(57)【要約】【課題】本発明は、軸受装置構造の簡素化を図り、低コストで且つ製造容易な軸受装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の第１の発明は、外輪、内輪、内外輪の間に回転自在な転動体を備える一対の転がり軸受が軸方向に配置する軸受装置であって、内輪の軸方向幅が前記外輪より狭く、内輪と外輪夫々の両端面を貫通する貫通穴を設けおり、内外輪それぞれの貫通穴を締結部材で締め付けることで、一対の転がり軸受に予圧を付与することを特徴とする軸受装置を提供している。本発明の第２の発明は上述の軸受装置を備えるロボット関節部を提供している。【選択図】図１
2016023666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪、内輪、前記内外輪の間に回転自在な転動体を備える一対の転がり軸受が軸方向に配置する軸受装置であって、前記内輪の軸方向幅が前記外輪より狭く、前記内輪と外輪夫々の両端面を貫通する貫通穴を設けおり、前記内外輪それぞれの貫通穴を締結部材で締め付けることで、前記一対の転がり軸受に予圧を付与することを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記一対の転がり軸受の内輪に内嵌固定されるスリーブと、それらの外輪に外嵌固定される外方部材の何れか一方若しくは両方を備えることを特徴とする請求項１の軸受装置。
【請求項３】
前記一対の転がり軸受は、アンギュラ玉軸受又は深溝玉軸受であることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか1項に記載の軸受装置を備えるロボット関節部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の第１の発明は、軸受装置に関し、アクチュエータ特にロボットアームの関節部に好適に使用できる軸受装置に関する。また、本発明の第２の発明は、上述の軸受装置を回転部材として利用するアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ロボットアームの関節部には、クロスローラ軸受、４点接触玉軸受、アンギュラ玉軸受等が使用されている。クロスローラ軸受では、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り、また、単列で予圧を付与する場合、負すきまの制限がある為、予圧の調整ができないデメリットもある。
【０００３】
また、ロボットに使用される転がり軸受として、外輪又は内輪のいずれか一方の軌道輪が二つの部品によって構成されている場合、外輪押さえや内輪押さえを関節部や回転軸部にボルト締結して二つの部品を結合することで予圧を付与したものや（例えば、特許文献１参照。）、一方の部品を他方の部品の端部まで延ばし、一方の部品の端部を加締めることで、互いに分離不能とし、ユーザーによる予圧調整を不要としたものが考案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、車輪用軸受装置では、ハブ輪の端部を揺動かしめすることで内輪を結合させ、互いに結合させたものが考案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９２２４９号公報
【特許文献２】特開２００２−２３５７５５号公報
【特許文献３】特開２００７−２４１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の転がり軸受では、分割された外輪又は内輪の二つの部品を結合するための外輪押さえや内輪押さえが必要となり、軸方向にスペースが必要となる。また、特許文献２に記載の転がり軸受においても、加締め部分が軌道輪の軸方向外側に位置するため、ロボットアームの周辺部品を干渉しないように配置するためには、幅寸法が大きくなり、取り扱いが不便であるという課題もある。また、特許文献３に記載の車輪用軸受装置では、内輪に切欠き部を設け、ハブ輪の加締め部分が内輪の軸方向端面より突出しないように構成されているが、加締め部分となる端面は、内輪をはめ込んだ状態で、内輪端面より内側にあり、加締め強度が低い可能性がある。さらに、内輪軌道面を構成する内輪とハブ輪は全く異なる形状によって構成されている。
