JP-2026076560-A - 回転装置及び歯車装置

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Abstract

【課題】確実に回転体とレースとを接合でき、軸受構造を簡素化、小型化できる回転装置及び歯車装置を提供する。【解決手段】実施形態の減速装置は、ケース２及びキャリア３と、ケース２及びキャリア３を相対回転自在に支持する主軸受６と、を備える。主軸受６は、アウタレース３１及びインナレース３２と、転動体３３と、を備える。ケース２又はキャリア３の少なくともいずれか一方に、アウタレース３１又はインナレース３２のいずれか一つが鋳ぐるみされており、第１レース接合面３２ｃ及び第２レース接合面３２ｅと、第１基板接合面４０ａ及び第２基板接合面４０ｂとの間には、中間層５０が形成されている。【選択図】図２

Inventors

鎌形州一
上野佑弥
廣瀬真哉
下出祐司

Assignees

ナブテスコ株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (5)

２つの回転体と、前記２つの回転体を相対回転自在に支持する転がり軸受と、を備え、前記転がり軸受は、それぞれ前記回転体と並んで配置される２つのレースと、前記２つのレースの間で、かつ前記回転体とは反対側に配置された複数の転動体と、を備え、少なくとも１つの前記回転体に前記レースが鋳ぐるみされており、前記回転体は、前記レースと重なり合う回転体接合面を有し、前記レースは、前記回転体と重なり合うレース接合面を有し、前記回転体接合面と前記レース接合面との間に設けられ、前記回転体及び前記レースとは別の材料で形成された中間層を有する、回転装置。
前記中間層は無電解ニッケルメッキである、請求項１に記載の回転装置。
前記中間層の融点は、前記回転体に前記レースを鋳ぐるみするときの溶融された前記回転体の温度よりも低く、かつ前記レースの融点よりも低く、前記中間層の沸点は、溶融された前記回転体の温度よりも高く、かつ前記レースの融点よりも高い、請求項１又は請求項２に記載の回転装置。
前記回転体接合面、又は前記レース接合面のいずれか一方には、他方に向かって突出する凸部が形成されているとともに、前記他方には前記凸部が嵌る凹部が形成されている、請求項１又は請求項２に回転装置。
内歯歯車を有する筒状のケースと、前記ケースの径方向の内側に配置され、転がり軸受を介して前記ケースに回転自在に支持されているキャリアと、前記キャリアに回転自在に支持され、外部の回転力が入力される少なくとも１本のクランクシャフトと、前記内歯歯車に噛合わされる揺動外歯歯車と、を備え、前記クランクシャフトは、シャフト本体と、前記シャフト本体に設けられ、前記シャフト本体の回転軸線に対して偏心した偏心部と、を有し、前記揺動外歯歯車は、前記偏心部に回転自在に支持され、前記転がり軸受は、前記ケースに設けられるアウタレースと、前記キャリアに設けられるインナレースと、前記アウタレースと前記インナレースとの間に配置される複数の転動体と、を備え、前記アウタレース及び前記インナレースの少なくともいずれか一方は、対応する前記ケース及び前記キャリアのいずれか一方に鋳ぐるみされており、鋳ぐるみされた前記アウタレース及び前記インナレースの少なくともいずれか一方は、前記ケース及び前記キャリアのいずれかと重なり合うレース接合面を有し、前記ケース及び前記キャリアの少なくともいずれか一方は、前記アウタレース及び前記インナレースのいずれかと重なり合う回転体接合面を有し、前記レース接合面と前記回転体接合面との間に設けられた中間層を有し、前記中間層は、前記ケース、前記キャリア、前記アウタレース、及び前記インナレースとは別の材料で形成されている、歯車装置。

