JP2024070219A - 回転軸受アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】高負荷能力と高速度比・減速出力を有することに加え、体積が小さいという利点を有する回転軸受アセンブリを提供する。
【解決手段】本発明は、入力軸と、内輪部材と、外輪部材と、負荷部材とを備える回転軸受アセンブリである。入力軸はモータの回転軸と結合して回転し、動力入力を提供する。内輪部材は歯車セットを備え、歯車セットを介して入力軸に外嵌され、入力軸によって駆動される。外輪部材は負荷部材を介して内輪部材に外嵌され、歯車セットと噛み合う。歯車セットが入力軸によって駆動されて内輪部材を動かすと、歯車セットは外輪部材を動かし、内輪部材と外輪部材は相対的に回転する。内輪部材と外輪部材の一方が動力出力を提供し、動力入力と動力出力には回転速度差がある。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸受アセンブリに関し、特に、高負荷能力と高速度比・減速出力を有することに加え、体積が小さいという利点を有する回転軸受アセンブリに関するものである。

一般的に、従来の回転軸受は、軸受内輪と、軸受外輪と、軸受内輪及び軸受外輪に設置される負荷部材とを備えている。負荷部材の転動により、軸受外輪の固定と軸受内輪の回転、または軸受外輪の回転と軸受内輪の固定を実現できる。一般的な自動化アプリケーションでは、負荷を担持して回転運動をする場合、回転軸受が使用される。

一方、自動化アプリケーションにおけるモータは、高回転・低トルクの特性があり、大きな負荷を駆動することが難しいため、モータにより重量物を押す場合には、減速機で減速してトルクを増加させる必要がある。そのため、従来の回転軸受はモータと減速機の組み合わせに使用され、トルク出力が必要な場合には、さらに歯車セットと組み合わせて使用する。しかし、歯車セットとそれが組み合わされる回転軸受の寸法が異なるため、材料を共有することはできない。従って、回転軸受と歯車セットを組み合わせて使用する場合、設計スペースが大きくなり、小型化に不利である。

また、減速機は性能を向上させるために様々な設計を採用することができる。しかし、同じ負荷条件下で、全体の体積の縮小、部品点数の削減、組立の容易性を同時に実現することは容易ではない。例えば、従来の減速機では、内歯と外歯との間に複数のころが配置され、軸受リングと内歯リングが別体に設計されることで、ころの軸方向の固定と組み立てを容易にする。しかし、軸受リングと内歯リングが別体に設計されることで、部品点数が増加し、加工コストや組立コストも増加する。また、設計部品点数が増加すると、スペースの需要が増加し、小型化が困難になる。

そこで、高負荷能力と高速度比・減速出力を有することに加え、体積が小さいという利点を有し、従来技術の欠点を解決するための回転軸受アセンブリを提供する必要がある。

本発明の目的は、体積が小さいという利点を有しながら、高負荷能力を有する軸受と高速度比・減速出力を構築するための回転軸受アセンブリを提供することである。

本発明の目的は、回転軸受アセンブリを提供することである。回転軸受アセンブリと減速機を組み合わせて使用することで、同じ負荷下で全体の体積と部品点数を削減でき、組み立てプロセスを容易にし、小型化に不利であり、軸受材料を共用できないなどの従来のサイクロイド減速機の欠点を解決する。一方、回転軸受アセンブリに使用される伝動軸の同心端と偏心端は同じ直径を有し、偏心端の直径を大きくすることなく小型化を実現できる。また、伝動軸の同心端と偏心端が同じ直径を有するため、伝動軸の同心端と偏心端にそれぞれ外嵌される軸受は、同一仕様のものを使用でき、材料コストを削減することができる。さらに、本発明の伝動軸の同心端と偏心端が一体に形成されているため、回転軸受アセンブリにおける伝動軸の設置精度や位置合わせ精度をさらに向上させることができる。

上記目的を達成するために、本発明は、入力軸と、内輪部材と、外輪部材、負荷部材とを備える回転軸受アセンブリを提供する。入力軸はモータの回転軸と結合して回転し、動力入力を提供する。内輪部材は歯車セットを備え、歯車セットを介して入力軸に外嵌され、入力軸によって駆動される。外輪部材は負荷部材を介して内輪部材に外嵌され、歯車セットと噛み合う。歯車セットが入力軸によって駆動されて内輪部材を動かすと、歯車セットは外輪部材を動かし、内輪部材と外輪部材は相対的に回転する。内輪部材と外輪部材の一方が動力出力を提供し、動力入力と動力出力には回転速度差がある。

本発明の第１の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの構造概略図である。 モータ及び減速機と組み合わせた本発明の第１の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの垂直断面図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの垂直断面図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの水平断面図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリにおける伝動軸の構造概略図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリにおける一部のエリアの水平断面図である。 図６におけるエリアＰ１の拡大図である。 図７におけるエリアＰ２の拡大図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの垂直断面図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリにおける伝動軸の構造概略図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの立体構造図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの垂直断面図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの構造分解図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの別の視点からの構造分解図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリにおける内歯輪の上面図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリにおける内歯輪の垂直断面図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの水平断面図である。 図１２におけるエリアＰ３の拡大図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの立体構造図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリの垂直断面図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリにおける外輪部材の構造分解図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリにおける外輪部材の垂直断面図である。

