(57)【要約】【課題】制動力を荷重に応じて変えられる転がり装置を提供する。【解決手段】第１外輪７３、第１内輪７１、第１転動体７２を有する第１転がり軸受７０と、第２外輪６３、第２内輪６１、第２転動体６２を有する第２転がり軸受６０と、第１転がり軸受７０および第２転がり軸受６０によって回転可能に支持される支持軸２０とからなる転がり装置であって、ハウジング１１に第１転がり軸受７０を弾性部材７４を介して支持軸２０の半径方向に弾性支持し、ハウジング１１および第２転がり軸受６０間に支持軸２０の半径方向に隙間を設け、第２内輪６１に第２転動体６２が転動する第２内輪側軌道面を有する第２内輪側弾性層６１ａを設け、支持軸２０の半径方向の荷重が大きいときに、弾性部材７４が圧縮されて隙間が無くなり、ハウジング１１に第２転がり軸受６０が接触し、第２内輪側弾性層６１ａが第２転動体６２によって圧縮される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、このハウジング内に設置され、第１外輪、第１内輪、第１転動体を有する第１転がり軸受と、前記ハウジング内に設置され、第２外輪、第２内輪、第２転動体を有する第２転がり軸受と、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受によって回転可能に支持される支持軸とからなる転がり装置であって、前記ハウジングに前記第１転がり軸受を弾性部材を介して前記支持軸の半径方向に弾性支持し、前記ハウジングおよび前記第２転がり軸受間に前記支持軸の半径方向に隙間を設け、前記第２内輪に前記第２転動体が転動する第２内輪側軌道面を有する第２内輪側弾性層を設け、前記弾性部材は、前記支持軸の半径方向の荷重が大きいときに、前記隙間が無くなり前記ハウジングに前記第２転がり軸受が接触する程度の弾性力を有し、前記第２内輪側弾性層は、前記支持軸の半径方向の荷重が大きいときに、前記第２転動体によって圧縮される程度の弾性力を有することを特徴とする転がり装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動力を荷重に応じて変化させるようにした転がり装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィットネストレーニング等に用いられるペダルマシンとして、特許文献１に示すようなものがある。このものは、フレームに作動杆が回転可能に支持され、作動杆にペダルが取り付けられ、人がペダルを踏みながら、作動杆とともに回転板を回すことによって人に運動させるものである。回転板に対して永久磁石を配置し、回転板を回すことによって回転板に渦電流を発生させ、回転板に制動力を発生させている。この制動力は、永久磁石の向きを変えることによって変えられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６７６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この制動力は、永久磁石の向きを変えることによって変わるものであって、人の体重に応じて変わるものでない。制動力を、人の体重、すなわち荷重に応じて変えたい要望がある。また、作動杆をフレームに回転可能に支持する転がり装置とは別に、回転板および永久磁石を設けなければならない問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点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、制動力を荷重に応じて変えられる転がり装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する円すいころ軸受は、ハウジングと、このハウジング内に設置され、第１外輪、第１内輪、第１転動体を有する第１転がり軸受と、前記ハウジング内に設置され、第