JP6338538B2 - 撓み噛合い式歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、撓み噛合い式歯車装置に関する。

小型かつ軽量で高減速比が得られる歯車装置として、撓み噛合い式歯車装置が知られている。この装置は、剛性の内歯歯車と、その内側に配置された可撓性の外歯歯車と、軸受を介して、外歯歯車を半径方向に撓めて内歯歯車に対して２箇所で部分的に噛み合わせると共に噛み合わせ位置を周方向に移動させる起振体と、で構成される。また、軸受は、複数の転動体と、複数の転動体を保持する保持器と、を含む。従来では、例えば特許文献１に記載されるような撓み噛合い式歯車装置が提案されている。

特開昭６０−１４３２４４号公報

特許文献１に記載される従来の撓み噛合い式歯車装置では、２列の転動体が千鳥状に配置されるため、回転軸方向から見ると、隣り合う転動体の周方向の距離は比較的短くなる。そのため、内歯歯車との噛み合いによる噛合い荷重が外歯歯車にかかったとき、隣り合う転動体の間において外歯歯車が径方向内側に凹むように撓むのが抑止される。これにより、起振体は比較的滑らかに回転し、トルクリップルが誘起されるのを抑止できる。

この撓み噛合い式歯車装置では、転動体は千鳥状に配置されているため、ある瞬間において噛合領域に存在する転動体の数は、各列で異なる。したがって、自転しながら自ら公転する転動体の数が各列で異なる。逆に言うと、保持器に押されて公転する転動体の数が各列で異なる。そのため、各列で、転動体および保持器の公転速度に速度差が生じうる。各列の転動体を保持する保持器は結合（一体的に形成）されているため、この公転速度の速度差によって、保持器と保持器の結合部分には無理な負荷がかかる。これは、保持器の損傷や変形につながる。

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持器の損傷や変形を抑止しつつトルクリップルを抑止できる撓み噛合い式歯車装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の撓み噛合い式歯車装置は、起振体と、起振体により撓み変形される第１外歯歯車および第２外歯歯車と、第１外歯歯車と起振体との間に配置される第１軸受と、第２外歯歯車と起振体との間に配置される第２軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、第１軸受は、複数の第１転動体と、第１転動体を保持する第１保持器と、を有する。第２軸受は、複数の第２転動体と、第２転動体を保持する第２保持器と、を有する。第１保持器と第２保持器とは別体に構成され、第１転動体の数と第２転動体の数とが異なる。

本発明の別の態様もまた、撓み噛合い式歯車装置である。この装置は、起振体と、起振体により撓み変形される第１外歯歯車および第２外歯歯車と、第１外歯歯車と起振体との間に配置される第１軸受と、第２外歯歯車と起振体との間に配置される第２軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、第１軸受は、複数の第１転動体と、第１転動体を保持する第１保持器と、を有する。第２軸受は、複数の第２転動体と、第２転動体を保持する第２保持器と、を有する。第１保持器と第２保持器とは別体に構成され、第１保持器は、第１転動体を保持する複数の第１ポケットを有し、複数の第１ポケットの少なくとも一部は他の第１ポケットと周方向幅が異なるか、または、第１ポケットと第１ポケットの間の柱部の少なくとも一部は他の柱部と周方向幅が異なる。

本発明のさらに別の態様は、撓み噛合い式歯車装置である。この装置は、起振体と、起振体により撓み変形される第１外歯歯車および第２外歯歯車と、第１外歯歯車と起振体との間に配置される第１軸受と、第２外歯歯車と起振体との間に配置される第２軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、第１軸受は、第１内輪と、複数の第１転動体と、第１転動体を保持する第１保持器と、第１外輪と、を有する。第２軸受は、第２内輪と、複数の第２転動体と、第２転動体を保持する第２保持器と、第２外輪と、を有する。第１保持器と第２保持器とは別体に構成され、起振体に外嵌する前の状態において、第１内輪と第１転動体との間の隙間と第１転動体と第１外輪との間の隙間の合計値と、第２内輪と第２転動体との間の隙間と第２転動体と第２外輪との間の隙間の合計値とが異なる。

本発明のさらに別の態様もまた、撓み噛合い式歯車装置である。この装置は、起振体と、起振体により撓み変形される第１外歯歯車および第２外歯歯車と、第１外歯歯車と起振体との間に配置される第１軸受と、第２外歯歯車と起振体との間に配置される第２軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、第１軸受は、複数の第１転動体と、第１転動体を保持する第１保持器と、を有する。第２軸受は、複数の第２転動体と、第２転動体を保持する第２保持器と、を有する。第１保持器と第２保持器とは別体に構成され、第１保持器は、第１転動体を保持する複数の第１ポケットを有する。第２保持器は、第２転動体を保持する複数の第２ポケットを有する。第１ポケットの周方向幅と第２ポケットの周方向幅とが異なる。

