JP2022078525A - 波動歯車装置およびロボット - Google Patents

Abstract

【課題】疲労破壊し難い構造の波動歯車装置を提供する。【解決手段】波動歯車装置１３は、内歯歯車１７と、内歯歯車１７に部分的に噛み合って内歯歯車１７に対して回転軸２２まわりに相対的に回転し、可撓性を有する外歯歯車１８と、外歯歯車１８の内側に設けられ、外歯歯車１８の内面に接するベアリング１９を有し、噛み合い位置を回転軸２２まわりの周方向に移動させる波動発生器２１と、を有し外歯歯車１８は、波動発生器２１が接触している第１端部２５ａと、第１端部２５ａとは回転軸２２に沿って隣り合う第２端部２５ｂと、を有する円筒部２５を備え、外歯歯車１８はベアリング１９が接する内面に前記回転軸２２に沿った凸型の弧形状である弧形曲面４１を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、波動歯車装置およびロボットに関するものである。

ロボットアームを備えるロボットでは、例えば、ロボットアームの関節部をモーターが駆動する。モーターの回転は、一般に、減速機を介して減速され、アームに伝達される。このような減速機として、例えば、特許文献１に記載された波動歯車装置が知られている。

特許文献１に記載の波動歯車装置は、内歯が形成された環状の内歯歯車と、内歯に噛み合う外歯が形成された可撓性の外歯歯車と、外歯歯車の内側に配置される波動発生器と、を備えている。外歯歯車は有底円筒型であり、波動歯車装置はカップ型の波動歯車装置という。外歯歯車は円筒状である。底側は円形であり、開放端側は楕円形になる。外歯歯車の開放端側では波動発生器側の面の一部分が回転軸に対して斜めになる。波動発生器が回転するとき、回転軸に対する外歯歯車は波動発生器側の面の角度が変化する。外歯歯車の内面とベアリングの外輪とは面で接触する。

特開２０２０－７６４１５号公報

このような波動歯車装置では、ベアリングの外輪を曲げる力がベアリングの外輪に加わり、この力が加えられる場所が移動するため、ベアリングの外輪が疲労破壊しやすいという課題があった。そこで、疲労破壊し難い構造の波動歯車装置が望まれていた。

波動歯車装置は、内歯歯車と、前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回転軸まわりに相対的に回転し、可撓性を有する外歯歯車と、前記外歯歯車の内側に設けられ、前記外歯歯車の内面に接するベアリングを有し、噛み合い位置を前記回転軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を有し、前記外歯歯車は、前記波動発生器が接触している第１端部と、前記第１端部とは前記回転軸に沿って隣り合う第２端部と、を有する円筒部を備え、前記外歯歯車は前記ベアリングが接する内面に前記回転軸に沿った凸型の弧形状である弧形曲面を備える。

ロボットは、第１部材と、前記第１部材に対して回動する第２部材と、前記第１部材に対して前記第２部材を相対的に回動させる駆動力を伝達する上記のいずれかに記載の波動歯車装置と、前記波動歯車装置に向けて前記駆動力を出力する駆動源と、を備える。

第１実施形態にかかるロボットの構成を示す模式側面図。 波動歯車装置の構造を示す分解斜視図。 波動歯車装置の構造を示す模式縦断面図。 波動歯車装置の構造を示す模式横断面図。 波動歯車装置の構造を示す模式正面図。 第２実施形態にかかる波動歯車装置の構造を示す模式縦断面図。 第３実施形態にかかる波動歯車装置の構造を示す模式横断面図。 第４実施形態にかかる耐久試験を説明するための図。 耐久試験を説明するための図。 第５実施形態にかかる波動歯車装置の構造を示す模式縦断面図。 第６実施形態にかかる波動歯車装置の構造を示す模式縦断面図。

以下、実施形態について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。

第１実施形態
本実施形態では、ロボットと、このロボットが備える波動歯車装置との特徴的な例について、図に従って説明する。以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１中の基台側を「基端側」、その反対側、すなわちエンドエフェクター側を「先端側」と言う。また、図１の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。さらに、後述する回転軸２２が延在する方向を「軸方向」とする。尚、本明細書における「方向」は、軸に沿う一方側の方向とその反対方向の双方を含む。

