軸承以及減速機的制作方法

本發明涉及軸承以及減速機。

背景技術：

以往，已知在使用了輥子等轉動體的滾動軸承(以下，簡單記載為軸承)中使用固體潤滑劑的技術。通過在軸承內部保持固體潤滑劑，保持輥子的潤滑性，抑制因摩擦產生的軸承的疲勞。為了實現軸承的長壽命化，在軸承內部將固體潤滑劑以長期且穩定地與輥子接觸的方式保持的技術很重要。關于向軸承填充固體潤滑劑的填充方法以及填充形狀，例如記載于日本特開2001-116053號公報。

在該文獻所記載的軸承中，在內圈與外圈的相向面分別設置有多列軌道面。被保持器保持的多列球面滾子存在于該軌道面間。在上述內圈與外圈之間以全填充形式填充固體潤滑劑。并且，在該文獻的軸承中，未燒制的大致液體狀的潤滑劑無間隙地填充于軸承的內部空間。軸承固定在燒制皿，放入烘烤箱來進行燒制。由此，使大致液體狀的潤滑劑固化。

但是，在將固體潤滑劑使用于軸承的情況下，需要將大致液體狀的潤滑劑填充于軸承的內部空間。并且，需要通過熱處理使大致液體狀的潤滑劑固化。因此，制造軸承需要大量工時和時間。因此，若能夠簡化這些工序，則能夠抑制軸承的制造成本。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種在軸承中長期保持輥子的潤滑性且能夠簡易地制造的結構。

本申請的例示性的第一發明為一種軸承，其具有：圓筒狀的內圈，內圈以沿上下延伸的中心軸線為中心；多個輥子，多個輥子沿著內圈的外周面配置；以及第一保持架，第一保持架配置于內圈的徑向外側，且在內圈的外周部保持輥子，第一保持架具有：多個第一柱部，多個第一柱部沿軸向延伸；以及第一環，第一環連接第一柱部的軸向上方的端部彼此，內圈與第一保持架相互相對旋轉，多個輥子分別配置于相鄰的第一柱部之間，輥子的一部分位于比第一柱部靠徑向外側的位置，在第一環與內圈之間以及第一柱部與內圈之間配置有第二保持架，第二保持架由固體潤滑劑構成。

在本申請的例示性的實施方式中，第二保持架為對固體潤滑劑進行成型而成的成型品。

在本申請的例示性的實施方式中，第二保持架具有：圓環狀的環狀部；以及多個第二柱部，多個第二柱部從環狀部沿軸向延伸。環狀部配置于第一環與內圈之間。第二柱部配置于第一柱部與內圈之間。

在本申請的例示性的實施方式中，第一保持架還具有第二環，第二環連接第一柱部的軸向下方的端部彼此。第一環的內徑比第二環的內徑大。第二柱部的末端部與第二環接觸。

在本申請的例示性的實施方式中，第一環的內徑比第二環的外徑大。

第一環的內徑比從中心軸線至第二柱部的徑向外側的面的距離大。

環狀部的軸向寬度比第一環的軸向寬度大。

在本申請的例示性的實施方式中，第二環具有凹部，凹部在第二環與第一柱部的徑向內側的面之間沿徑向構成間隙。第二柱部的末端部嵌入凹部內。第一柱部的一部分、第二柱部的一部分以及第二環的一部分在徑向上重疊。

在本申請的例示性的實施方式中，凹部具有間隙的徑向寬度隨著朝向軸向下方而變窄的第一錐形部。末端部具有第二錐形部，第二錐形部的徑向寬度隨著朝向軸向下方而變窄。

在本申請的例示性的第二發明為一種減速機，其使轉速減速，具有上述軸承。

在本申請的例示性的實施方式中，一種減速機，其使轉速減速，所述減速機包括上述軸承。軸承為一對。一對軸承以環狀部相互相對的方式在軸向上相鄰配置。

根據本申請的例示性的第一發明，多個輥子在內圈的外周部被第一保持架和由固體潤滑劑構成的第二保持架保持。因此，輥子能夠與固體潤滑劑接觸，在軸承動作過程中也保持潤滑性。由此，軸承的可靠性提高。并且，由于將固體潤滑劑作為第二保持架進行零件化，因此容易制造軸承。

