(57)【要約】【課題】軸受部１０ｅに自動調心機能を持たせた構造で、この軸受部１０ｅの耐久性を十分に確保すると共に、この軸受部１０ｅの作動性を良好にできる構造を実現する。【解決手段】上記軸受部１０ｅとして、球面ころ軸受の構造を採用する。これにより、この軸受部１０ｅの荷重支承能力を十分に確保すると共に、この軸受部１０ｅの内部の摩擦抵抗を十分に小さくして、上記課題を解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の部材を互いに連結する為の軸受内蔵型連結装置であって、本体と、内輪と、複数個の転動体とを備え、
このうちの本体は、軸方向一端部を上記１対の部材のうちの一方の部材に直接又は別の部材を介して結合可能であると共に、軸方向他端部に、その中心軸の方向がこの軸方向に対して直角であり、且つ、その内周面に球状凹面状の外輪軌道を形成した通孔を有するものであり、
上記内輪は、径方向内側に上記１対の部材のうちの他方の部材の一部を内嵌する為の嵌合孔を有すると共に、外周面にその幅方向の曲率半径が上記外輪軌道の幅方向の曲率半径と等しい断面円弧形の内輪軌道を有するものであり、
上記各転動体はそれぞれ、外周面の母線形状が上記外輪、内輪各軌道の幅方向の曲率半径よりも僅かに小さい曲率半径を有する円弧である、樽形のころであり、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられている、
軸受内蔵型連結装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る軸受内蔵型連結装置は、例えば、電車や自動車等の各種車両、ロボット、小型精密機械等の各種機械装置の稼働部を構成するリンク機構等の連結部として利用する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の様な各種機械装置の稼働部を構成するリンク機構等の連結部として従来から、軸受内蔵型連結装置の一種である、ロッドエンドが使用されている（例えば、特許文献１、２及び非特許文献１参照）。図４〜５は、この様なロッドエンドの従来構造の第１〜２例を示している。これら第１〜２例のロッドエンド１ａ、１ｂは何れも、本体２ａ、２ｂと、内輪３ａ、３ｂとを備える。
【０００３】
このうちの本体２ａ、２ｂは、ロッド状の取付部４ａ、４ｂと、この取付部４ａ、４ｂの先端部（図４〜５の上端部）に固設した筒状のハウジング部５ａ、５ｂとから成る。このうちの取付部４ａ、４ｂは、内側にねじ孔６（図４に示した第１例の場合）又は外周面に雄ねじ部７（図５に示した第２例の場合）を形成している。又、上記ハウジング部５ａ、５ｂの内側に設けた通孔８の中心軸の方向（図４〜５の左右方向）は、上記取付部４ａ、４ｂの中心軸の方向（図４〜５の上下方向）に対して直角である。又、上記内輪３ａ、３ｂは、上記ハウジング部５ａ、５ｂの内側に配置している。この様な内輪３ａ、３ｂの中心部には、嵌合孔９を設けている。そして、上記各ロッドエンド１ａ、１ｂとも、上記ハウジング部５ａ、５ｂと上記内輪３ａ、３ｂとを含んで、軸受部１０ａ、１０ｂを構成している。
【０００４】
即ち、図４に示した従来構造の第１例の場合には、上記軸受部１０ａを構成する為に、上記ハウジング部５ａの内周面を球状凹面１１とし、上記内輪３ａの外周面を球状凸面１２とし、更にこれら球状凹面１１と球状凸面１２との間に、この球状凹面１１に固定した低摩擦材製のライナ１３を挟持している。この様な構成を採用する事により、上記ハウジング部５ａと上記内輪３ａとの、相対回転運動並びに互いの中心軸同士の傾斜角度を変化させる方向の揺動運動を自在としている。尚、上記ハウジング部５ａの内周面と上記内輪３ａの外周面との間で上記ライナ１３を設けた空間の両端開口部は、それぞれ図示しないシール装置により塞いで、この空間内に外部から異物が侵入するのを防止している。
