JP2023063911A - 撓み噛合い式歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】起振体軸受の保持器の外側転走面又は内側転走面との接触を抑制する。
【解決手段】起振体軸受３１が複数の転動体３１ｂと保持器３１ｃとを有し、保持器は、リング部３１３と、リング部の周方向に間隔を空けて設けられた柱部３１４と、転動体を保持するポケット３１５とを有し、柱部は、径方向外側端部から周方向に突出する外側突出部３１６と、径方向内側端部から周方向に突出する内側突出部３１７とを有し、保持器は、起振体３０Ａの長軸部において、外側突出部と転動体とが当接することにより、保持器と内側転走面３１１との接触が回避され、起振体の短軸部において、内側突出部と転動体とが当接することにより、保持器と外側転走面３１２との接触が回避されるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、撓み噛合い式歯車装置に関する。

撓み噛合い式歯車装置は、可撓性を有する外歯歯車と起振体との間に起振体軸受を設け、外歯歯車と起振体の相対的な回転の円滑化を図っている。
そして、起振体軸受は、回転方向に沿って並んだ複数の転動体と各転動体の間隔を規制する環状の保持器を有している（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１９－６０４２３号公報

上記撓み噛合い式歯車装置では、起振体軸受の各転動体の外側転走面又は内側転走面と保持器の接触について配慮されていなかった。

本発明は、起振体軸受の保持器の外側転走面又は内側転走面との接触を抑制することを目的とする。

本発明は、
起振体と、当該起振体により撓み変形する外歯歯車と、当該外歯歯車と噛合う内歯歯車と、前記起振体と前記外歯歯車の間に配置される起振体軸受と、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、
前記起振体軸受は、複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、を有し、
前記保持器は、リング部と、当該リング部から軸方向に延出されて前記リング部の周方向に間隔を空けて複数設けられた柱部と、前記柱部と前記柱部との間に形成されて前記転動体を保持するポケットと、を有し、
前記柱部は、径方向外側端部から周方向に突出する外側突出部と、径方向内側端部から周方向に突出する内側突出部と、を有し、
前記保持器は、前記起振体の長軸部において、前記外側突出部と前記転動体とが当接することにより、前記保持器と内側転走面との接触が回避され、前記起振体の短軸部において、前記内側突出部と前記転動体とが当接することにより、前記保持器と外側転走面との接触が回避されるように構成される
撓み噛合い式歯車装置である。

本発明によれば、起振体軸受の保持器の外側転走面又は内側転走面との接触を抑制することが可能となる。

本発明の実施形態である撓み噛合い式歯車装置を示す軸方向断面図である 起振体軸受の保持器の斜視図である。 保持器の軸垂直断面図である。 起振体の長軸部に位置する転動体周辺の拡大断面図である。 起振体の短軸部に位置する転動体周辺の拡大断面図である。 保持器の各部の寸法に基づくパラメータの適正な数値範囲を示す図表である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

［撓み噛合い式歯車装置の全体構成］
図１は、本発明の実施形態である撓み噛合い式歯車装置１を示す軸方向断面図である。なお、図１では、撓み噛合い式歯車装置１の回転軸Ｏ１よりも上側部分が後述する起振体３０Ａの長軸に沿った方向を含む断面図、回転軸Ｏ１よりも下側部分が起振体３０Ａの短軸に沿った方向を含む断面図である。
ここで、以下の説明では、後述する回転軸Ｏ１に平行な方向を軸方向、回転軸Ｏ１を中心とする円周に沿った方向を周方向、回転軸Ｏ１を中心とする円周の半径に沿った方向を径方向という。

撓み噛合い式歯車装置１は、例えば、減速装置である。撓み噛合い式歯車装置１の用途は特に限定されることなく、様々な用途に適用できる。
この撓み噛合い式歯車装置１は、起振体軸３０、起振体軸受３１、外歯歯車３５、第１内歯部４１１（内歯歯車）、第２内歯部４２１（内歯歯車）、ケーシング４３、第１カバー４４、第２カバー４５、入力軸受４６，４７、主軸受４８及び規制部材としてのストッパーリング５１、５２を備える。

起振体軸３０は、回転軸Ｏ１を中心に回転する中空筒状の軸であり、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外形が非円形（例えば楕円状）の起振体３０Ａと、起振体３０Ａの軸方向の両側に設けられた軸部３０Ｂ、３０Ｃとを有する。楕円状は、幾何学的に厳密な楕円である必要はなく、略楕円を含む。ここでいう楕円状は、回転軸Ｏ１に直交する長軸３０１Ｌと当該長軸３０１Ｌに直交する短軸３０１Ｓとを有する長円形状であればよい。
軸部３０Ｂ、３０Ｃは、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外形が円形の軸である。
なお、起振体軸３０は、中実軸であってもよい。

