JP6536271B2 - 波動減速機、玉軸受、及び治具 - Google Patents

Description

本発明は、波動減速機、玉軸受、及び玉軸受の組み立てに用いるための治具に関する。

従来、内歯を有する環状のサーキュラスプライン、このサーキュラスプラインの内側に設けられ前記内歯と噛み合う外歯を有する環状のフレクスプライン、及び、このフレクスプラインの内側に設けられている回転体を備えた波動減速機が知られている（特許文献１参照）。波動減速機では、外歯の歯数が内歯の歯数よりも少なく設定されている。回転体は、カムと、このカムに外嵌していると共にフレクスプラインが外嵌している玉軸受とを有している。カムは楕円形を有しており、これにより、その外側の玉軸受及びフレクスプラインは楕円形に撓み、フレクスプラインの外歯をサーキュラスプラインの内歯に、部分的に噛み合わせることができる。つまり、楕円形に撓むフレクスプラインの長軸の部分においてサーキュラスプラインと歯が噛み合い、短軸の部分においてサーキュラスプラインと歯が離れた状態にある。

そして、カムを回転させることで、サーキュラスプラインに対して、フレクスプラインの楕円の長軸位置（内歯との噛合位置）を移動させることができ、この移動と共に部分的に歯が噛み合った状態でフレクスプラインを回転させることができる。

図９に示すように、楕円形の前記カム９１の外側に設けられる玉軸受９０は、フレクスプライン９９が外嵌する外輪９８、カム９１に外嵌する内輪９２、及び、これら外輪９８と内輪９２との間に形成される環状空間９５に配置される複数の玉９６を有している。

特開昭６０−１４３２４４号公報

前記のような波動減速機では、長期にわたって使用して総回転数が多くなると、玉軸受９０が最弱部品となることが知られている。例えば、長期使用により内輪９０の軌道溝９０ａがはく離する等の不具合が生じてくる。したがって、波動減速機を高寿命とするためには、玉軸受９０の寿命を延ばすことが必要となる。

玉軸受９０の寿命を延ばすための従来技術として、例えば、分割した内輪を有する４点接触玉軸受を採用したり、内輪と外輪に肩部を貫通する玉入れ用の溝（入れ溝）を形成したりすることが知られている。これにより、内輪と外輪との間に設ける玉数を多くすることができ、この結果、玉軸受の定格荷重（負荷容量）を高め、寿命を向上させることが可能となる。

しかし、４点接触玉軸受の場合において内輪を分割すると、これらを一体化するための構造が別途必要となり、また、内輪と外輪の肩部に入れ溝を形成すると、両方向のスラスト荷重を受けることができないという問題点が生じる。

そこで、本発明では、玉軸受の定格荷重（負荷容量）を高めて寿命を延ばすことを可能とするための新たな技術的手段を提供することを目的とする。

本発明の波動減速機は、内歯を有するサーキュラスプライン、当該サーキュラスプラインの内側に設けられ前記内歯と噛み合う外歯を有するフレクスプライン、及び、当該フレクスプラインの内側に設けられ当該フレクスプラインを非円形に撓ませて前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるための回転体を備え、前記回転体は、非円形のカムと、当該カムと前記フレクスプラインとの間に介在している玉軸受と、を有し、前記玉軸受は、全体として非円形に弾性変形可能である外輪及び内輪と、当該外輪と当該内輪との間に設けられている複数の玉と、を有し、前記外輪及び前記内輪は、前記玉が転動する軌道溝の軸方向両側に、全周にわたって同じ高さに形成されている肩部を有し、下記に定義する玉の充填率が２６％未満である。
玉の充填率＝周方向で隣り合う前記玉の間の隙間寸法／前記玉の直径×１００

この波動減速機によれば、玉軸受において前記玉の充填率が小さいことから、つまり、玉の直径に対して周方向で隣り合う玉の間の隙間寸法が小さいことから、玉数を多くして玉軸受の定格荷重（負荷容量）を高めることができ、玉軸受における寿命を延ばすことが可能となる。また、内輪及び外輪の肩部には、軌道溝に貫通する入れ溝が形成されておらず、肩部は全周にわたって同じ高さに形成されていることから、玉軸受では、両方向のアキシャル荷重を受けることが可能である。

