(57)【要約】【課題】偏心軸に装備されたケージアンドローラ型軸受の保持器端面に局所的に負荷が作用することを回避して、保持器の変形や破損に起因した軸受性能の低下を防止して、軸受の長寿命化を実現する。【解決手段】主軸９に連設された偏心軸８上のケージアンドローラ型軸受における保持器１３の端面１３ａを主軸９に嵌合した略ドーナツ盤状の座金２１の外周縁２１ａで押さえる保持器端面のガイド構造において、保持器１３の径方向における座金２１の外周縁２１ａと保持器１３の端面１３ａとの重なり幅Ｌが、保持器１３の端面１３ａの全周において、保持器１３の端面１３ａの高さｈの略１／２以上に確保されるように、座金２１の外形寸法を設定する。【選択図】図１
2011012699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に偏心して連設された偏心軸の端部から外周縁が鍔状に張り出すように、前記主軸に略ドーナツ盤状の座金（ガイド板）を装着し、前記偏心軸上のケージアンドローラ型軸受における保持器端面のスラスト方向の移動を前記座金の外周縁との当接によって規制する保持器端面のガイド構造であって、
前記保持器の径方向における前記座金の外周縁と前記保持器の端面との重なり幅が、前記保持器端面の全周において、前記保持器端面の高さｈの略１／２以上に確保されるように、前記座金の外形寸法を設定したことを特徴とする保持器端面のガイド構造。
【請求項２】
前記座金は、外周縁が、前記主軸に嵌合する内周円に対して、前記主軸に対する前記偏心軸の偏心方向に偏心した円形に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の保持器端面のガイド構造。
【請求項３】
前記偏心軸の端部に隣接する主軸には、前記主軸に対する前記偏心軸の偏心方向に偏心した座金支持用の拡径部が設けられ、前記座金は前記拡径部に内周縁を嵌合させることで、前記主軸に嵌合装着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保持器端面のガイド構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケージアンドローラ型軸受における保持器端面のスラスト方向の移動を規制するガイド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車減速機などに代表される内接噛み合い式減速機には、回転運動を往復運動に変換する機構として、図７及び図８に示す装置を組み込んだものが知られている。
図７及び図８に示した装置はクランク軸装置で、往復運動させる被駆動部材（コンロッド）３の円筒状の基端部３ａを、ケージアンドローラ型の転がり軸受（以下、Ｃ＆Ｒと略記する）５を介してクランク軸７の偏心軸（クランクピン）８に連結したものである。
クランク軸７は、回転駆動される主軸９の中間部に、偏心軸８が連設され、偏心軸８の軸中心Ｃ１は、主軸９の軸中心Ｃ２に対して距離ｅだけ偏心している。
Ｃ＆Ｒ５は、偏心軸８の外周面に転動可能に配置される複数個の針状ころ１１と、これらの複数個の針状ころ１１を偏心軸８と円筒状の基端部３ａとの間に保持する保持器（ケージと呼称する場合もある）１３とから構成されていて、一般的な転がり軸受と比較すると、内輪及び外輪が省略された構成になっている。
即ち、Ｃ＆Ｒ５では、偏心軸８の外周面及び円筒状の基端部３ａの内周面が、針状ころ１１が転動する軌道面となっている。
【０００３】
保持器１３は、図７に示すように、その端面１３ａに略ドーナツ盤状の座金１５の外周縁１５ａが当接して軸方向の移動が規制されるようになっている。即ち、座金１５が保持器１３の軸方向の移動を規制するガイド構造として機能する。なお、保持器の軸方向の断面形状には、Ｍ型形状、門型形状がある。
座金１５は、通常、主軸９に外嵌する内周と、偏心軸８の端部に鍔状に張り出す外周とが同心の真円形に形成され、主軸９に嵌着した支持部材１７により、偏心軸８の端面に当接する位置に位置決めされている。
【０００４】
ところが、上記のように外周が主軸９と同心の座金１５を使用したガイド構造では、座金１５の外周縁１５ａと保持器１３の端面１３ａとが重なる領域は、図８において斜線で示すように、周方向の位置によって重なり幅が変化する三日月形状の領域Ｘ１となり、座金１５の外径の設定によっては重なり幅が減少してゼロになる重なり途切れ領域Ｙ１が形成されてしまう。
【０００５】
上記のクランク軸装置の運用時、図９に示すように、Ｃ＆Ｒ５の針状ころ１１には、半径方向荷重（ラジアル荷重）Ｆ１が作用する。また、何らかの要因でＣ＆Ｒ５に軸方向荷重（アキシアル荷重）Ｆ２が作用することもある。
