CN113172617A - 齿轮装置以及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种能够抑制性能下降和/或损伤的齿轮装置以及机器人。齿轮装置具有：内齿齿轮；具有挠性的外齿齿轮，部分地啮合内齿齿轮而相对于内齿齿轮绕旋转轴相对地旋转；轴承，配置于外齿齿轮的内侧；以及椭圆形状的凸轮部，配置于轴承的内侧，使内齿齿轮与外齿齿轮的啮合位置在绕旋转轴的周向上移动；轴承通过凸轮部而变形为椭圆形状，并且具有：多个滚珠，在周向上并列配置；以及保持器，具有在周向上与滚珠交替配置的多个分隔壁，以保持滚珠，位于轴承的长轴上的滚珠和在周向上与该滚珠相邻的分隔壁之间设有间隙，位于轴承的短轴上的滚珠和在周向上的两侧与该滚珠相邻的分隔壁分别接触。

Description

齿轮装置以及机器人

技术领域

本发明涉及齿轮装置以及机器人。

背景技术

在具备机械臂的机器人中，例如通过马达驱动机械臂的关节部，而一般通过齿轮装置进行将该马达的旋转减速。作为这样的齿轮装置，例如已知有专利文献1所公开那样的波动齿轮装置。

专利文献1记载的波动齿轮装置具有圆环状的内齿齿轮、配置于内齿齿轮的内侧的外齿齿轮、和嵌入到外齿齿轮的内侧的椭圆状轮廓的波动产生器。另外，波动产生器具有椭圆形的凸轮和嵌入到凸轮的外周、从圆形变形为椭圆形的轴承。此外，轴承为滚珠轴承，具有内圈、外圈和配置于两者之间的多个滚珠。

外齿齿轮通过波动产生器而挠曲成椭圆状，在椭圆状的长轴方向的部分啮合于内齿齿轮。内齿齿轮与外齿齿轮具有齿数差，在使波动产生器旋转时，内齿齿轮与外齿齿轮的啮合位置沿周向移动，内齿齿轮与外齿齿轮根据两者的齿数差而相对旋转。

专利文献1：日本特开2016－121719号公报

发明内容

在这样的波动齿轮装置中，如前所述，轴承通过凸轮而从圆形变形为椭圆形。因此，在轴承的长轴方向上，内圈与外圈的间隔变窄，由于被两者夹持，而向滚珠施加径向的压缩力，滚珠变得难以移动，因此相邻的滚珠的间隔难以变化。另一方面，在轴承的短轴方向上，与长轴方向相比，难以向滚珠施加径向的压缩力，滚珠变得容易移动，因此相邻的滚珠的间隔容易变化。

因此，在这样的波动齿轮装置中，在短轴方向上，相邻的滚珠的间隔会从适当值偏离，如果保持偏离的不适当的间隔在长轴方向上也被维持，则容易向轴承施加意外的过度的压缩力，具有导致波动齿轮装置的性能下降和/或损伤的风险。

本发明的齿轮装置具有：

内齿齿轮；

具有挠性的外齿齿轮，部分地啮合于所述内齿齿轮而相对于所述内齿齿轮绕旋转轴相对地旋转；

轴承，配置于所述外齿齿轮的内侧；以及

椭圆形状的凸轮部，配置于所述轴承的内侧，使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的周向上移动；

所述轴承通过所述凸轮部而变形为椭圆形状，并且具有：

多个滚珠，在所述周向上并列配置；以及

保持器，具有在所述周向上与所述滚珠交替配置的多个分隔壁，以保持所述滚珠，

位于所述轴承的长轴上的所述滚珠和与该滚珠在所述周向上相邻的所述分隔壁之间设有间隙，

位于所述轴承的短轴上的所述滚珠和在周向上的两侧与该滚珠相邻的所述分隔壁分别接触。

本发明的机器人具有：

第一部件；

第二部件，相对于所述第一部件转动；以及

上述的齿轮装置，从所述第一部件向所述第二部件或从所述第二部件向所述第一部件传递使所述第二部件相对于所述第一部件转动的驱动力。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的机器人的概略构成的侧视图。