本発明の特徴と利点を示すいくつかの典型的な実施形態について、後述の説明において詳細に記述する。本発明は異なる態様において様々な変化を有することができ、いずれも本発明の範囲から逸脱することなく、かつその説明及び図面は本質的に例示するために用いられものであり、本発明を限定する意図はないことを理解されたい。例えば、本開示の以下の内容において、第１の特徴を第２の特徴の上または上方に設置することが記述される場合、設置された上記第１の特徴が上記第２の特徴と直接接触している実施形態を含み、追加の特徴を上記第１の特徴と上記第２の特徴との間に設置することで、上記第１の特徴が上記第２の特徴と直接接触していない実施形態も含むことを示す。さらに、本開示の異なる実施形態において、重複する参照符号及び／または記号を使用可能である。これらの重複は簡潔化と明確化の目的で、各実施形態及び／または前記外観構造間の関係を制限するために使用されるものではない。また、図面における構成要素または特徴要素と他の（複数の）構成要素または（複数の）特徴要素との関係を簡易に記述するために、例えば、「頂」、「底」、「上」、「下」、及び類似する用語などの空間関連の用語を用いることができる。図面に示される方位に加えて、空間関連の用語は、使用中または作動中の装置の異なる方位を含むために用いられる。前記装置は、別途に位置決めされ（例えば、９０度回転または他の方位）てもよく、それに応じて使用される空間関連の用語の記述を解釈する。さらに、一つの構成要素が他の構成要素に「接続」または「結合」すると称する場合、他の構成要素に直接的に接続または結合することができ、または介在構成要素が存在しうる。本開示の広範な範囲の数値範囲とパラメータは近似値であるが、具体的な例においてできる限り正確に数値を記述する。さらに、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、特許請求の範囲において異なる構成要素を記述するために用いられることができるが、これらの構成要素はこれらの用語によって限定されるべきではなく、実施形態において記述されたこれらの構成要素は異なる構成要素記号によって示されることを理解されたい。これらの用語は、異なる構成要素を区別するためのものである。例えば、第１の構成要素は第２の構成要素と称されることができ、同様に、第２の構成要素も第１の構成要素と称されることができ、実施形態の範囲から逸脱することがない。

図１と図２を参照し、本発明の第１の好ましい実施形態に係る回転軸受アセンブリを示す。本発明の回転軸受アセンブリ１は、適切な回転速度差の動力出力を提供するために、様々なモータ装置、工作機械、機械アーム、自動車、オートバイまたはその他の動力機械に適用することができるが、これらに限定されない。

本実施形態では、回転軸受アセンブリ１は、入力軸１０、内輪部材２０、外輪部材３０、及び負荷部材４０を備える。入力軸１０は、回転軸受アセンブリ１の実質的な中心に位置し、モータ９０の回転軸９２と結合して回転し、動力入力を提供する。内輪部材２０は歯車セット２１を備え、歯車セット２１を介して入力軸１０に外嵌（ｓｌｅｅｖｅｄ ｏｎ）され、入力軸１０によって駆動される。外輪部材３０は、負荷部材４０を介して内輪部材２０に外嵌され、歯車セット２１と噛み合う。歯車セット２１が入力軸１０によって駆動されて内輪部材２０を動かすと、歯車セット２１は外輪部材３０を動かし、内輪部材２０と外輪部材３０は相対的に回転する。言い換えると、外輪部材３０は、歯車セット２１を介して入力軸１０によって回転することもできる。本実施形態では、内輪部材２０と外輪部材３０の一方が動力出力を提供し、動力入力と動力出力には回転速度差がある。

本実施形態では、外輪部材３０は出力端であり、内輪部材２０は固定端であり、少なくとも１つの出力齒盤２３、２３'と、伝動軸２２とを備える。本実施形態では、出力齒盤２３は、例えば、モータハウジング９１に固定的に設置することができ、出力齒盤２３'は、平面８上に固定される。出力齒盤２３、２３'は、それぞれ伝動軸２２を介して歯車セット２１に接続され、歯車セット２１が入力軸１０によって駆動されると、歯車セット２１は外輪部材３０を動かして動力出力を提供する。

他の実施形態では、図３を併せて参照する。外輪部材３０は固定端であり、内輪部材２０は出力端であり、少なくとも１つの出力齒盤２３、２３'と、伝動軸２２とを備え、少なくとも１つの出力齒盤２３、２３'は、伝動軸２２を介して前記歯車セット２１に接続され、歯車セット２１が入力軸１０によって駆動されると、歯車セット２１は伝動軸２２を介して少なくとも１つの出力齒盤２３、２３'を動かして動力出力を提供する。

本実施形態では、外輪部材３０は、針殻輪３００及び複数のころ３０１を備え、前記複数のころ３０１は針殻輪３００に設置される。負荷部材４０は、複数の軸受転動体４２と、一対の軌道輪４３、４４とを備え、前記一対の軌道輪４３、４４は、針殻輪３００の対向する両側に設置され、複数の軸受転動体４２が走行するための走行軌道３５をそれぞれ提供する。本実施形態では、走行軌道３５は対で設置されているが、本発明はこれに限定されない。