【０００５】
又、図５に示した従来構造の第２例の場合には、上記軸受部１０ｂを構成する為に、上記ハウジング部５ｂの内周面に球状凹面状の外輪軌道１４を、上記内輪３ｂの外周面にそれぞれが深溝型である複列の内輪軌道１５、１５を、それぞれ設けている。そして、これら各内輪軌道１５、１５と上記外輪軌道１４との間にそれぞれ複数個ずつの玉１６、１６を、図示しない保持器により保持した状態で転動自在に設けている。この様な構成を採用する事により、上記ハウジング部５ｂと上記内輪３ｂとの、相対回転運動並びに互いの中心軸同士の傾斜角度を変化させる方向の揺動運動を自在としている。又、上記ハウジング部５ｂの内周面と上記内輪３ｂの外周面との間で上記各玉１６、１６を設置した空間の両端開口部は、それぞれ上記ハウジング部５ｂの軸方向両端部内周面に係止した１対のシールド板１７、１７により塞いでいる。これにより、この空間内に封入したグリース等の潤滑剤が外部に漏洩するのを防止すると共に、外部からこの空間内に異物が侵入するのを防止している。
【０００６】
上述の様な各ロッドエンド１ａ、１ｂを各種機械装置を構成するリンク機構のの連結部として使用する場合には、前記本体２ａ、２ｂを構成する取付部４ａ、４ｂを、互いに連結すべき１対のリンク部材のうちの一方のリンク部材の端部に結合固定する。この為に、図４に示した第１例のロッドエンド１ａの場合には、上記取付部４ａに設けたねじ孔６に、上記一方のリンク部材の端部に設けた雄ねじ部を螺合させる。これに対し、図５に示した第２例のロッドエンド１ｂの場合には、上記取付部４ｂに設けた雄ねじ部７を、上記一方のリンク部材の端部に設けたねじ孔に螺合させる。これと共に、上記内輪３ａ、３ｂの中心部に設けた嵌合孔８に、上記互いに連結すべき１対のリンク部材のうちの他方のリンク部材の端部に固定した枢軸（横軸）を内嵌する。
【０００７】
この状態で、上記各ロッドエンド１ａ、１ｂは、上記１対のリンク部材同士の間に作用する荷重を支承しつつ、これら１対のリンク部材同士が互いに揺動する（上記一方のリンク部材に対して上記他方のリンク部材の端部に固定した枢軸が回動する）のを許容する。又、前述した様に、上記各ロッドエンド１ａ、１ｂの軸受部１０ａ、１０ｂを構成するハウジング部５ａ、５ｂと内輪３ａ、３ｂとは、互いの中心軸同士の傾斜角度を変化させる方向に揺動変位可能である。この為、組み付け誤差や運転中の弾性変形等に基づいて、上記ハウジング部５ａ、５ｂの内側に設けた通孔８の中心軸と、上記他方のリンク部材の端部に固定した枢軸の中心軸とが、互いに傾斜した位置関係になった場合でも、この傾斜に合わせて上記ハウジング部５ａ、５ｂと上記内輪３ａ、３ｂとを互いに傾斜させる事ができて、上記両中心軸同士の傾斜を許容できる（調心できる）。
尚、上述の様な各ロッドエンド１ａ、１ｂは、上記内輪３ａ、３ｂの内側に回転軸を支持したり、更には上記取付部４ａ、４ｂをフレーム等の他の部材に固定する用途でも、使用する事ができる。
【０００８】
又、図６は、特許文献３に記載された、軸受内蔵型連結装置の従来構造の第３例を示している。この第３例の場合には、本体１８の軸方向両端部に、それぞれ互いに連結すべき１対の部材の一部（枢軸や回転軸の中間部等）を回転自在に支持する為の、軸受部１０ｃ、１０ｄを設けている。図示の例では、これら各軸受部１０ｃ、１０ｄとしてそれぞれ、上述の図４に示した第１例の軸受部１０ａと同様、球面滑り軸受の構造を採用している。この為に、上記本体１８の両端部にそれぞれ、その中心軸の方向がこの本体１８の軸方向（長さ方向）に対して直角である通孔８、８を形成している。そして、これら各通孔８、８の内周面に設けた球状凹面１１、１１と、これら各通孔８、８の内側に配置した内輪３ｃ、３ｄの外周面に設けた球状凸面１２、１２との間に、上記球状凹面１１、１１に固定した低摩擦材製のライナ１３ａ、１３ｂを挟持している。
【０００９】
