JPH03223548A - 内接式遊星歯車減速機用偏心軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内接式遊星歯車減速機に組込使用する偏心
軸受に関する。

〔従来の技術］ 例えば、バックラッシュが小さく位置決め精度の高い減
速機として内接式遊星歯車減速機があり、各種産業用ロ
ボットに使用されている。

内接式遊星歯車減速機は、第１５図に示すように、モー
タ１で直接駆動される入力軸２と出力軸３を同軸心状に
配置し、人力軸２に偏心軸受４を介して回動自在に取付
けた曲線板５に複数の透孔６を設け、出力軸３の内端に
設けた出力フランシフに各透孔６へ遊嵌する内ピン８を
設け、曲線板５と出力フランシフを回転方向に結合する
と共に、曲ｗａ板５の外周に一定間隔で形成した曲線凹
部の複数をケーシング９の内周に一定の間隔で配置した
外ピン１０に係合させた構造になっている。

この減速機は、入力軸２の回転により偏心軸受４を介し
て曲線板５に偏心運動を与え、外ピン１０と曲線凹部の
数の差により、曲線板５に自転を生しさせ、内ビン８を
介して出力軸３にこの減速回転を取り出すようになって
いる。

ところで、」１記のような減速機においては、偏心して
いる偏心軸受４に衝撃荷重が作用するため、大きな負荷
容量が要求され、従って上記減速機の寿命は偏心軸受で
大きく左右される。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、内接式遊星歯車減速機はその構造ト、高温希薄
な潤滑状態で偏心軸受が使用されるため、この軸受の長
寿命対策が要望されている。

従来、偏心軸受の長寿命対策として、転動体を浸炭窒化
処理することが行なわれているが、長寿命化が得られる
反面、これらの処理に特殊熱処理炉が必要であり、非常
に処理コストが高くつくという問題がある。

そこでこの発明の課題は、偏心軸受の転動体における転
動面の面粗さの評価を軸方向だけでなく転がり方向にも
着目し、軸方向と円周方向の表面粗さを一定範囲に抑え
ることで油膜形成が有利に行なえ、過酷な潤滑条件にお
いても潤滑油保持能力が優れ、軸受の長寿命化を図るこ
とができると共に、転動体の処理コストも低減できる内
接式遊Ｎ歯車減速機用偏心軸受を提供することにある。

〔課題を解決するだめの手段］ 上記のような課題を解決するため、この発明は、偏心軸
受の転動体の表面に独立した微小な凹形状のくぼみを無
数にランダムに形成し、転動体表面の面粗さを、軸方向
と円周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭＳで表示
したとき、軸方向面粗さＲＭ　Ｓ　（Ｌ）と円周方向面
粗さＲＭ　Ｓ　（Ｃ）との比１？ＭＳ（Ｌ）／ＲＭＳ（
Ｃ）が１．０以下となり、合わせて表面粗さのパラメー
タＳＫ（！が軸方向及び円周方向の何れも−１，６以下
となるようにした構成を（采用したものである。

〔作用］ 転動体の表面をランダムな微小粗面に形成し、この微小
粗面の仕上げ面粗さパラメータＲＭＳを軸方向（Ｌ）、
円周方向（Ｃ）で求め、その比ＲＭＳ（Ｌ）／ＲＭＳ（
Ｃ）をｉ、ｏ以下とし、合わせてパラメータＳＫ値を軸
方向、円周方向とも−１，６以下としだので、転動面の
油膜形成率が向上し、相手面の面粗さのいかんにかかわ
らず相手面にピーリング用傷や摩耗の発生がなく、温度
上昇を防止して焼付きを防ぎ、長寿命を得ることができ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

この発明の偏心軸受４は第１図に示すように、内輪２１
と保持器２２で一定間隔に保持した多数の円筒ころ転動
体２３及びこの転動体２３で回動自在に支持した外輪と
で構成され、偏心軸受４は第１５図で示した内接式遊星
歯車減速機の内部で入力軸２に取付けられて使用される
。

従って、外輪は曲線板５であり、この曲線板５の転動体
２３によって支持される内径面は研削加工によって表面
粗さが３〜５Ｓの仕上面になっている。

前記転動体２３は、表面がランダムな方向の微小粗面２
３ａに形成され、この微小粗面２３ａは、面粗さを転動
体２３の軸方向と円周方向のそれぞれを求めてバラメー
クＲＭＳで表示したとき、軸方向面粗さＲＭ　Ｓ　（Ｌ
）と円周方向面粗さＲＭ　Ｓ　（Ｃ）の比ＲＭＳ（Ｌ）
／ＲＭＳ（Ｃ）を１．０以下、例えば、０．７〜１．０
にすると共に、表面粗さのパラメータＳＫ値が軸方向、
円周方向とも−１，６以下になっている。

