JPS60259337A - 複合運動用ボ−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

複合運動用ボ−ルスプラインに使用されるベアリング外筒の製造法

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JPS60259337A
JPS60259337A JP8255185A JP8255185A JPS60259337A JP S60259337 A JPS60259337 A JP S60259337A JP 8255185 A JP8255185 A JP 8255185A JP 8255185 A JP8255185 A JP 8255185A JP S60259337 A JPS60259337 A JP S60259337A
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bearing
spline
cylinder
outer cylinder
outer bearing
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JP8255185A
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Hiroshi Teramachi
博 寺町
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/06Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/14Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass gear parts, e.g. gear wheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

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
とを複合して行なうことができる複合運動用ボールスプ
ラインに使用されるベアリング外筒の製造法に係り、特
に外壁略中央部に伝動部材を有するベアリング外筒の製
造法に関する。
〔従来の技術〕
機械は本来直線運動機構と回転運動機構とからなり、こ
れらの運動を複合した機構は多(の機械、例えば各種工
作機械スピンドル、■業用ロボットの支柱やアーム、精
密インデックス軸、リベツティングマシン、トランスフ
ァマシン、自動搬送装置等において採用されており、こ
の目的で使用されるボールスプラインについてはますま
す高性能であると共に、高い剛性と加工精度とが要求さ
れている。
ところで、このような複合運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の案内溝を
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、ベアリング外筒
の外壁に伝動部材やベアリング取付のための加工が必要
な場合にはそのための突条や凹状部を形成する旋削加工
をし、再度ボール・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
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、この種の複合運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)。
ボールスプラインのベアリング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、スプラインベアリ
ングに予圧を付与してその剛性や摺動安定性等を確保す
る上で極めて重要なことであり、これによってスプライ
ンベアリング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してスプラインシャフトの往復
運動を円滑かつ精度良くするため、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、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、ベアリング外筒の外壁に伝動部材やベア
リング取付のための加工が必要な場合には、浸炭焼入れ
によって硬くした後にそのために必要な突条や凹状部を
形成する種々の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(Xう問
題があった。
しかも、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
、さらに、スプラインシャフトの嵌め合い具合をみなが
ら行なわなけ゛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かが重要な
課題になっていた。
加えて、このようなボールスプラインを使用して複合運
動の機構を構成するためには、ボールスプラインのほか
に歯車、この歯車を取付けるための筒体及びハウジング
に取付けるためのベアリングが必要になり、部品点数が
多くて製品コストが高くなるばかりでなく、各部品をい
くら精度良く加工しても各部品ごとに生じる僅かな加工
誤差が積み重なって全体としての加工精度を高くづ“る
ことは難しく、また、設計が極めて面倒であるほかコン
パクトにすることも難しいという多くの問題を抱えてい
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発゛明は、かかる観点に鑑み、ベアリング外筒の外壁
略中央部に伝動部材を有すると共に、クラウニング効果
を備えた複合運動用ボールスプラインを安価に製造する
方法について鋭意研究を重ねた結果、ベアリング外筒を
製造するに当って外壁略中央部に伝動部材となる突条を
一体に形成した後に浸炭焼入れを行うことにより、突条
を形成する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ることを見出し
、本発明に到達したものである。
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
ラインシャフトとからなる複合運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その円周方向に沿って伝動部材とな
る突条を一体に形成すると共に、その両端部円周方向に
沿ってベアリング取付用の凹状部を形成して外n素材と
し、次いでこの外筒素材の浸炭焼入れを行う複合運動用
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
である。
〔作用〕
本発明方法によれば、厚肉筒体の外壁略1中夾部に伝動
部材となる突条を一体に形成すると共にその両端部円周
方向に沿ってベアリング取付用の凹状部を形成して外筒
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リング外筒の肉厚
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側との間に歪の差が生じて7ラ
ンノが位置する略中央部においてその内部が内側に11
111服する結果となり、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。
〔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
ベアリング外向が組込まれた複合運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、この厚肉筒体1b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、この形成された各案内溝4a、 4b、
 4cに対してボール通し加工をし、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の伝動部
材2となる突条2a及び外壁両msのベアリング8取付
用の凹状部13aが形成された外筒素材1cを形成した
後に浸炭焼入れをし、再度負荷ボール3aを案内する案
内溝4aに対してボール通し加工をした後、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の外径及び突条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
