JP2026005902A - 軸受け装置及び歯車装置 - Google Patents

軸受け装置及び歯車装置

Info

Publication number
JP2026005902A
JP2026005902A JP2024104534A JP2024104534A JP2026005902A JP 2026005902 A JP2026005902 A JP 2026005902A JP 2024104534 A JP2024104534 A JP 2024104534A JP 2024104534 A JP2024104534 A JP 2024104534A JP 2026005902 A JP2026005902 A JP 2026005902A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
rotation axis
planetary gear
cage
inner ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2024104534A
Other languages
English (en)
Inventor
宣哉 鈴木
▲達▼祺 ▲呉▼
雅之 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midea Group Co Ltd
Original Assignee
Midea Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midea Group Co Ltd filed Critical Midea Group Co Ltd
Priority to JP2024104534A priority Critical patent/JP2026005902A/ja
Publication of JP2026005902A publication Critical patent/JP2026005902A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

【課題】様々なサイズの歯車装置に対応可能な軸受け装置及び歯車装置を提供する。【解決手段】軸受け装置6は、外輪62と、内輪61と、複数の転動体63と、環状の保持器8と、を備える。内輪61は、外輪62の内側に配置される。複数の転動体63は、外輪62と内輪61との間に配置される。保持器8は、外輪62と内輪61との間において複数の転動体63を保持する。保持器8は、周方向に分割された複数の分割部材810を有する。【選択図】図9

Description

本開示は、一般に軸受け装置及び歯車装置に関し、より詳細には、歯車装置に用いられる軸受け装置及び歯車装置に関する。
特許文献1には、外筒と、内部部材と、第1主軸受けと、第2主軸受けと、を備える歯車装置に関する開示がある。
この歯車装置において、内部部材は、外筒内に部分的(又は全体的)に収容される。第1主軸受け及び第2主軸受けの各々は、外筒と内部部材との間に形成された環状空間に嵌め込まれる。内部部材が固定されている状態では、外筒、第1主軸受及び第2主軸受の中心軸に相当する回転軸周りに、外筒が回転する。第2主軸受けは、回転軸の延長方向において、第1主軸受けから所定距離だけ離間している。
第1主軸受け及び第2主軸受けの各々は、内輪(インナーレース)と、外輪(アウターレース)と、複数の転動体と、を有する。複数の転動体は、内輪と外輪との間で環状に配置され、それぞれ内輪と外輪との間で転動する。複数の転動体の各々は、略円錐台である。ここで、第1主軸受けの荷重作用線が回転軸に交わる第1交点と第2主軸受けの荷重作用線が回転軸に交わる第2交点との間の距離が、所定の範囲に設定される。これにより、第1交点と第2交点との間の距離の値は、十分に大きくなり、歯車装置は、回転軸を曲げるように作用する外力に対して高い頑健性を有する。
特開2021-1693号公報
ところで、上述したような構成の歯車装置の軸受け装置(第1主軸受け又は第2主軸受け)においては、複数の転動体を内輪と外輪との間に保持する保持器が用いられることがある。しかし、歯車装置のサイズによっては、主軸受けが大型化し、保持器についても大型化することになり、保持器の製造精度が低下して歯車装置の効率低下につながったり、保持器の製造コストが上昇して歯車装置のコスト上昇につながったりする懸念がある。
本開示は上記事由に鑑みてなされており、様々なサイズの歯車装置に対応可能な軸受け装置及び歯車装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る軸受け装置は、外輪と、内輪と、複数の転動体と、環状の保持器と、を備える。前記内輪は、前記外輪の内側に配置される。前記複数の転動体は、前記外輪と前記内輪との間に配置される。前記保持器は、前記外輪と前記内輪との間において前記複数の転動体を保持する。前記保持器は、周方向に分割された複数の分割部材を有する。
本開示の一態様に係る歯車装置は、前記軸受け装置からなる第1主軸受け及び第2主軸受けと、第1部材と、第2部材と、を備える。前記第2部材は、前記第1主軸受け及び前記第2主軸受けを介して、回転軸周りに回転可能に前記第1部材に対して支持される。
本開示によれば、様々なサイズの歯車装置に対応可能な軸受け装置及び歯車装置を提供できる、という利点がある。
図1は、実施形態1に係る歯車装置を含むアクチュエータの概略構成を示す斜視図である。 図2は、同上の歯車装置を回転軸の入力側から見た概略の分解斜視図である。 図3は、同上の歯車装置を回転軸の出力側から見た概略の分解斜視図である。 図4は、同上の歯車装置の概略断面図である。 図5は、同上の歯車装置を示す、図4のA1-A1線断面図である。 図6は、同上の歯車装置を示す、図4のB1-B1線断面図である。 図7は、同上の歯車装置に用いられる軸受け装置を回転軸の入力側から見た概略図である。 図8は、同上の軸受け装置の概略斜視図である。 図9は、同上の軸受け装置の概略の分解斜視図である。 図10は、同上の軸受け装置の内輪及び外輪を省略した概略斜視図である。 図11は、同上の軸受け装置の内輪及び外輪を省略した概略の分解斜視図である。 図12は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面で破断した概略斜視図である。 図13は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面で破断した概略の分解斜視図である。 図14は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面で破断した概略の分解図である。 図15は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面図である。 図16は、実施形態2に係る軸受け装置の概略斜視図である。 図17は、同上の軸受け装置の概略の分解斜視図である。 図18は、同上の軸受け装置の内輪及び外輪を省略した概略斜視図である。 図19は、同上の軸受け装置の内輪及び外輪を省略した概略の分解斜視図である。 図20は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面に相当する面で破断した概略斜視図である。 図21は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面に相当する面で破断した概略の分解斜視図である。 図22は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面に相当する断面図である。 図23は、実施形態3に係る軸受け装置の概略斜視図である。 図24は、同上の軸受け装置の概略の分解斜視図である。 図25は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面に相当する面で破断した概略斜視図である。 図26は、同上の軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面に相当する断面図である。 図27は、実施形態4に係る軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面に相当する断面図である。 図28は、実施形態5に係る軸受け装置を示す、図7のA1-A1線断面に相当する断面図である。
(実施形態1)
(1)概要
以下、本実施形態に係る歯車装置1の概要について、図1~図4を参照して説明する。本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。例えば、図1~図4における、内歯21及び外歯31の歯形、寸法及び歯数等は、いずれも説明のために模式的に表しているに過ぎず、図示されている形状に限定する趣旨ではない。
本実施形態に係る歯車装置1は、内歯歯車2と、遊星歯車3と、を備える歯車装置である。この歯車装置1では、環状の内歯歯車2の内側に遊星歯車3が配置され、遊星歯車3を揺動させることにより、遊星歯車3を内歯歯車2に対して相対的に回転させる内接噛合遊星歯車装置である。また、歯車装置1は、外輪62及び内輪61を有する軸受け装置6を更に備える。内輪61は、外輪62の内側に配置され、外輪62に対して相対的に回転可能に支持される。特に、本実施形態に係る歯車装置1は、振り分けタイプと称される偏心揺動型の内接噛合遊星歯車装置である。
本実施形態に係る歯車装置1は、図1~図4に示すように、内歯歯車2の軸心(回転軸Ax1)からオフセットした位置に配置された複数(実施形態では3つ)のクランク軸(偏心軸)7A,7B,7Cを備えている。さらに、歯車装置1は、内歯歯車2の軸心(回転軸Ax1)上に配置された、回転軸Ax1を中心とする入力軸500と、入力軸500と一体に形成された入力歯車501と、を備えている。複数のクランク軸7A,7B,7Cには、それぞれクランク軸歯車502A,502B,502Cがスプライン連結されている。これら複数(実施形態では3つ)のクランク軸歯車502A,502B,502Cは、入力歯車501に対して噛み合うように配置されている。そのため、歯車装置1は、入力軸500が駆動されると、入力歯車501によってクランク軸7A,7B,7Cを同期して駆動することにより、遊星歯車3を揺動させる。
内歯歯車2は、内歯21を有し、外輪62に固定される。特に、本実施形態では、内歯歯車2は、環状の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有する。複数の外ピン23は、自転可能な状態で歯車本体22の内周面221に保持され、内歯21を構成する。遊星歯車3は、内歯21に部分的に噛み合う外歯31を有する。つまり、内歯歯車2の内側で遊星歯車3は内歯歯車2に対して内接し、外歯31の一部が内歯21の一部に噛み合った状態となる。この状態で、複数のクランク軸7A,7B,7Cが駆動されると遊星歯車3が揺動して、内歯21と外歯31との噛み合い位置が内歯歯車2の円周方向に移動し、遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差に応じた相対回転が両歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の間に発生する。ここで、内歯歯車2が固定されているとすれば、両歯車の相対回転に伴って、遊星歯車3が回転(自転)することになる。その結果、遊星歯車3からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られる。
この種の歯車装置1は、遊星歯車3の自転成分相当の回転を、軸受け装置6の内輪61が嵌込等の手段によって相対的に固定された一対のキャリア18,19の回転として取り出すように使用される。これにより、歯車装置1は、入力軸500を入力側とし、一対のキャリア18,19を出力側として、比較的高い減速比の歯車装置として機能する。そこで、本実施形態に係る歯車装置1では、遊星歯車3の自転成分相当の回転を一対のキャリア18,19に伝達するべく、一対のキャリア18,19にて複数のクランク軸7A,7B,7Cを支持している。一対のキャリア18,19は、遊星歯車3の軸方向(回転軸Ax1に沿った方向)の両側に配置され、各クランク軸7A,7B,7Cを回転可能に支持する。
