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技術 クロスローラ軸受

出願人 NTN株式会社
発明者 村上史宏
出願日 2018年9月19日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-174981
公開日 2020年3月26日 (8ヶ月経過) 公開番号 2020-045986
状態 未査定
技術分野 軸受の取付、その他 ころがり軸受
主要キーワード 傾斜軌道 押し込み装置 回転軸対称 孔ピッチ 組込み性 挿入タイミング 繰り返し精度 両軌道溝
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (11)

課題

コロ組込み性を向上したクロスローラ軸受を提供する。

解決手段

内輪2又は外輪3の少なくとも一方に、内外輪2、3に形成された傾斜軌道面5、7の傾斜角度に沿う傾斜角度を有し、内外輪2、3の周面又は軸方向端面の開口部から内外輪軌道溝6、8に至る、コロ4を両軌道溝6、8間に挿入する通路となるコロ挿入孔11が形成されており、コロ挿入孔11の延設方向の断面形状を、前記開口部から挿入されたコロ4が内外輪軌道溝6、8間に至るまでの間に、その傾斜方向が前記直交する向きに変化するのを規制する形状としたクロスローラ軸受を構成する。

概要

背景

産業用ロボット減速機等には、クロスローラ軸受が用いられることがある。クロスローラ軸受には、高い位置決め精度繰り返し精度、高い剛性等の特性とともに、所定期間安定的に使用を継続するための転がり寿命が求められる。

クロスローラ軸受は、内輪と、内輪の外径側に設けられた外輪と、内外輪間に設けられた複数のコロとを主要な構成要素としている。内輪の外径面及び外輪の内径面には、周方向断面がV字形軌道溝がそれぞれ形成されており、両軌道溝間に、傾斜方向が周方向に交互に直交する複数のコロが配置されている。

例えば、下記特許文献1に示すように、内外輪ともに軸方向に分割されていない一体型の場合、本文献の図2(a)(b)に示すように、内輪と外輪をアセンブリした状態で、内輪を外輪の中心から偏心させ、内輪と外輪の間に形成された隙間からコロを挿入する方法を採用し得る。

しかしながら、この方法では、コロを挿入し得る大きさの隙間は、周方向の半周程度しかないため(本文献の図2(a)中のハッチング部参照)、多くのコロを内外輪間に挿入するのが困難である。また、内外輪間にコロを45度傾けた状態で挿入しなければならないため、挿入可能なコロの最大サイズが制限され、十分な大きさの軌道有効幅を得るのが困難である。このため、クロスローラ軸受の高い負荷能力を確保しにくいという問題がある。

また、図10に示すように、クロスローラ軸受20にコロ23を挿入する他の方法も考えられる。この方法においては、外輪22にこの外輪22の外径面の開口部から外輪軌道溝24に至る、コロ23を挿入する通路となる延設方向断面の形状が円形のコロ挿入孔25を形成し、このコロ挿入孔25から内輪軌道溝26と外輪軌道溝24の間にコロ23を挿入する。このコロ挿入孔25は、交互に直交するように傾斜したいずれの方向のコロ23もスムーズに挿入し得るように、そのコロ挿入孔25の内径d’がコロ23の対角寸法(図4中のT参照)よりも大きく設計されている。コロ23の挿入後に、コロ挿入孔25に栓(図示せず)が嵌め込まれる。

概要

コロの組込み性を向上したクロスローラ軸受を提供する。内輪2又は外輪3の少なくとも一方に、内外輪2、3に形成された傾斜軌道面5、7の傾斜角度に沿う傾斜角度を有し、内外輪2、3の周面又は軸方向端面の開口部から内外輪軌道溝6、8に至る、コロ4を両軌道溝6、8間に挿入する通路となるコロ挿入孔11が形成されており、コロ挿入孔11の延設方向の断面形状を、前記開口部から挿入されたコロ4が内外輪軌道溝6、8間に至るまでの間に、その傾斜方向が前記直交する向きに変化するのを規制する形状としたクロスローラ軸受を構成する。

目的

この発明は、クロスローラ軸受におけるコロの組込み性を向上することを課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

