(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒部とスプライン軸部とを有し、スプライン軸部が外筒部の内壁に転動体を介して接触しつつ軸方向に相対移動する構造の転がりスプライン装置において、
前記スプライン軸部の外面の軸方向に第１の条溝を複数個設け、
前記外筒部を、
外筒本体と、
該外筒本体の内面に取り付けられ、前記スプライン軸部を挿入した場合に前記第１の条溝の各々に対応する壁面位置に軸方向の中筒壁面条孔が開けられた中筒と、
該中筒壁面条孔内に前記スプライン軸部との隙間をねじで調整されつつ取り付けられ、前記スプライン軸部に対向する面に第２の条溝が設けられているレール体と
で構成し、
表面より一部が突出するよう転動体が設けられた転動体保持器を、前記第１の条溝と第２の条溝とに該転動体で接触するよう介在配設した
ことを特徴とする転がりスプライン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外筒部とスプライン軸部とを有し、スプライン軸部が外筒部の内壁に転動体を介して接触しつつ軸方向に相対移動する構造の転がりスプライン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、従来の転がりスプライン装置を示す図である。図１３において、１は転がりスプライン装置、２は外筒部、３はスプライン軸部、４は外筒本体、５はフランジ、６は転動体、７は転動体保持部、８はスプライン軸体である。
スプライン軸体８は、全体として円筒状あるいは円柱状をしており、その表面には、軸方向に凹部が設けられ、その中に転動体６が嵌め込まれる。転動体保持部７は、転動体６が飛び出さないよう保持するためのものである。転動体６としては、ローラー，ボール，ニードル等が用いられる。
【０００３】
図１２は、従来の転がりスプライン装置の外筒部の断面図である。符号は図１３のものに対応し、４１は条溝、５１は取付ねじ穴である。取付ねじ穴５１は、フランジ５を他の装置に取り付ける際に、取付ねじを挿通する穴である。条溝４１は、外筒本体４の内壁面の軸方向に真っ直ぐに研削された溝である。
図１３のスプライン軸体８を外筒部２に挿入する場合、スプライン軸体８の表面の転動体６が、この条溝４１に嵌まり込むよう挿入する。従って、スプライン軸体８と外筒部２とを、軸方向に相対移動をさせようとする時は、両者は転動体６を介して接触しながら、滑らかに相対移動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
（問題点）
しかしながら、前記した従来の転がりスプライン装置には、次のような問題点があった。
第１の問題点は、外筒本体４の内壁面に条溝４１を研削加工する必要があるが、その加工が面倒でありコストが高いという点である。
第２の問題点は、外筒部４の内壁面とスプライン軸部３の表面との隙間の大きさに合わせて、転動体６のサイズを選定する必要があるが、この選定作業と組付調整作業に大変な熟練と手間を要するという点である。
第３の問題点は、転動体６が接触する部分の磨耗を小とするため、外筒本体４，スプライン軸体８を熱処理することにより硬化しているが、その時の熱処理により外筒本体４，スプライン軸体８の曲面部分に歪みが生じ、内面溝研削の精度を維持する為、何工程もの手間をかけなければならないという点である。
【０００５】
（問題点の説明）
まず第１の問題点について説明する。外筒本体４の内壁面に条溝４１を設ける加工は、円筒体の内面を研削する加工であるので、内面溝研削盤という特殊な研削装置を使って行わなければならず、且つまた加工効率が悪く、大変面倒な加工である。しかも、この加工は、外筒本体４を１個づつ研削盤にセットして手作り的に行うので、生産性も悪い。
次に第２の問題点について説明する。外筒本体４とスプライン軸体８の加工を終えた後、条溝４１の深さを測ったり、転動体６を配設するためにスプライン軸体８表面に設けられている凹部の深さを測ったりして、使用する転動体６のサイズを選定する。これには高度な熟練を必要とし、一品生産的手作り作業であるため、大変な手間がかかっていた。なお、この選定は、外筒本体４とスプライン軸体８との間の隙間が、適切な大きさとなるように配慮しながら行うので、「隙間調整」とも呼ばれる。
【０００６】
次に第３の問題点について説明する。外筒本体４で転動体６が接触する部分は条溝４１であり、スプライン軸体８で転動体６が接触する部分は転動体６が嵌め込まれている凹部である。それらの部分だけ硬化されていれば良いわけであるが、そこだけ硬化するということは出来ず、結局、外筒本体４全体，スプライン軸体８全体を熱処理して硬化している。
