(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方部材および内方部材からなる保持器と、ころとを備え、
上記外方部材は、
ころ配列のピッチ円径より大径の環状部と、
この環状部の軸方向両端部を内径側に折曲した鍔部とを有し、
上記内方部材はころ配列のピッチ円径より小径の環状に形成し、上記外方部材の環状部および内方部材の円周方向複数箇所にポケットを設け、
これら外方部材および内方部材のポケットにわたって上記ころを収容し、上記外方部材における環状部のポケットの幅および上記内方部材のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成し、
上記外方部材および内方部材のうち、鍔部を有する外方部材を金属材により形成して軌道輪案内とし、鍔部なし側の内方部材を合成樹脂により形成し、この内方部材のポケット形状を、ころ案内形状とし、且つ円周方向両側のポケット内面をころを抱く傾斜面に形成した保持器付き針状ころ。
【請求項２】
上記内方部材のうち隣合うポケット間の柱部に、幅方向の両側縁の部分よりも外径側へ突出する突出部を設け、この突出部の側面を上記ころの外径面に沿った円弧状断面形状の曲面に形成した請求項１記載の保持器付き針状ころ。
【請求項３】
外方部材および内方部材からなる保持器と、ころとを備え、
上記外方部材はころ配列のピッチ円径より大径の環状に形成し、
上記内方部材は、
ころ配列のピッチ円径より小径の環状部と、
この環状部の軸方向両端部を外径側に折曲した鍔部とを有し、
上記外方部材および内方部材の環状部の円周方向複数箇所にポケットを設け、これら外方部材および内方部材のポケットにわたって上記ころを収容し、上記外方部材のポケットの幅および上記内方部材における環状部のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成し、
上記外方部材および内方部材のうち、鍔部を有する内方部材を金属材により形成して軌道輪案内とし、鍔部なし側の外方部材を合成樹脂により形成し、この外方部材のポケット形状を、ころ案内形状とし、且つ円周方向両側のポケット内面をころを抱く傾斜面に形成した保持器付き針状ころ。
【請求項４】
遊星歯車減速装置における遊星歯車とこの遊星歯車を支持するクランク軸との間に設置される請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の保持器付き針状ころ。
【請求項５】
内歯または外歯の太陽歯車と、この太陽歯車と同心に回転自在に設けられたキャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて隣接する複数の偏心軸部を有するクランク軸と、このクランク軸の前記各偏心軸部に保持器付き針状ころを介して設置されて前記太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車とを備えた遊星歯車減速装置において、上記保持器付き針状ころを、外方部材および内方部材からなる保持器と、これら外方部材および内方部材の周方向複数箇所に設けられたポケットに収容されて上記遊星歯車およびクランク軸の間で転動する複数のころから構成し、上記外方部材および内方部材は、各々ころ配列のピッチ円径よりも大径の環状部および小径の環状部で構成され、これら外方部材および内方部材のうち一方の部材は、上記環状部の軸方向両端に他方の部材側へ径方向に延びる鍔部を有するものとし、上記外方部材のポケットの幅および上記内方部材のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成し、上記外方部材および内方部材のうち、鍔部を有する部材を金属材により形成して軌道輪案内とし、鍔部なし側の部材を合成樹脂により形成し、この鍔部なし側の部材のポケット形状を、ころ案内形状とし、且つ円周方向両側のポケット内面をころを抱く傾斜面に形成した遊星歯車減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一定のスペース内の最大の負荷容量を得る保持器付き針状ころ、およびこれを用いた遊星歯車減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一定のスペース内で最大の負荷容量を得る軸受として総ころ形式があるが、取り扱い上の問題点、すなわち組立、分解時の取扱性の悪さがあり、また、使用中の、ころスキュによる機能的な問題が内在している。