图2是示出本发明的适宜的实施方式所涉及的齿轮装置的分解立体图。

图3是图2所示的齿轮装置的正视图。

图4是示意性示出图2所示的齿轮装置中的波动产生器的外周面以及自然状态的外齿齿轮的内周面的状态的图。

图5是将图2所示的齿轮装置所具有的轴承的滚珠的数量设为了偶数的情况下的正视图。

图6是图2所示的齿轮装置所具有的轴承的正视图。

图7是示出位于图6所示的轴承的长轴上的滚珠的状态的局部放大正视图。

图8是示出位于图6所示的轴承的短轴上的滚珠的状态的局部放大正视图。

图9是示出图6所示的轴承所具有的分隔壁的变形例的局部放大正视图。

图10是示出图6所示的轴承所具有的分隔壁的变形例的局部放大正视图。

图11是示出图6所示的轴承所具有的分隔壁的变形例的局部放大正视图。

图12是示意性示出图2所示的齿轮装置的剖视图。

图13是示出轴承所具有的滚珠的轨迹的图。

图14是示出轴承所具有的滚珠的轨迹的图。

图15是从径向观察图6所示的齿轮装置所具有的分隔壁的剖视图。

图16是从径向观察图6所示的齿轮装置所具有的分隔壁的剖视图。

图17是示出第二实施方式所涉及的齿轮装置所具有的轴承的局部放大正视图。

附图标记说明

1：齿轮装置，2：内齿齿轮，23：内齿，3：外齿齿轮，31：躯干部，311：开口，32：底部，33：外齿，4：波动产生器，5：凸轮，51：轴部，52：凸轮部，6：轴承，61：内圈，611：轨道面，62：滚珠，63：外圈，631：轨道面，64：保持器，65：基部，66：分隔壁，66a：侧面，66b：侧面，661：顶端部，662：基端部，663：下端部，664：上端部，100：机器人，110：基台，120：第一臂，130：第二臂，140：工作头，141：花键轴，150：末端执行器，160：布线引导部，170：第一驱动部，171：马达，190：控制装置，Bo：中心轨道，D1、D2、D3、D4：最小分离距离，G：间隙，J1：第一转动轴，J2：第二转动轴，J3：轴，La：长轴，Lb：短轴，Lr：径向，P1、P2：压缩力，Q1：最上点，Q2：最下点，R：直径，W、W1、W2、W3、W4：宽度，Y：箭头，a：轴线。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式详细地说明本发明的齿轮装置以及机器人。

1.机器人

图1是示出本发明的实施方式所涉及的机器人的概略构成的侧视图。此外，下文中为了说明的方便，也将图1中的上侧称为“上”，将下侧称为“下”。另外，也将图1中的基台侧称为“基端侧”，将其相反侧即末端执行器侧称为“顶端侧”。另外，将图1的上下方向设为“铅直方向”，将左右方向设为“水平方向”。

图1所示的机器人100为例如在精密设备和/或构成该精密设备的零件的材料供应、材料去除、运送以及组装等工作中使用的机器人。机器人100如图1所示，具有作为第一部件的基台110、相对于基台110转动的作为第二部件的第一臂120、相对于第一臂120转动的第二臂130、工作头140、末端执行器150和布线引导部160。以下，依次简单说明机器人100的各部分。此外，“转动”包括相对于某一中心点在包括一个方向或其相反方向的双向上的运动以及相对于某一中心点旋转。

基台110例如通过螺栓而固定于未图示的地面。另外，在基台110的内部，设置有综合控制机器人100的控制装置190。另外，在基台110上，以能够相对于基台110绕沿着铅直方向的第一转动轴J1转动的方式连结有第一臂120。

另外，在基台110内设置有第一驱动部170。该第一驱动部170具有：产生使第一臂120转动的驱动力的伺服马达等作为第一马达的马达171，和将马达171的驱动力的旋转减速的作为第一减速器的齿轮装置1。齿轮装置1的输入轴被连结于马达171的旋转轴，齿轮装置1的输出轴被连结于第一臂120。因此，在马达171驱动、其驱动力经由齿轮装置1而向第一臂120传递时，第一臂120绕第一转动轴J1而在水平面内转动。

在第一臂120的顶端部以能够相对于第一臂120绕沿着铅直方向的第二转动轴J2转动的方式连结有第二臂130。虽然未图示，但在第二臂130内设定有第二驱动部。该第二驱动部形成为与前述的第一驱动部170相同的构造，具有：产生使第二臂130转动的驱动力的第二马达，和将第二马达的驱动力的旋转减速的第二减速器。而且，通过第二马达的驱动力经由第二减速器向第二臂130传递，第二臂130相对于第一臂120绕第二转动轴J2而在水平面内转动。

在第二臂130的顶端部配置有工作头140。工作头140具有插通于与第二臂130的顶端部同轴地配置的未图示的花键螺母以及滚珠丝杠螺母的花键轴141。花键轴141能够相对于第二臂130绕其轴J3旋转，且能够在上下方向上移动即升降。

虽然未图示，但在第二臂130内配置有旋转马达以及升降马达。旋转马达的驱动力通过未图示的驱动力传递机构而向花键螺母传递，在花键螺母正反旋转时，花键轴141围绕沿着铅直方向的轴J3正反旋转。另一方面，升降马达的驱动力通过未图示的驱动力传递机构而向滚珠丝杠螺母传递，在滚珠丝杠螺母正反旋转时，花键轴141上下移动。

在花键轴141的顶端部即下端部连结有末端执行器150。作为末端执行器150，没有特别限定，可列举例如把持被运送物的执行器、对被加工物进行加工的执行器等。

连接于配置于第二臂130内的各电子零件、例如第二马达、旋转马达、升降马达等的多条布线穿过连结第二臂130与基台110的管状的布线引导部160内而被引导到基台110内。进而，该多条布线在基台110内被集中起来，由此与连接于马达171等的布线一起被引导到设置于基台110内的控制装置190。