尚、図示の例では、一方（図６の右方）の内輪３ｃの径方向内側に形成した嵌合孔９を、この内輪３ｃの外周面と同心にしているのに対し、他方（図６の左方）の内輪３ｄの径方向内側に形成した嵌合孔９ａは、この内輪３ｄの外周面に対して偏心させている。この様に構成する第３例の軸受内蔵型連結装置により、上記１対の部材を互いに連結する場合には、これら１対の部材の一部を、それぞれ上記各内輪３ｃ、３ｄの径方向内側に設けた嵌合孔９、９ａに内嵌する。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−１８４１２号公報
【特許文献２】
実開平５−５０１４７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１０６５５６号公報
【非特許文献１】
「Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ，Ｒｏｄ  Ｅｎｄ  ａｎｄ  Ｓｌｅｅｖｅ  Ｂｅａｒｉｎｇｓ  」、ミネベア株式会社のカタログ、２００１年８月発行、第２版、３Ｋ
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図４に示した従来構造の第１例並びに図６に示した従来構造の第３例の場合には、軸受部１０ａ、１０ｃ、１０ｄとして、球面滑り軸受の構造を採用している。この為、これら各軸受部１０ａ、１０ｃ、１０ｄの荷重支承能力は十分に確保できるものの、これら各軸受部１０ａ、１０ｃ、１０ｄの内部の摩擦抵抗を十分に小さくする事が難しい。従って、用途によっては、作動性を良好にすると共にエネルギーロスを十分に抑える事が難しい場合がある。又、上述の図５に示した従来構造の第２例の場合には、軸受部１０ｂとして、玉軸受の構造を採用している。この為、この軸受部１０ｂの内部の摩擦抵抗は十分に小さくできるものの、この軸受部１０ｂの荷重支承能力を十分に確保する事が難しい。従って、、用途によっては、耐久性を十分に確保する事が難しい場合がある。
本発明の軸受内蔵型連結装置は、上述の様な事情に鑑みて、軸受部の荷重支承能力を十分に確保でき、且つ、この軸受部の内部の摩擦抵抗を十分に小さくできる構造を実現すべく発明したものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸受内蔵型連結装置は、１対の部材を互いに連結する為に使用するもので、本体と、内輪と、複数個の転動体とを備える。
このうちの本体は、軸方向一端部を上記１対の部材のうちの一方の部材に直接又は別の部材を介して結合可能であると共に、軸方向他端部に、その中心軸の方向がこの軸方向に対して直角であり、且つ、その内周面に球状凹面状の外輪軌道を形成した通孔を有するものである。
又、上記内輪は、径方向内側に上記１対の部材のうちの他方の部材の一部を内嵌する為の嵌合孔を有すると共に、外周面にその幅方向の曲率半径が上記外輪軌道の幅方向の曲率半径と等しい断面円弧形の内輪軌道を有するものである。
又、上記各転動体はそれぞれ、外周面の母線形状が上記外輪、内輪各軌道の幅方向の曲率半径よりも僅かに小さい曲率半径を有する円弧である、樽形のころ（球面ころ）であり、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられている。
【００１３】
【作用】
上述の様に構成する本発明の軸受内蔵型連結装置の場合には、本体の軸方向他端部と内輪と複数個の転動体とから成る軸受部として、球面ころ軸受（自動調心ころ軸受）の構造を採用している。この為、上記本体の軸方向他端部と上記内輪とは、相対回転自在であると共に、互いの中心軸同士の傾斜角度を変化させる方向に揺動変位可能である。従って、本発明の軸受内蔵型連結装置により１対の部材を互いに連結した状態では、前述した従来構造の場合と同様、上記内輪に内嵌した他方の部材の一部（枢軸や回転軸の中間部等）が、一方の部材に対して回動自在となる。これと共に、組み付け誤差や運転中の弾性変形等に基づいて、上記内輪に内嵌した他方の部材の一部の中心軸と、上記本体の軸方向他端部に設けた通孔の中心軸とが互いに傾斜した位置関係になった場合でも、この傾斜に合わせて上記内輪と上記本体の軸方向他端部とを互いに傾斜させる事ができる為、上記両中心軸同士の傾斜を許容できる（調心できる）。
