JPS62237113A - ボ−ルスプライン軸受 - 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 本発明は、中空円筒形の内周面の軸方向に軌道溝を数箇
所形成した外筒と、この外筒の中空内周面に、移動可能
に挿入受容される軌道付きボールスプライン軸の組合せ
からなり、この外筒の軌道溝に対応する位置にスプライ
ン軸の軌道溝を形成し、上記外筒とボールスプライン軸
との両軌道溝間にボールを多数介在させ、このボールを
外筒内で無限循環させることによってトルクを伝達しな
がら直線運動を行うボールスプライン軸受に関するもの
である。

従来技術 ボールスプライン軸受は、従来から各種の発明・考案が
なされてきたが、それぞれに少なからぬ欠点を有してい
たため、小型で剛性の高いボールスプライン軸受の出現
が望まれていた。

例えば１９７２年５月２日発行の米国特許第３．６５９
．４３５号に示されるボールスプライン軸受は、隣接す
る負荷ボールの中心間を通る平面上にリターン孔が形成
さているため、外筒の肉厚を大きくせざるを得す軸受の
小型化にも限度があった。

さらに１９８３年３月１日発行の米国特許第４．３７５
．３０５号のボールスプライン軸受は保持器を必須的に
使用し、かくして外筒に設ける負荷および無負荷軸受ボ
ール溝を、それぞれ断面Ｕ字形溝として構成でき、従っ
てこれらは別々にまたは同時にブローチングまたはスロ
ッテイング加工できて従来に比して橿めて高い製作能率
を得た。また軸受ボール方向転換路をへの字状に湾曲さ
せて従来のボールスプライン軸受よりは、より小型化で
きるようになったが、反面保持器を使って負荷及び無負
荷のボールを外筒から脱落しないように保持しなければ
ならないため、構成部品点数が多くなり、精度的にも組
み立て時の部品累積誤差が多くなってボールの保持精度
が悪くボールが外筒から落ちたり、運転中にボールと保
持器が接触するなど摺動抵抗の増加原因となっていた。

解決しようとする問題 本願発明はこれらの従来技術の欠点を解決し、安価でし
かも精度および剛性の高いボールスプライン軸受を提供
することを目的とする。

より具体的にはスプライン軸の断面積を最も大きくして
、軸の剛性を増加すると共に外筒外径を最小にして、小
型で剛性の高いボールスプライン軸受を安価に提供する
ことを目的とする。

更に外筒とスプライン軸を分離しても、軸受ポルは外筒
軌道溝内に保持され、外筒とスプライン軸の自由な離脱
を可能にできる。

問題点を解決するための手段 本発明のボールスプライン軸受は基本的には円筒形のス
プライン軸、該スプライン軸を可動的に挿入受容する中
空円筒形外筒、該両部材間に軸受配置される多数の軸受
ボール、該中空円筒外筒の両端に設ける、ボール転換路
を有する側板からなる。

上記構成において本発明はさらに ｆｌｌ　　スプライン軸の突出部の両側に位置する２列
の負荷ボールのボール中心を通る平面よりもスプライン
軸心側の外筒内に、ボールのためのリターン孔をそれぞ
れ形成し、 （２）負荷ボールをリターン孔に導くための円弧状の方
向転換路が外筒の軌道溝軸方向両端に取り付けられた側
板にそれぞれ形成され、 （３）外筒に形成された軌道溝はボールの半分以上を包
含できるように形成さると共に、軌道溝の上記外筒内周
面における開放幅は、ボール径よりもわずかに狭く形成
されていることを特徴とし、前記目的を達成する。

作用 本発明の軸受は、上記のように構成することによって、
各構成部分の加工精度を高め、軸受ボールの円滑な循環
を保証すると共に、特に外筒を減少した外径を有するコ
ンパクトな構造に構成でき、高速運転時の安定性を高め
ることができる。

本発明の実施例を以下図面を参照して説明する。

実施例 第１図は本発明のボールスプライン軸受の第１の具体化
例を全体遇影図で示す。

１はスプライン軸で円筒形状を有し、その円周方向数箇
所に軸方向に伸びる突出部４を形成し、その各々の突出
部４の両側面に軌道溝５を形成する。各突出部４はスプ
ライン円筒軸の円周方向に複数個、等間隔に設けること
が望ましい。

２は上該スプライン軸１を変移可能に挿入受容する中空
円筒形の外筒であり、該スプライン軸の外径よりやや大
径の中空環状内周面ををし、その内周面に前記スプライ
ン軸の突出部４を挟み込むような方向で、かつスプライ
ン軸側の軌道溝５のそれぞれに対応して軌道溝７を形成
する。

