JP5597494B2

JP5597494B2 - 無潤滑軸受構造

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Publication number: JP5597494B2
Application number: JP2010205082A
Authority: JP
Inventors: 吏羽中田
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: US20120064756A1; JP2012062907A; US8475196B2; CN102401010A; CN102401010B

Description

この発明は、揺動アームを揺動可能に支持する無潤滑軸受構造に関するものである。

図９は、従来の無潤滑軸受構造１００を示すものである。この図９に示す無潤滑軸受構
造１００は、円筒状のブシュ１０１の外周が軸受取付部材１０２の軸受穴１０３に圧入さ
れ、ブシュ１０１の内周が支持軸１０４の外周に隙間１０５をもって嵌合されることによ
り、軸受取付部材１０２に固定されたブシュ１０１で支持軸１０４を回動可能に支持する
ようになっている（特許文献１、非特許文献１参照）。

このような無潤滑軸受構造１００は、潤滑剤が使用できないような装置（絶縁性を要す
るＩＣパッケージの電気的テスト装置等）の相対回動する２部材間に適用される。

特開昭６２−２４２１２９号公報（第２頁左上欄、第１図参照）

ＪＩＳ機械工学便覧（新訂版）、昭和４３年３月１５日発行、Ｐ．８−３１９〜８−３２４

図１０は、上記した従来の無潤滑軸受構造１００を揺動アーム１０６の揺動中心部に適
用した例を示すものであり、揺動アーム１０６の一端側が図９の軸受取付部材１０２に対
応する。この図１０に示した従来の無潤滑軸受構造１００は、揺動アーム１０６を揺動中
心に向けて押圧する自重以外の力（Ｆ１）が作用する場合、金属（ステンレス鋼）製の支
持軸１０４が金属（ステンレス鋼）製のブシュ１０１と摺動接触し、図１０（ｂ）の斜線
部として表すように支持軸１０４が大きく摩耗して、揺動アームが円滑に作動し難くなる
という問題が指摘されていた。

本発明は、このような従来の無潤滑軸受構造の問題点を解消するために案出されたもの
である。

請求項１の発明は、揺動アーム１１を揺動可能に支持する無潤滑軸受構造Ｋに関するものである。この発明に係る無潤滑軸受構造Ｋにおいて、前記揺動アーム１１の揺動中心軸となる金属製の支持軸１７は、アーム支持体４に固定されている。また、前記支持軸１７の外周面と前記揺動アーム１１の軸受穴３１の内周面との間には、円筒形状の金属製のブシュ３２が収容されている。また、前記支持軸１７の外周面と前記ブシュ３２の内周面との間に第１の嵌合隙間４８が形成され、前記ブシュ３２の外周面と前記軸受穴３１の内周面との間に第２の嵌合隙間５０が形成されている。そして、前記揺動アーム１１は、前記第１の嵌合隙間４８及び前記第２の嵌合隙間５０に潤滑剤を充填することなく、前記支持軸１７に前記ブシュ３２を介して揺動可能に支持される。

本発明によれば、揺動アームの揺動運動に伴い、支持軸の外周面とブシュの内周面との
間で滑りを生じ、ブシュの外周面と軸受穴の内周面との間で滑りを生じることが可能とな
り、支持軸のブシュとの摺動接触部における摩耗が従来例よりも低減し、揺動アームが従
来例よりも長期間円滑に作動する。

本発明の実施形態に係る無潤滑軸受構造が適用されたＩＣパッケージの電気的テスト装置を示す図である。図１（ａ）がＩＣパッケージの電気的テスト装置の一部を模式的に示す図であり、図１（ｂ）が図１（ａ）のＡ方向から見た平面図である。図１の右側側面図であり、ＩＣパッケージの電気的テスト装置における開閉支持機構の第１作動状態を示す図である。図１の右側側面図であり、ＩＣパッケージの電気的テスト装置における開閉支持機構の第２作動状態を示す図である。本実施形態に係る無潤滑軸受構造を示す図である。図４（ａ）が図１（ｂ）のＢ１−Ｂ１線に沿って切断して示す無潤滑軸受構造の断面図であり、図４（ｂ）が図４（ａ）のＣ部を拡大して示す図であり、図４（ｃ）が図４（ｂ）のＢ２−Ｂ２線に沿って切断して示す断面図である。本実施形態に係る無潤滑軸受構造を構成する支持軸を示す図である。図５（ａ）が支持軸の正面図であり、図５（ｂ）が図５（ａ）に示す支持軸の左側面図である。本実施形態に係る無潤滑軸受構造を構成するブシュを示す図である。図６（ａ）がブシュの正面図であり、図６（ｂ）が図６（ａ）に示すブシュの左側面図である。従来例（比較例）に係る無潤滑軸受構造を示す図である。図７（ａ）が図４（ａ）に対応する図であり、図７（ｂ）が図４（ｂ）に対応する図であり、図７（ｃ）が図４（ｃ）に対応する図である。支持軸の摩耗状態を模式的に示す図である。従来の無潤滑軸受構造を示す斜視図である。揺動アームを従来の無潤滑軸受構造によって揺動可能に支持した例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。

