(57)【要約】  波動歯車装置（１）の波動発生器（４）は、剛性カム板（５）とウエーブベアリング（７）を備えている。ウエーブベアリング（７）は剛性カム板（５）の楕円形外周面（５ａ）に形成した楕円形軌道面（５ｂ）と、円形軌道面（８ａ）を備えた可撓性軌道輪（８）と、楕円形軌道面（５ｂ）および円形軌道面（８ａ）の間に形成される軌道（９）に挿入した複数個のボール（１０）を有している。剛性カム板（５）の端面外周縁部分には、負荷が実質的に作用しない楕円の短軸Ｌｍｉｎ上の部位にボール挿入孔（１１）が形成されており、ここからボール（１０）が軌道（９）に挿入され、ボール挿入後にプラグ（１２）によって封鎖される。ボール挿入孔（１１）を介してボール（１０）の挿入作業が簡単になり、ボール挿入孔（１１）を形成したことによりベアリング寿命が低下することもない。
2011001474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非円形軌道面を備えた剛性軌道部材（５、２５、４５、６５）と、
半径方向に撓み可能であり、撓められる前の状態において円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）を備えている可撓性軌道輪（８、２８、４８、６８）と、
前記非円形軌道面（５ｂ、２５ｂ、４５ｂ、６５ｂ）および前記円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）の間に形成される軌道（９、２９、４９、６９）に、転動可能な状態で挿入されている複数個の転動体（１０、３０、５０、７０）と、
前記軌道（９、２９、４９）に前記転動体（１０、３０、５０、７０）を挿入するために前記剛性軌道部材（５、２５、４５、６５）に形成した挿入孔（１１、３１、５１、７１）と、
前記挿入孔（１１、３１、５１、７１）を封鎖しているプラグ（１２、３２、５２、７２）とを有しており、
前記可撓性軌道輪（８、２８、４８、６８）は、前記軌道（９、２９、４９、６９）に挿入した前記転動体（１０、３０、５０、７０）によって撓められて前記円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）が前記非円形軌道面の相似形状に撓められており、
前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の複数箇所において内接可能な閉じ曲線あるいは外接可能な閉じ曲線によって規定される形状であることを特徴とする非円形ベアリング（７、２７、４７、６７）。
【請求項２】
前記剛性軌道部材（５、４５）の外周面に前記非円形軌道面（５ｂ、４５ｂ）が形成されており、
前記可撓性軌道輪（８、４８）の内周面に前記円形軌道面（８ａ、４８ａ）が形成されており、
前記非円形軌道面（５ｂ、４５ｂ）の非円形は、真円に対して内接可能な閉じ曲線によって規定される形状であり、
前記挿入孔（１１、５１）は、前記非円形軌道面（５ｂ、４５ｂ）を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する内接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非円形ベアリング（７、４７）。
【請求項３】
前記非円形軌道面は楕円状軌道面であり、
前記挿入孔（１１）は、前記楕円状軌道面（５ｂ）を規定している楕円の長軸（Ｌｍａｘ）に対して周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の非円形ベアリング（７）。
【請求項４】
前記挿入孔（１１）は、前記楕円状軌道面（５ｂ）を規定している楕円の短軸（Ｌｍｉｎ）を中心とする周方向に９０°の範囲内の位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の非円形ベアリング（７）。
【請求項５】
前記挿入孔（１１）は、前記楕円状軌道面（５ｂ）を規定している楕円の短軸（Ｌｍｉｎ）上の位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の非円形ベアリング（７）。
【請求項６】
前記剛性軌道部材（２５、６５）の内周面に前記非円形軌道面（２５ｂ、６５ｂ）が形成されており、
前記可撓性軌道輪（２８、６８）の外周面に前記円形軌道面（２８ａ、６８ａ）が形成されており、
前記非円形軌道面（２５ｂ、６５ｂ）の非円形は、真円に対して外接可能な閉じ曲線によって規定された形状であり、
前記挿入孔（３１）は、前記非円形軌道面（２５ｂ、６５ｂ）を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する外接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非円形ベアリング（２７、６７）。
【請求項７】
前記非円形軌道面は楕円状軌道面であり、
前記挿入孔（３１）は、前記楕円状軌道面（２５ｂ）を規定している楕円の短軸（Ｌｍｉｎ）に対して周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の非円形ベアリング（２７）。
【請求項８】
前記挿入孔（３１）は、前記楕円状軌道面（２５ｂ）を規定している楕円の長軸（Ｌｍａｘ）を中心とする周方向に９０°の範囲内の位置に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の非円形ベアリング（２７）。
【請求項９】
前記挿入孔（３１）は、前記楕円状軌道面（２５ｂ）を規定している楕円の長軸（Ｌｍａｘ）上の位置に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の非円形ベアリング（２７）。
【請求項１０】
可撓性歯車（３、２３、４３、６３）を非円形に撓めて剛性歯車（２、２２、４２、６２）に対して部分的に噛み合わせ、両歯車（２、３、２２、２３、４２、４３、６２、６３）の噛み合い位置を周方向に移動させ、両歯車の間に、両歯車の歯数差に応じた相対回転を発生させる波動歯車装置（１、２０、４０、６０）の波動発生器（４、２４、４４、６４）において、
剛性カム板（５、２５、４５、６５）およびウエーブベアリング（７、２７、４７、６７）を有し、
