JP2002323039A - 揺動軸受の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、且つ高性能な揺動軸受８を、安価に
実現する。 【解決手段】 外輪１５を製造する際に、先ず、この外
輪１５を構成する第一、第二の外輪素子１８、１９を構
成する為の、２個の鋼製の素材に鍛造加工を施し、又は
鋼粉末を燒結成形する事により、２個の全体が円環状の
リング素材を造る。そして、これら各リング素材の内周
面に研摩加工を施して、内周面に複数の係合溝２１ａ、
２１ｂを形成した、上記第一、第二の外輪素子１８、１
９を造る。そして、これら各外輪素子１８、１９同士を
結合して、上記外輪１５とする。この様にして造った外
輪１５の内周面の係合溝２１ａ、２１ｂと、内輪１３の
外周面に形成した部分球面部１４との間に、表面に窒化
処理を施した複数のボール１７、１７を組み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る揺動軸受の製
造方法は、例えば移動台の上面に載置した試料又は被加
工物等の載置物を、固定台に対し空間上で所定位置に移
動させると共に、この載置物を所定の向きに傾ける等の
為に利用するパラレルリンク機構等の揺動支持部に組み
込む揺動軸受の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】試料や被加工物等の載置物を、空間上で
所定位置から別の所定位置に移動させると共に、この載
置物を所定の向きに傾ける等する為の移動装置として従
来から、例えば図５に示す様な構造のものが用いられて
いる。この移動装置１は、それぞれがパラレルリンク機
構を構成する、固定台２と、この固定台２の上方に設け
た移動台３と、これら固定台２と移動台３との間に設け
た複数本（図示の例では６本）の脚部９、９とを備え
る。これら各脚部９、９は、互いに直列に配置した第
一、第二のリンク素子５、６と、これら第一、第二のリ
ンク素子５、６の間部分に設けた伸縮機構７、７とを備
える。そして、上記移動台３の隅部複数個所と上記各第
一のリンク素子５、５の上端部との間部分、及び、上記
固定台２の隅部複数個所と上記各第二のリンク素子６、
６の下端部との間部分に、それぞれ揺動軸受８、８を設
けている。

【０００３】上記各伸縮機構７、７は、例えば図示の様
に、上記各第一のリンク素子５、５の下端部に結合固定
したピストン１０、１０と、上記各第二のリンク素子
６、６の上端部に結合固定したシリンダ１１、１１とか
ら構成する。そして、これら各シリンダ１１、１１内
を、図示しない給排装置に通じさせ、この給排装置から
上記各シリンダ１１、１１内に圧縮空気等の作動流体を
給排する事により、上記各脚部９、９の全長を伸縮させ
る様にしている。上記給排装置による各シリンダ１１、
１１内への作動流体の給排は、図示しない制御器により
制御している。又、上記各揺動軸受８、８は、上記移動
台３又は固定台２の隅部複数個所を、上記各第一のリン
ク素子５、５又は各第二のリンク素子６、６の端部に対
して、揺動変位を自在に支持している。

【０００４】上述の様な移動装置１の使用時には、上記
給排装置により上記各シリンダ１１、１１内に作動流体
を給排する。この様な作動流体の給排により、上記各脚
部９、９の全長が、所定の長さ分伸張又は収縮し、これ
に伴って、上記移動台３の上記固定台２に対する傾斜角
度及び高さが変化する。従って、この移動台３の上面に
試料等の載置物１２を載置すれば、空間上で所定位置か
ら別の所定位置にこの載置物１２を移動すると共に、こ
の載置物１２を所定の向きに傾けた状態とし、又は、傾
けた載置物１２を水平な状態とする事ができる。

【０００５】上述の様な移動装置１を構成する揺動軸受
８、８として従来から、球体部と、この球体部の外側に
設けこの球体部との滑りを自在とする部分球面部をその
内面に設けた球形部とから成る、所謂ボール継手を用い
たものが多く使用されている。この様なボール継手を用
いた揺動軸受の場合、構造が単純である為、安価に造れ
るが、内側の球体部と、外側の球形部との接触部が滑り
状態となる為、この接触部が摩耗し易く、耐久性を十分
に確保する事が難しい。

【０００６】又、この様なボール継手を用いたものは、
全体を鍛造加工で造る為に、摺動部分の形状を高精度に
する事が難しく、又、上記球体部と球形部とを緩く接触
させる為、剛性を十分に確保する事が難しい。この為、
軸受の全長が負荷の変動に伴って伸縮したり、この軸受
を用いたパラレルリンク機構の運動精度を十分に確保で
きなくなる可能性がある。又、この様な軸受は、上記球
体部の外側の大半部を上記球形部が覆う構造となる為、
軸受の全長が大きくなる事が避けられず、このパラレル
リンク機構を用いた移動装置の大型化を招く原因とな
る。

