JP2018080798A - 玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】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、局部的な応力の発生を防止する。【解決手段】保持器１０の複数の柱部２２は、夫々の周方向一方側に当該周方向一方に向かって凹状の円弧面部２４を有すると共に、夫々の周方向他方側に当該周方向一方に向かって凸状の円弧面部２５を有する。周方向に隣り合う各対の柱部２２、２２のうち、当該対の柱部２２、２２間に配置された玉９と周方向に接触可能な箇所は、周方向に正対する凹状の円弧面部２４と凸状の円弧面部２５とに限定する。【選択図】図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。

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）。

特開２０１６−１２１７１９号公報 特開２０１６−１２１７２４号公報

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。

保持器のポケット形状としては、球面状が一般的であるが、このポケット形状の場合、対の柱部間に配置された玉が前述のように保持器外径側又は保持器内径側へ変位したとき、玉を周方向に受ける対の柱部が玉を担ぐ可能性がある。それら長軸位置と短軸位置にある玉によって保持器が拘束されて局部的に応力が発生する可能性がある。

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、対の柱部が玉を担ぐことを防いで局部的に応力が発生しにくくすることである。

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、周方向全周に連続する環状の側壁部と、前記側壁部から軸方向一方側に延びる複数の柱部とを有し、前記複数の柱部が、夫々の周方向一方側に当該周方向一方に向かって凹状の円弧面部を有すると共に、夫々の周方向他方側に当該周方向一方に向かって凸状の円弧面部を有し、周方向に隣り合う各対の前記柱部のうち、当該対の柱部間に配置された前記玉と周方向に接触可能な箇所が、周方向に正対する前記凹状の円弧面部と前記凸状の円弧面部とに限定されている構成を採用したものである。

上記構成によれば、対の柱部間に配置された玉は、周方向に正対し、かつ周方向同方向に凹凸の円弧面部のみと周方向に接触し得るため、長軸位置又は短軸位置において対の柱部が玉を担ぐことは防止され、それら長軸位置と短軸位置にある玉によって保持器が拘束されにくくなる。

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、対の柱部が玉を担ぐことを防いで局部的に応力が発生しにくくすることができる。

この発明の実施形態に係る保持器を図２のＩ−Ｉ線の断面で示す部分断面図 図１の保持器の部分平面図 図１の保持器を備える玉軸受を示す断面図 図３の玉軸受を備える波動歯車減速機を示す断面図

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３、４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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１〜図３に示すように、保持器１０は、周方向全周に連続する環状の側壁部２１と、側壁部２１から軸方向一方側に延びる複数の柱部２２とで構成されている。周方向に隣り合う対の柱部２２、２２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、対の柱部２２、２２によって所定に保たれる。保持器１０は、図４に示す両軌道溝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２２の先端部の周方向両側には、玉９から脱落することを防止するように爪部２３が形成されている。

図１に示すように、複数の柱部２２は、夫々の周方向一方（図中時計回りの方向）側に当該周方向一方に向かって凹状の円弧面部２４を有すると共に、夫々の周方向他方（図中反時計回りの方向）側に当該周方向一方に向かって凸状の円弧面部２５を有する。凹状の円弧面部２４と、凸状の円弧面部２５とは、図２に示すように、夫々爪部２３まで軸方向に沿って連続している。

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３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、軸受中心軸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、軸受中心軸を通る図中左右方向に相当する。図３の玉軸受１が円形のときの玉９のピッチ円直径の円周を図１中に一点鎖線ＰＣＤ１で示す。また、図３の楕円状の長軸上の二箇所に位置する二つの玉９のピッチ円直径の円周を図１中に一点鎖線ＰＣＤ２で示す。ＰＣＤ２に対応の玉９の位置は、図中実線の玉９から図中上側にずれた円形の一点鎖線で示す。また、図３の楕円状の短軸上の二箇所に位置する二つの玉９のピッチ円直径の円周を図１中に一点鎖線ＰＣＤ３で示す。ＰＣＤ３に対応の玉９の位置は、図中実線の玉９から図中下側にずれた円形の一点鎖線で示す。

図１に示すように、玉９は、ＰＣＤ１〜３のいずれに対応の位置にあるときでも、周方向に隣り合う各対の柱部２２、２２のうち、当該対の柱部２２、２２間に配置された玉９と周方向に接触可能な箇所は、周方向に正対する凹状の円弧面部２４と凸状の円弧面部２５とに限定されている。

このように、対の柱部２２、２２間に配置された玉９は、周方向に正対し、かつ周方向同方向に凹凸の円弧面部２４、２５のみと周方向に接触し得るため、ＰＣＤ２に対応の長軸位置又はＰＣＤ３に対応の短軸位置において対の柱部２２、２２が玉９を担ぐことは防止され、それら長軸位置と短軸位置にある玉９によって保持器１０が拘束されにくくなる。したがって、玉軸受１によれば、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。

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。

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 側壁部
２２ 柱部
２４ 凹状の円弧面部
２５ 凸状の円弧面部

Claims (1)

1. 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、周方向全周に連続する環状の側壁部と、前記側壁部から軸方向一方側に延びる複数の柱部とを有し、
   前記複数の柱部が、夫々の周方向一方側に当該周方向一方に向かって凹状の円弧面部を有すると共に、夫々の周方向他方側に当該周方向一方に向かって凸状の円弧面部を有し、
   周方向に隣り合う各対の前記柱部のうち、当該対の柱部間に配置された前記玉と周方向に接触可能な箇所が、周方向に正対する前記凹状の円弧面部と前記凸状の円弧面部とに限定されていることを特徴とする玉軸受。

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