JP5291575B2 - 軸受構造及び軸受 - Google Patents

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Description

本発明は、軸受構造及び軸受に関する。
特許文献１には、図６に示されるようなころ１１、１２と、該ころ１１、１２を支持するリテーナ２、３と、を有する軸受４、５を備えた軸受構造が示されている。この軸受４、５は、外歯歯車１３、１４と偏心体１５、１６の間に配置されている。
軸受４のころ１２の図の左側は、軸受９の内輪が（押さえ部材として）当接しており、軸受５のころ１１の図の右側は、軸受１０の内輪が（押さえ部材として）当接している。
軸受４と軸受５の間には、規制フランジ８が存在しており、ころ１１、１２に当接している。
これらにより、軸受４、５の軸方向の位置決めがなされている。
特開２００４−３０１２０３号公報（請求項１、段落［０００８］、［０００９］、図２）
リテーナ２は、その半径方向内側に規制フランジ８、軸受９が存在するため、該半径方向の大きさＫ１は小さくなっている。一方、リテーナ３も、その半径方向内側に規制フランジ８、軸受１０が存在するため、該半径方向の大きさＫ２は小さくなっている。
そのため、リテーナ２、３の強度を確保するためには、該リテーナ２、３の軸方向長さを大きくする必要があり、軸受４、５全体の軸方向長さを大きくする必要があった。また、軸受４、５の全長を変更しないとすれば、リテーナ２、３の軸方向長さを大きく取る必要がある分、ころ１１、１２の軸方向長さを小さくせざるを得ず、軸受容量が小さくなってしまっていた。
本発明では、上記の課題を解決するために、軸受全体の軸方向長さを大きくせずに軸受容量を確保することを課題とする。
本発明は、ころと、該ころを支持するリテーナと、を有する軸受を備えた軸受構造において、該ころの軸方向の一端面が押さえ部材によって位置規制され、前記リテーナは、前記ころの前記一端面を押さえる第１押さえ部と、前記ころの他端面を押さえる第２押さえ部と、を有し、該第２押さえ部の半径方向長さが、前記第１押さえ部の半径方向長さより長く、かつ前記第２押さえ部の軸方向長さが、前記第１押さえ部の軸方向長さより短い構成とすることにより、上記課題を解決した。
本発明は、リテーナの、第２押さえ部の半径方向長さを、第１押さえ部の半径方向長さより長い構成としている。
従来、リテーナのころ端面の押さえ部の半径方向長さを抑制（短く）する場合、リテーナの左右対称の断面形状を維持したまま行われていた。このことは、当然のことのように認識されていたが、本発明では必ずしもこのような制約は必要ではないことに着目し、リテーナの形状を敢えて変更している。即ち、本発明は、リテーナの、第２押さえ部の半径方向長さを、第１押さえ部の半径方向長さより長くし、リテーナの断面形状を左右非対称としている。このため、押さえ部材の存在により、第１押さえ部の半径方向長さは小さくならざるを得ないが、半径方向に長い第２押さえ部側において、リテーナの強度を十分に確保できるので、強度確保のためにリテーナの軸方向長さを大きくする必要がない。これにより、軸受全体の軸方向長さを大きくすることなく、ころの軸方向長さを確保でき、その結果、軸受の容量を確保することができる。
なお、本発明の「ころ」の概念には、いわゆる「ニードル」の概念も含まれる。
また、「押さえ部材」の概念には、ころが軸方向に移動することを規制するためのみに設けられた「押さえ部材」だけでなく、他の周辺部材に、その部材自身の本来の機能に加えて、ころの軸方向の移動を規制する機能を付加させた、部材の「押さえ部分」の概念も含まれる。
本発明は、ころと、該ころを支持するリテーナと、を有する軸受において、前記リテーナは、前記ころの一端面を押さえる第１押さえ部と、前記ころの他端面を押さえる第２押さえ部と、を有し、該第２押さえ部の半径方向長さが、前記第１押さえ部の半径方向長さより長く、かつ前記第２押さえ部の軸方向長さが、前記第１押さえ部の軸方向長さより短い構成とする発明と捉えることもできる。
本発明によれば、軸受全体の軸方向長さを大きくせずに軸受容量を確保することができる。
本発明の実施形態の一例にかかる軸受構造が適用された減速装置の縦断面図 図１の矢示IIで示す拡大図 第２の実施形態の一例にかかる軸受構造の縦断面図 第３の実施形態の一例にかかる軸受構造の縦断面図 第４の実施形態の一例にかかる軸受構造の縦断面図 従来の軸受構造の縦断面図
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の一例が適用された減速装置Ｇ１の断面図である。図２は、図１の矢示IIで示す拡大図である。