參照附圖并通過以下對本發明的優選實施方式的詳細說明，本發明的上述以及其他特征、要素、步驟、特點和優點會變得更加清楚。

附圖說明

圖1為減速機的縱剖視圖。

圖2為減速機的橫剖視圖。

圖3為軸承的橫剖視圖。

圖4為軸承的分解立體圖。

圖5為減速機中的一對軸承的局部剖視圖。

圖6為軸承的制造流程圖。

圖7為變形例所涉及的軸承的局部剖視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的例示性的實施方式進行說明。另外，在本申請中，分別將與中心軸線平行的方向稱為“軸向”，將與中心軸線正交的方向稱為“徑向”，將沿以中心軸線為中心的圓弧的方向稱為“周向”。但是，上述“平行的方向”還包括大致平行的方向。并且，上述“正交的方向”還包括大致正交的方向。并且，以下為了便于說明，分別將圖1的右側稱為“軸向上方”，將圖1的左側稱為“軸向下方”。但是，不意圖通過該上下方向的定義限定本發明所涉及的軸承以及減速機在使用時的方向。

＜1.第一實施方式＞

＜1-1.減速機的整體結構＞

圖1為用包括旋轉軸線90的平面切斷具有本發明的第一實施方式所涉及的一對軸承1的減速機2而形成的縱剖視圖。圖2為從圖1中的A-A位置觀察到的減速機2的橫剖視圖。

減速機2為將第一轉速的旋轉運動轉換為比第一轉速低的第二轉速的旋轉運動的內接行星式減速機。減速機2例如組裝于機器人、機床、X-Y工作臺、材料的切斷裝置、輸送線、旋轉臺、軋輥等的驅動機構來使用。但是，本發明的減速機也可以使用于其他用途。

如圖1所示，減速機2具有輸入旋轉體20、減速機構30以及輸出旋轉體40。本實施方式所涉及的軸承1包含于減速機構30。

輸入旋轉體20為以從外部輸入的轉速、即第一轉速旋轉的部件。在本實施方式中，沿著旋轉軸線90配置的圓筒狀的部件為輸入旋轉體20。輸入旋轉體20的軸向上方的端部直接或者借助其他動力傳遞機構與作為驅動源的馬達連接。若使馬達驅動，則輸入旋轉體20以旋轉軸線90為中心以第一轉速旋轉。

輸入旋轉體20具有第一偏心部21和位于比第一偏心部21靠軸向上方的位置的第二偏心部22。第一偏心部21具有以在離開旋轉軸線90的位置與旋轉軸線90平行地延伸的第一中心軸線91為中心的圓筒狀的外周面。第二偏心部22具有以在離開旋轉軸線90的位置與旋轉軸線90平行地延伸的第二中心軸線92為中心的圓筒狀的外周面。第一中心軸線91與第二中心軸線92位于隔著旋轉軸線90相互相反的一側。若輸入旋轉體20旋轉，則第一中心軸線91以及第二中心軸線92的位置也以旋轉軸線90為中心旋轉。

減速機構30存在于輸入旋轉體20與輸出旋轉體40之間。減速機構30為將輸入旋轉體20的旋轉運動減速并向輸出旋轉體40傳遞的機構。本實施方式的減速機構30具有第一外齒輪31、第二外齒輪32、框架33以及一對軸承1。

一對軸承1分別安裝于第一偏心部21以及第二偏心部22的外周部。第一外齒輪31隔著輥子13安裝于軸承1的徑向外側。因此，第一外齒輪31被支承為以第一偏心部21的第一中心軸線91為中心自如旋轉。第二外齒輪32隔著輥子13安裝于軸承1的徑向外側。因此，第二外齒輪32被支承為以第二偏心部22的第二中心軸線92為中心自如旋轉。

如圖2中放大表示的那樣，第一外齒輪31在其外周部具有朝向徑向外側突出的多個外齒51。在相鄰的外齒51與外齒51之間設置有朝向徑向內側凹陷的外齒間槽52。外齒51與外齒間槽52以第一中心軸線91為中心在周向上交替排列。與第一外齒輪31相同地，第二外齒輪32也在外周部具有多個外齒51和多個外齒間槽52。即，第二外齒輪32在其外周部具有朝向徑向外側突出的多個外齒51。在第二外齒輪32中，在相鄰的外齒51與外齒51之間設置有朝向徑向內側凹陷的外齒間槽52。在第二外齒輪32中，外齒51與外齒間槽52以第二中心軸線92為中心在周向上交替排列。