ここで、複数のクランク軸7A,7B,7Cは、遊星歯車3に形成された複数の開口部33にそれぞれ挿入された状態で、遊星歯車3の回転に伴って内歯歯車2に対して相対的に回転する。また、各クランク軸7A,7B,7Cは、軸心部71と、軸心部71に対して偏心した偏心部72と、を有している。一対のキャリア18,19は、各クランク軸7A,7B,7Cのうちの軸心部71を回転可能に支持し、遊星歯車3の開口部33には、各クランク軸7A,7B,7Cの偏心部72が挿入される。各クランク軸7A,7B,7Cがそれぞれの軸心部71を中心に回転すると、各偏心部72がそれぞれの軸心部71に対して偏心回転(偏心運動)する。これに伴って、遊星歯車3が揺動する。遊星歯車3が揺動することによって、遊星歯車3は、内歯歯車2と部分的に噛み合い、内歯歯車2に対して相対的に回転する。この結果、遊星歯車3は、自身の中心軸を中心に自転しながら、回転軸Ax1まわりを周回するように内歯歯車2内を公転することになる。遊星歯車3の自転に伴って、各クランク軸7A,7B,7Cは回転軸Ax1まわりを周回するように公転することになり、各クランク軸7A,7B,7Cの軸心部71を支持するキャリア18,19は、各クランク軸7A,7B,7Cの公転に伴って回転する。このように、一対のキャリア18,19には、複数のクランク軸7A,7B,7Cにより、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)が伝達されることになる。
また、本実施形態に係る歯車装置1は、図1に示すように、駆動源101と共に、アクチュエータ100を構成する。言い換えれば、本実施形態に係るアクチュエータ100は、歯車装置1と、駆動源101と、を備えている。駆動源101は、遊星歯車3を揺動させるための駆動力を発生する。具体的には、駆動源101は、回転軸Ax1を中心として入力軸500を回転させることにより、遊星歯車3を揺動させる。
(2)定義
本開示でいう「環状」は、少なくとも平面視において、内側に囲まれた空間(領域)を形成する輪(わ)のような形状を意味し、平面視において真円とある円形状(円環状)に限らず、例えば、楕円形状及び多角形状等であってもよい。さらに、例えば、カップ状のように底部を有する形状であっても、その周壁が環状であれば、「環状」に含まれる。
本開示でいう「公転」は、ある物体が、この物体の中心(重心)を通る中心軸以外の回転軸まわりを周回することを意味し、ある物体が公転すると、この物体の中心は回転軸を中心とする公転軌道に沿って移動することになる。したがって、例えば、ある物体の中心(重心)を通る中心軸と平行な偏心軸を中心に、この物体が回転する場合には、この物体は、偏心軸を回転軸として公転していることになる。一例として、遊星歯車3は、揺動することによって、回転軸Ax1まわりを周回するようにして内歯歯車2内を公転する。
また、本開示では、回転軸Ax1の一方側(図4の左側)を「出力側」といい、回転軸Ax1の他方側(図4の右側)を「入力側」という場合がある。図4の例では、回転軸Ax1の「入力側」から入力軸500に回転が与えられ、回転軸Ax1の「出力側」から一対のキャリア18,19の回転が取り出される。ただし、「入力側」及び「出力側」は、説明のために付しているラベルに過ぎず、歯車装置1から見た、入力及び出力の位置関係を限定する趣旨ではない。
本開示でいう「回転軸」は、回転体の回転運動の中心となる仮想的な軸(直線)を意味する。つまり、回転軸Ax1は、実体を伴わない仮想軸である。入力軸500は、回転軸Ax1を中心として回転運動を行う。
本開示でいう「内歯」及び「外歯」は、それぞれ単体の「歯」ではなく、複数の「歯」の集合(群)を意味する。つまり、内歯歯車2の内歯21は、内歯歯車2(歯車本体22)の内周面221に配置された複数の歯の集合からなる。同様に、遊星歯車3の外歯31は、遊星歯車3の外周面に配置された複数の歯の集合からなる。
(3)歯車装置の詳細構成
以下、本実施形態に係る歯車装置1の詳細な構成について、図1~図6を参照して説明する。
図1は、歯車装置1を含むアクチュエータ100の概略構成を示す斜視図である。図1では、駆動源101を模式的に示している。図2は、歯車装置1を回転軸Ax1の入力側から見た概略の分解斜視図である。図3は、歯車装置1を回転軸Ax1の出力側から見た概略の分解斜視図である。図4は、歯車装置1の概略断面図である。図5は図4のA1-A1線断面図である。図6は図4のB1-B1線断面図である。ただし、図5及び図6では、クランク軸7A,7B,7C以外の部品については、断面であってもハッチングを省略している。
(3.1)全体構成
本実施形態に係る歯車装置1は、図1~図4に示すように、内歯歯車2と、遊星歯車3と、軸受け装置6と、複数のクランク軸7A,7B,7Cと、一対のキャリア18,19と、入力軸500と、を備えている。また、本実施形態では、歯車装置1は、入力歯車501と、複数のクランク軸歯車502A,502B,502Cと、一対の転がり軸受け41,42と、偏心体軸受け5と、ケース10と、を更に備えている。本実施形態では、歯車装置1の構成要素である内歯歯車2、遊星歯車3、複数のクランク軸7A,7B,7C及び一対のキャリア18,19等の材質は、ステンレス、鋳鉄、機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、リン青銅若しくはアルミ青銅等の金属、又はアルミニウム若しくはチタン等の軽金属である。ここでいう金属(軽金属を含む)は、窒化処理等の表面処理が施された金属を含む。
また、本実施形態では、歯車装置1の一例として、トロコイド系歯形を用いた内接式遊星歯車装置を例示する。つまり、本実施形態に係る歯車装置1は、トロコイド系曲線歯形を有する内接式の遊星歯車3を備えている。
また、本実施形態では一例として、歯車装置1は、内歯歯車2の歯車本体22が、軸受け装置6の外輪62と共に、ケース10等の固定部材に固定された状態で使用される。これにより、内歯歯車2と遊星歯車3との相対回転に伴って、固定部材(ケース10等)に対して、遊星歯車3が相対的に回転することになる。
さらに、本実施形態では、歯車装置1をアクチュエータ100に用いる場合に、入力軸500に入力としての回転力が加わることで、軸受け装置6の内輪61が固定された一対のキャリア18,19から出力としての回転力が取り出される。つまり、歯車装置1は、入力軸500の回転を入力回転とし、内輪61が固定された一対のキャリア18,19の回転を出力回転として動作する。これにより、歯車装置1では、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。
駆動源101は、モータ(電動機)等の動力の発生源である。駆動源101で発生した動力は、歯車装置1における入力軸500に伝達される。具体的には、駆動源101は入力軸500につながっており、駆動源101で発生した動力は入力軸500に伝達される。これにより、駆動源101は、入力軸500を回転させることが可能である。
さらに、本実施形態に係る歯車装置1では、図4に示すように、入力側の回転軸Ax1と、出力側の回転軸Ax1とは、同一直線上にある。言い換えれば、入力側の回転軸Ax1と、出力側の回転軸Ax1とは、同軸である。ここで、入力側の回転軸Ax1は、入力回転が与えられる入力軸500の回転中心であって、出力側の回転軸Ax1は、出力回転を生じる内輪61(及び一対のキャリア18,19)の回転中心である。つまり、歯車装置1では、同軸上において、入力回転に対して、比較的高い減速比にて減速された出力回転が得られることになる。
内歯歯車2は、図5及び図6に示すように、内歯21を有する環状の部品である。本実施形態では、内歯歯車2は、少なくとも内周面が平面視において真円となる、円環状を有している。円環状の内歯歯車2の内周面には、内歯21が、内歯歯車2の円周方向に沿って形成されている。内歯21を構成する複数の歯は、全て同一形状であって、内歯歯車2の内周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、内歯21のピッチ円は、平面視において真円となる。内歯21のピッチ円の中心は、回転軸Ax1上にある。また、内歯歯車2は、回転軸Ax1の方向に所定の厚みを有している。内歯21の歯筋は、いずれも回転軸Ax1と平行である。内歯21の歯筋方向の寸法は、内歯歯車2の厚み方向よりもやや小さい。
ここで、内歯歯車2は、上述したように、環状(円環状)の歯車本体22と、複数の外ピン23と、を有している。複数の外ピン23は、自転可能な状態で歯車本体22の内周面221に保持され、内歯21を構成する。言い換えれば、複数の外ピン23は、それぞれ内歯21を構成する複数の歯として機能する。具体的には、歯車本体22の内周面221には、図2に示すように、円周方向の全域に複数の内周溝223が形成されている。複数の内周溝223は、全て同一形状であって、等ピッチで設けられている。複数の内周溝223は、いずれも回転軸Ax1と平行であって、歯車本体22の厚み方向の全長にわたって形成されている。複数の外ピン23は、複数の内周溝223に嵌るようにして、歯車本体22に組み合わされている。複数の外ピン23の各々は、内周溝223内において自転可能な状態で保持される。また、歯車本体22は、(外輪62と共に)ケース10に固定される。さらに、歯車本体22には、固定用の複数の固定孔222(図5参照)が形成されている。
遊星歯車3は、図5及び図6に示すように、外歯31を有する環状の部品である。本実施形態では、遊星歯車3は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円環状を有している。円環状の遊星歯車3の外周面には、外歯31が、遊星歯車3の円周方向に沿って形成されている。外歯31を構成する複数の歯は、全て同一形状であって、遊星歯車3の外周面における円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。つまり、外歯31のピッチ円は、平面視において真円となる。また、遊星歯車3は、回転軸Ax1の方向に所定の厚みを有している。外歯31は、いずれも遊星歯車3の厚み方向の全長にわたって形成されている。外歯31の歯筋は、いずれも回転軸Ax1と平行である。遊星歯車3においては、内歯歯車2とは異なり、外歯31が遊星歯車3の本体と1つの金属部材にて一体に形成されている。
また、本実施形態に係る歯車装置1は、複数の遊星歯車3を備えている。具体的には、歯車装置1は、第1遊星歯車301と第2遊星歯車302との2つの遊星歯車3を備えている。2つの遊星歯車3は、回転軸Ax1に平行な方向において対向するように配置されている。つまり、遊星歯車3は、回転軸Ax1に平行な方向(軸方向)に並ぶ第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302を含む。第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の形状自体は共通である。
これら2つの遊星歯車3(第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302)は、回転軸Ax1まわりで180度の位相差をもって配置される。図4の例では、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302のうち、回転軸Ax1の入力側(図4の右側)に位置する第1遊星歯車301の中心(外歯31のピッチ円の中心)C1が、回転軸Ax1に対して図の上方にずれた(偏った)状態にある。一方、回転軸Ax1の出力側(図4の左側)に位置する第2遊星歯車302の中心(外歯31のピッチ円の中心)C2は、回転軸Ax1に対して図の下方にずれた(偏った)状態にある。ここで、回転軸Ax1と中心C1との間の距離ΔL1は、回転軸Ax1に対する第1遊星歯車301の偏心量となり、回転軸Ax1と中心C2との間の距離ΔL2は、回転軸Ax1に対する第2遊星歯車302の偏心量となる。このように、複数の遊星歯車3が、回転軸Ax1を中心とする周方向において均等に配置されることで、複数の遊星歯車3間での重量と荷重とのバランスをとることが可能である。
第1遊星歯車301と第2遊星歯車302とでは、その中心C1,C2が回転軸Ax1に対して180度回転対称に位置する。本実施形態では、偏心量ΔL1と偏心量ΔL2とでは、回転軸Ax1から見た向きが反対であるが、その絶対値は同じである。
より詳細には、各クランク軸7A,7B,7Cは、それぞれ1つの軸心部71に対して、2つの偏心部72を有している。これら2つの偏心部72の中心C0の軸心部71の中心(軸心Ax2)からの偏心量ΔL0(図5及び図6参照)は、それぞれ回転軸Ax1に対する第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の偏心量ΔL1,ΔL2と同じである。複数のクランク軸7A,7B,7Cの形状自体は共通である。複数のクランク軸歯車502A,502B,502Cについても、その形状自体は共通である。
また、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の回転軸Ax1に平行な方向(軸方向)の両側には、一対のキャリア18,19が配置されている。一対のキャリア18,19を互いに区別する場合には、回転軸Ax1の入力側(図4では右側)に位置するキャリア18を「入力側キャリア18」と呼び、回転軸Ax1の出力側(図4では左側)に位置するキャリア19を「出力側キャリア19」と呼ぶ。各クランク軸7A,7B,7Cは、その両端部が転がり軸受け41,42を介して一対のキャリア18,19に保持されている。つまり、各クランク軸7A,7B,7Cは、遊星歯車3に対して回転軸Ax1に平行な方向(軸方向)の両側において、自転可能な状態で入力側キャリア18及び出力側キャリア19に保持されている。