以上那样的机器人100具有：作为第一部件的基台110，相对于基台110转动的作为第二部件的第一臂120，和将使第一臂120相对于基台110转动的驱动力从基台110向第一臂120或从第一臂120向基台110传递的齿轮装置1。在本实施方式中，将动力从基台110侧向第一臂120侧传递。由此，能够享有后述那样的齿轮装置1的效果，成为可靠性优异的机器人100。

此外，在本实施方式中，第一部件为基台110，第二部件为第一臂120，但不限于此，也可以将基台110、第一臂120以及第二臂130中的任意一个设为第一部件，将其他的任意一个设为第二部件。具体地说，例如也可以将第一臂120设为第一部件，将第二臂130设为第二部件。

2.齿轮装置

第一实施方式

图2是示出本发明的适宜的实施方式所涉及的齿轮装置的分解立体图。图3是图2所示的齿轮装置的正视图。图4是示意性示出图2所示的齿轮装置中的波动产生器的外周面以及自然状态的外齿齿轮的内周面的状态的图。图5是将图2所示的齿轮装置所具有的轴承的滚珠的数量设为了偶数的情况下的正视图。图6是图2所示的齿轮装置所具有的轴承的正视图。图7是示出位于图6所示的轴承的长轴上的滚珠的状态的局部放大正视图。图8是示出位于图6所示的轴承的短轴上的滚珠的状态的局部放大正视图。图9至图11是示出图6所示的轴承所具有的分隔壁的变形例的局部放大正视图。图12是示意性示出图2所示的齿轮装置的剖视图。图13以及图14是示出轴承所具有的滚珠的轨迹的图。图15以及图16是从径向观察图6所示的齿轮装置所具有的分隔壁的剖视图。此外，在各图中，为了说明的方便，根据需要将各部分的尺寸适当夸张地图示，各部分之间的尺寸比不必与实际的尺寸比一致。

图2所示的齿轮装置1为波动齿轮装置，作为例如减速器而使用。该齿轮装置1具有：内齿齿轮2，配置于内齿齿轮2的内侧的杯型的外齿齿轮3，和配置于外齿齿轮3的内侧的波动产生器4。另外，虽然未图示，但在齿轮装置1的各部分处，具体地说在内齿齿轮2与外齿齿轮3的啮合部、外齿齿轮3与波动产生器4的嵌合部等处，根据需要而适当配置有润滑脂等润滑剂。

这里，内齿齿轮2、外齿齿轮3以及波动产生器4中的一个连接于前述的机器人100的基台110，另一个连接于前述的机器人100的第一臂120。在本实施方式中，内齿齿轮2相对于基台110固定，外齿齿轮3连接于第一臂120，波动产生器4连接于马达171的旋转轴。

因此，在马达171的旋转轴旋转时，波动产生器4以与马达171的旋转轴相同的旋转速度旋转。而且，内齿齿轮2以及外齿齿轮3由于齿数互相不同，因此在互相的啮合位置沿周向移动的同时，由两者的齿数差引起而围绕作为旋转轴的轴线a相对旋转。在本实施方式中，内齿齿轮2的齿数比外齿齿轮3的齿数多，因此能够以比马达171的旋转轴的旋转速度低的旋转速度使外齿齿轮3旋转。即，能够实现将波动产生器4设为输入轴侧、将外齿齿轮3设为输出轴侧的减速器。

此外，内齿齿轮2、外齿齿轮3以及波动产生器4的连接方式不限于前述的方式，例如，将外齿齿轮3相对于基台110固定，将内齿齿轮2连接于第一臂120，也能够将齿轮装置1作为减速器而使用。另外，将外齿齿轮3连接于马达171的旋转轴，也能够将齿轮装置1作为减速器而使用，在该情况下，将波动产生器4相对于基台110固定，将内齿齿轮2连接于第一臂120即可。另外，在将齿轮装置1作为增速器而使用的情况下，即在以比马达171的旋转轴的旋转速度高的旋转速度使外齿齿轮3旋转的情况下，将前述的输入侧与输出侧的关系设为相反即可。

如图2所示，内齿齿轮2具有内齿23，为由在径向上实质不挠曲的刚体构成的环状的刚性齿轮。此外，作为内齿齿轮2与基台110的固定方法，没有特别限定，例如可列举螺丝固定等。

外齿齿轮3插通于内齿齿轮2的内侧。外齿齿轮3具有与内齿齿轮2的内齿23啮合的外齿33，为能够在径向上挠曲变形的挠性齿轮。另外，外齿齿轮3的齿数比内齿齿轮2的齿数少。这样，外齿齿轮3以及内齿齿轮2的齿数互相不同，由此如前所述，能够通过齿轮装置1实现减速器。

在本实施方式中，外齿齿轮3呈杯状，在其外周面形成有外齿33。这里，外齿齿轮3具有：在一端部具有开口311的有底圆筒状的躯干部31，和从躯干部31的另一端部突出的底部32。躯干部31以轴线a为中心，具有与内齿齿轮2啮合的外齿33。在底部32通过螺丝固定等而安装有输出侧的轴体，例如马达171的旋转轴。