また、本発明の玉軸受は、自然状態では円形であるが非円形に弾性変形可能である外輪及び内輪と、当該外輪と当該内輪との間に設けられている複数の玉と、を有し、前記内輪及び前記外輪は、前記玉が転動する軌道溝の軸方向両側に、全周にわたって同じ高さに形成されている肩部を有し、下記に定義する玉の充填率が２６％未満である。
玉の充填率＝周方向で隣り合う前記玉の間の隙間寸法／前記玉の直径×１００

この玉軸受によれば、前記玉の充填率が小さいことから、つまり、玉の直径に対して周方向で隣り合う玉の間の隙間寸法が小さいことから、玉数を多くして玉軸受の定格荷重（負荷容量）を高めることができ、玉軸受における寿命を延ばすことが可能となる。また、内輪及び外輪の肩部には、軌道溝に貫通する入れ溝が形成されておらず、肩部は全周にわたって同じ高さに形成されていることから、両方向のアキシャル荷重を受けることが可能である。
特に、前記玉の充填率は１５％未満であるのが好ましく、これにより、定格荷重をより一層高めた玉軸受が得られる。

また、前記玉軸受において、前記内輪及び前記外輪は、当該内輪及び当該外輪の径方向に対向する前記肩部の間の径方向寸法が前記玉の直径よりも僅かに大きくなるまで、弾性域で変形可能であるのが好ましい。
この構成によれば、多くの玉を内輪と外輪との間に入れることが可能となり、定格荷重を高めることが可能となる。

また、前記玉軸受において、前記内輪の前記肩部は、当該内輪を径方向内側に弾性変形させるための治具が当接可能となる第１治具当接面を有し、前記外輪の前記肩部は、当該外輪を径方向外側に弾性変形させるための治具が当接可能となる第２治具当接面を有しているのが好ましい。
この構成により、治具を用いて内輪及び外輪を弾性変形させることで、これら内輪と外輪との間に形成される環状空間の一部を径方向に拡大させ、この環状空間の一部に玉を入れる作業が容易となる。

また、本発明の治具は、玉軸受の内輪及び外輪を弾性変形させることによって当該内輪と当該外輪との間に形成される環状空間の一部を径方向に拡大させ、当該一部に玉を入れるための治具であって、前記外輪を弾性変形させるための外用部材と、前記内輪を弾性変形させるための内用部材と、前記外用部材と前記内用部材とを相対的に変位させることにより前記内輪及び前記外輪を弾性変形させる動力を生じさせる動作部と、を有し、前記外用部材は、前記外輪の軸方向両側に位置する一対の外柱と、一対の当該外柱を連結している外梁と、一対の当該外柱それぞれから突出し前記外輪の内周面の軸方向両側部に当接可能な外側突出部と、を有し、前記内用部材は、前記内輪の軸方向両側に位置する一対の内柱と、一対の当該内柱を連結している内梁と、一対の当該内柱それぞれから突出していると共に前記外側突出部の径方向内側に設けられ前記内輪の外周面の軸方向両側部に当接可能な内側突出部と、を有し、前記動作部は、前記外側突出部と前記内側突出部とを玉軸受の径方向に離反させるように、前記外用部材と前記内用部材とを相対的に変位させる構成であり、前記外用部材及び前記内用部材には、前記外側突出部と前記内側突出部との間を通過させて前記環状空間の一部へ前記玉を導くための通路が形成されている。

この治具によれば、内輪と外輪との間に形成される環状空間の一部を径方向に拡大させ、この一部に玉を入れることができる。このため、玉軸受において、玉数を増やすことが可能となる。この結果、この治具を用いることで組み立てられる玉軸受は、定格荷重（負荷容量）が高いものとなり、長寿命化が可能となる。
また、内側突出部は、内輪の外周面の軸方向両側部に当接可能であり、また、外側突出部は、外輪の内周面の軸方向両側部に当接可能であり、そして、これら外側突出部と内側突出部とを玉軸受の径方向に離反させるように、外用部材と内用部材とを相対的に変位させることから、内輪及び外輪の径方向に対向する肩部の間の径方向寸法を、玉の直径以上に、弾性域で無理なく拡大させることが可能となる。