Description

本発明は、回転装置及び歯車装置に関する。従来から、回転装置や歯車装置として、２つの回転体と、２つの回転体を相対回転可能とする転がり軸受を備えたものが知られている。転がり軸受としては、例えばラジアル軸受がある。ラジアル軸受は、アウタレースと、インナレースと、これらアウタレースとインナレースとの間に配置される複数の転動体と、を備える。このような歯車装置に対し、軸受構造を簡素化、小型化するために、回転体にアウタレースやインナレースを一体化する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このものは、回転体（支持部材及び円板）を球状黒鉛鋳鉄などの鋳物で形成し、インナレース（内輪）にＳＵＪなどの高炭素クロム軸受鋼やＳ５５Ｃなどの炭素鋼で形成している。そして、これら異種部材を接合し、インナレースに熱処理を施して転動体の転動面としている。特開平９－１４３５９号公報本発明の実施形態における減速装置の断面図である。図１のＩＩ部拡大図である。本発明の実施形態における基板部及びインナレースの製造方法の説明図である。本発明の実施形態の変形例における主軸受及び基板部の拡大断面図である。次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。＜減速装置＞図１は、歯車装置である減速装置１の断面図である。図１に示すように、減速装置１は、例えば図示しない電動モータの回転を減速して出力する。減速装置１は、いわゆる偏心揺動型減速装置である。減速装置１は、円筒状のケース２と、ケース２の径方向内側に回転自在に設けられたキャリア３と、キャリア３に連結された減速機構４と、を備える。ケース２の中心軸線とキャリア３の回転軸線とは一致している。以下の説明では、これら中心軸線及び回転軸線の共通の名称として第１回転軸線Ａ１と称する。第１回転軸線Ａ１と平行な方向を軸方向と称する。キャリア３の回転方向を周方向と称する。軸方向及び周方向に直交するケース２の径方向を単に径方向と称する。＜ケース＞ケース２は、球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）により形成されている。例えば、球状黒鉛鋳鉄としてＦＣＤ４５０が用いられている。ケース２の外周面には、径方向外側に張り出す外フランジ部２ａが一体成形されている。外フランジ部２ａには、複数のボルト孔２ｂが形成されている。ボルト孔２ｂは、周方向に等間隔で配置されている。このボルト孔２ｂに図示しないボルトを挿入し、例えば産業用ロボットのアーム等にボルトを締め付けて減速装置１を固定する。ケース２の内周面２ｄには、軸方向に沿う複数のピン溝２ｃが形成されている。ピン溝２ｃは周方向に等間隔で配置されている。各ピン溝２ｃには、それぞれ内歯ピン５が嵌め込まれている。内歯ピン５は、減速機構４の後述する揺動外歯歯車１５，１６と噛み合う内歯として機能する。ケース２の内周面２ｄには、軸方向両側にそれぞれ主軸受６が設けられている。主軸受６を介して、ケース２にキャリア３が回転自在に支持されている。主軸受６の詳細な構造については後述する。＜キャリア＞キャリア３は、軸方向で対向配置された円板状の基板部７及び端板部８と、基板部７から端板部８に向かって突出形成された３つの柱部９と、を備える。各柱部９は、周方向に等間隔で配置されている。柱部９の先端９ａ上に、端板部８が配置される。柱部９に、端板部８がボルト１０によって固定される。この状態で、基板部７と端板部８との間には、軸方向に一定幅を有する空間が形成される。柱部９のボルト１０よりも径方向内側には、ピン１１が設けられている。ピン１１は、基板部７に対する端板部８の位置決めを行う。ピン１１は、端板部８に設けられたピン孔１２に嵌合されている。基板部７及び端板部８は、球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）により形成されている。