JP2002339991A - 軽量ベアリングの製造方法 - Google Patents

軽量ベアリングの製造方法

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JP2002339991A JP2001151832A JP2001151832A JP2002339991A JP 2002339991 A JP2002339991 A JP 2002339991A JP 2001151832 A JP2001151832 A JP 2001151832A JP 2001151832 A JP2001151832 A JP 2001151832A JP 2002339991 A JP2002339991 A JP 2002339991A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽合金製の軌道輪本体部材と鉄系素材からな
る軌道面側部材からなる複合型の軌道輪を備えた軽量ベ
アリングの製造方法を提案すること。 【解決手段】 波動歯車装置ユニットに組み込まれてい
るシルクハット型の波動歯車装置では、当該波動歯車装
置の剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車が、クロスローラベ
アリング４を介して相対回転自在の状態で連結されてい
る。クロスローラベアリングの外輪４１は、軽合金製の
外輪本体部材４１１と、この内側に結合した鉄系素材か
らなる外輪側軌道面形成部材４１２からなる複合部品で
ある。外輪本体部材４１１は、第１の外輪本体分割片１
１に第１の外輪側軌道面分割片２１を拡散接合して形成
した第１の外輪分割片３１と、同様に形成した第２の外
輪分割片３２とを相互に拡散接合して一体化することに
より製造される。簡単な工程で、外輪本体部材４１１と
外輪側軌道面形成部材４１２を確実に一体化することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軌道輪の軌道面部
分が鉄系材料から形成され、それ以外の部分がアルミニ
ウム合金等の軽量材料から形成された軽量ベアリングの
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本願人は先に、特開２０００−１８６７
１８号公報において、軽合金製の軌道輪本体部材と鉄系
素材からなる軌道面形成部材からなる複合軌道輪を備え
た軽量クロスローラベアリングを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ように複合軌道輪を備えた軽量ベアリングにおいて、そ
の複合軌道輪の製造を容易に行うことのできる軽量ベア
リングの製造方法を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、外輪が、外輪本体部材およびこの外輪
本体部材の内周面に固定されていると共に内周面に軌道
面が形成されている外輪側軌道面形成部材から構成さ
れ、内輪が、内輪本体部材およびこの内輪本体部材の外
周面に固定されていると共に外周面に軌道面が形成され
ている内輪側軌道面形成部材から構成され、前記外輪側
軌道面形成部材および内輪側軌道面形成部材が鉄系素材
から形成され、前記外輪本体部材および内輪本体部材が
前記鉄系素材よりも軽い軽量素材から形成されている軽
量ベアリングの製造方法であって、次のようにして複合
型の外輪を製造するようにしている。
【０００５】すなわち、前記外輪本体部材をその中心軸
線に直交する面で左右に分割した形状の第１および第２
の外輪本体分割片を製造し、前記外輪側軌道面形成部材
をその中心軸線に直交する面で左右に分割した形状の第
１および第２の外輪側軌道面分割片を製造し、前記第１
の外輪本体分割片に前記第１の外輪側軌道面分割片を拡
散接合して、第１の外輪分割片を製造し、前記第２の外
輪本体分割片に前記第２の外輪側軌道面分割片を拡散接
合して、第２の外輪分割片を製造し、前記第１および第
の外輪分割片を拡散接合して、前記外輪を製造すること
を特徴としている。
【０００６】次に、本発明は、外輪が、外輪本体部材お
よびこの外輪本体部材の内周面に固定されていると共に
内周面に軌道面が形成されている外輪側軌道面形成部材
から構成され、内輪が、内輪本体部材およびこの内輪本
体部材の外周面に固定されていると共に外周面に軌道面
が形成されている内輪側軌道面形成部材から構成され、
前記外輪側軌道面形成部材および内輪側軌道面形成部材
が鉄系素材から形成され、前記外輪本体部材および内輪
本体部材が前記鉄系素材よりも軽い軽量素材から形成さ
れている軽量ベアリングの製造方法であって、次のよう
にして複合型の内輪を製造するようにしている。
【０００７】すなわち、前記内輪本体部材をその中心軸
線に直交する面で左右に分割した形状の第１および第２