前記ウエーブベアリング（７、２７、４７、６７）は、
前記剛性カム板（５、２５、４５、６５）に形成した非円形軌道面（５ｂ、２５ｂ、４５ｂ、６５ｂ）と、
半径方向に撓み可能であり、撓められる前の初期状態において円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）を備えている可撓性軌道輪（８、２８、４８、６８）と、
前記非円形軌道面（５ｂ、２５ｂ、４５ｂ、６５ｂ）および前記円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）の間に形成される軌道（９、２９、４９、６９）に、転動可能な状態で挿入されている複数個の転動体（１０、３０、５０、７０）と、
前記軌道（９、２９、４９、６９）に前記転動体（１０、３０、５０、７０）を挿入するために前記剛性軌道部材（５、２５、４５、６５）に形成した挿入孔（１１、３１、５１、７１）と、
前記挿入孔（１１、３１、５１、７１）を封鎖しているプラグ（１２、３２、５２、７２）とを有しており、
前記可撓性軌道輪（８、２８、４８、６８）は、前記軌道（９、２９、４９、６９）に挿入した前記転動体（１０、３０、５０、７０）によって撓められて前記円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）が前記非円形軌道面の相似形状に撓められており、
前記非円形軌道面（５ｂ、２５ｂ、４５ｂ、６５ｂ）の非円形は、真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の複数箇所において内接可能な閉じ曲線あるいは外接可能な閉じ曲線によって規定される形状であることを特徴とする波動歯車装置（１、２０、４０、６０）の波動発生器（４、２４、４４、６４）。
【請求項１１】
前記剛性歯車は剛性内歯歯車（２、４２）であり、
前記可撓性歯車は可撓性外歯歯車（３、４３）であり、
前記波動発生器（４、４２）は前記可撓性外歯歯車（３、４３）の内側に装着されており、
前記剛性カム板（５、４５）の外周面に前記非円形軌道面（５ｂ、４５ｂ）が形成されており、
前記可撓性軌道輪（８、４８）の内周面に前記円形軌道面（８ａ、４８ａ）が形成されており、
前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して内接可能な閉じ曲線によって規定される形状であり、
前記挿入孔（１１、５１）は、前記非円形軌道面（５ｂ、４５ｂ）を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する内接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の波動発生器（４、４４）。
【請求項１２】
前記非円形軌道面は楕円状軌道面（５ｂ）であり、
前記挿入孔（１１）は、前記楕円状軌道面（５ｂ）を規定している楕円の長軸（Ｌｍａｘ）に対して周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の波動発生器（４）。
【請求項１３】
前記挿入孔（１１）は、前記楕円状軌道面（５ｂ）を規定している楕円の短軸（Ｌｍｉｎ）を中心とする周方向に９０°の範囲内の位置に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の波動発生器（４）。
【請求項１４】
前記挿入孔（１１）は、前記楕円状軌道面（５ｂ）を規定している楕円の短軸（Ｌｍｉｎ）上の位置に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の波動発生器（４）。
【請求項１５】
前記剛性歯車は剛性外歯歯車（２２、６２）であり、
前記可撓性歯車は可撓性内歯歯車（２３、６３）であり、
前記波動発生器（２４、６４）の内側に前記可撓性内歯歯車（２３、６３）が装着されており、
前記剛性カム板（２５、６５）の内周面に前記非円形軌道面（２５ｂ、６５ｂ）が形成されており、
前記可撓性軌道輪（２８、６８）の外周面に前記円形軌道面（２８ａ、６８ａ）が形成されており、
前記非円形軌道面（２５ｂ、６５ｂ）の非円形は、真円に対して外接可能な閉じ曲線によって規定される形状であり、
前記挿入孔（３１、７１）は、前記非円形軌道面（５ｂ、２５ｂ）を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する外接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の波動発生器（２４、６４）。
【請求項１６】
前記非円形軌道面は楕円状軌道面であり、
前記挿入孔（３１）は、前記楕円状軌道面（２５ｂ）を規定している楕円の短軸（Ｌｍｉｎ）に対して周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の波動発生器（２４）。
【請求項１７】
前記挿入孔（３１）は、前記楕円状軌道面（２５ｂ）を規定している楕円の長軸（Ｌｍａｘ）を中心とする周方向に９０°の範囲内の位置に形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の波動発生器（２４）。
【請求項１８】
前記挿入孔（３１）は、前記楕円状軌道面（２５ｂ）を規定している楕円の長軸（Ｌｍａｘ）上の位置に形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の波動発生器（２４）。
【請求項１９】
剛性内歯歯車（２、４２）と、この剛性内歯歯車（２、４２）に同心状に配置した可撓性外歯歯車（３、４３）と、前記可撓性外歯歯車（３、４３）を楕円状に撓めて前記剛性内歯歯車（２、４２）に部分的に噛み合わせ、両歯車（２、３、４２、４３）の噛み合い位置を周方向に移動させ、両歯車の間に、両歯車の歯数差に応じた相対回転を発生させる波動発生器（４、４４）とを有している波動歯車装置（１、４０）において、
前記波動発生器（４、４４）は、請求項１０ないし１４のうちのいずれかの項に記載のものであることを特徴とする波動歯車装置（１、４０）。
【請求項２０】
