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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146540
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】波動歯車装置の波動発生器及び波動歯車装置
(51)【国際特許分類】
F16H 1/32 20060101AFI20241004BHJP
F16C 23/08 20060101ALI20241004BHJP
F16C 19/36 20060101ALI20241004BHJP
F16C 33/48 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
F16H1/32 B
F16C23/08
F16C19/36
F16C33/48
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023059512
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000139023
【氏名又は名称】株式会社リケン
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165696
【弁理士】
【氏名又は名称】川原 敬祐
(74)【代理人】
【識別番号】100179947
【弁理士】
【氏名又は名称】坂本 晃太郎
(72)【発明者】
【氏名】神山 遼
(72)【発明者】
【氏名】石塚 一男
【テーマコード（参考）】
3J012
3J027
3J701
【Ｆターム（参考）】
3J012AB01
3J012BB03
3J012EB01
3J012FB07
3J012GB10
3J027FA37
3J027GB03
3J027GC06
3J027GE21
3J027GE25
3J701AA15
3J701AA24
3J701AA32
3J701AA42
3J701AA54
3J701AA62
3J701BA02
3J701BA09
3J701BA34
3J701BA44
3J701BA50
3J701EA01
3J701EA31
3J701FA31
3J701FA38
3J701GA11
3J701XB03
3J701XB14
(57)【要約】
【課題】コーニングに起因する応力集中が軽減された、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。
【解決手段】波動歯車装置は、サーキュラスプラインと、フレクスプラインと、波動発生器とを備える。波動発生器は、非円形状の輪郭を有するカム部材と、カム部材の外周面に装着されたころ軸受と、を備える。ころ軸受のころ７は、ころ外周面７１に、当該ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを含んだころ摺動面Ｆｓを含んでいる。ころ摺動面Ｆｓのうちの、ころ軸線方向中心部Ｃを挟んだ２つのころ摺動面領域ＲＳのうちの少なくともいずれか一方は、ころ７の軸線方向端７２に向かって先細りしたころ縮径面Ｆｒを含んでいる。
【選択図】図３
【解決手段】波動歯車装置は、サーキュラスプラインと、フレクスプラインと、波動発生器とを備える。波動発生器は、非円形状の輪郭を有するカム部材と、カム部材の外周面に装着されたころ軸受と、を備える。ころ軸受のころ７は、ころ外周面７１に、当該ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを含んだころ摺動面Ｆｓを含んでいる。ころ摺動面Ｆｓのうちの、ころ軸線方向中心部Ｃを挟んだ２つのころ摺動面領域ＲＳのうちの少なくともいずれか一方は、ころ７の軸線方向端７２に向かって先細りしたころ縮径面Ｆｒを含んでいる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非円形状の輪郭を有するカム部材と、前記カム部材の外周面に装着されたころ軸受と、を備えている、波動歯車装置の波動発生器において、
前記ころ軸受のころは、当該ころのころ外周面に、当該ころ外周面のころ軸線方向中心部を含んだころ摺動面を含んでおり、
前記ころ摺動面のうちの、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を挟んだ２つのころ摺動面領域のうちの少なくともいずれか一方は、前記ころのころ軸線方向端に向かって先細りしたころ縮径面を含んでいる、波動歯車装置の波動発生器。
前記ころ軸受のころは、当該ころのころ外周面に、当該ころ外周面のころ軸線方向中心部を含んだころ摺動面を含んでおり、
前記ころ摺動面のうちの、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を挟んだ２つのころ摺動面領域のうちの少なくともいずれか一方は、前記ころのころ軸線方向端に向かって先細りしたころ縮径面を含んでいる、波動歯車装置の波動発生器。
【請求項2】
前記ころ縮径面は、径方向外側に向かって湾曲した曲面である、請求項１に記載された、波動歯車装置の波動発生器。
【請求項3】
前記ころ摺動面は、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を最大直径とし、径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面である、請求項１に記載された、波動歯車装置の波動発生器。
【請求項4】
前記ころの基準直径φＡ１と、前記ころ縮径面のころ軸線方向端の直径φＡ２とは、６０≦（φＡ２／φＡ１）×１００≦９９の条件を満たしている、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項5】
前記ころ軸受は、前記ころを保持する保持器を備えており、前記保持器は、前記ころ外周面のころ軸線方向端部を保持している、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項6】
前記ころ軸受は、前記ころを保持する保持器を備えており、前記保持器は、前記ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分を保持している、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項7】
前記ころ軸受は、前記保持器を複数備える、請求項５又は６に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項8】
前記保持器は、樹脂又は軽金属によって形成されている、請求項５又は６に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項9】
前記ころ軸受は、内輪及び外輪の少なくともいずれか一方を備える構成である、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項10】
前記ころ軸受は、前記ころを前記カム部材及びフレクスプラインに接触させる構成である、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項11】
サーキュラスプラインと、フレクスプラインと、請求項１に記載された波動発生器と、を備える、波動歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、波動歯車装置の波動発生器及び波動歯車装置に関する。
【背景技術】
【0002】
波動歯車装置の寿命（耐久性）を支配しているのは、主として、当該波動歯車装置に波動運動を発生させる波動発生器の軸受の耐久性である。玉軸受の場合には、転動体が球形の玉であることから、当該玉の頂点部（支持部）に応力が集中し、耐久性を低下させる要因となる。
【0003】
そのため、従来から、転動体の支持部が線で接触することとなる、ころ軸受を採用することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１１－１９０８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来のころ軸受には、コーニング（波動歯車装置のフレクスプラインに波動発生器を挿入することにより、当該フレクスプラインが楕円錐状に変形する現象。）の影響を大きく受けるという問題が存在している。コーニングの発生は、ころ軸受のころ軸線方向端部に大きな負荷を加えることから、ころの外周面（特に、ころの外周面のうちの、ころ軸線方向端部）に応力を集中させることになる。こうした応力集中は、例えば、波動発生器、ひいては波動歯車装置の耐久性の低下、エネルギーロスの増加（動力伝達効率の低下）等の要因となり得る。
【0006】
本発明の目的は、コーニングに起因する応力集中が軽減された、波動歯車装置の波動発生器及び波動歯車装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）本発明に係る、波動歯車装置の波動発生器は、非円形状の輪郭を有するカム部材と、前記カム部材の外周面に装着されたころ軸受と、を備えている、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ軸受のころは、当該ころのころ外周面に、当該ころ外周面のころ軸線方向中心部を含んだころ摺動面を含んでおり、前記ころ摺動面のうちの、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を挟んだ２つのころ摺動面領域のうちの少なくともいずれか一方は、前記ころのころ軸線方向端に向かって先細りした縮径面を含んでいる。