本発明の玉軸受によれば、定格荷重（負荷容量）を高めて寿命を延ばすことを可能となる。また、本発明の波動減速機によれば、玉軸受の寿命を延ばすことにより、減速機を長寿命とすることが可能となる。
また、本発明の治具によれば、長寿命の玉軸受を得ることが可能となる。

波動減速機の実施の一形態を示す模式図である。 図１に示す波動減速機の縦断面図である。 玉軸受の縦断面図である。 波動減速機の動作を説明する説明図である。 玉軸受の仕様、及び静定格荷重（負荷容量）を示す説明図である。 治具の斜視図である。 玉軸受及び治具の説明図である。 玉軸受及び治具の説明図である。 従来の玉軸受の縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔波動減速機の構成について〕
図１は、波動減速機５の実施の一形態を示す模式図であり、波動減速機５を軸方向から見た図である。図２は、この波動減速機５の縦断面図である。波動減速機５は、サーキュラスプライン１０、フレクスプライン２０、及び回転体３０を備えている。

サーキュラスプライン１０は、剛性の高い環状の部材（金属部材）からなり、その内周面に内歯１１を有している。内歯１１が形成されている内周面は中心線Ｃを中心とする円形（真円）の面からなる。前記中心線Ｃは、サーキュラスプライン１０の中心線であり、また、これは波動減速機５の中心線と一致する。サーキュラスプライン１０は、波動減速機５のケーシング（図示せず）に固定されている。

フレクスプライン２０は、サーキュラスプライン１０の径方向内側に設けられており、その外周面に内歯１１と部分的に噛み合う外歯２１を有している。本実施形態のフレクスプライン２０は（図２参照）、薄肉カップ形状の金属弾性体からなり、円筒部２２と、底部２３とを有している。外歯２１は、円筒部２２の外周面に設けられており、底部２３には、図外の出力軸が取り付けられる。フレクスプライン２０の外歯２１の歯数は、サーキュラスプライン１０の内歯１１の歯数よりも少ない。本実施形態では、外歯２１の歯数は、内歯１１の歯数よりも二つ少ない。なお、この歯数差は任意である。

また、後にも説明するが、フレクスプライン２０の円筒部２２は、自然状態では円形（真円）であるが、図１に示すように、弾性変形することで非円形（本実施形態では楕円形）に撓むことができる。そして、この楕円形の長軸となる部分Ｓ１において、外歯２１と内歯１１とが噛み合った状態となり、短軸となる部分Ｓ２で、外歯２１と内歯１１とが離れた状態となる。

回転体３０は、フレクスプライン２０の円筒部２２の径方向内側に設けられており、カム３１と、玉軸受３２とを有している。カム３１は、非円形であり、本実施形態では楕円形を有している（図１参照）。玉軸受３２は、カム３１とフレクスプライン２０との間に介在している。つまり、玉軸受３２は、カム３１に外嵌していると共に、フレクスプライン２０の円筒部２２が外嵌している。

玉軸受３２は、図３に示すように、薄肉の外輪３３と、薄肉の内輪３４と、これら外輪３３と内輪３４との間に設けられている複数の玉３５とを有している。また、図３に示す玉軸受３２は、更に環状の保持器３６を有している。保持器３６には、玉３５を収容するポケット３７が周方向に間隔をあけて複数形成されている。複数の玉３５は全て同じ形状（直径）である。なお、図１及び後に波動減速機５の動作を説明する図４では、保持器３６を省略している。

外輪３３及び内輪３４は、例えば軸受鋼等の金属製の環状部材であるが、薄肉であることから、径方向について弾性変形が可能（弾性変形が容易）である。なお、玉３５も、例えば軸受鋼等の金属製である。外輪３３及び内輪３４の厚さ（最大厚さ）を、例えば、玉３５の直径の１／７以上、１／４以下とすることができる。また、外輪３３は軸方向及び周方向共に分割されておらず一体ものであり、内輪３４も軸方向及び周方向共に分割されておらず一体ものである。

外輪３３の内周面には、断面が円弧形状である軌道溝３８が形成されており、内輪３４の外周面には、断面が円弧形状である軌道溝３９が形成されている。そして、これら軌道溝３８，３９に沿って、各玉３５は転動自在となっている。