これらの態様によると、第１保持器と第２保持器とは別体に構成され、かつ、第１転動体と第２転動体とが周方向で同じ位置になりにくくなる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、保持器の損傷や変形を抑止しつつトルクリップルを抑止できる撓み噛合い式歯車装置を提供できる。

第１の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。 図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。 保持器および転動体を径方向から見た側面図である。 起振体軸受を回転軸方向から見た図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受の周辺を示す断面図である。 保持器および転動体を径方向から見た側面図である。 図７（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受の周辺を示す断面図である。 保持器および転動体を径方向から見た側面図である。 図９（ａ）、（ｂ）は、第４の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受の周辺を示す断面図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は、第５の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受の周辺を示す断面図である。 保持器および転動体を径方向から見た側面図である。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置は、モータの高速回転出力を低速回転出力として取り出す減速機構として好適に用いられる。例えばロボットの関節部分に用いられるアクチュエータの減速機として好適に用いられる。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置１００を示す断面図である。図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。図３は、保持器２３および転動体２２を径方向から見た側面図である。撓み噛合い式歯車装置１００は、固定壁４（例えば、ロボットの第１部材）に固定される。撓み噛合い式歯車装置１００は、入力された回転を減速し、それを出力装置６（例えば、ロボットの第２部材）に出力する。撓み噛合い式歯車装置１００は、起振体１０と、起振体軸受２０と、外歯歯車３０と、内歯歯車４０と、入力軸５０と、を備える。

起振体１０は、回転軸Ｒに沿って延在する部材であり、回転軸Ｒに直交する断面は略楕円形状を有する。起振体１０には、回転軸Ｒを中心とする入力軸孔１１が形成されている。入力軸５０は、軸受８を介して、固定壁４に回転自在に支持される。入力軸５０の一端は入力軸孔１１に挿入され、例えば接着または圧入もしくはキー連結等により起振体１０と回転方向に連結される。入力軸５０の他端は、例えばモータ等の回転駆動源に接続される。入力軸５０の回転に伴って起振体１０が回転する。

外歯歯車３０は、可撓性を有する環状の部材であり、その内側には起振体１０および起振体軸受２０が嵌まる。外歯歯車３０は、起振体１０が嵌まることによって楕円状に撓められる。外歯歯車３０は、起振体１０が回転すると、起振体１０の形状に合わせて連続的に変形する。外歯歯車３０は、第１外歯歯車３０ａと、第２外歯歯車３０ｂと、を含む。第１外歯歯車３０ａは、第２外歯歯車３０ｂよりも固定壁４側（図１では右側）に位置する。第１外歯歯車３０ａと第２外歯歯車３０ｂとは単一の基材に形成されており、同歯数である。

内歯歯車４０は、第１内歯歯車４０ａと、第２内歯歯車４０ｂと、を含む。第１内歯歯車４０ａと第２内歯歯車４０ｂは別体として形成される。第１内歯歯車４０ａは、剛性を有する環状の部材である。第１内歯歯車４０ａは楕円状に撓められた第１外歯歯車３０ａを環囲し、起振体１０の長軸方向の２領域で第１外歯歯車３０ａと噛み合う。第１内歯歯車４０ａは、第１外歯歯車３０ａよりも多くの歯を有する。第１内歯歯車４０ａには、回転軸Ｒ方向に貫通する複数のボルト挿通孔４１ａが形成される。このボルト挿通孔４１ａにボルト４２ａを挿入して固定壁４に形成されたねじ穴４ａに螺合することにより、撓み噛合い式歯車装置１００が固定壁４に固定される。

第２内歯歯車４０ｂは、剛性を有する環状の部材である。第２内歯歯車４０ｂは楕円状に撓められた第２外歯歯車３０ｂを環囲し、起振体１０の長軸方向の２領域で第２外歯歯車３０ｂと噛み合う。第２内歯歯車４０ｂは、第２外歯歯車３０ｂと同数の歯を有する。第２内歯歯車４０ｂには、回転軸Ｒ方向に貫通する複数のボルト挿通孔４１ｂが形成される。このボルト挿通孔４１ｂにボルト４２ｂを挿入して出力装置６に形成されたねじ穴６ａに螺合することにより、撓み噛合い式歯車装置１００と出力装置６とが接続される。これにより、撓み噛合い式歯車装置１００の出力が出力装置６に伝達される。