如图3所示，波动产生器4配置于外齿齿轮3的内侧，能够绕轴线a旋转。而且，如图4所示，波动产生器4使在自然状态下为圆形的外齿齿轮3的躯干部31的横截面变形为设为长轴La以及短轴Lb的椭圆形或长圆形，而将外齿33的一部分、具体地说长轴La的两侧部分地啮合于内齿齿轮2的内齿23的一部分。

如图3所示，波动产生器4具有：凸轮5，和被装设于凸轮5的外周、被夹在凸轮5与外齿齿轮3之间的轴承6。凸轮5具有：绕轴线a旋转的轴部51，和从轴部51的一端部向外侧突出的凸轮部52。另外，凸轮部52在从沿着轴线a的方向观察时呈纵长形状，特别在本实施方式中呈将图3中的上下方向设为长轴La的椭圆形或长圆形。但是，凸轮部52的形状只要是纵长形状即可，没有特别限定。

如图3所示，轴承6是滚珠轴承，具有：挠性的内圈61以及外圈63，配置于两者之间的多个滚珠62，和以将周向上的间隔保持为一定的方式保持多个滚珠62的保持器64。轴承6在自然状态下在从沿着轴线a的方向观察时呈圆形，通过在内侧嵌入有凸轮部52，沿着凸轮部52的外周面变形为纵长形状、在本实施方式中为椭圆形或长圆形。

内圈61被嵌入到凸轮5的凸轮部52的外周面，沿着凸轮部52的外周面变形为椭圆形或长圆形。伴随于此，外圈63也变形为椭圆形或长圆形。另外，内圈61的外周面以及外圈63的内周面分别成为沿着周向对多个滚珠62进行导向同时使多个滚珠62转动的轨道面611、631。

此外，图3是用于简单地说明轴承6的全体构成的图，因此为了说明的方便，对轴承6的构成、特别是保持器64的构成简略化进行图示。对于保持器64的详细的说明，另外使用图6至图8进行说明。

这样的波动产生器4中，伴随着凸轮5绕轴线a旋转这一情况，凸轮部52的朝向变化，伴随于此，外圈63也变形，使内齿齿轮2和外齿齿轮3的互相的啮合位置沿周向移动。此外，内圈61被设置成相对于凸轮部52的外周面固定，因此变形状态不变化。内齿齿轮2和外齿齿轮3的互相的啮合位置沿周向移动，由此，起因于内齿齿轮2与外齿齿轮3的齿数差，两者绕轴线a相对旋转。即，相对于固定有内齿齿轮2的基台110，固定有外齿齿轮3的第一臂120绕轴线a转动。

多个滚珠62被配置于内圈61与外圈63之间。另外，多个滚珠62由保持器64以沿轴承6的周向大致等间隔地排列的方式进行保持。由此，可抑制相邻的一对滚珠62的间隔的不均，能够抑制轴承6的特性下降。另外，滚珠62的数量是奇数。但是，不限于此，滚珠62的数量也可以是偶数。

假定为多个滚珠62等间隔地配置，在将滚珠62的数量设为了偶数的情况下，如图5所示，具有滚珠62在长轴La的两侧对齐的时刻。如果滚珠62在长轴La的两端对齐，则在长轴La方向上，轴承6顶靠在凸轮5与外齿齿轮3之间，来自凸轮5的压缩力未被轴承6缓和而向外齿齿轮3传递。因此例如具有以下风险：由于齿轮装置1的各部分的强度和/或设计精度，内齿齿轮2与外齿齿轮3过强地啮合从而滑动性恶化或者齿轮装置1破损。

与此相对，假定为多个滚珠62等间隔地配置，在将滚珠62的数量设为了奇数的情况下，如图3所示，不会产生滚珠62在长轴La的两侧对齐的时刻。即，在某一时刻，滚珠62位于长轴La的一侧时，滚珠62不会位于另一侧。由此，不会产生在滚珠62的数量为偶数时产生的上述“顶靠”，来自凸轮5的压缩力被轴承6缓和而向外齿齿轮3传递。因此，能够有效地抑制在滚珠62的数量为偶数时可能产生的上述的内齿齿轮2与外齿齿轮3的滑动性的恶化和/或齿轮装置1的破损。

在图6中，示出嵌入了凸轮部52的状态的轴承6。此外，在图6中，将凸轮部52的图示省略。如该图所示，保持器64具有：环状的基部65，和从基部65向内圈61与外圈63之间突出的多个分隔壁66。基部65在自然状态下为圆形。另外，即使轴承6不被嵌入凸轮5，基部65也不实质承受来自凸轮5的压缩力，不变形而维持圆形。

多个分隔壁66沿着基部65的周向等间隔地配置。另外，多个分隔壁66以1个滚珠62位于相邻的一对分隔壁66之间的方式配置。即，在轴承6中，沿着其周向，滚珠62与分隔壁66交替排列地配置。这样，通过在一对分隔壁66之间配置1个滚珠62，能够等间隔地配置多个滚珠62。此外，在内圈61以及外圈63变形为椭圆形或长圆形前的自然状态下，滚珠62被松松地保持在位于其周向两侧的一对分隔壁66之间，滚珠62的向中心轨道Bo方向的少许的移动被允许。由此，能够在保持滚珠62的同时降低向滚珠62施加的摩擦力。因此，能够在限制滚珠62的向中心轨道Bo的移位的同时容易使滚珠62移动。

