CN110480625A - 机器人、齿轮装置及齿轮装置单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供机器人、齿轮装置及齿轮装置单元，能减少润滑剂的流出。机器人的特征在于，具有：第一部件；相对于第一部件转动的第二部件；齿轮装置，齿轮装置从第一部件及第二部件的一侧向另一侧传递使第二部件相对于第一部件转动的驱动力；以及产生驱动力的驱动源，齿轮装置具备：具有内齿的内齿轮；具有挠性的外齿轮，外齿轮具备与内齿轮局部啮合的外齿，并相对于内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及波动产生器，波动产生器接触外齿轮的内周面，并使内齿轮与外齿轮的啮合位置在绕旋转轴的周向上移动，机器人还具有壁部，壁部配置于内齿轮的齿宽的端部，并连接于内齿轮的在周向上相邻的两个齿根和位于两个齿根之间的齿底。

Description

机器人、齿轮装置及齿轮装置单元

技术领域

本发明涉及机器人、齿轮装置及齿轮装置单元。

背景技术

在具备构成为包括至少一个臂的机器人臂的机器人中，例如通过电机驱动机器人臂的关节部，但此时，实施了通过齿轮装置(减速器)使该电机的旋转减速。

作为这样的减速器，已知例如专利文献1所记载的那样的挠曲啮合式齿轮装置。该挠曲啮合式齿轮装置具有环状的刚性内齿轮、配置于刚性内齿轮的内侧的挠性外齿轮以及嵌入到挠性外齿轮的内侧的波动产生器。并且，比挠性外齿轮的外齿更靠开口端侧的部分向装置外壳的端壁侧延伸，在该延伸端部分的外周面和该外周面所对置的装置外壳的内周面之间，安装有环状的弹性密封件。通过设置这样的弹性密封件，对装置外壳的内部空间进行分割，即使储存不同特性的润滑剂，双方也不会相混合。由此，能够供应适合待润滑的部分的粘度的润滑剂。

专利文献1：日本特开平9-250609号公報

然而，在如专利文献1所记载的挠曲啮合式齿轮装置中，伴随外齿与内齿的啮合，润滑剂(润滑脂)在外齿和内齿之间移动。该移动的方向例如基于输入输出轴的设定。例如在专利文献1所记载的齿轮装置中，润滑剂从外齿与内齿的啮合部分向挠性外齿轮的与开口端侧相反一侧的躯干部侧移动。因而，担心外齿与内齿的啮合部分的润滑状态变差。

发明内容

本发明的应用例涉及的机器人具有：第一部件；相对于所述第一部件转动的第二部件；齿轮装置，所述齿轮装置从所述第一部件及所述第二部件的一侧向另一侧传递使所述第二部件相对于所述第一部件转动的驱动力；以及产生所述驱动力的驱动源，所述齿轮装置具备：具有内齿的内齿轮；具有挠性的外齿轮，所述外齿轮具备与所述内齿轮局部啮合的外齿，并相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及波动产生器，所述波动产生器接触所述外齿轮的内周面，并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周向上移动，所述机器人还具有壁部，所述壁部配置于所述内齿轮的齿宽的端部，并连接于所述内齿轮的在周向上相邻的两个齿根和位于所述两个齿根之间的齿底。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式涉及的机器人的简要构成的侧视图。

图2是示出本发明的第一实施方式涉及的齿轮装置单元的剖视图。

图3是图2所示的齿轮装置单元的主视图。

图4是图2的局部放大图。

图5是示出图4的刚性齿轮及壁部的局部剖视立体图。

图6是表示图5所示的刚性齿轮的细节的图。

图7是从刚性齿轮的齿宽的另一端部侧观察图5所示的刚性齿轮及壁部的图。

图8是示出本发明的第二实施方式涉及的刚性齿轮及壁部的剖视图。

图9是示出图8所示的齿轮装置及壁部的变形例的剖视图。

图10是示出图8所示的齿轮装置及壁部的变形例的剖视图。

图11是示出图8所示的齿轮装置及壁部的变形例的剖视图。

图12是示出本发明的第三实施方式涉及的齿轮装置单元的局部放大剖视图。

图13是示出本发明的第四实施方式涉及的齿轮装置单元的局部放大剖视图。

图14是示出本发明的第五实施方式涉及的齿轮装置单元的剖视图。

附图标记说明

1…齿轮装置；1C…齿轮装置；2…刚性齿轮；2A～2C…刚性齿轮；3…挠性齿轮；3C…挠性齿轮；4…波动产生器；5…壳体；5A…壳体；5C…壳体；6…壁部；6A～6F…壁部；10…齿轮装置单元；10A～10C…齿轮装置单元；11…盖体；11C…盖体；12…主体；13…轴承；14…轴承；15…内环；16…外环；17…滚子；18…交叉滚子轴承；23…内齿；30…开口部；31…躯干部；32…底部；32C…凸缘部；33…外齿；36…开口；41…凸轮；42…轴承；60…润滑剂保持环；60F…润滑剂保持环；61…轴；61A…侧面；61B…侧面；61D…侧面；62…轴；62D…顶面；100…机器人；110…基座；111…内壁面；111C…内壁面；120…第一臂；121…内壁面；130…第二臂；140…工作头；141…花键轴；150…末端执行器；151…内壁面；160…配线引绕部；170…电机；190…控制装置；231…齿底；232…齿根；233…齿尖；411…轴部；412…凸轮部；421…内环；422…滚珠；423…外环；D1…齿高方向；D2…齿线方向；D3…周向；F1…箭头；F2…箭头；G…润滑剂；J1…第一轴；J2…第二轴；J3…第三轴；La…长轴；Lb…短轴；a…轴线。