起振体軸受２０は、外歯歯車３０を支持する軸受であり、第１外歯歯車３０ａと起振体１０との間に配置される第１起振体軸受２０ａと、第２外歯歯車３０ｂと起振体１０との間に位置する第２起振体軸受２０ｂと、を含む。第１起振体軸受２０ａは、内輪部材２１の第１部分２１ａと、複数の第１転動体２２ａと、複数の第１転動体２２ａを保持する第１保持器２３ａと、第１外輪部材２４ａと、を含む。第２起振体軸受２０ｂは、内輪部材２１の第２部分２１ｂと、複数の第２転動体２２ｂと、複数の第２転動体２２ｂを保持する第２保持器２３ｂと、第２外輪部材２４ｂと、を含む。

内輪部材２１は、環状の部材であり、起振体１０に外嵌する。内輪部材２１は、可撓性を有し、起振体１０が嵌ると楕円状に撓められる。内輪部材２１は、接着または圧入により起振体１０に固定され、起振体１０と一体に回転する。内輪部材２１は、第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂの両方の内輪部材として一体的に形成されている。なお、内輪部材２１は、起振体１０と一体に形成されてもよい。

第１外輪部材２４ａは、複数の第１転動体２２ａを環囲する。第１外輪部材２４ａは、可撓性を有し、起振体１０が内輪部材２１に嵌ると第１転動体２２ａを介して楕円状に撓められる。第１外輪部材２４ａは、起振体１０が回転すると、起振体１０の形状に合わせて連続的に変形する。第２外輪部材２４ｂは、第１外輪部材２４ａと同様に構成される。第２外輪部材２４ｂは、第１外輪部材２４ａとは別体として形成される。なお、第２外輪部材２４ｂは、第１外輪部材２４ａと一体に形成されてもよい。以降では、第１外輪部材２４ａと第２外輪部材２４ｂとをまとめて「外輪部材２４」とも呼ぶ。

第１保持器２３ａは、内輪部材２１の第１部分２１ａと第１外輪部材２４ａとの間に配置される環状の部材であり、リング部２６ａ、２７ａと、リング部２６ａとリング部２７ａとの間に掛け渡される複数の柱部２８ａと、隣接する柱部２８ａによって形成される複数の第１ポケット２５ａと、を含む。複数の第１ポケット２５ａにはそれぞれ、第１転動体２２ａが配置される。複数の第１転動体２２ａはそれぞれ、略円柱形状を有し、その軸方向が回転軸Ｒ方向と略平行な方向を向いた状態で、周方向に並ぶ。第１転動体２２ａは、外歯歯車３０と内歯歯車４０とが噛み合う領域（以下、「噛合領域」と呼ぶ）に入ると、自ら自転と公転とを行う。噛合領域にある第１転動体２２ａの一部は、その公転により第１保持器２３ａを押して第１保持器２３ａを公転させる。第１転動体２２ａは、非噛合領域に入ると、第１保持器２３ａに押されて公転する。

第２保持器２３ｂは、第１保持器２３ａとは別体として形成される。つまり、第１保持器２３ａと第２保持器２３ｂは、周方向に相対移動可能である。内輪部材２１の第２部分２１ｂと第２外輪部材２４ｂとの間に配置される環状の部材であり、リング部２６ｂ、２７ｂと、リング部２６ｂとリング部２７ｂとの間に掛け渡される複数の柱部２８ｂと、隣接する柱部２８ｂによって形成される複数の第２ポケット２５ｂと、を含む。複数の第２ポケット２５ｂにはそれぞれ、第２転動体２２ｂが配置される。複数の第２転動体２２ｂはそれぞれ、略円柱形状を有し、その軸方向が回転軸Ｒ方向と略平行な方向を向いた状態で、周方向に並ぶ。第２転動体２２ｂは、第１転動体２２ａと同様に、噛合領域に入ると自ら自転と公転とを行う。噛合領域にある第２転動体２２ｂの一部は、その公転により第２保持器２３ｂを押して第２保持器２３ｂを公転させる。第２転動体２２ｂは、非噛合領域に入ると、第２保持器２３ｂに押されて公転する。

以降では、第１保持器２３ａと第２保持器２３ｂとをまとめて「保持器２３」、柱部２８ａと柱部２８ｂとをまとめて「柱部２８」、第１ポケット２５ａと第２ポケット２５ｂとをまとめて「ポケット２５」、とも呼ぶ。また、第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとをまとめて「転動体２２」とも呼ぶ。