【0008】
（２）上記（１）の、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ縮径面は、径方向外側に向かって湾曲した曲面であることが好ましい。
【0009】
（３）上記（１）又は（２）の、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ摺動面は、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を最大直径とし、径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面であることが好ましい。
【0010】
（４）上記（１）～（３）のいずれか１つの、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころの基準直径φＡ１と、前記縮径面のころ軸線方向端の直径φＡ２とは、６０≦（φＡ２／φＡ１）×１００≦９９の条件を満たしているものとすることができる。
【0011】
（５）上記（１）～（４）のいずれか１つの、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ軸受は、前記ころを保持する保持器を備えており、前記保持器は、前記ころ外周面のころ軸線方向端部を保持していることが好ましい。
【0012】
（６）上記（１）～（５）のいずれか１つの、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ軸受は、前記ころを保持する保持器を備えており、前記保持器は、前記ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分を保持していることが好ましい。
【0013】
（６）上記（５）の、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ軸受は、前記保持器を複数備えるものとすることができる。
【0014】
（７）上記（５）又は（６）の、波動歯車装置の波動発生器において、前記保持器は、樹脂又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。
【0015】
（８）上記（１）～（７）のいずれか１つの、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ軸受は、内輪及び外輪の少なくともいずれか一方を備える構成であるものとすることができる。
【0016】
（９）上記（１）～（７）のいずれか１つの、波動歯車装置の波動発生器において、前記ころ軸受は、前記ころを前記カム部材及びフレクスプラインに接触させる構成であるものとすることができる。
【0017】
（１０）本発明に係る、波動歯車装置は、サーキュラスプラインと、フレクスプラインと、上記（１）～（９）のいずれか１つの波動発生器とを備える。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、コーニングに起因する応力集中が軽減された、波動歯車装置の波動発生器及び波動歯車装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施形態に係る波動歯車装置を軸線方向入力側から概略的に示す正面図であり、当該波動歯車装置は、本発明の第１実施形態に係る、波動発生器を備えている。
【図6B】従来の波動歯車装置がカム部材の長軸を含む断面で概略的に示された断面図である。
【図7】本発明の第２実施形態に係る波動発生器のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころと、当該ころを保持する保持器との組付け状態が、当該保持器を平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された平面図である。
【図10】本発明の第３実施形態に係る波動発生器のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころと、当該ころを保持する保持器との組付け状態が、当該保持器を平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された正面図である。
【図13】本発明の第４実施形態に係る波動発生器のころ軸受を概略的に示す正面図である。
【図18】本発明の第５実施形態に係る波動発生器のころ軸受を概略的に示す正面図である。
【図23】本発明の第６実施形態に係る波動発生器のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころと、当該ころを保持する保持器との組付け状態が、当該保持器を平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された正面図である。
【図27】本発明の第７実施形態に係る波動発生器のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころと、当該ころを保持する保持器との組付け状態が、当該保持器を平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して、本発明の、例示的な実施形態に係る、波動歯車装置の波動発生器及び波動歯車装置について説明を行う。
【0021】
ここで、軸線方向とは、軸線（中心軸線）が延在する方向をいう。また、「軸直方向」とは、軸線方向に対して直交する方向をいう。さらに、「軸直方向」は、軸線を基準（中心）とした場合、「径方向」ともいう。特に、径方向という場合、軸線に近い側を「径方向内側」といい、軸線に遠い側を「径方向外側」という。また、以下の説明において、実質的に同一の部分については、同一の符号を用いる。
【0022】
図１には、本発明の一実施形態に係る波動歯車装置１が軸線方向入力側から概略的に示されている。
【0023】
図１中、符号О１は、波動歯車装置１の中心軸線である。波動歯車装置１は、当該波動歯車装置１の中心軸線О１（以下、単に「軸線О１」ともいう。）において、軸線方向一方側からの入力を軸線方向他方側に出力する。本実施形態では、図面手前側を軸線方向一方側（軸線方向入力側）とし、図面奥側を軸線方向他方側（軸線方向出力側）とする。
【0024】
波動歯車装置１は、サーキュラスプライン２と、フレクスプライン３と、本発明の第１実施形態に係る波動発生器４と、を備えている。
【0025】
サーキュラスプライン２は、リング部材である。サーキュラスプライン２は、当該サーキュラスプライン２の中心軸線が軸線О１と同軸となるように配置されている。サーキュラスプライン２の内周には、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内歯２ａが形成されている。サーキュラスプライン２は、高い剛性を有する部材、例えば、剛体であることが好ましい。サーキュラスプライン２は、例えば、金属、エンジニアリングプラスチック等の樹脂によって形成することができる。本実施形態において、サーキュラスプライン２は、波動歯車装置１のケース（図示省略。）に固定されている。
【0026】
フレクスプライン３は、開口部Ａ３を有するカップ状の部材である。フレクスプライン３もまた、当該フレクスプライン３の中心軸線が軸線О１と同軸となるように配置されている。フレクスプライン３の外周には、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外歯３ａが形成されている。フレクスプライン３は、変形可能な部材である。フレクスプライン３の外歯３ａは、当該フレクスプライン３の変形によって、サーキュラスプライン２に形成された複数の内歯２ａに対して局所的に噛み合わせることができる。フレクスプライン３もまた、例えば、金属、エンジニアリングプラスチック等の樹脂によって形成することができる。
【0027】
本実施形態において、フレクスプライン３は、軸線О１を中心軸線とする円筒部３ｂを備えている。外歯３ａは、円筒部３ｂの軸線方向入力側の外周に形成されている。さらに、フレクスプライン３は、図６Ａに示すように、底部３ｃを備えている。フレクスプライン３は、円筒部３ｂの一端が底部３ｃによって閉じられることによってカップ状に形成されている。フレクスプライン３は、軸線方向において、底部３ｃと反対側に開口部Ａ３が形成されている。開口部Ａ３には、波動発生器４を収容することができる。本実施形態において、底部３ｃには、波動歯車装置１の出力軸（図示省略）が接続されている。
【0028】
波動発生器４は、軸線О１の周りで周方向に、フレクスプライン３に対して波動運動を生じさせる。図１に示すように、波動発生器４は、非円形状の輪郭を有するカム部材５と、カム部材５の外周面に装着されたころ軸受６と、を備えている。
【0029】
本実施形態において、カム部材５には、入力軸１１が接続されている。入力軸１１は、モータ（図示省略）などの動力が伝達される。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。入力軸１１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、軸線О１を中心軸線として当該軸線О１と同一の軸線上に配置されている。
【0030】
カム部材５は、軸線方向視（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、サーキュラスプライン２と同様、高い剛性を有する部材、例えば、剛体であることが好ましい。カム部材５もまた、例えば、金属、エンジニアリングプラスチック等の樹脂によって形成することができる。カム部材５の外周面Ｆ５は、カム面として機能する。