図１に示すロボット１は、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送及び組立等の作業に用いられるロボットである。このロボット１は、第１部材としての基台２と、第２部材としての第１アーム３と、第２アーム４と、作業ヘッド５と、エンドエフェクター６と、配管７と、を有している。以下、ロボット１の各部を順次簡単に説明する。尚、「回動」とは、ある中心点に対して一方向またはその反対方向を含めた双方向に動くこと、及び、ある中心点に対して回転することを含むものである。

基台２は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台２の内部には、ロボット１を統括制御する制御装置８が設置されている。また、基台２には、基台２に対して鉛直方向に沿う第１軸９まわりに回動可能に第１アーム３が連結している。すなわち、基台２に対して第１アーム３が相対的に回動する。

基台２内には、第１駆動部１１が設置されている。この第１駆動部１１は、第１アーム３を回動させる駆動力を発生させるサーボモーター等の駆動源としてのモーター１２と、モーター１２の回転を減速する第１減速機である波動歯車装置１３と、を有する。波動歯車装置１３の入力軸は、モーター１２の回転軸に連結され、波動歯車装置１３の出力軸は、第１アーム３に連結されている。そのため、モーター１２が駆動し、その駆動力が波動歯車装置１３を介して第１アーム３に伝達されると、第１アーム３が第１軸９まわりに水平面内で回動する。

第１アーム３の先端部には、第１アーム３に対して第２軸１４まわりに回動可能な第２アーム４が連結している。第２アーム４内には、図示しないが、第２アーム４を回動させる駆動力を発生させる第２モーターと、第２モーターの回転を減速する第２減速機と、を有する第２駆動部が設置されている。そして、第２モーターの駆動力が第２減速機を介して第２アーム４に伝達されることにより、第２アーム４が第１アーム３に対して第２軸１４まわりに水平面内で回動する。

第２アーム４の先端部には、作業ヘッド５が配置されている。作業ヘッド５は、第２アーム４の先端部に同軸的に配置された図示しないスプラインナット及びボールネジナットに挿通されたスプラインシャフト１５を有している。スプラインシャフト１５は、第２アーム４に対して、図１に示す第３軸１６まわりに回転可能であり、かつ、上下方向に移動可能となっている。

第２アーム４内には、図示しないが、回転モーター及び昇降モーターが配置されている。回転モーターの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってスプラインナットに伝達され、スプラインナットが正逆回転すると、スプラインシャフト１５が鉛直方向に沿う第３軸１６まわりに正逆回転する。

一方、昇降モーターの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってボールネジナットに伝達され、ボールネジナットが正逆回転すると、スプラインシャフト１５が上下に移動する。

スプラインシャフト１５の先端部には、エンドエフェクター６が連結されている。エンドエフェクター６としては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持するもの、被加工物を加工するもの等が挙げられる。

第２アーム４内に配置された各電子部品、例えば第２モーター、回転モーター、昇降モーター等に接続される複数の配線は、第２アーム４と基台２とを連結する配管７内を通って基台２内まで引き回されている。さらに、かかる複数の配線は、基台２内でまとめられることによって、モーター１２及び図示しないエンコーダーに接続される配線とともに、基台２内に設置された制御装置８まで引き回される。

以上のように、ロボット１は、第１部材である基台２と、基台２に対して回動可能に設けられている第２部材である第１アーム３と、基台２及び第１アーム３の一方側から他方側へ駆動力を伝達する波動歯車装置１３と、波動歯車装置１３に向けて駆動力を出力する駆動源であるモーター１２と、を備える。モーター１２は波動歯車装置１３に向けて駆動力を出力する。波動歯車装置１３は基台２に対して第１アーム３を相対的に回動させる駆動力を伝達する。

尚、第１アーム３及び第２アーム４をまとめて「第２部材」と捉えてもよい。また、「第２部材」が、第１アーム３及び第２アーム４に加え、さらに、作業ヘッド５及びエンドエフェクター６を含んでいてもよい。

本実施形態では、第１減速機が波動歯車装置１３で構成されているが、第２減速機が波動歯車装置１３で構成されていてもよく、また、第１減速機及び第２減速機の双方が波動歯車装置１３で構成されていてもよい。第２減速機が波動歯車装置１３で構成されている場合、第１アーム３を「第１部材」と捉え、第２アーム４を「第２部材」と捉えればよい。