本実施形態では、歯車セット２１は、第１のサイクロイド齒盤２１ａと第２のサイクロイド齒盤２１ｂを備える。第１のサイクロイド齒盤２１ａは、入力軸１０に外嵌され、入力軸１０によって回転駆動され、少なくとも１つのころ３０１の対応する部分と接触する第１の歯部２１０を備える。第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、入力軸１０に外嵌され、入力軸１０によって回転駆動され、少なくとも１つのころ３０１の対応する部分と接触する第２の歯部２１０'を備える。本実施形態では、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、それぞれ針殻輪３００の対向する両側に位置する。本実施形態では、前記一対の軌道輪４３、４４は、軌道輪内径ｄ４を有し、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、それぞれサイクロイド齒盤外径ｄ５を有し、軌道輪内径ｄ４はサイクロイド齒盤外径ｄ５よりも大きい。

本実施形態では、少なくとも１つの出力齒盤２３、２３'は、第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'を備え、第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'は、針殻輪３００の対向する両外側に位置し、このように、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、第１の出力齒盤２３と第２の出力齒盤２３'との間に介在する。第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'の少なくとも一方は、回転軸受アセンブリ１の動力出力として機能することができる。もちろん、針殻輪３００を出力端とする場合、第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'の少なくとも一方を固定端としてもよい。本発明はこれに限定されない。

図３、図４及び図５を参照し、本実施形態では、伝動軸２２の数は１つであっても複数であってもよく、本実施形態では５つの伝動軸２２が例示されており、各伝動軸２２はクランク軸であり、第１のサイクロイド齒盤２１ａ、第２のサイクロイド齒盤２１ｂ、第１の出力齒盤２３、及び第２の出力齒盤２３'に連結されており、一体的に形成されかつ順次配置された第１の同心端２２１、第１の偏心端２２２、第２の偏心端２２３、及び第２の同心端２２４を備える。第１の同心端２２１は第１の出力齒盤２３に連結され、第１の偏心端２２２は第１のサイクロイド齒盤２１ａに連結され、第２の偏心端２２３は第２のサイクロイド齒盤２１ｂに連結され、第２の同心端２２４は第２の出力齒盤２３'に連結される。また、第１の同心端２２１、第１の偏心端２２２、第２の偏心端２２３、及び第２の同心端２２４のうち、隣接する任意の２つの間にそれぞれ偏心量が存在する。さらに、第１の同心端２２１の直径ΦＡ、第１の偏心端２２２の直径ΦＣ、第２の偏心端２２３の直径ΦＤ、及び第２の同心端２２４の直径ΦＢは、すべて同じであり、すなわち、伝動軸２２の伝動軸の直径ｄ１と等しい。

本実施形態では、回転軸受アセンブリ１では、伝動軸２２の偏心端の直径が同心端の直径よりも大きくなるように制限する必要はなく、伝動軸２２の第１の同心端２２１、第１の偏心端２２２、第２の偏心端２２３、及び第２の同心端２２４が同じ直径（ΦＡ＝ΦＣ＝ΦＤ＝ΦＢ）、すなわち、伝動軸の直径ｄ１を有するようにする。これにより、第１の偏心端２２２及び第２の偏心端２２３の直径を大きくすることなく、回転軸受アセンブリ１を小型化することができる。また、伝動軸２２の第１の同心端２２１、第１の偏心端２２２、第２の偏心端２２３、及び第２の同心端２２４は同じ直径を有するため、対応する軸受を伝動軸２２の第１の同心端２２１、第１の偏心端２２２、第２の偏心端２２３、及び第２の同心端２２４にそれぞれ外嵌する必要がある場合、これらの軸受は同一仕様のものを使用でき、材料コストを削減することができる。さらに、本発明の伝動軸２２の第１の同心端２２１、第１の偏心端２２２、第２の偏心端２２３、及び第２の同心端２２４が一体的に形成された構造であるため、回転軸受アセンブリ１における伝動軸２２の設置精度や位置合わせ精度をさらに向上させることができる。

本実施形態では、図５に示すように、第１の同心端２２１と第１の偏心端２２２との間の偏心量を第１の偏心量Ｅ１とし、第２の同心端２２４と第２の偏心端２２３との間の偏心量を第２の偏心量Ｅ２とし、第１の偏心端２２２と第２の偏心端２２３との間の偏心量を第３の偏心量Ｅ３とすると、第１の偏心量Ｅ１は第２の偏心量Ｅ２に等しく、第３の偏心量Ｅ３は第１の偏心量Ｅ１の２倍に等しい。これにより、対応する軸受を伝動軸２２の第１の同心端２２１、第１の偏心端２２２、第２の偏心端２２３、及び第２の同心端２２４にそれぞれ外嵌することが容易となる。また、本実施形態では、第１の同心端２２１、第２の同心端２２４は、伝動軸２２と同軸であり、第１の偏心端２２２及び第２の偏心端２２３は、伝動軸２２に偏心して設置され、第１の偏心端２２２の偏心方向と第２の偏心端２２３の偏心方向は逆である。

