JPH0322575Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、直方体の表・裏側に直線型ベアリン
グが直交して直接に形成されることにより、上下
ベアリングの間隔をきわめて小さくすることがで
きると共に軽量で、かつ強度剛性が大きく、きわ
めて精度の高い摺動運動が得られるトルク伝達形
ベアリングブロツクに関する。

一般にトルク伝達以外圧縮荷重および引張荷重
を等しく受けることができるベアリングブロツク
はない。

例えばトルク伝達形ボールスプラインとして米
国特許第3360308号が知られているが、該スプラ
インはリターン通路を有する外筒スプラインの内
周とスプラインシヤフトの外周にそれぞれ直線状
のボール溝が３条形成され、該外筒スプラインと
該外筒スプラインに挿通されるスプラインシヤフ
ト間にボールを多数充填されると共にスプライン
の両端面には循環凹溝を有するエンドキヤツプが
装着されているものである。

ところが該ボールスプラインのボール溝の形状
は周知のゴシツクアツチ溝形の４点接触であるた
め、ベアリングに荷重が作用すると、ボールは弾
性変形して差動すべりをおこし、すべり抵抗に近
い大きな摩擦が発生し、異常摩耗により寿命が短
かくなるため、予圧をかけることは構成上無理で
あるなどの欠陥を有する。

また、トルク伝達形ボールスプラインはその設
計にあたつて、構造そのものを丈夫にしなければ
ならない課題を有する。

駆動軸と従動軸の間にカツプリングを備え、か
つ、前記駆動軸とカツプリングの対向部には、そ
のいずれか一方に凹条部を、他方に該凹条部に対
応する凸条部を有し、しかも、該凹条部の側面と
凸条部の側面の間に挿入された適数個のボールを
備え、さらに、前記従動軸とカツプリングの対向
部には、そのいずれか一方に前記凹条部と90度も
しくは略90度ずれた方向の凹条部を、他方に該凹
条部に対応する凸条部を有し、かつ、該凹条部の
側面と凸条部の側面の間に挿入された適数個のボ
ールを備えてなる回転継手が知られている。

ところが、該回転継手の円盤状カツプリングの
一方及び他方の凹条部に挿入されるボールはシエ
ルによつてボールの動きが制限されるため、始動
時わずかに転動することができるのみで、カツプ
リング間を循環することは全く不可能であり、回
転中は遠心力の影響を受け、前記ボールは一方向
に極端に寄るため、隙間のある回転継手となり、
円滑に回転を伝達することはきわめて困難であ
る。

本考案の目的は、上記せる従来の欠点を解消す
べく、圧縮荷重および引張り荷重を等しく受ける
ことのでき、かつ大きな浮き上り荷重に対しても
変形量がなく支承できるトルク伝達形ベアリング
ブロツクを提供することにある。

以下図に基いて本考案の一実施例を説明する。

ベアリングブロツク１０は略直方体の鋼材より
切削加工し、表・裏側１１，１２に互に直交する
多角形状溝１３，１４が形成され、次いで、該多
角形状溝１３にはボールと略同一の曲率半径を有
する複数のサーキユラーアーク溝の負荷転道溝１
５，１６，１７，１８が左右対称に形成される。

次に、旋盤加工によつて軸方向所要長さに切断
し、その両端にはボールを案内するガイド用円環
状凸部１９，１９′が形成される。

さらに側端面２０，２１より軸方向に形成され
る４つの逃げボール用孔２２，２３，２４，２５
は前記負荷転道溝１５，１６及び１７，１８の中
心をそれぞれ結んでなす角度αが略35〜45度と
し、前記ボールを案内するガイド用円環状凸部１
９，１９′の外周に当接する個所に形成される。

しかるのち、ベアリングブロツク１０内、表・
裏側に面する左右のボール転道溝１５，１８に挾
まれた部分を略70〜90度の角度内で軸方向にカツ
トすることにより開口端２６，２７が上下に形成
される。

該ベアリングブロツク１０の両側面２０，２１
（前後端面）に側蓋取付孔２８，２９，３０が形
成されている。

次に、３１，３１′はベアリングブロツク１０
の前後端面２０，２１に取付ける側蓋で、ダイカ
スト合金または合成樹脂材料にてダイカストまた
は射出成形にて成形される。

該側蓋３１，３１′の内側面３２，３３に前記
ベアリングブロツク１０のボールを案内するガイ
ド用円環状凸部１９，１９′に対応する個所に円
環状凹部３４が形成される。

その凹部３４の深さは前記円環状凸部１９の高
さに一致する。

次に、該円環状凹部３４を横切るボール方向転
換用Ｕ字溝３５，３６，３７，３８と３５′，３
６′，３７′，３８′が前記ベアリングブロツク１
０の角度θを前記Ｕ字状溝と略同形状フライスカ
ツターにて形成される。

