CN113715057B - 齿轮装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了齿轮装置及机器人，提供一种实现了长寿命化和对输出相位的偏差的抑制的齿轮装置以及具备该齿轮装置的机器人。一种齿轮装置，其特征在于，具备：内齿齿轮；外齿齿轮，与所述内齿齿轮部分地啮合，相对于所述内齿齿轮围绕旋转轴进行相对旋转，并具有挠性；以及波动发生器，与所述外齿齿轮的内周面接触，使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮的啮合位置沿围绕所述旋转轴的周向移动，所述外齿齿轮具备圆筒部，所述圆筒部具有供所述波动发生器接触的第一端部以及与所述第一端部沿着所述旋转轴相邻的第二端部，所述第一端部的内周面包括研磨面，所述第二端部的内周面包括车床切削加工面。

Description

齿轮装置及机器人

技术领域

本发明涉及齿轮装置及机器人。

背景技术

在具备机器臂的机器人中，例如通过电机驱动机器臂的关节部。电机的旋转通常经由减速机被减速，被传递至臂。作为这样的减速机，例如已知有专利文献1记载的齿轮装置。

专利文献1所记载的齿轮装置具有环状的刚性内齿齿轮、在刚性内齿齿轮的内侧配置的杯形的挠性外齿齿轮、以及嵌入挠性外齿齿轮的内侧的椭圆形的波动发生器。其中，挠性外齿齿轮具备圆筒状的主干部、将主干部的一端封堵的环状的隔膜、以及在主干部的另一方的开口端的外周面形成的外齿。并且，还公开了对外齿的表面实施喷丸硬化加工，然后实施氮化处理，而对挠性外齿齿轮的外齿以外的外表面，不实施喷丸硬化加工就实施氮化处理。这样，实现了外齿表面的强度提高，避免了主干部的脆弱化，这关系到齿轮装置的长寿命化。

专利文献1：日本特开2001-59153号公报

发明内容

另一方面，通过本发明人的研究得知，不仅挠性齿轮装置的外表面，而且挠性齿轮装置的内表面的状态也对齿轮装置的寿命产生影响。但是，在引用文献1所记载的齿轮装置中，挠性齿轮装置的内表面未被实施加工和处理，所以存在不能实现充分的长寿命化的问题。

有关本发明的适用例的齿轮装置的特征在于，具备：

内齿齿轮；

外齿齿轮，与所述内齿齿轮部分地啮合，相对于所述内齿齿轮围绕旋转轴进行相对旋转，并具有挠性；以及

波动发生器，与所述外齿齿轮的内周面接触，使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮的啮合位置沿围绕所述旋转轴的周向移动，

所述外齿齿轮具备圆筒部，所述圆筒部具有供所述波动发生器接触的第一端部以及与所述第一端部沿着所述旋转轴相邻的第二端部，

所述第一端部的内周面包括研磨面，

所述第二端部的内周面包括车床切削加工面。

有关本发明的适用例的机器人的特征在于，具备：

第一部件；

第二部件，相对于所述第一部件进行转动；

上述的齿轮装置，传递使所述第二部件相对于所述第一部件进行相对转动的驱动力；以及

驱动源，向所述齿轮装置输出所述驱动力。

附图说明

图1是表示有关实施方式的机器人的简易结构的侧视图。

图2是表示有关第一实施方式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是仅详细表示图3的外齿齿轮的图。

图6是表示有关第二实施方式的齿轮装置所具备的外齿齿轮的内周面的剖视图。

图7是表示有关第三实施方式的齿轮装置所具备的外齿齿轮的内周面的剖视图。

图8是表示有关第四实施方式的齿轮装置所具备的外齿齿轮的内周面的剖视图。

图9是有关第五实施方式的齿轮装置的纵剖视图。

图10是表示实施例及比较例1的齿轮装置被输入的转矩和齿轮装置的寿命的关系的曲线图。

图11是表示实施例及比较例2的齿轮装置被输入的转矩和输入的相位与输出的相位的偏差的关系的曲线图。

附图标记说明

1…齿轮装置；2…内齿齿轮；3…外齿齿轮；3A…外齿齿轮；4…波动发生器；23…内齿；30…内周面；31…主干部；31a…第一端部；31b…第二端部；32…凸缘部；32A…底部；33…外齿；35…开口；36…第一圆周槽；36A…第一圆周槽；36B…第一圆周槽；37…第二圆周槽；41…凸轮；42…轴承；100…机器人；110…基座；120…第一臂；130…第二臂；140…作业头；141…花键轴；150…末端执行器；160…配管；170…第一驱动部；171…电机；190…控制装置；301…研磨面；302…车床切削加工面；321…孔；322…孔；381…区域；382…区域；383…区域；411…轴部；412…凸轮部；421…内圈；422…滚珠；423…外圈；J1…第一轴；J2…第二轴；J3…第三轴；La…长轴；Lb…短轴；a…旋转轴；d1…深度；d2…深度；L1…长度；L2…长度；t…厚度。

