JP6432337B2 - 波動減速機用の玉軸受 - Google Patents

Description

本発明は、波動減速機用の玉軸受に関する。

図９に示すように、従来、内歯８１を有する環状のサーキュラスプライン８０、このサーキュラスプライン８０の内側に設けられ前記内歯８１と噛み合う外歯８６を有する環状のフレクスプライン９９、及び、このフレクスプライン９９の内側に設けられている回転体８９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８６の歯数が内歯８１の歯数よりも少なく設定されている。回転体８９は、カム９１と、このカム９１に外嵌していると共にフレクスプライン９９が外嵌している玉軸受９０とを有している。カム９１は楕円形を有しており、これにより、その外側の玉軸受９０及びフレクスプライン９９は楕円形に撓み、フレクスプライン９９の外歯８６をサーキュラスプライン８０の内歯８１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９９の長軸の部分においてサーキュラスプライン８０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８０と歯が離れた状態にある。

そして、カム９１を回転させることで、サーキュラスプライン８０に対して、フレクスプライン９９の楕円の長軸位置（内歯８１との噛合位置）を移動させることができ、この移動に伴い部分的に歯が噛み合った状態でフレクスプライン９９を回転させることができる。

楕円形である前記カム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、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、及びこれら玉９６を保持する環状の保持器９７を有している。

図１０（Ａ）は、この玉軸受９０及びその周囲を示す横断面図である。保持器９７としては、円環部９７ａと、この円環部９７ａから軸方向に延在している複数の柱部９７ｂとを有し、いわゆる冠型と呼ばれるものが知られている。この保持器９７では、周方向で隣り合う柱部９７ｂ間が、玉９６を保持するポケット９４となる。

玉軸受９０の外輪９８、内輪９２、及び保持器９７は、カム９１に取り付けられる前の状態では真円形状である。そして、カム９１への取り付け後、外輪９８及び内輪９２は楕円に弾性変形する。これに対して、保持器９７は真円形状を保とうとする。
また、このような波動減速機では、フレクスプライン９９の楕円形状を損なわないように、玉軸受９０におけるバックラッシ（ガタ）を抑える必要があり、そのために波動減速機用の玉軸受９０では、一般的な玉軸受よりも玉数を多くしている。

特開昭６０−１４３２４４号公報

図１０（Ｂ）は、玉９６及び保持器９７の一部を玉軸受９０の軸線に平行な方向から見た図である。従来の波動減速機用の玉軸受９０が有する保持器９７では、ポケット９４は球面に沿った形状を有しており、この球面は玉９６よりも半径が僅かに大きく設定されている。このため、玉９６とポケット９４との間に形成される隙間は極小さく、この構成により、玉９６とポケット９４とが接触することで、保持器９７の径方向及び軸方向の位置決めがされる。

ここで、図９に示す波動減速機用であり楕円形のカム９１に外嵌する玉軸受９０では、内輪９２が楕円に変形するのに併せて、複数の玉９６が楕円配置となる。
したがって、従来の玉軸受９０の場合、真円形状を保とうとする保持器９７に対して、複数の玉９６が楕円配置となることで、特にその楕円の長軸となる部分Ｓ１（図９参照）では、玉９６とポケット９４（図１０（Ｂ）参照）との隙間が部分的に無くなり、これにより保持器９７は変形し局部的な応力が発生するおそれがある。しかも、カム９１は回転することからこのような応力が繰り返し発生する。
更に、長軸の部分Ｓ１を挟む両側位置Ｓ３，Ｓ４（図９参照）では、玉９６の公転速度に差が生じ、玉９６の進み遅れにより柱部９７ｂ（ポケット９４）に玉９６が衝突して保持器９７に過大な応力を生じさせることがある。

