JP3670826B2 - 転動体連結体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに相対移動自在に接触する２部材の摩擦を減じるために用いられる転動体、特に多数の転動体を列状に連結した転動体連結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の転動体連結体は、一般に複数の転動体と、この転動体間に介装された間座部と、長手状に形成されて可撓性を有し間座部各々を列をなして連結する連結部とからなり、連結部が間座部の列の両側に設けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記したような従来技術の場合には、転動体左右の連結部が転動体循環路の湾曲部の内周と外周に位置するような転動体循環路を有する装置では、内周と外周の周長の差が大きくなるために湾曲部を通過できない場合が生じる。
【０００４】
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、転動体循環路の構造に拘らず転動体をスムースに案内し得る転動体連結体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、複数の転動体と、該転動体間に介装された間座部と、長手状に形成されて可撓性を有し前記間座部各々を列をなして連結する連結部とからなり、該連結部は前記間座部の列の片側に設けられていることを特徴とする。
【０００６】
このようにすれば、装置の転動体循環路の湾曲部の内周あるいは外周に連結部が位置するような場合でも、連結部が間座部の片側だけなので連結部の湾曲部にならって変形しスムーズに湾曲部を通過する。
【０００７】
間座部各々はスリットが形成されて前後で２分割されていることを特徴とする。
【０００８】
このようにすれば、循環路の湾曲部に位置したときに、湾曲部の内周側と外周側の周長の差はスリットの開閉によって吸収され、よりスムーズに湾曲部を通過させることができる。
【０００９】
また、複数の転動体と、該転動体間に介装された間座部と、長手状に形成されて可撓性を有し前記間座部各々を列をなして連結する連結部とからなり、
前記各間座部各々の片側にスリットが形成されて前後で２分割され、この分割部が前記転動体に摺接して前記転動体を保持する保持ピースとされていることを特徴とする。
【００１０】
このように間座部の片側にスリットを設けただけでも、湾曲部の内外周の周長の差がスリットによって吸収されるので、転動体連結体はスムーズに湾曲部を通過する。
【００１１】
さらに、スリットで分割された分割部を保持ピースとすれば、転動体を確実に保持することができ、転動体の脱落を防止できる。これにより組み込みも簡単となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１及び図２には本発明の実施の形態１に係る転動体連結体としてのボールチェインが組み込まれた装置の一例として、ボールスプラインユニットが示されている。
【００１４】
まずボールスプラインユニットについて説明すると、このボールスプラインユニット１は、概略、円筒状の外筒３と、外筒３の両端に設けられる一対の側蓋５と、外筒３内周に転動体としての多数のボール９を介して相対的に摺動自在に嵌合されるスプライン軸８と、から構成されている。
【００１５】
外筒３は、金属製の高剛性の円筒体で、その内周に複数の負荷転動体転動溝としての負荷ボール転動溝２が設けられている。負荷ボール転動溝２は、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝２，２を一組として円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組２Ａとして構成される。この実施例では、３組の負荷ボール転動溝組２Ａが、円周方向に等配されている。
【００１６】
一方、スプライン軸８は、この外筒４内に挿通され、外周に各負荷ボール転動溝２Ａ組を構成する一対の負荷ボール転動溝２，２間に位置する３つの角部８ａを有し、各角部８ａの両側面に外筒４に設けられた一対の負荷ボール転動溝２，２に対応する一対の負荷転動体転動溝としての負荷ボール転動溝７，７が設けられている。そして、互いに対向する６組の負荷ボール転動溝２，７間に配列された６列のボール９が介装されており、各列のボール９には所定の予圧が加えられている。
【００１７】
各負荷ボール９の負荷ボール転動溝２，７との接触点を結ぶ接触角線Ｌは、ボール間中心とスプライン軸８の中心とを結ぶ半径方向線に対して所定角度αだけ傾斜しており、この接触角αは、スプライン軸８の中心と角部８ａの中心とを結ぶ線に対して互いに線対称に設定されている。