具体实施方式

下面，根据附图所示的优选的实施方式详细说明本发明的齿轮装置及机器人。

1.机器人

首先，对机器人进行简单说明。

图1是表示有关实施方式的机器人的简易结构的侧视图。另外，在下文中为了便于说明，将图1中的上侧称为“上”、将下侧称为“下”。并且，将图1中的基座侧称为“基端侧”，将其相反侧即末端执行器侧称为“前端侧”。并且，将图1中的上下方向设为“铅直方向”，将左右方向设为“水平方向”。而且，将后述的旋转轴a延伸的方向设为“轴向”。另外，本说明书中的“方向”包括沿着轴的一方侧的方向及其相反方向双方。

图1所示的机器人100例如是在精密设备、构成精密设备的部件的供给、去除、输送及组装等作业中使用的机器人。该机器人100如图1所示具有基座110、第一臂120、第二臂130、作业头140、末端执行器150以及配管160。下面，依次对机器人100的各部进行简单说明。另外，所谓“转动”是指相对于某一中心点沿包括一个方向或者其相反方向的两个方向移动、以及包括相对于某一中心点进行旋转。

基座110例如通过螺栓等被固定在未图示的地面上。在基座110的内部设置有对机器人100进行统一控制的控制装置190。并且，在基座110连结有第一臂120，第一臂120能够相对于基座110围绕沿着铅直方向的第一轴J1进行转动。即，第一臂120相对于基座110进行相对转动。

在基座110内设置有第一驱动部170。该第一驱动部170具有：作为伺服电机等第一电机的电机171(驱动源)，产生使第一臂120转动的驱动力；以及作为第一减速机的齿轮装置1，使电机171的旋转减速。齿轮装置1的输入轴被连结于电机171的旋转轴，齿轮装置1的输出轴被连结于第一臂120。因此，电机171进行驱动，其驱动力经由齿轮装置1被传递至第一臂120，第一臂120围绕第一轴J1在水平面内进行转动。

在第一臂120的前端部连结有第二臂130，第二臂130能够相对于第一臂120围绕第二轴J2进行转动。虽然没有图示，但在第二臂130内设置有第二驱动部，第二驱动部具有：第二电机，产生使第二臂130转动的驱动力；以及第二减速机，使第二电机的旋转减速。并且，第二电机的驱动力经由第二减速机被传递至第二臂130，第二臂130相对于第一臂120围绕第二轴J2在水平面内进行转动。

在第二臂130的前端部配置有作业头140。作业头140具有在第二臂130的前端部同轴配置的未图示的花键螺母及被插通在滚珠丝杠螺母中的花键轴141。花键轴141相对于第二臂130能够围绕图1所示的第三轴J3进行旋转，而且能够沿上下方向移动。

虽然没有图示，但在第二臂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被传递至花键螺母，在花键螺母进行正转及反转时，花键轴141围绕沿着铅直方向的第三轴J3进行正转及反转。

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被传递至滚珠丝杠螺母，在滚珠丝杠螺母进行正转及反转时，花键轴141上下移动。

在花键轴141的前端部连结有末端执行器150。作为末端执行器150，不受特别限定，例如可以举出握持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。

与在第二臂130内配置的各电子部件例如第二电机、旋转电机、升降电机等连接的多条布线，在连结第二臂130和基座110的配管160内穿过并被引到基座110内。另外，相关的多条布线在基座110内被捆束，由此和与电机171及未图示的编码器连接的布线一起被引到在基座110内设置的控制装置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，被设置为相对于基座110能够转动；齿轮装置1，从基座110及第一臂120的一方侧向另一方侧传递驱动力；以及作为驱动源的电机171，向齿轮装置1输出驱动力。

另外，也可以将第一臂120及第二臂130一并视为“第二部件”。并且，“第二部件”除了第一臂120及第二臂130外，还可以包括作业头140及末端执行器150。

另外，在本实施方式中，第一减速机由齿轮装置1构成，但也可以是第二减速机由齿轮装置1构成，并且，还可以是第一减速机及第二减速机双方由齿轮装置1构成。在第二减速机由齿轮装置1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，在本实施方式中，电机171及齿轮装置1被设于基座110，但也可以将电机171及齿轮装置1设于第一臂120。在这种情况下，将齿轮装置1的输出轴与基座110连结即可。