具体实施方式

下面，基于附图所示的优选实施方式，对本发明的机器人、齿轮装置及齿轮装置单元进行详细说明。

1、机器人

首先，简单说明本发明的机器人的实施方式。

图1是示出本发明的实施方式涉及的机器人的简要构成的侧视图。需要说明的是，以下，为便于说明，将图1中的上侧称为“上”，将下侧称为“下”。另外，将图1中的基座侧称为“基端侧”，将其相反侧(末端执行器侧)称为“前端侧”。另外，将图1的上下方向设为“铅垂方向”，将左右方向设为“水平方向”。

图1所示的机器人100例如是在精密仪器、构成精密仪器的元器件(对象物)的供料、卸料、输送及组装等作业中所使用的机器人。如图1所示，该机器人100具有基座110、第一臂120、第二臂130、工作头140、末端执行器150以及配线引绕部160。下面，依次对机器人100的各部分进行简单说明。

基座110例如通过螺栓等固定于未图示的地板表面。基座110的内部设置有综合控制机器人100的控制装置190。另外，第一臂120相对于基座110绕沿着铅垂方向的第一轴J1(转动轴)可转动地连结于基座110。

这里，基座110内设置有驱动源，该驱动源具有：作为第一电机的电机170，其为伺服电机等，产生使第一臂120转动的驱动力；以及作为第一减速器的齿轮装置单元10，其使电机170的驱动力的旋转减速。齿轮装置单元10的输入轴连结于电机170的旋转轴，齿轮装置单元10的输出轴连结于第一臂120。因而，若电机170进行驱动，其驱动力经由齿轮装置单元10传递至第一臂120，则第一臂120相对于基座110绕第一轴J1在水平面内转动。

第二臂130相对于第一臂120绕沿着铅垂方向的第二轴J2(转动轴)可转动地连结于第一臂120的前端部。虽未图示，但第二臂130内设置有驱动源，该驱动源具有：第二电机，其产生使第二臂130转动的驱动力；以及第二减速器，其使第二电机的驱动力的旋转减速。并且，由于第二电机的驱动力经由第二减速器传递至第二臂130，从而第二臂130相对于第一臂120绕第二轴J2在水平面内转动。

在第二臂130的前端部配置有工作头140。工作头140具有插通同轴地配置于第二臂130的前端部的花键螺母及滚珠丝杠螺母(均未图示)的花键轴141。花键轴141相对于第二臂130能够绕其第三轴J3旋转，且能够在上下方向上移动(升降)。

虽未图示，但第二臂130内配置有旋转电机及升降电机。旋转电机的驱动力通过未图示的驱动力传递机构传递至花键螺母，若花键螺母正反向旋转，则花键轴141绕沿着铅垂方向的第三轴J3正反向旋转。

另一方面，升降电机的驱动力通过未图示的驱动力传递机构传递至滚珠丝杠螺母，若滚珠丝杠螺母正反向旋转，则花键轴141上下移动。

末端执行器150连结于花键轴141的前端部(下端部)。作为末端执行器150，并无特别限定，可列举出例如抓握被输送物的末端执行器、对被加工物进行加工的末端执行器等。

与第二臂130内所配置的各电子元器件(例如第二电机、旋转电机、升降电机等)连接的多个配线从连结第二臂130和基座110的管状的配线引绕部160内穿过而被引绕到基座110内。进而，该多个配线通过在基座110内汇集，从而与连接至电机170及未图示的编码器的配线一起，被引绕到设置于基座110内的控制装置190。

如上所述，机器人100具备：作为第一部件的基座110；作为第二部件的第一臂120，其设置为能够相对于基座110转动；以及齿轮装置单元10，其从基座110及第一臂120的一侧向另一侧传递驱动力。

需要说明的是，也可以将第一臂120和第二臂130统称为“第二部件”。另外，“第二部件”除了第一臂120和第二臂130外，还可以包括工作头140及末端执行器150。另外，“转动”是指，包括：相对于某个中心点在一个方向或包括其相反方向的两个方向上运动；以及相对于某个中心点旋转。

另外，在本实施方式中，第一减速器由齿轮装置单元10构成，但也可以是，第二减速器由齿轮装置单元10构成，另外，也可以是，第一减速器及第二减速器均由齿轮装置单元10构成。在第二减速器由齿轮装置单元10构成的情况下，将第一臂120视为“第一部件”、将第二臂130视为“第二部件”即可。另外，也可以使用下文所述的齿轮装置单元10B来代替齿轮装置单元10。

另外，在本实施方式中，电机170及齿轮装置单元10设置于基座110，但电机170及齿轮装置单元10也可以设置于第一臂120。在这种情况下，将齿轮装置单元10的输出轴连结到基座110即可。

2、齿轮装置单元

下面，对本发明的齿轮装置单元的实施方式进行说明。

第一实施方式

图2是示出本发明的第一实施方式涉及的齿轮装置单元的剖视图。图3是图2所示的齿轮装置单元的主视图。需要说明的是，在各图中，为便于说明，根据需要适当夸张地对各部分的尺寸进行了图示，另外，各部分间的尺寸比不一定与实际的尺寸比一致。