第１内歯部４１１は、剛性を有する内歯歯車としての第１内歯部材４１の内周の一部に歯が設けられて構成される。
第２内歯部４２１は、剛性を有する第２内歯部材４２の内周の一部に歯が設けられて構成される。

第１外歯部３２と第２外歯部３３とは、可撓性を有する一つの金属製の円筒状の基部３４の外周において、軸方向の一方と他方とに並んで一体的に設けられている。これら第１外歯部３２、第２外歯部３３及び基部３４は、外歯歯車３５を構成している。
そして、第１外歯部３２は、第１内歯部４１１と噛合し、第２外歯部３３は、第２内歯部４２１と噛合している。

起振体軸受３１は、例えばコロ軸受であり、起振体３０Ａと第１外歯部３２及び第２外歯部３３が形成された基部３４との間に配置される。起振体３０Ａと第１外歯部３２及び第２外歯部３３とは、起振体軸受３１を介して相対的に回転可能にされる。
起振体軸受３１は、基部３４の内側に嵌入される外輪３１ａと、複数の転動体（コロ）３１ｂと、複数の転動体３１ｂを保持する保持器３１ｃとを有する。
複数の転動体３１ｂは、第１外歯部３２及び第１内歯部４１１の径方向内方に配置され、周方向に並ぶ第１群の転動体３１ｂと、第２外歯部３３及び第２内歯部４２１の径方向内方に配置され、周方向に並ぶ第２群の転動体３１ｂとを有する。これらの転動体３１ｂは、起振体３０Ａの外周を内側転走面３１１、外輪３１ａの内周を外側転走面３１２として転動する。
なお、保持器３１ｃの詳細については、後述する。

起振体軸受３１は、起振体３０Ａとは別体の内輪を有してもよい。また、起振体軸受３１は、外輪３１ａをなくして、基部３４の内周を外側転走面としてもよい。転動体の種類も特に限定されるものではなく、例えば玉でもよい。また、転動体の列数も２つに限定されるものではなく、１列でもよいし、３列以上でもよい。

ストッパーリング５１は、外歯歯車３５及び起振体軸受３１の軸方向の一端部と入力軸受４６との間に配置され、ストッパーリング５２は、外歯歯車３５及び起振体軸受３１の軸方向の他端部と入力軸受４７との間に配置される。
これらのストッパーリング５１，５２は、外歯歯車３５と起振体軸受３１の軸方向の移動を規制する。

ケーシング４３は、第２内歯部材４２の外周側を覆う。ケーシング４３の内周部には、主軸受４８の外輪部が形成されており、主軸受４８を介して第２内歯部材４２を回転自在に支持している。ケーシング４３は、例えば、ボルトのような連結部材４３１を介して第１内歯部材４１と連結される。

主軸受４８は、例えば、クロスローラ軸受であり、第２内歯部材４２と一体化された内輪部とケーシング４３と一体化された外輪部との間に配置される複数の転動体とを有する。なお、主軸受４８は、第２内歯部材４２とケーシング４３との間で、軸方向に離間した複数の軸受（アンギュラ玉軸受、テーパ軸受等）から構成されてもよい。
また、ケーシング４３と第２内歯部材４２との間であって、主軸受４８よりも出力側には、オイルシール５４１が設けられ、軸方向外側（出力側）への潤滑剤の流出を抑制する。

第１カバー４４は、例えば、ボルト等の連結部材４４１を介して第１内歯部材４１と連結されている。
そして、第１カバー４４は、第１外歯部３２と第１内歯部４１１とを軸方向の反出力側から覆う。第１内歯部材４１及びケーシング４３は、直接または間接的に外部部材に連結される。

なお、本実施形態では、外部部材（相手部材ともいう。例えば、撓み噛合い式歯車装置１を部品として組み込む本体装置の相互に動力伝達が行われる一方の部材等）と連結されて減速された運動を外部部材に出力する側を出力側（図１における左側）と呼び、軸方向における出力側とは反対側を反出力側（図１における右側）と呼ぶ。第１カバー４４と起振体軸３０の軸部３０Ｂとの間には入力軸受４６が配置され、起振体軸３０は、回転自在に第１カバー４４に支持される。なお、入力軸受４６は、玉軸受を例示しているが他のラジアル軸受を使用しても良い。
また、第１カバー４４と起振体軸３０の軸部３０Ｂとの間であって、入力軸受４６よりも反出力側には、オイルシール５４２が設けられ、軸方向外側（反出力側）への潤滑剤の流出を抑制する。

