JP7321317B1 - 波動歯車装置の波動発生器および波動歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減できる、波動歯車装置の波動発生器および波動歯車装置を提供する。【解決手段】波動歯車装置1の波動発生器4は、非円形状のカム部材5と、カム部材5の外周側に配置された複数のころ6と、ころ6を保持するころ保持器7と、を備える。ころ保持器7は、第１ころ保持器7Aを含んでおり、第１ころ保持器7Aは、複数の開口部A1が周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作られており、ころ6とともにカム部材5に取り付けられた状態において、少なくともカム部材5の長軸側では、開口部A1の間に形成された掛け渡し部72aによって、ころ6を波動発生器4の外周側から保持し、かつ、開口部A1によって、ころ6を回転可能に波動発生器4の外周側に露出させる。【選択図】図１

Description

本発明は、波動歯車装置の波動発生器および波動歯車装置に関する。

波動歯車装置には、耐久性の向上等を目的に、カム部材と外歯歯車との間に配置される軸受として、ころ軸受を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。その一方で、波動歯車装置において、ころを使用した場合、カム部材の長軸部以外の場所において、ころに遊びがある状態となるため、当該ころにスキュー（ころの傾き）が発生することがある。ころがスキュー状態のまま、カム部材の長軸部まで転動すると、波動歯車装置内で摩擦ロスが発生し、最悪の場合、ころが正常に回転できなくなる畏れもある。そのため、従来の波動歯車装置には、ころ保持器に加えて、カム部材ところとの間に、円筒バネ等のころ押し付け部材を導入し、ころの軸線方向両端を外周側に押し付けることで、スキューの発生を防止しているものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１１－１９０８２６号公報 国際公開第２０１５／１３６６２２号

しかしながら、上記特許文献２に記載された従来の波動歯車装置は、ころ保持器に加えて、カム部材の外周面（カム面）の幅方向両側に２つの段面を形成し、これら２つの段面のそれぞれに円筒バネを配置することによって、常時、ころを外輪軌道面に押し付ける必要がある。このため、上記従来の波動歯車装置には、各ころが２つの円筒バネによって常時押し付けられることに伴い、結果的に、摩擦ロスが増加する上、必要な部品点数も多くなるので製造コストも増加する。そのため、依然として、改善の余地がある。

本発明の目的は、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減でき、さらに、製造コストが抑制された、波動歯車装置の波動発生器および波動歯車装置を提案することにある。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器は、軸線を中心に回転可能な非円形状のカム部材と、前記カム部材の外周側に配置された複数のころと、前記複数のころを保持するころ保持器と、を備える、波動歯車装置の波動発生器であって、前記ころ保持器は、第１ころ保持器を含んでおり、前記第１ころ保持器は、複数の開口部が周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作られており、かつ、前記第１ころ保持器は、前記ころとともに前記カム部材に取り付けられた状態において、少なくとも前記カム部材の長軸側では、前記複数の開口部の間に形成された第１掛け渡し部によって、前記ころを前記波動発生器の外周側から保持し、かつ、前記開口部によって、前記ころを回転可能に前記波動発生器の外周側に露出させる。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ保持器は、第２ころ保持器を含んでおり、前記第２ころ保持器は、複数の開口部が周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作られており、かつ、前記第２ころ保持器は、前記複数の開口部の間に形成された第２掛け渡し部によって、前記ころを前記カム部材側から保持し、かつ、前記開口部によって、前記ころを回転可能に前記カム部材側に露出させるものとすることができる。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、前記第１掛け渡し部は、前記ころを回転可能に保持する保持面を有しており、前記保持面は、傾斜面または曲面によって形成されているものとすることができる。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、前記第１ころ保持器は、樹脂または軽金属によって形成されているものとすることができる。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、前記カム部材は、非円形状であり、かつ、前記第１ころ保持器において、前記開口部における前記ころと２つの前記第１掛け渡し部との２つの接触点の間の周方向長さhx1は、下式(1)を満たし、かつ、前記第１ころ保持器の真円時における当該第１ころ保持器の内径D1は、下式(2)を満たすものとすることができる。

(d:ころの直径、t1:第１ころ保持器の厚み、x1：第１ころ保持器の外周面から前記ころと第１掛け渡し部との接触点までの距離)
a+b+d < D1 < 2・(a+d) …(2)
(a:カム部材の長軸半径、b: カム部材の短軸半径、d:ころの直径)

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、前記第２掛け渡し部は、前記ころを回転可能に保持する保持面を有しており、前記保持面は、傾斜面または曲面によって形成されているものとすることができる。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、前記第２ころ保持器は、樹脂または軽金属によって形成されているものとすることができる。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころと、前記ころ保持器とによってころ軸受が形成されているものとすることができる。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころと、前記ころ保持器と、可撓性を有する外輪とによってころ軸受が形成されているものとすることができる。

本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器において、少なくとも、前記ころと、前記ころ保持器と、可撓性を有する内輪とによってころ軸受が形成されているものとすることができる。

本発明に係る、波動歯車装置は、内歯歯車と、可撓性を有しているとともに前記内歯歯車の内周側に配置された外歯歯車と、前記外歯歯車の内周側に配置された、上記のいずれかに記載された、波動歯車装置の波動発生器とを備えている。

本発明によれば、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減でき、さらに、製造コストが抑制された、波動歯車装置の波動発生器および波動歯車装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る、波動歯車装置を、軸線方向から概略的に示す図である。 図１の波動歯車装置に採用された、本発明の一実施形態に係る、波動発生器を、軸線方向から概略的に示す図である。 図２の波動発生器に採用された、ころ保持器ユニットを、軸線方向から概略的に示す図である。 図３のころ保持器ユニットのころがカム部材の短軸部にあるときの、ころところ保持器との関係を、カム部材とともに概略的に示す図である。 図３のころ保持器ユニットのころがカム部材の長軸部にあるときの、ころところ保持器との関係を、カム部材とともに概略的に示す図である。 図２の波動発生器の、一構成要素であるころ保持器を、平面的に展開した状態で、ころとともに概略的に示す図である。 カム部材の外周面を平面的に展開した状態で、ころがカム部材の外周面上を、本発明の一実施形態に係る波動発生器を構成し得る、ころ保持器によって適切に転動している状態を例示的かつ概略的に示す図である。 カム部材の外周面を平面的に展開した状態で、ころがカム部材の外周面上でスキューしている状態を例示的かつ概略的に示す図である。 ころ保持器の開口部からころを脱落させないための、本発明の一実施形態に係る波動発生器を構成し得る、ころ保持器ところとの寸法関係を、概略的に説明するための図である。 ころ保持器の開口部からころを露出させるための、本発明の一実施形態に係る波動発生器を構成し得る、ころ保持器ところとの寸法関係を、概略的に説明するための他の図である。 第１ころ保持器の真円時における内径とカム部材およびころの寸法との関係を、概略的に説明するための図である。 第１ころ保持器の真円時における内径とカム部材およびころの寸法との関係を概略的に説明するための他の図である。 第２ころ保持器の真円時における内径とカム部材およびころの寸法との関係を概略的に説明するための図である。 第２ころ保持器の真円時における内径とカム部材およびころの寸法との関係を概略的に説明するための他の図である。 本発明に係る、波動歯車装置およびその波動発生器に採用可能な、ころ軸受の一例を概略的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る波動歯車装置および波動発生器について説明をする。

図１中、符号１は、本発明の一実施形態に係る波動歯車装置である。波動歯車装置１は、内歯歯車２と、可撓性を有しているとともに内歯歯車２の内周側に配置された外歯歯車３と、外歯歯車３の内周側に配置された波動発生器４とを備えている。

本開示において、内歯歯車２は、環状の歯車である。内歯歯車２は、複数の内歯２ａと、円環状本体２ｂと、を有している。複数の内歯２ａは、円環状本体２ｂの内周から径方向内側に突出している。本開示において、内歯歯車２は、例えば、波動歯車装置１のハウジング（図示省略）に固定されている。内歯歯車２は、軸線О１を中心軸線として前記ハウジングに固定されている。本開示において、軸線О１は、波動歯車装置１の中心軸線である。即ち、本開示において、内歯歯車２は、軸線О１を中心軸線とする固定歯車である。さらに、本開示において、内歯歯車２は、変形が困難な高い剛性を有する剛性歯車である。内歯歯車２は、例えば、鋳鉄、合金鋼、炭素鋼などの鉄系材料、マグネシウム合金、アルミ合金、チタン合金などの軽金属合金または軽金属単体、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）などのエンジニアリングプラスチックなどの樹脂材によって形成されている。

