JP2014074487A - 歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スキューの発生を防止して軸受におけるロスの低減が可能となる。
【解決手段】起振体１０４の外周に起振体軸受１１０を介して支持された外歯歯車１２０を有する撓み噛合い式歯車装置１００であって、起振体軸受１１０は、内輪１１２と、外輪１１８Ａ、１１８Ｂと、内輪１１２と外輪１１８Ａ、１１８Ｂの間に配置されるころ１１６Ａ、１１６Ｂと、ころ１１６Ａ、１１６Ｂを保持するリテーナ１１４Ａ、１１４Ｂと、を備え、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂは、軸方向Ｏ端部から起振体軸受１１０の径方向Ｒに延在された延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤを有し、延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤは、内輪１１２と軸方向Ｏで対向する。
【選択図】図２

Description

本発明は、歯車装置に関する。

特許文献１に、軸として断面が非円形の起振体と、歯車として該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置が開示されている。この歯車装置では、起振体と外歯歯車との間に軸受が配置されている。そして、この軸受は、複数のころと該ころの姿勢を規制するリテーナとを備えている。

特開２０１１−１５８０７２号公報

しかしながら、特許文献１に示すような歯車装置でころを用いると、玉を用いる場合に比べて負荷容量を大きくできるという利点がある反面、特にスキューが生じると軸受で過大なロスが発生してしまうという欠点を有している。

そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、スキューの発生を防止して軸受におけるロスの低減が可能となる歯車装置を提供することを課題とする。

本発明は、軸の外周に軸受を介して支持された歯車を有する歯車装置であって、前記軸受は、内輪部材と、外輪部材と、該内輪部材と外輪部材の間に配置されるころと、該ころを保持するリテーナと、を備え、該リテーナに、軸方向端部から前記軸受の径方向に延在された延在部を有し、該延在部を、前記内輪部材および前記外輪部材の少なくとも一方と軸方向で対向させることにより、前記課題を解決したものである。

即ち、本発明は、ころの姿勢を規制するリテーナが軸方向端部から軸受の径方向に延在された延在部を有する構造とし、その延在部を内輪部材および外輪部材の少なくとも一方と軸方向で対向させている。リテーナの局所的な移動や変形が生じようとすると、それに対するリテーナの径方向反対側の位置では全く逆の方向でリテーナの局所的な移動が生じようとする。即ち、この場合に、リテーナのいずれかの周方向位置では、リテーナの端部が当初よりも軸方向で内輪及び外輪の端部の位置よりも内側に入り込む方向に移動しようとする。このため、この周方向位置のリテーナの軸方向端部に設けられた延在部は、内輪部材あるいは外輪部材と接触することとなる。従って、リテーナの局所的な移動や変形が抑制され、リテーナを本来的な位置及び形状に保つことが可能となる。即ち、リテーナは、ころから局所的な力を受けても延在部の存在によりころの姿勢を規制でき、ころの自転軸が傾かないように保つことが可能となる。

本発明によれば、スキューの発生を防止して軸受におけるロスの低減が可能となる。

本発明の第１実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の全体構成の一例を示す斜視図 図１の軸心を含む断面図 図２の矢視III−III線に沿う断面図 本発明の第２、第３実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受を中心とする構成の一例を示す断面図（Ａ）、（Ｂ） 本発明の第４、第５実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受を中心とする構成の一例を示す断面図（Ａ）、（Ｂ）

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の全体構成の一例を示す斜視図、図２は図１の軸心を含む断面図、図３は図２の矢視III−III線に沿う断面図である。

最初に、本実施形態の全体構成について、図１〜図３を用いて概略的に説明する。

撓み噛合い式歯車装置１００（歯車装置）は、起振体１０４（軸）と、起振体１０４の外周に配置され、起振体１０４の回転により撓み変形される可撓性を有した外歯歯車１２０（歯車）と、外歯歯車１２０が内接噛合する剛性を有した減速用内歯歯車１３０Ａ、出力用内歯歯車１３０Ｂ（内歯歯車１３０）と、起振体１０４と外歯歯車１２０との間に配置される起振体軸受１１０（軸受）と、を有する。即ち、撓み噛合い式歯車装置１００は、起振体１０４の外周に起振体軸受１１０を介して支持された外歯歯車１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）を有する。ここで、起振体軸受１１０は、内輪１１２（内輪部材）と、外輪１１８Ａ、１１８Ｂ（外輪部材）と、内輪１１２と外輪１１８Ａ、１１８Ｂの間に配置されるころ１１６Ａ、１１６Ｂと、ころ１１６Ａ、１１６Ｂを保持するリテーナ１１４Ａ、１１４Ｂと、を備えている。そして、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂは、軸方向端部から起振体軸受１１０の径方向Ｒに延在された延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤを有する。そして、延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤは、内輪１１２と軸方向Ｏで対向するようにされている。