この減速装置Ｇ１は、入力軸１００、該入力軸１００と一体的に形成された２個の偏心体１０２、１０４と、該偏心体１０２、１０４の外周にそれぞれ組み込まれた軸受１０６、１０８と、各軸受１０６、１０８の外周にそれぞれの組み込まれた２枚の外歯歯車１１０、１１２と、該外歯歯車１１０、１１２がそれぞれ同時に内接噛合する（１個の）内歯歯車１１４とを備えるいわゆる偏心揺動型の減速装置である。
前記入力軸１００に一体的に形成された偏心体１０２、１０４の偏心位相は、円周方向に１８０度ずれている。各偏心体１０２、１０４の外周には２個の軸受１０６、１０８が、軸方向に並べて配置されている。
内歯歯車１１４の内歯は、円柱状の外ピン１１４Ｏによって構成されている。内歯歯車１１４の歯数は、外歯歯車１１０、１１２の歯数より「１」だけ多く設定されている。
前記外歯歯車１１０、１１２には、それぞれ内ピン孔１１０Ｉ、１１２Ｉが形成されており、該内ピン孔１１０Ｉ、１１２Ｉを内ピン１１６が遊嵌・貫通している。外歯歯車１１０の軸方向反負荷側において、モータ側カバー１１８がケーシング１２２に固定されているとともに、外歯歯車１１２の軸方向負荷側において、フランジ体１２０が入力軸１００、ケーシング１２２に対して回転自在に配置されている。前記内ピン１１６がフランジ体１２０と一体化されている。
なお、符号１２４は、入力軸１００を回転自在に支持すると共に、内輪１２４Ｉの軸方向側面により押さえ部材１３０の軸方向の移動規制を行う玉軸受であり、符号１２６は、軸方向側面により押さえ部材１２８の軸方向の移動規制を行う支持部材である。
この減速装置Ｇ１は、上述したような構成を有しており、入力軸１００の回転を大きく減速した上でフランジ体１２０側から取り出すことができる。
軸受１０６、１０８は、軸方向に対向させた状態で並べて配置されている。軸受１０６、１０８は、ころ１３２、１３４と、ころ１３２、１３４を支持するリテーナ１４０、１４２と、を有している（詳細については、図２参照）。押さえ部材１２８、１３０は、ころ１３２、１３４の軸方向の一端面（後述する第１支持面１３２Ｏ、１３４Ｏ）に当接され、ころ１３２、１３４の軸方向の移動を規制している。
ころ１３２、１３４は、押さえ部材１２８、１３０が当接している側の前記一端面に相当する第１支持面１３２Ｏ、１３４Ｏと、他端面に相当する第２支持面１３２Ｉ、１３４Ｉを有している。
リテーナ１４０、１４２は、それぞれころ１３２、１３４の第１支持面（一端面）１３２Ｏ、１３４Ｏを押さえる第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏと、ころ１３２、１３４の第２支持面（他端面）１３２Ｉ、１３４Ｉを押さえる第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉと、第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏと第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉとを連結すると共に、ころ１３２、１３４を収容するポケット（図示略）と、を有している。
リテーナ１４０、１４２の第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏと第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの位置関係は、軸方向で逆の関係となっている。
ころ１３２、１３４は、偏心体１０２、１０４の半径方向外側において当接していると共に、外歯歯車１１０、１１２の半径方向内側において当接している。
リテーナ１４０、１４２の、第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏ（押さえ部材１２８、１３０と当接している一端面側）の半径方向長さがｂであり、第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉ（他端面側）の半径方向長さが、ｂより長いａである。つまり、リテーナ１４０、１４２の第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの半径方向長さａが、第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの半径方向長さｂより長くなっている（ａ＞ｂ）。
