WO2015037735A1

WO2015037735A1 - 軸受構造

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Publication number: WO2015037735A1
Application number: PCT/JP2014/074362
Authority: WO
Inventors: 弘行稲垣; 仁士長舩; 正和唐木
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Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2015-03-19
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Abstract

本発明の軸受構造１は、転がり軸受２と、転がり軸受２が取り付けられ、係合部３２ａを有する基材３と、転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方への移動を規制する第一規制部４１を有し、基材３に対して軸Ｘ方向に移動不能にされた第一固定部材４と、転がり軸受２の軸Ｘ方向の他方への移動を規制する第二規制部５１と、係合部３２ａと係合する被係合部５２ａと、転がり軸受２を径方向に支持する支持部５２ｂとを有する第二固定部材５とを備えることを特徴としているので、転がり軸受２の軸方向両側への移動を規制するとともに、転がり軸受２の径方向のガタを無くすことができる。

Description

軸受構造

　本発明は、軸受構造に関する。

　転がり軸受と軸を連結する構造として、特許文献１に記載された構造が開示されている。この特許文献１に開示された構造は、図９に示されるように、ピニオン軸１００に止め筒１０１が係合される周溝１０２が設けられ、止め筒１０１が係合部と係合されることによって転がり軸受１０３を軸方向両側から挟みこむものである。

　この構造は、ピニオン軸１００に一側から止め筒１０１が外嵌され、止め筒１０１の一端を塑性変形させ、その後、止め筒１０１に転がり軸受１０３を挿入して、止め筒１０１の他端を塑性変形させて、図９に示されるように、転がり軸受１０３を軸方向から挟み込んでいる。

特開２００５－６９４４７号公報

　しかしながら、この特許文献１に示された構造では、転がり軸受１０３の軸方向の固定はできるが、ピニオン軸１００、止め筒１０１、転がり軸受１０３など、用いられる部材の寸法公差などにより、互いの部材の間で転がり軸受１０３の径方向のガタが発生してしまうという問題がある。

　そこで、本発明は、かかる問題に鑑みて、転がり軸受の軸方向両側への移動を規制するとともに、転がり軸受の径方向のガタを無くす軸受構造の提供を目的とする。

　本発明の軸受構造は、転がり軸受と、前記転がり軸受が取り付けられ、係合部を有する基材と、前記転がり軸受の軸方向の一方への移動を規制する第一規制部を有し、前記基材に対して軸方向に移動不能にされた第一固定部材と、前記転がり軸受の軸方向の他方への移動を規制する第二規制部と、前記係合部と係合する被係合部と、前記転がり軸受を径方向に支持する支持部とを有する第二固定部材とを備えることを特徴とする。

　また、前記係合部は、前記転がり軸受の内輪の内側に配置され、前記第一固定部材及び前記第二固定部材は、前記内輪と前記係合部との間に配置されることが好ましい。

　また、前記係合部が前記基材の外周に形成された環状の溝であり、前記被係合部は、前記溝に係合されることが好ましい。

　また、前記第一固定部材および／または前記第二固定部材が、前記転がり軸受の軸方向両側から圧入されることにより、前記環状の溝内で変形して係合されることが好ましい。

　本発明によれば、転がり軸受の軸方向両側への移動を規制するとともに、転がり軸受の径方向のガタを無くすことができる。

本発明の軸受構造を直動装置に適用した一実施例の断面図である。本発明の軸受構造を示す断面図である。本発明の軸受構造の転がり軸受の外輪が固定される軸受ケースを示す断面図である。本発明の軸受構造の基材の一形態を示す部分断面図である。本発明の軸受構造の第一固定部材を示す断面図である。本発明の軸受構造の第二固定部材を示す断面図である。（ａ）は本発明の軸受構造の第一固定部材の他の態様を示す断面図であり、（ｂ）は本発明の軸受構造の第二固定部材の他の態様を示す断面図である。本発明の軸受構造の組み付け方法の一例を示す図である。本発明の軸受構造の組み付け方法の一例を示す図である。本発明の軸受構造の組み付け方法の一例を示す図である。従来の軸受構造を示す部分断面図である。

　以下、添付図面を参照し、本発明の軸受構造を詳細に説明する。

　図１は、本発明の軸受構造１が、車両のバックドアのパワーリフトゲートなど、ヒンジを中心に回転することで開閉するドアの駆動装置に用いられる直動装置Ａに適用された例を示している。なお、本発明の軸受構造１は、本実施形態で説明する直動装置Ａに適用されるものに限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で、転がり軸受を有する様々な構造に適用が可能である。

　図１に示されるように、直動装置Ａは、動力部Ｄと、スリーブスクリューＡｃ１およびナット部材Ａｃ２を含むアクチュエータＡｃと、ガススプリングＧと、車両のバックドア等の対象物に取り付けられる取付部材Ｍとを備え、動力部ＤとアクチュエータＡｃとは軸受構造１により連結されている。直動装置Ａは、動力部Ｄからの動力により、アクチュエータＡｃが駆動され、直線方向に伸縮する。

　動力部Ｄは、図１では特に詳細には示していないが、ハウジングＤ１と、ハウジングＤ１の内部に固定されたモータＤ２と、モータＤ２の出力軸に取り付けられたギヤボックスＤ３と、ハウジングＤ１の一端側（軸受構造１が連結される側とは反対側）に配置された回動支持部Ｄ４とを備えている。