の内輪本体分割片を製造し、前記内輪側軌道面形成部材
をその中心軸線に直交する面で左右に分割した第１およ
び第２の内輪側軌道面分割片を製造し、前記第１の内輪
本体分割片に前記第１の内輪側軌道面分割片を拡散接合
して、第１の内輪分割片を製造し、前記第２の内輪本体
分割片に前記第２の内輪側軌道面分割片を拡散接合し
て、第２の内輪分割片を製造し、前記第１および第２の
内輪分割片を拡散接合して、前記内輪を製造することを
特徴としている。
【０００８】ここで、前記軽量素材としては、アルミニ
ウム合金、チタン合金等の軽金属の合金、プラスチッ
ク、またはセラミックを用いることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した波動歯車装置ユニットについて説明する。
【００１０】（全体構成）図１は、本発明により製造さ
れたクロスローラベアリングが組み込まれているシルク
ハット型波動歯車装置を備えた波動歯車装置ユニットの
断面図である。図２はシルクハット型波動歯車装置の構
成を示す説明図である。
【００１１】本例の波動歯車装置ユニット１は、ユニッ
ト軸線１ａの方向に一定の間隔を開けて配置した第１の
端板２および第２の端板３と、これらの第１および第２
の端板２、３の間に配置されたクロスローラベアリング
４とを有している。これら第１、第２の端板２、３およ
びクロスローラベアリング４の外輪４１によって構成さ
れるユニットハウジングの内部に、シルクハット型の波
動歯車装置５が組み込まれている。また、第１および第
２の端板２、３の中心には軸孔が形成されており、ここ
には、ボールベアリング６、７によって回転自在に支持
された中空入力軸８が貫通している。
【００１２】クロスローラベアリング４は、外輪４１と
内輪４２と、これら内外輪の間に区画形成されている円
環状軌道に挿入された複数のコロ４３とを備えている。
外輪４１は、円環状の外輪本体部材４１１と、この外輪
本体部材の内周面に一体化されていると共に内周面に軌
道面が形成されている円環状の外輪側軌道面形成部材４
１２とを備えた複合部品である。
【００１３】内輪４２は、円環状をした広幅の内輪本体
部材４２１と、この内輪本体部材４２１における一方の
端部側の外周面部分に一体化されていると共に外周面に
軌道面が形成されている円環状の内輪側軌道面形成部材
４２２とを備えた複合部品である。さらに、本例の内輪
４２は、その内輪本体部材４２１における他方の端部側
の内周面部分に一体化されていると共に内周面に内歯５
１１が形成されている円環状の歯部形成部材５１２を備
えている。すなわち、本例の内輪４２は以下に述べるシ
ルクハット型の波動歯車装置５の剛性内歯歯車との兼用
部品である。この構成の内輪４２の内輪本体部材４２１
は、不図示の締結用ボルトによって、第２の端板３に締
結固定されている。
【００１４】シルクハット型の波動歯車装置５は、円環
状の剛性内歯歯車５１と、シルクハット型の可撓性外歯
歯車５２と、楕円形輪郭の波動発生器５３とを備えてい
る。剛性内歯歯車５１は上記のようにクロスローラベア
リング４の内輪４２と一体物として形成されており、内
歯５１１が内周面に形成されている円環状の歯部形成部
材５１２のみが別部材から形成され、内歯歯車兼用の内
輪４２の内周面に一体化されている。
【００１５】可撓性外歯歯車５２は円筒状の胴部５２１
と、この一端に連続して半径方向の外方に広がっている
環状のダイヤフラム５２２と、このダイヤフラム５２２
の外周縁に連続している厚肉の環状ボス５２３と、胴部
５２１の他端部分の外周面に形成されている外歯５２４
とを備え、全体としてシルクハット形状をしたものであ
る。環状ボス５２３は、クロスローラベアリング４の外
輪４１の環状端面と第１の端板２の間に挟まれ、締結ボ
ルト（図示せず）によって、これらの部品に締結固定さ
れている。よって、可撓性外歯歯車５２と剛性内歯歯車
５１はクロスローラベアリング４を介して相対回転自在
の状態となっている。
【００１６】波動発生器５３は、入力軸８の外周面に形
成されている楕円形輪郭の剛性カム板部分５３１とボー
ルベアリング５３２とを備え、このボールベアリング５
３２は、剛性カム板部分５３１の外周面と可撓性外歯車
５２の外歯５２４が形成されている部分の内周面との間
に嵌め込まれている。
【００１７】ここで、外輪４１の外輪本体部材４１１に
形成したボルト孔４１４が開口している外輪本体部材の
環状端面４１５には、ボルト座面形成用の環状板９が取
り付けられ、この環状板９も締結用ボルトによって外輪
本体部材４１１の側に締結固定されている。この環状板
９の内周縁側の部分には、オイルシール用のシールリン
グ９１が取り付けられており、このシールリング９１に
よって外輪４１と内輪４２の隙間がシールされている。
【００１８】この構成のシルクハット型の波動歯車装置