本開示において、外歯歯車３もまた、環状の歯車である。外歯歯車３は、複数の外歯３ａと、円環状本体３ｂと、を有している。複数の外歯３ａは、円環状本体３ｂの外周から径方向外側に突出している。本開示において、外歯歯車３は、軸線О１を中心に回転可能な回転歯車である。さらに、本開示において、外歯歯車３は、変形が容易な可撓性を有する可撓性歯車である。外歯歯車３は、例えば、円環状本体３ｂを薄肉に形成することによって機械的に変形及び復元をさせることができる。円環状本体３ｂを薄肉に形成した場合、外歯歯車３を形成するための材料は、例えば、金属、樹脂材を用いることができる。また、外歯歯車３は、例えば、可撓性を有する材料（例えば、合金鋼、炭素鋼、軽金属からなる薄肉材料や、可撓性を有するエンジニアリングプラスチックなどの樹脂材料）を用いることによって材質的に変形及び復元をさせることができる。

波動発生器４は、軸線О１を中心に回転可能な非円形状のカム部材５と、カム部材５の外周側に配置された複数のころ６と、複数のころ６を保持するころ保持器７と、を備えている。

本開示において、波動発生器４は、さらに駆動シャフト８を備えている。駆動シャフト８は、モータ（図示省略）などの動力源に接続されている。本開示において、駆動シャフト８は、カム部材５に接続されている。駆動シャフト８の中心軸線（回転軸線）は、軸線О１と同軸である。即ち、本開示において、波動発生器４は、波動歯車装置１の中心軸線と同一軸線上に配置されている。これによって、カム部材５は、軸線Ｏ１を中心に回転することができる。

また、カム部材５は、軸線О１方向視（軸線О１の延在方向からみたとき）において、非円形の形状を有している。カム部材５は、内歯歯車２と同様、高い剛性を有する部材である。カム部材５の外周面Ｆ５は、カム面として機能する。本開示において、カム部材５は、２ローブ（ツーローブ）形である。２ローブ形は、図示のように、軸線О１方向視において、楕円形の形状である。

図２には、本発明の一実施形態に係る、波動発生器４が単独で示されている。

本開示において、ころ保持器７は、第１ころ保持器７Ａを含んでいる。第１ころ保持器７Ａは、複数の開口部Ａ１（以下、「第１開口部Ａ１」ともいう。）が軸線О１の周りで周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作られている。また、図２に示すように、第１ころ保持器７Ａは、ころ６とともにカム部材５に取り付けられた状態において、少なくともカム部材５の長軸側では、複数の第１開口部Ａ１の間に形成された掛け渡し部７２ａ（以下、「第１掛け渡し部７２ａ」ともいう。）によって、ころ６を波動発生器４の外周側（以下、「波動発生器外周側」ともいう。）から保持し、かつ、第１開口部Ａ１によって、ころ６を回転可能に波動発生器外周側に露出させている。

ここで、「波動発生器外周側」とは、例えば、図２に示すように、軸線О１方向視において、軸線О１から遠い側をいう。あるいは、「波動発生器外周側」とは、図１に示すように、軸線О１方向視において、波動発生器４が波動歯車装置１の内部に配置された状態において、外歯歯車３等の歯車の側（以下、「歯車側」ともいう。）をいう。

また、本開示において、ころ保持器７は、第２ころ保持器７Ｂを含んでいる。図２を参照すれば、第２ころ保持器７Ｂは、複数の開口部Ａ２（以下、「第２開口部Ａ２」ともいう。）が軸線О１の周りで周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作られている。また、第２ころ保持器７Ｂは、複数の第２開口部Ａ２の間に形成された掛け渡し部７２ｂ（以下、「第２掛け渡し部７２ｂ」ともいう。）によって、ころ６をカム部材５の側（以下、「カム部材側」ともいう。）から保持し、かつ、第２開口部Ａ２によって、ころ６を回転可能にカム部材側に露出させている。

図３は、波動発生器４に採用された軸受Ｂ１が概略的に示されている。本開示において、軸受Ｂ１は、カム部材５と外歯歯車３とを互いに回転可能に支持するころ軸受である。

本開示において、軸受Ｂ１は、軸線О１の周りで周方向に間隔を置いて配置された複数のころ６と、可撓性を有する第１ころ保持器７Ａと、同じく可撓性を有する第２ころ保持器７Ｂとを備えている。複数のころ６は、それぞれ、第１ころ保持器７Ａと、第２ころ保持器７Ｂとによって、回転可能に保持されている。即ち、本開示において、軸受Ｂ１は、第１ころ保持器７Ａと第２ころ保持器７Ｂとによって、複数のころ６を回転可能に一体化させた、ころ軸受である。

軸受Ｂ１は、図３に示すように、カム部材５に取り付けられる前の初期状態では、真円形状である。図３では、軸線О１を中心軸線として示している。図３を参照すれば、本開示において、第１ころ保持器７Ａと第２ころ保持器７Ｂとは、複数のころ６を軸線О１の周りに組み付けた状態において、軸線О１を中心する同心円状に配置されている。第２ころ保持器７Ｂは、第１ころ保持器７Ａの内周側に、当該第１ころ保持器７Ａに対して径方向に間隔を置いて配置されている。即ち、本開示において、第１ころ保持器７Ａは、軸線О１方向視において、軸線О１を中心軸線とした真円形状の外筒に相当し、第２ころ保持器７Ｂは、軸線О１を中心軸線とした真円形状の内筒に相当する。

軸受Ｂ１において、第１ころ保持器７Ａと第２ころ保持器７Ｂとが可撓性を有している。このため、図２に示すように、軸受Ｂ１は、非円形のカム部材５にも、取り付けることができる。また、本開示において、ころ６のカム部材側部分は、第２ころ保持器７Ｂの第２開口部Ａ２を通してカム部材側に露出している。このため、本開示において、軸受Ｂ１は、ころ６がカム部材５の外周面（カム面）Ｆ５に直接的に接触するように、当該カム部材５に取り付けることができる。

外歯歯車３もまた、可撓性を有している。このため、図１に示すように、波動発生器４には、外歯歯車３を取り付けることができる。本開示において、ころ６の歯車側部分は、第１ころ保持器７Ａの第１開口部Ａ１を通して歯車側に露出している。このため、本開示において、外歯歯車３は、ころ６が外歯歯車３の内周面Ｆ３に直接的に接触するように、当該波動発生器４に取り付けることができる。

本開示の波動発生器４において、ころ軸受は、図３に示すように、ころ６と、第１ころ保持器７Ａと、第２ころ保持器７Ｂと、によって形成された、軸受Ｂ１である。

図１に示すように、波動発生器４は、外歯歯車３の内周面Ｆ３に組み付けられることによって外歯歯車３を非円形に撓ませて当該外歯歯車３の外歯３ａと内歯歯車２の内歯２ａとを噛み合わせることができる。本開示において、外歯歯車３と内歯歯車２は、カム部材５の長軸部分の２か所の位置で噛み合っている。図１中、符号Ｐは、外歯歯車３の外歯３ａと内歯歯車２の内歯２ａとの噛み合い部分Ｐを示す。図１に示すように、本開示において、噛み合い部分Ｐは、カム部材５の２つの長軸側に位置している。

波動発生器４において、カム部材５は、駆動シャフト８の回転とともに軸線О１を中心に回転する。これによって、カム部材５は、軸受Ｂ１のころ６を介して外歯歯車３に対して相対回転させることができる。一方、内歯歯車２は固定されており、外歯歯車３の外歯３ａの歯数Z_F と、内歯歯車２の内歯２ａの歯数Z_R と、の間には、歯数差（例えば、歯数差２）がある。このため、カム部材５を回転させると、内歯歯車２と外歯歯車３との間には、前記歯数差に起因した相対回転が生じる。これによって、外歯歯車３の噛み合い部分Ｐは、内歯歯車２の周方向において、カム部材５の回転方向と反対方向に移動する。本開示において、噛み合い部分Ｐは、カム部材５が軸線Ｏ１の周りを１８０度回転する毎に、内歯歯車２に対して波動発生器４の回転方向と反対方向に移動する。すなわち、本開示において、駆動シャフト８からの入力回転は、外歯歯車３からの減速回転として反転出力される。

一方、図４Ａには、軸受Ｂ１のころ６がカム部材５の短軸部にあるときの、ころ６ところ保持器７との関係が、カム部材５とともに、カム部材５およびころ保持器７が平面的に展開された状態で概略的に示されている。図４Ａは、軸受Ｂ１の中心軸線（軸線О１）に対して直交する断面（以下、「軸直断面」ともいう。）で示されている。