　ハウジングＤ１は、円筒形状の部材であり、動力部Ｄの外装であり、本実施形態では、直動装置Ａの外装でもある。ハウジングＤ１は、内部に配置されたモータＤ２、ギヤボックスＤ３、動力部Ｄに連結された軸受構造１を保護している。また、ハウジングＤ１は、直動装置Ａが動作するときの軸方向の荷重を支える構造部材としても作用しているため、強度を得ることができる筒体（例えば、鉄、アルミニウム合金等の金属製や、高強度のエンジニアリングプラスチック）で構成されている。

　モータＤ２は、ハウジングＤ１の内部に、後述のアクチュエータＡｃと同軸となるように配置され、本実施形態においては、ハウジングＤ１と同軸となるように、すなわち、モータＤ２の出力軸（図示せず）がハウジングＤ１の中心軸周りに回転するように配置されている。なお、モータＤ２は直流モータ、交流モータ等電動モータを広く採用することが可能である。なお、モータＤ２は、直動装置Ａの設置場所、動作対象物の大きさや重量などの動作条件によって決定可能である。例えば、自動車の扉を開閉するときに直動装置Ａを用いる場合、自動車は直流電源を備えていることから、直流モータが好ましい。

　モータＤ２は出力軸からの出力ロスを低減するため、ハウジングＤ１に対して回転しないようにかつ軸方向に移動しないように保持（固定）されている。なお、モータＤ２は移動しないようハウジングＤ１に強固に固定していてもよいし、キー、スプライン等を利用して軸周りの回転を抑えるとともに、ハウジングＤ１の内部に段差等を形成し軸方向の移動を規制するようにしてもよい。ハウジングＤ１へのモータＤ２の取り付けは、モータＤ２のハウジングＤ１に対する軸周りの回転と軸方向の移動を抑制する方法を広く採用することが可能である。

　ギヤボックスＤ３もモータＤ２と同様、ハウジングＤ１に保持されている。ギヤボックスＤ３は内部に複数枚の歯車を備えており、一方の端部が入力側（図１中、左側）、他方の端部が出力側（図１中、右側）となっている。そして、ギヤボックスＤ３の入力側には、モータＤ２の出力軸が接続されており、出力側には後述する軸受構造１のギヤ部３１（図２参照）が接続されている。図１に示しているように、ギヤボックスＤ３は、モータＤ２の出力軸とギヤ部３１とを、両方の軸の軸心が一致するように接続している。そして、ギヤボックスＤ３は入力側から入力された回転の速度を落とす（減速する）とともに、回転力（トルク）を増加（増幅）させて出力側から出力する。

　直動装置Ａにおいて、ギヤボックスＤ３はモータＤ２の出力軸の出力（回転）をギヤ部３１に伝達するとき、回転速度を落とし、トルクを増加させて伝達している。また、ギヤボックスＤ３を備えていることにより、直動装置ＡのモータＤ２として、発生トルクが小さいモータ（一般に小型モータ）を採用可能となっている。なお、モータＤ２が低速回転で十分なトルクを発生できるものである場合、ギヤボックスＤ３を省略し、出力軸とギヤ部３１を直接接続する、或いは、出力軸でギヤ部３１を兼用する構成としてもよい。また、ギヤボックスＤ３は、ギヤ部３１から入力される軸方向の力が、モータＤ２に作用するのを抑制する緩衝部材としての効果も備えている。

　そして、ハウジングＤ１の端部に回動支持部Ｄ４が取り付けられている。回動支持部Ｄ４は、取り付け対象物に対して、直動装置Ａが回転可能に支持することができるように構成され、本実施形態では、ハウジングＤ１の軸方向に突出した板状の部材であり、中央部分に貫通孔が形成されている。この貫通孔にピン又はねじを通し、動力部Ｄ、すなわち、直動装置Ａ全体が、貫通孔を中心として、回動可能となるように支持物体（例えば、自動車の車体等）に取り付けられる。なお、回動支持部Ｄ４として、ボールソケットジョイント、クレビス、ピンジョイント等のような構成を広く採用することが可能である。

　アクチュエータＡｃは、ハウジングＤ１の内部に、ハウジングＤ１に対して摺動可能に収容されたガイドケースＡｃ３、ガイドケースＡｃ３と接触しないように配置されたスリーブスクリューＡｃ１と、スリーブスクリューＡｃ１の外周に形成された螺旋溝Ａｃ１１の溝上を移動するナット部材Ａｃ２と、ガイドケースＡｃ３の内部に配置され、ナット部材Ａｃ２に接続する円筒形状の連動部材Ａｃ４とを有している。

　スリーブスクリューＡｃ１は、円筒形状の部材であり、円筒の外周部分に形成された螺旋溝（雄ねじ）Ａｃ１１を有している。スリーブスクリューＡｃ１には、動力部Ｄからの回転力を、軸受構造１を介してスリーブスクリューＡｃ１に伝達するために、軸受構造１に連結される連結部Ａｃ１２と、円筒形状の内部に形成され、ガススプリングＧ（ガスシリンダＧ１）が取り付けられるガススプリング取付部Ａｃ１３とが設けられている。なお、スリーブスクリューＡｃ１は、ガススプリングＧの外周に直接設けられても良い。