以下、各構成要素について詳細に説明を行う。

起振体１０４は、図１〜図３に示す如く、断面が非円形の略柱形状であり、長軸方向Ｘで外歯歯車１２０と内歯歯車１３０との噛合い状態を実現し、短軸方向Ｙで外歯歯車１２０と内歯歯車１３０との非噛合い状態を実現する。詳しく説明すると、起振体１０４は、偏心（偏心量Ｌ）した位置を中心とする一定の曲率半径ｒ１の外形の噛合い範囲を備え、複数の曲率半径を組み合わせた形状とされている。起振体１０４には、中央に図示せぬ入力軸が挿入される入力軸孔１０６が形成されている。入力軸が挿入され回転した際に、起振体１０４が入力軸と一体で回転するように、入力軸孔１０６にはキー溝１０８が設けられている。

起振体軸受１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）は、図１に示す如く、軸方向Ｏに２つ並べて配置されている。起振体軸受１１０は、起振体１０４の外周と外歯歯車１２０の内側との間に配置される軸受である。起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂはともに、同一の構成であり、内輪１１２はどちらにも共通とされている。このため、以下、起振体軸受１１０Ａについて説明し、起振体軸受１１０Ｂについての説明は省略する。

起振体軸受１１０Ａは、図１、図２に示す如く、内輪１１２と、リテーナ１１４Ａ、転動体としてのころ１１６Ａと、外輪１１８Ａと、から構成される。

内輪１１２は、可撓性の素材で形成されている。内輪１１２は起振体側に配置され、内輪１１２の内周面は起振体１０４と当接して、内輪１１２は起振体１０４と一体で回転する。

リテーナ１１４Ａは、図２、図３に示す如く、一対のリング部１１４ＡＡと柱部１１４ＡＢとポケット１１４ＡＣと延在部１１４ＡＤとを有する真円形状の部材であり、たとえば樹脂を材料としている。一対のリング部１１４ＡＡは軸方向Ｏに突出された複数の柱部１１４ＡＢによって連結されている。この柱部１１４ＡＢは、リテーナ１１４Ａの周方向において等間隔に複数配置されている。即ち、柱部１１４ＡＢは、ころ１１６Ａを各柱部１１４ＡＢの間（ポケット１１４ＡＣ）に収容し、ころ１１６Ａの周方向における位置及び姿勢を規制する。

一方、延在部１１４ＡＤは、図２に示す如く、一対のリング部１１４ＡＡの一方の軸方向Ｏ端部から径方向Ｒの内側に延在された円環状の部材である。ここで、内輪１１２（及び起振体１０４）は、図２に示す如く、その軸方向Ｏで幅ＤＬだけ外輪１１８Ａの端部位置より短くされ、その部分に延在部１１４Ｄが設けてある。つまり、外輪１１８Ａは、径方向Ｒから見て延在部１１４ＡＤと重なる軸方向長Ｌｏｌとされている。そして、その幅ＤＬの間で、延在部１１４ＡＤが径方向Ｒで内輪１１２の外周よりも内側まで延在し、延在部１１４ＡＤは軸方向Ｏで内輪１１２と対向するようにされている。なお、本実施形態では、起振体軸受１１０Ａを起振体１０４に組み込んだ状態で、長軸方向Ｘのみならず短軸方向Ｙでも延在部１１４ＡＤが軸方向Ｏで内輪１１２と対向するような長さとされている。つまり、延在部１１４ＡＤは、全周で内輪１１２と軸方向Ｏで対向するようにされている。

なお、延在部１１４ＡＤの内輪１１２と対向する端面１１４ＡＤＡと内輪１１２の延在部１１４ＡＤと対向する端面１１２Ａとは、接触していてもよいし、非接触としてもよい。接触している場合には、端面１１２Ａと端面１１４ＡＤＡとの隙間がない分、ころ１１６Ａの姿勢をより厳格に規制することが可能となる。非接触の場合には、リテーナ１１４Ａと内輪１１２との周速の違いがあっても、通常の状態では内輪１１２とリテーナ１１４Ａとの摩擦ロスを生じさせないようにすることができる。

ころ１１６Ａは、図２、図３に示す如く、内輪１１２と外輪１１８Ａの間に配置され、円柱形状（ニードルを含む）とされている。このため、転動体が球である場合に比べて、ころ１１６Ａが内輪１１２及び外輪１１８Ａと接触する部分を増加させている。つまり、ころ１１６Ａを用いることにより、起振体軸受１１０Ａの伝達トルクを増大させ、かつ長寿命化させることができる。

外輪１１８Ａは、図２、図３に示す如く、ころ１１６Ａ及びリテーナ１１４Ａの外周に配置される。外輪１１８Ａも、可撓性の素材で形成されている。外輪１１８Ａは、その外周に配置される外歯歯車１２０Ａと共に起振体１０４の回転により撓み変形する。

