JP2003074677A - 減速機用軸受構造 - Google Patents
減速機用軸受構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 減速機の出力軸を支持する軸受の高い剛性を
確保し、軸受及び減速機全体の小型軽量化を図る。 【解決手段】 本発明の減速機用軸受構造は、フロント
側軸受20及びリア側軸受21が、軸方向(図中左右方
向)に所定の軸受スパンSをあけて配置されている。各
軸受20,21は、減速機10の各出力軸片13a,1
3bの外周面と内歯車14の内周面との間に介在されて
減速機10の出力軸を支持する。リア側軸受21の接触
角α2は、フロント側軸受20の接触角α1より大き
く、例えば接触角α2=60度、接触角α1=40度に
設定される。
確保し、軸受及び減速機全体の小型軽量化を図る。 【解決手段】 本発明の減速機用軸受構造は、フロント
側軸受20及びリア側軸受21が、軸方向(図中左右方
向)に所定の軸受スパンSをあけて配置されている。各
軸受20,21は、減速機10の各出力軸片13a,1
3bの外周面と内歯車14の内周面との間に介在されて
減速機10の出力軸を支持する。リア側軸受21の接触
角α2は、フロント側軸受20の接触角α1より大き
く、例えば接触角α2=60度、接触角α1=40度に
設定される。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば産業用ロボ
ット等の関節に適用される減速機用軸受構造に関し、詳
しくは減速機の出力軸を支持する減速機用軸受の剛性を
向上させるための構造に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、産業用ロボット等の関節に利用
される減速機においては、小型軽量化を図る上で、出力
軸を支持する減速機用軸受の高い剛性が要求されてい
る。 【0003】従来、産業用ロボット等の関節に利用され
る減速機の出力軸支持構造として、特公2741711
号公報には、図5に示したように、減速機の出力軸を一
対の円錐ころ軸受60で支持する遊星歯車減速機50が
記載されている。 【0004】すなわち、遊星歯車減速機50は、円弧歯
形の内歯歯車51と、トロコイド歯形等の外歯歯車52
を有しており、外歯歯車52の自転を出力軸に取り出す
ものである。円錐ころ軸受60は、外輪61を遊星歯車
減速機50の内歯歯車51を構成するケーシングに、一
体又は分離可能に設けられている。また、円錐ころ軸受
60は、内ピン62を保持するとともに外歯歯車52列
を挟んで両側に配置された出力軸フランジ63の外周面
を内輪としている。各出力軸フランジ63は、各々外周
面に内向きのテーパー面を備えており、内ピン62の先
端部に設けられたねじ部64と、該ねじ部に螺合された
ボルト65によって、互いの間隔を調整可能に締付けら
れている。 【0005】また、図6に示したように、特開2000
−55145号公報には、減速機80において、アンギ
ュラ玉軸受73は、一対を背面組合せで定位置予圧され
ることにより、出力軸74を支持する構成が記載されて
いる。 【0006】また、図7に示したように、実開平5−6
2737号公報には、遊星歯車減速機100の先端に配
置された一対の軸受(アンギュラ玉軸受)101によ
り、遊星歯車減速機100の出力軸を支持する構造が記
載されている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来の図5〜
図7に示したいずれの構造も、減速機50,80,10
0の出力軸を支持する軸受(以下、主軸受という)6
0,73,101が、出力軸の軸方向に一対配置されて
いる。この場合、フロント側の主軸受には、ラジアル剛
性の高さが要求されるとともに、リア側の主軸受には、
モーメント剛性の高さが要求される。通常、ロボットの
関節用減速機においては、出力軸にアームが取り付けら
れており、アームの先端部にラジアル荷重等の負荷を受
けるが、この時のアームの先端部及び基端部の変位は小
さいことが要求される。したがって、減速機の主軸受の
特性としては、ラジアル剛性及びモーメント剛性の両者
ともに高いことが必要である。 【0008】しかしながら、上記従来のいずれの構造で
も、各主軸受60,73,101は軸方向に対称であ
り、接触角も同一であるため、フロント側軸受のラジア
ル剛性及びリア側軸受のモーメント剛性を、各軸受の剛
性を単純に上げることで高めると、軸受の大きさ及び重
量が大幅に増大してしまう。したがって、減速機全体の
大きさ及び重量が増大してしまうという問題があった。 【0009】本発明は、減速機の出力軸を支持する軸受
