JP4515039B2

JP4515039B2 - Gear unit using double-row integrated angular bearing

Info

Publication number: JP4515039B2
Application number: JP2003103447A
Authority: JP
Inventors: 実田中
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2023-04-07
Also published as: JP2004308792A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンギュラ軸受を用いた歯車装置に関する。より詳しくは、本発明は、特に、産業ロボット用減速機などのような過酷なモーメント荷重が作用する条件下で使用されるアンギュラ玉軸受を用いた減速機などのような歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平９−２６４３２１号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２５０６０号公報
【特許文献３】
特公昭４３−４７２１号公報
【特許文献４】
特公昭４４−２６２４２号公報
【０００３】
一般に、アンギュラ軸受は、図８に示すように、転動体１０と、転動体１０を保持する保持器１２と、転動体１０の内外軌道面１４ａ、１６ａを有し、かつ、転動体１０と内外軌道面１４ａ、１６ａとがラジアル方向に対して所定の接触角θをもって接触する内外輪１４、１６とを具備した構成となっている。
【０００４】
この構成のため、アンギュラ軸受においては、ラジアル荷重と一方向のアキシャル荷重とを負荷可能である。なお、アンギュラ軸受は、図８に示すように一つのアンギュラ軸受に転動体（玉）１０を一列に配置したものや、図１０に示すように一つのアンギュラ軸受に転動体（玉）１０を二列に配置したものがある（なお、図１０では保持器の図示を省略している）が、これはアンギュラ軸受が大きくなる。
【０００５】
また、特許文献１（特開平９−２６４３２１号公報）に記載されているように、アンギュラ軸受は用途および負荷の大きさによって、単列で使用したり、複数のアンギュラ軸受を用いて複列で正面合わせや背面合わせで組合わせて使用している。しかし、複列で組合わせて使用すると、軸受の大きさが大きくなると言う問題がある。
【０００６】
従来、アンギュラ軸受の負荷能力を向上させるには、軌道輪の肉厚を大きくしたり、転動体の個数を多くしたり、転動体と内外軌道面の曲率半径を最適にすることが一般的に採用されている。
【０００７】
アンギュラ軸受の負荷能力を向上させるに当たって、従来のように、軌道輪の肉厚を大きくしたり、転動体の配列を並列に配置したりすると軸受全体の大きさが大きくなり、軸受の組付け箇所の制約を受け易くなり、コンパクト化の要請に対処できないという制約がある。
【０００８】
また、転動体個数を多くしようとても、充填できる転動体の数にも限界がある。例えば、図１１に示すような産業ロボット用減速機の軸受に使用される従来のアンギュラ軸受の場合、転動体の充填率は８５％以下である。ここに、充頃率とは転動体の直径（Ｄ）を転動体数（Ｎ）で乗した距離を転動体のピッチ円直径上の円周長さ（Ｌ）で除した百分率（１００×Ｄ×Ｎ／Ｌ）を言う。このように、保持器を有する従来のアンギュラ軸受では、充填率は精々８５％である。
【０００９】
特許文献２（特開平１１−３２５０６０号公報）には、保持器を無くし総ボール（玉）として充填率を増加させた軸受が開示されている。しかし、この特許文献２に開示された総ボール転がり軸受では、図１１に示したような、より過酷なモーメントが発生する産業ロボット用減速機などに使用すると、アンギュラ軸受は転動体（玉）同士が擦り合うことにより、転動体（玉）の表面に鉢巻状の傷が付き軸受寿命を低下させる場合がある。
【００１０】
また、特許文献３（特公昭４３−４７２１号公報）および特許文献４（特公昭４４−２６２４２号公報）には、一つのアンギュラ軸受に２組の保持器によりピッチ円直径が異なる二列の玉軸受を軸方向に玉直径より大きな間隔を開けて配置することが開示されている。