Ｃ＆Ｒ５に軸方向加重が作用すると、前述のようなガイド構造の場合、図８に示した重なり途切れ領域Ｙ１では、非常に狭い接触面で軸方向荷重を受けることになり、局所的に負荷の作用によって、保持器１３の屈曲箇所ｋ１，ｋ２，ｋ３や針状ころ１１の端部ｋ４等に応力集中が発生し、保持器１３に変形や破損が生じる虞があった。
なお、図９に示した矢印Ｐは、保持器１３の屈曲箇所ｋ１，ｋ２，ｋ３への応力集中によって、端面１３ａが撓み変形する方向を示している。
そこで、このような不都合の発生を防止するため、保持器端面のガイド構造として、座金の外周形状を偏心軸と同心の円形に設定することが提案されている（下記特許文献１参照）。このようにすると、保持器端面と座金の外周との重なり幅を、保持器端面の全周に渡って均一にして、図８に示したような重なり途切れ領域Ｙ１の発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５１３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、座金の外周を偏心軸と同心にしただけでは、座金の外径の設定如何では、保持器端面と座金の外周との重なり幅を十分には確保できず、保持器端面の狭い幅に大きな軸方向荷重が作用して、保持器の変形や破損を招くことがあった。
本発明の目的は上記課題を解消することに係り、偏心軸に装備されたケージアンドローラ型軸受の保持器端面に局所的に負荷が作用することを回避して、保持器の変形や破損に起因した軸受性能の低下を防止し、軸受の長寿命化を実現することのできる保持器端面のガイド構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）  主軸に偏心して連設された偏心軸の端部から外周縁が鍔状に張り出すように、前記主軸に略ドーナツ盤状の座金（ガイド板）を装着し、前記偏心軸上のケージアンドローラ型軸受における保持器端面のスラスト方向の移動を前記座金の外周縁との当接によって規制する保持器端面のガイド構造であって、
前記保持器の径方向における前記座金の外周縁と前記保持器の端面との重なり幅が、前記保持器端面の全周において、前記保持器端面の高さｈの略１／２以上に確保されるように、前記座金の外形寸法を設定したことを特徴とする保持器端面のガイド構造。
【０００９】
（２）  上記（１）に記載の保持器端面のガイド構造において、前記座金は、外周縁が、前記主軸に嵌合する内周円に対して、前記主軸に対する前記偏心軸の偏心方向に偏心した円形に設定されていることを特徴とする保持器端面のガイド構造。
【００１０】
（３）  上記（１）又は（２）に記載の保持器端面のガイド構造において、前記偏心軸の端部に隣接する主軸には、前記主軸に対する前記偏心軸の偏心方向に偏心した座金支持用の拡径部が設けられ、前記座金は前記拡径部に内周縁を嵌合させることで、前記主軸に嵌合装着されていることを特徴とする保持器端面のガイド構造。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成によれば、保持器の端面の全周に渡って座金との接触が途切れる重なり途切れ領域が発生せず、且つ、軸方向荷重の分散に適した比較的に広い重なり幅を確実に確保できるため、保持器端面に局所的に負荷が作用することを回避して、保持器の変形や破損に起因した軸受性能の低下を防止することができ、軸受の長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る保持器端面のガイド構造の縦断面図である。
【図２】図１のＢ矢視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る保持器端面のガイド構造の縦断面図である。
【図４】図３のＣ矢視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る保持器端面のガイド構造の縦断面図である。
【図６】図５のＤ矢視図である。
【図７】従来の保持器端面のガイド構造の縦断面図である。
【図８】図７のＡ矢視図である。
【図９】保持器に作用する半径方向荷重や軸方向荷重の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る保持器端面のガイド構造の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る保持器端面のガイド構造の縦断面図である。
この第１の実施の形態の保持器端面のガイド構造は、クランク軸７の偏心軸８に嵌合装着されたＣ＆Ｒ５の保持器１３の端面１３ａの位置を、略ドーナツ盤状の座金２１によって位置規制するものである。