【0031】
本実施形態において、カム部材５は、２ローブ（ツーローブ）形である。図１に示すように、２ローブ形は、軸線方向視において、楕円形の形状である。ただし、カム部材５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、複数ローブ形であればよい。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。
【0032】
本実施形態において、ころ軸受６は、ラジアルころ軸受である。ころ軸受６は、径方向に加わる力を受ける。ころ軸受６は、軸線О１の周りで周方向に配置された複数のころ７を備えている。ころ７は、高い剛性を有する部材、例えば、剛体である。ころ７は、例えば、金属、エンジニアリングプラスチック等の樹脂によって形成することができる。複数のころ７はそれぞれ、保持器８によって、軸線О１の周りで周方向に間隔を置いて配置されている。
【0033】
ころ軸受６は、ころ７を保持する保持器８を備えている。保持器８は、複数のころ７をそれぞれ、回転可能に保持している。ころ７は、保持器８によって、軸線О１の周りに一定の間隔で位置決めされている。保持器８は、変形可能な、終端を有しない、無終端の帯状の部材である。保持器８もまた、例えば、金属、エンジニアリングプラスチック等の樹脂によって形成することができる。
【0034】
図２には、ころ軸受６が波動歯車装置１から取り出された状態で示されている。本実施形態において、ころ軸受６は、内輪９及び外輪１０を備える構成である。内輪９及び外輪１０は、それぞれ、ころ７を転動可能に保持する、円形の軌道輪である。図２に示すように、内輪９及び外輪１０は、それぞれ、ころ軸受６の初期状態において、同一の軸線（例えば、軸線О１）を中心軸線として同一軸線上に配置されている。さらに、本実施形態において、ころ軸受６は、後述する保持器８Ａを備えている。
【0035】
図１に示すように、ころ軸受６は、内輪９をカム部材５の外周面Ｆ５に嵌合させることによって、当該外周面Ｆ５の輪郭形状（本実施形態では、楕円形状）に撓ませることができる。このため、フレクスプライン３もまた、当該フレクスプライン３の内周面をころ軸受６の外輪１０に嵌合させることによって、カム部材５の外周面Ｆ５の輪郭形状（本実施形態では、楕円形）に撓ませることができる。
【0036】
波動発生器４は、フレクスプライン３を非円形に撓ませることによって、当該フレクスプライン３の外歯３ａとサーキュラスプライン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、サーキュラスプライン２の内歯２ａとフレクスプライン３の外歯３ａとは、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。サーキュラスプライン２の内歯２ａの歯数ＺＲと、フレクスプライン３の外歯３ａの歯数ＺＦと、の間には、歯数差（本実施形態では、歯数差２）がある。図１中、符号Ｐは、サーキュラスプライン２の内歯２ａとフレクスプライン３の外歯３ａとの噛み合い部分を示す。図１に示すように、本実施形態において、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。
【0037】
波動歯車装置１は、波動発生器４の回転運動を当該波動発生器４とサーキュラスプライン２との間に生じるフレクスプライン３の波動運動に変換する。これによって、波動歯車装置１は、波動発生器４からの入力回転を減速させたのち、その減速された入力回転をフレクスプライン３からの出力回転として出力させることできる。
【0038】
具体的には、カム部材５が入力軸１１とともに軸線О１を中心に回転するとき、当該カム部材５は、ころ軸受６を介して、フレクスプライン３を、サーキュラスプライン２に対して相対回転させることができる。これによって、カム部材５を回転させたとき、噛み合い部分Ｐは、サーキュラスプライン２に対して、カム部材５の回転方向と反対方向に移動する。例えば、カム部材５が軸線О１の周りを時計回り方向に回転すると、噛み合い部分Ｐは、サーキュラスプライン２に対して、軸線О１の周りを反時計回り方向に移動する。本実施形態において、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、サーキュラスプライン２に対してカム部材５の回転方向と反対方向に１噛み合いずつ移動する。したがって、波動歯車装置１によれば、入力軸１１からの入力回転は、フレクスプライン３からの減速回転として反転出力される。
【0039】
ところで、従来の波動発生器には、耐久性の向上を目的に、ころ軸受を採用したものが知られている。しかしながら、波動歯車装置のころ軸受には、コーニングの発生時にころ軸線方向端部に応力が集中するという問題がある。具体的には、図１に示すように、波動歯車装置にころ軸受を用いた場合、フレクスプライン３には、コーニング（フレクスプライン３に、波動発生器４を挿入することにより、当該フレクスプライン３が楕円錐状に変形する現象）が生じる。コーニングは、ころの外周面の軸線方向端部に応力を集中させる傾向がある。こうした応力集中は、例えば、波動発生器、ひいては波動歯車装置の耐久性の低下、エネルギーロスの増加（動力伝達効率の低下）等の要因となり得る。
【0040】
図３には、ころ７と保持器８Ａとの組付け状態が、当該保持器８Ａを平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示されている。
【0041】
図３に示すように、本実施形態において、ころ７は、当該ころ７の外周面７１（以下、「ころ外周面７１」ともいう。）に、当該ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを含んだころ摺動面Ｆｓを含んでいる。ころ摺動面Ｆｓのうちの、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを挟んだ２つのころ摺動面領域ＲＳのうちの少なくともいずれか一方は、ころ７のころ軸線方向端７２（以下、単に「ころ軸線方向端７２」ともいう。）に向かって先細りしたころ縮径面Ｆｒをを含んでいる。
【0042】
本実施形態において、ころ７は、ころ軸線Ｏ７に沿って延在する円柱形状の部材である。ここで、「ころ軸線Ｏ７」とは、ころ外周面７１に取り囲まれた、ころ７の中心軸線である。また、「ころ軸線方向」とは、ころ軸線Ｏ７が延在する方向をいう。また、「径方向」とは、ころ軸線Ｏに対して直交する方向をいう。さらに、「径方向内側」とは、ころ軸線Ｏ７に近い側をいい、「径方向外側」とは、ころ軸線Ｏ７から遠い側をいう。
【0043】
本実施形態において、ころ外周面７１は、ころ軸線Ｏ７を中心軸線とする円筒面である。ころ７は、ころ軸線Ｏ７を中心に回転させることができる。本実施形態において、ころ７は、ころ軸線方向に間隔を置いて２つのころ軸線方向端７２を有している。本実施形態において、ころ軸線方向端７２は、ころ軸線Ｏ７を中心とする円形状である。本実施形態において、ころ外周面７１は、２つのころ軸線方向端７２のそれぞれに連なっている。
【0044】
ここで、上述の「ころ軸線方向中心部Ｃ」とは、ころ外周面７１のうちの、２つのころ軸線方向端７２の間の中心に位置する部分である。本実施形態において、ころ軸線方向中心部Ｃの直径φ１は、ころ７の最大直径である。また、本実施形態において、ころ軸線方向端７２の直径φ２は、ころ７の最小直径である。なお、本実施形態において、２つのころ軸線方向端７２の直径φ２は同一である。
【0045】
本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓは、ころ外周面７１である。また、本実施形態において、ころ縮径面Ｆｒは、ころ軸線方向中心部Ｃを除く摺動面Ｆｓである。具体的には、ころ縮径面Ｆｒは、２つのころ摺動面領域ＲＳの摺動面Ｆｓのいずれか一方のころ摺動面Ｆｓである。言い換えれば、本実施形態において、ころ７は、２つのころ縮径面Ｆｒを有している。
【0046】
図３には、終端を有しない無終端の、帯状の保持器８Ａの一部が平らに展開された状態で示されている。保持器８Ａは、ころ７を部分的に露出させるための開口部Ａ８を備えている。開口部Ａ８は、保持器８Ａを貫通する開口部である。保持器８Ａは、複数の開口部Ａ８を備えている。複数の開口部Ａ８は、保持器８Ａの周方向に間隔を置いて配置されている。
【0047】
保持器８Ａは、幅方向に間隔を置いて配置された、２つの、無終端帯状の、周方向延在部分８ａと、当該２つの周方向延在部分８ａを幅方向に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掛け渡し部分８ｂと、を備えている。本実施形態において、開口部Ａ８は、図３のように平面視において、２つの周方向延在部分８ａと、当該２つの周方向延在部分８ａと結合する２つの掛け渡し部分８ｂと、によって区画された四角形状の開口部である。
【0048】
本実施形態において、ころ外周面７１は、ころ摺動面Ｆｓと一致している。本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓは、保持器８Ａ、内輪９及び外輪１０のそれぞれに対して摺動可能に接触させることができる面である。
【0049】
本実施形態において、ころ７は、２つのころ縮径面Ｆｒを有している。２つのころ縮径面Ｆｒは、それぞれ、ころ軸線方向端７２に向かって先細りしている。
【0050】