図６を併せて参照する。いくつかの実施形態では、第１のサイクロイド齒盤２１ａは、少なくとも１つの外嵌穴２１１をさらに備え、各外嵌穴２１１は、伝動軸２２の第１の偏心端２２２が貫通して第１の偏心端２２１を第１のサイクロイド齒盤２１ａに連結できるように、対応する伝動軸２２の対応位置に設置される。第１の出力齒盤２３は、少なくとも１つの外嵌穴２３０をさらに備え、各外嵌穴２３０は、伝動軸２２の第１の同心端２２１が貫通して第１の同心端２２１を第１の出力齒盤２３に連結できるように、対応する伝動軸２２の対応位置に設置される。第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、少なくとも１つの外嵌穴２１１'をさらに備え、各外嵌穴２１１'は、伝動軸２２の第２の偏心端２２３が貫通して第２の偏心端２２３を第２のサイクロイド齒盤２１ｂに連結できるように、対応する伝動軸２２の対応位置に設置される。第２の出力齒盤２３'は、少なくとも１つの外嵌穴２３０'をさらに備え、各外嵌穴２３０'は、伝動軸２２の第２の同心端２２４が貫通して第２の同心端２２４を第２の出力齒盤２３'に連結できるように、対応する伝動軸２２の対応位置に設置される。

また、本実施形態では、回転軸受アセンブリ１は、同じ構造の第１の軸受２４と第２の軸受２４'をさらに備え、第１の軸受２４は、第１のサイクロイド齒盤２１ａの外嵌穴２１１と第１の偏心端２２２との間に外嵌され、第２の軸受２４'は、第２のサイクロイド齒盤２１ｂの外嵌穴２１１'と第２の偏心端２２３との間に外嵌される。また、第１の軸受２４及び第２の軸受２４'は、それぞれ複数の出力偏心軸針状ころ２４１を備える（第１の軸受２４及び第２の軸受２４'は同一構造であるため、図６では第１の軸受２４の出力偏心軸針状ころ２４１のみを例示している）。第１の軸受２４の複数の出力偏心軸針状ころ２４１は、第１の軸受２４の本体を周回し、第１の軸受２４が第１のサイクロイド齒盤２１ａの外嵌穴２１１と第１の偏心端２２２との間に外嵌されると、第１の軸受２４の複数の出力偏心軸針状ころ２４１は、第１の偏心端２２２の外輪壁を周回する。同様に、第２の軸受２４'の複数の出力偏心軸針状ころ２４１は第２の軸受２４'の本体を周回し、第２の軸受２４'が第２のサイクロイド齒盤２１ｂの外嵌穴２１１'と第２の偏心端２２３との間に外嵌されると、第２の軸受２４'の複数の出力偏心軸針状ころ２４１は、第２の偏心端２２３の外輪壁を周回する。また、伝動軸２２の伝動軸の直径はｄ１（すなわち、第１の同心端２２１、第１の偏心端２２２、第２の偏心端２２３、及び第２の同心端２２４の直径はそれぞれｄ１であり、つまり、ΦＡ＝ΦＣ＝ΦＤ＝ΦＢ）である。図７を併せて参照する。各出力偏心軸針状ころ２４１の直径はｄ２、外嵌穴２１１及び外嵌穴２１１'の直径はそれぞれｄ３であり、外嵌穴２２１及び外嵌穴２２１'の直径ｄ３は、それぞれ第１の偏心端２２２の伝動軸の直径ｄ１と出力偏心軸針状ころ２４１の直径ｄ２の２倍との合計（すなわち、ｄ３＝ｄ１＋２ｄ２）に等しい。さらに、出力偏心軸針状ころ２４１の直径ｄ２の２倍は、第１の偏心量Ｅ１以上（すなわち、２ｄ２≧Ｅ１）である。

図３、図５、図７、及び図８を参照する。本実施形態では、第１の軸受２４及び第２の軸受２４'は、それぞれ複数のころ保持器２４２をさらに備える。複数の出力偏心軸針状ころ２４１のうち隣接する任意の２つの間に、出力偏心軸針状ころ２４１を被覆及び支持するころ保持器２４２が設けられている。また、各出力偏心軸針状ころ２４１は、対応する軸受の内部において、出力偏心軸針状ころ２４１と隣接する対応のころ保持器２４２との間に介在するギャップＧを有してもよい。そのため、出力偏心軸針状ころ２４１の直径ｄ２の２倍が第１の偏心量Ｅ１以上である場合には、第１の軸受２４及び第２の軸受２４'をそれぞれ対応する第１の偏心端２２２及び第２の偏心端２２３に確実に外嵌することができる。また、第１の同心端２２１と第１の出力齒盤２３との連結、及び第２の同心端２２４と第２の出力齒盤２３'との連結も、第１の軸受２４及び第２の軸受２４'と同じ軸受構造により行うことができるため、ここでは繰り返さない。