2.齿轮装置

2.1.第一实施方式

下面，对有关第一实施方式的齿轮装置进行说明。

图2是表示有关第一实施方式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。另外，在各附图中为了便于说明，根据需要而适当夸大地图示各部的尺寸，各部之间的尺寸比不一定与实际的尺寸比一致。并且，在图2中为了便于图示而省略外齿齿轮3的一部分，具体是省略了凸缘部32。

图2所示的齿轮装置1是波动齿轮装置，例如被作为减速机使用。该齿轮装置1具有内齿齿轮2、在内齿齿轮2的内侧设置的外齿齿轮3、以及在外齿齿轮3的内侧设置的具备轴承42的波动发生器4。另外，虽然没有图示，但在齿轮装置1的各部、具体是指内齿齿轮2和外齿齿轮3的啮合部、外齿齿轮3和波动发生器4的嵌合部等，适当配置有润滑脂等润滑剂。

内齿齿轮2、外齿齿轮3以及波动发生器4中的一个连接于前述的机器人100的基座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固定于基座110，外齿齿轮3连接于第一臂120，波动发生器4连接于电机171的旋转轴。

因此，在电机171的旋转轴旋转时，波动发生器4以与电机171的旋转轴相同的旋转速度进行旋转。并且，内齿齿轮2及外齿齿轮3由于齿数彼此不同，所以彼此的啮合位置一面沿周向移动，一面因它们的齿数差而围绕旋转轴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，所以能够使外齿齿轮3以比电机171的旋转轴的旋转速度低的旋转速度旋转。即，能够实现以波动发生器4为输入轴侧、以外齿齿轮3为输出轴侧的减速机。

另外，内齿齿轮2、外齿齿轮3以及波动发生器4的连接方式不限于前述的方式，例如在将外齿齿轮3固定于基座110、将内齿齿轮2连接于第一臂120时，也能够将齿轮装置1作为减速机来使用。此外，在将外齿齿轮3连接于电机171的旋转轴时，也能够将齿轮装置1作为减速机来使用，在这种情况下，将波动发生器4固定于基座110、将内齿齿轮2连接于第一臂120即可。另外，在将齿轮装置1作为增速机来使用的情况下，即，在使外齿齿轮3以比电机171的旋转轴的旋转速度高的旋转速度旋转的情况下，将前述的输入侧和输出侧的关系设为相反的关系即可。

下面，简单说明齿轮装置1的结构。如图2～图4所示，内齿齿轮2是由在径向上实质上不挠曲的刚体构成的齿轮，是具有内齿23的环状的齿轮。在本实施方式中，内齿齿轮2是平齿轮。因此，内齿23具有与旋转轴a平行的齿纹。另外，内齿23的齿纹也可以相对于旋转轴a倾斜。即，内齿齿轮2也可以是螺旋齿轮或者人字齿轮。

外齿齿轮3被插通在内齿齿轮2的内侧。该外齿齿轮3是具有能够在径向上挠曲变形的挠性的齿轮，是具有与内齿齿轮2的内齿23啮合的外齿33的外齿齿轮。并且，外齿齿轮3的齿数比内齿齿轮2的齿数少。这样通过使外齿齿轮3及内齿齿轮2的齿数彼此不同，能够实现减速机。

在本实施方式中，外齿齿轮3呈在图3的轴向左端具有开口35的帽状即带缘帽子形，并具有在其外周面设置的外齿33。这里，外齿齿轮3具有呈围绕旋转轴a的圆筒状的主干部31(圆筒部)。该主干部31被划分为开口35侧的部位即第一端部31a以及开口35的相反侧的部位即第二端部31b。并且，外齿齿轮3除了该主干部31外，还具有连接于第二端部31b的凸缘部32。

另外，旋转轴a的轴向上的主干部31的长度与主干部31的外径之比不限于图示的比例，例如也可以是，主干部31的长度相比图示的比例缩短。

在外齿齿轮3的凸缘部32通过例如螺钉等固定部件而固定有未图示的输出轴。由此，使得输出轴和外齿齿轮3连接。另外，输出轴和外齿齿轮3的连接方法不限于此。

如图3及图4所示，波动发生器4配置在外齿齿轮3的内侧，能够围绕旋转轴a进行旋转。并且，波动发生器4如图4所示通过使外齿齿轮3的横截面变形为长轴为La及短轴为Lb的椭圆形或者长圆形，使外齿33啮合于内齿齿轮2的内齿23。外齿齿轮3及内齿齿轮2彼此能够围绕相同的旋转轴a旋转，并在内外彼此啮合。