【００１８】
各負荷ボール転動溝２，７間に配列された６列のボール９は、負荷ボール転動溝２の一端から、一方の側蓋５に設けられた湾曲部としての方向転換路１９を通じて、負荷ボール転動溝２と平行に設けられる無負荷ボール通路４内に転動移行し、他方の側蓋５側に設けられた方向転換路１９を通じて再び負荷ボール転動溝２，７間に循環移動する。この無負荷ボール通路４は負荷ボール転動溝２，７間の通路に対してボール９の接触角線Ｌと直交する方向に配置され、方向転換路１９は負荷ボール転動溝２，７間のボール９の転動方向と直交する方向に案内される。ボール９は、負荷ボール転動溝２，７間の通路，方向転換路１９および無負荷ボール通路４の循環路全周にわたって配列されるもので、各ボール９がボールチェイン６０の形態で連結されている。
【００１９】
ボールチェイン６０は、複数の転動体としてのボール９と、各ボール９間に介装された間座部６１と、間座部６１各々を列をなして連結する連結部６２とを備えている。連結部６２は長手状に形成されて可撓性を有し、各間座部６１の列の両側に設けられている。
【００２０】
また、ボールチェイン６０は両端を連結せずに一部がきれた状態で装着されている。もっとも両端を連結して無端状としてもよい。
【００２１】
間座部６１各々はスリット６５が形成されて前後で２分割され、この分割部が各ボール９に摺接してボール９を保持する保持ピース６４とされている。すなわち、間座部６１は一側にスリット６５が形成された略Ｕ字形状の屈曲自在の間座板６３と、隣接するボール９がそれぞれ着座する一対の保持ピース６４とを備えている。保持ピース６４はＵ字状の間座板６３の左右脚部に設けられ、各保持ピース６４には球冠状の凹部６４ａを備え、ボール９を保持することが可能な構成となっている。
【００２２】
一方、連結部６２は各間座部６１の両側を連結する帯状部材によって構成されている。もっとも、各間座部６１の一側のみを連結する構成としてもよい。
【００２３】
ボールチェイン６０は、間座部６１のスリット６５の部位で屈曲する。循環路の湾曲部としての方向転換路１９におけるボールチェイン６０の屈曲方向は、Ｕ字状の間座板６３の底部側を内側にしてスリット６５が開く方向に曲がって循環する構造となっている。スリット６５の幅は、図１(ｂ)，(ｄ)に示すように、方向転換路１９の曲率半径等に応じて適宜選択され得る。
【００２４】
この実施の形態では、各間座部６１にスリット６５を設けて開きやすい構成としたので、ボールチェイン６０の各連結部６２，６２が方向転換路１９の内，外周側に位置しても、スリット６５が開いて内，外周の周長の差が吸収されスムーズに移動する。
【００２５】
また、方向転換路１９の曲率半径が小さくても、ボール９をボールチェイン６０を通じてスムーズに移動させることができる。
【００２６】
外筒３の各負荷ボール転動溝組２Ａの負荷ボール転動溝２，２は、図３(ａ)に示すように、断面Ｕ字状の第１Ｕ字溝１０の両端部に設けられている。もっとも、Ｕ字溝に限定されず、一対の円弧溝によって構成してもよい。
【００２７】
また、外筒３の内周の上記第１Ｕ字溝１０の間には、無負荷ボール通路４が形成される第２Ｕ字溝１１が設けられている。この第２Ｕ字溝１１には、外筒３の長さ方向全長にわたって延びる第１樹脂部１２が一体的に嵌合される。この第１樹脂部１２は、厚肉の略断面円弧形状で、厚さ方向に外径端部から半分程度が第２Ｕ字溝１１に一体的に嵌合し、内径端部が外筒３の内周よりも内側に突出している。
【００２８】
そして、この第１樹脂部１２に無負荷ボール通路４が形成されている。この無負荷ボール通路４は、ボール９よりも若干大径の円形の貫通穴によって構成され、その中心位置がほぼ外筒３の内径と一致するように構成される。
【００２９】
また、第１樹脂部１２の内径端部の円周方向側縁６ａは、隣接する第１Ｕ字溝１０側に突出している。
【００３０】
外筒３の外周には、その中央部において、全周にわたって延びる潤滑剤を供給するための潤滑剤案内溝１３が設けられ、この潤滑剤案内溝１３と前記内周側の第２Ｕ字溝１１とが、第１連通孔１４を介して連通しており、さらに、第１樹脂部１２に、前記第１連通孔１４と、各無負荷ボール通路４間を連通する第２連通孔１５が設けられている。また、外筒３の外周には、軸方向に延びるキー溝３ａが形成されている。
【００３１】
前記第１Ｕ字溝１０には、ボール９を保持する第２樹脂部１６が設けられている。この第２樹脂部１６の円周方向側縁と上記第１樹脂部１２の円周方向側縁とは、ボール９の直径よりも小さい距離でもって互いに対向しており、ボール９の脱落を防止するリテーナ部６ａ，６ｂを構成している。
【００３２】
第１樹脂部１２と第２樹脂部１６とは、図３（ｂ）に示すように、外筒３の両端面に接合される環状の第３樹脂部１８において一体的に接続されている。
【００３３】