互いに直交する対の傾斜軌道面(5、5)からなる内輪軌道溝(6)を外径面に有する内輪(2)と、互いに直交する対の傾斜軌道面(7、7)からなる外輪軌道溝(8)を内径面に有する外輪(3)と、前記内輪軌道溝(6)と前記外輪軌道溝(8)との間に、傾斜方向が、周方向に交互に直交するように配置された複数のコロ(4)と、を有し、前記内輪(2)又は前記外輪(3)の少なくとも一方に、前記内外輪(2、3)に形成された前記傾斜軌道面(5、7)の傾斜角度に沿う傾斜角度を有し、前記内外輪(2、3)の周面又は軸方向端面の開口部から前記内外輪軌道溝(6、8)に至る、前記コロ(4)を前記両軌道溝(6、8)間に挿入する通路となるコロ挿入孔(11)が形成されており、該コロ挿入孔(11)の延設方向の断面形状を、前記開口部から挿入された前記コロ(4)が前記内外輪軌道溝(6、8)間に至るまでの間に、その傾斜方向が前記直交する向きに変化するのを規制する形状としたクロスローラ軸受

請求項2

前記コロ挿入孔(11)の延設方向断面の形状が円形であって、その直径が、前記コロ(4)の対角寸法(T)よりも小さい請求項1に記載のクロスローラ軸受。

請求項3

前記コロ挿入孔(11)の延設方向断面の形状が矩形であって、その一辺の長さが、前記コロ(4)の直径(d)と同等である請求項1に記載のクロスローラ軸受。

請求項4

前記コロ(4)の前記傾斜方向に対応して、複数の前記コロ挿入孔(11)が形成されている請求項1から3のいずれか1項に記載のクロスローラ軸受。

請求項5

複数の前記コロ(4)のコロピッチと、複数の前記コロ挿入孔(11)の孔ピッチを同等とした請求項4に記載のクロスローラ軸受。

技術分野

0001

この発明は、内輪外輪の間に、周方向に交互に傾斜方向が異なるようにコロが配置されたクロスローラ軸受に関する。

背景技術

0002

産業用ロボット減速機等には、クロスローラ軸受が用いられることがある。クロスローラ軸受には、高い位置決め精度繰り返し精度、高い剛性等の特性とともに、所定期間安定的に使用を継続するための転がり寿命が求められる。

0003

クロスローラ軸受は、内輪と、内輪の外径側に設けられた外輪と、内外輪間に設けられた複数のコロとを主要な構成要素としている。内輪の外径面及び外輪の内径面には、周方向断面がV字形軌道溝がそれぞれ形成されており、両軌道溝間に、傾斜方向が周方向に交互に直交する複数のコロが配置されている。

0004

例えば、下記特許文献1に示すように、内外輪ともに軸方向に分割されていない一体型の場合、本文献の図2(a)(b)に示すように、内輪と外輪をアセンブリした状態で、内輪を外輪の中心から偏心させ、内輪と外輪の間に形成された隙間からコロを挿入する方法を採用し得る。

0005

しかしながら、この方法では、コロを挿入し得る大きさの隙間は、周方向の半周程度しかないため(本文献の図2(a)中のハッチング部参照)、多くのコロを内外輪間に挿入するのが困難である。また、内外輪間にコロを45度傾けた状態で挿入しなければならないため、挿入可能なコロの最大サイズが制限され、十分な大きさの軌道有効幅を得るのが困難である。このため、クロスローラ軸受の高い負荷能力を確保しにくいという問題がある。

0006

また、図10に示すように、クロスローラ軸受20にコロ23を挿入する他の方法も考えられる。この方法においては、外輪22にこの外輪22の外径面の開口部から外輪軌道溝24に至る、コロ23を挿入する通路となる延設方向断面の形状が円形のコロ挿入孔25を形成し、このコロ挿入孔25から内輪軌道溝26と外輪軌道溝24の間にコロ23を挿入する。このコロ挿入孔25は、交互に直交するように傾斜したいずれの方向のコロ23もスムーズに挿入し得るように、そのコロ挿入孔25の内径d’がコロ23の対角寸法図4中のT参照)よりも大きく設計されている。コロ23の挿入後に、コロ挿入孔25に栓(図示せず)が嵌め込まれる。

先行技術

0007

特開平11−264413号公報

発明が解決しようとする課題

0008

図10に示す方法においては、コロ挿入孔25の内径d’がコロ23の対角寸法Tよりも大きいため、コロ23の挿入の際にコロ挿入孔25内でその向きが不用意に変化しやすく(図10中の白抜き矢印参照)、その挿入後にコロ23の向きを手直ししなければならないことが多い。このため、コロ23の挿入工程に多大な工数を要し、製造コスト上昇の要因となる問題がある。

