JP2016200192A - 揺動歯車機構、変速機、アクチュエータ及びロボットアーム - Google Patents

Abstract

【課題】揺動歯車機構を構成する部品の寸法誤差や組立誤差があっても剛性の低下や振動の発生を抑制する。【解決手段】揺動歯車機構１７は、固定歯車４０、出力歯車５０及び揺動歯車６０を備える。揺動歯車６０は、歯車４０，５０に対して傾斜して配置され、歯車４０，５０の軸心まわりに揺動運動しながら歯車４０，５０と噛み合う。歯車４０，５０は、該歯車４０，５０の複数の歯４１，５１を１つ以上の歯で複数のグループにグループ分けしたとき、該グループごとに歯を支持し、支持している歯に接触する歯から受ける力により弾性変形する弾性変形部４４，５４を有する弾性歯車で構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、歯車に対して傾斜して配置された揺動歯車を有する揺動歯車機構、該揺動歯車機構を有する変速機、該変速機を有するアクチュエータ、該アクチュエータを有するロボットアームに関する。

一般に、産業用ロボットでは、高速低トルクのモータの出力が、減速機によって低速高トルクに変換されて関節の駆動に使用されている。産業用ロボットに用いられる減速機としては、楕円形歯車と真円形歯車との差動を利用した波動歯車機構が知られている。波動歯車機構は、同時に噛み合う噛み合い歯数が多く、高いトルク容量を得ることができるため、多くの産業用ロボットに使用されている。しかし、波動歯車機構は、コストが高いと共に、変形を利用することから耐久性が低くなるという問題があった。

一方、減速機としては、揺動歯車の揺動運動により大きな減速比が得られる揺動歯車機構が知られている。この揺動歯車機構は、回転自在な入力軸と、該入力軸に一体化した傾斜軸と、入力軸と同軸に設けた固定歯車と、固定歯車と異なる歯数を有して斜めに噛み合う揺動歯車を備える。揺動歯車は、入力軸及び傾斜軸の回転によって、傾斜しながら揺動回転する。これにより、入力軸１回転につき歯数差分だけ揺動歯車が固定歯車に対して回転（公転）するため、この公転成分のみを出力軸に取り出すことで、入力軸の回転を減速して出力軸から出力するようになっている。また、揺動歯車の公転成分の取り出しではなく、固定歯車と反対に出力歯車を設けて揺動歯車に噛み合わせ、これら二組の歯車の差動によって減速する方式もある。

さらに、歯車同士の噛み合い歯数を多くして伝達トルクを増大させるために、例えばトロコイド歯形、円弧歯形、向斜揺動歯形等を用いた揺動歯車機構が開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０１４−６６２８０号公報 特開平１−２４７８４７号公報

しかしながら、特許文献１，２の揺動歯車機構では、噛み合い歯数が多いために、揺動歯車機構の部品の寸法誤差や組立誤差によって、歯車の噛み合い領域の減少や噛み合い歯数の減少が起きやすく、歯車の噛み合い状態にムラが生じていた。このように噛み合い状態にムラが生じた場合、揺動歯車機構の剛性が低下したり、揺動歯車機構に振動が発生したりするなど、揺動歯車機構の各種性能が低下していた。

そこで、本発明は、揺動歯車機構を構成する部品の寸法誤差や組立誤差があっても、剛性の低下や振動の発生を抑制することを目的とする。

本発明の揺動歯車機構は、歯車と、前記歯車に対して傾斜して配置され、前記歯車の軸心まわりに揺動運動しながら前記歯車と噛み合う揺動歯車と、を備え、前記歯車及び前記揺動歯車のうち少なくとも１つの歯車は、該歯車の複数の歯を１つ以上の歯で複数のグループにグループ分けしたとき、該グループごとに歯を支持し、支持している歯に接触する歯から受ける力により弾性変形する弾性変形部を有する弾性歯車で構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、揺動歯車機構の部品の寸法誤差や組立誤差があっても、弾性変形部により噛み合い状態を均一化することが可能となる。これにより、揺動歯車機構の剛性低下や振動発生を抑制し、揺動歯車機構の安定した性能を確保することができる。

第１実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係るアクチュエータを示す断面図である。 （ａ）は図２の揺動歯車装置の側面図である。（ｂ）は（ａ）の紙面奥行き方向の揺動歯車装置の断面図である。 第１実施形態に係る減速機の揺動歯車機構を示す断面斜視図である。 第２実施形態に係る減速機の揺動歯車機構を示す断面斜視図である。 第３実施形態に係る減速機の揺動歯車機構を示す断面斜視図である。 第４実施形態に係るアクチュエータを示す断面図である。 （ａ）は図７の揺動歯車装置の側面図である。（ｂ）は（ａ）の紙面奥行き方向の揺動歯車装置の断面図である。 第４実施形態に係る減速機の揺動歯車機構を示す断面斜視図である。 第４実施形態に係る揺動歯車機構の揺動歯車を示す断面斜視図である。 （ａ）は固定歯車の歯と揺動歯車の歯との位相が一致している状態を示す模式図である。（ｂ）〜（ｄ）は、固定歯車の歯と揺動歯車の歯との位相が基準位相と、基準位相から半ピッチずれた位相との間の位相の状態を示す模式図である。（ｅ）は、固定歯車の歯と揺動歯車の歯との位相が半ピッチずれた基準位相の状態を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す斜視図である。図１に示すロボット装置６５０は、産業用ロボットであり、ワークＷの組み立て等の作業を行うロボット６００と、ロボット６００を制御する制御装置６３０と、制御装置６３０に接続されたティーチングペンダント６４０と、を備えている。

ロボット６００は、多関節のロボットアーム６０１と、ロボットアーム６０１の先端に接続されたエンドエフェクタであるロボットハンド６０２と、を備えている。

ロボットアーム６０１は、垂直多関節のロボットアームであり、作業台に固定されるベース部（リンク）６１０_０と、変位や力を伝達する複数のリンク６１０_１〜６１０_６と、を有している。複数のリンク６１０_０〜６１０_６は、複数の関節Ｊ_１〜Ｊ_６で回転可能に互いに連結されている。ロボットアーム６０１の関節Ｊ_１〜Ｊ_６のうち少なくとも１つ、第１実施形態では全ての関節Ｊ_１〜Ｊ_６がアクチュエータ１０を有している。各関節Ｊ_１〜Ｊ_６のアクチュエータ１０は、必要なトルクの大きさに合わせて適切な出力のものが用いられる。なお、アクチュエータ１０については、後に詳しく説明する。

ロボットハンド６０２は、ワークＷを把持する複数の把持爪６０４と、複数の把持爪６０４を駆動する不図示のアクチュエータと、不図示のアクチュエータの回転角度を検出する不図示のエンコーダと、回転を把持動作に変換する不図示の機構とを有している。この不図示の機構は、カム機構やリンク機構などで必要な把持動作に合わせて設計される。なお、ロボットハンド６０２に用いる不図示のアクチュエータに必要なトルクは、ロボットアーム６０１の関節用と異なるが、基本構成は同じである。また、ロボットハンド６０２は、把持爪６０４等に作用する応力（反力）を検出可能な不図示の力覚センサを有している。