しかし、特許文献３、特許文献４に開示されたアンギュラ軸受では二列の玉軸受を軸方向に玉直径より大きな間隔を開けて配置しているので、前述した特許文献１において複列で組合わせて使用した場合と同様に軸受の大きさが大きくなると言う問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したような従来技術に付随する問題を解消して、軸受の幅寸法を従来の単列の軸受と略同程度として著しく大きくすることがなく、しかも負荷能力を向上させることができるアンギュラ軸受を用いた歯車装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、二個の複列式一体アンギュラ軸受がアンギュラ軸受の軸方向に間隔を開けて対向配置されている歯車装置であり、各複列式一体アンギュラ軸受は、ピッチ円直径が異なる複数列の転動体と、前記複数列の転動体を保持する一つの保持器と、転動体の内外軌道面を有し且つ転動体と内外軌道面とがラジアル方向に対して所定の接触角を持って接触する内外輪とを具備し、前記複数列の転動体がアンギュラ軸受の軸方向に間隔を開けて且つ隣接する複数列の転動体の軸方向中心間隔が転動体の軸方向寸法未満に配置されており、前記転動体が玉であり、前記複数列の玉の接触角を同方向で且つ一方の列の接触角を０°に近づけるとともに他方の列の接触角を９０°に近づけて異なる角度に設定したことを特徴とする複列式一体アンギュラ軸受を用いた歯車装置により、上述した目的を達成する。
【００１３】
本発明においては、特に実施例に示すように、前記転動体が玉であり、複数列の転動体に対して一つの保持器があり、該保持器の周面に複数列の玉を受ける凹部が千鳥状に形成されていることが好ましい。この凹部に玉を受けることにより、玉は保持器の周方向に千鳥状に交互に配列され、転動体の充填率を８５％以上にすることもできる。後述する実施例においては充填率は１１５％である。
【００１４】
更に、本発明においては、転動体が玉であり、前記複数列の玉の接触角を同方向で且つ異なる角度に設定することにより、用途に応じて（すなわち、過大なラジアル荷重や過大なアキシャル荷重が発生する場合）、複列の転動体（玉）の接触角を互いに違う接触角にして、各列の転動体（玉）に、それぞれ過大なラジアル荷重および過大なアキシャル荷重に対応させている。すなわち、一方の列の接触角を０°に近づけることにより、ラジアル荷重に強くし、また、他方の列の接触角を９０°に近づけることにより、アキシャル荷重に強くしている。このようにして、ラジアル荷重およびアキシャル荷重にともに強い軸受としている。
【００１５】
【実施の形態】
以下、本発明の実施例を図示した図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図６は本発明の実施例の歯車装置（図示した実施例は産業ロボット用減速機）の一例を示す断面図である。図６に示すように、この実施例においては、複列式一体アンギュラ軸受１、１の二個がアンギュラ軸受１、１の軸方向に間隔を開けて対向配置されている。
図１は本発明の複列式一体アンギュラ軸受１の一実施例の断面図である。図１において、この実施例のアンギュラ軸受１は、転動体１０と、転動体１０を保持する保持器１２と、内外輪１４、１６とから構成されている。この実施例の転動体１０は玉である。内外輪１４、１６は転動体（玉）１０の内外軌道面１４ａ、１６ａを有しており、転動体（玉）１０と内外軌道面１４ａ、１６ａとがラジアル方向に対して所定の接触角θを持って接触している。
【００１６】
この実施例において、転動体（玉）１０は複数列（図示した実施例では２列）１８ａ、１８ｂ配設されており、各列１８ａ、１８ｂには、転動体１０（玉）が周方向にそれぞれｎ１個、ｎ２個、共通の保持器１２に、アンギュラ軸受１の回転軸心Ｘを中心として異なるピッチ円直径ｄ_１、ｄ_２で設けられている。
【００１７】
複数列１８ａ、１８ｂの転動体（玉）１０は、アンギュラ軸受１の軸方向に間隔ａを開けて配置されている。互いに隣接する該複数列１８ａ、１８ｂの転動体（玉）１０の軸方向中心間隔ａが転動体（玉）１０の軸方向寸法未満となっており、図示した実施例では転動体１０は玉のため、その直径Ｄ_１またはＤ_２の小さい方未満となっている。
【００１８】
アンギュラ軸受１の軸方向厚さＨと内外輪１４、１６の半径方向幅Ｗとの関係は、Ｗ≧Ｈとすることが好ましい。なお、図示した実施例ではＷ＝Ｈとしている。
【００１９】
保持器１２は、図３に示すように、その主要部が円錐面となっており、その円錐面１２の周方向に第１列１８ａの転動体（玉）を受ける凹部１２ａが形成されており、第１列１８ａの凹部１２ａから軸方向に間隔ａを開けて第２列１８ｂの転動体（玉）を受ける凹部１２ｂが形成されている。ここに、周方向に見た場合に、凹部１２ｂは隣合う凹部１２ａの中間位置に位置しており、前述した間隔ａを有していることにより、保持器１２の周面に複数列１８ａ、１８ｂの玉１０を受ける凹部１２ａ、１２ｂが千鳥状に形成されている。
【００２０】
なお、複数列における周方向の転動体１０（玉）の数ｎ_１、ｎ_２は等しく、すなわち、ｎ_１＝ｎ_２とすることが好ましく、また、複数列における転動体１０（玉）の直径Ｄ_１、Ｄ_２は等しく、すなわち、Ｄ_１＝Ｄ_２としてもよい。
【００２１】
複数列１８ａ、１８ｂの転動体（玉）１０のピッチ円直径ｄ_１、ｄ_２上の円周長さＬ_１、Ｌ_２は、円周率をπとすると、
Ｌ_１＝πｄ_１、
Ｌ_２＝πｄ_２
である。従って、第１列１８ａの転動体（玉）１０の充填率は、
【００２２】
【数式１】