ここで、起振体軸受２０の負荷容量を向上させるひとつの手法として、転動体２２の径を大きくすることがある。転動体２２を大きくすると、それに伴ってポケット２５の周方向幅を大きくする必要があるため、転動体２２の数をそのままに転動体２２の径を大きくすると、柱部２８の周方向幅が細くなってしまい、保持器２３の強度が弱くなる。そのため、通常、転動体２２の径が大きくする場合、転動体２２の数を少なくする。

転動体２２の数が少なくなると、転動体２２と外輪部材２４との接触点Ｐ同士の距離が長くなる。すると、図４（ａ）に示すごとく第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとが周方向で同じ位置にある場合、すなわち第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとが回転軸Ｒ方向で重なる位置にある場合、内歯歯車４０との噛み合いによる噛合い荷重が外歯歯車３０にかかったときに、隣り合う接触点Ｐの間において外歯歯車３０および外輪部材２４が径方向内側に凹むように撓みうる。したがって、起振体１０は、その長軸方向がこの撓んだ部分を通り越すとき、撓みを径方向外側に押し出しながら回転することになる。その結果、トルクリップルが誘起される。

図４（ｂ）に示すごとく、第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂが周方向で異なる位置にある場合、すなわち第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとが回転軸Ｒ方向で重ならない位置にある場合、転動体２２と外輪部材２４との接触点Ｐの周方向の距離が短くなる。そのため、内歯歯車４０との噛み合いによる噛合い荷重が外歯歯車３０にかかったときに、周方向に隣り合う接触点Ｐの間において外歯歯車３０が撓みにくくなる。そのため、トルクリップルが誘起されにくくなる。

第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとが周方向で同じ位置にある状態のまま（すなわり図４（ａ）の状態のまま）とならないようにするために、例えば特許文献１に記載の撓み噛合い式歯車装置のように、第１ポケット２５ａと第２ポケット２５ｂとの位置を周方向にずらした状態で、第１保持器２３ａと第２保持器２３ｂとを結合（一体化）することが考えられる。この場合、第１ポケット２５ａと第２ポケット２５ｂの位置が周方向にずれているため、ある瞬間において、噛合領域にある第１転動体２２ａの数と噛合領域にある第２転動体２２ｂの数とが異なる。したがって、自転しながら自ら公転する第１転動体２２ａの数と自転しながら自ら公転する第２転動体２２ｂの数が異なる。逆に言うと、第１保持器２３ａに押されて公転する第１転動体２２ａの数と第２保持器２３ｂに押されて公転する第２転動体２２ｂの数が異なる。そのため、第１転動体２２ａおよび第１保持器２３ａの公転速度と第２転動体２２ｂおよび第２保持器２３ｂの公転速度に速度差が生じうる。このとき、第１保持器２３ａと第２保持器２３ｂとが結合されていると、その結合部分に無理な負荷がかかることになり、保持器２３が破損したり、保持器２３が変形する原因となる。

そこで、本実施の形態では、第１保持器２３ａと第２保持器２３ｂとを結合せず、第１転動体２２ａ（および第１ポケット２５ａ）の数と、第２転動体２２ｂ（および第２ポケット２５ｂ）の数と、を異ならせる。この場合、第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとの周方向の位置は、基本的には異なる。なお、第１転動体２２ａが第２転動体２２ｂより多くてもよく、第２転動体２２ｂが第１転動体２２ａより多くてもよい。本実施の形態では、第１転動体２２ａの数が第２転動体２２ｂの数より少なく、したがって図３では、第１転動体２２ａの周方向の間隔が、第２転動体２２ｂの周方向の間隔より長くなっている。なお、軸受の負荷容量の観点からは、転動体２２の数はできるだけ多い方が望ましい。したがって、第１転動体２２ａの数と第２転動体２２ｂの数との差は「１」であることが望ましい。

以上のように構成された撓み噛合い式歯車装置１００の動作を説明する。ここでは、第１外歯歯車３０ａの歯数が１００、第２外歯歯車３０ｂが１００、第１内歯歯車４０ａの歯数が１０２、第２内歯歯車４０ｂの歯数が１００の場合を例に説明する。

