CN117980629A

CN117980629A - 谐波齿轮装置

Info

Publication number: CN117980629A
Application number: CN202280062396.5A
Authority: CN
Inventors: 神山辽; 石冢一男; 白泽友树
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2024-05-03
Also published as: WO2023047650A1; JP2023047216A; KR20240023142A; JP7163466B1

Abstract

谐波齿轮装置(1)具有：内齿轮(2)；外齿轮(3)，其具有柔性；以及波发生器(4)，其使外齿轮(3)产生谐波运动。波发生器(4)具有与外齿轮(3)的内周面嵌合的轴承(6)。轴承(6)的外圈(6a)具有通过下式(1)求出的弹性模量，其中，E：纵向弹性模量，I：面积惯性矩，D：外圈的外径，而且，上述弹性模量为7.8×10^‑5～2.7×10^‑2的范围。弹性模量(N/mm²)＝E×I×(1/D4)…(1)。

Description

谐波齿轮装置

技术领域

本发明涉及谐波齿轮装置。

背景技术

谐波齿轮装置具有高精度、高减速比、轻量的特点。因此，谐波齿轮装置主要作为机器人用减速器来使用，但谐波齿轮装置的动力传递效率低于通常的行星齿轮装置的动力传递效率。

以往，作为使谐波齿轮装置的动力传递效率提高的方法，例如着眼于内齿轮与外齿轮的啮合，设定了内齿轮的齿形和外齿轮的齿形(例如参照专利文献1和2。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-166649号公报；

专利文献2：日本特开2018-159458号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而，在可耐实用的范围内提高动力传递效率的方面，上述现有的谐波齿轮装置仍然存在改善的余地。

本发明的目的在于，提供一种在可耐实用的范围内动力传递效率提高的谐波齿轮装置。

用于解决问题的方案

本发明的谐波齿轮装置具有：内齿轮；外齿轮，其具有柔性；以及波发生器，其使所述外齿轮产生谐波运动，所述波发生器具有与所述外齿轮的内周面嵌合的轴承，

所述轴承的外圈具有通过下式(1)求出的弹性模量，

弹性模量(N/mm²)＝E×I×(1/D⁴)…(1)

E：纵向弹性模量，I：面积惯性矩，D：外圈的外径，

而且，所述弹性模量为7.8×10^-5～2.7×10^-2。根据本发明的谐波齿轮装置，在可耐实用的范围内提高动力传递效率。

在本发明的谐波齿轮装置中，优选所述外圈的纵向弹性模量E(GPa)为0.4～200。在此情况下，在维持加工性的同时，动力传递效率进一步提高。

在本发明的谐波齿轮装置中，优选所述外圈由树脂或轻金属形成。在此情况下，通过选择材料这样简单的方式，动力传递效率提高。

在本发明的谐波齿轮装置中，优选的是，所述外圈由轴承钢形成，所述外圈的厚度相对于所述外圈的外径的厚度比率(％)为1.2～2.1。在此情况下，通过使用现有的轴承材料，并且将上述厚度比率设定为上述范围这样的简单的方法，能够使动力传递效率提高。

在本发明的谐波齿轮装置中，所述外圈被滚动体支承，能够在所述滚动体的表面和所述外圈或所述内圈的该滚动体的轨道面中的至少任一方设置有硬度比所述外圈的基材层高的硬质层。在此情况下，动力传递效率进一步提高。

发明效果

根据本发明，能够提供一种在可耐实用的范围内提高动力传递效率的谐波齿轮装置。

附图说明

图1为概略地示出本发明的第一实施方式的谐波齿轮装置的图。

图2为放大地示出图1的区域X的图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为概略地示出本发明的第二实施方式的谐波齿轮装置中的轴承的一部分的图。

图5为概略地示出本发明的第三实施方式的谐波齿轮装置中的轴承的一部分的图。

图6为示出由本发明的实施例2得到的具体的动力传递效率的数值结果和由相对于该实施例2的比较例得到的具体的动力传递效率的数值结果的折线图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的谐波齿轮装置进行说明。