上記のような転動面の粗面条件を得るための表面加工処
理は、特殊なバレル研磨によって、所望する仕上面を得
ることができる。

第２図Ｃは微小相面２３ａの断面粗さ形状を示しており
、同図の如く、平面に凹部を形成し、平面から凸部が生
しないような特殊な表面になっている。

前記パラメータＳＫ値とは、表面粗さの分布曲線の歪み
度（ＳＫＥＷＮＥＳＳ）を指し、ガウス分布のような対
称形分布はＳＫ値がＯとなるが、パラメータＳＫ値を円
周方向、軸方向とも−１，６以下とした設定値は、表面
凹部の形状、分布が加工条件により油膜形成に有利な範
囲であり、くぼみがすべり接触、転がり接触において油
溜りとなリ、接触部への油の供給の役目をもつ。

次に、転動体表面に、仕上げ面の異なる表面処理を施し
た複数種類のニードル軸受を製作し、相手軸の面粗さを
変えて寿命試験を行なった結果について説明する。

寿命試験に用いたニードル軸受は、第３図に示すように
、外径計＝３８龍、内径ｄｒ　＝　２８鰭、転動体２３
の直径Ｄ＝５龍、長さし＝１３ＴＡ１で、１４本の転動
体を用いた保持器２２付の軸受である。

試験軸受は転動体の表面粗さ仕上げの異なる５種類を製
作した。各試験軸受の表面仕上げ面粗さパラメータＲＭ
Ｓでの特性値を表１に、各試験軸受の加工種類を表２に
示すと共に、各試験軸受の転動体における仕上げ面状況
を第２図Ａ、Ｂ、Ｃに比較して示した。

また、使用した試験装置は、第４図に概略図で示したよ
うなラジアル荷重試験機１１を使用し、回転軸１２の両
側に試験軸受Ｘを取付け、回転と荷重を与えて位置の試
験を行なうものである。

試験に用いたインナーレース（相手軸）の仕上は研削仕
上のＲｍａｘ　０．４〜４−である。アウタレース（外
輪）はＲｍａｘ　１．６　ｐ−で何れの場合も共通であ
る。

表１９表面粗さの特性値 表 また、試験条件は以下の通りである。

軸受ラジアル荷重　　　１４６５ｋｇｆ回転数　　　　
　　　　３０５０ｒｐｍ潤滑剤　　　タービン油（試験
条件で１０ｃｓ　ｔ）上記の条件で各試験軸受に対して
行なった転動体寿命試験の各相手面毎の結果を第５図乃
至第９図に示す。

第５図乃至第７図は、この発明の試験軸受Ｃを主体に行
なった試験結果を、第８図と第９図はこの発明の試験軸
受りとＥの試験結果を示している。

上記のような試験結果から明らかなように、この発明の
試験軸受Ｃ，Ｄ、Ｅは、相手軸面粗さののいかんにかか
わらず全て長寿命を示した。

また、上仕上面と粗面の転勤のとき上仕上面側にピーリ
ング…傷が見られることが多いが、この発明の試験軸受
Ｃ，Ｄ、Ｅには認められなかった。

第１０図と第１１図は、各試験軸受Ａ乃至ＥＯ５Ｋ値、
ＲＭＳのＬ／Ｃと寿命（Ｌ、。）を求めた結果を示して
いる。

第１０図の如く、ＳＫ値−１，６以下の試験軸受Ｃ１Ｄ
、Ｅでは長寿命を示している。

また、軸方向粗さＲＭＳ　（Ｌ／Ｃ）は、第１１図の如
くバレル研磨特殊加工の１．０でも長寿命であることが
判明した。

なお、ＲＭＳ　（Ｌ／Ｃ）（ｔｌ！のみで長寿命軸受の
転動体を評価するには不充分であることも判明した。

次に、上記試験条件下において、試験軸受Ａ乃至Ｃの相
手軸との組合せによるＧｒｕｂｉｎの式に基づく油膜パ
ラメータへの計算値を表３に示す。

表３ 試験条件における油膜パラメーターへの計算結果計算の
結果、油膜パラメータ八は相手軸面粗さにより大きく左
右され、２−では０．９１−１．３０の範囲である。

一般に油膜パラメータと油膜形成率には第１２図に示す
関係があり、寿命の観点からも油膜バラメ夕は大きい方
が良いと言われているが、寿命試験結果からも明らかな
通り、−概にΔだけでは説明できない。