本実施形態において、ころ７は、ころ外周面７１を径方向外側に膨出させた、いわゆる、エンタシス形の円柱形状部材である。本実施形態において、ころ外周面７１は、当該ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃが最大直径となるように径方向外側に膨出している。言い換えれば、本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓは、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃが最大直径となるように径方向外側に膨出している。このため、本実施形態において、２つのころ摺動面領域ＲＳのころ摺動面Ｆｓはそれぞれ、ころ軸線方向端７２に向かって先細りしている。言い換えれば、本実施形態において、ころ７は、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを挟んで２つの縮径面Ｆｒを有している。
【0051】
また、本実施形態において、保持器８Ａは、ころ外周面７１のころ軸線方向端部を保持している。本実施形態において、ころ外周面７１のころ軸線方向端部は、ころ摺動面Ｆｓのころ軸線方向端部である。言い換えれば、本実施形態において、ころ外周面７１のころ軸線方向端部は、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３である。即ち、本実施形態において、保持器８Ａは、ころ摺動面Ｆｓのうちのころ縮径面Ｆｒを保持している。
【0052】
また、本実施形態において、保持器８Ａは、ころ７を回転可能に保持するポケット８１を備えている。本実施形態において、保持器８Ａは、１つのころ７に対応するように、２つのポケット８１を備えている。２つのポケット８１は、保持器８Ａの幅方向に間隔を置いて配置されている。２つのポケット８１は、開口部Ａ８と連なっている。本実施形態において、ポケット８１は、保持器８Ａの周方向延在部分８ａに形成されている。これによって、本実施形態において、保持器８Ａは、１つのころ７に対して、ころ外周面７１のころ軸線方向端部、即ち、２つのころ縮径面Ｆｒを保持している。
【0053】
【0054】
本実施形態において、ころ縮径面Ｆｒは、径方向外側に向かって湾曲した曲面である。
【0055】
本実施形態において、ころ外周面７１は、いわゆる、エンタシス形の外形形状を有している。本実施形態において、ころ外周面７１は、当該ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃが最大直径となるように径方向外側に向かって湾曲している。言い換えれば、本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓは、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃが最大直径となるように径方向外側に向かって湾曲した曲面である。本実施形態において、ころ縮径面Ｆｒは、ころ軸線方向中心部Ｃを挟んだころ軸線方向の２か所の位置に配置されている。これによって、本実施形態に係る、１つのころ７において、２つのころ縮径面Ｆｒは、それぞれ、径方向外側に向かって湾曲したお椀形の曲面となっている。本実施形態において、ころ縮径面Ｆｒは、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを基点に、当該ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃからころ軸線方向端７２に向かうにしたがってころ軸線Ｏ７に接近するように先細っている。
【0056】
本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓは、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを最大直径とし、径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面である。図４を参照すれば、本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓを形作る断面輪郭線は、ころ軸線Ｏ７を含むＸ－Ｘ断面において、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃが最大直径となるように径方向外側に向かって湾曲した曲線である。具体的には、ころ摺動面Ｆｓを形作る断面輪郭線は、図４に示すように、ころ軸線Ｏ７に対して直交するとともにころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを通る径方向軸線上に中心ＯＲを有する曲率半径Ｒ７の曲線である。なお、曲線形状としては、円以外にも、２次、３次等の多項式関数、楕円、三角関数、双曲線、対数曲線であっても良い。さらに、一実施形態として、曲率半径Ｒ７が無限大（つまり、直線）も含む。これによって、本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓは、外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを最大直径とし、径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面、あるいは多角形の面となる。
【0057】
本実施形態において、外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃは、ころ軸線Ｏ７の周りを環状に延在する線状の部分である。ただし、ころ外周面７１は、当該ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃからころ軸線方向端７２の途中までの一定の範囲をストレートとなるように同径面として構成し、当該同径面のころ軸線方向端からころ軸線方向端７２にわたってころ縮径面Ｆｒとして構成することができる。
【0058】
保持器８Ａは、２つの周方向延在部分８ａにそれぞれ、ころ７を回転可能に保持するためのポケット８１を備えている。本実施形態において、ポケット８１は、保持器８Ａの内周面（カム部材５の側の周面）に形成されている。さらに、ポケット８１は、保持器８Ａに形成された開口部Ａ８に幅方向で連なっている。即ち、ポケット８１は、保持器８Ａの幅方向において、保持器８Ａの開口部Ａ８に開放された凹部である。
【0059】
本実施形態において、ポケット８１は、底面８１ａと側面８１ｂとによって形成されている。ポケット８１の底面８１ａは、ころ外周面７１を摺動可能に保持している。本実施形態において、ポケット８１の底面８１ａは、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３を摺動可能に保持している。ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３は、ころ軸線方向端７２に連なっている。また、ポケット８１の側面８１ｂは、ころ軸線方向端７２を摺動可能に保持している。これによって、保持器８Ａは、ころ７を保持器８Ａの幅方向外側に脱落させることを抑制しつつ、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３を除いた摺動面Ｆｓを、開口部Ａ８を通して、保持器８Ａの外周面（フレクスプライン３の側の周面）に回転可能に突出させることができる。
【0060】
図５には、図３の正面図が示されている。ここで、図３の正面図とは、ころ７と保持器８Ａとの組付け状態を保持器８Ａの幅方向から示す図である。図４の実線及び図５の破線で示すように、ポケット８１は、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３の外形形状に合わさる曲面形状を有している。これによって、ころ７は、ポケット８１の内部で、ころ軸線Ｏ７の周りでスムーズに回転することができる。
【0061】
本実施形態において、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３は、ころ７がころ軸線Ｏ７の周りで回転できるように、保持器８Ａのポケット８１の内面に摺動させることができる。また、本実施形態において、ころ外周面７１のうち、保持器８Ａの開口部Ａ８から突出する部分は、ころ摺動面Ｆｓとして、或いは、ころ縮径面Ｆｒの一部として、外輪１０の内周面に対して摺動可能に接触させることができる。さらに、本実施形態において、ころ外周面７１のうち、保持器８Ａによって保持された側と反対側の部分は、ころ摺動面Ｆｓとして、或いは、ころ縮径面Ｆｒの一部として、内輪９の外周面に対して摺動可能に接触させることができる。これによって、本実施形態において、ころ７は、保持器８Ａ、内輪９及び外輪１０のそれぞれに対して接触しながら、内輪９と外輪１０との間を摺動可能に転動させることができる。
【0062】
【0063】
波動歯車装置のフレクスプライン３は、開口部Ａ３を有するカップ状の部材である。図６Ａを参照すれば、フレクスプライン３の周壁３ｂは、組み付け後の状態において、ころ軸受６を保持する部分３ｂ１を形成するように、屈曲部３ｐを基点に屈曲している。
【0064】
ところが、ストレートな外周面を有する一般的なころを使用した場合、図６Ｂに示すように、ころ軸受６のころ軸線方向端部のうち、フレクスプライン３の底部３ｃ側の軸線方向端部に、軸線Ｏ１の径方向内側に向かう大きな負荷を与える。このため、コーニングが発生すると、ころ外周面７１の２つのころ軸線方向端部のうちの、フレクスプライン３の底部３ｃ側のころ軸線方向端部には、大きな応力を集中する。こうした応力集中は、例えば、波動発生器、ひいては波動歯車装置の耐久性の低下、エネルギーロスの増加（動力伝達効率の低下）等の要因となり得る。
