CN108687753A - 机器人及齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人及齿轮装置，其能够实现齿轮装置的长寿命化。一种齿轮装置，其特征在于，具备：内齿轮；具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，所述波动发生器具备：具有非圆形的外周面的凸轮；以及轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，所述轴承为角接触球轴承。

Description

机器人及齿轮装置

技术领域

本发明涉及机器人及齿轮装置。

背景技术

例如，在具备至少包含一个手臂而构成的机器人手臂的机器人中，一般通过减速器对来自用于驱动机器人手臂关节部的电机的驱动力进行减速。作为这种减速器，例如已知有如专利文献1所记载的波动齿轮装置那样的齿轮装置。

例如，专利文献1所记载的波动齿轮装置具备：圆环状的刚性内齿轮；与刚性内齿轮啮合的挠性外齿轮；以及波动发生器，配置于挠性外齿轮的内侧，使刚性内齿轮与挠性外齿轮啮合区域沿圆周方向移动。在此，波动发生器具有在形成为非圆形的刚性体的外周面上挠曲的环状的挠性轴承(深沟球轴承)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－209931号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在如专利文献1所记载的波动齿轮装置中，相对于波动发生器所具有的轴承，不仅产生径向载荷而且产生推力载荷。在专利文献1所记载的波动齿轮装置中，存在对于该推力载荷的对应不够充分，使得波动发生器的寿命变短的问题。

本发明的目的在于提供一种能够实现齿轮装置的长寿命化的机器人及齿轮装置。

用于解决技术问题的手段

本发明是为解决上述问题的至少一部分而做出的，可以作为以下的应用实例或者方式来实现。

本应用实例涉及的机器人，其特征在于，具备：第一部件；第二部件，构成为包含手臂，并相对于所述第一部件能够转动地设置；以及齿轮装置，从所述第一部件和所述第二部件中的一方侧向另一方侧传递驱动力，所述齿轮装置具有：内齿轮；具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，所述波动发生器具有：凸轮，具有非圆形的外周面；以及轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，所述轴承为角接触球轴承。

根据这种机器人，由于波动发生器所具备的轴承为角接触球轴承，因而该轴承能够充分地应对径向载荷及推力载荷(轴向载荷)两者。即，即便对该轴承施加径向载荷及推力载荷(轴向载荷)两者，也能够经由轴承顺利地进行外齿轮与凸轮的相对旋转。因此，能够实现轴承的长寿命化、乃至实现齿轮装置的长寿命化。

本应用实例涉及的机器人，其特征在于，具备：第一部件；第二部件，构成为包含手臂，并相对于所述第一部件能够转动地设置；以及齿轮装置，从所述第一部件和所述第二部件中的一方侧向另一方侧传递驱动力，所述齿轮装置具有：内齿轮；具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，所述波动发生器具有：凸轮，具有非圆形的外周面；以及轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，所述轴承具有：内圈；外圈；以及多个滚珠，配置在所述内圈与所述外圈之间，所述外圈具备：外圈侧轨道面，与所述多个滚珠接触；以及一对外圈侧台肩部，在以包含所述旋转轴的截面进行观察的剖视下，设置于所述外圈侧轨道面的两侧，所述一对外圈侧台肩部与所述旋转轴之间的距离互不相同。

根据这种机器人，由于波动发生器所具备的轴承具有与旋转轴之间的距离互不相同的一对外圈侧台肩部，因而该轴承能够充分地应对径向载荷及推力载荷(轴向载荷)两者。即，即便对该轴承施加径向载荷及推力载荷(轴向载荷)两者，也能够经由轴承顺利地进行外齿轮与凸轮的相对旋转。因此，能够实现轴承的长寿命化、乃至齿轮装置的长寿命化。

优选的是，在本应用实例涉及的机器人中，所述外齿轮具有：主体部，一端部设有外齿，所述主体部是以所述旋转轴为中心的筒状；以及连接部，连接于所述主体部的与所述外齿相反一侧的端部，所述齿轮装置是输入轴连接于所述凸轮的减速器，所述轴承的载荷作用点相比所述轴承的中心位于所述连接部一侧。

由此，在使用齿轮装置作为减速器的情况下，轴承能够充分地应对推力载荷(轴向载荷)。此外，在内齿轮或外齿轮连接输入轴并且使用齿轮装置作为增速器的情况下，只要将轴承的载荷作用点设置在相比轴承的中心靠近连接部的相反侧即可。

优选的是，在本应用实例涉及的机器人中，所述外圈的外周面从沿所述旋转轴的一侧朝向另一侧倾斜。

由此，即使在波动发生器的长轴上，也能够将一对外圈侧台肩部与旋转轴之间的距离维持在所希望的关系。因此，轴承能够充分且更精确地应对推力载荷(轴向载荷)。

优选的是，在本应用实例涉及的机器人中，所述内圈具备：内圈侧轨道面，与所述多个滚珠接触；以及一对内圈侧台肩部，在以包含所述旋转轴的截面进行观察的剖视下，设置于所述内圈侧轨道面的两侧，所述一对内圈侧台肩部的高度互不相同。