这里，如前所述，通过将凸轮部52嵌入轴承6，内圈61以及外圈63从圆形变形为椭圆形或长圆形，与此相对，基部65维持着圆形。因此，从沿着轴线a的方向观察，分隔壁66在长轴La上位于相对于滚珠62的中心轨道Bo偏向内圈61侧的位置，相反，分隔壁66在短轴Lb上位于相对于中心轨道Bo偏向外圈63侧的位置。

对于轴承6，利用这样的分隔壁66的长轴La上的位置与短轴Lb上的位置的不同，如图7所示，位于长轴La上的滚珠62以在所述滚珠62与位于该滚珠62的两侧的一对分隔壁66之间具有间隙G的状态被保持于保持器64，如图8所示，位于短轴Lb上的滚珠62以分别与位于该滚珠62的两侧的一对分隔壁66接触的状态即没有间隙G的状态被保持于保持器64。换而言之，位于长轴La上的滚珠62被保持为未被位于其两侧的一对分隔壁66夹入，相反，位于短轴Lb上的滚珠62被保持为被位于其两侧的一对分隔壁66夹入的状态。

如在前述的“背景技术”中也说明那样，在长轴La上，内圈61与外圈63的间隔狭窄，通过被两者夹持而在滚珠62上施加径向的压缩力P1。因此，在长轴La上，滚珠62难以移动，在相邻的一对分隔壁66之间，滚珠62变得难以在中心轨道Bo的方向上移位。由此，在长轴La上，滚珠62的间隔Gb难以变化。另一方面，在短轴Lb上，向滚珠62施加比压缩力P1小的径向的压缩力P2。因此，在短轴Lb上，滚珠62比在长轴La上更容易移动，在相邻的一对分隔壁66之间，滚珠62变得容易在中心轨道Bo的方向上移位。由此，在短轴Lb上，滚珠62的间隔Gb容易变化。

这样，从圆形变形为了椭圆形或长圆形的轴承6具有间隔Gb在短轴Lb上容易错位、间隔Gb在长轴La上难以错位的特性。因此，具有间隔Gb在短轴Lb上错位、保持错位状态的不适当的间隔Gb在长轴La上也被维持的风险。这样，如果不适当的间隔Gb被维持，则会产生例如在理想状态下不会产生的上述“顶靠”，向齿轮装置1施加意外的过度的压缩力的风险升高。因此，导致齿轮装置1的性能下降和/或损伤的风险升高。

因此，在本实施方式中，将短轴Lb上的滚珠62通过位于其两侧的一对分隔壁66夹入，限制该滚珠62的向沿着中心轨道Bo的方向的移位。由此，能够有效地抑制短轴Lb上的间隔Gb的错位，保持原样的适当的间隔Gb在长轴La也可维持。因此，在中心轨道Bo的整个圆周上等间隔地配置有多个滚珠62，能够有效地抑制上述“顶靠”的产生。结果，能够有效地抑制齿轮装置1的性能下降和/或损伤。另一方面，在通过承受压缩力P1而变得难以产生滚珠62的向沿着中心轨道Bo的方向的移位的长轴La上，即使不通过一对分隔壁66将滚珠62夹入也可维持间隔Gb。因此，通过不由位于滚珠62两侧的一对分隔壁66将所述滚珠62夹入，可以抑制滚珠62变得更加难以移动。由此，能够抑制在滚珠62上产生过度的摩擦力，能够抑制轴承6的各部分的过度的磨损、和/或由该磨损引起的特性下降和/或故障。

此外，轴承6所具有的多个滚珠62中的至少1个滚珠62以在所述至少1个滚珠62位于长轴La上时在所述至少1个滚珠62与位于其两侧的一对分隔壁66之间具有间隙G的状态被保持于保持器64即可，但优选80％以上的数量的滚珠62以上述状态被保持于保持器64，更优选90％以上的数量的滚珠62以上述状态被保持于保持器64，最优选全部的滚珠62以上述状态被保持于保持器64。同样，轴承6所具有的多个滚珠62中的至少1个滚珠62以在所述至少1个滚珠62位于短轴Lb上时所述至少1个滚珠62与位于其两侧的一对分隔壁66分别接触的状态保持于保持器64即可，但优选80％以上的数量的滚珠62以上述状态被保持于保持器64，更优选90％以上的数量的滚珠62以上述状态被保持于保持器64，最优选全部的滚珠62以上述状态被保持于保持器64。

接下来，对用于实现上述的作用的分隔壁66的构成进行说明。此外，多个分隔壁66为互相相同的构造，因此下文以1个分隔壁66作为代表进行说明，对于其他的分隔壁66，将其说明省略。