在图1中，标记1为本发明的第一实施方式的谐波齿轮装置。谐波齿轮装置1具有：内齿轮2；外齿轮3，其具有柔性(也包括弹性)；以及波发生器4，其使外齿轮3产生谐波运动。波发生器4具有与外齿轮3的内周面嵌合的外圈6a。

波发生器4通过组装在外齿轮3的内周面而使外齿轮3挠曲成非圆形，在该外齿轮3形成与内齿轮2的啮合部分P，并且使该啮合部分P在内齿轮2的周向上移动。

在本实施方式中，内齿轮2具有多个内齿2a和圆环状主体2b。多个内齿2a从圆环状主体2b的内周朝向径向内侧突出。在本实施方式中，内齿轮2例如固定在谐波齿轮装置1的外壳(省略图示)。即，在本实施方式中，内齿轮2为固定齿轮。进而，在本实施方式中，内齿轮2为具有高刚性的刚性齿轮。内齿轮2由例如铸铁、合金钢、碳钢等铁系材料、镁合金、铝合金、钛合金等轻金属合金或轻金属单体、PEEK(聚醚醚酮)、PPS(聚苯硫醚)、POM(聚甲醛)等工程塑料等树脂材料形成。

此外，在本实施方式中，外齿轮3具有多个外齿3a和圆环状主体3b。多个外齿3a从圆环状主体3b的外周朝向径向外侧突出。外齿轮3为具有柔性的柔性齿轮。外齿轮3例如能够通过将圆环状主体3b形成为薄壁而使其机械地变形和复原。在将圆环状主体3b形成为薄壁的情况下，用于形成外齿轮3的材料能够使用例如金属、树脂材料。此外，外齿轮3能够通过使用例如具有柔性的材料(例如由合金钢、碳钢、轻金属制成的薄壁材料、具有柔性的工程塑料等树脂材料)而使其材质性地变形和复原。

此外，在本实施方式中，波发生器4具有波生成芯部5和轴承6。

在本实施方式中，波生成芯部5与驱动轴7连接。驱动轴7与电动机(省略图示)等动力源连接。波生成芯部5为与内齿轮2相同地具有高刚性的构件。波生成芯部5的外周面例如凸轮那样发挥作用。在本实施方式中，驱动轴7的旋转轴线与谐波齿轮装置1的轴线O同轴。由此，波生成芯部5能够绕轴线O旋转。波生成芯部5具有非圆形的形状。在本实施方式中，波生成芯部5为双叶(两叶)形。如图1所示，双叶形在从轴线方向观察(来自轴线O的方向的视线)时具有椭圆形状。在图1中，标记5a为波生成芯部5的长轴侧的顶点。长轴侧的顶点5a配置在长轴上。

在本实施方式中，轴承6允许外齿轮3与波生成芯部5之间的相对旋转。在本实施方式中，轴承6具有外圈6a、内圈6b以及滚动体6c。作为具有这样的结构的轴承，可举出例如滚子轴承、球轴承(例如深沟球轴承)等滚动轴承。进而，在本实施方式中，外圈6a和内圈6b具有柔性。由此，外圈6a和内圈6b能够分别按照波生成芯部5的轮廓形状而变形。轴承6能够由例如PTFE(聚四氟乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、POM(聚甲醛)等树脂材料、纤维增强塑料形成。此外，轴承6能够由例如钛合金、铝合金、镁合金等轻金属合金或轻金属单体形成。

轴承6的内圈6b安装在波生成芯部5的外周面。由此，轴承6以该轴承6的形状成为波生成芯部5的轮廓形状的方式组装在该波生成芯部5。但是，内圈6b能够与波生成芯部5一体地形成。即，根据本发明，内圈6b能够构成为波生成芯部5的一部分。

轴承6的外圈6a安装在外齿轮3的内周面。外圈6a具有柔性。由此，轴承6能够以外齿轮3的形状成为波生成芯部5的轮廓形状的方式支承具有柔性的该外齿轮3。在本实施方式中，波生成芯部5为双叶形。因此，如图1所示，外齿轮3与轴承6一同按照波生成芯部5的形状挠曲成椭圆形。由此，在内齿轮2与外齿轮3之间，在波生成芯部5的长轴侧的两处位置形成内齿轮2与外齿轮3的啮合部分P。