由此，能够减小滚珠相对于内圈的摩擦阻力，并且轴承能够充分地应对推力载荷(轴向载荷)。

本应用实例涉及的齿轮装置，其特征在于，具备：内齿轮；具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，所述波动发生器具有：凸轮，具有非圆形的外周面；以及轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，所述轴承为角接触球轴承。

根据这种齿轮装置，由于波动发生器所具备的轴承为角接触球轴承，因而该轴承能够充分地应对径向载荷及推力载荷(轴向载荷)两者。因此，能够实现轴承的长寿命化、乃至齿轮装置的长寿命化。

本应用实例涉及的齿轮装置，其特征在于，具备：内齿轮；具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，所述波动发生器具有：凸轮，具有非圆形的外周面；以及轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，所述轴承具有：内圈；外圈；以及多个滚珠，配置在所述内圈与所述外圈之间，所述外圈具备：外圈侧轨道面，与所述多个滚珠接触；以及一对外圈侧台肩部，在以包含所述旋转轴的截面进行观察的剖视下，设置于所述外圈侧轨道面的两侧，所述一对外圈侧台肩部与所述旋转轴之间的距离互不相同。

根据这种齿轮装置，由于波动发生器所具备的轴承具有与旋转轴之间的距离互不相同的一对外圈侧台肩部，因而该轴承能够充分地应对径向载荷及推力载荷(轴向载荷)两者。因此，能够实现轴承的长寿命化、乃至齿轮装置的长寿命化。

附图说明

图1是示出本发明的机器人的实施方式的概略结构的图。

图2是示出本发明的第一实施方式所涉及的齿轮装置的分解立体图。

图3是图2所示的齿轮装置的纵剖视图。

图4是图2所示的齿轮装置的主视图。

图5是图2所示的齿轮装置所具备的波动发生器的轴承(自然状态)的局部放大纵剖视图。

图6是图2所示的齿轮装置所具备的波动发生器的局部放大纵剖视图(沿着图4中的长轴La的截面)。

图7是图2所示的齿轮装置所具备的波动发生器的局部放大纵剖视图(沿着图4中的短轴Lb的截面)。

图8是示出本发明的第二实施方式所涉及的齿轮装置所具备的轴承(自然状态)的局部放大纵剖视图。

图9是示出本发明的第三实施方式所涉及的齿轮装置所具备的轴承(自然状态)的局部放大纵剖视图。

图10是示出本发明的第四实施方式所涉及的齿轮装置所具备的轴承(自然状态)的局部放大纵剖视图。

图11是示出本发明的第五实施方式所涉及的齿轮装置的纵剖视图。

附图标记说明

1…齿轮装置，1D…齿轮装置，2…刚性齿轮(内齿轮)，3…挠性齿轮(外齿轮)，3D…挠性齿轮(外齿轮)，4…波动发生器，23…内齿，31…主体部，32…底部(连接部)，32D…凸缘部(连接部)，33…外齿，35…开口，41…凸轮，42…轴承，42A…轴承，42B…轴承，42C…轴承，100…机器人，110…控制装置，111…基台，120…机器人手臂，121…第一手臂，122…第二手臂，123…第三手臂，124…第四手臂，125…第五手臂，126…第六手臂，130…手部，131…手指，132…手指，140…力检测器，150…电机，311…内周面，321…孔，321D…内周部，322…孔，322D…孔，411…轴部，412…凸轮部，421…内圈，421B…内圈，422…滚珠，423…外圈，423A…外圈，423C…外圈，431…轨道面(内圈侧轨道面)，431B…轨道面(内圈侧轨道面)，432…台肩部(内圈侧台肩部)，432B…台肩部(内圈侧台肩部)，433…台肩部(内圈侧台肩部)，433B…台肩部(内圈侧台肩部)，441…轨道面(外圈侧轨道面)，441C…轨道面(外圈侧轨道面)，442…台肩部(外圈侧台肩部)，442C…台肩部(外圈侧台肩部)，443…台肩部(外圈侧台肩部)，443C…台肩部(外圈侧台肩部)，H1…高度，H2…高度，H3…高度，H4…高度，L1…距离，L2…距离，La…长轴，Lb…短轴，a…轴线，b…直线，α…箭头，P…载荷作用点，P1…接触点，P2…接触点，PC…中心。

具体实施方式

以下，根据附图所示的优选实施方式，对本发明的机器人及齿轮装置进行详细说明。

1.机器人

首先，对本发明的机器人的实施方式进行说明。

图1是示出本发明的机器人的实施方式的概略结构的图。

图1所示的机器人100能够执行精密设备或构成它的部件(对象物)的供给、去除、输送及组装等的作业。

机器人100是6轴垂直多关节机器人，其具备：基台111；连接于基台111的机器人手臂120；以及设置于机器人手臂120的前端部的力检测器140及手部130。另外，机器人100具有控制装置110，对产生驱动机器人手臂120的动力的多个驱动源(包括电机150及齿轮装置1)进行控制。

