JP2006071017A - 軸受部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向に隣接して配置された一対の軸受を、部品点数を増大させることなく、且つ干渉させることもなく簡易に組み込むことを可能とする。
【解決手段】第１軸受１１７Ａ及び第２軸受１５２は、その内輪１１７Ａ１、１５２Ａ同士が接触した状態で組み込まれている。第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１の軸方向両端面Ｐ１，Ｐ２は、該第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１以外の部材の軸方向中心Ｂｏに対して非対称とされ、第２軸受１５２側端面Ｐ１の少なくとも一部Ｐ１１が、より第２軸受１５２側に張り出している。
【選択図】図３

Description

本発明は、２つの軸受が軸方向に隣接して配置される軸受部構造に関する。

特許文献１に、図４及び図５に示されるような遊星歯車減速装置が開示されている。

この遊星歯車減速装置１０は、入力軸１２、偏心体１４、２枚の外歯歯車１６（１６Ａ、１６Ｂ）、該外歯歯車１６が内接する内歯歯車１８、及び出力軸（５０）を主な構成要素として備える。前記入力軸１２は、第１、第２支持フランジ５０、６０に組み込まれた軸受５２、６２によって回転自在に両持ち支持されている。なお、この従来例では、第１支持フランジ５０が出力軸として機能している。また、内歯歯車１８の内歯はピン１８Ａで構成されている。

図５に示されるように、各外歯歯車１６は、内歯歯車１８の内歯（ピン１８Ａ）の歯数よりも僅かだけ少ない歯数を有し、該内歯歯車１８に揺動しながら内接噛合するように組み込まれている。また、外歯歯車１６は、該外歯歯車１６を貫通する内ピン孔３０を備え、この内ピン孔３０と、前記第１支持フランジ５０に圧入・固定され該内ピン孔３０に遊嵌する内ピン４０との遊嵌により、外歯歯車１６の自転成分が第１支持フランジ５０側に取り出されるようになっている。なお、内ピン４０の外側には、摺動促進部材として内ローラ４２が配置されている。

モータＭ、伝動歯車１１Ａ，１１Ｂを介して入力軸１２が回転されると、偏心体１４が該入力軸１２と一体的に回転する。偏心体１４の外周は入力軸１２の軸心に対して偏心しているため、入力軸１２が１回回転すると該偏心体１４の外周に装着されている外歯歯車１６が１回揺動する。この結果、内歯歯車１８に対して外歯歯車１６が両歯車１８、１６の歯数差に相当する分だけ相対回転する。この相対回転が、内ピン孔３０、内ローラ４２及び内ピン４０を介して第１支持フランジ（出力軸）５０側に取り出される。外歯歯車１６の揺動成分は、内ピン孔３０と内ピン４０（内ローラ４２）との遊嵌によって吸収される。この結果、（内歯歯車１８と外歯歯車１６の歯数差）／（外歯歯車の歯数）に相当する減速比を実現することができる。

ところで、このような遊星歯車減速装置１０にあっては、軸受と軸受が軸方向に隣接して配置されている構造が見受けられる。

例えば、入力軸１２を支持している軸受５２と、外歯歯車１６Ａを支持している軸受１７Ａなどが軸方向に接して配置されている軸受といえる。

このように、２つの軸受が隣接して配置されている場合、各軸受の軸方向の「がた（遊び）」によって該軸受の構成要素のいずれかが軸方向に移動すると、速度の異なる部材同士が接触し合うようになるため、ときに不具合が発生してしまうことがある。

そのため、この従来例では、例えば軸受１７Ａと軸受５２との間に止め輪４６や押さえ板４７を介在させたり、あるいは第１支持フランジ５０自体に、「干渉規制体」としての機能果たす突起部４８を形成したりして、こうした不具合が発生しないように配慮している。

このような配慮は、第２支持フランジ６０側でも行われている。

特開２００１−１８７９４５号公報

しかしながら、このように、軸受と軸受との間に押さえ板や止め輪を介在させる構造は、部品点数が多くなるだけでなく、組立の手間も多く掛かるようになるため、コスト増大の一因となっていた。