各クランク軸7A,7B,7Cの偏心部72には、偏心体軸受け5が装着される。第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の各々には、3つのクランク軸7A,7B,7Cに対応する3つの開口部33が形成されている。そして、各開口部33には偏心体軸受け5が収容される。言い換えれば、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302には、それぞれ偏心体軸受け5が取り付けられ、偏心体軸受け5に各クランク軸7A,7B,7Cが挿入されることで、偏心体軸受け5及び各クランク軸7A,7B,7Cが遊星歯車3に組み合わされる。遊星歯車3に偏心体軸受け5及びクランク軸7A,7B,7Cが組み合わされた状態で、各クランク軸7A,7B,7Cが回転すると、遊星歯車3は回転軸Ax1まわりで揺動する。
以上説明した構成によれば、入力軸500に入力としての回転力が加えられて、入力軸500が回転軸Ax1を中心に回転することで、この回転力が入力歯車501から複数のクランク軸7A,7B,7Cに振り分けられる。つまり、入力歯車501が回転すると、当該入力歯車501と同時に噛合している3つのクランク軸歯車502A,502B,502Cが同一の方向に同一の回転速度で回転する。各クランク軸歯車502A,502B,502Cにはクランク軸7A,7B,7Cがスプライン連結されているため、3つのクランク軸7A,7B,7Cが入力歯車501とクランク軸歯車502A,502B,502Cとの歯数比にて減速された状態で、同一の方向に同一の回転速度で回転する。その結果、3つのクランク軸7A,7B,7Cにおける回転軸Ax1の入力側の同位置に形成された3つの偏心部72が同期して回転し、第1遊星歯車301を揺動させる。さらに、3つのクランク軸7A,7B,7Cにおける回転軸Ax1の出力側の同位置に形成された3つの偏心部72が同期して回転し、第2遊星歯車302を揺動させる。
図5及び図6に、ある時点における第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の状態を示す。図5は、図4のA1-A1線断面図であって、第1遊星歯車301を示す。図6は、図4のB1-B1線断面図であって、第2遊星歯車302を示す。図5及び図6に示すように、第1遊星歯車301と第2遊星歯車302とでは、その中心C1,C2が回転軸Ax1に対して略180度回転対称に位置する。本実施形態では、偏心量ΔL1と偏心量ΔL2とでは、回転軸Ax1から見た向きが反対であるが、その絶対値は略同じ(いずれも偏心量ΔL0)である。上述した構成によれば、軸心部71が軸心Ax2を中心に回転(自転)することにより、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302は、回転軸Ax1まわりで略180度の位相差をもって、回転軸Ax1まわりで回転(偏心運動)する。そして、複数の遊星歯車3が、回転軸Ax1を中心とする周方向において略均等に配置されることで、複数の遊星歯車3間での重量と荷重とのバランスをとることが可能である。
このように構成される遊星歯車3(第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302)は、内歯歯車2の内側に配置される。平面視において、遊星歯車3は内歯歯車2に比べて一回り小さく形成されており、遊星歯車3は、内歯歯車2と組み合わされた状態で、内歯歯車2の内側で揺動可能となる。ここで、遊星歯車3の外周面には外歯31が形成され、内歯歯車2の内周面には内歯21が形成されている。そのため、内歯歯車2の内側に遊星歯車3が配置された状態では、外歯31と内歯21とは、互いに対向することになる。
さらに、外歯31のピッチ円は、内歯21のピッチ円よりも一回り小さい。そして、第1遊星歯車301が内歯歯車2に内接した状態で、第1遊星歯車301における外歯31のピッチ円の中心C1は、内歯21のピッチ円の中心(回転軸Ax1)から距離ΔL1だけずれた位置にある。同様に、第2遊星歯車302が内歯歯車2に内接した状態で、第2遊星歯車302における外歯31のピッチ円の中心C2は、内歯21のピッチ円の中心(回転軸Ax1)から距離ΔL2だけずれた位置にある。
そのため、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302のいずれにおいても、外歯31と内歯21とは、少なくとも一部が隙間を介して対向することになり、外歯31と内歯21との歯数差が「2」以上であれば円周方向の全体が互いに噛み合うことはない。ただし、遊星歯車3は、内歯歯車2の内側において回転軸Ax1まわりで揺動(公転)するので、外歯31と内歯21とが部分的に噛み合うことになる。つまり、遊星歯車3(第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302)が回転軸Ax1まわりを揺動することで、図5及び図6に示すように、外歯31を構成する複数の歯のうちの一部の歯が、内歯21を構成する複数の歯のうちの一部の歯に噛み合うことになる。結果的に、歯車装置1では、外歯31の一部を内歯21の一部に噛み合わせることが可能となる。
ここで、内歯歯車2における内歯21の歯数は、遊星歯車3の外歯31の歯数よりもN(Nは正の整数)だけ多い。本実施形態では一例として、Nが「2」であって、遊星歯車3の(外歯31の)歯数は、内歯歯車2の(内歯21の)歯数よりも「2」少ない。このような遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差は、歯車装置1での入力回転に対する出力回転の減速比を規定する。
また、本実施形態では一例として、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302を合わせた厚みは、内歯歯車2における歯車本体22の厚みよりも小さい。さらに、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302を合わせた外歯31の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法は、内歯21の歯筋方向(回転軸Ax1に平行な方向)の寸法よりも小さい。言い換えれば、回転軸Ax1に平行な方向においては、内歯21の歯筋の範囲内に、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302の外歯31が収まることになる。
ここで、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302は、それぞれ内歯歯車2に内接噛合している。そのため、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302が1回揺動する毎に、第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302は、内歯歯車2に対して(内歯21と外歯31との)歯数差分の円周方向の位相ずれが生じ、自転することになる。この自転が、各クランク軸7A,7B,7Cの内歯歯車2の軸心(回転軸Ax1)の周りの公転として、一対のキャリア18,19に伝達される。これにより、回転軸Ax1を中心に、歯車本体(と一体化されたケース10)に対して、一対のキャリア18,19を相対的に回転させることができる。
要するに、本実施形態に係る歯車装置1は、回転軸Ax1からオフセットした位置に配置された複数のクランク軸7A,7B,7Cにて遊星歯車3を揺動させ、遊星歯車3の揺動を利用して回転出力を得る。つまり、歯車装置1では、遊星歯車3が揺動して、内歯21と外歯31との噛み合い位置が内歯歯車2の円周方向に移動すると、遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差に応じた相対回転が両歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の間に発生する。ここで、内歯歯車2が固定されているとすれば、両歯車の相対回転に伴って、遊星歯車3が回転(自転)することになる。その結果、遊星歯車3からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られる。
軸受け装置6は、外輪62及び内輪61を有し、歯車装置1の出力を外輪62に対する内輪61の回転として取り出すための部品である。軸受け装置6は、外輪62及び内輪61に加えて、複数の転動体63(図4参照)と、を有している。外輪62及び内輪61は、いずれも環状の部品である。外輪62及び内輪61は、いずれも平面視で真円となる、円環状を有している。内輪61は、外輪62よりも一回り小さく、外輪62の内側に配置される。ここで、外輪62の内径は内輪61の外径よりも大きいため、外輪62の内周面と内輪61の外周面との間には隙間が生じる。
複数の転動体63は、外輪62と内輪61との間の隙間に配置されている。複数の転動体63は、外輪62の円周方向に並べて配置されている。複数の転動体63は、全て同一形状の金属部品であって、外輪62の円周方向の全域に、等ピッチで設けられている。
より詳細には、本実施形態に係る歯車装置1は、それぞれ軸受け装置6となる第1主軸受け601及び第2主軸受け602を備えている。つまり、歯車装置1は、第1主軸受け601及び第2主軸受け602からなる一対の軸受け装置6を備えている。具体的には、図4に示すように、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の入力側(図4の右側)には第1主軸受け601が配置され、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の出力側(図4の左側)には第2主軸受け602が配置される。一対の軸受け装置6は、第1主軸受け601及び第2主軸受け602にて、ラジアル方向の荷重、スラスト方向(回転軸Ax1に沿う方向)の荷重、及び回転軸Ax1に対する曲げ力(曲げモーメント荷重)のいずれに対しても耐え得るように構成される。
ここで、第1主軸受け601及び第2主軸受け602は、遊星歯車3に対して回転軸Ax1に平行な方向(軸方向)の両側に、回転軸Ax1に平行な方向において互いに反対向きで配置される。ここでは一例として、一対の軸受け装置6は、第1主軸受け601及び第2主軸受け602のそれぞれの内輪61が互いに外向きのスラスト方向(回転軸Ax1に沿う方向)の荷重を受ける「背面組合せタイプ」である。さらに、歯車装置1においては、第1主軸受け601及び第2主軸受け602は、それぞれの内輪61を互いに近づける向きに締め付けることにより、内輪61に対して適正な予圧が作用する状態で組み合わされる。
また、本実施形態に係る歯車装置1では、入力側キャリア18及び出力側キャリア19は、遊星歯車3に対して回転軸Ax1に平行な方向の両側に配置され、遊星歯車3のキャリア孔34(図4参照)を通して、互いに結合されている。具体的には、図4に示すように、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の入力側(図4の右側)には入力側キャリア18が配置され、遊星歯車3から見て回転軸Ax1の出力側(図4の左側)には出力側キャリア19が配置される。一対の軸受け装置6(第1主軸受け601及び第2主軸受け602)の内輪61は、それぞれ入力側キャリア18及び出力側キャリア19に対して固定されている。本実施形態では一例として、第1主軸受け601の内輪61は、入力側キャリア18に固定されている。同様に、第2主軸受け602の内輪61は、出力側キャリア19に固定されている。
出力側キャリア19は、出力側キャリア19の一表面から回転軸Ax1の入力側に向けて突出する複数(一例として3つ)のキャリアピン191(図2参照)を有している。これら複数のキャリアピン191は、遊星歯車3に形成されている複数(一例として3つ)のキャリア孔34をそれぞれ貫通し、その先端が入力側キャリア18に対してキャリアボルト192(図7参照)にて固定される。ここで、キャリアピン191とキャリア孔34の内周面との間には隙間が確保され、キャリアピン191は、キャリア孔34内を移動可能、つまりキャリア孔34の中心に対して相対的に移動可能である。これにより、遊星歯車3が揺動する際にキャリアピン191がキャリア孔34の内周面に接触することはない。