そこで、このような楕円配置になる複数の玉９６と保持器９７（ポケット９４）との関係により保持器９７に生じる応力を低減するために、各玉９６と各ポケット９４（図１０（Ｂ）参照）との間に形成される隙間を大きく設定することが考えられる。
しかし、この場合、保持器９７の径方向及び軸方向の位置決めが不安定となる。このため、特に楕円に変形する玉軸受９０の長軸方向が鉛直方向と一致する状態で（図９参照）、短軸方向に位置する玉９６が保持器９７の柱部９７ｂを押し、回転に伴って保持器９７が暴れ、保持器９７が早期に破損したり、振動や騒音が発生したりする原因となる。

そこで、本発明は、保持器に生じる応力を低減することが可能でありながら、保持器を安定して回転させることが可能となる波動減速機用の玉軸受を提供することを目的とする。

本発明は、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る波動減速機用の玉軸受であって、前記回転体が有する非円形のカムと一体回転可能でありかつ弾性変形が可能である内側の軌道輪と、前記フレクスプラインと一体回転可能でありかつ弾性変形が可能である外側の軌道輪と、内外の前記軌道輪間に設けられている複数の玉と、当該玉を収容するポケットが周方向に複数形成されている保持器とを有し、前記保持器は、円環部と、当該円環部から軸方向に延在している複数の柱部と、を有し、周方向で隣り合う前記柱部の間が前記ポケットとなり、当該ポケットが有する前記玉と接触可能な内側面は、半径方向にストレートである面からなり、前記玉と前記柱部との間に形成される周方向隙間は、非円形に変形した前記軌道輪と前記保持器との間に形成される環状空間の径方向隙間以上である。

本発明によれば、非円形であるカムに外嵌する内側の軌道輪及び外側の軌道輪が非円形となり、また、複数の玉が非円形の配置となるが、保持器のポケットが有する玉と接触可能な内側面は、半径方向にストレートである面からなるため、非円形の配置となる複数の玉により保持器は拘束されにくく、保持器は元の形状を保とうとし、保持器に局部的な応力が発生するのを防ぎ、保持器に生じる応力を低減することが可能となる。
更に、玉と柱部との間に形成される周方向隙間は、非円形に変形した軌道輪と保持器との間に形成される環状空間の径方向隙間以上であることから、この周方向隙間は大きくなる。このため、複数の玉が非円形配置となっても玉とポケットとの間隔は確保され、保持器は玉に拘束されにくく元の形状を保とうとし、保持器に局部的な応力が発生するのを防ぎ、保持器に生じる応力を低減することが可能となる。
さらに、前記周方向隙間は、前記径方向隙間以上であることから、玉軸受が回転し、更に保持器が径方向に移動した際に、玉に柱部（ポケット）が当接するよりも優先して保持器が軌道輪に当接可能であるため、保持器は軌道輪により案内され、従来のようにポケットに玉が衝突することで保持器が暴れるのを防ぐことができる。つまり、保持器は安定して回転することが可能となる。
なお、前記周方向隙間は、ポケット中心と玉中心とが一致している状態で得られる隙間で定義される。また、前記径方向隙間は、軌道輪中心と保持器中心とが一致している状態で非円形に変形した前記軌道輪と前記保持器との間に形成される環状空間の径方向についての寸法で定義される。

また、前記周方向隙間は、前記外側の軌道輪と前記保持器との間に形成される外環状空間の径方向隙間以上であるのが好ましい。
この場合、玉軸受が回転し、更に保持器が径方向に移動した際に、玉に柱部（ポケット）が当接するよりも優先して保持器が外側の軌道輪（つまり、外輪）に当接可能であるため、保持器は外側の軌道輪により案内され、従来のようにポケットに玉が衝突することで保持器が暴れるのを防ぐことができる。つまり、保持器は外輪案内される構成となり、特に高速回転する場合、保持器を安定して案内することが可能となる。

また、非円形に変形した前記軌道輪の長軸方向が鉛直方向と一致する状態で、短軸方向の位置の前記ポケットにおける前記周方向隙間は、前記環状空間の長軸位置における径方向隙間以上であるのが好ましい。
この場合、非円形に変形した軌道輪の長軸方向が鉛直方向と一致する状態で、保持器が重力により鉛直下向きに移動しても、軌道輪に当接し、前記周方向隙間は確保される。つまり、短軸方向の位置において玉に柱部（ポケット）が当接するよりも優先して長軸方向の位置において保持器が軌道輪に当接可能であるため、保持器を軌道輪により案内させることができる。