ユニット１では、入力回転軸８の第１の端板３から突出
している突出部分が、モーター出力軸等の回転源に接続
固定される。また、第１の端板２あるいは第２の端板３
が、負荷側に接続固定される。入力回転軸８が高速回転
すると、楕円形状の波動発生器４３によって楕円形状に
撓められて円周方向の２か所で内歯４２４に噛み合って
いる外歯４１４の噛み合い部分は円周方向に移動する。
外歯と内歯の歯数は異なっているので、歯数差に応じた
相対回転がこれらの外歯と内歯の間に発生する。この回
転は、入力回転数に比べて大幅に減速されたものとな
る。第２の端板２および第２の端板３のうちの一方が負
荷側に接続され、他方が回転しないように固定されるの
で、負荷側に接続された端板の側から減速回転が出力さ
れて負荷側に伝達される。
【００１９】（各部品の素材について）上述のように、
本例では、クロスローラベアリング４の外輪４１は、外
輪本体部材４１１と外輪側軌道面形成部材４１２からな
る複合部品である。同様に、内輪４２は、内輪本体部材
４２１と、内輪側軌道面形成部材４２２と、内周面に内
歯５１１が形成されている歯部形成部材５１２からなる
複合部品である。
【００２０】外輪本体部材４１１および内輪本体部材４
２１は、鉄系素材よりも軽い軽量素材から形成されてお
り、例えば、アルミニウム合金、チタン合金等の軽金属
の合金、プラスチック、またはセラミックを採用するこ
とができる。これに対して、軌道面が形成されている外
輪側軌道面形成部材４１２、内輪側軌道面形成部材４２
２および、内歯が形成されている歯部形成部材５１２は
一般的に使用されている鉄系素材から形成されている。
【００２１】さらに、本例では、入力軸８もアルミニウ
ム合金、チタン合金等の軽金属の合金、プラスチック、
またはセラミック等の軽量素材から形成されており、そ
の外周面に形成されている波動発生器５３の剛性カム板
部分５３１も同一の軽量素材から形成されている。
【００２２】（外輪、内輪の製造方法）次に、複合部品
である外輪４１および内輪４２の製造方法について説明
する。まず、図３を参照して、外輪４１の製造方法を説
明する。
【００２３】図３（ａ）に示すように、外輪本体部材４
１１をその中心軸線４１ａ（図３（ｃ）参照）に直交す
る平面４１ｂ（図３（ｃ）参照）で左右に分割した形状
の第１および第２の外輪本体分割片１１、１２を製造す
る。各外輪本体分割片１１、１２の内周面には４５度傾
斜した拡散接合面１１ａ、１２ａが形成されている。ま
た、外輪側軌道面形成部材４１２をその中心軸線４１ａ
に直交する平面４１ｂで左右に分割した形状の第１およ
び第２の外輪側軌道面分割片２１、２２を製造する。こ
れらの外周面にも中心軸線に対して４５度傾斜した拡散
接合面２１ａ、２２ａが形成されている。
【００２４】次に、図３（ｂ）に示すように、第１の外
輪本体分割片１１の拡散接合面１１ａに第１の外輪側軌
道面分割片２１の拡散接合面２１ａを重ね合わせ、これ
らを拡散接合する。拡散接合は、真空中において所定の
圧力を拡散接合面に加えながら所定の高温雰囲気中で行
う。この結果、第１の外輪本体分割片１１に第１の外輪
側軌道面分割片２１が一体化された円環状の第１の外輪
分割片３１を得ることができる。
【００２５】同様に、第２の外輪本体分割片１２の拡散
接合面１２ａに第２の外輪側軌道面分割片２２の拡散接
合面２２ａを重ね合わせて、これらを拡散接合すること
により、第２の外輪分割片３２を得ることができる。
【００２６】この後は、図３（ｃ）に示すように、第１
および第２の外輪分割片３１、３２の円環状側面３１
ａ、３２ａを相互に重ね合わせて、同様にして、これら
を拡散接合して一体化する。これにより、外輪４１が得
られる。
【００２７】なお、内輪４２も同様に製造することがで
きる。本例の内輪４２の場合には、歯部形成部材５１２
も拡散接合により内輪４２に一体化される。
【００２８】（その他の実施の形態）上記の例は、クロ
スローラベアリングに対して本発明を適用したものであ
るが、ボールベアリングなどのそのほかの形式のベアリ
ングに対しても本発明を同様に適用できることは勿論で
ある。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の軽量ベア
リングでは、その外輪本体部分および内輪本体部分を軽
量素材から形成し、強度が必要とされる外輪側軌道面お
よび内輪側軌道面の部分のみを鉄系素材から形成し、こ
れらの部材を結合して一体化した構成を採用している。
従って、本発明によれば、非常に軽量なベアリングを実
現できる。また、軽合金製の本体部材と鉄系素材からな
る軌道側部材を拡散接合により一体化して複合部品であ
る軌道輪を製造しているので、かかる構造の起動輪を簡
単な工程により確実に一体化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したシルクハット型の波動歯車装