の高い剛性を確保することができ、軸受及び減速機全体
の小型軽量化を図ることができる減速機用軸受構造を提
供することを目的としている。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、減
速機の出力軸を軸方向に配置された一対の軸受によって
支持する減速機用軸受構造において、一方の軸受の接触
角を他方の軸受の接触角より大きくしたことを特徴とす
る減速機用軸受構造によって達成することができる。 【0011】本発明に係る前記構成の減速機用軸受構造
においては、減速機の出力軸を支持する一対の軸受のう
ち、例えばラジアル荷重分担の小さい一方の軸受の接触
角が、ラジアル荷重分担の大きい他方の軸受の接触角よ
り大きく設定される。すなわち、他方の軸受の接触角が
小さいことにより、ラジアル剛性が確保されるととも
に、一方の軸受の接触角が大きいことにより、モーメン
ト剛性が確保される。これにより、軸受のラジアル剛性
とモーメント剛性の両立が図られ、高い剛性が確保され
る。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る減速機用軸受
構造の第1実施形態を図1及び図2に基づいて説明す
る。図1は本発明の減速機用軸受構造の第1実施形態で
あるアームに取り付けた状態を示す断面図、図2は2列
組合せアンギュラ玉軸受のラジアル剛性及びモーメント
剛性を接触角をパラメータとして示したグラフである。 【0013】図1に示すように、本実施形態の減速機用
軸受構造が適用される遊星歯車式減速機(以下、減速機
という)10は、太陽歯車11と、該太陽歯車に噛合す
る複数の遊星歯車12と、該各遊星歯車を回転自在に支
持する2分割型出力軸13と、遊星歯車12に噛合する
内歯車14とを有しており、遊星歯車12の公転を出力
軸に取り出すものである。2分割型出力軸13は、締結
用ボルト15によって相互に連結された第1の出力軸片
13a及び第2の出力軸片13bから構成されている。
各出力軸片13a,13bには、各々複数の遊星軸13
cが突設されており、各遊星軸13cには、各々遊星歯
車12がニードルベアリング16を介して回転自在に支
持されている。 【0014】本実施形態の減速機用軸受構造において
は、主軸受であるフロント側軸受20及びリア側軸受2
1が、軸方向(図1中左右方向)に所定の軸受スパンS
をあけて配置されており、減速機10の各出力軸片13
a,13bの外周面と内歯車14の内周面との間に介在
されて減速機10の出力軸を支持する。フロント側軸受
20及びリア側軸受21は、各々環状に形成された内輪
22及び外輪23間に、複数の玉24を周方向に所定の
間隔をあけて保持器(図示しない)によって保持した状
態で配置したアンギュラ玉軸受である。リア側軸受21
の接触角α2は、フロント側軸受20の接触角α1より
大きく、本実施形態ではリア側軸受21の接触角α2=
60度、フロント側軸受20の接触角α1=40度に設
定されている。 【0015】次に、本実施形態の減速機用軸受構造の作
用を説明する。ロボットの関節用減速機においては、ア
ームの先端部に荷重が加わることが多いため、減速機の
主軸受では、フロント側のラジアル荷重分担が大きくな
る。図2に示すように、本実施形態のような2列組合せ
アンギュラ玉軸受の場合、ラジアル剛性及びモーメント
剛性を、接触角をパラメータとして示すと、互いに相反
する特性であることが理解される。すなわち、接触角が
大きくなると、モーメント剛性は大きくなるが、ラジア
ル剛性は小さくなる。また、逆に接触角が小さくなる
と、ラジアル剛性は大きくなるが、モーメント剛性は小
さくなる。 【0016】そこで、本実施形態の減速機用軸受構造で
は、フロント側軸受20の接触角α1を小さくするとと
もに、リア側軸受21の接触角α2を大きくしている。
すなわち、フロント側軸受20の接触角α1が小さいこ
とにより、ラジアル剛性が確保されるとともに、リア側
軸受21の接触角α2が大きいことにより、モーメント
剛性が確保される。これにより、主軸受20,21のラ
ジアル剛性とモーメント剛性の両立が図られる。 【0017】次に、上述した第1実施形態の減速機用軸
受構造を、図1に示した構成の変形試験装置30を用い
て解析した。すなわち、試験用治具としてのアーム31
の先端部31a(図1中、矢印Aで示す部分)に、ラジ
アル荷重を負荷として作用させた場合、アーム31の基
端部31b(図1中、矢印Bで示す部分)及び先端部3
1aの各々変形量を計測した。解析結果を表1に示す。 【0018】 【表1】 【0019】表1に示すように、従来例としての接触角
