体は前記負荷路に前記凸部と前記凹部とによって該負荷路と凹凸係合状態で配設され、この負荷路には前記転動体を保持する転動体保持器が配設され、前記凸部及び前記凹部はいずれかの該凸部がいずれかの該凹部に嵌入されるようにその間隔が設定されており、前記凸部が設けられた転動体が前記凹凸係合状態を保持して前記負荷路を転動移動するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１記載の摺動装置において、前記転動体保持器に保持される転動体の内、中央の転動体にのみ凸部が設けられ、前記負荷路にしてこの中央の転動体が移動する範囲には凹部が設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、前記転動体と前記凸部とは一体成形されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜３いずれか１項に記載の摺動装置において、前記転動体として円柱体が採用され、この円柱体は隣接する円柱体と異なる向きで配設され、また、前記凸部はこの円柱体の胴部に設けられていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、前記負荷路は、前記軸に設けられる第一負荷溝と、前記摺動体に設けられる第二負荷溝とで構成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項５記載の摺動装置において、前記第一負荷溝及び第二負荷溝は、夫々断面視横Ｖ字状に形成され、この断面視横Ｖ字状の第一負荷溝及び第二負荷溝に前記転動体が配設されていることを特徴とする摺動装置。
請求項５，６いずれか１項に記載の摺動装置において、前記第一負荷溝は前記軸に設けられる第一負荷部構成材に形成され、前記第二負荷溝は前記摺動体に設けられる第二負荷部構成材に形成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項７記載の摺動装置において、前記転動体，前記凸部，前記第一負荷部構成材及び前記第二負荷部構成材として夫々金属製のものが採用されていることを特徴とする摺動装置。