剛性外歯歯車（２２、６２）と、この剛性外歯歯車（２２、６２）に同心状に配置した可撓性内歯歯車（２３、６３）と、前記可撓性内歯歯車（２３、６３）を楕円状に撓めて前記剛性外歯歯車（２２、６２）に部分的に噛み合わせ、両歯車（２２、２３、６２、６３）の噛み合い位置を周方向に移動させ、両歯車の間に、両歯車の歯数差に応じた相対回転を発生させる波動発生器（２４、６４）とを有している波動歯車装置（２０、６０）において、
前記波動発生器（２４、６４）は、請求項１５ないし１９のうちのいずれかの項に記載のものであることを特徴とする波動歯車装置（２０、６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非円形軌道面を備えた剛性軌道部材と、半径方向に撓み可能な円環状の可撓性軌道輪とを備え、これらの間に挿入された複数個の転動体によって可撓性軌道輪が非円形に撓められている非円形ベアリングに関する。さらに詳しくは、剛性軌道部材と可撓性軌道輪の間に転動体を挿入するための転動体挿入構造に関する。また、本発明は、転動体挿入構造を備えたウエーブベアリングを有する波動歯車装置の波動発生器、および、当該波動発生器を備えた波動歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールベアリングなどのベアリングにおいては、半径方向に撓み可能な可撓性外輪と可撓性内輪の間にボールが挿入されている可撓性ボールベアリングが知られている。このような可撓性ボールベアリングは、波動歯車装置の波動発生器のウエーブベアリングとして用いられている。【０００３】
波動歯車装置は、一般に、円環状の剛性内歯歯車と、この内側に同心状に配置した円環状の可撓性外歯歯車と、この内側に嵌めた楕円形輪郭の波動発生器とを備えている。波動発生器は楕円形外周面を備えた剛性カム板と、この剛性カム板の楕円形外周面に装着されたウエーブベアリングを備えている。ウエーブベアリングの可撓性外輪および可撓性内輪は、剛性カム板によって楕円形に撓められており、この状態で、これらの間にボールが転動可能な状態で挿入されている。【０００４】
剛性カム板によって楕円形に撓まれているウエーブベアリングは、剛性カム板と可撓性外歯歯車の間に装着されており、これらが相対回転可能な状態となっている。また、楕円形に撓まされている可撓性外歯歯車は、その楕円の長軸両端側の外歯が円形の剛性内歯歯車の内歯に噛み合っている。剛性カム板はモータ出力軸などの回転軸に連結されており、当該剛性カム板が回転すると、可撓性外歯歯車と剛性内歯歯車の噛み合い位置が周方向に移動し、両歯車の歯数差に応じた相対回転が両歯車の間に発生する。特許文献１（特開平１１−３５１３４１号公報）には、波動発生器における剛性カム板の楕円形の輪郭形状に関する発明が提案されている。【０００５】
ここで、特許文献２（特開２００９−４１６５５号公報）に記載されているように、楕円形の剛性カム板によって楕円形状に撓められているウエーブベアリングにおいては、周方向の各位置においてボールの負荷状態が変化する。【０００６】
すなわち、一般的な円環状のボールベアリングでは円周方向の各位置におけるボールの負荷状態は同一であるが、楕円形のウエーブベアリングでは、その楕円の長軸方向の両端に位置する部位では、剛性カム板によって可撓性軌道輪が半径方向の外方に強制的に撓められているので、可撓性軌道輪の間にタイトな状態、あるいは転動不可のロック状態でボールが挟まれる。これに対して、楕円の短軸方向の両端に位置する部位では、可撓性軌道輪の間が広いのでルーズな状態でボールが挟まれる。このようなウエーブベアリングは、円環状の剛性軌道輪を備えた一般的なボールベアリングと同様に組み立てられた後に、剛性カム板の楕円形の外周面に装着される。【０００７】
なお、波動歯車装置としては、楕円形以外の非円形の輪郭形状をした波動発生器を備えたものも知られている。たとえば、スリーローブ形と呼ばれる波動発生器は、可撓性外歯歯車を円周方向における３か所の位置で剛性内歯歯車に噛み合うように撓める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３５１３４１号公報
【特許文献２】特開２００９−４１６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ウエーブベアリングの部品点数の削減、組付け作業の容易化を図るためには、剛性カム板の楕円形外周面にウエーブベアリングの内輪を一体形成することが考えられる。このような楕円形ベアリングでは、剛性カム板の楕円形外周面に形成した楕円形軌道面を取り囲む状態に薄肉の円環状の可撓性外輪を組み付け、これらの間にボールを挿入する必要がある。【００１０】
この場合、挿入したボールによって、円環状の可撓性外輪が、剛性カム板の楕円形状に応じて楕円形に撓まされた状態になるので、剛性カム板と可撓性外輪の間の最大隙間は、ボールを挿入して可撓性外輪が楕円形に撓むに伴って、狭くなっていく。このため、剛性カム板に内輪を一体形成した場合には、ボールの挿入作業が極めて困難であるという問題点がある。楕円形以外の非円形外周面を備えた剛性カム板にウエーブベアリングの内輪を一体形成した場合にも同様な問題が生ずる。【００１１】
本発明の課題は、この点に鑑みて、ボールなどの転動体の挿入作業を簡単に行うことのできる転動体挿入構造を備えた非円形ベアリングを提案することにある。【００１２】
また、本発明の課題は、フレーキングなどの不具合が発生しベアリング寿命が低減するおそれの無い転動体挿入構造を備えた非円形ベアリングを提案することにある。【００１３】
一方、本発明の課題は、新しい非円形ベアリングをウエーブベアリングとして用いた波動歯車装置の波動発生器を提案することにある。【００１４】
また、本発明の課題は、新しい非円形ベアリングをウエーブベアリングとして用いた波動発生器を備えた波動歯車装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明の非円形ベアリングは、
非円形軌道面を備えた剛性軌道部材と、
半径方向に撓み可能であり、撓められる前の状態において円形軌道面を備えている可撓性軌道輪と、
前記非円形軌道面および前記円形軌道面の間に形成される軌道に、転動可能な状態で挿入されている複数個の転動体と、
前記軌道に前記転動体を挿入するために前記剛性軌道部材に形成した挿入孔と、
前記挿入孔を封鎖しているプラグとを有しており、