0009

そこで、この発明は、クロスローラ軸受におけるコロの組込み性を向上することを課題とする。

課題を解決するための手段

0010

上記の課題を解決するために、この発明においては、互いに直交する対の傾斜軌道面からなる内輪軌道溝を外径面に有する内輪と、互いに直交する対の傾斜軌道面からなる外輪軌道溝を内径面に有する外輪と、前記内輪軌道溝と前記外輪軌道溝との間に、傾斜方向が、周方向に交互に直交するように配置された複数のコロと、を有し、前記内輪又は前記外輪の少なくとも一方に、前記内外輪に形成された前記傾斜軌道面の傾斜角度に沿う傾斜角度を有し、前記内外輪の周面又は軸方向端面の開口部から前記内外輪軌道溝に至る、前記コロを前記両軌道溝間に挿入する通路となるコロ挿入孔が形成されており、該コロ挿入孔の延設方向の断面形状を、前記開口部から挿入された前記コロが前記内外輪軌道溝間に至るまでの間に、その傾斜方向が前記直交する向きに変化するのを規制する形状としたクロスローラ軸受を構成した。

0011

このようにすると、コロの挿入の際にコロ挿入孔内でその向きが不用意に変化するのを防止することができるため、コロの組込み性が高まるとともに、その挿入後にコロの向きを手直しする必要がない。このため、コロの挿入工程に要する工数を削減して、製造コストの削減を図ることができる。

0012

前記構成においては、前記コロ挿入孔の延設方向断面の形状が円形であって、その直径が、前記コロの対角寸法よりも小さい構成、又は、前記コロ挿入孔の延設方向断面の形状が矩形であって、その一辺の長さが、前記コロの直径と同等である構成とするのが好ましい。

0013

このようにすると、コロ挿入孔の内面との作用によって、コロの向きの変化を確実に防止することができる。また、コロ挿入孔の断面形状が矩形の場合は、一つのコロ挿入孔を形成することによって、傾斜方向が異なるコロの挿入に対応できるため、コロ挿入孔を形成するための加工コストの削減を図ることができる。

0014

前記各構成においては、前記コロの前記傾斜方向に対応して、複数の前記コロ挿入孔を形成するのが好ましい。

0015

このようにすると、複数のコロ挿入孔から同時に複数のコロを挿入することができるため、コロの挿入に要する作業時間を大幅に短縮することができ、製造コストの削減を図ることができる。

0016

複数のコロ挿入孔を形成した構成においては、複数の前記コロのコロピッチと、複数の前記コロ挿入孔の孔ピッチを同等とするのが好ましい。

0017

このようにすると、各コロ挿入孔の開口部に、所定の傾斜方向に傾斜させた所定個数のコロを予め配列しておき、内外輪を所定の相対回転速度で回転させながら、複数のコロを連続的に挿入することができ、コロの挿入に要する時間を大幅に短縮することができる。また、前記回転速度とコロの挿入タイミングリンクさせることにより、コロの挿入工程の自動化を図ることができる。このため、クロスローラ軸受の製造コストを一層抑制することができる。

発明の効果

0018

この発明では、コロ挿入孔が形成されたクロスローラ軸受において、コロ挿入孔の延設方向の断面形状を、前記開口部から挿入された前記コロが前記内外輪軌道溝間に至るまでの間に、その傾斜方向が前記直交する向きに変化するのを規制する形状とした。このため、コロの挿入の際にコロ挿入孔内でその向きが不用意に変化するのを防止することができ、その挿入後にコロの向きを手直しする必要がない。このため、クロスローラ軸受におけるコロの組込み性を向上することができる。

図面の簡単な説明

0019

この発明に係るクロスローラ軸受の周方向の断面図
図1外輪側から内輪側に向かって見た側面図
図1中のIII−III線に沿う断面図
コロの斜視図
コロ挿入孔を延設方向から見た図であって、(a)は丸形、(b)は矩形
コロ挿入手順を示す周方向の断面図
図6を外輪側から内輪側に向かって見た側面図
クロスローラ軸受のアセンブリを完了した状態を示す周方向の断面図
図1の変形例を示す周方向の断面図
従来技術に係るクロスローラ軸受におけるコロ挿入手順を示す周方向の断面図