【００１４】
クランク軸７は、回転駆動される主軸９の中間部に、偏心軸８が連設されている。主軸９及び偏心軸８は、いずれも外形が真円状であるが、図７に示すように、偏心軸８の軸中心Ｃ１は、主軸９の軸中心Ｃ２に対して距離ｅだけ偏心している。
【００１５】
Ｃ＆Ｒ５は、偏心軸８の外周面に転動可能に配置される複数個の針状ころ１１と、複数個の針状ころ１１を偏心軸８と被駆動部材３の円筒状の基端部３ａとの間に保持する保持器１３とから構成されている。
保持器１３は、その端面１３ａに略ドーナツ盤状の座金２１の外周縁２１ａが当接することで、軸方向の移動が規制される。
なお、保持器の軸方向の断面形状には、Ｍ型形状、門型形状がある。
【００１６】
本実施形態のガイド構造は、偏心軸８の端部から外周縁２１ａが鍔状に張り出すように、主軸９に略ドーナツ盤状の座金２１を装着し、偏心軸８上の保持器１３の端面のスラスト方向の移動を座金２１の外周縁２１ａとの当接によって規制する点では、先の図７に示した場合と同様である。また、座金２１は、主軸９に嵌着した支持部材１７により、偏心軸８の端面に当接する位置に位置決めされている。座金２１は、外周が主軸９の軸中心Ｃ２と同心の真円形になっている。
但し、本実施形態の場合、保持器１３の径方向における座金２１の外周縁２１ａと保持器１３の端面１３ａとの重なり幅Ｌが、保持器１３の端面１３ａの全周において、保持器１３の端面１３ａの高さｈの略１／２以上となるように、座金２１の外形寸法ｄ１が従来よりも大き目に設定されている。
【００１７】
なお、座金２１と端面１３ａとの重なり幅Ｌを、保持器１３の端面１３ａの全周において、保持器１３の端面１３ａの高さｈの略１／２以上に設定したことは、偏心軸８と主軸９との間の偏心のために、座金２１と端面１３ａとの重なり幅Ｌが最小となる領域が発生するとき、その最小の重なり幅Ｌでも、Ｌ≒ｈ／２、あるいはＬ≧ｈ／２が成立することを意味している。
【００１８】
重なり幅Ｌを保持器１３の端面１３ａの高さｈの略１／２以上にした理由は、
保持器１３の端面１３ａにおける内径の面取りや加工ダレの影響を除いて、軸方向荷重の分散に適した一定以上の接触面積を確保するためである。
【００１９】
以上に説明した第１の実施の形態のガイド構造では、座金２１の外周が主軸９の軸中心Ｃ２と同心の真円形のため、座金２１の外周縁２１ａと保持器１３の端面１３ａとが重なる領域は、図２において斜線で示すように、周方向の位置によって重なり幅が変化する略三日月形状の領域Ｘ２となる。しかし、前述のように、重なり幅Ｌを、保持器１３の端面１３ａの全周において、Ｌ≒ｈ／２、あるいはＬ≧ｈ／２としたため、座金２１との接触が途切れる重なり途切れ領域（図８の領域Ｙ１参照）が発生することはない。更に、保持器１３の端面１３ａの高さｈの略１／２以上という比較的に広い重なり幅Ｌを確保するため、軸方向荷重が作用した時に広い接触域に作用荷重を分散させることができる。そのため、保持器１３端面１３ａに局所的に負荷が作用することを回避して、先の図９に示した保持器１３上の屈曲箇所ｋ１，ｋ２，ｋ３等への応力集中を防止することができる。これにより、保持器１３の変形や破損に起因した軸受性能の低下を防止して、軸受の長寿命化を実現することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、座金２１の外周形状を、主軸９に同心の真円形としたが、座金２１の外周形状は真円形に限らない。上記の重なり幅Ｌが、Ｌ≒ｈ／２、あるいはＬ≧ｈ／２を保持器の端面１３ａの全周に渡って確保できるなら、座金２１の外周形状は円形以外（例えば、楕円形）であっても構わない。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る保持器端面のガイド構造の縦断面図である。
この第２の実施の形態のガイド構造では、保持器１３の端面１３ａを押える座金２３が改善されている。
この第２の実施の形態で使用している座金２３は、外周縁２３ａが、主軸９に嵌合する内周円２３ｂに対して、主軸９に対する偏心軸８の偏心方向に偏心した円形に設定されている。
また、内周円２３ｂに対する外周２３ａの偏心量は、主軸９に対する偏心軸８の偏心量ｅに揃えられている。しかし、主軸９に対する偏心軸８の偏心量ｅとは異なる適宜値に設定することも可能である。
【００２２】
座金２３の外周縁２３ａを主軸９に対して偏心させたため、主軸９の回転に伴い、主軸９の周囲を連れ回りしないように、内周円２３ｂ及び主軸９の外周面には回り止め手段２５（図４参照）が設けられる。