上記構成により、歯車装置1は、遊星歯車3の自転成分相当の回転を、一対の軸受け装置6(第1主軸受け601及び第2主軸受け602)の内輪61が固定された入力側キャリア18及び出力側キャリア19の回転として取り出すように使用される。すなわち、本実施形態では、遊星歯車3と内歯歯車2との間の相対的な回転は、入力側キャリア18及び出力側キャリア19から取り出される。本実施形態では一例として、歯車装置1は、一対の軸受け装置6(第1主軸受け601及び第2主軸受け602)の外輪62(図4参照)が固定部材であるケース10に固定された状態で使用される。すなわち、遊星歯車3は複数のクランク軸7A,7B,7Cにて回転部材である入力側キャリア18及び出力側キャリア19と連結され、歯車本体22は固定部材に固定されるため、遊星歯車3と内歯歯車2との間の相対的な回転は、回転部材(入力側キャリア18及び出力側キャリア19)から取り出される。言い換えれば、本実施形態では、歯車本体22に対して遊星歯車3が相対的に回転する際、入力側キャリア18及び出力側キャリア19の回転力を出力として取り出すように構成されている。
さらに、本実施形態では、ケース10が内歯歯車2の歯車本体22とシームレスに一体化されている。つまり、回転軸Ax1に平行な方向において、固定部材である歯車本体22とケース10とはシームレスに連続して設けられる。
より詳細には、ケース10は、円筒状であって、歯車装置1の外郭を構成する。本実施形態では、円筒状のケース10の中心軸は、回転軸Ax1と一致するように構成されている。つまり、ケース10は、少なくとも外周面が、平面視において(軸方向の一方から見て)回転軸Ax1を中心とする真円となる。ケース10は、軸方向の両端面が開口する円筒状に形成されている。ここで、ケース10には、内歯歯車2の歯車本体22がシームレスに一体化されており、ケース10及び歯車本体22は、1部品として扱われる。そのため、ケース10の内周面は、歯車本体22の内周面221を含んでいる。さらに、ケース10には、一対の軸受け装置6(第1主軸受け601及び第2主軸受け602)の外輪62が固定されている。つまり、ケース10の内周面における歯車本体22から見て回転軸Ax1の入力側(図4の右側)には、第1主軸受け601の外輪62が嵌め込まれることにより固定される。一方、ケース10の内周面における歯車本体22から見て回転軸Ax1の出力側(図4の左側)には、第2主軸受け602の外輪62が嵌め込まれることにより固定される。
さらに、ケース10における回転軸Ax1の入力側(図4の右側)の端面は、入力側キャリア18によって閉塞され、ケース10における回転軸Ax1の出力側(図4の左側)の端面は、出力側キャリア19によって閉塞される。そのため、図4に示すように、ケース10、入力側キャリア18及び出力側キャリア19で囲まれた空間内に、遊星歯車3(第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302)、複数の外ピン23、及び偏心体軸受け5等の部品が収容される。
複数(実施形態では3つ)のクランク軸7A,7B,7Cの各々は、軸心部71と、2つの偏心部72と、を有している。軸心部71は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円筒状を有している。軸心部71の中心である軸心Ax2は、回転軸Ax1と平行である。複数のクランク軸7A,7B,7Cの軸心Ax2は、回転軸Ax1を中心とする仮想円上に、円周方向に等間隔で配置されている。各偏心部72は、少なくとも外周面が平面視において真円となる、円盤状を有している。各偏心部72の中心(中心軸)C0は、回転軸Ax1と平行であって、かつ回転軸Ax1から径方向にずれた位置に配置されている。ここで、軸心Ax2と中心C0との間の距離ΔL0(図5及び図6参照)は、軸心部71に対する偏心部72の偏心量となる。偏心部72は、軸心部71の長手方向(軸方向)の中央部において、軸心部71の外周面から全周にわたって突出するフランジ形状をなす。上述した構成によれば、各クランク軸7A,7B,7Cは、軸心Ax2を中心に軸心部71が回転(自転)することで、偏心部72が偏心運動することになる。
本実施形態では、軸心部71及び2つの偏心部72は1つの金属部材にて一体に形成されており、これにより、シームレスなクランク軸7A,7B,7Cが実現される。このような形状のクランク軸7A,7B,7Cは、偏心体軸受け5と共に遊星歯車3に組み合わされる。そのため、遊星歯車3に偏心体軸受け5及びクランク軸7A,7B,7Cが組み合わされた状態でクランク軸7A,7B,7Cが回転すると、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動する。
偏心体軸受け5は、複数の転動体51(図4参照)を有し、クランク軸7A,7B,7Cの回転のうちの自転成分を吸収し、クランク軸7A,7B,7Cの自転成分を除いたクランク軸7A,7B,7Cの回転、つまりクランク軸7A,7B,7Cの揺動成分(公転成分)のみを遊星歯車3に伝達するための部品である。複数の転動体51は、各クランク軸7A,7B,7Cの偏心部72の外周面と、遊星歯車3の各開口部33の内周面と、の間に配置される。つまり、各クランク軸7A,7B,7Cの偏心部72が偏心体軸受け5の内輪として機能し、遊星歯車3の各開口部33の内周面が偏心体軸受け5の外輪として機能する。
偏心体軸受け5及び複数のクランク軸7A,7B,7Cが遊星歯車3に組み合わされた状態で、各クランク軸7A,7B,7Cが回転(自転)すると、各偏心部72がそれぞれ軸心Ax2まわりで回転(偏心運動)する。遊星歯車3は、回転軸Ax1に平行な方向(軸方向)において各偏心部72に対応する位置に設置されているので、各偏心部72の偏心運動は、偏心体軸受け5を介して遊星歯車3に伝達され、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動する。つまりクランク軸7A,7B,7Cにおける偏心部72の偏心運動が遊星歯車3に伝達されることになる。偏心体軸受け5は、各クランク軸7A,7B,7Cの偏心部72の偏心運動(つまり各クランク軸7A,7B,7Cの自転)と、遊星歯車3の公転との間の速度差による相対回転で生じる摩擦等を緩和する役割、及び動力伝達の役割を担っている。
上述した構成の歯車装置1では、入力軸500に入力としての回転力が加えられて、入力軸500が回転軸Ax1を中心に回転することで、遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで揺動(公転)する。このとき、遊星歯車3は、内歯歯車2の内側で内歯歯車2に対して内接し、外歯31の一部が内歯21の一部に噛み合った状態で揺動するので、入力軸500の回転に伴って、内歯21と外歯31との噛み合い位置が内歯歯車2の円周方向に移動する。これにより、遊星歯車3と内歯歯車2との歯数差に応じた相対回転が両歯車(内歯歯車2及び遊星歯車3)の間に発生する。そして、一対のキャリア18,19には、複数のクランク軸7A,7B,7Cにより、遊星歯車3の揺動成分(公転成分)を除いた、遊星歯車3の回転(自転成分)が伝達される。その結果、一対のキャリア18,19からは、両歯車の歯数差に応じて、比較的高い減速比で減速された回転出力が得られることになる。
ところで、本実施形態に係る歯車装置1においては、上述したように、内歯歯車2と遊星歯車3との歯数差は、歯車装置1での入力回転に対する出力回転の減速比を規定することになる。つまり、内歯歯車2の歯数を「V1」、遊星歯車3の歯数を「V2」とした場合、減速比R1は、下記式1で表される。
R1=V2/(V1-V2) (式1)
要するに、内歯歯車2と遊星歯車3との歯数差(V1-V2)が小さいほど、減速比R1は大きくなる。一例として、内歯歯車2の歯数V1が「72」、遊星歯車3の歯数V2が「70」、その歯数差(V1-V2)が「2」であるので、上記式1より、減速比R1は「35」となる。この場合、回転軸Ax1の入力側から見て、各クランク軸7A,7B,7Cが軸心部71の軸心Ax2(図5及び図6参照)を中心に時計回りに1周(360度)回転すると、一対のキャリア18,19は回転軸Ax1を中心に歯数差「2」の分(つまり約10.3度)だけ反時計回りに回転する。
本実施形態に係る歯車装置1によれば、このように高い減速比R1が、内歯歯車2及び遊星歯車3の組み合わせで実現可能である。さらに、入力歯車501と複数のクランク軸歯車502A,502B,502Cとの間においても、入力歯車501及びクランク軸歯車502A,502B,502Cの歯数に応じて、適宜の減速比を実現可能である。結果的に、歯車装置1全体としては、高い減速比を実現することが可能である。
また、歯車装置1は、少なくとも、内歯歯車2と、遊星歯車3と、クランク軸7A,7B,7Cと、一対のキャリア18,19と、を備えていればよく、例えば、図4に示すように、スペーサ11を更に備えていてもよい。スペーサ11は、回転軸Ax1に平行な方向(軸方向)において一対の遊星歯車3(第1遊星歯車301及び第2遊星歯車302)の間に配置されている。
以上説明したように、本実施形態に係る歯車装置1は、軸受け装置6からなる第1主軸受け601及び第2主軸受け602と、ケース(第1部材)10と、一対のキャリア(第2部材)18,19と、を備える。一対のキャリア(第2部材)18,19は、第1主軸受け601及び第2主軸受け602を介して、回転軸Ax1周りに回転可能にケース(第1部材)10に対して支持される。本実施形態では、ケース10と一対のキャリア18,19とが、第1主軸受け601及び第2主軸受け602を介して相対的に回転するので、ケース10が第1部材の一例であって、一対のキャリア18,19が第2部材の一例である。
本実施形態に係る歯車装置1は、第1ブロック及び第2ブロックと共にロボット用関節装置を構成する。歯車装置1は、第1ブロックと第2ブロックとを連結する。ロボット用関節装置は、第1ブロックと第2ブロックとが、回転軸Ax1を中心に相対的に回転することにより、関節装置として機能する。ここで、歯車装置1の入力軸500を、駆動源101にて駆動することによって、第1ブロックと第2ブロックとは相対的に回転する。このとき、駆動源101で発生する回転(入力回転)が、歯車装置1において比較的高い減速比にて減速され、第1ブロック又は第2ブロックを比較的高トルクで駆動する。つまり、歯車装置1にて連結された第1ブロックと第2ブロックとは、回転軸Ax1を中心に屈伸動作が可能となる。
ロボット用関節装置は、例えば、水平多関節ロボット(スカラ型ロボット)のようなロボットに用いられる。さらに、ロボット用関節装置は、水平多関節ロボットに限らず、例えば、水平多関節ロボット以外の産業用ロボット、又は産業用以外のロボット等に用いられてもよい。また、本参考例に係る歯車装置1は、ロボット用関節装置に限らず、例えば、インホイールモータ等の車輪装置として、無人搬送車(AGV:Automated Guided Vehicle)等の車両に用いられてもよい。
(3.2)軸受け装置の構成
次に、本実施形態に係る歯車装置1に用いられる軸受け装置6(第1主軸受け601及び第2主軸受け602)の構成について、図7~図15を参照して説明する。第1主軸受け601と第2主軸受け602とは、共通の構成を有する軸受け装置6であるので、以下では、第1主軸受け601と第2主軸受け602のうち第1主軸受け601として用いられる軸受け装置6を例に説明する。
図7は、軸受け装置6を回転軸Ax1の入力側から見た概略図である。図8は、軸受け装置6の概略斜視図である。図9は、軸受け装置6の概略の分解斜視図である。図10は、内輪61及び外輪62を省略した軸受け装置6の概略斜視図である。図11は、内輪61及び外輪62を省略した軸受け装置6の概略の分解斜視図である。図12は、図7のA1-A1線断面で破断した軸受け装置6の概略斜視図である。図13は、図7のA1-A1線断面で破断した軸受け装置6の概略の分解斜視図である。図14は、図7のA1-A1線断面で破断した軸受け装置6の概略の分解図である。図15は、図7のA1-A1線断面図である。ただし、図12~図15においては、断面であってもハッチングを省略している。
軸受け装置6は、図7~図9に示すように、内輪(インナーレース)61と、外輪(アウターレース)62と、複数の転動体63と、保持器8と、を備えている。内輪61は、外輪62の内側に配置される。複数の転動体63は、外輪62と内輪61との間に配置される。保持器8は、外輪62と内輪61との間において、複数の転動体63を保持する環状の部材である。つまり、本実施形態に係る軸受け装置6は、内輪61、外輪62、及び複数の転動体63に加えて、複数の転動体63を保持するための環状の保持器8を備えている。
ここで、内輪61は、回転軸Ax1の一方側(例えば入力側)から見て真円を成す環状に形成されている。内輪61は、その内周面をキャリア18に接触させるようにキャリア18に嵌め込まれて、キャリア18に固定される。外輪62は、回転軸Ax1の一方側(例えば入力側)から見て、内輪61よりも一回り大きい真円を成す環状に形成されている。外輪62は、その外周面をケース10に接触させるようにケース10に嵌め込まれて、ケース10に固定される。
さらに、上述したように、外輪62の内径は内輪61の外径よりも大きいため、外輪62の内周面と内輪61の外周面との間には隙間が生じる。そして、複数の転動体63は、外輪62の内周面と内輪61の外周面との間の隙間に配置されている。複数の転動体63は、外輪62の円周方向に並べて配置され、外輪62と内輪61との間で転動する。
