JP2018071641A

JP2018071641A - Ball bearing

Info

Publication number: JP2018071641A
Application number: JP2016211341A
Authority: JP
Inventors: 市川　健一; Kenichi Ichikawa; 健一市川
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-05-10

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of local stress in a cage of a ball bearing provided between a flexible spline and an elliptical cam of a wave motion gear reducer.SOLUTION: A cage 10 has a structure of five pieces separated in a circumferential direction. Respective circumferential angles θ-θcorresponding to lengths of the separated pieces 21-25 in the circumferential direction are less than 90°.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、玉軸受に関し、特に、波動歯車減速機に備わる楕円状カムとフレクスプラインとの間に介在するものに関する。 The present invention relates to a ball bearing, and more particularly, to a ball bearing interposed between an elliptical cam and a flexspline provided in a wave gear reducer.

波動歯車減速機は、サーキュラスプラインと、フレクスプラインと、楕円状カムと、フレクスプラインと楕円状カムとの間に介在する玉軸受を備える。玉軸受は、楕円状カムに嵌合されることにより楕円状に弾性変形させられる。フレクスプラインは、楕円状の玉軸受の外輪によって楕円状に弾性変形させられる。フレクスプラインは、その楕円状の長軸方向の二箇所でサーキュラスプラインに噛み合わされている。楕円状カムの回転と一体に楕円状の玉軸受が回転すると、その回転方向へ楕円状の長軸方向の向きが変わり、サーキュラスプラインとフレクスプラインの噛み合う位置が回転方向に移動して、フレクスプラインとサーキュラスプラインとの間に相対回転が発生する。その相対回転が減速回転として取り出される（例えば、特許文献１、２）。 The wave gear reducer includes a circular spline, a flexspline, an elliptical cam, and a ball bearing interposed between the flexspline and the elliptical cam. The ball bearing is elastically deformed into an elliptical shape by being fitted into the elliptical cam. The flexspline is elastically deformed into an elliptical shape by an outer ring of an elliptical ball bearing. The flexspline is meshed with the circular spline at two points in the elliptical long axis direction. When the elliptical ball bearing rotates together with the rotation of the elliptical cam, the direction of the major axis of the elliptical shape changes in the direction of rotation, and the meshing position of the circular spline and flexspline moves in the rotational direction. And a relative rotation occurs between the circular spline. The relative rotation is extracted as a deceleration rotation (for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２０１６−１２１７１９号公報JP 2006-121719 A 特開２０１６−１２１７２４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-121724

玉軸受の内輪に形成された軌道溝と、外輪に形成された軌道溝との間に介在する一列の玉は、保持器によって周方向間隔が保持されている。内輪及び外輪が楕円状に変形させられることから、保持器の案内は、転動体案内方式であり、保持器は、内輪及び外輪のように楕円状に変形することがない。このため、楕円状の長軸方向の二箇所では、楕円状の内外の軌道溝を転がる玉が保持器に対して保持器外径側へ変位し、楕円状の短軸方向の二箇所では、玉が保持器に対して保持器内径側へ変位する。この際、長軸位置にある玉と短軸位置にある玉とで保持器が拘束され、局部的に応力が発生する可能性がある。 One row of balls interposed between the raceway groove formed on the inner ring of the ball bearing and the raceway groove formed on the outer ring is held at a circumferential interval by a cage. Since the inner ring and the outer ring are deformed into an ellipse, the guide of the cage is a rolling element guide system, and the cage is not deformed into an ellipse unlike the inner ring and the outer ring. For this reason, at two locations in the elliptical major axis direction, balls that roll on the inner and outer elliptical grooves are displaced toward the cage outer diameter side with respect to the cage, and at two locations in the elliptical minor axis direction, The ball is displaced toward the inner diameter side of the cage with respect to the cage. At this time, the cage is restrained by the ball in the long axis position and the ball in the short axis position, and there is a possibility that stress is locally generated.