ティーチングペンダント６４０は、制御装置６３０に接続可能に構成され、制御装置６３０に接続された際に、ロボットアーム６０１やロボットハンド６０２を駆動制御する指令を制御装置６３０に送信可能に構成されている。

制御装置６３０は、コンピュータにより構成されている。制御装置６３０を構成するコンピュータは、例えばＣＰＵと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、各部を制御するためのプログラムを記憶するＲＯＭと、入出力インタフェース回路とを備えている。制御装置６３０は、アクチュエータ１０の動作に要求される電力を、不図示の電源装置からアクチュエータ１０に供給させて、ロボットアーム６０１やロボットハンド６０２の位置及び姿勢を制御する。

上述のように構成されたロボット装置６５０は、入力された設定等に従って、制御装置６３０がロボットアーム６０１の各関節Ｊ_１〜Ｊ_６のアクチュエータ１０を動作させることでロボットハンド６０２を任意の位置及び姿勢に移動させる。そして、任意の位置及び姿勢で、把持爪６０４に作用する応力を力覚センサで検出しながらアクチュエータ１０の駆動を制御し、ロボットハンド６０２にワークＷを把持させて、ワークＷの組み立て等の作業を行うことができる。

次に、第１実施形態に係るアクチュエータ１０について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るアクチュエータ１０を示す断面図である。図２には、アクチュエータ１０の中央断面を図示している。

アクチュエータ１０は、回転駆動源である電動モータ１２０と、電動モータ１２０のトルクを増大させるために電動モータ１２０の出力（回転）を減速（変速）する変速機である減速機１３０と、を備えている。

減速機１３０は、揺動型減速機である。減速機１３０は、入力軸ユニット２０と、１組の揺動歯車装置１２と、出力軸ユニット３０と、ベース９０とを備えている。なお、第１実施形態では、減速機１３０が揺動歯車装置１２を１組有する場合について説明するが、揺動歯車装置１２は１組以上であれば何組でもよい。揺動歯車装置１２は、傾斜軸ユニット１３と、揺動歯車機構１７とを有する。

入力軸ユニット２０は、電動モータ１２０に接続されて回転する入力軸部２１と、ベース２３と、入力軸部２１をベース２３に軸支するための２つの軸受からなる軸受２２とを有する。

入力軸部２１は、電動モータ１２０の不図示のモータ軸部（回転軸部）に接続された軸部材である。入力軸部２１は、ベース２３に例えば組合せアンギュラ軸受等の軸受２２を介して軸心（軸芯）７０まわりに回転可能に支持されている。電動モータ１２０のモータ軸部（不図示）が軸心７０を中心に回転することで、入力軸部２１が軸心７０を中心に回転する。第１実施形態では、電動モータ１２０のモータ軸部（不図示）と入力軸部２１とは、別部材で形成されてねじ止め等により固定されているが、一体に形成されていてもよい。

出力軸ユニット３０は、出力軸部３１と、ベース３３と、出力軸部３１をベース３３に軸支するための２つの軸受からなる軸受３２とを有する。出力軸部３１は、入力軸部２１と同軸に配置された軸部材であり、例えば組合せアンギュラ軸受等の軸受３２を介して軸心７０まわりに回転可能にベース３３に支持されている。ベース２３とベース３３とは、ベース９０を介して連結されている。

なお、これらベース２３，３３，９０は、別部材で形成されているが、一体に形成されていてもよい。ベース２３，３３，９０は、図１のリンク６１０_ｉ−１（ｉ＝１〜６）及びリンク６１０_ｉのうち一方に固定（又は一体に形成）されている。出力軸部３１は、リンク６１０_ｉ−１及びリンク６１０_ｉのうち他方に固定（又は一体に形成）されている。

傾斜軸ユニット１３は、傾斜軸部１４と、軸受１５と、傾斜ホルダ１６とを有する。傾斜軸ユニット１３の中心軸（軸心）である傾斜軸心７１は、入力軸部２１の中心軸である軸心７０に対して傾斜角度θで傾斜している。傾斜ホルダ１６は、例えば組合せアンギュラ軸受等の軸受１５を介して傾斜軸部１４に傾斜軸心７１まわりに回転可能に支持されている。

傾斜軸部１４は、入力軸部２１に接続され、軸心７０に対して所定角度θ傾斜する傾斜軸心（傾斜軸芯）７１の方向に延びて形成された軸部材である。つまり、傾斜軸部１４は、入力軸部２１に対して傾斜角度θだけ傾斜している。傾斜軸部１４は、入力軸部２１と一体に軸心７０まわりに回転（揺動回転）する。第１実施形態では、傾斜軸部１４は入力軸部２１とは別部材として形成され、入力軸部２１に対してねじ止めや溶接等により固定して一体化している。なお、傾斜軸部１４は、入力軸部２１に一体形成されていてもよい。

揺動歯車機構１７は、固定歯車（歯車、第１歯車）４０、出力歯車（歯車、第２歯車）５０及び揺動歯車６０を有する。固定歯車４０は、入力軸部２１と同軸に配置され、ベース９０に固定して支持されている。固定歯車４０は、ねじ止め等によりベース９０に固定されているが、ベース９０と一体に形成されていてもよい。

出力歯車５０は、固定歯車４０と同軸に配置され、出力軸部３１と一体に軸心７０まわりに回転する。出力歯車５０は、出力軸部３１とは別部材で形成されており、ねじ止め等により出力軸部３１に固定されているが、出力軸部３１と一体に形成されていてもよい。

一対の歯車４０，５０は、揺動歯車６０を挟み込むように同軸に配置されている。そして、揺動歯車６０は、固定歯車４０及び出力歯車５０に部分的に噛合して傾斜軸心７１まわりに相対回転可能になっている。

これらの歯車４０，５０，６０を構成する材質としては、高強度歯車鋼から低コストの一般鋼、非鉄金属や焼結材や樹脂等、一般的に使用される材質を適用することができる。また、各歯面に対して、歯形の寸法誤差や組立誤差等による片当たりを軽減するクラウニング加工等を施してもよい。

図３（ａ）は、図２の揺動歯車装置１２の側面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の紙面奥行き方向の断面図である。図４は、揺動歯車装置１２を構成する揺動歯車機構１７の断面斜視図である。

固定歯車４０は、第１歯である歯４１を複数有する。歯４１の歯数をｚ１とする。複数の歯４１は円環状に配置されている。複数の歯４１は、軸心７０の方向の一方側に指向して形成されている。

即ち、固定歯車４０は、複数の歯４１が形成された円環状の基体４０Ａで構成されている。基体４０Ａには、円環状の固定部４７と、歯４１を支持する複数の支持部４５と、固定部４７と支持部４５とを接続する複数の接続部４６と、が形成されている。固定部４７は、他部材であるベース９０（図２）に固定される。接続部４６は、固定部４７から半径方向（具体的には半径方向内側）に延びて形成されている。支持部４５は、接続部４６から固定歯車４０の軸方向に延びて形成されている。歯４１は、支持部４５に設けられている。

揺動歯車６０は、傾斜軸心７１の方向で歯４１と対向する側に形成され、歯４１と噛み合う第２歯である歯６１と、傾斜軸心７１の方向で歯４１の側とは反対側に形成された第３歯である歯６２と、を複数有する。歯６１の歯数をｚ２、歯６２の歯数をｚ３とする。複数の歯６１及び複数の歯６２は、円環状に配置されている。