複数の転動体63の各々は、略円筒状(略円柱状)である。複数の転動体63の各々は、図9に示すように、第1端面631と、第2端面632と、外周面633と、を含む。第1端面631と第2端面632とは、略同軸の円形状である。複数の転動体63の各々は、第1端面631よりも第2端面632が内側(回転軸Ax1側)となるように、回転軸Ax1に対して転動軸(中心軸)を傾斜させた姿勢で配置されている。複数の転動体63の各々は、外周面633を外輪62の内周面及び内輪61の外周面に接触させた状態で、転動軸を中心に回転することにより転動する。各転動体63の荷重作用線LL1(図12参照)は、転動体63の中心を通り、かつ転動軸に対して直交する方向に延びる。
ここで、内輪61の外周面は、転動体63の荷重作用線LL1と直交するように、回転軸Ax1に対して傾斜した軌道面611(図12参照)を有する。外輪62の内周面は、転動体63の荷重作用線LL1と直交するように、回転軸Ax1に対して傾斜した軌道面621(図12参照)を有する。複数の転動体63の各々は、外周面633を、内輪61の外周面のうちの軌道面611と、外輪62の内周面のうちの軌道面621とに接触させた状態で、内輪61と外輪62との間に保持される。つまり、複数の転動体63の各々は、内輪61の軌道面611及び外輪62の軌道面621上を転がるように移動(転動)する。
本実施形態では、軸受け装置6の構成要素である内輪61、外輪62及び複数の転動体63の材質は、ステンレス、軸受鋼、機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、リン青銅若しくはアルミ青銅等の金属、又はアルミニウム若しくはチタン等の軽金属である。ここでいう金属(軽金属を含む)は、窒化処理等の表面処理が施された金属を含む。さらに、表面処理は、表面に黒色酸化被膜を形成する黒染処理(フェルマイト処理)等を含んでもよい。黒染処理は、水素が金属表面から浸透吸蔵される水素脆化による白層剥離の防止、内輪61及び外輪62のクリープ抑制等に効果が認められる。つまり、軸受け装置6の白層剥離の原因の一つに、摺動表面での潤滑剤(潤滑油)の分解によって発生した水素が金属中に浸透することによる水素脆化があると考えられるところ、黒染処理を施すことで、水素脆化が抑制され、白層剥離の防止につながる。
保持器8は、外輪62と内輪61との間に配置される。保持器8は、周方向(外輪62の円周方向)に複数のポケット80(図9参照)を有している。複数のポケット80の各々は、保持器8を厚み方向に貫通する矩形状の貫通孔である。複数のポケット80は、周方向において等ピッチで配置されている。これら複数のポケット80の各々に転動体63が収容されることにより、保持器8は、複数の転動体63を保持する。そして、保持器8は、複数の転動体63を転動可能な状態で保持することにより、複数の転動体63を、外輪62と内輪61との間において等ピッチで保持する。保持器8は、樹脂(合成樹脂)等の成型品である。
ところで、本実施形態では、保持器8は、図9~図11に示すように、周方向に分割された複数の分割部材810を有する。つまり、保持器8は、一体不可分な一部品で構成されるのではなく、周方向(外輪62の円周方向)に並ぶ複数の分割部材810を連結することによって構成されている。
このように、本実施形態に係る軸受け装置6(第1主軸受け601又は第2主軸受け602)は、複数の転動体63を内輪61と外輪62との間に保持する保持器8を備えている。例えば、歯車装置1のサイズによっては、主軸受け(第1主軸受け601又は第2主軸受け602)が大型化し、保持器8についても大型化することがある。本実施形態では、保持器8を一体物(一体不可分な一部品)ではなく、複数の分割部材810にて構成することで、例えば、成型品である個々の分割部材810の製造精度を高く維持して歯車装置1の効率低下を抑制できる。さらに、一体物の保持器8を製造する場合に比べて、金型費用等を大幅に抑えることができ、保持器8の製造コストについても抑えることができ、歯車装置1のコストを抑えることが可能である。
より詳細には、本実施形態では一例として、保持器8は、第1~第6の分割部材811~816からなる6つの分割部材810を有している。6つの分割部材810は、保持部材81を構成する。これら6つの分割部材810は、回転軸Ax1の入力側から見て、時計回りに、第1の分割部材811、第2の分割部材812、第3の分割部材813、第4の分割部材814、第5の分割部材815、第6の分割部材816の順で並ぶように配置される。6つの分割部材810は、共通の構成(形状)を有する同一部品である。各分割部材810は、複数のポケット80を有しており、それぞれ複数の転動体63を保持する。
ここで、外輪62及び内輪61の各々は、周方向において連続一体に構成された環状の部材である。つまり、保持器8は、周方向において複数の部品(分割部材810)に分割可能であるのに対し、外輪62及び内輪61の各々は、周方向において連続一体に構成された一体物(一体不可分な一部品)の部品である。これにより、内輪61及び外輪62に対して保持器8を組み合わせた状態では、複数の分割部材810の位置が安定する。
また、本実施形態では、保持器8は、複数の分割部材810を締結する締結部材82を更に有する。すなわち、複数の分割部材810は、ばらばらの状態で内輪61と外輪62との間に配置されるのではなく、締結部材82にて締結された状態で内輪61と外輪62との間に配置される。これにより、複数の分割部材810間の位置ずれを抑制しやすく、かつ複数の分割部材810を一塊の部材として扱うことができるため軸受け装置6の組立性が向上する。本実施形態では一例として、締結部材82は環状に形成されている。
ここで、締結部材82は、複数の分割部材810内に埋め込まれる埋込部を含む。具体的に、複数の分割部材810における内輪61との対向面には、図9及び図11に示すように、保持器8の周方向の全周にわたって埋込溝83が形成されている。締結部材82は、埋込溝83に埋め込まれる(嵌め込まれる)ようにして、複数の分割部材810に取り付けられる。本実施形態では一例として、締結部材82はその全体が埋込溝83内に収まるため、締結部材82の全体が複数の分割部材810内に埋め込まれる「埋込部」を構成する。この構成によれば、複数の分割部材810からの締結部材82の突出量を抑えることができ、保持器8としてはコンパクトな外観を実現可能である。
また、締結部材82の少なくとも一部は、外輪62又は内輪61に対向する。本実施形態では、上述したように締結部材82の全体が埋込部として、複数の分割部材810における内輪61との対向面に形成された埋込溝83に嵌め込まれている。ここで、締結部材82のうち、埋込溝83に嵌め込まれた状態で埋込溝83の開口から露出する露出面84(図12参照)を有し、この露出面84を、内輪61の外周面のうちの軌道面611に対向させる。露出面84は、軌道面611と略平行になるように回転軸Ax1に対して傾斜している。これにより、締結部材82の断面形状は、露出面84によって角部が切り欠かれた形状の長方形状(つまり五角形状)を成す。軌道面611に対向する露出面84は、軌道面611に対して接触してもよい。
この構成によれば、締結部材82の少なくとも一部が外輪62又は内輪61(本実施形態では内輪61)に対向することで、締結部材82を外輪62又は内輪61に接触させて、締結部材82の位置ずれを防止できる。結果的に、締結部材82が位置ずれすることにより複数の分割部材810の締結が解除されることを抑制できる。
また、図9~図11に示すように、締結部材82は、周方向に分割された複数の小片820を有する。複数の分割部材810間の分割面と複数の小片820の分割面とは、周方向において交互に配置されている。言い換えれば、複数の小片820と、複数の分割部材810とは、周方向(外輪62の円周方向)において、千鳥状に配置されている。
このように、本実施形態では、締結部材82を一体物(一体不可分な一部品)ではなく、複数の小片820にて構成することで、例えば、成型品である個々の小片820の製造精度を高く維持して歯車装置1の効率低下を抑制できる。さらに、一体物の締結部材82を製造する場合に比べて、金型費用等を大幅に抑えることができ、保持器8の製造コストについても抑えることができ、歯車装置1のコストを抑えることが可能である。
より詳細には、本実施形態では一例として、保持器8は、第1~第6の小片821~826からなる6つの小片820を有している。6つの小片820は、締結部材82を構成する。これら6つの小片820は、回転軸Ax1の入力側から見て、時計回りに、第1の小片821、第2の小片822、第3の小片823、第4の小片824、第5の小片825、第6の小片826の順で並ぶように配置される。6つの小片820は、共通の構成(形状)を有する同一部品である。
具体的に、第1の小片821は、第6の分割部材816と第1の分割部材811とに跨るように組み合わされ、第6の分割部材816と第1の分割部材811とを締結(連結)する。第2の小片822は、第1の分割部材811と第2の分割部材812とに跨るように組み合わされ、第1の分割部材811と第2の分割部材812とを締結する。第3の小片823は、第2の分割部材812と第3の分割部材813とに跨るように組み合わされ、第2の分割部材812と第3の分割部材813とを締結する。第4の小片824は、第3の分割部材813と第4の分割部材814とに跨るように組み合わされ、第3の分割部材813と第4の分割部材814とを締結する。第5の小片825は、第4の分割部材814と第5の分割部材815とに跨るように組み合わされ、第4の分割部材814と第5の分割部材815とを締結する。第6の小片826は、第5の分割部材815と第6の分割部材816とに跨るように組み合わされ、第5の分割部材815と第6の分割部材816とを締結する。
ここで、締結部材82(複数の小片820)は、例えば、ピン又は凹凸嵌合等の取付構造によって、分割部材810に対して固定可能に構成されている。ただし、締結部材82の取付構造としては、これらの構造に限らず、締結部材82(複数の小片820)を分割部材810に取付可能な適宜の構造を採用可能である。
また、締結部材82は、複数の分割部材810の各々よりも軟質である。言い換えれば、複数の分割部材810の各々は、締結部材82よりも硬質である。これにより、複数の分割部材810間を締結(連結)する締結部材82にて、複数の分割部材810間の多少の位置ずれを吸収することが可能である。
さらに、図13に示すように、保持器8は、ポケット80内に、ポケット80からの転動体63の脱落を防止する保持爪85を有している。保持爪85は、ポケット80の内側面のうち周方向(外輪62の円周方向)に対向する一対の内側面に、2つずつ設けられている。ポケット80内に収容された転動体63は、4つの保持爪85によりポケット80からの脱落が抑制される。
また、保持器8は、図12~図15に示すように、外輪62と内輪61との少なくとも一方からなる軌道形成部材の軌道面611と隣接面612との両方に接触可能である。本実施形態では一例として、外輪62と内輪61とのうちの内輪61が軌道形成部材を構成し、内輪61の軌道面611及び隣接面612の両方に対して、保持器8が接触する。
要するに、外輪62と内輪61との少なくとも一方からなる軌道形成部材(本実施形態では内輪61)は、複数の転動体63の各々が転動する軌道面611と、軌道面611に隣接しかつ軌道面611と交差する隣接面612と、を有している。具体的に、軌道形成部材としての内輪61は、その外周面に、軌道面611と、軌道面611に隣接する隣接面612と、を有している。軌道面611は、上述した通り、転動体63の荷重作用線LL1と直交するように、回転軸Ax1に対して傾斜する傾斜面である。これに対して、隣接面612は、軌道面611の回転軸Ax1に近い側の端部に連続し、回転軸Ax1と平行に延びる平坦部である。
より詳細には、保持器8は、少なくとも締結部材82の露出面84を、内輪61の軌道面611に対向させ、分割部材810における荷重作用線LL1から見て回転軸Ax1側の端面を、内輪61の隣接面612に対向させる。そのため、保持器8は、軌道形成部材(内輪61)に対して、2方向から接触可能となり、保持器8の移動が規制される。
このように、本実施形態に係る軸受け装置6(第1主軸受け601又は第2主軸受け602)は、複数の転動体63を内輪61と外輪62との間に保持する保持器8が、外輪62と内輪61との少なくとも一方からなる軌道形成部材の軌道面611と隣接面612との両方に接触可能である。これにより、保持器8が軌道形成部材(外輪62及び/又は内輪61)に2方向から接触することで、保持器8の移動が規制される。したがって、止め輪等を別途設けることなく、よりシンプルな構造でありながらも、保持器8の移動が規制され、内輪61と外輪62との間に保持器8を維持することができる。結果的に、軸受け装置6をよりシンプルな構造で実現でき、軸受け装置6のコンパクト化が図りやすくなり、軸受け装置6の製造コストについても抑えることができる。