第１ころ保持器７Ａは、第１開口部Ａ１の間に形成された第１掛け渡し部７２ａによって、ころ６を歯車側に脱落させないように抜け止めしている。その一方で、カム部材５は、基本的に、当該カム部材５の長軸部以外の場所（例えば、カム部材５の短軸部）において、ころ６にカム部材５からの押し付け力を発生させることはない。このため、図４Ａで示すように、第１ころ保持器７Ａが歯車側から被せられたころ６は、カム部材５の長軸部以外の、例えば、カム部材５の短軸部では、第１ころ保持器７Ａと接触することなく、自由な状態になっている。このため、第１ころ保持器７Ａによれば、ころ６がカム部材５の長軸部以外の場所を通過するときに生じ得る、第１ころ保持器７Ａおよびカム部材５との接触に伴う摩擦ロスが低減される。また、第１ころ保持器７Ａは、当該第１ころ保持器７Ａの真円時における内径Ｄ１を調整することによって、図４Ａに示すように、ころ６の歯車側部分を第１開口部Ａ１内に位置させるように構成されている。このため、第１ころ保持器７Ａによれば、互いに隣り合うころ６の間隔は、第１ころ保持器７Ａの周方向に沿った適切な間隔に保たれている。

他方、図４Ｂには、軸受Ｂ１のころ６がカム部材５の長軸部にあるときの、ころ６ところ保持器７との関係が、カム部材５とともに、カム部材５およびころ保持器７が平面的に展開された状態で概略的に示されている。図４Ｂもまた、図４Ａと同様、前記軸直断面で示されている。

図４Ｂに示すように、軸受Ｂ１において、ころ６は、カム部材５の長軸部において、カム部材５と第１ころ保持器７Ａ（第１掛け渡し部７２ａ）とに挟まれることによって、歯車側から押さえつけられる。このため、ころ６は、第１ころ保持器７Ａの第１開口部Ａ１の形状に沿うように、当該第１開口部Ａ１の位置に整列する。即ち、本開示において、第１ころ保持器７Ａは、ころ６とともにカム部材５に取り付けられた状態において、少なくともカム部材５の長軸部（長軸側）では、複数の第１開口部Ａ１の間に形成された第１掛け渡し部７２ａによって、ころ６を歯車側から保持し、かつ、第１開口部Ａ１によって、ころ６を回転可能に歯車側に露出させる。これによって、ころ６は、カム部材５の長軸部において、スキューを生じることなく、カム部材５の外周面Ｆ５と外歯歯車３の内周面Ｆ３とに対する相対的な転動を行うことができる。このため、第１ころ保持器７Ａによれば、カム部材５の長軸部において生じ得る、ころ６のスキューが防止される。その結果、第１ころ保持器７Ａによれば、ころ６のスキューに起因する摩擦ロスもまた低減される。

上述のとおり、第１ころ保持器７Ａは、非円形のカム部材５に取り付けられた状態において、カム部材５の長軸側では、ころ６を歯車側から押さえつける一方、カム部材５の短軸側においては、ころ６を歯車側から押さえつけない構成になっている。即ち、第１ころ保持器１Ａは、ころ６とともにカム部材５に取り付けられた状態において、少なくともカム部材５の長軸側では、第１掛け渡し部７２ａによって、ころ６を歯車側から保持し、かつ、第１開口部Ａ１によって、ころ６を回転可能に歯車側に露出させる。このため、本開示の波動発生器４によれば、カム部材５の長軸部以外の場所（例えば、カム部材５の短軸部）においては、ころ６が第１ころ保持器７Ａに被われつつも第１ころ保持器７Ａおよびカム部材５に押し付けられることはない。このため、本開示の波動発生器４によれば、ころ６がカム部材５の長軸部以外の場所を通過するときに生じ得る、摩擦ロスが低減される。また、本開示の波動発生器４によれば、カム部材５の長軸部において、ころ６は、第１掛け渡し部７２ａとの接触によってスキューが生じないように規制を受けるとともに第１開口部Ａ１から歯車側に回転可能に露出する。このため、本開示の波動発生器４によれば、ころ６がカム部材５の長軸部を通過するときに生じ得る、ころ６のスキューが防止され、これによって、当該スキューに起因する、摩擦ロスもまた低減される。したがって、本開示の波動発生器４によれば、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減できる。また、波動発生器４を採用した、本開示の波動歯車装置１によれば、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減できる。

また、本開示の軸受Ｂ１のように、第１ころ保持器７Ａを、複数の第１開口部Ａ１が周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作り、歯車側からころ６を覆うように配置した場合、軸受の外輪は、必須の構成部品ではなく、任意の部品となる。

その一方で、例えば、特許文献２に記載された従来の波動歯車装置は、ころ保持器に加えて、カム部材の外周面（カム面）の幅方向両側に２つの段面を形成し、これら２つの段面のそれぞれに円筒バネを配置し、外輪によってころを波動発生器の外周側から覆っている。したがって、従来の波動歯車装置は、必要な部品点数も多くなるので製造コストも増加する。

これに対し、本開示の第２ころ保持器７Ａによれば、円筒バネ等の追加部品を必要とすることがない。このため、本開示の波動発生器４によれば、スキューの発生を抑制しつつ、当該スキューの発生を抑制するために必要な部品の点数を削除することができ、その結果、製造コストを低減させることができる。

したがって、波動発生器４によれば、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減できる波動発生器４を容易かつ安価に製造することができ、ひいては、波動歯車装置１を容易かつ安価に製造することができる。

ところで、本開示において、第１ころ保持器７Ａの第１掛け渡し部７２ａは、後に詳述するように、ころ６を回転可能に保持する保持面７３ａ（以下、「第１保持面７３ａ」ともいう。）を有している。第１保持面７３ａは、傾斜面または曲面によって形成されているものとすることができる。この場合、ころ６をよりスムーズに転動させるように、ころ６を第１開口部Ａ１に対して整列させることができる。さらには、この場合、第１ころ保持器７Ａところ６との接触時の応力集中を緩和させることができる。

図４Ａを参照すれば、本開示において、第１開口部Ａ１は、第１ころ保持器７Ａの外周面（歯車側表面）Ｆ７２ａ(out)に外周側開口を形成している。前記外周側開口の、第１ころ保持器７Ａの幅方向に延在する、当該外周側開口の輪郭は、第１掛け渡し部７２ａの外周側端縁７４аによって形作られている。

また、本開示において、第１開口部Ａ１は、第１ころ保持器７Ａの内周面（カム部材側表面）Ｆ７２ａ(in）に内周側開口を形成している。前記内周側開口の、第１ころ保持器７Ａの幅方向に延在する、当該内周側開口の輪郭は、第１掛け渡し部７２ａの内周側端縁７５аによって形作られている。

ここで、本開示において、第１開口部Ａ１の周方向長さｈ１とは、筒状の第１ころ保持器７Ａを平面的に展開したときの、当該第１ころ保持器７Ａの周方向に沿って延在する、当該第１開口部Ａ１の延在長さである。

図４Ａに示すように、本開示において、第１保持面７３ａは、軸直断面でみたとき（軸線方向視において）、第１開口部Ａ１の周方向長さｈ１のうち、２つの第１掛け渡し部７２ａの外周側端縁７４аの間の周方向長さｈ１１が、２つの第１掛け渡し部７２ａの内周側端縁７５аの間の周方向長さｈ１２よりも短くなるように、外周側端縁７４аから内周側端縁７５аにむかって直線的に傾斜している。即ち、第１保持面７３ａは、傾斜面である。このため、本開示において、第１開口部Ａ１の周方向長さｈ１は、第１ころ保持器７Ａの外周面Ｆ７２ａ(out)から内周面Ｆ７２ａ(in）に向かうにしたがって一定の割合で長くなる。これによって、ころ６は、図４Ｂに示すように、軸直断面でみたとき、第１保持面７３ａと接触点Ｐｘ１で接触する。即ち、ころ６は、図４Ｂに示すように、軸直断面でみたときの、第１保持面７３ａの接触点Ｐｘ１上を、第１ころ保持器７Ａの幅方向（第１掛け渡し部７２ａの延在方向）に線接触しながら回転することができる。したがって、本開示に係る第１保持面７３ａによれば、ころ６が第１掛け渡し部７２ａに対してよりスムーズに回転するように、ころ６を第１開口部Ａ１に対して整列させることができる。さらには、この場合、第１ころ保持器７Ａところ６とは、接触点Ｐｘ１の位置で第１ころ保持器７Ａの幅方向に線接触することになるため、第１ころ保持器７Ａところ６との接触時の応力集中を緩和させることができる。ただし、第１保持面７３ａは、上記の傾斜面に代えて、曲面とすることができる。前記曲面の具体例としては、第１ころ保持器７Ａの外周側（歯車側）に向かって内向きに凸の湾曲面とすることができる。前記湾曲面は、例えば、ころ６の半径を曲率半径とする湾曲面とすることができる。また、前記湾曲面は、第１ころ保持器７Ａの内周側（カム部材側）に向かって外向きに凸の湾曲面とすることができる。

図５には、筒状の第１ころ保持器７Ａが、平面的に展開された状態で、第１ころ保持器７Ａの外周側（歯車側）からころ６とともに概略的に示されている。

図５を参照すれば、本開示において、ころ６は、軸線О６（「ころ軸線О６」ともいう。）を中心軸線とする直径ｄの円柱状部材である。本開示において、ころ６は、軸線О６を中心に回転させることができる。