（無潤滑軸受構造が適用される電気的テスト装置）
図１乃至図３は、本発明の実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋが適用されたＩＣパッケー
ジ１の電気的テスト装置（ＩＣソケット）２を示す図である。なお、図１（ａ）は、ＩＣ
パッケージ１の電気的テスト装置２の一部（ＩＣパッケージ押圧機構３）を模式的に示す
図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ方向から見たＩＣパッケージ押圧機構３
の操作部材４側の平面図である。また、図２は、図１の右側側面図であり、ＩＣパッケー
ジ１の電気的テスト装置２における開閉支持機構５の第１作動状態を示す図である。図３
は、ＩＣパッケージ１の電気的テスト装置２における開閉支持機構５の第２作動状態を示
す図である。

これらの図に示すように、ソケット本体（装置本体）６には、操作部材（アーム支持体
）４がＩＣパッケージ押圧機構３及び開閉支持機構５を介して上下動（±Ｚ方向に往復移
動）可能に取り付けられている。

ソケット本体６のアーム取付部７には、ＩＣパッケージ押圧機構３を構成する第１アー
ム８の一端が支持ピン１０によって揺動できるように取り付けられている（図１参照）。

操作部材４には、第１アーム８と共にＩＣパッケージ押圧機構３を構成する第２アーム
（揺動アーム）１１の一端が無潤滑軸受構造Ｋによって揺動できるように支持されている
。そして、第１アーム８の他端と第２アーム１１の他端とが連結ピン１２によって相対回
動できるように連結されている（図１参照）。

第１アーム８の長手方向中間部分には、ＩＣパッケージ１をソケット本体６内に設置さ
れたフローティングプレート１３に向けて押圧するプッシュ部材１４が取り付けられてい
る。このプッシュ部材１４は、ＩＣパッケージ押圧機構３のクローズ位置（図１の実線で
示す位置）においてＩＣパッケージ１に当接しており、ＩＣパッケージ１をフローティン
グプレート１３に向けて押圧して、ＩＣパッケージ１の端子１５をフローティングプレー
ト１３に収容されたコンタクトピン１６に押し付けている。これにより、ＩＣパッケージ
１と図外の外部電気的テスト回路とをコンタクトピン１６を介して電気的に接続すること
ができるようになる。また、ＩＣパッケージ押圧機構３のオープン位置（図１の二点鎖線
で示す起立位置）において、プッシュ部材１４がＩＣパッケージ１から完全に離れ、プッ
シュ部材１４がＩＣパッケージ１の操作空間から退避する。これにより、ＩＣパッケージ
１をフローティングプレート１３上から電気的テスト装置２の外部に取り出す際に、プッ
シュ部材１４がＩＣパッケージ１の移動（図１の＋Ｚ方向への移動）を邪魔することがな
い。また、ＩＣパッケージ１をフローティングプレート１３上に新たにセットする際に、
プッシュ部材１４がＩＣパッケージ１の移動（図１の−Ｚ方向への移動）を邪魔すること
がない。

第２アーム１１は、無潤滑軸受構造Ｋを構成する支持軸１７を揺動中心軸として揺動で
きるようになっており、その一端が支持軸１７を介して操作部材４に接続され、その一端
が操作部材４の上下動に伴って上下動し、且つ、支持軸１７を揺動中心軸として揺動角θ
だけ揺動し、第１アーム８をクローズ位置（図１の実線で示す位置）からオープン位置（
図１の二点鎖線で示す起立位置）までの範囲で揺動させる。

操作部材４は、開閉支持機構５の圧縮コイルスプリング１８のばね力で常時上方（ソケ
ット本体６から離間する方向であって、図１の＋Ｚ方向）へ付勢されており（図２参照）
、図１の実線で示す位置において、ＩＣパッケージ押圧機構３をクローズ位置に保持する
。

また、操作部材４は、開閉支持機構５の圧縮コイルスプリング１８のばね力に抗して、
図１の実線で示す位置からソケット本体６に当接する位置（図１の二点鎖線で示す位置）
まで押し下げられると、ＩＣパッケージ保持機構３をクローズ位置からオープン位置まで
姿勢変化させる。

操作部材４は、ソケット本体６に固定されたガイドロッド２０と嵌合するガイド穴２１
が形成されており、ガイドロッド２０に沿って上下動するようになっており、ガイドロッ
ド２０のヘッド部２２で上端位置が規制されるようになっている。