れた複合運動用ボールスプラインの構造を第2図ないし
第6図に基いて説明する。
第2図及び第3図に示す複合運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ルル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ぼ、外壁略中央部にその円
周方向に沿って一体に形成された伝動部材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延び
る負荷ボール3aの案内溝4aと、この案内14a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延びる無負荷ボール3bの案内溝柿
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等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
48に対応する位置には長孔6を有し、また、上記無負
荷ボール3bの案内溝4bに対応する位置には凹溝7を
有し、上記各案内溝4a、 4b、 4cと相俟ってボ
ール3の無限軌瘍を形成すると共にボール3の脱落を防
止する保持器5と、負荷ボール3aとしてスプラインシ
ャフトSからの荷重を受けなtノながら、あるいは、無
負荷ボール3bとしてスプラインシャフトS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、上記ベアリング外筒1の外
壁両端部に形成された凹状部13aにはスプラインベア
リングBをハウジングHに回転可能に取付1プるための
ベアリング8が設けられている。
この第2図及び第3図の複合運動用ボールスプラインに
おいて、ベアリング外筒1の外壁に形成された伝動部材
2は平歯車に形成されており、また、上記ベアリング8
は、外輪9と、この外輪9の内壁に形成した転勤lio
内に配設された多数のボール11と、これらのボール1
1を保持する保持器12とからなるアンギュラ−コンタ
クトベアリングで構成されており、さらに、上記ベアリ
ング外筒1の外壁両端部に形成された凹状部13aのコ
ーナ一部には使用時上記ベアリング8のボール11が転
走づる転走溝13が形成されている。
更に、上記スプラインシャフトSは、上記スプラインベ
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
形成する凹部内に嵌挿される軸方向の凸条14を上記対
の列と同数有し、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。
従って、この第2図及び第3図に示す複合運動用ボール
スプラインによれば、例えば第4図に示すように、ハウ
ジングHの取付孔15内にベアリング8を介してスプラ
インベアリングBを嵌合し、ナツト16を用いて各取付
用ベアリング8に予圧をかけながら固定し、ベアリング
外筒1の外壁に形成した伝動部材2に動力を伝達するア
イドルギア17等の歯車を噛み合せることにより、上記
スプラインベアリングBに嵌挿されたスプラインシャフ
トSはその軸方向の直線運動を行なうと同時にアイドル
ギア17等からの動力を受けてスプラインベアリングB
が回転し、これによってスプラインシャフトSは直線運
動と回転運動とを複合して行なうことができる。
次に、第5図及び第6図に示す複合運動用ボールスプラ
インは、上記第2図及び第3図の場合とは異なり、ベア
リング外筒1の外壁略中央部に一体に形成された伝動部
材2がウオーム歯車になっており、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4aが
ボール径に略等しいR形状に形成されている共にスプラ
インシャフトS側にも上記案内溝4aと同様なR形状の
転走溝18が形成されており、負荷ボール3aはこれら
案内溝4aと転走溝18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。
この第5図及び第6図の複合運動用ボールスプラインに
よれば、伝動部材2がウオーム歯車になっているので、
この伝動部材2に噛み合うウオーム19を停止させるこ
とにより、必要に応じてスプラインベアリングBの回転
、即ちスプラインシャフトSの回転運動を停止させロッ
クすることもできる。
なお、上記各複合運動用ボールスプラインは、伝動部材
2が平歯車やウオーム歯車に形成されているが、この伝
動部材2は回転方向の動力を伝達できるものであればよ
く、例えばブーり等であってもよい。また、本発明にお
いて、ベアリング外筒の外壁に伝動部材を形成する位置
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伝動部材となる突条及び
ベアリング取付用の凹状部と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突
条や凹状部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円滑になる、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、外壁略中央部に突条からな
る伝動部材を一体に設けることはトルク伝達の際に最も
大きな荷重が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。
さらに、本発明のベアリング外向は、これを使用して複
合運動用ボールスプラインを構成して場合、ベアリング
外筒の外壁略中央部に伝動部材が一体に形成され、また
、その外壁両端部にはこのベアリング外筒を回転自在に
保持するベアリングが内輪を省略して組込まれているの
で、このベアリングを介してボールスプラインを直接ハ
ウジングに取付けることができるほか、ベアリング外筒
に設けられる伝動部材を別体に形成したり、この別体の
伝動部材をベアリング外筒に取付けるために筒体を使用
する必要がなく、部品点数を著しく減少させることがで
きる。このため、各部品に生じる加工誤差が積み重なっ
て大きな誤差になるようなことがなく、全体を高精度に
製造することができるほか、コンパクトにすることがで
き、また、設計が極めて容易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る複合運動用ボールスプラ
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
グ外筒を示す部分断面正面図、第3図は第2図のl1l
−1[[線断面図、第4図はこの複合運動用ボールスプ
ラインの取付状態を示す部分断面図、@51図は上記実
施例と同様にして製造された他の複合運動用ボールスプ
ラインに使用覆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・・・伝動部材 2a・・・突条゛ 3・
・・ボール、8・・・ベアリング 13a・・・凹状部
特許出願人 寺 町 博 代 理 人 弁理士 成 瀬 勝 夫 (外1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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に組込まれたポール3で支持されるスプラインシ
    ャフトSとからなる複合運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1
    aの外壁略中央部にその円周方向に沿って伝動部材2と
    なる突条2aを一体に形成すると共に、その両端部円周
    方向に沿ってベアリング8取付用の凹状部13aを形成
    して外筒素材1Cとし、次いでこの外筒素材1Cの浸炭
    焼入れを行うことを特徴とイる複合運動用ボールスプラ
    インに使用されるベアリング外筒の製造法。
  2. (2)ベアリング8が内輪を省略したアンギュラ−コン
    タクトベアリングである特許請求の範囲第1項記載の複
    合運動用ボールスプラインに使用されるベアリング外筒
    のlit造法。
JP8255185A 1985-04-19 1985-04-19 複合運動用ボ−ルスプラインに使用されるベアリング外筒の製造法 Pending JPS60259337A (ja)

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