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、波動歯車減速機のフレクスプラインと楕円状カムとの間に介在する玉軸受の保持器において、局部的に応力が発生することを防ぐことである。 In view of the above-mentioned background, the problem to be solved by the present invention is to prevent local stress from being generated in a ball bearing retainer interposed between a flex spline of a wave gear reducer and an elliptical cam. That is.

上記の課題を達成するため、この発明は、波動歯車減速機に備わる楕円状カムとフレクスプラインとの間に介在する玉軸受において、前記楕円状カムとの嵌合によって楕円状に変形させられる内輪と、前記内輪の楕円状変形に伴って楕円状に変形させられる外輪と、前記内輪に形成された軌道溝と前記外輪に形成された軌道溝との間に介在する一列の玉と、これら玉間の周方向間隔を保つ保持器とを備え、前記保持器が、周方向に少なくとも五分割され、かつ各分割片の周方向長さに対応の円周角を９０°未満とするように分割されている構成を採用したものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an inner ring that is deformed into an elliptical shape by fitting with the elliptical cam in a ball bearing interposed between the elliptical cam and the flexspline provided in the wave gear reducer. An outer ring that is deformed into an elliptical shape in accordance with the elliptical deformation of the inner ring, a row of balls interposed between the raceway groove formed in the inner ring and the raceway groove formed in the outer ring, and these balls A retainer that maintains a circumferential interval therebetween, and the retainer is divided into at least five portions in the circumferential direction and a circumferential angle corresponding to the circumferential length of each divided piece is less than 90 °. The configuration is adopted.

上記構成によれば、保持器の各分割片は、円周角９０°未満の周方向長さに限られているので、長軸位置の玉と短軸位置の玉とによって拘束されない。このため、保持器に局部的に応力が発生することが防止される。 According to the above configuration, each divided piece of the cage is limited to the circumferential length of less than 90 ° in the circumferential angle, and thus is not restrained by the ball at the long axis position and the ball at the short axis position. For this reason, it is prevented that stress is locally generated in the cage.

保持器の分割数が多くなると、その組立てに手間がかかる。このため、保持器の分割数は、五分割にすることが好ましい。 As the number of divisions of the cage increases, it takes time to assemble the cage. For this reason, it is preferable that the number of divisions of the cage is five.

したがって、この発明は、上記構成の採用により、波動歯車減速機のフレクスプラインと楕円状カムとの間に介在する玉軸受の保持器において、局部的に応力が発生することを防ぐことができる。 Therefore, according to the present invention, by adopting the above configuration, it is possible to prevent local stress from being generated in the ball bearing cage interposed between the flexspline of the wave gear reducer and the elliptical cam.

この発明の実施形態に係る玉軸受を示す正面図Front view showing a ball bearing according to an embodiment of the present invention 図１の玉軸受を備える波動歯車減速機の断面図Sectional view of a wave gear reducer comprising the ball bearing of FIG. 図１の玉軸受の背面図Rear view of the ball bearing in FIG.

この発明の一例としての実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１、２に示す玉軸受１は、波動歯車減速機用のものである。この波動歯車減速機は、サーキュラスプライン２と、フレクスプライン３と、楕円状カム４と、フレクスプライン３と楕円状カム４との間に介在する玉軸受１とを備える。 An embodiment as an example of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The ball bearing 1 shown in FIGS. 1 and 2 is for a wave gear reducer. This wave gear reducer includes a circular spline 2, a flexspline 3, an elliptical cam 4, and a ball bearing 1 interposed between the flexspline 3 and the elliptical cam 4.

玉軸受１は、内輪５と、外輪６と、内輪５の外周に形成された軌道溝７と外輪６の内周に形成された軌道溝８との間に介在する一列の玉９と、これら玉９間の周方向間隔を保つ保持器１０とを備える。両軌道溝７、８間には、通常、奇数個の玉９が配置されている。 The ball bearing 1 includes an inner ring 5, an outer ring 6, a row of balls 9 interposed between a raceway groove 7 formed on the outer periphery of the inner ring 5 and a raceway groove 8 formed on the inner periphery of the outer ring 6, And a cage 10 that maintains a circumferential interval between the balls 9. In general, an odd number of balls 9 are arranged between the raceway grooves 7 and 8.