首先，对分隔壁66的俯视形状即从沿着轴线a的方向观察的形状进行说明。如图7以及图8所示，分隔壁66沿着轴承6的径向Lr延伸。另外，分隔壁66具有从沿着轴线a的方向观察在径向Lr上并列配置的作为第一部分的顶端部661和作为第二部分的基端部662。另外，基端部662位于比顶端部661靠径向Lr的内侧即轴线a侧的位置。而且，如图7所示，长轴La上的滚珠62大致与位于基部65的外周侧的顶端部661相对向，与此相对，如图8所示，短轴Lb上的滚珠62大致与位于基部65的内周侧的基端部662相对向。换而言之，对于长轴La上的滚珠62，通过该中心轨道Bo的部分位于相邻的一对顶端部661之间，对于短轴Lb上的滚珠62，通过该中心轨道Bo的部分位于相邻的一对基端部662之间。

另外，从沿着轴线a的方向观察时，基端部662的与径向Lr正交的方向的宽度W2比顶端部661的与径向Lr正交的方向的宽度W1大。即，W2＞W1。此外，“与径向Lr正交的方向”也可以称为轴承6的周向。另外，如图7所示，相邻的一对顶端部661彼此的最小分离距离D1比滚珠62的直径R大，如图8所示，相邻的一对基端部662彼此的最小分离距离D2比滚珠62的直径R小。即，D2＜R＜D1。由此，长轴La上的滚珠62不被位于其两侧的一对分隔壁66夹持，在滚珠62与一对分隔壁66之间设有间隙G。另一方面，短轴Lb上的滚珠62被位于其两侧的一对分隔壁66夹持。根据这样的分隔壁66，能够更可靠地实现上述的作用。

在从沿着轴线a的方向观察时，本实施方式的分隔壁66的与径向Lr正交的方向的宽度W向径向Lr的外侧逐渐减小。特别是，宽度W的逐渐减小率沿着径向Lr为一定。因此，从沿着轴线a的方向观察，分隔壁66形成为前端向径向Lr的外侧变小的楔状或台形状。另外，分隔壁66具有：与位于分隔壁66的一侧的滚珠62相对向的侧面66a，和与位于另一侧的滚珠62相对向的侧面66b。而且，这些侧面66a、66b从沿着轴线a的方向观察为平坦面。由此，分隔壁66的形状变得简单。

但是，侧面66a、66b的形状不限于此。例如如图9所示，也可以设为：宽度W的逐渐减小率向径向Lr的外侧逐渐增大，从沿着轴线a的方向观察，侧面66a、66b形成为向相对向的滚珠62侧突出的凸弯曲面。根据这样的构成，例如，与本实施方式相比较，能够设计为：在滚珠62从长轴La上向短轴Lb上移动时，在比较早的阶段，即在距长轴La近的区域，该滚珠62被一对分隔壁66夹持。因此，滚珠62被一对分隔壁66夹持的时间变长。具体地说，在凸轮部52相对于预定的滚珠62旋转一圈时，滚珠62被一对分隔壁66夹持的时间相对于该旋转一圈所花费的时间的比例变大。因此，这样能够更有效地抑制滚珠62的间隔Gb的错位。

另外，例如，如图10所示，也可以设为：宽度W的逐渐减小率向径向Lr的外侧逐渐减小，从沿着轴线a的方向观察，侧面66a、66b形成为向内侧凹陷的凹弯曲面。根据这样的构成，例如，与本实施方式相比较，能够设计为：在滚珠62从长轴La上向短轴Lb上移动时，在比较晚的阶段，即在距短轴Lb近的区域，该滚珠62被一对分隔壁66夹持。因此，滚珠62不被一对分隔壁66夹持的时间变长，这样能够更有效地降低滚珠62的摩擦阻力。

另外，例如，如图11所示，也可以设为：侧面66a、66b形成为具有至少1个台阶的台阶面，在图示的构成中为多个台阶。

接下来，着眼于从径向Lr即与轴线a正交的方向观察时的滚珠62的轨道。如图12所示，在长轴La的两侧，起因于外齿齿轮3的躯干部31变形为向其开口311侧扩大的锥状，外圈63相对于内圈61向底部32侧移位。因此，伴随着该移位，如箭头Y所示，滚珠62也向底部32侧移位。与此相对，虽然未图示，但在短轴Lb的两侧，起因于外齿齿轮3的躯干部31变形为向其开口311侧缩小的倒锥状，外圈63相对于内圈61向开口311侧移位。因此，伴随着该移位，滚珠62也向开口311侧移位。因此，如图13以及图14所示，滚珠62的中心轨道Bo以在短轴Lb上成为最靠开口311侧的最上点Q1、在长轴La上成为最靠底部32侧的最下点Q2的方式形成为大致正弦波状的中心轨道Bo。

如图15以及图16所示，分隔壁66具有从沿着径向Lr的方向观察而沿着轴线a的方向并列配置的下端部663以及上端部664。另外，上端部664位于比下端部663更靠开口311侧的位置。而且，如图15所示，位于最上点Q1的短轴Lb上的滚珠62与上端部664相对向，与此相对，如图16所示，位于最下点Q2的长轴La上的滚珠62与下端部663相对向。换而言之，短轴Lb上的滚珠62位于相邻的一对上端部664之间，长轴La上的滚珠62位于相邻的一对下端部663之间。