前記可撓性軌道輪は、前記軌道に挿入した前記転動体によって撓められて前記円形軌道面が前記非円形軌道面の相似形状に撓められており、
前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の複数箇所において内接可能な閉じ曲線あるいは外接可能な閉じ曲線によって規定される形状であることを特徴としている。【００１６】
本発明の非円形ベアリングでは、挿入孔から転動体を挿入するので、可撓性軌道輪が挿入した転動体によって撓められて、当該可撓性軌道輪と剛性軌道部材の間の最大軌道幅が狭くなった後においても、残りの転動体を簡単に挿入することができる。よって、転動体の挿入作業を、一般の円環状のベアリングの場合と同様に簡単に行うことが可能になる。【００１７】
ここで、前記剛性軌道部材の外周面に前記非円形軌道面が形成されており、前記可撓性軌道輪の内周面に前記円形軌道面が形成されている場合には、前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して内接可能な閉じ曲線によって規定される形状である。【００１８】
この場合には、前記挿入孔は、前記非円形軌道面を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する内接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることが望ましい。【００１９】
非円形ベアリングを介してトルクが伝達される場合には、前記の内接箇所において最も大きな負荷が作用する。したがって、挿入孔を内接箇所に形成すると、当該部分の軌道面部分には挿入孔による切れ目が出来るので、フレーキングなどの不具合が発生してベアリング寿命が低下するおそれがある。よって、負荷の大きい内接箇所から周方向にオフセットした位置に挿入孔を形成することが望ましい。【００２０】
ここで、前記非円形軌道面が楕円形軌道面の場合には、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の長軸に対して周方向にオフセットした位置に形成することが望ましい。一般的には、前記挿入孔を、前記楕円形軌道面を規定している楕円の短軸を中心とする周方向に９０°の範囲内の位置に形成することが望ましい。特に、前記挿入孔を、作用する負荷が最も小さい部分である、前記楕円形軌道面を規定している楕円の短軸上の位置に形成することが望ましい。【００２１】
上記とは逆に、前記剛性軌道部材の内周面に前記非円形軌道面が形成されており、前記可撓性軌道輪の外周面に前記円形軌道面が形成されている場合には、前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して外接可能な閉じ曲線によって規定される形状である。【００２２】
この場合には、前記挿入孔は、前記非円形軌道面を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する外接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることが望ましい。【００２３】
また、前記非円形軌道面が楕円形軌道面の場合には、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の短軸に対して周方向にオフセットした位置に形成されていることが望ましい。さらに、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の長軸を中心とする周方向に９０°の範囲内の位置に形成されていることが望ましい。特に、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の長軸上の位置に形成されていることが望ましい。【００２４】
次に、本発明は、可撓性歯車を非円形に撓めて剛性歯車に対して部分的に噛み合わせ、両歯車の噛み合い位置を周方向に移動させ、両歯車の間に、両歯車の歯数差に応じた相対回転を発生させる波動歯車装置の波動発生器において、
剛性カム板およびウエーブベアリングを有し、
前記ウエーブベアリングは、
前記剛性カム板に形成した非円形軌道面と、
半径方向に撓み可能であり、撓められる前の状態において円形軌道面を備えている可撓性軌道輪と、
前記非円形軌道面および前記円形軌道面の間に形成される軌道に、転動可能な状態で挿入されている複数個の転動体と、
前記軌道に前記転動体を挿入するために前記剛性軌道部材に形成した挿入孔と、
前記挿入孔を封鎖しているプラグとを有しており、
前記可撓性軌道輪は、前記軌道に挿入した前記転動体によって撓められて前記円形軌道面が前記非円形軌道面の相似形状に撓められており、
前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の複数箇所において内接可能な閉じ曲線あるいは外接可能な閉じ曲線によって規定される形状であることを特徴としている。【００２５】
ここで、前記剛性歯車は剛性内歯歯車であり、前記可撓性歯車は可撓性外歯歯車であり、前記波動発生器は前記可撓性外歯歯車の内側に装着されている場合には、前記剛性カム板の外周面に前記非円形軌道面が形成され、前記可撓性軌道輪の内周面に前記円形軌道面が形成される。この場合には、前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して内接可能な閉じ曲線であり、前記挿入孔は、前記非円形軌道面を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する内接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることが望ましい。【００２６】
前記非円形軌道面が楕円形軌道面の場合には、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の長軸に対して周方向にオフセットした位置に形成されていることが望ましい。また、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の短軸を中心とする周方向に９０°の範囲内の位置に形成されていることが望ましい。特に、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の短軸上の位置に形成されていることが望ましい。【００２７】