如圖1以及圖2所示，第一外齒輪31具有多個通孔53。在圖2的例子中，第一外齒輪31具有八個通孔53。多個通孔53以第一中心軸線91為中心在周向上等間隔地排列。各通孔53在比外齒51以及外齒間槽52靠徑向內側的位置沿軸向貫通第一外齒輪31。與第一外齒輪31相同地，第二外齒輪32具有多個通孔53。在第二外齒輪32中，多個通孔53以第二中心軸線92為中心在周向上等間隔地排列。在第二外齒輪32中，各通孔53在比外齒51以及外齒間槽52靠徑向內側的位置沿軸向貫通第二外齒輪32。

另外，本實施方式的減速機構30具有兩個外齒輪31、32。但是，外齒輪的數量可以為一個，還可以為三個以上。即，外齒輪的數量為至少一個以上。

框架33為大致圓筒狀的部件，并在內部容納輸入旋轉體20、輸出旋轉體40以及兩個外齒輪31、32。如圖2中放大表示的那樣，框架33在其內周部具有朝向徑向內側突出的多個內齒61。在相鄰的內齒61與內齒61之間設置有朝向徑向外側凹陷的內齒間槽62。內齒61與內齒間槽62以旋轉軸線90為中心在周向上交替排列。

各外齒輪31、32的多個外齒51與框架33的多個內齒61相互嚙合。即，在減速機2動作時，一邊各外齒輪31、32的外齒51嵌入框架33的內齒間槽62內，框架33的內齒61嵌入各外齒輪31、32的外齒間槽52內，一邊各外齒輪31、32旋轉。如此，在本實施方式中，框架33發揮作為內齒輪的作用。但是，也可以除框架33以外另行在框架33的內周部作為另外部件設置有內齒輪。

第一外齒輪31以及第二外齒輪32一邊通過輸入旋轉體20的動力繞旋轉軸線90公轉，一邊通過與框架33的內齒61嚙合而進行自轉。在此，框架33所具有的內齒61的數量比第一外齒輪31以及第二外齒輪32各自具有的外齒51的數量多。因此，各外齒輪31、32每公轉一圈，與框架33的相同位置的內齒61嚙合的外齒51的位置就會錯開。由此，第一外齒輪31以及第二外齒輪32朝向與輸入旋轉體20的旋轉方向相反的方向以比第一轉速低的第二轉速自轉。因此，各外齒輪31、32的通孔53的位置也以第二轉速旋轉。

將第一外齒輪31以及第二外齒輪32各自具有的外齒51的數量設為N。將框架33所具有的內齒61的數量設為M。減速機構30的減速比P為P＝(第一轉速)/(第二轉速)＝N/(M-N)。在圖2的例子中，由于N＝59、M＝60，因此該例子中的減速機構30的減速比為P＝59。即，第二轉速為第一轉速的1/59的轉速。但是，本發明中的減速機構的減速比也可以為其他值。并且，外齒51的數量N以及內齒61的數量M也可以為其他值，并無特別限定。例如，也可以是外齒51的數量N為89，內齒61的數量M為90，還可以是外齒51的數量N為119，內齒61的數量M為120。換言之，在將外齒51的數量設為N，將框架33所具有的內齒61的數量設為M時，優選N＝59與M＝60的組合、N＝89與M＝90的組合或者N＝119與M＝120的組合中的任一組合。

輸出旋轉體40以減速后的第二轉速以旋轉軸線90為中心旋轉。如圖1所示，本實施方式的輸出旋轉體40具有第一圓板體41、第二圓板體42以及多個銷43。在本實施方式中，銷43的數量為八個。

第一圓板體41為圓環狀的部件，相對于旋轉軸線90垂直地配置。第一圓板體41配置于比第一外齒輪31以及第二外齒輪32靠軸向下方的位置。在第一圓板體41與輸入旋轉體20之間以及在第一圓板體41與框架33之間分別存在球軸承70。由此，第一圓板體41被支承為相對于框架33以及輸入旋轉體20相對自如旋轉。