第２カバー４５は、例えば、ボルト等の連結部材５３３を介して第２内歯部材４２と連結され、第２外歯部３３と第２内歯部４２１とを軸方向の出力側から覆う。第２カバー４５及び第２内歯部材４２は、減速された運動を出力する外部部材に連結される（この外部部材は、第１内歯部材４１等が連結される外部部材に対して相対回転する部材）。
第２カバー４５と起振体軸３０の軸部３０Ｃとの間には入力軸受４７が配置され、起振体軸３０は、回転自在に第２カバー４５に支持される。なお、入力軸受４７は、玉軸受を例示しているが他のラジアル軸受を使用しても良い。
また、第２カバー４５と起振体軸３０の軸部３０Ｃとの間であって、入力軸受４７よりも出力側には、オイルシール５４３が設けられ、軸方向外側（出力側）への潤滑剤の流出を抑制する。なお、第２カバー４５は、第２内歯部材４２と一体的に形成されてもよい。

さらに、第１内歯部材４１とケーシング４３との間にはシール用のＯリング５５１が介挿されている。
同様に、第１内歯部材４１と第１カバー４４との間にはシール用のＯリング５５２が介挿され、第２内歯部材４２と第２カバー４５との間にはシール用のＯリング５５３が介挿されている。
従って、撓み噛合い式歯車装置１の内部空間（第１外歯部３２と第１内歯部４１１の噛合い部、第２外歯部３３と第２内歯部４２１の噛合い部、主軸受４８、入力軸受４６，４７、起振体軸受３１等の存在する空間）は、潤滑剤が封入される潤滑剤封入空間とされ、オイルシール５４１～５４３やＯリング５５１～５５３によって密封されている。

［減速動作］
図示略のモータ等から回転運動が入力され、起振体軸３０が回転すると、起振体３０Ａの運動が第１外歯部３２及び第２外歯部３３に伝わる。このとき、第１外歯部３２及び第２外歯部３３は、起振体３０Ａの外周面に沿った形状に規制され、軸方向から見て、長軸部分と短軸部分とを有する楕円形状に撓んでいる。さらに、第１外歯部３２は、固定された第１内歯部材４１の第１内歯部４１１と長軸部分で噛合っている。このため、第１外歯部３２及び第２外歯部３３は、起振体３０Ａと同じ回転速度で回転することはなく、第１外歯部３２及び第２外歯部３３の内側で起振体３０Ａが相対的に回転する。そして、この相対的な回転に伴って、第１外歯部３２及び第２外歯部３３は長軸位置（起振体３０Ａの長軸の延長線上となる位置）と短軸位置（起振体３０Ａの短軸の延長線上となる位置）とが周方向に移動するように撓み変形する。この変形の周期は、起振体軸３０の回転周期に比例する。

第１外歯部３２及び第２外歯部３３が撓み変形する際、その長軸位置が移動することで、第１外歯部３２と第１内歯部４１１との噛合う位置が回転方向に変化する。ここで、第１外歯部３２の歯数が１００で、第１内歯部４１１の歯数が１０２だとすると、噛合う位置が一周するごとに、第１外歯部３２と第１内歯部４１１との噛合う歯がずれていき、これにより第１外歯部３２が回転（自転）する。上記の歯数であれば、起振体軸３０の回転運動は減速比１００：２で減速されて第１外歯部３２に伝達される。

一方、第１外歯部３２と基部３４を共通とする第２外歯部３３は、第２内歯部４２１と噛合っているため、起振体軸３０の回転によって第２外歯部３３と第２内歯部４２１との噛合う位置も回転方向に変化する。一方、第２内歯部４２１の歯数と第２外歯部３３の歯数とは一致しているため、第２外歯部３３と第２内歯部４２１とは相対的に回転せず、第２外歯部３３の回転運動が減速比１：１で第２内歯部４２１へ伝達される。これらによって、起振体軸３０の回転運動が減速比１００：２で減速されて、第２内歯部材４２及び第２カバー４５へ伝達される。そして、この減速された回転運動が外部部材に出力される。

