JP2018168985A - 玉軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】波動歯車減速機に備わるフレクスプラインと玉軸受の外輪との間の摩耗を抑制する。
【解決手段】波動歯車減速機に備わる楕円状カム4とフレクスプライン3との間に介在する玉軸受において、楕円状カム4との嵌合によって楕円状に変形させられる内輪5と、内輪5の楕円状変形に伴って楕円状に変形させられる外輪6とを備え、フレクスプライン3と外輪6との当接部のいずれかの側又は両方の側に潤滑性樹脂層30を備える構成とした。潤滑性樹脂層30は、フレクスプライン3の内面や外輪6の外周部18に備えられる。
【選択図】図1
【解決手段】波動歯車減速機に備わる楕円状カム4とフレクスプライン3との間に介在する玉軸受において、楕円状カム4との嵌合によって楕円状に変形させられる内輪5と、内輪5の楕円状変形に伴って楕円状に変形させられる外輪6とを備え、フレクスプライン3と外輪6との当接部のいずれかの側又は両方の側に潤滑性樹脂層30を備える構成とした。潤滑性樹脂層30は、フレクスプライン3の内面や外輪6の外周部18に備えられる。
【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1参照)。
図4に示すように、フレクスプライン100は、一般に、薄肉の金属材で形成されており、軸方向一端で開口を形成する筒部101と、軸方向他端で筒部101に連続する底102とで形成されたカップ状になっている。玉軸受110の外輪111は、外周両側の面取り部間に円筒面状に形成された外径面部112を有する。
フレクスプライン100の筒部101は、その楕円状の長軸方向の二箇所(図示断面上)において、開口縁103側に向かって外径側へ傾く。このため、外輪111の円筒面状の外径面部112は、傾いた筒部101と外径面部112の底102側の端で接触する線状の接触状態となる。特許文献1のように外輪の嵌め合い面部がその幅中央上に曲率中心をもった球面状に形成されている場合であっても、前述の二箇所においては球面状の直径線上で接触する線状の接触状態になる。このため、フレクスプライン100に対して外輪111のクリープが発生しやすい状態であり、このため、フレクスプライン100と外輪111との間に摩耗が発生する可能性がある。フレクスプライン100や外輪111に生じる摩耗量が大きくなると、さらなるクリープ量の増大や、あるいは、フレクスプライン100の奥部へ外輪111が入り込む等につながる場合があるので好ましくない。
そこで、この発明の課題は、波動歯車減速機に備わるフレクスプラインと玉軸受の外輪との間の摩耗を抑制することである。
上記の課題を解決するために、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、
を備え、前記フレクスプラインと前記外輪との当接部のいずれかの側又は両方の側に潤滑性樹脂層を備える玉軸受とした。
を備え、前記フレクスプラインと前記外輪との当接部のいずれかの側又は両方の側に潤滑性樹脂層を備える玉軸受とした。
前記潤滑性樹脂層は、前記フレクスプラインの内面に備えることができる。あるいは、前記外輪は、前記フレクスプラインの開口縁よりも軸方向内側に配置される外周部を備え、前記潤滑性樹脂層を前記外輪の外周部に備えることができる。
前記外輪は、前記フレクスプラインの開口縁よりも軸方向内側に配置される外周部と、前記フレクスプラインの前記開口縁よりも軸方向外側に位置し前記開口縁に軸方向で対向する外径突部と、を備え、前記潤滑性樹脂層を前記外径突部の前記開口縁側に向く内側端面に備えることができる。
この発明は、フレクスプラインと外輪との当接部のいずれかの側又は両方の側に潤滑性樹脂層を備えたので、フレクスプラインと玉軸受の外輪との間の摩耗を抑制することができる。
この発明の一例として実施形態を、図面に基づいて説明する。図1、図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。
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との間に介在する複数の玉9と、これら玉9間の周方向間隔を所定に保つ保持器10とを備える。軌道溝7、8間には、通常、奇数個の玉9が配置されている。内輪5及び外輪6は金属製である。
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は、金属製である。サーキュラスプライン2の内周には、周方向に沿って所定数の内歯11が設けられている。
フレクスプライン3は、金属製である。その構成は、筒部12と、筒部12の軸方向一端に連続する底部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の内歯11に噛み合う外歯15が、周方向に沿って設けられている。この実施形態では、フレクスプライン3の外歯15の数は、サーキュラスプライン2の内歯11の数よりも2つ少なく設定されている。外歯15の数と内歯11の数は、外歯15の数が内歯11の数よりも少ない条件で適宜設定できる。
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に示すように、玉軸受1の外輪6は、径方向に沿った二つの端面16、17を有する。これら二つの端面16、17は、外輪6の幅を規定する二面になっている。
この実施形態では、外輪6の円筒状の外径面部19が、フレクスプライン3の筒部12の内側に配置されている。このため、外輪6の外周部18は、二つの端面16、17間のうち、外径面部19と、その外径面部19とフレクスプライン3の底部13側の端面16と繋ぐ面取り部20aと、その反対側の端面17とを繋ぐ面取り部20bに相当する。
なお、この実施形態では、外輪6の外径面部19は円筒状となっているが、この外径面部19を、軸方向にフレクスプライン3の開口縁14側に向かって次第に外径を大きくした円すい台状(テーパ状)としてもよい。外径面部19を円すい台状とする場合、その外径面部19は、任意のアキシアル平面上での断面形状が、楕円状の長軸方向の二箇所でフレクスプライン3の筒部12の内面に沿う形状であることが望ましい。なお、アキシアル平面とは、玉軸受1の軸受中心軸を含む仮想平面のことをいう。図1は、楕円状の長軸を含むアキシアル平面上でのフレクスプライン3及び外輪6等を示している。