　螺旋溝Ａｃ１１は、ここでは雄ねじである。螺旋溝Ａｃ１１は、ナット部材Ａｃ２の螺旋溝Ａｃ２１に螺合している。そして、連結部Ａｃ１２は、後述する基材３のスリーブスクリュー接続部３３（図２参照）の回転に応じて回転可能にスリーブスクリュー接続部３３と連結されて、モータＤ２の回転力がスリーブスクリューＡｃ１に伝達される。なお、連結部Ａｃ１２とスリーブスクリュー接続部３３とは、ネジなどの公知の固着手段により連結しても良いし、スプラインや連結部Ａｃ１２に円以外の形状の凹穴を形成しておき、スリーブスクリュー接続部３３の先端を凹穴と同じ形状に形成して挿入する構成のもの、キー及びキー溝を利用するもの等、スリーブスクリュー接続部３３の回転をスリーブスクリューＡｃ１に確実に伝達できる形状のものを広く採用することが可能である。連結部Ａｃ１２には、基材３の軸方向の力を受けるための補強板が備えられる場合もある。このように、連結部Ａｃ１２とスリーブスクリュー接続部３３とが連結されていることで、基材３の回転が、連結部Ａｃ１２に伝達され、スリーブスクリューＡｃ１が回転する。動きの詳細については、後述する。

　ガススプリング取付部Ａｃ１３の内部には、少なくともガススプリングＧのガスシリンダＧ１が取り付けられる。ガススプリング取付部Ａｃ１３は、ガスシリンダＧ１がスリーブスクリューＡｃ１と同軸となるように、ガスシリンダＧ１を支持している。このとき、ガススプリング取付部Ａｃ１３は、ガスシリンダＧ１をスリーブスクリューＡｃ１に対して動かないようにしっかり保持していてもよいし、回転可能に支持していてもよい。ガススプリング取付部Ａｃ１３によるガスシリンダＧ１の支持は、ガスシリンダＧ１内のピストンロッドの摺動方向が、スリーブスクリューＡｃ１の軸方向と同じであればよく、ピストンロッドの軸とスリーブスクリューＡｃ１の軸とが重なっていればさらに好ましい。

　ナット部材Ａｃ２は、内側に雌ねじ状の螺旋溝Ａｃ２１を備えた部材である。この雌ねじ状の螺旋溝Ａｃ２１が、スリーブスクリューＡｃ１の雄ねじ状の螺旋溝Ａｃ１１と螺合している。なお、直動装置Ａでは、スリーブスクリューＡｃ１とナット部材Ａｃ２とは、それぞれ、雄ねじ、雌ねじを備えた構成となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、ボールねじ構造のように、スリーブスクリューＡｃ１の回転をスリーブスクリューＡｃ１に外嵌しているナット部材Ａｃ２を軸方向に移動させる力に変換できる構成のものを広く採用することが可能である。ナット部材Ａｃ２はスリーブスクリューＡｃ１の螺旋溝Ａｃ１１が形成されている範囲で移動する。

　連動部材Ａｃ４は、円筒形状の部材であり、ガイドケースＡｃ３内部に取り付けられている。図示は省略しているが、連動部材Ａｃ４は、スリーブスクリューＡｃ１に対して回転しないようにする回転防止部材が備えられている。そして、連動部材Ａｃ４の一方の端部には、連動部材Ａｃ４とナット部材Ａｃ２とが相対的に動かないように、ナット部材Ａｃ２が接続されている。本実施形態においては、ナット部材Ａｃ２は連動部材Ａｃ４の端部（動力部Ｄ側の端部）に接続されている。

　連動部材Ａｃ４はスリーブスクリューＡｃ１に対する回転が規制されていることから、連動部材Ａｃ４に固定されたナット部材Ａｃ２もスリーブスクリューＡｃ１に対する回転が規制される。この状態で、動力部Ｄからの動力によってスリーブスクリューＡｃ１が回転すると、スリーブスクリューＡｃ１がナット部材Ａｃ２に対して回転する。これにより、螺旋溝Ａｃ１１と螺旋溝Ａｃ２１との作用により、ナット部材Ａｃ２及びナット部材Ａｃ２が固定された連動部材Ａｃ４がスリーブスクリューＡｃ１の軸方向に沿って移動する。

　ガススプリングＧは、内部に封入されたガスの圧力で、外部に付勢力を与える部材である。ガスシリンダＧ１と、ガスシリンダＧ１の内部に摺動可能に配置されたピストンヘッド（図示せず）と、一端がピストンヘッドに取り付けられ他端がガスシリンダＧ１より突出しているピストンロッドとを備えている。ガススプリングＧの構成は、従来よく知られているものであり、詳細は省略する。

　ガスシリンダＧ１は内部にガスが封入されており、一端が閉じられているとともに、他端にピストンロッドが貫通する孔を有する円筒形状の部材である。ガスシリンダＧ１は内部のガスの圧力でピストンヘッドを押し（引き）、ピストンロッドに軸方向の力が作用する。ピストンロッドのガスシリンダＧ１から突出した先端は取付部材Ｍに、回転可能に接続されている。

　なお、直動装置Ａでは、直動装置Ａが最も伸びた状態（すなわち、ナット部材Ａｃ２がスリーブスクリューＡｃ１の先端（図１中、右側の端部）に到達した状態）でも、ガススプリングＧは、ガスシリンダＧ１及びピストンロッドが外側に向かって付勢力を加える（反発力を発生する）構造を有している。なお、本実施形態では、ガススプリングＧを用いたガススプリング式のアクチュエータＡｃが示されているが、ガススプリング式のアクチュエータＡｃに代えてスプリング式のアクチュエータ（図示せず）を用いても構わない。スプリング式のアクチュエータの場合は、ハウジングＤ１の中央に配置されているガスシリンダＧ１に代えて、図１におけるアクチュエータＡｃ部分のハウジングＤ１の内周に沿ってスプリングを配置し、スプリングの付勢力により、アクチュエータの動きをアシストすることができる。