［起振体軸受の保持器の詳細］
図２は起振体軸受３１の保持器３１ｃの斜視図、図３は保持器３１ｃの軸垂直断面図である。
起振体軸受３１は、内側で回転する起振体３０Ａの長軸部と短軸部とが周回移動することで、径方向の周期的な変形動作を行う。その際、起振体軸受３１の保持器３１ｃは、内側転走面３１１の接近と外側転走面３１２の接近とが周期的に交互に行われる。
ここで従来の起振体軸受の保持器は、内側転走面、外側転走面に対する接触を回避するための配慮が行われていなかったため、内側転走面又は外側転走面の接近時に保持器が接触する恐れがあった。そして、保持器が内側転走面又は外側転走面に接触すると、転動体は、滑りを生じて転動が阻害され、摩耗やフレーキング等の損傷や損失の増加の原因となり得る。

本件出願の発明者は、保持器に転動体を組み込む際に転動体の脱落を防止するための突出部に着目し、転動体の脱落防止機能に加えて、保持器３１ｃの内側転走面３１１及び外側転走面３１２への接触を回避する機能を併せ持った外側突出部３１６と内側突出部３１７とを設けるという着想に至った。
以下、保持器３１ｃの詳細な構造について説明する。

図示のように、起振体軸受３１の保持器３１ｃは、径方向の厚さが全周に渡って均一であり、軸方向から見た全体形状は真円状である。また、保持器３１ｃは、金属材料からなる他の部材よりも可撓性を有する樹脂材料から構成されているが、特にこれに限定されない。
さらに、保持器３１ｃは、軸方向に並んだ一対のリング部３１３と、一方のリング部３１３から軸方向に延出されて他方のリング部３１３と接続され、リング部３１３の周方向に一定の間隔を空けて複数設けられた柱部３１４と、柱部３１４と柱部３１４との間に形成されて転動体３１ｂを保持するポケット３１５とを有する。
さらに、各柱部３１４は、径方向外側端部から周方向に突出する外側突出部３１６と、径方向内側端部から周方向に突出する内側突出部３１７とを有する。

保持器３１ｃは、全体的な形状が、軸方向に短い円筒状である。
外側突出部３１６及び内側突出部３１７は、いずれも、軸垂直断面形状が、先鋭な先端部を周方向に沿って延出した楔形状である。外側突出部３１６及び内側突出部３１７は、柱部３１４の軸方向の一部又は全体に渡って形成されている。転動体３１ｂがコロの場合、外側突出部３１６及び内側突出部３１７は、軸方向に広い範囲に形成されること、さらには、柱部３１４の軸方向全長に渡って形成されていることが好ましい。

図４は起振体３０Ａの長軸部（長軸３０１Ｌの延長線上）に中心が位置する転動体３１ｂ周辺の拡大断面図、図５は起振体３０Ａの短軸部（短軸３０１Ｓの延長線上）に中心が位置する転動体３１ｂ周辺の拡大断面図である。
なお、図３では転動体３１ｂ及びポケット３１５の数を最小限に省略して図示しているが、実際には周方向に均一間隔でより数多く設けられている。

外側突出部３１６は、保持器３１ｃの外周側の面（外側面とする）とポケット３１５の内側の面（内側面とする）とを有し、外側面は、保持器３１ｃの外周面と連続して同一の周面となっている。
内側突出部３１７は、保持器３１ｃの内周側の面（外側面とする）とポケット３１５の内側の面（内側面とする）とを有し、外側面は、保持器３１ｃの内周面と連続して同一の周面となっている。

ポケット３１５は、保持器３１ｃを径方向から見て矩形に貫通してなる貫通孔である。そして、ポケット３１５は、周方向に隣り合う二つの柱部３１４の互いの対向面と、一対のリング部３１３の互いの対向面の四つの内側面を有する。
二つの柱部３１４の対向面である二つの内側面は、いずれも、当該二つの内側面の中間を通過する径方向に平行、且つ、撓み噛合い式歯車装置１の軸方向に平行となる平面からなる。
一対のリング部３１３の互いの対向面である二つの内側面は、いずれも、撓み噛合い式歯車装置１の軸方向に垂直な平面からなる。

ここで、保持器３１ｃの各部において設定されている寸法について説明する。
ポケット３１５の内側の周方向（厳密には接線方向）の幅をポケット幅(1)とする（図５参照）。
対向する二つの内側突出部３１７の先端同士の間隔、即ち、保持器３１ｃの内周側におけるポケット３１５の周方向（厳密には接線方向）の開口幅を内側開口幅(2)とする（図５参照）。
二つの外側突出部３１６の先端同士の間隔、即ち、保持器３１ｃの外周側におけるポケット３１５の周方向（厳密には接線方向）の開口幅を外側開口幅(3)とする（図５参照）。
保持器３１ｃの径方向の厚さを保持器厚さ(4)とする（図４参照）。