また、第１（第２）支持フランジのような大きな部材に突起部を形成する方法は、当該大きな部材のコストが一層高くなり易くなる上に、当該大きな部材がより専用品化し、他の減速機の部品としての流用、あるいは兼用がし難くなるという問題もあった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、部品点数を減少させると共に組立の手間を簡略化することを可能とし、且つ、大きな部品に突起部などを形成させずに済み、当該大きな部品の専用品化を抑制することのできる軸受部構造を提供することをその課題としている。

本発明は、第１軸受及び第２軸受が軸方向に隣接して配置されている軸受部構造において、前記第１軸受及び第２軸受が、その内輪同士が接触した状態で組み込まれ、且つ、前記第１軸受の内輪の軸方向両端面のうち、第２軸受側端面の少なくとも一部が、第１軸受側端面よりも、該第１軸受の内輪以外の部材の軸方向中心に対して、より遠く離れた面を有していることにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、従来第１、第２軸受の軸方向の位置規制や、干渉規制を行うために第１、第２軸受間に設けられていた押さえ板や止め輪、あるいは大きな支持部材に形成されていた突起等を省略できるので、部品点数及び組み付け工数を削減できる。

また、大きな部材の特殊な設計を必要としないため、当該大きな部材を種々のタイプの減速装置等に適用（流用）するのがより容易となり、シリーズ全体としてのコスト低減も図ることができるようになる。即ち、メーカーが製品としての減速装置に種々のバリエーションを持たせる場合、一般に大きな部材はできる限り共用化するというのが基本的な設計手法として存在するが、本発明は、この手法によるコスト低減効果をより促進することができる。

更には、本発明は、一方の軸受の内輪の僅かな設計変更のみで実現できるため、種々の減速装置の微妙な寸法の違いにも柔軟に対応できるという利点も得られる。

部品点数を減少させると共に組立の手間を簡略化することを可能とし、且つ、そのための設計変更を最小限に抑え、全体としてのコスト低減を図ることができる。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態の例を詳細に説明する。

図１は、図４相当の縦断面図であり、本発明の実施形態の一例に係る軸受部構造が適用された遊星歯車減速装置が示されている。

この遊星歯車減速装置１１０は、入力軸１１２、偏心体１１４、３枚の外歯歯車１１６、内歯歯車１１８、及び出力軸（１５０）を主な構成要素として備える。なお、この実施形態では、第１支持フランジ１５０が出力軸として機能している。

前記入力軸１１２は、第１、第２支持フランジ１５０、１６０に組み込まれた軸受１５２、１６２によって回転自在に両持ち支持されている。この軸受１５２、１６２が、本実施形態における第２軸受にそれぞれ相当している（後述）。入力軸１１２は、中央に大径の中空部１１２Ａを備え（ホロー構造）、図示せぬモータのモータ軸とスプライン１１２Ｂを介して連結されている。

前記偏心体１１４は、入力軸１１２と一体的に成形されている。偏心体１１４は、３枚の外歯歯車１１６の軸方向位置に対応して３つの偏心部１１４Ａ〜１１４Ｃを備える。各偏心部１１４Ａ〜１１４Ｃの外周の中心ＯｅＡ〜ＯｅＣは、それぞれ入力軸１２の軸心Ｏｉに対してΔＥだけ偏心している。また、各偏心部１１４Ａ〜１１４Ｃの偏心位相は互いに１２０度ずれている。

前記３枚の外歯歯車１１６（１１６Ａ〜１１６Ｃ）は、軸方向に並べて配置されている。外歯歯車１１６が軸方向に３枚並列に配置されているのは、伝達容量の増大を意図したためである。各外歯歯車１１６Ａ〜１１６Ｃは、隣接する外歯歯車１１６と対向する面において帯状（リング状）に突出する凸部１８０を備える。