この玉軸受３２の組み立ての際、軌道溝３８，３９間に玉３５を組み入れるために、外輪３３の内周面及び内輪３４の外周面に、これら外輪３３及び内輪３４の軸方向側面から軌道溝３８，３９に延びるいわゆる「入れ溝」は形成されていない。つまり、外輪３３の軸方向両側の肩部３３ａは、周方向に沿って連続しており、全周にわたって断面形状が変化しない構成である。また、内輪３４の軸方向両側の肩部３４ａも、周方向に沿って連続しており、全周にわたって断面形状が変化しない構成である。つまり、内輪３４は、軌道溝３９の軸方向両側に、全周にわたって同じ高さに形成されている肩部３４ａ，３４ａを有しており、また、外輪３３は、軌道溝３８の軸方向両側に、全周にわたって同じ高さに形成されている肩部３３ａ，３３ａを有している。

内輪３４は、カム３１に固定されており（カム３１に外嵌しており）、内輪３４とカム３１とは一体回転可能である。外輪３３は、フレクスプライン２０の円筒部２２に固定されており（円筒部２２が外嵌しており）、外輪３３とフレクスプライン２０とは一体回転可能である。
内輪３４及び外輪３３それぞれは自然状態では円形であるが、カム３１の外周輪郭形状は楕円形であることから（図１参照）、内輪３４がカム３１に取り付けられると弾性変形してカム３１の形状に沿って楕円形となり、また、複数の玉３５を介して外輪３３及び円筒部２２も弾性変形して楕円形となる。つまり、外輪３３及び内輪３４は、全体として円形から非円形に弾性変形可能であり、これにより、玉軸受３２は、全体として自然状態では円形であるが、非円形断面を有するカム３１に外嵌して取り付けられることで非円形に弾性変形する。

以上より、回転体３０は、フレクスプライン２０を楕円形に撓ませ、このフレクスプラインの外歯２１を、サーキュラスプライン１０の内歯１１に部分的に噛み合わせることができる。本実施形態では、外歯２１と内歯１１とが１８０度離れた二箇所で噛み合う。
また、カム３１及び玉軸受３２を有する回転体３０は、波動発生器とも呼ばれ、カム３１には、図外の入力軸が取り付けられる。

〔波動減速機５の動作について〕
図１に示すように、フレクスプライン２０は、回転体３０により楕円形に撓んだ状態にある。この楕円の長軸の部分Ｓ１で外歯２１と内歯１１とが噛み合い、短軸の部分Ｓ２で外歯２１と内歯１１とは離れた状態にある。サーキュラスプライン１０は固定状態にあり、この状態でカム３１を、中心線Ｃを中心として時計回りに回転させると（図４（Ａ）参照）、フレクスプライン２０の長軸の部分Ｓ１の位置が移動（変化）し、外歯２１と内歯１１との噛み合い部分が移動（変化）する。

図４（Ｂ）に示すように、カム３１を図１の状態から１８０度回転させると、フレクスプライン２０は、外歯２１と内歯１１との歯数差の半分である一枚分に相当する距離だけ、カム３１の回転方向と反対の方向（反時計回りの方向）に移動することとなる。
そして、図４（Ｃ）に示すように、カム３１を図４（Ｂ）の状態から更に１８０度回転させると、フレクスプライン２０は、外歯２１と内歯１１との歯数差である二枚分に相当する距離だけ、カム３１の回転方向と反対の方向（反時計回りの方向）に移動する。カム３１は図外の入力軸と一体回転可能であり、フレクスプライン２０は図外の出力軸と一体回転可能であることから、この波動減速機５では、カム３１の入力に対して、フレクスプライン２０の回転が出力として取り出される。

〔玉軸受３２の玉３５の充填率について〕
本実施形態の玉軸受３２では（図１参照）、玉３５と玉３５との間の隙間寸法Ｆを小さくし、玉３５の数を多くしている。そこで、玉３５の直径Ｄと、周方向で隣り合う玉３５，３５の隙間寸法Ｆとの関係を「玉３５の充填率Ｑ」で定義し、本実施形態の玉軸受３２では、この充填率Ｑを２６％未満としている。なお、玉３５の充填率Ｑは次の式（１）で表される。
（玉の充填率Ｑ）＝（隙間寸法Ｆ）／（玉３５の直径Ｄ）×１００ ・・・（１）

