JP2023006337A - フレキシブルギア、波動減速機、およびロボット - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルギアの外歯を潤滑し、その耐摩耗性を向上させる。
【解決手段】フレキシブルギア４０は、中心軸９を中心として軸方向に延びる可撓性の胴部４１と、潤滑油を含む第１含油部材４４とを有する。胴部４１は、軸方向に延びる筒状の第１胴部４１１と、第１胴部の軸方向一方側に配置され、軸方向に延びる筒状の第２胴部４１２とを有する。第１含油部材４４の径方向内側面は、第１胴部４１１の径方向外側面に接触する。また、第２胴部４１２は、径方向外側面から径方向外側へ突出する複数の外歯４００を有する。これにより、フレキシブルギア４０が可撓変形する際に第１含油部材４４から潤滑油が染み出し、外歯４００が潤滑される。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブルギア、波動減速機、およびロボットに関する。

従来、主として減速機に用いられる波動歯車装置が知られている（特許文献１）。
特開２００６－１３２７２６号公報

従来の歯車装置および調和型減速機では、互いに噛み合うフレックススプライン（フレキシブルギア）の外歯の歯面とサーキュラスプライン（内歯歯車）の内歯の歯面との耐摩耗性を向上させるために、フレックススプラインの外歯の歯面とサーキュラスプラインの内歯の歯面とを、特定の種類の樹脂で形成している。

しかしながら、樹脂でフレキシブルギアを成型する場合、金属製のフレキシブルギアと比較して成型精度が低いという問題がある。その他にも、フレキシブルギアおよび内歯歯車の材料を変更すると、新たな製造装置を導入する必要がある等の問題が生じる。そこで、従来のフレキシブルギアおよび内歯歯車の材料を変更することなく、フレキシブルギアの外歯を潤滑して、フレキシブルギアの外歯の耐摩耗性を向上させることが好ましい。

本発明は、フレキシブルギアの外歯を潤滑できる技術を提供することを目的とする。

本願の例示的な実施形態に係るフレキシブルギアは、中心軸を中心として軸方向に延びる可撓性の胴部と、潤滑油を含む第１含油部材とを有するフレキシブルギアが提供される。前記胴部は、軸方向に延びる筒状の第１胴部と、軸方向に延び、前記第１胴部の軸方向一方側に配置される筒状の第２胴部と、を有する。前記第１含油部材の径方向内側面は、前記第１胴部の径方向外側面に接触する。前記第２胴部は、径方向外側面から径方向外側へ突出する複数の外歯を有する。

本願の例示的な実施形態に係るフレキシブルギアによれば、フレキシブルギアが可撓変形する際に第１含油部材から潤滑油が染み出し、外歯が潤滑される。

図１は、第１実施形態に係る波動減速機の縦断面図である。 図２は、第１実施形態に係る波動減速機の横断面図である。 図３は、第１実施形態に係る波動減速機の部分縦断面図である。 図４は、第１実施形態に係る波動減速機の部分縦断面図である。 図５は、第１実施形態に係る第１含油部材の斜視図である。 図６は、第１実施形態に係る可撓性軸受の斜視図である。 図７は、第１実施形態に係る第２含油部材の斜視図である。 図８は、変形例に係る第１含油部材の斜視図である。 図９は、変形例に係る第１含油部材の部分平面図である。 図１０は、変形例に係る可撓性軸受の斜視図である。 図１１は、変形例に係る第２含油部材の斜視図である。 図１２は、変形例に係る第３含油部材の斜視図である。 図１３は、波動減速機を備えたロボットの斜視図である。

以下、本願の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、波動減速機の中心軸と平行な方向を「軸方向」、波動減速機の中心軸に直交する方向を「径方向」、波動減速機の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含む。また、上記の「直交する方向」は、略直交する方向も含む。

＜１．第１実施形態＞
＜１－１．波動減速機の全体構成＞
図１は、第１実施形態に係る波動減速機１の縦断面図である。なお、図１は、図２に示すＡ－Ｏ－Ａ’断面における断面図である。図２は、波動減速機１の横断面図である。なお、図２は、図１のＢ－Ｂ断面における断面図である。

波動減速機１は、モータから得られる第１回転速度の回転運動を、第１回転速度よりも低い第２回転速度の回転運動に変速（減速）させつつ、後段へ伝達する装置である。波動減速機１は、例えば、小型ロボットの関節に、モータとともに組み込まれて使用される。ただし、本発明の波動減速機は、アシストスーツ、ターンテーブル、工作機械の割出盤、車椅子、無人運搬車等の他の機器に用いられるものであってもよい。

波動減速機１は、波動発生器２０と、可撓性軸受３０と、フレキシブルギア４０と、内歯歯車５０と、を有する。図１および図２に示すように、本実施形態の波動減速機１は、入力部材１０、波動発生器２０、可撓性軸受３０、フレキシブルギア４０、内歯歯車５０、第１ハウジング６０、第２ハウジング７０、および、ころ軸受８０を有する。