となる。同様に、第２列１８ｂの転動体（玉）１０の充填率は、
【００２３】
【数式２】

となる。図示した実施例の複列式一体アンギュラ軸受においては、複列に転動体（玉）１０が配列されているので、軸受全体としての転動体（玉）１０の充填率は、
【００２４】
【数式３】

となり、前述したように、保持器を有する従来のアンギュラ軸受では、充填率は精々８５％であったのに比較し、本発明によれば、８５％を越える充填率を達成することができ、この実施例においては充填率は１１５％であった。
【００２５】
しかも、本発明においては、複数列の転動体（玉）１０を転動体の軸方向に中心間隔が転動体の軸方向寸法未満となるようにして、図３に示すように千鳥状に配列しているので、軸受の幅寸法を（従来の単列のものと同等程度と）著しく大きくすることなく、転動面を複列にして転動体の個数を可及的に増加させ、モーメント荷重剛性と軸受容量とを向上させた複列式一体アンギュラ軸受が提供される。
【００２６】
図５に示すように、本発明における複数列１８ａ、１８ｂの玉１０の接触角をθ_１、θ_２と異ならせている。
【００２７】
このようにして、用途に応じて（例えば、過大なラジアル荷重や過大なアキシャル荷重が発生する場合）、複数列１８ａ、１８ｂの転動体（玉）１０の接触角θ１、θ２を互いに異ならせて、各列の転動体（玉）に、それぞれ過大なラジアル荷重および過大なアキシャル荷重に対応させることができる。すなわち、一方の列の接触角を０°に近づけることにより、ラジアル荷重に強くでき、また、他方の列の接触角を９０°に近づけることにより、アキシャル荷重に強できる。このようにして、ラジアル荷重およびアキシャル荷重にともに強い軸受とすることができる。
【００２８】
また、保持器１２は薄板状の鋼板から打ち抜いて形成したものでもよいが、ナイロン系樹脂などの合成樹脂製の保持器としてもよい。樹脂保持器とすることによって容易に安価に製作できる。
【００２９】
図６において、支持ブロック２３本体は、円板状部２７および円板状部２７に突設した柱状部３１からなる。円板状部２７の表面には隣接柱状部３１間に所定深さの軸受装着孔２７ｂおよび支持ブロック２３をフレーム等にボルト結合するための螺子孔２７ｃを形成している。支持ブロック２３の一部をなす端円板３５を支持ブロックの柱状部３１にピン（図示せず）により一体的に結合しており、端円板３５を支持ブロックの柱状部３１にボルト３４によって固定している。螺子孔３１ｅはボルト３４の締結孔であり、柱状部３１に形成されている。
【００３０】
端円板３５には、柱状部３１のピン孔に対応してピン孔（図示せず）を穿ち、螺子孔３１ｅに対応してボルト貫通孔３５ｃを穿ち、前述の円板状部２７に形成した軸受装着孔２７ｂに対応して軸受装着孔３５ｄを形成している。軸受装着孔２７ｂ、３５ｄにそれぞれコロ軸受３７、３９を装着し、該軸受３７、３９間にピニオン３３の自転運動を取出すピンとしてクランクピン４１を回転可能に両端支持している。クランクピン４１はその回転軸線に対し偏心配置した２つのクランク部４１ａ、４１ｃを有し、ピニオン３３がクランク部４１ａ、４１ｃに嵌合されている。
【００３１】
ピニオン３３は外周面にペリサイクロイド曲線への等距離曲線からなる歯形の外歯を有し、クランクピン４１のクランク部４１ａまたは４１ｃに軸受４５を介して係合するピン孔３３ｂを具備する。さらにピニオン３３の中心部から半径方向に放射状に延在し支持ブロック２３に形成した柱状部４１より僅かに大きい寸法の柱状部用溝（図示せず）を形成している。
【００３２】
本実施例においては支持ブロック２３の円板状部２７および端円板３５の外周部に本発明に係る複列式一体アンギュラ軸受１、１を装着し、ハブ４０を回転可能に支持している。ハブ４０は車両の駆動スプロケットを駆動するもので、その内周面に、ピニオン３３の外周に形成した外歯の歯数より僅かに多い数の内歯を形成している。ピニオン３３の柱状部用溝は支持ブロック２３の柱状部３１により形成される柱状部３１に遊嵌合しており、クランクピン４１の自転運動によりそのクランク部４１ａ、４１ｃの中心軸線がクランクピン４１の回転軸線に対して公転運動することにより２つのピニオン３３は偏心公転運動され、外歯がハブ４０の内歯歯車と係合する。
【００３３】
この実施例においては、軸受の幅寸法を著しく大きくすることなく、負荷能力を向上させることができる本発明のアンギュラ軸受を過酷なモーメント荷重が作用する産業ロボット用減速機に採用しているので、産業ロボットを大型化することなく大きなモーメント荷重を支えることができる。
【００３４】
図７に本発明を産業ロボット用減速機等に使用した別の実施例を示している。図７に示すように、この実施例においては、複列式一体アンギュラ軸受１、１の二個がアンギュラ軸受１、１の軸方向に間隔を開けて対向配置されている。
この図７に示す実施例においては、本発明に係るアンギュラ軸受の内輪軌道面を軸（実施例においては、円板状部２７の周面）に形成している。この構成により、アンギュラ軸受をコンパクトにでき、大型化することなく大きなモーメント荷重を支えることができる産業ロボットが提供される。
【００３５】