外齿齿轮3的主干部31如前面所述具有第一端部31a及第二端部31b。第一端部31a是图3所示的开口35侧的端部，是设有外齿33的部分。另外，第二端部31b是指主干部31中位于凸缘部32侧的端部。其中，第一端部31a是因圆锥化而产生较大变形的部分。所谓圆锥化是指诸如在图4所示的长轴La的位置主干部31相对于旋转轴a向外侧扩开、且在短轴Lb的位置主干部31相对于旋转轴a向内侧缩窄的三维变形。在波动发生器4嵌合于外齿齿轮3时，第一端部31a比第二端部31b大幅变形。

波动发生器4嵌入外齿齿轮3的第一端部31a。波动发生器4具有凸轮41和在凸轮41的外周安装的轴承42。凸轮41具有围绕旋转轴a旋转的轴部411以及从轴部411的一端部向外侧突出的凸轮部412。在从沿着旋转轴a的方向观察时，凸轮部412的外周面呈以图3及图4中的上下方向为长轴La的椭圆形或者长圆形。轴承42嵌入凸轮41中，包括具有挠性的内圈421及外圈423以及配置在它们之间的多个滚珠422。

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者长圆形。随之，外圈423也弹性变形为椭圆形或者长圆形。外圈423的外周面如图3所示与主干部31的内周面30抵接。并且，多个滚珠422以在内圈421的周向上彼此间隔保持为一定的方式而被未图示的保持器保持。

这样的波动发生器4随着凸轮41围绕旋转轴a旋转而改变凸轮部412的朝向，随之，使外圈423变形。由此，使内齿齿轮2与外齿齿轮3彼此的啮合位置沿周向移动。此时，内圈421相对于凸轮部412的外周面被固定地设置，所以变形状态不变。

图5是仅详细表示图3的外齿齿轮3的图。

图5所示的外齿齿轮3的主干部31如前面所述具有第一端部31a及第二端部31b。主干部31如前面所述呈圆筒状，具有内周面30。

内周面30的与第一端部31a对应的部分包括研磨面301。所谓研磨面301是指实施研磨加工后的加工面。关于图5所示的内周面30的与第一端部31a对应的部分，作为一例，其整体是研磨面301，并形成为平坦面。然而，研磨面301不需要必须是平坦面，如后面所述，也可以是包括任意的加工痕迹等的面。另外，内周面30的与第一端部31a对应的部分还可以包括研磨面301以外的面。

所谓研磨加工是指使研磨剂、研磨工具与主干部31的内周面30接触，实施物理研磨或者化学研磨的加工。研磨面301的表面粗糙度小于加工面，所以在这一点上能够与加工面区分。另外，研磨面301的基底即实施研磨加工前的表面不受特别限定，可以是任意的加工面。

另一方面，内周面30的与第二端部31b对应的部分包括车床切削加工面302。所谓车床切削加工面302是指实施基于车床的切削加工后的加工面。关于图5所示的内周面30的与第二端部31b对应的部分，作为一例，在其整体分布有作为加工痕迹的第一圆周槽36。

所谓基于车床的切削加工是指使外齿齿轮3围绕旋转轴a旋转，通过工具来切削内周面30的加工。在加工面上残留有切削加工痕迹，所以能够进行加工面与研磨面301的区分。

内周面30的与第二端部31b对应的部分包括车床切削加工面302，所以基于加工的残留应力大于研磨面301。因此，车床切削加工面302有助于提高第二端部31b的刚性。由此，在第二端部31b能够提高围绕旋转轴被扭转时的抗变形性。假设第二端部31b容易变形时，相对于齿轮装置1的输入，输出的相位容易滞后。因此，通过提高第二端部31b的抗变形性，能够抑制齿轮装置1的输出相位的偏差，能够实现响应性良好的齿轮装置1。

另外，在图5所示的内周面30的与第二端部31b对应的部分中，其整体形成为车床切削加工面302，但也可以包括车床切削加工面302以外的面。

另一方面，在研磨面301中，基于加工的残留应力小于车床切削加工面302。这是因为残留应力通过研磨加工被缓解。并且，表面粗糙度通过研磨加工而减小也有影响，因此在研磨面301中能够将伴随圆锥化的疲劳损坏抑制为相对较小的程度。由此，能够延长外齿齿轮3的寿命。