隣り合うころ１３２、１３４を保持するリテーナ１４０、１４２の第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉ同士が当接されている。また、このリテーナ１４０、１４２の、第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの軸方向長さがｄであり、第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの軸方向長さが、ｄよりも短いｅである。つまり、リテーナ１４０、１４２の第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの軸方向長さｅが、第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの軸方向長さｄより短くなっている（ｄ＞ｅ）。
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、リテーナ１４０、１４２の第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの半径方向長さａが、第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの半径方向長さｂより長くなっている（ａ＞ｂ）。隣り合うころ１３２、１３４を支持する（リテーナ１４０、１４２の）第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉ同士が当接している。第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉ側については、第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの半径方向長さａを第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの半径方向長さｂより長くすることにより、第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの他にころ１３２、１３４の軸方向の移動を規制する他の部材（例えば、従来の実施形態における規制フランジ８等）を有さなくても、該長く形成された第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉによってころ１３２、１３４を安定して支持することができる（ころ１３２、１３４の軸方向の移動を規制することができる）。
リテーナ１４０、１４２の第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの半径方向内側には押さえ部材１２８、１３０が存在するが、本実施形態においては、該第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの半径方向長さは、従来と同様に短いｂのままであるため（ａ＞ｂ）、該押さえ部材１２８、１３０と第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏとの干渉は生じない。また、本実施形態においては、第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの軸方向長さｅが、第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの軸方向長さｄより短くなっている（ｄ＞ｅ）。しかしながら、第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの半径方向長さａが、第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの半径方向長さｂよりも長いため（ａ＞ｂ）、（ｄ＞ｅとしても）リテーナ１４０、１４２自体の剛性を確保することができ、且つ、（ｄ＞ｅとした分、同じ軸受長さでも）ころ１３２、１３４の軸方向長さを長くでき、軸受１０６、１０８の容量を大きくすることができる。
軸受１０６、１０８の容量の増大は、ころ１３２、１３４に発生する軸方向の力を、リテーナ１４０、１４２により安定して支持することができるだけでなく、偏心体１０２、１０４から軸受１０６、１０８を介して外歯歯車１１０、１１２に揺動力が付与される際に、ころ１３２、１３４自身に作用する半径方向に働く力も安定して支持することができる。