第１外歯歯車３０ａが楕円形状の長軸方向の２箇所で第１内歯歯車４０ａと噛み合っている状態で、入力軸５０の回転により起振体１０が回転すると、これに伴って第１外歯歯車３０ａと第１内歯歯車４０ａとの噛み合い位置も周方向に移動する。第１外歯歯車３０ａと第１内歯歯車４０ａとは歯数が異なるため、この際、第１内歯歯車４０ａに対して第１外歯歯車３０ａが相対的に回転する。本実施の形態では、第１内歯歯車４０ａが固定状態にあるため、第１外歯歯車３０ａは、歯数差に相当する分だけ自転することになる。つまり、起振体１０の回転が大幅に減速されて第１外歯歯車３０ａに出力される。その減速比は以下のようになる。
減速比＝（第１外歯歯車３０ａの歯数−第１内歯歯車４０ａの歯数）／第１外歯歯車３０ａの歯数
＝（１００−１０２）／１００
＝−１／５０

第２外歯歯車３０ｂは、第１外歯歯車３０ａと一体的に形成されているため、第１外歯歯車３０ａと一体に回転する。第２外歯歯車３０ｂと第２内歯歯車４０ｂは歯数が同一であるため、相対回転は発生せず、第２外歯歯車３０ｂと第２内歯歯車４０ｂとは一体に回転する。このため、第１外歯歯車３０ａの自転と同一の回転が第２内歯歯車４０ｂに出力される。結果として、第２内歯歯車４０ｂからは起振体１０（入力軸５０）の回転を−１／５０に減速した出力を取り出すことができる。

本実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置１００によると、第１起振体軸受２０ａの第１転動体２２ａの数と第２起振体軸受２０ｂの第２転動体２２ｂの数とが異なる。そのため、第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとの周方向の位置は、基本的には異なる。これにより、軸受の負荷容量を向上させるべく、転動体２２の径を大きくし、かつ、転動体２２の数を少なくした場合でも、転動体２２と外輪部材２４との接触点Ｐ同士の距離は比較的短くなる。その結果、隣り合う接触点Ｐの間において外歯歯車３０が撓むのが抑止され、トルクリップルの大きさを実用上問題のないレベルに抑えられる。また、第１保持器２３ａと第２保持器２３ｂとは結合されていないため、これらに無理な荷重がかかるのが抑止される。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置と第１の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置との主な違いは、起振体軸受の構成である。
図５（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受２０の周辺を示す断面図である。図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ）、（ｂ）に対応する。図６は、保持器２３および転動体２２を径方向から見た側面図である。図６は図３に対応する。

第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１転動体２２ａの数と第２転動体２２ｂの数が同じになるよう形成される。言い換えると、第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１保持器２３ａの第１ポケット２５ａの数と第２保持器２３ｂの第２ポケット２５ｂの数とが同じになるよう形成される。

本実施の形態では、第１保持器２３ａは、少なくとも一部の第１ポケット２５ａの周方向幅が他の第１ポケット２５ａの周方向幅と異なり、すべての柱部２８ａの周方向幅が同じとなるよう形成される。第２保持器２３ｂは、すべての第２ポケット２５ｂの周方向幅が互いに同じで、かつ、すべての柱部２８ｂの周方向幅が互いに同じになるよう形成される。なお、第１保持器２３ａの構成と、第２保持器２３ｂの構成とは、逆であってもよい。

第１保持器２３ａが周方向幅が狭い第１ポケット２５ａと広い第１ポケット２５ａとを含むため、ある瞬間において、噛合領域にある第１転動体２２ａの数と噛合領域にある第２転動体２２ｂの数とは異なりうる。例えば噛合領域にある第１転動体２２ａの数が噛合領域にある第２転動体２２ｂの数より多くなりうる。この場合、自ら公転する第１転動体２２ａの数は自ら公転する第２転動体２２ｂの数より多くなる。逆に言うと、第１保持器２３ａに押されて公転する第１転動体２２ａの数は第２保持器２３ｂに押されて公転する第２転動体２２ｂの数より少なくなる。これにより、第１転動体２２ａおよび第１保持器２３ａの公転速度は、第２転動体２２ｂおよび第２保持器２３ｂの公転速度より速くなる。そのため、仮にあるタイミングにおいて第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとが周方向で同じ位置にあっても、この公転の速度差によって第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂの周方向の位置はすぐにずれることになる。したがって、第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとの周方向の位置は、基本的に異なる。

本実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によると、第１の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置１００によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。

また、本実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によると、第２保持器２３ｂは、従来の保持器と同様に、すべての第２ポケット２５ｂの周方向幅が互いに同じで、かつ、すべての柱部２８ｂの周方向幅が互いに同じになるよう形成される。つまり、少なくとも一方の保持器２３には、転動体２２を保持する保持器として実績のあるものを用いることができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置と第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置との主な違いは、保持器の構成である。
図７（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受２０の周辺を示す断面図である。図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ）、（ｂ）に対応する。図８は、保持器２３および転動体２２を径方向から見た側面図である。図８は図３に対応する。