如上所述，有关本实施方式的齿轮装置1具有内齿齿轮2、外齿齿轮3以及波动发生器4。其中，外齿齿轮3部分地啮合于内齿齿轮2，相对于内齿齿轮2围绕旋转轴a进行相对旋转，并具有挠性。另外，波动发生器4与外齿齿轮3的主干部31的内周面30接触，使内齿齿轮2与外齿齿轮3的啮合位置沿围绕旋转轴a的周向移动。

外齿齿轮3具备主干部31(圆筒部)，主干部31具有：第一端部31a，供波动发生器4与内周面30接触；以及第二端部31b，与第一端部31a沿着旋转轴a相邻。并且，第一端部31a的内周面30包括研磨面301，第二端部31b的内周面30包括车床切削加工面302。

根据这样的结构，在包括波动发生器4所接触的研磨面301的第一端部31a，疲劳损坏被抑制为较小的程度。因此，能够实现外齿齿轮3的长寿命化。另外，在第二端部31b中，通过车床切削加工面302，使得抗变形性得以提高。因此，能够抑制齿轮装置1中的输出相位的偏差。所以，在具备包括研磨面301及车床切削加工面302的内周面30的外齿齿轮3中，能够实现兼备长寿命化和输出相位的偏差抑制的齿轮装置1。

另外，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，相对于基座110转动；齿轮装置1，传递使第一臂120相对于基座110进行相对转动的驱动力；以及作为驱动源的电机171，向齿轮装置1输出驱动力。

根据这样的结构，实现了齿轮装置1的长寿命化及响应性的提高，所以能够实现减少维护的工作量、且驱动能力较高的机器人100。

另外，外齿齿轮3如前面所述具备在第一端部31a设置的外齿33。该外齿33如图5所示具有与旋转轴a平行的齿纹。此外，旋转轴a的轴向上的研磨面301的长度、具体是指图5所示的研磨面301的长度L1被设定成比轴向上的外齿33的长度L2长。

这样，通过使研磨面301的长度L1比外齿33的长度L2长，能够以充分覆盖外齿33的方式配置研磨面301。外齿33例如在齿底的位置容易发生疲劳损坏，但通过在其背面侧设定研磨面301，能够降低疲劳损坏的发生概率。由此，能够实现齿轮装置1的进一步的长寿命化。

另外，为了得到上述效果，使研磨面301的长度L1比外齿33的长度L2长即可，但优选L1/L2之比是1.01以上且1.50以下，更优选1.05以上且1.30以下。由此，能够防止车床切削加工面302变狭窄，进一步降低外齿齿轮3的疲劳损坏的发生概率。

车床切削加工面302如前面所述包括切削加工痕迹。该切削加工痕迹是通过工具与通过车床而旋转的外齿齿轮3接触而形成的。因此，切削加工痕迹成为沿围绕旋转轴a的周向延伸的槽。图5所示的车床切削加工面302具有沿围绕旋转轴a的周向延伸的第一圆周槽36。并且，该第一圆周槽36形成为螺旋状。

根据这样的结构，作为切削加工痕迹的第一圆周槽36沿周向均匀地形成。因此，伴随第一圆周槽36的残留应力也沿周向均匀地分布，所以能够沿周向均等地提高刚性。其结果是，尤其能够提高第二端部31b的抗变形性，能够将齿轮装置1中的输出相位的偏差抑制为特别小。

图5所示的第一圆周槽36如前面所述沿周向延伸，而且形成为螺旋状。作为该第一圆周槽36的横截面形状，除了如图5所示的三角形以外，可以举出如四边形、五边形那样的多边形、一部分形成为曲线的形状、其他的异形形状等。

在第一圆周槽36形成为螺旋状的情况下，在图5所示的剖视图中，相邻的第一圆周槽36之间在图5的纸面里侧或者近前侧彼此连接。然而，第一圆周槽36并非必须是螺旋状，第一圆周槽36例如也可以是呈闭合的环状的槽且彼此独立的多个槽的集合体。

另外，在图5中相邻的第一圆周槽36之间可以如图5所示彼此接触，也可以彼此分离。此外，在第一圆周槽36之间彼此分离的情况下，在车床切削加工面302中第一圆周槽36所占据的面积优选大于第一圆周槽36之间的间隙所占据的面积。