図５は、玉軸受３２の実施例１〜６それぞれの仕様、及び静定格荷重（負荷容量）を示す説明図である。なお、図５には、従来例の仕様、及び静定格荷重（負荷容量）も示されている。実施例１〜６の玉軸受３２では、玉３５のピッチ円直径（ＰＣＤ）が５６．５〔ｍｍ〕であり、玉３５の直径Ｄが６．７４７〔ｍｍ〕である。
隙間寸法Ｆ〔ｍｍ〕は「（ＰＣＤ×π−玉の直径Ｄ×玉数）／玉数」で求められる。
静定格荷重〔ｋＮ〕は、ＪＩＳ Ｂ １５１９：２００９に記載の基本静ラジアル定格荷重に準じて算出した値であり、次の式（２）で表される。
静定格荷重〔ｋＮ〕＝ｆ_０×ｉ×Ｚ×Ｄｗ^２×ｃｏｓα／１０００ ・・・（２）

式（２）のｆ_０は基本静定格荷重の計算に用いる係数であり、実施例１〜６ではｆ_０＝１５．９である。ｉは転動体（玉３５）の列数であり、実施例１〜６ではｉ＝１である。Ｚは転動体（玉３５）の個数であり、実施例１〜６ではＺ＝２６〜２１である。Ｄｗは転動体（玉３５）の直径〔ｍｍ〕であり、実施例１〜６ではＤｗ＝６．７４７〔ｍｍ〕である。αは呼び接触角〔°〕であり、実施例１〜６ではα＝０であり、ｃｏｓα＝１となる。

図５に示すように、実施例１〜６の充填率Ｑは２６％未満である。特に、実施例１〜４の充填率Ｑは１５％未満である。そして、実施例１〜６の静定格荷重は１５〔ｋＮ〕を越えている。
なお、従来例の充填率Ｑは３５．６％であり、その静定格荷重は１０．８〔ｋＮ〕である。
実施例１〜６と従来例とでは、ＰＣＤ等が異なることから単純に比較できないかもしれないが、実施例１〜６に示すように充填率Ｑを小さく設定することにより、静定格荷重が大きくなる。

以上のように、玉軸受３２において、玉３５の充填率Ｑを２６％未満に設定することで、定格荷重（静定格荷重）を高めることができる。玉３５の充填率Ｑに関して、特に実施例１〜４のように、１５％未満（１４．４％以下）であるのが好ましく、これにより、定格荷重がより一層高まる。更に好ましくは、実施例１〜３ように、玉３５の充填率Ｑは１０％未満である。

このように、本実施形態の玉軸受３２では、玉３５の充填率Ｑが小さいことから、つまり、玉３５の直径Ｄに対して周方向で隣り合う玉３５，３５の間の隙間寸法Ｆが小さいことから、玉数を多くすることができる。例えば、図５に示す実施例のように、玉の数を２１個以上、２３個以上、更には２４個以上とすることができ、２６個とすることもできる。そして、このように玉数を多くすることによって、玉軸受３２の定格荷重（負荷容量）が高まり、玉軸受３２における寿命を延ばすことができる。この結果、波動減速機５はこの玉軸受３２を備えていることで、その寿命を延ばすことが可能となる。

なお、本実施形態では、前記のとおり、外輪３３及び内輪３４の肩部３３ａ，３４ａには、玉３５を軌道溝３８，３９間に入れるための入れ溝が形成されておらず、全周にわたって同じ高さに形成されている。したがって、この玉軸受３２では、外輪３３及び内輪３４を薄肉とするために肩部３３ａ，３４ａが低くても、両方向のアキシャル荷重を受けることが可能となる。

なお、外輪３３及び内輪３４は、前記のとおり薄肉であり、このような薄肉であるという構成は、波動減速機５に組み込まれて非円形となることに貢献しているが、更に、外輪３３と内輪３４との間に形成される環状空間Ｋに玉３５を組み入れるためにも貢献している。つまり、前記実施形態（前記実施例）の玉軸受３２を製造するために、外輪３３及び内輪３４を部分的に弾性変形させることによって、これら外輪３３と内輪３４との間に形成される環状空間Ｋの一部を径方向に拡大させ、この一部に玉３５を入れることができる。このように、外輪３３及び内輪３４を薄肉とすることにより、部分的な弾性変形を容易にしている。