第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１転動体２２ａの数と第２転動体２２ｂの数が同じになるよう形成される。言い換えると、第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１保持器２３ａの第１ポケット２５ａの数と第２保持器２３ｂの第２ポケット２５ｂの数とが同じになるよう形成される。

本実施の形態では、第１保持器２３ａは、すべての第１ポケット２５ａの周方向幅が同じで、少なくとも一部の柱部２８ａの周方向幅が他の柱部２８ａの周方向幅と異なるよう形成される。第２保持器２３ｂは、すべての第２ポケット２５ｂの周方向幅が互いに同じで、かつ、すべての柱部２８ｂの周方向幅が互いに同じになるよう形成される。なお、第１保持器２３ａの構成と、第２保持器２３ｂの構成とは、逆であってもよい。

第１保持器２３ａが周方向幅が狭い柱部２８ａと広い柱部２８ａとを含むため、ある瞬間において、噛合領域にある第１転動体２２ａの数と噛合領域にある第２転動体２２ｂの数とは異なりうる。したがって、第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置と同様に、第１転動体２２ａおよび第１保持器２３ａの公転速度と第２転動体２２ｂおよび第２保持器２３ｂの公転速度とに速度差が生じる場合がある。そのため、仮にあるタイミングにおいて第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとが周方向で同じ位置にあっても、この公転の速度差によって第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂの周方向の位置はすぐにずれることになる。したがって、第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとの周方向の位置は、基本的に異なる。

本実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によると、第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。

また、本実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によると、第１保持器２３ａは、すべての第１ポケット２５ａの周方向幅が同じになるよう形成される。第１ポケット２５ａの周方向幅を互いに異ならせると、周方向幅の大きい第１ポケット２５ａで第１転動体２２ａがスキューするおそれがあるところ、本実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によれば、第１ポケット２５ａの周方向幅を、スキューするおそれがないあるいはスキューするおそれが極めて低い、実績のある広さにすることが可能となる。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置と第１の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置との主な違いは、起振体軸受２０の構成である。
図９（ａ）、（ｂ）は、第４の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受２０の周辺を示す断面図である。図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ）、（ｂ）に対応する。

第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１転動体２２ａの数と第２転動体２２ｂの数が同じになるよう形成される。言い換えると、第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１保持器２３ａの第１ポケット２５ａの数と第２保持器２３ｂの第２ポケット２５ｂの数とが同じになるよう形成される。

第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは特に、起振体１０に外嵌される前の状態すなわち内輪部材２１、第１外輪部材２４ａおよび第２外輪部材２４ｂが真円の状態において、内輪部材２１の第１部分２１ａと第１転動体２２ａとの径方向の隙間と第１転動体２２ａと第１外輪部材２４ａとの径方向の隙間の合計（以下、第１内部隙間と呼ぶ）と、内輪部材２１の第２部分２１ｂと第２転動体２２ｂとの径方向の隙間と第２転動体２２ｂと第２外輪部材２４ｂとの径方向の隙間の合計（以下、第２内部隙間と呼ぶ）とが異なるよう形成される。

第１内部隙間を大きくする場合は、内輪部材２１の第１部分２１ａの外径を小さくするか、第１転動体２２ａの径を小さくするか、または第１外輪部材２４ａの内径を大きくする。あるいはこれらを併用してもよい。第１内部隙間を小さくする場合は、内輪部材２１の第１部分２１ａの外径を大きくするか、第１転動体２２ａの径を大きくするか、または第１外輪部材２４ａの内径を小さくする。あるいはこれらを併用してもよい。

第２内部隙間を大きくする場合は、内輪部材２１の第２部分２１ｂの外径を小さくするか、第２転動体２２ｂの径を小さくするか、または第２外輪部材２４ｂの内径を大きくする。あるいはこれらを併用してもよい。第２内部隙間を小さくする場合は、内輪部材２１の第２部分２１ｂの外径を大きくするか、第２転動体２２ｂの径を大きくするか、または第２外輪部材２４ｂの内径を小さくする。あるいはこれらを併用してもよい。