　取付部材Ｍは、直動装置Ａで動作させる動作対象物（例えば、車両の場合、リヤドア等）に取り付けられる部材である。取付部材Ｍは、連動部材Ａｃ４の先端に嵌合する嵌合部Ｍ１と、上述の動作対象物に取り付けられる取付部Ｍ２と、ピストンロッドの先端を回転可能に支持するベアリングＭ３とを備えている。

　嵌合部Ｍ１は、連動部材Ａｃ４の先端に嵌め込まれ、固定された部材である。これにより、取付部材Ｍは連動部材Ａｃ４に同期して動作する。直動装置Ａにおいて、嵌合部Ｍ１は連動部材Ａｃ４に圧入により固定されているが、これに限定されるものではなく、連動部材Ａｃ４と嵌合部Ｍ１とをしっかり固定できる方法を広く採用することができる。

　取付部Ｍ２は、係合孔を備えており、この係合孔にねじ、ピン、リベット等の緊結具を挿通し、緊結具を上述の動作対象物に回動可能に取り付けられる。このように取り付けられることで、取付部材Ｍは、動作対象物に緊結具を中心として回動可能に取り付けられる。

　つぎに、本発明の軸受構造１について説明する。図２は、図１に示した直動装置Ａから、軸受構造１以外の部分を取り除いた、軸受構造１の部分断面図である。本発明の軸受構造１は、図２に示されるように、転がり軸受２と、転がり軸受２が取り付けられ、係合部３２ａを有する基材３と、転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方への移動を規制する第一規制部４１を有し、基材３に対して軸Ｘ方向に移動不能にされた第一固定部材４と、転がり軸受２の軸Ｘ方向の他方への移動を規制する第二規制部５１と、係合部３２ａと係合する被係合部５２ａと、転がり軸受２を径方向に支持する支持部５２ｂとを有する第二固定部材５とを備えている。

　本実施形態では、転がり軸受２は、転がり軸受２の内輪２１と外輪２２（以下、それぞれ単に内輪２１、外輪２２という）とを有するラジアルベアリングとして示されている。転がり軸受２は、公知の転がり軸受を用いることができ、特に図示した転がり軸受に限定されるものではない。

　本実施形態では、基材３は、内輪２１の内側に、第一固定部材４および第二固定部材５を介して転がり軸受２に間接的に取り付けられる、動力部Ｄからの動力をアクチュエータＡｃに伝達する動力伝達部材として示されている。また、本実施形態では、外輪２２の外側には、第一固定部材４および第二固定部材５は設けられておらず、軸受ケース６により外輪２２が保持されている。

　軸受ケース６は、図２および図３に示されるように、転がり軸受２を収容する略円筒状の本体６１を有し、本体６１の外周面に形成された固定部６２により、ハウジングＤ１の内側に固定されている（図１参照）。軸受ケース６は、図３に示されるように、外輪２２の一方の端面と係合可能な段部６３を有している。また、軸受ケース６は、本体６１の内側には、転がり軸受２を収容するための開口収容部６４が設けられ（図３参照）、段部６３が形成されている側とは反対側の本体６１の端面のうち、開口収容部６４の周縁部６４ａをかしめることにより、外輪２２を軸Ｘ方向で両側から挟み込んで、軸受ケース６と外輪２２との間での軸Ｘ方向の移動を規制している（図２参照）。なお、本明細書において、「基材」とは、第一固定部材４および第二固定部材５を介して転がり軸受２が取り付けられる部材であればよく、本実施形態のように、内輪２１の内側に設けられてもよいし、本実施形態とは異なり、転がり軸受２の外輪２２の外側に設けられてもよい。また、基材３は本実施形態では、内輪２１の内側において回転可能に構成されているが、内輪２１の内側の基材を回転しないように構成し、外輪２２の外側に設けられる部材を回転可能に構成してもよい。同様に外輪２２の外側に基材が設けられた場合には、外輪２２の外側の基材を回転可能にし、内輪２１の内側に設けられる部材を回転不能にしてもよいし、外輪２２の外側の基材を回転不能にし、内輪２１の内側に設けられる部材を回転可能にしてもよい。また、基材３の形状は、図示した円筒形状に限定されるものではなく、内輪２１または外輪２２を取り付けることができるものであれば、任意の形状を採用することができる。

　本実施形態の基材３は、上述したように、動力伝達部材として示されており、図２および図４に示されるように、動力部ＤのギヤボックスＤ３の出力側に接続されるギヤ部３１と、内輪２１の内側で回転可能に支持される軸部３２と、スリーブスクリューＡｃ１に接続されるスリーブスクリュー接続部３３とを備えている。図２および図４に示されるように、軸部３２には係合部３２ａが形成されているが、係合部３２ａについては後述する。

　ギヤ部３１は、図２および図４に示されるように、ギヤボックスＤ３内のギヤ（図示せず）と噛み合うギヤ歯を外周に有している。ギヤ部３１と軸部３２とは同軸上に形成され、ギヤ部３１が回転すると軸部３２も回転する。軸部３２のアクチュエータＡｃ側（図２および図４中、右側）の端部には、スリーブスクリュー接続部３３が設けられており、スリーブスクリュー接続部３３にスリーブスクリューＡｃ１が接続される。本実施形態では、スリーブスクリュー接続部３３は、図４に示されるように、スリーブスクリューＡｃ１が外嵌される円柱状の胴部３３ａと、胴部３３ａの軸部３２側の端部において、胴部３３ａの外周から外側に向かって突出したフランジ部３３ｂを有している。スリーブスクリューＡｃ１は、胴部３３ａに外嵌されたとき、フランジ部３３ｂと当接して停止し、胴部３３ａの外周から中心部に向かって形成された固定孔３３ｃに、ネジなどの公知の固定手段（図示せず）が固定されることにより、スリーブスクリューＡｃ１とスリーブスクリュー接続部３３とが接続される。また、胴部３３ａのアクチュエータＡｃ側の端部には、ガススプリングＧの取付軸Ｇ２（図１参照）が嵌合される嵌合孔３３ｄが軸Ｘに沿って形成されている。このようにして、動力部ＤとアクチュエータＡｃとが、軸受構造１により連結されて、上述したように、動力部Ｄが駆動され、軸受構造１が動力部Ｄの動力をアクチュエータＡｃに伝達することにより、直動装置Ａが伸縮する。