基台111是将机器人100安装于任意设置场所的部分。此外，基台111的设置场所没有特别限制，例如可列举地板、墙壁、顶棚、可移动的台车上等。

机器人手臂120具备第一手臂121(手臂)、第二手臂122(手臂)、第三手臂123(手臂)、第四手臂124(手臂)、第五手臂125(手臂)以及第六手臂126(手臂)，这些手臂从基端侧朝着前端侧依次连结。第一手臂121连接于基台111。在第六手臂126的前端，可拆装地安装有例如抓持各种部件等的手部130(末端执行器)。该手部130具有两根手指131、132，通过手指131、132能够抓持例如各种部件等。

在基台111上，设有具备驱动第一手臂121的伺服电机等电机150以及齿轮装置1(减速器)的驱动源。另外，虽然没有图示，但在各手臂121～126上，也分别设有具备电机及减速器的多个驱动源。而且，各驱动源通过控制装置110进行控制。

在这种机器人100中，齿轮装置1从基台111(第一部件)及第一手臂121(第二部件)的一侧向另一侧传递驱动力。更具体而言，齿轮装置1从基台111侧向第一手臂121侧传递使第一手臂121相对于基台111转动的驱动力。此处，齿轮装置1作为减速器发挥功能，由此能够对驱动力进行减速，使第一手臂121相对于基台111转动。此外，“转动”包括，相对于某个中心点沿一个方向或者包括其相反方向的两个方向运动，以及相对于某个中心点进行旋转。

这样，机器人100具备：作为“第一部件”的基台111；相对于基台111可转动地设置的“第二部件”即第一手臂121；以及从基台111(第一部件)及第一手臂121(第二部件)的一侧向另一侧传递驱动力的齿轮装置1。此外，也可以将第二～第六手臂122～126中从第一手臂121侧开始依次选择的任意数量的手臂作为“第二部件”。即，也可以将由第一手臂121以及第二～第六手臂122～126中从第一手臂121侧开始依次选择的任意数量的手臂构成的结构体称为“第二部件”。例如，即可以将由第一手臂121、第二手臂122构成的结构体称为“第二部件”，也可以将整个机器人手臂120称为“第二部件”。另外，“第二部件”也可以包括手部130。即，也可以将由机器人手臂120及手部130构成的结构体称为“第二部件”。

如上所述的机器人100具备如下说明的长寿命的齿轮装置1。以下，作为本发明的齿轮装置的一例，对齿轮装置1进行说明。

2.齿轮装置

＜第一实施方式＞

图2是示出本发明的第一实施方式所涉及的齿轮装置的分解立体图。图3是图2所示的齿轮装置的纵剖视图。图4是图2所示的齿轮装置的主视图。此外，在各图中，为便于说明，根据需要适当地放大各部的尺寸进行了图示，各部间的尺寸比并不一定与实际尺寸比一致。

图2至图4所示的齿轮装置1是波动齿轮装置，例如作为减速器使用。该齿轮装置1具备：作为内齿轮的刚性齿轮2；配置于刚性齿轮2内侧的、作为杯型外齿轮的挠性齿轮3；以及配置于挠性齿轮3内侧的波动发生器4。另外，虽然没有图示，在齿轮装置1的各部(滑动部或接触部)，根据需要适当配置有润滑脂等的润滑剂。

在该齿轮装置1中，挠性齿轮3的横截面具备由波动发生器4变形为椭圆形或长圆形的部分，在该部分的长轴侧的两端部(图3及图4中的上部及下部)，挠性齿轮3与刚性齿轮2啮合。而且，刚性齿轮2及挠性齿轮3的齿数互不相同。

在这种齿轮装置1中，例如，若对波动发生器4输入驱动力(例如，来自上述电机150的驱动力)，则刚性齿轮2及挠性齿轮3彼此的啮合位置在圆周方向上移动，并且因齿数差而绕着轴线a相对旋转。由此，可以对从驱动源输入到波动发生器4的驱动力进行减速而从挠性齿轮3输出。即，能够实现将波动发生器4作为输入轴侧、将挠性齿轮3作为输出轴侧的减速器。

以下，对齿轮装置1的结构进行简单说明。

如图2至图4所示，刚性齿轮2是由径向上基本不挠曲的刚体构成的齿轮，并且是具有内齿23的环状的内齿轮。在本实施方式中，刚性齿轮2是正齿轮。即，内齿23具有与轴线a平行的齿线。此外，内齿23的齿线也可以相对于轴线a倾斜。即，刚性齿轮2也可以是斜齿轮或人字齿轮。