入力部材１０は、減速前の第１回転速度で回転する部位である。本実施形態の入力部材１０は、中心軸９に沿って延びる筒状である。入力部材１０は、モータシャフトであってもよく、あるいは図外のモータと直接またはギア等の動力伝達機構を介して接続される部材であってもよい。モータを駆動させると、入力部材１０が、中心軸９を中心として、第１回転速度で回転する。

波動発生器２０は、フレキシブルギア４０の後述する第２胴部４１２に、周期的な撓み変形を発生させる機構である。波動発生器２０は、中心軸９を中心として回転可能である。上述したモータを駆動させると、入力部材１０とともに波動発生器２０も、中心軸９を中心として、第１回転速度で回転する。本実施形態の波動発生器２０は、楕円状のカムである。入力部材１０と波動発生器２０とは、図１のように単一の部材で形成されていてもよく、別部材であってもよい。

可撓性軸受３０は、波動発生器２０とフレキシブルギア４０との間に配置される。可撓性軸受３０は、波動発生器２０の径方向外側面と、第２胴部４１２の径方向内側面とを相対回転可能に接続する。可撓性軸受３０は、波動発生器２０の回転に応じて径方向に変位可能である。

可撓性軸受３０は、可撓性内輪３１、可撓性外輪３２および複数の玉３３を有する。可撓性軸受３０は、ボールベアリングである。可撓性内輪３１は、波動発生器２０の径方向外側面に固定される。可撓性内輪３１の径方向内側面は、波動発生器２０の径方向外側面に固定される。可撓性外輪３２の径方向外側面は、フレキシブルギア４０の第２胴部４１２の径方向内側面に固定される。また、複数の玉３３は、可撓性内輪３１と可撓性外輪３２との間において回転可能に配置される。なお、可撓性軸受３０の詳細な構成については、後述する。

フレキシブルギア４０は、撓み変形可能な薄型の環状の歯車である。本実施形態においては、フレキシブルギア４０は、中心軸９と直交する断面において略楕円形状である。フレキシブルギア４０は、中心軸９を中心として回転可能に支持される。本実施形態のフレキシブルギア４０は、胴部４１と、フランジ部４２と、固定部４３と、第１含油部材４４とを有する。胴部４１は可撓性であり、中心軸９を中心として軸方向に延びる。第１含油部材４４は、潤滑油を含む。すなわち、フレキシブルギア４０は、中心軸９を中心として軸方向に延びる可撓性の胴部４１と、潤滑油を含む第１含油部材４４と、を有する。第１含油部材４４については、後述する。

胴部４１は、中心軸９を中心として軸方向に筒状に延びる。胴部４１は、第１胴部４１１と第２胴部４１２とを有する。第１胴部４１１および第２胴部４１２はいずれも、軸方向に延びる筒状である。第２胴部４１２は、第１胴部４１１の軸方向一方側に配置される。軸方向一方側は、第１ハウジング６０から第２ハウジング７０に向かう向きである。なお、図面中、軸方向一方側をＤ１、軸方向他方側をＤ２で示している。

フレキシブルギア４０は、フランジ部４２を有する。フランジ部４２は、胴部４１の軸方向他方側の端部から径方向外側へ広がる環状の部位である。固定部４３は、フランジ部４２の径方向外側の端部からさらに径方向外側へ延びる部位である。固定部４３の軸方向の厚みは、フランジ部４２の軸方向の厚みよりも大きい。固定部４３は、第１ハウジング６０およびころ軸受８０の後述する外輪８２に固定される。

胴部４１は、可撓性を有するため、径方向に変形可能である。特に、第２胴部４１２は、胴部４１の先端部であり、自由端であるため、第１胴部４１１と比べて大きく径方向に変位可能である。一方、第１胴部４１１は、胴部４１の軸方向他方側の端部付近に近づくにつれ、径方向に変型し難い。また、胴部４１の変型に伴い、フランジ部４２は軸方向に若干撓み変形するが、固定部４３は殆ど変形しない。

図１および図２に示すように、フレキシブルギア４０は、複数の外歯４００を有する。具体的には、第２胴部４１２が、径方向外側面から径方向外側へ突出する複数の外歯４００を有する。また、複数の外歯４００は、周方向に一定のピッチで配列されている。

第２胴部４１２は、楕円状の波動発生器２０の長軸の周方向位置と同じ周方向位置となる２箇所において、可撓性軸受３０の可撓性外輪３２を介して、径方向外方へ押圧される。これにより、第２胴部４１２が楕円状に撓み変形する。その結果、周方向のうち楕円の長軸に相当する２箇所において、第２胴部４１２に設けられた外歯４００が、後述する内歯歯車５０の内歯５００と噛み合う。以下では、この外歯４００と内歯５００とが噛み合う周方向の位置を、「噛み合い位置」と称する。