なお、起振体１０４に起振体軸受１１０を組み込む際には、起振体軸受１１０を分解した状態で、径方向Ｒ内側から内輪１１２、ころ１１６Ａ（１１６Ｂ）及びリテーナ１１４Ａ（１１４Ｂ）、外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）の順に組み込むことが可能である。まず、内輪１１２を撓ませて起振体１０４の外周に圧入などの手段で配置する。次に、内輪１１２の外周にころ１１６Ａ（１１６Ｂ）及びリテーナ１１４Ａ（１１４Ｂ）を配置する。次に、外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）を撓ませて、ころ１１６Ａ（１１６Ｂ）及びリテーナ１１４Ａ（１１４Ｂ）の外周に配置させる。この際に、リテーナ１１４Ａは延在部１１４ＡＤにより内輪１１２に対して正確に位置決めされているので、外輪１１８Ａ、（１１８Ｂ）が配置（嵌合）されてもリテーナ１１４Ａには異常な力が加わらず、リテーナ１１４Ａの変形を防止することができる。なお、このような組み込み手順により、内輪１１２、外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）を独立して撓ませるので、それらを撓ませるのが容易であり、組み込みに大がかりな治具などがなくても迅速に行うことができる。即ち、本実施形態では、起振体軸受１１０の起振体１０４への組み込み性を向上させることが可能である。

外歯歯車１２０Ａは、図１、図２に示す如く、減速用内歯歯車１３０Ａと内接噛合する。外歯歯車１２０Ａは、基部材１２２と、外歯１２４Ａとから構成される。基部材１２２は、外歯１２４Ａを支持する可撓性を有した筒状部材であり、起振体軸受１１０の外側に配置されている。外歯１２４Ａは、理論噛合を実現するようにトロコイド曲線に基づいて歯形が決定されている。

外歯歯車１２０Ｂは、図１、図２に示す如く、出力用内歯歯車１３０Ｂと内接噛合する。そして、外歯歯車１２０Ｂは、外歯歯車１２０Ａと同様に、基部材１２２と、外歯１２４Ｂとから構成される。外歯１２４Ｂは、外歯１２４Ａと同一の数、同一の形状で構成されている。ここで、基部材１２２は、外歯１２４Ａと外歯１２４Ｂとを共通に支持する。このため、起振体１０４の偏心量Ｌは、同位相で外歯１２４Ａと外歯１２４Ｂに伝えられる。

減速用内歯歯車１３０Ａ、出力用内歯歯車１３０Ｂは、図１、図２に示す如く、起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂに対応して軸方向Ｏに２つ並べて配置されている。減速用内歯歯車１３０Ａは、剛性を有した部材で形成されている。減速用内歯歯車１３０Ａは、外歯歯車１２０Ａの外歯１２４Ａの歯数よりもｉ（ｉは２以上）多い内歯１２８Ａの歯数を備える。内歯１２８Ａは、トロコイド曲線に基づいた外歯１２４Ａに理論噛合するように成形されている。（内歯１２８Ｂも同様）。減速用内歯歯車１３０Ａは、外歯歯車１２０Ａと噛合することによって、起振体１０４の回転を減速する。なお、減速用内歯歯車１３０Ａは、たとえば図示せぬ固定壁（外輪１１８Ａの軸方向Ｏの側方に配置される側方部材）にボルト孔１３２Ａを介して固定されている。

一方、出力用内歯歯車１３０Ｂも、減速用内歯歯車１３０Ａと同様に、剛性を有した部材で形成されている。出力用内歯歯車１３０Ｂは、外歯歯車１２０Ｂの外歯１２４Ｂの歯数と同一の内歯１２８Ｂの歯数を備える。出力用内歯歯車１３０Ｂからは、外歯歯車１２０Ｂの自転と同一の回転が外部に出力される。なお、出力用内歯歯車１３０Ｂは、たとえば図示せぬ出力装置（外輪１１８Ｂの軸方向Ｏの側方に配置される側方部材）にボルト孔１３２Ｂを介して固定されている。

次に、撓み噛合い式歯車装置１００の動作について、主に図１を用いて説明する。

図示しない入力軸の回転により、起振体１０４が回転すると、その回転状態に応じて、起振体軸受１１０Ａを介して、外歯歯車１２０Ａが撓み変形する。このとき、外歯歯車１２０Ｂも、起振体軸受１１０Ｂを介して、外歯歯車１２０Ａと同位相で撓み変形する。

外歯歯車１２０Ａ、１２０Ｂが起振体１０４で撓み変形されることにより、噛合い範囲で、外歯歯車１２０Ａの外歯１２４Ａが減速用内歯歯車１３０Ａの内歯１２８Ａに噛合する。同様に、外歯歯車１２０Ｂの外歯１２４Ｂが出力用内歯歯車１３０Ｂの内歯１２８Ｂに噛合する。