【0065】
これに対し、本実施形態において、ころ外周面７１のころ軸線方向端部は、ころ軸線方向端７２に向かって先細りしたころ縮径面Ｆｒによって構成されている。この場合、フレクスプライン３は、ころ７に対してころ縮径面Ｆｒに沿って変形することができる。言い換えれば、本実施形態に係るころ７は、図６Ａの領域Ｚに示すように、フレクスプライン３の形状を組み付け前の状態に近い状態に維持させる。即ち、本実施形態に係るころ７によれば、コーニングの発生に起因してころ外周面７１のころ軸線方向端部に生じ得る応力集中が軽減される。したがって、本実施形態に係る、ころ７によれば、例えば、波動発生器４、ひいては波動歯車装置１の耐久性が向上し、エネルギー効率（動力伝達効率）が向上する。
【0066】
その一方で、図６Ｂは、従来の波動歯車装置が概略的に示された断面図である。図６Ｂは、従来の波動歯車装置が軸線Ｏ１及びカム部材５の長軸を含む断面で示されている。ただし、図６Ｂもまた、ころ７０を保持する保持器が省略されている。
【0067】
ころ７０は、当該ころ７０のころ外周面がころ軸線Ｏ７に沿ってストレートな外周面(ころ軸線Ｏ７に沿って等しい直径の外周面)を有する円柱部材である。この場合、図６Ｂの領域Ｚに示すように、フレクスプライン３の周壁３ｂは、ころ７０のストレートな外周面によって、カム部材２の長軸側で、当該フレクスプライン３の屈曲部３ｐを基点に径方向外側に張り出してしまう。したがって、従来の波動発生器、ひいては、従来の波動歯車装置には、例えば、コーニングに起因して生じ得る応力集中を要因とする、波動発生器、ひいては波動歯車装置の耐久性の低下、エネルギーロスの増加（動力伝達効率の低下）等が生じる。
【0068】
また、本実施形態に係る波動発生器４、ひいては、本実施形態に係る波動歯車装置１において、ころ縮径面Ｆｒは、径方向外側に向かって湾曲した曲面である。この場合、コーニングに起因する応力集中の軽減により効果的である。
【0069】
特に、本実施形態に係る波動発生器４、ひいては、本実施形態に係る波動歯車装置１において、ころ摺動面Ｆｓは、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを最大直径とし、径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面である。この場合、コーニングに起因する応力集中の軽減により一層効果的である。
【0070】
ところで、波動発生器、ひいては、波動歯車装置にころ軸受を採用する場合、当該ころの個数を増やすとともに当該ころを密集させることによって、限られたスペース内で大きな負荷容量を得ることができる。
【0071】
しかしながら、従来の波動発生器、ひいては、波動歯車装置の場合、ころの個数を増やすための、ころの配置に改善の余地がある。また、従来の波動発生器、ひいては、波動歯車装置の場合、ころを保持器によって保持するときにも、ころの個数を増やすための、ころの配置に改善の余地がある。例えば、従来の保持器は、ころ外周面の転動方向端部を保持するため、ころ同士の間隔を一定以上に空けておく必要がある。
【0072】
これに対し、本実施形態の波動発生器４、ひいては、本実施形態の波動歯車装置１によれば、保持器８Ａは、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３を保持している。ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３を保持する場合、ころ外周面７１の転動方向端部を保持する必要が無い。この場合、軸線О１の周りで周方向に隣接するころ７同士の転動方向の間隔を狭め、当該ころ７同士を、互いに転動方向近くの位置に配置することができる。したがって、波動発生器４、ひいては、波動歯車装置１によれば、ころ７を効率的に密集させることによって、当該ころ７の個数を効率的に増やすことができる。これによって、本実施形態の波動発生器４、ひいては、本実施形態の波動歯車装置１によれば、限られたスペース内で大きな負荷容量を得ることができる。また、波動発生器４、ひいては、波動歯車装置１によれば、保持器８Ａを設けたことから、スキュー（ころの傾き）の発生を抑制することができる。
【0073】
ころ７の基準直径φＡ１と、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端の直径φＡ２とは、以下の条件（１）を満たしていることが好ましい。
【0074】
［数１］
６０≦（φＡ２／φＡ１）×１００≦９９・・・（１）
６０≦（φＡ２／φＡ１）×１００≦９９・・・（１）
【0075】
ここで、基準直径φＡ１は、ころ７の最大直径である。本実施形態において、基準直径φＡ１は、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃの直径φ１である。また、本実施形態において、ころ縮径面Ｆｒの軸線方向端の直径φＡ２は、ころ７のころ軸線方向端７２の直径φ２である。
【0076】
上記条件（１）を満たす場合、ころ軸線Ｏ７（軸線Ｏ１）に対するころ縮径面Ｆｒの傾斜角又はころ軸線Ｏ７（軸線Ｏ１）に対するころ摺動面Ｆｓの傾斜角は、真円状態のフレクスプライン３がカム部材５の長軸側において、周壁３ｂの屈曲部３ｐを基点に径方向外側に張り出したときの、カム部材５の長軸側での、軸線Ｏ１（ころ軸線Ｏ７）に対するフレクススプライン３の傾き角度よりも大きくなる。このため、上記条件（１）を満たす場合、コーニングがフレクスプライン３に発生し得るときには、フレクススプライン３又は外輪１０をころ縮径面Ｆｒに沿って傾斜させることができる。その結果、本実施形態によれば、コーニングに起因する応力集中を容易且つ効率的に抑制することができる。
【0077】
図７は、本発明の第２実施形態に係る波動発生器４のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころ７と、当該ころ７を保持する保持器８Ａとの組付け状態が、当該保持器８Ａを平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された平面図である。図８は、図７の正面図である。図９は、図７のＹ－Ｙ断面図である。
【0078】
本実施形態において、保持器８Ａは、第１実施形態において説明済みの保持器８Ａの変形例である。本実施形態において、保持器８Ａは、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３に加え、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４を保持している。ここで、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４は、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを含んだ、ころ幅方向に延在する径方向部分である。本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４は、図７に示すように平面視において、保持器８Ａの周方向における、ころ軸線Ｏ７を挟んだ二か所の位置に配置されている。本実施形態において、２つのころ外周面７１の転動方向摺動部分７４は、それぞれ、保持器８の掛け渡し部分８ｂによって保持されている。この場合、軸線О１の周りで周方向に隣接するころ７同士をより効率的に密集させることによって、当該ころ７の個数をより効率的に増やすことができる。これによって、本実施形態の波動発生器４、ひいては、本実施形態の波動歯車装置１によれば、限られたスペース内でより大きな負荷容量を得ることができる。
【0079】
なお、図７中、符号ΔＣは、軸線О１の周りで周方向に隣接するころ７同士の間隔である。ころ７同士の間隔ΔＣは、それぞれ、同一とすることができ、或いは、異ならせることができる。符号Ｌ８は、掛け渡し部分８ｂの周方向長さを示す。ころ７同士の間隔ΔＣは、例えば、掛け渡し部分８ｂの周方向長さＬ８を適宜設定することによって調整することができる。例えば、ころ７同士の間隔ΔＣは、図８に示すように、隣接するころ７同士が接しないギリギリの間隔まで調整することができる。
【0080】
また、図９に示すように、本実施形態において、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４は、ころ摺動面Ｆｓのころ軸線方向中心部Ｃである。したがって、本実施形態において、ころ外周面７１の転動方向摺動部分７４は、保持器８Ａの掛け渡し部分８ｂの周方向端縁のうちの径方向内側縁部と点接触している。ただし、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４は、後述のとおり、ころ軸線Ｏ７に沿って線接触させることができる。或いは、後述のとおり、保持器８Ａの掛け渡し部分８ｂに形成したポケット８２に回転可能に収容することによって、面接触させることもできる。
【0081】
上述の第１及び第２実施形態に係るころ軸受６では、ころ７をフレクスプライン３の側からカム部材５の側に保持する、１つの保持器８Ａのみの構成で説明したが、ころ軸受６は、複数の保持器８を備える構成とすることができる。
【0082】
図１０は、本発明の第３実施形態に係る波動発生器４のころ軸受の、当該ころ軸受のころ７と、当該ころ７を保持する保持器８Ａ，８Ｂとの組付け状態が、当該保持器８Ａ，８Ｂを平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された正面図である。図１１は、図１０のＸ‐Ｘ断面図である。図１２は、図１０の組付け状態が図７のＹ－Ｙ断面相当で概略的に示された断面図である。