内歯歯車５０は、中心軸９を中心とする略円環状である。内歯歯車５０は、第２ハウジング７０に、例えばねじによって固定される。内歯歯車５０の剛性は、フレキシブルギア４０の胴部４１の剛性よりも、はるかに高い。このため、内歯歯車５０は、実質的に剛体とみなすことができる。内歯歯車５０は、複数の内歯５００を有する。複数の内歯５００は、内歯歯車５０の径方向内側面から径方向内方へ向けて突出する。また、複数の内歯５００は、周方向に一定のピッチで配列されている。

内歯歯車５０は、第２胴部４１２の径方向外方に配置される。つまり、内歯歯車５０は、第２胴部４１２の径方向外方に配置され、周方向に並ぶ複数の内歯５００を有する。

上述したフレキシブルギア４０が有する外歯４００の数と、内歯歯車５０が有する内歯５００の数とは、僅かに相違する。

波動減速機１は、フレキシブルギア４０の軸方向他方側に配置され、フレキシブルギア４０が固定されるハウジングを有する。第１ハウジング６０は、上記ハウジングの一例である。第１ハウジング６０は、フレキシブルギア４０の軸方向他方側に配置される。第１ハウジング６０は、円筒部６１と、カバー部６２とを有する。

円筒部６１は、中心軸９に沿って延びる略円筒状の部位である。円筒部６１の軸方向一方側端部は、フレキシブルギア４０の第１胴部４１１の径方向内方に配置される。また、円筒部６１の軸方向他方側端部は、フレキシブルギア４０よりも軸方向他方側に配置される。円筒部６１の径方向内側面と、入力部材１０の径方向外側面との間には、軸受１１が配置される。これにより、入力部材１０が第１ハウジング６０に対して回転可能となっている。

カバー部６２は、円筒部６１の軸方向他方側端部から径方向外方へ広がる。カバー部６２は、中心軸９を囲む環状の部位である。カバー部６２は、軸方向他方側から見て、フレキシブルギア４０の全体と重なる。フレキシブルギア４０は、第１ハウジング６０に対して固定される。具体的には、フレキシブルギア４０の固定部４３が、第１ハウジング６０のカバー部６２と、外輪８２との間に挟まれて、ねじ等の締結部材によって固定される。

第２ハウジング７０は、内歯歯車５０の軸方向一方側に配置される。第２ハウジング７０は、中心軸９を中心とした環状である。第２ハウジング７０は、軸方向一方側から見て、内歯歯車５０の全体と重なる。内歯歯車５０は、第２ハウジング７０に対して固定される。具体的には、内歯歯車５０は、第２ハウジング７０と、後述するころ軸受８０の内輪８１との間に挟まれて、ねじ等の締結部材によって固定される。また、第２ハウジング７０の径方向内側面と、入力部材１０の径方向外側面との間には、軸受１２が配置される。これにより、入力部材１０が第２ハウジング７０に対して回転可能に支持される。

ころ軸受８０は、第１胴部４１１の径方向外方に配置される。ころ軸受８０は、内輪８１と、外輪８２と、内輪８１と外輪８２との間に挟み込まれた複数の転動体８３とを有する。上述の通り、ころ軸受８０の内輪８１は、内歯歯車５０と固定される。より詳細に述べると、ころ軸受８０の内輪８１は、内歯歯車５０および第２ハウジング７０と固定される。ころ軸受８０の外輪８２は、フレキシブルギア４０と固定される。より詳細に述べると、ころ軸受８０の外輪８２は、フレキシブルギア４０の固定部４３および第１ハウジング６０のカバー部６２と固定される。これにより、ころ軸受８０は、フレキシブルギア４０および第１ハウジング６０と、内歯歯車５０および第２ハウジング７０とを、相対的に回転可能に接続する。

本実施形態においては、第１ハウジング６０は、波動減速機１の出力部材である。第１ハウジング６０を出力部材として使用する場合、第２ハウジング７０を、波動減速機１が搭載される装置の枠体に、例えばねじ止めで固定する。波動発生器２０が第１回転速度で回転すると、フレキシブルギア４０の長軸も、第１回転速度で回転する。そうすると、外歯４００と内歯５００との噛み合い位置も、周方向に第１回転速度で変化する。また、上述の通り、フレキシブルギア４０の外歯４００の数と、内歯歯車５０の内歯５００の数は、僅かに相違する。この歯数の差によって、波動発生器２０の１回転ごとに、外歯４００と内歯５００との噛み合い位置が、周方向に僅かに変化する。その結果、内歯歯車５０に対してフレキシブルギア４０が、中心軸９を中心として、第１回転速度よりも低い第２回転速度で回転する。したがって、フレキシブルギア４０と同一回転速度で回転する第１ハウジング６０から、減速された第２回転速度の回転運動が出力される。すなわち、第１ハウジング６０が、フレキシブルギア４０とともに回転する出力部となる。

なお、第２ハウジング７０を出力部材として使用することも可能である。第２ハウジング７０を出力部材として使用する場合、第１ハウジング６０を、波動減速機１が搭載される装置の枠体に、例えばねじ止めで固定する。この場合、波動発生器２０が第１回転速度で回転すると、フレキシブルギア４０に対して内歯歯車５０が、中心軸９を中心として、第１回転速度よりも低い第２回転速度で回転する。したがって、内歯歯車５０と同一回転速度で回転する第２ハウジング７０から、減速された第２回転速度の回転運動が出力される。