图2所示的齿轮装置单元10为波动齿轮装置，例如用作减速器。该齿轮装置单元10具有齿轮装置1和容纳齿轮装置1的壳体5，它们一体形成。这里，在齿轮装置单元10的壳体5内配置有润滑剂G。下面，对齿轮装置单元10的各部分进行说明。需要说明的是，壳体5根据需要设置即可，也可以省略。

(齿轮装置)

齿轮装置1具有：作为内齿轮的刚性齿轮2；配置于刚性齿轮2的内侧的杯型的作为外齿轮的挠性齿轮3；以及配置于挠性齿轮3的内侧的波动产生器4。

在本实施方式中，刚性齿轮2借助壳体5固定(连接)于上述机器人100的基座110(第一部件)，挠性齿轮3与上述机器人100的第一臂120(第二部件)连接，波动产生器4与配置在上述机器人100的基座110上的电机170(驱动源)的旋转轴连接。

若电机170的旋转轴旋转(即产生驱动力)，则波动产生器4以与电机170的旋转轴相同的旋转速度旋转。并且，刚性齿轮2和挠性齿轮3由于齿数相互不同，因此以彼此啮合的位置在周向上移动的方式绕轴线a相对旋转。在本实施方式中，由于刚性齿轮2的齿数多于挠性齿轮3的齿数，因此能够使挠性齿轮3以比电机170的旋转轴的旋转速度小的旋转速度旋转。即，能够实现以波动产生器4为输入轴侧、以挠性齿轮3为输出轴侧的减速器。

需要说明的是，根据壳体5的形态不同，即使将挠性齿轮3固定(连接)于基座110，将刚性齿轮2连接于第一臂120，也可以将齿轮装置单元10用作减速器。另外，如下文所述，即使将电机170的旋转轴连接于挠性齿轮3，也可以将齿轮装置单元10用作减速器，在这种情况下，将波动产生器4固定(连接)于基座110，将刚性齿轮2连接于第一臂120即可。另外，在将齿轮装置单元10用作增速器的情况下(在使挠性齿轮3以比电机170的旋转轴的旋转速度大的旋转速度旋转的情况下)，使上述的输入侧和输出侧之间的关系成为相反即可。

如图2和图3所示，刚性齿轮2是由刚性体构成的齿轮，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为正齿轮。即，内齿23具有相对于轴线a平行的齿线。需要说明的是，内齿23的齿线方向也可以相对于轴线a倾斜。即，刚性齿轮2也可以是斜齿轮或人字齿轮。

如图2和图3所示，挠性齿轮3插通到刚性齿轮2的内侧。该挠性齿轮3是具有可沿径向挠曲变形的挠性的齿轮，是具有与刚性齿轮2的内齿23啮合的外齿33的外齿轮。另外，挠性齿轮3的齿数少于刚性齿轮2的齿数。像这样，由于挠性齿轮3和刚性齿轮2的齿数相互不同，因此能够实现减速器。

在本实施方式中，挠性齿轮3形成具有轴线a方向上的一端(图2中右侧的端部)开放的开口36的杯状，并从该开口36朝另一端部侧形成有外齿33。这里，挠性齿轮3具有：围绕轴线a的筒状(更具体地，圆筒状)的开口部30；在轴线a方向的另一端部侧连接于外齿33的躯干部31；以及在更加另一端部侧连接于躯干部31的底部32。由此，由于与底部32相比，开口部30的一端部容易在径向上挠曲，因此能够实现挠性齿轮3相对于刚性齿轮2的良好的挠曲啮合。进而，能够提高供轴62(例如输出轴)连接的底部32的刚性。因此，齿轮装置单元10的齿隙非常小，适合反复进行反转的用途。另外，由于同时啮合的齿数的比例大，因此作用于一个齿的力变小，也能够获取高转矩容量。由于能在这样苛刻的用途下使用，因此要求润滑剂具有高的润滑性能，并且如下文所述，要求将该润滑剂保持于啮合部。

如图2和图3所示，波动产生器4配置于挠性齿轮3的内侧，可绕轴线a旋转。并且，挠性齿轮3和刚性齿轮2彼此可绕相同的轴线a旋转。于是，波动产生器4以使挠性齿轮3的开口部30的横截面变形成为长轴La及短轴Lb的椭圆形或长圆形的方式，使外齿33的一部分与刚性齿轮2的内齿23啮合。

在本实施方式中，波动产生器4具有凸轮41和安装于凸轮41的外周的轴承42。凸轮41具有绕轴线a旋转的轴部411和从轴部411的一端部向外侧突出的凸轮部412。

轴61(例如输入轴)连接于轴部411。当从沿着轴线a的方向观察时，凸轮部412的外周面呈椭圆形或长圆形。轴承42具有挠性的内环421及外环423和配置于它们之间的多个滚珠422。这里，内环421嵌入到凸轮41的凸轮部412的外周面，并沿凸轮部412的外周面弹性变形成椭圆形或长圆形。与此同时，外环423也弹性变形成椭圆形或长圆形。另外，内环421的外周面以及外环423的内周面分别具有边沿周向引导多个滚珠422边使其滚动的轨道面。另外，多个滚珠422由未图示的保持器保持以将彼此在周向上的间隔保持为恒定。此外，轴承42内配置有未图示的润滑脂。该润滑脂与下文所述的润滑剂G既可以相同，也可以不同。