起振体１０が内輪部材２１に嵌ると、内輪部材２１および外輪部材２４は撓み、起振体１０の長軸方向に対応する内部隙間はなくなる。この内部隙間がない部分では、内歯歯車４０からの荷重が、外歯歯車３０や外輪部材２４を介して、転動体２２にかかる。したがって転動体２２は自転を始め、自ら公転し始める。起振体１０が嵌る前の内部隙間が小さいほど、内輪部材２１や外輪部材２４が撓んで内部隙間がなくなる部分の範囲は大きくなり、内歯歯車４０からの荷重を受ける転動体２２の数が増える。つまり、ある瞬間において自転している転動体２２（すなわち自ら公転している転動体２２）の数は増える。逆に言うと、ある瞬間において保持器２３に押されて公転している転動体２２の数は減る。したがって、起振体１０が嵌る前の内部隙間が小さいほど、転動体２２および保持器２３の公転速度は速くなる。

本実施の形態では、第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１内部隙間が第２内部隙間より小さくなるよう形成される。そのため、ある瞬間において、荷重を受けて自転している第１転動体２２ａ（すなわち自ら公転している第１転動体２２ａ）の数は、荷重を受けて自転している第２転動体２２ｂ（すなわち自ら公転している第２転動体２２ｂ）の数より多くなる。逆に言うと、ある瞬間において、第１保持器２３ａに押されて公転している第１転動体２２ａの数は、第２保持器２３ｂに押されて公転している第２転動体２２ｂの数より少なくなる。すると、全体として、第１転動体２２ａおよび第１保持器２３ａの公転速度は、第２転動体２２ｂおよび第２保持器２３ｂの公転速度よりも速くなる。そのため、仮にあるタイミングにおいて第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとが周方向で同じ位置にあっても、公転の速度差によって第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂの周方の位置はすぐにずれる。つまり、第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとの周方向の位置は、基本的に異なる。なお、第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第２内部隙間が第１内部隙間よりも小さくなるよう形成されてもよい。

本実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によると、第１の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置１００によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置と第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置との主な違いは、起振体軸受の構成である。
図１０（ａ）、（ｂ）は、第５の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の起振体軸受２０の周辺を示す断面図である。図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ）、（ｂ）に対応する。図１１は、保持器２３および転動体２２を径方向から見た側面図である。図１１は図３に対応する。

第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１転動体２２ａおよび第１保持器２３ａの第１ポケット２５ａの数と第２転動体２２ｂおよび第２保持器２３ｂの第２ポケット２５ｂの数とが同じになるよう形成される。第１保持器２３ａは、すべての第１ポケット２５ａの周方向幅が同じ（言い換えるとすべての柱部２８ａの周方向幅が同じ）となるよう形成される。同様に、第２保持器２３ｂは、すべての第２ポケット２５ｂの周方向幅が同じ（言い換えるとすべて柱部２８ｂの周方向幅が同じ）となるよう形成される。ただし、第１ポケット２５ａの周方向幅と第２ポケット２５ｂの周方向幅とは異なる。言い換えると柱部２８ａの周方向幅と柱部２８ｂの周方向幅とは異なる。

本実施の形態では、第１起振体軸受２０ａおよび第２起振体軸受２０ｂは、第１保持器２３ａの第１ポケット２５ａの周方向幅が第２保持器２３ｂの第２ポケット２５ｂの周方向幅より短くなるよう形成される。言い換えると、第１保持器２３ａの柱部２８ａの周方向幅が第２保持器２３ｂの柱部２８ｂの周方向幅より長くなるよう形成される。この場合、ある瞬間において、噛合領域にある第１転動体２２ａの数は噛合領域にある第２転動体２２ｂの数より多くなる。したがって、第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置と同様に、第１転動体２２ａおよび第１保持器２３ａの公転速度と第２転動体２２ｂおよび第２保持器２３ｂの公転速度とに速度差が生じる場合がある。そのため、仮にあるタイミングにおいて第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとが周方向で同じ位置にあっても、この公転の速度差によって第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂの周方向の位置はすぐにずれることになる。したがって、第１転動体２２ａと第２転動体２２ｂとの周方向の位置は、基本的に異なる。

本実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によると、第２の実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。

以上、実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の構成と動作ついて説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

（変形例１）
第１〜５の実施の形態では、転動体が略円柱形状を有する円筒ころである場合について説明したが、これに限られない。転動体は、例えば、玉や円すいころであってもよい。

（変形例２）
第２の実施の形態では、保持器２３は、少なくとも一部のポケット２５の周方向幅が他のポケット２５の周方向幅と異なり、すべての柱部２８の周方向幅が同じとなる場合について説明した。また、第３の実施の形態では、保持器２３は、すべてのポケット２５の周方向幅が同じで、少なくとも一部の柱部２８の周方向幅が他の柱部２８の周方向幅と異なるよう形成される場合について説明した。しかしながら、これらに限られず、保持器２３は、少なくとも一部のポケット２５の周方向幅が他のポケット２５の周方向幅と異なり、少なくとも一部の柱部２８の周方向幅が他の柱部２８の周方向幅と異なるよう形成されてもよい。つまり、第２の実施の形態と第３の実施の形態とを組合わせてもよい。