以下、「軸方向」は、玉軸受１の軸受中心軸（図示省略）に沿った方向のことをいう。玉軸受１の軸受中心軸は、設計上、内輪５、外輪６の各軌道輪の中心軸と同軸に設定され、また、波動歯車減速機の回転軸線と同軸に設定されている。以下、その軸受中心軸に対して直角な方向のことを「径方向」といい、その軸受中心軸回りの円周方向のことを「周方向」という。 Hereinafter, the “axial direction” refers to a direction along the bearing central axis (not shown) of the ball bearing 1. The bearing central axis of the ball bearing 1 is designed to be coaxial with the central axis of each of the race rings of the inner ring 5 and the outer ring 6 and designed to be coaxial with the rotational axis of the wave gear reducer. Hereinafter, a direction perpendicular to the bearing central axis is referred to as a “radial direction”, and a circumferential direction around the bearing central axis is referred to as a “circumferential direction”.

楕円状カム４は、第一軸Ｓ１と一体に周方向に回転可能となっている。フレクスプライン３は、第一軸Ｓ１と同軸に配置された第二軸Ｓ２と一体に周方向に回転可能となっている。 The elliptical cam 4 is rotatable in the circumferential direction integrally with the first axis S1. The flexspline 3 is rotatable in the circumferential direction integrally with the second shaft S2 disposed coaxially with the first shaft S1.

サーキュラスプライン２の内周には、周方向に所定数の歯１１が設けられている。 A predetermined number of teeth 11 are provided in the circumferential direction on the inner periphery of the circular spline 2.

フレクスプライン３は、筒部１２と、筒部１２の軸方向一端に連続する底１３とで形成されたカップ状になっている。筒部１２の内側は、円筒面状に形成されている。筒部１２の軸方向の先端は、フレクスプライン３の開口縁１４になっている。筒部１２の外周には、サーキュラスプライン２の歯１１に噛み合う歯１５が設けられている。フレクスプライン３の歯１５の数は、サーキュラスプライン２の歯１１の数よりも２つ少ない。 The flex spline 3 has a cup shape formed by a cylindrical portion 12 and a bottom 13 that is continuous with one axial end of the cylindrical portion 12. The inside of the cylinder part 12 is formed in a cylindrical surface shape. The tip of the cylinder part 12 in the axial direction is an opening edge 14 of the flexspline 3. On the outer periphery of the cylindrical portion 12, teeth 15 that mesh with the teeth 11 of the circular spline 2 are provided. The number of teeth 15 of the flexspline 3 is two less than the number of teeth 11 of the circular spline 2.

楕円状カム４の外周には、楕円状の嵌め合い面が形成されている。玉軸受１の内輪５は、その楕円状カム４の嵌め合い面に嵌合されることにより、楕円状に弾性変形させられる。この楕円状変形に伴い、外輪６が、玉９を介して押されることにより、楕円状に弾性変形させられる。この状態で玉軸受１の外輪６がフレクスプライン３の筒部１２の内側に圧入されることにより、フレクスプライン３の筒部１２も楕円状に弾性変形させられる。 An elliptical fitting surface is formed on the outer periphery of the elliptical cam 4. The inner ring 5 of the ball bearing 1 is elastically deformed into an elliptical shape by being fitted to the fitting surface of the elliptical cam 4. Along with this elliptical deformation, the outer ring 6 is elastically deformed into an elliptical shape by being pushed through the ball 9. In this state, when the outer ring 6 of the ball bearing 1 is press-fitted inside the cylindrical portion 12 of the flexspline 3, the cylindrical portion 12 of the flexspline 3 is also elastically deformed into an elliptical shape.