２外輪、第２内輪、第２転動体を有する第２転がり軸受と、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受によって回転可能に支持される支持軸とからなる転がり装置であって、前記ハウジングに前記第１転がり軸受を弾性部材を介して前記支持軸の半径方向に弾性支持し、前記ハウジングおよび前記第２転がり軸受間に前記支持軸の半径方向に隙間を設け、前記第２内輪に前記第２転動体が転動する第２内輪側軌道面を有する第２内輪側弾性層を設け、前記弾性部材は、前記支持軸の半径方向の荷重が大きいときに、前記隙間が無くなり前記ハウジングに前記第２転がり軸受が接触する程度の弾性力を有し、前記第２内輪側弾性層は、前記支持軸の半径方向の荷重が大きいときに、前記第２転動体によって圧縮される程度の弾性力を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、制動力を荷重に応じて変えられる転がり装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるペダルマシンの側面図
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる図２相当図であり、中荷重が作用したときの状態図
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる図２相当図であり、大荷重が作用したときの状態図
【図５】本発明の第２の実施形態にかかるプーリ装置の断面図
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる図５のＢ矢視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図４にもとづいて説明する。図１は、ペダルマシンの側面、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図２相当図であり、中荷重が作用したときの状態図、図４は、図２相当図であり、大荷重が作用したときの状態図である。
【００１０】
図１において、ペダルマシン９０は、床面に設置される箱状のボックス９１と、ボックス９１に取り付けられ、前上方へ延びる第１フレーム９２と、ボックス９１に取り付けられ、後上方へ延びる第２フレーム９４と、第１フレーム９２の上端に取り付けられたハンドル９３と、第２フレーム９４の上端に取り付けられたサドル９５と、ボックス９１に取り付けられた転がり装置１０と、転がり装置１０の支持軸２０の両端に取り付けられた作動杆３０と、作動杆３０の先端に支持ピン３１を介して回転可能に軸支されたペダル３２とを有する。支持軸２０およびペダル３２は、水平軸線回りに回転できるようになっている。ペダルマシン９０は、人がサドル９５に腰掛け、ハンドル９３を手で掴むことによって体を支え、ペダル３２に足を乗せ、支持軸２０回りにペダル３２を回動させるものである。
【００１１】
ボックス９１には、水平方向に貫通する貫通孔を有し、この貫通孔に転がり装置１０が嵌合されている。転がり装置１０の両端は、ボルト９７、９８、押さえ金９６を介してボックス９１に連結されている。ボルト９７は、押さえ金９６を介してボックス９１に螺合され、ボルト９８は、押さえ金９６を介して転がり装置１０に螺合されている。
【００１２】
図２において、転がり装置１０は、円筒状のハウジング１１と、ハウジング１１の一端を閉塞した蓋部材１８と、ハウジング１１内に収容された第３玉軸受５０と、ハウジング１１内に収容された第２玉軸受６０と、ハウジング１１内に収容された第１玉軸受７０と、第３玉軸受５０、第２玉軸受６０および第１玉軸受７０に回転可能に支持される支持軸２０と、一対の第１玉軸受７０間で支持軸２０に嵌合された内輪側間座２３と、支持軸２０の両端のおねじ２１に螺合された抜け止め防止ボルト２２とを有する。内輪側間座２３を挟んで両側に第３玉軸受５０、第２玉軸受６０および第１玉軸受７０がそれぞれ１個ずつ配置されている。
