(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング(5)内に設けられた軸体(9)を、前記ケーシング(5)の凹部(24)内に位置する第１、第２輪状軸受部材(30,31)を有する軸受部(21)によって軸受けするようにした軸受構造において、
前記第１輪状軸受部材(30)の内面(30a)に放射状に設けられた複数の第１溝(35)と、前記第１輪状軸受部材(30)の下方に設けられた前記第２輪状軸受部材(31)の内面(31a)に設けられ、前記第１溝(35)と同一の位置にテーパ面(36)を有する複数の第２溝(37)と、前記各第１溝(35)と前記各第２溝(37)間に設けられたボールと、前記第２輪状軸受部材(31)をウェーブワッシャ(32)を介して付勢とする蓋体(33)と、前記蓋体(33)の外周に設けられ前記凹部(24)の第２ねじ部(39)と螺合をなす第１ねじ部(38)と、前記第１、第２輪状軸受部材(30,31)の中心に形成された第１、第２貫通孔(34,34A)及び前記蓋体(33)に形成された第３貫通孔(33A)と、前記第１、第２、第３貫通孔(34,34A,33A)を貫通する前記軸体(9)の先端(9C)と、を備え、
前記各ボール(40)は、前記各テーパ面(36)に点接触し、かつ、前記第１溝(35)及び前記軸体(9)の外周面(9B)に対して点接触しており、
前記蓋体(33)を前記ボール(40)側に螺入とすることにより、前記各ボール(40)が前記テーパ面(36)によって前記軸体(9)に対して付勢状態となる構成としたことを特徴とする軸受構造。
【請求項２】
ケーシング(5)内に設けられた軸体(9)を、前記ケーシング(5)の凹部(24)内に位置する第１、第２輪状軸受部材(30,31)を有する軸受部(21)によって軸受けするようにした軸受方法において、
前記第１輪状軸受部材(30)の内面(30a)に放射状に設けられた複数の第１溝(35)と、前記第１輪状軸受部材(30)の下方に設けられた前記第２輪状軸受部材(31)の内面(31a)に設けられ、前記第１溝(35)と同一の位置にテーパ面(36)を有する複数の第２溝(37)と、前記各第１溝(35)と前記各第２溝(37)間に設けられたボールと、前記第２輪状軸受部材(31)をウェーブワッシャ(32)を介して付勢とする蓋体(33)と、前記蓋体(33)の外周に設けられ前記凹部(24)の第２ねじ部(39)と螺合をなす第１ねじ部(38)と、前記第１、第２輪状軸受部材(30,31)の中心に形成された第１、第２貫通孔(34,34A)及び前記蓋体(33)に形成された第３貫通孔(33A)と、前記第１、第２、第３貫通孔(34,34A,33A)を貫通する前記軸体(9)の先端(9C)と、を用い、
前記各ボール(40)は、前記各テーパ面(36)に点接触し、かつ、前記第１溝(35)及び前記軸体(9)の外周面(9B)に対して点接触しており、
前記蓋体(33)を前記ボール(40)側に螺入とすることにより、前記各ボール(40)が前記テーパ面(36)によって前記軸体(9)を付勢することを特徴とする軸受方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受構造及び方法に関し、特に、ケーシング内の輪状軸受部材のテーパ面を介してボールを軸体側に付勢することによって、簡単な構成にて確実に軸体を支持することができるようにするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の軸受構造を有するリニアアクチュエータとしては、特許文献１の図１の構成を図５として示している。
すなわち、図５には、従来の射出成形機のシリンダ（射出シリンダ等）や、プランジャーポンプ（以後、加圧シリンダと称す。）の駆動手段として用いられるリニアアクチュエータ１を示している。
前記リニアアクチュエータ１は、減速機３として、遊星歯車減速機等の、入力軸と出力軸とが同軸上に位置する減速機を用いることにより、電動モータ２、減速機３、ボールネジ４の軸心を、全て一直線上に配置している。
而して、電動モータ２のロータ軸および減速機３の回転軸を中空軸とし、前記中空軸を貫通したボールネジ４を軸方向に移動させる（出力を直線運動として得る）ものである。
【０００３】