その一方で、本開示において、第１ころ保持器７Ａは、ころ６の軸線方向端６ｅに隣接して配置された２つの環状部７１ａ（以下、「第１環状部７１ａ」ともいう。）と、２つの第１環状部７１ａを連結するとともに周方向に間隔を置いて配置された複数の第１掛け渡し部７２ａと、を備えている。即ち、本開示において、第１開口部Ａ１は、２つの第１環状部７１ａと、２つの第１掛け渡し部７２ａとによって区画された四角形状の開口部である。

図５を参照すれば、本開示において、第１ころ保持器７Ａは、第１掛け渡し部７２ａの外周側端縁７４ａがころ６の軸線О６に対して平行になるように、当該ころ６に被せられている。また、第１開口部Ａ１の周方向長さｈ１（この例では、２つの第１掛け渡し部７２ａの外周側端縁７４аの間の周方向長さｈ１１）は、ころ６の直径ｄよりも短い。また、本開示において、第１掛け渡し部７２ａには、図５に示すように、外周側端縁７４ａを基点に、第１ころ保持器７Ａの内周側（図５の紙面裏側）に向かうにしたがって当該外周側端縁７４ａから離間するように傾斜する第１保持面７３ａが形成されている。これによって、ころ６の歯車側部分（図５の紙面表側部分）は、第１開口部Ａ１から露出するとともに第１保持面７３ａ上のころ６との接触点Ｐｘ１（図５の平面視でみたときには、接触点Ｐｘ１は、第１ころ保持器７Ａの幅方向に延在する接触線Ｐｘ１となる。）において、回転可能に保持されることになる。なお、本開示において、２つの第１環状部７１ａは、図５に示すように、ころ６の軸線方向端６ｅとの間に隙間を形成するように配置されている。この場合、摩擦ロスはさらに低減される。

次いで、図６Ａは、楕円形状のカム部材５の外周面Ｆ５を平面的に展開した状態で、ころ６がカム部材５の外周面Ｆ５上を、第１ころ保持器７Ａによって適切に転動している状態を例示的かつ概略的に示す図である。図６Ａには、第１ころ保持器７Ａの第１開口部Ａ１がころ６との関係を理解するために参考までに示されている。また、図６Ｂは、カム部材５の外周面Ｆ５を平面的に展開した状態で、ころ６がカム部材５の外周面Ｆ５上でスキューしている状態を例示的かつ概略的に示す図である。

図６Ａを参照すれば、ころ６は、第１ころ保持器７Ａによって、ころ６の移動方向に対してスキューすることなく、カム部材５の外周面Ｆ５上を転動することができることがわかる。これに対し、図６Ｂに示すように、ころ保持器を有しない波動歯車装置によれば、ころ６は、ころ６の移動方向に対してスキューした状態のまま、カム部材５の外周面Ｆ５上をスライドすることになる。このスライドが、ころ６がスキューすることに伴う摩擦ロスを生じさせる。

ところで、本開示において、カム部材５は、上述のとおり、軸線О１方向視において、非円形状である。この場合、第１ころ保持器７Ａにおいて、第１開口部Ａ１におけるころ６と２つの第１掛け渡し部７２ａとの２つの接触点Ｐｘ１の間の周方向長さｈｘ１（以下、「接触点長さｈｘ１」ともいう。）は、下式(1)を満たすものとすることができる。

(d:ころ６の直径、t1:第１ころ保持器７Ａの厚み（第１掛け渡し部７２ａの厚み）、x1:第１ころ保持器７Ａの外周面Ｆ７２ａ(out)からころ６と第１掛け渡し部７２ａとの接触点Px1までの距離（以下、「接触点距離x1」ともいう。）)

加えて、カム部材５が非円形状である場合、第１ころ保持器７Ａの真円時における当該第１ころ保持器７Ａの内径Ｄ１（以下、「第１ころ保持器７Ａの真円内径Ｄ１」ともいう。）は、下式(2)を満たすものとすることができる。

(a:カム部材５の長軸半径、b: カム部材５の短軸半径、d:ころ６の直径)

上記の式（１）および（２）を同時に満たすように、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂと、ころ６の直径ｄと、第１ころ保持器７Ａの厚みｔ１、第１開口部Ａ１における接触点距離ｘ１、接触点長さｈｘ１および真円内径Ｄ１と、を設定する場合、後に詳述するように、用途、仕様等に応じた適切な寸法の、ころ６と、カム部材５と、第１ころ保持器７Ａとを容易に導き出すことができる。この場合、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減できる波動発生器４をより容易かつ安価に製造することができ、ひいては、波動歯車装置１をより容易かつ安価に製造することができる。

具体的には、上記式（１）は、第１ころ保持器７Ａの第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１に着目した関係式である。

図７Ａは、第１ころ保持器７Ａの第１開口部Ａ１からころ６を脱落させないための、第１ころ保持器７Ａところ６との寸法関係を、概略的に説明するための図である。図７Ａは、図４Ａと同様、軸直断面で示されている。

ここで、第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１とは、第１開口部Ａ１の周方向長さｈ１のうち、１つのころ６と、当該１つのころ６を保持する２つの第１掛け渡し部７２ａとの接触点Ｐｘ１の間の周方向長さをいう。第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１は、ころ６を歯車側に脱落させないために、ころ６の直径ｄよりも小さくする必要がある。このため、図７Ａに示すような幾何学的な関係から、第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１と、ころ６の直径ｄとは、以下の関係式（１Ａ）を満たすように設定する必要がある。

上記関係式（１Ａ）を満たすように、第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１と、ころ６の直径ｄとを設定すれば、ころ６を第１開口部Ａ１から脱落させないようにすることができる。

次いで、図７Ｂは、第１ころ保持器７ａの第１開口部Ａ１からころ６を露出させるための、第１ころ保持器７Ａところ６との寸法関係を、概略的に説明するための図である。図７Ｂもまた、図４Ｂと同様、軸直断面で示されている。

本開示において、第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１は、ころ６を第１開口部Ａ１から脱落させないようにすることに加えて、当該ころ６を第１開口部Ａ１から露出させる必要がある。このため、図７Ｂに示すような幾何学的な関係から、第１開口部Ａ１における接触点距離ｘ１および接触点長さｈｘ１と、ころ６の直径ｄと、第１ころ保持器７Ａの厚み（第１掛け渡し部７２ａの厚み）ｔ１とを、以下の関係式（１Ｂ）を満たすように設定する必要がある。ここで、第１開口部Ａ１における接触点距離ｘ１とは、筒状の第１ころ保持器７Ａを平面的に展開したときの、第１ころ保持器７Ａの外周面Ｆ７２ａ(out)から接触点Ｐｘ１までの、第１掛け渡し部７２ａ（第１ころ保持器７Ａ）の厚み方向の距離をいう。

上記関係式（１Ｂ）を満たすように、第１開口部Ａ１における接触点距離ｘ１および接触点長さｈｘ１と、ころ６の直径ｄと、第１ころ保持器７Ａの厚みｔ１とを設定すれば、ころ６を第１開口部Ａ１から露出させることができる。例えば、第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１は、ころ６の歯車側部分が第１ころ保持器７Ａの外周側表面（第１掛け渡し部７２ａの外周側表面）Ｆ７２ａ(out)の位置よりも突出するように、長くする必要がある。この条件は、関係式（１Ｂ）を満たすように、ころ６の直径ｄと、第１ころ保持器７Ａの厚みｔ１と、第１開口部Ａ１における接触点距離ｘ１および接触点長さｈｘ１とを設定することによって満たされる。

上記の関係式（１Ａ）、（１Ｂ）からも明らかなように、前述の式（１）は、第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１に着目したものである。前述の式（１）を用いれば、ころ６を第１開口部Ａ１から脱落させることなく、当該第１開口部Ａ１から露出させることが可能な、ころ６の直径ｄと、第１ころ保持器７Ａの厚み（第１掛け渡し部７２ａの厚み）ｔ１と、第１開口部Ａ１における接触点距離ｘ１および接触点長さｈｘ１とを容易に導き出すことができる。この場合、ころ６を第１開口部Ａ１から脱落させることなく、当該第１開口部Ａ１から露出させることが可能な波動発生器４をより容易かつ安価に製造することができ、ひいては、ころ６を第１開口部Ａ１から脱落させることなく、当該第１開口部Ａ１から露出させることが可能な波動歯車装置１をより容易かつ安価に製造することができる。

また、上述の式（２）は、第１ころ保持器７Ａが真円状態にあるときの、当該第１ころ保持器７Ａの内径Ｄ１に着目した関係式である。

図８Ａは、第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１（図３参照。）と、カム部材５およびころ６との寸法関係を概略的に説明するための図である。図８Ａにおいて、カム部材５には、第２ころ保持器７Ｂが省略された軸受Ｂ２が取り付けられている。即ち、本開示において、軸受Ｂ２は、ころ６と、第１ころ保持器７Ａによって形成されている。