在第一圓板體41設置有多個被壓入孔311。在本實施方式中，被壓入孔311的數量為八個。在多個被壓入孔311中壓入多個銷43。多個被壓入孔311以旋轉軸線90為中心在周向上等間隔地排列。各被壓入孔311沿軸向貫通第一圓板體41。

第二圓板體42為圓環狀的部件，相對于旋轉軸線90垂直地配置。第二圓板體42配置于比第一外齒輪31以及第二外齒輪32靠軸向上方的位置。在第二圓板體42與輸入旋轉體20之間以及在第二圓板體42與框架33之間分別存在球軸承70。由此，第二圓板體42被支承為相對于框架33以及輸入旋轉體20相對自如旋轉。

在第二圓板體42設置有多個固定用孔321。在本實施方式中，固定用孔321的數量為八個。在多個固定用孔321中插入多個銷43的軸向上方的端部。多個固定用孔321以旋轉軸線90為中心在周向上等間隔地排列。各固定用孔321沿軸向貫通第二圓板體42。

多個銷43為圓柱狀的部件，連接第一圓板體41與第二圓板體42。各銷43與旋轉軸線90大致平行地配置。多個銷43分別插入第一外齒輪31以及第二外齒輪32的多個通孔53中。多個銷43分別壓入第一圓板體41的多個被壓入孔311中。在各銷43的軸向下方的端部設置有直徑擴大了的凸緣部331。凸緣部331的上表面在軸向上與第一圓板體41接觸。由此，防止各銷43朝向軸向上方脫落。各銷43的軸向上方的端部插入第二圓板體42的固定用孔321中，通過螺母固定于第二圓板體42。

如圖2所示，在構成各通孔53的面與銷43的外周面之間存在間隙。在該間隙中插入圓環狀的襯環71。若第一外齒輪31以及第二外齒輪32以減速后的第二轉速自轉，則該動力經由襯環71傳遞至各銷43。其結果是，多個銷43、第一圓板體41以及第二圓板體42以旋轉軸線90為中心以第二轉速旋轉。

＜1-2.關于軸承的結構＞

接著，對軸承1的結構進行說明。圖3為軸承1的剖視圖。圖4為軸承1的分解立體圖。圖5為減速機2中的一對軸承1的局部剖視圖。另外，圖5中的“軸向上方”、“軸向下方”表示左側的軸承1中的方向。軸承1具有內圈10、第一保持架11、第二保持架12以及多個輥子13。

內圈10配置于輸入旋轉體20的外周部。內圈10為以第一中心軸線91為中心的圓筒狀的部件。若輸入旋轉體20旋轉，則內圈10以輸入旋轉體20的旋轉軸線90為中心旋轉。內圈10在外周面具有槽部102。槽部102沿著周向呈圓環狀凹陷。多個輥子13配置于槽部102。因此，限制了多個輥子13在內圈10的外周部的軸向的移動。多個輥子13與第一外齒輪31的內周面接觸。另外，在本實施方式中，軸承1所具有的輥子13的數量為十九個。但是，軸承1所具有的輥子13的數量也可以為除十九個以外的數量，并無特別限定。

第一保持架11為對樹脂進行成型加工而成的成型品。即，第一保持架11為樹脂制品。第一保持架11例如能夠通過將大致液體狀的樹脂注入模具的內部并實施熱處理而成型。第一保持架11配置于內圈10的徑向外側。第一保持架11以第一中心軸線91為中心相對于內圈10相對地旋轉。在本實施方式中，第一保持架11具有第一環111和沿軸向延伸的多個第一柱部110。

多個第一柱部110在內圈10的徑向外側沿軸向延伸。多個第一柱部110的軸向的端部通過第一環111相互相連。多個輥子13分別配置于相鄰的第一柱部110之間。多個輥子13中的一部分位于比第一柱部110靠徑向外側的位置。因此，多個輥子13被多個第一柱部110保持，限制了多個輥子13在內圈10的外周部的周向的移動。另外，在本實施方式中，第一柱部110的數量為十九個。但是，第一柱部110的數量也可以為除十九個以外的數量。