即ち、揺動歯車６０は、複数の歯６１及び複数の歯６２が形成された円環状の基体６０Ａで構成されている。基体６０Ａには、円環状の固定部６７と、歯６１，６２を支持する円環状の支持部６５と、固定部６７と支持部６５とを接続する円環状の接続部６６とが形成されている。固定部６７は、他部材である傾斜ホルダ１６に固定される。接続部６６は、固定部６７から半径方向（具体的には半径方向外側）に延びて形成されている。支持部６５は、接続部６６から揺動歯車６０の軸方向に延びて形成されている。歯６１，６２は、支持部６５に設けられている。

出力歯車５０は、軸心７０の方向で歯６２と対向する側に形成され、歯６２と噛み合う第４歯である歯５１を有している。歯５１の歯数をｚ４とする。複数の歯５１は、円環状に配置されている。

即ち、出力歯車５０は、複数の歯５１が形成された円環状の基体５０Ａで構成されている。基体５０Ａには、円環状の固定部５７と、歯５１を支持する複数の支持部５５と、固定部５７と支持部５５とを接続する複数の接続部５６とが形成されている。固定部５７は、他部材である出力軸部３１（図２）に固定される。接続部５６は、固定部５７から半径方向（具体的には半径方向外側）に延びて形成されている。支持部５５は、接続部５６から出力歯車５０の軸方向に延びて形成されている。歯５１は、支持部５５に設けられている。

固定歯車４０の歯４１の歯数ｚ１と、出力歯車５０の歯５１の歯数ｚ４とは、異なる歯数である。また、揺動歯車６０の歯６１の歯数ｚ２と、揺動歯車６０の歯６２の歯数ｚ３とは、異なる歯数である。そして、固定歯車４０の歯数ｚ１と揺動歯車６０の歯６１の歯数ｚ２、及び揺動歯車６０の歯６２の歯数ｚ３と出力歯車５０の歯５１の歯数ｚ４のうち少なくとも一方は、異なる歯数の組合せである。第１実施形態において、歯６１の歯数ｚ２は、ｚ１＋１（固定歯車４０の歯４１との歯数差が１）、歯６２の歯数ｚ３は、ｚ４＋１（出力歯車５０の歯５１との歯数差が１）となっている。なお、固定歯車４０の歯４１の歯数ｚ１と、出力歯車５０の歯５１の歯数ｚ４とは、同数でもよい。

揺動歯車６０は、固定歯車４０及び出力歯車５０の間に歯車４０，５０に対して傾斜して配置され、固定歯車４０及び出力歯車５０と噛合しながら傾斜ホルダ１６と一体的に傾斜軸心７１を中心に回転する。これにより、揺動歯車６０の歯６２は、揺動歯車６０の歯６１と固定歯車４０の歯４１との噛合部位の径方向及び軸方向の反対側で、出力歯車５０に噛合するようになっている。

上述した減速機１３０の減速動作について説明する。まず、入力軸部２１が１回転すると、傾斜軸部１４に回転可能に支持された揺動歯車６０が、軸心７０と傾斜軸心７１の交点である基準点７２を中心として１回揺動運動する。このとき、揺動歯車６０は、固定歯車４０に対して３６０／（ｚ１＋１）度だけ公転する。一方、歯数ｚ４の出力歯車５０と揺動歯車６０との間にも、揺動による公転が生じる。即ち、減速機１３０は、揺動歯車６０の公転を出力歯車５０により取り出すように構成されている。

このようなタイプの減速機１３０の減速比は、１−（ｚ１（ｚ４＋１）／（（ｚ１＋１）ｚ４）で計算できることが知られている。例えば、ｚ１＝２４、ｚ４＝４８の時、１／５０の減速比が得られる。また、例えば、ｚ１＝４８、ｚ４＝４９とすれば、１／２４０１という大減速比も可能であり、このタイプの減速機１３０は、１／２０程度の低減速比から数千分の１という大減速比まで、広い範囲の減速比を一段で実現することが可能になる。

以上の構成で、入力軸部２１の回転に伴い、揺動歯車６０は固定歯車４０との噛合いによって揺動運動を行い、出力歯車５０との噛合いも含めた２組の歯車４０，６０及び歯車６０，５０の差動によって減速する。このように、減速機１３０は、入力軸部２１に入力された回転を揺動歯車装置１２によって減速し、出力軸部３１から出力する。

歯車４０，５０，６０のうち少なくとも１つの歯車、第１実施形態では歯車４０，５０が、それぞれ複数の弾性変形部４４，５４を有する弾性歯車である。

各弾性変形部４４は、複数の歯４１を１つ以上の歯４１で複数のグループにグループ分けしたとき、グループごとに歯４１を支持し、支持している歯４１に接触する歯６１から受ける力により弾性変形するよう構成されている。各グループに含まれる歯４１の数は２以下が好ましく、第１実施形態では各グループに含まれる歯４１の数は１である。つまり、各弾性変形部４４は、複数の歯４１うち１つの歯４１を支持している。

各弾性変形部４４は、固定部４７から半径方向内側に延びて形成されている。各弾性変形部４４の基端が固定部４７に固定されており、各弾性変形部４４の先端には、１つの歯４１が設けられている。

弾性変形部４４により支持された歯４１が相手側の歯６１から受ける力によって変位することにより、揺動歯車機構１７の部品の寸法誤差や組立誤差があっても、噛み合い状態を均一化することが可能となる。

第１実施形態では、基体４０Ａにスリット４２が形成されることにより、接続部４６及び支持部４５で弾性変形部４４が形成されている。即ち、固定歯車４０の基体４０Ａには、歯４１と歯４１の間、つまり歯間（歯４１の歯底４１Ｂ）から放射状に半径方向に延びるスリット４２が形成されている。そして、隣り合う２つのスリット４２，４２により弾性変形部４４が形成されている。スリット４２は歯底４１Ｂおよび接続部４６を貫通している。

接続部４６は、半径方向に延びる板状のばね部材である。したがって、弾性変形部４４のうち接続部４６が大きく弾性変形する。よって、弾性変形部４４は、固定部４７に固定された基端を支点として先端に設けられた歯４１に受けた力により弾性変形する。なお、スリット４２には、ゴム等の、弾性変形部４４よりも弾性係数が低い弾性部材が配置（充填）されていてもよい。つまり、各弾性変形部４４の弾性変形に支障を及ぼさない限り、スリット４２に充填部材が充填されていてもよい。

各弾性変形部５４は、複数の歯５１を１つ以上の歯５１で複数のグループにグループ分けしたとき、グループごとに歯５１を支持し、支持している歯５１に接触する歯６２から受ける力により弾性変形するよう構成されている。各グループに含まれる歯５１の数は２以下が好ましく、第１実施形態では、各グループに含まれる歯５１の数は１である。つまり、各弾性変形部５４は、複数の歯５１うち１つの歯５１を支持している。

各弾性変形部５４は、固定部５７から半径方向外側に延びて形成されている。各弾性変形部５４の基端が固定部５７に固定されており、各弾性変形部５４の先端には、１つの歯５１が設けられている。