開閉支持機構５は、図２乃至図３に示すように、シリンダ２３と、このシリンダ２３に
出し入れ可能なロッド２４と、このロッド２４をシリンダ２３内から引き出す方向に常時
付勢する圧縮コイルスプリング１８と、シリンダ２３の端部を操作部材４に接続する第１
リンク部材２５と、シリンダ２３の端部をソケット本体６に接続する第２リンク部材２６
と、ロッド２４の端部を操作部材４に接続する第３リンク部材２７と、ロッド２３の端部
をソケット本体６に接続する第４リンク部材２８と、で構成されている。この開閉支持機
構５は、トグル機構となっており、第１リンク部材２５と第２リンク部材２６の開き角度
δ及び第３リンク部材２７と第４リンク部材２８の開き角度δが大きくなるほど、操作部
材４を上方（ソケット本体から離間する方向であって、図１の＋Ｚ方向）へ付勢する力（
ばね力）が大きくなる。その結果、ＩＣパッケージ押圧機構３のプッシュ部材は、操作部
材４を圧縮コイルスプリングのみで上方へ直接的に付勢する場合に比較し、ＩＣパッケー
ジ１をフローティングプレート１３へ向けて大きな力で押圧することが可能になる。

フローティングプレート１３は、プレート支持ばね３０で弾性的に支持されている。そ
して、フローティングプレート１３上に収容されたＩＣパッケージ１とプッシュ部材１４
とが当接した後、フローティングプレート１３がプレート支持ばね３０を押し縮めてＩＣ
パッケージ１と共に所定距離（図示しないストッパに当接するまでの距離）だけ降下する
。これにより、ＩＣパッケージ押圧機構３の第２アーム１１がオープン位置からクローズ
位置まで角度θだけ揺動し、ＩＣパッケージ１の端子１５とフローティングプレート１３
に収容されたコンタクトピン１６とが確実に接触する。このフローティングプレート１３
が所定距離だけ降下する際には、第２アーム１１の揺動中心軸となる支持軸１７に作用す
る力Ｆ１が急激に増加することになるが、第２アーム１１が無潤滑軸受構造Ｋによって揺
動可能に支持されているため、第２アーム１１がオープン位置とクローズ位置との間を円
滑に揺動する。

（無潤滑軸受構造）
図４は、本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋを示す図である。なお、図４（ａ）は、図
１（ｂ）のＢ１−Ｂ１線に沿って切断して示す無潤滑軸受構造Ｋの断面図である。また、
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ部を拡大して示す図である。また、図４（ｃ）は、図４（
ｂ）のＢ２−Ｂ２線に沿って切断して示す断面図である。

この図４に示すように、本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋは、操作部材４に固定され
る金属（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３，３０４等））製の支持軸１７と、この支
持軸１７の外周面と第２アーム１１の軸受穴３１の内周面との間に収容される金属（例え
ば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３，３０４等））製の円筒状ブシュ３２と、を有している
。

支持軸１７は、最も外径寸法が大きな第１頭部３３と、この第１頭部３３よりも小径の
第２頭部３４と、この第２頭部３４よりも小径のねじ部３５と、このねじ部３５よりも小
径の軸部３６と、が軸芯ＣＬに沿って順に形成されている（図５参照）。この支持軸１７
は、軸部３６の先端側が操作部材４の軸穴３７に嵌合され、第２頭部３４が操作部材４の
第２頭部係合穴３８に嵌合され、第１頭部３３が操作部材４の第１頭部係合穴４０に嵌合
され、ねじ部３５が操作部材４と一体の金属製補強部材４１のねじ穴４２に螺合されるこ
とより、操作部材４に固定されるようになっている。なお、支持軸１７は、第１頭部３３
を第１頭部係合穴４０の底面（座面）４３に着座させることにより、操作部材４に対して
位置決めされる。

ブシュ３２は、円筒部分４４と、この円筒部分４４の一端側外周に張り出すように形成
された鍔部分４５とが一体に形成されている（図６参照）。そして、ブシュ３２の円筒部
分４４が支持軸１７の軸部３６（軸受係合軸部分３６ａ）と第２アーム１１の軸受穴３１
との隙間に収容され、ブシュ３２の鍔部分４５が第２アーム１１の側面４６に突き当てら
れるようになっている。ここで、支持軸１７の軸受係合軸部分３６ａは、保持部材４に形
成されたアーム取付溝４７内に位置している。そして、第２アーム１１の一端側は、保持
部材４のアーム取付溝４７内に収容され、支持軸１７の軸受係合軸部分３６ａにブシュ３
２を介して揺動可能に支持されている。

ブシュ３２の円筒部分４４は、その内周面が支持軸１７の軸受係合軸部分３６ａの外周
面との間に第１の嵌合隙間４８が生じるように形成され、その外周面が第２アーム１１の
軸受穴３１の内周面との間に第２の嵌合隙間５０が生じるように形成されている。そして
、第１の嵌合隙間４８及び第２の嵌合隙間５０には、グリースのような潤滑剤が充填され
ることがない。