　この動力伝達部材としての基材３が回転するときの回転軸を支持するために、転がり軸受２が取り付けられる。この転がり軸受２を基材３に取り付けるために、基材３には係合部３２ａが形成され、第二固定部材５の被係合部５２ａと係合する。本実施形態では、基材３の軸部３２に係合部３２ａが形成され、図２に示されるように、係合部３２ａは、転がり軸受２の内輪２１の内側に配置され、第一固定部材４及び第二固定部材５は、内輪２１と軸部３２との間に配置されている。係合部３２ａの形状は特に限定されるものではないが、本実施形態では、係合部３２ａは基材３の外周に形成された環状の溝である。第二固定部材５の被係合部５２ａが、前記環状の溝に係合される。被係合部５２ａが前記環状の溝に係合されることにより、第二固定部材５が転がり軸受２と基材３との間から抜けにくくなる。なお、第一固定部材４および第二固定部材５は、外輪２２の外側に配置されてもよく、その場合、第一固定部材４および第二固定部材５は、外輪２２の外側に設けられた基材（たとえば、軸受ケースや転がり軸受２を収容するハウジングなど）の係合部との間に配置される。また、係合部３２ａは本実施形態では、基材３（軸部３２）の外周に形成された環状の溝として示されているが、係合部３２ａと被係合部５２ａとが係合して、後述する効果を奏するものであれば、必ずしも環状に形成されている必要はない。また、本実施形態では、係合部３２ａが凹状に形成され、被係合部５２ａが凹状に形成された係合部３２ａに係合するように構成されているが、係合部３２ａを凸状に形成し、被係合部５２ａを凸状の係合部に係合するように構成してもよい。第一規制部４１による転がり軸受２の移動の規制については、第一規制部４１が転がり軸受２の移動を規制するものであれば、特に限定されるものではなく、第一規制部４１が直接転がり軸受２の移動を規制してもよく、間接的に移動を規制してもよい。

　第一固定部材４は、軸受構造１において、転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方への移動を規制する。本実施形態では、基材３と転がり軸受２との間に配置される第一固定部材４は、転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方への移動を規制する第一規制部４１を有している。本実施形態においては、第一規制部４１の軸Ｘ方向における一方の端面がスリーブスクリュー接続部３３のフランジ部３３ｂと当接することにより、第一固定部材４の一方への移動が規制される。また、後述する第二固定部材５により、第一固定部材４の他方への移動が規制される。第一規制部４１は、転がり軸受２が基材３に取り付けられたときに、転がり軸受２が軸Ｘ方向の一方、たとえば図２中、右側に移動しようとしても、転がり軸受２の内輪２１または外輪２２と当接（本実施形態では内輪２１と当接）する。この際、第一固定部材４は、軸Ｘ方向に移動不能とされているため、転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方（図２中、右側）への移動を規制する。本実施形態では、第一固定部材４は、図２および図５に示されるように、軸部３２の外周の外側に挿着することが可能な内径を有し、軸部３２と内輪２１との間に介装される円筒状の介装部４２と、介装部４２の軸方向の一方（図２中、右側）の端部外周から径方向外側に向かって突出し、内輪２１の軸Ｘ方向の一方（図２中、右側）の端面と当接可能なフランジ状の第一規制部４１とを備えている。なお、第一規制部４１は、転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方への移動を規制することができれば、フランジ状以外の他の形状であってもよい。また、第一固定部材４は、第一規制部４１、介装部４２以外の他の機能を有する部位、たとえばスリーブスクリュー接続部３３等と一体的に設けられたものであってもよい。また、第一固定部材４は、転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方向への移動を規制する第一規制部４１を有していれば、必ずしも基材３の軸部３２と内輪２１との間に介装する必要はなく、たとえば、図５に示す本実施形態の第一固定部材４を設けずに、転がり軸受２の内輪２１または外輪２２の端面と当接する他の部材（たとえば、スリーブスクリュー接続部３３）を第一固定部材として、転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方向への移動を規制してもよい。なお、本発明の第一固定部材４については、基材３と転がり軸受２との間に介在する部材に限定されるものではなく、例えばスリーブスクリュー接続部３３のように、転がり軸受２の基材３に対する接続位置より離間して、基材３に対して移動不能とされた部材によって、軸Ｘ方向の一方（図２右方向）への移動が直接または間接的に規制されるようにされてもよい。本実施形態においては、第一規制部４１は、転がり軸受２の軸Ｘ方向に対して軸周り全周にわたって垂直方向に突出したフランジ状の突部として、基材３に対して移動不能にされた第一固定部材４に設けられている。第一固定部材４は、転がり軸受２の移動を規制する第一規制部４１以外に、転がり軸受２の軸Ｘに対して垂直方向における転がり軸受２のガタを防止するために、介装部４２を有してもよい。本実施形態においては、介装部４２は、第一固定部材４の軸Ｘ方向の他方側への移動の規制、並びに、第二固定部材５の被係合部５２ａが係合部３２ａに対する係合位置から移動することを規制する機能も有している。介装部４２は、基材３の全周にわたって基材３を覆う筒状である。第一固定部材４は、軸Ｘ方向の一方における介装部４２の端部に第一規制部４１が設けられ、縦断面が略Ｌ字状の形状を有している。