40度品、比較例1〜3としての接触角30度品、50
度品、60度品、実施例1としての接触角40−60度
品について、アーム31の変形量を算出した。軸受の諸
元と、荷重条件を以下に示す。 軸受諸元 玉径φ15.88mm、玉数42、PCDφ239m
m、予圧荷重30000N、軸受スパンS=66mm 荷重 ラジアル荷重9200N、距離L=920mm 【0020】解析の結果、比較例2,3の接触角50度
品、60度品では、いずれもラジアル剛性が低く、アー
ム31の基端部31bの変形量が大きい。比較例1の接
触角30度品では、モーメント剛性が低く、アーム31
の先端部31aの変形量が大きい。一方、実施例1の接
触角40−60度品では、従来例の接触角40度品、比
較例1〜3の接触角30度品、50度品、60度品と比
較して、アーム31の基端部31b及び先端部31aの
変形量が小さく、剛性が高いことが判明した。 【0021】次に、本発明に係る減速機用軸受構造の第
2実施形態を図3に基づいて説明する。図3は本実施形
態の減速機用軸受構造及び従来例、比較例の減速機用軸
受構造について、アームの先端部及び基端部の変形量を
示すグラフである。本実施形態の減速機用軸受構造で
は、第1実施形態と同一構造のフロント側及びリア側軸
受(図示しない)をそれぞれ、約10%小型化して使用
している。その他の構成及び作用については、上記第1
実施形態と同様である。 【0022】次に、本実施形態の減速機用軸受構造にお
いて、上記第1実施形態と同様に図1に示した変形試験
装置30を用いて解析した。すなわち、アーム31の先
端部31aに、ラジアル荷重を負荷として作用させた場
合、アーム31の基端部31b及び先端部31aの各々
変形量を計測した。解析結果を表2に示す。 【0023】 【表2】 【0024】表2に示すように、従来例としての接触角
40度品、従来例に比較して約10%小型化した下記諸
元の実施例2としての接触角40−60度品、実施例2
と同様に約10%小型化した比較例4としての接触角4
0度品について、アームの変形量を算出した。軸受の諸
元と、荷重条件を以下に示す。 軸受諸元 玉径φ15.08mm、玉数39、PCDφ216m
m、予圧荷重30000N、軸受スパンS=66mm 【0025】解析の結果、図3に示すように、従来例の
軸受を単純に約10%小型化した比較例4では、アーム
の基端部及び先端部ともに、従来例と比較しても変形量
が非常に大きく、剛性低下が非常に大きいことが理解さ
れる。一方、実施例2の接触角40−60度品では、比
較例4の接触角40度品と比較すると、アームの基端部
及び先端部の変形量が非常に小さく、従来例の接触角4
0度品と比較しても、約10%小型化したにもかかわら
ず、略同等の剛性が得られたことが判明した。 【0026】次に、本発明の減速機用軸受構造の第3実
施形態を図4に基づいて説明する。図4は本実施形態の
減速機用軸受構造であるフロント側軸受及びリア側軸受
を示す要部断面図である。図4に示すように本実施形態
では、リア側軸受40は、玉41と軌道面42の接触楕
円がみぞ肩43に乗り上げないように、みぞ肩高さhを
通常より高くなるように形成されている。みぞ肩高さh
は玉径の40〜60%が望ましい。そして、保持器に代
えて、玉41と玉41との間にセパレータ(図示しな
い)を入れる構成とされている。その他の構成及び作用
については、上記第1実施形態と同様である。 【0027】リア側軸受40は、例えば保持器を使用し
た場合のような保持器とみぞ肩との干渉等がない。ま
た、リア側軸受40は、みぞ肩厚さWを十分に確保する
か、又はハウジングや軸の肩でみぞ肩43をバックアッ
プすることにより、みぞ肩43の変形が防止され、剛性
低下を回避することができる。 【0028】上述したように上記各実施形態によれば、
リア側軸受21,40の接触角α2をフロント側軸受2
0の接触角α1より大きくしたので、フロント側及びリ
ア側での対称な接触角では得られない、主軸受20,2
1,40の高い剛性を確保することができる。これによ
り、ロボットアームにラジアル荷重を受けた際、ロボッ
トアームの先端部及び基端部の変位を極力抑制すること
ができ、ロボットアームの高い位置決め精度を確保する
ことができるとともに、振動・騒音等を防止することが
できる。 【0029】また、第2実施形態によれば、主軸受2
0,21の小型化を、主軸受20,21の高い剛性を保
ちつつ達成することができる。これにより、減速機10
全体の小型軽量化を図ることができるとともに、主軸受
20,21及び減速機10全体のコストダウンを図るこ
とができる。更に、第3実施形態によれば、リア側軸受