ところが、外筒本体４は円筒形をしており、更に重要部分が曲面となっている。そのため、熱処理した場合、その重要部分に熱処理による歪みがしばしば生じ（例えば、径の大きさが変わる，溝の深さが変わる等々）、仕上がりの精度が悪くなっていた。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、外筒部とスプライン軸部とを有し、スプライン軸部が外筒部の内壁に転動体を介して接触しつつ軸方向に相対移動する構造の転がりスプライン装置において、前記スプライン軸部の外面の軸方向に第１の条溝を複数個設け、前記外筒部を、外筒本体と、該外筒本体の内面に取り付けられ、前記スプライン軸部を挿入した場合に前記第１の条溝の各々に対応する壁面位置に軸方向の中筒壁面条孔が開けられた中筒と、該中筒壁面条孔内に前記スプライン軸部との隙間をねじで調整されつつ取り付けられ、前記スプライン軸部に対向する面に第２の条溝が設けられているレール体とで構成し、表面より一部が突出するよう転動体が設けられた転動体保持器を、前記第１の条溝と第２の条溝とに該転動体で接触するよう介在配設することとした。
【０００８】
（作    用）
外筒部とスプライン軸部とは、スプライン軸体表面の軸方向の条溝と、レール体の表面の軸方向の条溝との間に介在された転動体保持器の転動体を介して接触している。従って、スプライン軸部を外筒部に対して相対移動させると、滑らかに移動する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２は、本発明装置の全体を示す図である。符号は図１３のものに対応し、９は転動体保持器、２２Ｅは取付ねじ挿入孔、４２はねじ穴、８１は条溝である。ここでは、スプライン軸部３の構造を分かり易く示すため、転動体保持器９が外筒本体４より外へ出ている状態を描いている。
条溝８１は、スプライン軸体８の軸方向に設けられた真っ直ぐな溝であり、この例の場合、断面はＶ字形とされている。そして、その中に転動体保持器９が入れられている。
転動体保持器９は、図４でも説明するが、角棒状をしており、その軸方向の各面のところどころには、角棒表面から一部分が突出するよう、転動体６が設けられている。従って、転動体保持器９は、条溝８１の軸方向に、下側の２つの面の転動体６で接触しつつ滑らかに移動することが出来る。
転動体保持器９は、外筒部２の内面とも上側の２つの面の転動体６を介して接触しており、同様に移動することが出来る。
取付ねじ挿入孔２２Ｅ，ねじ穴４２は、後で詳しく説明するが、外筒部２の内部構造体を外筒本体４等に取り付けるための穴である。
【００１０】
図１は、本発明装置の要部断面を示す図である。符号は図２のものに対応し、１０は隙間調整ねじ、１１はレール体、１２は取付ねじ、１３はシール体、２０は中筒、２１は中筒壁面条孔、４２はねじ穴、５１は取付ねじ穴、１１１は条溝である。
まず、構成の概要を説明する。スプライン軸体８は円筒状ないしは円柱状をしており、その外周面には軸方向に幾つかの条溝８１が設けられる。図３は、スプライン軸体８の断面を示す。図１に示すように、各条溝８１には、それぞれ転動体保持器９が嵌め込まれる。
外筒部２の要部は、外筒本体４と中筒２０とレール体１１とで構成される。外筒本体４の内面には、中筒２０が取付けられる（図１で左右に符号２０を付した斜線部があるが、これは中筒２０の両端の部分を表している。）。
【００１１】
中筒２０には、軸方向に中筒壁面条孔２１が開けられている（上記の両端の間に開けられている。斜線が引いてないのは、ここが空間になっていることを表している。）。そして、その中筒壁面条孔２１内にレール体１１が収容され、取付ねじ１２で中筒２０に取り付けられる。
レール体１１は角柱状のものであるが、スプライン軸体８側に向く面には、条溝１１１（この例では断面Ｖ字形）が設けられる。このＶ字形の条溝１１１が、転動体保持器９に被せられる。
両側にあるシール体１３は、ゴミ等が中に入って来るのを防止すると共に、中筒２０の軸方向の位置決めをするためのものである。
【００１２】
本発明では、転動体と接触する外筒部側の溝は、円筒体の内面を研削して設けるのではなく、角柱状のレール体１１の一平面を加工することにより設けることになる。この加工は、平面研削盤で容易に行える加工であるので、大量生産態勢を取ることも可能であり、加工コストも安くなる。
また、外筒部２について言えば、磨耗防止のために硬化処理する必要がある部分は、レール体１１だけである。レール体１１は外筒部２より分離し得る部品であり、従来の外筒本体４に比べて極めて小さい。従って、本発明では、従来より極めて小さい部品を熱処理すれば良いこととなり、取り扱い易い等作業が楽になると共に、一度にまとめて大量に熱処理することも出来る。