　第二固定部材５は、転がり軸受２の軸Ｘ方向の他方への移動を規制する部材であり、第一固定部材４とともに転がり軸受２の軸Ｘ方向の両方向への移動を規制する。第二固定部材５は、図２に示されるように、転がり軸受２の軸Ｘ方向の他方への移動を規制する第二規制部５１と、係合部３２ａと係合する被係合部５２ａと、転がり軸受２を径方向に支持する支持部５２ｂとを有している。本発明の第二固定部材５は、第二固定部材５の被係合部５２が基材３の係合部３２ａと係合することにより、第二固定部材５が基材３に対して軸Ｘ方向の他方への移動が規制される。そして、第二固定部材５の第二規制部５１が、第一固定部材４の第一規制部４１が規制する方向とは反対方向の、転がり軸受２の軸Ｘ方向の他方への移動を規制して、第一固定部材４の第一規制部４１とともに転がり軸受２の軸Ｘ方向の両方向への移動が規制される。したがって、第一固定部材４と第二固定部材５とで転がり軸受２を軸Ｘ方向の両側から挟み込み、さらに第二固定部材５の被係合部５２と基材３の係合部３２ａとが係合して、第二固定部材５が基材３に対して移動しないように構成されているため、基材３と転がり軸受２とが、第一固定部材４と第二固定部材５を介して軸Ｘ方向で相対移動不能に固定される。ここで、転がり軸受２は、軸Ｘ方向に対し第一規制部４１と第二規制部５１とで狭持された構造となるため、軸Ｘ方向の移動が規制される。第二規制部５１による転がり軸受２の移動の規制については、第二規制部５１が転がり軸受２の移動を規制するものであれば、特に限定されるものではなく、第二規制部５１が直接転がり軸受２の移動を規制してもよく、間接的に移動を規制してもよい。本実施形態においては、基材３に対して移動不能にされた第二固定部材５が転がり軸受２の軸Ｘ方向に対して垂直方向に突出した鍔状の第二規制部５１を有し、転がり軸受２の内輪２１における軸Ｘ方向の他方側（図２左側）の面と第二規制部５１とが当接することにより、転がり軸受２が軸Ｘ方向の他方（図２左方向）に対して移動不能とされている。第二固定部材５は、転がり軸受２の径方向に支持する支持部５２ｂを有する。本実施形態において、支持部５２ｂは、円筒状であり、転がり軸受２と基体３との間に介在して、転がり軸受２を径方向に支持する。第二規制部５１は、転がり軸受２の軸Ｘ方向に対して軸周り全周にわたって垂直方向に突出したフランジ状の突部として、縦断面が略Ｌ字状の形状を有していてもよく、矩形部が軸Ｘより外側に向けて放射状に延びた形状であってもよい。

　図２を参照して、より詳細に説明すると、第二規制部５１は、転がり軸受２が基材３に取り付けられたときに、転がり軸受２が軸Ｘ方向の他方、たとえば図２中、左側に移動しようとしても、転がり軸受２の内輪２１または外輪２２と当接（本実施形態では内輪２１と当接）することにより、転がり軸受２の軸Ｘ方向の他方（図２中、左側）への移動を防止する。具体的には、第一固定部材４の第一規制部４１と第二固定部材５の第二規制部５１との両方により挟持されて、転がり軸受２は軸Ｘ方向の一方および他方へ移動することが規制される。本実施形態では、第二固定部材５は、図２および図６に示されるように、軸部３２の外周の外側に挿着することが可能な内径を有し、軸部３２と内輪２１との間に介装される円筒状の第二介装部５２と、第二介装部５２の軸方向の他方（図２中、左側）の端部外周から径方向外側に向かって突出し、内輪２１の軸Ｘ方向の他方（図２中、左側）の端面と当接可能なフランジ状の第二規制部５１とを備えている。第二介装部５２は、被係合部５２ａと支持部５２ｂとから構成されている。詳細は後述するが、本実施形態では、第２介装部５２が係合部３２ａと内輪２１との間に配置されたとき、支持部５２ｂの軸Ｘ方向の一方側（図２中、右側）の端部に設けられた、図２に示す被係合部５２ａが、基材３の係合部３２ａと係合する。支持部５２ｂは、第二固定部材５が軸部３２と内輪２１との間の隙間に挿着され、被係合部５２ａが係合部３２ａと係合されたときに、第二介装部５２のうち内輪２１と接触することにより、内輪を径方向から支持する部分である。なお、本実施形態では、第二介装部５２の軸Ｘ方向の一方側の端部を被係合部５２ａとして、被係合部５２ａが変形して係合部３２ａに係合するものでもよく、被係合部５２ａを予め係合部３２ａに係合できる形状（たとえば、第二介装部５２に対して垂直方向に曲げて形成された被係合部）としたものであってもよい。また、本実施形態では、第二規制部５１を予めフランジ状としたものを示しているが、被係合部５２ａを有する筒状部材を基材３の係合部３２ａに係合させた後に、転がり軸受２をフランジ状の第二規制部５１が形成されていない第二固定部材５上に挿通し、転がり軸受２の内輪２１の端面に当接するように第二固定部材５のうち、被係合部５２ａと反対側の端部を折り曲げて第二規制部５１として第二固定部材５を形成し、転がり軸受２の軸Ｘ方向の他方への移動を防止してもよい。