【0083】
本実施形態に係る、ころ軸受は、ころ７をフレクスプライン３の側からカム部材５の側に保持する保持器８Ａに加えて、当該ころ７をカム部材５の側からフレクスプライン３の側に保持する保持器８Ｂを備えている。
【0084】
図１１に示すように、保持器８Ｂにおいて、ポケット８１は、保持器８Ｂの外周面（フレクスプライン３の側の周面）に形成されている。さらに、保持器８Ｂにおいて、ポケット８１は、保持器８Ｂに形成された開口部Ａ８に幅方向で連なっている。即ち、ポケット８１は、保持器８Ｂの幅方向において、保持器８Ｂの開口部Ａ８に開放された凹部である。保持器８Ｂもまた、保持器８Ａと同様に、ころ７を保持器８Ｂの幅方向外側に脱落させることを抑制しつつ、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３を除いた摺動面Ｆｓを、開口部Ａ８を通して、保持器８Ｂの内周面（カム部材５の側の周面）に回転可能に突出させることができる。
【0085】
本実施形態において、ころ軸受は、複数の保持器８Ａ、８Ｂを備える構成としている。この場合、スキューの発生をさらに抑制することができる。
【0086】
なお、図１２に示すように、本実施形態において、保持器８Ａは、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４を、保持器８Ａの掛け渡し部分８ｂの周方向端縁のうちの径方向内側縁部と点接触させている。さらに、本実施形態において、保持器８Ｂもまた、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４を、保持器８Ｂの掛け渡し部分８ｂの周方向端縁のうちの径方向外側縁部と点接触させることができる。これによって、本実施形態によれば、保持器８が１つの場合と同様に、ころ７をより効率的に密集させることによって、当該ころの個数をより効率的に増やすことができる。さらに、本実施形態によれば、ころ７は、２つの保持器８Ａ及び８Ｂとともに１つのユニットとして取り扱うことができる。
【0087】
図１３は、本発明の第４実施形態に係る波動発生器４のころ軸受６を概略的に示す正面図である。図１４は、図１３のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころ７と、当該ころ７を保持する保持器８Ｃとの組付け状態が、当該保持器８Ｃを平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された平面図である。図１５は、図１４のＸ－Ｘ断面図である。図１６は、図１４の正面図である。図１７は、図１４のＹ－Ｙ断面図である。
【0088】
図１３に示すように、保持器８Ｃの周方向延在部分８ａは、ころ７のころ軸線方向側を環状に覆う壁のように構成されている。保持器８Ｃの掛け渡し部分８ｂは、図１４に示すように、当該保持器８Ｃの幅方向において、２つの周方向延在部分８ａの間を延在し、当該２つの周方向延在部分８ａのそれぞれに接続されている。
【0089】
保持器８Ｃのポケット８１は、当該保持器８Ｃの周方向延在部分８ａに形成された貫通孔によって構成されている。前記貫通孔は、保持器８Ｃの周方向延在部分８ａを当該保持器８Ｃの幅方向に貫通している。本実施形態において、ポケット８１は、図１５に示すように、ころ縮径面Ｆｒのころ軸線方向端部７３の外形形状に合わさる曲面形状を有している。これによって、ころ７は、ポケット８１の内部で、ころ軸線Ｏ７の周りでスムーズに回転することができる。
【0090】
図１６に示すように、本実施形態において、ころ外周面７１のうち、開口部Ａ８から径方向外側に突出する部分は、外輪１０の内周面に対して摺動可能に接触させることができる。また、本実施形態において、ころ外周面７１のうち、開口部Ａ８から径方向内側に突出する部分は、内輪９の外周面に対して摺動可能に接触させることができる。本実施形態において、保持器８Ｃの掛け渡し部分８ｂは、図１７に示すように、径方向外側（フレクスプライン３の側）の位置と、径方向内側（カム部材５の側）の位置とに、それぞれ、周方向に間隔を置いて配置されている。径方向外側に配置された掛け渡し部分８ｂは、当該掛け渡し部分８ｂの周方向間に、径方向外側の開口部Ａ８を区画する。径方向内側に配置された掛け渡し部分８ｂは、当該掛け渡し部分８ｂの周方向間に、径方向内側の開口部Ａ８を区画する。
【0091】
本実施形態に係る保持器８Ｃは、矩形断面形状のチューブ状の保持器である。保持器８Ｃによれば、当該保持器８Ｃの内部に複数のころ７を回転可能に収容することができる。この場合、ころ７と保持器８Ｃとは、ころ７が保持器８Ｃの内部に収容された１つのユニットとして取り扱うことができる。
【0092】
ところで、保持器８のポケット８１は、当該保持器８の周方向に配置することもできる。
【0093】
図１８は、本発明の第５実施形態に係る波動発生器４のころ軸受６を概略的に示す正面図である。図１９は、図１８のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころ７と、当該ころ７を保持する保持器８Ｄとの組付け状態が、当該保持器８Ｄを平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された平面図である。図２０は、図１９のＸ－Ｘ断面図である。図２１は、図１９の正面図である。図２２は、図１９のＹ－Ｙ断面図である。
【0094】
図１８に示すように、保持器８Ｄは、開口部Ａ８の軸線方向一方側が開放されている。本実施形態において、開口部Ａ８は、図１９に示すように、保持器８Ｄの幅方向一方側に開放されている。２つのころ軸線方向端７２の一方は、図２０に示すように、保持器８Ｄの周方向延在部分８ａの幅方向内側面８３によって、幅方向に保持されている。
【0095】
本実施形態では、保持器８Ｄは、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４を保持している。この場合、保持器８Ｄの保持力は、ころ摺動面Ｆｓのころ軸線方向端部７３を保持するときに比べて大きい。また、一般的に、ころの軸長は、ころの直径に比べて大きい。このため、保持器８Ｄのように、当該保持器８Ｄの２つの周方向延在部分８ａのうちの片側が解放されていても、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４を保持した方が保持力が大きいという優位性のため、結果的に保持力は、ころ摺動面Ｆｓのころ軸線方向端部７３を保持するときと比べて向上する。したがって、本実施形態によれば、保持器８Ｄは、その他の実施形態と比較して、ころ７の距離はそのままに、ころ摺動面Ｆｓの保持面積を大きくなることで、ころ７の保持力が高まる構成とすることができる。
【0096】
保持器８Ｄは、例えば、図２１に示すように、ころ７を回転可能に保持するポケット８２を備えている。本実施形態において、ポケット８２は、保持器８Ｄの内周面（カム部材５の側の周面）に形成されている。本実施形態において、ポケット８２は、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４を保持している。ポケット８２は、保持器８Ｄの周方向に間隔を置いて配置されている。本実施形態において、保持器８Ｄは、１つのころ７に対して、開口部Ａ８を挟んで周方向に、一対のポケット８２を備えている。一対のポケット８２はそれぞれ、同一の開口部Ａ８と連なっている。本実施形態において、ポケット８２は、保持器８Ｄの掛け渡し部分８ｂの内面（カム部材５の側の面）に形成されている。
【0097】
図２１に示すように、本実施形態において、ころ外周面７１のうち、保持器８Ｄの径方向外側から突出する部分は、ころ摺動面Ｆｓとして、或いは、ころ縮径面Ｆｒの一部として、外輪１０の内周面に対して摺動可能に接触させることができる。また、本実施形態において、ころ外周面７１のうち、保持器８Ｄの径方向内側から突出する部分は、ころ摺動面Ｆｓとして、或いは、ころ縮径面Ｆｒの一部として、内輪９の外周面に対して摺動可能に接触させることができる。
【0098】
図２２に示すように、ポケット８２は、ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分７４の外形形状に合わさる曲面形状を有している。これによって、ころ７は、ポケット８１の内部で、軸線Ｏ７の周りでスムーズに回転することができる。
【0099】
なお、ポケット８２は、保持器８Ｄの幅方向に形成された開放部分を閉じることによって構成とすることができる。この場合、保持器８Ｄの幅方向に形成された開放部分は、保持器８Ｄの２つの周方向延在部分８ａによって閉じることができる。また、ころ軸受は、複数の保持器８Ｄを備える構成とすることができる。
【0100】
図２３は、本発明の第６実施形態に係る波動発生器のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころ７と、当該ころ７を保持する保持器８Ｅとの組付け状態が、当該保持器８Ｅを平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された平面図である。図２４は、図２３のＸ－Ｘ断面図である。図２５は、図２３の正面図である。図２６は、図２３のＹ－Ｙ断面図である。
【0101】
図２３に示すように、保持器８Ｅの開口部Ａ８は、２つの周方向延在部分８ａと、２つの掛け渡し部分８ｂとによって区画された、矩形の開口部である。本実施形態において、開口部Ａ８は、ころ７のころ軸線方向端７２よりも周方向長さが短い。本実施形態において、ころ７の、２つのころ軸線方向端７２はそれぞれ、図２４に示すように、保持器８Ｅの周方向延在部分８ａの幅方向内側面８３によって、幅方向に保持されている。
