(57)【要約】【課題】球面軸受であって、転動体によるガタつきがなく、ハウジングを分割することなく転動体を球面状凹部に嵌め入れることが可能で、且つ高精度で製作コストもかからない球面軸受とその組立方法を提供する。【解決手段】ロッド１の端部に形成した球状部１ａを、多数の転動体（５，５，・・）を介してハウジング２設けた球面状凹部２ａに嵌め入れて立体的に旋回可能に保持させる手段として、前記球面状凹部２ａを設けるハウジング２は、一体構造で形成し、転動体（５，５，・・）は直列状に繋がり屈曲可能な軟質の保持器４により且つ前記ロッドの球状部に沿うように保持させる。ハウジング２の球面状凹部の入り口２ｂには、保持器４のはみ出しを防止する蓋３設ける。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドの端部に形成した球状部を、多数の転動体を介してハウジングに設けた球面状凹部に嵌め入れて保持させ、前記ロッドを立体的に旋回自在とした球面軸受において、
前記球面状凹部を設けるハウジングは一体構造で形成し、転動体は直列状に繋がり屈曲可能な軟質の保持器により且つ前記ロッドの球状部に沿うように保持させ、前記ハウジングの球面状凹部の入り口には、保持器のはみ出しを防止する蓋を設けたことを特徴とする球面軸受。
【請求項２】
ハウジングの球面状凹部にロッドの球状部を嵌め入れ、一方に寄せて他方の大きな隙間から前記保持器で保持された転動体を差し込むことを特徴とする球面軸受の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、三次元的な動作をさせる機械装置において、動きの軽いボールジョイントとして使用される球面軸受、特に軟質材で作成した保持器に転動体（玉）を直列状に保持させ、軸の端部に設けた球状部を、内面を球面構造の空間としたハウジングに保持させた球面軸受とその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三次元的な動作を必要とする機械装置では、ロッドをハウジング等の支持部回りに３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向に立体的に旋回（回動）させる。このような支持部（ジョイント部）では、ロッドに球状部を形成し、内部を球面状凹部空間としたハウジジングの穴に嵌め入れる構造とする球面軸受が使用される。例えば、図４に示すように、ハウジング１０を，外側ハウジング１１と内側ハウジング１２とによって構成し、内側ハウジング１２を、外側ハウジング１１にベアリング１３を介して回動自在に装着し、ロッド１５の端部に設けた球状先端部１５ａを、リテーナ１４に保持させて、内側を球面状の空間１６とした前記内側ハウジング１２内に配置させている。この場合、リテーナ１４には、鋼球１７，１７，・・を取り付け、これらの鋼球１７，１７，・・を介して前記球状先端部１５ａを保持させる構造としている。（特許文献１）。前記リテーナ１４は、図５に示すように、外形は球状に形成すると共に、内周面も前記球状先端部１５ａに沿うよう球面状凹部を形成した殻構造とし、適宜鋼球１７，１７、・・を入れる通孔１４ａ，１４ａ，・・が設けてある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１１５７１２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の球面軸受は、転動体（鋼球）を保持させた保持器（リテーナ４）をハウジングに組み込むためハウジングは、分割タイプとしている。ハウジングの分割部で段差が生じて転動体が引っ掛かりガタが生じることがある。この分割の影響を極力なくするためには高精度の加工が必要でありコトスアップとなる。
【０００５】
この発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、球面軸受であって、ハウジングを分割することなく転動体を球面状凹部に嵌め入れることが可能で、転動体のガタつきがなく、且つ高精度で製作コストもかからない球面軸受を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、この発明は、上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ロッドの端部に形成した球状部を、多数の転動体を介してハウジングに設けた球面状凹部に嵌め入れて保持させ、前記ロッドを立体的に旋回自在とした球面軸受において、
前記球面状凹部を設けるハウジングは一体構造で形成し、転動体は直列状に繋がり屈曲可能な軟質の保持器により且つ前記ロッドの球状部に沿うように保持させ、前記ハウジングの球面状凹部の入り口には、保持器のはみ出しを防止する蓋を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、球面軸受の組立方法が、ハウジングの球面状凹部にロッドの球状部を嵌め入れ、一方に寄せて他方の大きな隙間から前記保持器で保持された転動体を差し込むことを特徴とするものである。
【０００９】