保持器３１ｃの厚さ方向（ポケット３１５の貫通方向）におけるポケット３１５の内側の幅（外側突出部３１６と内側突出部３１７の部分を除いた幅）をポケット内深さ(5)とする（図４参照）。
起振体３０Ａの長軸位置（長軸３０１Ｌの延長線上）にある転動体３１ｂの中心から内側突出部３１７（の根元部分）までの径方向（厳密には、保持器３１ｃの厚さ方向：ポケット３１５の貫通方向）における距離を内側突出部側深さ(6)とする（図４参照）。
起振体３０Ａの長軸位置（長軸３０１Ｌの延長線上）にある転動体３１ｂの中心から外側突出部３１６（の根元部分）までの径方向（厳密には、保持器３１ｃの厚さ方向：ポケット３１５の貫通方向）における距離を外側突出部側深さ(7)とする（図４参照）。

転動体３１ｂの外径（直径）ｄに対して、上記(1)～(5)の寸法は、少なくとも、ポケット幅(1)＞ｄ、内側開口幅(2)＜ｄ、外側開口幅(3)＜ｄ、保持器厚さ(4)＜ｄ、ポケット内深さ(5)＜ｄとなるように設定されている。
上記(1)～(5)の寸法を上記のように設定することにより、ポケット３１５から径方向内側及び外側への転動体３１ｂの脱落が抑制される。

さらに、上記(1)～(5)の寸法設定により、起振体３０Ａにより転動体３１ｂが径方向外側に移動したときに、当該転動体３１ｂの外周と外側突出部３１６の内側面との隙間が低減される。
また、起振体３０Ａにより転動体３１ｂが径方向内側に移動したときに、当該転動体３１ｂの外周と内側突出部３１７の内側面との隙間が低減される。
図３における符号Ｃｐは、各転動体３１ｂの中心位置をつなぎ合わせた楕円である。各転動体３１ｂは、内側転走面３１１及び外側転走面３１２に対して径方向に一定の距離を維持する楕円Ｃｐに沿って並ぶ。そして、起振体３０Ａの長軸位置では、転動体３１ｂの外周と外側突出部３１６の隙間が低減されることで、長軸位置で近接する内側転走面３１１側への保持器３１ｃの移動が規制される。また、起振体３０Ａの短軸位置では、転動体３１ｂの外周と内側突出部３１７の隙間が低減されることで、短軸位置で近接する外側転走面３１２側への保持器３１ｃの移動が規制される。
従って、保持器３１ｃの内側転走面３１１及び外側転走面３１２との接触を抑制することができる。

上記構成により、保持器３１ｃの内側転走面３１１及び外側転走面３１２との接触について一定の抑制を図ることは可能となるが、保持器３１ｃの内側転走面３１１及び外側転走面３１２との接触については、より厳格に抑制できることが好ましい。
また、各転動体３１ｂと各外側突出部３１６及び各内側突出部３１７との間には、常に、隙間を形成可能とするあそびを有することが好ましい。このあそびが不十分である場合、転動体３１ｂと外側突出部３１６又は内側突出部３１７が接触を生じたときに相互間の摩擦が大きくなり、転動体３１ｂの回転が阻害され、滑りが生じる恐れがある。
そこで、本件出願の発明者は、(1)～(7)に基づく六つのパラメータの数値範囲を適正に定めることにより、保持器３１ｃの内側転走面３１１及び外側転走面３１２との接触を厳格に抑制し、長軸位置及び短軸位置のいずれにあっても転動体３１ｂと外側突出部３１６及び内側突出部３１７との間にあそびを維持することが可能であるという知見を得た。

上記(1)～(7)に基づく六つのパラメータは、図６に示すように、撓み噛合い式歯車装置１は、転動体３１ｂの外径ｄに対するポケット幅(1)の比率（(1)／ｄ）、転動体３１ｂの外径ｄに対する内側開口幅(2)の比率（(2)／ｄ）、転動体３１ｂの外径ｄに対する外側開口幅(3)の比率（(3)／ｄ）、転動体３１ｂの外径ｄに対する保持器厚さ(4)の比率（(4)／ｄ）、転動体３１ｂの外径ｄに対するポケット内深さ(5)の比率（(5)／ｄ）、外側突出部側深さ(7)に対する内側突出部側深さ(6)の比率αと起振体３０Ａの長軸変形量に対する短軸変形量の比率βの対比値（α／β）からなる。