【0102】
本実施形態に係る、ころ軸受は、ころ７をフレクスプライン３の側からカム部材５の側に保持する保持器８Ｅ（以下、「径方向外側保持器８Ｅ」ともいう。）に加えて、当該ころ７をカム部材５の側からフレクスプライン３の側に保持する保持器８Ｅ（以下、「径方向内側保持器８Ｅ」ともいう。）を備えている。
【0103】
図２５に示すように、径方向外側保持器８Ｅにおいて、ポケット８２は、径方向外側保持器８Ｅの内周面（カム部材５の側の周面）に形成された、開口部Ａ８の幅方向輪郭線を形作る、当該保持器８Ｅの掛け渡し部分８ｂの周方向側縁部である。図２６に示すように、径方向外側保持器８Ｅの掛け渡し部分８ｂの周方向側縁部は、保持器８Ｅの幅方向視（保持器８Ｅの幅方向からみたとき）において、傾斜面によって構成されている。
【0104】
図２６に示すように、径方向外側保持器８Ｅのポケット８２は、径方向外側から径方向内側に向かうしたがって開口部Ａ８の周方向長さが拡大するように傾斜する傾斜面である。径方向外側保持器８Ｅにおいて、ポケット８２は、掛け渡し部分８ｂの内周面側で、ころ摺動面Ｆｓの径方向部分７４と幅方向に沿って線接触することによって、ころ８を回転可能に保持する。
【0105】
また、径方向内側保持器８Ｅにおいて、ポケット８２は、径方向内側保持器８Ｅの外周面（フレクスプライン３の側の周面）に形成された、開口部Ａ８の幅方向輪郭線を形作る、当該保持器８Ｅの掛け渡し部分８ｂの周方向側縁部である。図２６に示すように、保持器８Ｅの掛け渡し部分８ｂの周方向側縁部は、保持器８Ｅの幅方向視において、傾斜面によって構成されている。
【0106】
図２６に示すように、径方向内側保持器８Ｅのポケット８２は、径方向外側から径方向内側に向かうしたがって開口部Ａ８の周方向長さが縮小するように傾斜する傾斜面である。径方向内側保持器８Ｅにおいて、ポケット８２は、掛け渡し部分８ｂの外周面側で、ころ摺動面Ｆｓの径方向部分７４と幅方向に沿って線接触することによって、ころ８を回転可能に保持することができる。
【0107】
図２７は、本発明の第７実施形態に係る波動発生器のころ軸受のうちの、当該ころ軸受のころ７と、当該ころ７を保持する保持器８Ｆとの組付け状態が、当該保持器８Ｆを平らに展開した状態で、部分的にかつ概略的に示された正面図である。図２８は、図２７のＸ－Ｘ断面図である。
【0108】
本実施形態において、ころ７は、ころ軸線Ｏ７を中心に回転させることができる。本実施形態において、ころ７は、ころ本体７ａと、ころ本体７ａのころ軸線方向端に連なる、２つの軸７ｂとを備えている。本実施形態において、ころ７のころ外周面７１は、ころ本体６ａのころ本体外周面７５と、２つの軸７ｂの軸外周面７６とによって構成されている。ころ本体外周面７５及び軸外周面７６は、それぞれ、ころ摺動面Ｆｓを構成している。本実施形態において、ころ本体外周面７５は、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃをを径方向外側に膨出させた、いわゆる、エンタシス形の円柱形状を有している。本実施形態において、ころ本体外周面７５は、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃが最大直径となるように径方向外側に膨出している。言い換えれば、本実施形態において、ころ本体７ａのころ摺動面Ｆｓは、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃが最大直径となるように径方向外側に膨出している。このため、本実施形態において、ころ本体７ａの２つのころ摺動面領域ＲＳのころ摺動面Ｆｓはそれぞれ、ころ軸線方向端７２に向かって先細りしている。言い換えれば、本実施形態において、ころ７もまた、他の実施形態と同様に、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを挟んで２つの縮径面Ｆｒを有している。
【0109】
図２８中、符号φ１は、ころ本体外周面７５のころ軸線方向中心部の直径である。本実施形態において、直径φ１は、ころ７の外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃの直径である。また、符号φ２は、ころ７のころ軸線方向端７２の直径である。本実施形態において、ころ７のころ軸線方向端７２は、軸７ｂのころ軸線方向端である。また、本実施形態において、符号φ３は、ころ本体７ａのころ軸線方向端の直径である。本実施形態において、ころ本体７ａの２つのころ軸線方向端の直径φ３は、同一である。さらに、本実施形態において、ころ７の２つのころ軸線方向端７２の直径φ２は、同一である。
【0110】
本実施形態において、保持器８Ｆのポケット８１は、ころ外周面７１のころ軸線方向端部として、軸７ｂの軸外周面７６を保持している。これによって、保持器８Ｆは、ころ７を保持器８Ｆの幅方向外側に脱落させることを抑制しつつ、軸７ｂの軸外周面７６を除いたころ本体７ａのころ摺動面Ｆｓを、開口部Ａ８を通して、保持器８Ｆの外周面（フレクスプライン３の側の周面）に回転可能に突出させることができる。
【0111】
本実施形態に係るころ軸受において、ころ本体外周面７５のころ軸線方向端部は、ころ軸線方向端７２に向かって先細りした縮径面Ｆｒによって構成されている。この場合も、フレクスプライン３は、ころ７に対して、ころ本体７ａのころ縮径面Ｆｒに沿って変形することことができる。言い換えれば、本実施形態に係るころ７は、図６Ａの領域Ｚに示すのと同様に、フレクスプライン３の形状を組み付け前の状態に近い状態に維持させる。即ち、本実施形態に係るころ７によれば、コーニングの発生に起因してころ外周面７１のころ軸線方向端部に生じ得る応力集中が軽減される。したがって、本実施形態に係る、ころ７によれば、軸７ｂを有しない他の実施形態に係るころ７と同様に、例えば、波動発生器４、ひいては波動歯車装置１の耐久性が向上し、エネルギー効率（動力伝達効率）が向上する。
【0112】
なお、本実施形態によれば、ころ摺動面Ｆｓは、軸７ｂの軸外周面７６に設けることも可能である。
【0113】
ところで、本実施形態において、保持器８は、樹脂又は軽金属によって形成されている。保持器８は、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、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。保持器８を樹脂又は軽金属によって形成する場合、波動発生器４、ひいては、波動歯車装置１は、既存の材料を用いることによって容易に製造することができる。
【0114】
本実施形態において、ころ軸受６は、内輪９及び外輪１０を備える構成である。即ち、本実施形態において、ころ軸受６は、内輪９及び外輪１０のレース（軌道輪）を備えている、いわゆる、レース付きの軸受である。ころ軸受７が内輪９を備える場合、ころ７の径方向内側（カム部材５の側）の部分は、内輪９の内周面（軌道面）を転動する。この場合、ころ７を、カム部材５の側においてスムーズに転動させることができる。また、ころ軸受７が外輪１０を備える場合、ころ７の径方向外側（フレクスプライン３の側）の部分は、外輪１０の内周面（軌道面）を転動する。この場合、ころ７を、フレクスプライン３の側においてスムーズに転動させることができる。特に、ころ軸受６は、内輪９及び外輪１０を備える構成である場合、当該ころ軸受６は、独立した１つのころ軸受として容易に取り扱うことができる。ただし、ころ軸受６は、内輪９及び外輪１０の少なくともいずれか一方を備える構成とすることができる。
【0115】
その一方で、ころ軸受６は、ころ７をカム部材５及びフレクスプライン３に接触させる構成とすることもできる。この場合、ころ軸受６は、内輪９及び外輪１０のレース（軌道輪）を備えていない。こうした構成のころ軸受６は、例えば、レース無しの軸受と呼ばれる。この場合、波動発生器４、ひいては、波動歯車装置１の小型化を図ることができる。
【0116】
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。例えば、縮径面Ｆｒは、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを挟んだ２つのころ摺動面Ｆｓのうちの少なくとも一方であればよい。例えば、縮径面Ｆｒは、ころ外周面７１のころ軸線方向中心部Ｃを挟んだ２つのころ摺動面Ｆｓのうちの、フレクスプライン３の底部３ｃに近い側のみとすることができる。また、上述した各実施形態では、ころ縮径面Ｆｒは、径方向外側に向かって湾曲した曲面としたが、ころ軸線方向端７２に向かって一定の傾きで直線的に先細りした平らな面（いわゆる、テーパ面）とすることができる。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、フレクスプライン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、フレクスプライン３を入力とし、波動発生器４を出力としてもよい。また、上述の各実施形態に用いられる構成（事項）は、互いに付加し、置き換えることができる。
【符号の説明】
【0117】