在这种波动产生器4中，伴随凸轮41绕轴线a的旋转，凸轮部412的朝向改变，与此同时，外环423的外周面也发生变形，使刚性齿轮2和挠性齿轮3彼此啮合的位置在周向上移动。

另外，优选地，刚性齿轮2、挠性齿轮3及波动产生器4均由金属材料构成，特别地，因为机械特性及加工性优异，且比较便宜，所以优选使用铁类材料。作为该铁类材料，并没有特别限定，例如优选为铸铁、镍铬钼钢、铬钼钢(SCM)、马氏体时效钢以及沉淀硬化型不锈钢、球状石墨铸铁(球墨铸铁)中的任一种。其中，在使用球状石墨铸铁的情况下，若进行淬火、回火处理或温淬火处理，则具有良好的疲劳强度，因此可以实现齿轮装置单元10的寿命延长。进而，若对挠性齿轮3使用镍铬钼钢(例如SNCM439)，由于能够使其硬度高于使用铬钼钢的刚性齿轮2，因此能够减少挠性齿轮3的齿的磨损，能够进一步实现齿轮装置单元10的寿命延长。需要说明的是，由于刚性齿轮2和波动产生器4均为实质的刚性体，因此也可以由陶瓷材料等构成，但从与挠性齿轮3的强度的平衡来说，优选使用金属材料。若这些部件的强度差过大，则强度低一侧的部件极其容易磨损，结果，存在齿轮装置单元10的寿命缩短的担忧。

(壳体)

图2所示的壳体5具有借助轴承13支承轴61(例如输入轴)的大致板状的盖体11和借助轴承14支承轴62(例如输出轴)的杯状的主体12。这里，盖体11和主体12相连结(固定)而构成空间，在该空间内容纳上述的齿轮装置1。另外，上述齿轮装置1的刚性齿轮2例如通过螺纹紧固等固定于盖体11和主体12中的至少一方。

盖体11的内壁面111形成以覆盖挠性齿轮3的开口36的方式在垂直于轴线a的方向上扩展的形状。另外，主体12的内壁面121形成沿着挠性齿轮3的外周面及底面的形状。这样的壳体5固定于上述机器人100的基座110。这里，盖体11既可以与基座110分开，例如通过螺纹紧固等固定于基座110，也可以与基座110成为一体。另外，作为壳体5(盖体11、主体12)的构成材料，并没有特别限定，例如可列举出金属材料、陶瓷材料等。

(润滑剂)

润滑剂G为润滑脂(半固体状润滑剂)。润滑剂G配置于刚性齿轮2和挠性齿轮3之间(啮合部)、以及挠性齿轮3和波动产生器4之间(接触部、滑动部)。由此，可以减少啮合部、接触部、滑动部的摩擦。

优选地，该润滑剂G构成为包含基础油和增稠剂。作为基础油，可列举出例如石蜡类、环烷类等的矿物油(精制矿物油)；聚烯烃、酯、硅酮等的合成油，可以单独使用它们中的一种或将两种以上组合使用。另外，作为增稠剂，可列举出例如钙皂、钙复合皂、钠皂、铝皂、锂皂、锂复合皂等的皂类；以及聚脲、对苯二甲酸钠、聚四氟乙烯(PTFE)、有机膨润土、硅胶等的非皂类等，可以单独使用它们中的一种或将两种以上组合使用。像这样，在包含基础油及增稠剂作为组分的润滑剂G(润滑脂)中，增稠剂所形成的三维结构体复杂地缠绕在一起而保持基础油，通过使其保持的基础油一点一点地渗出从而发挥润滑作用。

另外，优选地，润滑剂G包含有机钼化合物。有机钼化合物发挥固体润滑剂或极压剂的作用。由此，能够有效地减少待润滑部中的摩擦，即使待润滑部处于极压润滑状态，也能够有效地防止烧伤、划伤。特别是，有机钼化合物发挥与二硫化钼等效的极压性和耐磨性，并且，与二硫化钼相比，氧化稳定性优异。因而，能够实现润滑剂G的寿命延长。

另外，除了上述的基础油、增稠剂及极压剂(有机钼化合物)外，润滑剂G也可以包含抗氧化剂、防锈剂等的添加剂；以及石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯(PTFE)等的固体润滑剂等。

(壁部)

图4是图2的局部放大图。

如图4所示，在内齿23与外齿33的啮合部保持有润滑剂G。该保持的润滑剂G以波动产生器4的旋转为驱动力，从啮合部移动。在本实施方式的情况下，由于波动产生器4连接于电机170的旋转轴，因此润滑剂G的移动方向如图4中箭头F1所示，是从挠性齿轮3的开口部30朝向躯干部31的方向。

在以往的齿轮装置中，存在伴随这样的润滑剂的移动，保持在内齿与外齿的啮合部的润滑剂缓缓地流出的技术问题。若润滑剂继续这样流出，润滑剂最终会耗尽，导致润滑不良的产生，或者齿轮装置的寿命变短。

于是，在本实施方式中，如图4所示，设置有减少润滑剂G从内齿23与外齿33的啮合部的流出的壁部6。壁部6设置于刚性齿轮2(内齿轮)的齿宽的一端部，并从刚性齿轮2的内齿23的齿底231的位置朝轴线a(旋转轴)侧突出。因为是突出的，所以也可以称作“突出部”。这样的壁部6由于从内齿23的齿底231的位置突出，因此发挥拦截保持于齿底231的润滑剂G的堤堰的作用。因此，由于具备壁部6的齿轮装置单元10能够长时间保持润滑剂G，因此不容易发生润滑不良，且可实现寿命延长。

