JP2024048698A - 軸受、波動歯車装置及び産業ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】継続して確実に安定動作させることができる軸受、波動歯車装置及び産業ロボットを提供する。【解決手段】実施形態の第１軸受４は、内輪と、外輪と、円筒ころ１８と、を備える。内輪は、下面に形成され、内輪軌道面４１と外輪軌道面との間に円筒ころ１８を挿入するための挿入溝４３と、挿入溝４３を封鎖するとともに内輪軌道面４１の一部が形成された封鎖栓４５と、挿入溝４３に封鎖栓４５を固定するためのボルト４７と、を備える。挿入溝４３の底面４３ｂに対する封鎖栓４５の合わせ面４５ｂのうち、ボルト挿入孔４６から内輪軌道面４１に至る間の最短長さをＬａとし、ボルト挿入孔４６から内周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５を満たす。【選択図】図４

Description

本発明は、軸受、波動歯車装置及び産業ロボットに関する。

軸受は、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、内輪軌道面と外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、を備える。このような軸受の中には、クロスローラ軸受と称される軸受がある。クロスローラ軸受の内輪軌道面及び外輪軌道面はＶ溝状に形成されており、これら内輪軌道面と外輪軌道面とにより周方向からみて矩形状の軌道が形成される。クロスローラ軸受の転動体は、いわゆる円筒ころである。複数の円筒ころは、傾斜角度が周方向に交互に変わるように配置されている。

このようなクロスローラ軸受の内輪には、軸方向の側面から内輪軌道面に至る挿入溝（ころ挿入溝）が形成されている。クロスローラ軸受では、組み立てる際に挿入溝を介して内輪軌道面と外輪軌道面との間に複数の転動体を挿入する。
挿入溝は、封鎖栓（栓）によって封鎖される。封鎖栓は、ボルトによって挿入溝（内輪）に固定される。

特開２０１１－１６３４６２号公報

上述のようなクロスローラ軸受を装置に使用すると、この装置の稼働中、封鎖栓に転動体を介して荷重が繰り返し加わる。この荷重によって封鎖栓がガタつき、封鎖栓を固定するボルトが緩んでしまう可能性があった。このため、転動体の転動が不安定になるなど、軸受を継続して安定動作させることが困難になる可能性があった。

本発明は、継続して確実に安定動作させることができる軸受、波動歯車装置及び産業ロボットを提供する。

本発明の一態様に係る軸受は、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、を備え、前記内輪又は前記外輪は、前記内輪又は前記外輪の軸方向側面に形成され、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記転動体を挿入するための挿入溝と、前記挿入溝を封鎖するとともに前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面の一部が形成された封鎖栓と、前記挿入溝に前記封鎖栓を固定するためのボルトと、を備え、前記封鎖栓は、軸方向に貫通形成されて前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔を有する栓本体と、前記栓本体に形成され、前記挿入溝の底面に重なる合わせ面と、を備え、前記合わせ面のうち、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面に至る間の最短長さをＬａとし、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面とは径方向で反対側の周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５を満たす。

このように構成することで、挿入溝の底面に封鎖栓の合わせ面をできる限り密接させることができる。このため、軸受を使用する際の封鎖栓のガタつきをできる限り抑制することができ、ボルトの緩みもできる限り抑制できる。よって、軸受を継続して安定動作させることができる。

上記構成で、前記ボルトの頭部を軸方向からみて前記合わせ面上に投影させた場合、前記合わせ面内に前記ボルトの前記頭部が収まってもよい。

上記構成で、前記挿入溝は平坦な複数の内側面を含み、前記封鎖栓は前記複数の内側面と重なる平坦な複数の外側面を含み、前記挿入溝の前記底面及び前記封鎖栓の前記合わせ面は平坦を含んでもよい。

上記構成で、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面はＶ溝状を含み、前記転動体は、円筒ころを含み、傾斜角度が周方向に交互に変わるように配置されてもよい。

本発明の他の態様に係る軸受は、外周面にＶ溝状の内輪軌道面が形成された内輪と、内周面にＶ溝状の外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に、傾斜角度が周方向に交互に変わるように配置された複数の円筒ころと、を備え、前記内輪又は前記外輪は、前記内輪又は前記外輪の軸方向側面に形成され、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記円筒ころを挿入するための挿入溝と、前記挿入溝を封鎖するとともに前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面の一部が形成された封鎖栓と、前記挿入溝に前記封鎖栓を固定するためのボルトと、を備え、前記封鎖栓は、軸方向に貫通形成されて前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔を有する栓本体と、前記栓本体に形成され、前記挿入溝の平坦な底面に重なる平坦な合わせ面と、を備え、前記合わせ面のうち、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面に至る間の最短長さをＬａとし、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面とは径方向で反対側の周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５を満たし、前記ボルトの頭部を軸方向からみて前記合わせ面上に投影させた場合、前記合わせ面内に前記ボルトの前記頭部が収まっている。

このように構成することで、挿入溝の底面に封鎖栓の合わせ面をできる限り密接させることができる。このため、軸受を使用する際の封鎖栓のガタつきをできる限り抑制することができ、ボルトの緩みもできる限り抑制できる。よって、クロスローラ軸受を継続して安定動作させることができる。
また、挿入溝は平坦な底面を有し、封鎖栓の栓本体は挿入溝の底面に重なる平坦な合わせ面を備える。このため、ボルトの頭部によって押される封鎖栓の荷重を挿入溝の底面で確実に受けることができる。
さらに、ボルトの頭部を軸方向からみて合わせ面上に投影させた場合、合わせ面内にボルトの前記頭部が収まっているので、封鎖栓の合わせ面の一部が挿入溝の底面から外れて押されることが無い。このため、挿入溝に対して封鎖栓が斜めに傾いてしまうことを防止できる。よって、ボルトによって挿入溝に封鎖栓を確実に固定できる。