１：波動歯車装置， ２：サーキュラスプライン， ２ａ：内歯， ３：フレクスプライン， ３ａ：外歯， ３ｂ；円筒部， ３ｃ：底部， ４：波動発生器， ５：カム部材， ６：ころ軸受， ７：ころ， ７ａ：ころ本体， ７ｂ：軸， ７１：ころ外周面（ころの外周面）， ７２：ころのころ軸線方向端， ７３：ころの外周面のころ軸線方向端部， ７４：ころ摺動面の転動方向摺動部分，７５：ころ本体のころ本体外周面， ７６：軸の軸外周面， ８：保持器， ８ａ：周方向延在部分， ８ｂ：掛け渡し部分， ８Ａ～８Ｆ：保持器， ８１：ポケット， ８２：ポケット， ８３：保持器の周方向延在部分の幅方向内側面， ９：内輪， １０：外輪， １１：入力軸， Ｃ：ころの外周面のころ軸線方向中心部， Ａ８：保持器の開口部， Ｆｒ：ころ縮径面， Ｆｓ：ころ摺動面， О１：波動歯車装置の中心軸線， Ｏ７：ころの中心軸線， φＡ１：ころの基準直径， φＡ２：縮径面のころ軸線方向端の直径， φ１：ころの外周面のころ軸線方向中心部の直径， φ２：ころのころ軸線方向端の直径， φ３：ころ本体の外周面のころ軸線方向端の直径
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【手続補正書】
【提出日】2024-05-31
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非円形状の輪郭を有するカム部材と、前記カム部材の外周面に装着されたころ軸受と、を備えている、波動歯車装置の波動発生器において、
前記ころ軸受のころは、当該ころのころ外周面に、当該ころ外周面のころ軸線方向中心部を含んだころ摺動面を含んでおり、
前記ころ外周面を当該ころ外周面のころ軸線方向中心部が最大直径となるように径方向外側に向かって湾曲させることで、前記ころ摺動面は、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部が最大直径となるように径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面となっており、
前記ころ摺動面のうちの、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を挟んだ２つのころ摺動面領域のうちの少なくともいずれか一方は、前記ころのころ軸線方向端に向かって先細りしたころ縮径面を含んでいる、波動歯車装置の波動発生器。
前記ころ軸受のころは、当該ころのころ外周面に、当該ころ外周面のころ軸線方向中心部を含んだころ摺動面を含んでおり、
前記ころ外周面を当該ころ外周面のころ軸線方向中心部が最大直径となるように径方向外側に向かって湾曲させることで、前記ころ摺動面は、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部が最大直径となるように径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面となっており、
前記ころ摺動面のうちの、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を挟んだ２つのころ摺動面領域のうちの少なくともいずれか一方は、前記ころのころ軸線方向端に向かって先細りしたころ縮径面を含んでいる、波動歯車装置の波動発生器。
【請求項2】
前記ころ縮径面は、径方向外側に向かって湾曲した曲面である、請求項１に記載された、波動歯車装置の波動発生器。
【請求項3】
前記ころの基準直径φＡ１と、前記ころ縮径面のころ軸線方向端の直径φＡ２とは、６０≦（φＡ２／φＡ１）×１００≦９９の条件を満たしている、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項4】
前記ころ軸受は、前記ころを保持する保持器を備えており、前記保持器は、前記ころ外周面のころ軸線方向端部を保持している、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項5】
前記ころ軸受は、前記ころを保持する保持器を備えており、前記保持器は、前記ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分を保持している、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項6】
前記ころ軸受は、前記保持器を複数備える、請求項４又は５に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項7】
前記保持器は、樹脂又は軽金属によって形成されている、請求項４又は５に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項8】
前記ころ軸受は、内輪及び外輪の少なくともいずれか一方を備える構成である、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項9】
前記ころ軸受は、前記ころを前記カム部材及びフレクスプラインに接触させる構成である、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項10】
サーキュラスプラインと、フレクスプラインと、請求項１に記載された波動発生器と、を備える、波動歯車装置。
【手続補正書】
【提出日】2024-08-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非円形状の輪郭を有するカム部材と、前記カム部材の外周面に装着されたころ軸受と、を備えている、波動歯車装置の波動発生器において、
前記ころ軸受のころは、当該ころのころ外周面に、当該ころ外周面のころ軸線方向中心部を含んだころ摺動面を含んでおり、
前記ころ外周面を当該ころ外周面のころ軸線方向中心部が最大直径となるように径方向外側に向かって湾曲させることで、前記ころ摺動面は、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部が最大直径となるように径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面となっており、
前記ころ摺動面のうちの、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を挟んだ２つのころ摺動面領域のうちの少なくともいずれか一方は、前記ころのころ軸線方向端に向かって先細りしたころ縮径面を含んでおり、当該ころ縮径面は、径方向外側に向かって湾曲した曲面であり、
前記ころの基準直径φＡ１と、前記ころ縮径面のころ軸線方向端の直径φＡ２とは、６０≦（φＡ２／φＡ１）×１００≦９９の条件を満たしており、
前記ころ軸線に対する前記ころ縮径面の傾斜角又は当該ころ軸線に対する前記ころ摺動面の傾斜角は、真円状態の前記フレクスプラインが前記カム部材の長軸側において、前記フレクスプラインの周壁の屈曲部を基点に径方向外側に張り出したときの、前記カム部材の長軸側での、前記ころ軸線に対する前記フレクススプラインの傾き角度よりも大きく、コーニングが前記フレクスプラインに発生し得るときには、当該フレクススプライン又は前記ころ軸受の外輪を前記ころ縮径面に沿って傾斜させられる、波動歯車装置の波動発生器。
前記ころ軸受のころは、当該ころのころ外周面に、当該ころ外周面のころ軸線方向中心部を含んだころ摺動面を含んでおり、
前記ころ外周面を当該ころ外周面のころ軸線方向中心部が最大直径となるように径方向外側に向かって湾曲させることで、前記ころ摺動面は、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部が最大直径となるように径方向外側に向かって凸となるように湾曲した曲面となっており、
前記ころ摺動面のうちの、前記ころ外周面のころ軸線方向中心部を挟んだ２つのころ摺動面領域のうちの少なくともいずれか一方は、前記ころのころ軸線方向端に向かって先細りしたころ縮径面を含んでおり、当該ころ縮径面は、径方向外側に向かって湾曲した曲面であり、
前記ころの基準直径φＡ１と、前記ころ縮径面のころ軸線方向端の直径φＡ２とは、６０≦（φＡ２／φＡ１）×１００≦９９の条件を満たしており、
前記ころ軸線に対する前記ころ縮径面の傾斜角又は当該ころ軸線に対する前記ころ摺動面の傾斜角は、真円状態の前記フレクスプラインが前記カム部材の長軸側において、前記フレクスプラインの周壁の屈曲部を基点に径方向外側に張り出したときの、前記カム部材の長軸側での、前記ころ軸線に対する前記フレクススプラインの傾き角度よりも大きく、コーニングが前記フレクスプラインに発生し得るときには、当該フレクススプライン又は前記ころ軸受の外輪を前記ころ縮径面に沿って傾斜させられる、波動歯車装置の波動発生器。
【請求項2】
前記ころ軸受は、前記ころを保持する保持器を備えており、前記保持器は、前記ころ外周面のころ軸線方向端部を保持している、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項3】
前記ころ軸受は、前記ころを保持する保持器を備えており、前記保持器は、前記ころ摺動面Ｆｓの転動方向摺動部分を保持している、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項4】
前記ころ軸受は、前記保持器を複数備える、請求項２又は３に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項5】
前記保持器は、樹脂又は軽金属によって形成されている、請求項２又は３に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項6】
前記ころ軸受は、内輪及び外輪の少なくともいずれか一方を備える構成である、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項7】
前記ころ軸受は、前記ころを前記カム部材及びフレクスプラインに接触させる構成である、請求項１に記載された波動歯車装置の波動発生器。
【請求項8】
サーキュラスプラインと、フレクスプラインと、請求項１に記載された波動発生器と、を備える、波動歯車装置。