このとき、起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂのころ１１６Ａ、１１６Ｂは円柱形状であるので、耐荷重が大きく、起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂを長寿命化及び伝達トルクを向上させることができる。同時に、円柱形状のころ１１６Ａ、１１６Ｂは、外歯歯車１２０Ａ、１２０Ｂの基部材１２２を軸方向Ｏに平行に撓み変形させる。このため、外歯１２４Ａ、１２４Ｂと内歯１２８Ａ、１２８Ｂの寿命を延ばすと共に、高いトルク伝達を維持させる。

ここで、外歯１２４Ａ、１２４Ｂは、軸方向Ｏにおいて、減速用内歯歯車１３０Ａの噛合する部分と出力用内歯歯車１３０Ｂの噛合する部分とに分割したものである。このため、外歯歯車１２０Ａと減速用内歯歯車１３０Ａとが噛合する際に、外歯１２４Ｂに影響されることなく、軸方向Ｏにおいて外歯１２４Ａと内歯１２８Ａとが本来噛合すべき噛合面積で噛合する。同様に、外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとが噛合する際に、外歯１２４Ａに影響されることなく、軸方向Ｏにおいて外歯１２４Ｂと内歯１２８Ｂとが本来噛合すべき噛合面積で噛合する。つまり、外歯１２４Ａ、１２４Ｂを分割しておくことで、伝達トルクの低下を防ぐことができる。

外歯歯車１２０Ａと減速用内歯歯車１３０Ａとの噛合位置は、起振体１０４の長軸方向Ｘの移動に伴い、回転移動する。ここで、起振体１０４が１回転すると、外歯歯車１２０Ａは減速用内歯歯車１３０Ａとの歯数差だけ、回転位相が遅れる。つまり、減速用内歯歯車１３０Ａによる減速比は（（外歯歯車１２０Ａの歯数−減速用内歯歯車１３０Ａの歯数）／外歯歯車１２０Ａの歯数）で求めることができる。具体的な数値による減速比は（（１００−１０２）／１００＝−１／５０）となる。ここで、「−」は入出力が逆回転の関係となることを示している。

外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとは共に歯数が同一であるので、外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとは互いに噛合する部分が移動することなく、同一の歯同士で噛合することとなる。このため、出力用内歯歯車１３０Ｂから外歯歯車１２０Ｂの自転と同一の回転が出力される。結果として、出力用内歯歯車１３０Ｂからは起振体１０４の回転を（−１／５０）に減速した出力を取り出すことができる。

本実施形態においては、ころ１１６Ａ、１１６Ｂの姿勢を規制するリテーナ１１４Ａ、１１４Ｂが軸方向Ｏ端部から径方向Ｒに延在された延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤを有する構造とされている。そして、その延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤを内輪１１２と軸方向Ｏで対向させている。リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの局所的な移動や変形が生じようとすると、それに対するリテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの径方向Ｒ反対側の位置では全く逆の方向でリテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの局所的な移動が生じようとする。即ち、この場合に、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂのいずれかの周方向位置では、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの端部が当初よりも軸方向Ｏで内輪１１２及び外輪１１８Ａ、１１８Ｂの端部の位置よりも内側に入り込む方向に移動しようとする。このため、その周方向位置のリテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの軸方向Ｏ端部に設けられた延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤは、内輪１１２と接触することとなる。従って、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの局所的な移動や変形が抑制され、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂを本来的な位置及び形状に保つことが可能となる。即ち、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂは、ころ１１６Ａ、１１６Ｂから局所的な力を受けても延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤの存在によりころ１１６Ａ、１１６Ｂの姿勢を規制でき、ころ１１６Ａ、１１６Ｂの自転軸が傾かないように保つことが可能となる。

なお、本実施形態においては、起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂは、内輪１１２を除いて、軸方向Ｏで、減速用内歯歯車１３０Ａと噛合する外歯１２０Ａに対する部分と出力用内歯歯車１３０Ｂと噛合する外歯１２０Ｂに対する部分とに分離されている。このため、噛合に際して、外歯１２４Ａと外歯１２４Ｂとに異なる力（方向と大きさ）が加わっても、減速用内歯歯車１３０Ａと外歯１２４Ａとの噛合を原因とするころ１１６Ｂのスキュー、及び出力用内歯歯車１３０Ｂと外歯１２４Ｂとの噛合を原因とするころ１１６Ａのスキュー、のそれぞれを生じにくくしている。

そして、本実施形態においては、リング形状のリテーナ１１４Ａ、１１４Ｂに径方向Ｒに相応に延在された延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤを設けたことで、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの剛性を相応に高めている。このため、外力が加わっても径方向Ｒのみならず軸方向Ｏにもリテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの変形を低減させることが可能である。即ち、この観点からも、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂの局所的な変形を防止でき、リテーナ１１４の本来の形状を保つことができる。