これらの問題を解決するため、保持器付き針状ころが種々提案されている。保持器は、ころを保持するため、外側へのころ抜け止めと、内側へのころ抜け止めが必要にする。
【０００３】
図７に示した保持器は、その一例を示す。同図の保持器７０は、断面Ｍ形をなし、ころピッチ円径ＰＣＤより小径の中央環状部７１と、ころピッチ円径ＰＣＤより大径の外方環状部７２と、外方環状部７２から内径側に折曲された鍔部７３，７３からなっている。この保持器７０は、ころ７４の外方への抜け止めを外方環状部７２で、また内方への抜け止めを中央環状部７１によって行う。すなわち、それぞれ環状部７１，７２の円周等配位置に、ころ７４を収容するポケット７５を形成しているが、このポケット７５に突出した係止片７６の幅を、ころ７４の外径よりも僅かに小さくしている。ころ７４の装着は、外径側から、ポケット７５の係止片７６を弾性変形させて行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一定スペース内（一定の内径、外径）で、保持器７０に組み込むころ７４の本数を増加させて行くと、図７（Ｂ）の柱幅寸法ａが小さくなり、加工上の限界が出て来るだけでなく、保持器強度も低下する。そのため、同図の例のような保持器７０とは基本的に異なった構成の保持器が求められる。
また、遊星歯車減速装置における遊星歯車とクランク軸間に介在させる保持器付き針状ころでは、保持器の鍔部面積の要求がある。すなわち、クランク軸の隣接する偏心軸部に２枚の遊星歯車を並べて設置したものでは、これら偏心軸部の偏心回転に伴い、保持器の鍔部が、隣接する遊星歯車の幅面と慴接する。そのため、鍔部の面積がある程度なければ、隣接する遊星歯車の内径に干渉してしまう恐れがある。
【０００５】
この発明の目的は、一定のスペース内で大きな負荷容量を得ることができ、ころ案内機能、強度面、精度面でも優れ、また保持器が隣接部品と摺接する場合にも支障のない保持器付き針状ころを提供することである。
この発明の他の目的は、ころ案内面の形成を容易とし、生産性の向上を図ることである。
この発明のさらに他の目的は、遊星歯車とクランク軸間に介在させる保持器付き針状ころが、隣接する遊星歯車の内径に干渉する問題がなく、また、ころ案内機能、強度面、精度面でも優れ、かつ一定のスペース内で大きな負荷容量を得ることができて、装置全体のコンパクト化が図れる遊星歯車減速装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、保持器ところとで構成される保持器付き針状ころにおいて、保持器を、外方部材および内方部材の２部品としたことを基本とし、この他に次の各特徴を有するものである。
請求項１の発明の保持器付き針状ころでは、外方部材は、ころ配列のピッチ円径より大径の環状部と、この環状部の軸方向両端部を内径側に折曲した鍔部とを有するものとする。内方部材は、ころのピッチ円径より小径の環状に形成する。上記外方部材の環状部および内方部材の円周方向複数箇所にポケットを設け、これら外方部材および内方部材のポケットにわたって上記ころを収容する。また、上記外方部材における環状部のポケットの幅および上記内方部材のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成し、上記外方部材および内方部材のうち、鍔部を有する外方部材を金属材により形成して軌道輪案内とし、鍔部なし側の内方部材を合成樹脂により形成し、この内方部材のポケット形状を、ころ案内形状とし、且つ円周方向両側のポケット内面をころを抱く傾斜面に形成している。この発明において、上記内方部材のうち隣合うポケット間の柱部に、幅方向の両側縁の部分よりも外径側へ突出する突出部を設け、この突出部の側面を上記ころの外径面に沿った円弧状断面形状の曲面に形成しても良い。
