JPS6344988B2 - - Google Patents

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JPS6344988B2
JPS6344988B2 JP58250253A JP25025383A JPS6344988B2 JP S6344988 B2 JPS6344988 B2 JP S6344988B2 JP 58250253 A JP58250253 A JP 58250253A JP 25025383 A JP25025383 A JP 25025383A JP S6344988 B2 JPS6344988 B2 JP S6344988B2
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rows
teeth
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Juichi Kiryu
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Mitsubishi Electric Corp
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
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    • F16C33/40—Ball cages for multiple rows of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/41—Ball cages comb-shaped
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はハーモニツクギヤ装置の改良に関す
るものである。
〔従来技術〕
この種従来装置を第１図および第２図を参照し
て説明する。
それぞれの図において、１は図示しない駆動源
により回転駆動される回転軸、２はこの回転軸と
一体的に固着されたほぼ楕円状の撓み発生部材、
４はこの撓み発生部材の外周に回転可能に摺接さ
れた可撓性円筒体からなる可撓スプライン外周部
に複数の歯４ａを有する。３は撓み発生部材４を
摺接可能とするためのベアリングであり、半径方
向に可撓である内輪３ａと外輪３ｂおよびボール
３ｃを有する。５はこの可撓スプラインの歯４ａ
と噛合可能で、且つその歯４ａより多い歯数の歯
５ａを内周部に有する円形スプラインで、ケース
７および７′に固定されている。６は出力を取り
出す回転軸であつて、ボルト６′をもつて可撓ス
プライン４に固着されており、８は回転軸６をケ
ース７に回転自在に支持するベアリング、９は回
転軸１をケース７′に回転自在に支持するベアリ
ングである。
この種従来装置の動作は周知の如く、回転軸１
が回転駆動されると、ほぼ楕円状の撓み発生部材
２が回転し、可撓スプライン４の歯４ａと円形ス
プライン５の歯５ａとの噛合いの位置が順次移動
する。よつて円形スプライン５の歯数Ncが可撓
スプライン４の歯数Nsより（Nc−Ns）個だけ多
く設けられているため、可撓スプライン４は撓み
発生部材２の回転とは反対方向に緩やかに回転
し、その減速比ｎはｎ＝Nc−Ns／Ncとなる。
ところで、この種従来装置ではベアリング３と
して通常はその内輪３ａ、外輪３ｂに１条のボー
ル３ｃの走路を有する単列ボールベアリングが用
いられている。第１図のハーモニツクギヤ装置で
は対向する２個所の角度範囲θ゜で可撓スプライン
４の歯４ａと円形スプライン５の歯５ａが噛合つ
ており、これを噛合領域と呼ぶことにする。原理
的にこの単列ボールベアリング３のボール３ｃに
応力が加わるのは、この噛合領域にボール３ｃが
存在する場合のみである。具体例を挙げれば、
今、噛合領域の角度範囲θ＝18゜、ボール３ｃの
総数23個である場合、噛合いによる応力を受けて
いるボール３ｃの計算上の個数は2θ＝36゜を全周
角360゜で除し、23を乗じた値２・３個であり、一
方の噛合領域では１・15個に過ぎない。このこと
は可撓スプライン４と円形スプライン５の噛合い
に現実に寄与しているボール３ｃの数は１個乃至
２個であること、その最大の噛合圧力位置はボー
ル３ｃの接触点近傍であるから、その位置はボー
ル３ｃの移動に伴つて回転軸１の回転方向に移動
するため可撓スプライン４に微少なトルクリツプ
ルが誘起される。この微少トルクリツプルはハー
モニツクギヤ装置の低速運転時に無視し難い振動
の発生原因となつており、かねてよりその改善が
望まれていた。又、可撓スプライン４と円形スプ
ライン５との最大の噛合圧力位置がボール３ｃの
接触点近傍であるため、比較的薄肉の可撓スプラ
イン４におけるボール３ｃの接触点の応力負担が
大となり、その部分の摩耗が激しく比較的短時間
で可撓スプライン４が破損してしまう不具合が生
じていた。
〔発明の概要〕
この発明は上記欠点を解消するためになされた
もので、ボールの位置関係を適切に設定した複列
ボールベアリングを使用することにより、トルク
リツプルの周波数を高く、その加振力を極めて小
さくし得、又、可撓スプラインと円形スプライン
との噛合領域における応力負担を小さくして寿命
を延ばすことができるハーモニツクギヤ装置を提
供するものである。
〔発明の実施例〕
以下、第３図乃至第５図に示すこの発明の一実
施例について説明する。これらの図において、３
０は複列ボールベアリング、３１は撓み発生部材
２に嵌着された複列ボールベアリングの内輪、３
２は同じく外輪、３３，３４はこの内輪３１の外
周面と外輪３２の内周面に円周方向に設けられた
２条の走路に収納されたボール群、３５はボール
保持器である。
ボール保持器３５は２つのボール群３３，３４
と内輪３１、外輪３２で形成された空間に収納さ
れた円環体にボール群３３の個々のボールを分離
保持するため設けられた突起群３５′と、その突
起群３５′の個々の突起の中央位置に設けられて
ボール群３４の個々のボールを分離保持する突起
群３５″によつて構成されている。これらボール
