【手続補正書】
【提出日】平成15年9月30日(2003.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】角度調整機構付き軸受
【特許請求の範囲】
【請求項１】軸を受ける軸受本体と、該軸受本体を支持するケースとを有する角度調整機構付き軸受において、
前記ケースに形成された孔に前記軸受本体が嵌合されて支持されており、そのケースと軸受本体の接触面にて、前記ケースの孔が円筒で、前記軸受本体の断面形状が円弧となる樽型形状に形成されていることを特徴とする角度調整機構付き軸受。
【請求項２】軸を受ける軸受本体と、該軸受本体を支持するケースとを有する角度調整機構付き軸受において、
前記ケースに形成された孔に前記軸受本体が嵌合されて支持されており、そのケースと軸受本体の接触面にて、前記ケースの孔の断面形状は軸方向の中央が前記軸受本体側に突出する円弧で、前記軸受本体が円筒形状に形成されていることを特徴とする角度調整機構付き軸受。
【請求項３】請求項１または２に記載の角度調整機構付き軸受において、
前記軸受が軸に接する内周面の数箇所には鋼球が転動するための軌道が長手方向に設けられている直動ベアリングであることを特徴とする角度調整機構付き軸受。
【請求項４】請求項１または２に記載の角度調整機構付き軸受において、
前記軸受がすべり軸受であることを特徴とする角度調整機構付き軸受。
【請求項５】軸を回転自在に受けるころがり角度調整機構付き軸受において、
ころがり軸受の内輪の断面形状は軸方向の中央が前記軸側に突出する円弧に形成されていることを特徴とする角度調整機構付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角度調整機構付き軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直動型のベアリング等において、軸のたわみ、曲がり等が生ずると、ベアリングに不均一な負荷荷重が掛かり、軸の動きにスムーズさを欠いたり、寿命が短かくなる等の問題があった。この問題は、所謂調芯と称される角度調節機能を軸受に持たせれば、大幅に軽減することができるものであり、従来では下記のような角度調整機能を備えた軸受が知られている。
【０００３】
図６に示す軸受は、軸受本体３０の一部に球面形状とした球面部３１を形成し、この軸受本体を支持するケース３５側に球面部３１と同型状、同寸法の逆球面に形成した受け部３６を設け、受け部３６と球面部３１を摺り合わせて角度調整させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す軸受の角度調整機構は受け部３６と球面部３１を摺り合わせているので、両者が広い範囲で面接触し、大きな摩擦が生じるため動きが重くなる。このため、角度調整を発生させるためには大きな力が必要であった。このような摩擦を小さくするには、摺り合わせ面の表面粗さを小さくする高精度の表面加工と、受け部３６と球面部３１を同型状、同寸法にする高精度の加工とが必要とするが、このような加工は高価であるため、図６に示す軸受は製造コストが嵩むという問題があった。
【０００５】
さらに、従来の角度調整機構は受け部３６と球面部３１の滑りが頻繁に発生した場合、摩擦によるすり減りによってガタツキが生じ、角度調整機能の持続性が比較的短いという問題もあった。
【０００６】
さらにまた、従来の角度調整機構はその構造上、比較的大きなスペースを必要とし、このため市場の一般的なボールブッシュ各寸法との互換性が難しく、外径寸法の増加等の特殊なスペースを必要とする問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、低コストで長寿命であり、しかも省スペースとなる角度調整機構付き軸受を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、軸を受ける軸受本体と、該軸受本体を支持するケースとを有する軸受において、前記ケースに形成された孔に前記軸受本体が嵌合されて支持されており、そのケースと軸受本体の接触面にて、前記ケースの孔が円筒で、前記軸受本体の断面形状が円弧となる樽型形状に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、上記目的を達成するために本発明は、軸を受ける軸受本体と、該軸受本体を支持するケースとを有する軸受において、前記ケースに形成された孔に前記軸受本体が嵌合されて支持されており、そのケースと軸受本体の接触面にて、前記ケースの孔の断面形状は軸方向の中央が前記軸受本体側に突出する円弧で、前記軸受本体が円筒形状に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
なお、本発明は前記軸受が軸に接する内周面の数箇所には鋼球が転動するための軌道が長手方向に設けられている直動ベアリングであると、効果的である。
また、本発明は前記軸受がすべり軸受であると、効果的である。
【００１１】
さらにまた、上記目的を達成するために本発明は、軸を回転自在に受けるころがり軸受において、ころがり軸受の内輪の断面形状は軸方向の中央が前記軸側に突出する円弧に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の実施の態様を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る角度調整機構付き軸受としての直動ベアリングの一例を示す断面図である。
【００１３】
図１において、符号１は軸受本体、２はその軸受本体１を支持するケース、３は軸である。軸受本体１は、所謂ボールブッシュであって、軸３に接する内周面の数箇所には鋼球４が転動するための軌道が長手方向に設けられている。他方、ケース２には軸受本体１が嵌合される嵌合孔６が設けられ、嵌合孔６には所定箇所にストップリング用の溝が形成されている。
【００１４】