第３樹脂部１８の端面には、直線状に延びる負荷ボール転動溝２の端部および無負荷ボール通路４の端部が開口しており、負荷ボール転動溝２と無負荷ボール通路４間には、円弧状の方向転換路内周部１９ａが設けられている。
【００３４】
一方、図４に示すように、外筒３の端面に取り付けられる側蓋５は環状部材で、前記第３樹脂部１８の環状の端面に突き合わされる環状の端面を有し、この端面に方向転換路外周部１９ｂを構成する円弧溝が、第３樹脂部１８端面に形成された６箇所の方向転換路内周部１９ａに対応して凹設されている。
【００３５】
また、この側蓋５の外径端部には、前記外筒３側の第３樹脂部１８の外周面に嵌合する環状壁２２が設けられ、環状壁２２の内周に、前記第３樹脂部１８外周に設けられた係止溝２１に係止する係止突起２３が設けられている。環状壁２２の端面は外筒３の端面に当接する。
【００３６】
上記した無負荷ボール通路４、リテーナ部６ａ，６ｂおよびボール方向転換路１９の内周部１９ａおよび外周部１９ｂには、ボールチェイン６０を案内するための案内部としての案内溝６６が設けられている。この案内溝６６はボールチェイン６０の連結部６２および保持板６３の一側縁が収容されるように全周的に形成されており、ボール転動中のボールチェイン６０の振れ止めを図っている。
【００３７】
すなわち、第１樹脂部１２の無負荷ボール通路４の内周面と、リテーナ部を構成する第１樹脂部１２および第２樹脂部１６の互いに対向する円周方向側縁部１２ａ，１６ａに、案内溝６６が直線的に形成され、さらに、方向転換路内周部１９ａと、側蓋５に形成される方向転換路外周部１９ｂには、円弧状の案内溝６６が形成されている。
【００３８】
なお、スプライン軸８から外筒３を抜いてもボールはボールチェイン６０によって保持されるので、上記リテーナ部６ａ，６ｂは必ずしも必要ではない。ただ、リテーナ部６ａ，６ｂを設けておけば、図３(ｃ)に示すように、ボールチェイン６０を使用しないでボール９のみを装着する場合にも対応することができ、一つの外筒３を、ボールチェインタイプとボールのみのタイプの両仕様に兼用でき有利である。特にボールのみを装着した場合には、上記ボールチェイン６０用の案内溝６６をグリース等の潤滑材供給用等に用いることもできる。
【００３９】
また、リテーナ部６ａ，６ｂを省略する場合でも、ボールチェイン６０の振れ止めを図る目的でボールチェインの案内部を設けることが好ましい。この場合には、たとえば図３(ｄ)に示すように、ボールチェイン６０の連結部６２および間座板６３の一側面を案内する案内壁６６ａによって構成することができる。また、図３(ｅ)に示すように、案内壁６６ｂを段付き形状としてもよい。
【００４０】
上記した無負荷ボール通路を構成する第１樹脂部１２、リテーナ部６を構成する第１樹脂部１２および第２樹脂部１７、さらに転動体方向転換路内周部１９ａを構成する第３樹脂部１８が、すべて、外筒３を金型内に配置したインサート成形によって、外筒３と一体成形されている。
【００４１】
図５には、本発明の他の実施の形態に係る転動体リテーナとしてのボールチェインが示されている。
【００４２】
図５(ａ)，(ｂ)は、間座部６１の片側のみに連結部６２を設けた例である。すなわち、ボールチェイン６０は、複数の転動体としてのボール９と、各ボール９間に介装された間座部６１と、間座部６１各々を列をなして連結する連結部６２とを備えている。連結部６２は長手状に形成されて可撓性を有し、各間座部６１の列の片側にのみ設けられている。すなわち、間座部６１の列の他側は連結されておらず、隣接する間座部６１との間がスリット６７によって切断されている。
【００４３】
間座部６１各々はスリット６５が形成されて前後で２分割され、この分割部が各ボール９に摺接してボール９を保持する保持ピース６４とされている。すなわち、間座部６１は一側にスリット６５が形成された略Ｕ字形状の屈曲自在の間座板６３と、隣接するボール９がそれぞれ着座する一対の保持ピース６４とを備えている。保持ピース６４はＵ字状の間座板６３の左右脚部に設けられ、各保持ピース６４には球冠状の凹部６４ａを備え、ボール９を保持することが可能な構成となっている。
【００４４】
このスリット６５の幅は、方向転換路１９の曲率半径等に応じて適宜選択され得る。
【００４５】
このボールチェイン６０は、図５(ｃ)に示すように、方向転換路（湾曲部）において、連結部６２およびスリット６５の底部が内周側に位置するように循環路に介装され、方向転換路通過時において、内周側の連結部６２が屈曲すると共に、間座部６１のスリット６５および間座部６１間のスリット６７間が開き、ボールチェイン６０が方向転換路に沿って変形しながらスムースに通過する。この実施の形態では、各間座部６１にスリット６５を設けて開きやすい構成としたので、ボールチェイン６０の連結部６２が方向転換路１９の内，外周側に位置しても、スリット６５が開いて内，外周の周長の差が吸収されスムーズに移動する。