図６および図７に示した実施例では本発明に係るアンギュラ軸受を産業ロボット用減速機等に使用したが、減速機に限らず増速機など、歯車装置に用いることができる。また、本発明に係るアンギュラ軸受は産業ロボットに限られるものではなく、軸受の幅寸法を著しく大きくすることなく、充填率を高め、アンギュラ軸受の負荷能力を向上させることが要求される機器に採用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、軸受の幅寸法を著しく大きくすることなく、充填率を高め、アンギュラ軸受の負荷能力を向上させることができる。
すなわち、本発明においては、ピッチ円直径が異なる複数列の転動体を一つの保持器で保持し且つ転動体の軸方向に中心間隔が転動体の軸方向寸法未満にしているので、軸受の幅寸法を（従来の単列のものと同等程度と）著しく大きくすることなく、転動面を複列にして転動体の個数を可及的に増加させ、モーメント荷重剛性と軸受容量とを向上させた複列式一体アンギュラ軸受が提供される。
更に、本発明においては、転動体が玉であり、前記複数列の玉の接触角を同方向で且つ異なる角度に設定することにより、過大なラジアル荷重や過大なアキシャル荷重が発生する場合などの用途に応じて、複列の転動体（玉）の接触角を互いに違う接触角にして、各列の転動体（玉）に、それぞれ過大なラジアル荷重および過大なアキシャル荷重に対応させることができる。すなわち、一方の列の接触角を０°に近づけることにより、ラジアル荷重に強くし、また、他方の列の接触角を９０°に近づけることにより、アキシャル荷重に強くしている。このようにして、ラジアル荷重およびアキシャル荷重にともに強い軸受としている。
上述のように、本発明のアンギュラ軸受においては、軸受の幅寸法を著しく大きくすることなく、負荷能力を向上させることができる。この負荷能力を向上させることができる本発明のアンギュラ軸受を二つ対向配置して過酷なモーメント荷重が作用する産業ロボット用歯車装置（減速機）に採用することにより、産業ロボットを大型化することなく大きなモーメント荷重を支えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複列式一体アンギュラ軸受の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例のアンギュラ軸受の保持器上での玉の配列を示す斜視図である。
【図３】図２に示した実施例の保持器を示し、（ａ）は部分斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図４】図１に示した実施例の上部の部分断面図である。
【図５】他の実施例の上部の部分断面図である。
【図６】図１に示した実施例の軸受を用いた歯車装置を示す断面図である。
【図７】本発明の軸受の内輪を歯車装置の軸に一体的に形成した実施例を示す断面図である。
【図８】従来のアンギュラ軸受の一例を示す断面図である。
【図９】図８に示すアンギュラ軸受の保持器上での玉の配列を示す斜視図である。
【図１０】従来の別のアンギュラ軸受を示す断面図である。
【図１１】従来のアンギュラ軸受を用いた従来の歯車装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１アンギュラ軸受
１０転動体（玉）
１２保持器
１４内輪
１４ａ内軌道面
１６外輪
１６ａ外軌道面
１８ａ、１８ｂ転動体（玉）列
Ｄ_１、Ｄ_２玉の直径
ｄ_１、ｄ_２ピッチ円直径
θ_１、θ_２接触角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gear device using an angular bearing. More particularly, the present invention relates to a gear device such as a speed reducer using an angular ball bearing that is used under a condition where a severe moment load acts, such as a speed reducer for an industrial robot.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP-A-9-264321 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-325060 [Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 43-4721 [Patent Document 4]
Japanese Examined Patent Publication No. 44-26242 [0003]
In general, as shown in FIG. 8, the angular bearing has a rolling element 10, a cage 12 that holds the rolling element 10, and inner and outer raceway surfaces 14 a and 16 a of the rolling element 10, and The raceway surfaces 14a and 16a are configured to include inner and