更に、レール体１１は全体として角柱状のものであり、各面は平面で出来ているので、熱処理した場合に生ずる歪みは、円筒形の外筒本体４全体を熱処理していた従来に比べて遙かに小さい。
【００１３】
図４は、本発明での転動体保持器の配設状況を示す図である。符号は図１のものに対応している。転動体保持器９は角柱状をしており、その１つの稜線が真下になるよう斜めに傾け、スプライン軸体８の条溝８１に入れられる。転動体保持器９の下半分の２面に設けられている転動体６は、Ｖ字形の条溝８１に接触する。
転動体保持器９の上には、レール体１１が被せられる形で配設される。従って、転動体保持器９の上半分の２面に設けられている転動体６は、レール体１１の条溝１１１に接触する。
【００１４】
図６は、中筒２０の断面図である。２１は中筒壁面条孔、２２は取付ねじ挿入孔、２３はねじ穴、２５は沈みキー溝、２６はねじ穴である。中筒壁面条孔２１は、中筒２０の外から内へと貫通して開けられている孔であり、この中にレール体１１が収容される。そのレール体１１を中筒２０に取り付けるために、取付ねじ１２が使用される。取付ねじ挿入孔２２は、取付ねじ１２を外部から中筒壁面条孔２１の側面部分まで挿入するための孔であり、ねじ穴２３は、取付ねじ１２の先端をねじ込む穴である。
なお、後に図１０で示すように、外筒本体４にも取付ねじ挿入孔２２Ｅを開ける。その位置は、中筒２０を外筒本体４内に嵌め込んだ時、中筒２０の取付ねじ挿入孔２２を延長した部分である。
【００１５】
レール体１１の取り付けは、次のようにする。取付ねじ１２を取付ねじ挿入孔２２に挿入し、レール体１１を貫通させ、その先端をねじ穴２３にねじ込むことによってレール体１１を固定する。但し、レール体１１を最終的にしっかりと固定する前に、その位置を隙間調整ねじ１０（図１０参照）により微調整する。
本発明で中筒２０を設けた理由は、転動体と直接接触する役割を持たされた角柱状のレール体１１（言い換えれば、円筒形の構造体でなく、各面が平面で出来ている構造体）を、外筒部２内に組み付け作業により配設し得るようにするためである。
沈みキー溝２５は、後に図１１で説明するように、中筒２０とその外側の外筒本体４とを係合するための沈みキー２４を、収容するための溝である。なお、沈みキー２４や沈みキー溝２５は、公知のものである。
【００１６】
図５は、中筒２０の第１の側面図（図６の上方から見た側面図）である。取付ねじ挿入孔２２の開口部は、正面ではなく斜めから見ることになるので、変形した楕円のような形状になって見えている。ねじ穴２３の開口部は、取付ねじ挿入孔２２の開口部の中に見える。
図７は、中筒２０の第２の側面図（図６の右側方から見た側面図）である。中筒壁面条孔２１が、上下に２本見えており、沈みキー溝２５が中央に見えている。沈みキー溝２５は、外から内へ貫通する透孔ではなく溝である。この溝のところどころに、沈みキー固定用のねじ穴２６が設けられている。
【００１７】
図８は、図１のＡの位置で見た断面図である。外筒部２の端部側面は、シール体１３により、ゴミ等が入るのが防止される。
図９は、図１のＣの位置で見た断面図である。沈みキー溝２７は、外筒本体４の内壁面のうち、中筒２０に設けられた沈みキー溝２５に対向する位置に設けられた溝である。沈みキー溝２５と沈みキー溝２７とで構成される溝に、沈みキー２４が納められる。沈みキー２４は、沈みキー溝２５の底部（即ち、中筒２０）に固定される。沈みキー２４の上半分は、沈みキー溝２７に嵌まっているので、この沈みキー２４により、中筒２０と外筒本体４との回転方向の係合がなされる。従って、一方に回転方向の力が働いた場合、沈みキー２４を介して他方にその回転力が伝達される。
スプライン軸部３のスプライン軸体８と、外筒部２のレール体１１とは、転動体保持器９を介して接触している。レール体１１の背部には、背部に当接するように隙間調整ねじ１０が配設されており、この隙間調整ねじ１０によりレール体１１の前面位置が調整されることにより、レール体１１とスプライン軸体８との隙間が容易に調整される。
【００１８】
図１０は、図１のＢの位置で見た断面図である。符号は図６，図９のものに対応し、２２Ｅは外筒本体４に開けられた取付ねじ挿入孔である。取付ねじ挿入孔２２Ｅは、中筒２０を外筒本体４に嵌めた時、取付ねじ挿入孔２２を恰も外方へ延長したかのような位置，形状となるように開けられている。
レール体１１は、隙間調整ねじ１０により隙間調整された後、取付ねじ１２により中筒２０にしっかりと取り付けられる。
【００１９】