【００１３】
ハウジング１１の内周は、中径の中径孔１２と、小径の小径孔１３と、大径の大径孔１４とを有する。内輪側間座２３を挟んで両側に中径孔１２と、小径孔１３および大径孔１４がそれぞれ１個ずつ形成されている。ハウジング１１は、蓋部材１８側で円筒状のスペーサ１６を有し、この円筒状のスペーサ１６は、中径の中径孔１２と、小径の小径孔１３を有する。ハウジング１１は、蓋部材１８と反対側の一端で、内径側へ突出したフランジ部１１ａを有する。
【００１４】
中径孔１２には、第３玉軸受５０が径方向に隙間を有した状態で遊嵌され、小径孔１３には、第２玉軸受６０が径方向に僅かな隙間を有した状態で遊嵌され、大径孔１４には、第１玉軸受７０が僅かな締代を持って圧入嵌合されている。
【００１５】
第３玉軸受５０は、第３内輪５１と、第３外輪５３と、第３内輪５１の外周および第３外輪５３の内周上を転動する玉５２とを有する。第３内輪５１は、第３内輪側弾性層５１ａを有し、第３内輪側弾性層５１ａの外周には第３内輪側軌道面が形成されている。第３外輪５３は、外周に円筒状の第３弾性部材５４を有する。玉５２は、外周に殼状の第３玉側弾性層５２ａを有する。
【００１６】
第２玉軸受６０は、第２内輪６１と、第２外輪６３と、第２内輪６１の外周および第２外輪６３の内周上を転動する玉６２とを有する。第２内輪６１は、第２内輪側弾性層６１ａを有し、第２内輪側弾性層６１ａの外周には第２内輪側軌道面が形成されている。第２外輪６３は、外周に円筒状の第２弾性部材６４を有する。
【００１７】
第１玉軸受７０は、第１内輪７１と、第１外輪７３と、第１内輪７１の外周および第１外輪７３の内周上を転動する玉７２とを有する。第１外輪７３は、外周に円筒状の第１弾性部材７４を有する。
【００１８】
第３外輪５３、第２外輪６３、第１外輪７３、第１外輪７３、第２外輪６３、第３外輪５３の順に軸方向に配置され、これらはフランジ部１１ａおよび蓋部材１８によって軸方向に挟み込まれている。
【００１９】
支持軸２０の両端におねじ２１が形成され、各おねじ２１に抜け止め防止ボルト２２および作動杆３０が螺合されている。
【００２０】
第３内輪５１、第２内輪６１、第１内輪７１、内輪側間座２３、第１内輪７１、第２内輪６１、第３内輪５１の順に軸方向に配置され、これらは一対の抜け止めボルト２２によって軸方向に挟み込まれている。
【００２１】
第３弾性部材５４、第２弾性部材６４、第１弾性部材７４の径方向の弾性係数は、第１弾性部材７４、第２弾性部材６４、第３弾性部材５４の順に大きい。
【００２２】
第３内輪側弾性層５１ａ、第２内輪側弾性層６１ａの径方向の弾性係数は、第２内輪側弾性層６１ａ、第３内輪側弾性層５１ａの順に大きい。第２内輪側弾性層６１ａの径方向の弾性係数は、第２弾性部材６４とほぼ等しい。第３内輪側弾性層５１ａの径方向の弾性係数は、第３弾性部材５４とほぼ等しい。
【００２３】
第３玉側弾性層５２ａは、第３内輪側弾性層５１ａと同程度の弾性係数を有する。
【００２４】
各作動杆３０の先端には、支持ピン３１が支持軸２０と平行に取り付けられ、各支持ピン３１にこれの軸線回りにペダル３２が回転可能に取り付けられている。
【００２５】
次に上述した構成にもとづいて、組付け動作を説明する。
【００２６】
支持軸２０に、第３玉軸受５０、第２玉軸受６０、第１玉軸受７０、内輪側間座２３、第１玉軸受７０、第２玉軸受６０、第３玉軸受５０の順に嵌合し、各おねじ２１に抜け止め防止ボルト２２を螺合させ、第３玉軸受５０、第２玉軸受６０、第１玉軸受７０、内輪側間座２３、第１玉軸受７０、第２玉軸受６０、第３玉軸受５０を一対の抜け止め防止ボルト２２で軸方向に挟み込む。
【００２７】