各外歯歯車１１６Ａ〜１１６Ｃは、偏心体１１４の各偏心部１１４Ａ〜１１４Ｃに軸受１１７Ａ〜１１７Ｃを介してそれぞれ回転自在に装着されている。このうち、軸受１１７Ａ、１１７Ｃが本発明における第１軸受に相当している（後述）。軸受１１７Ａ〜１１７Ｃは、入力軸１１２を支持している軸受１５２、１６２に挟持されることによってその軸方向の位置決めがなされている。

各外歯歯車１１６は、該外歯歯車１１６を貫通する内ピン孔１３０を備える。また、前記内歯歯車１１８は、遊星歯車減速装置１１０のケーシング１１１と一体化されている。ケーシング１１１は、この実施形態では外部部材に固定されている。内歯歯車１１８の内歯１１８Ａは、具体的にはローラ状のピンによって構成されている。

前記第１支持フランジ１５０及び第２支持フランジ１６０は、ボルト１５５によって連結され、軸受１５４、１６４によってケーシング１１１にそれぞれ回転自在に支持されている。第１支持フランジ１５０には駆動対象である外部機器（図示略）が、図示せぬボルト等を用いて連結可能とされている。また、第１支持フランジ１５０は内ピン１４０を、（自身の一部として）一体的に備える。各内ピン１４０の外周には内ローラ１４２が回転自在に装着されている。即ち、内ピン孔１３０と内ピン１４０は、具体的にはこの内ローラ１４２を介して動力伝達を行う構成とされている。

なお、図２の符号１８２は、外歯歯車１１６の前記凸部１８０の一部に形成したオイル流入溝（切欠き部）、図１の符号１８７はシール部材である。

ここで、軸受１１７Ａと軸受１５２、及び、軸受１１７Ｃと軸受１６２との間において、それぞれ本発明が適用されている。軸受１１７Ｃと軸受１６２との構造は、軸受１１７Ａと軸受１５２との構造に対し対称である。そのため、便宜上軸受１１７Ａと軸受１５２の側に着目して説明を行う。軸受１１７Ａが第１軸受、軸受１５２が第２軸受にそれぞれ相当しているため、以降軸受１１７Ａを第１軸受１１７Ａ、軸受１５２を第２軸受１５２と称する。

図３に示されるように、第１軸受１１７Ａは、内輪１１７Ａ１、ローラ１１７Ａ２、及び該ローラを保持するリテーナ１１７Ａ３を有する。リテーナ１１７Ａ３は、ローラ１１７Ａ２の一部を外歯歯車１１６Ａ側に臨ませるための開口Ｓａを有している。また、外歯歯車１１６が該第１軸受１１７Ａの外輪として機能している。即ち、外歯歯車１１６も、第１軸受１１７Ａの一構成要素である。

一方、第２軸受１５２は、内輪１５２Ａ，ボール１５２Ｂ及び外輪１５２Ｃを有する。

第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１は、入力軸１１２上の偏心体１１４の偏心部１１４Ａに固定されている。また、第２軸受１５２の内輪１５２Ａも入力軸１１２に固定されている。両内輪１１７Ａ１及び１５２Ａは、直接接触している。

ここで、第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１の端面Ｐ１、Ｐ２は、該第１軸受１１７Ａの内輪以外の部材の（中立位置における）軸方向中心（面）Ｂｏに対して非対称とされている。より具体的には、第１軸受１１７Ａの第２軸受１５２側の端面Ｐ１の一部が該第２軸受１５２側にδＬ１だけ張り出した張り出し面Ｐ１１とされている。すなわち、中心Ｂｏから端面Ｐ２までの距離はＬ１であるが、中心Ｂｏから端面Ｐ１の張り出し部Ｐ１１までの距離はＬ１＋δＬ１とされている。換言するならば、第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１の軸方向両端面Ｐ１、Ｐ２のうち、第２軸受１５２側の端面Ｐ１の一部が、第１軸受１１７Ａ側の端面Ｐ２よりも中心Ｂｏに対して、より遠く離れた張り出し面Ｐ１１となっているということである。