需要说明的是，“从齿底231的位置突出”是指从齿底231上或者将齿底231沿齿线方向延伸时的延伸线上向轴线a侧突出的状态。例如在图4的情况下，壁部6从将齿底231向左侧延伸的延伸线朝上方突出。

图5是示出图4的刚性齿轮2及壁部6的局部剖视立体图。另外，图6是表示图5所示的刚性齿轮2的细节的图。

壁部6设置于刚性齿轮2的齿宽的一端部，即内齿23的齿线方向D2(参照图6)上润滑剂G移动的下游侧。在本实施方式中，如上所述，挠性齿轮3(外齿轮)具有以轴线a(旋转轴)为中心、与刚性齿轮(内齿轮)2局部啮合的外齿33、一侧开口的筒状的开口部30、以及连接于开口部30的另一方向侧的筒状的躯干部31。波动产生器4连接于电机170(驱动源)。并且，上述刚性齿轮2的齿宽的一端部位于挠性齿轮3的躯干部31侧。像这样，由于壁部6设置在位于挠性齿轮3的躯干部31侧的齿宽的一端部，从而润滑剂G不容易流出，并且容易在内齿23附近保持足够量的润滑剂G。

在本实施方式中，壁部6和内齿23相接触。具体而言，壁部6接触在周向D3上相邻的两个内齿23和位于它们之间的齿底231。

一般情况下，将始自齿轮的旋转中心的放射方向上的齿的长度称作“齿高”，将放射方向称作“齿高方向”。并且，将齿高方向上靠近齿底的部分称作“齿根”，将距齿底远的前端的部分称作“齿尖”。另外，将平行于齿轮的旋转轴的方向称作“齿线方向”。

因此，在图6的情况下，刚性齿轮2的内齿23的齿高方向D1上靠近齿底231的部分为齿根232，距齿底231远的前端的部分为齿尖233。于是，图6所示的壁部6接触齿底231并且接触位于其两侧的两个内齿23的至少齿根232即可。由此，壁部6位于齿底231的齿宽的一端侧，内齿23位于齿底231的周向D3，即与图6所示的齿高方向D1和齿线方向D2两者正交的方向的两侧。结果，在齿底231的三个方向设置有堤堰，润滑剂G更不容易流出。

另外，在本实施方式中，壁部6构成润滑剂保持环60的一部分。润滑剂保持环60成为沿着内齿轮2的周向的环状。即，在图4所示的刚性齿轮2中，其齿宽的一端部配置有润滑剂保持环60。并且，润滑剂保持环60中从内齿23的齿底231的位置朝轴线a侧突出的部分相当于壁部6。由此，壁部6也形成沿着内齿轮2的周向的环状。如此，由于对应于各内齿23的壁部6分别连结，并形成环状，从而具有容易进行各壁部6的处理、并且容易进行各壁部6的突出长度的调整作业的优点。

需要说明的是，壁部6不必与所有的内齿23(所有的齿底231)对应地设置，也可以缺少一部分，但优选地，壁部6与所有的内齿23对应地设置。

壁部6的构成材料(本实施方式中为润滑剂保持环60的构成材料)并没有特别限定，例如除了铸铁、镍铬钼钢、铬钼钢(SCM)、马氏体时效钢、不锈钢之类的铁类材料；铝或其合金之类的铝类材料；钛或其合金之类的钛类材料；铜或其合金之类的铜类材料等的金属类材料外，还可列举出氧化铝、氧化镁之类的陶瓷类材料；石墨之类的碳类材料；聚酰亚胺类树脂、酚醛类树脂、环氧类树脂、聚酯类树脂、三聚氰胺类树脂之类的热固性树脂；聚酰胺类树脂(例如尼龙等)、热塑性聚氨酯类树脂、聚烯烃类树脂(例如聚乙烯、聚丙烯等)、聚碳酸酯、聚酯类树脂(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等)、聚缩醛、聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物、氟树脂(例如聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等)、改性聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺之类的热塑性树脂等。另外，壁部6的构成材料也可以是包含这些材料中的两种以上的复合材料。

其中，壁部6的构成材料优选为金属类材料。由此，壁部6兼具高的机械强度和对润滑剂G的稳定性。结果，能够实现可靠性高的齿轮装置单元10。

图7是从刚性齿轮2的齿宽的另一端部侧观察图5所示的刚性齿轮2及壁部6的图。

图7中，设内齿23的齿高为h1，设壁部6的从齿底231到前端的距离为突出长度h2(始自齿底231的齿高方向上的长度)。壁部6的突出长度h2可以长于内齿23的齿高h1，但优选设定为齿高h1以下。由此，能够抑制壁部6与挠性齿轮3发生干涉，避免因干涉而导致传递效率降低。

需要说明的是，壁部6的突出长度h2优选设为内齿23的齿高h1的1％以上100％以下，更优选设为30％以上100％以下。通过将壁部6的突出长度h2设定在上述范围内，能够兼顾通过壁部6来减少润滑剂G的流出和抑制壁部6与挠性齿轮3发生干涉。