さらに、保持器8が軌道形成部材の軌道面611及び隣接面612の両方に接触可能であることにより、歯車装置1の組み立てに際して、軌道形成部材に対する保持器8の位置が決まりやすくなり、歯車装置1の組立性の向上にもつながる。
ここで、保持器8は、軌道形成部材の軌道面611及び隣接面612の両方に接触可能であればよく、保持器8が軌道面611及び隣接面612の両方に常に接触することは必須ではない。例えば、軸受け装置6の駆動中に、保持器8が軌道面611から離れる状況があってもよい。本実施形態では、保持器8は、軌道面611と直交する方向において「遊び」分だけ転動体63が保持器8に対して相対的に移動可能となるように、複数のポケット80内に複数の転動体63を保持している。そして、転動体63が、軌道面611と直交する方向において、軌道面611から離れる向きに最大限移動したときに、保持器8が軌道面611と接触する状態になる。言い換えれば、保持器8が軌道面611と接触可能なように、保持器8に対する転動体63の「遊び」が設けられている。
また、図12等に示すように、保持器8が軌道形成部材の軌道面611に接触している状態では、保持器8と外輪61との間に隙間が生じるので、保持器8と外輪61との間に潤滑剤の通路を確保できる。さらに、転動体63と保持器8との位置関係により保持器8が軌道面611から離れる状況にあるときには、保持器8と内輪62との間に隙間が生じるので、保持器8と内輪62との間にも潤滑剤の通路を確保でき、潤滑剤をより好適に通すことができる。
さらに詳しく説明すると、本実施形態では、上述したように軌道面611は、内輪61及び外輪62の中心軸となる回転軸Ax1に対して傾斜している。このような軌道面611に対して保持器8が接触することにより、例えば、回転軸Ax1に沿う方向への保持器8の移動が規制されることになる。つまり、保持器8が軌道面611に接触することで、回転軸Ax1に沿う方向の外側(図15では右側)への保持器8の移動が規制される。
一方、隣接面612は、内輪61及び外輪62の中心軸となる回転軸Ax1に対して平行である。このような隣接面612に対して保持器8が接触することにより、例えば、回転軸Ax1に交差する方向への保持器8の移動が規制されることになる。つまり、保持器8が隣接面612に接触することで、回転軸Ax1に交差する方向への保持器8の移動が規制され、例えば、回転軸Ax1に対する保持器8の傾き等が規制される。
さらに、本実施形態では、保持器8のうち隣接面612と対向する内周面801(図13参照)が、隣接面612と同様に、内輪61及び外輪62の中心軸となる回転軸Ax1に対して平行に形成されている。そのため、保持器8は内周面801にて、隣接面612と面接触可能となり、回転軸Ax1に対する保持器8の傾き等が確実に規制可能となる。しかも、このような内周面801は、軌道面611に対しては傾斜することになるため、ポケット80における外輪62側の開口幅を拡大することになり、保持器8に対する転動体63の組み付け等が容易になる。
また、本実施形態では、保持器8は、軌道形成部材(本実施形態では内輪61)の軌道面611と隣接面612との両方に対して面接触する。つまり、保持器8は、軌道面611及び隣接面612と面一に形成された面を有することで、軌道面611及び隣接面612に対して面で接触(面接触)する。これにより、保持器8が軌道面611及び隣接面612に接触することで、保持器8の傾き等が確実に規制される。
ただし、保持器8が軌道面611と隣接面612との両方に対して面接触することは必須ではなく、保持器8は、軌道形成部材(本実施形態では内輪61)の軌道面611と隣接面612との少なくとも一方に対して部分的に接触してもよい。つまり、保持器8は、軌道面611と隣接面612との少なくとも一方に対しては、面接触ではなく、例えば、点接触又は線接触する構成であってもよい。これにより、保持器8と軌道面611及び隣接面612との間の接触による損失を低減できる。
また、本実施形態では、上述したように複数の転動体63の各々は、円筒状を有する。つまり、各転動体63は、略円筒状に形成されている。円筒状の転動体63であれば、軌道面611に沿って移動しやすいところ、軌道面611に交差する隣接面612に保持器8が接触することにより、軌道面611に沿う転動体63の移動が規制される。
<変形例>
実施形態1は、本開示の様々な参考例の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
クランク軸7A,7B,7Cの個数は「3」に限らず、2又は4以上であってもよい。さらに、クランク軸が1つのみであれば、振り分けタイプではなく、回転軸Ax1とクランク軸の軸心Ax2とが一致する偏心揺動型の内接噛合遊星歯車装置が実現される。この場合、クランク軸が駆動されることにより遊星歯車3が揺動し、回転軸Ax1を中心に、歯車本体22に対して、一対のキャリア18,19を相対的に回転させることができる。
また、実施形態1では、遊星歯車3が2つのタイプの歯車装置1を例示したが、歯車装置1は、遊星歯車3を3つ以上備えていてもよい。例えば、歯車装置1が遊星歯車3を3つ備える場合、これら3つの遊星歯車3は、回転軸Ax1まわりで120度の位相差をもって配置されることが好ましい。また、歯車装置1は遊星歯車3を1つのみ備えていてもよい。あるいは、歯車装置1が遊星歯車3を3つ備える場合、これら3つの遊星歯車3のうち2つの遊星歯車3が同位相であって、残り1つの遊星歯車3が回転軸Ax1まわりで180度の位相差をもって配置されてもよい。
また、軸受け装置6は、アンギュラ玉軸受けであってもよいし、クロスローラベアリングであってもよいし、深溝玉軸受け又は4点接触玉軸受け等であってもよい。転動体63は、略円筒状(略円柱状)に限らず、例えば、円錐台状であってもよい。
また、実施形態1で説明した入力歯車501の歯数、クランク軸歯車502A,502B,502Cの歯数、外ピン23の数(内歯21の歯数)、及び外歯31の歯数等は、一例に過ぎず、適宜変更可能である。
また、偏心体軸受け5は、コロ軸受けに限らず、例えば、深溝玉軸受け、又はアンギュラ玉軸受等であってもよい。
また、歯車装置1の各構成要素の材質は、金属に限らず、例えば、エンジニアリングプラスチック等の樹脂であってもよい。反対に、保持器8の材質は、樹脂に限らず、例えば、金属等であってもよい。
また、歯車装置1は、軸受け装置6の内輪61と外輪62との間の相対的な回転を出力として取り出すことができればよく、内輪61(入力側キャリア18及び出力側キャリア19)の回転力が出力として取り出される構成に限らない。例えば、内輪61に対して相対的に回転する外輪62(ケース10)の回転力が出力として取り出されてもよい。
また、実施形態1では、クランク軸7A,7B,7Cの回転軸Ax1の出力側の端面76は、出力側カバー14に直接的に接触しているが、この構成に限らず、端面76と出力側カバー14との間に、例えばシム部材等の板状部品が配置されてもよい。この場合、出力側カバー14を取り付ける際に、板状部品の厚み(及び/又は枚数)を調節することによって、軸方向において端面76と出力側カバー14との間の隙間を調節することができ、クランク軸7A,7B,7Cの軸方向における「遊び」を調節できる。さらに、板状部品が、端面76と出力側カバー14との間の摩擦を低減する軌道輪(軌道盤)として機能する。
また、保持器8は、複数の分割部材810を有していればよく、分割部材810の個数は6つに限らず、5つ以下、又は7つ以上であってもよい。
締結部材82を構成する複数の小片820についても同様に、小片820の個数は6つに限らず、5つ以下、又は7つ以上であってもよい。さらに、締結部材82が複数の小片820に分割可能であることは必須ではなく、締結部材82は、一体不可分な一部品で構成されてもよい。
また、保持器8が締結部材82を有することは必須ではなく、締結部材82は適宜省略可能である。
また、保持器8は、外輪62と内輪61との少なくとも一方からなる軌道形成部材の軌道面611と隣接面612との両方に接触可能であればよく、軌道形成部材は内輪61に限らない。つまり、軌道形成部材は、外輪62であってもよいし、外輪62と内輪61との両方であってもよい。
また、潤滑剤は、潤滑油(オイル)等の液状の物質に限らず、グリス等のゲル状の物質であってもよい。
(実施形態2)
本実施形態に係る軸受け装置6Aは、図16~図22に示すように、サポートリング9を備える点で、実施形態1に係る軸受け装置6と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。軸受け装置6Aもまた、実施形態1の軸受け装置6と同様に、歯車装置1に第1主軸受け601及び第2主軸受け602として用いられる。
図16は、軸受け装置6Aの概略斜視図である。図17は、軸受け装置6Aの概略の分解斜視図である。図18は、内輪61及び外輪62を省略した軸受け装置6Aの概略斜視図である。図19は、内輪61及び外輪62を省略した軸受け装置6Aの概略の分解斜視図である。図20は、図7のA1-A1線断面に相当する面で破断した軸受け装置6Aの概略斜視図である。図21は、図7のA1-A1線断面に相当する面で破断した軸受け装置6Aの概略の分解斜視図である。図22は、図7のA1-A1線断面に相当する断面図である。ただし、図20~図22においては、断面であってもハッチングを省略している。
軸受け装置6Aは、内輪(インナーレース)61と、外輪(アウターレース)62と、複数の転動体63と、サポートリング9と、を備えている。内輪61は、外輪62の内側に配置される。複数の転動体63は、外輪62と内輪61との間に配置される。サポートリング9は、軌道形成部材の軌道面611の回転軸Ax1から遠い側の端部に装着され、軌道面611に沿って回転軸Ax1から離れる向きへの複数の転動体63の移動を規制する。つまり、本実施形態に係る軸受け装置6Aは、内輪61、外輪62、及び複数の転動体63に加えて、複数の転動体63の移動を規制するためのサポートリング9を備えている。
すなわち、外輪62と内輪61との少なくとも一方からなる軌道形成部材は、複数の転動体63の外周面633が転動する軌道面611を有している。本実施形態では一例として、外輪62と内輪61とのうちの内輪61が軌道形成部材を構成し、内輪61の軌道面611にサポートリング9が装着される。
軌道面611は、転動体63の荷重作用線LL1と直交するように、回転軸Ax1に対して傾斜する傾斜面である。これに対して、隣接面612は、軌道面611の回転軸Ax1に近い側の端部に連続し、回転軸Ax1と平行に延びる平坦部である。サポートリング9は、軌道面611の回転軸Ax1から遠い側の端部(図20では右側の端部)に装着され、軌道面611に沿って回転軸Ax1から離れる向き(図20では右向き)への複数の転動体63の移動を規制する。
このように、本実施形態に係る軸受け装置6A(第1主軸受け601又は第2主軸受け602)は、複数の転動体63の移動を規制するサポートリング9が、軌道面611の回転軸Ax1から遠い側の端部に装着されている。これにより、複数の転動体63は、サポートリング9に接触することで、軌道面611に沿って回転軸Ax1から離れる向きへの移動が規制される。したがって、止め輪等を別途設けることなく、よりシンプルな構造でありながらも、複数の転動体63の移動が規制され、内輪61と外輪62との間に複数の転動体63を維持することができる。結果的に、軸受け装置6Aをよりシンプルな構造で実現でき、軸受け装置6Aのコンパクト化が図りやすくなる。
また、本実施形態に係る軸受け装置6Aは、実施形態1と同様に、外輪62と内輪61との間において複数の転動体63を保持する環状の保持器8を備えている。サポートリング9は、軌道面611に沿って回転軸Ax1から離れる向きへの保持器8の移動を規制する。つまり、サポートリング9は、複数の転動体63を保持する保持器8ごと、回転軸Ax1から離れる向きへの移動を規制することにより、複数の転動体63の移動を規制する。これにより、保持器8の位置ずれが規制され、保持器8の傾き等が確実に規制される。
特に、本実施形態では、保持器8は、周方向に分割された複数の分割部材810を有している。複数の分割部材810は、複数の小片820からなる締結部材82にて締結(連結)されている。ここで、実施形態1とは異なり、保持器8は、ポケット80を挟んで内周側と外周側との2部材に分かれており、内周側が保持部材81(複数の分割部材810)、外周側が締結部材82にて構成されている。つまり、保持器8は、ポケット80における転動体63の転動軸方向の一方側(第1端面631側)の側壁が、締結部材82にて構成されている。
このように、保持器8を一体物(一体不可分な一部品)ではなく、複数の分割部材810にて構成する場合において、軌道形成部材(内輪61)の軌道面611の回転軸Ax1から遠い側(つまり大径側)の端部に装着されるサポートリング9は、保持器8の組立性の向上にも寄与する。つまり、保持器8の組み立てに際して、複数の分割部材810を、サポートリング9上に並べるように配置することで、複数の分割部材810がサポートリング9によって支持され、複数の分割部材810がばらばらになりにくい。