40において、保持器を使用した場合のような保持器と
みぞ肩43との干渉等を確実に回避することができる。 【0030】なお、上述した各実施形態において、リア
側軸受21,40は、総玉軸受とすることも可能であ
る。この場合、玉数を増やせるので、更に剛性を向上さ
せることができる。総玉軸受とした場合、玉同士の接触
によって玉の磨耗を生じる可能性があるが、例えば表面
を窒化処理して表面硬度を上げたDSボール(特願20
00−368602号公報参照)を用いることで、問題
を解消することができる。 【0031】また、各実施形態では、リア側軸受21,
40の接触角α2=60度、フロント側軸受20の接触
角α1=40度に設定されるが、これに限らず、リア側
軸受21,40の接触角α2が、フロント側軸受20の
接触角α1より大きく設定されていればよく、適用され
る減速機の諸元等に対応して適宜変更可能である。ま
た、各軸受20,21,40もアンギュラ玉軸受に限ら
ず、組合せの円錐ころ軸受として構成することもでき
る。更に、適用対象となる減速機も、遊星歯車減速機に
限らず、類似構造(片持ち構造)の軸系、例えば工作機
械の主軸やインデックステーブルの支持構造に適用する
ことができ、それらの高剛性化に有効である。 【0032】 【発明の効果】以上説明したように本発明の減速機用軸
受構造によれば、減速機の出力軸を支持する一対の軸受
の一方の接触角を他方の接触角より大きくしたので、各
軸受の高い剛性を確保することができる。これにより、
軸受及び減速機全体の小型軽量化を図ることができる。
ット等の関節に適用される減速機用軸受構造に関し、詳
しくは減速機の出力軸を支持する減速機用軸受の剛性を
向上させるための構造に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、産業用ロボット等の関節に利用
される減速機においては、小型軽量化を図る上で、出力
軸を支持する減速機用軸受の高い剛性が要求されてい
る。 【0003】従来、産業用ロボット等の関節に利用され
る減速機の出力軸支持構造として、特公2741711
号公報には、図5に示したように、減速機の出力軸を一
対の円錐ころ軸受60で支持する遊星歯車減速機50が
記載されている。 【0004】すなわち、遊星歯車減速機50は、円弧歯
形の内歯歯車51と、トロコイド歯形等の外歯歯車52
を有しており、外歯歯車52の自転を出力軸に取り出す
ものである。円錐ころ軸受60は、外輪61を遊星歯車
減速機50の内歯歯車51を構成するケーシングに、一
体又は分離可能に設けられている。また、円錐ころ軸受
60は、内ピン62を保持するとともに外歯歯車52列
を挟んで両側に配置された出力軸フランジ63の外周面
を内輪としている。各出力軸フランジ63は、各々外周
面に内向きのテーパー面を備えており、内ピン62の先
端部に設けられたねじ部64と、該ねじ部に螺合された
ボルト65によって、互いの間隔を調整可能に締付けら
れている。 【0005】また、図6に示したように、特開2000
−55145号公報には、減速機80において、アンギ
ュラ玉軸受73は、一対を背面組合せで定位置予圧され
ることにより、出力軸74を支持する構成が記載されて
いる。 【0006】また、図7に示したように、実開平5−6
2737号公報には、遊星歯車減速機100の先端に配
置された一対の軸受(アンギュラ玉軸受)101によ
り、遊星歯車減速機100の出力軸を支持する構造が記
載されている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来の図5〜
図7に示したいずれの構造も、減速機50,80,10
0の出力軸を支持する軸受(以下、主軸受という)6
0,73,101が、出力軸の軸方向に一対配置されて
いる。この場合、フロント側の主軸受には、ラジアル剛
性の高さが要求されるとともに、リア側の主軸受には、
モーメント剛性の高さが要求される。通常、ロボットの
関節用減速機においては、出力軸にアームが取り付けら
れており、アームの先端部にラジアル荷重等の負荷を受
けるが、この時のアームの先端部及び基端部の変位は小
さいことが要求される。したがって、減速機の主軸受の
特性としては、ラジアル剛性及びモーメント剛性の両者
ともに高いことが必要である。 【0008】しかしながら、上記従来のいずれの構造で
も、各主軸受60,73,101は軸方向に対称であ
り、接触角も同一であるため、フロント側軸受のラジア
ル剛性及びリア側軸受のモーメント剛性を、各軸受の剛
性を単純に上げることで高めると、軸受の大きさ及び重
量が大幅に増大してしまう。したがって、減速機全体の