回り止め手段２５としては、例えば、主軸９の外周面の面取りや、回り止めキーの打ち込みが利用される。
【００２３】
この第２の実施の形態の場合も、図３に示すように、座金２３の外周縁２３ａと保持器１３の端面１３ａとの重なり幅Ｌが、保持器１３の端面１３ａの全周において保持器１３の端面１３ａの高さｈの略１／２以上に確保されるように、座金２３の外形寸法ｄ２が設定されている。
【００２４】
この第２の実施の形態のガイド構造では、座金２３の外周縁２３ａが偏心軸８と同心になっているため、座金２３の外周縁２３ａと保持器１３の端面１３ａとの重なり幅Ｌが全周に渡って一定であり、座金２３と端面１３ａとが重なる領域は、図４において斜線で示すように、径方向の幅が一定の円環形の領域Ｘ３となる。
従って、第１の実施の形態のガイド構造と比較すると、保持器１３に軸方向荷重が作用したとき、座金２３が全周に渡って均等に接触している端面１３ａの全周に、より均等に荷重を分散させることが可能になり、保持器端面１３ａに局所的に負荷が作用することを回避する効果を第１の実施の形態の場合よりも更に高めることができる。
【００２５】
なお、この第２の実施の形態では、座金２３の内周円２３ｂに対する外周縁２３ａの偏心量を主軸９に対する偏心軸８の偏心量ｅに揃えている（換言すると、外周縁２３ａの中心を、偏心軸８の軸中心Ｃ１に一致させている）が、外周縁２３ａの偏心量は、主軸９に対する偏心軸８の偏心方向に偏心しているなら、偏心量ｅとは異なる適宜値に設定するようにしても良い。
【００２６】
座金２３の外周縁２３ａの中心が偏心軸８の軸中心Ｃ１に一致していない場合には、座金２３と端面１３ａとの重なり幅が全周に渡って均一にはならない。しかし、第１の実施の形態の場合と比較すると、主軸９の軸中心Ｃ２に対して外周縁２３ａが偏心している分、座金２３と端面１３ａとの重なり幅を保持器の周方向に均一化することができ、重なり幅の急激な減少に起因した局所的な負荷の作用を回避することができる。
【００２７】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る保持器端面のガイド構造の縦断面図である。
この第３の実施の形態のガイド構造では、偏心軸８の端部に隣接する主軸９には、偏心軸８の偏心方向に偏心した座金支持用の拡径部３１が設けられている。
また、偏心軸８上の保持器１３の端面を押える座金３３は、拡径部３１に嵌合する円形の内周縁３３ｂと、この内周縁３３ｂと同心の円形に設定された外周縁３３ａとを有したリング状であり、内周縁３３ｂを拡径部３１に嵌合させることで、主軸９に嵌合装着されている。
【００２８】
そして、この第３の実施の形態の場合も、座金３３の外周縁３３ａと保持器１３の端面１３ａとの重なり幅Ｌが、保持器１３の端面１３ａの全周において、保持器１３の端面１３ａの高さｈの略１／２以上に確保されるように、座金３３の外形寸法ｄ３が設定されている。
【００２９】
この第３の実施の形態の場合、座金３３と端面１３ａとが重なる領域は、図６において斜線で示すように、径方向の幅が略一定の円環形の領域Ｘ４となり、第２の実施の形態の場合と同様、保持器１３に軸方向荷重が作用したとき、座金３３が全周に渡って均等に接触している端面１３ａの全周に、より均等に荷重を分散させることが可能になり、保持器端面１３ａに局所的に負荷が作用することを回避する効果を第１の実施の形態の場合よりも更に高めることができる。
【００３０】
なお、この保持器端面のガイド構造では、例えば、座金３３の外周縁３３ａと保持器１３の端面１３ａとの重なり幅Ｌを均等化するために、座金３３の外周形状を拡径部３１に同心の真円形としても良く、座金３３形状を内径と外径との間の偏心が小さい単純形状にして、座金３３の製造を容易にすることができる。
【符号の説明】
【００３１】
３  被駆動部材
３ａ  円筒状の基端部
５  Ｃ＆Ｒ（ケージアンドローラ型軸受）
７  クランク軸
８  偏心軸（クランクピン）
９  主軸
１１  針状ころ
１３  保持器
１３ａ  端面
２１，２３，３３  座金（ガイド板）
２１ａ，２３ａ，３３ａ  外周縁
【図１】
2011012699.tif 000003
【図２】
2011012699.tif 000004
【図３】
2011012699.tif 000005
【図４】
2011012699.tif 000006
【図５】
2011012699.tif 000007
【図６】
2011012699.tif 000008
【図７】
2011012699.tif 000009
【図８】
2011012699.tif 000010
【図９】
2011012699.tif 000011