如上所述，齿轮装置单元10具备齿轮装置1，该齿轮装置1具有：作为内齿轮的刚性齿轮2；具有挠性的作为外齿轮的挠性齿轮3，其与刚性齿轮2局部啮合地绕轴线a(旋转轴)相对(相对于刚性齿轮2)旋转；以及波动产生器4，其接触挠性齿轮3的内周面，并使刚性齿轮2与挠性齿轮3的啮合位置在绕轴线a的周向上移动。另外，齿轮装置单元10还具备壁部6，其设置于刚性齿轮2的齿宽的一端部，并从刚性齿轮2的齿底231的位置朝轴线a侧突出。

根据这样的齿轮装置单元10，能够减少润滑剂G从内齿23与外齿33的啮合部流出的情况。由此，可长期保持润滑剂G，因此能够抑制润滑不良的发生且实现齿轮装置单元10的寿命延长和高效化。

另外，本实施方式涉及的机器人100具有：作为第一部件的基座110；作为第二部件的第一臂120，其相对于基座110转动；齿轮装置1，其从基座110侧向第一臂120侧(从第一部件及第二部件的一侧向另一侧)传递使第一臂120相对于基座110转动的驱动力；以及作为驱动源的电机170，其产生驱动力。进而，齿轮装置1具有刚性齿轮2、挠性齿轮3以及波动产生器4。于是，机器人100具备作为内齿轮的刚性齿轮2、作为外齿轮的挠性齿轮3、波动产生器4以及壁部6。

根据这样的机器人100，能够减少润滑剂G从内齿23与外齿33的啮合部流出的情况。由此，可长期保持润滑剂G，因此能够抑制润滑不良的发生且实现齿轮装置单元10的寿命延长、高效化及高速化。

第二实施方式

接着，说明本发明的第二实施方式。

图8是示出本发明的第二实施方式涉及的刚性齿轮及壁部的剖视图。

本实施方式除了刚性齿轮及壁部的结构不同外，其余与上述实施方式相同。需要说明的是，在以下说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的区别点为中心进行说明，关于相同事项则省略其说明。另外，在图8中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

图8所示的壁部6A与上述刚性齿轮2(内齿轮)成为一体。即，区别在于：在上述实施方式中，图5所示的作为与刚性齿轮2分开的部件的润滑剂保持环60的一部分为壁部6，而在本实施方式中，壁部6A和刚性齿轮2成为一体而构成刚性齿轮2A。即，本实施方式涉及的齿轮装置具有具备壁部6A的刚性齿轮2A。并且，在刚性齿轮2A中，壁部6A接触在周向上相邻的两个内齿23和位于它们之间的齿底231。

根据这样的刚性齿轮2A，能够进一步提高两者的接合强度。因而，能够降低壁部6A从刚性齿轮2A脱落的概率，能够进一步提高具备刚性齿轮2A的齿轮装置的可靠性。另外，由于能够将刚性齿轮2A与壁部6A一体地进行处理，因此能够实现齿轮装置的组装作业的简化。

需要说明的是，“成为一体”是指在刚性齿轮2A中，壁部6A和除此之外的部位由彼此相同的材料构成、不存在边界面的状态。因此，刚性齿轮2A的壁部6A以及除此之外的部位可以通过例如铸造法、注塑成形法、切削法等各种制造方法同时制造。由此，能够实现制造工序的简化和低成本化。

另外，在壁部6A的表面中，面向内齿23彼此之间(齿槽)的侧面61A与刚性齿轮2A的齿线方向垂直相交。由此，壁部6A不会对内齿23彼此之间的齿槽造成影响，因此不容易与外齿33(参照图4)发生干涉。

另外，图9至图11是分别示出图8所示的齿轮装置及壁部的变形例的剖视图。

在以下说明中，关于本变形例，以与上述实施方式的区别点为中心进行说明，关于相同事项则省略其说明。另外，在图9至图11中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

图9所示的壁部6B与图8同样，也与刚性齿轮2B(内齿轮)成为一体。另一方面，在图9所示的壁部6B的表面中，面向内齿23彼此之间的侧面61B相对于刚性齿轮2B的齿底231的面呈钝角相交。即，侧面61B的垂线向比齿线方向更靠刚性齿轮2B(内齿轮)的轴线a侧(中心侧)倾斜。由此，在侧面61B与齿底231的交线附近，应力变得难以集中，因此容易抑制裂缝等的产生，能够进一步提高齿轮装置单元10的可靠性。

需要说明的是，侧面61B与齿底231的交叉角优选为大于90°且160°以下，更优选为100°以上且150°以下。

图10所示的壁部6C与图8同样，也与刚性齿轮2C(内齿轮)成为一体，图11所示的壁部6D与图8同样，也与刚性齿轮2D(内齿轮)成为一体。

另一方面，图10所示的壁部6C的突出长度h2短于刚性齿轮2C的齿高h1。由此，如上所述，能够兼顾通过壁部6C减少润滑剂G的流出和抑制壁部6C与挠性齿轮3发生干涉。

另外，在图11所示的壁部6D中，连接其表面中的面向轴线a(参照图2)的顶面62D和面向内齿23彼此之间的侧面61D的棱线的截面带有圆角。即，对顶面62D和侧面61D之间的棱线实施了圆角加工。根据这样的形状，能够进一步降低壁部6D与挠性齿轮3发生干涉的概率。

