JPS60259336A - 無限摺動用ボ−ルスプラインに使用されるベアリング外筒の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軸方向の直線運動とトルク伝達の回転運動
とを夫々単独で又は複合して行うことができる無限摺動
用ボールスプラインに使用されるベアリング外筒の製造
法に係り、特に外壁略中央部にフランジを有するベアリ
ング外筒の製造法に関する。

（従来の技術） 無限摺動用ボールスプラインとして、スプラインベアリ
ングのベアリング外筒にフランジを設けたものが知られ
ており、このフランジを利用してハウジングに固定でき
るので各種工作機械スピンドル、工業用ロボットの支柱
やアーム、オートローダ−、トランスファマシン、自動
搬送装置、タイヤ成形機その他多くの機械において頻繁
に使用されている。そして、特に振動衝撃背型が作用す
る過酷な使用−所、高精度の位置決めが要求される使用
箇所あるいは高速運動性能が要求される使゛用箇所に使
用される無限摺動用ボールスプラインにおいては、高い
剛性と加工精度とが要求される。

ところで、このような無限摺動用ボールスプラインに使
用するベアリング外筒を製造する方法としては、一般に
、先４ずむくの材料に旋削加工をして厚肉筒体を形成し
、次いでその内壁にブローチ加工をしてボール−案内溝
を形成し、負荷ボールの案内溝にボール・バニシング加
工を施した後浸炭焼入れをし、その後に旋削用■をして
フランジを形成し、更に再喰ボール・バニシング加工を
した後案内溝の研削加工をし、最後にスプラインシャフ
トに組付けて外径及びフランジの研削加工をする、とい
う方法が採用されていた。

ところで、この種の無限摺動用ボールスプラインにおけ
るボールの動きに注目してみると、ボールはベアリング
外筒の案内溝とこのベアリング外筒内に嵌挿される保持
器の案内溝や長孔とによって形成される無端の無限軌道
溝内を転走しながら循環しており、ベアリング外筒の両
端部を外方へ拡開させて無限軌道溝のおけるボールの無
負荷領域から負荷領域へあるいは負荷領域から無負荷領
域への転走を円滑にすることが理想的である（これをク
ラウニング効果という）。

外筒に対してこのようなりラウニング効果を付与するこ
とは、無限摺動用ボールスプラインに対して予圧を付与
し優れた剛性や摺動安定性を確保する上で極めて重要な
ことであり、このクラウニング効果によってボールスプ
ラインに充分な予圧を作用させることが可能になる。

そこで、従来においては、ベアリング外筒にこのような
りラウニング効果を付与するため、上記案内溝の研削加
工の後に丸棒状の油砥石を用いて各案内溝を磨く、いわ
ゆるクラウニング加工を行なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の製造法においては、フランジ
を形成するための旋削加工を浸炭焼入れ後に行っていた
ので、この浸炭焼入れによって肉厚の差に基づく歪が発
生しないという長所はあっても、浸炭焼入れによって硬
くした後に旋削加工を行なうことになり、この旋削加工
が極めて手間と費用のかかる作業になるという問題があ
った。

加えて、ベアリング外筒にクラウニング加工をする場合
には、このクラウニング加工が手作業に頼らざるを得ず
、また、ベアリング外筒の内壁に形成される６条あるい
はそれ以上の各案内溝を均等に磨き上げなければならず
、しかも、スプラインシャフトの嵌め合い具合をみなが
ら行なりなＩすればならないので、極めて能率が悪くま
た単純作業であり、この点を如何に解決する力１が重要
な課題になっていた。

、〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、かかる観点に鑑み、フランジを有し、かつ
、クラウニング効果を備えた無限摺動用ボールスプライ
ンを安価に製造することができる方法について鋭意研究
を行なった結果、ベア１ノング外筒を製造するに当って
外壁略中央部にフランジ部分を一体に形成した後に浸炭
焼入れを行うことにより、フランジ部分の旋削加工が容
易になり、しかも、浸炭焼入れによる歪の発生が加工精
度にほとんど影響を与えることがないほか、この浸炭焼
入れによる歪がかえってベアリング外筒にクラウニング
効果を生ぜしめ、さらに、トルク伝達の際に最も大きな
荷重が作用するベアリング外筒中央部の剛性が著るしく
向上してベアリング外筒の変形防止にも役立つことを見
出し、本発明に判達したものである。

すなわち、本発明は、スプラインベアリングとこのスプ
ラインベアリングに組込まれたボールで支持されるスプ
ラインシャフトと力旭らなる無限摺動用ボールスプライ
ンに使用されるベアリング外筒を製造するに際し、厚肉
筒体の外壁略中央部にフランジとなるフランジ部分を一
体に形成して外筒素材とした後、この外筒素材の浸炭焼
入れを行うベアリング外筒の製造法である。