ついで、前記側蓋３１，３１′のボール方向転
換用Ｕ字溝３６，３８に挾まれた部分の中心を通
る水平線に直角な垂直線を通つて角度θが略70〜
90度以内になるようにカツトし、開口端３９，４
０が形成される。

また前記側蓋３１，３１′に貫通孔４１，４２，
４３が形成される。

該側蓋３１，３１′はボルト８３にてベアリン
グブロツク１０の表・裏側の端面２０，２１に固
定する。

４４は保持器で、該保持器は鋼板を内方に折り
曲げて略多角筒状体が形成されると共に軸方向に
スリツトが打抜かれている。

該筒状体の上部表面４５はベアリングブロツク
１０の平坦面と平行に形成され、続いて上部左右
傾斜面４６，４７と同じく下部左右傾斜面４８，
４９が中央垂直部５０，５１間に形成され、前記
上・下部左右傾斜面４６，４７，４８，４９の長
手方向にボール８４，８４……が脱落しないスリ
ツト５２，５３，５４，５５が形成されると共に
これらスリツトの両端には舌片５６，５７が形成
される。

５８，５８は保持器４４の取付孔で、該取付孔
５８，５８を介してベアリングブロツク１０の内
壁にビスを介して固着される。

５９，５９は保持器押えで、細長い鋼板６０に
取付け用穴６１，６１が形成されている。

７０は軌道軸で、軸方向に２条の凸部７１，７
１の両側にＲ溝７２，７２…の負荷転道溝が形成
され、さらに軸方向中央前後に貫通穴７３，７３
が形成されている。

該軌道軸７０の基底７４は入力軸７５に形成さ
れたフランジ部８１の凹部７６に嵌合され、つい
でボルト７７にて一体的に固定される。

他方の軌道軸７０′の基底７４′は出力軸７８に
形成されたフランジ部８２の凹部７９に嵌合され
ると共にボルト８０にて一体的に固定される。

本考案のトルク伝達形ベアリングブロツクの各
部分は上記せるように構成されている。

そしてこの組立てについて順を追つて説明す
る。

まず、ベアリングブロツク１０内に保持器４４
を嵌挿すると共に該保持器４４の取付孔５８，５
８を介してビスにてベアリングブロツク本体１０
の表・裏側１１，１２の内壁にそれぞれ固定し、
続いて、該ベアリングブロツク１０の一端にはボ
ルト８３，８３，８３を介して側蓋３１が取付け
られる。次に、所定数のボール８４，８４……が
逃げボール用孔２２，２３，２４，２５より順次
挿入され、しかるのち、他の側蓋３１′を取付け
てベアリングブロツク１０の組立てが完了する。

該ベアリングブロツク内に嵌合される軌道軸７
０，７０′とベアリングブロツク１０との間の負
荷転道溝により挾持された形の負荷ボールが圧縮
荷重、引張荷重等を十分支承でき、かつきわめて
精度の高い摺動運動が得られること並びにベアリ
ングブロツクに嵌挿される軌道軸双方にそれぞれ
４条の溝が左右対称に形成されていると同時に負
荷ボールが水平軸に対して45度の接触角にて支持
されているから、上下左右等しい耐負荷性能を有
することになる。

次に、上記ベアリングブロツクを例えば継手に
利用する場合、入力軸７５のフランジ部８１の凹
部７６に軌道軸７０の基底７４を嵌合し、該軌道
軸７０側より前後２ケ所ボルト７７にて締結す
る。

次に、出力軸７８のフランジ部８２の凹部７９
に他方の軌道軸７０′の基底７４′を嵌合し、該軌
道軸７０′側よりボルト７７にて締結する。

しかるのち、ベアリングブロツク１０の表側１
１に入力軸７５の軌道軸７０を嵌挿し、他方の軌
道軸７０′は裏側１２に嵌挿して組立が完了する。

次に、入力軸からベアリングブロツクを介して
回転トルクを出力軸に伝達する作動状態を説明す
る。

入力軸７５からの回転トルクは、該入力軸のフ
ランジ８１と一体的に固着した軌道軸７０からベ
アリングブロツク１０に伝達されると、ベアリン
グブロツク１０は入力軸側の軌道軸７０と出力軸
側の軌道軸７０′に対して滑りつゝ動き、出力軸
に回転トルクが伝達されるのである。

すなわち入力軸７５が回転すると、ベアリング
ブロツク１０の表側１１はその多角形状溝１３内
のボールを介して軌道軸７０′の外周に沿つて移
動しつゝ回転されると同時にベアリングブロツク
１０の裏側１２はその多角形状溝１４内のボール
８４を介して軌道軸７０′の外周に沿つて移動し
つゝ出力軸７８′に回転トルクが伝達される。