　ここで、本実施形態の軸受構造１は、図２に示されるように、内輪２１を第一固定部材４の第一規制部４１と第二固定部材５の第二規制部５１とで軸Ｘ方向の両側から挟み込み、第二固定部材５の被係合部５２ａが、基材３（軸部３２）の係合部３２ａと係合することにより、第一固定部材４、第二固定部材５、転がり軸受２および基材３（軸部３２）の間での軸Ｘ方向の移動を規制することができる。さらに、第二固定部材５の支持部５２ｂが、転がり軸受２と基材３（軸部３２）の間に介装されて、転がり軸受２を径方向に支持するため、転がり軸受２の内輪２１と基材３（軸部３２）との間の径方向のガタを無くすことができる。したがって、本発明では、第二固定部材５の被係合部５２ａと基材３の係合部３２ａとが係合することにより、転がり軸受２の軸Ｘ方向両側への移動を規制するとともに、転がり軸受２の径方向のガタを無くすことができる。

　なお、図２に示した実施形態では、内輪２１と内輪２１の内側に設けられた基材３の軸部３２との間に、第一固定部材４および第二固定部材５が介装されたものを示したが、転がり軸受２の外輪２２と、外輪２２の外側に設けられた係合部を有する基材との間に、図７（ａ）および（ｂ）に示す、第一固定部材４０および第二固定部材５０を介装させたものであっても、同様の効果を得ることができる。図７（ａ）および（ｂ）に示す外輪２２用の第一固定部材４０および第二固定部材５０は、外輪２２の端面と当接するように、第一規制部４１および第二規制部５１が、介装部４２および第二介装部５２から内側に突出している。なお、外輪２２を固定する第一固定部材４０および第二固定部材５０は、内輪２１を固定する第一固定部材４および第二固定部材５と基本的に機能が同じであるため、各部位には同じ参照符号を用い、詳細な説明は省略する。

　また、本実施形態では、第一固定部材４および／または第二固定部材５が、転がり軸受２の軸Ｘ方向両側から圧入されることにより、環状の溝上で変形して係合されるように構成されている。この場合、第一固定部材４、第二固定部材５のいずれか一方または両方が、塑性変形が可能な材料で構成され、第一固定部材４、第二固定部材５のいずれか一方または両方を軸Ｘ方向で近付くように基材３と転がり軸受２との間に圧入して、第二固定部材５の被係合部５２ａを、基材３の係合部３２ａと係合させることができる。ここで、第一固定部材４および第二固定部材５の圧入は、第一固定部材４および第二固定部材５をそれぞれ直接押圧して圧入してもよいし、治具等の別部材によって間接的に第一固定部材４および第二固定部材５を押圧して圧入してもよい。第一固定部材４および／または第二固定部材５を転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方または両側から圧入することにより、環状の溝内で被係合部５２ａが変形して、被係合部５２ａと係合部３２ａとが係合する。この変形において、第一固定部材４と、第二固定部材５とが当接した状態となるので、被係合部５２ａが第一固定部材４と当接して、第二固定部材５の軸Ｘ方向の一方側への移動を規制することもできる。その係合の際に、第二固定部材５の第二介装部５２は、被係合部５２ａが係合部３２ａと係合するだけでなく、変形により内輪２１の内周面と支持部５２ｂとが接触または内輪２１の内周面を支持部５２ｂが押圧して、転がり軸受２の径方向のガタを確実に無くすことができる。また、第二固定部材５の被係合部５２ａが、環状の溝に係合される場合、係合部３２ａが環状の溝であることにより、被係合部５２ａが軸部３２の周方向でほぼ均一に係合するため、転がり軸受２と基材３との間のガタについても均一に無くすことができ、転がり軸受２と基材３との接合強度を高めることができる。

　このように第一固定部材４および／または第二固定部材５を変形可能とした場合、第一固定部材４および／または第二固定部材５の圧入時に変形しやすくするために、図５および図６に示されるように、第一固定部材４の介装部４２の先端部に第一テーパ面４３を形成し、第二固定部材５の第二介装部５２の先端部に第二テーパ面５３を形成することもできる。これにより、第一固定部材４および／または第二固定部材５が転がり軸受２の軸Ｘ方向の一方または両側から圧入されることにより、第一テーパ面４３と第二テーパ面５３とが互いに押圧されて、被係合部５２ａが係合部３２ａに係合する。したがって、第一固定部材４および／または第二固定部材５を転がり軸受２と基材３との間の隙間へ圧入したときに、被係合部５２ａと係合部３２ａとを容易に係合させることができる。

　つぎに、本実施形態の軸受構造１の組み付けについて説明する。なお、以下に説明する組み付けは、あくまで一例であり、以下に示す方法に限定されるものではない。

　まず、図３に示される軸受ケース６の開口収容部６４内に転がり軸受２を入れ、外輪２２の端面が軸受ケース６の段部６３と当接した状態で、軸受ケース６の開口収容部６４の周縁部６４ａを内側にかしめて、外輪２２を軸Ｘ方向の両側から挟み込む。また、図８ａに示されるように、基材３の軸部３２に第一固定部材４を第一規制部４１がスリーブスクリュー接続部３３と接触するようにギヤ部３１側から挿入する。軸部３２に第一固定部材４が挿入された後、一体となった転がり軸受２と軸受ケース６を、基材３のギヤ部３１側から挿入して、内輪２１を第一固定部材４の介装部４２に外嵌する（図８ｂ参照）。このとき、容易に転がり軸受２を第一固定部材４の介装部４２に挿入しやすくするために、介装部４２の外径を転がり軸受２の内輪２１の内径よりも小さくしてもよい。図８ｂに示された状態では、第一固定部材４の介装部４２は、転がり軸受２の内輪２１の軸方向長さよりも短く、介装部４２の先端が内輪２１の軸Ｘ方向で略中央部に位置している。また、軸部３２の係合部３２ａも内輪２１の軸Ｘ方向の略中央部に位置している。