スプライン軸１を核外筒２に挿入した状態で、上記スプ
ライン軸外周と、外筒の中空内周面にそれぞれ対応的に
設けた凹形軌道溝５，７間には軸受ボールＢを多数介在
させて玉軸受を構成する。

上記それぞれの凹形軌道溝５，７は、それぞれ軸受ボー
ルＢと同一の曲率の円の弧を形成する。

かくして構成された軸受への潤滑はボールスプライン軸
受外部から、第１図に示す外筒２の中央部に形成された
油溝８に潤滑剤を供給し、該潤滑剤は油溝８と直結した
油孔（８′）を通ってリターン孔９内のボール群に供給
される。

第１図、第５図および第６図を参照し、円筒形外筒２の
両端面には側板１１が固着され、該側板１１の各々には
その所定箇所に軸受ボール方向転換路１０′がその軸方
向に対してもまた半径方向に対しても円弧状に形成され
該方向変換路１０’の内径端には、軌道溝のボールを円
滑に方向転換路１０’へ掬うための掬い部１６が形成さ
れる。

方向転換路１０′は、方向転換溝１０のほぼ中央に、ス
ペーサ位置決めのためスペーサ固定溝１２’を、該方向
転換溝１０の両側に形成している。スペーサ固定溝１２
’の大きさは、外側径を大にそして内側径を小さく形成
して側板１１の空間部分を最大限活用してスペーサの固
定力を増加させている。

第１図、第２図および第３＠に外筒表面に設けたキー溝
３は、他の機械工具または要素に連結するに適したいか
なる形状にも成形される。

第２図は第１図の外筒をその油溝８で切断した半径方向
の断面で示し、ここに外筒２内に形成されたリターン孔
９のそれぞれの位置は、スプライン軸の突出部４を挟み
込むように位置する負荷ボールのボール中心間を通る平
面よりもスプライン軸の中心側におかれている。第２図
に想像線で示した方向転換路１０’は、側板１１内に形
成されており、軸方向に対しても半径方向に対しても円
弧状に形成されてボールを円滑に移動させる０本発明の
構成によれば、軸受ボールのための保持器を一切必要と
しないので軸をより太く形成することができ、軸の剛性
を高めることができる。

第３図は第１図の軸方向断面図であり、スプライン軸１
の突出部４を挟むように軌Ｍ？ｎ５に接触する負荷ボー
ル列Ｂが上段に示され、下段にはリターン孔９内に整列
する無負荷ボール群が示される。

外筒２の軌道溝７の軸方向両端には、ボールを該軌道溝
７からリターン孔９まで移動させるための方向転換路１
０′を有する側板１１が取り付けられる。所望により側
板１１の外側にさらにシール部材１３を取り付け、側板
１１とシール部材１３をサークリップ１７によって軸方
向に固定してもよい。また側板と外筒との半径方向固定
はボルト固定、位置決めピン固定等いかなる常套手段で
もよい。

第４図は第２図の部分的拡大図を示し、スプライン軸１
の突出部４により形成される軌道溝５と、外筒２の中空
内周面に形成された軌道溝７が詳細に示される。

スプライン軸側の軌道溝５は、スプライン軸の円筒体の
一部を突出部４の頂点として残し、その両側を切り欠い
て切欠部６を形成して突出部４を構成する。かくしてス
プライン軸の断面積を最大に保ち、軸の剛性を大にでき
る。

第４図はさらにボール保持部１４と逃げ部１５の関係を
示し、これら画部分はブローチ加工によって成形できる
ため、軌道溝７のボール保持精度を特に高めることがで
きる。軌道溝７のボール接触面は、熱処理後特殊なラッ
プ仕上により所定の表面あらさと寸法精度に仕上げ、こ
の特殊ラップ仕上げ作業の効率をよくするため軌道面以
外は逃げ部１５を形成する。

第７図側板１１内に設ける方向転換溝１０に使用して方
向転換路１０′を構成するスペーサ１２を投影図で示し
、側板１１に形成された方向転換溝１０のスペーサ固定
溝１２′に対応して上下に大小の固定部１２・が形成さ
れ、中央部には方向転換路部１０′が形成され、この固
定部１２′は半円筒形をなしその加工を容易にしている
。外筒と接触する面は平面とし側板１１との回転止めを
果している。