請求項３の発明の保持器付き針状ころでは、外方部材は、ころ配列のピッチ円径より大径の環状に形成する。内方部材は、ころのピッチ円径より小径の環状部と、この環状部の軸方向両端部を外径側に折曲した鍔部とを有するものとする。上記外方部材および内方部材の環状部の円周方向複数箇所にポケットを設け、これら外方部材および内方部材のポケットにわたって上記ころを収容する。また、上記外方部材のポケットの幅および上記内方部材における環状部のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成し、上記外方部材および内方部材のうち、鍔部を有する内方部材を金属材により形成して軌道輪案内とし、鍔部なし側の外方部材を合成樹脂により形成し、この外方部材のポケット形状を、ころ案内形状とし、且つ円周方向両側のポケット内面をころを抱く傾斜面に形成している。
【０００７】
これら請求項１および請求項２の発明は、いずれも、保持器を外方部材および内方部材の２部品としたため、外側へのころ抜け止めと、内側へのころ抜け止めの機能を、外方部材および内方部材にそれぞれ分担させることができ、各部材の機能が簡略化される。このため、外方部材および内方部材の形状がシンプルとなり、製造が容易となって、ポケット間の柱部分をどこまで狭くできるかの加工限界を上げることが可能となる。これにより、一定スペースでころ本数をできるだけ増やすことができ、最大の負荷容量を有するものとできる。また、このように外方部材および内方部材の形状がシンプルとなることから、ころ案内機能も向上し、強度面、精度面でも優れたものとできる。特に、柱部幅寸法の確保の厳しい内方部材の柱部の強度が低下する場合は、内方部材の板厚を外方部材よりも厚くすることも可能で、最適設計の自由度が高くなる。また、上記外方部材のポケットの幅および上記内方部材のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成したので、ころが外方または内方に脱落するのを防止する。
また、外方部材および内方部材のいずれか一方に、他方の部材側に突出する鍔部を設けたたため、鍔部にある程度の面積が確保でき、そのため、保持器が遊星歯車支持用のクランク軸等に設置されて隣接部品と摺接するような場合でも、保持器が遊星歯車等の隣接部品の内径面に干渉する等の支障が無くなる。
【０００８】
外方部材および内方部材のうち、鍔部なし側の部材のポケット形状を、ころ案内形状とすることで、保持器の転動体案内が行える。この場合に、ころ案内形状は、鍔部なし側の部材としたため、ころ案内形状の形成に際して、鍔部が障害とならず、簡単にころ案内形状を形成することができる。
【００１０】
外方部材および内方部材のうち、鍔部なし側の部材が、合成樹脂からなり、鍔部付き側の部材が金属材からなる。このように合成樹脂製とすることで、ころ案内面をころの外径に沿った形状にするなど、柱部形状が自在に設計でき、案内性を向上させることができる。また、合成樹脂製とする部材は鍔なし側の部材であるため、鍔部の成形のために柱部形状が制限されることがない。さらに、鍔あり側の部材は金属製であるため、隣接部材との摺接に対して強度が確保できる。
【００１１】
この発明の上記各構成の保持器付き針状ころは、遊星歯車減速装置における遊星歯車と、この遊星歯車を支持するクランク軸との間に設置されるものであっても良い。
【００１２】