另外，从沿着径向Lr的方向观察，下端部663的宽度W3比上端部664的宽度W4小。即，W3＜W4。另外，相邻的一对下端部663彼此的最小分离距离D3比滚珠62的直径R大，相邻的一对上端部664彼此的最小分离距离D4比滚珠62的直径R小。即，D4＜R＜D3。由此，长轴La上的滚珠62不被位于其两侧的一对分隔壁66夹持，以在其与这一对分隔壁66之间设有间隙G的状态被保持于保持器64。另一方面，短轴Lb上的滚珠62被位于其两侧的一对分隔壁66夹持，以与这一对分隔壁66分别接触的状态、即在其与这一对分隔壁66之间未设置间隙G的状态被保持于保持器64。

另外，从沿着径向Lr的方向观察，本实施方式的分隔壁66的宽度W从底部32侧向开口311侧逐渐增大。特别是，宽度W的逐渐减小率沿着轴线a为一定。因此，从沿着径向Lr的方向观察，分隔壁66形成为从开口311侧向底部32侧变小的楔状或台形状。另外，分隔壁66的各侧面66a、66b从沿着径向Lr的方向观察分别为平坦面。由此，分隔壁66的形状变得简单。

但是，侧面66a、66b的形状不限于此。例如与前述的图9的俯视形状同样，也可以设为：宽度W的逐渐减小率从开口311侧向底部32侧逐渐增大，从沿着径向Lr的方向观察，形成为侧面66a、66b向相对向的滚珠62侧突出的凸弯曲面。根据这样的构成，例如，与本实施方式相比较，能够设计为：在滚珠62从长轴La上向短轴Lb上移动时，在比较早的阶段，即在距长轴La较近的区域，该滚珠62被一对分隔壁66夹持。因此，滚珠62被一对分隔壁66夹持的时间变长，这样能够更有效地抑制滚珠62的间隔Gb的错位。

另外，例如与前述的图10的俯视形状同样，也可以设为：宽度W的逐渐减小率从开口311侧向底部32侧逐渐减小，从沿着径向Lr的方向观察，侧面66a、66b形成为向内侧凹陷的凹弯曲面。根据这样的构成，例如，与本实施方式相比较，能够设计为：在滚珠62从长轴La上向短轴Lb上移动时，在比较晚的阶段，即在距短轴Lb较近的区域，该滚珠62被一对分隔壁66夹持。因此，滚珠62不被一对分隔壁66夹持的时间变长，这样能够更有效地降低滚珠62的摩擦阻力。

另外，例如与前述的图11的俯视形状同样，也可以设为：侧面66a、66b形成为具有至少1个台阶的台阶面，在图示的构成中为多个台阶。

以上，对齿轮装置1进行了说明。如前所述，这样的齿轮装置1具有：内齿齿轮2；具有挠性的外齿齿轮3，部分地啮合于内齿齿轮2而相对于内齿齿轮2绕作为旋转轴的轴线a相对地旋转；轴承6，配置于外齿齿轮3的内侧；以及椭圆形状的凸轮部52，配置于轴承6的内侧，使内齿齿轮2与外齿齿轮3的啮合位置在绕轴线a的周向上移动。另外，轴承6通过凸轮部52而变形为椭圆形状，并且具有：多个滚珠62，在周向上并列配置；以及保持器64，具有在周向上与滚珠62交替配置的多个分隔壁66，以保持滚珠62。而且，位于轴承6的长轴La上的滚珠62和与该滚珠62在周向上相邻的分隔壁66之间设有间隙G，位于轴承6的短轴Lb上的滚珠62和在周向的两侧与该滚珠62相邻的分隔壁66分别接触。由此，通过相邻的滚珠62彼此的间隔被适当地保持的轴承6进行旋转动作，结果，能够抑制齿轮装置1的性能下降和/或损伤。

另外，如前所述，分隔壁66具有：作为第一部分的顶端部661，与位于长轴La上的滚珠62在周向上相邻；以及作为第二部分的基端部662，位于比顶端部661靠轴线a侧的位置，与位于短轴Lb上的滚珠62在周向上相邻。而且，基端部662的周向的宽度W2比顶端部661的周向的宽度W1大。由此，更可靠地，位于轴承6的长轴La上的滚珠62被保持器64保持为与位于该滚珠62的两侧的一对分隔壁66之间设有间隙G的状态，位于轴承6的短轴Lb上的滚珠62被保持器64保持为与位于该滚珠62的两侧的一对分隔壁66分别接触的状态。

另外，如前所述，分隔壁66的周向的宽度W向从轴线a远离的方向逐渐减小。由此，分隔壁66的形状变得简单。

另外，如前所述，从沿着轴线a的方向观察，分隔壁66的与滚珠62相对的侧面66a、66b为平坦面。由此，分隔壁66的形状变得简单。

另外，如前所述，从沿着轴线a的方向观察，分隔壁66的与滚珠62相对的侧面66a、66b也可以为向滚珠62侧突出的凸面。由此，与侧面66a、66b为平坦面的情况相比，能够设计为：在滚珠62从长轴La上向短轴Lb上移动时，该滚珠62在较早的阶段被一对分隔壁66夹持。因此，滚珠62被一对分隔壁66夹持的时间变长，这样能够更有效地抑制滚珠62的间隔Gb的错位。