图5所示的第一圆周槽36的深度d1不受特别限定，作为一例，优选0.01μm以上且30μm以下，更优选0.10μm以上且10μm以下。由此，能够抑制伴随设置第一圆周槽36的机械强度的降低，提高第二端部31b的抗变形性。其结果是，能够抑制齿轮装置1的容许转矩的降低，提高响应性。

另外，第一圆周槽36的深度d1在车床切削加工面302整体中可以是均一的，也可以部分不同。

另外，主干部31的厚度t不受特别限定，作为一例，优选是0.1mm以上且3.0mm以下，更优选0.2mm以上且2.0mm以下。由此，即使是在设置第一圆周槽36的情况下，也能够使第二端部31b兼备机械强度和抗变形性，而且能够确保第一端部31a的易变形性。其结果是，能够实现齿轮装置1的进一步的长寿命化及响应性的提高。

2.2.第二实施方式

下面，对有关第二实施方式的齿轮装置进行说明。

图6是表示有关第二实施方式的齿轮装置所具备的外齿齿轮的内周面的剖视图。

下面对第二实施方式进行说明，在下面的说明中，以与第一实施方式的不同之处为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图6中对与第一、第二实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

在前述的第一实施方式中，如图5所示，研磨面301形成为平坦面。与此相对，在本实施方式中，如图6所示，研磨面301具有沿围绕旋转轴a的周向延伸的第二圆周槽37。

该第二圆周槽37是在对原本包括圆周槽的面实施研磨加工后残留而成的槽。即，是即使经过研磨加工也不消失而残留的圆周槽。因此，例如当在对内周面30整体加工圆周槽后，仅对与第一端部31a对应的部分实施研磨加工的情况下，在内周面30的与第二端部31b对应的部分，当初的圆周槽直接作为第一圆周槽36而残留。另一方面，在内周面30的与第一端部31a对应的部分，当初的圆周槽被实施研磨加工，圆周槽的一部分残留成为第二圆周槽37。因此，以这样的方法形成的第二圆周槽37的深度比第一圆周槽36的深度浅。另外，在图6中为了便于图示，没有对第一圆周槽36的深度和第二圆周槽37的深度有意地赋予差别。

即使是这样第二圆周槽37残留的研磨面301，也能够得到基于经过研磨加工的残留应力的减小的效果。因此，即使是在研磨面301中包括第二圆周槽37时，也能够在第一端部31a中降低疲劳损坏发生的概率。其结果是，在第二实施方式中，能够得到与第一实施方式相同的效果。

并且，在第二圆周槽37中润滑剂容易存留，所以具有保持润滑剂的作用。因此，在包括第二圆周槽37的研磨面301中润滑剂容易被保持，能够提高研磨面301与波动发生器4之间的润滑性。其结果是，能够防止在外齿齿轮3与波动发生器4之间发生烧结。

图6所示的第二圆周槽37的深度d2不受特别限定，作为一例，优选是第一圆周槽36的深度d1的95％以下，更优选1％以上且60％以下。由此，能够优化第二圆周槽37的深度d2，使外齿齿轮3的疲劳损坏的概率不会大幅上升，能够提高润滑剂的保持性。

并且，图6所示的第二圆周槽37沿围绕旋转轴a的周向延伸，例如形成为螺旋状。作为第二圆周槽37的横截面形状，除了如图6所示的三角形以外，可以举出如四边形、五边形那样的多边形、一部分形成为曲线的形状、其他的异形形状等。

相邻的第二圆周槽37之间如图6所示彼此分离。此时，在研磨面301中第二圆周槽37所占据的面积优选小于第二圆周槽37之间的间隙所占据的面积。

2.3.第三实施方式

下面，对有关第三实施方式的齿轮装置进行说明。

图7是表示有关第三实施方式的齿轮装置所具备的外齿齿轮的内周面的剖视图。

下面对第三实施方式进行说明，在下面的说明中，以与第二实施方式的不同之处为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图7中对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

图7所示的车床切削加工面302包括第一圆周槽36A。

在前述的第一实施方式中，第一圆周槽36的深度在车床切削加工面302整体中是均匀的。与此相对，在本实施方式中，第一圆周槽36A的深度部分不同。

在图7所示的内周面30的与第二端部31b对应的部分，在其整体中分布有第一圆周槽36A。并且，第一圆周槽36A的深度在车床切削加工面302中，在远离研磨面301的区域即图7的区域382中比接近研磨面301的区域即图7的区域381中深。