この張り出しの趣旨は、「第１軸受１１７Ａを構成する部材のいずれか」と、「第２軸受１５２を構成する部材のいずれか」が、互いに最も接近したときにおいても接触しないように、当該部材間に所定の軸方向隙間を確保することにある。一般的には、内輪同士が接触した状態で配置されている場合、機能上最も接近し得るのは外輪同士となるが、各軸受の構成、或いは組み込み態様によっては、別の部材同士が最も接近し得る部材となる場合がある。

実際、本実施形態の場合、干渉する恐れのある部材として考えられるのは、第１軸受１１７Ａのリテーナ１１７Ａ３と第２軸受１５２の外輪１５２Ｃである。そこで、第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１の第２軸受側端面Ｐ１の張り出し面Ｐ１１を、該第１軸受１１７Ａの内輪以外の部材の（中立状態における）軸方向中心Ｂｏに対して、第２軸受１５２側にδＬ１だけ張り出した形状としたものである。

本実施形態においては、第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１の第２軸受１５２側の端面Ｐ１のうち、第２軸受１５２の外輪１５２Ｃに近い部分が、該第２軸受１５２の内輪１５２Ａに当接している部分（張り出し部Ｐ１１）よりも中心Ｂｏ側に後退し、結果として段差Ｋが形成された形状とされている。これは、本実施形態の場合、第１軸受１１７Ａが、偏心体１１４の偏心部１１４Ａ上に組み込まれているので、その円周方向のある部分の位相によっては、第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１と第２軸受１５２の外輪１５２Ｃとが干渉するのを避けるためである。

次に、この遊星歯車減速装置１１０の作用を説明する。

図１、図２を参照して、図示せぬモータ軸の回転により、入力軸１１２が回転すると、該入力軸１１２と一体化されている偏心体１１４が回転する。偏心体１１４の外周は入力軸１１２の軸心Ｏｉに対してΔＥだけ偏心されているため、該偏心体１１４の回転により軸受１１７Ａ〜１１７Ｃを介して３枚の外歯歯車１１６がそれぞれ１２０度の位相差をもって内歯歯車１１８に内接しながら揺動回転する。この例では、内歯歯車１１８がケーシング１１１と一体化され、かつ外部部材に固定されているため、入力軸１１２が１回回転することによって外歯歯車１１６が１回揺動回転すると、該外歯歯車１１６は、内歯歯車１１８に対して両歯車１１６、１１８の歯数差に相当する分だけ相対的に回転（自転）することになる。

この相対回転は、内ピン孔１３０、内ローラ１４２、及び内ピン１４０を介して第１、第２支持フランジ１５０、１６０側に取り出される。外歯歯車１１６の揺動成分は、内ピン孔１３０と内ピン１４０（内ローラ１４２）との遊嵌によって吸収される。この結果、（内歯歯車１１８と外歯歯車１１６の歯数差）／（外歯歯車の歯数）に相当する減速比を僅か一段で実現することができる。

この実施形態に係る遊星歯車減速装置１１０においては、第１支持フランジ１５０と駆動対象である外部機器（図示略）とを、図示せぬボルト等を用いて連結するようにしてあるため、結局、該第１支持フランジ１５０を介して外部機器を駆動することができる。

なお、第１支持フランジ１５０を固定して、ケーシング１１１自体を出力部材（いわゆる枠回転構造）として活用することも可能である。この場合には、前記内ピン１４０（及び内ローラ１４２は、外歯歯車１１６の自転を拘束する機能を提供することになる。

各外歯歯車１１６Ａ〜１１６Ｃは、隣接する外歯歯車と対向する面においてその歯形部分を含む最外周部に帯状に突出する凸部１８０を備えるため、各外歯歯車１１６Ａ〜１１６Ｃの軸方向の位置規制に当たって差し輪等を必要としない。

ここで、図３を参照して、第１軸受１１７Ａの第２軸受１５２側の端面Ｐ１の一部Ｐ１１が第２軸受１５２側に張り出しているため、第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１と第２軸受１５２の内輪１５２Ａが直接接触した状態で組み込まれているにも拘わらず、第１軸受１１７Ａと第２軸受１５２は、その如何なる部材が最大限に相手軸受側に寄ったとしても、干渉による不具合が発生することはない。