また、本実施形態では、モーター１２及び波動歯車装置１３は基台２に設けられているが、モーター１２及び波動歯車装置１３は第１アーム３に設けられてもよい。この場合、波動歯車装置１３の出力軸が基台２に連結されていればよい。

次に、第１実施形態にかかる波動歯車装置について説明する。

図２は波動歯車装置１３を分解した斜視図である。図３及び図４は波動歯車装置１３の断面図である。図５は波動歯車装置１３の正面図である。図３は図５のＡＡ断面であり、図４は図５のＢＢ断面である。尚、各図では、説明の便宜上、必要に応じて各部の寸法を適宜誇張して図示しており、各部間の寸法比は実際の寸法比とは必ずしも一致しない。また、図２では、図示の便宜上、外歯歯車１８のフランジ部が省略されている。

図２に示す波動歯車装置１３は、内歯歯車１７と、内歯歯車１７の内側に設けられている外歯歯車１８と、外歯歯車１８の内側に設けられ、ベアリング１９を備える波動発生器２１と、を有している。外歯歯車１８は可撓性を有する。外歯歯車１８は内歯歯車１７に部分的に噛み合って内歯歯車１７に対して回転軸２２まわりに相対的に回転する。ベアリング１９は外歯歯車１８の内面に接する。波動発生器２１は噛み合い位置を回転軸２２まわりの周方向に移動させる。

内歯歯車１７と外歯歯車１８との噛み合い部、外歯歯車１８と波動発生器２１との嵌め合い部等には、グリース等の潤滑剤が適宜配置されている。

内歯歯車１７、外歯歯車１８及び波動発生器２１のうちの１つがロボット１の基台２に対して接続され、他の１つがロボット１の第１アーム３に対して接続される。本実施形態では、内歯歯車１７が基台２に対して固定され、外歯歯車１８が第１アーム３に対して接続され、波動発生器２１がモーター１２の回転軸に接続される。

モーター１２の回転軸が回転すると、波動発生器２１は、モーター１２の回転軸と同じ回転速度で回転する。そして、内歯歯車１７及び外歯歯車１８は、互いに歯数が異なるため、互いの噛み合い位置が周方向に移動しながら、これらの歯数差に起因して回転軸２２まわりに相対的に回転する。本実施形態では、内歯歯車１７の歯数の方が外歯歯車１８の歯数より多いため、モーター１２の回転軸の回転速度よりも低い回転速度で外歯歯車１８が回転する。すなわち、波動歯車装置１３は波動発生器２１を入力軸側、外歯歯車１８を出力軸側とする減速機になっている。

尚、内歯歯車１７、外歯歯車１８及び波動発生器２１の接続形態は、前述した形態に限定されず、例えば、外歯歯車１８を基台２に対して固定し、内歯歯車１７を第１アーム３に対して接続しても、波動歯車装置１３を減速機として用いることができる。また、外歯歯車１８をモーター１２の回転軸に接続しても、波動歯車装置１３を減速機として用いることができ、この場合、波動発生器２１を基台２に対して固定し、内歯歯車１７を第１アーム３に対して接続すればよい。また、波動歯車装置１３を増速機として用いる場合、すなわち、モーター１２の回転軸の回転速度よりも高い回転速度で外歯歯車１８を回転させる場合、前述した入力側と出力側との関係を反対にすればよい。

以下、波動歯車装置１３の構成を簡単に説明する。図２～図５において、内歯歯車１７は、径方向に実質的に撓まない剛体で構成された歯車であって、内歯２３を有するリング状の歯車である。本実施形態では、内歯歯車１７は、平歯車である。内歯２３の歯すじは回転軸２２に対して平行である。尚、内歯２３の歯すじは回転軸２２に対して傾斜していてもよい。すなわち、内歯歯車１７は、はすば歯車またはやまば歯車であってもよい。

外歯歯車１８は内歯歯車１７の内側に設けられる。外歯歯車１８は径方向に撓み変形可能な可撓性を有する歯車である。外歯歯車１８は内歯歯車１７の内歯２３に噛み合う外歯２６を有する。外歯歯車１８の歯数は内歯歯車１７の歯数よりも少ない。外歯歯車１８及び内歯歯車１７の歯数が互いに異なることにより、減速機が実現される。