通过以这样的图案使第一圆周槽36A的深度部分不同，在区域382中产生比区域381大的残留应力。因此，在主干部31的第二端部31b中，能够进一步提高接近凸缘部32的部分的抗变形性。其结果是，能够进一步提高齿轮装置1的响应性。另一方面，在区域381中伴随圆锥化的变形量比区域382大，但是残留应力减小，所以能够降低疲劳损坏的发生概率。

另外，第一圆周槽36A的最小深度优选是第一圆周槽36A的最大深度的1％以上且90％以下，更优选5％以上且70％以下。如果在该范围内，则能够在不损害第一圆周槽36A的本来的作用的情况下呈现上述的附加性作用。

另外，第一圆周槽36A的深度也可以急剧变化，但优选缓慢变化。例如，如图7所示，在位于区域381与区域382之间的区域383中，优选第一圆周槽36A的深度在区域381的第一圆周槽36A的深度与区域382的第一圆周槽36A的深度之间。由此，使得上述效果更加明显。

在如上所述的第三实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果。

2.4.第四实施方式

下面，对有关第四实施方式的齿轮装置进行说明。

图8是表示有关第四实施方式的齿轮装置所具备的外齿齿轮的内周面的剖视图。

下面对第四实施方式进行说明，在下面的说明中，以与第三实施方式的不同之处为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图8中对与第三实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

在前述的第三实施方式中，如图7所示，第一圆周槽36A的深度在车床切削加工面302中，在远离研磨面301的区域382中比在接近研磨面301的区域381中深。

与此相对，在本实施方式中，如图8所示，第一圆周槽36B的深度在车床切削加工面302中，在远离研磨面301的区域即图8的区域382中比在接近研磨面301的区域即图8的区域381中浅。

通过以这样的图案使第一圆周槽36B的深度部分不同，在区域381中润滑剂的保持性高于区域382。即，在区域381中第一圆周槽36B的深度比区域382深，所以润滑剂的流动性被抑制，容易保持更多的润滑剂。因此，能够朝向外齿齿轮3和波动发生器4的接触点长时间地持续供给在区域381中保持的润滑剂。由此，能够实现齿轮装置1的进一步的长寿命化。

另外，第一圆周槽36B的最小深度优选是第一圆周槽36B的最大深度的1％以上且90％以下，更优选5％以上且70％以下。如果在该范围内，则能够在不损害第一圆周槽36B的本来的作用的情况下呈现上述的附加性作用。

另外，第一圆周槽36B的深度也可以急剧变化，但优选缓慢变化。例如，如图8所示，在位于区域381与区域382之间的区域383中，优选第一圆周槽36B的深度在区域381的第一圆周槽36B的深度与区域382的第一圆周槽36B的深度之间。由此，使得上述效果更加明显。

在如上所述的第四实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果。

2.5.第五实施方式

下面，对有关第五实施方式的齿轮装置进行说明。

图9是有关第五实施方式的齿轮装置的纵剖视图。

下面对第五实施方式进行说明，在下面的说明中，以与第一实施方式的不同之处为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图9中对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

在本实施方式中，外齿齿轮3A的形状不同，除此以外，与前述的第一实施方式相同。

图9所示的外齿齿轮3A呈在图9的轴向左侧具有开口35的杯状，并具有在其外周面设置的外齿33。并且，图9所示的外齿齿轮3A具有主干部31和连接于主干部31的第二端部31b的底部32A。

另外，旋转轴a的轴向的主干部31的长度与主干部31的外径之比不限于图示的比例，例如也可以是，主干部31的长度相比图示的比例缩短。

如图9所示，在外齿齿轮3A的底部32A形成有沿着旋转轴a贯通的孔321以及在孔321的周围贯通的多个孔322。能够将输出轴插通在孔321中。并且，孔322被用作插通螺钉等的螺钉孔，该螺钉用于将输出轴固定在底部32A。另外，这些孔321、322可以适当设置，还可以省略。此外，输出轴和外齿齿轮3A的连接方法不限于此。

如上所述的外齿齿轮3A的主干部31也具有与有关前述的第一实施方式的外齿齿轮3的主干部31相同的结构。因此，在本实施方式中也能够得到与第一实施方式相同的效果。

以上根据图示的实施方式对本发明的齿轮装置及机器人进行了说明，但本发明不限于此，所述实施方式的各部的结构能够替换为具有相同功能的任意的结构。并且，还可以对所述实施方式附加其他任意的结构部件。

另外，在前述的实施方式中说明了如下的齿轮装置：机器人具备的基座是“第一部件”、第一臂是“第二部件”、从第一部件向第二部件传递驱动力，但本发明不限于此，还能够适用于如下的齿轮装置，第n臂是“第一部件”、第(n+1)臂是“第二部件”、从第n臂及第(n+1)臂中一方向另一方传递驱动力。其中，n是1以上的整数。此外，还能够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，在前述的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，并且还能够适用于垂直多关节机器人。