【００１４】
特に、本発明の場合には、上記軸受部として球面ころ軸受（自動調心ころ軸受）の構造を採用している為、玉軸受の構造を採用する場合よりも、当該軸受部の荷重支承能力を十分に確保できる。これと共に、滑り軸受の構造を採用する場合よりも、当該軸受部の内部の摩擦抵抗を十分に小さくできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例のロッドエンド１ｃの特徴は、軸受部１０ｅの構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図５に示した従来構造の第２例のロッドエンド１ｂと同様である。即ち、本例のロッドエンド１ｃは、本体２ｂと、内輪３ｅとを備える。このうちの本体２ｂは、ロッド状の取付部４ｂと、この取付部４ｂの先端部（図１〜２の上端部）に固設した筒状のハウジング部５ｂとから成る。このうちの取付部４ｂは、外周面に雄ねじ部７を形成している。又、上記ハウジング部５ｂの内側に設けた通孔８の中心軸の方向（図１の左右方向、図２の表裏方向）は、上記取付部４ｂの中心軸の方向（図１〜２の上下方向）に対して直角である。又、上記内輪３ｅは、上記ハウジング部５ｂの内側に配置している。この様な３ｅの中心部には、嵌合孔９を設けている。そして、上記ハウジング部５ｂと上記内輪３ｅとを含んで、軸受部１０ｅを構成している。
【００１６】
特に、本例のロッドエンド１ｃの場合、上記軸受部１０ｅとして、球面ころ軸受（自動調心ころ軸受）の構造を採用している。この為に、本例の場合、ハウジング部５ｂの内側に設けた通孔８の内周面の軸方向（図１の左右方向）中央部に、球状凹面状の外輪軌道１４を設けている。この外輪軌道１４の（母線の）曲率中心Ｏ１４は、本体２ｂの中心軸上で、上記ハウジング部５ｂの軸方向中央部に存在する。又、上記通孔８の内側に配置した内輪３ｅの外周面の軸方向中央部に、断面円弧形の内輪軌道１５ａを設けている。この内輪軌道１５ａの幅方向（図１の左右方向）の（母線の）曲率半径は、上記外輪軌道１４の幅方向の（母線の）曲率半径と等しくしている。
【００１７】
そして、上記外輪軌道１４と上記内輪軌道１５ａとの間に複数個の球面ころ１９を、それぞれ保持器２０により保持した状態で転動自在に設けている。これら各球面ころ１９は、外周面の母線形状が上記外輪、内輪各軌道１４、１５ａの幅方向の曲率半径よりも僅かに小さい（この曲率半径９４〜９９％程度の）曲率半径を有する円弧であり、全体を樽形に構成したものである。又、上記ハウジング部５ｂの内周面と上記内輪３ｅの外周面との間で上記各球面ころ１９を設置した空間の両端開口部は、それぞれ上記ハウジング部５ｂの軸方向両端部内周面に係止した１対のシールド板１７、１７により塞いでいる。これにより、この空間内に封入したグリース等の潤滑剤が外部に漏洩するのを防止すると共に、外部からこの空間内に異物が侵入するのを防止している。
【００１８】
上述の様に、本例のロッドエンド１ｃの場合には、軸受部１０ｅとして、球面ころ軸受（自動調心ころ軸受）の構造を採用している。この為、上記ハウジング部５ｂと上記内輪３ｅとは、相対回転自在であると共に、互いの中心軸同士の傾斜角度を変化させる方向に揺動変位可能である。従って、本例のロッドエンド１ｃにより、例えば１対のリンク部材を互いに連結した状態では、前述した従来構造の場合と同様、上記内輪３ｅに内嵌した、他方のリンク部材の端部に固定した枢軸（横軸）が、一方のリンク部材に対して回動自在となる。これと共に、組み付け誤差や運転中の弾性変形等に基づいて、上記枢軸の中心軸と上記ハウジング部５ｂの内側に設けた通孔８の中心軸とが互いに傾斜した位置関係になった場合でも、この傾斜に合わせて上記内輪３ｅと上記ハウジング部５ｂとを互いに傾斜させる事ができる為、上記両中心軸同士の傾斜を許容できる（調心できる）。