本発明の他の態様に係る波動歯車装置は、内歯歯車と、前記内歯歯車の径方向内側に配置され、前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回転軸線回りに相対的に回転し、弾性を有する外歯歯車と、前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回転軸線回りの周方向に移動させる波動発生器と、前記外歯歯車から延びる延出部と、前記内歯歯車に対して前記延出部を回転自在に支持する軸受と、を備え、前記軸受は、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、を備え、前記内輪又は前記外輪は、前記内輪又は前記外輪の軸方向側面に形成され、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記転動体を挿入するための挿入溝と、前記挿入溝を封鎖するとともに前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面の一部が形成された封鎖栓と、前記挿入溝に前記封鎖栓を固定するためのボルトと、を備え、前記封鎖栓は、軸方向に貫通形成されて前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔を有する栓本体と、前記栓本体に形成され、前記挿入溝の底面に重なる合わせ面と、を備え、前記合わせ面のうち、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面に至る間の最短長さをＬａとし、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面とは径方向で反対側の周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５を満たす。

このように構成することで、波動歯車装置を使用する際に、軸受の封鎖栓のガタつきをできる限り抑制することができる。軸受のボルトの緩みもできる限り抑制できる。このため、波動歯車装置を継続して安定動作させることができる。

本発明の他の態様に係る産業ロボットは、回転力を発生させる動力発生部と、前記動力発生部の前記回転力が入力される入力部、及び前記入力部の回転を変速して出力する出力部を有する波動歯車装置と、前記波動歯車装置の前記出力部に取り付けられる相手部材と、を備え、前記波動歯車装置は、内歯歯車と、前記内歯歯車の径方向内側に配置され、前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回転軸線回りに相対的に回転し、弾性を有する外歯歯車と、前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回転軸線回りの周方向に移動させる波動発生器と、前記外歯歯車から延びる延出部と、前記内歯歯車に対して前記延出部を回転自在に支持する軸受と、を備え、前記外歯歯車は、前記入力部又は前記出力部のいずれか一方として機能し、前記軸受は、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、を備え、前記内輪又は前記外輪は、前記内輪又は前記外輪の軸方向側面に形成され、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記転動体を挿入するための挿入溝と、前記挿入溝を封鎖するとともに前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面の一部が形成された封鎖栓と、前記挿入溝に前記封鎖栓を固定するためのボルトと、を備え、前記封鎖栓は、軸方向に貫通形成されて前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔を有する栓本体と、前記栓本体に形成され、前記挿入溝の底面に重なる合わせ面と、を備え、前記合わせ面のうち、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面に至る間の最短長さをＬａとし、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面とは径方向で反対側の周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５を満たす。

このように構成することで、上述の波動歯車装置を用いた産業ロボットを駆動する際に、軸受の封鎖栓のガタつきをできる限り抑制することができる。軸受のボルトの緩みもできる限り抑制できる。このため、産業ロボットを継続して安定動作させることができる。

上述の軸受、波動歯車装置及び産業ロボットは、継続して確実に安定動作させることができる。

本発明の実施形態における産業ロボットの概略構成図である。 本発明の実施形態における波動歯車装置の回転軸線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における第１軸受を下方からみた斜視図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における挿入溝の底面に対する封鎖栓の合わせ面の密接度合いを比較した図であり、（ａ）は所定の条件を満たした場合を示し、（ｂ）は所定の条件を満たしていない場合を示す。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜産業ロボット＞
図１は、産業ロボット１００の概略構成図である。
図１に示すように、産業ロボット１００は、走行レール１０１と、走行レール１０１上に移動自在に設けられたベースユニット（請求項の相手部材の一例）１０２と、ベースユニット１０２上に設けられたロボット本体１０３と、を備える。ベースユニット１０２やロボット本体１０３の各アーム（請求項の相手部材の一例）１１５ａ～１１５ｄの関節部１１１，１１２ａ～１１２ｅには、それぞれ減速機付きモータ１０６，１１３ａ～１１３ｆが設けられている。

各減速機付きモータ１０６，１１３ａ～１１３ｆは、同様の構成である。各減速機付きモータ１０６，１１３ａ～１１３ｆのうち、ベースユニット１０２に設けられた減速機付きモータ１０６を例に説明すると、この減速機付きモータ１０６は、波動歯車装置１と、波動歯車装置１に動力を付与する電動モータ（請求項の動力発生部の一例）１１０と、を備える。

図１では、その他の減速機付きモータ１１３ａ～１１３ｆの図示を簡略化するとともに、波動歯車装置及び電動モータの符号を省略する。以下の説明では、ベースユニット１０２の減速機付きモータ１０６のみについて説明し、他の減速機付きモータ１１３ａ～１１３ｆの説明を省略する。
産業ロボット１００は、各減速機付きモータ１０６，１１３ａ～１１３ｆを駆動することにより、走行レール１０１上をロボット本体１０３が走行したり、各アーム１１５ａ～１１５ｄがさまざまな姿勢をとったりする。