図３及び図４に示すように、外歯歯車１８は回転軸２２の軸方向左端に開口２４を有する。外歯歯車１８はハット状、つまり、縁つき帽子型をなす。外歯歯車１８は回転軸２２まわりの円筒状をなす円筒部２５を備える。円筒部２５の外周面には外歯２６が設けられている。円筒部２５は開口２４側の部位である第１端部２５ａと、開口２４とは反対側の部位である第２端部２５ｂと、に分けられる。外歯歯車１８の円筒部２５は波動発生器２１が接触している第１端部２５ａと、第１端部２５ａとは回転軸２２に沿って隣り合う第２端部２５ｂと、を有する。第１端部２５ａは第２端部２５ｂの反対側に開口２４を有する。外歯歯車１８は第２端部２５ｂに接続されたフランジ部２７を有する。

外歯歯車１８のフランジ部２７には、例えば、ネジ等の固定具により出力軸が固定される。これにより、出力軸と外歯歯車１８とが接続される。尚、出力軸と外歯歯車１８との接続方法は、これに限定されない。

図３～図５に示すように、波動発生器２１は外歯歯車１８の内側に配置され、回転軸２２まわりに回転する。図５に示すように、波動発生器２１は外歯歯車１８を長軸２８及び短軸２９とする楕円形または長円形に変形させる。これにより、長軸２８側では外歯２６が内歯歯車１７の内歯２３に噛み合わさる。外歯歯車１８及び内歯歯車１７は互いに同一の回転軸２２まわりに回転し、互いに長軸２８側で噛み合わされる。

外歯歯車１８の円筒部２５は第１端部２５ａ及び第２端部２５ｂを有する。第１端部２５ａは図３に示す開口２４側の端部である。第１端部２５ａには外歯２６が設けられている。第２端部２５ｂはフランジ部２７側に位置する。第１端部２５ａはコーニングによる大きな変形が生じる。コーニングとは、図５に示す長軸２８の位置で円筒部２５が回転軸２２に対して外側に開き、短軸２９の位置で円筒部２５が回転軸２２に対して内側に狭まるような３次元的な変形を意味する。外歯歯車１８に波動発生器２１が嵌め合わされることにより、第１端部２５ａは第２端部２５ｂよりも大きく変形する。

図３において、円筒部２５の開口２４側の直径を第１直径３１とする。円筒部２５のフランジ部２７側の直径を第２直径３２とする。波動発生器２１の長軸２８では第１直径３１が第２直径３２より長くなる。円筒部２５はフランジ部２７側より開口２４側が開いている。短軸２９方向から見た円筒部２５の断面は回転軸２２に対して斜めになっている。

図４に示すように、波動発生器２１の短軸２９では第１直径３１が第２直径３２より短くなる。円筒部２５はフランジ部２７側より開口２４側が閉じている。長軸２８方向から見た円筒部２５の断面は回転軸２２に対して斜めになっている。

波動発生器２１は、外歯歯車１８の第１端部２５ａに嵌め込まれている。波動発生器２１はカム３３と、カム３３の外周に装着されているベアリング１９と、を有している。カム３３は回転軸２２まわりに回転する軸部３４と、軸部３４の一端部から外側に突出しているカム部３５と、を有している。カム部３５の外周面は、回転軸２２に沿った方向から見たときに、図５中の上下方向を長軸２８とする楕円形または長円形をなしている。ベアリング１９は、カム３３に嵌め込まれており、可撓性を有する内輪３６及び外輪３７と、これらの間に配置されている複数のボール３８と、を有している。

内輪３６は、カム３３のカム部３５の外周面に嵌め込まれ、カム部３５の外周面に沿って楕円形または長円形に弾性変形している。それに伴って、外輪３７も楕円形または長円形に弾性変形している。外輪３７の外周面は、図３に示すように、円筒部２５の内面３９に当接している。また、複数のボール３８は、内輪３６の周方向における互いの間隔を一定に保つように、図示しない保持器により保持されている。