また、電動モータ２と減速機３とは一体に固定され、さらに、減速機３はフレーム５に固定されている。フレーム５は軸方向に延び、加圧シリンダ６を、ボールネジ４と軸心を一致させるようにして、支持している。さらに、フレーム５には、軸方向のスライドガイド７が設けられている。スライドガイド７は、ブラケット７ｂでフレーム５に固定される。軸方向に並行な複数（本実施の形態では４本）のガイドバー７ａと、各ガイドバー７ａに案内されて軸方向に摺動するスライド軸受７ｃとを有している。そして、各スライド軸受７ｃによって、プレート状のガイド部材８を、各ガイドバー７ａと直交する姿勢を維持したまま、スライド支持するものである。
【０００４】
さらに、ボールネジ４の先端部とガイド部材８とを、可撓軸９を介して固定している。そして、コイルバネ１１を、減速機ケーシング１０の下部を取り巻くようにして前記減速機ケーシング１０にその一端部を係合させ、ガイド部材８に他端部を係合させるようにして、配置している。また図示のごとく、コイルバネ１１は、ボールネジ４及び可撓軸９の周囲を覆うことが可能な直径と、スライドガイド７に支持されるガイド部材８の全行程の前進限度位置においても、ガイド部材８と減速機ケーシング１０との間に若干の与圧を付与することが可能な全長とを有している。本発明の実施の形態において、上記スライドガイド７、ガイド部材８、コイルバネ１１は、後述する蓄エネルギー手段を構成するものである。
【０００５】
なお、可撓軸９に歪ゲージ等（図示せず）を貼付することで、可撓軸９をロードセルとして用いることができる。また、加圧シリンダ６のプランジャ１２は、ボールジョイント(図示せず)等の継手を介してガイド部材８と連結されている。
また、図示していないが、図５のブラケット７ｂの代りにブッシュを用いることが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３７４６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の電動式アクチュエータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図５のように、ガイド部材８の上下移動を支持するスライドガイド７を支持するためのブラケット７ｂは、強力なコイルバネ１１によって付勢されたガイド部材８を支持しているため、固定されたブラケット７ｂだけでは調整機能がないため、形状が経年変化するスライドガイド７を常に所定位置に保持することは困難であった。
また、前述のブラケット７ｂの代りに、ブッシュを用いた場合には、ブッシュ自体の変形が大きいため、長期にわたる軸の確実な固定は極めて困難であった。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、輪状軸受部材のテーパ面を介してボールを軸体側に付勢することによって、簡単な構成で確実に軸体を支持することができるようにした軸受構造及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による軸受構造は、ケーシング内に設けられた軸体を、前記ケーシングの凹部内に位置する第１、第２輪状軸受部材を有する軸受部によって軸受けするようにした軸受構造において、前記第１輪状軸受部材の内面に放射状に設けられた複数の第１溝と、前記第１輪状軸受部材の下方に設けられた前記第２輪状軸受部材の内面に設けられ、前記第１溝と同一の位置にテーパ面を有する複数の第２溝と、前記各第１溝と前記各第２溝間に設けられたボールと、前記第２輪状軸受部材をウェーブワッシャを介して付勢とする蓋体と、前記蓋体の外周に設けられ前記凹部の第２ねじ部と螺合をなす第１ねじ部と、前記第１、第２輪状軸受部材の中心に形成された第１、第２貫通孔及び前記蓋体に形成された第３貫通孔と、前記第１、第２、第３貫通孔を貫通する前記軸体の先端と、を備え、前記各ボールは、前記各テーパ面に点接触し、かつ、前記第１溝及び前記軸体の外周面に対して点接触しており、前記蓋体を前記ボール側に螺入とすることにより、前記各ボールが前記テーパ面によって前記軸体に対して付勢状態となる構成であり、また、本発明による軸受方法は、ケーシング内に設けられた軸体を、前記ケーシングの凹部内に位置する第１、第２輪状軸受部材を有する軸受部によって軸受けするようにした軸受方法において、前記第１輪状軸受部材の内面に放射状に設けられた複数の第１溝と、前記第１輪状軸受部材の下方に設けられた前記第２輪状軸受部材の内面に設けられ、前記第１溝と同一の位置にテーパ面を有する複数の第２溝と、前記各第