【００１９】
特に、本例のロッドエンド１ｃの場合には、上記軸受部１０ｅとして球面ころ軸受（自動調心ころ軸受）の構造を採用している為、玉軸受の構造を採用する場合よりも、上記軸受部１０ｅの荷重支承能力を十分に確保できる。これと共に、滑り軸受の構造を採用する場合よりも、上記軸受部１０ｅの内部の摩擦抵抗を十分に小さくできる。従って、本例の場合には、上記軸受部１０ｅの耐久性を十分に確保できると共に、この軸受部１０ｅの作動性を良好にしてエネルギーロスを十分に抑える事ができる。
【００２０】
次に、図３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。上述の図１〜２に示した第１例の場合が、本体２ｂを構成する取付部５ｂとして、外周面に雄ねじ部７を設けたものを採用しているのに対し、本例の場合には、本体２ｃを構成する取付部４ａとして、内側にねじ孔６を設けたものを採用している。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００２１】
尚、上述した各実施の形態では、軸受部を単列の球面ころ軸受としたが、本発明を実施する場合には、この軸受部を複列の球面ころ軸受とする事もできる。又、本発明の軸受内蔵型連結装置は、上述した様なロッドエンドに限らず、前述の図６に示した様な軸受内蔵型連結装置にも適用できる。この場合には、本体の軸方向両端部に設けた１対の軸受部のうち、少なくとも一方（好ましくは両方）の軸受部に、球面ころ軸受の構造を採用する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の軸受内蔵型連結装置は、以上に述べた様に構成され作用する為、軸受部に自動調心機能を持たせた構造で、この軸受部の耐久性を十分に確保できると共に、この軸受部の作動性を良好にしてエネルギーロスの少ない構造を実現する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分切断正面図。
【図２】図１の側方から見た図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す部分切断正面図。
【図４】軸受内蔵型連結装置の一種である、ロッドエンドの従来構造の第１例を示す断面図。
【図５】同第２例を示す部分切断正面図。
【図６】軸受内蔵型連結装置の従来構造の第３例を示す斜視図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ  ロッドエンド
２ａ、２ｂ、２ｃ  本体
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ  内輪
４ａ、４ｂ  取付部
５ａ、５ｂ  ハウジング部
６    ねじ孔
７    雄ねじ部
８    通孔
９、９ａ  嵌合孔
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ  軸受部
１１    球状凹面
１２    球状凸面
１３、１３ａ、１３ｂ  ライナ
１４    外輪軌道
１５、１５ａ  内輪軌道
１６    玉
１７    シールド板
１８    本体
１９    球面ころ
２０    保持器
【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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