要するに、保持器8は、複数の分割部材810を位置決めする位置決め部材を更に有する。本実施形態では、サポートリング9が位置決め部材の一例である。このように、特に保持器8の組み立てに際して、複数の分割部材810を位置決めするためにサポートリング9が使用されることから、軸受け装置6Aの運用中においては、サポートリング9に対しては大きな荷重が作用しないため、サポートリング9の材質は、金属製に限らず、例えば、樹脂製又はゴム製等の、比較的軟質な材質であってもよい。さらに、サポートリング9は、保持器8の組み立て後に取り外されてもよい。
また、保持器8は、軌道形成部材(本実施形態では内輪61)の軌道面611及び隣接面612のうち、隣接面612にのみ接触可能であって軌道面611には接触しない。つまり、回転軸Ax1に対して平行な隣接面612に対して保持器8を接触させることにより、軌道面611に沿って回転軸Ax1に近づく向き(図20では左向き)への保持器8の移動を規制しつつ、サポートリング9にて、軌道面611に沿って回転軸Ax1から離れる向きへの保持器8の移動を規制できる。
より詳細には、サポートリング9は、図19~図22に示すように、回転軸Ax1に平行な大径部91と、回転軸Ax1に対して傾斜する小径部92と、を有している。小径部92は、大径部91に連続し、回転軸Ax1に沿う方向における大径部91の一端部から、サポートリング9の内径を小さくするように、回転軸Ax1に向けて突出する。サポートリング9は、これら大径部91及び小径部92にて、その断面形状が略V字状に形成されている。そして、小径部92が、内輪61の軌道面611の回転軸Ax1から遠い側の端部に接触するような状態で、サポートリング9が内輪61に嵌め込まれている。
ここで、サポートリング9における回転軸Ax1に近い側の端面は、複数の転動体63と対向する。つまり、サポートリング9の小径部92における大径部91とは反対側の端面が、複数の転動体63と対向する。これにより、小径部92の端面を複数の転動体63に接触させることで、軌道面611に沿って回転軸Ax1から離れる向き(図20では右向き)への複数の転動体63の移動を規制する。
また、サポートリング9は、軌道形成部材(本実施形態では内輪61)よりも軟質である。言い換えれば、軌道形成部材(本実施形態では内輪61)は、サポートリング9よりも硬質である。これにより、サポートリング9によって軌道形成部材(本実施形態では内輪61)、特に軌道面611に傷がつくことを防止できる。
また、本実施形態では、複数の転動体の各々は、円筒状を有する。つまり、各転動体63は、略円筒状に形成されている。円筒状の転動体63であれば、軌道面611に沿って移動しやすいところ、サポートリング9が設けられていることにより、軌道面611に沿う転動体63の移動が規制される。
実施形態2の変形例として、保持器8は、外輪62と内輪61との少なくとも一方からなる軌道形成部材の軌道面611と隣接面612との両方に接触可能であってもよい。
実施形態2の構成(変形例を含む)は、実施形態1で説明した種々の構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて採用可能である。
(実施形態3)
本実施形態に係る軸受け装置6Bは、図23~図26に示すように、保持器8が周方向において一体不可分な一部品で構成されている点で、実施形態2に係る軸受け装置6Aと相違する。以下、実施形態2と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。軸受け装置6Bもまた、実施形態2の軸受け装置6Aと同様に、歯車装置1に第1主軸受け601及び第2主軸受け602として用いられる。
図23は、軸受け装置6Bの概略斜視図である。図24は、軸受け装置6Bの概略の分解斜視図である。図25は、図7のA1-A1線断面に相当する面で破断した軸受け装置6Bの概略斜視図である。図26は、図7のA1-A1線断面に相当する断面図である。ただし、図25及び図26においては、断面であってもハッチングを省略している。
すなわち、本実施形態に係る軸受け装置6Bは、保持部材81及び締結部材82の各々が、周方向において一体不可分の環状の部材にて構成されている。そのため、保持部材81を構成する部品(複数の分割部材810)がばらばらになることもなく、保持器8の組立性が向上する。
実施形態3の変形例として、サポートリング9は省略されていてもよい。
実施形態3の構成(変形例を含む)は、実施形態1又は実施形態2で説明した種々の構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて採用可能である。
(実施形態4)
本実施形態に係る軸受け装置6Cは、図27に示すように、保持器8の形状が、実施形態1に係る軸受け装置6と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。軸受け装置6Cもまた、実施形態1の軸受け装置6と同様に、歯車装置1に第1主軸受け601及び第2主軸受け602として用いられる。
図27は、軸受け装置6Cを示す、図7のA1-A1線断面に相当する断面図である。ただし、図27における吹き出し内の拡大図においては、転動体63は想像線(二点鎖線)で示しており、転動体63の奥に位置する保持爪85等についても図示している。
本実施形態に係る軸受け装置6Cは、外輪62と内輪61との両方に対して、保持器8が接触可能である。これにより、保持器8の位置をより安定的に規制することができる。具体的に、外輪62は、その内周面に、軌道面621と、軌道面621に隣接する隣接面622と、を有している。軌道面621は、上述した通り、転動体63の荷重作用線LL1と直交するように、回転軸Ax1に対して傾斜する傾斜面である。これに対して、隣接面622は、軌道面621の回転軸Ax1から遠い側の端部に連続し、回転軸Ax1と平行に延びる平坦部である。
本実施形態では、保持器8は、内輪61の軌道面611及び隣接面612の両方に接触可能である。一方、保持器8は、外輪62の軌道面621及び隣接面622のうち、隣接面622にのみ接触可能であって軌道面621には接触しない。つまり、回転軸Ax1に対して平行な隣接面622に対して保持器8を接触させることにより、軌道面621に沿って回転軸Ax1から離れる向き(図27では右向き)への保持器8の移動を規制できる。
ここで、保持器8のうち、内輪61の隣接面612と対向する内周面801は、隣接面612と同様に、内輪61及び外輪62の中心軸となる回転軸Ax1に対して平行に形成されている。また、保持器8のうち、外輪62の隣接面622と対向する外周面802は、隣接面622と同様に、内輪61及び外輪62の中心軸となる回転軸Ax1に対して平行に形成されている。そのため、保持器8は、内周面801にて内輪61の隣接面612と面接触可能となり、外周面802にて外輪62の隣接面622と面接触可能となり、回転軸Ax1に対する保持器8の傾き等が確実に規制可能となる。
ここで、保持器8は、内輪61と外輪62との両方に対して同時に接触するのではなく、内輪61及び外輪62との間には、軌道面611と直交する方向(転動体63の荷重作用線LL1方向)において保持器8が移動可能となる「遊び」が設けられている。そのため、保持器8が内輪61に接触している状態では、保持器8と外輪62との間に隙間が形成され、保持器8が外輪62に接触している状態では、保持器8と内輪61との間に隙間が形成される。これにより、内輪61と外輪62との相対的な回転が保持器8による影響を受けにくく、かつ保持器8の位置を好適に規制できる。
実施形態4の変形例として、保持器8は周方向において一体不可分な一部品で構成されていてもよい。また、サポートリング9が設けられてもよい。
実施形態4の構成(変形例を含む)は、実施形態1、実施形態2又は実施形態3で説明した種々の構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて採用可能である。
(実施形態5)
本実施形態に係る軸受け装置6Dは、図28に示すように、保持器8の形状が、実施形態4に係る軸受け装置6Cと相違する。以下、実施形態4と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。軸受け装置6Dもまた、実施形態4の軸受け装置6Cと同様に、歯車装置1に第1主軸受け601及び第2主軸受け602として用いられる。
図28は、軸受け装置6Dを示す、図7のA1-A1線断面に相当する断面図である。ただし、図28における吹き出し内の拡大図においては、転動体63は想像線(二点鎖線)で示しており、転動体63の奥に位置する保持爪85等についても図示している。
本実施形態では、保持器8は、内輪61の軌道面611及び隣接面612の両方に接触可能であり、かつ、外輪62の軌道面621及び隣接面622の両方に接触可能である。つまり、外輪62と内輪61とは、いずれも保持器8に接触可能な軌道面611,621及び隣接面612,622を有する軌道形成部材である。
さらに、保持器8は、内輪61及び外輪62の各々の軌道面611,621に対しては、部分的に(つまり一部でのみ)接触する。図28に示すように、保持器8は、内輪61の軌道面611に対しては、軌道面611のうちの回転軸Ax1に近い側(つまり隣接面612側)の端部にのみ接触可能である。一方、保持器8は、外輪62の軌道面621に対しては、軌道面621のうちの回転軸Ax1から遠い側(つまり隣接面622側)の端部にのみ接触可能である。
これにより、図28に示すように、内輪61の軌道面611のうち回転軸Ax1から遠い側(つまり隣接面612とは反対側)の端部においては、保持器8との間に隙間(空洞)が生じる。同様に、外輪62の軌道面621のうち回転軸Ax1に近い側(つまり隣接面622とは反対側)の端部においては、保持器8との間に隙間(空洞)が生じる。したがって、これらの隙間を潤滑剤の通路として活用可能である。
ここで、保持器8は、内輪61と外輪62との両方に対して同時に接触するのではなく、内輪61及び外輪62との間には、軌道面611と直交する方向(転動体63の荷重作用線LL1方向)において保持器8が移動可能となる「遊び」が設けられている。そのため、保持器8が内輪61に接触している状態では、保持器8と外輪62との間に隙間が形成され、保持器8が外輪62に接触している状態では、保持器8と内輪61との間に隙間が形成される。これにより、内輪61と外輪62との相対的な回転が保持器8による影響を受けにくく、かつ保持器8の位置を好適に規制できる。
また、本実施形態では、複数の分割部材810を締結する締結部材82は、保持器8における外輪62側に設けられている。具体的に、複数の分割部材810における外輪62の隣接面622との対向面には、保持器8の周方向の全周にわたって埋込溝83が形成されている。締結部材82は、埋込溝83に埋め込まれる(嵌め込まれる)ようにして、複数の分割部材810に取り付けられる。本実施形態では一例として、締結部材82はその全体が埋込溝83内に収まるため、締結部材82の全体が複数の分割部材810内に埋め込まれる「埋込部」を構成する。
実施形態5の変形例として、保持器8は周方向において一体不可分な一部品で構成されていてもよい。また、サポートリング9が設けられてもよい。
実施形態5の構成(変形例を含む)は、実施形態1、実施形態2、実施形態3又は実施形態4で説明した種々の構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて採用可能である。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)は、外輪(62)と、内輪(61)と、複数の転動体(63)と、環状の保持器(8)と、を備える。内輪(61)は、外輪(62)の内側に配置される。複数の転動体(63)は、外輪(62)と内輪(61)との間に配置される。保持器(8)は、外輪(62)と内輪(61)との間において複数の転動体(63)を保持する。保持器(8)は、周方向に分割された複数の分割部材(810)を有する。
この態様によれば、保持器(8)を一体物(一体不可分な一部品)ではなく、複数の分割部材(810)にて構成することで、例えば、成型品である個々の分割部材(810)の製造精度を高く維持して歯車装置(1)の効率低下を抑制できる。さらに、一体物の保持器(8)を製造する場合に比べて、金型費用等を大幅に抑えることができ、保持器(8)の製造コストについても抑えることができ、歯車装置(1)のコストを抑えることが可能である。結果的に、様々なサイズの歯車装置(1)に対応可能な軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)を提供できる、という利点がある。