【００４６】
もちろん、図５(ｄ)に示すように、連結部６２の位置を湾曲部の外側に位置させ、間座部６１のスリット６５を方向転換路の内側にくるように配置することも可能である。
【００４７】
図５(ｅ)は、間座部６１の片側のみに連結部６２を設けると共に、間座部６１にスリット６５を設け、さらに間座部６１のスリット６５と反対側の側縁に切欠き６８を設けて、さらに変形しやすくした例である。
【００４８】
図５(ｆ)は、間座部６１の片側にのみ連結部６２を設け、図５(ａ)〜(ｅ)に示すようなスリット６５を間座部６１に設けていない例である。間座部６１の列の他側は連結されておらず、隣接する間座部６１との間がスリット６９によって切断されている。
【００４９】
このように、間座部６１を連結する連結部６２が片側のみに設けられているので、循環路の方向転換路（湾曲部）の外周側に位置しても、スリット６９を介して連結されていない各間座部６１の外周側が開いて、方向転換路内外周間の周長の差が吸収される。
【００５０】
なお、上記実施の形態では本発明の転動体連結体としてのボールチェインをボールスプラインユニットに装着する場合を例示したが、方向転換路等の湾曲部を有する転動循環路を備えた直線運動、円弧運動、螺旋運動等を案内する各種転がり運動案内装置に広く適用できることはもちろんである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、転動体間に介装された間座部の列の片側を連結する連結部を設けたので、装置の転動体循環路の湾曲部の内周あるいは外周に連結部が位置するような場合でも、湾曲部の内外周間の周長の差に関係なく連結部が湾曲部にならって変形しスムーズに湾曲部を通過する。
【００５２】
間座部各々をスリットで２分割構成とすれば、循環路の湾曲部に位置したときに、湾曲部の内周側と外周側の周長の差はスリットの開閉によって吸収され、連結部を間座部の片側のみに設けたことと相挨って、よりスムーズに湾曲部を通過させることができる。
【００５３】
また、連結部とは無関係に間座部の片側にスリットを設けただけでも、湾曲部の内外周の周長の差がスリットによって吸収されるので、スムーズに湾曲部を通過する。
【００５４】
また、スリットによって分割された間座部の各分割部を転動体を保持する保持ピースとすれば、転動体を確実に保持することができ、転動体の脱落を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(ａ)は本発明の一実施の形態に係る転動体連結体としてのボールチェインが適用されるボールスプラインユニットの縦断面図、同図(ｂ)〜(ｅ)はボールチェインを示す図である。
【図２】図２（ａ）は図１のボールスプラインユニットの一部破断正面図、同図（ｂ）は同図(ａ)の半断面側面図である。
【図３】図３(ａ)は図１のボールスプラインユニットの外筒の断面図、同図(ｂ)は外筒の端面図、同図(ｃ)はボールチェインを用いない場合のボール転動溝部の部分断面図、同図(ｄ)，(ｅ)はボールチェインの触れ止めのみ案内部を設けたボール転動溝部の部分断面図である。
【図４】図４(ａ)は側蓋の縦断面図、同図(b)，(c)は外筒と側蓋の係合状態を示す図である。
【図５】図５(ａ)〜(ｆ)は図１のボールチェインの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１ ボールスプラインユニット
２ 負荷ボール転動溝（外筒側）
３ 外筒
４ 無負荷ボール通路
５ 側蓋
６ａ 第１樹脂部端縁（リテーナ部）
６ｂ 第２樹脂部端縁（リテーナ部）
７ ボール転動溝（スプライン軸側）
８ スプライン軸
８ａ 角部
９ ボール（転動体）
１０ 第１Ｕ字溝
１１ 第２Ｕ字溝
１２ 第２樹脂部
１８ 第３樹脂部
１９ａ 方向転換路内周部
１９ｂ 方向転換路外周部
６０ ボールチェイン（転動体連結体）
６１ ボール保持部
６２ 連結部
６３ 保持板
６３ａ 保持穴
６４ 保持ピース
６５ スリット

Claims (1)

1. 複数の転動体と、該転動体間に介装された間座部と、長手状に形成されて可撓性を有し前記間座部各々を列をなして連結する連結部とからなり、該連結部は、帯状部材から構成されているとともに前記各間座部の列の片側のみに設けられ、前記各間座部の列の他側は連結されておらず、
   前記間座部各々はスリットが形成されて前後で２分割され、
   前記間座部の分割部が前記転動体に摺接して前記転動体を保持する保持ピースとされている
   ことを特徴とする転動体連結体。

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