例えば、球状黒鉛鋳鉄としてＦＣＤ４５０が用いられている。基板部７の外周面及び端板部８の外周面は、それぞれ対応する主軸受６を介してケース２に回転自在に支持されている。基板部７の径方向中央及び端板部８の径方向中央には、それぞれシャフト挿入孔７ａ，８ａが形成されている。２つのシャフト挿入孔７ａ，８ａは、同軸上に配置されている。基板部７及び端板部８には、周方向で隣り合う柱部９の間に、それぞれクランク挿入孔７ｂ，８ｂが３つずつ形成されている。各クランク挿入孔７ｂ，８ｂは、それぞれ同軸上に配置されている。すなわち、軸方向で対向するクランク挿入孔７ｂ，８ｂの中心軸線Ａ２は、第１回転軸線Ａ１と平行である。各クランク挿入孔７ｂ，８ｂには、それぞれクランク軸受１８が設けられている。クランク軸受１８は、例えば円錐ころ軸受である。＜減速機構＞減速機構４は、図示しない電動モータの回転を一定の比率で減速させてキャリア３を回転させる。減速機構４は、各クランク挿入孔７ｂ，８ｂに挿入される３本のクランクシャフト１３と、各クランクシャフト１３の各々軸方向端部に設けられた伝達平歯車（請求項における歯車の一例）１４と、基板部７と端板部８との間に設けられる２つの揺動外歯歯車１５，１６（第１揺動外歯歯車１５、第２揺動外歯歯車１６）と、を備える。伝達平歯車１４の外周部には、外歯１７が形成されている。外歯１７は、例えば図示しない電動モータのモータシャフトに噛み合わされる。これにより、伝達平歯車１４が回転される。クランクシャフト１３は、各クランク軸受１８を介してキャリア３（基板部７及び端板部８）に回転自在に支持される。クランクシャフト１３は、中心軸線Ａ２を中心に回転するシャフト本体１３ｃと、シャフト本体１３ｃの軸方向中央に形成された第１偏心部１３ａ及び第２偏心部１３ｂと、を有する。シャフト本体１３ｃの軸方向両側が、クランク軸受１８を介してキャリア３（基板部７及び端板部８）に回転自在に支持される。シャフト本体１３ｃと伝達平歯車１４とは、同軸上に配置されて一体化されている。すなわち、クランクシャフト１３及び伝達平歯車１４は、中心軸線Ａ２を中心に一体となって回転する。以下、中心軸線Ａ２をクランクシャフト１３の第２回転軸線Ａ２と称する。第１偏心部１３ａ及び第２偏心部１３ｂは、第２回転軸線Ａ２から偏心されている。第１偏心部１３ａ及び第２偏心部１３ｂは、２つのクランク軸受１８の間で軸方向に隣接して配置されている。換言すれば、第１偏心部１３ａ及び第２偏心部１３ｂは、基板部７と端板部８との間で軸方向に隣接して配置されている。第１偏心部１３ａ及び第２偏心部１３ｂは、１８０°位相角がずれて配置されている。各偏心部１３ａ，１３ｂには、それぞれころ軸受１９の内周面が嵌合されている。ころ軸受１９は、例えば円筒ころ軸受である。ころ軸受１９を介し、各クランクシャフト１３に第１揺動外歯歯車１５及び第２揺動外歯歯車１６が回転自在に支持される。第１揺動外歯歯車１５及び第２揺動外歯歯車１６は、基板部７と端板部８との間の空間に配置されている。第１揺動外歯歯車１５及び第２揺動外歯歯車１６には、それぞれころ軸受１９の外周面が嵌合される貫通孔１５ａ，１６ａが形成されている。これにより、クランクシャフト１３の回転によって第１偏心部１３ａ及び第２偏心部１３ｂが揺動回転すると、第１揺動外歯歯車１５及び第２揺動外歯歯車１６がころ軸受１９を介して揺動回転される。第１揺動外歯歯車１５及び第２揺動外歯歯車１６には、それぞれ柱部９との干渉を回避するための開口部１５ｂ，１６ｂが形成されている。第１揺動外歯歯車１５及び第２揺動外歯歯車１６の径方向中央には、シャフト挿入孔１５ｃ，１６ｃが形成されている。第１揺動外歯歯車１５の外周部及び第２揺動外歯歯車１６の外周部には、それぞれ外歯１５ｄ，１６ｄが形成されている。各外歯１５ｄ，１６ｄの歯数は、ケース２の内歯ピン５の数よりも例えば１つ少ない。