実施例

0020

この発明に係るクロスローラ軸受1の一実施形態を図面を用いて説明する。このクロスローラ軸受1は、図1から図3に示すように、内輪2、外輪3、及び、複数のコロ4を主要な構成要素としている。これらの構成要素は、いずれも鋼材からなる。なお、以下の説明では、クロスローラ軸受1の回転軸と平行な方向を軸方向、前記回転軸に対し直交する方向を径方向、前記回転軸を中心とする円弧に沿う方向を周方向という。

0021

本実施形態に係るクロスローラ軸受1は、周方向に隣り合うコロ4、4間に所定の間隔を保持するための保持器又は間座を設けない総コロ形の軸受である。このように、総コロ形とすることにより、保持器等を設けた場合と比較してより多くのコロ4を内外輪2、3間に設けることができ、クロスローラ軸受1の剛性を向上することができるとともに、その一層の長寿命化を図ることができる。

0022

内輪2の軸芯には貫通孔が形成されており、この貫通孔には、例えば産業用ロボットの減速機等の回転軸(図示せず)が挿通される。そして、内輪2は、この回転軸とともに軸周りに回転する。また、外輪3は、例えば装置のハウジング等の取付け部(図示せず)に取り付けられる。

0023

図1に示すように、内輪2の外径面には、互いに直交するV字形の対の傾斜軌道面5、5からなる内輪軌道溝6が形成されている。内輪2の周方向断面における、内輪2の外径面と傾斜軌道面5とのなす角度は45度である。外輪3は、内輪2の径方向外側に設けられる。この外輪3の内径面には、互いに直交するV字形の対の傾斜軌道面7、7からなる外輪軌道溝8が形成されている。外輪3の周方向断面における、外輪3の内径面と傾斜軌道面7とのなす角度は45度である。内輪軌道溝6及び外輪軌道溝8の溝底には、周方向に沿ってぬすみ部9、10がそれぞれ形成されている。

0024

内輪2及び外輪3は、いずれも軸方向に分割されていない一体構造とされている。図1図2に示すように、コロ4は、内輪2の外径側に外輪3をアセンブリした状態で、外輪3に形成された2本のコロ挿入孔11、11を通じて、内外輪軌道溝6、8間に挿入される。両コロ挿入孔11、11の周方向の角度間隔(孔ピッチ)は、内外輪2、3間に配置された隣り合うコロ4、4同士の角度間隔(コロピッチ)とほぼ同じである。

0025

図4に示すように、コロ4の直径dは、その回転軸方向の長さLよりも若干長く、このコロ4が、内外輪2、3にそれぞれ形成された内外輪軌道溝6、8によって、コロ4の回転軸方向の端面がこの内外輪軌道溝6、8に接触することなくスムーズに転動し得るようになっている。また、このコロ4の対角寸法T(コロ4の軸方向一端側の端面における外周縁と、前記一端側と反対側の端面における、前記一端側の外周縁と回転軸対称位置の外周縁とを結ぶ線の長さ)と、コロ4の直径d及び長さLとの間で、T=√(d2+L2)(L<d)の関係が成立している。

0026

コロ挿入孔11は、外輪3の軸方向端面の開口部から外輪軌道溝8に至り、コロ4を内外軌道溝6、8間に挿入する際の通路となる。このコロ挿入孔11は、この外輪3に形成された対の傾斜軌道面7、7のうちの一方の傾斜角度に沿う傾斜角度を有している。このようにすることで、コロ挿入孔11に挿入したコロ4をスムーズに内外輪軌道溝6、8間まで到達させることができる。

0027

この実施形態においては、図5(a)に示すように、コロ挿入孔11の延設方向の断面の形状が円形であり、その直径は、コロ4(図5(a)中のコロ4a参照)の直径dよりも若干大きい。このため、その延設方向とコロ4aの回転軸の向きを一致させることによって、コロ挿入孔11内にコロ4aをスムーズに挿入することができる。また、その直径は、コロ4aの対角寸法Tより十分小さいので、コロ挿入孔11内でコロ4aの向きが不用意に変化するのを確実に防止することができる。

0028

さらに、コロ4が内外輪軌道溝6、8間に到達すると、コロ4の外径面と一方の端面が、内外輪2、3の傾斜軌道面5、7によって保持される。この傾斜軌道面5、7とコロ4の外径面との間の隙間はほとんどないため(ゼロから数十マイクロメートル程度)、コロ4の挿入後に、コロ4の向きが不用意に変化する虞はない。