楕円状カム４の回転と一体に楕円状の玉軸受１が回転すると、その回転方向へ楕円状の長軸方向の向きが変わり、サーキュラスプライン２の歯１１とフレクスプライン３の歯１５の噛み合う位置が回転方向に移動して、フレクスプライン３とサーキュラスプライン２との間に１周で歯２つ分の相対回転が発生する。その相対回転が減速回転として取り出される。 When the elliptical ball bearing 1 rotates integrally with the rotation of the elliptical cam 4, the direction of the elliptical major axis direction changes in the rotational direction, and the position where the teeth 11 of the circular spline 2 and the teeth 15 of the flexspline 3 mesh with each other. Moves in the rotation direction, and relative rotation corresponding to two teeth occurs between the flexspline 3 and the circular spline 2 in one round. The relative rotation is extracted as a deceleration rotation.

図１に示すように、保持器１０は、周方向に五分割され、かつ各分割片２１〜２５の周方向長さに対応の円周角θ_１〜θ_５を９０°未満とするように分割されている。円周角θ_１〜θ_５は、軸受中心軸上の点Ｏを中心とした円周角として設定されている。分割片２１の円周角θ_１と、分割片２３の円周角θ_３と、分割片２５の円周角θ_５とは、同じ角度に設定されている。これら分割片２１、２３、２５は、同形のものとなっている。分割片２２の円周角θ_２と、分割片２４の円周角θ_４は、同じに設定されている。これら分割片２２、２４は、同形のものとなっている。 As shown in FIG. 1, the cage 10 is divided into five in the circumferential direction, and the circumferential angles θ _{1 to} θ ₅ corresponding to the circumferential lengths of the divided pieces 21 to 25 are set to be less than 90 °. It is divided. The circumferential angles θ _{1 to} θ ₅ are set as circumferential angles around the point O on the bearing central axis. A circumferential angle theta ₁ of the split piece 21, a circumferential angle theta ₃ split piece 23, the circumferential angle theta ₅ split piece 25, are set to the same angle. These division pieces 21, 23, and 25 have the same shape. A circumferential angle theta ₂ of the split pieces 22, the circumferential angle theta ₄ of the split pieces 24 are set the same. These divided pieces 22 and 24 have the same shape.

各分割片２１〜２５は、図３に示すように、それぞれ三つ以上の柱部２６と、これら柱部２６の軸方向一方側に連続する円弧状の側壁部２７とで構成されている。周方向に隣り合う柱部２６、２６間は、玉９を収めるポケットになっている。周方向に隣り合う玉９間の周方向間隔は、周方向に隣り合う柱部２６、２６によって所定に保たれる。これら分割片２１〜２５は、両軌道溝７、８間に配置された一列の玉９に対して軸方向から組み合わされる。各柱部２６の先端部の周方向両側には、その分割片２１〜２５が玉９から脱落することを防止するように爪部が形成されている。なお、分割片２１〜２５を玉９に組み合わせる方向は、軸方向一方側に限定されず、例えば、周方向に交互に異ならせてもよい。 As shown in FIG. 3, each of the divided pieces 21 to 25 includes three or more column portions 26 and arc-shaped side wall portions 27 that are continuous on one side of the column portions 26 in the axial direction. Between the column parts 26 and 26 adjacent to the circumferential direction is a pocket for receiving the ball 9. The circumferential interval between the balls 9 adjacent in the circumferential direction is kept at a predetermined level by the column portions 26 and 26 adjacent in the circumferential direction. These divided pieces 21 to 25 are combined from the axial direction with respect to a row of balls 9 arranged between both raceway grooves 7 and 8. Claw portions are formed on both sides in the circumferential direction of the distal end portion of each column portion 26 so as to prevent the divided pieces 21 to 25 from falling off the balls 9. In addition, the direction which combines the division | segmentation pieces 21-25 with the ball 9 is not limited to an axial direction one side, For example, you may make it vary in the circumferential direction alternately.