弾性変形部５４により支持された歯５１が相手側の歯６２から受ける力によって変位することにより、揺動歯車機構１７の部品の寸法誤差や組立誤差があっても、噛み合い状態を均一化することが可能となる。

第１実施形態では、基体５０Ａにスリット５２が形成されることにより、接続部５６及び支持部５５で弾性変形部５４が構成されている。即ち、出力歯車５０の基体５０Ａには、歯５１と歯５１の間、つまり歯間（歯５１の歯底５１Ｂ）から放射状に半径方向に延びるスリット５２が形成されている。そして、隣り合う２つのスリット５２，５２により弾性変形部５４が形成されている。スリット５２は歯底５１Ｂおよび接続部５６を貫通している。

接続部５６は、半径方向に延びる板状のばね部材である。したがって、弾性変形部５４のうち接続部５６が大きく弾性変形する。よって、弾性変形部５４は、固定部５７に固定された基端を支点として先端に設けられた歯５１に受けた力により弾性変形する。なお、スリット５２には、ゴム等の、弾性変形部５４よりも弾性係数が低い弾性部材が配置（充填）されていてもよい。つまり、各弾性変形部５４の弾性変形に支障を及ぼさない限り、スリット５２に充填部材が充填されていてもよい。

図１１は、固定歯車４０の歯４１と揺動歯車６０の歯６１との噛み合いを説明するための模式図である。具体的には、図１１（ａ）は固定歯車４０の歯４１と揺動歯車６０の歯６１との位相が一致している（基準位相に対して半ピッチずれている）状態を示す模式図である。図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）は、固定歯車４０の歯４１と揺動歯車６０の歯６１との位相が基準位相と、基準位相から半ピッチずれた位相との間の位相の状態を示す模式図である。図１１（ｅ）は、固定歯車４０の歯４１と揺動歯車６０の歯６１との位相が半ピッチずれた基準位相の状態を示す模式図である。説明を簡便にするために、固定歯車４０にスリット４２を形成していない基準歯形４３，６４としている。

図１１（ｅ）には、歯４１と歯６１が最も深く噛み合う最噛合位置を表している。この最噛合位置では、歯先４１Ａ，６１Ａと歯底４１Ｂ，６１Ｂとが接している。図１１（ａ）は、最噛合位置の周方向反対側で歯先４１Ａ，６１Ａ同士がすれ違うすれ違い位置を表す。すれ違い位置では、歯先４１Ａと歯先６１Ａは接触点８１で接触している。最噛合位置では、歯４１と歯６１は接触点８３，８４で噛み合っている。最噛合位置とすれ違い位置の間の領域では、歯４１と歯６１は、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に示すように、接触点８１，８３，８４で噛み合い状態を形成する。出力歯車５０の歯５１と揺動歯車６０の歯６２についても同様の噛み合い状態である。

即ち、固定歯車４０の歯４１と揺動歯車６０の歯６１、出力歯車５０の歯５１と揺動歯車６０の歯６２は、それぞれほぼ全周に亘って接触している。したがって、伝達トルクが多数の歯に分担され、非常に大きな負荷容量を小型軽量の揺動歯車機構１７で得ることができる。また、噛合部のバックラッシのない揺動歯車機構１７を得ることができる。

ここで、第１実施形態の揺動歯車装置１２では、固定歯車４０の歯４１の各々の間である歯底４１Ｂにスリット４２が形成されている。スリット４２により歯底４１Ｂが分断されているため、図１１（ｅ）に示す最噛合位置の点８４では、歯４１の歯底４１Ｂと歯６１の歯先６１Ａとは接触しない。同様に、出力歯車５０の歯５１の各々の間である歯底５１Ｂにもスリット５２が形成されている。スリット５２により歯底５２Ｂが分断されているため、最噛合位置の点では、歯５１の歯底５１Ｂと歯６２の歯先６２Ａとは接触しない。

したがって、固定歯車４０と揺動歯車６０の歯同士は、スリット４２により歯先６１Ａが相手側の歯底４１Ｂに接触しない歯６１（歯先６１Ａがスリット４２に対向する歯６１）を除き、実質的に全て接触していることになる。また、出力歯車５０と揺動歯車６０の歯同士は、スリット５２により歯先６２Ａが相手側の歯底５１Ｂに接触しない歯６２（歯先６２Ａがスリット５２に対向する歯６２）を除き、実質的に全て接触していることになる。ここで、「実質的に全て接触している」としたのは、固定歯車４０と揺動歯車６０、又は出力歯車５０と揺動歯車６０の歯同士が全て接触するように設計しても、製造誤差等により、接触しない歯が存在するためである。例えば、最も深く噛み合う位置（図１１（ｅ））と、最も噛み合いが浅い位置（図１１（ａ））の近辺は接触しない可能性がある。したがって、「実質的に全て接触している」とは、このような場合を除いて全て接触しているという意味である。もちろん、実質的に全て接触している場合には、全て接触している場合も含まれる。なお、実質的に全て接触しているとしたが、全て接触しているのが好ましい。

スリット４２の間の接続部４６及び支持部４５は、固定歯車４０の歯４１のいずれか１つに軸方向荷重を付与した場合に、荷重を受けた歯４１の変位が、他の歯４１の変位分布に対して不連続な特異点となることが可能な弾性変形部４４としての機能を果たす。スリット５２の間の接続部５６及び支持部５５は、出力歯車５０の歯５１のいずれか１つに軸方向荷重を付与した場合に、荷重を受けた歯５１の変位が、他の歯５１の変位分布に対して不連続な特異点となることが可能な弾性変形部５４としての機能を果たす。

固定歯車４０は、弾性変形部４４である接続部４６及び支持部４５、特に接続部４６をばねとして、揺動歯車６０に対して軸方向（軸心７０の方向）に予圧をかけた状態で固定部４７がベース９０に固定されている。このように、固定歯車４０は、弾性変形部４４の弾性変形による反力によって固定歯車４０と噛み合う揺動歯車６０に対して予圧を付与した状態で配置されている。

同様に、出力歯車５０は、弾性変形部５４である接続部５６及び支持部５５、特に接続部５６をばねとして、揺動歯車６０に対して軸方向（軸心７０の方向）に予圧をかけた状態で固定部５７が出力軸部３１に固定されている。このように、出力歯車５０は、弾性変形部５４の弾性変形による反力によって出力歯車５０と噛み合う揺動歯車６０に対して予圧を付与した状態で配置されている。

固定歯車４０において、支持部４５から接続部４６にかけてスリット４２が形成されている。そのため、固定歯車４０と揺動歯車６０との噛み合いによって支持部４５が荷重を受けると、弾性変形部４４の弾性変形により複数の歯４１の各々が揺動歯車６０との噛み合い力の大きさに応じて変位する。出力歯車５０においても、支持部５５から接続部５６にかけてスリット５２が形成されている。そのため、出力歯車５０と揺動歯車６０との噛み合いによって支持部５５が荷重を受けると、弾性変形部５４の弾性変形により複数の歯５１の各々が揺動歯車６０との噛み合い力の大きさに応じて変位する。

各歯車４０，５０の予圧により、噛み合い歯数の減少による伝達トルクの低下等や歯４１と歯６１との噛合部分、又は歯５１と歯６２との噛合部分のバックラッシの発生を抑制することができる。