また、この場合において、前記周方向隙間は、前記外側の軌道輪と前記保持器との間に形成される外環状空間の長軸位置における径方向隙間以上であるのが好ましい。
この場合、非円形に変形した軌道輪の長軸方向が鉛直方向と一致する状態で、保持器が重力により鉛直下向きに移動しても、外側の軌道輪に保持器が当接し、前記周方向隙間は確保される。つまり、短軸方向の位置において玉に柱部（ポケット）が当接するよりも優先して長軸方向の位置において保持器が外側の軌道輪に当接可能であるため、保持器を外側の軌道輪により案内させることができる。

更に、前記長軸位置において、前記保持器と前記内側の軌道輪との径方向隙間は、前記保持器と前記外側の軌道輪との径方向隙間以上であるのが好ましい。
玉軸受が高速回転する場合、外側の軌道輪により保持器を案内させるのが好ましいことから、この構成によれば、保持器を外側の軌道輪（つまり、外輪）により案内させることが可能となる。

本発明の波動減速機用の玉軸受によれば、保持器に生じる応力を低減することが可能であると共に、保持器を安定して回転させることが可能となる。

本発明の玉軸受を備えている波動減速機の実施の一形態を軸方向から見た模式図である。 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。 玉軸受が有する保持器の半分を示す説明図である。 保持器のポケット、及びポケットに保持されている玉の説明図であり、（Ａ）は半径方向から見た図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視の図である。 楕円形に変形している玉軸受の説明図であり、玉軸受を軸方向から見た図である。 楕円形に変形している玉軸受の説明図であり、玉軸受を軸方向から見た図である。 従来の波動減速機の説明図である。 （Ａ）は玉軸受及びその周囲を示す横断面図であり、（Ｂ）は、玉及び保持器の一部を玉軸受の軸線に平行な方向から見た図である。

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、本発明の玉軸受３２を備えている波動減速機５の実施の一形態を軸方向から見た模式図である。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。内周面は軸心Ｃを中心とする円形（真円）の面からなる。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、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、薄肉である外側の軌道輪（以下、外輪３３という。）と、薄肉である内側の軌道輪（以下、内輪３４という。）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、環状の保持器３６とを有している。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。ポケット３７の形状は全て同じである。

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。外輪３３及び内輪３４の厚さ（最大厚さ）は、例えば、玉３５の直径の１／７以上、１／２以下とされている。なお、玉３５も、例えば軸受鋼等の金属製である。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。

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。
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は弾性変形してカム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。

図１及び図２において、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。
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。

〔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、図１において軸心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。なお、図４では、玉軸受３２の保持器３６を省略して記載している。

〔玉軸受３２が有する保持器３６について〕
図５は、玉軸受３２が有する保持器３６の半分を示す説明図である。保持器３６は、いわゆる冠型の保持器であり、環状である円環部４２と、この円環部４２から軸方向に延在している複数の柱部４１とを有している。そして、周方向で隣り合う柱部４１，４１の間がポケット３７となる。各ポケット３７に玉３５が一つ収容される。玉軸受３２がカム３１に取り付けられる前の状態では、保持器３６は、外輪３３及び内輪３４と同様に、円形（真円）に形成されている。本実施形態の保持器３６は樹脂製である。

図６は、保持器３６のポケット３７、及びポケット３７に保持されている玉３５の説明図であり、（Ａ）は半径方向から見た図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視の図である。図５及び図６において、柱部４１が有する玉３５側の内側面４５ａ、及び、円環部４２が有する玉３５側の内側面４５ｂは、玉３５と接触可能となる面であり、これらの内側面４５ａ，４５ｂは、ポケット３７が有する面であって、玉３５と接触可能な内側面（ポケット面）４５である。そして、この内側面４５は、半径方向（図６（Ａ）において紙面に直交する方向）にストレートである面からなる。具体的には、ポケット３７（内側面４５）は、径方向を中心線方向とする円筒面に沿った形状を有している。