＜波動歯車装置＞
次に、図２に基づいて、波動歯車装置１について説明する。
図２は、波動歯車装置１の回転軸線Ｃに沿う断面図である。図２では、回転軸線Ｃを中心に下半分の図示を省略している。以下の説明では、回転軸線Ｃ方向を単に軸方向、回転軸線Ｃ回りを周方向、軸方向及び周方向に直交する波動歯車装置１の径方向を単に径方向と称して説明する。以下の説明では、ベースユニット１０２上に減速機付きモータ１０６を固定した状態で上方向、下方向をいうものとする。

図２に示すように、波動歯車装置１は、ハウジング２と、ハウジング２に固定された内歯歯車３及び第１軸受（請求項の軸受の一例）４と、内歯歯車３の径方向内側に設けられた外歯歯車５と、外歯歯車５の径方向内側に設けられた波動発生器６と、外歯歯車５に第１軸受４とともに固定された出力プレート（請求項の出力部の一例）７と、電動モータ１１０のモータシャフト１１０ａに連結され、波動発生器６に回転力を付与する減速機シャフト８と、を備える。減速機シャフト８の上端（図２における右側）に、電動モータ１１０のモータシャフト１１０ａが連結される。減速機シャフト８の下端（図２における左側）に、出力プレート７が配置される。

＜ハウジング＞
ハウジング２は、ベースユニット１０２に図示しないボルトによって固定されている。
ハウジング２には、段付き貫通孔９が形成されている。段付き貫通孔９に、減速機シャフト８が挿入されている。
段付き貫通孔９は、上部（電動モータ１１０側）に形成された小径孔９ａと、小径孔９ａよりも下部（電動モータ１１０とは反対側）に形成された大径孔９ｂと、を有する。大径孔９ｂは、段差部９ｃを介して小径孔９ａに連なっている。大径孔９ｂの内径は、小径孔９ａよりも大きい。

小径孔９ａには、ハウジング２と減速機シャフト８との間のシール性を確保するシール部材１０が取り付けられている。
大径孔９ｂには、第２軸受１１が嵌め合わされている。第２軸受１１は、ハウジング２に減速機シャフト８の上端を回転自在に支持する。第２軸受１１としては、例えば深溝玉軸受が用いられる。

ハウジング２の下面２ａには、径方向中央の大部分に凹部１２が形成されている。凹部１２に、内歯歯車３が収納される。凹部１２の底面１２ａには、外周部に、軸方向に貫通する複数の貫通孔２ｂが形成されている。複数の貫通孔２ｂは、内歯歯車３及び第１軸受４とともにベースユニット１０２にハウジング２を図示しないボルトで固定するためのものである。

＜内歯歯車＞
内歯歯車３は、剛体により円環状に形成されている。内歯歯車３の軸心は、回転軸線Ｃと一致している。内歯歯車３には、ハウジング２の貫通孔２ｂと同軸上に、それぞれ軸方向に貫通する貫通孔３ｆが形成されている。これら貫通孔３ｆは、それぞれハウジング２の対応する貫通孔２ｂに通じている。
内歯歯車３の内周面には、全周に渡って内歯３ｂが形成されている。この内歯３ｂに、外歯歯車５の後述する外歯５ａが噛合わされる。内歯歯車３の下面３ｃには、第１軸受４が図示しないボルトで固定されている。

＜第１軸受＞
図３は、第１軸受４を下方からみた斜視図である。図３では、説明を分かりやすくするために外輪１６を破断している。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。
図２から図４に示すように、第１軸受４は、いわゆるクロスローラ軸受である。すなわち、第１軸受４は、外輪１６と、内輪１７と、外輪１６と内輪１７との間に配置される複数の転動体である複数の円筒ころ１８と、を備える。

内輪１７の上面１７ａには、内歯歯車３の貫通孔３ｆと同軸上に、それぞれ雌ネジ部１７ｂが形成されている。これら雌ネジ部１７ｂは、それぞれ内歯歯車３の対応する貫通孔３ｆに通じている。ハウジング２の各貫通孔２ｂに上方から挿入された図示しないボルトは、内歯歯車３の貫通孔３ｆを介して内輪１７の雌ネジ部１７ｂに締め付けられる。これにより、図示しないボルトによって、ハウジング２、内歯歯車３、及び第１軸受４の内輪１７が一体となってベースユニット１０２に固定される。

内輪１７の外周面には、円筒ころ１８を配置するための内輪軌道面４１が形成されている。内輪軌道面４１は、Ｖ溝状に形成されている。Ｖ溝状とは、内輪１７（外輪１６）の軸方向中央に向かうに従って漸次溝深さが深くなるように、周方向からみてＶ状に形成された溝である。内輪軌道面４１の最も溝深さが深い頂部４１ａには、逃げ溝４２が形成されている。また、内輪１７の下面（請求項の軸方向側面の一例）１７ｃの一部には、挿入溝４３が形成されている。挿入溝４３は、外輪１６と内輪１７との間に円筒ころ１８を挿入するためのものである。

挿入溝４３は、周方向からみて内輪１７の下面１７ｃから内輪軌道面４１の頂部４１ａに至る間に形成されている。挿入溝４３は、周方向両側に形成された２つ平坦な内側面４３ａと、頂部４１ａを通る径方向と平行な平面上に位置する平坦な底面４３ｂと、を有する。挿入溝４３の周方向の幅Ｗ（２つの内側面４３ａ間の幅Ｗ）は、円筒ころ１８の直径よりもやや大きい程度である。底面４３ｂには、後述のボルト４７が締め付けられる雌ネジ部４４が形成されている。