＜１－２．第１含油部材について＞
次に、図１および図３～図５を参照しつつ、第１含油部材４４について説明する。図３および図４は、波動減速機１の部分縦断面図である。図３は、外歯４００と内歯５００との噛み合い位置でないＯ－Ａ断面における断面図である。また、図４は、外歯４００と内歯５００との噛み合い位置であるＯ－Ａ’断面における断面図である。図５は、第１含油部材４４の斜視図である。

第１含油部材４４は、潤滑油を含む部材である。本実施形態においては、第１含油部材４４を形成する樹脂成型品は、樹脂材と潤滑油を混ぜ合わせて金型の内部に注入し、熱処理を施すことにより形成される。これにより、内部に微細な空洞を多数有する樹脂成型品が形成される。当該空洞に潤滑油が蓄えられるため、外力や表面張力によって潤滑油が染み出す含油部材が形成される。ただし、第１含油部材は、他の製造方法で形成されてもよい。

図３および図４に示すように、第１含油部材４４の径方向内側面は、第１胴部４１１の径方向外側面に接触する。図３に示すように、周方向のうち最も外歯４００と内歯５００との噛み合い位置から離れた位置では、胴部４１が径方向外側へ向かって撓んでいない。このため、第１含油部材４４も殆ど撓まず、潤滑油が染み出しにくい。

一方、図４に示すように、周方向のうち外歯４００と内歯５００との噛み合い位置では、胴部４１が径方向外側へ向かって撓む。これにより、第１含油部材４４は、胴部４１によって径方向外側へ向かって押されて撓む。したがって、噛み合い位置において、第１含油部材４４は弾性変形することにより、内部に染みこんだ潤滑油が僅かに染み出す。染み出した潤滑油は、胴部４１の外表面を伝って外歯４００を潤滑する。

このように、フレキシブルギア４０が可撓変形する際に、外歯４００が潤滑される。特に外歯４００と内歯５００との噛み合い位置においては、潤滑効果が顕著である。また、波動減速機１がフレキシブルギア４０を有することによって、フレキシブルギア４０の外歯を潤滑できるため、長時間にわたって波動減速機１を駆動できる。

図３および図４に示すように、第１含油部材４４の軸方向一方側の端部における軸方向位置は、外歯４００の軸方向他方側の端部における軸方向位置と同じである。すなわち、第１含油部材４４の軸方向一方側の端部は、外歯４００の軸方向他方側の端部と、径方向に対向する。これにより、第１含油部材４４が軸方向一方側に移動することが抑制される。また、第１含油部材４４の潤滑油が表面張力によって外歯４００に浸透しやすい。

図５に示すように、第１含油部材４４は、軸方向に延びる筒状である。これにより、第１含油部材４４が第１胴部４１１の径方向外側面を囲んでいる。これにより、第２胴部４１２の全周に亘って外歯４００の潤滑をすることができる。

図３および図４に示すように、第１含油部材４４は、筒状部４４１と、テーパ部４４２と、突出部４４３とを有する。

筒状部４４１は、略円筒状の部位である。テーパ部４４２は、第１含油部材４４の軸方向一方側の端部に配置される。筒状部４４１の径方向内側面は、第１胴部４１１の径方向外側面と接触している。これにより、第１含油部材４４の径方向の位置が決められる。

テーパ部４４２の径方向内側面は、軸方向一方側へ向かうにつれて径方向外側へと傾斜する。図４に示すように、外歯４００と内歯５００との噛み合い位置において、第１胴部４１１は主にその軸方向一方側端部付近が可撓変形する。すなわち、第１含油部材４４も、図４中に破線矢印で示すように、その軸方向一方側端部付近が最も大きく可撓変形しやすい。そこで、第１含油部材４４の径方向一方側の端部において変形方向である径方向外側へとテーパを設けて、大きく可撓変形することで染み出る潤滑油が過多となるのを抑制している。

突出部４４３は、筒状部４４１の軸方向他方側の端部において、筒状部４４１の径方向外側面から径方向外側へ突出する。突出部４４３の軸方向他方側の端部は、フランジ部４２の軸方向一方側の面と軸方向に接触する。すなわち、第１含油部材４４の軸方向他方側の端部は、フランジ部４２の軸方向一方側の面と軸方向に接触する。これにより、第１含油部材４４が軸方向他方側に移動することが抑制される。

第１含油部材４４は、径方向外側面から径方向外側へ突出する突出部４４３を有する。突出部４４３の径方向外側の端部は、ころ軸受８０の内輪８１の径方向内側面と径方向に接触する。これにより、第１含油部材４４が、第１胴部４１１と、内輪８１とによって径方向の両側から支持される。したがって、第１含油部材４４の径方向の位置決めがより確実になされる。一方で、軸方向の一部のみに配置される突出部４４３をころ軸受８０の内輪８１との接触箇所とすることで、相対的に回転する内輪８１と第１含油部材４４の接触面積を抑えて、動力損失を抑制している。