図１、２に示すように、各分割片２１〜２５の周方向両端は、径方向に沿った平坦面になっている。周方向に隣り合う分割片２１〜２５間の合わせ目ｓ１〜ｓ５は、周方向に僅かな隙間として設定されている。長軸位置の玉９又は短軸位置の玉９がこれを受ける対の柱部２６、２６に干渉したとき、その柱部２６を有する分割片２１〜２５は、隣接する分割片２１〜２５に対して、合わせ目ｓ１〜ｓ５の範囲内で当該干渉を緩和するように変位したり、弾性変形したりすることが可能となっている。 As shown in FIGS. 1 and 2, both circumferential ends of each of the divided pieces 21 to 25 are flat surfaces along the radial direction. The joints s1 to s5 between the divided pieces 21 to 25 adjacent in the circumferential direction are set as slight gaps in the circumferential direction. When the ball 9 at the long-axis position or the ball 9 at the short-axis position interferes with the pair of column portions 26 and 26 that receive the ball 9, the divided pieces 21 to 25 having the column portion 26 become adjacent to the divided pieces 21 to 25. On the other hand, it is possible to displace or elastically deform the interference within the range of the joints s1 to s5.

玉軸受１の内輪５と外輪６が楕円状に変形したときの軸受外径と軸受内径を図１中に一点鎖線で誇張して示す。その楕円状の長軸の方向は、点Ｏを通る図中上下方向に相当する。その楕円状の短軸の方向は、点Ｏを通る図中左右方向に相当する。保持器１０の各分割片２１〜２５は、円周角９０°未満の周方向長さに限られているので、楕円状の長軸上に位置する玉９と、楕円状の短軸上に位置する玉９とによって拘束されない。したがって、玉軸受１によれば、その保持器１０において、玉９による拘束が原因で局部的に応力が発生することを防ぐことができる。 A bearing outer diameter and a bearing inner diameter when the inner ring 5 and the outer ring 6 of the ball bearing 1 are deformed into an ellipse are exaggerated and shown in FIG. The direction of the major axis of the ellipse corresponds to the vertical direction in the figure passing through the point O. The direction of the elliptical short axis corresponds to the left-right direction in the drawing passing through the point O. Each of the divided pieces 21 to 25 of the cage 10 is limited to the circumferential length of less than 90 ° in the circumferential angle, so that the ball 9 positioned on the elliptical major axis and the elliptical minor axis It is not restrained by the ball 9 located. Therefore, according to the ball bearing 1, it is possible to prevent a local stress from being generated in the cage 10 due to the restraint by the ball 9.

また、玉軸受１は、各分割片２１〜２５を円周角９０°未満にするために必要な最低限である五分割の保持器１０としているので、保持器１０の組立ての手間を可及的に抑えることができる。 In addition, since the ball bearing 1 is a five-divided cage 10 which is the minimum necessary for making each of the divided pieces 21 to 25 less than 90 ° in circumferential angle, assembling work of the cage 10 is made possible. Can be suppressed.

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. Therefore, the scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１玉軸受
２サーキュラスプライン
３フレクスプライン
４楕円状カム
５内輪
６外輪
７、８軌道溝
９玉
１０保持器
２１〜２５分割片
θ_１〜θ_５円周角 1 ball bearing 2 circular spline 3 flexspline 4 elliptical cam 5 inner ring 6 outer ring 7, 8 raceway groove 9 ball 10 retainer 21 to 25 divided piece theta ₁ through? ₅ circumferential angle

Claims

In the ball bearing interposed between the elliptical cam and flexspline provided in the wave gear reducer,
An inner ring that is deformed into an elliptical shape by fitting with the elliptical cam, an outer ring that is deformed into an elliptical shape in accordance with the elliptical deformation of the inner ring, a raceway groove formed in the inner ring, and the outer ring. A row of balls interposed between the track grooves and a cage for maintaining a circumferential interval between the balls,
The ball bearing is characterized in that the cage is divided into at least five parts in the circumferential direction and is divided so that the circumferential angle corresponding to the circumferential length of each divided piece is less than 90 °.

The ball bearing according to claim 1, wherein the cage is divided into five in the circumferential direction.