在谐波齿轮装置1中，当使波发生器4旋转时，该波发生器4的波生成芯部5能够相对于外齿轮3进行相对旋转。在谐波齿轮装置1中，在外齿轮3的外齿3a的齿数Z_F与内齿轮2的内齿2a的齿数Z_R之间存在齿数差。因此，当使波发生器4旋转时，在内齿轮2与外齿轮3之间产生所述齿数差所引起的相对旋转。由此，当使波发生器4旋转时，外齿轮3的啮合部分P在内齿轮2的周向上向与波发生器4的旋转方向相反的方向移动。在本实施方式中，每当波生成芯部5绕着轴线O旋转180度时，啮合部分P相对于内齿轮2向与波发生器4的旋转方向相反的方向移动。即，在本实施方式中，来自波发生器4的输入旋转作为来自外齿轮3的减速旋转而反转输出。

如上所述，谐波齿轮装置1通过外齿轮3的外齿3a与内齿轮2的内齿2a在长轴侧的两个啮合部分P进行啮合从而进行减速。此时的减速比由外齿3a和内齿2a的齿数来决定，因此与其他减速器相比，能够实现高减速比。谐波齿轮装置1例如作为机器人用减速器来使用。

另一方面，现有的谐波齿轮装置的动力传递效率低于通常的行星齿轮装置的动力传递效率。其主要原因是由于波发生器4内的轴承6的摩擦阻力、黏性阻力以及搅拌阻力导致的。在此，参照图2，摩擦阻力例如依赖于在外圈6a与滚动体6c之间的滑动部受到的垂直阻力N和动摩擦系数μ。在像谐波齿轮装置那样的凸轮长轴部产生大的垂直阻力这样的机构中，摩擦阻力变得较大。因此，现有的谐波齿轮装置的动力传递效率的损耗也必然变大。

因此，本发明谋求降低在轴承6的内部产生的摩擦力F并提高谐波齿轮装置1内的动力传递效率。

在此，摩擦力F(N)能够由F＝μ×N定义。

通过上述公式，摩擦力F(N)与垂直阻力N成比例。在本实施方式中，波发生器4为双叶形。在此情况下，垂直阻力N成为使正圆状的轴承6按照波生成芯部5的外周形状而变形为椭圆形状所需要的力的反作用力。因此，轴承6越容易变形，垂直阻力N越小。在本发明中，以弯曲刚度EI(＝E×I)定量地评价轴承6的变形容易度，通过减小该值使垂直阻力N变小。

根据本发明，外圈6a具有通过下式(1)求出的弹性模量。

弹性模量(N/mm²)＝E×I×(1/D⁴)…(1)

E：纵向弹性模量，I：面积惯性矩，D：外圈6a的外径。

在此，外圈6a的外径D为将轴承6安装在波生成芯部5之前的轴承6为正圆状态时的外圈6a的直径。

进而，根据本发明，所述弹性模量(N/mm²)为7.8×10^-5～2.7×10^-2的范围。更优选的是，由后述的实施例可以明确所述弹性模量(N/mm²)为7.8×10^-5～5.9×10^-4的范围。

上述公式(1)中，E×I表示弯曲刚度(N·mm²)，也称作弯曲刚度EI。弯曲刚度EI是纵向弹性模量E与面积惯性矩I的乘积值。与弯曲刚度EI相乘的项(1/D⁴)是基于轴承6的外径D的修正项。该修正项是用于使谐波齿轮装置的尺寸(大小)的差异平均化的修正项。具体而言，在变更谐波齿轮装置的尺寸的情况下，轴承的厚度(t)和宽度(w)也配合该尺寸的变更而变更。因此，面积惯性矩也配合轴承6的厚度(t)和宽度(w)的变更而发生较大变化。为了吸收伴随这样的面积惯性矩的变化而引起的弹性模量的变化，使用基于外圈6a的外径D的修正项进行平均化。