この発明の遊星歯車減速装置は、内歯または外歯の太陽歯車と、この太陽歯車と同心に回転自在に設けられたキャリアと、このキャリアに回転自在に支持されて隣接する複数の偏心軸部を有するクランク軸と、このクランク軸の前記各偏心軸部に保持器付き針状ころを介して回転自在に設置されて前記太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車とを備えた遊星歯車減速装置において、上記保持器付き針状ころを次の構成としたものである。この保持器付き針状ころは、外方部材および内方部材からなる保持器と、これら外方部材および内方部材の周方向複数箇所に設けられたポケットに収容されて上記遊星歯車およびクランク軸の間で転動する複数のころから構成したものである。外方部材および内方部材は、各々ころ配列のピッチ円径よりも大径の環状部および小径の環状部で構成され、これら外方部材および内方部材のうち一方の部材は、上記環状部の軸方向両端に他方の部材側へ径方向に延びる鍔部を有するものとする。また、上記外方部材のポケットの幅および上記内方部材のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成し、上記外方部材および内方部材のうち、鍔部を有する部材を金属材により形成して軌道輪案内とし、鍔部なし側の部材を合成樹脂により形成し、この鍔部なし側の部材のポケット形状を、ころ案内形状とし、且つ円周方向両側のポケット内面をころを抱く傾斜面に形成している。
このようにクランク軸に遊星歯車を設置した遊星歯車減速装置は、遊星歯車とクランク軸の間に介在する保持器付き針状ころが、隣接する遊星歯車の内径に干渉することを防止する必要がある。この防止機能を保持器の鍔部で得ることができる。また、このような遊星歯車減速装置において、遊星歯車の支持には大荷重が必要となり、またその支持部は限られたスペースとなるが、上記の外方部材および内方部材の２部材に分けた保持器によると、このような限られたスペース内でころ本数の増加やころ径増大を図ることができ、大きな負荷容量を得ることができる。上記外方部材のポケットの幅および上記内方部材のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成しているので、ころが外方または内方に脱落するのを防止する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態にかかる保持器付き針状ころを、図１，図２と共に説明する。この保持器付き針状ころは、保持器１と針状のころ２とからなり、保持器１は、外方部材３および内方部材４で構成される。外方部材３は、ころ配列のピッチ円ＰＣＤの径より大径の環状部３ａと、この環状部３ａの軸方向両端部を内径側に折曲した鍔部３ｂとを有する。内方部材４は、ころ配列のピッチ円ＰＣＤの径より小径の環状に形成する。これら外方部材３の環状部３ａおよび内方部材４は、円筒状のものであり、円周方向複数箇所に等間隔でポケット５，６をそれぞれ設ける。これら外方部材３および内方部材４のポケット５，６にわたって上記のころ２を収容する。外方部材３および内方部材４の隣合うポケット５間およびポケット６間の部分は、それぞれ柱部７，８となる。
【００１４】
鍔部付き側の外方部材３は、ポケット５の幅ｍが、ころ２の外径Ｄａよりも僅かに小さく、ころ２が外方に脱落するのを防止する。鍔無し側の内方部材４も同様に、ポケット６の幅ｎが、ころ２の外径Ｄａよりも僅かに小さい寸法に形成され、ころ２が内方に脱落するのを防止する。
内方部材４のポケット６は、ころ案内形状とされている。すなわち、このポケット６は、円周方向両側のポケット内面が、ころ２を抱く傾斜面６ａに形成されている。この傾斜面６ａは、図２（Ａ）のようにポケット６のプレス加工等による抜き加工が行われた後、プレス加工による面押しを行うことで、同図（Ｂ）のように傾斜面６ａに形成される。
また、内方部材４は、鋼板等の帯板を丸めて両端部を溶接することにより、環状に作られている。ポケット６は、丸める前に加工される。外方部材３は、鋼板等の金属板の絞り成形等によるプレス加工品である。また、外方部材３は、外径案内とされる。
【００１５】
このように保持器１を構成することで、限られたスペース内で、最大ころ径、最大のころ本数を収容することを可能としている。