挠性齿轮3插入刚性齿轮2的内侧。该挠性齿轮3是在径向上可挠曲变形的具有挠性的齿轮，并且是具有与刚性齿轮2的内齿23相啮合的外齿33(齿)的外齿轮。另外，挠性齿轮3的齿数比刚性齿轮2的齿数少。这样，挠性齿轮3和刚性齿轮2的齿数互不相同，由此能够实现减速器。

在本实施方式中，挠性齿轮3形成为在图3中轴线a方向的左端具有开口35的杯状，其外周面上形成有外齿33。此处，挠性齿轮3具备：绕轴线a的筒状(更具体为圆筒状)的主体部31(筒部)；以及连接(形成)于主体部31在轴线a方向上的一端部侧(图3中轴线a方向的右侧)的底部32(连接部)。

如图3所示，在底部32上，形成有沿轴线a贯通的孔321、和在孔321的周围贯通的多个孔322。可以将输出侧的轴体(未图示)插入孔321。另外，孔322可以作为插入用以将输出侧的轴体(未图示)固定于底部32的螺钉的螺纹孔使用。此外，上述孔适当设置即可，也可以省略。

如图3及图4所示，波动发生器4配置在挠性齿轮3的内侧，可绕轴线a旋转。而且，波动发生器4变形为以挠性齿轮3的主体部31的横截面具有长轴La及短轴Lb的椭圆形或长圆形，使外齿33与刚性齿轮2的内齿23啮合。此处，挠性齿轮3及刚性齿轮2绕同一轴线a可旋转地彼此内外啮合。

在本实施方式中，波动发生器4具备：凸轮41；以及安装在凸轮41的外周的轴承42。凸轮41具备：绕轴线a旋转的轴部411；以及从轴部411的一端部朝外侧突出的凸轮部412。此处，从沿着轴线a的方向观察时，凸轮部412的外周面形成为以图3及图4中的上下方向为长轴的椭圆形或长圆形。轴承42具备：挠性的内圈421及外圈423、和配置在它们之间的多个滚珠422。此处，内圈421嵌入凸轮41的凸轮部412的外周面，沿着凸轮部412的外周面弹性变形为椭圆形或长圆形。随之，外圈423也弹性变形为椭圆形或长圆形。外圈423的外周面与主体部31的内周面311抵接。另外，内圈421的外周面及外圈423的内周面形成为将多个滚珠422分别沿圆周方向引导并且使其滚动的轨道面。另外，虽然没有图示，多个滚珠422由保持器保持，以保持彼此在圆周方向上的间隔恒定。

特别是，波动发生器4所具备的轴承42为角接触球轴承。由此，即便对轴承42施加径向载荷(与轴线a正交的方向上的载荷)及推力载荷(平行于轴线a的方向上的载荷)这两种载荷，也能够经由轴承42顺利地进行挠性齿轮3与凸轮部412之间的相对旋转。此外，稍后详细说明轴承42。

在这种波动发生器4中，伴随着绕凸轮41的轴线a的旋转，凸轮部412的朝向改变，随之，外圈423也发生变形，使刚性齿轮2及挠性齿轮3彼此的啮合位置在圆周方向上移动。此外，这时，由于内圈421被固定地设置于凸轮部412的外周面，因而变形状态不会改变。

以上，对齿轮装置1的结构进行了简单说明。在这种齿轮装置1中，如前所述，例如，若对波动发生器4输入驱动力(例如，来自上述电机150的驱动力)，则刚性齿轮2及挠性齿轮3彼此的啮合位置在圆周方向上移动，并且因齿数差而绕着轴线a相对旋转。此时，挠性齿轮3的主体部31沿其径向反复变形。通过该变形，对于轴承42，不仅施加径向载荷(垂直于轴线a的方向上的载荷)，还施加推力载荷(平行于轴线a的方向上的载荷)。此处，当将波动发生器4侧作为输入侧，将刚性齿轮2侧或挠性齿轮3侧作为输出侧，将齿轮装置1用作减速器时，该推力载荷作用在轴承42上，使得如图3中的箭头α所示，轴承42的外圈423被拉向挠性齿轮3的底部32侧。因此，为了应对这种推力载荷，使用角接触球轴承作为轴承42。以下，对轴承42进行详细说明。

(轴承的详细说明)

图5是图2所示的齿轮装置所具备的波动发生器的轴承(自然状态)的局部放大纵剖视图。图6是图2所示的齿轮装置所具备的波动发生器的局部放大纵剖视图(沿着图4中的长轴La的截面)。图7是图2所示的齿轮装置所具备的波动发生器的局部放大纵剖视图(沿着图4中的短轴Lb的截面)。

如图5所示，轴承42具备：挠性的内圈421及外圈423、和在它们之间沿着圆周方向配置成一列的多个滚珠422。此外，图5表示轴承42的自然状态(从齿轮装置1中拆卸，并且没有施加外力的状态)。