如果将轴承6的外圈6a的弯曲刚度EI减小至能够确保作为谐波齿轮装置1所需要的强度的限度，则在可耐实用的范围内减小使轴承6弹性变形时所需的力。由此，在轴承6的外圈6a与滚动体6c之间产生的摩擦力F也在可耐实用的范围内减小。其结果，能够抑制谐波齿轮装置1的动力传递效率降低。

在谐波齿轮装置1中，以所述弹性模量(N/mm²)满足7.8×10^-5～2.7×10^-2的范围的方式设定弯曲刚度EI。在所述弹性模量(N/mm²)为2.7×10^-2以下的情况下，与不具有本发明的结构的现有的谐波齿轮装置相比，动力传递效率提高。此外，在所述弹性模量(N/mm²)为7.8×10^-5以上的情况下，能够在维持耐久性和加工性的同时，使动力传递效率提高。因此，如果弹性模量(N/mm²)以满足7.8×10^-5～2.7×10^-2的范围方式进行设定，则能够在可耐实用的范围内将外圈6a的弯曲刚度EI减小至能够确保所需要的强度的限度。

因此，根据谐波齿轮装置1，通过轴承6在可耐实用的范围内容易变形，由此在轴承6的内部产生的摩擦力F被减小，谐波齿轮装置1内的动力传递效率提高。

特别地，在谐波齿轮装置1中，外圈6a的纵向弹性模量E(GPa)优选为0.4～200的范围。在纵向弹性模量E(GPa)为200以下的情况下，与不具有本发明的结构的现有的谐波齿轮装置相比，动力传递效率进一步提高。此外，在纵向弹性模量E(GPa)为0.4以上的情况下，轴承6的外圈6a能够获得能够以更稳定的状态支承外齿轮3这样的刚度。由此，动力传递效率提高。另外，在此情况下，外圈6a的加工性也能够维持现有的加工性。因此，如果将外圈6a的纵向弹性模量E(GPa)设为0.4～200的范围，则在维持加工性的同时，动力传递效率进一步提高。

此外，在谐波齿轮装置1中，外圈6a优选由树脂或轻金属形成。在此情况下，通过选择材料这样的简单的方式，动力传递效率提高。作为所述树脂，可举出例如PEEK(聚醚醚酮)、POM(聚甲醛)、PTFE(聚四氟乙烯)等树脂材料、纤维增强塑料。此外，作为所述轻金属，也可以是例如钛合金、铝合金、镁合金等轻金属合金或轻金属单体。另外，外圈6a的构成材料不需要为单一材料。外圈6a的构成材料能够采用将树脂和轻金属组合而成的材料。或者，外圈6a的构成材料能够采用将树脂、轻金属以及铁材料中的至少任意两种组合而成的材料。此外，内圈6b也能够使用与外圈6a同样的材料形成。

特别地，在谐波齿轮装置1中，外圈6a由轴承钢(例如SUJ2)形成，作为外圈6a的厚度t相对于该外圈6a的外径D的比的厚度比率(％)优选为1.2～2.1的范围。

参照图1，所述厚度比率(％)如以下这样进行定义。

厚度比率(％)＝t/D…(2)

D：外圈6a的外径，t：外圈6a的厚度。

在厚度比率(％)为1.2～2.1的范围的情况下，通过使用轴承钢这样的现有的轴承材料，并且将外圈6a的厚度比率(％)设定为上述范围(1.2～2.1)这样的简单的方法，就能够使动力传递效率提高。

另一方面，摩擦力F(N)也与动摩擦系数μ成比例。通常，滑动面的硬度越高，则动摩擦系数μ越小。因此，如果在滚动体6c与外圈6a的滑动面形成硬质层，则能够降低动摩擦系数μ，能够进一步抑制谐波齿轮装置1的动力传递效率的降低。

在谐波齿轮装置1中，外圈6a被滚动体6c支承。因此，在本实施方式中，如果在滚动体6c的表面和外圈6a或内圈6b的该滚动体6c的轨道面中的至少任一方，设置硬度比外圈6a的基材层高的硬质层，则动力传递效率进一步提高。在此，滚动体6c的轨道面是指外圈6a的内周面和内圈6b的外周面的至少任一方。