なお、「比率α」は、(6)／(7)の値を示す。
また、「比率β」は、起振体３０Ａの変形量の長短比、即ち、起振体３０Ａの短軸変形量を起振体３０Ａの長軸変形量で除した値である。
また、「起振体３０Ａの短軸変形量」は、起振体３０Ａの等価真円直径（起振体３０Ａと周長が等しい真円の直径）から起振体３０Ａの短軸長を減じた値である。
（短軸変形量）＝（等価真円直径）－（短軸長）
また、「起振体３０Ａの長軸変形量」は、起振体３０Ａの長軸長から起振体３０Ａの等価真円直径を減じた値である。
（長軸変形量）＝（長軸長）－（等価真円直径）

上記パラメータ（(1)／ｄ）～（(5)／ｄ）は、転動体３１ｂの外径ｄに対する比率であることから、転動体３１ｂの外径ｄの大小にかかわらず、転動体３１ｂの内側及び外側転走面３１１，３１２に対する非接触、転動体３１ｂと各外側突出部３１６及び内側突出部３１７とのあそび形成を実現する数値を定めることができる。
また、対比値（α／β）のパラメータも比率値なので、起振体３０Ａの短軸変形量及び長軸変形量の大小にかかわらず、保持器３１ｃの内側及び外側転走面３１１，３１２に対する非接触、転動体３１ｂと各外側突出部３１６及び内側突出部３１７とのあそび形成を実現する数値を定めることができる。

具体的には、比率（(2)／ｄ）が0.93以上、0.97以下、比率（(3)／ｄ）が0.95以上、0.99以下、比率（(4)／ｄ）が0.55以上、0.61以下の数値範囲に設定することにより、起振体３０Ａによる転動体３１ｂの径方向外側への移動時における保持器３１ｃの内周と内側転走面３１１との接触と、起振体３０Ａによる転動体３１ｂの径方向内側への移動時における保持器３１ｃの外周と外側転走面３１２との接触とをより効果的に回避することができる。

さらに、比率（(1)／ｄ）が1.01以上、1.04以下、比率（(5)／ｄ）が0.26以上、0.32以下、対比値（α／β）が2.22以上、3.18以下の数値範囲に設定することにより、起振体３０Ａによる転動体３１ｂの径方向外側への移動時と起振体３０Ａによる転動体３１ｂの径方向内側への移動時の両方について、各転動体３１ｂがポケット３１５内面、各外側突出部３１６及び各内側突出部３１７に対してあそびを形成することができる。

なお、現実には、いずれかの保持器３１ｃは、重力の影響により、外側突出部３１６、内側突出部３１７又はポケット３１５のいずれかの内面に接触した状態となるが、ここでいう「あそびを形成する」とは、例えば、無重力化で、内側転走面３１１と外側転走面３１２の間に拘束された全ての転動体３１ｂに対して、全ての外側突出部３１６及び内側突出部３１７（全てのポケット３１５の内面を含む）に対して隙間を形成するように保持器３１ｃを配置することが可能であることを示す。

図６に示す上記各パラメータの数値範囲は、各種の条件下で、転動体３１ｂの外径の寸法にかかわらず、起振体３０Ａの短軸位置及び長軸位置において保持器３１ｃに対する内側転走面３１１及び外側転走面３１２が非接触となり、各転動体３１ｂと各外側突出部３１６及び各内側突出部３１７との間にあそび（隙間）を維持することが可能となる数値範囲を算出したものである。
各種の条件としては、(i)撓み噛合い式歯車装置の分野において一般的に要求される減速比の最小値から最大値に対応する長軸変形量に対する短軸変形量の比率βの数値範囲で成立すること、(ii)撓み噛合い式歯車装置１の加工性に基づく寸法公差を考慮しても成立すること、(iii)撓み噛合い式歯車装置の分野において一般的に要求される各部の外部寸法の範囲で成立すること等である。

