JPH0154571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はスプライン軸の摺動溝に転動体を介
して中空円筒形の外筒を嵌合してなる小形のボー
ルスプライン軸受に関するもので、特には軸径の
微少変化に対応できる自動調心性を有する小形の
ボールスプライン軸受に関する。

〔従来の技術〕 従来の小形のボールスプライン軸受は、軸方向
に摺動溝を三条列以上の複数個形成したボールス
プライン軸が使用され、外筒についても一条列中
に複数個の転動体を並べて、軸受荷重を受ける構
造のものであつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の構造の軸受は、一条列中の負荷ボール数
が多いため、軸受としての負荷容量が大きく、あ
らゆる方向の荷重を負荷することができる特徴を
有するが、実際には小形軸受を使用する荷重条件
の多くは、それぼどの大きな負荷能力を必要とせ
ず、また、軸の製作精度が低く、軸径に微少な細
太の変化が存すると、直線運動精度が著しく低下
する欠点があり、また軸受の大きな負荷容量とい
う特徴が必ずしも生かしきれておらず、コスト的
に無駄な出費が大きくなるという問題が存する。

さらに、転がり軸受の場合は転動体を無限循環
させる形式のものでは、外筒の肉厚が厚くなつて
軸受外径が大きくなり、小さな軸受を製造でき
ず、有限循環形式の場合は、ストローク長さが制
限されるという欠点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の小形ボールスプライン軸受の
欠点を解決し、より小さく、安価で、軸径の微少
変化に対応する調心性を有し、直動精度の向上し
た自動調心小形ボールスプライン軸受を提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕 前述の目的を達成するため、本発明は、スプラ
イン軸に、その軸心に対し直径線上対称位置たる
２位置にボール用の摺動溝が形成されており、該
スプライン軸に外嵌されている中空筒体たる外筒
の内面部には、摺動溝のうちの一方に対応する部
位の中央部に１個のボールが配設されて該一方の
摺動溝に嵌入され、他方の摺動溝に対応する部位
の外筒両端寄りの２箇所には、各１個のボールが
配設されて該他方の摺動溝に嵌入されており、前
記３個のボールは、外筒両端寄りの２個のボール
の球心を結ぶ仮想線を底辺とする三角形の頂点位
置に残りの１個のボールの球心が位置するように
配置されているという構成を採つている。

〔作用〕

本発明ではスプライン軸の直径線上対称位置に
２条の摺動溝が形成され、外筒内面部において、
三角形の底辺の両端に球心を有する２個のボール
の組と、該三角形の頂点位置に球心を有する１個
のボールの組とが、前記２条の摺動溝に嵌入され
ているので、スプライン軸の軸径に、加工誤差に
起因する微少な細太の変化が存しても、前記頂点
位置のボールと前記底辺のいずれかの端部のボー
ルとの少なくとも２個のボールは、正規の軸径位
置を占めることができ、スプライン軸と外筒とを
概ね一定の軸心位置に保つことができ、ボールス
プライン軸受としての直動精度を高く保ちうる。

また構造的にも２条の摺動溝とこれに嵌入する
３個のボールとを設ければよく、比較的小形に構
成でき、またコストを低くしうるものである。

〔実施例〕

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
本発明の第１の実施例を示す正面図、第２図は第
１図のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図、第３図は本発明の
第２の実施例を示す正面図、第４図は第３図のＡ
−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図、第５図はボールを保持する
ことのできる押えボルトの投影図を示し、第６図
は第５図の押えボルトを外筒に組込んだ断面図で
ある。

本発明は第１図に示すように、軸の上下すなわ
ち直径線上対称位置にボール３用の摺動溝２ａを
軸方向に各一条列形成したボールスプライン軸２
と前記摺動溝２ａに対応する内壁にボール３を取
り付けた中空円筒形の外筒１からなる小形のボー
ルスプライン軸受である。

中空円筒形の外筒１には、２条の各摺動溝２ａ
に対応する位置において、一方の摺動溝２ａに対
しては、外筒１の軸方向中央部に一箇所、他方の
摺動溝２ａに対しては、軸方向両端部に各一箇
所、ボール３を嵌合するための取付孔１ａが形成
されている。

この取付孔１ａの外筒内周壁面付近には、ボー
ル３を保持するためにボール径よりわずかに小さ
い径の突出部１ｂが形成されており、スプライン
軸２と外筒１を取り外したときにボール３が外筒
１から脱落しないようになつている。

外筒１とボール３との組立ては、外筒１の取付
孔１ａにボール３を挿入し、その上から押えボル
ト４を螺合する。

スプライン軸２とボール３とは、転がり接触
（ボールが回転する）でもすべり接触（ボールが
回転しない）でもよく、軸受の使用条件により選
択すればよい。

第２図は第１図のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図を示す
ものである。軸受に調心性を持たせるために本発
明は、上下一条列の摺動溝２ａを形成したスプラ
イン軸２を有し、かつスプライン軸２の一方の摺
動溝に接触する一つのボールの組と、他方の摺動
溝に接触する二つのボールの組とは、各球心が軸
方向断面において三角形の各辺の交点に位置する
ように形成されている。

すなわち、二つのボールの組の球心を結ぶ仮想
線を底辺とする三角形の頂点位置に、一つのボー
ルの組の球心が位置するように各ボールは配置さ
れている。

三角形は二等辺三角形の方が調心バランスはよ
く、第１の実施例では、正三角形が採用されてい
る。

上述の構成によると、既述のごとく、スプライ
ン軸の軸径が軸心方向において、加工許容誤差の
範囲内で細太の微少変化が繰り返されていても、
１個のボールの組のボールと、２個のボールの組
のボールとが軸方向において間隔を存して摺動溝
に接しているので、前記細太の変化ピツチが、前
記間隔より短かい場合には、少なくとも１個のボ
ールの組のボールと２個のボールの組のいずれか
一方のボールとが概ね正規位置で摺動溝に接する
こととなり、調心性を発現して直動性能を概ね良
好に保持する。