第１含油部材４４は、軸方向一方側の端部または軸方向他方側の端部から軸方向に延びる１つまたは複数の切り込みを有する。本実施形態においては、図５に示すように、第１含油部材４４は、複数の切り込み９１，９２を有する。本実施形態においては、第１含油部材４４は、１つの第１切り込み９１と、複数の第２切り込み９２とを有する。第２切り込み９２の数は、１９である。

第１切り込み９１は、第１含油部材４４の軸方向一方側の端部から軸方向他方側の端部までを切り離す。つまり、切り込みは、第１含油部材４４を軸方向一方側の端部から軸方向他方側端部まで切り離す第１切り込み９１を含む。第１含油部材４４は、このような第１切り込み９１を１つだけ有していることにより、第１含油部材４４を、軸方向に見てＣ字状に拡げることができる。これにより、フレキシブルギア４０の製造工程において、胴部４１に第１含油部材４４を取り付けやすい。

第２切り込み９２は、第１含油部材４４の軸方向一方側の端部から、第１含油部材４４の軸方向他方側の端部よりも軸方向一方側の位置まで延びる。具体的には、第２切り込み９２の軸方向他方側の端部は、突出部４４３よりも軸方向一方側である。

このように、軸方向に延びる切り込み９１，９２を有することにより、フレキシブルギア４０の胴部４１の可撓変形に従って第１含油部材４４も可撓変形しやすい。すなわち、胴部４１の可撓変形を抑制し難い。また、切り込み９１，９２により、第１含油部材４４からの潤滑油の染み出しもスムーズになる。

本実施形態では、切り込み９１，９２の数は合わせて２０個である。切り込み９１，９２の数は、外歯４００の数よりも少ない。複数の切り込み９１，９２は、周方向に等間隔に配置される。これにより、第１含油部材４４の変形しやすさが周方向に均一となる。したがって、第１含油部材４４からの潤滑油の染み出しも、周方向において、より均一となる。

＜１－３．第２含油部材について＞
続いて、第２含油部材３４について、図６および図７を参照しつつ説明する。図６は、可撓性軸受３０の斜視図である。図７は、第２含油部材３４の斜視図である。

図６に示すように、本実施形態の可撓性軸受３０は、可撓性内輪３１と可撓性外輪３２との間に配置される第２含油部材３４を有する。図７に示すように、第２含油部材３４は、環状の部材である。本実施形態においては、第２含油部材３４は、略円環状である。第２含油部材３４は、例えば、第１含油部材４４と同様に、樹脂材と潤滑油を混ぜ合わせた材料を成型することで形成される。

図７に示すように、第２含油部材３４は、複数の第１凹部３４１と、複数の第２凹部３４２と、を有する。本実施形態においては、第２含油部材３４は、複数の空洞部３４３をさらに有する。複数の第１凹部３４１は、径方向外側から径方向内側に向かって延びる。より詳細に述べると、第１凹部３４１はそれぞれ、第２含油部材３４の径方向外側の面から径方向内側に向かって延びる。複数の第２凹部３４２は、径方向内側から径方向外側に向かう。より詳細に述べると、第２凹部３４２はそれぞれ、第２含油部材３４の径方向内側の面から径方向外側に向かって延びる。空洞部３４３にはそれぞれ、玉３３が配置される。

複数の第１凹部３４１と複数の第２凹部３４２とは、周方向に交互に配置される。そして、周方向に隣り合う第１凹部３４１と第２凹部３４２との間に空洞部３４３が配置される。なお、本実施形態において、玉３３の数（すなわち空洞部３４３の数）が２３個と奇数である。このため、空洞部３４３を挟んで２つの第１凹部３４１が周方向に隣り合う箇所が１箇所存在する。

このように、可撓性内輪３１と可撓性外輪３２との間の空間に第２含油部材３４を配置することにより、可撓性軸受３０が潤滑され、可撓性軸受３０における動力損失が低減する。

また、複数の第１凹部３４１と複数の第２凹部３４２とが周方向に交互に配置されることにより、第２含油部材３４が蛇腹のように径方向に伸張・収縮しやすい。したがって、可撓性内輪３１と可撓性外輪３２との間に第２含油部材３４を配置した場合であっても、可撓性内輪３１および可撓性外輪３２の径方向の変形を抑制しにくい。

＜１－４．第３含油部材について＞
続いて、第３含油部材３５について、図１、図３および図４を参照しつつ説明する。図１、図３および図４に示すように、本実施形態の波動減速機１は、胴部４１の径方向内側に配置される第３含油部材３５を有する。