【０００７】又、上記各揺動軸受８、８の代わりに、複
数の転がり軸受を組み込んだ継手装置を使用する事も、
従来から行なわれている。但し、上記移動台３又は固定
台２の隅部を、上記第一のリンク素子５又は第二のリン
ク素子６の端部に対して揺動変位を自在に支持する為に
は、上記各継手装置に少なくとも３個の転がり軸受を組
み込む必要がある。この為、これら各継手装置が大きく
なる事が避けられず、パラレルリンク機構を用いた移動
装置の大型化を招く原因となる。又、各揺動支持部の剛
性を確保する為には、これら各揺動支持部に設ける継手
装置を構成する各転がり軸受の内部隙間を調整する必要
があり、組み付け作業が面倒になる。

【０００８】又、特許２５５６８２０号公報、同２５８
９２７６号公報に記載されている、球体の外面と球状ハ
ウジングの内面との間に複数個の玉を設けた転がり軸受
を、上記各揺動軸受８、８として利用する事も考えられ
る。但し、これら各公報に記載された転がり軸受を用い
た場合でも、やはり揺動軸受の全長が大きくなる事が避
けられない。又、この転がり軸受を用いた場合、複数の
玉を球状ハウジングの内部に組み込む作業が面倒であ
る。又、軸受の剛性を確保する為に設定する予圧は、こ
れら複数の玉と、これら複数の玉と接触する、球体の外
面及び球状ハウジングの内面との形状精度に影響を受け
る為、この予圧を適正に確保した軸受を安定して造るの
は難しい。又、上記軸受に組み込む玉の数が少ない場合
には、これら各玉の配置が上記軸受内で何れかの側に片
寄って、この軸受の剛性が不均一になる可能性がある。

【０００９】又、特許２６１４４３０号公報、又は特開
平１１−１２５２３７号公報に記載された軸受を用い
て、上記各揺動軸受８、８とする事も考えられる。即
ち、これら各公報には、２個の部材を一体に結合し、内
面を部分球面状にした外輪と、この外輪の内側に配置し
た球体部との間に、複数の玉を設け、これら各玉を保持
器により転動自在に保持した軸受が記載されている。こ
の様な軸受を用いた場合、上記各玉の組み込み性が比較
的良好になり、しかも、これら各玉の配置が軸受の内部
で何れかの側に片寄って、この軸受の剛性が不均一にな
る事をなくせる。但し、この軸受の剛性を確保する為に
設定する予圧を適正値とした軸受を安定して造るのは、
やはり難しい。

【００１０】又、特開２０００−２３０５４６号公報に
は、自動調心玉軸受の構造を応用した揺動軸受が記載さ
れている。この公報に記載された揺動軸受の場合には、
揺動軸受の剛性を確保する為に設定する予圧を適正値と
した軸受を安定して造る事が容易になる等、種々の効果
を得られる。但し、この公報に記載された揺動軸受の場
合、固定台２又は移動台３の隅部を、上記各第一のリン
ク素子５、５又は各第二のリンク素子６、６の端部に対
して揺動させる際に、内部に組み込んだ各玉と外輪の内
周面との接触部が滑り状態となる為、揺動トルクの低減
や、十分な耐久性の確保を図るのには、未だ改良の余地
がある。

【００１１】この様な事情に鑑みて本発明者は先に、特
願２０００−３８４６３１号に開示されている様な揺動
軸受を考えた。この揺動軸受は、内輪と、外輪と、複数
のボールとを備える。そして、上記内輪と外輪とのう
ち、少なくとも一方の軌道輪の軸方向各半部毎の周面
に、断面が円弧形である係合溝を複数本、円周方向に関
して間欠的に、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成
している。又、上記各係合溝の底面と、この底面が直径
方向に対向する相手面との間隔を、軸方向に関して均一
にしている。そして、上記複数のボールは、上記各係合
溝と相手面との間に、これら各係合溝毎に１個ずつ設け
ると共に、これら各係合溝と上記相手面とに沿う転動を
自在としている。

【００１２】この様な特願２０００−３８４６３１号に
開示された揺動軸受によれば、上述した様な構造で生じ
る問題を何れもなくせる。即ち、外輪を支持した部材に
対する内輪を支持した部材の揺動を、複数のボールの転
動により行なえる為、剛性及び耐久性を十分に確保でき
ると共に、揺動トルクの低減を図れる。特に、剛性に就
いては、ラジアル剛性は勿論、アキシアル剛性も十分に
確保できる。又、適正な予圧を確保した揺動軸受を安定
して造る事が容易になる。更に、揺動軸受の全長を小さ
くして、この揺動軸受を組み込んだ装置の小型化を図れ
ると共に、上記各ボールの組み込み作業を容易に行なえ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述の様な特願２００
０−３８４６３１号に開示された先発明の構造を製造す
る際に、中実状の棒鋼等の素材に切削加工を施して、全
体を円環状に形成すると共に、この素材の外周面又は内
周面に複数の係合溝を形成する事が考えられる。例え
ば、上記素材を加工する際に、ボールエンドミル等の加
工工具を装着した、所謂５軸制御のマシニングセンタを
用いて、数値制御しつつ上記素材を加工する。