ベアリングブロツク１０は該ベアリングブロツ
ク１０の表・裏側１１，１２の多角形状溝１３，
１４内のボール５８を介して軌道軸７０，７０′
の外周に沿つて移動すると、該軌道軸７０，７
０′のそれぞれＲ溝７２とベアリングブロツク１
０の負荷ボール転道溝１５〜１８によつて挾持さ
れた状態にあるボール８４，８４……は保持器４
４に保持されると同時にスリツト５３〜５５に案
内されながら転送し、保持器４４の各スリツト５
３〜５５の舌片５６，５７によりすくい上げら
れ、側蓋３１，３１′の方向転換用Ｕ字状溝３５
〜３８内をボール８４，８４……が転送され、ベ
アリングブロツク１０の逃げボール列用穴２２〜
２５に送り込まれる。

その際、ベアリングブロツク１０と軌道軸はそ
れぞれ４条の溝７２においてボール８４，８４…
…を介して水平軸に45度の接触角を持つて接触支
持されているため、上下左右等しい耐負荷性能を
有することになる。

したがつて、下側に位置する軌道軸に搭載され
たベアリングブロツクに、上側の軌道軸の一端に
例えばロボツトフインガーとして使用することが
できる。

「考案の効果」 ベアリング本体は直方体を上下にほぼ２分した
表側と裏側に互いに直交する多角形状溝が直接形
成されているので、上下ベアリングの間隔をきわ
めて小さくすることができ、かつベアリング本体
構造が単一体であるため、軽量で、かつ剛性や強
度を大きくとることができ、精度の高い摺動運動
が得られ、さらに、ベアリング本体の前後に取り
付ける側蓋のサイズが前記ベアリング本体の２分
の１に相当する大きさであるので、ベアリングブ
ロツク全体の重量軽減を可能ならしむることにな
ります。

上述の如く保持器がベアリングブロツクに固定
され、ボールが無限循環運動するので、保持器の
ズレが皆無となり、かつボールの脱落がない。

またプリロード（予圧）を与えても運動に無理
がないので、剛性が大となり寿命が伸び、かつ伝
達応答性（すなわち動摩擦が静摩擦に対する差が
大きい。）がきわめてすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案ベアリングブロツクから保持器
を除いた要部斜視図、第２図は本考案ベアリング
ブロツクの端面に取付ける側蓋の正面図、第３図
は本考案ベアリングブロツクの端面に取付ける側
蓋の内面図、第４図は本考案ベアリングブロツク
におけるボール循環状態を示す断面図、第５図は
本考案保持器の断面図、第６図および第７図は本
考案ベアリングブロツクを継手に応用した例を示
す平面図と一部断面正面図である。 １０：ベアリングブロツク、１１：表側、１
２：裏側、１３，１４：多角形状溝、１５〜１
８：負荷転道溝、１９，１９′：ガイド用円環状
凸部、２２〜２５：逃げボール用孔、３１，３
１′：側蓋、３５〜３８，３５′〜３８′：ボール
方向転換用Ｕ字溝、４４：保持器、５２〜５５：
スリツト、７５：入力軸、７８：出力軸、７０，
７０′：軌道軸。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ボール案内溝をボールとほぼ同一の曲率半径を
   有するサーキユラーアーク溝を有するベアリング
   本体、前後側蓋および保持器から形成されるボー
   ル循環路を備えてなるトルク伝達形ボールスプラ
   インにおいて、 (イ) 該ベアリング本体は直方体を上下にほぼ２分
   した表・裏側１１，１２に互いに直交する多角
   形状溝１３，１４が直接形成されていること。 (ロ) 該多角形状溝１３，１４にボール８４と略同
   一の曲率半径を有する複数の負荷転道溝１５〜
   １８が形成されていること、 (ハ) ボール８４を介して軌道軸７０，７０′の凸
   部７１，７１′を挟み込むと共に該負荷転道溝
   １５〜１８から同数の逃げボール用孔２２〜２
   ５にボールを案内するガイド用円環状凸部１
   ９，１９′が両端面に形成されていること、 (ニ) これら負荷転道溝１５〜１８には軸方向にス
   リツト５２〜５５が形成された前記保持器４４
   がボールを介して嵌装されていること、 (ホ) 前記負荷転道溝１５〜１８から逃げボール用
   孔にボールを案内するボール方向転換用Ｕ字溝
   ３５〜３８、３５′〜３８′が形成された前記側
   蓋３１，３１′を表・裏側両端に装着されてい
   ること、 (ヘ) 該側蓋３１，３１′が前記ベアリング本体の
   ほぼ２分の１に相当する大きさであること、 以上(イ)，(ロ)，(ハ)，(ニ)，(ホ)および(ヘ)の条件
   をそな
   えることを特徴とするトルク伝達形ベアリングブ
   ロツク。