(57)【要約】【課題】本発明の課題は、低トルク化、コンパクト化、および、クリープ防止が図られた軸受装置を提供することにある。【解決手段】本発明による軸受装置１０は、複列アンギュラ玉軸受１１を使用し、スリーブ２０の軸方向端部を径方向外方に向けて塑性変形されることで形成したかしめ部２０ｃによって内輪１４が抑え付けられ、一対の内輪１３，１４がスリーブ２０に結合固定されると共に、複列アンギュラ玉軸受１１に予圧が付与される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面をそれぞれ有する一対の内輪と、前記外輪と前記内輪との間にそれぞれ配置される複数の玉と、を備える玉軸受と、前記一対の内輪に内嵌固定されるスリーブと、を備える軸受装置であって、前記内輪内径端部に凹部が形成された溝部が設けられており、前記スリーブの軸方向端部を径方向外方に向けて塑性変形されることで形成したかしめ部によって前記内輪が抑え付けられ、かしめ部が前記凹部に食い込むことによって、前記一対の内輪が前記スリーブに結合固定されると共に、前記軸受に予圧が付与されることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記スリーブに形成された前記かしめ部は、前記内輪の軸方向端面より内側に位置することを特徴とする請求項１に記載された軸受装置。
【請求項３】
前記軸受は、前記外輪が複列の外輪軌道面を有し、前記複数の玉が前記外輪の各外輪軌道面と前記内輪の各内輪軌道面との間に複列で配置された、背面組み合わせの複列アンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載された軸受装置。
【請求項４】
前記軸受の外輪、または、スリーブには、フランジを設けられ、フランジに、取り付け穴、または、ねじ穴が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載された軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームの関節部に使用される軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットアームの関節部には、従来、クロスローラ軸受が使用されてきた。クロスローラ軸受はローラが交互に９０度傾斜して回転する構造のため、モーメント荷重を受けることができるが、接触面が大きく摩耗しやすく、回転トルクが大きいという課題がある。このため、低トルク化の観点からは、転動体が玉である玉軸受を用いることが好ましい。
【０００３】
また、ロボットは、病室等狭い場所で使用されることもあり、コンパクト化が要求されるので、ロボットアーム関節部に使用される軸受は、コンパクト化が要求される。従来、ロボット組立時において、ロボットアーム関節部に、軸受を取り付けるときには、ナットなどの締結部材で軸などに取り付けていた。しかし、ロボットのコンパクト化という観点から、ナットなどの締結部材を省きたいと考えられている。そこで、ロボット組立時において、ロボットを構成する部品を軽量化するため、ナットなどの締結部材に代わる部品が要求されている。すでに、自動車のホイール支持部において、軸受と軸を締結する手段としては、ナットなどの締結部材の代わりに、軸端を塑性変形させ締結している。しかし、ロボットアーム関節部に使用される軸受は、コンパクト化を進めると負荷容量が小さくなり、内輪内径と軸の間にクリープが発生するおそれがある。そのため、軸受に発生するクリープは、軸受の内径と軸に摩耗が発生し、軸受の内輪と軸との間を締結する力が不足するおそれがあるため、ロボット操作に支障をきたすことも考えられる。上述した自動車のホイール支持部に、軸受の内輪と軸で発生するクリープを防止するため、軸受の内輪内径に、軸方向に溝を設けている構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献1に記載されている転がり軸受は、かしめ部が内輪の端面より軸方向外側に位置するため、軸受をコンパクトにできない。また、内輪内径に設けた溝は、軸端を塑性変形させるときに変形し、クリープ防止に効果があらわれない可能性がある。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低トルク化、コンパクト化、および、クリープ防止が図られた軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面をそれぞれ有する一対の内輪と、前記外輪と前記内輪との間にそれぞれ配置される複数の玉と、を備える玉軸受と、前記一対の内輪に内嵌固定されるスリーブと、を備える軸受装置であって、前記内輪内径端部に凹部が形成された溝部が設けられており、前記スリーブの軸方向端部を径方向外方に向けて塑性変形されることで形成したかしめ部によって前記内輪が抑え付けられ、かしめ部が前記凹部に食い込むことによって、前記一対の内輪が前記スリーブに結合固定されると共に、前記軸受に予圧が付与されることを特徴とする軸受装置。
（２）前記スリーブに形成された前記かしめ部は、前記内輪の軸方向端面より内側に位置することを特徴とする（１）に記載された軸受装置。
（３）前記軸受は、前記外輪が複列の外輪軌道面を有し、前記複数の玉が前記外輪の各外輪軌道面と前記内輪の各内輪軌道面との間に複列で配置された、背面組み合わせの複列アンギュラ玉軸受であることを特徴とする（１）〜（２）のいずれかに記載された軸受装置。
（４）前記軸受の外輪、または、スリーブには、フランジを設け、フランジに、取り付け穴、または、ねじ穴が設けられていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載された軸受装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の軸受装置によれば、玉軸受を使用することで、従来のクロスローラ軸受よりも接触面が小さくなり、摩耗が低減されて低トルク化が図られ、ロボットアームの関節部に使用することができる。また、スリーブの軸方向端部が径方向外方に向けて形成されたかしめ部によって内輪が抑え付けられることにより、一対の内輪がスリーブに結合固定されると共に、玉軸受に予圧が付与され、一対の内輪とスリーブとを、ナットなどの締結部材を用いずに締結することができる。また、かしめ部が内輪端面より外側へ突出していないので、本発明の軸受装置はコンパクト化が図られる。さらに、かしめ部が、前記内輪内径の端部に設けられた凹部に食い込むことによって、内輪とスリーブの間に発生するクリープを防止する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施形態である軸受装置である。