上記とは逆に、前記剛性歯車は剛性外歯歯車であり、前記可撓性歯車は可撓性内歯歯車であり、前記波動発生器の内側に前記可撓性内歯歯車が装着されており、前記剛性カム板の内周面に前記非円形軌道面が形成され、前記可撓性軌道輪の外周面に前記円形軌道面が形成されている場合には、前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して外接可能な閉じ曲線であり、前記挿入孔は、前記非円形軌道面を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する外接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることが望ましい。【００２８】
ここで、前記非円形軌道面が楕円形軌道面の場合には、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の短軸に対して周方向にオフセットした位置に形成されていることが望ましい。また、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の長軸を中心とする周方向に９０°の範囲内の位置に形成されていることが望ましい。特に、前記挿入孔は、前記楕円形軌道面を規定している楕円の長軸上の位置に形成されていることが望ましい。【００２９】
次に、本発明は、剛性歯車と、この剛性歯車に同心状に配置した可撓性歯車と、前記可撓性歯車を非円形に撓めて前記剛性歯車に部分的に噛み合わせ、両歯車の噛み合い位置を周方向に移動させ、両歯車の間に、両歯車の歯数差に応じた相対回転を発生させる波動発生器とを有している波動歯車装置において、前記波動発生器は、上記構成のウエーブベアリングを備えた波動発生器であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の非円形ベアリングでは、挿入孔から転動体を挿入するので、可撓性軌道輪が挿入した転動体によって非円形に撓められて剛性軌道部材との間の軌道幅が狭くなった後においても、残りの転動体を簡単に挿入することができる。よって、転動体の挿入作業を、一般の円環状のベアリングの場合と同様に簡単に行うことが可能になる。【００３１】
また、本発明の非円形ベアリングでは、大きな負荷が作用する位置から外れた位置、あるいは負荷が殆ど作用しない位置に、挿入孔を形成している。したがって、非円形軌道面上において、挿入孔の形成位置において生ずる段差に起因してフレーキングなどの不具合が発生してベアリング寿命が低下してしまうことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る波動歯車装置を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の波動歯車装置の噛み合い状態を示す説明図である。
【図３】図１の波動歯車装置の波動発生器を示す正面図である。
【図４】図３の波動発生器のボール挿入孔の部位を示すための部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る波動歯車装置を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る波動歯車装置を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る波動歯車装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した波動歯車装置の実施の形態を説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１に係る波動歯車装置の縦断面図であり、図２は波動歯車装置の噛み合い状態を示す模式図である。波動歯車装置１は、剛性内歯歯車２と、この内側に配置されているカップ型の可撓性外歯歯車３と、この内側に嵌め込まれている楕円形輪郭の波動発生器４を有している。円形の可撓性外歯歯車３における外歯３ａが形成されている部分は、波動発生器４によって楕円形に撓められている。外歯３ａにおける楕円形の長軸Ｌｍａｘ方向の両端部分が、円形の剛性内歯歯車２の内歯２ａに噛み合っている。
【００３５】
波動発生器４にはモータ軸などの高速回転入力軸が連結されている。波動発生器４が回転すると、両歯車２、３の噛み合い位置が円周方向に移動して、両歯車２、３の間には、それらの歯数差に起因する相対回転が発生する。例えば、剛性内歯歯車２が回転しないように固定され、可撓性外歯歯車３が負荷側の部材に連結され、可撓性外歯歯車３から減速回転が取り出されて負荷側の部材に伝達される。
【００３６】
図３は波動発生器４を示す正面図である。図１、図３を参照して説明すると、波動発生器４は、楕円形輪郭の剛性カム板５（剛性軌道部材）と、この外周に装着したウエーブベアリング７（楕円形ベアリング）とを備えている。ウエーブベアリング７は、剛性カム板５の楕円形外周面５ａに形成した楕円形軌道面５ｂを備えている。また、この外側を同心状に取り囲む状態に配置した、半径方向に撓み可能な薄肉の可撓性軌道輪８を備えている。可撓性軌道輪８は初期形状が円形のものであり、初期状態においては、その内周面が円形軌道面８ａとなっている。楕円形軌道面５ｂと可撓性軌道輪８の円形軌道面８ａの間に形成される軌道９には、転動可能な状態で複数個のボール１０が挿入されており、円形の可撓性軌道輪８は、軌道９に挿入したボール１０によって楕円形に撓められている。
【００３７】
ここで、剛性カム板５にはボール１０を軌道９に挿入するためのボール挿入孔１１が形成されている。このボール挿入孔１１は、そこに装着されたプラグ１２によって封鎖されている。プラグ１２は締結ボルト１３などの締結金具によって剛性カム板５に締結固定されている。ボール挿入孔１１は剛性カム板５における楕円の短軸Ｌｍｉｎ上の位置に形成されている。
【００３８】
図４はボール挿入孔１１の部分を示す部分断面図である。図３、図４を参照して説明すると、ボール挿入孔１１は、剛性カム板５の中心から半径方向に延びる一定幅の矩形断面の孔であり、剛性カム板５の一方の端面５ｃから当該剛性カム板５の厚さ方向の半分の深さを備えた孔である。