上記軸受本体１は、図１に示すように、その外筒５の外周面が軸方向全長に渡る円弧が形成され、この円弧は比較的大きな径の弧であって、軸受本体１の全体形状が樽型になる形成されている。他方、ケース２の嵌合孔６は円筒形の孔で、その径の大きさは軸受本体１の中央の最大径と一致されている。そして、ケース２に嵌合された軸受本体１はストップリング７によって所定位置に保持される。なお、軸受本体１の端面とストップリング７との間には僅かな隙間８を設けている。
【００１５】
このように構成した軸受の角度調整機構は、ケース２内周の円筒面に対して軸受本体１が樽型形状であり、その樽形状の転がり原理で角度調整機能を作用する。すなわち、軸３のたわみ等が生じても、軸受本体１と軸３はケース２に対し、樽型の最大径の位置の垂直線と軸線とが交わる基点Ｏを中心として角度が変えられる。このとき、ストップリング７が角度調整による軸受本体１の動きを妨げないようにするため、上記隙間８を設けている。
【００１６】
この構成によれば、軸３のたわみ曲がりに対し、ケース２の内部にて軸受本体１が角度調整を行うので、負荷荷重が軸受本体１内部の軌道面や鋼球に均一に分散されることから、軸３が非常に軽く、長寿命となる。さらに、大きな円での転がり作用から角度調整しているので、軸受本体１の外周面とケース２の孔６の内周面の表面粗さは高精度にする必要がなく、切削加工仕上げのみ十分である。従って、コストの嵩む研磨加工が不要なので、安価で提供できる。さらにまた、軸受本体１は角度調整機能を持たる僅かな膨らみを付けただけであり、しかも樽型は全外周に渡っていることから、外筒５が比較的薄くても所望の強度が得られる。よって、他の構成を変更することなく、市場一般の直動型ベアリングとの完全なる互換性が得られる。
【００１７】
図２は、本発明の他の実施の形態を示す直動ベアリングの断面図である。
図２において、本実施の形態ではケース２の少なくとも軸受本体１を支持する部分の幅が軸受本体１の幅より小さく形成されている。そして、軸受本体１は円筒形状に形成されているが、ケース２はその軸受本体１の接触面である孔６の内周面が軸方向の中央が軸受本体１側に突出する円弧に形成されている。すなわち、ケース２の円弧状の内周面と、円筒の軸受本体１とで角度調整機能を得るように構成されている。
【００１８】
このように構成した軸受は、上記実施の形態の軸受とほぼ同様な効果が得られるだけでなく、軸受本体１は市場のものを同じで、従来品をそのままで使用することができる。
【００１９】
図３は、本発明のさらに他の実施の形態を示す断面図である。
図３において、本実施の形態ではころがり軸受に角度調整機構を設けている。このころがり軸受は、軸受本体１１がラジアル軸受であって、ケース１２に支持されている外輪１３と、該外輪１３と数個の転動体１４を介して回転自在な軸１６を嵌合される内輪１５とを備えている。本実施の形態の内輪１５は、その断面形状が軸方向の中央が軸１６側に突出する円弧に形成されている。
【００２０】
このように構成した軸受は、内輪１５の円弧形状と軸１６の円筒形状とで角度調整機能が得られ、軸１６に偏った荷重が掛かってもスムーズに回転することができる。
【００２１】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例のみに限定されず各種改変できるものである。
例えば、本発明の角度調整機構は図４に示すように滑り軸受にも適用することができ、この場合、軸２３を支持する滑り軸受本体２１の外周面が断面円弧状で樽型に形成されている。そして、その滑り軸受本体２１を支持するケース２２の嵌合孔２６が円筒形で、樽型の滑り軸受本体２１とケース２２の嵌合孔２６とで角度調整機能を得ている。
【００２２】
また、この滑り軸受においても図２に示す実施の形態のように、ケース２２の円弧状の内周面と、円筒の滑り軸受本体２１とで角度調整機能を得るような構成にすることもできる。
【００２３】
ところで、図１に示す本発明の角度調整機構を備えた直動ベアリングと、ほぼ同寸の角度調整機構のない従来の直動ベアリングとを用いて始動抵抗の比較試験を行った。この試験は、シャフトの長さが４００ｍｍ、曲がり０ｍｍ、両端支持、シャフト１軸、直動ベアリング１軸２個使用、直動ベアリング中心間距離１００ｍｍ、シール無し（シール抵抗無し）、無潤滑状態であり、その結果を図５のグラフに示す。
【００２４】
図５に示すように、図１に示す直動ベアリングは荷重２ｋｇの時も荷重２５ｋｇの時も始動抵抗が従来品に比べて３分の１以下であり、始動抵抗値のバラツキも２分の１以下であった。この始動抵抗の実験結果からも本発明の優秀さが判る。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、上記の如く構成され、軸のたわみ曲がりに対し、ケースの内部にて軸受本体が角度調整を行うので、動きが非常に軽く、しかも長寿命となる。さらに、大きな円での転がり作用から角度調整しているので、軸受本体の外周面とケースの内周面の表面粗さは高精度にする必要がなく、安価で提供できる。さらにまた、軸受本体は外筒が比較的薄くても所望の強度が得られるので、他の構成を変更することなく完全なる互換性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る角度調整機構付き軸受としての直動ベアリングの断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す直動ベアリングの断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態を示すころがり軸受の断面図である。
【図４】図１の実施の形態の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の角度調整機構を備えた直動ベアリングと従来の直動ベアリングとの始動抵抗の試験結果を示すグラフである。
【図６】従来の角度調整機構を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１１，２１    軸受本体
２，１２，２２    ケース
３，１６，２３    軸