また、本実施形態においては、延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤが周の一部だけ（例えば長軸方向Ｘ付近のみ）でなく、全周で内輪１１２と軸方向Ｏで対向するような長さとされている。即ち、延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤは、長軸方向Ｘ付近のみで内輪１１２と対向するような場合に比べ、その延在された長さが長くなる。このため、延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤによる内輪１１２への接触部分が多くなり、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂが局所的に変形や移動しようとする際には、その変形や移動を迅速に規制することが可能である。

また、本実施形態においては、外輪１１８Ａ、１１８Ｂが径方向Ｒから見て延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤと重なる軸方向長Ｌｏｌとされている。即ち、延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤのために内輪１１２を軸方向Ｏに短くしていることで、リテーナ１１４Ａ、１１４Ｂが延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤを有しても起振体軸受１１０を軸方向Ｏへ長くする必要がない。つまり、撓み噛合い式歯車装置１００を軸方向Ｏに長くすることを回避できる。同時に、外輪１１８Ａ、１１８Ｂとその外側に配置される外歯歯車１２０も軸方向Ｏに短くする必要がなく、伝達トルクを減少させることも回避できる。

従って、本実施形態においては、転動体としてころ１１６Ａ、１１６Ｂを用いても、スキューを原因とする起振体軸受１１０の起振体１０４からの軸方向Ｏへのせりだしや、ころ１１６Ａ、１１６Ｂの転がり抵抗の増大や、トルクの伝達効率低下などを防止することができる。即ち、本実施形態によれば、スキューの発生を防止して起振体軸受１１０におけるロスの低減が可能となる。

本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでも無い。

例えば、第１実施形態においては、延在部１１４ＡＤ、１１４ＢＤは径方向Ｒの内側にのみ延在されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す第２、第３実施形態の如く、延在部が径方向Ｒの外側に延在していてもよい。

第２実施形態においては、図４（Ａ）に示す如く、延在部２１４ＡＤ、２１４ＢＤが径方向Ｒの外側にのみ延在している。ここで、符号２３６は減速用内歯歯車が固定された固定壁であり、符号２３８は出力用内歯歯車が固定された出力装置である。なお、起振体軸受２１０、固定壁２３６、及び出力装置２３８以外はすべて第１実施形態と同じなので、固定壁２３６、及び出力装置２３８以外については符号の下２桁を同一として重複する説明は省略する。

第２実施形態においては、外輪２１８Ａ、２１８Ｂが延在部２１４ＡＤ、２１４ＢＤの厚みだけ軸方向Ｏに短くされており、内輪２１２が径方向Ｒから見て延在部２１４ＡＤ、２１４ＢＤと重なる軸方向長とされている。そして、延在部２１４ＡＤ、２１４ＢＤの外輪２１８Ａ、２１８Ｂと対向する端面２１４ＡＤＢ、２１４ＢＤＢと外輪２１８Ａ、２１８Ｂの延在部２１４ＡＤ、２１４ＢＤと対向する端面２１８ＡＡ、２１８ＢＡとは、第１実施形態と同様の理由により、接触していてもよいし、非接触としてもよい。

また、第２実施形態においては、更に、外輪２１８Ａ、２１８Ｂの端面２１８ＡＡ、２１８ＢＡ（側方部材側端面）と固定壁２３６、出力装置２３８の内側面２３６Ａ、２３８Ａ（外輪側面）との間の摩擦係数μ０よりも、延在部２１４ＡＤ、２１４ＢＤの外側端面２１４ＡＥ、２１４ＢＥ（側方部材側端面）と固定壁２３６、出力装置２３８の内側面２３６Ａ、２３８Ａとの間の摩擦係数μ１が小さくされている。このため、内歯と外歯との噛合により、仮に外輪２１８Ａ、２１８Ｂが軸方向Ｏに移動しても、摩擦係数μ１の小さい延在部２１４ＡＤ、２１４ＢＤの外側端面２１４ＡＥ、２１４ＢＥと固定壁２３６、出力装置２３８の内側面２３６Ａ、２３８Ａとがぶつかり、そこで摺動がなされることとなる。つまり、摩擦係数μ０の大きい外輪２１８Ａ、４１８Ｂの端面２１８ＡＡ、２１８ＢＡと固定壁２３６、出力装置２３８の内側面２３６Ａ、２３８Ａとの直接的なぶつかりによって生じる摩擦ロスに比べ、摩擦ロスを小さくすることができる。