カム３３が回転軸２２まわりに回転することに伴って、カム３３は外輪３７を変形させる。これにより、内歯歯車１７及び外歯歯車１８の互いの噛み合い位置が周方向に移動する。このとき、内輪３６は、カム部３５の外周面に対して固定的に設置されているため、変形状態は変わらない。

図３及び図４に示すように、外歯歯車１８はベアリング１９が接する内面３９に回転軸２２に沿った凸型の弧形状である弧形曲面４１を備える。

波動歯車装置１３の構成によれば、内歯歯車１７と外歯歯車１８との噛み合い位置が回転軸２２まわりの周方向に移動する。回転軸２２からみて外歯歯車１８の第１端部２５ａ側は楕円形であり、内歯歯車１７は円形である。内歯歯車１７と外歯歯車１８とが楕円の長軸側で噛み合う。

楕円の長軸側では外歯歯車１８が第２端部２５ｂ側に対して第１端部２５ａ側が拡がる形である。この場所では回転軸２２に対して開口２４側の外歯歯車１８が拡がる形で斜めになる。楕円の短軸側では外歯歯車１８が第２端部２５ｂ側に対して第１端部２５ａ側が狭まる形である。この場所でも回転軸２２に対して第１端部２５ａ側が狭まる形で斜めになる。

波動発生器２１が回転するとき、回転軸２２に対する外歯歯車１８の第１端部２５ａが広がる形と狭まる形とが繰り返される。このとき、外歯歯車１８の第１端部２５ａの変形に対応してベアリング１９を曲げようとする力の向きが切り替わる。ベアリング１９が接する内面３９に凸型の弧形状である弧形曲面４１がないときには外歯歯車１８の第１端部２５ａの広がる形と狭まる形とが繰り返されることによりベアリング１９が疲労破壊する。

外歯歯車１８の内面３９には凸型の弧形状である弧形曲面４１がある為、外歯歯車１８の内面３９とベアリング１９の外輪３７とは線で接触する。この為、ベアリング１９を繰り返して曲げる力が減る為、ベアリング１９が疲労破壊することを抑制できる。

回転軸２２に垂直な方向からの平面視で、弧形曲面４１には弧形状の部分が外歯歯車１８の開口２４側と第２端部２５ｂ側との両方にある。波動歯車装置１３の構成によれば、弧形曲面４１には弧形状の部分が外歯歯車１８の開口２４側と第２端部２５ｂ側との両方にある。従って、外歯歯車１８の内面３９とベアリング１９の外輪３７とが接する場所が開口２４側のときも、第２端部２５ｂ側のときも、外歯歯車１８の内面３９とベアリング１９の外輪３７との接触を線に沿った場所で接触させることができる。

ロボット１の構成によれば、モーター１２が波動歯車装置１３に向けて駆動力を出力する。波動歯車装置１３は基台２に対して第１アーム３を相対的に回動させる駆動力を伝達する。このロボット１にはベアリング１９が疲労破壊することを抑制できる波動歯車装置１３が用いられている。従って、このロボット１はベアリング１９が疲労破壊することを抑制できる波動歯車装置１３を備えたロボット１とすることができる。

第２実施形態
本実施形態が第１実施形態と異なるところは、弧形曲面４１の形状が異なる点にある。尚、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図６は図５のＡＡ断面に相当する。図６に示すように、波動歯車装置４４は外歯歯車４５を備える。外歯歯車４５は円筒部４６を備える。円筒部４６は第１端部４６ａ及び第２端部４６ｂを有する。第１端部４６ａは開口２４側の端部である。第２端部４６ｂはフランジ部２７側に位置する。外歯歯車４５は第１端部４６ａに弧形曲面４７を備える。回転軸２２に垂直な方向からの平面視で、弧形曲面４７が第１端部４６ａの第２端部４６ｂ側にある。

波動歯車装置４４の構成によれば、弧形状の部分が第１端部４６ａの第２端部４６ｂ側にある。従って、外歯歯車４５の内面３９とベアリング１９の外輪３７とが接する場所が第２端部４６ｂ側のとき、外歯歯車４５の内面３９とベアリング１９の外輪３７との接触を線に沿った場所での接触にすることができる。外歯歯車４５の開口２４側の内面３９は円弧状になっていないので、円弧状に形成するための作業が不要であり、生産性良く外歯歯車４５を製造できる。