大きさ及び重量が増大してしまうという問題があった。 【0009】本発明は、減速機の出力軸を支持する軸受
の高い剛性を確保することができ、軸受及び減速機全体
の小型軽量化を図ることができる減速機用軸受構造を提
供することを目的としている。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、減
速機の出力軸を軸方向に配置された一対の軸受によって
支持する減速機用軸受構造において、一方の軸受の接触
角を他方の軸受の接触角より大きくしたことを特徴とす
る減速機用軸受構造によって達成することができる。 【0011】本発明に係る前記構成の減速機用軸受構造
においては、減速機の出力軸を支持する一対の軸受のう
ち、例えばラジアル荷重分担の小さい一方の軸受の接触
角が、ラジアル荷重分担の大きい他方の軸受の接触角よ
り大きく設定される。すなわち、他方の軸受の接触角が
小さいことにより、ラジアル剛性が確保されるととも
に、一方の軸受の接触角が大きいことにより、モーメン
ト剛性が確保される。これにより、軸受のラジアル剛性
とモーメント剛性の両立が図られ、高い剛性が確保され
る。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る減速機用軸受
構造の第1実施形態を図1及び図2に基づいて説明す
る。図1は本発明の減速機用軸受構造の第1実施形態で
あるアームに取り付けた状態を示す断面図、図2は2列
組合せアンギュラ玉軸受のラジアル剛性及びモーメント
剛性を接触角をパラメータとして示したグラフである。 【0013】図1に示すように、本実施形態の減速機用
軸受構造が適用される遊星歯車式減速機(以下、減速機
という)10は、太陽歯車11と、該太陽歯車に噛合す
る複数の遊星歯車12と、該各遊星歯車を回転自在に支
持する2分割型出力軸13と、遊星歯車12に噛合する
内歯車14とを有しており、遊星歯車12の公転を出力
軸に取り出すものである。2分割型出力軸13は、締結
用ボルト15によって相互に連結された第1の出力軸片
13a及び第2の出力軸片13bから構成されている。
各出力軸片13a,13bには、各々複数の遊星軸13
cが突設されており、各遊星軸13cには、各々遊星歯
車12がニードルベアリング16を介して回転自在に支
持されている。 【0014】本実施形態の減速機用軸受構造において
は、主軸受であるフロント側軸受20及びリア側軸受2
1が、軸方向(図1中左右方向)に所定の軸受スパンS
をあけて配置されており、減速機10の各出力軸片13
a,13bの外周面と内歯車14の内周面との間に介在
されて減速機10の出力軸を支持する。フロント側軸受
20及びリア側軸受21は、各々環状に形成された内輪
22及び外輪23間に、複数の玉24を周方向に所定の
間隔をあけて保持器(図示しない)によって保持した状
態で配置したアンギュラ玉軸受である。リア側軸受21
の接触角α2は、フロント側軸受20の接触角α1より
大きく、本実施形態ではリア側軸受21の接触角α2=
60度、フロント側軸受20の接触角α1=40度に設
定されている。 【0015】次に、本実施形態の減速機用軸受構造の作
用を説明する。ロボットの関節用減速機においては、ア
ームの先端部に荷重が加わることが多いため、減速機の
主軸受では、フロント側のラジアル荷重分担が大きくな
る。図2に示すように、本実施形態のような2列組合せ
アンギュラ玉軸受の場合、ラジアル剛性及びモーメント
剛性を、接触角をパラメータとして示すと、互いに相反
する特性であることが理解される。すなわち、接触角が
大きくなると、モーメント剛性は大きくなるが、ラジア
ル剛性は小さくなる。また、逆に接触角が小さくなる
と、ラジアル剛性は大きくなるが、モーメント剛性は小
さくなる。 【0016】そこで、本実施形態の減速機用軸受構造で
は、フロント側軸受20の接触角α1を小さくするとと
もに、リア側軸受21の接触角α2を大きくしている。
すなわち、フロント側軸受20の接触角α1が小さいこ
とにより、ラジアル剛性が確保されるとともに、リア側
軸受21の接触角α2が大きいことにより、モーメント
剛性が確保される。これにより、主軸受20,21のラ
ジアル剛性とモーメント剛性の両立が図られる。 【0017】次に、上述した第1実施形態の減速機用軸
受構造を、図1に示した構成の変形試験装置30を用い
て解析した。すなわち、試験用治具としてのアーム31
の先端部31a(図1中、矢印Aで示す部分)に、ラジ
アル荷重を負荷として作用させた場合、アーム31の基
端部31b(図1中、矢印Bで示す部分)及び先端部3