また、わずかな軸のミスアライメントなどに対
しても、ボール３と摺動溝２ａとの位置関係がわ
ずかに変化して対応し、調心性を発現する。

第３図、第４図は、本発明の第２の実施例を示
すものである。

第２の実施例では２条列・３点接触の構成をさ
らに生かして、大きな軸径の変化、ミスアライメ
ントに対しても調心性を発揮できるようにしたも
のである。

上下のボール条列のうち、上の一条列に接触す
るボール３は半径方向に対して固定されている
が、下の一条列に接触する二つのボール３，３は
半径方向に移動可能な押えピン６によつて支持さ
れている。さらに、押えピン６は外筒１の押えピ
ン６の位置に周設された周溝１ｃに嵌合されてい
るエンドレスのコイルバネ５と当接されている。

このため、押えピン６が周溝１ｃから突出する
と、コイルバネ５により元に戻そうとする力が働
き、スプライン軸２の変化に対応して外筒１のボ
ール３は自動調心することになる。

調心する量はコイルバネ５のバネ特性を変化さ
せれば良く、周溝１ｃに多少圧縮ぎみにコイルバ
ネ５を嵌合させて予圧を与えることもできる。

また、コイルバネ５にかえて外筒１に形成した
押えピン６用の孔に皿バネを嵌合しても軸受に調
心性を持たせることができる。

つまり、外筒１内において上下２条列の一方に
接触するボールを固定し、他方の摺動溝に接触す
るボールを半径方向に移動可能で弾性部材で支持
すればよく、この構成を可能にする公知技術は、
この他にも考えられる。

第５図は押えボルト４の変形例を示したもので
ある。第２の実施例に示した押えボルト４はボー
ル３を保持することができないため、スプライン
軸２を外筒１から取り外すとボール３が脱落して
しまう。この欠点を解決したものが第５図に示す
押えボルト４である。

スプライン軸２の摺動溝２ａに接触しない程度
に突出部４ｂを２箇所に形成し、この突出部４ｂ
間の最小幅をボール径よりわずかに小さくしてボ
ール３を保持させる。押えボルト４のボール３と
接触する摺動面４ａの底には、油孔４ｄが形成さ
れている。この技術を押えピン６に応用すること
は容易である。

第６図は第５図に示す押えボルト４にボール３
を嵌合し、これを外筒１の取付孔１ａに螺合した
断面図である。外筒１の取付孔１ａに油溝を形成
して軸受の潤滑を行なつている。

〔効果〕

本発明は、以上説明した構成、作用のものであ
つて、スプライン軸の直径線上対称の２位置に各
１本の摺動溝が形成され、スプライン軸に外嵌さ
れる外筒内面のボールは、一方の摺動溝に１個の
ボールが嵌入され、他方の摺動溝には２個のボー
ルが嵌入され、各ボールは、前記２個の組のボー
ルの球心を結ぶ仮想線を底辺とする三角形の頂点
位置に他方の１個のボールの球心が位置するよう
に組付けられているので、スプライン軸の軸径に
微少変化が存しても、あるいはスプライン軸に僅
かなミスアライメントが存しても、前記２条の摺
動溝に嵌入するボールの少なくとも各１個は、概
ね正規の軸受位置を占め、調心機能を発揮するの
で、ボールスプライン軸受としての直線運動性能
を良好に保持できる効果を奏する。

またスプライン軸に２条の摺動溝を設け、外筒
内面部に配置した３個のボールを摺動溝に嵌入さ
せるという比較的簡単な構造であるから、軸受構
造が簡単となり、小形にまとめることができ、か
つ比較的安価に提供できる等の効果も有してい
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
本発明の第１の実施例を示す正面図、第２図は第
１図のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図、第３図は本発明の
第２の実施例を示す正面図、第４図は第３図のＡ
−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図、第５図はボールを保持する
ことのできる押えボルトの斜視図を示し、第６図
は第５図の押えボルトを外筒に組込んだ断面図で
ある。 １：外筒、１ａ：取付孔、１ｂ：突出部、１
ｃ：周溝、２：スプライン軸、２ａ：摺動溝、
３：ボール、４：押えボルト、４ａ：摺動面、４
ｂ：突出部、４ｃ：ネジ部、４ｄ：油孔、５：コ
イルバネ、６：押えピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スプライン軸に、その軸心に対し直径線上対
   称位置たる２位置にボール用の摺動溝が形成され
   ており、該スプライン軸に外嵌されている中空筒
   体たる外筒の内面部には、摺動溝のうちの一方に
   対応する部位の中央部に１個のボールが配設され
   て該一方の摺動溝に嵌入され、他方の摺動溝に対
   応する部位の外筒両端寄りの２箇所には、各１個
   のボールが配設されて該他方の摺動溝に嵌入され
   ており、前記３個のボールは、外筒両端寄りの２
   個のボールの球心を結ぶ仮想線を底辺とする三角
   形の頂点位置に残りの１個のボールの球心が位置
   するように配置されている自動調心小形ボールス
   プライン軸受。 ２ 一方の摺動溝に嵌入する１個のボールの組
   と、他方の摺動溝に嵌入する２個のボールの組と
   のいずれか一方の組のボールがスプライン軸の軸
   心に向かう半径方向へ移動できるよう弾性部材で
   弾圧支持されている特許請求の範囲第１項記載の
   自動調心小形ボールスプライン軸受。