【０００７】
従って、本発明は、軸受装置構造の簡素化を図り、低コストで且つ製造容易な軸受装置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】
【０００８】
上記課題を解決する為に、本発明の第１の発明は、外輪、内輪、内外輪の間に回転自在な転動体を備える一対の転がり軸受が軸方向に配置する軸受装置であって、内輪の軸方向幅が前記外輪より狭く、内輪と外輪夫々の両端面を貫通する貫通穴を設けており、内外輪それぞれの貫通穴を締結部材で締め付けることで、一対の転がり軸受に予圧を付与することを特徴とする軸受装置を提供している。
一対の転がり軸受の内輪に内嵌固定されるスリーブと、それらの外輪に外嵌固定される外方部材の何れか一方若しくは両方を備える構成にしてもよい。
一対の転がり軸受は、アンギュラ玉軸受又は深溝玉軸受を好適に採用することができる。
本発明の第２の発明は上述の軸受装置を備えるロボット関節部を提供している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の発明の軸受装置は、２列の転がり軸受に予圧を付与した一体化構造となっているので、構造上に必要な剛性を得ることができるとともに、軸受の組立やメンテナンスの際に軸受ユニットＡを全体として交換することができ、個々の軸受単体の予圧を調整する煩雑な作業が不要となる。更に、本発明の軸受装置はより簡素な構造となっている為、製造が容易で、生産コストを抑えることができる。
本発明の第２の発明のロボット関節部は、本発明の軸受装置を回転部材として利用することで、精度よく動くことができ、低トルクを実現するとともに、軸受装置まるごとの交換ができ、軸受の予圧調整が不要となる為、軸受の交換作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】深溝玉軸受を採用した第１の実施形態に係る軸受ユニットである。
【図２】アンギュラ玉軸受を採用した第２の実施形態に係る軸受ユニットである。
【図３】第１の実施形態に係る軸受ユニット変形例である。
【図４】第２の実施形態に係る軸受ユニット変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
次に、図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１２】
軸受ユニットＡは、外輪１１、１２、内輪２１，２２、玉３１，３２、回転自在に保持する保持器４１，４２、シール５１，５２を備える一対の同寸法の深溝玉軸受１、２と、内輪２１，２２に内嵌固定されるスリーブ６と、を備える。深溝玉軸受１、２は、それらの内輪２１，２２の内径面がしまり嵌めでスリーブ６と嵌め合っている。
【００１３】
２列の深溝玉軸受１，２は背面組合せ（ＤＢ）の方式で深溝玉軸受１、２に予圧を付与する為には、軸受ユニットＡは、内輪２１，２２と外輪１１、１２が軸方向の差幅を備え、ねじ８１，８２により内外輪それぞれの両端面を貫通する貫通穴７１，７２を締め付ける構造となっている。貫通穴が周方向において等間隔に数箇所設けられる。内輪２１，２２と外輪１１、１２の軸方向差幅を形成する為に、内輪２１，２２の軸方向幅が外輪１１、１２より僅かに狭く設計されている。軸受ユニットＡは、深溝玉軸受１，２に予圧を掛けた一体化構造となっているので、必要な剛性を得ることができるとともに、組立やメンテナンスの際に軸受ユニットＡを全体として交換することができ、個々の軸受単体に予圧を調整する煩雑な作業が不要となる。
【００１４】
ボルトで締め付けることにより、深溝玉軸受１、２に予圧を付与しながら、内輪２１、２２の内径面に僅かなしめしろを形成する。しめしろが形成される為、内輪２１、２２の内径面とスリーブ６とがしまりばめで固定されている。
【００１５】
内輪２１，２２と外輪１１、１２、玉３１，３２の素材としては、高炭素クロム軸受鋼（例えばＳＵＪ２）が使用されている。また、保持器４１，４２は、冠型の樹脂保持器を採用している。保持器の樹脂材料としては、ガラス繊維を含有したポリアミド樹脂は強度が高いため好適である。また、潤滑剤としてグリースを採用し、耐フレッチング摩耗のグリースを採用することが好ましい。それは、ロボット関節部は繰り返し揺動で使用される場合が多く、微小揺動を繰り返した場合、軸受軌道面にフレッチング摩耗を生じる恐れがあるからである。グリースには、ウレアを含有する増ちょう剤を配合することが好ましい。