【００１４】但し、中実状の素材に切削加工を施して円
環状の素材を造った後、この素材の周面に複数の係合溝
を形成する場合には、中実状の素材から除去すべき材料
の量が多くなり、材料費が嵩むだけでなく、加工時間が
長くなり、揺動軸受のコストが嵩む原因となる。本発明
は、この様な事情に鑑みて、小型且つ高性能な揺動軸受
を、安価に得るべく発明したものである。

【００１５】

【課題を解決する為の手段】本発明の製造方法により造
る揺動軸受は、支持部材とリンクとのうちの一方の部材
に結合固定される内輪と、この内輪の外周面に設けられ
た、球の両端を切断した場合にその外周面の少なくとも
一部となる形状を有する部分球面部と、上記内輪の周囲
に設けられ、上記支持部材とリンクとのうちの他方の部
材に結合固定される、その内周面を上記部分球面部と同
心の外側部分球面部とした外輪と、この外輪と上記内輪
とのうち、少なくとも一方の軌道輪の軸方向各半部毎の
周面の円周方向複数個所に間欠的に、それぞれ円周方向
に対し直角方向に形成された、断面円弧形でその底面と
この底面が直径方向に対向する相手面との間隔が軸方向
に関して均一となる係合溝と、これら各係合溝と相手面
との間に、これら各係合溝毎に、それぞれがこれら各係
合溝と上記相手面とに沿う転動を自在として設けられた
複数のボールとを備える。

【００１６】特に、本発明の揺動軸受の製造方法に於い
ては、上記係合溝を有する軌道輪を製造する際に、素材
に鍛造加工を施し、又は金属粉末を燒結成形する事によ
り、全体が円環状のリング素材を造った後、このリング
素材の外周面又は内周面に研磨加工を施す事により上記
係合溝を形成する。

【００１７】又、請求項２に記載した揺動軸受の製造方
法に於いては、それぞれが鋼製である内輪及び外輪の各
部を所定の寸法及び形状に形成した後、これら内輪の外
周面と外輪の外周面との間に、表面に窒化処理を施した
鋼製の、又はセラミック製の複数のボールを組み込む。

【００１８】

【作用】上述の様に構成する本発明の揺動軸受の製造方
法によれば、係合溝を有する軌道輪を製造する際に、こ
の軌道輪の加工の際に除去すべき材料の量を少なくでき
る。この為、材料費の低減を図れると共に、加工時間を
短くできて、揺動軸受のコスト低減を図れる。

【００１９】更に、請求項２に記載した揺動軸受の製造
方法によれば、得られた揺動軸受の耐フレッチング性の
向上を図れて、この揺動軸受のメンテナンスを要する迄
の期間を十分に確保できると共に、十分な剛性の確保を
図れる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。先ず、本例の製造方法により得
る揺動軸受８の構造に就いて説明する。この揺動軸受８
は、パラレルリンク機構の揺動支持部に用いるものであ
って、内輪１３と、この内輪１３の周囲に設けた外輪１
５と、複数のボール１７、１７とから成る。このうち、
内輪１３の外周面には、球の両端を切断した場合にその
外周面となる形状を有する、部分球面部１４を設けてい
る。そして、上記内輪１３を、第一のリンク素子５又は
第二のリンク素子６（図５参照）の端部に、外嵌固定自
在としている。

【００２１】又、上記外輪１５は、それぞれが円環状で
ある、第一の外輪素子１８と、第二の外輪素子１９と
を、互いに同心に重ね合わせた状態で結合固定して成
る。このうちの第一の外輪素子１８の外径は、第二の外
輪素子１９の外径よりも大きい。従って、上記第一、第
二の両外輪素子１８、１９を結合して上記外輪１５を構
成した状態で、この外輪１５の外周面で上記第一の外輪
素子１８に対応する部分には、直径方向外方に突出する
フランジ部２０が、全周に亙り形成される。尚、上記第
一、第二の各外輪素子１８、１９の円周方向複数個所
（図示の例では６個所）で互いに整合する位置には結合
孔１６ａ、１６ｂを、それぞれ上記各外輪素子１８、１
９を軸方向に貫通する状態で形成している。そして、上
記第一、第二の各外輪素子１８、１９を重ね合わせた状
態で、上記各結合孔１６ａ、１６ｂに複数のボルト（図
示せず）を挿通する事により、上記両外輪素子１８、１
９同士を結合している。