0029

なお、コロ挿入孔11の断面形状を円形としたときは、その延設方向とコロ4の回転軸の向きが直交する場合(図5(a)中のコロ4b参照)、そのコロ挿入孔11からはコロ4bを挿入することができない。このため、傾斜角度の異なるコロ4a、4bをそれぞれ挿入するために、図1に示すように、コロ4a、4bの向きに対応した傾斜角度のコロ挿入孔11をそれぞれ形成しておく必要がある。

0030

また、図5(b)に示すように、コロ挿入孔11の断面形状を矩形とすることもできる。この場合、その一辺の長さをコロ4の直径dよりも若干大きくする(ただし、コロ4の直径dとほぼ同等)とするのが好ましい。このようにすると、コロ挿入孔11の延設方向とコロ4の回転軸の向きが一致する場合(図5(b)中のコロ4a参照)、及び、その延設方向とコロ4の回転軸の向きが直交する場合(図5(b)中のコロ4b参照)のいずれの場合においても、コロ挿入孔11内にコロ4a、4bをスムーズに挿入することができる。

0031

また、その一辺の長さをコロ4a、4bの対角寸法Tより十分小さい直径dと同等としたので、コロ4a、4bをいずれの向きに傾斜させた状態で挿入しても、コロ挿入孔11内でコロ4a、4bの向きが不用意に変化するのを確実に防止することができる。

0032

また、一つのコロ挿入孔11から、いずれの向きに傾斜させたコロ4a、4bも挿入することができるため、図5(a)に示したように、コロ挿入孔11の断面形状を円形とした場合と異なり、必ずしも複数のコロ挿入孔11を形成しなくてもよく、加工コストの削減を図ることができる可能性がある。

0033

図1に示すクロスローラ軸受1へのコロ4の組込みは、例えば図6図7に示すように、組込み用治具12を用いて行うことができる。この組込み用治具12は、外輪3の外径面及び一方の端面に跨るように設けられる。組込み用治具12の内部には、この組込み用治具12を外輪3に設けた状態で、外輪3に形成されたコロ挿入孔11と同軸に連通する、延設方向の断面が円形のコロ収納孔13が形成されている。このコロ収納孔13内には、内外輪2、3間に組み込まれる複数のコロ4が予め収納されている。

0034

図1に示すクロスローラ軸受1においては、その外輪3に2本のコロ挿入孔11、11が形成されているため、それぞれのコロ挿入孔11、11に対応して2つの組込み用治具12、12が設けられている。コロ4の組込みに際しては、内輪2を外輪3に対して所定角度だけ相対回転させつつ、組込み用治具12のコロ収納孔13に収納された複数のコロ4のうち、最も外側のコロ4を内向きに押し込むことによって(図6中の白抜き矢印参照)、最も内側のコロ4を1個ずつ内外輪軌道溝6、8間に送り込むことができる。全てのコロ4の組込みが完了したら、コロ挿入孔11に栓14を嵌め込むことによって(図8参照)、クロスローラ軸受1が完成する。

0035

この組込み用治具12には、コロ収納孔13に収納された最も外側のコロ4を、所定のタイミングで内向きに押し込む押し込み装置(図示せず)を併設することもできる。このようにすると、内輪2の相対回転のタイミングと、押し込み装置による押し込みのタイミングをリンクさせることにより、コロ4の挿入工程を自動化することができる。

0036

図1に示すクロスローラ軸受1においては、外輪3にコロ挿入孔11を形成した構成について示したが、図9に示すように、内輪2にコロ挿入孔11を形成した構成とすることもできる。この場合も、外輪3にコロ挿入孔11を形成したときと同様に、コロ4の組込み性の向上を図ることができる。

0037

上記の実施形態に示すクロスローラ軸受1はあくまでも例示に過ぎず、クロスローラ軸受1におけるコロ4の組込み性を向上する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成部材の形状、配置、素材等を適宜変更することが許容される。

0038

上記の実施形態においては、総コロ形のクロスローラ軸受1について示したが、保持器や間座によって、隣り合うコロ4、4間に所定の間隔を保持するようにした構成とすることもできる。

0039

2内輪
3外輪
4コロ
5 (内輪の)傾斜軌道面
6内輪軌道溝
7 (外輪の)傾斜軌道面
8外輪軌道溝
11 コロ挿入孔
T (コロの)対角寸法
d (コロの)直径

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