第８図に示される本発明の第２の具体例においては、ス
プライン軸は大小二つの円弧α、βから略形成されてお
り、大きい円弧αが突出部４の頂点となり、小さい円弧
βが、突出部４とその両側の軌道／Ｉ５を除く円弧面を
形成している。この具体例では軸の形状が単純化されて
加工しやす（なっている。外筒２の軌道溝７を除く内周
面もスプライン軸に対応して大小二つの円弧で形成する
ことができるため、加工が容易である。

外筒の軌道溝７は、肉厚な中空円筒形部材の軌道溝７の
位置とリターン孔９の位置にドリルで軸に孔を開け、内
径を削って孔を溝にして軌道溝７を形成できる。

さらに、軌道溝はボール径よりもわずかに大きな円弧で
形成することにより、容易に加工でき、全体として安価
なボールスプライン軸受を提供で　　゛きる。

これらの軌道溝とスプライン軸の形状の組み合わせは、
任意にできると共に、その他の公知な形状との組み合わ
せも容易である。

発明の効果 上記に詳述したように本願発明を構成することにより以
下の効果を達成できる。

ｆｉ＋　　保持器を必要としないため、前記公知軸受に
おけるよりも部品点数が少なくて済み、ボールの外筒に
おける保持精度が高くできる。

（２）　　ボールリターン孔の特別の配置により最も小
型なボールスプライン軸受を製作することができる。

（３）　　スプライン軸の強度・剛性が高く、高荷重に
適したボールスプライン軸受となる。

（４）部品点数の減少および加工性の改善により安価に
製作できる。

（５）　　負荷ボール軌道とリターン孔を連絡する方向
転換路を、スプライン軸の軸方向および半径方向に円弧
状にしてボールの円滑循環移動を実現した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の具体例の全体を示す投影図、第
２図は第１図に示す外筒の油溝で切断した半径方向の部
分断面図、第３図は第１図の軸方向断面図、第４図は第
２図の部分拡大図、第５図は側板の平面図、第６図は側
板に形成された方向転換路を示し、（Ａ）はその側面図
、（Ｂ）はその断面図であり、第７図は方向転換路を構
成するスペーサの投影図であり、そして第８図は第４図
に類似した部分断面図で、本発明の第２の具体例を示す
。 図中の符号はそれぞれ下記部材を示す。 １ニスプライン軸、２：外筒、Ｂ：ボール、３：キー溝
、４：突出部、５：軌道溝（スプライン軸側）、６：切
欠部、７：軌道溝（外筒側）、８：油溝、８゛：油孔、
９：リターン孔、１０：方向転換溝、ｌＯ′：方向転換
路、１１：側板、１２ニスペーサ、１２′ニスペーサ固
定溝、１２′　ニスペーサ固定部、１３：シール、１４
：ボール保持部、１５：逃げ部、１６：掬い部、１７：
サークリップ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒形の円周方向の数箇所に軸方向へ向かつて突
   出部を形成し、その突出部の両側面に軌道溝を形成して
   なるスプライン軸と、上記スプライン軸を可動的に挿入
   受容する中空円筒形の外筒であつて、その中空内周面に
   、前記スプライン軸の突出部を挟み込むような方向でか
   つ該スプライン軸の軌道溝に対応した軌道溝を有する外
   筒と、スプライン軸と外筒とのそれぞれに設けた軌道溝
   間に、多数のボールを挿入してなるボールスプライン軸
   受において、 スプライン軸の突出部の両側に位置する２列の負荷ボー
   ルのボール中心を通る平面よりもスプライン軸心側の外
   筒内に、ボールのためのリターン孔をそれぞれ形成し、 負荷ボールをリターン孔に導くための円弧状の方向転換
   路が外筒の軌道溝軸方向両端に取り付けられた側板にそ
   れぞれ形成され、外筒に形成された軌道溝はボールの半
   分以上を包含できるように形成されると共に、軌道溝の
   上記外筒中空内周面に開放する開口幅は、ボール径より
   もわずかに狭く形成されていることを特徴とするボール
   スプライン軸受。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の軸受において、スプ
   ライン軸の突出部は円筒形の外表面を残して両側を切欠
   して形成し、 外筒の軌道溝形状がボールと接触する部分以外が大きく
   逃がされていることを特徴とするボールスプライン軸受
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の軸受において、スプ
   ライン軸に形成された突出部は大小二つの円弧の組み合
   わせによつて形成されており、 外筒の軌道溝形状はボールよりもわずかに大きい円弧で
   形成されていることを特徴とするボールスプライン軸受
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載
   の軸受において、外筒の軌道軸方向に取り付けられた側
   板のそれぞれに形成された方向転換路は、円弧状の方向
   変換溝にスペーサを固定することにより形成されること
   を特徴とするボールスプライン軸受。