なお、起振体軸受２１０Ａ、２１０Ｂを起振体２０４に組み込む際には、予め外輪２１８Ａ、２１８Ｂをころ２１６Ａ、２１６Ｂ及びリテーナ２１４Ａ、２１４Ｂの外周に配置させた状態としておく。そして、内輪２１２を起振体２０４の外周に配置させたのちに、前述したころ２１６Ａ、２１６Ｂ及びリテーナ２１４Ａ、２１４Ｂを内輪２１２の外周に組み込むようにする。或いは、内輪２１２から外輪２１８Ａ、２１８Ｂまで組み立てた状態の起振体軸受２１０を、起振体２０４に組み込むようにする。

第３実施形態においては、図４（Ｂ）に示す如く、延在部３１４ＡＤが径方向Ｒの外側と内側の両方に延在している。なお、起振体３０４、起振体軸受３１０以外はすべて第２実施形態と同じなので、符号の下２桁を同一として重複する説明は省略する。

第３実施形態においては、延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤが軸方向Ｏで内輪３１２、外輪３１８Ａ、３１８Ｂから突出する形態とされている。そして、延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤの内輪３１２と対向する端面３１４ＡＤＡと内輪３１２の延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤと対向する端面３１２Ａと、及び延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤの外輪３１８Ａ、３１８Ｂと対向する端面３１４ＡＤＢ、３１４ＢＤＢと外輪３１８Ａ、３１８Ｂの延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤと対向する端面３１８ＡＡ、３１８ＢＡとは、上記実施形態と同様の理由により、接触していてもよいし、非接触としてもよい。

また、第３実施形態においても、更に、外輪３１８Ａ、３１８Ｂの端面３１８ＡＡ、３１８ＢＡと固定壁３３６、出力装置３３８の内側面３３６Ａ、３３８Ａとの間の摩擦係数μ０よりも、延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤの外側端面３１４ＡＥ、３１４ＢＥと固定壁３３６、出力装置３３８の内側面３３６Ａ、３３８Ａとの間の摩擦係数μ１が小さくされている。このため、第２実施形態で説明したように、内歯と外歯との噛合により、仮に外輪３１８Ａ、３１８Ｂが軸方向Ｏに移動して延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤと固定壁３３６、出力装置３３８との摺動がなされても、摩擦ロスを小さくすることができる。

なお、第３実施形態においては、延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤが径方向Ｒの外側と内側の両方に延在して互いの接触部分が多くなることで、リテーナ３１４Ａ、３１４Ｂの局所的な変形や移動を延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤで、より規制することが可能である。同時に、延在部３１４ＡＤ、３１４ＢＤの存在でリテーナ３１４Ａ、３１４Ｂ自身の剛性を向上させることができる。このため、上記実施形態に比べて、一層、リテーナ３１４Ａ、３１４Ｂの局所的な変形や移動を迅速に規制して、よりスキューの発生を防止し起振体軸受３１０におけるロスの低減が可能である。

第２、第３実施形態においては、延在部が、径方向Ｒの外側の外輪と対向するまで延在されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す第４、第５実施形態で示す如く、延在部が径方向Ｒの外側に延在して、外輪と外歯歯車の両方に軸方向Ｏで対向してもよい。

第４実施形態においては、図５（Ａ）に示す如く、第２実施形態と同様に、延在部４１４ＡＤ、４１４ＢＤが径方向Ｒの外側にのみ延在している。なお、リテーナ４１４Ａ、４１４Ｂと外歯歯車４２０以外はすべて第２実施形態と同じなので、符号の下２桁を同一として上記実施形態と重複する説明は省略する。

第４実施形態においては、延在部４１４ＡＤ、４１４ＢＤの外歯歯車４２０と対向する端面４１４ＡＤＢと外歯歯車４２０の延在部４１４ＡＤ、４１４ＢＤと対向する端面４２０ＡＡ、４２０ＢＡとは、第１実施形態と同様の理由により、接触していてもよいし、非接触としてもよい。

また、第４実施形態においては、内歯と外歯との噛合により、仮に外歯歯車４２０、外輪４１８Ａ、４１８Ｂが軸方向Ｏに移動しても、摩擦係数μ１の小さい延在部４１４ＡＤ、４１４ＢＤの外側端面４１４ＡＥ、４１４ＢＥと固定壁４３６、出力装置４３８の内側面４３６Ａ、４３８Ａとがぶつかり、そこで摺動がなされることとなる。つまり、摩擦係数μ０の大きい外輪４１８Ａ、４１８Ｂの端面４１８ＡＡ、４１８ＢＡまたは外歯歯車４２０の端面４２０ＡＡ、４２０ＢＡと固定壁４３６、出力装置４３８の内側面４３６Ａ、４３８Ａとの直接的なぶつかりによって生じる摩擦ロス（外歯歯車４２０の噛み込みロスを含む）に比べ、摩擦ロスを更に小さくすることができる。