outer rings

14 and 16 that are in contact with the radial direction with a predetermined contact angle θ.
[0004]
Due to this configuration, the angular bearing can be loaded with a radial load and an axial load in one direction. As shown in FIG. 8, the angular bearing has a single angular bearing in which rolling elements (balls) 10 are arranged in a row, or a single angular bearing has two rolling elements (balls) 10 as shown in FIG. Some are arranged in a row (note that the cage is not shown in FIG. 10), but this increases the angular bearing.
[0005]
Further, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-264321), the angular bearings can be used in a single row or in multiple rows using a plurality of angular bearings depending on the application and the size of the load. Used in combination for front-to-back and back-to-back alignment. However, there is a problem that the size of the bearing increases when used in combination in double rows.
[0006]
Conventionally, in order to improve the load capacity of angular bearings, it has been common to increase the wall thickness of the bearing ring, increase the number of rolling elements, and optimize the radius of curvature of the rolling elements and the inner and outer raceway surfaces. It has been adopted.
[0007]
In order to improve the load capacity of angular bearings, if the wall thickness of the bearing rings is increased or the arrangement of rolling elements is arranged in parallel as in the past, the overall size of the bearing will increase, and the bearing assembly location There is a restriction that it is difficult to cope with the request for downsizing.
[0008]
Also, increasing the number of rolling elements, there is a limit to the number of rolling elements that can be filled. For example, in the case of a conventional angular bearing used in a reduction gear bearing for an industrial robot as shown in FIG. 11, the filling factor of the rolling elements is 85% or less. Here, the filling rate is a percentage (100 × D) obtained by dividing the distance obtained by multiplying the diameter (D) of the rolling element by the number of rolling elements (N) by the circumferential length (L) on the pitch circle diameter of the rolling element. XN / L). Thus, in a conventional angular bearing having a cage, the filling rate is at most 85%.
[0009]
Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-325060) discloses a bearing in which the cage is eliminated and the filling rate is increased as a total ball (ball). However, in the total ball rolling bearing disclosed in Patent Document 2, when used in a reduction gear for an industrial robot or the like that generates a more severe moment as shown in FIG. As a result of rubbing, the surface of the rolling element (ball) may have a headband-like flaw and may reduce the bearing life.
[0010]
Patent Document 3 (Japanese Patent Publication No. 43-4721) and Patent Document 4 (Japanese Patent Publication No. 44-26242) describe two rows of balls having different pitch circle diameters by two pairs of cages on one angular bearing. It is disclosed that the bearings are arranged in the axial direction with an interval larger than the ball diameter. However, in the angular bearings disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4, two rows of ball bearings are arranged in the axial direction with a larger interval than the ball diameter. There is a problem that the size of the bearing becomes large as in the case of using it.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention eliminates the problems associated with the prior art as described above, and does not significantly increase the bearing width dimension to be substantially the same as that of a conventional single row bearing, and can improve the load capacity. An object of the present invention is to provide a gear device using an angular bearing that can be used .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a gear device in which two double-row integrated angular bearings are arranged opposite each other with an interval in the axial direction of the angular bearing, and each double-row integrated angular bearing has a plurality of pitch circle diameters different from each other. with a rolling element row, and one cage for retaining the rolling elements of the plurality of rows, and the rolling has inner and outer raceways of the rolling elements and the rolling elements and the inner and outer raceway surfaces a predetermined contact angle with respect to the radial direction contacting Te equipped with inner and outer rings, disposed below the plurality of columns a plurality of rows axial dimension axial center spacing of the rolling elements of the rolling element of the rolling element and adjacent at intervals in the axial direction of the angular bearing of The rolling elements are balls, and the contact angles of the plurality of rows of balls are in the same direction and the contact angle of one row is close to 0 ° and the contact angle of the other row is close to 90 °. Double row integrated doors characterized by the angle setting The above-described object is achieved by the gear device using the angular bearing .
[0013]
In the present invention, as particularly shown in the embodiment, the rolling elements are balls, and there is one cage for the plurality of rows of rolling elements, and the recesses that receive the rows of balls on the peripheral surface of the cage. Is preferably formed in a staggered pattern. By receiving the balls in the recesses, the balls are alternately arranged in a staggered manner in the circumferential direction of the cage, and the filling rate of the rolling elements can be 85% or more. In an example described later, the filling rate is 115%.
[0014]
Furthermore, in the present invention, the rolling elements are balls, and the contact angles of the plurality of rows of balls are set in the same direction and different angles, so that they can be used depending on the application ( that is , excessive radial load or excessive axial). If a load is generated), and the contact angle different from each other the contact angle of the rolling elements of the double row (balls), the rolling elements of each row (balls), respectively in correspondence to the excessive radial loads and excessive axial load Yes. That is, by bringing the contact angle of one of the columns to 0 °, strong comb radial load and by bringing the contact angle of the other row to 90 °, it is strongly axial load. In this way, and are both strong bearings radial load and axial load.
[0015]
Embodiment
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a gear device according to an embodiment of the present invention (the illustrated embodiment is an industrial robot speed reducer). As shown in FIG. 6, in this embodiment, two double-row integrated