挿入溝４３には、この挿入溝４３を封鎖する封鎖栓（栓本体）４５が設けられている。封鎖栓４５は、挿入溝４３の形状に対応するように直方体状に形成されている。封鎖栓４５の大きさは、挿入溝４３の大きさよりも若干小さい。すなわち、封鎖栓４５は、挿入溝４３を封鎖した状態で挿入溝４３の内側面４３ａに重なる外側面４５ａと、挿入溝４３の底面４３ｂに重なる合わせ面４５ｂと、を有する。この他、封鎖栓４５は、内輪１７の下面１７ｃの一部を構成する封鎖下面４５ｃと、内輪軌道面４１の一部を構成する封鎖軌道面４５ｄと、を有する。封鎖栓４５によって挿入溝４３を封鎖した状態では、封鎖下面４５ｃは、内輪１７の下面１７ｃと同一平面上に位置する。封鎖栓４５によって挿入溝４３を封鎖した状態では、封鎖軌道面４５ｄは、内輪軌道面４１と同一平面上に位置する。

封鎖栓４５には、挿入溝４３の底面４３ｂに形成された雌ネジ部４４と同軸上に、ボルト挿入孔４６が形成されている。このボルト挿入孔４６にボルト４７が挿入され、雌ネジ部４４にボルト４７が締め付けられることにより、挿入溝４３に封鎖栓４５が固定される。ボルト挿入孔４６には、封鎖下面４５ｃ側に座繰り部４６ａが形成されている、座繰り部４６ａに、ボルト４７の頭部４７ａが収納される。
ボルト４７としては、例えば六角穴付きボルトが用いられる。このため、封鎖栓４５の座繰り部４６ａの内径は、ボルト４７の頭部４７ａの外径よりも若干大きい程度である。

ここで、封鎖栓４５の合わせ面４５ｂのうち、ボルト挿入孔４６から内輪軌道面４１に至る間の最短長さをＬａとし、ボルト挿入孔４６から内輪軌道面４１とは径方向で反対側の内周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、
Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５ ・・・（１）
を満たす。内輪軌道面４１の頂部４１ａには、逃げ溝４２が形成されているので、上記最短長さＬａとは、逃げ溝４２を除いた長さになる。

また、ボルト４７の頭部４７ａを軸方向からみて封鎖栓４５の合わせ面４５ｂ上に投影させた場合、合わせ面４５ｂ内にボルト４７の頭部４７ａが収まっている（図４における破線参照）。換言すれば、ボルト４７の頭部４７ａのうち、径方向の最外側の位置は、軸方向からみて上記最短長さＬａに対応する箇所よりも径方向外側に位置していない。ボルト４７の頭部４７ａのうち、径方向の最内側の位置は、軸方向からみて上記最短長さＬｂに対応する箇所よりも径方向内側に位置していない。

図５は、ボルト４７によって挿入溝４３に封鎖栓４５を固定した際、上記式（１）を満たす場合と満たさない場合とで封鎖栓４５の合わせ面４５ｂと挿入溝４３の底面４３ｂとの間の密接度合いを比較した図である。図５（ａ）は、上記式（１）を満たす場合を示す。図５（ｂ）は、上記式（１）を満たさない場合を示す。図５（ａ）、図５（ｂ）では、密接度合いを濃淡で示している。濃い箇所ほど密接していることを示す。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、上記式（１）を満たす場合、上記式（１）を満たさない場合と比較して挿入溝４３の底面４３ｂに封鎖栓４５の合わせ面４５ｂが全体的に密接されていることが確認できる。とりわけ、上記式（１）を満たさない場合、上記最短長さＬａに対応する領域に隙間が生じることが確認できる（図５（ｂ）参照）。

図２、図３に戻り、第１軸受４の外輪１６には、外周部に軸方向に貫通する複数の貫通孔１６ａが形成されている。複数の貫通孔１６ａは、第１軸受４の外輪１６、外歯歯車５、及び出力プレート７を図示しないボルトによって一体に固定するためのものである。
外輪１６の上面１６ｂには、内周部に、シール収納凹部１９が形成されている。シール収納凹部１９に、シール部材２０が設けられている。シール部材２０は、第１軸受４の上側で、外輪１６と内輪１７との間をシールする。シール部材２０としては、例えばゴム製のオイルシール等、さまざまなシール部材を用いることができる。

外輪１６の内周面には、円筒ころ１８を配置するための外輪軌道面４８が形成されている。外輪軌道面４８は、Ｖ溝状に形成されている。外輪軌道面４８の最も溝深さが深い頂部４８ａには、逃げ溝４９が形成されている。

外輪１６と内輪１７との間に配置される複数の円筒ころ１８は、外輪軌道面４８と内輪軌道面４１との間に配置されているともいえる。円筒ころ１８は、外輪軌道面４８と内輪軌道面４１との間に、傾斜角度が周方向に交互に変わるように配置されている。したがって、円筒ころ１８の外周縁１８ａは、外輪軌道面４８の頂部４８ａや内輪軌道面４１の頂部４１ａに位置する。これら頂部４８ａ，４１ａには、それぞれ逃げ溝４２，４９が形成されているので、各軌道面４８，４１に円筒ころ１８の外周縁１８ａが干渉してしまうことがない。