支持軸２０と一体化した第３玉軸受５０、第２玉軸受６０、第１玉軸受７０、第１玉軸受７０、第２玉軸受６０、第３玉軸受５０をハウジング１１の内周に嵌合させる。蓋部材１８側の第２玉軸受６０および第３玉軸受５０の外周にスペーサ１６を嵌合させる。ハウジング１１に蓋部材１８をボルト等で固定する。こうすることで、第３玉軸受５０、第２玉軸受６０、第１玉軸受７０、第１玉軸受７０、第２玉軸受６０、第３玉軸受５０がフランジ部１１ａおよび蓋部材１８によって軸方向にはさみこまれる。
【００２８】
こうして作られた転がり装置１０を、ボックス９１の貫通孔に嵌合させ、ボルト９７を押さえ金９６を介してボックス９１に螺合させ、ボルト９８を押さえ金９６を介して転がり装置１０に螺合させる。こうして転がり装置１０がボックス９１に固定される。
【００２９】
ペダル３２を支持ピン３１を介して取り付けた作動杆３０をおねじ２１に螺合させる。
【００３０】
次に上述した構成にもとづいて、ペダルマシン９０の使用動作を説明する。
【００３１】
人がサドル９５に腰掛け、手でハンドル９３を掴むことによって体を支える。ペダル３２に足を乗せ、ペダル３２を支持軸２０回りに回動させる。
【００３２】
足でペダル３２を踏み込むと、足の脚力および人の体重が、ペダル３２、支持ピン３１、作動杆３０を介して支持軸２０にかかる。さらに第１内輪７１、第１玉７２を介して、第１外輪７３にかかり、第１弾性部材７４を径方向に圧縮する。足の脚力および人の体重を合わせた荷重が小荷重の場合は、第１弾性部材７４のみを圧縮し、支持軸２０は第１玉軸受７０を介してハウジング１１に回転可能に支持される。
【００３３】
足の脚力および人の体重を合わせた荷重が中荷重の場合は、第１弾性部材７４をさらに圧縮し、第２弾性部材６４およびハウジング１１間の隙間が無くなり、ハウジング１１に第２弾性部材６４が接触し、第２弾性部材６４を径方向に圧縮し、第２内輪側弾性層６１ａを径方向に圧縮する。支持軸２０は第１玉軸受７０および第２玉軸受６０を介してハウジング１１に回転可能に支持される。第２玉６２は第２内輪側弾性層６１ａを圧縮しながら転動するので、中程度の制動力が支持軸２０に働く。
【００３４】
足の脚力および人の体重を合わせた荷重が大荷重の場合は、第２弾性部材６４をさらに圧縮し、第３弾性部材５４およびハウジング１１間の隙間が無くなり、ハウジング１１に第３弾性部材５４が接触し、第３弾性部材５４を径方向に圧縮し、第３内輪側弾性層５１ａおよび第３玉側弾性層５２ａを第３内輪５１の径方向に圧縮する。支持軸２０は第１玉軸受７０、第２玉軸受６０および第３玉軸受５０を介してハウジング１１に回転可能に支持される。第２玉６２は第２内輪側弾性層６１ａを圧縮しながら転動し、第３玉５２は第３内輪側弾性層５１ａおよび第３玉側弾性層５２ａを圧縮しながら転動するので、大程度の制動力が支持軸２０に働く。制動力は、支持軸２０回りの力であり、支持軸２０の回転を止めようとする力である。
【００３５】
本発明の第２の実施形態を、図５および図６にもとづいて説明する。図５は、プーリ装置の断面図、図６は、図５のＢ矢視図である。
【００３６】
図１乃至図４と同一部品については、同一番号を付与するとともに、説明を割愛し、図１乃至図４に無い部品のみを説明する。
【００３７】
支持軸２０の中間には、雄セレ−ション２５が形成され、この雄セレ−ション２５にプーリ４０の雌セレ−ション４２がセレ−ション嵌合されている。プーリ４０の外周には、断面円弧状の係合面４１が形成され、係合面４１にロープ４５が掛けられている。プーリ４０の軸方向両側に、内輪側間座２６が配置されている。内輪側間座２６は雄セレ−ション２５に嵌合されている。支持軸２０の回転は、雄セレ−ション２５、雌セレ−ション４２を介してプーリ４０に伝えられるようになっている。
【００３８】
支持軸２０には、図略の自在継手を介して駆動モータの駆動軸が回転接続されている。ロープ４５の一端は、例えばエレベータのかごに接続され、ロープ４５の他端はバランスウェイトに接続されている。
【００３９】