另外，如前所述，滚珠62的数量为奇数。由此，难以产生上述“顶靠”，能够抑制齿轮装置1的性能下降和/或损伤。

第二实施方式

图17是示出第二实施方式所涉及的齿轮装置所具有的轴承的局部放大正视图。

本实施方式所涉及的齿轮装置1除了分隔壁66的构成不同以外，与前述第一实施方式的齿轮装置1相同。此外，在以下说明中，关于第二实施方式的齿轮装置1，以与前述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，将省略说明相同事项。另外，在图17中，对于与前述实施方式相同的构造赋予同一附图标记。此外，各分隔壁66为彼此相同的构造，因此下文以1个分隔壁66为代表进行说明。

如图17所示，本实施方式的分隔壁66的顶端部661与基端部662分体地构成，构成材料互相不同。具体地说，基端部662的杨氏模量E2比顶端部661的杨氏模量E1低。即，E2＜E1。由此，基端部662变得比顶端部661软。基端部662为与位于短轴Lb的滚珠62接触的部分，因此通过使基端部662变软，能够有效地抑制由与分隔壁66的接触引起的滚珠62的破损和/或磨损。此外，作为杨氏模量E1、E2，优选为E1/E2为2[GPa]以上，更优选为E1/E2为5[GPa]以上，进而优选为E1/E2为10[GPa]以上。由此，能够使基端部662充分软。另外，作为杨氏模量E2，没有特别限定，根据滚珠62的构成材料而不同，例如优选比滚珠62的杨氏模量E3低。即，优选为E2＜E3。由此，基端部662变得比滚珠62软，能够更显著发挥上述效果。

如上所述，在本实施方式的齿轮装置1中，基端部662的杨氏模量E2比顶端部661的杨氏模量E1低。由此，能够使基端部662变软，能够有效地抑制由与分隔壁66的接触引起的滚珠62的破损和/或磨损。

通过这样的第二实施方式，也能够发挥与前述第一实施方式同样的效果。

以上，基于图示的实施方式对本发明的齿轮装置以及机器人进行了说明，但本发明不限于此，各部分的构成能够置换为具有相同功能的任意构造。另外，也可以对本发明附加其他的任意构造物。

另外，在前述实施方式中，对水平多关节机器人进行了说明，但本发明的机器人不限于此，例如，机器人的关节数是任意的，另外，也能够适用于垂直多关节机器人。

另外，在前述实施方式中，以齿轮装置所具有的外齿齿轮呈杯状(有底筒状)的情况为例进行了说明，但不限于此，例如外齿齿轮也可以呈礼帽状(带帽檐筒状)。在外齿齿轮呈礼帽状的情况下，外齿齿轮具有从躯干部的另一端部向径向外侧延伸的凸缘部作为安装部。

Claims (9)

1.一种齿轮装置，其特征在于，具有：

内齿齿轮；

具有挠性的外齿齿轮，部分地啮合于所述内齿齿轮而相对于所述内齿齿轮绕旋转轴相对地旋转；

轴承，配置于所述外齿齿轮的内侧；以及

椭圆形状的凸轮部，配置于所述轴承的内侧，使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮的啮合位置在绕所述旋转轴的周向上移动，

所述轴承通过所述凸轮部而变形为椭圆形状，并且具有：

多个滚珠，在所述周向上并列配置；以及

保持器，具有在所述周向上与所述滚珠交替配置的多个分隔壁，以保持所述滚珠，

位于所述轴承的长轴上的所述滚珠和在所述周向上与该滚珠相邻的所述分隔壁之间设有间隙，

位于所述轴承的短轴上的所述滚珠和在周向上的两侧与该滚珠相邻的所述分隔壁分别接触。

2.根据权利要求1所述的齿轮装置，其中，

所述分隔壁具有：

第一部分，与位于所述长轴上的所述滚珠在周向上相邻；以及

第二部分，位于比所述第一部分靠所述旋转轴侧的位置，与位于所述短轴上的所述滚珠在周向上相邻，

所述第二部分在所述周向上的宽度比所述第一部分在所述周向上的宽度大。

3.根据权利要求2所述的齿轮装置，其中，

所述分隔壁在所述周向上的宽度向从所述旋转轴远离的方向逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的齿轮装置，其中，

从沿着所述旋转轴的方向观察，所述分隔壁的与所述滚珠相对的侧面为平坦面。

5.根据权利要求3所述的齿轮装置，其中，

从沿着所述旋转轴的方向观察，所述分隔壁的与所述滚珠相对的侧面为向所述滚珠侧突出的凸面。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的齿轮装置，其中，

所述第二部分的杨氏模量比所述第一部分的杨氏模量低。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的齿轮装置，其中，

所述滚珠的数量为奇数。

8.根据权利要求6所述的齿轮装置，其中，

所述滚珠的数量为奇数。

9.一种机器人，其特征在于，具有：

第一部件；

第二部件，相对于所述第一部件转动；以及

根据权利要求1至8中任一项所述的齿轮装置，从所述第一部件向所述第二部件或从所述第二部件向所述第一部件传递使所述第二部件相对于所述第一部件转动的驱动力。

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