第2の態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)では、第1の態様において、保持器(8)は、複数の分割部材(810)を締結する締結部材(82)を更に有する。
この態様によれば、複数の分割部材(810)間の位置ずれを抑制しやすく、かつ複数の分割部材(810)を一塊の部材として扱うことができるため軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)の組立性が向上する
第3の態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)では、第2の態様において、締結部材(82)は、複数の分割部材(810)内に埋め込まれる埋込部を含む。
この態様によれば、複数の分割部材(810)からの締結部材(82)の突出量を抑えることができ、保持器(8)としてはコンパクトな外観を実現可能である。
第4の態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)では、第2又は3の態様において、締結部材(82)の少なくとも一部は、外輪(62)又は内輪(61)に対向する。
この態様によれば、締結部材(82)を外輪(62)又は内輪(61)に接触させて、締結部材(82)の位置ずれを防止でき、締結部材(82)が位置ずれすることにより複数の分割部材(810)の締結が解除されることを抑制できる。
第5の態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)では、第2~4のいずれかの態様において、締結部材(82)は、周方向に分割された複数の小片(820)を有する。複数の分割部材(810)間の分割面と複数の小片(820)の分割面とは、周方向において交互に配置されている。
この態様によれば、例えば、成型品である個々の小片(820)の製造精度を高く維持して歯車装置(1)の効率低下を抑制できる。
第6の態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)では、第2~5のいずれかの態様において、締結部材(82)は、複数の分割部材(810)の各々よりも軟質である。
この態様によれば、複数の分割部材(810)間を締結(連結)する締結部材(82)にて、複数の分割部材(810)間の多少の位置ずれを吸収することが可能である。
第7の態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)では、第1~6のいずれかの態様において、保持器(8)は、複数の分割部材(810)を位置決めする位置決め部材を更に有する。
この態様によれば、保持器(8)の組み立てに際して、複数の分割部材(810)を、置決め部材で位置決めすることができ、複数の分割部材(810)がばらばらになりにくく、組立性が向上する。
第8の態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)では、第1~7のいずれかの態様において、外輪(62)及び内輪(61)の各々は、周方向において連続一体に構成された環状の部材である。
この態様によれば、内輪(61)及び外輪(62)に対して保持器(8)を組み合わせた状態では、複数の分割部材(810)の位置が安定する。
第9の態様に係る歯車装置(1)は、第1~8のいずれかの態様に係る軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)からなる第1主軸受け(601)及び第2主軸受け(602)と、第1部材と、第2部材と、を備える。第2部材は、第1主軸受け(601)及び第2主軸受け(602)を介して、回転軸(Ax1)周りに回転可能に第1部材に対して支持される。
この態様によれば、様々なサイズの歯車装置(1)に対応可能な軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)及び歯車装置(1)を提供できる、という利点がある。
第2~8の態様に係る構成については、軸受け装置(6,6A,6B,6C,6D)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
1 歯車装置
6,6A,6B,6C,6D 軸受け装置
10 ケース(第1部材)
18,19 キャリア(第2部材)
601 第1主軸受け
602 第2主軸受け
8 保持器
9 サポートリング(位置決め部材)
61 内輪
62 外輪
63 転動体
82 締結部材
810 分割部材
820 小片
Ax1 回転軸

Claims (9)

  1. 外輪と、
    前記外輪の内側に配置される内輪と、
    前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の転動体と、
    前記外輪と前記内輪との間において前記複数の転動体を保持する環状の保持器と、を備え、
    前記保持器は、周方向に分割された複数の分割部材を有する、
    軸受け装置。
  2. 前記保持器は、前記複数の分割部材を締結する締結部材を更に有する、
    請求項1に記載の軸受け装置。
  3. 前記締結部材は、前記複数の分割部材内に埋め込まれる埋込部を含む、
    請求項2に記載の軸受け装置。
  4. 前記締結部材の少なくとも一部は、前記外輪又は前記内輪に対向する、
    請求項2又は3に記載の軸受け装置。
  5. 前記締結部材は、前記周方向に分割された複数の小片を有し、
    前記複数の分割部材間の分割面と前記複数の小片の分割面とは、前記周方向において交互に配置されている、
    請求項2又は3に記載の軸受け装置。
  6. 前記締結部材は、前記複数の分割部材の各々よりも軟質である、
    請求項2又は3に記載の軸受け装置。
  7. 前記保持器は、前記複数の分割部材を位置決めする位置決め部材を更に有する、
    請求項1~3のいずれか1項に記載の軸受け装置。
  8. 前記外輪及び前記内輪の各々は、前記周方向において連続一体に構成された環状の部材である、
    請求項1~3のいずれか1項に記載の軸受け装置。
  9. 請求項1~3のいずれか1項に記載の軸受け装置からなる第1主軸受け及び第2主軸受けと、
    第1部材と、
    前記第1主軸受け及び前記第2主軸受けを介して、回転軸周りに回転可能に前記第1部材に対して支持される第2部材と、を備える、
    歯車装置。
JP2024104534A 2024-06-28 2024-06-28 軸受け装置及び歯車装置 Pending JP2026005902A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024104534A JP2026005902A (ja) 2024-06-28 2024-06-28 軸受け装置及び歯車装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024104534A JP2026005902A (ja) 2024-06-28 2024-06-28 軸受け装置及び歯車装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2026005902A true JP2026005902A (ja) 2026-01-16

Family

ID=98413842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024104534A Pending JP2026005902A (ja) 2024-06-28 2024-06-28 軸受け装置及び歯車装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2026005902A (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012132535A (ja) * 2010-12-24 2012-07-12 Nsk Ltd 転がり軸受用保持器及び転がり軸受
JP2014173657A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Ntn Corp ころ軸受の保持器
JP2018080747A (ja) * 2016-11-16 2018-05-24 Ntn株式会社 円すいころ軸受の保持器
JP2020045945A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 Ntn株式会社 転がり軸受用保持器および転がり軸受
CN112145557A (zh) * 2019-06-27 2020-12-29 纳博特斯克有限公司 轴承和减速器
JP2022134897A (ja) * 2021-03-04 2022-09-15 ナブテスコ株式会社 歯車装置
JP2022179448A (ja) * 2021-05-20 2022-12-02 Ntn株式会社 円すいころ軸受

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012132535A (ja) * 2010-12-24 2012-07-12 Nsk Ltd 転がり軸受用保持器及び転がり軸受
JP2014173657A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Ntn Corp ころ軸受の保持器
JP2018080747A (ja) * 2016-11-16 2018-05-24 Ntn株式会社 円すいころ軸受の保持器
JP2020045945A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 Ntn株式会社 転がり軸受用保持器および転がり軸受
CN112145557A (zh) * 2019-06-27 2020-12-29 纳博特斯克有限公司 轴承和减速器
JP2022134897A (ja) * 2021-03-04 2022-09-15 ナブテスコ株式会社 歯車装置
JP2022179448A (ja) * 2021-05-20 2022-12-02 Ntn株式会社 円すいころ軸受

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8961361B2 (en) Wheel drive unit
KR20150005944A (ko) 파동 기어 장치의 파동 발생기
JP5388746B2 (ja) 揺動型減速機
JP7299384B1 (ja) 内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置
JPH11210843A (ja) 遊星歯車減速機
JP2023157907A (ja) 内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置
EP2730805B1 (en) Reduction gear
JP2026005902A (ja) 軸受け装置及び歯車装置
JP2026005904A (ja) 軸受け装置及び歯車装置
JP2026005903A (ja) 軸受け装置及び歯車装置
JP2024092895A (ja) 内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置
CN118602092A (zh) 机电融合的并联式复合柔盘型轴向谐波减速器
JP7684094B2 (ja) 減速機
JP2025119912A (ja) 減速機及び産業機械
JP7273781B2 (ja) 内接噛合遊星歯車装置
JP2023086954A (ja) 内接噛合遊星歯車装置、車輪装置及び車両
JP7624847B2 (ja) 伝達装置
US12605826B2 (en) Bearing, speed reducer, and robot
WO2020031891A1 (ja) 遊星歯車装置
JP2024003287A (ja) 内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置
JP2024003286A (ja) 内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置
JP2025116774A (ja) 歯車部品、内接噛合遊星歯車装置、ロボット用関節装置及び内接噛合遊星歯車装置の製造方法
JP2024003285A (ja) 内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置
EP4502417A1 (en) Internal meshing planetary gear device and joint device for robot
JP2024092893A (ja) 内接噛合遊星歯車装置及びロボット用関節装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20260210