又、第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１は、その第２軸受側端面Ｐ１のうち、第２軸受１５２の外輪１５２Ｃに近い部分が、該第２軸受１５２の内輪１５２Ａに当接している部分（張り出し部）Ｐ１１よりも中心Ｂｏ側に後退した形状とされている。そのため、当該遊星歯車減速装置１１０の構造上、第１軸受１１７Ａは半径方向に偏心して組み込まれているが、該第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１が第２軸受１５２の外輪１５２Ｃと干渉することもない。

更には、第１支持フランジ１５０に凸部４８（図５参照）等を設けたりする必要がないため、該第１支持フランジ１５０の製造がより容易となる。また、止め輪４６や押さえ板４８等も不要であるため、構造が簡素化された分、減速装置１１０自体の組付けも容易である。また、第１支持フランジ１５０のような大型部品の構造が簡素化されるというのは、減速装置１１０をシリーズ化してさまざまなバリエーションを構築する際にも有利である。

本実施形態の場合、特殊な形状を有しているのは、第１軸受１１７Ａの内輪１１７Ａ１のみであり、このための設計変更は小さい。また、この内輪１１７Ａ１は、組み込みの方向を反転することにより、軸受１１７Ｃの内輪１１７Ｃ１としてもそのまま流用することができる。

なお、上記実施形態においては、第１軸受が半径方向に偏心していることから、その内輪の第２軸受側端面に段差を設け、当該端面の一部のみを第２軸受側に張り出させるようにして、当該内輪と第２軸受の外輪とが干渉するの防止するようにしていたが、このような事情がない場合には、該端面の段差は必ずしも必要ではなく、当該端面全体が第２軸受側に張り出したような形状とされていてもよい。

また、上記実施形態においては、本発明を内接噛合式の遊星歯車減速装置に適用した例が示されていたが、本発明の適用は、この例に限定されない。

一対の軸受が軸方向に隣接して配置されているような構造を有するあらゆる装置に適用可能である。

本発明の実施形態の一例が適用された遊星歯車減速装置の縦断面図 図１の矢視II−II線に沿う断面図 図１の矢視III部分の拡大図 従来の遊星歯車減速装置の一例を示す縦断面図 図４の矢視Ｖ−Ｖ線に沿う断面図

符号の説明

１１０…遊星歯車減速装置
１１２…入力軸
１１４…偏心体
１１７Ａ、１１７Ｃ…第１軸受
１１７Ａ１…内輪
１１７Ａ２…ローラ
１１７Ａ３…リテーナ
Ｐ１、Ｐ２…端面
１１６…外歯歯車（第１軸受の外輪）
１１８…内歯歯車
１３０…内ピン孔
１４０…内ピン
１５０…第１支持フランジ（出力軸）
１５２、１６２…第２軸受
１６０…第２支持フランジ

Claims (4)

1. 第１軸受及び第２軸受が軸方向に隣接して配置されている軸受部構造において、
   前記第１軸受及び第２軸受が、その内輪同士が接触した状態で組み込まれ、且つ、
   前記第１軸受の内輪の軸方向両端面のうち、第２軸受側端面の少なくとも一部が、第１軸受側端面よりも、該第１軸受の内輪以外の部材の軸方向中心に対して、より遠く離れた面を有している
   ことを特徴とする軸受部構造。
2. 請求項１において、
   前記第１軸受が、摺動対象自体がその外輪を兼ねるリテーナ付きの軸受である軸受部構造。
3. 請求項２において、
   前記外輪を兼ねる摺動対象が、揺動内接噛合式の遊星歯車装置の外歯歯車である軸受部構造。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記第１軸受の内輪の第２軸受側端面のうち、第２軸受の外輪に近い部分が、該第２軸受の内輪に当接している部分よりも、前記軸方向中心側に後退していることを特徴とする軸受部構造。

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