１溝と前記各第２溝間に設けられたボールと、前記第２輪状軸受部材をウェーブワッシャを介して付勢とする蓋体と、前記蓋体の外周に設けられ前記凹部の第２ねじ部と螺合をなす第１ねじ部と、前記第１、第２輪状軸受部材の中心に形成された第１、第２貫通孔及び前記蓋体に形成された第３貫通孔と、前記第１、第２、第３貫通孔を貫通する前記軸体の先端と、を用い、前記各ボールは、前記各テーパ面に点接触し、かつ、前記第１溝及び前記軸体の外周面に対して点接触しており、前記蓋体を前記ボール側に螺入とすることにより、前記各ボールが前記テーパ面によって前記軸体を付勢する方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による軸受構造及び方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ケーシング内に設けられた軸体を、前記ケーシングの凹部内に位置するボールと一対の第１、第２輪状軸受部材によって軸受けするための軸受構造において、
前記第１輪状軸受部材の内面に設けられた第１溝と、前記第２輪状軸受部材の内面に設けられた第２溝と、前記第２溝に設けられたテーパ面と、前記第２輪状軸受部材をウェーブワッシャを介して付勢とする蓋体と、前記蓋体の外周に設けられ前記凹部の第２ねじ部と螺合をなす第１ねじ部と、を備え、前記蓋体を前記ボール側に螺入とすることにより、前記各ボールが前記テーパ面によって前記軸体に対して付勢する構成と方法であるため、各ボールに与圧をかけるほど、軸の保持が可能となり、軸及びボール等の摩耗がある場合も、常に、軸体はボールによって支持される。また、ボールは軸体に対して点接触であるため、軸体に対する摺動抵抗の軽減となる。
また、前記軸体は、前記第１輪状軸受部材、前記第２輪状軸受部材及び前記蓋体を軸方向に沿って貫通することによって、簡単に軸受を得ることができる構成と方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による軸受構造をリニアアクチュエータに適用した場合を示す概略断面図である。
【図２】図１の軸受構造の拡大断面図である。
【図３】図１の軸受構造のＡ−Ａ線による拡大断面図である。
【図４】図１のリニアアクチュエータを図１とは異なる角度から見た外観を示す全体構成図である。
【図５】従来構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による軸受構造及び方法は、ケーシング内の輪状軸受部材のテーパ面を介してボールを軸体側に付勢することによって、簡単な構成にて確実に軸体を支持することができるようにすることである。
【実施例】
【００１３】
以下、図面と共に本発明による軸受構造及び方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、図５の従来構成と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１で示されるものは、リニアアクチュエータであり、このリニアアクチュエータ１の筒状のケーシング５の上部１Ａ内には軸支部２０が設けられている。
前記ケーシング５の下部１Ｂには、本発明による軸受部２１が設けられており、前記軸支部２０と前記軸受部２１との間には、軸体９が回転及び直動自在に設けられている。
【００１４】
前記軸体９の軸上部９Ａに設けられたギア部２２には、図示しないモータのモータ軸２３が噛合していることにより、前記モータ軸２３と前記ギア部２２を介して前記軸体９が回転し、さらに、前記軸支部２０が直交変換ギアの場合には、前記軸体９がわずかに直動（上下動）自在とすることができる。
【００１５】
前記軸受部２１は、図２及び図３に拡大して示しているように、前記ケーシング５の下端部５Ａに形成された筒状ケーシング１Ｃの凹部２４内に前記軸受部２１が嵌め込み式に取付けられている。
前記軸受部２１は、第１輪状軸受部材３０と、前記第１輪状軸受部材３０の下方に設けられた第２輪状軸受部材３１と、前記第２輪状軸受部材３１の下方にウェーブワッシャ３２を介して設けられた蓋体３３とから構成されている。
【００１６】
前記第１、第２輪状軸受部材３０,３１の中心には、前記軸体９を作動自在に貫通させている第１、第２貫通孔３４,３４Ａが形成されていると共に、前記第１輪状軸受部材３０の内面３０ａには、図３にも示されているように、放射状に複数の第１溝３５が形成されている。さらに、前記蓋体３３の第３貫通孔３３Ａを前記軸体９の先端９Ｃが貫通している。