1aの各々変形量を計測した。解析結果を表1に示す。 【0018】 【表1】 【0019】表1に示すように、従来例としての接触角
40度品、比較例1〜3としての接触角30度品、50
度品、60度品、実施例1としての接触角40−60度
品について、アーム31の変形量を算出した。軸受の諸
元と、荷重条件を以下に示す。 軸受諸元 玉径φ15.88mm、玉数42、PCDφ239m
m、予圧荷重30000N、軸受スパンS=66mm 荷重 ラジアル荷重9200N、距離L=920mm 【0020】解析の結果、比較例2,3の接触角50度
品、60度品では、いずれもラジアル剛性が低く、アー
ム31の基端部31bの変形量が大きい。比較例1の接
触角30度品では、モーメント剛性が低く、アーム31
の先端部31aの変形量が大きい。一方、実施例1の接
触角40−60度品では、従来例の接触角40度品、比
較例1〜3の接触角30度品、50度品、60度品と比
較して、アーム31の基端部31b及び先端部31aの
変形量が小さく、剛性が高いことが判明した。 【0021】次に、本発明に係る減速機用軸受構造の第
2実施形態を図3に基づいて説明する。図3は本実施形
態の減速機用軸受構造及び従来例、比較例の減速機用軸
受構造について、アームの先端部及び基端部の変形量を
示すグラフである。本実施形態の減速機用軸受構造で
は、第1実施形態と同一構造のフロント側及びリア側軸
受(図示しない)をそれぞれ、約10%小型化して使用
している。その他の構成及び作用については、上記第1
実施形態と同様である。 【0022】次に、本実施形態の減速機用軸受構造にお
いて、上記第1実施形態と同様に図1に示した変形試験
装置30を用いて解析した。すなわち、アーム31の先
端部31aに、ラジアル荷重を負荷として作用させた場
合、アーム31の基端部31b及び先端部31aの各々
変形量を計測した。解析結果を表2に示す。 【0023】 【表2】 【0024】表2に示すように、従来例としての接触角
40度品、従来例に比較して約10%小型化した下記諸
元の実施例2としての接触角40−60度品、実施例2
と同様に約10%小型化した比較例4としての接触角4
0度品について、アームの変形量を算出した。軸受の諸
元と、荷重条件を以下に示す。 軸受諸元 玉径φ15.08mm、玉数39、PCDφ216m
m、予圧荷重30000N、軸受スパンS=66mm 【0025】解析の結果、図3に示すように、従来例の
軸受を単純に約10%小型化した比較例4では、アーム
の基端部及び先端部ともに、従来例と比較しても変形量
が非常に大きく、剛性低下が非常に大きいことが理解さ
れる。一方、実施例2の接触角40−60度品では、比
較例4の接触角40度品と比較すると、アームの基端部
及び先端部の変形量が非常に小さく、従来例の接触角4
0度品と比較しても、約10%小型化したにもかかわら
ず、略同等の剛性が得られたことが判明した。 【0026】次に、本発明の減速機用軸受構造の第3実
施形態を図4に基づいて説明する。図4は本実施形態の
減速機用軸受構造であるフロント側軸受及びリア側軸受
を示す要部断面図である。図4に示すように本実施形態
では、リア側軸受40は、玉41と軌道面42の接触楕
円がみぞ肩43に乗り上げないように、みぞ肩高さhを
通常より高くなるように形成されている。みぞ肩高さh
は玉径の40〜60%が望ましい。そして、保持器に代
えて、玉41と玉41との間にセパレータ(図示しな
い)を入れる構成とされている。その他の構成及び作用
については、上記第1実施形態と同様である。 【0027】リア側軸受40は、例えば保持器を使用し
た場合のような保持器とみぞ肩との干渉等がない。ま
た、リア側軸受40は、みぞ肩厚さWを十分に確保する
か、又はハウジングや軸の肩でみぞ肩43をバックアッ
プすることにより、みぞ肩43の変形が防止され、剛性
低下を回避することができる。 【0028】上述したように上記各実施形態によれば、
リア側軸受21,40の接触角α2をフロント側軸受2
0の接触角α1より大きくしたので、フロント側及びリ
ア側での対称な接触角では得られない、主軸受20,2
1,40の高い剛性を確保することができる。これによ
り、ロボットアームにラジアル荷重を受けた際、ロボッ
トアームの先端部及び基端部の変位を極力抑制すること
ができ、ロボットアームの高い位置決め精度を確保する
ことができるとともに、振動・騒音等を防止することが
できる。 【0029】また、第2実施形態によれば、主軸受2
0,21の小型化を、主軸受20,21の高い剛性を保
ちつつ達成することができる。これにより、減速機10
全体の小型軽量化を図ることができるとともに、主軸受