図１、図３、及び図５を参照する。本実施形態では、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、針殻輪３００内に設置することができ、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、内輪部材２０の少なくとも１つの出力齒盤２３、２３'または外輪部材３０の針殻輪３００を動かすことができる。一実施形態では、回転軸受アセンブリ１の動力伝達方式としては、入力軸１０が回転すると、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂが入力軸１０によって回転駆動され、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、それぞれ伝動軸２２の第１の偏心端２２２及び第２の偏心端２２３に連結することにより伝動軸２２を回転駆動し、伝動軸２２の第１の同心端２２１及び第２の同心端２２４を同期して回転させて、それぞれ第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'を回転駆動し、第１の出力齒盤２３及び／または第２の出力齒盤２３'は、回転軸受アセンブリ１の動力出力として機能する。一実施形態では、第１の出力齒盤２３及び／または第２の出力齒盤２３'を固定し、代わりに外輪部材３０の針殻輪３００を回転軸受アセンブリ１の動力出力として使用することができる。ここでは繰り返さない。

図１、図９、及び図１０を参照する。本発明の第２の実施形態の回転軸受アセンブリを示す。本実施形態では、回転軸受アセンブリ１ａの構造は図１～図８に示す回転軸受アセンブリ１とほぼ同様であり、同一の符号は、同一の構成要素、構造及び機能を表し、ここでは繰り返さない。図１～図８に示す回転軸受アセンブリ１が２つのサイクロイド齒盤を備えるのに対し、本実施形態の回転軸受アセンブリ１ａは単一のサイクロイド齒盤を備え、すなわち、歯車セット２１は第１のサイクロイド齒盤２１ａのみを備える。第１のサイクロイド齒盤２１ａは前記入力軸１０に外嵌され、入力軸１０によって回転駆動され、少なくとも１つの前記ころ３０１の対応する部分と接触する第１の歯部２１０を備える。入力軸１０は、例えば、モータ（図示せず）からの動力入力を受け、前記動力入力によって回転駆動され、入力軸１０は、回転軸受アセンブリ１ａの実質的な中心に位置する。

本実施形態では、少なくとも１つの出力齒盤２３、２３'は、例えば、図９に示す第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'を備え、第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'は、内輪部材２０の対向する両外側に位置し、このように、第１のサイクロイド齒盤２１ａが第１の出力齒盤２３と第２の出力齒盤２３'との間に介在する。第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'の少なくとも一方が、回転軸受アセンブリ１ａの動力出力として機能することができる。もちろん、他の例では、第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'を固定端とし、外輪部材３０を出力端とすることもできる。

本実施形態では、伝動軸２２ａはクランク軸であり、第１のサイクロイド齒盤２１ａ、第１の出力齒盤２３、及び第２の出力齒盤２３'に連結されており、一体的に形成されかつ順次配置された第１の同心端２２１ａ、第１の偏心端２２２ａ、及び第２の同心端２２３ａを備える。第１の同心端２２１ａは第１の出力齒盤２３に連結され、第１の偏心端２２２ａは第１のサイクロイド齒盤２１ａに連結され、第２の同心端２２３ａは第２の出力齒盤２３'に連結される。また、第１の同心端２２１ａ、第１の偏心端２２２ａ、及び第２の同心端２２３ａのうち、隣接する任意の２つの間にそれぞれ偏心量が存在する。さらに、第１の同心端２２１ａの直径ΦＡ、第１の偏心端２２２ａの直径ΦＣ、及び第２の同心端２２３ａの直径ΦＢは、すべて同じであり、すなわち、伝動軸２２ａの伝動軸の直径ｄ１に等しい（図７に示すように）。

本実施形態では、回転軸受アセンブリ１ａでは、同様に、伝動軸２２ａの偏心端の直径が同心端の直径よりも大きくなるように制限する必要はなく、伝動軸２２ａの第１の同心端２２１ａ、第１の偏心端２２２ａ、及び第２の同心端２２３ａが同じ直径を有するようにする（ΦＡ１＝ΦＣ１＝ΦＢ１）。これにより、第１の偏心端２２２ａの直径を大きくすることなく、回転軸受アセンブリ１ａを小型化することができる。また、伝動軸２２ａの第１の同心端２２１ａ、第１の偏心端２２２ａ、及び第２の同心端２２３ａは同じ直径を有するため、対応する軸受を伝動軸２２ａの第１の同心端２２１ａ、第１の偏心端２２２ａ、及び第２の同心端２２３ａにそれぞれ外嵌する必要がある場合、これらの軸受は同一仕様のものを使用でき、材料コストを削減することができる。さらに、本発明の伝動軸２２ａの第１の同心端２２１ａ、第１の偏心端２２２ａ、及び第２の同心端２２３ａが一体的に形成された構造であるため、回転軸受アセンブリ１ａにおける伝動軸２２ａの設置精度をさらに向上させることができる。

本実施形態では、図１０に示すように、第１の同心端２２１ａと第１の偏心端２２２ａとの間の偏心量を第１の偏心量Ｅ１とし、第２の同心端２２３ａと第１の偏心端２２２ａとの間の偏心量を第２の偏心量Ｅ２とすると、第１の偏心量Ｅ１は第２の偏心量Ｅ２に等しい。これにより、対応する軸受を伝動軸２２ａの第１の同心端２２１ａ、第１の偏心端２２２ａ、及び第２の同心端２２３ａにそれぞれ外嵌することが容易となる。また、本実施形態では、第１の同心端２２１ａ、第２の同心端２２３ａは、伝動軸２２ａと同軸であり、第１の偏心端２２２ａは、伝動軸２２ａに偏心して設置される。