〔作用〕

本発明方法によれば、厚肉筒体の外壁略中央部にフラン
ジとなるフランジ部分を一体に形成して外筒素材とした
後にこの外筒素材の浸炭焼入れを行うことによって、こ
の浸炭焼入れの際にベア１ノング外筒の肉厚の差がベア
リング外筒の歪に影響を及ぼし、ベアリング外筒の両端
部側と中央部ＩＩとの間に歪の差が生じてフランジが位
置する略中央部においてその内部が内側に膨張する結果
となり、これによってベアリング外筒にクラウニング効
果を生ぜしめるものである。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例に係るベア
リング外、筒の製造法及びこの方法によって製造された
ベアリング外筒が組込まれた無限摺動用ボールスプライ
ンを詳細に説明する。

第１図において、本発明の実施例に係るベアリング外筒
１を製造するための工程の一例が示されている。

すなわち、先ず、むくの材料１ａに旋削加工をして厚肉
筒体１ｂを形成し、引き続きこの厚肉筒体１ｂの外壁に
旋削加工をして外壁略中央部にフランジ部分２ａ−を有
する外筒素材１Ｃを形成し、この外筒素材１Ｃの内壁に
ブローチ加工をしてボール３の各案内溝４ａ、　４ｂ、
　４Ｃを形成し、次いで上記フランジ部分２ａに穿孔加
工をしてボルト挿通孔１０を形成し、さらに、この外筒
素材１ｃに負荷ボール３ａを案内する案内溝４ａについ
てボール・バニシング加工をした後に浸炭焼入れをし、
再度上記案内溝４８にボール・バニシング加工をした後
、この外筒素材１ｃを別途製造したスプラインシャフト
Ｓに取付けて外筒素材１Ｃの外径及びフランジ部分２ａ
の研削加工を行なって寸法精度を出してベアリング外筒
１を形成する。

次に、上記方法で製造されたベアリング外筒１が組込ま
れた無限摺動用ボールスプラインの構造を第２図ないし
第７図に基いて説明する。

第２図及び第３図に示す無限摺動用ボールスプラインは
、スプラインベアリングＢとこのスプラインベアリング
Ｂに組込まれた多数のボール３で支持されるスプライン
シャフトＳとで構成されている。

上記スプラインベアリングＢは、外壁略中央部にフラン
ジ２を有し、かつ、内壁には断面略Ｕ字状に形成されて
軸心方向に伸びる負荷ボール３ａの□案内溝４ａと、こ
の案内溝４ａと深さは略同−であるがその幅寸法がより
広く、案内溝４ａと交互に軸心方向に伸びる無負荷ボー
ル３ｂの案内溝４８と、これら対の案内溝４ａ、　４ｂ
の両端部を連通ずる円周方向の案内溝４ｃとを有するベ
アリング外筒１と、鋼板や硬質合成樹脂で円筒状に形成
されて上記ベアリング外筒１内に嵌挿され、上記負荷ボ
ール３ａの案内溝４ａに対応する位置には長孔６を有し
、また、上記負荷ボール３ｂの案内溝４ｂに対応づ゛る
位置には凹溝７を有し、上記各案内溝４ａ、　４ｂ、　
４ｃと相俟ってボール３の無限軌道を形成すると共にボ
ール３の脱落を防ｌＩ：する保持器５と、負荷ボール３
ａとしてスプラインシャフトＳからの荷重を受けながら
、あるいは、無負荷ボール３ａとしてスプラインシャフ
トＳからの荷重を受けることなく上記無限軌道を循環す
る多数のボール３とで構成されている。

また、上記スプラインシャフトＳは、」−記スプライン
ベアリングＢにおいてその保持器５の長孔６より一部露
出した負荷ボール３ａの互いに隣接する対の列が相対し
て形成する凹部８内に嵌挿される軸方向の凸条９を上記
対の列の数と同数有し、これら負荷ボール３ａによって
支持され軸方向摺動自在に支持されている。

第２図及び第３図の無限摺動用ボールスプラインにおい
て、スプラインベアリングＢのベアリング外筒１に形成
されたフランジ２は、このベアリング外筒１と同心円状
に形成されており、その左右対称の位置には夫々ハウジ
ングに固定する際にボルトを挿通するためのボルト挿通
孔１０が穿設されており、例えば第３図示すように、図
示外のボルトを介してハウジングＨに取付けることがで
きるようになっている。