本実施形態の第３含油部材３５は、筒状の部材である。第３含油部材３５は、例えば、第１含油部材４４と同様に、樹脂材と潤滑油を混ぜ合わせた材料を成型することで形成される。第３含油部材３５は、胴部４１の径方向内側面に沿って配置される。第３含油部材３５の軸方向一方側の端面は、可撓性軸受３０の軸方向他方側の端面と軸方向に接触する。これにより、第３含油部材３５から染み出す潤滑油によって、可撓性軸受３０を潤滑することができる。また、第３含油部材３５と可撓性軸受３０とを軸方向に位置決めできる。

また、第３含油部材３５の軸方向他方側の端面は、ハウジングの軸方向一方側の面と軸方向に接触する。第１ハウジング６０は、上記ハウジングの一例である。すなわち、第３含油部材３５の軸方向他方側の端面は、第１ハウジング６０の円筒部６１の軸方向一方側の面と軸方向に接触する。これにより、第３含油部材３５が軸方向他方側にずれるのが抑制される。

第１含油部材４４と第３含油部材３５とは、少なくとも軸方向の一部の領域において、径方向に重なる位置に配置される。すなわち、第１含油部材４４の一部と、第３含油部材３５の一部とは、胴部４１を挟んで径方向に対向する。これにより、胴部４１の径方向内外における重量バランスが良い。また、外歯４００を潤滑する第１含油部材４４を配置するための軸方向領域と、可撓性軸受３０を潤滑する第３含油部材３５を配置するための軸方向領域とを共通させることにより、波動減速機１の軸長を大きくすることなく、外歯４００と可撓性軸受３０との両方を潤滑することができる。

＜２．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態には限定されない。

＜２－１．第１変形例＞
図８は、変形例に係る第１含油部材４４Ａの斜視図である。図９は、第１含油部材４４Ａの一部を軸方向一方側から見た部分平面図である。この第１含油部材４４Ａは、上記の実施形態の波動減速機１において、第１含油部材４４に代えて用いることができる。

第１含油部材４４Ａは、径方向外側に突出する複数の第１凸部４４４Ａと、径方向内側に突出する複数の第２凸部４４５Ａとを有する。複数の第１凸部４４４Ａと、複数の第２凸部４４５Ａとは、周方向に交互に配置される。すなわち、第１含油部材４４Ａは、蛇腹状の形態をしている。これにより、第１含油部材４４Ａを径方向に拡げたり、縮めたりしやすい。よって、胴部４１の径方向外側面に第１含油部材４４Ａを取り付けやすい。

図８および図９に示すように、軸方向他方側端部付近において、第１凸部４４４Ａの径方向外端部はＶ字状に突出している。当該箇所が、突出部４４３Ａとなる。突出部４４３Ａは、内輪８１の径方向内側面と径方向に接触する。

突出部４４３Ａ以外の軸方向位置において、第１凸部４４４Ａの径方向外端部は、突出部４４３Ａの径方向外端部よりも径の小さな円筒面に沿う外側面取り面４４６Ａとなっている。

また、第２凸部４４５Ａの径方向内端部は、内側面取り面４４７Ａと、テーパ面４４８Ａとを含む。内側面取り面４４７Ａは、外側面取り面４４６Ａよりも径の小さな円筒面に沿う。外側面取り面４４６Ａと内側面取り面４４７Ａとを含む第１含油部材４４Ａの軸方向領域が、上記の実施形態における筒状部４４１に相当する。

テーパ面４４８Ａは、第１含油部材４４Ａの軸方向一方側端部に配置される。テーパ面４４８Ａは、内側面取り面４４７Ａの軸方向一方側端部から、軸方向一方側へ向かうにつれて軸方向外側へと傾斜する。外側面取り面４４６Ａとテーパ面４４８Ａを含む第１含油部材４４Ａの軸方向領域が、上記の実施形態におけるテーパ部４４２に相当する。

第１含油部材４４Ａは蛇腹状であるため、径方向に拡げたり縮めたりしやすい。これにより、上記の実施形態の第１含油部材４４の第１切り込み９１のような切断部を有していなくても、胴部４１に第１含油部材４４Ａを取り付けやすい。

＜２－２．第２変形例＞
図１０は、変形例に係る第２含油部材３４Ｂを有する可撓性軸受３０Ｂの斜視図である。図１１は、第２含油部材３４Ｂの斜視図である。可撓性軸受３０Ｂは、上記の実施形態の波動減速機１において、可撓性軸受３０に代えて用いることができる。図１０に示す可撓性軸受３０Ｂの可撓性内輪３１、可撓性外輪３２および複数の玉３３は、上記の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図１１に示すように、第２含油部材３４Ｂは、環状部３４４Ｂと、複数の柱状部３４５Ｂとを有する。環状部３４４Ｂは、環状の部位である。環状部３４４Ｂは、可撓性内輪３１と可撓性外輪３２との間の空間において、複数の玉３３の軸方向他方側に配置される。柱状部３４５Ｂはそれぞれ、環状部３４４Ｂから軸方向一方側へ延びる。柱状部３４５Ｂと玉３３とは、周方向に交互に配置される。これにより、各柱状部３４５Ｂが、周方向に隣り合う玉３３を潤滑することができる。