そして、内側面４５と玉３５との間には、適切な隙間が設けられており、玉軸受３２がカム３１に取り付けられる前の状態において、図６に示すように、玉３５と柱部４１との間に形成される周方向の隙間（以下、周方向隙間という。）を、図６では「Ｋ５」としている。なお、この周方向隙間Ｋ５は、図６（Ａ）に示すように、ポケット中心と玉中心とが一致している状態で得られる隙間で定義され、この隙間の周方向についての寸法である。一致するこれらポケット中心と玉中心を、図６（Ａ）では点Ｑとしている。前記ポケット中心は、ポケット３７の中心であり、前記円筒面の中心線と玉３５のピッチ円との交点である。また、前記玉中心は、玉３５の中心である。
また、図３に示すように、保持器３６の外周面４７（径方向外側面）は、保持器３６の軸線を中心線とする円筒面に沿った形状を有しており、また、保持器３６の内周面４８（径方向内側面）は、保持器３６の軸線を中心線とする円筒面に沿った形状を有している。

〔波動減速機の玉軸受３２における隙間について〕
図７は、楕円形に変形している玉軸受３２の説明図であり、玉軸受３２を軸方向から見た図である。この図７では、外輪３３の内周面４６、保持器３６の外周面４７及び内周面４８、並びに、内輪３４の外周面４９の輪郭形状を示している。
前記のとおり、玉軸受３２が外嵌するカム３１（図１参照）は楕円形であることから、玉軸受３２の内輪３４も楕円形に弾性変形し、複数の玉３５も楕円に沿った配置となり、更に、外輪３３も楕円形に弾性変形している。これに対して、保持器３６は、図６に示すように、ポケット３７の内側面４５と玉３５との間に適切な大きさを有する隙間（前記周方向隙間Ｋ５）が設定されていることから、楕円配置となる玉３５に追従しないで、元の真円状態が保たれている。このため、図７において、長軸方向の両側の位置におけるポケット３７では、玉３５（図６参照）とその両側の柱部４１との間の周方向の隙間は、前記周方向隙間Ｋ５となる。なお、図７では、上下方向が長軸方向となり、左右方向が短軸方向であるが、波動減速機５の稼働状態（回転状態）では、カム３１が回転することで、長軸方向及び短軸方向は逐次変化する。

そして、保持器３６の外周面４７と外輪３３の内周面４６との間には、外環状空間Ｅ１が形成されており、保持器３６の内周面４８と内輪３４の外周面４９との間には、内環状空間Ｅ２が形成されている。

外環状空間Ｅ１では、長軸位置における径方向隙間Ｋ１と、短軸位置における径方向隙間Ｋ２とが、異なっており、Ｋ１がＫ２よりも大きくなる（Ｋ１＞Ｋ２）。また、この長軸位置における径方向隙間Ｋ１は、外環状空間Ｅ１において最大であり、また、短軸位置における径方向隙間Ｋ２は、外環状空間Ｅ１において最小である。
内環状空間Ｅ２では、長軸位置における径方向隙間Ｋ３と、短軸位置における径方向隙間Ｋ４とが、異なっており、Ｋ３がＫ４よりも小さくなる（Ｋ３＜Ｋ４）。また、この長軸位置における径方向隙間Ｋ３は、内環状空間Ｅ２において最小であり、また、短軸位置における径方向隙間Ｋ４は、内環状空間Ｅ２において最大である。

前記径方向隙間Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４それぞれは、玉軸受３２が止まっている状態（非回転状態）であって、外輪３３及び内輪３４の中心と、保持器３６の中心とが一致している状態（図７に示す状態）で、楕円に変形したこれら外輪３３及び内輪３４と、真円である保持器３６との間に形成される外・内環状空間Ｅ１、Ｅ２の径方向についての寸法で定義される。以下において、外輪３３及び内輪３４は同心に配置されており、これら外輪３３及び内輪３４の中心を、軌道輪中心という。外輪３３及び内輪３４は楕円に変形していることから、前記軌道輪中心は、長軸と短軸との交点（楕円の中心）となる。また、保持器３６の中心を、保持器中心という。