前記第２輪状軸受部材３１の内面３１ａには、前記各第１溝３５と同一の位置にテーパ面３６を有する第２溝３７が形成されている。
【００１７】
前記蓋体３３の外周には、第１ねじ部３８が形成され、筒状ケーシング１Ｃの凹部２４の下部内周には第２ねじ部３９が形成されると共に、前記第１、第２ねじ部３８,３９は互いに螺合し、前記蓋体３３は、左右に回転することにより、前記各ねじ部３８,３９を介して前記軸体９の軸方向Ｂに沿って上下動できる構成である。
【００１８】
前記第１溝３５と前記第２溝３７間には、図３で示されるように、合計で５個のボール４０が設けられており、各ボール４０は前記各テーパ面３６に点接触していると共に、前記第１溝３５及び軸体９の外周面９Ｂに対して点接触している。
従って、前記蓋体３３をウェーブワッシャ３２を介して前記ボール４０側へ螺入することによって、前記テーパ面３６が前記ボール４０を前記第１輪状軸受部材３０側へ付勢、すなわち、与圧を与えることになり、さらに、前記軸体９は各ボール４０によって付勢されることにより、軸ブレがなく、安定した軸受け動作を保持することができる。
尚、前述の図１においては、軸体９が回転及び上下動するリニアアクチュエータの場合について述べたが、回転のみ又は上下動のみを行うモータ又は軸体案内装置の軸受にも適用できる。
【００１９】
次に、本発明による軸受構造及び方法の要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、ケーシング５内に設けられた軸体９を、前記ケーシング５の凹部２４内に位置する第１、第２輪状軸受部材３０，３１を有する軸受部２１によって軸受けするようにした軸受構造において、
前記第１輪状軸受部材３０の内面３０ａに放射状に設けられた複数の第１溝３５と、前記第１輪状軸受部材３０の下方に設けられた前記第２輪状軸受部材３１の内面３１ａに設けられ、前記第１溝３５と同一の位置にテーパ面３６を有する複数の第２溝３７と、前記各第１溝３５と前記各第２溝３７間に設けられたボールと、前記第２輪状軸受部材３１をウェーブワッシャ３２を介して付勢とする蓋体３３と、前記蓋体３３の外周に設けられ前記凹部２４の第２ねじ部３９と螺合をなす第１ねじ部３８と、前記第１、第２輪状軸受部材３０，３１の中心に形成された第１、第２貫通孔３４，３４Ａ及び前記蓋体３３に形成された第３貫通孔３３Ａと、前記第１、第２、第３貫通孔３４，３４Ａ，３３Ａを貫通する前記軸体９の先端９Ｃと、を備え、前記各ボール４０は、前記各テーパ面３６に点接触し、かつ、前記第１溝３５及び前記軸体９の外周面９Ｂに対して点接触しており、前記蓋体３３を前記ボール４０側に螺入とすることにより、前記各ボール４０が前記テーパ面３６によって前記軸体９に対して付勢状態となる構成と方法である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明による軸受構造及び方法は、軸体の軸受構造として、一対の輪状軸受部材間に挟持された複数のボールと、一方の輪状軸受部材のテーパ面でウェーブワッシャを介してボールに付勢して与圧を付与しているため、ボールあるいは軸体に摩耗が発生した場合でも軸体の軸振れが発生せず、軸体の安定した軸受けを保持することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１    リニアアクチュエータ
１Ａ    上部
１Ｂ    下部
１Ｃ    筒状ケーシング
５    ケーシング
５Ａ    下端部
９    軸体
９Ａ    軸上部
９Ｂ    外周面
９Ｃ    先端
２０    軸支部
２１    軸受部
２２    ギア部
２３    モータ軸
３０    第１輪状軸受部材
３０ａ    内面
３１    第２輪状軸受部材
３１ａ    内面
３２    ウェーブワッシャ
３３    蓋体
３４    第１貫通孔
３４Ａ    第２貫通孔
３５    第１溝
３６    テーパ面
３７    第２溝
３８    第１ねじ部
３９    第２ねじ部
４０    ボール
【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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