JP4278461B2 - 軸受ユニット - Google Patents

Description

本発明は、工作機械、一般組立機類に好適に用いられる軸受ユニットに関し、詳しくは回転方向及び上下方向の２種類の案内機構を備える軸受ユニットの構造に関する。

従来、工作機械、一般組立機類に適用される転がり軸受ユニット５０としては、図５に示したように、ヘッドの回転方向及び上下方向に沿う２種類の案内を針状ころ軸受５１を用いて行うカムフォロアがある。

針状ころ軸受５１は、軸６０上に設けられた軸フランジ６１及び軸受固定輪６２間に挟まれる針状ころ５２と、該針状ころと軸方向に略等しい長さを有する外輪５３とから構成されている。なお、針状ころ５２には保持器は組み込まれない。

上述した従来の針状ころ軸受５１を適用した転がり軸受ユニット５０は、針状ころ５２と軸方向に略等しい長さを有する外輪５３の回転によって、回転方向及び上下方向の２種類の案内動作に対応している。このため、外輪５３の回転部分の滑り、磨耗及び回転ムラ等が生じることで、軸受寿命が短くなり、コスト増大に繋がるという問題があった。

本発明は、回転方向及び上下方向の２種類の案内動作を、磨耗及び回転ムラ等を生じることなくスムースに行うことができ、長寿命化及び低コスト化を図ることができる軸受ユニットを提供することを目的としている。

本発明に係る上記課題は、凹凸カム面を有するカム筒と、前記カム筒の軸心を中心に前記凹凸カム面に倣って回転駆動されるとともに前記カム筒の軸心に沿った上下移動を案内可能な上下案内部を有する供給カップと、外周面に内輪軌道を有する一対の内輪と、内周面に外輪軌道を有する一対の外輪と、前記内輪軌道及び外輪軌道間に転動自在に介在する複数の玉と、該玉をそれぞれ転動自在に保持する保持器と、前記玉に対して少なくとも軸方向一方側に配置されて潤滑剤が充填される内部空間と外部とを仕切るシール部材と、前記一対の内輪間に配置される内輪スペーサと、を有する複列密封玉軸受と、フランジを有し、前記複列密封玉軸受が軸全長の半分以上にわたって配置されると共に、前記複列密封玉軸受が配置されていない部分に固定用のねじ部が形成される軸と、を備え、前記複列密封玉軸受の一方の玉軸受は、前記カム筒の前記凹凸カム面と転動可能に接触するように配置され、前記供給カップの回転運動を案内し、前記複列密封玉軸受の他方の玉軸受は、前記供給カップの前記上下案内部と転動可能に接触するように配置され、前記供給カップの上下運動を案内することを特徴とする軸受ユニットによって達成することができる。

上記構成の複列密封玉軸受を備えた軸受ユニットによれば、一対の玉軸受がフランジを有する軸全長の半分以上にわたって内輪スペーサを介して並列に配置されるとともに、軸の玉軸受の配置されていない部分に固定用のねじ部が形成されている。

したがって、各玉軸受のそれぞれ独立して転がり回転する外輪によって、例えば案内面に沿って移動する機構に必要な２種類の回転運動が可能となり、回転方向及び上下方向の２種類の案内動作に、磨耗及び回転ムラ等を生じることなく対応することができる。

前記軸における前記フランジを挟んで前記玉軸受が配置された側の軸端部には、前記軸の他の部位より拡径された拡径部が設けられることが好ましい。拡径部によって、各玉軸受の内径公差管理等を必要とすることなく、軸からの各玉軸受の軸方向に沿う抜けが確実に防止される。

前記拡径部が、前記軸の他の部位との径方向の寸法差を前記軸端部に向けて徐々に拡大するように、テーパー状に形成されていることが好ましい。テーパー状に形成された拡径部によって、各玉軸受の内径公差管理等を必要とすることなく、軸からの各玉軸受の軸方向に沿う抜けが確実に防止される。

前記拡径部と前記軸の他の部位との径方向の最大寸法差が、半径で約４０μｍであることが好ましい。半径方向に最大で約４０μｍ拡径された拡径部によって、各玉軸受の内径公差管理等を必要とすることなく、軸からの各玉軸受の軸方向に沿う抜けが確実に防止される。