更に、軸受１０６、１０８を偏心揺動型の減速装置Ｇ１の偏心体１０２、１０４に組み込んだ場合、上述したようにリテーナ１４０、１４２の第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの半径方向長さａが長くなっているので、リテーナ１４０、１４２の第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉ同士が擦り合う面積が大きくなるため、偏心体１０２、１０４の半径方向の大きな偏心量にも対応することができる。結果として、従来の規制フランジ８（図６参照）のような専用の位置決め部材がなくても軸受１０６、１０８間の位置決めが可能となり、更にはより低減速比を実現する減速装置Ｇ１にも対応することができる。
以上のことから、本実施形態にかかる軸受構造１０３、１０５を用いることにより、軸受１０６、１０８全体の軸方向長さを大きくせずに軸受１０６、１０８の容量を確保することができるとともに、たとえ偏心体１０２、１０４が大きく偏心する場合でも（しない場合でも）規制フランジ８を省略することができ、結果として軸受構造１０３、１０５の部品点数を低減することができると共に、製造コストを低減することができる。
以下、図３〜図５に示す第２〜第４の実施形態について説明する。
図３に示す第２の実施形態では、モータ側カバー１１８Ａ、フランジ体１２０Ａの一部がころ１３２Ａ、１３４Ａの第１支持面１３２ＡＯ、１３４ＡＯと当接するように押さえ部分１１８Ａ１、１２０Ａ１を形成している。この押さえ部分１１８Ａ１、１２０Ａ１は、上記実施形態と異なり、モータ側カバー１１８Ａ、フランジ体１２０Ａによって形成されているため、ころ１３２Ａ、１３４Ａの第１支持面１３２ＡＯ、１３４ＡＯの半径方向外側（図３の上側）で当接している。つまり、本実施形態では、モータ側カバー１１８Ａ、フランジ体１２０Ａに対して、本来の機能に加えて、ころ１３２Ａ、１３４Ａの軸方向の移動を規制する機能を付加させ、押さえ部分１１８Ａ１、１２０Ａ１を形成することにより押さえ部材の機能を持たせている。
本実施形態においては、上記実施形態と異なり、第１押さえ部１４０ＡＯ、１４２ＡＯの軸方向長さｄ１は、第２押さえ部１４０ＡＩ、１４２ＡＩの軸方向長さｅ１と等しくなっている（ｄ１＝ｅ１）。しかしながら、第２押さえ部１４０ＡＩ、１４２ＡＩの半径方向長さａ１が、第１押さえ部１４０ＡＯ、１４２ＡＯ半径方向長さｂ１に比べて長いため（ａ１＞ｂ１）、軸方向長さｄ１、ｅ１を長くすることなく、リテーナ１４０、１４２全体としての剛性（強度）を確保することができる。
その結果、軸受全体の軸方向長さを大きくすることなく、（従来と同様の）ころ１３２Ａ、１３４Ａの軸方向長さを確保でき、軸受１０６Ａ、１０８Ａは（従来と同様の）容量を確保している。
また、押さえ部分１１８Ａ１、１２０Ａ１の軸方向の移動規制は、軸受１０６Ａ、１０８Ａの軸方向外側に配置された軸受１２４Ａ、１５０Ａの外輪１２４Ａ１、１５０Ａ１によって直接的に行われている。
図４に示す第３の実施形態では、外歯歯車１１０Ｂ、１１２Ｂの一部の形状がころ１３２Ｂ、１３４Ｂの第１支持面１３２ＢＯ、１３４ＢＯと当接するように、該外歯歯車１１０Ｂ、１１２Ｂに押さえ部分１１０Ｂ１、１１２Ｂ１を形成し、ころ１３２Ｂ、１３４Ｂの軸方向の移動を規制している。この押さえ部分１１０Ｂ１、１１２Ｂ１は、外歯歯車１１０Ｂ、１１２Ｂによって形成されているため、第１支持面１３２ＢＯ、１３４ＢＯの半径方向外側（図４の上側）で当接している。
本実施形態においても、リテーナ１４０Ｂ、１４２Ｂの第２押さえ部１４０ＢＩ、１４２ＢＩ（押さえ部分１１０Ｂ１、１１２Ｂ１が当接していない側）の半径方向長さａ２が、第１押さえ部１４０ＢＯ、１４２ＢＯ（押さえ部分１１０Ｂ１、１１２Ｂ１と当接している側）の半径方向長さｂ２より長い構成となっており、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
また、上記実施形態と同様に、第１押さえ部１４０ＢＯ、１４２ＢＯと第２押さえ部１４０ＢＩ、１４２ＢＩの軸方向長さが、等しくなっているが（ｄ２＝ｅ２）、第２押さえ部１４０ＢＩ、１４２ＢＩの半径方向長さａ２が、第１押さえ部１４０ＢＯ、１４２ＢＯの半径方向長さｂ２に比べて長いため（ａ２＞ｂ２）、リテーナ１４０Ｂ、１４２Ｂ全体としての剛性を確保することができる。
なお、押さえ部分１１０Ｂ１、１１２Ｂ１の軸方向の移動規制は、外歯歯車１１０Ｂ、１１２Ｂと隣り合うモータ側カバー１１８Ｂ、フランジ体１２０Ｂにより間接的に行われている。