作为用作所述硬质层的材料，可举出例如硬度比轴承钢高的材料，作为具体例可举出DLC(类金刚石碳)。此外，在所述硬质层通过表面硬化处理而形成的情况下，该表面硬化处理不限于特定的表面处理。作为这样的表面硬化处理，可举出例如镀铬、氮化处理、渗碳处理等。所述硬质层能够形成在滚动体6c和该滚动体6c的轨道面的任一方。或者，所述硬质层能够形成在滚动体6c和该滚动体6c的轨道面这两方。在此情况下，动力传递效率最高。此外，根据本发明，能够将外圈6a设为多层结构，将具有轨道槽的内侧层设为铁等的硬质层，将外侧层设为树脂等的纵向弹性模量E低的材料。此外，根据本发明，能够将内圈6b设为多层结构，将作为轨道面的外侧层设为铁等的硬质层，将内侧层设为树脂等的纵向弹性模量E低的材料。

图4为概略地示出本发明的第二实施方式的谐波齿轮装置的轴承6的一部分的图。在本实施方式中，变更了轴承6的外圈6a的形状。在本实施方式中，在外圈6a的外周面，在周向上隔开间隔地设置有多个槽6d。如果在外圈6a设置槽6d，则该外圈6a容易以槽6d为起点而弯曲。即，如果在外圈6a设置槽6d，则能够使外圈6a的弯曲刚度EI降低。由此，外圈6a更容易弯曲。因此，根据本实施方式，与没有槽6d的谐波齿轮装置相比，能够使动力传递效率提高。

具体而言，槽6d形成为朝向轴线O向径向内侧凹陷的槽。此外，在本实施方式中，槽6d与轴线O平行地延伸，也就是说相对于轴线方向平行地延伸。进而，在本实施方式中，槽6d是形成至外圈6a的轴线方向端部的长槽。此外，参照图4，通过加工轴承6的外圈6a而使弹性模量成为上述范围，能够使动力传递效率提高。例如，通过在轴承6的外圈6a设置V字形(楔形)的长槽或U字形的长槽，能够使弹性模量成为上述范围。

图5为概略地示出本发明的第三实施方式的谐波齿轮装置的轴承6的一部分的图。在本实施方式中，在外圈6a的内部设置有空孔部B6。空孔部B6是存在于外圈6a的内部的封闭的空间。如果在外圈6a的内部设置空孔部B6，则由于在该外圈6a的内部形成空孔(空间)，所以纵向弹性模量E下降。其结果是，能够与图4的实施方式等效地使弯曲刚度EI降低。由此，外圈6a更容易弯曲。因此，根据本实施方式，与没有空孔部的谐波齿轮装置相比，能够使传递效率提高。

另外，在图5的第三实施方式中，空孔部B6仅为空孔，但也可以使树脂等的纵向弹性模量E低的材料浸渍在该空孔部B6中。此外，在所述空孔的尺寸大的情况下，该空孔成为疲劳破坏的起点。因此，期望所述空孔的尺寸(具体而言为平均空孔径，即空孔的平均直径)为数十μm以下且均匀地分散。

接下来，对本发明的实施例进行说明。

以下的表1示出动力传递效率的测定结果。在该测定结果中，包含有通过本发明的实施例1～6得到的动力传递效率的测定结果和通过用于与实施例1～6进行比较的比较例1～2得到的动力传递效率的测定结果。

[表1]

在表1中一并示出了各实施例和比较例的外圈6a的弹性模量(N/mm²)、外圈6a的厚度t(mm)、外圈6a的厚度比率(％)、轴承6的外圈6a的材质。动力传递效率的测定以波发生器4作为输入。输入旋转速度(rpm)设为100～1000rpm的范围之中的100rpm、500rpm、1000rpm三种。此外，以负载转矩(N·m)为1.0进行了测定。特别地，在实施例6中，在轴承6的滚动体6c、外圈6a的轨道面(内周面)以及内圈6b的轨道面(外周面)形成有由DLC构成的硬质层。动力传递效率以◎：动力传递效率为50％以上、〇：动力传递效率为40％以上且小于50％、△：动力传递效率为30％以上且小于40％、×：动力传递效率小于30％这四种进行评价。