同様に、本実施形態では、回転軸受アセンブリ１ａの動力伝達方式としては、入力軸１０が回転すると、第１のサイクロイド齒盤２１ａが入力軸１０によって回転駆動され、第１のサイクロイド齒盤２１ａは、伝動軸２２ａの第１の偏心端２２２ａに連結することにより伝動軸２２ａを回転駆動し、伝動軸２２ａの第１の同心端２２１ａ及び第２の同心端２２３ａを同期して回転させて、それぞれ第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'を回転駆動し、第１の出力齒盤２３及び／または第２の出力齒盤２３'は、回転軸受アセンブリ１ａの動力出力として機能する。もちろん、他の実施形態では、第１の出力齒盤２３及び／または第２の出力齒盤２３'を固定し、代わりに外輪部材３０を回転軸受アセンブリ１ａの動力出力として使用することができる。ここでは繰り返さない。

図１１～図１８を参照し、本発明の第３の実施形態の回転軸受アセンブリを示す。まず、図１１～図１３を参照する。本実施形態では、回転軸受アセンブリ１ｂの構造は図１～図８に示す回転軸受アセンブリ１とほぼ同様であり、同一の符号は、同一の構成要素、構造及び機能を表し、ここでは繰り返さない。本実施形態では、負荷部材４０ａは、複数の軸受転動体４２を備える。外輪部材３０ａは、内歯輪本体３１と、内歯部３２と、複数の軸受転動体４２が走行するための少なくとも１つの走行軌道３５とを備える内歯輪である。走行軌道３５は対で設置することができ、入力軸１０の軸心に対して傾斜角を有し、内輪部材２０の歯車セット２１は、内歯輪の内歯部３２と噛み合う。

図１４～図１５を参照する。本実施形態では、内歯部３２は、内歯輪本体３１の内輪面３３に環状設置され、歯車底径Ｄ１を有し、走行軌道３５は、内歯輪の片側に設置され、内歯部３２に隣接する最内輪３４は、軌道輪内径Ｄ２を有し、軌道輪内径Ｄ２は歯車底径Ｄ１以上である。本実施形態では、走行軌道３５は、内歯輪本体３１及び内輪部材２０の出力齒盤２３'と空間的に対応しており、径方向断面において平行四辺形であることで、複数の軸受転動体４２が内歯輪本体３１と内輪部材２０の出力齒盤２３'との間で転動する。

図１４と図１７を参照する。本実施形態では、入力軸１０が回転すると、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、入力軸１０によって回転駆動され、第１のサイクロイド齒盤２１ａ及び第２のサイクロイド齒盤２１ｂは、それぞれ伝動軸２２を回転駆動し、その結果、伝動軸２２は第１の出力齒盤２３及び第２の出力齒盤２３'を回転駆動し、第１の出力齒盤２３及び／または第２の出力齒盤２３'は、回転軸受アセンブリ１ｂの動力出力として機能する。例えば、第２の出力歯車２３'によって動力出力を提供し、第１の出力齒盤２３は固定ハウジングベース８０で覆われ、固定ハウジングベース８０は、外輪部材３０ａと組み合わせて固定端とすることができる。もちろん、他の実施形態では、第１の出力齒盤２３及び／または第２の出力齒盤２３'を固定し、代わりに外輪部材３０ａを回転軸受アセンブリ１ｂの動力出力として使用することができる。本発明はこれに限定されない。

図１９～図２２を参照し、本発明の第４の実施形態の回転軸受アセンブリを示す。本実施形態では、回転軸受アセンブリ１ｃの構造は図１～図８に示す回転軸受アセンブリ１とほぼ同様であり、同一の符号は、同一の構成要素、構造及び機能を表し、ここでは繰り返さない。本実施形態では、外輪部材３０ｂは、一対のころ止め輪３９と、走行軌道３５とを備える。前記一対のころ止め輪３９は、それぞれ収容溝３６を介して対向する両側に設置され、走行軌道３５は、外輪部材３０ｂの対向する両外側に位置し、ころ止め輪３９に隣接して設置され、負荷部材４０ｂは、複数の軸受転動体４２を備え、走行軌道３５は、複数の軸受転動体４２が走行するためのものである。