さらに、固定歯車４０と出力歯車５０の歯４１，５１の各々が噛み合い力の大きさに応じて変位する。これにより、揺動型の減速機１３０、具体的には揺動歯車装置１２を構成する部品の寸法誤差や組立誤差によって発生する噛み合いのムラを抑制することが可能となる。特に複数の歯の各々に寸法誤差があった場合、他の歯への影響を抑えて噛み合い力が大きい歯のみの力を緩和することができ、所望の噛み合いを維持することが可能となる。したがって、揺動歯車機構１７の剛性低下や振動発生を抑制し、揺動歯車機構１７の安定した性能を確保することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る揺動型の減速機について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る減速機の揺動歯車機構２１７を示す断面斜視図である。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、固定歯車２４０及び出力歯車２５０が、第１実施形態の固定歯車４０及び出力歯車５０と構成が異なり、他は第１実施形態と同様の構成である。

第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様、固定歯車２４０、出力歯車２５０及び揺動歯車６０のうち少なくとも１つの歯車、第２実施形態では歯車２４０，２５０がそれぞれ弾性変形部２４４，２５４を有する弾性歯車で構成されている。

そして、固定歯車２４０は、歯車２４０の複数の歯２４１を１つ以上の歯２４１で複数のグループにグループ分けしたとき、該グループごとに歯２４１を支持し、支持している歯２４１に接触する歯６１から受ける力により弾性変形する。同様に、出力歯車２５０は、歯車２５０の複数の歯２５１を１つ以上の歯２５１で複数のグループにグループ分けしたとき、該グループごとに歯２５１を支持し、支持している歯２５１に接触する歯６２から受ける力により弾性変形する。また、各歯車２４０，２５０においても、各グループに含まれる歯２４１，２５１の数が１である。

固定歯車２４０の基体２４０Ａには、円環状の固定部２４７と、歯２４１を支持する複数の支持部２４５と、固定部２４７と支持部２４５とを接続する円環状の接続部２４６と、が形成されている。固定部２４７は、他の部材であるベース９０（図２）に固定される。接続部２４６は、固定部２４７から半径方向（具体的には半径方向内側）に延びて形成されている。支持部２４５は、接続部２４６から固定歯車２４０の軸方向に延びて形成されている。第２実施形態では、支持部２４５が弾性変形部２４４である。歯２４１は、弾性変形部２４４の先端に設けられている。

出力歯車２５０の基体２５０Ａには、円環状の固定部２５７と、歯２５１を支持する複数の支持部２５５と、固定部２５７と支持部２５５とを接続する円環状の接続部２５６と、が形成されている。固定部２５７は、他の部材である出力軸部３１（図２）に固定される。接続部２５６は、固定部２５７から半径方向（具体的には半径方向外側）に延びて形成されている。支持部２５５は、接続部２５６から出力歯車２５０の軸方向に延びて形成されている。第２実施形態では、支持部２５５が弾性変形部２５４である。歯２５１は、弾性変形部２５４の先端に設けられている。

第２実施形態においても、固定歯車２４０の基体２４０Ａには、歯間から放射状に半径方向に延びるスリット２４２が形成されており、隣り合うスリット２４２，２４２により弾性変形部２４４が形成されている。また、出力歯車２５０の基体２５０Ａには、歯間から放射状に半径方向に延びるスリット２５２が形成されており、隣り合うスリット２５２，２５２により弾性変形部２５４が形成されている。

換言すると、固定歯車２４０のスリット２４２と出力歯車２５０のスリット２５２は、それぞれ接続部２４６，２５６に延伸しておらず、支持部２４５，２５５にのみ形成されている。固定歯車２４０の弾性変形部２４４は、支持部２４５の軸方向の全体ということになる。同様に、出力歯車２５０の弾性変形部２５４は、支持部２５５の軸方向の全体ということになる。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様、弾性変形部２４４，２５４により支持された歯が相手側の歯から受ける力によって変位することにより、揺動歯車機構２１７の部品の寸法誤差や組立誤差があっても、噛み合い状態を均一化することが可能となる。特に複数の歯の各々に寸法誤差があった場合、他の歯への影響を抑えて噛み合い力が大きい歯のみの力を緩和することができ、所望の噛み合いを維持することが可能となる。したがって、揺動歯車機構２１７の剛性低下や振動発生を抑制し、揺動歯車機構２１７の安定した性能を確保することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る揺動型の減速機について説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る減速機の揺動歯車機構３１７を示す断面斜視図である。なお、第３実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

第３実施形態では、固定歯車３４０及び出力歯車３５０が、第１実施形態の固定歯車４０及び出力歯車５０と構成が異なり、他は第１実施形態と同様の構成である。

第３実施形態においても、上記第１実施形態と同様、固定歯車３４０、出力歯車３５０及び揺動歯車６０のうち少なくとも１つの歯車、第３実施形態では歯車３４０，３５０がそれぞれ弾性変形部３４４，３５４を有する弾性歯車で構成されている。

そして、固定歯車３４０は、歯車３４０の複数の歯３４１を１つ以上の歯３４１で複数のグループにグループ分けしたとき、該グループごとに歯３４１を支持し、支持している歯３４１に接触する歯６１から受ける力により弾性変形する。同様に、出力歯車３５０は、歯車３５０の複数の歯３５１を１つ以上の歯３５１で複数のグループにグループ分けしたとき、該グループごとに歯３５１を支持し、支持している歯３５１に接触する歯６２から受ける力により弾性変形する。また、各歯車３４０，３５０においても、各グループに含まれる歯３４１，３５１の数が１である。

固定歯車３４０の基体３４０Ａには、円環状の固定部３４７と、歯３４１を支持する円環状の支持部３４５と、固定部３４７と支持部３４５とを接続する円環状の接続部３４６と、が形成されている。固定部３４７は、他の部材であるベース９０（図２）に固定される。接続部３４６は、固定部３４７から半径方向（具体的には半径方向内側）に延びて形成されている。支持部３４５は、接続部３４６から固定歯車３４０の軸方向に延びて形成されている。第３実施形態では、支持部３４５の一部が弾性変形部３４４である。歯３４１は、弾性変形部３４４の先端に設けられている。

出力歯車３５０の基体３５０Ａには、円環状の固定部３５７と、歯３５１を支持する円環状の支持部３５５と、固定部３５７と支持部３５５とを接続する円環状の接続部３５６と、が形成されている。固定部３５７は、他の部材である出力軸部３１（図２）に固定される。接続部３５６は、固定部３５７から半径方向（具体的には半径方向外側）に延びて形成されている。支持部３５５は、接続部３５６から出力歯車３５０の軸方向に延びて形成されている。第３実施形態では、支持部３５５の一部が弾性変形部３５４である。歯３５１は、弾性変形部３５４の先端に設けられている。

第３実施形態においても、固定歯車３４０の基体３４０Ａ（具体的には支持部３４５）には、歯間から延びるスリット３４２が形成されており、隣り合うスリット３４２，３４２により弾性変形部３４４が形成されている。また、出力歯車３５０の基体３５０Ａ（具体的には支持部３５５）には、歯間から延びるスリット３５２が形成されており、隣り合うスリット３５２，３５２により弾性変形部３５４が形成されている。