在内圈421的外周面，设有沿圆周方向引导多个滚珠422并且使其滚动的轨道面431(内圈侧轨道面)。该轨道面431沿着内圈421的圆周方向延伸，横截面是形成为半径稍大于滚珠422的半径的圆弧的凹状。通过设置这种轨道面431，在内圈421的外周面，在轨道面431的两侧设置一对台肩部432、433(内圈侧台肩部)。该一对台肩部432、433作为限制部发挥功能，该限制部限制滚珠422由于上述推力载荷而相对于内圈421在沿轴线a的方向上移动。此外，内圈421也可以不具有挠性，在这种情况下，只需形成为在自然状态下与凸轮部412的外周面的形状相对应的形状即可。另外，内圈421也可以与上述凸轮部412一体构成。

在本实施方式中，一对台肩部432、433的高度H3、H4彼此相等。此外，例如如后述第三实施方式那样，一对台肩部432、433的高度也可以互不相同。

此处，一对台肩部432、433的高度H3、H4均没有特别限定，相对于滚珠422的半径，优选为1/20以上1/2以下，更优选为1/15以上1/3以下。

在外圈423的内周面，设有沿圆周方向引导多个滚珠422并且使其滚动的轨道面441(外圈侧轨道面)。该轨道面441沿着外圈423的圆周方向延伸，横截面是形成为半径稍大于滚珠422的半径的圆弧的凹状。通过设置这种轨道面441，在外圈423的内周面，在轨道面441的两侧设置一对台肩部442、443(外圈侧台肩部)。可以说一对台肩部442、443分别是沿着外圈423的圆周方向延伸，并且朝向内圈421侧突出的凸状。该一对台肩部442、443作为限制部发挥功能，该限制部限制滚珠422由于上述推力载荷而相对于外圈423在沿轴线a的方向上移动。

在本实施方式中，图5中左侧的台肩部443的高度H2高于图5中右侧的台肩部442的高度H1。即，台肩部443与轴线a之间的距离L2小于台肩部442与轴线a之间的距离L1。这样，通过使一对台肩部442、443的高度互不相同，可确保外圈423所需的挠性，并且能够充分地应对如上述那样的推力载荷。

另外，如图5所示，当在包含轴线a的截面中观察时，一对台肩部442、443的顶面以沿着同一条线的方式，相对于轴线a倾斜。此处，台肩部442的顶面以朝向台肩部443侧高度变高的方式，相对于轴线a倾斜。另外，台肩部443的顶面以朝向台肩部442侧高度变低的方式，相对于轴线a倾斜。此外，台肩部442、443的顶面的倾斜方向分别不限定于图示的方向。另外，台肩部442、443中的至少一个顶面也可以如后述第四实施方式那样，与轴线a平行。

此处，台肩部442的高度H1优选为，低于上述台肩部432的高度H3或台肩部433的高度H4。由此，能够容易地确保外圈423所需的挠性。另外，台肩部443的高度H2可以高于或低于上述台肩部432的高度H3或台肩部433的高度H4，但优选的是，其相对于台肩部432的高度H3或台肩部433的高度H4为0.5倍以上1.5倍以下。由此，能够容易地确保外圈423所需的挠性，并且容易地实现可承受作用于轴承42的推力载荷的台肩部443。此外，台肩部442、443的宽度(沿轴线a的方向上的长度)没有特别限定，可以设为已知的轴承所具备的外圈的台肩部的宽度。

如图6及图7所示，即使上述结构的轴承42装入齿轮装置1中的状态下，台肩部443与轴线a之间的距离L2也小于台肩部442与轴线a之间的距离L1。

此处，在图6所示的截面、即将挠性齿轮3在沿长轴La的方向上被凸轮部412扩展的部分沿着轴线a切断而成的截面中，外圈423从挠性齿轮3侧接受外圈423的图中右侧的部分在靠近轴线a的方向上位移的载荷。即使在接受这种载荷的部分中，通过将距离L2设为小于距离L1，也能够充分限制滚珠422由于上述推力载荷而相对于内圈421在沿轴线a的方向上移动。此外，在该部分中，不一定必须设为距离L2＜距离L1的关系。这种情况下，如下所述，可以在一定程度上应对推力载荷。

在图7所示的截面、即将挠性齿轮3在沿短轴Lb的方向上被凸轮部412缩小的部分沿着轴线a切断而成的截面中，外圈423很少接受如上述图6中说明的载荷，或者从挠性齿轮3侧接受外圈423的图中左侧的部分在靠近轴线a的方向上位移的载荷。在接受这种载荷的部分中，通过以与上述图5所示的状态(即轴承42未装入齿轮装置1中的自然状态)相同的程度将距离L2设为小于距离L1，或者更小，能够充分限制滚珠422由于上述推力载荷而相对于内圈421在沿轴线a的方向上移动。