図１０および図１１の例では、柱状部３４５Ｂはそれぞれ四角柱状であるが、柱状部３４５Ｂの形状はこれに限られない。例えば、柱状部３４５Ｂの周方向の面が、周方向に隣り合う玉３３に沿う曲面となっていてもよい。

また、図１０および図１１の例では、環状部３４４Ｂが軸方向他方側に配置されたが、本発明はこれに限られない。環状部３４４Ｂは軸方向一方側に配置されてもよい。

＜２－３．第３変形例＞
図１２は、変形例に係る第３含油部材３５Ｃの斜視図である。第３含油部材３５Ｃは、上記の実施形態の波動減速機１において、第３含油部材３５に代えて用いることができる。

第３含油部材３５Ｃは、径方向外側に突出する複数の外側凸部３５１Ｃと、径方向内側に突出する複数の内側凸部３５２Ｃと、を有する。複数の外側凸部３５１Ｃと複数の内側凸部３５２Ｃとは、周方向に交互に配置される。すなわち、第３含油部材３５Ｃは、蛇腹状の形態をしている。

図１２に示すように、外側凸部３５１Ｃの径方向外端部は、僅かに面取りされたＶ字状である。外側凸部３５１Ｃの径方向外端部は、胴部４１の径方向内側面に沿って配置される。また、内側凸部３５２Ｃの径方向内端部は、僅かに面取りされたＶ字状である。

第３含油部材３５Ｃは蛇腹状であるため、径方向に拡げたり縮めたりしやすい。これにより、波動減速機の製造工程において、第３含油部材３５Ｃを所定の位置に取り付けやすい。

＜２－４．その他の変形例＞
上記の実施形態では、波動減速機１が、外歯４００を潤滑する第１含油部材４４に加えて、可撓性軸受３０を潤滑する第２含油部材３４および第３含油部材３５を有するが、本発明はこれに限られない。第１含油部材４４、第２含油部材３４、および第３含油部材３５は、それぞれ単独で用いられてもよい。

＜３．ロボット＞
図１３は、波動減速機１を備えたロボット１００の斜視図である。ロボット１００は、例えば、工業製品の製造ラインにおいて、部品の搬送、加工、組立等の作業を行う、いわゆる産業用ロボットである。ロボット１００は、波動減速機１と、モータ１３と、ベースフレーム１０１と、出力部であるアーム１０２と、を有する。

モータ１３の出力軸は、波動減速機１の入力部材１０と固定される。これにより、モータ１３は波動発生器１に回転動力を与える。アーム１０２は、第１ハウジング６０と固定される。これにより、出力部であるアーム１０２は、フレキシブルギア４０とともに回転可能である。モータ１３が駆動すると、入力部材１０がモータ１３の出力軸とともに第１回転速度で回転する。すると、アーム１０２は、第１ハウジング６０およびフレキシブルギア４０とともに、第２回転速度で回転する。

上述の通り、ロボット１００は、波動減速機１と、波動発生器に回転動力を与えるモータ１３と、フレキシブルギア４０をとともに回転可能な出力部と、を有する。これにより、ロボット１００に搭載される波動減速機１のフレキシブルギア４０において、第１含油部材４４によって外歯４００を潤滑できる。よって、波動減速機１とロボットを長期間駆動することが可能となる。

その他、波動減速機の細部の構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変更してもよい。また、上記の各実施形態および各変型例に登場した要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本願は、フレキシブルギア、波動減速機、およびロボットに利用できる。

１ 波動減速機
９ 中心軸
１３ モータ
２０ 波動発生器
３０，３０Ｂ 可撓性軸受
３１ 可撓性内輪
３２ 可撓性外輪
３３ 玉
３４，３４Ｂ 第２含油部材
３５，３５Ｃ 第３含油部材
４０ フレキシブルギア
４１ 胴部
４２ フランジ部
４４，４４Ａ 第１含油部材
５０ 内歯歯車
６０ 第１ハウジング
８０ ころ軸受
８１ 内輪
８２ 外輪
９１ 第１切り込み
９２ 第２切り込み
１００ ロボット
１０２ アーム
３４１ 第１凹部
３４２ 第２凹部
３５１Ｃ 外側凸部
３５２Ｃ 内側凸部
４００ 外歯
４１１ 第１胴部
４１２ 第２胴部
４４３，４４３Ａ 突出部
４４４Ａ 第１凸部
４４５Ａ 第２凸部
５００ 内歯

Claims (17)