【００３９】
プラグ１２は、ボール挿入孔１１と相補的な形状をしており、全体として直方体形状のものである。プラグ１２は、その外側端面１２ａがボール装着孔１１によって欠損した剛性カム板５の端面５ｃの部位を規定する。プラグ１２の内側端面１２ｂは、剛性カム板５におけるボール挿入孔１１の底面１１ａに密着する面であり、当該内側端面１２ｂにおける軌道９の側の角部分には、ボール装着孔１１によって欠損した楕円形軌道面５ｂの部位を規定するための軌道面部分１２ｃが形成されている。また、プラグ１２の両側の側面１２ｄ、１２ｅは、それぞれ、ボール挿入孔１１の左右の内側の側面に密着している。さらに、プラグ１２には、外側端面１２ａから内側端面１２ｂに貫通するボルト穴１２ｆが形成されており、ボール挿入孔１１の底面１１ａにもボルト穴１１ｂが形成されている。締結ボルト１３をこれらのボルト穴１２ｆ、１１ｂに締結することにより、プラグ１２が剛性カム板５に締結固定されている。
【００４０】
このように構成した波動歯車装置１において、ウエーブベアリング７は剛性カム板５によって楕円形に撓められた状態で可撓性外歯歯車３の内側に嵌め込まれ、可撓性外歯歯車３と、高速回転入力軸に連結されている剛性カム板５を相対回転可能な状態に保持している。すなわち、剛性カム板５および可撓性軌道輪８の間に挿入されているボール１０が、これらの軌道面５ｂ、８ａに沿って転がり運動を行うことにより、剛性カム板５および可撓性外歯歯車３が小さなトルクでスムーズに相対回転可能である。
【００４１】
ウエーブベアリング７は剛性カム板５によって楕円形に撓められており、楕円形の長軸Ｌｍａｘの両端に位置する１個あるいは複数個のボール１０ａは楕円形軌道面５ｂと円形軌道面８ａの間にタイトに挟まれ、これらの軌道面と点接触し転がり運動する状態になっている。長軸Ｌｍａｘの両端以外の部分に位置している残りのボール１０は軌道面５ｂ、８ａの間において、隙間があり、転がり運動が自在な状態に保持されている。
【００４２】
したがって、波動歯車装置１にトルクが作用した際には、剛性カム板５の長軸Ｌｍａｘの両端側に位置する波動発生器４の部分に最も大きな負荷が作用する。図３に示すように、一般的には長軸Ｌｍａｘを中心とする約９０°の角度範囲内の部位に負荷が作用し、長軸Ｌｍａｘから離れるに連れて負荷は漸減する。また、短軸Ｌｍｉｎの両端側に位置する波動発生器４の部分には負荷が実質的に作用せず、短軸Ｌｍｉｎを中心とする約９０°の角度範囲内の部位に作用する負荷は僅かである。
【００４３】
ボール挿入孔１１は、波動歯車装置１にトルクが作用した際において実質的に負荷が作用しない楕円の短軸Ｌｍｉｎ上に位置している。したがって、ボール挿入孔１１を封鎖しているプラグ１２の軌道面部分１２ｃと、剛性カム板５の側の楕円形軌道面５ｂの側の部分との間の切れ目部分にボール１０が大きな力で押し付けられることがない。よって、フレーキングなどの不具合が発生しベアリング寿命が低下するという弊害を回避できる。
【００４４】
また、波動発生器４の組立時においては、ボール挿入孔１１からボール１０を挿入できる。ボール挿入作業においては、挿入したボール１０によって円形の可撓性軌道輪８を楕円形に撓めながら強制的にボール１０を挿入する必要があり、ボール１０の挿入に伴って可撓性軌道輪８の変形によって最大軌道幅が狭くなり、ボール挿入作業が困難になる。本例では、ボール挿入孔１１からボール１０を挿入しているので、従来に比べて容易にボール１０の挿入作業を行うことができる。
【００４５】
さらに、ボール挿入孔１１は、負荷が実質的に作用しない短軸上の位置に形成されているので、ボール挿入時などにおいて、楕円形軌道面５ｂ、円形軌道面８ａに傷を付けてしまう可能性が殆どない。よって、ボール挿入時などにおいて生じた軌道面の傷が原因となってベアリング寿命が低下するという弊害を回避できる。さらには、組み立て時にボール数を間違えた場合などの再組立も従来に比べて簡単に行うことが可能になる。
【００４６】
なお、本例では、ボール挿入孔１１を剛性カム板５の楕円の短軸Ｌｍｉｎ上の位置に形成してある。ボール挿入孔１１は、負荷が殆ど作用しない部位あるいは負荷がきわめて小さな部位に形成すればよい。すなわち、負荷作用領域を外れた剛性カム板５の部位である、短軸Ｌｍｉｎを中心とする両側の９０°の角度範囲内の部位に形成することができる。
【００４７】
（実施の形態２）
図５は本発明を適用した実施の形態２に係る波動歯車装置を示す説明図である。波動歯車装置２０は、最も内側に剛性外歯歯車２２が配置されている。剛性外歯歯車２２を同心状に取り囲む状態に円環状の可撓性内歯歯車２３が配置されている。可撓性内歯歯車２３を同心状に取り囲む状態に楕円形内周面を備えた円環状の波動発生器２４が配置されている。
【００４８】
波動発生器２４は円環状の剛性カム板２５（剛性軌道部材）と、この内側に装着されたウエーブベアリング２７とを備えている。ウエーブベアリング２７の外輪は剛性カム板２５に一体形成されている。すなわち、剛性カム板２５の楕円形内周面にウエーブベアリング２７の楕円形軌道面２５ｂが形成されている。ウエーブベアリング２７の内輪は半径方向に撓み可能な円形の可撓性軌道輪２８から形成されており、当該可撓性軌道輪２８の円形外周面に円形軌道面２８ａが形成されている。これら楕円形軌道面２５ｂと円形軌道面２８ａの間に形成されている軌道２９には複数個のボール３０が転動可能な状態で挿入されており、挿入したボール３０によって可撓性軌道輪２８は楕円形に撓められている。
【００４９】
この構成の波動発生器２４によって、その内側の円環状の可撓性内歯歯車２３は楕円形に撓められて、楕円の短軸Ｌｍｉｎの両端に位置する内歯が、内側の剛性外歯歯車２２の外歯に噛み合っている。例えば、波動発生器２４を回転しないように固定し、剛性外歯歯車２２をモータなどの回転駆動源によって回転すると、両歯車２２、２３の噛み合い位置が周方向に移動し、両歯車の歯数差に応じた相対回転が両歯車の間に発生する。この回転を可撓性内歯歯車２３から取り出すことができる。
【００５０】
この構成の波動歯車装置２０にトルクが作用する際には、両歯車２２、２３の噛み合い位置に対応する波動発生器２４の部位、すなわち、楕円の短軸Ｌｍｉｎの両端部分に大きな負荷が作用し、楕円の長軸Ｌｍａｘの両端部分には実質的に負荷が作用しない。この関係は、実施の形態１の波動歯車装置１の場合とは逆である。