ハウジング１１は、支持軸２０の軸方向に２分割されたものが使用される。また、スペーサ１６および蓋部材１８を用いない代わりに、ハウジング１１はスペーサ１６および蓋部材１８を一体化した形状を有する。すなわち、ハウジング１１は両端に内径方向に突出したフランジ部１１ａ、１１ｂを有する。
【００４０】
ハウジング１１は、ブラケット８０、図略のボルトを介して固定ベース８５に固定される。固定ベース８５上に駆動モータが設置される。固定ベース８５は、図略の建物のコンクリートに固定される。
【００４１】
第１の実施形態と第２の実施形態を比較すると、内輪側間座２３に代えて内輪側間座２６が使用され、作動杆３０およびペダル３２に代えてプーリ４０およびロープ４５が使用され、ハウジング１１の形状が異なる。それ以外は、図１乃至図４と同一部品である。
【００４２】
次に上述した構成にもとづいて、プーリ装置の使用動作を説明する。
【００４３】
エレベータのかごには、人、荷物が載せられる。駆動モータによって支持軸２０が回転すると、プーリ４０も回転し、ロープ４５の一端が上昇あるいは下降し、かごが上昇あるいは下降する。
【００４４】
支持軸２０には、かご、人、荷物、バランスウェイトの重さを合算した荷重が作用する。支持軸２０にかかる荷重は、第１内輪７１、第１玉７２を介して、第１外輪７３にかかり、第１弾性部材７４を径方向に圧縮する。かご、人、荷物、バランスウェイトの重さを合算した荷重が小荷重の場合は、第１弾性部材７４のみを圧縮し、支持軸２０は第１玉軸受７０を介してハウジング１１に回転可能に支持される。
【００４５】
かご、人、荷物、バランスウェイトの重さを合算した荷重が中荷重の場合は、第１弾性部材７４をさらに圧縮し、第２弾性部材６４およびハウジング１１間の隙間が無くなり、ハウジング１１に第２弾性部材６４が接触し、第２弾性部材６４を径方向に圧縮し、第２内輪側弾性層６１ａを径方向に圧縮する。支持軸２０は第１玉軸受７０および第２玉軸受６０を介してハウジング１１に回転可能に支持される。第２玉６２は第２内輪側弾性層６１ａを圧縮しながら転動するので、中程度の制動力が支持軸２０に働く。
【００４６】
かご、人、荷物、バランスウェイトの重さを合算した荷重が大荷重の場合は、第２弾性部材６４をさらに圧縮し、第３弾性部材５４およびハウジング１１間の隙間が無くなり、ハウジング１１に第３弾性部材５４が接触し、第３弾性部材５４を径方向に圧縮し、第３内輪側弾性層５１ａおよび第３玉側弾性層５２ａを径方向に圧縮する。支持軸２０は第１玉軸受７０、第２玉軸受６０および第３玉軸受５０を介してハウジング１１に回転可能に支持される。第２玉６２は第２内輪側弾性層６１ａを圧縮しながら転動し、第３玉５３は第３内輪側弾性層５１ａおよび第３玉側弾性層５２ａを圧縮しながら転動するので、大程度の制動力が支持軸２０に働く。制動力は、支持軸２０回りの力であり、支持軸２０の回転を止めようとする力である。
【００４７】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００４８】
上述した実施形態は、第３玉軸受５０、第２玉軸受６０、第１玉軸受７０の３つの玉軸受を用いた。他の実施形態として、第３玉軸受５０を用いないで、第２玉軸受６０、第１玉軸受７０の２つの玉軸受を用いても良い。
【００４９】
上述した実施形態は、転動体として玉を用いた。他の実施形態として、転動体として円筒ころを用いても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１１：ハウジング、６０：第２玉軸受（第２転がり軸受）、６１：第２内輪、６１ａ：第２内輪側弾性層、６２：玉（第２転動体）、６３：第２外輪、７０：第１玉軸受（第１転がり軸受）、７１：第１内輪、７２：玉（第１転動体）、７３：第１外輪、７４：第１弾性部材（弾性部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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