転動体仕上面の油膜形成状況の確認及び耐ピーリング性
について、２円筒の試験機を用いて、自由転がり条件下
で、本発明試験軸受Ｃ及び試験軸受Ａと同一の表面状態
の試験片を用いて加速ピリング試験を行なった。油膜形
成状況の＆ｉ認は、直流通電方式により行なった。

試験条件 最大接触面圧　２２７ｋｇｆ／＋＋ｕａ”周速　　　　
　４．２ｍ／ｓｅｃ（２００Ｏｒｐｍ）潤滑剤　　　　
タービン油 （試験条件でｌ０ｃｓ　ｔ） 繰り返し負荷回数　４．８　Ｘ　１０’　（４ｈｒ）こ
の試験による油膜の形成率は、第１３図と第１４図に示
す通りであり、本発明試験軸受Ｃの仕上面の油膜形成率
は、試験軸受へに比較して運転開始時で２０％程度油膜
形成率が向上した。

また、繰り返し負荷回数１．２ＸＩＯ’でほぼ完全に油
膜を形成することが確しコされた。

更に、試験軸受Ａの仕上面では、長さ０．１ｍ程度のピ
ーリングの発生、進展が多数圧められるのに対し、本発
明試験軸受Ｃの仕上面では、１員傷は認められなかった
。

〔効果〕

以上のように、この発明によると、転動体の表面をラン
ダムな微小粗面に形成し、この微小粗面の軸方向及び円
周方向の粗さを一定範囲に抑えるようにしたので、転勤
面の油膜形成に有利となり、しかも微小なくぼみが油溜
りとなるため、相手面が粗面でも仕上面の良い相手に対
しても長寿命を得ることができ、偏心軸受の内輪や外輪
の摩耗やピーリング＃員傷がないという効果がある。

また、偏心軸受の長寿命化によって内接式′ａ星歯車減
速機の耐久性を大幅に向上させることができると共に、
転動体の加工が特殊バレル研磨加工によって行なえるた
め、熱処理加工に比べて処理コストの低減が可能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はころ軸受の第１の例を示す円筒ころ軸受を用い
た偏心軸受の断面図、第２図は試験軸受における転動体
の仕上げ面状況を示す概略図、第３図は寿命試験に用い
たニードル軸受の断面図、第４図は試験装置の概略図、
第５図乃至第９図の各々は転動体寿命試験の結果を示す
グラフ、第１Ｏ図はＳＫ値と寿命の関係を示すグラフ、
第１１図はＲＭＳ　（Ｌ／Ｃ）値と寿命の関係を示すグ
ラフ、第１２図は油膜パラメータと油膜形成率を示す関
係図、第１３図と第１４図は油膜形成率を示すグラフ、
第１５図は内接式遊星歯車減速機の要部切欠正面図であ
る。 ２・・・・・・入力軸、　　　　　３・・・・・・出力
軸、４・・・・・・偏心軸受、　　　５・・・・・・曲
線板、２１・・・・・・内輪、　　　　２２・・・・・
・保持器、２３・・・・・・転動体、　　　２３ａ・・
・・・・微小粗面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸と出力軸を同軸心状に配置し、入力軸に偏
   心軸受を介して回動自在に取付けた曲線板と出力軸に設
   けた出力フランジをピンで結合し、入力軸の回転によっ
   て曲線板に生じた差動回転を出力軸に取出すようにした
   内接式遊星歯車減速機において、偏心軸受の転動体の表
   面に独立した微小な凹形状のくぼみを無数にランダムに
   形成し、転動体表面の面粗さを、軸方向と円周方向のそ
   れぞれを求めてパラメータＲＭＳで表示したとき、軸方
   向面粗さＲＭＳ（Ｌ）と円周方向面粗さＲＭＳ（Ｃ）と
   の比ＲＭＳ（Ｌ）／ＲＭＳ（Ｃ）が１．０以下となり、
   合わせて表面粗さのパラメータＳＫ値が軸方向及び円周
   方向の何れも−１．６以下となるようにしたことを特徴
   とする内接式遊星歯車減速機用偏心軸受。