第３実施形態
本実施形態が第１実施形態と異なるところは、弧形曲面４１の形状が異なる点にある。尚、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図７は図５のＢＢ断面に相当する。図７に示すように、波動歯車装置４８は外歯歯車４９を備える。外歯歯車４９は円筒部５０を備える。円筒部５０は第１端部５０ａ及び第２端部５０ｂを有する。第１端部５０ａは開口２４側の端部である。第２端部５０ｂはフランジ部２７側に位置する。外歯歯車４９は第１端部５０ａに弧形曲面５１を備える。回転軸２２に垂直な方向からの平面視で、弧形曲面５１が第１端部５０ａの開口２４側にある。

波動歯車装置４８の構成によれば、弧形状の部分が第１端部５０ａの開口２４側にある。従って、外歯歯車４９の内面３９とベアリング１９の外輪３７とが接する場所が開口２４側のとき、外歯歯車４９の内面３９とベアリング１９の外輪３７との接触を線に沿った場所での接触にすることができる。外歯歯車４９の第２端部５０ｂ側の内面３９は円弧状になっていないので、円弧状に形成するための作業が不要であり、生産性良く外歯歯車４９を製造できる。

第４実施形態
本実施形態では第１実施形態から第３実施形態で説明した波動歯車装置１３、波動歯車装置４４及び波動歯車装置４８の耐久試験について説明する。

図８に示すように、耐久試験は水準１から水準３の３つの水準の試験条件で行った。各水準において、入力回転数は同じであり、歯車直径、減速比及び負荷トルクの試験条件が変えてある。歯車直径は内歯歯車１７の内歯２３が配置された円の直径である。

図９において、既存品の波動歯車装置は外歯歯車１８の内面３９が平であり、弧形曲面４１がない。第１実施形態の波動歯車装置１３における弧形曲面４１は開口２４側と第２端部２５ｂ側との両方に弧形状の部分がある。第２実施形態の波動歯車装置４４における弧形曲面４７は第２端部２５ｂ側のみが弧形状である。第３実施形態の波動歯車装置４８における弧形曲面５１は開口２４側のみが弧形状である。ベアリング寿命はベアリング１９が疲労破壊するまでの時間を示す。

水準１～水準３のすべてにおいて、第１実施形態の波動歯車装置１３のベアリング寿命が最も長く、既存品の波動歯車装置のベアリング寿命が最も短い。第２実施形態の波動歯車装置４４及び第３実施形態の波動歯車装置４８は中間の寿命になっている。

片側に弧形状の部分がある弧形曲面４７及び弧形曲面５１はベアリング１９と接する内面３９が平の時に比べて寿命が長い。両側に弧形状の部分がある弧形曲面４１は片側に弧形状の部分がある弧形曲面４７及び弧形曲面５１より寿命が長いことがわかる。

従って、弧形曲面４１、弧形曲面４７及び弧形曲面５１はベアリング寿命を長くする効果があることが確認された。

第５実施形態
本実施形態が第１実施形態と異なるところは、ベアリング１９の外輪３７の形状が異なる点にある。尚、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１０は図５のＡＡ断面を示す。図１０に示すように、波動歯車装置５４はベアリング５５を備える。ベアリング５５は可撓性を有する内輪３６及び外輪５６と、これらの間に配置されている複数のボール３８と、を有している。外輪５６の外面は凸型の弧形状である。従って、波動歯車装置５４では外歯歯車１８の内面３９に加えベアリング５５の外面にも回転軸２２に沿った凸型の弧形状がある。

波動歯車装置５４の構成によれば、外歯歯車１８の内面３９が凸型の弧形状である。さらに、ベアリング５５の外面は凸型の弧形状である。凸型の弧形状の面と凸型の弧形状の面とが接するので、凸型の弧形状の面と平面とが接するときに比べて接触面積を小さくできる。従って、波動歯車装置５４はベアリング５５の外輪５６を曲げる力をさらに小さくできる。その結果、波動歯車装置５４はベアリング５５の寿命を長くできる。