なお、起振体軸受４１０Ａ、４１０Ｂを起振体４０４に組み込む際には、予め外歯歯車４２０Ａ、４２０Ｂを外周に配置させた外輪４１８Ａ、４１８Ｂをころ４１６Ａ、４１６Ｂ及びリテーナ４１４Ａ、４１４Ｂの外周に配置させた状態としておく。そして、内輪４１２を起振体４０４の外周に配置させたのちに、前述したころ４１６Ａ、４１６Ｂ及びリテーナ４１４Ａ、４１４Ｂを内輪４１２の外周に組み込むようにする。或いは、外歯歯車４２０が外周に配置された状態の起振体軸受４１０を起振体４０４に組み込むようにする。

第５実施形態においては、図５（Ｂ）に示す如く、第３実施形態と同様に延在部５１４ＡＤ、５１４ＢＤが径方向Ｒの外側と内側の両方に延在している。なお、リテーナ５１４Ａ、５１４Ｂ、外歯歯車５２０以外はすべて第３実施形態と同じなので、符号の下２桁を同一として上記実施形態と重複する説明は省略する。

第５実施形態においても、延在部５１４ＡＤ、５１４ＢＤの外歯歯車５２０と対向する端面５１４ＡＤＢ、５１４ＢＤＢと外歯歯車５２０の延在部５１４ＡＤ、５１４ＢＤと対向する端面５２０ＡＡ、５２０ＢＢとは、第１実施形態と同様の理由により、接触していてもよいし、非接触としてもよい。

また、第５実施形態においても、内歯と外歯との噛合により、仮に外歯歯車５２０、外輪５１８Ａ、５１８Ｂが軸方向Ｏに移動しても、摩擦係数μ１の小さい延在部５１４ＡＤ、５１４ＢＤの外側端面５１４ＡＥ、５１４ＢＥと固定壁５３６、出力装置５３８の内側面５３６Ａ、５３８Ａとがぶつかり、そこで摺動がなされることとなる。つまり、摩擦係数μ０の大きい外輪５１８Ａ、５１８Ｂの端面５１８ＡＡ、５１８ＢＡまたは外歯歯車５２０の端面５２０ＡＡ、５２０ＢＡと固定壁５３６、出力装置５３８の内側面５３６Ａ、５３８Ａとの直接的なぶつかりによって生じる摩擦ロス（外歯歯車の噛み込みロスを含む）に比べ、摩擦ロスを更に小さくすることができる。

なお、第５実施形態においては、延在部５１４ＡＤ、５１４ＢＤが径方向Ｒの外側と内側の両方に延在して互いの接触部分が多くなることで、リテーナ５１４Ａ、５１４Ｂの変形や移動を延在部５１４ＡＤ、５１４ＢＤで、より規制することが可能である。同時に、延在部５１４ＡＤ、５１４ＢＤの存在でリテーナ５１４Ａ、５１４Ｂ自身の剛性を向上させることができる。このため、上記実施形態に比べて、より一層、リテーナ５１４Ａ、５１４Ｂの局所的な変形や移動を迅速に規制して、よりスキューの発生を防止し起振体軸受５１０におけるロスの低減が可能である。

上記実施形態においては、固定壁、出力装置、及び外歯歯車が金属で延在部が樹脂とされていることで摩擦係数の大小を変えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各部材の表面仕上げなどにより、摩擦係数の大小を実現してもよい。

また、上記実施形態においては、同じ形状の延在部が２つのリテーナのそれぞれに設けられていたが、本発明はこれに限定されず、２つのリテーナのいずれか一方の軸方向端部に延在部がある構成でもよいし、２つの延在部が互いに異なる構成（形状や素材）であってもよい。

また、上記実施形態においては、撓み噛合い式歯車装置が内輪、リテーナ、ころ、及び外輪を有する起振体軸受を備えていたが、本発明はこれに限定されず、起振体軸受は必ずしも内輪、リテーナ、ころ、及び外輪を有する必要はない。例えば、内輪がなく起振体と一体とされて起振体の外周部分が内輪部材とされていてもよいし、外輪がなくころが直接的に外歯歯車を回転可能に支持して外歯歯車の内周部分が外輪部材とされていてもよい。

また、上記実施形態においては、外歯をトロコイド曲線に基づいた歯形としたが、本発明はこれに限定されない。外歯は、円弧歯形でもよいし、その他の歯形を用いてもよい。

また、上記実施形態においては、側方部材が内歯歯車に固定された固定壁及び出力装置とされていたが、本発明はこれに限定されず、側方部材が内歯歯車に固定されている必要はなく、外歯歯車の軸方向Ｏの側方に配置される部材を広く側方部材としてよい。

また、上記実施形態では、出力用内歯歯車から減速された出力を取り出していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ころを有する起振体軸受と外歯歯車とがそれぞれ１つとされ、出力用内歯歯車を用いずに、当該外歯歯車の軸方向片側の側部が解放されたいわゆるカップ型の撓み変形する外歯歯車として、当該外歯歯車の軸方向他側からその自転成分のみを直接取り出す撓み噛合い式歯車装置に適用しても構わない。