通过如上述那样的第二实施方式及其变形例，也可获得与第一实施方式同样的效果。

第三实施方式

接着，说明本发明的第三实施方式。

图12是示出本发明的第三实施方式涉及的齿轮装置单元的局部放大剖视图。

本实施方式除了壁部的结构不同外，其余与上述实施方式相同。需要说明的是，在以下说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的区别点为中心进行说明，关于相同事项则省略其说明。另外，在图12中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

在图12所示的齿轮装置单元10A中，壳体5A的一部分成为壁部6E。即，图12所示的齿轮装置单元10A具有容纳齿轮装置1的壳体5A，壁部6E与壳体5A成为一体。

根据这样的结构，由于能够将壁部6E与壳体5A一体地进行处理，因此能够实现齿轮装置单元10A的组装作业的简化。

需要说明的是，“成为一体”是指壳体5A和壁部6E由彼此相同的材料构成、不存在边界面的状态。因此，壳体5A及壁部6E可以通过例如铸造法、注塑成形法、切削法等各种制造方法同时制造。由此，能够实现制造工序的简化和低成本化。

另外，壳体5A的构成材料没有特别限定，可从作为第一实施方式中的壁部6的构成材料而列举的材料中适当选择。

另外，壳体5A既可以是仅容纳齿轮装置1的壳体，也可以是作为基座110的壳体的壳体。

通过如上述那样的第三实施方式，也可获得与第一、第二实施方式同样的效果。

第四实施方式

接着，说明本发明的第四实施方式。

图13是示出本发明的第四实施方式涉及的齿轮装置单元的局部放大剖视图。

本实施方式除了改变输入轴侧及输出轴侧的连接目的地并且壁部的结构不同外，其余与上述实施方式相同。需要说明的是，在以下说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的区别点为中心进行说明，关于相同事项则省略其说明。另外，在图13中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

在图13所示的齿轮装置单元10B中，虽未图示，但电机170的旋转轴连接于挠性齿轮3。另外，将波动产生器4固定(连接)于基座110，并将刚性齿轮2连接于第一臂120。即，图13所示的齿轮装置单元10B发挥以挠性齿轮3为输入轴侧、以刚性齿轮2为输出轴侧的减速器的作用。

如此，若输入轴侧及输出轴侧改变，则润滑剂G的移动方向也与图4所示的箭头F1不同。即，在图13所示的齿轮装置单元10B中，表示润滑剂G的移动方向的箭头F2与箭头F1是相反的。因此，在内齿23与外齿33的啮合部，润滑剂G的移动方向是从挠性齿轮3的躯干部31朝向开口部30的方向。

另外，在图13所示的齿轮装置单元10中，壁部6F设置于刚性齿轮2的齿宽的一端部，即内齿23的齿线方向上润滑剂G移动的下游侧。即，上述第一实施方式中的“刚性齿轮2的齿宽的一端部”是当以刚性齿轮2为基准时挠性齿轮3的躯干部31侧的端部(图4的左侧)，而本实施方式中的“刚性齿轮2的齿宽的一端部”是与挠性齿轮3的躯干部31侧相反一侧的端部(图13的右侧)。

这样的壁部6F也发挥拦截保持于齿底231的润滑剂G的堤堰的作用。因此，通过本实施方式，也能够长期保持润滑剂G，因此也能够实现不容易产生润滑不良且实现寿命延长的齿轮装置单元10。

另外，本实施方式涉及的壁部6F构成润滑剂保持环60F的一部分。如此，通过设置润滑剂保持环60F作为与刚性齿轮2分开的部件，从而容易对润滑剂保持环60F进行适当移动。也就是说，具有容易进行壁部6F的突出长度的调整作业的优点。

如上所述，在本实施方式中，挠性齿轮3(外齿轮)具有：一侧开口的筒状的开口部30，其具有以轴线a(旋转轴)为中心、与刚性齿轮2(内齿轮)啮合的外齿33；以及筒状的躯干部31，其连接于开口部30的另一侧，挠性齿轮3连接于电机170(驱动源)。并且，上述刚性齿轮2的齿宽的一端部为与挠性齿轮3的躯干部31侧相反一侧的端部(图13的右侧)。

根据这样的齿轮装置单元10，能够减少润滑剂G从内齿23与外齿33的啮合部流出的情况。由此，可长期保持润滑剂G，因此能够抑制润滑不良的产生且实现齿轮装置单元10的寿命延长和高效化。

通过如上述那样的第四实施方式，也可获得与第一至第三实施方式同样的效果。

第五实施方式

接着，说明本发明的第五实施方式。

图14示出本发明的第五实施方式涉及的齿轮装置单元的剖视图。

本实施方式除了挠性齿轮的结构不同，并且相应地壳体的结构不同外，其余与上述第一实施方式相同。需要说明的是，在以下说明中，关于本实施方式，以与上述实施方式的区别点为中心进行说明，关于相同事项则省略其说明。另外，在图14中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

图14所示的齿轮装置单元10C具有齿轮装置1C和容纳齿轮装置1C的壳体5C。需要说明的是，壳体5C也可以省略。

齿轮装置单元10C具有配置于刚性齿轮2的内侧的、帽型(带沿帽子型)的作为外齿轮的挠性齿轮3C。该挠性齿轮3C具有连接于筒状的躯干部31的一端部、向轴线a的相反侧(离开轴线a的方向)突出的凸缘部32C(连接部)。凸缘部32C上安装有未图示的输出轴。