【図２】本発明に係る実施形態の内輪である。
【図３】図１に示すスリーブをかしめる前の状態を示す要部拡大図である。
【図４】図１に示すスリーブをかしめた後の状態を示す要部拡大図である。
【図５】従来例を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係るロボットアームの関節部に適用される軸受装置の縦断面図である。図１に示すように、軸受装置１０は、複列アンギュラ玉軸受１１と、スリーブ２０と、を備える。複列アンギュラ玉軸受１１は、内周面に複列の外輪軌道面１２ａ，１２ａを有する単一の外輪１２と、外周面に内輪軌道面１３ａ，１４ａをそれぞれ有する一対の内輪１３，１４と、外輪１２の各外輪軌道面１２ａ，１２ａと内輪１３，１４の各内輪軌道面１３ａ，１４ａとの間にそれぞれ、接触角を持って複列に配置される複数の玉１５と、玉１５を円周方向に所定の間隔で保持する保持器１６と、外輪１２の軸方向両側に取り付けられたシール１７を備え、背面組み合わせで配置される。
【００１１】
スリーブ２０は、複列アンギュラ玉軸受１１の軸方向幅と略等しい軸方向幅を有し、一対の内輪１３，１４に内嵌固定されて軸部を構成する。スリーブ２０の軸方向一端部には、スリーブ２０の軸方向端面から軸方向に延出する、外周面から連続した環状端部２０ａ（図３参照）が形成されている。また、スリーブ２０の外周面の軸方向他端部には、径方向外側に延出する環状凸部２０ｂが形成されている。
【００１２】
内輪１４の内周面には、スリーブ２０の軸方向一端部と対向する位置に、溝部１４ｂが形成され、内輪１３の内周面にも、スリーブ２０の軸方向他端部と対向する位置に、溝部１３ｂが形成されている。
【００１３】
内輪１３は、スリーブ２０と嵌合し、内輪の溝部１３ｂにスリーブ２０の環状凸部２０ｂが嵌まり込むことで、スリーブ２０に対して軸方向に位置決めされる。そして、スリーブ２０に内輪１３を嵌合させた後に、スリーブ２０に内輪１４を嵌合させ、さらに、環状端部２０ａが、径方向外方に向けて塑性変形させられてかしめ部２０ｃとなり、かしめ部２０ｃは、内輪の溝部１４ｂに設けられた凹部１４ｃに食い込み、内輪１４を抑え付ける。これにより、一対の内輪１３，１４が環状凸部２０ｂとかしめ部２０ｃによって挟まれてスリーブ２０に結合固定されると共に、複列アンギュラ玉軸受１１に予圧が付与される。
なお、内輪溝部１３ｂに凹部を設け（図示せず）、かしめ部２０ｃを形成するときに、環状凸部２０ｂを、内輪溝部１３ｂの凹部に環状凸部２０ｂに食い込ませることによって、軸受内輪１３とスリーブ２０の間で発生するクリープを防止することもできる。
【００１４】
このスリーブ２０に形成されたかしめ部２０ｃは、内輪１４の軸方向端面より内側に位置するので、かしめ部２０ｃがロボットアーム等の周辺部品との干渉するのを防止することができる。一方、塑性変形前の環状端部２０ａを、スリーブ２０に嵌合した際の内輪１４の軸方向端面より外側に位置させたのは、塑性変形させた際にかしめ部２０ｃを溝部１４ｂにしっかりと突き当てて固定するためである。
【００１５】
外輪１２のフランジ部１２ｂには、相対回転する一方の部材（図示せず）を取り付けるため、ボルトなどの締結具（図示せず）を挿通するための複数個の取り付け穴１２ｃが円周方向に離間して所定の間隔で設けられている。また、スリーブ２０にも、相対回転する他方の部材（図示せず）を取り付けるため、ボルトなどの締結具（図示せず）を挿通するための複数個の他の取り付け穴２０ｄが設けられる。取り付け穴１２ｃ、および、他の取り付け穴２０ｄは、ねじ穴であってもよく、ねじが形成されていない穴であってもよい。
なお、相対回転する一方、および、他方の部材とは、ロボットアーム、歯車、モータ、プーリ、減速機、歯付ベルト機構等である。なお、取り付け穴１２cには、図１に示すように、ボルトの頭部を収容するようにざぐり穴１２ｄを設けてもよい。さらに、取り付け穴２０ｄにボルト頭部を収容するようにざぐり穴（図示せず）を設けてもよい。
【００１６】
また、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、環状凸部２０ｂをかしめ部とし、一対の内輪１３、１４をかしめ部で抑え付けることも可能である。
また、内輪１３の溝部に凹部を設けて（図示せず）、上記実施形態と同様に、かしめ部によって、内輪１３のみ、あるいは、一対の内輪１３、１４をかしめ部で抑え付けることも可能である。さらに、従来例と同じ方向へ溝部に設けた凹部に、スリーブを凹部に食い込ませることも可能とし、それらの組み合わせを適宜可能とする。もっとも、アンギュラ玉軸受の代わりに、深溝玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受等に変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、軸受装置に関し、より詳細には、ロボットアームの関節部に使用され、低トルク化、コンパクト化、および、クリープ防止が図られた軸受装置に関する。
【符号の説明】
【００１８】
１０  軸受装置
１１  複列アンギュラ玉軸受
１２  外輪
１２ａ  外輪軌道面
１３、１４  内輪
１３ａ、１４ａ  内輪軌道面
１３ｂ、１４ｂ  内輪溝部
１４ｃ  内輪凹部
１５  玉
１６  保持器
１７  シール
２０  スリーブ
２０ａ  環状端部
２０ｂ  環状凸部
２０ｃ  かしめ部
３０  内輪
３０c  内輪凹部
【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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