〔治具４０について〕
前記のように環状空間Ｋの一部に玉３５を入れるために、図６に示す治具４０が用いられる。図６は、治具４０の斜視図であり、図７及び図８は、玉軸受３２及び治具４０の説明図である。図７は、玉軸受３２の中心線Ｃ１を含む断面における図であり、図８は、玉軸受３２の中心線Ｃ１に平行な方向から見た図である。なお、玉軸受３２の中心線Ｃ１は、組み立て完了状態において波動減速機５の中心線と一致する。

この治具４０は、玉軸受３２の内輪３４及び外輪３３それぞれの一部を弾性変形させることによって、これら内輪３４と外輪３３との間に形成される環状空間Ｋの一部を径方向に拡大させ、この一部に玉３５を入れるためのものである。この治具４０の具体的構成について、以下説明する。

治具４０は、外用部材４１と、内用部材５１と、動作部６１とを有している。外用部材４１は、外輪３３の一部を径方向外側に弾性変形させるためのものである。内用部材５１は、内輪３４の一部を径方向内側に弾性変形させるためのものである。そして、動作部６１は、外用部材４１と内用部材５１とを相対的に径方向に変位させることにより、内輪３４の一部及び外輪３３の一部を弾性変形させる動力を生じさせる。なお、本実施形態の動作部６１はボルトであるが、伸縮動作可能であるアクチュエータとすることもできる。

外用部材４１は、外輪３３の軸方向両側（図６、図７では左右両側）に位置する一対の外柱４２，４２と、これら一対の外柱４２，４２を連結している外梁４３と、一対の外柱４２，４２それぞれから外輪３３側に向けて突出している外側突出部４４，４４とを有している。外側突出部４４，４４は、外輪３３の内周面の軸方向両側部（肩部３３ａ，３３ａ）に当接可能である。

内用部材５１は、内輪３４の軸方向両側（図６、図７では左右両側）に位置する一対の内柱５２，５２と、これら一対の内柱５２，５２を連結している内梁５３と、一対の内柱５２，５２それぞれから内輪３４側に向けて突出している内側突出部５４，５４とを有している。内側突出部５４，５４の一部５４ａ，５４ａは、外側突出部４４，４４の径方向内側に設けられており、また、この一部５４ａ，５４ａが、内輪３４の外周面の軸方向両側部（肩部３４ａ，３４ａ）に当接可能である。

そして、ボルトからなる動作部６１は、外側突出部４４と内側突出部５４の一部５４ａとを玉軸受３２の径方向に離反させるように、外用部材４１と内用部材５１とを相対的に径方向について変位させる構成である。なお、以下において、動作部６１をボルト６１として説明する。具体的に説明すると、内梁５３にはボルト６１を挿通させる貫通穴５３ａ（図７参照）が形成されており、外梁４３にはボルト穴４３ａが形成されており、このボルト穴４３ａにボルト６１が螺合している。ボルト６１は、ヘッド６１ａが内梁５３に当たることで位置決めされている。

これにより、ボルト６１を回転させてボルト穴４３ａに対して締め付ける（進める）と、内梁５３と外梁４３とを接近させることができる。これにより、外用部材４１と内用部材５１とを相対的に径方向について変位させ、外側突出部４４，４４と内側突出部５４，５４の一部５４ａ，５４ａとを玉軸受３２の径方向に離反させることができる。
この際、外側突出部４４，４４は、外輪３３の内周面に当接しており、内側突出部５４，５４の一部５４ａ，５４ａは、内輪３４の外周面に当接していることから、外側突出部４４，４４と内側突出部５４，５４の一部５４ａ，５４ａとを離反させるにしたがって、内輪３４と外輪３３との間に形成される環状空間Ｋの一部を径方向に拡大させることができる。

そして、この治具４０において、外用部材４１及び内用部材５１には、玉軸受３２の中心線Ｃ１に平行な方向に沿って直線的な通路６５が形成されている。この通路６５は、外側突出部４４と内側突出部５４の一部５４ａとの間を通過させて、径方向に拡大させた環状空間Ｋの一部へ、玉３５を導くためのものである。