換言すると、固定歯車３４０のスリット３４２と出力歯車３５０のスリット３５２は、各々支持部３４５，３５５を貫通しておらず、各々の歯間が薄肉部によって連結していている。薄肉部は十分に剛性が低く、歯の各々が噛み合い力に応じて変形可能となっている。固定歯車３４０の弾性変形部３４４は、支持部３４５の軸方向の一部ということになる。同様に、出力歯車３５０の弾性変形部３５４は、支持部３５５の軸方向の一部ということになる。

第３実施形態においても、第１実施形態と同様、弾性変形部３４４，３５４により支持された歯が相手側の歯から受ける力によって変位することにより、揺動歯車機構３１７の部品の寸法誤差や組立誤差があっても、噛み合い状態を均一化することが可能となる。特に複数の歯の各々に寸法誤差があった場合、他の歯への影響を抑えて噛み合い力が大きい歯のみの力を緩和することができ、所望の噛み合いを維持することが可能となる。したがって、揺動歯車機構３１７の剛性低下や振動発生を抑制し、揺動歯車機構３１７の安定した性能を確保することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る揺動型の減速機について説明する。図７は、本発明の第４実施形態に係るアクチュエータ４１０を示す断面図である。図７には、アクチュエータ４１０の中央断面を図示している。なお、第４実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

第１実施形態では、固定歯車４０と出力歯車５０に弾性変形部を形成した場合について説明したが、第４実施形態では、揺動歯車４６０に弾性変形部を形成した場合について説明をする。

アクチュエータ４１０は、回転駆動源である電動モータ１２０と、電動モータ１２０のトルクを増大させるために電動モータ１２０の出力（回転）を減速（変速）する変速機である減速機４３０と、を備えている。

減速機４３０は、揺動型減速機である。減速機４３０は、入力軸ユニット２０と、１組の揺動歯車装置４１２と、出力軸ユニット３０と、ベース９０とを備えている。なお、第４実施形態では、減速機４３０が揺動歯車装置４１２を１組有する場合について説明するが、揺動歯車装置４１２は１組以上であれば何組でもよい。揺動歯車装置４１２は、傾斜軸ユニット４１３と、揺動歯車機構４１７とを有する。傾斜軸ユニット４１３は、傾斜軸部１４と、軸受１５と、傾斜ホルダ４１６とを有する。揺動歯車機構４１７は、固定歯車（歯車、第１歯車）４４０、出力歯車（歯車、第２歯車）４５０及び揺動歯車４６０を有する。

固定歯車４４０は、入力軸部２１と同軸に配置され、ベース９０に固定して支持されている。固定歯車４４０は、ねじ止め等によりベース９０に固定されているが、ベース９０と一体に形成されていてもよい。

出力歯車４５０は、固定歯車４４０と同軸に配置され、出力軸部３１と一体に軸心７０まわりに回転する。出力歯車４５０は、出力軸部３１とは別部材で形成されており、ねじ止め等により出力軸部３１に固定されているが、出力軸部３１と一体に形成されていてもよい。

一対の歯車４４０，４５０は、揺動歯車４６０を挟み込むように同軸に配置されている。そして、揺動歯車４６０は、固定歯車４４０及び出力歯車４５０に部分的に噛合して傾斜軸心７１まわりに相対回転可能になっている。

これらの歯車４４０，４５０，４６０を構成する材質としては、高強度歯車鋼から低コストの一般鋼、非鉄金属や焼結材や樹脂等、一般的に使用される材質を適用することができる。また、各歯面に対して、歯形の寸法誤差や組立誤差等による片当たりを軽減するクラウニング加工等を施してもよい。

図８（ａ）は、図７の揺動歯車装置４１２の側面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の紙面奥行き方向の断面図である。図９は、揺動歯車装置４１２を構成する揺動歯車機構４１７の断面斜視図である。図１０は、揺動歯車装置４１２を構成する揺動歯車４６０の断面斜視図である。

固定歯車４４０は、第１歯である歯４４１を複数有する。第１実施形態と同様、歯４４１の歯数をｚ１とする。複数の歯４４１は円環状に配置されている。複数の歯４４１は、軸心７０の方向の一方側に指向して形成されている。

即ち、固定歯車４４０は、複数の歯４４１が形成された円環状の基体４４０Ａで構成されている。基体４４０Ａには、他部材であるベース９０（図７）に固定される円環状の固定部４４７と、固定部４４７から固定歯車４４０の軸方向に延びる円環状の支持部４４５とが形成されている。歯４４１は、支持部４４５に設けられている。

揺動歯車４６０は、傾斜軸心７１の方向で歯４４１と対向する側に形成され、歯４４１と噛み合う第２歯である歯４６１と、傾斜軸心７１の方向で歯４４１の側とは反対側に形成された第３歯である歯４６２と、を複数有する。第１実施形態と同様、歯４６１の歯数をｚ２、歯４６２の歯数をｚ３とする。複数の歯４６１及び複数の歯４６２は、円環状に配置されている。

即ち、揺動歯車４６０は、複数の歯４６１及び複数の歯４６２が形成された円環状の基体４６０Ａで構成されている。基体４６０Ａには、円環状の固定部４６９と、歯４６１を支持する複数の支持部４６５と、歯４６２を支持する複数の支持部４６６とが形成されている。更に、基体４６０Ａには、固定部４６９と支持部４６５とを接続する複数の接続部４６７と、固定部４６９と支持部４６６とを接続する複数の接続部４６８とが形成されている。固定部４６９は、他部材である傾斜ホルダ４１６に固定される。接続部４６７，４６８は、固定部４６９から半径方向（具体的には半径方向外側）にそれぞれ延びて形成されている。支持部４６５，４６６は、各接続部４６７，４６８から揺動歯車４６０の軸方向にそれぞれ延びて形成されている。歯４６１，４６２は、支持部４６５，４６６に設けられている。支持部４６５と支持部４６６、及び接続部４６７と接続部４６８は、円環状のスリット４７５により分離されている。

出力歯車４５０は、軸心７０の方向で歯４６２と対向する側に形成され、歯４６２と噛み合う第４歯である歯４５１を有している。第１実施形態と同様、歯４５１の歯数をｚ４とする。複数の歯４５１は、円環状に配置されている。

即ち、出力歯車４５０は、複数の歯４５１が形成された円環状の基体４５０Ａで構成されている。基体４５０Ａには、他部材である出力軸部３１（図７）に固定される円環状の固定部４５７と、固定部４５７から出力歯車４５０の軸方向に延びる円環状の支持部４５５とが形成されている。歯４５１は、支持部４５５に設けられている。

揺動歯車４６０は、固定歯車４４０及び出力歯車４５０の間に歯車４４０，４５０に対して傾斜して配置され、固定歯車４４０及び出力歯車４５０と噛合しながら傾斜ホルダ４１６と一体的に傾斜軸心７１を中心に回転する。これにより、揺動歯車４６０の歯４６２は、揺動歯車４６０の歯４６１と固定歯車４４０の歯４４１との噛合部位の径方向及び軸方向の反対側で、出力歯車４５０に噛合するようになっている。