第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１は、ころ６とともにカム部材５に取り付けられた状態において、少なくともカム部材５の長軸側では、第１ころ保持器７Ａからころ６の側に、当該ころ６を押さえつけるような力を働かせる必要がある。このため、第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１は、少なくとも、カム部材５の２つの長軸部にそれぞれ、ころ６を配置したときの寸法よりも小さくする必要がある。図８Ａを参照すれば、カム部材５の２つの長軸部にそれぞれ、ころ６を配置したときの、波動発生器４の長軸方向寸法は、カム部材５の長軸半径ａところ６の直径ｄの和を２倍にしたときの値（（ａ＋ｄ）×２）である。したがって、第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１と、カム部材５の長軸半径ａと、ころ６の直径ｄとは、以下の関係式（２Ａ）を満たすように設定する必要がある。

上記関係式（２Ａ）を満たすように、第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１と、カム部材５の長軸半径ａと、ころ６の直径ｄとを設定すれば、図８Ａに示すように、第１ころ保持器７Ａをころ６とともにカム部材５に取り付けた状態において、少なくともカム部材５の長軸側では、第１ころ保持器７Ａからころ６を押さえつけるような力を働かせることができる。

図８Ｂは、第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１と、カム部材５およびころ６との寸法関係を概略的に説明するための他の図である。図８Ｂにおいても、カム部材５には、軸受Ｂ２が取り付けられている。

第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１は、カム部材５の長軸側で変形している第１ころ保持器７Ａの内周面Ｆ７２ａ(in）の位置が当該長軸側のカム部材５上のころ軸線О６の位置よりも歯車側（波動発生器４の外周側）にあるように、大きくする必要がある。第１ころ保持器７Ａがカム部材５の長軸側で変形しているときに、第１ころ保持器７Ａの内周面Ｆ７２ａ(in）の位置がカム部材５上のころ６の中心軸線О６の位置よりもカム部材側にある場合、ころ６を第１掛け渡し部７２ａによって、第１開口部Ａ１内に押さえつけることが困難になるためである。このため、図８Ｂを参照すれば、Gauss-Kummerの式より、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂと、ころ６の直径ｄとは、以下の関係式（２Ｂ）を満たすように設定する必要がある。

上記関係式（２Ｂ）を満たすように、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂと、第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１と、ころ６の直径ｄとを設定すれば、第１ころ保持器７Ａがカム部材５の長軸側で変形しているときに、第１ころ保持器７Ａの位置は、カム部材５上のころ６の中心軸線О６よりも歯車側にある。これによって、第１ころ保持器７Ａがカム部材５の長軸側で変形しているときに、当該第１ころ保持器７Ａは、ころ６を第１掛け渡し部７２ａによって、第１開口部Ａ１内に押さえつけることができる。

上記の関係式（２Ａ）、（２Ｂ）からも明らかなように、前述の式（２）は、第１ころ保持器７Ａの真円時直径Ｄ１に着目したものである。前述の式（２）を用いれば、第１ころ保持器７Ａをころ６とともにカム部材５に取り付けた状態において、少なくともカム部材５の長軸側では、ころ６の歯車側部分を第１ころ保持器７Ａの第１開口部Ａ１から露出させると同時に、当該第１ころ保持器７Ａの第１掛け渡し部７２ａによってころ６をカム部材側に押さえつけることが可能な、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂと、ころ６の直径ｄと、第１ころ保持器７Ａの真円時内径Ｄ１とを容易に導き出すことができる。この場合、第１ころ保持器７Ａをころ６とともにカム部材５に取り付けた状態において、少なくともカム部材５の長軸側では、ころ６の歯車側部分を第１ころ保持器７Ａの第１開口部Ａ１から露出させると同時に、当該第１ころ保持器７Ａの第１掛け渡し部７２ａによってころ６をカム部材側に押さえつけることが可能な波動発生器４をより容易かつ安価に製造することができ、ひいては、ころ６の歯車側部分を第１ころ保持器７Ａの第１開口部Ａ１から露出させると同時に、当該第１ころ保持器７Ａの第１掛け渡し部７２ａによってころ６をカム部材側に押さえつけることが可能な波動歯車装置１をより容易かつ安価に製造することができる。

したがって、前述の式（１）および（２）を用いれば、用途、仕様等に応じた適切な寸法の、ころ６と、カム部材５と、第１ころ保持器７Ａとを容易に導き出すことができる。この場合、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減できる波動発生器４をより容易かつ安価に製造することができ、ひいては、波動歯車装置１をより容易かつ安価に製造することができる。

ところで、図４Ａを参照すれば、本開示において、ころ保持器７は、第２ころ保持器７Ｂを含んでいる。第２ころ保持器７Ｂは、図４Ａに示すように、第２掛け渡し部７２ｂによって、ころ６をカム部材側に脱落させないように抜け止めしている。その一方で、カム部材５は、上述のとおり、基本的に、当該カム部材５の長軸部以外の場所（例えば、カム部材５の短軸部）において、ころ６にカム部材５からの押し付け力を発生させることはない。このため、図４Ａで示すように、第２ころ保持器７Ｂを含んでいる場合も、ころ６は、例えば、カム部材５の短軸部では、第１ころ保持器７Ａと接触することなく、自由な状態になっている。このため、第２ころ保持器７Ｂを含んでいる場合も、ころ６がカム部材５の長軸部以外の場所を通過するときに生じ得る、ころ保持器７およびカム部材５との接触に伴う摩擦ロスが低減される。また、第２ころ保持器７Ｂは、図４Ａに示すように、第２開口部Ａ２によって、ころ６のカム部材側部分が第２開口部Ａ２内に位置するように構成されている。このため、第２ころ保持器７Ｂによれば、互いに隣り合うころ６の間隔は、第２ころ保持器７Ｂの周方向に沿った適切な間隔に保たれている。

他方、図４Ｂに示すように、第２ころ保持器７Ｂは、基本的に、カム部材５の長軸部においても、ころ６に押し付け力を発生させることはない。このため、第２ころ保持器７Ｂを含んでいる場合も、ころ６は、カム部材５の長軸部において、カム部材５と第１ころ保持器７Ａ（第１掛け渡し部７２ａ）とに挟まれることによって、歯車側から押さえつけられるのみである。このため、本開示において、第２ころ保持器７Ｂは、ころ６および第１ころ保持器７Ａとともにカム部材５に取り付けられた状態において、少なくともカム部材５の短軸側（短軸部）では、ころ６が第１ころ保持器７Ａと第２ころ保持器７Ｂとの間で自由に動くことを許容しつつ、複数の第２開口部Ａ２の間に形成された第２掛け渡し部７２ｂによって、ころ６をカム部材側から脱落しないように保持し、かつ、少なくともカム部材５の長軸側（長軸部）では、第２掛け渡し部７２ｂとの接触を極力回避しつつ、第２開口部Ａ２によって、ころ６を回転可能にカム部材側に露出させている。加えて、少なくともカム部材５の長軸側（長軸部）では、第２ころ保持器７Ｂの第２開口部Ａ２において、ころ６は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、第２ころ保持器７Ｂの第２開口部Ａ２の形状に沿うように、当該第２開口部Ａ２の位置に整列する。これによって、第２ころ保持器７Ｂを含んでいる場合も、ころ６は、カム部材５の長軸部において、スキューを生じることなく、カム部材５の外周面Ｆ５と外歯歯車３の内周面Ｆ３とに対する相対的な転動を行うことができる。このため、第２ころ保持器７Ｂによれば、第１ころ保持器７Ａと同様に、カム部材５の長軸部において生じ得る、ころ６のスキューが防止される。その結果、第２ころ保持器７Ｂによれば、第１ころ保持器７Ａと同様に、ころ６のスキューに起因する摩擦ロスもまた低減される。したがって、本開示の波動発生器４のように、第２ころ保持器７Ｂを付加した場合、摩擦ロスを低減しつつスキューをより防止することができ、ひいては、波動発生器４を採用した、本開示の波動歯車装置１もまた、摩擦ロスを低減しつつスキューをより防止することができる。

また、本開示の第２ころ保持器７Ｂのように、当該第２ころ保持器７Ｂを、複数の第２開口部Ａ２が周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作り、波動発生器４の内周側からころ６を覆うように配置した場合、軸受の内輪は、必須の構成部品ではなく、任意の部品となる。

その一方で、例えば、特許文献２に記載された従来の波動歯車装置は、ころ保持器に加えて、カム部材の外周面（カム面）の幅方向両側に２つの段面を形成し、これら２つの段面のそれぞれに円筒バネを配置し、内輪によってころを波動発生器の内周側から覆っている。したがって、従来の波動歯車装置は、必要な部品点数も多くなるので製造コストも増加する。