angular bearings

1, 1 are opposed to each other with an interval in the axial direction of the

angular bearings

1, 1.
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a double row integral angular bearing 1 of the present invention. In FIG. 1, the angular bearing 1 of this embodiment includes a rolling element 10, a cage 12 that holds the rolling element 10, and inner and

outer rings

14 and 16. The rolling element 10 of this embodiment is a ball. The inner and

outer rings

14 and 16 have inner and outer raceway surfaces 14a and 16a of a rolling element (ball) 10, and the rolling element (ball) 10 and the inner and outer raceway surfaces 14a and 16a have a predetermined contact angle θ with respect to the radial direction. Have contact.
[0016]
In this embodiment, rolling elements (balls) 10 are arranged in a plurality of rows (two rows in the illustrated embodiment) 18a, 18b, and in each row 18a, 18b, the rolling elements 10 (balls) are arranged in the circumferential direction. The n1 and n2 common cages 12 are provided with different pitch circle diameters d ₁ and d ₂ around the rotational axis X of the angular bearing 1.
[0017]
The rolling elements (balls) 10 in the plurality of rows 18 a and 18 b are arranged with an interval a in the axial direction of the angular bearing 1. The axial center distance a of the rolling elements (balls) 10 of the plurality of rows 18a and 18b adjacent to each other is less than the axial dimension of the rolling elements (balls) 10. In the illustrated embodiment, the rolling elements 10 are ball-shaped. Therefore, it has become less than the smaller of the diameter D ₁ or D _2.
[0018]
The relationship between the axial thickness H of the angular bearing 1 and the radial width W of the inner and

outer rings

14, 16 is preferably W ≧ H. In the illustrated embodiment, W = H.
[0019]
As shown in FIG. 3, the cage 12 has a conical surface as a main part, and a recess 12 a that receives the rolling elements (balls) in the first row 18 a is formed in the circumferential direction of the conical surface 12. The recesses 12b for receiving the rolling elements (balls) in the second row 18b are formed at an interval a in the axial direction from the recesses 12a in the first row 18a. Here, when viewed in the circumferential direction, the recess 12b is located at an intermediate position between the adjacent recesses 12a, and has the above-described interval a, so that the plurality of rows 18a,

Recesses

12a and 12b that receive the balls 10 of 18b are formed in a staggered pattern.
[0020]
In addition, it is preferable that the numbers n ₁ and n ₂ of the rolling elements 10 (balls) in the circumferential direction in the plurality of rows are equal, that is, n ₁ = n _2, and the diameter of the rolling elements 10 (balls) in the plurality of rows. D ₁ and D ₂ are equal, that is, D ₁ = D ₂ may be set.
[0021]
The circumferential lengths L ₁ and L ₂ on the pitch circle diameters d ₁ and d ₂ of the rolling elements (balls) 10 in the plurality of rows 18a and 18b are expressed as follows.
L ₁ = πd ₁ ,
L ₂ = πd ₂
It is. Therefore, the filling rate of the rolling elements (balls) 10 in the first row 18a is
[0022]
[Formula 1]

It becomes. Similarly, the filling rate of the rolling elements (balls) 10 in the second row 18b is
[0023]
[Formula 2]