図５に示す第４の実施形態では、入力軸１００Ｃに形成された偏心体１０２Ｃ、１０４Ｃの一部がころ１３２Ｃ、１３４Ｃの第１支持面１３２ＣＯ、１３４ＣＯと当接するように押さえ部分１０２Ｃ１、１０４Ｃ１を形成し、ころ１３２Ｃ、１３４Ｃの軸方向の移動を規制している。この押さえ部分１０２Ｃ１、１０４Ｃ１は、偏心体１０２Ｃ、１０４Ｃによって構成されているため、ころ１３２Ｃ、１３４Ｃの第１支持面１３２ＣＯ、１３４ＣＯの半径方向内側（図５の下側）で当接している。
本実施形態においても、リテーナ１４０Ｃ、１４２Ｃの第２押さえ部１４０ＣＩ、１４２ＣＩ（押さえ部分１０２Ｃ１、１０４Ｃ１が当接していない側）の半径方向長さａ３が、第１押さえ部１４０ＣＯ、１４２ＣＯ（押さえ部分１０２Ｃ１、１０４Ｃ１と当接している側）の半径方向長さｂ３より長い構成となっており、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
また、上記実施形態と同様に、第１押さえ部１４０ＣＯ、１４２ＣＯ、第２押さえ部１４０ＣＩ、１４２ＣＩの軸方向長さが、等しくなっているが（ｄ３＝ｅ３）、第２押さえ部１４０ＣＩ、１４２ＣＩの半径方向長さａ３が、第１押さえ部１４０ＣＯ、１４２ＣＯの半径方向長さｂ３に比べて長いため（ａ３＞ｂ３）、リテーナ１４０Ｃ、１４２Ｃ全体としての剛性を確保することができる。
なお、押さえ部分１０２Ｃ１、１０４Ｃ１の軸方向の移動は、直接的に偏心体１０２Ｃ、１０４Ｃと隣り合う軸受１２４Ｃ、１５０Ｃにより行われている。
なお、上記実施形態においては、ころとリテーナを有する軸受が軸方向に２個並べて配置されているが、軸受の個数については、１個でもよいし、３個以上でもよい。
上記実施形態においては、本発明の軸受構造及び軸受が減速装置に組み込まれたものが示されているが、本発明は、減速装置に限られず、他の装置にも組み込むことができる。
また、リテーナの形状も上記形状に限定されず、要は、ころと、該ころを支持するリテーナと、を有する軸受において、該リテーナの、第２押さえ部の半径方向長さが、第１押さえ部の半径方向長さより長い構成となっていればよい。
リテーナを軸方向に短くし、その分ころの軸方向長さを長くすることにより、軸受全体の軸方向長さを変更しなくても、軸受の容量を大きくすることができる。
上記実施形態においては、本発明にかかる軸受のころと押さえ部材が直接当接しているが、両者は必ずしも直接当接する必要がなく、間にスペースを確保するため等に他の部材等を挿入してもよい。
また、実施形態に記載されている構成部品・要素のうち、特に記載されていないものであっても、構成部品の寸法、材質、形状、その他相対配置などは特に特定的な断りがない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
１０３、１０５…軸受構造
１０６、１０８…軸受
１２８、１３０…押さえ部材
１３２、１３４…ころ
１４０、１４２…リテーナ
ｂ…第１押さえ部１４０Ｏ、１４２Ｏの半径方向長さ
ａ…第２押さえ部１４０Ｉ、１４２Ｉの半径方向長さ
１３４Ｏ、１４０Ｏ…（ころ１３２、１３４の）軸方向の端面

Claims (4)

  1. ころと、該ころを支持するリテーナと、を有する軸受を備えた軸受構造において、
    該ころの軸方向の一端面が押さえ部材によって位置規制され、前記リテーナは、前記ころの前記一端面を押さえる第１押さえ部と、前記ころの他端面を押さえる第２押さえ部と、を有し、該第２押さえ部の半径方向長さが、前記第１押さえ部の半径方向長さより長く、かつ
    前記第２押さえ部の軸方向長さが、前記第１押さえ部の軸方向長さより短い
    ことを特徴とする軸受構造。
  2. 請求項１において、
    前記軸受が軸方向に少なくとも２個並べて配置されており、且つ、隣り合う軸受の前記リテーナの前記第２押さえ部同士が当接されている
    ことを特徴とする軸受構造。
  3. 請求項１または２において、
    外周が軸心に対して偏心している偏心体と、該偏心体の外周で前記軸受を介して揺動する外歯歯車を備えた偏心揺動型の減速装置における該偏心体と外歯歯車との間に、当該軸受が配置されている
    ことを特徴とする軸受構造。
  4. ころと、該ころを支持するリテーナと、を有する軸受において、
    前記リテーナは、前記ころの一端面を押さえる第１押さえ部と、前記ころの他端面を押さえる第２押さえ部と、を有し、該第２押さえ部の半径方向長さが、前記第１押さえ部の半径方向長さより長く、かつ
    前記第２押さえ部の軸方向長さが、前記第１押さえ部の軸方向長さより短い
    ことを特徴とする軸受。
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