20,21及び減速機10全体のコストダウンを図るこ
とができる。更に、第3実施形態によれば、リア側軸受
40において、保持器を使用した場合のような保持器と
みぞ肩43との干渉等を確実に回避することができる。 【0030】なお、上述した各実施形態において、リア
側軸受21,40は、総玉軸受とすることも可能であ
る。この場合、玉数を増やせるので、更に剛性を向上さ
せることができる。総玉軸受とした場合、玉同士の接触
によって玉の磨耗を生じる可能性があるが、例えば表面
を窒化処理して表面硬度を上げたDSボール(特願20
00−368602号公報参照)を用いることで、問題
を解消することができる。 【0031】また、各実施形態では、リア側軸受21,
40の接触角α2=60度、フロント側軸受20の接触
角α1=40度に設定されるが、これに限らず、リア側
軸受21,40の接触角α2が、フロント側軸受20の
接触角α1より大きく設定されていればよく、適用され
る減速機の諸元等に対応して適宜変更可能である。ま
た、各軸受20,21,40もアンギュラ玉軸受に限ら
ず、組合せの円錐ころ軸受として構成することもでき
る。更に、適用対象となる減速機も、遊星歯車減速機に
限らず、類似構造(片持ち構造)の軸系、例えば工作機
械の主軸やインデックステーブルの支持構造に適用する
ことができ、それらの高剛性化に有効である。 【0032】 【発明の効果】以上説明したように本発明の減速機用軸
受構造によれば、減速機の出力軸を支持する一対の軸受
の一方の接触角を他方の接触角より大きくしたので、各
軸受の高い剛性を確保することができる。これにより、
軸受及び減速機全体の小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の減速機用軸受構造の第1実施形態であ
るアームに取り付けた状態を示す断面図である。 【図2】2列組合せアンギュラ玉軸受のラジアル剛性及
びモーメント剛性を、接触角をパラメータとして示した
グラフである。 【図3】本発明の減速機用軸受構造の第2実施形態及び
従来例、比較例の減速機用軸受構造について、アームの
先端部及び基端部の変形量を示すグラフである。 【図4】本発明の減速機用軸受構造の第3実施形態であ
るフロント側軸受及びリア側軸受をそれぞれ示す要部断
面図である。 【図5】従来の遊星歯車減速機を示す縦断面図である。 【図6】従来のアンギュラ玉軸受を適用した減速機及び
油圧モータを示す断面図である。 【図7】従来の減速機を示す要部断面図である。 【符号の説明】 10 遊星歯車式減速機 11 太陽歯車 12 遊星歯車 13 2分割型出力軸 13a,13b 出力軸片 14 内歯車 20 フロント側軸受20 21 リア側軸受 22 内輪 23 外輪 24 玉 30 変形試験装置 31 アーム 31a アームの先端部 31b アームの基端部 α1 フロント側軸受の接触角 α2 リア側軸受の接触角
るアームに取り付けた状態を示す断面図である。 【図2】2列組合せアンギュラ玉軸受のラジアル剛性及
びモーメント剛性を、接触角をパラメータとして示した
グラフである。 【図3】本発明の減速機用軸受構造の第2実施形態及び
従来例、比較例の減速機用軸受構造について、アームの
先端部及び基端部の変形量を示すグラフである。 【図4】本発明の減速機用軸受構造の第3実施形態であ
るフロント側軸受及びリア側軸受をそれぞれ示す要部断
面図である。 【図5】従来の遊星歯車減速機を示す縦断面図である。 【図6】従来のアンギュラ玉軸受を適用した減速機及び
油圧モータを示す断面図である。 【図7】従来の減速機を示す要部断面図である。 【符号の説明】 10 遊星歯車式減速機 11 太陽歯車 12 遊星歯車 13 2分割型出力軸 13a,13b 出力軸片 14 内歯車 20 フロント側軸受20 21 リア側軸受 22 内輪 23 外輪 24 玉 30 変形試験装置 31 アーム 31a アームの先端部 31b アームの基端部 α1 フロント側軸受の接触角 α2 リア側軸受の接触角
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 3J027 FB32 GC13 GC22 GD04 GD08
GD12 GE25
3J063 AA27 AC01 BA04 BB12 BB41
BB44 CA01 CB57 CD01 CD02
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 減速機の出力軸を軸方向に配置された一
対の軸受によって支持する減速機用軸受構造において、 一方の軸受の接触角を他方の軸受の接触角より大きくし