【００５１】
ここで、波動歯車装置２０の波動発生器２４では、その剛性カム板２５において、長軸Ｌｍａｘ上に位置するようにボール挿入孔３１が形成されている。このボール挿入孔３１はプラグ３２によって封鎖されている。ボール挿入孔３１は、実施の形態１におけるボール挿入孔１１と同様に剛性カム板２５の端面に形成することができる。本例では、ボール挿入孔３１として、剛性カム板２５の円形外周面から円形軌道面まで半径方向に貫通する円形断面の貫通孔を形成してある。このボール挿入孔３１には外側から円柱状のプラグ３２が装着され、ピン３３などによって剛性カム板２５に固定されている。プラグ３２の先端面には、ボール挿入孔３１によって欠損した楕円形軌道面の部位を規定する軌道面部分が形成されている。
【００５２】
このように構成した波動歯車装置２０においても、その波動発生器２４の組立時におけるボール挿入動作を簡単に行うことができる。また、ボール挿入孔を形成したことによるベアリング寿命の低下などの弊害も回避でき、ボール挿入時に軌道面を傷付けることも回避できる。
【００５３】
（実施の形態３）
上記の実施の形態は、非円形ベアリングの一例として楕円形ベアリングについてのものである。本発明は、楕円形ベアリング以外の非円形ベアリングに対しても適用可能である。
【００５４】
図６は実施の形態３に係る波動歯車装置４０を示す説明図である。波動歯車装置４０は、剛性内歯歯車４２と、この内側に配置されている可撓性外歯歯車４３と、この内側に嵌め込まれている非円形輪郭の波動発生器４４を有している。円形の可撓性外歯歯車４３における外歯４３ａが形成されている部分は、波動発生器４４によって非円形に撓められている。
【００５５】
波動発生器４４は、非円形輪郭の剛性カム板４５（剛性軌道部材）と、この外周に装着したウエーブベアリング４７（非円形ベアリング）とを備えている。ウエーブベアリング４７は、剛性カム板４５の非円形外周面４５ａに形成した非円形軌道面４５ｂを備えている。また、この外側を同心状に取り囲む状態に配置した、半径方向に撓み可能な薄肉の可撓性軌道輪４８を備えている。可撓性軌道輪４８は初期形状（撓められる前の形状）が円形のものであり、初期状態においては、その内周面が円形軌道面４８ａとなっている。非円形軌道面４５ｂと可撓性軌道輪４８の円形軌道面４８ａの間に形成される軌道４９には、転動可能な状態で複数個のボール５０が挿入されている。
【００５６】
可撓性軌道輪４８は、挿入されたボール５０によって半径方向に撓められており、その円形軌道面４８ａが非円形軌道面４５ｂの相似形状に撓められている。非円形軌道面４５ｂの非円形は、真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の複数箇所において内接可能な閉じ曲線によって規定されている。本例では、非円形軌道面４５ｂはスリーローブと呼ばれる形状であり、真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の３箇所において内接可能な閉じ曲線によって規定されている。真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の４か所以上の複数箇所において内接可能な閉じ曲線によって非円形軌道面４５ｂの非円形を規定することも可能である。
【００５７】
この形状の波動発生器４４によって可撓性外歯歯車４３は、当該波動発生器４４の非円形輪郭の相似形状に近似する形状に撓められており、外歯４３ａは、円周方向における３か所の位置において内歯４２ａに噛み合っている。
【００５８】
波動発生器４４にはモータ軸などの高速回転入力軸が連結されている。波動発生器４４が回転すると、両歯車４２、４３の噛み合い位置が円周方向に移動して、両歯車４２、４３の間には、それらの歯数差に起因する相対回転が発生する。例えば、剛性内歯歯車４２が回転しないように固定され、可撓性外歯歯車４３が負荷側の部材に連結され、可撓性外歯歯車４３から減速回転が取り出されて負荷側の部材に伝達される。なお、この場合の両歯車４２、４３の歯数差は３ｎ枚（ｎは正の整数）に設定され、一般的には３枚差に設定される。
【００５９】
ここで、剛性カム板４５にはボール５０を軌道４９に挿入するためのボール挿入孔５１が形成されている。このボール挿入孔５１は、そこに装着されたプラグ５２によって封鎖されている。プラグ５２は締結ボルト５３などの締結金具によって剛性カム板４５に締結固定されている。ボール挿入孔５１の位置は、剛性カム板４５において、波動発生器４４の非円形輪郭形状が真円に内接する３か所の内接位置のうち、隣接する２か所の内接位置の中間に配置されている。
【００６０】
（実施の形態４）
図７に示すように、可撓性内歯歯車６３が剛性外歯歯車６２の外側に配置された構成の波動歯車装置６０の場合においても楕円形以外の非円形輪郭の波動発生器６４を用いることができる。この場合には、波動発生器６４の非円形輪郭として、真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の複数箇所で外接する閉じ曲線を用いればよい。例えば、３箇所で外接する閉じ曲線を用いることができる。ウエーブベアリング６７は、波動発生器６４と可撓性内歯歯車６３の間に装着されており、これらを相対回転自在の状態に保持している。
【００６１】
波動発生器６４は、非円形輪郭の剛性カム板６５（剛性軌道部材）と、この内周に装着したウエーブベアリング６７（非円形ベアリング）とを備えている。ウエーブベアリング６７は、剛性カム板６５の非円形内周面に形成した非円形軌道面６５ｂを備えている。また、この内側には同心状に、半径方向に撓み可能な薄肉の可撓性軌道輪６８を備えている。可撓性軌道輪６８は初期形状（撓められる前の形状）が円形のものであり、初期状態においては、その外周面が円形軌道面６８ａとなっている。非円形軌道面６５ｂと可撓性軌道輪６８の円形軌道面６８ａの間に形成される軌道６９には、転動可能な状態で複数個のボール７０が挿入されている。ボール７０を挿入するための挿入孔７１は、波動発生器６４の非円形輪郭の真円に対する外接箇所からオフセットした位置に配置されており、挿入孔７１はプラグ７２によって封鎖されている。
【００６２】
（その他の実施の形態）