　この図８ｂに示す状態から、図８ｃに示されるように、第二固定部材５の第二介装部５２の先端を、内輪２１と軸部３２との間の隙間に挿入する。本実施形態では、第一固定部材４の介装部４２の先端と第二固定部材５の第二介装部５２の先端には、それぞれ第一テーパ面４３および第二テーパ面５３が形成されている。第一固定部材４の第一テーパ面４３と第二固定部材５の第二テーパ面５３とが当接した後、第二固定部材５を圧入していくと、第一固定部材４の第一テーパ面４３により、第二固定部材５の第二介装部５２の先端部の被係合部５２ａが軸部３２の係合部３２ａ内に向かって変形する。そのまま第二固定部材５の圧入を続けると、第二固定部材５がアルミ等、塑性変形しやすい材料から形成されている場合は、被係合部５２ａは係合部３２ａと係合するまで塑性変形して入り込み、図２に示す状態となる。そして、第一固定部材４の内輪２１の内側に挿入される部位の体積と、第二固定部材５の内輪２１の内側に挿入される部位の体積の合計が、内輪２１の内側と軸部３２との間の隙間の体積（係合部３２ａ内の空間を含む）よりも大きい場合、第二固定部材５の圧入により、図２に示される状態で、被係合部５２ａと係合部３２ａとが係合するとともに、転がり軸受２の内輪２１の内周面と第二固定部材５の支持部５２ｂとが隙間なく接触して、基材３の軸部３２をガタがない状態で保持することができる。また、本実施形態のように第一テーパ面４３、第二テーパ面５３が形成されている場合、第一固定部材４の第一テーパ面４３は、圧入時に第二テーパ面５３から内輪２１の内周面に向かう力を受けるため、第一固定部材４についても、転がり軸受２の内輪２１の内周面と隙間なく接触する。したがって、より基材３の軸部３２と転がり軸受２の内輪２１とが、径方向でガタが生じない状態で固定される。

　また、本実施形態のように、パワーリフトゲートなど細長い空間内に設けられる直動装置Ａに用いた場合や、小型のアクチュエータや配置スペースが小さいアクチュエータなどに用いられる場合、細長い空間、狭い空間内で転がり軸受２の周辺にさらに別の部材が設けられる可能性がある。本発明では、上述したように、簡単な構造で転がり軸受２を基材３と取り付けることができるため、転がり軸受２の周辺の他の部材と干渉することもない。

　１　軸受構造
　２　転がり軸受
　２１　内輪
　２２　外輪
　３　基材
　３１　ギヤ部
　３２　軸部
　３２ａ　係合部
　３３　スリーブスクリュー接続部
　３３ａ　胴部
　３３ｂ　フランジ部
　３３ｃ　固定孔
　３３ｄ　嵌合孔
　４　第一固定部材
　４１　第一規制部
　４２　介装部
　４３　第一テーパ面
　５　第二固定部材
　５１　第二規制部
　５２　第二介装部
　５２ａ　被係合部
　５２ｂ　支持部
　５３　第二テーパ面
　６　軸受ケース
　６１　本体
　６２　固定部
　６３　段部
　６４　開口収容部
　６４ａ　開口収容部の周縁部
　Ａ　直動装置
　Ａｃ　アクチュエータ
　Ａｃ１　スリーブスクリュー
　Ａｃ１１　螺旋溝
　Ａｃ１２　連結部
　Ａｃ１３　ガススプリング取付部
　Ａｃ２　ナット部材
　Ａｃ２１　螺旋溝
　Ａｃ３　ガイドケース
　Ａｃ４　連動部材
　Ｄ　動力部
　Ｄ１　ハウジング
　Ｄ２　モータ
　Ｄ３　ギヤボックス
　Ｄ４　回動支持部
　Ｇ　ガススプリング
　Ｇ１　ガスシリンダ
　Ｇ２　ガススプリングの取付軸
　Ｍ　取付部材
　Ｍ１　嵌合部
　Ｍ２　取付部
　Ｍ３　ベアリング
　Ｘ　軸

Claims

転がり軸受と、
前記転がり軸受が取り付けられ、係合部を有する基材と、
前記転がり軸受の軸方向の一方への移動を規制する第一規制部を有し、前記基材に対して軸方向に移動不能にされた第一固定部材と、
前記転がり軸受の軸方向の他方への移動を規制する第二規制部と、前記係合部と係合する被係合部と、前記転がり軸受を径方向に支持する支持部とを有する第二固定部材とを備えた軸受構造。
前記係合部は、前記転がり軸受の内輪の内側に配置され、
前記第一固定部材及び前記第二固定部材は、前記内輪と前記係合部との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の軸受構造。
前記係合部が前記基材の外周に形成された環状の溝であり、前記被係合部は、前記溝に係合される請求項２記載の軸受構造。
前記第一固定部材および／または前記第二固定部材が、前記転がり軸受の軸方向両側から圧入されることにより、前記環状の溝内で変形して係合される請求項３記載の軸受構造。