【００２２】一方、上記外輪１５の内周面で軸方向各半
部毎に存在する、上記第一、第二の各外輪素子１８、１
９の互いに整合する部分に、断面が円弧形である係合溝
２１ａ、２１ｂをそれぞれ６本ずつ（合計１２本）、円
周方向に関して間欠的に且つ等間隔に、それぞれ円周方
向に対し直角方向（図１、３の左右方向、図２の表裏方
向）に形成している。これら各係合溝２１ａ、２１ｂの
底面２４、２４は、請求項１に記載した相手面である、
上記部分球面部１４の曲率中心ｏをその中心とする、単
一の仮想球面上に位置させている。又、本例の場合、上
記各係合溝２１ａ、２１ｂを、上記第一の外輪素子１８
と第二の外輪素子１９とで互いに円周方向同位置に（円
周方向に関する位相を一致させた状態で）設けている。
そして、上記各係合溝２１ａ、２１ｂと上記部分球面部
１４の外周面との間に、これら各係合溝２１ａ、２１ｂ
毎に鋼製のボール１７、１７を１個ずつ、それぞれこれ
ら各係合溝２１ａ、２１ｂ及び部分球面部１４の外周面
に沿う転動を自在として設けている。従って、本例の場
合には、上記外輪１５の内周面と内輪１３の外周面との
間の円周方向同位置に、それぞれ２個ずつのボール１
７、１７が存在する。尚、上記各係合溝２１ａ、２１ｂ
の底面２４、２４の曲率半径と、上記部分球面部１４の
曲率半径との差は、上記各ボール１７、１７の直径と等
しいか、若しくはこれよりも僅かに小さくしている。
又、上記外輪１５の内周面で上記各係合溝２１ａ、２１
ｂから外れた部分には、上記部分球面部１４と同心の外
側部分球面部２８を形成している。

【００２３】又、前記揺動軸受８の使用時に、上記内、
外両輪１３、１５同士が揺動しても、この揺動は後述す
る様に一定の範囲内に制限している。そして、この範囲
内で上記外輪１５が上記内輪１３に対し揺動しても、上
記各ボール１７、１７は、上記部分球面部１４の外周面
で上記内輪１３の中心軸ａからの直径方向の長さが最大
となる、最大外径部２２を越えて転動する事がない様に
している。従って、揺動軸受８の使用時に、上記各ボー
ル１７、１７は常に、これら各ボール１７、１７毎に定
められた、上記最大外径部２２に関して何れか一方の側
にのみ位置する。従って、上記外輪１５と上記内輪１３
との間に何れの方向のアキシアル荷重が加わった場合で
も、上記各ボール１７、１７のうち、上記最大外径部２
２に対して何れかの側（アキシアル荷重の作用方向と反
対側）に存在する半分のボール１７、１７が圧縮方向の
力を受けて、上記アキシアル荷重を支承する。

【００２４】又、本例の場合には、上記外輪１５の外周
面に設けたフランジ部２０の円周方向複数個所（図示の
例では６個所）に取付孔２３、２３を、それぞれこのフ
ランジ部２０を軸方向に貫通する状態で形成している。
これら各取付孔２３、２３には、支持部材である固定台
２又は移動台３（図５参照）に上記フランジ部２０を固
定する為のボルト（図示せず）を、それぞれ挿通自在と
している。更に、本例の場合には、前記揺動軸受８の内
部、即ち、上記外輪１５の内周面と上記内輪１３の外周
面との間で上記各ボール１７、１７を設置した空間内
に、図示しない固形油を設けている。そして、この固形
油により、上記各ボール１７、１７の転動部分の潤滑を
行なわせる様にしている。この様な固形油として、例え
ば合成樹脂と潤滑剤とを混合したものを固化して成る潤
滑剤含有ポリマーの他、従来から知られている各種のも
のを使用できる。

【００２５】上述の様に構成する揺動軸受８は、前述の
移動装置１を構成する、第一のリンク素子５又は第二の
リンク素子６の端部と、移動台３又は固定台２（図５参
照）の隅部複数個所との間に設ける。この為に、本例の
場合には、前記外輪１５に設けたフランジ部２０と、上
記移動台３又は固定台２の隅部とを、上記各取付孔２
３、２３を挿通した複数本のボルト（図示せず）により
結合固定する。そして、前記内輪１３を、上記第一のリ
ンク素子５又は第二のリンク素子６の端部に外嵌固定す
る。

【００２６】特に、本発明の揺動軸受の製造方法の場合
には、内周面に前記複数の係合溝２１ａ、２１ｂを設け
た、上記外輪１５を製造する方法を工夫している。即
ち、本発明では、この外輪１５を製造する際に、先ず、
この外輪１５を構成する第一、第二の外輪素子１８、１
９を構成する為の、２個の鋼製の素材に鍛造加工を施
し、又は鋼粉末を燒結成形する事により、それぞれ全体
が円環状で、内周面に外側部分球面部２８の半部を形成
した、２個のリング素材を造る。そして、これら各リン
グ素材の内周面に研摩加工を施す事により、複数の係合
溝２１ａ、２１ｂを形成して、上記第一、第二の外輪素
子１８、１９を造る。そして、この様にして造った第
一、第二の外輪素子１８、１９を、互いに重ね合わせた
状態で結合して、上記外輪１５とする。

