JP7467893B2

JP7467893B2 - 歯車装置及びロボット

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Publication number: JP7467893B2
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Inventors: 祐哉片岡
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Description

本開示は、歯車装置、及び、歯車装置を備えるロボットに関するものである。

ロボットでは、一般に、ロボットアームの関節部を駆動するため、モーターの駆動軸に減速機が設けられる。このような減速機として、例えば、特許文献１に記載された歯車装置が知られている。

この歯車装置は、円環状の内歯歯車と、内歯歯車と部分的に噛み合う可撓性の外歯歯車と、外歯歯車の内周面に接触して内歯歯車と外歯歯車との噛み合い位置を回転軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を備える。波動発生器は、楕円形状の外周面を有するカムと、外歯歯車の内周面とカムの外周面との間に配置された軸受と、を有する。軸受は、内輪と外輪との間に複数のボールが保持された深溝玉軸受である。外歯歯車の内周面にはグリース溜まりがあり、このグリースが外歯歯車の内周面と軸受の外輪の外周面との間、及び、外歯歯車の内歯歯車との間に流れて潤滑剤として機能する。

特開２００２－３４９６８１号公報

しかしながら、本開示の発明者は、波動発生器の回転に伴って波動発生器の軸受の外輪が外歯歯車に対して回転するため、外歯歯車の内周面と軸受の外輪の外周面との間に十分なグリースを保持することが難しく、この結果、波動発生器が滑らかに回転し難くなるという問題があることを見出した。

本開示の第１の形態によれば、歯車装置が提供される。この歯車装置は、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する可撓性を有する外歯歯車と、前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との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、を備える。前記波動発生器は、楕円形状の外周面を有するカムと、前記外歯歯車の前記内周面と前記カムの前記外周面との間に配置された軸受と、を有する。前記外歯歯車の前記内周面にはグリースが塗布されており、前記外歯歯車の前記内周面と前記軸受の外周面の少なくとも一方に、前記回転軸に沿って溝が設けられている（ただし、前記溝が、外歯と平行で且つ前記外歯と同一のピッチで前記外歯歯車の前記内周面に形成されている場合を除く）。
他の形態では、前記外歯歯車の前記内周面に、前記回転軸に沿ってホーニング溝が設けられている。

本開示の第２の形態によれば、ロボットが提供される。このロボットは、基台またはアームを構成している第１部材と、前記第１部材に対して回動可能に設けられているアームを構成している第２部材と、前記第１部材および前記第２部材の一方側から他方側へ駆動力を伝達する歯車装置と、を備える。前記歯車装置は、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する可撓性を有する外歯歯車と、前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との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、を備える。前記波動発生器は、楕円形状の外周面を有するカムと、前記外歯歯車の前記内周面と前記カムの前記外周面との間に配置された軸受と、を有する。前記外歯歯車の前記内周面にはグリースが塗布されており、前記外歯歯車の前記内周面と前記軸受の外周面の少なくとも一方に、前記回転軸に沿って溝が設けられている（ただし、前記溝が、外歯と平行で且つ前記外歯と同一のピッチで前記外歯歯車の前記内周面に形成されている場合を除く）。

本開示のロボットの実施形態の概略構成を示す図。本開示の実施形態に係る歯車装置を示す分解斜視図。図２に示す歯車装置の縦断面図。図２に示す歯車装置の正面図。外歯歯車の内周面と軸受の外周面における溝形成の一例を示す説明図。外歯歯車の内周面と軸受の外周面における溝形成の他の例を示す説明図。

図１は、本開示のロボットの実施形態の概略構成を示す図である。図１に示すロボット１００は、６軸の垂直多関節ロボットであり、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。

ロボット１００は、基台１１１と、基台１１１に接続されたロボットアーム１２０と、ロボットアーム１２０の先端部に設けられた力検出器１４０およびハンド１３０と、を有する。また、ロボット１００は、ロボットアーム１２０を駆動させる動力を発生させる複数の駆動源を制御する制御装置１１０と、を有している。駆動源は、モーター１５０および歯車装置１を含んでいる。