群３３，３４とボール保持器３５の形状、寸法関
係を第４図に示した。
上記のように構成されたこの複列ボールベアリ
ング３０では２つのボール群３３，３４は常に正
確に千鳥状に配置されており、単列ボールベアリ
ング３の場合に対比して噛合領域におけるボール
群３３，３４の存在個数は２倍、ボール群３３，
３４の接触点間隔は２分の１となつているため、
同一回転数における微少トルクリツプルの周波数
は２倍、加振力は２分の１以下となり、前述低速
回転時に大きな振動現象を発生する傾向を著しく
抑制することができる。すなわち、前述のように
加振力が減少すれば、振動が減少するのは当然で
あるが、さらに加振周波数が２倍になるため産業
用ロボツトなどで経験される機械系固有振動数に
この加振周波数が接近するための共振もしくはそ
れに近い状態の異常現象が発生する機会が著しく
減少するため実用的効果が大きい。又、可撓スプ
ライン４と円形スプライン５との噛合領域におけ
るボール群３３，３４の個数を従来のものに比べ
て２倍にできるので、可撓スプライン４の円形ス
プライン５との噛合領域における応力を1/2にで
き、その結果、応力が分散し、かつ応力が小さく
なるので、可撓スプライン４の耐久性は著しく向
上し、装置の寿命を延ばすことができる。
第６図にボール保持器の他の実施例として、第
４図に示した実施例よりもさらにボール間隔が密
であつて、ボール保持器３５の円環体からの突起
の高さをより低く構成した場合を示す。
なお、この発明におけるボール保持器は２条の
ボール群を常に正確に千鳥状に保持する機能を有
し、２つのボール群と内輪、外輪に挾まれた空間
に置かれた円環体に何らかの突起を設けた構造を
有したものは全て該当するのであつて、第４図お
よび第５図の実施例に限定されるものではない。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明では、ボール保持器によ
つて複列ボールベアリングの個々のボールの配置
を常に正確に千鳥状に保持することにより、ハー
モニツクギヤ装置の低速運転時のトルクリツプル
によるトラブルを顕著に軽減することができると
共に、可撓スプラインと円形スプラインとの噛合
領域における応力を分散し、かつ応力負担を軽減
できるため、装置の長寿命化が可能となる実用的
な効果を有する。
また、単列ボールベアリングを単に２個並べる
か、複列ボールベアリングであつても常に前述し
たボールの千鳥状配置が維持できない場合にあつ
てはトルクリツプル周波数が単列ボールベアリン
グの２倍にならず、上記に効果は得られないこと
に注目すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は従来装置の要部を示す正
面図および側断面図、第３図および第５図はこの
発明の一実施例の部分断面図および部分正面図、
第４図はこの発明の一実施例のボール保持器付近
の一部分を示す斜視図である。第６図はこの発明
の他の実施例の要部を示す斜視図である。 各図中、１は回転軸、２は撓み発生部材、３は
ベアリング、４は可撓スプライン、４ａはその
歯、５は円形スプライン、５ａはその歯、６は被
駆動軸、７，７′はケース、８，９はベアリング、
３０は複列ボールベアリング、３１はベアリング
３０の内輪、３２は同じく外輪、３３，３４は同
じくボール群、３５はボール保持器、３５′，３
５″は突起である。なお、各図中同一符号は同一
または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 内歯車を構成する円形スプライン、この円形
    スプラインの歯数より少ない歯数の歯を外周に設
    けた可撓性円筒体からなる可撓スプライン、この
    可撓スプラインの内周を回転することによりその
    内周の複数個所で上記可撓スプラインの歯を上記
    円形スプラインの歯に噛合させるように撓みを与
    える撓み発生部材、及び上記可撓スプラインと上
    記撓み発生部材との間に設けられ、軸方向に対し
    て複列に且つ円周方向に対し互いの列に装着され
    た個々のボールが異なる列のボール間に各々配置
    される如く構成された複列ボールベアリングを備
    えたハーモニツクギヤ装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
    複列ボールベアリングは、半径方向に可撓である
    内輪および外輪を有し、上記内輪は外周面上に、
    上記外輪は内周面上にそれぞれ２列の走路を有
    し、上記２列の走路にそれぞれ同数の複数個のボ
    ールを収納し、上記２列に配された２つのボール
    群と上記内輪と上記外輪の間の空間に収納された
    円環体に上記ボール群を円周方向にそれぞれ個別
    に分離保持する突起を設けてボール保持器とな
    し、このボール保持器により軸方向から見て一方
    の上記走路に配された個々のボールが他方の上記
    走路に配された個々のボールの中間位置に保持さ
    れるようにしてなることを特徴とするハーモニツ
    クギヤ装置。
JP58250253A 1983-12-29 1983-12-29 ハ−モニツクギヤ装置 Granted JPS60143244A (ja)

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US06/684,584 US4909098A (en) 1983-12-29 1984-12-21 Harmonic drive apparatus
EP84309166A EP0161368B1 (en) 1983-12-29 1984-12-31 Harmonic drive apparatus
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DE (1) DE3470927D1 (ja)

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