It becomes. In the double row integral angular bearing of the illustrated embodiment, since the rolling elements (balls) 10 are arranged in a double row, the filling factor of the rolling elements (balls) 10 as a whole bearing is:
[0024]
[Formula 3]

As described above, according to the present invention, the filling rate exceeding 85% can be achieved in the conventional angular bearing having the cage, compared with the filling rate of 85% at the most. In this example, the filling rate was 115%.
[0025]
Moreover, in the present invention, a plurality of rows of rolling elements (balls) 10 are arranged in a zigzag pattern as shown in FIG. 3 such that the center interval is less than the axial dimension of the rolling elements in the axial direction of the rolling elements. Therefore, without significantly increasing the width of the bearing (similar to that of the conventional single row), the number of rolling elements can be increased as much as possible by making the rolling surfaces double row, and the moment load rigidity And a double-row integrated angular bearing with improved bearing capacity.
[0026]
As shown in FIG. 5, and a plurality of rows 18a, the contact angle of the balls 10 of 18b theta _1, varied and theta ₂ of the present invention.
[0027]
In this manner, the contact angles θ1 and θ2 of the rolling elements (balls) 10 in the plurality of rows 18a and 18b are made different from each other depending on the application (for example, when an excessive radial load or an excessive axial load occurs). The rolling elements (balls) in each row can correspond to an excessive radial load and an excessive axial load, respectively . That is , the radial load can be increased by bringing the contact angle of one row close to 0 °, and the axial load can be increased by bringing the contact angle of the other row close to 90 °. In this way, the bearing can be strong against both radial load and axial load.
[0028]
The cage 12 may be formed by punching from a thin steel plate , but may be a cage made of a synthetic resin such as a nylon resin. By using a resin cage, it can be easily manufactured at low cost .
[0029]
In FIG. 6, the main body of the support block 23 includes a disk-shaped part 27 and a columnar part 31 projecting from the disk-shaped part 27. On the surface of the disk-shaped portion 27, a bearing mounting hole 27b having a predetermined depth and a screw hole 27c for bolting the support block 23 to a frame or the like are formed between adjacent columnar portions 31. An end disk 35 forming a part of the support block 23 is integrally coupled to the columnar part 31 of the support block by a pin (not shown), and the end disk 35 is connected to the columnar part 31 of the support block by a bolt 34. It is fixed. The screw hole 31 e is a fastening hole for the bolt 34 and is formed in the columnar portion 31.
[0030]
The end disc 35 is formed with a pin hole (not shown) corresponding to the pin hole of the columnar portion 31, and a bolt through hole 35c corresponding to the screw hole 31e. A bearing mounting hole 35d is formed corresponding to the bearing mounting hole 27b.

Roller bearings

37 and 39 are mounted in the

bearing mounting holes

27b and 35d, respectively, and a crank pin 41 is rotatably supported between the

bearings

37 and 39 as a pin for taking out the rotational motion of the pinion 33. The crank pin 41 has two

crank portions

41a and 41c arranged eccentrically with respect to the rotation axis thereof, and the pinion 33 is fitted to the crank

portions

41a and 41c.
[0031]
The pinion 33 has an outer tooth having a tooth shape that is an equidistant curve to a pericycloid curve on the outer peripheral surface, and includes a pin hole 33 b that engages with the

crank portion

41 a or 41 c of the crank pin 41 via a bearing 45. Further, a columnar groove (not shown) is formed that extends radially from the center of the pinion 33 in a radial direction and is slightly larger than the columnar portion 41 formed in the support block 23.
[0032]
In the present embodiment, the double-row integrated

angular bearings

1 and 1 according to the present invention are mounted on the outer peripheral portions of the disc-like portion 27 and the end disc 35 of the support block 23, and the hub 40 is rotatably supported. . The hub 40 drives a drive sprocket of the vehicle, and has a number of internal teeth slightly larger than the number of external teeth formed on the outer periphery of the pinion 33 on the inner peripheral surface thereof. The groove for the columnar portion of the pinion 33 is loosely fitted to the columnar portion 31 formed by the columnar portion 31 of the support block 23, and the center axis of the

crank portions

41 a and 41 c is rotated by the crankpin 41 due to the rotation of the crankpin 41. The two pinions 33 are eccentrically revolved by revolving with respect to the rotation axis of the shaft, and the external teeth engage with the internal gear of the hub 40.
[0033]
In this embodiment, the angular bearing of the present invention that can improve the load capacity without significantly increasing the width dimension of the bearing is employed in a reduction gear for industrial robots that are subjected to severe moment loads. A large moment load can be supported without increasing the size of the industrial robot.
[0034]
FIG. 7 shows another embodiment in which the present invention is used for an industrial robot reducer or the like. As shown in FIG. 7, in this embodiment, two double row integrated