另外，在前述的实施方式中以将齿轮装置装配于机器人的情况为例进行了说明，但本发明的齿轮装置还能够装配在具有如下结构的各种设备中使用，即从彼此转动的第一部件向第二部件传递驱动力的结构。

实施例：

下面，对本发明的具体实施例进行说明。

3.齿轮装置的制作

3.1.实施例

首先，制作具有图2所示的构造、并满足以下条件的齿轮装置。

·内齿齿轮的外径：60mm

·外齿齿轮的外径：43mm

·减速比：50mm

·第一端部的内周面：研磨面

·第二端部的内周面：车床切削加工面

3.2.比较例1

以下的条件不同，除此以外与实施例相同地制作齿轮装置。

·第一端部的内周面：车床切削加工面

·第二端部的内周面：车床切削加工面

3.3.比较例2

以下的条件不同，除此以外与实施例相同地制作齿轮装置。

·第一端部的内周面：研磨面

·第二端部的内周面：研磨面

4.齿轮装置的评价

4.1.寿命

然后，对实施例及比较例1的齿轮装置输入转矩，求出齿轮装置的寿命。寿命的具体的计测方法如下。

首先，对齿轮装置的输入轴以转数3000rpm、平均负载转矩50Nm、峰值负载转矩60Nm输入转矩，并进行连续运转。然后，计数截止到齿轮装置破损为止的输入轴的转数。并且，把这样求出的转数作为齿轮装置的寿命。

评价结果如图10所示。如根据图10所示的评价结果所明确的那样，确认到实施例的齿轮装置的寿命比比较例1的齿轮装置的寿命长。

4.2.响应性

然后，对实施例及各比较例的齿轮装置，按照如下方式评价其响应性。

首先，将齿轮装置的输入轴固定。然后，使输出轴旋转，分别求出在输入轴产生的转矩以及与该转矩对应的输出轴的旋转角度。

然后，计算在输入轴产生的转矩的相位与输出轴的旋转的相位的偏差。并且，在横轴取转矩、纵轴取相位的偏差的坐标系中绘制测定结果，作成曲线图。所得到的曲线图如图11所示。

如根据图11所示的曲线图所明确的那样，在实施例的齿轮装置中，针对输入的输出的相位的偏差被抑制为小于比较例2的齿轮装置。因此，确认到实施例的齿轮装置的响应性高于比较例2的齿轮装置。

Claims (7)

1.一种齿轮装置，其特征在于，具备：

内齿齿轮；

外齿齿轮，与所述内齿齿轮部分地啮合，相对于所述内齿齿轮围绕旋转轴进行相对旋转，并具有挠性；以及

波动发生器，与所述外齿齿轮的内周面接触，使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮的啮合位置沿围绕所述旋转轴的周向移动，

所述外齿齿轮具备圆筒部，所述圆筒部具有供所述波动发生器接触的第一端部以及与所述第一端部沿着所述旋转轴相邻的第二端部，

所述第一端部的内周面包括研磨面，

所述第二端部的内周面包括车床切削加工面。

2.根据权利要求1所述的齿轮装置，其特征在于，

所述车床切削加工面具有沿围绕所述旋转轴的周向延伸的第一圆周槽，

所述第一圆周槽形成为螺旋状。

3.根据权利要求2所述的齿轮装置，其特征在于，

在所述车床切削加工面中，所述第一圆周槽的深度在远离所述研磨面的区域比在接近所述研磨面的区域深。

4.根据权利要求2所述的齿轮装置，其特征在于，

在所述车床切削加工面中，所述第一圆周槽的深度在远离所述研磨面的区域比在接近所述研磨面的区域浅。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的齿轮装置，其特征在于，

所述研磨面具有沿围绕所述旋转轴的周向延伸的第二圆周槽。

6.根据权利要求1所述的齿轮装置，其特征在于，

所述外齿齿轮具备在所述第一端部设置的外齿，

所述旋转轴的轴向上的所述研磨面的长度比所述轴向上的所述外齿的长度长。

7.一种机器人，其特征在于，具备：

第一部件；

第二部件，相对于所述第一部件进行转动；

权利要求1至6中任一项所述的齿轮装置，传递使所述第二部件相对于所述第一部件进行相对转动的驱动力；以及

驱动源，向所述齿轮装置输出所述驱动力。

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