上記のように、本発明は、体積が小さいという利点を有しながら、高負荷能力を有する軸受と高速度比・減速出力を構築するための回転軸受アセンブリを提供する。回転軸受アセンブリと減速機を組み合わせて使用することで、同じ負荷下で全体の体積と部品点数を削減でき、組み立てプロセスを容易にし、小型化に不利であり、軸受材料を共用できないなどの従来のサイクロイド減速機の欠点を解決する。一方、回転軸受アセンブリに使用される伝動軸の同心端と偏心端は同じ直径を有し、偏心端の直径を大きくすることなく小型化を実現できる。また、伝動軸の同心端と偏心端が同じ直径を有するため、伝動軸の同心端と偏心端にそれぞれ外嵌される軸受は、同一仕様のものを使用でき、材料コストを削減することができる。さらに、本発明の伝動軸の同心端と偏心端が一体に形成された構造であるため、回転軸受アセンブリにおける伝動軸の設置精度や位置合わせ精度をさらに向上させることができる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ：回転軸受アセンブリ
１０：入力軸
２０：内輪部材
２１：歯車セット
２１ａ：第１のサイクロイド齒盤
２１ｂ：第２のサイクロイド齒盤
２１０：第１の歯部
２１０'：第２の歯部
２１１、２１１'、２３０、２３０'：外嵌穴
２２、２２ａ：伝動軸
２２１、２２１ａ：第１の同心端
２２２、２２１ａ：第１の偏心端
２２３：第２の偏心端
２２４、２２３ａ：第２の同心端
２３：第１の出力齒盤
２３'：第２の出力齒盤
２４：第１の軸受
２４'：第２の軸受
２４１：出力偏心軸針状ころ
２４２：ころ保持器
３０、３０ａ、３０ｂ：外輪部材
３００：針殻輪
３０１：ころ
３１：内歯輪本体
３２：内歯部
３３：内輪面
３４：最内輪
３５：走行軌道
３６：収容溝
３９：ころ止め輪
４０、４０ａ、４０ｂ：負荷部材
４１：保持器
４２：軸受転動体
４３、４４：軌道輪
８：平面
８０：固定ハウジングベース
９０：モータ
９１：モータハウジング
９２：回転軸
ｄ１：伝動軸の直径
ｄ２：出力偏心軸針状ころの直径
ｄ３：外嵌穴の直径
ｄ４：軌道輪内径
ｄ５：サイクロイド齒盤外径
ΦＡ、ΦＣ、ΦＤ、ΦＢ：直径
Ｄ１：歯車底径
Ｄ２：軌道輪内径
Ｅ１：第１の偏心量
Ｅ２：第２の偏心量
Ｅ３：第３の偏心量
Ｇ：ギャップ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３：エリア
Ｘ、Ｙ、Ｚ：軸

Claims (19)