【００１６】
図３は第２の実施形態を示す。この実施形態の保持器付き針状ころは、内方部材４Ａ以外は、第１の実施形態と同じであるため、対応部分に同一符号を付してその説明を省略する。内方部材４Ａは、合成樹脂を射出成形することによって形成されたものであり、ポケット６Ａはころ２の外径面に沿った円弧状断面形状の曲面８ｂに形成されている。内方部材４Ａの柱部８Ａには、幅方向の両側縁の部分よりも外径側へ突出する突出部８ａが設けられ、この突出部８ａの側面８ｂが上記の円弧状断面形状の曲面に形成されている。なお、突出部８ａだけでなく、ポケット６Ａの両側面の全面をころ２の外径面に沿った円弧状断面形状の曲面に形成しても良い。
【００１７】
図４は第３の実施形態を示す。この実施形態の保持器付き針状ころは、いわば第１の実施形態の外方部材３と内方部材４との構成を逆にしたものである。
外方部材３Ｂは、ころ配列のピッチ円ＰＣＤの径より大径の環状に形成する。内方部材４Ｂは、ころ配列のピッチ円径ＰＣＤより小径の環状部４Ｂａと、この環状部４Ｂａの軸方向両端部を内径側に折曲した鍔部４Ｂｂとを有する。これら外方部材３Ｂおよび内方部材４Ｂの環状部４Ｂａには円周方向複数箇所に等間隔でポケット５Ｂ，６Ｂをそれぞれ設け、両ポケット５Ｂ，６Ｂにわたってころ２を収容する。
鍔つき側の内方部材４Ｂは内径案内（軌道輪案内）とされ、鍔なし側の外方部材３Ｂは、ポケット５Ｂの内面が傾斜面５Ｂａに形成され、転動体案内形式となっている。
【００１８】
図５，図６は、この発明の保持器付き針状ころを応用した遊星歯車減速装置の一例を示す。この遊星歯車減速装置は、内歯の太陽歯車２１と、回転出力部となるキャリア２２と、このキャリア２２に回転自在に支持されて隣接する複数の偏心軸部２３ａ，２３ｂを有するクランク軸２３と、このクランク軸２３の各偏心軸部２３ａ，２３ｂに回転自在に設置されて太陽歯車２１に噛み合う複数の遊星歯車２４，２５と、クランク軸２３に回転を入力する回転入力部２６とを有する。太陽歯車２１はハウジング２７に固定され、キャリア２２は太陽歯車２１と同心に回転自在なように、軸受２８（図６）を介してハウジング２７に設置されている。回転入力部２６は、太陽歯車２１と同心の入力軸２９と、各クランク軸２３に設けられて入力軸２９の歯車部に噛み合う伝達歯車３０とで構成される。クランク軸２３は、キャリア２２の円周方向複数箇所（例えば３箇所）に設けられている。遊星歯車２４，２５は、図６に示すように、各々保持器付き針状ころ３１を介してクランク軸２３の偏心軸部２３ａ，２３ｂに設置されている。この保持器付き針状ころ３１に、この発明の保持器付き針状ころ、例えば上記第１ないし第３の実施形態のいずれかの保持器付き針状ころが用いられる。
【００１９】
この遊星歯車減速装置の動作を説明する。中心の入力軸２９を回転させると、伝達歯車３０を介して３本のクランク軸２３が互いに同期して回転する。ここで、１段目の減速が行われる。クランク軸２３と遊星歯車２４，２５とは、保持器付き針状ころ３１を介して連結されており、クランク軸２３の振れ回りは、遊星歯車２４，２５が内歯の太陽歯車２１の内側を回るときの公転と自転の合成運動に同期する。軸方向に並ぶ２枚の遊星歯車２４，２５は、互いに１８０°位相がずれた状態で内歯太陽歯車２１の内周を公転する。このため、２枚の遊星歯車２４，２５の振れ回りによる慣性力は打ち消し合う。内歯太陽歯車２１は固定してあり、遊星歯車２４，２５は内歯太陽歯車２１の内周を回る。３本のクランク軸２３は、出力部材となるキャリア２２の２枚の円盤部２２ａ，２２ｂの間に挟まっている。したがって、遊星歯車２４，２５の公転は、クランク軸２３の公転を通じてキャリア２２に達し、減速された回転運動が得られる。
【００２０】