1. フレキシブルギアであって、
   中心軸を中心として軸方向に延びる可撓性の胴部と、
   潤滑油を含む第１含油部材と、
   を有し、
   前記胴部は、
   軸方向に延びる筒状の第１胴部と、
   軸方向に延び、前記第１胴部の軸方向一方側に配置される筒状の第２胴部と、
   を有し、
   前記第１含油部材の径方向内側面は、前記第１胴部の径方向外側面に接触し、
   前記第２胴部は、径方向外側面から径方向外側へ突出する複数の外歯を有する、フレキシブルギア。
2. 請求項１に記載のフレキシブルギアであって、
   前記第１含油部材の軸方向一方側の端部における軸方向位置は、前記外歯の軸方向他方側の端部における軸方向位置と同じであるフレキシブルギア。
3. 請求項１または請求項２に記載のフレキシブルギアであって、
   前記第１含油部材は、前記軸方向に延びる筒状であり、
   前記第１含油部材は、軸方向一方側の端部または軸方向他方側の端部から軸方向に延びる１つまたは複数の切り込みを有するフレキシブルギア。
4. 請求項３に記載のフレキシブルギアであって、
   前記切り込みは、前記第１含油部材を軸方向一方側の端部から軸方向他方側端部まで切り離す第１切り込みを含むフレキシブルギア。
5. 請求項３または請求項４に記載のフレキシブルギアであって、
   前記第１含油部材は、前記切り込みを複数有し、
   前記切り込みは、前記第１含油部材の軸方向一方側の端部から、前記第１含油部材の軸方向他方側の端部よりも軸方向一方側の位置まで延びる第２切り込みを含むフレキシブルギア。
6. 請求項５に記載のフレキシブルギアであって、
   前記切り込みの数は、前記外歯の数よりも少なく、
   複数の前記切り込みは、周方向に等間隔に配置されるフレキシブルギア。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のフレキシブルギアであって、
   前記胴部の軸方向他方側の端部から径方向外側へ広がるフランジ部をさらに有し、
   前記第１含油部材の軸方向他方側の端部が、前記フランジ部の軸方向一方側の面と軸方向に接触するフレキシブルギア。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のフレキシブルギアであって、
   前記第１含油部材は、
   径方向外側に突出する複数の第１凸部と、
   径方向内側に突出する複数の第２凸部と、
   を有し、
   前記複数の前記第１凸部と前記複数の前記第２凸部とは、周方向に交互に配置されるフレキシブルギア。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のフレキシブルギアと、
   前記中心軸を中心として回転可能な波動発生器と、
   前記波動発生器の径方向外側面と前記第２胴部の径方向内側面とを相対回転可能に接続する可撓性軸受と、
   前記第２胴部の径方向外方に配置され、周方向に並ぶ複数の内歯を有する内歯歯車と、
   を有する波動減速機。
10. 請求項９に記載の波動減速機であって、
    前記可撓性軸受は、
    前記波動発生器の径方向外側面と固定される内輪と、
    前記第２胴部の径方向内側面と固定される外輪と、
    前記内輪と前記外輪との間において回転可能に配置される複数の玉と、
    前記内輪と前記外輪との間に配置される第２含油部材と、
    を有する波動減速機。
11. 請求項１０に記載の波動減速機であって、
    前記第２含油部材は、
    径方向外側から径方向内側に向かって延びる複数の第１凹部と、
    径方向内側から径方向外側に向かう複数の第２凹部と、
    を有し、
    前記複数の前記第１凹部と、前記複数の前記第２凹部とは、周方向に交互に配置される波動減速機。
12. 請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載の波動減速機であって、
    前記胴部の径方向内側面に沿って配置される筒状の第３含油部材
    をさらに有し、
    前記第３含油部材の軸方向一方側の端面は、前記可撓性軸受の軸方向他方側の端面と軸方向に接触する波動減速機。
13. 請求項１２に記載の波動減速機であって、
    前記第３含油部材は、
    径方向外側に突出する複数の外側凸部と、
    径方向内側に突出する複数の内側凸部と、
    を有し、
    前記複数の前記外側凸部と、前記複数の前記内側凸部とは、周方向に交互に配置される波動減速機。
14. 請求項１２または請求項１３に記載の波動減速機であって、
    前記第１含油部材と前記第３含油部材とが、少なくとも軸方向の一部の領域において、径方向に重なる位置に配置される波動減速機。
15. 請求項１２から請求項１４までのいずれか一項に記載の波動減速機であって、
    前記フレキシブルギアの軸方向他方側に配置され、前記フレキシブルギアが固定されるハウジングをさらに有し、
    前記第３含油部材の軸方向他方側の端面は、前記ハウジングの軸方向一方側の面と軸方向に接触する波動減速機。
16. 請求項９から請求項１５までのいずれか一項に記載の波動減速機であって、
    前記第１胴部の径方向外方に配置されるころ軸受をさらに有し、
    前記ころ軸受の外輪は、前記フレキシブルギアと固定され、
    前記ころ軸受の内輪は、前記内歯歯車と固定され、
    前記第１含油部材は、径方向外側面から径方向外側へ突出する突出部を有し、
    前記突出部の径方向外側の端部は、前記ころ軸受の前記内輪の径方向内側面と径方向に接触する波動減速機。
17. 請求項９から請求項１６までのいずれか一項に記載の波動減速機と、
    前記波動発生器に回転動力を与えるモータと、
    前記フレキシブルギアとともに回転可能な出力部と、
    を備えるロボット。

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