次に、第５図及び第６図に示す無限摺動用ボールスプラ
インは、上記第２図及び第３図の場合とは異なり、スプ
ラインベアリングＢのベアリング外筒１にはその外壁両
端部に軸方向隙間のないアンギュラ−コンタクトベアリ
ングＡを装着できるように段部を形成してそのコーナ一
部にアンギュラ−コンタクトベアリングＡのボール１１
が転走する断面略円弧状の軌道１２を形成したものであ
り、また、ベアリング外筒１の内壁に形成された負荷ボ
ール３ａの案内溝４８をボール径に略等しいＲ形状に形
成すると共にスプラインシャフトＳ側にも上記案内溝４
８と同様なＲ形状の転走溝１３を形成し、負荷ボール３
ａはこれら案内溝４ａと転走溝１３との間を荷重を受け
ながら転走するように形成されているものである。

このＭ５図及び第６図に示ず無ｍ摺動用ボールスプライ
ンに使用するベアリング外ｎ１も、上記実施例の場合と
同様にして製造されるが、ベアリング外筒１の外壁両端
部にアンギュラ−コンタクトベアリングＡを装着するた
めの段部を形成する工程及び段部めコーナ一部にアンギ
ュラ−コンタクトベアリングＡのボール１１が転走する
断面略円弧状の軌道１２を形成する工程は浸炭焼入れの
工程の前に行う。

この第５図及び第６図に示す無限摺動用ボールスプライ
ンは、例えば第７図に示すように、ベアリング外筒１の
フランジ２にウオーム歯車１４と噛み合うウオーム１５
を取付け、ベアリング外筒１の外壁両端部に設けたアン
ギュラ−コンタクトベアリングＡを介してハウジングＨ
に予圧を与えながら固定し、スプラインシャフトＳの軸
方向の直線運動にウオーム歯車１４によるトルク伝達の
回転運動を複合させて行なうことができるものである。

なお、本発明において、ベアリング外筒の外壁にフラン
ジを形成する位置に関して「略中央部」と表現したが、
これはベアリング外筒外壁の中央部寄りであればよいこ
とを意味し、完全な中央部のみを意味するものではない
ことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、ベアリング外筒を製造するに当っ
て、厚肉筒体の外壁略中央部にフランジとなるフランジ
部分を一体に形成して外筒素材とした後にこの外筒素材
の浸炭焼入れを行うことにより、浸炭焼入れを行なう前
の軟らかな厚肉筒体に対してフランジを形成する旋削加
工を行なうことができるのでこの旋削加工の作業性が著
るしく向上するほか、この浸炭焼入れの際に外筒素材内
部の略中央部が内側に膨張してボールの流れが内湾にな
る、いわゆるクラウニング効果が生じ、その結果、浸炭
焼入れの後に負荷ボールの案内溝を研削加工をしたり、
クラウニング加工を行なう手間のかかる作業を省略する
ことができる。従って、ベアリング外筒の製造の際にお
ける作業性は従来のものとは比較にならないほど向上し
、製造コストを大巾に低減できるものである。しかも、
外壁略中央部にフランジを一体に設けることはトルク伝
達の際に最も大きな荷重か作用する中央部の剛性が著る
しく向上しベアリング外筒の変形防止にも役立つもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に襟る無限摺動用ボールスプラ
インに、使用するベアリング外筒を製造するための工程
を示す説明図、第２図は上記実施例で製造されたベアリ
ング外筒を示す一部所面正面図、第３図は第２図の■−
■線断面図、第４図は上記ベアリング外筒を使用して製
造された無限摺動用ボールスプラインの取付状態を示す
部分断面図、第５図は上記実施例と同様にして製造され
た他の無限摺動用ボールスプラインに使用するベアリン
グ外筒を示す部分断面正面図、第６図は第５図のＶｌ−
Ｖｌ線断面図、第７図は第５図の無限摺動用ベアリング
の使用例を示す部分断面図である。 符号説明 Ｂ・・・スプラインベアリング Ｓ・・・スプラインシャフト ト・・ベアリング外筒　１ｂ・・・厚肉筒体１Ｃ・・・
外筒素材　２・・・フランジ２ａ・・・フランジ部分　
３・・・ボール特許出願人　寺　町　博 代　理　人　弁理士　成　瀬　勝　夫 （外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スプラインベアリングＢとこのスプラインベアリングＢ
   に組込まれたボール３で支持されるスプラインシャフト
   Ｓとからなる無限摺動用ボールスプラインに使用される
   ベアリング外筒１を製造するに際し、厚肉筒体１ｂの外
   壁略中央部にフランジ２となるフランジ部分２ａを一体
   に形成して外筒素材ＩＣとした後、この外筒素材１Ｃの
   浸炭焼入れを行うことを特徴とする無限摺動用ボールス
   プラインに使用されるベアリング外筒の製造法。