以上の構成を備えている治具４０によれば、内側突出部５４の一部５４ａは、内輪３４の外周面の軸方向両側の肩部３４ａ，３４ａに当接可能であり、また、外側突出部４４は、外輪３３の内周面の軸方向両側の肩部３３ａ，３３ａに当接可能である。そして、これら外側突出部４４と内側突出部５４の一部５４ａとを玉軸受３２の径方向に離反させるように、外用部材４１と内用部材５１とを相対的に変位させる。これにより、内輪３４及び外輪３３の径方向に対向する肩部３４ａ，３３ａの間の径方向寸法を、玉３５の直径Ｄ以上に、弾性域で無理なく拡大させることが可能となる。
このように、内輪３４と外輪３３との間に形成される環状空間Ｋの一部を径方向に拡大させ、この一部に次々と玉３５を（一つずつ）入れる。これにより、玉軸受３２において玉数を増やすことが可能となり、周方向で隣り合う玉３５，３５の間の隙間寸法Ｆを小さくすることができる。この結果、この治具４０を用いることで組み立てられる玉軸受３２は、定格荷重（負荷容量）が高いものとなり、長寿命化が可能となる。

また、前記のとおり、治具４０によって、内輪３４の一部の軸方向両側を径方向内側に引っ張ることで、この内輪３４の一部を弾性変形させることができ、また、外輪３３の一部の軸方向両側を径方向外側に引っ張ることで、この外輪３３の一部を弾性変形させることができる。
このために、内輪３４の軸方向両側の肩部３４ａ，３４ａは、内輪３４を径方向内側に弾性変形させるための治具４０（外側突出部４４，４４）が当接可能となる第１治具当接面３４ｂ，３４ｂを有している（図７参照）。また、外輪３３の軸方向両側の肩部３３ａ，３３ａは、外輪３３を径方向外側に弾性変形させるための治具４０（内側突出部５４，５４の一部５４ａ，５４ａ）が当接可能となる第２治具当接面３３ｂ，３３ｂを有している。これにより、治具４０を用いて内輪３４及び外輪３３を弾性変形させることで、これら内輪３４と外輪３３との間に形成される環状空間Ｋの一部を径方向に拡大させ、この環状空間Ｋの一部に玉３５を入れる作業が容易となる。

また、前記のように内輪３４及び外輪３３を部分的に弾性変形させるが、そのために、内輪３４及び外輪３３を薄肉としており、これら内輪３４及び外輪３３は、径方向に対向する肩部３４ａ，３３ａの間の径方向寸法Ｈ（図３参照）が、玉３５の直径Ｄよりも僅かに大きくなるまで、弾性域で変形可能となっている。つまり、玉３５を組み入れる際に内輪３４及び外輪３３が降伏応力を超えない範囲で、これら内輪３４及び外輪３３の厚さを小さくしている。これにより、肩部３４ａ，３３ａに入れ溝が形成されていなくても、多くの玉３５を内輪３４と外輪３３との間に入れることが可能となる。
本実施形態では、（玉３５のピッチ円直径）×π／（玉の直径）で算出される最大個数（ただし、小数点以下は切り捨て）まで、玉３５の数を増やすことが可能である。
なお、内輪３４及び外輪３３の厚さが大きい場合、前記径方向寸法Ｈを玉３５の直径Ｄ以上に変形させると、内輪３４及び外輪３３は、弾性域を越えて変形してしまう（つまり、塑性変形してしまう）。

以上より、本実施形態の玉軸受３２では、定格荷重（負荷容量）を高めて寿命を延ばすことが可能となる。そして、本実施形態の治具４０を用いることで、このような長寿命の玉軸受３２を得ることが可能となる。また、前記のような玉軸受３２を波動減速機５が備えていることにより、減速機の寿命を延ばすことが可能となる。

なお、本発明の波動減速機５及び玉軸受３２は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。前記実施形態では、カム３１が楕円形である場合について説明したが、その他の非円形状であってもよい。また、前記実施形態では、玉軸受３２（外輪３３）の外周に直接的にフレクスプライン２０を外嵌させた形態について説明したが、これら間に弾性層を介在させてフレクスプライン２０を外嵌させてもよい。また、カム３１と内輪３４との間も同様に、中間部材が介在していてもよい。