このような構成のもと、第１揺動外歯歯車１５及び第２揺動外歯歯車１６の揺動回転に伴い、各揺動外歯歯車１５，１６の外歯１５ｄ，１６ｄの一部がケース２の内歯ピン５に噛み合わされる。各外歯１５ｄ，１６ｄの歯数は、内歯ピン５の数よりも例えば１つ少ない。このため、内歯ピン５（ケース２）に対して各外歯１５ｄ，１６ｄの噛合い箇所が周方向に順次ずれるようにして各揺動外歯歯車１５，１６が自転される。この自転は、クランクシャフト１３の回転に対して減速している。各揺動外歯歯車１５，１６の回転に伴い、各クランクシャフト１３も第２回転軸線Ａ２を中心に自転しながら第１回転軸線Ａ１回りに公転される。各クランクシャフト１３は、キャリア３（基板部７、端板部８）に回転自在に支持されている。このため、各クランクシャフト１３の公転に伴ってキャリア３が回転される。この結果、減速装置１は、例えば図示しない電動モータの回転を減速して出力する。仮にキャリア３を産業用ロボットのアーム等に固定した場合、減速装置１は、例えば図示しない電動モータの回転を減速してケース２から出力することができる。＜主軸受＞次に、図１、図２に基づいて主軸受６の詳細な構造について説明する。図２は、図１のＩＩ部拡大図である。図２では、説明を分かりやすくするために縮尺を適宜変更している。図１、図２に示すように、基板部７を回転自在に支持する主軸受６と端板部８を回転自在に支持する主軸受６とは、径方向に沿う平面を中心に対称に配置されている。このため、以下の説明では、基板部７を回転自在に支持する主軸受６についてのみ説明し、端板部８を回転自在に支持する主軸受６についての説明は省略する。また、以下の説明では、ケース２の軸方向の中央側（内歯ピン５側）を軸方向の内側と称し、軸方向の内側とは反対側を軸方向の外側と称して説明する場合がある。主軸受６は、ラジアル玉軸受のうちのアンギュラ玉軸受である。主軸受６は、ケース２に鋳ぐるみされた円環状のアウタレース３１と、アウタレース３１の径方向内側で、かつ基板部７に鋳ぐるみされた円環状のインナレース３２と、アウタレース３１とインナレース３２との間に配置される複数の転動体３３と、複数の転動体３３を周方向に等間隔で保持する保持器３７と、を備える。転動体３３は、球体である。保持器３７は、例えば樹脂により形成されている。アウタレース３１及びインナレース３２は、高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ）や炭素鋼により形成されている。例えば、炭素鋼としてＳ５５Ｃが用いられている。以下の説明では、アウタレース３１及びインナレース３２を、Ｓ５５Ｃを用いて形成する場合について説明する。アウタレース３１とインナレース３２とは、大きさが若干異なるものの形状自体は転動体３３を中心に対称である。このため、以下の説明では、インナレース３２についてのみ説明し、アウタレース３１についての説明は省略する。インナレース３２は、軸方向に沿う断面がＬ字状に形成されている。すなわち、インナレース３２は、転動体３３が接触される転動面３２ａと、転動面３２ａにおける軸方向の内側端に接続された軸方向内側端面３２ｂと、軸方向内側端面３２ｂにおける径方向の内側端に接続された第１レース接合面（請求項におけるレース接合面の一例）３２ｃと、転動面３２ａにおける径方向の外側端に接続された径方向外側端面３２ｄと、径方向外側端面３２ｄにおける軸方向の外側端に接続された第２レース接合面（請求項におけるレース接合面の一例）３２ｅと、を有する。転動面３２ａは、転動体３３が転がる面である。転動面３２ａの軸方向に沿う断面形状は、転動体３３の表面に対応するように円弧状に形成されている。軸方向内側端面３２ｂは、転動面３２ａから径方向の内側に延びている。軸方向内側端面３２ｂは、径方向に沿っている。第１レース接合面３２ｃは、軸方向内側端面３２ｂから軸方向の外側に延びている。径方向外側端面３２ｄは、転動面３２ａから軸方向の外側に延びている。径方向外側端面３２ｄは、軸