【００２７】又、上記内輪１３を製造する際には、鋼製
の素材に鍛造加工を施し、又は鋼粉末を燒結成形する事
により、全体が円環状のリング素材を造った後、このリ
ング素材の外周面に研摩加工を施して、部分球面部１４
を形成する。そして、上記内輪１３及び外輪１５の各部
を、所定の寸法及び形状に形成した後、上記内輪１３の
外周面と、上記外輪１５の内周面に形成した各係合溝２
１ａ、２１ｂとの間に、複数のボール１７、１７を組み
込む。しかも、本例の場合には、これら各ボール１７、
１７として、鋼材を所定の寸法を有する球形に形成した
後、表面に窒化処理を施したものを組み込んでいる。

【００２８】上述の様に構成する本発明の揺動軸受の製
造方法により得られた揺動軸受８によれば、上記移動台
３又は固定台２の端部複数個所を上記各第一のリンク素
子５又は各第二のリンク素子６の端部に対し、揺動自在
に支持できる。即ち、図３に示す様に、内外両輪１３、
１５同士が揺動して、これら内外両輪１３、１５の中心
軸両軸ａ、ｂ同士が不一致となり、これら両軸ａ、ｂが
角度θ分互いに傾斜する際には、前記各ボール１７、１
７が前記各係合溝２１ａ、２１ｂ及び前記部分球面部１
４の外周面に沿って転動する事により、上記中心軸ａ、
ｂ同士の変位を許容する。尚、この様な内外両輪１３、
１５同士の揺動変位は、第一のリンク素子５又は第二の
リンク素子６の端部が上記外輪１５の一部と衝合する
か、上記各ボール１７、１７が上記各係合溝２１ａ、２
１ｂの外端部に達するか迄行なう事ができる。但し、実
際の一般的な使用状態に於いては、上記両軸ａ、ｂ同士
が角度θ分傾斜しても、上記各ボール１７、１７は上記
部分球面部１４の曲率中心（＝内外両輪１３、１５の揺
動中心）ｏに関して約（０．４×θ）分しか変位しな
い。この為、適宜のストッパ機構を設ければ、上記第一
のリンク素子５又は第二のリンク素子６の端部が上記外
輪１５の一部と衝合する以前に、上記各ボール１７、１
７が上記内外両輪１３、１５の端部に達して、この端部
から外部に脱落する事はない。

【００２９】尚、上記移動台３を上記固定台２に対し総
ての角度に傾斜させ、又は傾斜した移動台３を水平にす
る移動装置１を容易に実現する為に、パラレルリンク機
構を構成する各脚部９（図５参照）の一端部に設ける揺
動支持部では、３自由度を実現できる事が好ましい。例
えば、本例の製造方法により得た揺動軸受８を、上記各
脚部９の他端部である、移動台３の隅部と第一のリンク
素子５の端部との間に設けた場合には、当該揺動支持部
で、上記移動台３の隅部と第一のリンク素子５の端部と
の間で揺動変位のみを自在とした、２自由度を実現でき
る。そして、この場合には、上記各脚部９の一端部であ
る、上記固定台２の隅部と第二のリンク素子６の端部と
の間に設ける揺動軸受８の一部に、上記固定台２の隅部
と第二リンク素子６の端部との間での相対回転を自在と
する構造を設けて、当該揺動支持部で３自由度を実現す
る。この様に、上記各脚部９の一端部の揺動支持部で３
自由度を実現できれば、上記移動台３を上記固定台２に
対し総ての角度に傾斜させ、又は傾斜した移動台３を水
平にする移動装置１を、容易に実現できる。従って、本
例の製造方法により得た揺動軸受８のみにより構成する
揺動支持部は、好ましくは、上記各脚部９の両端部のう
ち、何れかの端部のみに設ける。

【００３０】特に、本発明の揺動軸受の製造方法の場合
には、複数の係合溝２１ａ、２１ｂを有する外輪１５を
製造する際に、第一、第二の外輪素子１８、１９を構成
する２個の素材に鍛造加工を施し、又は金属粉末を燒結
成形する事により、２個の全体が円環状のリング素材を
造っている。そして、これら各リング素材の内周面の円
周方向複数個所に研磨加工を施して、上記複数の係合溝
２１ａ、２１ｂを形成している。従って、本発明によれ
ば、２個の中実状の素材に切削加工を施し、円環状の素
材とした後、この円環状の素材の内周面に係合溝を形成
する場合に比べて、外輪１５の加工の際に除去すべき材
料の量を少なくできる。この為、材料費の低減を図れる
と共に、加工時間を短くできて、揺動軸受８のコスト低
減を図れる。