この構成の遊星歯車減速装置は、遊星歯車２４，２５とクランク軸２３の間に介在した保持器付き針状ころ３１に、大きな負荷が作用し、しかもこの保持器付き針状ころ３１の設置スペースは、減速装置全体の大型化を避けるために限られたスペースとなる。また、この保持器付き針状ころ３１の保持器は、隣接する遊星歯車２４，２５の幅面と摺接する。しかし、上記各実施形態の保持器付き針状ころによると、限られたスペース内で大きな負荷容量を得ることができ、また外方部材３または内方部材４のいずれかに、他方の部材側へ突出する鍔部３ｂを有しているため、隣接する互いに偏心した遊星歯車２４，２５の幅面との摺接によっても、その遊星歯車２４，２５の内径面に干渉する問題が生じない。
【００２１】
【発明の効果】
この発明の保持器付き針状ころは、保持器を外方部材と内方部材との独立した２部材で構成し、外方および内方へのころの脱落防止機能をそれぞれの部材に分担させたため、製造が容易で加工上の限界が緩和され、一定のスペース内で、ころ本数の増加、ころ径の増大を図って最大の負荷容量を得ることができ、また、ころ案内機能も向上し、強度面、精度面でも優れたものとできる。しかも、外方部材および内方部材の一方には鍔部を設けたため、保持器が隣接部品と摺接する場合にも、隣接部品の内径面等と干渉することが防止される。また、上記外方部材のポケットの幅および上記内方部材のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成し、上記外方部材および内方部材のうち、鍔部を有する部材を金属材により形成して軌道輪案内とし、鍔部なし側の部材を合成樹脂により形成し、この鍔部なし側の部材のポケット形状を、ころ案内形状とし、且つ円周方向両側のポケット内面をころを抱く傾斜面に形成したので、ころが外方または内方に脱落するのを防止する。この発明において、上記内方部材のうち隣合うポケット間の柱部に、幅方向の両側縁の部分よりも外径側へ突出する突出部を設け、この突出部の側面を上記ころの外径面に沿った円弧状断面形状の曲面に形成しても良い。
この発明の遊星歯車減速装置は、遊星歯車とクランク軸間に保持器付き針状ころを介在させた構成でありながら、隣接する遊星歯車の内径に保持器が干渉する問題がなく、また、保持器付き針状ころにおけるころ案内機能、強度面、精度面でも優れ、かつ一定のスペース内で大きな負荷容量を得ることができて、装置全体のコンパクト化を図ることができる。上記保持器付き針状ころは、この保持器の外方部材のポケットの幅および内方部材のポケットの幅を、ころの外径よりも小さい寸法に形成し、上記外方部材および内方部材のうち、鍔部を有する部材を金属材により形成して軌道輪案内とし、鍔部なし側の部材を合成樹脂により形成し、この鍔部なし側の部材のポケット形状を、ころ案内形状とし、且つ円周方向両側のポケット内面をころを抱く傾斜面に形成しているので、ころが外方または内方に脱落するのを防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかる保持器付き針状ころの部分破断側面図、（Ｂ）は同部分破断正面図である。
【図２】その保持器のころ案内形状の成形過程を示す説明図である。
【図３】（Ａ）はこの発明の第２の実施形態にかかる保持器付き針状ころの部分破断側面図、（Ｂ）は同部分破断正面図である。
【図４】（Ａ）はこの発明の第３の実施形態にかかる保持器付き針状ころの部分破断側面図、（Ｂ）は同部分破断正面図である。
【図５】同保持器付き針状ころを用いた遊星歯車減速装置の模式図である。
【図６】同遊星歯車減速装置の部分切欠側面図である。
【図７】（Ａ）は従来の保持器付き針状ころの保持器の部分斜視図、（Ｂ）はその保持器付き針状ころの部分断面図である。
【符号の説明】
１…保持器
２…ころ
３，３Ｂ…外方部材
３ａ…環状部
３ｂ…鍔部
４，４Ａ…内方部材
５，６…ポケット
６ａ…傾斜面
２１…太陽歯車
２２…キャリア
２３…クランク軸
２３ａ，２３ｂ…偏心軸部
２４，２５…遊星歯車
２６…入力部
３１…保持器付き針状ころ
ＰＣＤ…ピッチ円径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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