このような構成のもと、第１軸受４を組み立てるには、まず内輪３４の封鎖栓４５を取り外す。そして、挿入溝４３を介し、外輪１６と内輪１７との間に（外輪軌道面４８と内輪軌道面４１との間に）円筒ころ１８を挿入する。
全ての円筒ころ１８を挿入した後、封鎖栓４５によって挿入溝４３を封鎖する。この後、ボルト４７によって挿入溝４３に封鎖栓４５を固定する。これにより、第１軸受４の組み立てが完了する。

ここで、ボルト４７の頭部４７ａを軸方向からみて封鎖栓４５の合わせ面４５ｂ上に投影させた場合、合わせ面４５ｂ内にボルト４７の頭部４７ａが収まっている（図４における破線参照）。このため、ボルト４７の頭部４７ａによって押される封鎖栓４５の荷重は、挿入溝４３の底面４３ｂで確実に受けられる。すなわち、例えばボルト４７の頭部４７ａのうち、径方向の最外側の位置が、軸方向からみて上記最短長さＬａに対応する箇所よりも径方向外側に位置しているとする。このような場合、封鎖栓４５の径方向外側に、頂部４１ａを支点として底面４３ｂ側に倒れ込むような荷重がかかってしまう（図４における矢印Ｙ１参照）。このような場合、挿入溝４３の底面４３ｂに対する封鎖栓４５の合わせ面４５ｂの密接度合いが低下してしまう。本実施形態ではこのようなことがなく、挿入溝４３の底面４３ｂに封鎖栓４５の合わせ面４５ｂが全体的に密接される。

＜外歯歯車＞
図２に示すように、外歯歯車５は、弾性を有する部材により形成されている。例えば、外歯歯車５は、薄肉の金属板等により形成される。外歯歯車５は、内歯歯車３と同心円状の円筒部２１と、円筒部２１の下端から径方向外側に屈曲して張り出す外フランジ部（請求項の延出部の一例）２２と、を有する。円筒部２１は、内歯歯車３の上面３ａから第１軸受４の外輪１６の下面１６ｃに至る間に延びている。円筒部２１の外周面には、径方向で内歯歯車３の内歯３ｂと対向する位置に、外歯５ａが形成されている。外歯５ａが、内歯歯車３の内歯３ｂに噛合わされる。外歯５ａの歯数は、内歯３ｂの歯数よりも少ない。例えば、外歯５ａの歯数は、内歯３ｂの歯数よりも２つ少ない。

外フランジ部２２は、円筒部２１の下端から第１軸受４の外輪１６の外周面に至る間に延びている。外フランジ部２２の外周部は、外輪１６の下面１６ｃと軸方向で重なっている。外フランジ部２２の外周部には、軸方向で外輪１６と重なる箇所に、他の箇所よりも肉厚の厚い厚肉部２２ａが形成されている。厚肉部２２ａには、外輪１６の貫通孔１６ａと同軸上に、貫通孔２２ｂが形成されている。これら貫通孔２２ｂは、それぞれ外輪１６の対応する貫通孔１６ａに通じている。

＜出力プレート＞
出力プレート７は、外フランジ部２２の厚肉部２２ａに軸方向で重なるように配置されている。出力プレート７は、円板状に形成されている。出力プレート７の下面７ａに、例えば減速機付きモータ１０６の動力をベースユニット１０２に伝達するためのピニオンギア１０７が取り付けられる。

出力プレート７の外周部で、第１軸受４側に向かって突き出す嵌合円筒部２３よりも径方向内側には、厚肉部２２ａの貫通孔２２ｂと同軸上に、貫通孔７ｂが形成されている。これら貫通孔７ｂは、それぞれ厚肉部２２ａの対応する貫通孔２２ｂに通じている。このような構成のもと、例えば外輪１６の上方から貫通孔１６ａ、厚肉部２２ａの貫通孔２２ｂ、及び出力プレート７の貫通孔７ｂの順に図示しないボルトを挿入し、ピニオンギア１０７に形成されている図示しない雌ネジ部にボルトを締め付ける。これにより、図示しないボルトによって、第１軸受４の外輪１６、外歯歯車５、及び出力プレート７が一体となってピニオンギア１０７に固定される。

出力プレート７の径方向中央には、軸方向に貫通するシャフト挿入孔２４が形成されている。シャフト挿入孔２４に、減速機シャフト８が挿入されている。出力プレート７のシャフト挿入孔２４には、出力プレート７と減速機シャフト８との間のシール性を確保するシール部材２６が取り付けられている。
出力プレート７のシャフト挿入孔２４には、第３軸受２８の外周面が嵌め合わされている。第３軸受２８は、出力プレート７に減速機シャフト８の下端を回転自在に支持する。第３軸受２８としては、例えば深溝玉軸受が用いられる。

＜減速機シャフト＞
両端を２つの軸受１１，２８によって回転自在に支持された減速機シャフト８は、中空状に形成されている。減速機シャフト８の外周面は、段付き状に形成されている。

＜波動発生器＞
波動発生器６は、径方向で減速機シャフト８のシャフト本体外周面８ａと外歯歯車５の外歯５ａとの間に設けられている。波動発生器６は、シャフト本体外周面８ａに一体成形されているカム３１と、カム３１の外周面３１ａと外歯歯車５の円筒部２１の内周面２１ａとの間に配置される第４軸受３２と、を備える。
カム３１は、シャフト本体外周面８ａから径方向外側に向かって張り出すように形成されている。カム３１の外周面３１ａは、軸方向からみて楕円形状に形成されている。第４軸受３２としては、例えば深溝玉軸受が用いられる。