尚、外輪５６は開口２４側を凸型の弧形状にして、第２端部２５ｂ側を平にしても良い。他にも、外輪５６は開口２４側を平にして、第２端部２５ｂ側を凸型の弧形状にしても良い。外輪５６を形成し易くすることができる。

第６実施形態
本実施形態が第１実施形態と異なるところは、外歯歯車１８の形状が異なる点にある。尚、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１１は図５のＡＡ断面に相当する。図１１に示すように、波動歯車装置５９は外歯歯車６０を備える。外歯歯車６０は軸方向左側に開口２４を有するカップ状をなし、その外周面に設けられた外歯２６を有する。外歯歯車６０は円筒部６１を備える。円筒部６１は第１端部６１ａ及び第２端部６１ｂを有する。円筒部６１は第２端部６１ｂに接続された底部６１ｃを有する。

外歯歯車６０の底部６１ｃには、回転軸２２に沿って貫通した第１孔６２と、第１孔６２の周囲において貫通した複数の第２孔６３と、が形成されている。第１孔６２に出力軸を挿通することができる。また、第２孔６３は出力軸を底部６１ｃに固定するためのネジ等を挿通するネジ孔として用いられる。

第１実施形態における外歯歯車１８と同様に外歯歯車６０は円筒部６１の内面３９に弧形曲面４１を備える。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

第７実施形態
第１実施形態では、水平多関節ロボットのロボット１について説明したが、ロボットはこれに限定されず、例えば、ロボットの関節数は任意であり、また、垂直多関節ロボットにも適用可能である。さらに、波動歯車装置１３、波動歯車装置４４、波動歯車装置４８、波動歯車装置５４及び波動歯車装置５９はロボット以外の各種の装置にも適用可能である。

１…ロボット、２…第１部材としての基台、３…第２部材としての第１アーム、１２…駆動源としてのモーター、１３，４４，４８，５４，５９…波動歯車装置、１７…内歯歯車、１８，４５，４９，６０…外歯歯車、１９，５５…ベアリング、２１…波動発生器、２２…回転軸、２４…開口、２５，４６，５０，６１…円筒部、２５ａ，４６ａ，５０ａ，６１ａ…第１端部、２５ｂ，４６ｂ，５０ｂ，６１ｂ…第２端部、４１，４７，５１…弧形曲面。

Claims (6)

1. 内歯歯車と、
   前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回転軸まわりに相対的に回転し、可撓性を有する外歯歯車と、
   前記外歯歯車の内側に設けられ、前記外歯歯車の内面に接するベアリングを有し、噛み合い位置を前記回転軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を有し
   前記外歯歯車は、前記波動発生器が接触している第１端部と、前記第１端部とは前記回転軸に沿って隣り合う第２端部と、を有する円筒部を備え、
   前記外歯歯車は前記ベアリングが接する内面に前記回転軸に沿った凸型の弧形状である弧形曲面を備えることを特徴とする波動歯車装置。
2. 請求項１に記載の波動歯車装置であって、
   前記第１端部は前記第２端部の反対側に開口を有し、
   前記回転軸に垂直な方向からの平面視で、前記弧形曲面には弧形状の部分が前記外歯歯車の前記開口側と前記第２端部側との両方にあることを特徴とする波動歯車装置。
3. 請求項１に記載の波動歯車装置であって、
   前記第１端部は前記第２端部の反対側に開口を有し、
   前記回転軸に垂直な方向からの平面視で、前記弧形曲面が前記第１端部の前記開口側にあることを特徴とする波動歯車装置。
4. 請求項１に記載の波動歯車装置であって、
   前記回転軸に垂直な方向からの平面視で、前記弧形曲面が前記第１端部の前記第２端部側にあることを特徴とする波動歯車装置。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の波動歯車装置であって、
   前記外歯歯車の内面に加え前記ベアリングの外面にも前記回転軸に沿った凸型の弧形状があることを特徴とする波動歯車装置。
6. 第１部材と、
   前記第１部材に対して回動する第２部材と、
   前記第１部材に対して前記第２部材を相対的に回動させる駆動力を伝達する請求項１～５のいずれか１項に記載の波動歯車装置と、
   前記波動歯車装置に向けて前記駆動力を出力する駆動源と、
   を備えることを特徴とするロボット。

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