このような本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋは、第２アーム１１の揺動運動に伴い、
支持軸１７の軸受係合軸部分３６ａの外周面とブシュ３２の内周面との間で滑りを生じ、
ブシュ３２の外周面と第２アーム１１の軸受穴３１の内周面との間で滑りを生じることが
できるようになっている。すなわち、本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋは、第２アーム
１１が揺動した際に摺動接触する部分が２箇所生じる。これに対し、従来の無潤滑軸受構
造１００は、支持軸１０４とブシュ１０１との間の１箇所のみで摺動接触する（図９及び
図１０参照）。その結果、本実施形態の無潤滑軸受構造Ｋは、支持軸１７のブシュ３２と
の摺動接触部における摩耗が従来例よりも低減し、第２アーム１１が従来例よりも長期間
円滑に作動する。

（無潤滑軸受構造の摩耗実験）
図７は、上記実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋ（図４参照）と対比する従来例と同様（
便宜的に比較例と略称する）の無潤滑軸受構造Ｋ’を示す図である。この図７（ａ）〜（
ｃ）は、図４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応している。なお、図７に示す比較例の無潤滑
軸受構造Ｋ’において、図４に示す無潤滑軸受構造Ｋと共通する構成部分には同一符号を
付し、図４に示す無潤滑軸受構造Ｋと重複する説明を省略する。

この図７に示す無潤滑軸受構造Ｋ’は、ブシュ３２が第２アーム１１の軸受穴３１に隙
間無く嵌合固定され、ブシュ３２の内周面と支持軸１７の軸受係合軸部分３６ａの外周面
との間にのみ第１の嵌合隙間４８が生じるようになっている。

そして、図４に示した本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋと比較例に係る無潤滑軸受構
造Ｋ’を図１に示した電気的テスト装置２に適用し、支持軸１７（軸受係合軸部分３６ａ
）の摩耗実験を行った。

この実験において、第２アーム１１、ブシュ３２、及び支持軸１７は、表１の材料が使
用された。

また、本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋと比較例に係る無潤滑軸受構造Ｋ’の各部の
寸法は、表２に示すとおりである。

そして、本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋと比較例に係る無潤滑軸受構造Ｋ’に関し
、表３の実験条件下でそれぞれの支持軸１７の摩耗実験を行った。

表４は、本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋの支持軸１７の摩耗実験結果と比較例に係
る無潤滑軸受構造Ｋ’の支持軸１７の摩耗実験結果を対比して示すものである。なお、支
持軸１７の摩耗量ε（μｍ）は、図８に示すように、実験前の支持軸１７における軸受係
合軸部分３６ａの外表面の半径方向寸法をｒとし、実験後の支持軸１７における軸受係合
軸部分３６ａの摩耗した外表面の半径方向寸法をｒ’とすると、ｒとｒ’との差（ｒ−ｒ
’）の最大値である。

以上のように、本実施形態の無潤滑軸受構造Ｋによれば、支持軸１７の摩耗量ε（μｍ
）を、比較例（従来例）の無潤滑軸受構造Ｋ’に比較して小さくすることができる。した
がって、本実施形態の無潤滑軸受構造Ｋを第２アーム１１の揺動中心部に適用した電気的
テスト装置２は、第２アーム１１の円滑な揺動運動を長期間維持することができる。

（本実施形態に係る無潤滑軸受構造の他の適用例）
本実施形態に係る無潤滑軸受構造Ｋは、上述した電気的テスト装置２の揺動中心部に使
用される場合に限定されるものではなく、潤滑剤が使用できない各種機械や各種装置の揺
動アームを揺動可能に支持するために広く使用することができる。

Ｋ……無潤滑軸受構造、４……操作部材（アーム支持体）、１１……第２アーム（揺動
アーム）、１７……支持軸、３１……軸受穴、３２……ブシュ、４８……第１の嵌合隙間
、５０……第２の嵌合隙間

Claims

揺動アームを揺動可能に支持する無潤滑軸受構造において、
前記揺動アームの揺動中心軸となる金属製の支持軸は、アーム支持体に固定され、
前記支持軸の外周面と前記揺動アームの軸受穴の内周面との間には、円筒形状の金属製のブシュが収容され、
前記支持軸の外周面と前記ブシュの内周面との間に第１の嵌合隙間が形成され、前記ブシュの外周面と前記軸受穴の内周面との間に第２の嵌合隙間が形成され、
前記揺動アームは、前記第１の嵌合隙間及び前記第２の嵌合隙間に潤滑剤を充填することなく、前記支持軸に前記ブシュを介して揺動可能に支持される、
ことを特徴とする無潤滑軸受構造。