在这种轴承42中，如图3所示，将滚珠422和内圈421的接触点P1、与滚珠422和外圈423的接触点P2进行连结的直线b相对于径向(垂直于轴线a的方向)倾斜。该倾斜角度(接触角)没有特别限定，优选为0.5°以上40°以下。另外，当在包含轴线a的截面中观察时，将该直线b与轴线a相交的点称作载荷作用点P。在本实施方式中，该载荷作用点P相对于轴承42在轴线a方向上的中心PC位于底部32侧(参照图3)。

如上所示，齿轮装置1具备：作为内齿轮的刚性齿轮2；作为外齿轮的挠性齿轮3，其与刚性齿轮2局部啮合，相对于刚性齿轮2绕轴线a(旋转轴)相对旋转并具有挠性；以及波动发生器4，其与刚性齿轮2的内周面接触，使刚性齿轮2与挠性齿轮3的啮合位置在绕轴线a的圆周方向上移动。另外，波动发生器4具备：具有非圆形的外周面的凸轮41；以及在刚性齿轮2的内周面与凸轮41的外周面之间与其接触配置的轴承42。

此处，轴承42为角接触球轴承。更具体而言，轴承42具备：内圈421；外圈423；配置于内圈421与外圈423之间的多个滚珠422。而且，外圈423具备：多个滚珠422所接触的外圈侧轨道面的轨道面441；以及作为一对外圈侧台肩部的台肩部442、443，在包含轴线a(旋转轴)的截面中观察的剖视下，设置于轨道面441的两侧，与轴线a之间的距离L1、L2互不相同。

根据这种齿轮装置1，由于波动发生器4所具备的轴承42为角接触球轴承，更具体而言，由于轴承42具备与轴线a之间的距离L1、L2互不相同的一对台肩部442、443，因而该轴承42能够充分地应对径向载荷及推力载荷(轴向载荷)两者。即，即便对该轴承42施加径向载荷及推力载荷(轴向载荷)两者，也能够经由轴承42顺利地进行挠性齿轮3与凸轮41的相对旋转。因此，能够实现轴承42的长寿命化、乃至齿轮装置1的长寿命化。

在本实施方式中，挠性齿轮3(外齿轮)具备：筒状的主体部31，一端部设有外齿33，并以轴线a(旋转轴)为中心；以及作为连接部的底部32，连接到与主体部31的外齿33相反的一侧的端部。另外，齿轮装置1是输入轴连接到凸轮41的减速器。而且，轴承42的载荷作用点相比轴承42的中心位于底部32侧。由此，在使用齿轮装置1作为减速器的情况下，轴承42能够充分地应对推力载荷(轴向载荷)。此外，在刚性齿轮2或挠性齿轮3连接输入轴并且使用齿轮装置1作为增速器的情况下，只要将轴承42的载荷作用点相比轴承42的中心设在与底部32相反的一侧即可。

＜第二实施方式＞

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。

图8是示出本发明的第二实施方式所涉及的齿轮装置所具备的轴承(自然状态)的局部放大纵剖视图。

在本实施方式中，除轴承的外圈结构不同以外，与上述第一实施方式相同。此外，在以下的说明中，对于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同事项省略其说明。另外，在图8中，对于与上述实施方式相同的结构，附与相同附图标记。

例如，在上述第一实施方式的齿轮装置1中，取代轴承42，使用图8所示的轴承42A。该轴承42A具备：挠性的内圈421及外圈423A；以及配置于它们之间的多个滚珠422。此外，图8表示轴承42A的自然状态(从齿轮装置1中拆卸，并且没有施加外力的状态)。

在外圈423A的内周面，与上述第一实施方式的外圈423同样地，设有轨道面441及一对台肩部442、443(外圈侧台肩部)。此处，如前所述，当在包含轴线a的截面中观察时，一对台肩部442、443的顶面以沿着同一条线的方式，相对于轴线a倾斜。对此，外圈423A的外周面在与台肩部442、443(外圈侧台肩部)相反的一侧，相对于轴线a倾斜。由此，在将轴承42A装入齿轮装置中的状态下，在圆周方向上的整个区域中容易满足距离L2＜距离L1的关系。外圈423A的外周面相对于轴线a的倾斜角度没有特别限定，例如，优选为大于0°且10°以下。

这样，外圈423A的外周面从沿轴线a(旋转轴)的一侧朝另一侧倾斜。由此，在装入轴承42A的波动发生器的长轴上，能够将一对台肩部442、443(外圈侧台肩部)与轴线a之间的距离维持在所希望的关系。因此，轴承42A能够充分且更精确地应对推力载荷(轴向载荷)。

根据如上说明的第二实施方式，能够实现齿轮装置的长寿命化。

＜第三实施方式＞

接着，对本发明的第三实施方式进行说明。

图9是示出本发明的第三实施方式所涉及的齿轮装置所具备的轴承(自然状态)的局部放大纵剖视图。

在本实施方式中，除轴承的内圈结构不同以外，与上述第一实施方式相同。此外，在以下的说明中，对于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同事项省略其说明。另外，在图9中，对与上述实施方式相同的结构，附与相同附图标记。