以上説明したように本発明の軸受ユニットによれば、複列密封玉軸受の一方の玉軸受は、カム筒の凹凸カム面と転動可能に接触するように配置され、供給カップの回転運動を案内し、複列密封玉軸受の他方の玉軸受は、供給カップの上下案内部と転動可能に接触するように配置され、供給カップの上下運動を案内する。したがって、回転方向及び上下方向の２種類の案内動作を、磨耗及び回転ムラ等を生じることなくスムースに行うことができ、軸受ユニットの長寿命化及び低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の複列密封玉軸受を備えた軸受ユニットの第１実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の複列密封玉軸受を備えた軸受ユニットの第１実施形態を示す断面図、図２は図１における軸受ユニットを適用した部品挿入装置を示す要部斜視図である。

図１に示すように、第１実施形態の複列密封玉軸受を備えた軸受ユニット１０は、軸方向略中央に軸フランジ１１ａの突設された軸１１が、複列密封玉軸受２０によって回転自在に支持されている。複列密封玉軸受２０は、軸１１上で軸フランジ１１ａより図中左側に配置されている。なお、軸１１上の軸フランジ１１ａより図中右側端部には、固定用の雄ねじからなる軸ねじ部１１ｂが設けられている。

前記複列密封玉軸受２０は、図１中左右一対の玉軸受２１，２２が、該玉軸受２１，２２の内輪２３，２４間に内輪スペーサ２５を介在させた状態で、軸１１上に並列に配置されており、各玉軸受２１，２２の外輪２６，２７が各々独立して転がり回転する構成になっている。

すなわち、前記玉軸受２１，２２は、外周面に内輪軌道２３ａ，２４ａを有する内輪２３，２４と、内周面に外輪軌道２６ａ，２７ａを有する外輪２６，２７と、内輪軌道２３ａ，２４ａ及び外輪軌道２６ａ，２７ａ間に転動自在に介在する複数の玉２８と、該玉２８を転動自在に保持する保持器２９と、グリースを充填する内部空間と外部とを仕切るシール部材３０とを備えている。

前記シール部材３０は、各玉２８に対して軸方向外側、すなわち図１中左側の玉軸受２１では玉２８の図中左側に、かつ図１中右側の玉軸受２２では玉２８の図中右側に各々配置されている。

上述した軸受ユニット１０は、例えば図２に示すような一般組立機類の部品挿入装置４０に適用され、カム筒４１に対する供給カップ４２の回転運動（矢印Ａ方向）及び上下運動（矢印Ｂ方向）を可能にしている。すなわち、軸受ユニット１０は、図２中手前側の玉軸受２１が、カム筒４１の凹凸面４１ａに倣って回転するとともに、図２中向こう側の玉軸受２２が、供給カップ４２の上下案内部４２ａに沿う上下運動を案内するガイドローラとしての機能を果たす。

本実施形態の作用を説明する。

軸受ユニット１０の複列密封玉軸受２０は、各玉軸受２１，２２が軸１１上に並列に組み合わされているとともに、各玉軸受２１，２２の各々独立して転がり回転する外輪２６，２７によって、例えば案内面に沿って移動する機構に必要な２種類の回転運動を可能にしている。

したがって、従来の針状ころ軸受を用いた転がり軸受ユニットの問題点であった滑り、磨耗、トルク増大、回転ムラ等を解消することができる。また、転動体が玉２８であるので、従来の針状ころ軸受では困難であった潤滑グリース溜まり空間を確保することが可能となり、転がり機能の長寿命化を図ることができる。 更に、各玉軸受２１，２２の各外輪２６．２７が各々独立して調心性を有しており、低トルク化及び長寿命化に有利である。

図３は、本発明の複列密封玉軸受を備えた軸受ユニットの第２実施形態を示す断面図であり、図４は、図３の軸受ユニットの要部拡大断面図である。

図３及び図４に示すように、第２実施形態の複列密封玉軸受を備えた軸受ユニット７０において、軸７１におけるフランジ１１ａを挟んで一対の玉軸受２１，２２を配置された側（図３中左側）の軸端部には、軸７１におけるフランジ１１ａより図３中左側の他の部位（以下、軸７１の他の部位という）に比較して拡径された拡径部７２が設けられる。拡径部７２は、軸７１の他の部位との径方向の寸法差を軸端部に向けて徐々に拡大するように形成されている。拡径部７２と軸７１の他の部位との径方向の最大寸法差Ｌは、半径で約４０μｍである。

拡径部７２は、軸端部の端面に形成された六角穴７３に、例えばテーパー形状の工具ポンチ１００を当て、５０Kgf前後の負荷を図３中矢印方向に付与することにより形成される。なお六角穴７３は、軸受ユニット７０を機械装置等にネジ止めする際の工具レンチの差込穴である。