【００３１】更に、本例の場合には、外輪１５の内周面
と内輪１３の外周面との間に、表面に窒化処理を施した
鋼製のボール１７、１７を複数個組み込んでいる。従っ
て、本発明によれば、得られた揺動軸受８で、これら各
ボール１７、１７の転動面と上記係合溝２１ａ、２１ｂ
及び部分球面部１４との間の接触部が、異種材料同士が
接触した如き状態となり、使用時に、上記各係合溝２１
ａ、２１ｂ及び部分球面部１４にフレッチングを生じに
くくできる。従って、上記揺動軸受８でメンテナンスを
要する迄の期間を十分に確保できると共に、十分な剛性
の確保を図れる。これに対して、それぞれが鋼製である
外輪の内周面と内輪の外周面との間に、表面に窒化処理
を施していない単なる鋼製のボールを組み込んだ揺動軸
受は、使用に伴って上記フレッチングが発生し易い。即
ち、揺動軸受では、上記各ボール１７、１７が、上記各
係合溝２１ａ、２１ｂと部分球面部１４との間の比較的
狭い範囲内で、これら各係合溝２１ａ、２１ｂと部分球
面部１４とに沿って転動しつつ往復する。この為、これ
ら各ボール１７、１７の材料や表面処理に就いて特に考
慮しない場合には、揺動軸受の長期間の使用により、上
記各係合溝２１ａ、２１ｂや部分球面部１４にフレッチ
ングを生じ易くなる。そして、この様にフレッチングを
生じた場合には、揺動軸受の内部隙間が変化して、剛性
が不安定になる。又、比較的早期に著しいフレッチング
が生じる事で、メンテナンスを要する迄の期間が短くな
る。本発明の場合には、上述の様に、上記各ボール１
７、１７として、表面に窒化処理を施した鋼製のものを
組み込んでいる為、使用時に、フレッチングを生じにく
くできて、揺動軸受８でメンテナンスを要する迄の期間
を十分に確保できると共に、十分な剛性の確保を図れ
る。

【００３２】又、本例の製造方法により得られた揺動軸
受８によれば、前述した従来の揺動軸受で生じる問題
を、何れもなくせる。即ち、本発明の製造方法により得
られた揺動軸受８によれば、第一のリンク素子５又は第
二のリンク素子６に対する移動台３又は固定台２の揺動
を、複数のボール１７、１７の転動により行なえる為、
揺動軸受８の剛性及び耐久性を十分に確保する事ができ
る。先ず、本発明の場合には、前述の様に、上記各ボー
ル１７、１７が、ラジアル荷重だけでなく、何れの方向
のアキシアル荷重も効果的に支承する。従って、ラジア
ル剛性だけでなく、アキシアル剛性も十分に高くでき
る。又、本発明の製造方法により得られた揺動軸受８の
場合、この揺動軸受８の剛性を確保する為に、予圧を設
定する必要がある。そして、この予圧は、外輪１５の軸
方向各半部毎の内周面の一部に設けた各係合溝２１ａ、
２１ｂと、内輪１３の外周面に設けた部分球面部１４
と、各ボール１７、１７との、形状精度及び寸法精度に
大きく影響を受ける。一方、これら各係合溝２１ａ、２
１ｂと部分球面部１４と各ボール１７、１７との形状精
度及び寸法精度を確保する事は、比較的容易に行なえ
る。この為、適正な予圧を確保した揺動軸受８を安定し
て造る事は容易である。そして、この様に揺動軸受８に
適正な予圧を付与する事ができれば、上記各ボール１
７、１７と上記係合溝２１ａ、２１ｂ及び部分球面部１
４との間の隙間をなくして、上記揺動軸受８の、ラジア
ル方向及びアキシアル方向の剛性を十分に確保できる。
この結果、この揺動軸受８を組み込んで構成する移動装
置１の剛性及び運動精度を十分に確保する事ができる。

【００３３】尚、この様に揺動軸受８に適正な予圧を付
与する為の調整は、内部に組み込む各ボール１７、１７
の外径を適切に選択する事により行なう。この様な各ボ
ール１７、１７は、従来から玉軸受に組み込んでいるも
のをそのまま使用でき、しかも、この玉軸受に組み込ん
でいるボールには、外径がμｍの単位で異なったものが
ある為、上記調整を行なう事は容易である。又、この様
な調整は、上述した方法以外に、第一の外輪素子１８と
第二の外輪素子１９との間に所定の厚さ寸法を有する間
座を設ける事によっても容易に行なえる。更に、本発明
の製造方法で得られた揺動軸受８の場合には、前記内外
両輪１３、１５同士の揺動を上記複数のボール１７、１
７の転動に基づいて行なう為、この揺動の際に生じる摩
擦力を十分に小さくして、上記移動装置１を作動させる
のに要する駆動力を十分に小さくできる。

【００３４】しかも、本例の場合には、上記各ボール１
７、１７を保持する保持器を設けなくても、これら各ボ
ール１７、１７を前記各係合溝２１ａ、２１ｂにより案
内して転動させる事により、上記揺動を行なう事ができ
る。従って、これら各ボール１７、１７が上記揺動軸受
８内で何れかの側に片寄って、この揺動軸受８の剛性が
不均一になる（特に特定方向のアキシアル剛性が低くな
る）事を防止できる。更に、上記保持器を省略した分、
コスト低減を図れる。