歯車４４０，４５０，４６０のうち少なくとも１つの歯車、第４実施形態では揺動歯車４６０が、複数の弾性変形部４７６，４７７を有する弾性歯車である。

各弾性変形部４７６は、複数の歯４６１を１つ以上の歯４６１で複数のグループにグループ分けしたとき、グループごとに歯４６１を支持し、支持している歯４６１に接触する歯４４１から受ける力により弾性変形するよう構成されている。各グループに含まれる歯４６１の数は２以下が好ましく、第４実施形態では各グループに含まれる歯４６１の数は１である。つまり、各弾性変形部４７６は、複数の歯４６１うち１つの歯４６１を支持している。

各弾性変形部４７６は、固定部４６９から半径方向外側に延びて形成されている。各弾性変形部４７６の基端が固定部４６９に固定されており、各弾性変形部４７６の先端には、１つの歯４６１が設けられている。

弾性変形部４７６により支持された歯４６１が相手側の歯４４１から受ける力によって変位することにより、揺動歯車機構４１７の部品の寸法誤差や組立誤差があっても、噛み合い状態を均一化することが可能となる。

第４実施形態では、基体４６０Ａにスリット４７３が形成されることにより、接続部４６７及び支持部４６５で弾性変形部４７６が構成されている。即ち、揺動歯車４６０の基体４６０Ａには、歯４６１と歯４６１の間、つまり歯間（歯４６１の歯底４６１Ｂ）から放射状に半径方向に延びるスリット４７３が形成されている。そして、隣り合う２つのスリット４７３，４７３により弾性変形部４７６が形成されている。スリット４７３は歯底４６１Ｂおよび接続部４６７を貫通している。

接続部４６７は、半径方向に延びる板状のばね部材である。したがって、弾性変形部４７６のうち接続部４６７が大きく弾性変形する。よって、弾性変形部４７６は、固定部４６９に固定された基端を支点として先端に設けられた歯４６１が受けた力により弾性変形する。なお、スリット４７３には、ゴム等の、弾性変形部４７６よりも弾性係数が低い弾性部材が配置（充填）されていてもよい。つまり、各弾性変形部４７６の弾性変形に支障を及ぼさない限り、スリット４７３に充填部材が充填されていてもよい。

各弾性変形部４７７は、複数の歯４６２を１つ以上の歯４６２で複数のグループにグループ分けしたとき、グループごとに歯４６２を支持し、支持している歯４６２に接触する歯４５１から受ける力により弾性変形するよう構成されている。各グループに含まれる歯４６２の数は２以下が好ましく、第４実施形態では各グループに含まれる歯４６２の数は１である。つまり、各弾性変形部４７７は、複数の歯４６２うち１つの歯４６２を支持している。

各弾性変形部４７７は、固定部４６９から半径方向外側に延びて形成されている。各弾性変形部４７７の基端が固定部４６９に固定されており、各弾性変形部４７７の先端には、１つの歯４６２が設けられている。

弾性変形部４７７により支持された歯４６２が相手側の歯４５１から受ける力によって変位することにより、揺動歯車機構４１７の部品の寸法誤差や組立誤差があっても、噛み合い状態を均一化することが可能となる。

第４実施形態では、基体４６０Ａにスリット４７４が形成されることにより、接続部４６８及び支持部４６６で弾性変形部４７７が構成されている。即ち、揺動歯車４６０の基体４６０Ａには、歯４６２と歯４６２の間、つまり歯間（歯４６２の歯底４６２Ｂ）から放射状に半径方向に延びるスリット４７４が形成されている。そして、隣り合う２つのスリット４７４，４７４により弾性変形部４７７が形成されている。スリット４７４は歯底４６２Ｂおよび接続部４６８を貫通している。

接続部４６８は、半径方向に延びる板状のばね部材である。したがって、弾性変形部４７７のうち接続部４６８が大きく弾性変形する。よって、弾性変形部４７７は、固定部４６９に固定された基端を支点として先端に設けられた歯４６２に受けた力により弾性変形する。なお、スリット４７４には、ゴム等の、弾性変形部４７７よりも弾性係数が低い弾性部材が配置（充填）されていてもよい。つまり、各弾性変形部４７７の弾性変形に支障を及ぼさない限り、スリット４７４に充填部材が充填されていてもよい。

円環状のスリット４７５と放射状のスリット４７３，４７４とは繋がっている。なお、スリット４７５にも、弾性変形部４７６，４７７の弾性変形に支障を及ぼさない限り、弾性部材等の充填部材を配置してもよい。

ここで、第４実施形態の揺動歯車装置４１２では、揺動歯車４６０の歯４６１の各々の間である歯底４６１Ｂにスリット４７３が形成されている。スリット４７３により歯底４６１Ｂが分断されているため、最噛合位置の点では、歯４６１の歯底４６１Ｂと歯４４１の歯先４４１Ａとは接触しない。

同様に、揺動歯車４６０の歯４６２の各々の間である歯底４６２Ｂにスリット４７４が形成されている。スリット４７４により歯底４６２Ｂが分断されているため、最噛合位置の点では、歯４６２の歯底４６２Ｂと歯４５１の歯先４５１Ａとは接触しない。

したがって、固定歯車４４０と揺動歯車４６０の歯同士は、スリット４７３により歯先４４１Ａが相手側の歯底４６１Ｂに接触しない歯４４１（歯先４４１Ａがスリット４７３に対向する歯４４１）を除き、実質的に全て接触していることになる。また、出力歯車４５０と揺動歯車４６０の歯同士は、スリット４７４により歯先４５１Ａが相手側の歯底４６２Ｂに接触しない歯４５１（歯先４５１Ａがスリット４７４に対向する歯４５１）を除き、実質的に全て接触していることになる。なお、実質的に全て接触しているとしたが、全て接触しているのが好ましい。

スリット４７３の間の接続部４６７は、揺動歯車４６０の歯４６１のいずれか１つに軸方向荷重を付与した場合に、荷重を受けた歯４６１の変位が、他の歯４６１の変位分布に対して不連続な特異点となることが可能な弾性変形部４７６としての機能を果たす。スリット４７４の間の接続部４６８は、揺動歯車４６０の歯４６２のいずれか１つに軸方向荷重を付与した場合に、荷重を受けた歯４６２の変位が、他の歯４６２の変位分布に対して不連続な特異点となることが可能な弾性変形部４７７としての機能を果たす。

固定歯車４４０は、揺動歯車４６０の弾性変形部４７６、特に接続部４６７をばねとして、揺動歯車４６０により軸方向（軸心７０の方向）に予圧がかけられた状態で、固定部４４７がベース９０に固定されている。このように、揺動歯車４６０は、弾性変形部４７６の弾性変形による反力によって揺動歯車４６０と噛み合う固定歯車４４０に対して予圧を付与した状態で配置されている。

同様に、出力歯車４５０は、揺動歯車４６０の弾性変形部４７７、特に接続部４６８をばねとして、揺動歯車４６０により軸方向（軸心７０の方向）に予圧がかけられた状態で、固定部４５７が出力軸部３１に固定されている。このように、揺動歯車４６０は、弾性変形部４７７の弾性変形による反力によって揺動歯車４６０と噛み合う出力歯車４５０に対して予圧を付与した状態で配置されている。