その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。

第１実施形態では、各玉軸受２１，２２の内輪２３，２４と軸１１との締め代により、軸１１からの各玉軸受２１，２２の軸方向抜けを防止しており、締め代は、玉軸受２１，２２内のラジアル隙間が負にならないよう、玉軸受２１，２２の内径公差及び軸１１の外径寸法に基づいて設定されている。

これに対して、第２実施形態では、軸７１の軸端部に設けられた拡径部７２により、軸７１からの各玉軸受２１，２２の軸方向に沿う抜けを防止している。したがって、それぞれの玉軸受２１，２２の内径公差管理等は不要となり、軸受組立時の締め代のバラツキ発生等の可能性もなくなる。

上述したように上記第１及び第２実施形態によれば、軸受ユニット１０，７０の複列密封玉軸受２０において、図１及び図３中左右一対の玉軸受２１，２２が、内輪２３，２４間に内輪スペーサ２５を介在した状態で軸１１，７１の同軸上に並列に配置されており、各玉軸受２１，２２の外輪２６，２７が、各々独立して転がり回転する。したがって、回転方向及び上下方向の２種類の案内動作が、磨耗及び回転ムラ等を生じることなくスムースに行うことができる。これにより、軸受ユニット１０，７０の長寿命化及び低コスト化を図ることができる。

また、上記第２実施形態によれば、軸受ユニット７０の複列密封玉軸受２０において、各玉軸受２１，２２の内径公差管理等を必要とすることなく、軸７１からの各玉軸受２１，２２の軸方向に沿う抜けを確実に防止することができる。

本発明の複列密封玉軸受を備えた軸受ユニットの第１実施形態を示す断面図である。 図１における軸受ユニットを適用した部品挿入装置を示す要部斜視図である。 本発明の複列密封玉軸受を備えた軸受ユニットの第２実施形態を示す断面図である。 図３の軸受ユニットの要部拡大断面図である。 従来の針状ころ軸受を適用した転がり軸受ユニットを示す断面図である。

符号の説明

１０ 軸受ユニット
１１ 軸
１１ａ 軸フランジ
１１ｂ 軸ネジ部
２０ 複列密封玉軸受
２１，２２ 玉軸受
２３，２４ 内輪
２３ａ，２４ａ 内輪軌道
２５ 内輪スペーサ
２６，２７ 外輪
２６ａ，２７ａ 外輪軌道
２８ 玉
２９ 保持器
３０ シール部材
４０ 部品挿入装置
４１ カム筒
４２ 供給カップ

Claims (4)

1. 工作機械及び一般組立機等に使用される軸受ユニットであって、
   凹凸カム面を有するカム筒と、
   前記カム筒の軸心を中心に前記凹凸カム面に倣って回転駆動されるとともに前記カム筒の軸心に沿った上下移動を案内可能な上下案内部を有する供給カップと、
   外周面に内輪軌道を有する一対の内輪と、内周面に外輪軌道を有する一対の外輪と、前記内輪軌道及び外輪軌道間に転動自在に介在する複数の玉と、該玉をそれぞれ転動自在に保持する保持器と、前記玉に対して少なくとも軸方向一方側に配置されて潤滑剤が充填される内部空間と外部とを仕切るシール部材と、前記一対の内輪間に配置される内輪スペーサと、を有する複列密封玉軸受と、
   フランジを有し、前記複列密封玉軸受が軸全長の半分以上にわたって配置されると共に、前記複列密封玉軸受が配置されていない部分に固定用のねじ部が形成される軸と、を備え、
   前記複列密封玉軸受の一方の玉軸受は、前記カム筒の前記凹凸カム面と転動可能に接触するように配置され、前記供給カップの回転運動を案内し、
   前記複列密封玉軸受の他方の玉軸受は、前記供給カップの前記上下案内部と転動可能に接触するように配置され、前記供給カップの上下運動を案内することを特徴とする軸受ユニット。
2. 前記軸における前記フランジを挟んで前記玉軸受が配置された側の軸端部には、前記軸の他の部位より拡径された拡径部が設けられることを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
3. 前記拡径部が、前記軸の他の部位との径方向の寸法差を前記軸端部に向けて徐々に拡大するように、テーパー状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の軸受ユニット。
4. 前記拡径部と前記軸の他の部位との径方向の最大寸法差が、半径で約４０μｍであることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の軸受ユニット。

Images