［発明の実施形態の技術的効果］
上記撓み噛合い式歯車装置１は、起振体３０Ａの長軸部において、起振体軸受３１の外側突出部３１６と転動体３１ｂとが当接することにより、保持器３１ｃと内側転走面３１１との接触が回避され、起振体３０Ａの短軸部において、内側突出部３１７と転動体３１ｂとが当接することにより、保持器３１ｃと外側転走面３１２との接触が回避されるように構成されている。
このため、保持器３１ｃは、起振体３０Ａの長軸位置にあって内側転走面３１１に最も接近する場合に外側突出部３１６により内側転走面３１１との接触が回避され、起振体３０Ａの短軸位置にあって外側転走面３１２に最も接近する場合に内側突出部３１７により外側転走面３１２との接触が回避されるので、保持器３１ｃの全周のいずれの位置も内側転走面３１１及び外側転走面３１２の接触を効果的に回避することができる。
従って、転動体３１ｂの長軸部又は短軸部の位置にかかわらず、転動体３１ｂの滑りを抑制し、摩耗やフレーキング等の損傷を低減し、撓み噛合い式歯車装置１の損失も低減することが可能となる。

また、起振体３０Ａの長軸部において、外側突出部３１６により保持器３１ｃと内側転走面３１１との接触が回避され、起振体３０Ａの短軸部において、内側突出部３１７とにより保持器３１ｃと外側転走面３１２との接触が回避されるように、転動体３１ｂの外径ｄに対する内側開口幅(2)の比率（(2)／ｄ）、転動体３１ｂの外径ｄに対する外側開口幅(3)の比率（(3)／ｄ）、転動体３１ｂの外径ｄに対する保持器厚さ(4)の比率（(4)／ｄ）の各パラメータが設定されている。
すなわち、これらのパラメータを設定すれば、保持器３１ｃの全周のいずれの位置も内側転走面３１１及び外側転走面３１２の接触を効果的に回避することが可能な撓み噛合い式歯車装置１を実現することが可能となり、設計の自由度が高く、設計の容易化を図ることが可能となる。

特に、上記比率（(2)／ｄ）を0.93以上、0.97以下、比率（(3)／ｄ）を0.95以上、0.99以下、比率（(4)／ｄ）を0.55以上、0.61以下とすることにより、保持器３１ｃの全周のいずれの位置も内側転走面３１１及び外側転走面３１２の接触を効果的に回避することが可能な撓み噛合い式歯車装置１を提供することが可能となる。

また、起振体３０Ａの長軸部において、外側突出部３１６により保持器３１ｃと内側転走面３１１との接触が回避され、起振体３０Ａの短軸部において、内側突出部３１７とにより保持器３１ｃと外側転走面３１２との接触が回避されるように、転動体３１ｂの外径ｄに対するポケット幅(1)の比率（(1)／ｄ）、転動体３１ｂの外径ｄに対するポケット内深さ(5)の比率（(5)／ｄ）、外側突出部側深さ(7)に対する内側突出部側深さ(6)の比率αと起振体３０Ａの長軸変形量に対する短軸変形量の比率βの対比値（α／β）とが設定されている。
すなわち、これらのパラメータを設定すれば、起振体３０Ａの回転時に、各転動体３１ｂがポケット３１５内面、各外側突出部３１６及び各内側突出部３１７に対してあそび（隙間）を形成することが可能となり、設計の自由度が高く、設計の容易化を図ることが可能となる。

特に、上記比率（(1)／ｄ）を1.01以上、1.04以下、比率（(5)／ｄ）を0.26以上、0.32以下、対比値（α／β）が2.22以上、3.18以下の数値範囲に設定することにより、起振体３０Ａの回転時に、各転動体３１ｂがポケット３１５内面、各外側突出部３１６及び各内側突出部３１７に対してあそび（隙間）を適正に形成することができ、より効果的に、転動体３１ｂの滑りを抑制して損傷を低減し、撓み噛合い式歯車装置１の損失も低減することが可能となる。

また、保持器３１ｃは、起振体軸受３１が起振体３０Ａに組み込まれた状態において、組み込み前と同じ形状を維持している。これは、起振体軸受３１の組み込みにより、保持器３１ｃが各転動体３１ｂと各外側突出部３１６、内側突出部３１７との当接圧による変形荷重を受けていないことを意味し、各転動体３１ｂがポケット３１５内面、各外側突出部３１６及び各内側突出部３１７に対してあそびを適正に形成することを示す。従って、転動体３１ｂの損傷を低減し、損失も小さい撓み噛合い式歯車装置１を提供することができる。

［その他］
上記実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態で示した撓み噛合い式歯車装置１は、筒型の構成を例に挙げて説明したが、筒型以外の撓み噛合い式歯車装置、例えばカップ型やシルクハット型などの撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受についても、上記起振体軸受３１と同じ構成のものを適用することが可能である。