例如，在上述第一实施方式的齿轮装置1中，取代轴承42，使用图9所示的轴承42B。该轴承42B具备：挠性的内圈421B及外圈423；以及配置于它们之间的多个滚珠422。此外，图9表示轴承42B的自然状态(从齿轮装置1中拆卸，并且没有施加外力的状态)。

在内圈421B的外周面，设有沿圆周方向引导多个滚珠422并且使其滚动的轨道面431B(内圈侧轨道面)。通过设置该轨道面431B，在内圈421B的外周面，在轨道面431B的两侧设有一对台肩部432B、433B(内圈侧台肩部)。该一对台肩部432B、433B作为限制部发挥功能，该限制部限制滚珠422由于上述推力载荷而相对于内圈421B在沿轴线a的方向上移动。

在本实施方式中，图9中右侧(外圈423的台肩部442侧)的台肩部432B的高度H3高于图9中左侧(外圈423的台肩部443侧)的台肩部433B的高度H4。这样，通过使一对台肩部432B、433B的高度互不相同，可降低滚珠422相对于内圈421B的摩擦阻力，并且能够提高作为上述限制部的功能。

另外，如图9所示，当在包含轴线a的截面中观察时，一对台肩部432B、433B的顶面以沿着同一条线的方式，相对于轴线a倾斜。此处，台肩部433B的顶面以朝向台肩部432B侧高度变高的方式，相对于轴线a倾斜。另外，台肩部432B的顶面以朝向台肩部433B侧高度变低的方式，相对于轴线a倾斜。此外，台肩部432B、433B的顶面的倾斜方向均不限定于图示的方向。另外，台肩部432B、433B中的至少一个顶面也可以与轴线a平行。

这样，内圈421B具备：作为多个滚珠422所接触的内圈侧轨道面的轨道面431B；以及作为一对内圈侧台肩部的台肩部432B、433B，在包含轴线a(旋转轴)的截面中观察的剖视下，设置于轨道面431B的两侧，彼此高度不同。由此，能够减小滚珠422相对于内圈421B的摩擦阻力，并且轴承42B能够充分地应对推力载荷(轴向载荷)。

根据如上说明的第三实施方式，能够实现齿轮装置的长寿命化。

＜第四实施方式＞

接着，对本发明的第四实施方式进行说明。

图10是示出本发明的第四实施方式所涉及的齿轮装置所具备的轴承(自然状态)的局部放大纵剖视图。

在本实施方式中，除轴承的外圈结构不同以外，与上述第一实施方式相同。此外，在以下的说明中，对于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同事项省略其说明。另外，在图10中，对于与上述实施方式相同的结构，附与相同附图标记。

例如，在上述第一实施方式的齿轮装置1中，取代轴承42，使用图10所示的轴承42C。该轴承42C具备：挠性的内圈421及外圈423C；以及配置于它们之间的多个滚珠422。此外，图10表示轴承42C的自然状态(从齿轮装置1中拆卸，并且没有施加外力的状态)。

在外圈423C的内周面，设有沿圆周方向引导多个滚珠422并且使其滚动的轨道面441C(外圈侧轨道面)。通过设置该轨道面441C，在外圈423C的内周面，在轨道面441C的两侧设置一对台肩部442C、443C(外圈侧台肩部)。该一对台肩部442C、443C作为限制部发挥功能，该限制部限制滚珠422由于上述推力载荷而相对于外圈423C在沿轴线a的方向上移动。

此处，图10中左侧的台肩部443C的高度H2高于图10中右侧的台肩部442C的高度H1。这样，通过使一对台肩部442C、443C的高度互不相同，可确保外圈423C所需的挠性，并且能够充分地应对如上所述的推力载荷。

在本实施方式中，如图10所示，在包含轴线a的截面中观察时，一对台肩部442C、443C的顶面与轴线a平行。

根据如上说明的第四实施方式，能够实现齿轮装置的长寿命化。

＜第五实施方式＞

接着，对本发明的第五实施方式进行说明。

图11是示出本发明的第五实施方式所涉及的齿轮装置的纵剖视图。

在本实施方式中，除挠性齿轮的结构不同以外，与上述第一实施方式相同。此外，在以下的说明中，对于本实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同事项省略其说明。另外，在图11中，对于与上述实施方式相同的结构，附与相同附图标记。

图11所示的齿轮装置1D具备挠性齿轮3D，该挠性齿轮3D是配置于刚性齿轮2的内侧的帽形的外接齿轮。该挠性齿轮3D具备凸缘部32D(连接部)，该凸缘部32D连接于筒状的主体部31的一端部，朝着与轴线a相反的一侧突出。在凸缘部32D上，形成有沿轴线a贯通的多个孔322D。该孔322D可以用作螺纹孔，插入用以将输出侧的轴体固定于凸缘部32D的螺钉。另外，可以在凸缘部32D的内周部321D，插入输出侧的轴体。