揺動歯車４６０は、支持部４６５，４６６から接続部４６７，４６８にかけてスリット４７３，４７４，４７５が形成されている。そのため、揺動歯車４６０と固定歯車４４０との噛み合いによって、支持部４６５に荷重を受けると、支持部４６５の各々の歯４６１が噛み合い力の大きさに応じて変位する。同様に、揺動歯車４６０と出力歯車４５０との噛み合いによって支持部４６６に荷重を受けると、支持部４６６の各々の歯４６２が噛み合い力の大きさに応じて変形する。この予圧により、噛み合い歯数の減少による伝達トルクの低下等や歯４４１と歯４６１との噛合部分、又は歯４５１と歯４６２との噛合部分のバックラッシの発生を抑制することができる。

さらに、揺動歯車４６０の歯４６１，４６２の各々が噛み合い力の大きさに応じて変位する。これにより、揺動型減速機４３０、具体的には揺動歯車装置４１２を構成する部品の寸法誤差や組立誤差によって発生する噛み合いのムラを抑制することが可能となる。特に複数の歯の各々に寸法誤差があった場合、他の歯への影響を抑えて噛み合い力が大きい歯のみの力を緩和することができ、所望の噛み合いを維持することが可能となる。これにより、揺動歯車機構４１７の剛性低下や振動発生を抑制し、揺動歯車機構４１７の安定した性能を確保することができる。

なお、第４実施形態では、弾性変形部４７６，４７７を、第１実施形態で説明した弾性変形部と略同様の構成とした場合について説明したが、これに限定するものではなく、第２、第３実施形態で説明した弾性変形部と略同様の構成としてもよい。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。

第１〜第４実施形態では、垂直多関節のロボットアームの場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、水平多関節のロボットアーム、パラレルリンクのロボットアーム等、種々のロボットアームについて本発明は適用可能である。

また、弾性変形部は、支持する歯が噛み合い力に応じて変形できる構成であれば、いかなるものであってもよい。また、必ずしも各々の歯の間の全てにスリットを設ける必要はなく、例えば２歯毎にスリットを設けてもよい。

また、第１〜第３実施形態では、固定歯車と出力歯車の両方にそれぞれ弾性変形部を形成した場合について説明し、第４実施形態では、揺動歯車の両側にそれぞれ弾性変形部を形成した場合について説明したが、これに限定するものではない。弾性変形部は、少なくとも１つの歯車に形成していればよい。例えば、固定歯車と揺動歯車の噛み合いと、出力歯車と揺動歯車の噛み合いのうち、部品の寸法誤差や組立誤差によって接触状態にムラが発生しやすい方の噛み合い側の歯車に弾性変形部を形成するだけでもよい。また、全ての歯車に弾性変形部を形成してもよい。

また、第１〜第４実施形態では、固定歯車の歯４１，４４１と揺動歯車の歯６１，４６１との歯数差が１、出力歯車の歯５１，４５１と揺動歯車の歯６２，４６２との歯数差が１である場合について説明したが、これに限定するものではない。例えばどちらか一方の歯数差が１で、他方の歯数差が同数であってもよい。

また、第１〜第４実施形態では、軸受１５，２２，３２は組合せアンギュラ軸受を使用した例を示しているがこれに限定されるものではなく、他の軸受を使用しても良い。また軸受の代替として、潤滑性に優れた材料、例えばＰＯＭ樹脂で形成された円筒形状部品等で代用しても良い。

また、第１〜第４実施形態では、入力軸部２１に入力された回転を、揺動歯車機構によって減速し、出力軸部３１から出力を取り出す構成としたが、これに限定されない。例えば、出力軸部３１を固定することで、入力軸部２１に入力された回転を、揺動型減速機構によって減速し、固定歯車を介してベース９０から出力を取り出すこともできる。

また、第１〜第４実施形態では、出力歯車に直結された出力軸部から取り出す構成である場合について説明したが、これに限定されない。例えば、出力歯車を有さず、出力軸部と揺動歯車を自在継手等によって傾斜した状態で連結し、回転を出力するように構成してもよい。この場合、所定の減速比を得るためには、固定歯車の歯と揺動歯車の歯との歯数差を異ならせればよい。

また、第１〜第４実施形態では、揺動歯車の内径側に位置する傾斜軸部１４を用いて入力軸部２１の回転を揺動歯車の揺動運動に変換したが、これに限定されない。傾斜軸部１４を中空として、揺動歯車の外径側に配置し、入力軸部２１の回転を揺動歯車の揺動運動に変換してもよい。さらには、傾斜軸部１４を用いずに、揺動歯車の固定部または傾斜ホルダの周方向の１点を軸心７０の方向に機械的な力又は電磁力等によって押圧し、その押圧点を周方向に順次移動させることで揺動歯車を直接、揺動運動させてもよい。

１７…揺動歯車機構、４０…固定歯車（弾性歯車）、４１…歯、４４…弾性変形部、５０…出力歯車（弾性歯車）、５１…歯、５４…弾性変形部、６０…揺動歯車、６１，６２…歯、７０…軸心、７１…傾斜軸心

Claims (12)

1. 歯車と、
   前記歯車に対して傾斜して配置され、前記歯車の軸心まわりに揺動運動しながら前記歯車と噛み合う揺動歯車と、を備え、
   前記歯車及び前記揺動歯車のうち少なくとも１つの歯車は、該歯車の複数の歯を１つ以上の歯で複数のグループにグループ分けしたとき、該グループごとに歯を支持し、支持している歯に接触する歯から受ける力により弾性変形する弾性変形部を有する弾性歯車で構成されていることを特徴とする揺動歯車機構。
2. 前記各グループに含まれる歯の数が１であることを特徴とする請求項１に記載の揺動歯車機構。
3. 前記歯車が、同軸に一対、前記揺動歯車を挟み込むように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の揺動歯車機構。
4. 前記弾性歯車の基体には、他の部材に固定される円環状の固定部が形成されており、
   前記弾性変形部は、前記固定部から半径方向に延びて形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の揺動歯車機構。
5. 前記弾性歯車の基体には、他の部材に固定される円環状の固定部と、前記固定部から半径方向に延びて形成された接続部とが形成されており、
   前記弾性変形部は、前記接続部から軸方向に延びて形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の揺動歯車機構。
6. 前記弾性歯車の基体には、他の部材に固定される円環状の固定部と、前記固定部から半径方向に延びて形成された接続部と、前記接続部から軸方向に延びて形成された支持部とが形成されており、
   前記弾性変形部は、前記支持部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の揺動歯車機構。
7. 前記弾性歯車の基体には、歯間から延びるスリットが形成されており、隣り合う前記スリットにより前記弾性変形部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の揺動歯車機構。
8. 前記歯車と前記揺動歯車の歯同士は、前記スリットにより歯先が相手側の歯底に接触しない歯を除き、実質的に全て接触していることを特徴とする請求項７に記載の揺動歯車機構。
9. 前記弾性歯車は、前記弾性変形部の弾性変形による反力によって前記弾性歯車と噛み合う歯車に対して予圧を付与した状態で配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の揺動歯車機構。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の揺動歯車機構を備え、
    前記歯車の歯数と前記揺動歯車の歯数とが異なるように設定され、入力された回転を変速して出力する変速機。
11. 回転駆動源と、
    前記回転駆動源の回転を変速する請求項１０に記載の変速機と、を備えたアクチュエータ。
12. 請求項１１に記載のアクチュエータが設けられた関節を有するロボットアーム。

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