angular bearings

1, 1 are opposed to each other with an interval in the axial direction of the

angular bearings

1, 1 .
In the embodiment shown in FIG. 7, the inner ring raceway surface of the angular bearing according to the present invention is formed on the shaft (in the embodiment, the peripheral surface of the disk-shaped portion 27). This configuration provides an industrial robot that can make the angular bearing compact and can support a large moment load without increasing the size.
[0035]
In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the angular bearing according to the present invention is used for a reduction gear for an industrial robot, but it can be used for a gear device such as a speed increaser as well as a reduction gear. In addition, the angular bearing according to the present invention is not limited to industrial robots, and it is used in equipment that is required to increase the filling rate and improve the load capacity of the angular bearing without significantly increasing the width of the bearing. can do.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, the filling rate can be increased and the load capacity of the angular bearing can be improved without significantly increasing the width of the bearing.
That is, in the present invention, a plurality of rolling elements having different pitch circle diameters are held by one cage, and the center distance in the axial direction of the rolling element is less than the axial dimension of the rolling element. Without significantly increasing the dimensions (similar to the conventional single-row type), the number of rolling elements is increased as much as possible by making the rolling surfaces double-rowed, and the moment load rigidity and bearing capacity are improved. A double row integral angular bearing is provided.
Furthermore, in the present invention, when the rolling elements are balls and the contact angles of the plurality of rows of balls are set in the same direction and different angles, an excessive radial load or an excessive axial load occurs. Depending on the application, the contact angle of the rolling elements (balls) in the double row can be made different from each other so that the rolling elements (balls) in each row can handle excessive radial loads and excessive axial loads. . That is, by making the contact angle of one row close to 0 °, the radial load is strengthened, and by making the contact angle of the other row close to 90 °, the axial load is made strong. In this way, the bearing is strong against both radial load and axial load.
As described above, in the angular bearing of the present invention, the load capacity can be improved without significantly increasing the width of the bearing. To increase the size of an industrial robot by adopting two angular bearings according to the present invention that can improve this load capacity and using them in a gear device (reduction gear) for an industrial robot that is subjected to a severe moment load. Can support a large moment load.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a double row integral angular bearing of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement of balls on a cage of an angular bearing according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B show the cage of the embodiment shown in FIG. 2, wherein FIG. 3A is a partial perspective view, and FIG. 3B is a top view.
4 is a partial cross-sectional view of an upper portion of the embodiment shown in FIG.
FIG. 5 is a partial sectional view of the upper part of another embodiment.
6 is a cross-sectional view showing a gear device using the bearing of the embodiment shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an embodiment in which an inner ring of a bearing of the present invention is formed integrally with a shaft of a gear device.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional angular bearing.
9 is a perspective view showing an arrangement of balls on the cage of the angular bearing shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another conventional angular bearing.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional gear device using a conventional angular bearing.
[Explanation of symbols]
1 Angular bearing 10 Rolling element (ball)
12 retainer 14 inner ring 14a in the raceway surface 16 outer ring 16a outside raceway surface 18a, 18b rolling elements (balls) column _D 1, the diameter _d 1 of the _{D 2} balls, _{d 2} pitch diameter theta _1, theta ₂ contact angle

Claims

Two double-row integrated angular bearings are gear devices in which the angular bearings are spaced apart from each other in the axial direction, and each double-row integrated angular bearing has a plurality of rolling elements with different pitch circle diameters. , inner and outer rings and one cage, where the rolling has inner and outer raceways of the rolling elements and the rolling elements and the inner and outer raceway surfaces are in contact with a predetermined contact angle with a radial direction for holding the rolling elements of said plurality of rows comprising the door, said plurality of rows of rolling elements are arranged below the axial dimension of the axial center spacing the rolling elements of the rolling element of a plurality of rows adjacent and spaced apart in the axial direction of the angular bearing, the The rolling elements are balls, the contact angles of the balls in the plurality of rows are set in the same direction, the contact angle in one row is close to 0 °, and the contact angle in the other row is set to a different angle close to 90 °. Using double row integrated angular bearings featuring Gear device .

The gear device using the double-row integrated angular bearing according to claim 1, wherein recesses for receiving a plurality of rows of balls are formed in a staggered pattern on a peripheral surface of the cage.