【００３５】更に、上記外輪１５の軸方向各半部の内周
面の円周方向複数個所に設けた係合溝２１ａ、２１ｂ
と、上記部分球面部１４の外周面との間に、上記各ボー
ル１７、１７を上記各係合溝２１ａ、２１ｂ毎に１個ず
つ設けている。この為、これら複数のボール１７、１７
の総数を多く（本例の場合は１２個に）する事ができ
る。そして、前述した様に、何れの方向のアキシアル荷
重に対しても、半分のボール１７、１７が圧縮方向の力
を受けてこのアキシアル荷重を支承する為、アキシアル
剛性が高くなる事と相まって、揺動軸受８の軸受剛性
を、十分に確保できる。しかも、上記各ボール１７、１
７は、上記内輪１３の外周面と外輪１５の内周面との間
でこれら内外両輪１３、１５の軸方向両端寄り部分に組
み込めば済む為、これら各ボール１７、１７の組み込み
作業を容易に行なえる。更に、上記内輪１３の外周面に
設けた部分球面部１４は、球の両端を切断した場合にそ
の外周面となるものである為、外輪１５の内側に設ける
部材を球体状とする場合に比べて、揺動軸受８の全長を
小さくできる。従って、この揺動軸受８を組み込んだパ
ラレルリンク機構を用いた移動装置１の小型化を図れ
る。

【００３６】又、本例の場合には、上記内輪１３を上記
第一のリンク素子５（又は第二のリンク素子６）の端部
に結合固定自在とし、上記外輪１５を上記移動台３（又
は固定台２）の端部に結合固定自在としている。但し、
本発明の場合には、上記内輪１３をこの移動台３（又は
固定台２）の端部に固定した軸に外嵌固定自在とし、上
記外輪１５を上記第一のリンク素子５（又は第二のリン
ク素子６）の端部に結合固定自在とする事もできる。

【００３７】次に、図４は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の製造方法により得る揺動軸受８
ａの場合には、上述した第１例の場合に得る揺動軸受８
（図１等）の場合と異なり、内輪１３の外周面と外輪１
５の内周面との間に、１対の保持器２５、２５を設けて
いる。これら各保持器２５、２５は、合成樹脂を射出成
形する事により、断面が略Ｌ字形で、全体を傾斜円筒状
に造っている。そして、これら各保持器２５、２５を構
成する傾斜円筒部２６の円周方向等間隔の複数個所に、
それぞれの内側に上記各ボール１７、１７を保持自在な
ポケット２７を形成している。

【００３８】そして、上記内輪１３の外周面と上記外輪
１５の内周面との間に上記各保持器２５、２５を配置し
ている。これら各保持器２５、２５に設けた各ポケット
２７の内側には、上記内輪１３及び外輪１５の軸方向各
半部毎に設ける各列のボール１７、１７を、それぞれ１
個ずつ転動自在に保持している。そして、上記各保持器
２５、２５を構成する傾斜円筒部２６、２６の大径側端
縁同士を、互いに突き当てている。更に、第一のリンク
素子５又は第二のリンク素子６に対して、移動台３又は
固定台２（図５参照）を揺動させる際に、上記各保持器
２５、２５が、上記各傾斜円筒部２６、２６の大径側端
縁同士を突き当てた状態で、互いに同期して揺動する様
にしている。

【００３９】又、本例の場合には、上記内輪１３の外周
面と外輪１５の内周面との間に組み込む各ボール１７、
１７を、セラミックにより造っている。そして、揺動軸
受８ａを製造する際に、上記内輪１３及び外輪１５の各
部を所定の形状及び寸法に形成した後、上記内輪１３の
外周面と、上記外輪１５の内周面に形成した係合溝２１
ａ、２１ｂとの間に、上記各ボール１７、１７を組み込
んでいる。

【００４０】上述の様に構成する本例の揺動軸受の製造
方法の場合には、内輪１３の外周面と外輪１５の内周面
との間に、セラミックにより造った複数のボール１７、
１７を組み込んでいる。この為、得られた揺動軸受８ａ
で、上記各ボール１７、１７の転動面と、上記内輪１３
の外周面及び各係合溝２１ａ、２１ｂとの間の接触部
が、異種材料同士が接触した状態となり、使用時に、上
記内輪１３の外周面である部分球面部１４及び各係合溝
２１ａ、２１ｂにフレッチングを生じにくくできる。従
って、上記揺動軸受８ａでメンテナンスを要する迄の期
間を十分に確保できると共に、十分な剛性の確保を図れ
る。

【００４１】尚、本例の場合に得た揺動軸受８ａは、１
対の保持器２５、２５を設ける分、上述した第１例の場
合に得た揺動軸受８に比べて部品コストが嵩む。但し、
本例の場合、揺動軸受８ａを組み立てるべく、内輪１３
の外周面と外輪１５の内周面との間に複数のボール１
７、１７を組み込む作業が容易になる。即ち、この組み
込み作業は、上記内輪１３の外周面と上記外輪１５の内
周面との間に、各ポケット２７内に上記各ボール１７、
１７を組み込んだ上記各保持器２５、２５を組み付ける
だけで良い。各ボール１７、１７毎に、設置位置を独立
して調整する必要はない。この為、上記内輪１３の外周
面と上記外輪１５の内周面との間に上記各ボール１７、
１７を組み込む作業を、前述した第１例の場合よりも更
に容易に行なえて、組み付け性の向上を図れる。