【００１６】
本実施形態では、密封装置としてシールを採用しているが、必要に応じてシールド板を採用することもできる。密封装置の取付部位としては、各軸受の両端に配置してもよく、軸受ユニットＡの両側だけに配置してもよい。シールは、接触タイプ若しくは非接触タイプのゴムシールが好適である。
【００１７】
本実施形態の軸受ユニットＡは、同寸法の深溝玉軸受１、２を採用し、ねじで締め付けるだけで予圧を付与する為、複雑な軸受構造を有せず、製造が容易で且つ生産コストを抑えることができる。
【００１８】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、図２を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様な構成に関しては説明を省略する。
【００１９】
軸受ユニットＢは、外輪１１、１２、内輪２１，２２、玉３１，３２、回転自在に保持する保持器４１，４２、シール５１，５２を備える一対のアンギュラ玉軸受１、２と、内輪２１，２２に内嵌固定されるスリーブ６と、を備える。アンギュラ玉軸受１、２は、それらの内輪内径面がしまり嵌めでスリーブ６と嵌め合っている。
【００２０】
２列のアンギュラ玉軸受１，２は背面組合せ（ＤＢ）の方式で配置される。アンギュラ玉軸受１、２に予圧を付与する為には、軸受ユニットＡは、内輪２１，２２と外輪１１、１２が軸方向の差幅を備え、ねじ８１，８２により内外輪それぞれの両端面を貫通する貫通穴７１，７２を締め付ける構造となっている。貫通穴７１，７２が周方向において等間隔に数箇所設けられる。内輪２１，２２と外輪１１、１２の軸方向差幅を形成する為に、内輪２１，２２の軸方向幅が外輪１１、１２より僅かに狭く設計されている。軸受ユニットＢは、アンギュラ玉軸受１，２に予圧を掛けた一体化構造となっているので、必要な剛性を得ることができるとともに、組立やメンテナンスの際に軸受ユニットＢを全体として交換することができ、個々の軸受単体に予圧を調整する煩雑な作業が不要となる。
【００２１】
ボルトで締め付けることにより、アンギュラ玉軸受１、２に予圧を付与しながら、内輪２１、２２の内径面に僅かなしめしろが形成される。しめしろが形成される為、内輪２１，２２の内径面とスリーブ６とがしまりばめで固定されている。
【００２２】
本実施形態の軸受ユニットＢは、同寸法のアンギュ玉軸受１、２を採用し、ねじで締め付けるだけで予圧を付与する為、複雑な軸受構造を有せず、製造が容易で且つ生産コストを抑えることができる。
【００２３】
また、本発明の第１と第２の実施形態の軸受ユニットは、ロボットアーム等のアクチュエータに利用することができ、特にロボット関節部に使用される場合、関節部が精度良く動くことができる為、ロボットの関節部に好適に使用することができる。
【００２４】
また、本発明の軸受ユニットは、図３、４に示すようなスリーブ無しの構造にしてもよい。図３，４に示すように、軸受ユニットＣ、Ｄは、内輪２１、２２の内径面と内方部材例えばロボットアームとがすきまばめで固定されている。従って、軸受を取り付ける際に、圧入する必要がなく、焼嵌めなどの作業を省略することができる。上述以外の点については、図３に示す軸受ユニットＣは第１の実施形態の軸受ユニットＡと同様な構成及び効果を有し、図４に示す軸受ユニットＤは第２の実施形態の軸受ユニットＡと同様な構成及び効果を有する為、説明を省略する。
【００２５】
そのほか、本発明の軸受ユニットは、外輪の外径面にハウジングなどの外方部材を備える構造にしても本発明の権利範囲内のものである。
【符号の説明】
【００２６】
１１，１２      外輪
２１，２２      内輪
３１，３２      玉
４１，４２      保持器
５１，５２      シール
７１，７２      貫通穴
【図１】
2016023666.tif 000003
【図２】
2016023666.tif 000004
【図３】
2016023666.tif 000005
【図４】
2016023666.tif 000006