たことを特徴とする減速機用軸受構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001267435A JP2003074677A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 減速機用軸受構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001267435A JP2003074677A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 減速機用軸受構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003074677A true JP2003074677A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19093567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001267435A Pending JP2003074677A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 減速機用軸受構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003074677A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008064244A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Ntn Corp | 風力発電機の主軸支持構造 |
US8764304B2 (en) | 2006-09-08 | 2014-07-01 | Ntn Corporation | Roller bearing, retainer segment of roller bearing for supporting main shaft of wind-power generator, and main shaft support structure of wind-power generator |
-
2001
- 2001-09-04 JP JP2001267435A patent/JP2003074677A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008064244A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Ntn Corp | 風力発電機の主軸支持構造 |
US8764304B2 (en) | 2006-09-08 | 2014-07-01 | Ntn Corporation | Roller bearing, retainer segment of roller bearing for supporting main shaft of wind-power generator, and main shaft support structure of wind-power generator |
US9664231B2 (en) | 2006-09-08 | 2017-05-30 | Ntn Corporation | Roller bearing, retainer segment of roller bearing for supporting main shaft of wind-power generator |
US9810263B2 (en) | 2006-09-08 | 2017-11-07 | Ntn Corporation | Retainer segment for a roller bearing for supporting a main shaft of a wind-power generator |
US10408267B2 (en) | 2006-09-08 | 2019-09-10 | Ntn Corporation | Tapered roller bearing and main shaft support structure of wind-power generator using same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060324 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071127 |