上記手段によれば、ガタつきがなく三次元的な動作を行わせる高精度の機械装置のジョイント部とすることが可能となる。また、人工ロボットの骨格の関節として動作が軽く且つ精度のよいボールジョイントを構成することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の１実施の形態を示すものであって、ロッド１の端部に設けた球状部１ａを、ハウジング２に設けた球面状凹部２ａに嵌め入れた状態の断面図である。球状部１ａは、ロッド１の端部に設けられるが、該ロッド１の他方側は図示しないが、例えば雄ねじを設けて他の部材に結合させたり、自在継手に結合して、立体的に旋回するようにする。ハウジング２には、前記ロッド１の端部に設けた球状部１ａより曲率半径が大きく、後述する軟質材で保持させた転動体５を介して該球状部１ａを嵌め入れる球面状凹部２ａが形成される。また、ハウジング２は、分割することなく一体構造のものとして製作する。
【００１１】
転動体５，５，・・は、図２に示すように、一列の軟質樹脂（例えば、ナイロン、エラストマ等ポリアミド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン）により作成した保持器４によって所定間隔で保持される。即ち、転動体（鋼球）５，５，・・は、丁度リンゴの表面に沿って皮をむいたような長い一列状の軟質樹脂製の保持器４に保持させてある。このような保持器４は、所定間隔で転動体（鋼球）５，５，・・を配置し、射出成形するか、或いは、直列の長い型に所定間隔で転動体（鋼球）を配置して、柔軟な状態で固化するような硬化剤を添加した樹脂で保持させることによっても製作可能である。
【００１２】
図３は、前記ロッド１に設けた球状部１ａを、ハウジング２に設けた球面状凹部２ａに嵌め入れると共に、転動体５，５，・・を保持させた保持器４を組み込む状態を示す図である。先ず、ハウジング２に設けた球面状凹部２ａに、ロッド１の球状部１ａを嵌め入れ、一方に寄せる。次に、ロッド１の球状部１ａを寄せてできたハウジング２の球面状凹部２ａの他方の大きな隙間から前記軟質樹脂製保持器４で保持された転動体５，５，・・を順次差し込むように挿入する。この場合、保持器４に保持された転動体５，５，・・は、ハウジング２の球面状凹部２ａと、ロッド１の球状部１ａとの間の隙間で、球状部１ａの表面に沿うように螺旋状に球体状に保持される。そして球面状凹部２ａに転動体５，５，・・が収容された後、これら転動体５，５，・・を保持した保持器４が、球面状凹部２ａからはみ出さないように、球面状凹部２ａの入り口２ｂを蓋３で塞ぐ。
【００１３】
尚、前記ロッド１に設けた球状部１ａを、ハウジング２に設けた球面状凹部２ａに嵌め入れる場合、焼き嵌めによって転動体５，５，・・を保持させた保持器４を組み込むことも可能である。即ち、先ず、球面状凹部２ａを設けたハウジング２を所定の温度に上げて、全体を膨張させる。この状態で、ロッド１の球状部１ａを嵌め入れ、ロッド１の球状部１ａを一方に寄せてできたハウジング２の球面状凹部２ａの他方の大きな入り口２ｂの隙間から前記保持器４で保持された転動体５，５，・・を順次差し込むように挿入する。次に、ハウジング２を冷却すると、ハウジング２の球面状凹部２ａと、ロッド１の球状部１ａとの間に、保持器４に保持された転動体（鋼球）５，５，・・がしっかりと保持される。この場合、ロッド１の球状部１ａとハウジング２の球面状凹部２ａとの曲率中心を一致させ（センタリング）ることにより、この球面軸受に一定の予圧をかけた状態とすることができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明の球面軸受によれば、軟質樹脂製保持器に保持させた転動体を、ロッドの球状部とハウジングを分割することなく製作した球面状凹部の間にに嵌め入れ、高精度のジョイント構造とすることができる。従って、ロッドを立体的に高精度に旋回（回動）動作させることができる。更に、分割ハウジングではないので、ガタつきがなく且つ転動体がひっかかることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１実施の形態を示すものであって、ロッドの端部に設けた球状部を、ハウジングに設けた球面状凹部に嵌め入れた状態の断面図である。
【図２】この発明の球面軸受に使用される軟質樹脂に転動体（鋼球）を保持させた状態を示す図である。
【図３】ロッドに設けた球状部を、ハウジングに設けた球面状凹部に嵌め入れると共に、転動体を保持させた保持器を組み込む状態を示す図である。
【図４】従来の球面軸受を用いてロッドの球状端部をハウジングに嵌め入れ、ロッドを立体的に旋回させる構成の例を示す図である。
【図５】図４の球面軸受のリテーナの形状を示す図である。
【符号の説明】
１    ロッド
１ａ  ロッドの球状部
２    ハウジング
２ａ  ハウジングに設けた球面状凹部
３    蓋
４    保持器
５    転動体（鋼球）
【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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