＜波動歯車装置の動作＞
次に、減速機付きモータ１０６の波動歯車装置１の動作について説明する。なお、ロボット本体１０３に設けられた他の減速機付きモータ１１３ａ～１１３ｆの波動歯車装置についてもベースユニット１０２に設けられた減速機付きモータ１０６の波動歯車装置１の動作と同様である。

まず、波動発生器６のカム３１の外周面３１ａが軸方向からみて楕円形状に形成されているので、第４軸受３２を介して外歯歯車５が弾性変形されて外歯５ａと内歯歯車３の内歯３ｂが部分的に噛み合わされる。この状態で、電動モータ１１０を駆動させることによりモータシャフト１１０ａが回転されると、このモータシャフト１１０ａと一体となって減速機シャフト８が回転される。さらに、減速機シャフト８と一体となってカム３１が回転される。すなわち、波動発生器６のカム３１は、電動モータ１１０のモータシャフト１１０ａの回転力が入力される入力部として機能している。

外歯５ａと内歯３ｂとは、互いに歯数が異なるため、互いの噛み合い位置が周方向に移動しながら、これらの歯数差に起因して回転軸線Ｃ回りに相対的に回転する。本実施形態では、外歯５ａの歯数が内歯３ｂの歯数よりも少ないので、減速機シャフト８よりも低い回転速度で外歯歯車５が回転される。外歯歯車５は、弾性変形しながら回転される。

外歯歯車５の外フランジ部２２は、第１軸受４の外輪１６及び出力プレート７と一体化されているので、これら第１軸受４の外輪１６及び出力プレート７がモータシャフト１１０ａ（減速機シャフト８）の回転に対して減速されて出力される。すなわち、外歯歯車５は、入力部であるカム３１の回転を減速して出力する出力部として機能している。第１軸受４は、外歯歯車５から延びる外フランジ部２２を、内歯歯車３に対して回転自在に支持している。

出力プレート７の回転によって、ピニオンギア１０７が回転される。すると、走行レール１０１に沿ってベースユニット１０２がスライド移動される（図１参照）。
ところで、第１軸受４では、内輪１７に対して外輪１６が回転すると、これに伴って円筒ころ１８が転動される。すると、内輪１７の封鎖栓４５に円筒ころ１８を介して荷重が繰り返し加わる。

ここで、封鎖栓４５の合わせ面４５ｂのうち、ボルト挿入孔４６から内輪軌道面４１に至る間の最短長さＬａ、及びボルト挿入孔４６から内輪軌道面４１の内周面に至る間の最短長さＬｂは、上記式（１）を満たす。このため、挿入溝４３の底面４３ｂに封鎖栓４５の合わせ面４５ｂが全体的に密接されている（図５（ａ）参照）。この結果、円筒ころ１８によって封鎖栓４５に繰り返し荷重が加わった場合でも封鎖栓４５がガタついてしまうことを極力抑制できる。この封鎖栓４５のガタつきに起因するボルト４７の緩みも防止できる。

また、第１軸受４はいわゆるクロスローラ軸受である。円筒ころ１８は、傾斜角度が周方向に交互に変わるように配置されている。このため、内輪軌道面４１では、円筒ころ１８の向きによって下側の軌道面（傾斜面、封鎖栓４５側の軌道面）に大きな荷重がかかる箇所と上側の軌道面（傾斜面、封鎖栓４５とは反対側の軌道面）に大きな荷重がかかる箇所とがある。これらの荷重に加え、ボルト４７による軸力の荷重を考慮して上記式（１）を導き出している。

したがって、上述の第１軸受４によれば、内輪１７に形成された挿入溝４３の底面４３ｂに、封鎖栓４５の合わせ面４５ｂをできる限り密接させることができる。このため、第１軸受４を使用する際の封鎖栓４５のガタつきをできる限り抑制することができ、ボルト４７の緩みもできる限り抑制できる。よって、第１軸受４を継続して安定動作させることができる。

第１軸受４では、ボルト４７の頭部４７ａを軸方向からみて封鎖栓４５の合わせ面４５ｂ上に投影させた場合、合わせ面４５ｂ内にボルト４７の頭部４７ａが収まっている（図４における破線参照）。このため、ボルト４７の頭部４７ａによって押される封鎖栓４５の荷重を、挿入溝４３の底面４３ｂで確実に受けることができる。この結果、封鎖栓４５の合わせ面４５ｂの一部が挿入溝４３の底面４３ｂから外れて押されることが無い。したがって、挿入溝４３に対して封鎖栓４５が斜めに傾いてしまうことを防止できる。よって、ボルト４７によって挿入溝４３に封鎖栓４５を確実に固定できる。

挿入溝４３は、挿入溝４３は、周方向両側に形成された２つ平坦な内側面４３ａと、頂部４１ａを通る径方向と平行な平面上に位置する平坦な底面４３ｂと、を有する。封鎖栓４５は、挿入溝４３を封鎖した状態で挿入溝４３の内側面４３ａに重なる外側面４５ａと、挿入溝４３の底面４３ｂに重なる合わせ面４５ｂと、を有する。このため、挿入溝４３の底面４３ｂと封鎖栓４５の合わせ面４５ｂとを確実に面接触させることができる。挿入溝４３の内側面４３ａと封鎖栓４５の外側面４５ａとを確実に面接触させることができる。このように、挿入溝４３に挿入された封鎖栓４５を各平坦な面で安定して押さえることができる。よって、封鎖栓４５のガタつきを確実に抑制できる。