これに対し、本開示の第２ころ保持器７Ａによれば、円筒バネ等の追加部品を必要とすることがない。このため、本開示の波動発生器４によれば、スキューの発生を抑制しつつ、当該スキューの発生を抑制するために必要な部品の点数を削除することができ、その結果、製造コストを低減させることができる。

したがって、本開示のように、第２ころ保持器７Ｂを付加した場合、摩擦ロスを低減しつつスキューをより防止することができる波動発生器４を容易かつ安価に製造することができ、ひいては、摩擦ロスを低減しつつスキューをより防止することができる波動歯車装置１を容易かつ安価に製造することができる。

また、第２ころ保持器７Ｂを付加した場合、第２ころ保持器７Ｂがころ６をカム部材５側から保持することになる。この場合、本開示のように、ころ６（転動体）ところ保持器（保持器）と、を軸受Ｂ１として、一体的に取り扱うことが可能となる。この場合、本開示のように、軸受Ｂ１は、軸受として単体で、例えば、流通させ、または、運搬し、または、組立作業時の一部品として用いることができる。したがって、軸受Ｂ１は、相手側のカム部材５に組み付けるときの組付け性が良好な軸受となる。したがって、軸受Ｂ１を用いれば、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減でき、さらに、カム部材への組付け性も向上させることができる。このように、軸受Ｂ１を用いれば、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減できる、波動発生器４を容易かつ安価に製造することができ、ひいては、波動歯車装置１を容易かつ安価に製造することができる。

また、本開示において、第２ころ保持器７Ｂの第２掛け渡し部７２ｂもまた、ころ６を回転可能に保持する保持面７３ｂ（以下、「第２保持面７３ｂ」ともいう。）を有している。第２保持面７３ｂもまた、第１保持面７３ａと同様の、傾斜面または曲面によって形成されているものとすることができる。この場合、第１保持面７３ａと同様、ころ６をよりスムーズに転動させるように、ころ６を第２開口部Ａ２に対して整列させることができる。さらには、この場合、第２ころ保持器７Ｂところ６との接触時の応力集中を緩和させることができる。

図４Ｂを参照すれば、本開示において、第２開口部Ａ２は、第２ころ保持器７Ｂの内周面（カム部材側表面）Ｆ７２ｂ(in)に内周側開口を形成している。前記内周側開口の、第２ころ保持器７Ｂの幅方向に延在する、当該内周側開口の輪郭は、第２掛け渡し部７２ｂの内周側端縁７５ｂによって形作られている。

また、本開示において、第２開口部Ａ２は、第２ころ保持器７Ｂの外周面（歯車側表面）Ｆ７２ｂ(out）に外周側開口を形成している。前記外周側開口の、第２ころ保持器７Ｂの幅方向に延在する、当該外周側開口の輪郭は、第２掛け渡し部７２ｂの外周側端縁７４ｂによって形作られている。

ここで、本開示において、第２開口部Ａ２の周方向長さｈ２とは、筒状の第２ころ保持器７Ｂを平面的に展開したときの、当該第２ころ保持器７Ｂの周方向に沿って延在する、当該第２開口部Ａ２の延在長さである。

図４Ｂに示すように、本開示において、第２保持面７３ｂは、軸直断面でみたとき（軸線方向視において）、第２開口部Ａ２の周方向長さｈ２のうち、２つの第２掛け渡し部７２ｂの内周側端縁７５ｂの間の周方向長さｈ２２が、２つの第２掛け渡し部７２ｂの外周側端縁７４ｂの間の周方向長さｈ２１よりも短くなるように、内周側端縁７５ｂから外周側端縁７４ｂにむかって直線的に傾斜している。即ち、第２保持面７３ｂもまた、傾斜面である。このため、本開示において、第２開口部Ａ２の周方向長さｈ２は、第２ころ保持器７Ｂの内周面Ｆ７２ｂ(in)から外周面Ｆ７２ｂ(out）に向かうにしたがって一定の割合で長くなる。これによって、ころ６は、後述する図７Ａに示すように、軸直断面でみたとき、第２保持面７３ｂと接触点Ｐｘ２で接触することができる。即ち、ころ６は、図７Ａに示すように、軸直断面でみたときの、第２保持面７３ｂの接触点Ｐｘ２上を、第２ころ保持器７Ｂの幅方向（第２掛け渡し部７２ｂの延在方向）に線接触しながら回転することができる。したがって、本開示に係る第２保持面７３ｂによれば、第１ころ保持器７Ａの第１保持面７３ａと同様、ころ６が第２掛け渡し部７２ｂに対してよりスムーズに回転するように、ころ６を第２開口部Ａ２に対して整列させることができる。さらには、この場合、第２ころ保持器７Ｂところ６とは、第１保持面７３ａと同様、接触点Ｐｘ２の位置で第２ころ保持器７Ｂの幅方向に線接触することになるため、第２ころ保持器７Ｂところ６との接触時の応力集中を緩和させることができる。ただし、第２保持面７３ｂもまた、第１保持面７３ａと同様、上記の傾斜面に代えて、曲面とすることができる。前記曲面の具体例としては、第２ころ保持器７Ｂの内周側（カム部材側）に向かって内向きに凸の湾曲面とすることができる。前記湾曲面は、例えば、ころ６の半径を曲率半径とする湾曲面とすることができる。また、前記湾曲面は、第２ころ保持器７Ｂの外周側（歯車側）に向かって外向きに凸の湾曲面とすることができる。

また、図５を、第２ころ保持器７Ｂの内周面側（カム部材側）からみたと仮定したとき、当該図５を参照すれば、本開示において、第２ころ保持器７Ｂもまた、第１ころ保持器７Ａと同様、複数のころ６の軸線方向端６ｅに隣接して配置された２つの環状部７１ｂ（以下、「第２環状部７１ｂ」ともいう。）と、２つの第２環状部７１ｂを連結するとともに周方向に間隔を配置された複数の第２掛け渡し部７２ｂと、を備えている。即ち、本開示において、第２開口部Ａ２もまた、第１ころ保持器７Ａと同様、２つの第２環状部７１ｂと、２つの第２掛け渡し部７２ｂとによって区画された四角形状の開口部である。

図５を参照すれば、本開示において、第２ころ保持器７Ｂもまた、第２掛け渡し部７２ｂの内周側端縁７５ｂがころ６の軸線О３に対して平行になるように、当該ころ６に被せられている。また、第２開口部Ａ２の周方向長さｈ２（この例では、２つの第２掛け渡し部７２ｂの内周側端縁７５ｂの間の周方向長さｈ２２）は、ころ６の直径ｄよりも短い。また、本開示において、第２掛け渡し部７２ｂには、図５に示すように、内周側端縁７５ｂを基点に、第２ころ保持器７Ｂの外周側（図５の紙面裏側）に向かうにしたがって当該内周側端縁７５ｂから離間するように傾斜する第２保持面７３ｂが形成されている。これによって、ころ６のカム部材側（図５の紙面表側）部分は、第２開口部Ａ２から露出するとともに第２保持面７３ｂ上のころ６との接触点Ｐｘ２（図５の平面視でみたときには、接触点Ｐｘ２は、第２ころ保持器Ｂの幅方向に延在する接触線Ｐｘ２となる。）において、回転可能に保持されることになる。なお、本開示において、２つの第２環状部７１ｂもまた、図５に示すように、ころ６の軸線方向端６ｅとの間に隙間を形成するように配置されている。この場合、摩擦ロスはさらに低減される。

また、図６Ａに示すように、ころ６は、第２ころ保持器７Ｂによっても、ころ６の移動方向に対してスキューすることなく、カム部材５の外周面Ｆ５上を転動することができる。

ところで、第２ころ保持器７Ｂにおいて、第２開口部Ａ２におけるころ６と２つの第２掛け渡し部７２ｂとの２つの接触点Ｐｘ２の間の周方向長さｈｘ２（以下、「接触点長さｈｘ２」ともいう。）は、下式(3)を満たすものとすることができる。

(d:ころ６の直径、t2:第２ころ保持器７Ｂの厚み（第２掛け渡し部７２ｂの厚み）、x2:第２ころ保持器７Ｂの内周面Ｆ７２ｂ(in)からころ６と第２掛け渡し部７２ｂとの接触点までの距離（以下、「接触点距離x2」ともいう。）)

加えて、カム部材５が非円形状である場合、第２ころ保持器７Ｂの真円時における当該第２ころ保持器７Ｂの内径Ｄ２（以下、「第２ころ保持器７Ｂの真円内径Ｄ２」ともいう。）は、下式(4)を満たすものとすることができる。

(a:カム部材の長軸半径、b: カム部材の短軸半径、d:ころの直径)