上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

１０ 起振体、 ２０ａ 第１起振体軸受、 ２０ｂ 第２起振体軸受、 ２１ 内輪部材、 ２２ａ 第１転動体、 ２２ｂ 第２転動体、 ２３ａ 第１保持器、 ２３ｂ 第２保持器、 ２４ａ 第１外輪部材、 ２４ｂ 第２外輪部材、 ２５ａ 第１ポケット、 ２５ｂ 第２ポケット、 ２８ａ，２８ｂ 柱部、 ３０ 外歯歯車、 ４０ 内歯歯車、 １００ 撓み噛合い式歯車装置。

Claims (6)

1. 起振体と、前記起振体により撓み変形される第１外歯歯車および第２外歯歯車と、前記第１外歯歯車と前記起振体との間に配置される第１軸受と、前記第２外歯歯車と前記起振体との間に配置される第２軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、
   前記第１軸受は、複数の第１転動体と、前記第１転動体を保持する第１保持器と、を有し、
   前記第２軸受は、複数の第２転動体と、前記第２転動体を保持する第２保持器と、を有し、
   前記第１保持器と前記第２保持器とは別体に構成され、
   前記第１転動体の数と前記第２転動体の数とが異なることを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
2. 起振体と、前記起振体により撓み変形される第１外歯歯車および第２外歯歯車と、前記第１外歯歯車と前記起振体との間に配置される第１軸受と、前記第２外歯歯車と前記起振体との間に配置される第２軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、
   前記第１軸受は、複数の第１転動体と、前記第１転動体を保持する第１保持器と、を有し、
   前記第２軸受は、複数の第２転動体と、前記第２転動体を保持する第２保持器と、を有し、
   前記第１保持器と前記第２保持器とは別体に構成され、
   前記第１保持器は、前記第１転動体を保持する複数の第１ポケットを有し、複数の第１ポケットの少なくとも一部は他の第１ポケットと周方向幅が異なるか、または、第１ポケットと第１ポケットの間の柱部の少なくとも一部は他の柱部と周方向幅が異なることを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
3. 前記第１保持器は、すべての第１ポケットの周方向幅が同じで、少なくとも一部の柱部は他の柱部と周方向幅が異なることを特徴とする請求項２に記載の撓み噛合い式歯車装置。
4. 前記第２保持器は、前記第２転動体を保持する複数の第２ポケットを有し、すべての第２ポケットの周方向幅および全ての柱部の周方向幅が同じであることを特徴とする請求項２または３に記載の撓み噛合い式歯車装置。
5. 起振体と、前記起振体により撓み変形される第１外歯歯車および第２外歯歯車と、前記第１外歯歯車と前記起振体との間に配置される第１軸受と、前記第２外歯歯車と前記起振体との間に配置される第２軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、
   前記第１軸受は、第１内輪と、複数の第１転動体と、前記第１転動体を保持する第１保持器と、第１外輪と、を有し、
   前記第２軸受は、第２内輪と、複数の第２転動体と、前記第２転動体を保持する第２保持器と、第２外輪と、を有し、
   前記第１保持器と前記第２保持器とは別体に構成され、
   前記起振体に外嵌する前の状態において、
   前記第１内輪と前記第１転動体との間の隙間と前記第１転動体と前記第１外輪との間の隙間の合計値と、前記第２内輪と前記第２転動体との間の隙間と前記第２転動体と前記第２外輪との間の隙間の合計値とが異なることを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
6. 起振体と、前記起振体により撓み変形される第１外歯歯車および第２外歯歯車と、前記第１外歯歯車と前記起振体との間に配置される第１軸受と、前記第２外歯歯車と前記起振体との間に配置される第２軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、
   前記第１軸受は、複数の第１転動体と、前記第１転動体を保持する第１保持器と、を有し、
   前記第２軸受は、複数の第２転動体と、前記第２転動体を保持する第２保持器と、を有し、
   前記第１保持器と前記第２保持器とは別体に構成され、
   前記第１保持器は、前記第１転動体を保持する複数の第１ポケットを有し、
   前記第２保持器は、前記第２転動体を保持する複数の第２ポケットを有し、
   前記第１ポケットの周方向幅と前記第２ポケットの周方向幅とが異なることを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。

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