接着，以下的表2示出实施例1～6和比较例1～2的考虑了实用性的综合判定结果。在综合判定的项目中，除了动力传递效率之外，还包括加工难度、耐久性。综合评价是考虑了动力传递效率、加工难度、耐久性各自的评价而作出的评价。综合评价设为◎：非常好、〇：好、△：略好、×：不好这四种。在该综合判定中，综合评价为△以上的装置判定为实用的谐波齿轮装置。

[表2]

在此，实施例1是相当于本申请的权利要求3涉及的发明的实施例。在实施例1中，将轴承6的外圈6a和内圈6b设为树脂材料的PTFE(聚四氟乙烯)(纵向弹性模量E＝4.0×10²N/mm²)，将外圈6a和内圈6b的厚度设为0.8mm。与此相对，在比较例2中，将树脂材料设为相同的PTFE，将外圈6a和内圈6b的厚度设为0.5mm。两者均由于变更材质引起的纵向弹性模量E的降低和外圈6a的厚度的减少，弯曲刚度降低，能得到良好的动力传递效率，但在比较例2中，外圈6a和内圈6b的厚度过薄，耐久性存在问题，不耐实用。

接着，实施例2也是相当于本申请的权利要求3涉及的发明的实施例。在实施例2中，将轴承6的外圈6a和内圈6b设为树脂材料的PEEK(纵向弹性模量E＝3.00×10³N/mm²)，将外圈6a和内圈6b的厚度设为0.8mm。在此，在表3中，示出测定实施例2的动力传递效率而得到的具体的数值结果。在表3中，一并示出对将轴承6的外圈6a和内圈6b设为轴承钢(SUJ2)(纵向弹性模量E＝2.08×10⁵N/mm²、弹性模量＝4.1×10^-2N/mm²)、并将外圈6a和内圈6b的厚度设为0.8mm的比较例1的动力传递效率进行测定而得到的具体的数值结果。此外，在图6中，用折线图示出表3。

[表3]

如表3和图6所示，以实施例2和现有技术这两者进行动力传递效率的比较试验，其结果为，实施例2的动力传递效率为50％以上，与此相对，现有技术的动力传递效率为约22～30％，能够确认提高了约两倍的动力传递效率。此外，在轴承6的外圈6a的材质为PEEK的情况下，期望厚度比率(％)为2.4％～4.4％。当厚度比率(％)小于2.4％时，包括内圈6b在内，外圈6a的厚度变得过薄，不能确保充分的轨道槽深度。在此情况下，有可能发生滚动体6c的脱轨。此外，当厚度比率(％)大于4.4％时，反而外圈6a的厚度t变得过厚，因此弹性模量(N/mm²)也变得过大，其结果是，动力传递效率变差。因此，在轴承6的外圈6a的材质为PEEK的情况下，期望厚度比率(％)为2.4％～4.4％。另外，在实施例2中，使用PEEK作为外圈6a和内圈6b的树脂材料，但该树脂材料也可以是PTFE、POM这样的树脂材料、纤维增强塑料、或者钛合金、铝合金、镁合金等轻金属合金或这些轻金属单体，期望纵向弹性模量E在0.4GPa～200GPa的范围。

实施例3～5是相当于本申请的权利要求4涉及的发明的实施例。其是如下的例子，即：将轴承6的外圈6a和内圈6b设为轴承钢(SUJ2)，以厚度比率(％)从比较例1的2.4％分别变为2.1％、1.5％、1.2％的方式仅变更了外圈6a和内圈6b的厚度。通过减小外圈6a的厚度t，弯曲刚度EI被降低，与比较例1相比，能够使动力传递效率提高。在此情况下，期望厚度比率(％)为1.2％～2.1％。当厚度比率(％)小于1.2％时，外圈6a和内圈6b的厚度变得过薄。因此，外圈6a的制作变得困难，并且耐久性降低。此外，当厚度比率(％)大于2.1％时，厚度与比较例1的厚度基本上没有变化，由于厚度过厚，所以弹性模量(N/mm²)也变得过大，其结果，动力传递效率没有提高。因此，如果厚度比率(％)为2.1％以下，则由厚度的变化引起的传递效率损耗的降低变少，动力传递效率没有太大提高。因此，进一步期望厚度比率(％)为1.2％～2.1％。