また、上記実施形態においては、撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受に適用していたが、本発明は、そもそも撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受のみに用途が限定されるものはなく、広く軸の外周にころを有する軸受を介して支持された歯車を有する歯車装置に適用することができる。例えば、外歯歯車が揺動しながら内歯歯車に内接噛合する偏心揺動型の遊星歯車装置に適用することもでき、太陽歯車とその周りに配置される遊星歯車からなる単純遊星歯車装置にも適用でき、また、より一般的な通常の平行軸歯車装置、或いは直行軸歯車装置等にも適用することができ、同様に軸受におけるロスの低減という効果が得られる。

本発明は、軸の外周に軸受を介して支持された歯車を有する歯車装置であって、その軸受がころの姿勢を規制するリテーナを有する歯車装置に対して広く適用可能である。

１００…撓み噛合い式歯車装置
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４…起振体
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、３１０、３１０Ａ、３１０Ｂ、４１０、４１０Ａ、４１０Ｂ、５１０、５１０Ａ、５１０Ｂ…起振体軸受
１１２、２１２、３１２、４１２、５１２…内輪
１１４Ａ、１１４Ｂ、２１４Ａ、２１４Ｂ、３１４Ａ、３１４Ｂ、４１４Ａ、４１４Ｂ、５１４Ａ、５１４Ｂ…リテーナ
１１４ＡＡ、１１４ＢＡ、２１４ＡＡ、２１４ＢＡ、３１４ＡＡ、３１４ＢＡ、４１４ＡＡ、４１４ＢＡ、５１４ＡＡ、５１４ＢＡ…リテーナのリング部
１１４ＡＢ…リテーナの柱部
１１４ＡＣ…リテーナのポケット
１１４ＡＤ、１１４ＢＤ、２１４ＡＤ、２１４ＢＤ、３１４ＡＤ、３１４ＢＤ、４１４ＡＤ、４１４ＢＤ、５１４ＡＤ、５１４ＢＤ…リテーナの延在部
１１６Ａ、１１６Ｂ、２１６Ａ、２１６Ｂ、３１６Ａ、３１６Ｂ、４１６Ａ、４１６Ｂ、５１６Ａ、５１６Ｂ…ころ
１１８Ａ、１１８Ｂ、２１８Ａ、２１８Ｂ、３１８Ａ、３１８Ｂ、４１８Ａ、４１８Ｂ、５１８Ａ、５１８Ｂ…外輪
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、４２０、５２０…外歯歯車
１２２…基部材
１２４Ａ、１２４Ｂ…外歯
１２８Ａ、１２８Ｂ…内歯
１３０、１３０Ａ…減速用内歯歯車（内歯歯車）
１３０Ｂ…出力用内歯歯車
２３６、３３６、４３６、５３６…固定壁
２３８、３３８、４３８、５３８…出力装置
Ｏ…軸方向
Ｒ…径方向
Ｘ…起振体の長軸方向
Ｙ…起振体の短軸方向

Claims (7)

1. 軸の外周に軸受を介して支持された歯車を有する歯車装置であって、
   前記軸受は、内輪部材と、外輪部材と、該内輪部材と外輪部材の間に配置されるころと、該ころを保持するリテーナと、を備え、
   該リテーナは、軸方向端部から前記軸受の径方向に延在された延在部を有し、
   該延在部は、前記内輪部材および前記外輪部材の少なくとも一方と軸方向で対向する
   ことを特徴とする歯車装置。
2. 請求項１において、
   前記軸は断面が非円形の起振体とされ、前記歯車は該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した外歯歯車とされ、
   該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した内歯歯車を備える
   ことを特徴とする歯車装置。
3. 請求項２において、
   前記軸受は、軸方向に２つ並べて配置され、
   前記内歯歯車は、前記軸受に対応して軸方向に２つ並べて配置される
   ことを特徴とする歯車装置。
4. 請求項２又は３において、
   前記延在部は、径方向の内側に延在され、且つ全周で前記内輪部材と軸方向で対向する
   ことを特徴とする歯車装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記延在部は、径方向の内側に延在され、
   前記外輪部材は、径方向から見て前記延在部と重なる軸方向長とされる
   ことを特徴とする歯車装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記延在部は、径方向の外側に延在され、且つ前記外輪部材と前記歯車の両方に軸方向で対向する
   ことを特徴とする歯車装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記延在部は、径方向の外側に延在され、
   前記外輪部材の前記軸方向の側方に配置される側方部材の外輪部材側面と該外輪部材の側方部材側端面との間の摩擦係数よりも、該側方部材の外輪部材側面と前記延在部の側方部材側端面との間の摩擦係数が小さくされている
   ことを特徴とする歯車装置。
   

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