５：波動減速機 １０：サーキュラスプライン １１：内歯
２０：フレクスプライン ２１：外歯 ３０：回転体
３１：カム ３２：玉軸受 ３３：外輪
３３ａ：肩部 ３３ｂ：第２治具当接面 ３４：内輪
３４ａ：肩部 ３４ｂ：第１治具当接面 ３５：玉
３８，３９：軌道溝 ４０：治具 ４１：外用部材
４２：外柱 ４３：外梁 ４４：外側突出部
５１：内用部材 ５２：内柱 ５３：内梁
５４：内側突出部 ５４ａ：一部 ６１：ボルト（動作部）
６５：通路 Ｄ：玉の直径 Ｋ：環状空間
Ｆ：周方向で隣り合う玉の間の隙間寸法
Ｈ：径方向に対向する肩部の間の径方向寸法

Claims (6)

1. 内歯を有するサーキュラスプライン、当該サーキュラスプラインの内側に設けられ前記内歯と噛み合う外歯を有するフレクスプライン、及び、当該フレクスプラインの内側に設けられ当該フレクスプラインを非円形に撓ませて前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるための回転体を備え、
   前記回転体は、非円形のカムと、当該カムと前記フレクスプラインとの間に介在している玉軸受と、を有し、
   前記玉軸受は、全体として非円形に弾性変形可能である外輪及び内輪と、当該外輪と当該内輪との間に設けられている複数の玉と、を有し、
   前記外輪及び前記内輪は、前記玉が転動する軌道溝の軸方向両側に、全周にわたって同じ高さに形成されている肩部を有し、
   下記に定義する玉の充填率が２６％未満である、波動減速機。
   玉の充填率＝周方向で隣り合う前記玉の間の隙間寸法／前記玉の直径×１００
2. 自然状態では円形であるが非円形に弾性変形可能である外輪及び内輪と、当該外輪と当該内輪との間に設けられている複数の玉と、を有し、
   前記内輪及び前記外輪は、前記玉が転動する軌道溝の軸方向両側に、全周にわたって同じ高さに形成されている肩部を有し、
   下記に定義する玉の充填率が２６％未満である、玉軸受。
   玉の充填率＝周方向で隣り合う前記玉の間の隙間寸法／前記玉の直径×１００
3. 前記玉の充填率は１５％未満である、請求項２に記載の玉軸受。
4. 前記内輪及び前記外輪は、当該内輪及び当該外輪の径方向に対向する前記肩部の間の径方向寸法が前記玉の直径よりも僅かに大きくなるまで、弾性域で変形可能である、請求項２又は３に記載の玉軸受。
5. 前記内輪の前記肩部は、当該内輪を径方向内側に弾性変形させるための治具が当接可能となる第１治具当接面を有し、
   前記外輪の前記肩部は、当該外輪を径方向外側に弾性変形させるための治具が当接可能となる第２治具当接面を有している、請求項２〜４のいずれか一項に記載の玉軸受。
6. 玉軸受の内輪及び外輪を弾性変形させることによって当該内輪と当該外輪との間に形成される環状空間の一部を径方向に拡大させ、当該一部に玉を入れるための治具であって、
   前記外輪を弾性変形させるための外用部材と、前記内輪を弾性変形させるための内用部材と、前記外用部材と前記内用部材とを相対的に変位させることにより前記内輪及び前記外輪を弾性変形させる動力を生じさせる動作部と、を有し、
   前記外用部材は、前記外輪の軸方向両側に位置する一対の外柱と、一対の当該外柱を連結している外梁と、一対の当該外柱それぞれから突出し前記外輪の内周面の軸方向両側部に当接可能な外側突出部と、を有し、
   前記内用部材は、前記内輪の軸方向両側に位置する一対の内柱と、一対の当該内柱を連結している内梁と、一対の当該内柱それぞれから突出していると共に前記外側突出部の径方向内側に設けられ前記内輪の外周面の軸方向両側部に当接可能な内側突出部と、を有し、
   前記動作部は、前記外側突出部と前記内側突出部とを玉軸受の径方向に離反させるように、前記外用部材と前記内用部材とを相対的に変位させる構成であり、
   前記外用部材及び前記内用部材には、前記外側突出部と前記内側突出部との間を通過させて前記環状空間の一部へ前記玉を導くための通路が形成されている、治具。

Images