図１１は、沈みキー固定用ねじ２８が有る部分の断面図である。（図７で言えば、ねじ穴２６が有るＤの部分が、中筒２０における沈みキー固定用ねじ２８が有る部分に相当する。）符号は、図７，図９のものに対応しており、２６はねじ穴である。ねじ穴２６は沈みキー溝２５の底部に開けられており、そこへ沈みキー２４に貫通させた沈みキー固定用ねじ２８をねじ込むことにより、沈みキー２４は固定される。
沈みキー溝２７は外筒本体４の内壁面に設けられる溝であるが、転動体と接触する溝ではないから、単なる切削により作ればよく、研磨をする必要もない。従って、これを設ける加工には、それほど手間もかからず精度も要求されない。
【００２０】
中筒２０は、軸方向の位置は両側のシール体１３で位置決めされ、周方向の位置は外筒本体４と係合している沈みキー２４により位置決めされて、外筒本体４の内側に固定される。
なお、前記した実施形態では、軸方向の条溝の断面はＶ字形としたが、これに限られるわけではない。使用する転動体の形状に合わせて、適宜な形（例、Ｒ形，ゴジックアーク形等）にすることが出来る。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の転がりスプライン装置によれば、次のような効果を奏する。
▲１▼研削加工のコストを大幅に引き下げることが出来ると共に、大量生産が可能となる。
外筒部の内側に設ける溝は、円筒形の外筒本体に設けるのではなく、角柱状のレール体１１に設けるようにしたので、平面研削盤で設けることが出来る。平面研削盤は、ごく一般的な研削盤であり、これによる溝加工は、特殊な研削装置を使って行っていた従来の溝加工に比べて容易なものであり、大量生産がし易く、コストが大幅に安くなる。
【００２２】
▲２▼外筒本体４とスプライン軸体８との隙間調整作業が、極めて容易になる。
外筒部２とスプライン軸部３との隙間の調整が、レール体１１の背部を押す隙間調整ねじ１０によって出来るので、転動体径を選別したりして行っていた従来の隙間調整に比べ、さほどの熟練も必要とせず、極めてやり易くなり、コストが大幅に安くなる。
▲３▼熱処理作業が楽になると共に、熱処理による歪みが低減し、装置の精度が向上する。
転動体６が接触するのは、レール体１１の条溝１１１とスプライン軸体８の条溝８１であるから、熱処理して硬化する必要のあるものは、レール体１１とスプライン軸体８である。レール体１１は、外筒部２全体から見れば極めて小さいから、熱処理作業が楽になる。また、レール体１１は（大きな円筒形ではなく）小さな角柱状の部品であるので、熱処理による歪みは従来に比べて少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の要部断面を示す図
【図２】本発明装置の全体を示す図
【図３】本発明で使用するスプライン軸体の断面図
【図４】本発明での転動体保持器の配設状況を示す図
【図５】本発明で使用する中筒の第１の側面図
【図６】本発明で使用する中筒の断面図
【図７】本発明で使用する中筒の第２の側面図
【図８】図１のＡの位置で見た断面図
【図９】図１のＣの位置で見た断面図
【図１０】図１のＢの位置で見た断面図
【図１１】沈みキーの有る部分の断面図
【図１２】従来の転がりスプライン装置の外筒部の断面図
【図１３】従来の転がりスプライン装置を示す図
【符号の説明】
１…転がりスプライン装置、２…外筒部、３…スプライン軸部、４…外筒本体、５…フランジ、６…転動体、７…転動体保持部、８…スプライン軸体、９…転動体保持器、１０…隙間調整ねじ、１１…レール体、１２…取付ねじ、１３…シール体、２０…中筒、２１…中筒壁面条孔、２２…取付ねじ挿入孔、、２３…ねじ穴、２４…沈みキー、２５…沈みキー溝、２６…ねじ穴、２７…沈みキー溝、２８…沈みキー固定用ねじ、４１…条溝、４２…ねじ穴、５１…取付ねじ穴、８１…条溝
【図１】
0003549482.tif 000002
【図２】
0003549482.tif 000003
【図３】
0003549482.tif 000004
【図４】
0003549482.tif 000005
【図５】
0003549482.tif 000006
【図６】
0003549482.tif 000007
【図７】
0003549482.tif 000008
【図８】
0003549482.tif 000009
【図９】
0003549482.tif 000010
【図１０】
0003549482.tif 000011
【図１１】
0003549482.tif 000012
【図１２】
0003549482.tif 000013
【図１３】
0003549482.tif 000014