上記の式（３）および（４）を同時に満たすように、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂと、ころ６の直径ｄと、第２ころ保持器７Ｂの厚みｔ２、第２開口部Ａ２における接触点距離ｘ２、接触点長さｈｘ２および真円内径Ｄ２と、を設定する場合、後に詳述するように、用途、仕様等に応じた適切な寸法の、ころ６と、カム部材５と、第２ころ保持器７Ｂとを容易に導き出すことができる。この場合、摩擦ロスを低減しつつスキューをより防止することができる波動発生器４をより容易かつ安価に製造することができ、ひいては、摩擦ロスを低減しつつスキューをより防止することができる波動歯車装置１をより容易かつ安価に製造することができる。

具体的には、上記式（３）は、第１ころ保持器７Ａと同様、第２ころ保持器７Ｂの第２開口部Ａ２における接触点長さｈｘ２に着目した関係式である。

ここで、第２開口部Ａ２における接触点長さｈｘ２とは、第２開口部Ａ２の周方向長さｈ２のうち、１つのころ６と、当該１つのころ６を保持する２つの第２掛け渡し部７２ｂとの接触点Ｐｘ２の間の周方向長さをいう。図７Ａを参照すれば、第２開口部Ａ２における接触点長さｈｘ２は、第１ころ保持器７Ａと同様、ころ６をカム部材側に脱落させないために、ころ６の直径ｄよりも小さくする必要がある。このため、第１ころ保持器７Ａと同様、図７Ａに示すような幾何学的な関係から、第２開口部Ａ２における接触点長さｈｘ２と、ころ６の直径ｄとは、以下の関係式（３Ａ）を満たすように設定する必要がある。

上記関係式（３Ａ）を満たすように、第２開口部Ａ２における接触点長さｈｘ２と、ころ６の直径ｄとを設定すれば、ころ６を第２開口部Ａ２から脱落させないようにすることができる。

次いで、図７Ｂを参照すれば、本開示において、第２開口部Ａ２における接触点長さｈｘ２は、第１開口部Ａ１における接触点長さｈｘ１と同様、ころ６を第２開口部Ａ２から脱落させないようにすることに加えて、当該ころ６を第２開口部Ａ２から露出させる必要がある。このため、第１ころ保持器７Ａと同様、図７Ｂに示すような幾何学的な関係から、第２開口部Ａ２における接触点距離ｘ２および接触点長さｈｘ２と、ころ６の直径ｄと、第２ころ保持器７Ｂ（第２掛け渡し部７２ｂ）の厚みｔ２とを、以下の関係式（３Ｂ）を満たすように設定する必要がある。ここで、第２開口部Ａ２における接触点距離ｘ２とは、筒状の第２ころ保持器７Ｂを平面的に展開したときの、第２ころ保持器７Ｂの内周面Ｆ７２ｂ(in)から接触点Ｐｘ２までの、第２掛け渡し部７２ｂ（第２ころ保持器７Ｂ）の厚み方向の距離をいう。

上記関係式（３Ｂ）を満たすように、第２開口部Ａ２における接触点距離ｘ２および接触点長さｈｘ２と、ころ６の直径ｄと、第２ころ保持器７Ｂの厚みｔ２とを設定すれば、第１ころ保持器７Ａと同様、ころ６を第２開口部Ａ２から露出させることができる。例えば、第２開口部Ａ２における接触点長さｈｘ２は、ころ６のカム部材側部分が第２ころ保持器７Ｂの内周面（第２掛け渡し部７２ｂの内周側表面）Ｆ７２ｂ(in)の位置よりも突出するように、長くする必要がある。この条件は、関係式（３Ｂ）を満たすように、ころ６の直径ｄと、第２ころ保持器７Ｂの厚みｔ２と、第２開口部Ａ２における接触点距離ｘ２および接触点長さｈｘ２とを設定することによって満たされる。

上記の関係式（３Ａ）、（４Ｂ）からも明らかなように、前述の式（３）は、第２開口部Ａ２における接触点長さｈｘ２に着目したものである。前述の式（３）を用いれば、ころ６を第２開口部Ａ２から脱落させることなく、当該第２開口部Ａ２から露出させることが可能な、ころ６の直径ｄと、第２ころ保持器７Ｂの厚み（第２掛け渡し部７２ｂの厚み）ｔ２と、第２開口部Ａ２における接触点距離ｘ２および接触点長さｈｘ２とを容易に導き出すことができる。この場合、ころ６を第２開口部Ａ２から脱落させることなく、当該第２開口部Ａ２から露出させることが可能な波動発生器４をより容易かつ安価に製造することができ、ひいては、ころ６を第２開口部Ａ２から脱落させることなく、当該第２開口部Ａ２から露出させることが可能な波動歯車装置１をより容易かつ安価に製造することができる。

また、上述の式（４）は、第２ころ保持器７Ｂが真円状態にあるときの、当該第２ころ保持器７Ｂの内径Ｄ２に着目した関係式である。

図８Ａは、第２ころ保持器７Ｂの真円時内径Ｄ２と、カム部材５およびころ６との寸法関係を概略的に説明するための図である。

第２ころ保持器７Ｂの真円時内径Ｄ２は、カム部材５の長軸側で変形している第２ころ保持器７Ｂの内周面Ｆ７２ｂ(in）の位置が当該長軸側のカム部材５上のころ軸線О６の位置よりもカム部材側にあるように、小さくする必要がある。第２ころ保持器７Ｂがカム部材５の長軸側で変形しているときに、第２ころ保持器７Ｂの内周面Ｆ７２ａ(in）の位置がカム部材５上のころ６の中心軸線О６の位置よりも歯車側にある場合、ころ６よりも歯車側にある第１ころ保持器７Ａと干渉してしまう可能性があるためである。このため、図９Ａを参照すれば、Gauss-Kummerの式より、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂと、ころ６の直径ｄとは、以下の関係式（４Ａ）を満たすように設定する必要がある。

上記関係式（４Ａ）を満たすように、第２ころ保持器７Ｂの真円時内径Ｄ２と、カム部材５の長軸半径ａと、ころ６の直径ｄとを設定すれば、第２ころ保持器７Ｂは、ころ６と不用意に干渉することがなく、さらに、第１ころ保持器７Ａとも干渉することがない。

図９Ｂは、第２ころ保持器７Ｂの真円時内径Ｄ２と、カム部材５およびころ６との寸法関係を概略的に説明するための他の図である。

第２ころ保持器７Ｂの真円時内径Ｄ２は、第２ころ保持器７Ｂの内周面Ｆ７２ｂ(in）の周長がカム部材５の外周面Ｆ５の周長よりも長くなるように、大きくする必要がある。ここで、「周長」とは、「軸線О１の周りの周方向の長さ」をいう。第２ころ保持器７Ｂの真円時内径Ｄ２を、当該第２ころ保持器７Ｂの内周面Ｆ７２ｂ(in）の周長がカム部材５の外周面Ｆ５の周長よりも短くなるように、小さくした場合、カム部材５よりも周長が小さい場合、第２ころ保持器７Ｂと、カム部材５とが接触してしまう可能性があるためである。このため、図９Ｂを参照すれば、Gauss-Kummerの式より、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂとは、以下の関係式（４Ｂ）を満たすように設定する必要がある。

上記関係式（２Ｂ）を満たすように、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂを設定すれば、第２ころ保持器７Ｂと、カム部材５との接触を回避することができる。即ち、上記関係式（４Ｂ）を満たすように、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂを設定すれば、第２ころ保持器７Ｂと、カム部材５ともまた、干渉することがない。

上記の関係式（４Ａ）、（４Ｂ）からも明らかなように、前述の式（４）は、第２ころ保持器７Ｂの真円時直径Ｄ２に着目したものである。前述の式（４）を用いれば、ころ６の歯車側部分を第２ころ保持器７Ｂの第２開口部Ａ２から露出させると同時に、ころ６と不用意に干渉することがなく、さらに、第１ころ保持器７Ａおよびカム部材５とも干渉することがないような、カム部材５の長軸半径ａおよび短軸半径ｂと、ころ６の直径ｄと、第２ころ保持器７Ｂの真円時内径Ｄ２とを容易に導き出すことができる。

したがって、前述の式（３）および（４）を用いれば、用途、仕様等に応じた適切な寸法の、ころ６と、カム部材５と、第２ころ保持器７Ｂとを容易に導き出すことができる。

本開示において、第１ころ保持器７Ａは、樹脂または軽金属によって形成されているものとすることができる。この場合、既存の材料を用いることによって、第１ころ保持器７Ａを容易に製造することができる。即ち、この場合、既存の材料を用いることによって波動発生器４、結果的には、波動歯車装置１を容易に製造することができる。さらに、本開示において、第２ころ保持器７Ｂもまた、樹脂または軽金属によって形成されているものとすることができる。この場合も、既存の材料を用いることによって波動発生器４、結果的には、波動歯車装置１を容易に製造することができる。