置ユニットの概略断面図である。
【図２】図１の波動歯車装置の構成を示す説明図であ
る。
【図３】図１の波動歯車装置における外輪および内輪の
製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 波動歯車装置ユニット ２、３ 端板 ４ クロスローラベアリング ４１、１５１ 外輪 ４１１ 外輪本体部材 ４１２ 外輪側軌道面形成部材 ４２ 内輪 ４２１ 内輪本体部材 ４２２ 内輪側軌道面形成部材 ４３ コロ ５ 波動歯車装置 ５１ 剛性内歯歯車 ５１１ 内歯 ５１２ 歯部形成部材 ５２ 可撓性外歯歯車 ８ 入力軸 ９ 環状板 ９１ オイルシール １１ 第１の外輪本体分割片 １２ 第２の外輪本体分割片 ２１ 第１の外輪側軌道面分割片 ２２ 第２の外輪側軌道面分割片 ３１ 第１の外輪分割片 ３２ 第２の外輪分割片 ４１ａ 中心軸線 ４１ｂ 中心軸線に直交する平面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/60 Ｆ１６Ｃ 33/60 33/62 33/62 // Ｆ１６Ｃ 19/36 19/36 Ｂ２３Ｋ 103:20 Ｂ２３Ｋ 103:20 103:24 103:24 Ｆターム(参考） 3J101 AA13 AA26 AA42 AA54 AA62 BA53 BA54 BA55 BA56 BA64 BA65 BA70 DA16 EA01 EA02 EA14 EA31 EA41 FA51 GA60 4E067 AA02 AA05 AA12 AA18 AA19 BA00 DB01 DC01 EB00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外輪が、外輪本体部材およびこの外輪本
    体部材の内周面に固定されていると共に内周面に軌道面
    が形成されている外輪側軌道面形成部材から構成され、
    内輪が、内輪本体部材およびこの内輪本体部材の外周面
    に固定されていると共に外周面に軌道面が形成されてい
    る内輪側軌道面形成部材から構成され、前記外輪側軌道
    面形成部材および内輪側軌道面形成部材が鉄系素材から
    形成され、前記外輪本体部材および内輪本体部材が前記
    鉄系素材よりも軽い軽量素材から形成されている軽量ベ
    アリングの製造方法であって、 前記外輪本体部材をその中心軸線に直交する面で左右に
    分割した形状の第１および第２の外輪本体分割片を製造
    し、 前記外輪側軌道面形成部材をその中心軸線に直交する面
    で左右に分割した形状の第１および第２の外輪側軌道面
    分割片を製造し、 前記第１の外輪本体分割片に前記第１の外輪側軌道面分
    割片を拡散接合して、第１の外輪分割片を製造し、 前記第２の外輪本体分割片に前記第２の外輪側軌道面分
    割片を拡散接合して、第２の外輪分割片を製造し、 前記第１および第の外輪分割片を拡散接合して、前記外
    輪を製造することを特徴とする軽量ベアリングの製造方
    法。
  2. 【請求項２】 外輪が、外輪本体部材およびこの外輪本
    体部材の内周面に固定されていると共に内周面に軌道面
    が形成されている外輪側軌道面形成部材から構成され、
    内輪が、内輪本体部材およびこの内輪本体部材の外周面
    に固定されていると共に外周面に軌道面が形成されてい
    る内輪側軌道面形成部材から構成され、前記外輪側軌道
    面形成部材および内輪側軌道面形成部材が鉄系素材から
    形成され、前記外輪本体部材および内輪本体部材が前記
    鉄系素材よりも軽い軽量素材から形成されている軽量ベ
    アリングの製造方法であって、 前記内輪本体部材をその中心軸線に直交する面で左右に
    分割した形状の第１および第２の内輪本体分割片を製造
    し、 前記内輪側軌道面形成部材をその中心軸線に直交する面
    で左右に分割した形状の第１および第２の内輪側軌道面
    分割片を製造し、 前記第１の内輪本体分割片に前記第１の内輪側軌道面分
    割片を拡散接合して、第１の内輪分割片を製造し、 前記第２の内輪本体分割片に前記第２の内輪側軌道面分
    割片を拡散接合して、第２の内輪分割片を製造し、 前記第１および第の内輪分割片を拡散接合して、前記内
    輪を製造することを特徴とする軽量ベアリングの製造方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記軽量素材は、アルミニウム合金、チタン合金等の軽
    金属の合金、プラスチック、またはセラミックであるこ
    とを特徴とする軽量ベアリングの製造方法。
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