上記の実施の形態では、ボール挿入孔を一箇所に設けているが、場合によっては、ボール挿入孔を複数箇所に設けることも可能である。この場合においても、ボール挿入孔は、ウエーブベアリングにおける非円形軌道面の真円に対する内接箇所あるいは外接箇所からオフセットした位置に配置することが望ましい。
【００６３】
また、上記の実施の形態は、非円形ベアリングを波動歯車装置の波動発生器におけるウエーブベアリングとして用いたものである。本発明の非円形ベアリングは、波動発生器のウエーブベアリング以外にも用いることが可能である。
【００６４】
さらに、上記の実施の形態では、ウエーブベアリングはボールベアリングであるが、ローラなどのボール以外の転動体を備えたベアリングを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１、２０、４０、６０  波動歯車装置
２、４２    剛性内歯歯車
２２、６２  剛性外歯歯車
２ａ、４２ａ  内歯
３、４３    可撓性外歯歯車
２３、６３  可撓性内歯歯車
３ａ、４３ａ  外歯
４、２４、４４、６４  波動発生器
５、２５、４５、６５  剛性カム板
５ａ、４５ａ  外周面
５ｂ、２５ｂ、４５ｂ、６５ｂ  軌道面
５ｃ  端面
７、２７、４７、６７  ウエーブベアリング
８、２８、４８、６８  可撓性軌道輪
８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ  円形軌道面
９、２９、４９、６９  軌道
１０、１０ａ、３０、５０、７０  ボール
１１、３１、５１、７１  ボール挿入孔
１１ａ  底面
１１ｂ  ボルト穴
１２、３２、５２、７２  プラグ
１２ａ  外側端面
１２ｂ  内側端面
１２ｃ  軌道面部分
１２ｄ、１２ｅ  側面
１２ｆ  ボルト穴
１３、５３  締結ボルト
【図１】
2011001474.tif 000003
【図２】
2011001474.tif 000004
【図３】
2011001474.tif 000005
【図４】
2011001474.tif 000006
【図５】
2011001474.tif 000007
【図６】
2011001474.tif 000008
【図７】
2011001474.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月13日(2012.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
プラグ１２は、ボール挿入孔１１と相補的な形状をしており、全体として直方体形状のものである。プラグ１２は、その外側端面１２ａがボール挿入孔１１によって欠損した剛性カム板５の端面５ｃの部位を規定する。プラグ１２の内側端面１２ｂは、剛性カム板５におけるボール挿入孔１１の底面１１ａに密着する面であり、当該内側端面１２ｂにおける軌道９の側の角部分には、ボール装着孔１１によって欠損した楕円形軌道面５ｂの部位を規定するための軌道面部分１２ｃが形成されている。また、プラグ１２の両側の側面１２ｄ、１２ｅは、それぞれ、ボール挿入孔１１の左右の内側の側面に密着している。さらに、プラグ１２には、外側端面１２ａから内側端面１２ｂに貫通するボルト穴１２ｆが形成されており、ボール挿入孔１１の底面１１ａにもボルト穴１１ｂが形成されている。締結ボルト１３をこれらのボルト穴１２ｆ、１１ｂに締結することにより、プラグ１２が剛性カム板５に締結固定されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
非円形軌道面を備えた剛性軌道部材（５、２５、４５、６５）と、
半径方向に撓み可能であり、撓められる前の状態において円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）を備えている可撓性軌道輪（８、２８、４８、６８）と、
前記非円形軌道面（５ｂ、２５ｂ、４５ｂ、６５ｂ）および前記円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）の間に形成される軌道（９、２９、４９、６９）に、転動可能な状態で挿入されている複数個の転動体（１０、３０、５０、７０）と、
前記軌道（９、２９、４９、６９）に前記転動体（１０、３０、５０、７０）を挿入するために前記剛性軌道部材（５、２５、４５、６５）に形成した挿入孔（１１、３１、５１、７１）と、
前記挿入孔（１１、３１、５１、７１）を封鎖しているプラグ（１２、３２、５２、７２）とを有しており、
前記可撓性軌道輪（８、２８、４８、６８）は、前記軌道（９、２９、４９、６９）に挿入した前記転動体（１０、３０、５０、７０）によって撓められて前記円形軌道面（８ａ、２８ａ、４８ａ、６８ａ）が前記非円形軌道面の相似形状に撓められており、
前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して、その円周方向に沿って等間隔の複数箇所において内接可能な閉じ曲線あるいは外接可能な閉じ曲線によって規定される形状であることを特徴とする非円形ベアリング（７、２７、４７、６７）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記剛性歯車は剛性内歯歯車（２、４２）であり、
前記可撓性歯車は可撓性外歯歯車（３、４３）であり、
前記波動発生器（４、４４）は前記可撓性外歯歯車（３、４３）の内側に装着されており、
前記剛性カム板（５、４５）の外周面に前記非円形軌道面（５ｂ、４５ｂ）が形成されており、
前記可撓性軌道輪（８、４８）の内周面に前記円形軌道面（８ａ、４８ａ）が形成されており、
前記非円形軌道面の非円形は、真円に対して内接可能な閉じ曲線によって規定される形状であり、
前記挿入孔（１１、５１）は、前記非円形軌道面（５ｂ、４５ｂ）を規定している前記閉じ曲線における前記真円に対する内接箇所に対して、周方向にオフセットした位置に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の波動発生器（４、４４）。
【国際調査報告】
2011001474.tif 000010
2011001474.tif 000011
2011001474.tif 000012
2011001474.tif 000013