ころ保持器７は、例えば、アルミニウム合金、チタン合金、それらの単体などの、可撓性を有する軽金属合金または軽金属単体、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）などのエンジニアリングプラスチックなどの樹脂材によって形成することができる。

ところで、本開示において、波動発生器４は、図８に示す軸受Ｂ２のような、ころ軸受を備えていることが好ましい。本開示において、軸受Ｂ２は、ころ６と、第１ころ保持器７Ａとによって形成されている。この場合、軸受Ｂ２には、内輪および外輪の２つの部材が省略されている。したがって、この場合、波動発生器４の小型化を図ることができ、結果的に、波動歯車装置１の小型化を図ることができる。

ただし、本発明に係る、波動歯車装置およびその波動発生器において、前記ころ軸受は、ころ６と、第１ころ保持器７Ａと、可撓性を有する外輪１１とよって形成されているものとすることができる。この場合、こうした軸受をカム部材５に取り付けたとき、ころ６の歯車側部分は、外輪１１の軌道面を転動する。したがって、この場合、ころ６を、波動発生器４の外周側においてスムーズに転動させることができる。

また、本発明に係る、波動歯車装置およびその波動発生器において、前記ころ軸受は、少なくとも、ころ６と、第１ころ保持器７Ａと、可撓性を有する内輪１２とによって形成されているものとすることができる。この場合、こうしたころ軸受をカム部材５に取り付けたとき、ころ６のカム部材側部分は、内輪１２の軌道面を転動する。したがって、この場合、ころ６を、カム部材側においてスムーズに転動させることができる。

ここで、図１０には、本発明に係る、波動歯車装置およびその波動発生器に採用可能な、ころ軸受の一例が概略的に示されている。

本開示の波動発生器および波動歯車装置には、上述のとおり、図８Ａの軸受Ｂ２のような、ころ６を第１ころ保持器７Ａのみによって覆う構成の軸受を採用することができる。その一方で、図１０の軸受Ｂ３は、ころ６と、第１ころ保持器７Ａと、可撓性を有する外輪１１と、可撓性を有する内輪１２と、を備えている。軸受Ｂ３は、外輪１１と内輪１２との間に、ころ保持器７として、第１ころ保持器７Ａのみを備えている。ただし、軸受Ｂ３には、第２ころ保持器７Ｂを付加することができる。また、軸受Ｂ３の変形例としては、外輪１１または内輪１２のいずれか一方を省略したものも含まれる。

上述のとおり、本開示の波動発生器および波動歯車装置によれば、スキューを防止しつつ摩擦ロスを低減でき、さらに、製造コストが抑制された、波動歯車装置の波動発生器および波動歯車装置を提供することができる。

上述したところは、本発明に係る、例示的な実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲に従えば、様々な変更が可能となる。本実施形態において、波動歯車装置１および波動発生器４は、２ローブ形で説明したが、波動歯車装置１および波動発生器４は、２ローブ形に限定されるものではない。例えば、カム部材５は、複数ローブ形とすることができる。カム部材５の具体例としては、例えば、三角形状の３ローブ形、四角形状の４ローブ形が挙げられる。また、上記説明では、波動歯車装置１の動力伝達経路は、波動発生器４を入力とし、外歯歯車３を出力としたが、これに限定されるものではない。例えば、波動歯車装置１の動力伝達経路は、外歯歯車３を入力とし、波動発生器４を出力としてもよい。

１：波動歯車装置， ２：内歯歯車， ３：外歯歯車， ４：波動発生器， ５：カム部材， ６：ころ， ７：ころ保持器， ７Ａ：第１ころ保持器， ７１ａ：第１環状部， ７２ａ：第１掛け渡し部， ７３ａ；第１保持面， ７３ｂ；第２保持面， ７４ａ：第１掛け渡し部の外周側端縁， ７５ａ：第１掛け渡し部の内周側端縁， ７Ｂ：第２ころ保持器， ７１ｂ：第２環状部， ７２ｂ：第２掛け渡し部， ７３ｂ；第２保持面， ７４ｂ：第２掛け渡し部の外周側端縁， ７５ｂ：第２掛け渡し部の内周側端縁， ８：駆動シャフト， １１：外輪， １２：内輪， Ａ１：第１開口部， Ａ２：第２開口部， Ｂ１～Ｂ３：軸受， ｄ：ころの直径， Ｄ１：第１ころ保持器の真円時における内径， Ｄ２：第２ころ保持器の真円時における内径， Ｆ７２ａ(out)：第１ころ保持器の外周面， Ｆ７２ａ(in)：第１ころ保持器の内周面， Ｆ７２ｂ(out)：第２ころ保持器の外周面， Ｆ７２ｂ(in)：第２ころ保持器の内周面， ｈ１：第１開口部の周方向長さ， ｈ２：第２開口部の周方向長さ， ｈｘ１：第１開口部における接触点長さ（第１開口部におけるころと２つの第１掛け渡し部との２つの接触点の間の周方向長さ）， ｈｘ２：第２開口部における接触点長さ（第２開口部におけるころと２つの第２掛け渡し部との２つの接触点の間の周方向長さ）， О１：軸線（波動歯車装置１の中心軸線）， О６；軸線（ころの軸線）， Ｐｘ１：ころと第１保持面との接触点， Ｐｘ２：ころと第２保持面との接触点， ｔ１：第１ころ保持器の厚み， ｔ２：第２ころ保持器の厚み， ｘ１：第１開口部における接触点距離（第１ころ保持器の外周面からころと第１掛け渡し部との接触点までの距離）， ｘ２：第２開口部における接触点距離（第２ころ保持器の内周面からころと第２掛け渡し部との接触点までの距離）

Claims (11)

1. 軸線を中心に回転可能な非円形状のカム部材と、前記カム部材の外周側に配置された複数のころと、前記複数のころを保持するころ保持器と、を備える、波動歯車装置の波動発生器であって、
   前記ころ保持器は、第１ころ保持器を含んでおり、
   前記第１ころ保持器は、複数の開口部が周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作られており、かつ、
   前記第１ころ保持器は、前記ころとともに前記カム部材に取り付けられた状態において、少なくとも前記カム部材の長軸側では、前記複数の開口部の間に形成された第１掛け渡し部によって、前記ころを前記波動発生器の外周側から保持し、かつ、前記開口部によって、前記ころを回転可能に前記波動発生器の外周側に露出させる、波動歯車装置の波動発生器。
2. 前記ころ保持器は、第２ころ保持器を含んでおり、
   前記第２ころ保持器は、複数の開口部が周方向に間隔を置いて形成された、可撓性を有する筒状に形作られており、かつ、
   前記第２ころ保持器は、前記複数の開口部の間に形成された第２掛け渡し部によって、前記ころを前記カム部材側から保持し、かつ、前記開口部によって、前記ころを回転可能に前記カム部材側に露出させる、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
3. 前記第１掛け渡し部は、前記ころを回転可能に保持する保持面を有しており、前記保持面は、傾斜面または曲面によって形成されている、請求項１または２に記載された波動歯車装置の波動発生器。
4. 前記第１ころ保持器は、樹脂または軽金属によって形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載された波動歯車装置の波動発生器。
5. 前記カム部材は、非円形状であり、かつ、
   前記第１ころ保持器において、前記開口部における前記ころと２つの前記第１掛け渡し部との２つの接触点の間の周方向長さhx1は、下式(1)を満たし、かつ、前記第１ころ保持器の真円時における当該第１ころ保持器の内径D1は、下式(2)を満たす、請求項１～４のいずれか１項に記載された波動歯車装置の波動発生器。
   

   

   (d:ころの直径、t1:第１ころ保持器の厚み、x1:第１ころ保持器の外周面から前記ころと第１掛け渡し部との接触点までの距離 )
   a+b+d < D1 < 2・(a+d) …(2)
   (a:カム部材の長軸半径、b: カム部材の短軸半径、d:ころの直径)
6. 前記第２掛け渡し部は、前記ころを回転可能に保持する保持面を有しており、前記保持面は、傾斜面または曲面によって形成されている、請求項２に記載された波動歯車装置の波動発生器。
7. 前記第２ころ保持器は、樹脂または軽金属によって形成されている、請求項２または６に記載された波動歯車装置の波動発生器。
8. 前記ころと、前記ころ保持器とによってころ軸受が形成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載された波動歯車装置の波動発生器。
9. 前記ころと、前記ころ保持器と、可撓性を有する外輪とによってころ軸受が形成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載された波動歯車装置の波動発生器。
10. 少なくとも、前記ころと、前記ころ保持器と、可撓性を有する内輪とによってころ軸受が形成されている、請求項１～７、９のいずれか１項に記載された波動歯車装置の波動発生器。
11. 内歯歯車と、可撓性を有しているとともに前記内歯歯車の内周側に配置された外歯歯車と、前記外歯歯車の内周側に配置された請求項１～１０のいずれか１項に記載された、波動歯車装置の波動発生器とを備える、波動歯車装置。
    
    

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