【００４２】又、本例の場合には、上記各保持器２５、
２５を合成樹脂により造っているが、これら各保持器２
５、２５は、鋼鈑等の金属板をプレス成形したり、金属
製の素材から削り出し（切削加工）で造る事もできる。
但し、上記各保持器２５、２５を、合成樹脂を射出成形
して造った本例の場合には、コスト低減を図り易くな
る。その他の構成及び作用に就いては、上述した第１例
の場合と同様である為、重複する説明は省略する。

【００４３】尚、上述した各例では、外輪１５の内周面
に複数の係合溝２１ａ、２１ｂを形成し、内輪１３の外
周面を単なる部分球面部１４としているが、本発明で
は、内輪１３の外周面の軸方向各半部毎に、断面が円弧
形である複数の係合溝を、円周方向に関して間欠的に、
それぞれ円周方向に対し直角方向に形成する事もでき
る。そして、この場合には、外輪１５の内周面を係合溝
を形成しない単なる部分球面部とするか、又は上述した
各例の場合と同様に、上記外輪１５の内周面の軸方向各
半部毎に、複数の係合溝２１ａ、２１ｂを形成する。

【００４４】そして、この様に外周面に複数の係合溝を
形成した内輪１３を製造する際には、鋼等の金属素材に
鍛造加工を施し、又は、鋼等の粉末金属を燒結成形し
て、全体が円環状のリング素材を造った後、このリング
素材の外周面に研磨加工を施して、上記内輪１３の外周
面の複数個所に、上記複数の係合溝を形成する。

【００４５】

【発明の効果】本発明の揺動軸受の製造方法は、以上に
述べた通り構成され作用するので、小型で、且つ、高性
能な揺動軸受を、低コストで得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を、第一のリンク
素子（第二のリンク素子）と結合した状態で示す、図２
のＢ−Ｘ−Ｃ断面図。

【図２】第一のリンク素子（第二のリンク素子）を省略
した状態で示す、図１の右方から見た図。

【図３】内輪が外輪に対して揺動した状態で示す、図１
と同様の図。

【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１のＡ
部に相当する拡大断面図。

【図５】移動装置の１例を示す略斜視図。

【符号の説明】

１ 移動装置 ２ 固定台 ３ 移動台 ５ 第一のリンク素子 ６ 第二のリンク素子 ７ 伸縮機能 ８、８ａ 揺動軸受 ９ 脚部 １０ ピストン １１ シリンダ １２ 載置物 １３ 内輪 １４ 部分球面部 １５ 外輪 １６、１６ｂ 結合孔 １７ ボール １８ 第一の外輪素子 １９ 第二の外輪素子 ２０ フランジ部 ２１ａ、２１ｂ 係合溝 ２２ 最大外径部 ２３ 取付孔 ２４ 底面 ２５ 保持器 ２６ 傾斜円筒部 ２７ ポケット ２８ 外側部分球面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J012 BB03 DB02 EB01 EB14 FB10 HB01 3J101 AA02 AA32 AA43 AA54 AA63 BA55 DA02 EA02 EA41 FA41 FA42 FA44 GA31 3J105 AA22 AA32 AB49 CA33 CE11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部材とリンクとのうちの一方の部材
   に結合固定される内輪と、この内輪の外周面に設けられ
   た、球の両端を切断した場合にその外周面の少なくとも
   一部となる形状を有する部分球面部と、上記内輪の周囲
   に設けられ、上記支持部材とリンクとのうちの他方の部
   材に結合固定される、その内周面を上記部分球面部と同
   心の外側部分球面部とした外輪と、この外輪と上記内輪
   とのうち、少なくとも一方の軌道輪の軸方向各半部毎の
   周面の円周方向複数個所に間欠的に、それぞれ円周方向
   に対し直角方向に形成された、断面円弧形でその底面と
   この底面が直径方向に対向する相手面との間隔が軸方向
   に関して均一となる係合溝と、これら各係合溝と相手面
   との間に、これら各係合溝毎に、それぞれがこれら各係
   合溝と上記相手面とに沿う転動を自在として設けられた
   複数のボールとを備える揺動軸受の製造方法であって、
   上記係合溝を有する軌道輪を製造する際に、素材に鍛造
   加工を施し、又は金属粉末を燒結成形する事により、全
   体が円環状のリング素材を造った後、このリング素材の
   外周面又は内周面に研磨加工を施す事により上記係合溝
   を形成する揺動軸受の製造方法。
2. 【請求項２】 それぞれが鋼製である内輪及び外輪の各
   部を所定の寸法及び形状に形成した後、これら内輪の外
   周面と外輪の外周面との間に、表面に窒化処理を施した
   鋼製の、又はセラミック製の、複数のボールを組み込
   む、請求項１に記載した揺動軸受の製造方法。