第二保持架12配置于第一環111與內圈10之間以及第一柱部110與內圈10之間。多個輥子13在內圈10的外周部被第一保持架11和第二保持架12保持。因此，多個輥子13能夠與固體潤滑劑接觸，能夠在內圈10的外周部順暢地滾動。因此，能夠抑制輥子13的滾動帶來的摩擦。并且，通過使用固體潤滑劑，能夠防止潤滑劑向軸承1外部漏出。由此，能夠長時間維持軸承1動作時的潤滑性，提高減速機的可靠性。

第二保持架12為對固體潤滑劑進行成型而形成的成型品。第二保持架12例如通過將大致液體狀的潤滑劑注入模具的內部并實施熱處理而成型。如此，由于將固體潤滑劑作為第二保持架12零件化，因此容易制造軸承。并且，在組裝軸承時，不需要燒制固體潤滑劑。由此，能夠削減制造軸承1時的工時，能夠降低軸承的制造成本。

在本實施方式中，第二保持架12具有環狀部121和從環狀部12沿軸向延伸的多個第二柱部120。環狀部121呈圓環狀。環狀部121的至少一部分配置于第一環111與內圈10之間。多個第二柱部120配置于第一柱部110與內圈10之間。如此，由于第二保持架12只在多個第二柱部120的軸向的一側具有環狀部121，因此能夠容易構成對第二保持架12進行成型的模具。由此，能夠進一步降低軸承1的制造成本。

優選第一環111的內徑比第一中心軸線91至第二柱部120的徑向外側的面的距離大。那樣的話，能夠將第二保持架12從軸向插入第一保持架11與內圈10之間。并且，優選環狀部121的軸向寬度比第一環111的軸向寬度大。那樣的話，輥子13容易與固體潤滑劑接觸。另外，在本實施方式中，第二柱部120的數量為十九個。但是，只要第二柱部120的數量與第一柱部110的數量相等，也可以為除了十九個以外的數量。

另外，如圖5所示，減速機2中的一對軸承1以環狀部121相互相對的方式在軸向上相鄰配置。通過這樣，能夠防止第二保持架12沿軸向脫落。由此，能夠強化減速機2的結構。

圖6為示出了本實施方式所涉及的軸承1的制造流程的例子的圖。在制造軸承1時，首先，將大致液體狀的潤滑劑注入模具內。然后，通過對模具進行熱處理，使潤滑劑固化(S1)。由此，成型由固體潤滑劑構成的第二保持架12(S2)。接著，將第一保持架11安裝于內圈10(S3)。然后，將第二保持架12插入內圈10與第一保持架11之間(S4)。之后，將輥子13安裝于相鄰的第一柱部110之間(S5)。通過這樣，在軸承1的制造工序中，不需要向軸承1填充固體潤滑劑的工序以及燒制軸承1而使固體潤滑劑固化的工序。由此，能夠削減軸承1的制造工時，能夠降低軸承1的制造成本。另外，上述的對模具進行的熱處理包括燒制和冷卻。

在本實施方式中，第一保持架11還具有圓環狀的第二環112。多個第一柱部110的軸向下方的端部通過第二環112相互相連。由此，能夠使第一保持架11的結構牢固。第一環111的內徑比第二環112的內徑大。因此，能夠使第二柱部120的末端部與第二環112接觸。由此，在將第二保持架12插入第一柱部110與內圈10之間時，能夠容易進行第二保持架12在軸向上的定位。并且，由于限制了第二保持架12在軸向上的移動，因此能夠使軸承1的結構牢固。另外，優選第一環111的內徑比第二環112的外徑大。那樣的話，容易利用模具制作第一保持架11，能夠進一步降低軸承1的制造成本。

在本實施方式中，第二環112的一部分、環狀部121的一部分以及輥子13的一部分在軸向上重疊。即，在第二環112與環狀部121之間沿軸向夾持多個輥子13。這樣一來，即使在內圈10無槽部102的情況下，第一保持架11、第二保持架12以及輥子13的軸向的移動也被相互限制。因此，不依賴于槽部102的有無，便能夠防止第一保持架11在軸向上的位置偏移。并且，第二環112具有在與第一柱部110之間沿徑向構成間隙的凹部122。第二柱部120的末端部嵌入凹部122內。那樣的話，第一柱部110的一部分、第二柱部120的一部分以及第二環112的一部分在徑向上重疊。由此，能夠防止第二保持架12因輥子13旋轉時的摩擦而向徑向內側傾倒。