そして、図７において短軸位置におけるポケット３７の玉３５とその両側の柱部４１との間に形成される前記周方向隙間Ｋ５（図６参照）は、前記軌道輪中心と保持器中心とが一致している状態で（図７参照）、楕円に変形した外輪３３と、真円である保持器３６との間に形成される外環状空間Ｅ１の長軸位置における径方向隙間Ｋ１以上に設定されている（Ｋ５≧Ｋ１）。
また、本実施形態では、図７に示すように、長軸位置において、保持器３６と内輪３４との径方向隙間Ｋ３は、保持器３６と外輪３３との径方向隙間Ｋ１以上となっている（Ｋ３≧Ｋ１）。

このように前記周方向隙間Ｋ５（図６参照）が設定されることで、この周方向隙間Ｋ５は従来と比べて大きくなる。このため、複数の玉３５が楕円配置となっても、玉３５と柱部４１（ポケット３７の内側面４５ａ）との間隔は確保され、保持器３６は玉３５に拘束されにくく元の真円形状を保ち、保持器３６に局部的な応力が発生するのを防ぐことができる。このため、保持器３６に生じる応力を低減することが可能となる。
特に、複数の玉３５が楕円配置となると、その楕円の長軸位置において玉３５と柱部４１（ポケット３７の内側面４５ａ）との間隔は狭くなる。しかし、このように間隔が狭くなっても、前記のとおり、玉３５と柱部４１（ポケット３７の内側面４５ａ）との間隔は確保され、保持器３６に局部的な応力が発生するのを防ぐことができる。

また、図７において、上下方向が鉛直方向であり、楕円に変形した内輪３４及び外輪３３の長軸方向が、鉛直方向（重力方向）と一致する状態では、保持器３６は、重力により鉛直下向き（図７において、下向き）に移動する（落下する）。この際、保持器３６の落下量は、径方向隙間Ｋ１となる。
そこで、本実施形態では、前記のとおり、Ｋ５≧Ｋ１の寸法関係であるため、玉軸受３２が回転し、長軸方向が鉛直方向と一致している状態で、保持器３６が鉛直下向きに落下すると、短軸位置Ｐ２において玉３５に柱部４１（ポケット３７の内側面４５ａ）が当接するよりも優先して、長軸位置Ｐ１（図７の下端）において保持器３６が外輪３３の内周面４６に当接可能であるため、保持器３６は玉３５ではなく外輪３３により案内され、安定して回転することが可能となる。なお、玉軸受３２の非回転状態においてＫ５＝Ｋ１となる場合であっても、玉軸受３２が回転することで、保持器３６は遠心力により僅かに拡径することから、玉軸受３２の回転状態では、Ｋ５＞Ｋ１が確保され、保持器３６は玉３５ではなく長軸位置Ｐ１（図７の下端）において外輪３３によって案内される。

また、前記のとおり、長軸位置において、Ｋ３≧Ｋ１となっていることから、保持器３６を、内輪３４ではなく確実に外輪３３により案内させることが可能となる。なお、玉軸受３２の非回転状態においてＫ３＝Ｋ１となる場合であっても、玉軸受３２が回転することで、保持器３６は遠心力により僅かに拡径することから、玉軸受３２の回転状態では、Ｋ３＞Ｋ１が確保され、保持器３６は内輪３４ではなく外輪３３によって案内される。