また、このような構成は、いわゆるクロスローラ軸受である第１軸受４に好適に用いることができる。
波動歯車装置１に第１軸受４を用いることにより、波動歯車装置１を継続して安定動作させることができる。
また、このような波動歯車装置１を用いた産業ロボット１００は、継続して安定動作できる。

本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。

例えば、上述の実施形態では、産業ロボット１００に、波動歯車装置１を備えた減速機付きモータ１０６，１１３ａ～１１３ｆを用いた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、産業ロボット１００以外のさまざまな産業ロボットの駆動部に、波動歯車装置１を採用できる。ここでいう産業ロボットとしては、例えば電動車いす、走行装置、複合加工機等のさまざまな加工機等を含む。

上述の実施形態では、入力部としてのカム３１に回転力を発生させる動力発生部として、電動モータ１１０を用いた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、動力発生部としてカム３１に回転力を発生させるものであればよい。例えば、電動モータ１１０に代わって、油圧モータ、エンジン等を採用することができる。

上述の実施形態では、減速機として波動歯車装置に第１軸受４を用いた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、第１軸受４は、トロコイド減速機、遊星歯車減速機、偏心揺動型の減速機等、さまざまな減速機の出力部を回転自在に支持する軸受に用いることができる。

上述の実施形態では、第１軸受４の内輪１７には、下面１７ｃに挿入溝４３が形成されている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、内輪１７の上面１７ａに挿入溝４３が形成されていてもよい。外輪１６の上面１６ｂや下面１６ｃに挿入溝４３が形成されていてもよい。外輪１６に挿入溝４３を形成する場合、封鎖栓４５のボルト挿入孔４６から外輪軌道面４８に至る間の最短長さをＬａとし、ボルト挿入孔４６から外輪軌道面４８とは径方向で反対側の外周面に至る間の最短長さをＬｂとする。

上述の実施形態では、挿入溝４３は、周方向両側に形成された２つ平坦な内側面４３ａと、頂部４１ａを通る径方向と平行な平面上に位置する平坦な底面４３ｂと、を有する場合について説明した。封鎖栓４５は、挿入溝４３を封鎖した状態で挿入溝４３の内側面４３ａに重なる外側面４５ａと、挿入溝４３の底面４３ｂに重なる合わせ面４５ｂと、を有する場合について説明した。しかしながら、挿入溝４３や封鎖栓４５の形状はこれに限られるものではない。挿入溝４３は、外輪１６と内輪１７との間に転動体を挿入できる溝形状であればよい。封鎖栓４５は、挿入溝４３を封鎖するとともに内輪軌道面４１（外輪軌道面４８）の一部が形成されていればよい。

上述の実施形態では、第１軸受４は、いわゆるクロスローラ軸受である場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、他の転がり軸受にも第１軸受４の挿入溝４３及び封鎖栓４５の構成を採用することが可能である。

上述の実施形態では、第１軸受４は、外歯歯車５から延びる延出部としての外フランジ部２２を、内歯歯車３に対して回転自在に支持する場合について説明した。外フランジ部２２は、外歯歯車５の円筒部２１の下端から第１軸受４の外輪１６の外周面に至る間に延びている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、延出部は、外歯歯車５から延びていればよい。例えば延出部は、円筒部２１の下端からそのまま軸方向に延びたように円筒形状でもよい。波動歯車装置１では、第１軸受４は、内歯歯車３に対して延出部を回転自在に支持すればよい。

上述の実施形態では、図示しないボルトによって、ハウジング２、内歯歯車３、及び第１軸受４の内輪１７が一体となってベースユニット１０２に固定される場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、内歯歯車３、及び第１軸受４の内輪１７の固定方法は、さまざまな方法を採用できる。例えば、内歯歯車３と第１軸受４の内輪１７を予め固定してもよい。ハウジング２、内歯歯車３、及び第１軸受４の内輪１７を予め固定し、相手部材（例えばベースユニット１０２等）に固定してもよい。

本明細書で開示した実施形態のうち、複数の物体で構成されているものは、当該複数の物体を一体化してもよく、逆に一つの物体で構成されているものを複数の物体に分けることができる。一体化されているか否かにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。

１…波動歯車装置、３…内歯歯車（変速部）、４…第１軸受（軸受）、５…外歯歯車（出力部、入力部）、６…波動発生器（変速部）、７…出力プレート（出力部）、８…減速機シャフト（出力部、入力部）、１６…外輪、１６ｂ…上面（軸方向側面）、１６ｃ…下面（軸方向側面）、１７…内輪、１７ａ…上面（軸方向側面）、１７ｃ…下面（軸方向側面）、１８…円筒ころ（転動体）、２２…外フランジ部（延出部）、３１…カム（出力部、入力部）、４１…内輪軌道面、４３…挿入溝、４３ｂ…底面、４５…封鎖栓（栓本体）、４５ｂ…合わせ面、４６…ボルト挿入孔、４７…ボルト、４７ａ…頭部、４８…外輪軌道面、１００…産業ロボット、１０２…ベースユニット（相手部材）、１１０…電動モータ（動力発生部）、１１５ａ…第１アーム（相手部材）、１１５ｂ…第２アーム（相手部材）、１１５ｃ…第３アーム（相手部材）、１１５ｄ…第４アーム（相手部材）、Ｃ…回転軸線