参照表2，由实施例1～6和比较例1、2的关系可知，谐波齿轮装置1满足所述弹性模量(N/mm²)为7.8×10^-5～2.7×10^-2的范围，在可耐实用的范围内动力传递效率提高。更优选地，如实施例1、2以及4那样，所述弹性模量(N/mm²)为7.8×10^-5～1.0×10^-2的范围。

此外，参照实施例1、2可知，抑制弯曲刚度EI的一种方法是将构成外圈6a的材质变更为纵向弹性模量E低的材质。

此外，参照实施例3～5可知，抑制弯曲刚度EI的第二种方法是使外圈6a的厚度t变薄。在此，在图3中，用图2的A-A剖面示出了轴承6的外圈6a。在图3中，标记w是外圈6a的轴线方向宽度。此外，在图3中，标记t是外圈6a的厚度。参照图3，外圈6a的面积惯性矩I为I＝(w×t³)/12。因此，面积惯性矩I与外圈6a的厚度t的三次方成比例。因此，如果使外圈6a的厚度t变薄，则能够使弯曲刚度EI降低。

此外，作为抑制弯曲刚度EI的第三种方法，能够通过改变外圈6a的剖面形状、内部结构而使面积惯性矩I降低。作为具体例，可举出上述第二实施方式和第三实施方式。

进而，实施例6是相当于本申请的权利要求5涉及的发明的实施例。在该实施例中，在轴承6的滚动体6c、外圈6a的滑动面(内周面)以及内圈6b的滑动面(外周面)形成有由DLC构成的硬质层。由此可知，通过抑制作为摩擦力F的一个原因的滑动部的动摩擦系数，由此提高动力传递效率。此外，在本实施方式中，将DLC作为硬质层进行了说明，但如上所述，不限于DLC，也可以使用例如镀铬、氮化处理、渗碳处理等来制作硬质层。

上述内容仅示例了本发明的多个实施方式和实施例，能够根据专利请求的范围进行各种变更。在本实施方式中，谐波齿轮装置1以双叶形进行了说明，但本发明不限于双叶形。根据本发明，波生成芯部5只要是多叶形即可。作为波生成芯部5的具体例，可举出例如三角形的三叶形、四边形的四叶形。此外，在上述说明中，谐波齿轮装置1的动力传递路径以波发生器4作为输入，以外齿轮3作为输出，但不限于此。

附图标记说明

1：谐波齿轮装置；

2：内齿轮；

2a：内齿；

2b：圆环状主体；

3：外齿轮；

3a：外齿；

3b：圆环状主体；

4：波发生器；

5：波生成芯部；

5a：顶点；

6：轴承；

6a：外圈；

6b：内圈；

6c：滚动体；

6d：槽；

7：驱动轴；

B6：空孔部；

P：啮合部分。

Claims

1.一种谐波齿轮装置，其具有：

内齿轮；

外齿轮，其具有柔性；以及

波发生器，其使所述外齿轮产生谐波运动，

所述波发生器具有与所述外齿轮的内周面嵌合的轴承，

所述轴承的外圈具有通过下式(1)求出的弹性模量，

弹性模量(N/mm²)＝E×I×(1/D⁴)…(1)

E：纵向弹性模量，I：面积惯性矩，D：外圈的外径，

而且，所述弹性模量为7.8×10^-5～2.7×10^-2。

2.根据权利要求1所述的谐波齿轮装置，其中，

所述外圈的纵向弹性模量E(GPa)为0.4～200。

3.根据权利要求2所述的谐波齿轮装置，其中，

所述外圈由树脂或轻金属形成。

4.根据权利要求1所述的谐波齿轮装置，其中，

所述外圈由轴承钢形成，作为所述外圈的厚度相对于所述外圈的外径的比的厚度比率(％)为1.2～2.1。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的谐波齿轮装置，其中，

所述外圈被滚动体支承，在所述滚动体的表面和所述外圈或所述内圈的该滚动体的轨道面中的至少任一方设置有硬度比所述外圈的基材层高的硬质层。