図７に示す状態から、カム３１が９０度回転すると、短軸方向が鉛直方向となり、長軸方向が水平方向となる（図８参照）。この状態においても、保持器３６は、重力により鉛直下向き（図８において、下向き）に移動する（落下する）。この際、保持器３６の落下量は、径方向隙間Ｋ２となる。
この場合であっても、図８に示す長軸位置におけるポケット３７の玉３５とその両側の柱部４１との間に形成される前記周方向隙間Ｋ５（図６参照）は、前記軌道輪中心と保持器中心とが一致している状態で、楕円に変形した外輪３３と、真円である保持器３６との間に形成される外環状空間Ｅ１の径方向隙間Ｋ２よりも大きくなる（Ｋ５＞Ｋ２）。
特に本実施形態では、前記のとおり、前記周方向隙間Ｋ５は、外環状空間Ｅ１の長軸位置における径方向隙間Ｋ１以上であり（Ｋ５≧Ｋ１）、この外環状空間Ｅ１では、短軸位置における前記径方向隙間Ｋ２が最小であり、長軸位置における前記径方向隙間Ｋ１が最大であることから（Ｋ１＞Ｋ２）、Ｋ５≧Ｋ１＞Ｋ２の関係となる。

このように、Ｋ５＞Ｋ２の寸法関係であるため、玉軸受３２が回転し、短軸方向が鉛直方向と一致している状態で、保持器３６が鉛直下向きに落下すると、長軸位置Ｐ２において玉３５に柱部４１（ポケット３７の内側面４５ａ）が当接するよりも優先して、短軸位置Ｐ１（図８の下端）において保持器３６が外輪３３の内周面４６に当接可能である。このため、保持器３６は玉３５ではなく外輪３３により案内され、安定して回転することが可能となる。
また、短軸位置において、Ｋ４＞Ｋ２となっていることから、保持器３６を、内輪３４ではなく確実に外輪３３により案内させることが可能となる。
以上より、本実施形態の玉軸受３２は、保持器３６を外輪３３に案内させる外輪案内の軸受となる。

前記実施形態では、図７において、Ｋ３≧Ｋ１とすることで、外輪案内の保持器３６となっているが、Ｋ３＜Ｋ１とすることができる。ただし、この場合であっても、図７の短軸位置のポケット３７における前記周方向隙間Ｋ５（図６参照）は、軌道輪中心と保持器中心とが一致している状態で楕円に変形した内輪３４と真円である保持器３６との間に形成される内環状空間Ｅ２の長軸位置における径方向隙間Ｋ３以上とする（Ｋ５≧Ｋ３）。

この場合、図７を参考に説明すると、上下方向が鉛直方向であり、楕円に変形した内輪３４及び外輪３３の長軸方向が、鉛直方向（重力方向）と一致する状態で、保持器３６は、重力により鉛直下向き（図７において、下向き）に移動する（落下する）。この際、保持器３６の落下量は、径方向隙間Ｋ３となる。
そこで、前記のとおり、Ｋ５≧Ｋ３の寸法関係であるため、玉軸受３２が回転し、長軸方向が鉛直方向と一致している状態で、保持器３６が鉛直下向きに落下すると、短軸位置Ｐ２において玉３５に柱部４１（ポケット３７の内側面４５ａ）が当接するよりも優先して、長軸位置Ｐ１（図７の下端）において保持器３６が内輪３４の外周面４９に当接可能となる。このため、保持器３６は玉３５ではなく内輪３４により案内され、安定して回転することが可能となる。

ただし、カム３１が高速で回転し、玉軸受３２も高速で回転する場合、前記のとおり保持器３６は遠心力によって拡径することから、このようにＫ３＜Ｋ１とする場合よりも、外輪案内とするためにＫ３≧Ｋ１とするのが好ましい。

以上のように、図６及び図７により説明すると、本実施形態の玉軸受３２では、短軸位置におけるポケット３７においてポケット中心と玉中心とが一致している状態で（図６参照）玉３５と柱部４１との間に形成される周方向隙間Ｋ５は、軌道輪中心と保持器中心とが一致している状態で、楕円に変形した外輪３３と、真円である保持器３６との間に形成される外環状空間Ｅ１の径方向隙間Ｋ１（Ｋ２）以上とされている。