この構成からなる波動歯車減速機の玉軸受1において、この発明では、フレクスプライン3と外輪6との当接部のいずれかの側又は両方の側に、潤滑性樹脂層30を備えている。潤滑性樹脂層30を備えたことにより、フレクスプライン3と外輪6との間で両者が相対回転するクリープが発生しても、潤滑性樹脂層30の介在によってフレクスプライン3や外輪6の部材を傷つけることがない。
潤滑性樹脂層30を構成する樹脂として、潤滑特性の高い合成樹脂、例えば、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等を挙げることができる。これらの潤滑特性の高い合成樹脂は、1つの種類を単独で使用してもよいし、これらの中から2種類以上を混合してもよい。あるいは、これらの潤滑特性の高い合成樹脂と、他の一般的な合成樹脂と混合したものであってもよい。あるいは、潤滑特性の低い一般的な合成樹脂に、固体潤滑剤や潤滑油を添加することで、その潤滑特性を高めたものを使用することも可能である。潤滑性樹脂層30は、このような潤滑特性の高い合成樹脂や、一般的な合成樹脂に固体潤滑剤や潤滑油を添加して潤滑特性を高めた素材によって構成することができる。
図1に示すように、潤滑性樹脂層30は、フレクスプライン3の内面にコーティングされて備えられる。樹脂のコーティング方法は、未硬化の樹脂をフレクスプライン3の内面に流し込んで硬化させてもよいし、樹脂を接着、溶着、その他手法により、フレクスプライン3の内面に固定してもよい。
この潤滑性樹脂層30の介在により、フレクスプライン3と玉軸受1の外輪6との金属同士の直接の接触が防止され、部材の傷つきや摩耗が抑制される。
潤滑性樹脂層30は、玉軸受1の外輪6の外周部18に備えても、同様の効果を発揮できる。例えば、図3(a)の例では、潤滑性樹脂層30は、外輪6の外周部18にコーティングされて備えられる。樹脂のコーティング方法は、前述の例と同様とできる。これらの潤滑性樹脂層30の効果や、潤滑性樹脂層30の樹脂のコーティング方法は、後述の各例においても同様である。
図3(b)の例では、外輪6は、フレクスプライン3の開口縁14よりも軸方向内側、すなわち、底部13側に配置される外周部18と、フレクスプライン3の開口縁14よりも軸方向外側に位置し、開口縁14に軸方向で対向する外径突部21とを備えている。
外径突部21を設けたことにより、仮に、外輪6に、フレクスプライン3に対して底部13側へ押し込む力が採用しても、外径突部21の内側端面22が、フレクスプライン3の開口縁14に当接することで、外輪6が筒部12の奥部に入り込んでいく事態を防止することができる。
ここで、潤滑性樹脂層30は、外輪6の外周部18と、外径突部21の開口縁14側に向く内側端面にコーティングされて備えられる。このため、外径突部21とフレクスプライン3との間においても、部材の傷つきや摩耗の抑制効果が期待できる。
なお、この図3(b)の例では、外径突部21は、外輪6の周方向全周に亘って連続的に設けられるフランジ部としているが、この外径突部21を、外輪6の周方向に沿って断続的に配置されたものとしてもよい。また、外径突部21は、外輪6の周方向に少なくとも1箇所あればよい。
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
12 筒部
13 底部
14 開口縁
18 外周部
19 外径面部
20a,20b 面取り部
21 外径突部(フランジ部)
30,31,32 潤滑性樹脂層
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
12 筒部
13 底部
14 開口縁
18 外周部
19 外径面部
20a,20b 面取り部
21 外径突部(フランジ部)
30,31,32 潤滑性樹脂層
Claims (4)
- 波動歯車減速機に備わる楕円状カム(4)とフレクスプライン(3)との間に介在する玉軸受において、
前記楕円状カム(4)との嵌合によって楕円状に変形させられる内輪(5)と、
前記内輪(5)の楕円状変形に伴って楕円状に変形させられる外輪(6)と、
を備え、
前記フレクスプライン(3)と前記外輪(6)との当接部のいずれかの側又は両方の側に潤滑性樹脂層(30)を備える玉軸受。 - 前記潤滑性樹脂層(30)を前記フレクスプライン(3)の内面に備える
請求項1に記載の玉軸受。 - 前記外輪(6)は、前記フレクスプライン(3)の開口縁(14)よりも軸方向内側に配置される外周部(18)を備え、
前記潤滑性樹脂層(30)を前記外輪(6)の外周部(18)に備える
請求項1に記載の玉軸受。 - 前記外輪(6)は、前記フレクスプライン(3)の開口縁(14)よりも軸方向内側に配置される外周部(18)と、前記フレクスプライン(3)の前記開口縁(14)よりも軸方向外側に位置し前記開口縁(14)に軸方向で対向する外径突部(21)と、
を備え、
前記潤滑性樹脂層(30)を前記外径突部(21)の前記開口縁(14)側に向く内側端面に備える
請求項1から3のいずれか一つに記載の玉軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017067693A JP2018168985A (ja) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 玉軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017067693A JP2018168985A (ja) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 玉軸受 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018168985A true JP2018168985A (ja) | 2018-11-01 |
Family
ID=64020196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017067693A Pending JP2018168985A (ja) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 玉軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018168985A (ja) |
-
2017
- 2017-03-30 JP JP2017067693A patent/JP2018168985A/ja active Pending
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