这种齿轮装置1D与上述第一实施方式的齿轮装置1同样地，具备作为角接触球轴承的轴承42(或者42A、42B、42C)。由此，即便对轴承42施加径向载荷(与轴线a正交的方向上的载荷)及推力载荷(平行于轴线a的方向上的载荷)这两种载荷，也能够经由轴承42顺利地进行挠性齿轮3D与凸轮部412的相对旋转。

根据如上说明的第五实施方式，能够实现齿轮装置1D的长寿命化。

以上，根据图示的实施方式，对本发明的机器人、挠性齿轮及齿轮装置进行了说明，但是本发明不限定于此，各部的结构可以用具有相同功能的任意结构替换。另外，也可以在本发明中添加其他任意结构物。另外，也可以对各实施方式进行适当组合。

在上述实施方式中，对机器人所具备的基台为“第一部件”、第一手臂为“第二部件”、从第一部件向第二部件传递驱动力的齿轮装置进行了说明，但是本发明不限定于，也可适用于第n(n为1以上的整数)手臂为“第一部件”、第(n+1)手臂为“第二部件”、从第n手臂及第(n+1)手臂的一个向另一个传递驱动力的齿轮装置。另外，也可适用于从第二部件向第一部件传递驱动力的齿轮装置。

另外，在上述实施方式中，对6轴垂直多关节机器人进行了说明，但是只要使用具有挠性齿轮的齿轮装置，则本发明不限定于此，例如，机器人的关节数是任意的，另外，也可适用于水平多关节机器人。

另外，本发明不限定于上述实施方式的波动齿轮装置，可适用于具有杯状的挠性齿轮的各种齿轮装置。

另外，本发明的齿轮装置也可设置于机器人以外的任意装置(具有驱动力传递部)中。

Claims (7)

1.一种机器人，其特征在于，具备：

第一部件；

第二部件，构成为包含手臂，并相对于所述第一部件能够转动地设置；以及

齿轮装置，从所述第一部件和所述第二部件中的一方侧向另一方侧传递驱动力，

所述齿轮装置具有：

内齿轮；

具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及

波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，

所述波动发生器具有：

凸轮，具有非圆形的外周面；以及

轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，

所述轴承为角接触球轴承。

2.一种机器人，其特征在于，具备：

第一部件；

第二部件，构成为包含手臂，并相对于所述第一部件能够转动地设置；以及

齿轮装置，从所述第一部件和所述第二部件中的一方侧向另一方侧传递驱动力，

所述齿轮装置具有：

内齿轮；

具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及

波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，

所述波动发生器具有：

凸轮，具有非圆形的外周面；以及

轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，

所述轴承具有：

内圈；

外圈；以及

多个滚珠，配置在所述内圈与所述外圈之间，

所述外圈具备：外圈侧轨道面，与所述多个滚珠接触；以及一对外圈侧台肩部，在以包含所述旋转轴的截面进行观察的剖视下，设置于所述外圈侧轨道面的两侧，所述一对外圈侧台肩部与所述旋转轴之间的距离互不相同。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，

所述外齿轮具有：

主体部，一端部设有外齿，所述主体部是以所述旋转轴为中心的筒状；以及

连接部，连接于所述主体部的与所述外齿相反一侧的端部，

所述齿轮装置是输入轴连接于所述凸轮的减速器，

所述轴承的载荷作用点相比所述轴承的中心位于所述连接部一侧。

4.根据权利要求2或3所述的机器人，其特征在于，

所述外圈的外周面从沿所述旋转轴的一侧朝向另一侧倾斜。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的机器人，其特征在于，

所述内圈具备：内圈侧轨道面，与所述多个滚珠接触；以及一对内圈侧台肩部，在以包含所述旋转轴的截面进行观察的剖视下，设置于所述内圈侧轨道面的两侧，所述一对内圈侧台肩部的高度互不相同。

6.一种齿轮装置，其特征在于，具备：

内齿轮；

具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及

波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，

所述波动发生器具有：

凸轮，具有非圆形的外周面；以及

轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，

所述轴承为角接触球轴承。

7.一种齿轮装置，其特征在于，具备：

内齿轮；

具有挠性的外齿轮，与所述内齿轮局部啮合而相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及

波动发生器，与所述外齿轮的内周面接触，使所述内齿轮与所述外齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的圆周方向上移动，

所述波动发生器具有：

凸轮，具有非圆形的外周面；以及

轴承，配置在所述外齿轮的内周面与所述凸轮的外周面之间，

所述轴承具有：

内圈；

外圈；以及

多个滚珠，配置在所述内圈与所述外圈之间，

所述外圈具备：外圈侧轨道面，与所述多个滚珠接触；以及一对外圈侧台肩部，在以包含所述旋转轴的截面进行观察的剖视下，设置于所述外圈侧轨道面的两侧，所述一对外圈侧台肩部与所述旋转轴之间的距离互不相同。