更に、保持器３６のポケット３７が有する玉３５と接触可能な内側面（ポケット面）４５は、半径方向にストレートである面からなる（図６参照）。このため、カム３１の楕円形状によって玉軸受３２が楕円に変形し複数の玉３５が楕円配置となって、所により（特に長軸位置において）玉３５と柱部４１との間隔が狭くなっても、柱部４１は玉３５に拘束されにくく、保持器３６に大きな応力が発生するのを防ぐことができる。すなわち、波動減速機５では玉軸受３２が楕円形に変形することから、複数の玉３５も楕円に沿って配置される。しかし、本実施形態のように、保持器３６のポケット３７の内側面４５は、半径方向にストレートである面からなるため、楕円に沿って配置される玉３５の影響を受けにくく、保持器３６は円形（真円）を保とうとすることができ、大きな応力の発生を防ぐことができる。

また、本実施形態の保持器３６では、柱部４１は、周方向寸法が小さくなるように構成されており、これにより、ポケット３７と玉３５との隙間（周方向隙間Ｋ５：図６参照）が大きくなり、玉３５と保持器３６との相対的な移動の自由度が高まる。また、柱部４１は、径方向寸法（厚さ）ｅ（図６（Ｂ）参照）も小さくなるように構成されており、これにより、外輪３３及び内輪３４に対する保持器３６の移動の自由度が高まる。このため、保持器３６が拘束されることで生じる応力を逃がす（低減する）ことのできる構成となる。

以上より、保持器３６において、玉３５と柱部４１（ポケット３７の内側面４５）との間隔は確保され、保持器３６は玉３５に拘束されにくく元の真円形状を保とうとする。このため、例えば玉３５の進み遅れにより、保持器３６に局部的な応力が発生するのを防ぐことが可能となる。つまり、保持器３６に生じる応力を低減することが可能となる。
また、保持器３６は樹脂製であるが、特に、強化繊維等の強化材を含まない樹脂製（例えば６６ナイロン）である。これにより、保持器３６（特に柱部４１）が変形しやすく、玉３５が衝突等したとしても破損し難くしている。

さらに、前記のとおり各隙間の設定が行われていることで、短軸位置Ｐ２において玉３５に柱部４１（ポケット３７の内側面４５ａ）が当接するよりも優先して、長軸位置Ｐ１（図７の下端）において保持器３６が外輪３３の内周面４６に当接可能であるため、保持器３６は玉３５ではなく外輪３３により案内され、安定して回転することが可能となる。このため、保持器３６と玉３５とが激しく衝突するのを防ぐことができ、保持器３６の破損を防止することが可能となる。このため、保持器３６の耐久性が向上し、波動減速機用の玉軸受３２の信頼性が高まり、この結果、信頼性の高い波動減速機５が得られる。

また、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（外側の軌道輪）
３４：内輪（内側の軌道輪） ３５：玉 ３６：保持器
３７：ポケット ４１：柱部 ４２：円環部
４５：内側面 Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４：径方向隙間 Ｋ５：周方向隙間
Ｅ１：外環状空間（環状隙間） Ｅ２：内環状空間（環状隙間）

Claims (1)

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る波動減速機用の玉軸受であって、
   前記回転体が有する非円形のカムと一体回転可能でありかつ弾性変形が可能である内側の軌道輪と、前記フレクスプラインと一体回転可能でありかつ弾性変形が可能である外側の軌道輪と、内外の前記軌道輪間に設けられている複数の玉と、当該玉を収容するポケットが周方向に複数形成されている保持器と、を有し、
   前記保持器は、円環部と、当該円環部から軸方向に延在している複数の柱部と、を有し、周方向で隣り合う前記柱部の間が前記ポケットとなり、当該ポケットが有する前記玉と接触可能な内側面は、半径方向にストレートである面からなり、
   前記玉と前記柱部との間に形成される周方向隙間は、非円形に変形した前記軌道輪と前記保持器との間に形成される環状空間の径方向隙間以上であり、
   非円形に変形した前記軌道輪の長軸方向が鉛直方向と一致する状態で、短軸方向の位置の前記ポケットにおける前記周方向隙間は、前記環状空間の長軸位置における径方向隙間以上であり、
   前記長軸位置において、前記保持器と前記内側の軌道輪との径方向隙間は、前記保持器と前記外側の軌道輪との径方向隙間以上であることを特徴とする波動減速機用の玉軸受。

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