また、起振体軸受３１の転動体３１ｂがコロである場合を例示したが、転動体の種類は特に限定されず、例えば転動体は球であってもよい。

１ 撓み噛合い式歯車装置
３０ 起振体軸
３０Ａ 起振体
３１ 起振体軸受
３１ａ 外輪
３１ｂ 転動体
３１ｃ 保持器
３５ 外歯歯車
３０１Ｌ 長軸
３０１Ｓ 短軸
３１１ 内側転走面
３１２ 外側転走面
３１３ リング部
３１４ 柱部
３１５ ポケット
３１６ 外側突出部
３１７ 内側突出部
Ｃｐ 楕円
Ｏ１ 回転軸
ｄ 外径

Claims (6)

1. 起振体と、当該起振体により撓み変形する外歯歯車と、当該外歯歯車と噛合う内歯歯車と、前記起振体と前記外歯歯車の間に配置される起振体軸受と、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、
   前記起振体軸受は、複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、を有し、
   前記保持器は、リング部と、当該リング部から軸方向に延出されて前記リング部の周方向に間隔を空けて複数設けられた柱部と、前記柱部と前記柱部との間に形成されて前記転動体を保持するポケットと、を有し、
   前記柱部は、径方向外側端部から周方向に突出する外側突出部と、径方向内側端部から周方向に突出する内側突出部と、を有し、
   前記保持器は、前記起振体の長軸部において、前記外側突出部と前記転動体とが当接することにより、前記保持器と内側転走面との接触が回避され、前記起振体の短軸部において、前記内側突出部と前記転動体とが当接することにより、前記保持器と外側転走面との接触が回避されるように構成される
   撓み噛合い式歯車装置。
2. 前記起振体の前記長軸部において、前記外側突出部と前記転動体とが当接することにより、前記保持器と前記内側転走面との接触が回避され、前記起振体の前記短軸部において、前記内側突出部と転動体とが当接することにより、前記保持器と前記外側転走面との接触が回避されるように、
   前記転動体の外径に対する、前記内側突出部によって規定された前記保持器の内周側における前記ポケットの開口幅の比率と、
   前記転動体の外径に対する、前記外側突出部によって規定された前記保持器の外周側における前記ポケットの周方向の開口幅の比率と、
   前記転動体の外径に対する、前記保持器の径方向の厚さの比率が設定されている
   請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。
3. 前記転動体の外径に対する、前記内側突出部によって規定された前記保持器の内周側における前記ポケットの開口幅の比率が0.93以上、0.97以下、
   前記転動体の外径に対する、前記外側突出部によって規定された前記保持器の外周側における前記ポケットの開口幅の比率が0.95以上、0.99以下、
   前記転動体の外径に対する、前記保持器の径方向の厚さの比率が0.55以上、0.61以下の数値範囲内に設定されている
   請求項２に記載の撓み噛合い式歯車装置。
4. 前記保持器と前記内側転走面との接触及び前記保持器と前記外側転走面との接触が回避されるように、さらに、
   前記転動体の外径に対する、前記ポケットの内側の周方向の幅の比率と、
   前記転動体の外径に対する、前記保持器の厚さ方向における前記ポケットの内部の幅の比率と、
   前記起振体の長軸位置にある転動体の中心から前記外側突出部までの径方向における距離に対する前記起振体の長軸位置にある転動体の中心から前記内側突出部までの径方向における距離の比率と前記起振体の長軸変形量に対する短軸変形量の比率からなる二つの比率の対比値とが設定されている
   請求項２又は請求項３に記載の撓み噛合い式歯車装置。
5. 前記転動体の外径に対する、前記ポケットの内側の周方向の幅の比率が1.01以上、1.04以下、
   前記転動体の外径に対する、前記保持器の厚さ方向における前記ポケットの内部の幅の比率が0.26以上、0.32以下、
   前記起振体の長軸位置にある転動体の中心から前記外側突出部までの径方向における距離に対する前記起振体の長軸位置にある転動体の中心から前記内側突出部までの径方向における距離の比率と前記起振体の長軸変形量に対する短軸変形量の比率からなる二つの比率の対比値が2.22以上、3.18以下の数値範囲内に設定されている
   請求項４に記載の撓み噛合い式歯車装置。
6. 前記保持器は、前記起振体軸受が前記起振体に組み込まれた状態において、組み込み前と同じ形状を維持する
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。

Images