壳体5C具有借助轴承13支承轴61(例如输入轴)的大致板状的盖体11C和安装于上述挠性齿轮3C的凸缘部32C的交叉滚子轴承18。

这里，盖体11C通过例如螺纹紧固等固定在刚性齿轮2的一个(图14中的右侧)侧面。另外，交叉滚子轴承18具有内环15、外环16以及配置于它们之间的多个滚子17。另外，内环15沿挠性齿轮3C的躯干部31的外周设置，通过例如螺纹紧固等固定于刚性齿轮2的另一个(图14中左侧)侧面。另一方面，外环16通过例如螺纹紧固等固定于上述挠性齿轮3C的凸缘部32C的躯干部31侧的面。

另外，盖体11C的内壁面111C形成以覆盖挠性齿轮3C的开口36的方式在垂直于轴线a的方向上扩展的形状。另外，交叉滚子轴承18的内环15的内壁面151形成沿着挠性齿轮3C的躯干部31的外周面的形状。

如上述那样的齿轮装置单元10C与第一实施方式同样，具备具有壁部6的润滑剂保持环60。因而，能够减少润滑剂G从内齿23与外齿33的啮合部流出的情况。由此，可长期保持润滑剂G，因此能够抑制润滑不良的产生且实现齿轮装置单元10C的寿命延长和高效化。

以上，基于图示的实施方式说明了本发明的机器人、齿轮装置及齿轮装置单元，但本发明并不限定于此，各部分的结构可以替换为具有相同功能的任意结构。另外，也可以对本发明添加其他任意的结构物。

在上述的各实施方式中，对机器人所具备的基座为“第一部件”、第一臂为“第二部件”、从第一部件向第二部件传递驱动力的齿轮装置单元进行了说明，但本发明并不限定于此，也可应用于第n(n为1以上的整数)臂为“第一部件”、第(n+1)臂为“第二部件”、从第n臂及第(n+1)臂中的一个向另一个传递驱动力的齿轮装置单元。另外，也可应用于从第二部件向第一部件传递驱动力的齿轮装置单元。

另外，在上述实施方式中，作为机器人，对水平多关节机器人进行了说明，但本发明的机器人并不限定于此，例如机器人的关节数是任意的，另外，也可应用于垂直多关节机器人。

另外，在上述实施方式中，以将齿轮装置单元组装到机器人中的情形为例进行了说明，但本发明的齿轮装置单元可以组装到具有从相互转动的第一部件及第二部件的一侧向另一侧传递驱动力的结构的各种设备中使用。

Claims (9)

1.一种机器人，其特征在于，具有：

第一部件；

相对于所述第一部件转动的第二部件；

齿轮装置，所述齿轮装置从所述第一部件及所述第二部件的一侧向另一侧传递使所述第二部件相对于所述第一部件转动的驱动力；以及

产生所述驱动力的驱动源，

所述齿轮装置具备：

具有内齿的内齿轮；

具有挠性的外齿轮，所述外齿轮具备与所述内齿轮局部啮合的外齿，并相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及

波动产生器，所述波动产生器接触所述外齿轮的内周面，并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周向上移动，

所述机器人还具有壁部，所述壁部配置于所述内齿轮的齿宽的端部，并连接于所述内齿轮的在周向上相邻的两个齿根和位于所述两个齿根之间的齿底。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述壁部的始自所述齿底的齿高方向上的长度为所述内齿轮的从以下。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，

所述壁部形成沿着所述内齿轮的周向的环状。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述壁部与所述内齿轮是一体的。

5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述机器人还具有容纳所述齿轮装置的壳体，

所述壁部与所述壳体是一体的。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述外齿轮具有：

一侧开口的筒状的开口部，所述开口部具有以所述旋转轴为中心并与所述内齿轮啮合的外齿；以及

筒状的躯干部，所述躯干部连接于所述开口部的另一侧，

所述波动产生器连接于所述驱动源，

所述壁部配置于所述内齿轮的所述躯干部侧的端部。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述外齿轮具有：

一侧开口的筒状的开口部，所述开口部具有以所述旋转轴为中心并与所述内齿轮啮合的外齿；以及

筒状的躯干部，所述躯干部连接于所述开口部的另一侧，

所述外齿轮连接于所述驱动源，

配置有所述壁部的所述端部是与所述躯干部侧相反的一侧。

8.一种齿轮装置，其特征在于，具备：

具有内齿的内齿轮；

具有挠性的外齿轮，所述外齿轮具备与所述内齿轮局部啮合的外齿，并相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及

波动产生器，所述波动产生器接触所述外齿轮的内周面，并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周向上移动，

所述内齿轮具有配置于齿宽的端部的壁部，所述壁部连接于在周向上相邻的两个齿根和位于所述两个齿根之间的齿底。

9.一种齿轮装置单元，其特征在于，具备齿轮装置和壁部，

所述齿轮装置具有：具备内齿的内齿轮；具有挠性的外齿轮，所述外齿轮具备与所述内齿轮局部啮合的外齿，并相对于所述内齿轮绕旋转轴相对旋转；以及波动产生器，所述波动产生器接触所述外齿轮的内周面，并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周向上移动，

所述壁部配置于所述内齿轮的齿宽的端部，并连接于所述内齿轮的在周向上相邻的两个齿根和位于所述两个齿根之间的齿底。