1. 入力軸と、内輪部材と、外輪部材とを備える回転軸受アセンブリであって、
   前記入力軸は、モータの回転軸と結合して回転し、動力入力を提供し、
   前記内輪部材は、歯車セットを備え、前記歯車セットを介して前記入力軸に外嵌され、前記入力軸によって駆動され、
   前記外輪部材は、負荷部材を介して前記内輪部材に外嵌され、前記歯車セットと噛み合い、
   前記歯車セットが前記入力軸によって駆動されて前記内輪部材を動かすと、前記歯車セットは前記外輪部材を動かし、前記内輪部材と前記外輪部材は相対的に回転し、前記内輪部材と前記外輪部材の一方が動力出力を提供し、前記動力入力と前記動力出力には回転速度差がある、回転軸受アセンブリ。
2. 前記外輪部材は出力端であり、前記内輪部材は固定端であり、少なくとも１つの出力齒盤と、伝動軸とを備え、前記少なくとも１つの出力齒盤は固定的に設置され、前記伝動軸を介して前記歯車セットに接続され、
   前記歯車セットが前記入力軸によって駆動されると、前記歯車セットは前記外輪部材を動かして前記動力出力を提供する、請求項１に記載の回転軸受アセンブリ。
3. 前記外輪部材は固定端であり、前記内輪部材は出力端であり、少なくとも１つの出力齒盤と、伝動軸とを備え、前記少なくとも１つの出力齒盤は、前記伝動軸を介して前記歯車セットに接続され、
   前記歯車セットが前記入力軸によって駆動されると、前記歯車セットは前記伝動軸を介して前記少なくとも１つの出力齒盤を動かして前記動力出力を提供する、請求項１に記載の回転軸受アセンブリ。
4. 前記外輪部材は、針殻輪と複数のころを備え、前記複数のころは前記針殻輪に設置され、前記負荷部材は、複数の軸受転動体と、一対の軌道輪を備え、前記一対の軌道輪は、前記針殻輪の対向する両側に環状設置され、前記複数の軸受転動体が走行するための走行軌道を提供する、請求項２または３に記載の回転軸受アセンブリ。
5. 前記歯車セットは、第１のサイクロイド齒盤と第２のサイクロイド齒盤を備え、
   前記第１のサイクロイド齒盤は、前記入力軸に外嵌され、前記入力軸によって回転駆動され、少なくとも１つの前記ころの対応する部分と接触する第１の歯部を備え、
   前記第２のサイクロイド齒盤は、前記入力軸に外嵌され、前記入力軸によって回転駆動され、少なくとも１つの前記ころの対応する部分と接触する第２の歯部を備え、
   前記第１のサイクロイド齒盤及び前記第２のサイクロイド齒盤は、それぞれ前記針殻輪の対向する両側に位置する、請求項４に記載の回転軸受アセンブリ。
6. 前記一対の軌道輪は軌道輪内径を有し、前記第１のサイクロイド齒盤及び前記第２のサイクロイド齒盤は、それぞれサイクロイド齒盤外径を有し、前記軌道輪内径は前記サイクロイド齒盤外径よりも大きい、請求項５に記載の回転軸受アセンブリ。
7. 前記伝動軸は、一体的に形成されかつ順次配置された第１の同心端、第１の偏心端、第２の偏心端、及び第２の同心端を備え、
   前記第１の偏心端は前記第１のサイクロイド齒盤に連結され、前記第２の偏心端は前記第２のサイクロイド齒盤に連結され、前記第１の同心端、前記第１の偏心端、前記第２の偏心端、及び前記第２の同心端のうち、隣接する任意の２つの間にそれぞれ偏心量が存在し、
   前記第１の同心端の直径、前記第１の偏心端の直径、前記第２の偏心端の直径、及び前記第２の同心端の直径は、すべて伝動軸の直径と同じであり、前記少なくとも１つの出力齒盤は、前記第１の同心端または前記第２の同心端に連結される、請求項５に記載の回転軸受アセンブリ。
8. 前記第１の同心端と前記第１の偏心端との間の前記偏心量を第１の偏心量とし、前記第２の同心端と前記第２の偏心端との間の前記偏心量を第２の偏心量とし、前記第１の偏心端と前記第２の偏心端との間の前記偏心量を第３の偏心量とし、前記第１の偏心量は前記第２の偏心量に等しく、前記第３の偏心量は前記第１の偏心量の２倍に等しい、請求項７に記載の回転軸受アセンブリ。
9. 前記内輪部材は、第１の軸受と第２の軸受をさらに備え、前記第１の軸受及び前記第２の軸受は、それぞれ複数の出力偏心軸針状ころを備え、前記出力偏心軸針状ころの直径の２倍は、前記第１の偏心量以上である、請求項８に記載の回転軸受アセンブリ。
10. 前記第１の軸受の前記複数の出力偏心軸針状ころは、前記第１の偏心端の外輪壁を周回し、前記第２の軸受の前記複数の出力偏心軸針状ころは、前記第２の偏心端の外輪壁を周回する、請求項９に記載の回転軸受アセンブリ。
11. 前記少なくとも１つの出力齒盤は、前記針殻輪の対向する両側に位置する第１の出力齒盤と第２の出力齒盤を備え、
    前記第１の出力齒盤は、外嵌穴をさらに備え、前記第１の出力齒盤の前記外嵌穴は、前記伝動軸の前記第１の同心端が貫通するように、前記伝動軸に対応する位置に設置され、
    前記第２の出力齒盤は、外嵌穴をさらに備え、前記第２の出力齒盤の前記外嵌穴は、前記伝動軸の前記第２の同心端が貫通するように、前記伝動軸に対応する位置に設置される、請求項１０に記載の回転軸受アセンブリ。
12. 前記外嵌穴の内径は、前記伝動軸の直径と前記出力偏心軸針状ころの直径の２倍との合計に等しい、請求項１１に記載の回転軸受アセンブリ。
13. 前記複数の出力偏心軸針状ころのうち隣接する任意の２つの間に、ころ保持器が設けられ、前記出力偏心軸針状ころと隣接する対応の前記ころ保持器との間にギャップを有する、請求項９に記載の回転軸受アセンブリ。
14. 前記歯車セットは、第１のサイクロイド齒盤を備え、前記第１のサイクロイド齒盤は、前記入力軸に外嵌され、前記入力軸によって回転駆動され、少なくとも１つの前記ころの対応する部分と接触する第１の歯部を備える、請求項４に記載の回転軸受アセンブリ。
15. 前記伝動軸は、一体的に形成されかつ順次配置された第１の同心端、第１の偏心端、及び第２の同心端を備え、前記第１の偏心端は前記第１のサイクロイド齒盤に連結され、前記第１の同心端、前記第１の偏心端、及び前記第２の同心端のうち、隣接する任意の２つの間にそれぞれ偏心量が存在し、
    前記第１の同心端の直径、前記第１の偏心端の直径、及び前記第２の同心端の直径は、すべて伝動軸の直径と同じであり、前記少なくとも１つの出力齒盤は、前記第１の同心端または前記第２の同心端に連結される、請求項１４に記載の回転軸受アセンブリ。
16. 前記第１の同心端と前記第１の偏心端との間の前記偏心量を第１の偏心量とし、前記第２の同心端と前記第１の偏心端との間の前記偏心量を第２の偏心量とし、前記第１の偏心量は前記第２の偏心量に等しい、請求項１５に記載の回転軸受アセンブリ。
17. 前記負荷部材は、複数の軸受転動体を備え、前記外輪部材は、内歯輪本体と、内歯部と、複数の軸受転動体が走行するための走行軌道とを備える内歯輪であり、前記走行軌道は、前記入力軸の軸方向に対して傾斜角を有し、前記内輪部材の前記歯車セットは、前記内歯輪の前記内歯部と噛み合う、請求項２または３に記載の回転軸受アセンブリ。
18. 前記内歯部は、前記内歯輪本体の内輪面に環状設置され、歯車底径を有し、前記走行軌道は、内歯輪の片側に設置され、前記内歯部の近傍に軌道輪内径を有し、前記軌道輪内径は前記歯車底径以上である、請求項１７に記載の回転軸受アセンブリ。
19. 前記走行軌道は、前記内歯輪本体及び前記内輪部材の前記少なくとも１つの出力齒盤と空間的に対応しており、径方向断面において平行四辺形であることで、複数の軸受転動体が前記内歯輪本体と前記内輪部材の前記少なくとも１つの出力齒盤との間で転動する、請求項１７に記載の回転軸受アセンブリ。