Claims (7)

1. 外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
   内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
   前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、
   を備え、
   前記内輪又は前記外輪は、
   前記内輪又は前記外輪の軸方向側面に形成され、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記転動体を挿入するための挿入溝と、
   前記挿入溝を封鎖するとともに前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面の一部が形成された封鎖栓と、
   前記挿入溝に前記封鎖栓を固定するためのボルトと、
   を備え、
   前記封鎖栓は、
   軸方向に貫通形成されて前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔を有する栓本体と、
   前記栓本体に形成され、前記挿入溝の底面に重なる合わせ面と、
   を備え、
   前記合わせ面のうち、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面に至る間の最短長さをＬａとし、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面とは径方向で反対側の周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、
   Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５
   を満たす、
   軸受。
2. 前記ボルトの頭部を軸方向からみて前記合わせ面上に投影させた場合、前記合わせ面内に前記ボルトの前記頭部が収まっている、
   請求項１に記載の軸受。
3. 前記挿入溝は平坦な複数の内側面を含み、
   前記封鎖栓は前記複数の内側面と重なる平坦な複数の外側面を含み、
   前記内側面は前記底面を含み、前記外側面は前記合わせ面を含む、
   請求項１又は請求項２に記載の軸受。
4. 前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面はＶ溝状を含み、
   前記転動体は、円筒ころを含み、傾斜角度が周方向に交互に変わるように配置されている、
   請求項１又は請求項２に記載の軸受。
5. 外周面にＶ溝状の内輪軌道面が形成された内輪と、
   内周面にＶ溝状の外輪軌道面が形成された外輪と、
   前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に、傾斜角度が周方向に交互に変わるように配置された複数の円筒ころと、
   を備え、
   前記内輪又は前記外輪は、
   前記内輪又は前記外輪の軸方向側面に形成され、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記円筒ころを挿入するための挿入溝と、
   前記挿入溝を封鎖するとともに前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面の一部が形成された封鎖栓と、
   前記挿入溝に前記封鎖栓を固定するためのボルトと、
   を備え、
   前記封鎖栓は、
   軸方向に貫通形成されて前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔を有する栓本体と、
   前記栓本体に形成され、前記挿入溝の平坦な底面に重なる平坦な合わせ面と、
   を備え、
   前記合わせ面のうち、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面に至る間の最短長さをＬａとし、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面とは径方向で反対側の周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、
   Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５
   を満たし、
   前記ボルトの頭部を軸方向からみて前記合わせ面上に投影させた場合、前記合わせ面内に前記ボルトの前記頭部が収まっている、
   軸受。
6. 内歯歯車と、
   前記内歯歯車の径方向内側に配置され、前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回転軸線回りに相対的に回転し、弾性を有する外歯歯車と、
   前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回転軸線回りの周方向に移動させる波動発生器と、
   前記外歯歯車から延びる延出部と、
   前記内歯歯車に対して前記延出部を回転自在に支持する軸受と、
   を備え、
   前記軸受は、
   外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
   内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
   前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、
   を備え、
   前記内輪又は前記外輪は、
   前記内輪又は前記外輪の軸方向側面に形成され、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記転動体を挿入するための挿入溝と、
   前記挿入溝を封鎖するとともに前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面の一部が形成された封鎖栓と、
   前記挿入溝に前記封鎖栓を固定するためのボルトと、
   を備え、
   前記封鎖栓は、
   軸方向に貫通形成されて前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔を有する栓本体と、
   前記栓本体に形成され、前記挿入溝の底面に重なる合わせ面と、
   を備え、
   前記合わせ面のうち、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面に至る間の最短長さをＬａとし、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面とは径方向で反対側の周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、
   Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５
   を満たす、
   波動歯車装置。
7. 回転力を発生させる動力発生部と、
   前記動力発生部の前記回転力が入力される入力部、及び前記入力部の回転を変速して出力する出力部を有する波動歯車装置と、
   前記波動歯車装置の前記出力部に取り付けられる相手部材と、を備え、
   前記波動歯車装置は、
   内歯歯車と、
   前記内歯歯車の径方向内側に配置され、前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回転軸線回りに相対的に回転し、弾性を有する外歯歯車と、
   前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回転軸線回りの周方向に移動させる波動発生器と、
   前記外歯歯車から延びる延出部と、
   前記内歯歯車に対して前記延出部を回転自在に支持する軸受と、
   を備え、
   前記外歯歯車は、前記入力部又は前記出力部のいずれか一方として機能し、
   前記軸受は、
   外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、
   内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、
   前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、
   を備え、
   前記内輪又は前記外輪は、
   前記内輪又は前記外輪の軸方向側面に形成され、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記転動体を挿入するための挿入溝と、
   前記挿入溝を封鎖するとともに前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面の一部が形成された封鎖栓と、
   前記挿入溝に前記封鎖栓を固定するためのボルトと、
   を備え、
   前記封鎖栓は、
   軸方向に貫通形成されて前記ボルトが挿入されるボルト挿入孔を有する栓本体と、
   前記栓本体に形成され、前記挿入溝の底面に重なる合わせ面と、
   を備え、
   前記合わせ面のうち、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面に至る間の最短長さをＬａとし、前記ボルト挿入孔から前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面とは径方向で反対側の周面に至る間の最短長さをＬｂとしたとき、最短長さＬａ，Ｌｂは、
   Ｌａ／Ｌｂ＞０．６５
   を満たす、
   産業ロボット。

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