另外，凹部122也可以具有間隙的徑向寬度隨著朝向軸向下方而變窄的第一錐形部141。即，凹部122的內側面的至少一部分也可以具有傾斜面和彎曲面中的至少任一面。并且，第二柱部120的末端部也可以具有徑向寬度隨著朝向軸向下方而變窄的第二錐形部142。即，第二柱部120的末端部也可以具有傾斜面和彎曲面中的至少任一面。那樣的話，能夠容易在第一保持架11與內圈10之間保持第二保持架12。并且，能夠容易將第二保持架12插入第一保持架11與內圈10之間。

＜2.變形例＞

以上，對本發明的例示性的實施方式進行了說明，但是本發明并不限定于上述實施方式。

圖7為一變形例所涉及的軸承1A的局部剖視圖。在圖7的例子中，在第一保持架11A的第一柱部110A的徑向內側的面設置有朝向徑向外側凹陷的嵌合槽113A。另一方面，在第二保持架12A的第二柱部120A的徑向外側的面設置有朝向徑向外側突出的嵌合突起123A。嵌合槽113A以及嵌合突起123A分別沿軸向延伸。嵌合突起123A的至少徑向外側的末端嵌入嵌合槽113A內。這樣一來，在軸承1A的制造工序中，在沿軸向插入第二保持架12A時，能夠沿著嵌合槽113A一邊沿軸向引導一邊插入第二保持架12A。并且，在制造后的軸承1A中，第一保持架11A與第二保持架12A不易在周向上相互位置偏移。

另外，也可以在第二柱部的徑向外側的面設置有嵌合槽，在第一柱部的徑向內側的面設置嵌入該嵌合槽內的嵌合突起。

構成減速機的除了第一保持架以及第二保持架以外的各部件的材料例如可以使用高強度的金屬。但是，各部件的材料只要能夠承受使用時的負荷即可，不必限定于金屬。

在上述實施方式中，第一保持架通過將大致液體狀的樹脂注入模具的內部并實施熱處理而成型。但是，第一保持架也可以通過機械加工等其他方法成型。

在上述實施方式中，構成第一保持架的材料為樹脂。但是，第一保持架的材料只要能夠承受軸承動作時的負荷即可，也可以由金屬材料等其他材料構成。

在上述實施方式中，第一保持架具有第一柱部、第一環以及第二環。第一柱部、第一環以及第二環成型為一體部件。但是，第一柱部、第一環以及第二環可以為分體部件，還可以作為分體部件分別組裝。

在上述實施方式中，內圈在外周面具有沿著周向呈圓環狀凹陷的槽部。第一保持架具有第一環、第二環以及多個第一柱部。但是，內圈也可以不必具有槽部。在該情況下，只要在內圈的外周部通過多個第一柱部、第一環以及第二環保持多個輥子即可。

在上述實施方式中，第二保持架通過將大致液體狀的潤滑劑注入模具的內部并實施熱處理而成型。但是，第二保持架也可以通過機械加工等其他加工方法成型。在該情況下，只要將預先熱固化的固體潤滑劑加工成具有環狀部和第二柱部的形狀即可。

在上述實施方式中，軸承按照S1至S5的順序制造。但是，軸承也可以不必按照這些順序制造。例如，也可以調換將第二保持架插入內圈與第一保持架之間的工序(S4)與將輥子安裝于相鄰的第一柱部之間的工序(S5)的順序。這樣的話，能夠預先組裝內圈、第一保持架以及輥子。然后，能夠根據需要通過將預先成型的第二保持架插入內圈與第一保持架之間來制造軸承。

關于減速機以及軸承的細節部分的形狀，也可以與本申請的各圖所示的形狀不同。并且，也可以在不發生矛盾的范圍內，適當地組合上述實施方式或變形例中出現的各要素。

本發明例如能夠用于軸承以及減速機。