基台１１１は、ロボット１００を任意の設置箇所に取り付ける部分である。なお、基台１１１の設置箇所は、特に限定されず、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上などが挙げられる。

ロボットアーム１２０は、第１アーム１２１と、第２アーム１２２と、第３アーム１２３と、第４アーム１２４と、第５アーム１２５と、第６アーム１２６とを有し、これらが基端側から先端側に向ってこの順に連結されている。第１アーム１２１は、基台１１１に接続されている。第６アーム１２６の先端には、例えば、各種部品等を把持するハンド１３０などのエンドエフェクターが着脱可能に取り付けられている。このハンド１３０は、２本の指１３１、１３２を有しており、指１３１、１３２で例えば各種部品等を把持することができる。

基台１１１には、第１アーム１２１を駆動するサーボモーター等のモーター１５０と減速機としての歯車装置１とを有する駆動源が設けられている。また、図示しないが、各アーム１２１～１２６にも、それぞれ、モーターおよび減速機を有する複数の駆動源が設けられている。そして、各駆動源は、制御装置１１０により制御される。

このようなロボット１００では、歯車装置１が、第１部材としての基台１１１および第２部材としての第１アーム１２１の一方側から他方側へ駆動力を伝達する。より具体的には、歯車装置１が、第１アーム１２１を基台１１１に対して回動させる駆動力を基台１１１側から第１アーム１２１側へ伝達する。ここで、歯車装置１が減速機として機能することにより、モーター１５０からの駆動力の回転を減速して第１アーム１２１を基台１１１に対して回動させることができる。なお、「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、および、ある中心点に対して回転することを含むものである。

このように、ロボット１００は、基台を構成している第１部材である基台１１１と、基台１１１に対して回動可能に設けられているアームを構成している第２部材である第１アーム１２１と、基台１１１および第１アーム１２１の一方側から他方側へ駆動力を伝達する歯車装置１と、を備える。

なお、第２アーム１２２から第６アーム１２６のうち、第１アーム１２１側から順次任意の数選択したアームを「第２部材」と捉えてもよい。すなわち、第１アーム１２１、および、第２アームから第６アーム１２６のうち第１アーム１２１側から順次任意の数選択したアームからなる構造体が「第２部材」であるとも言える。例えば、第１アーム１２１と第２アーム１２２からなる構造体が「第２部材」であるとも言えるし、ロボットアーム１２０全体が「第２部材」であるとも言える。また、「第２部材」がハンド１３０を含んでいてもよい。すなわち、ロボットアーム１２０およびハンド１３０からなる構造体が「第２部材」であるとも言える。

以上説明したようなロボット１００は、以下に説明する歯車装置１を備える。以下、本開示の歯車装置の一例として歯車装置１について説明する。

図２は、本開示の一実施形態に係る歯車装置を示す分解斜視図である。図３は、図２に示す歯車装置の縦断面図である。図４は、図２に示す歯車装置の正面図である。なお、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。

図２ないし図４に示す歯車装置１は、波動歯車装置であり、例えば減速機として用いられる。この歯車装置１は、剛性の内歯歯車２と、内歯歯車２に部分的に噛み合って内歯歯車２に対して回転軸ａまわりに相対的に回転する可撓性を有する外歯歯車３と、外歯歯車３の内周面に接触し、内歯歯車２と外歯歯車３との噛み合い位置を回転軸ａまわりの周方向に移動させる波動発生器４と、を有している。また、図示しないが、歯車装置１内の摺動部及び接触部には、必要に応じて、グリース等の潤滑剤が適宜配置されている。例えば、外歯歯車３の内周面３１１にはグリースが塗布されており、グリース溜まりとして機能している。

本実施形態では、内歯歯車２が前述したロボット１００の第１部材である基台１１１に対して固定され、外歯歯車３が前述したロボット１００の第１部材である第１アーム１２１に対して接続され、波動発生器４が前述したロボット１００のモーター１５０の回転軸に接続されている。

モーター１５０の回転軸が回転すると、波動発生器４はモーター１５０と同じ回転速度で回転する。そして、内歯歯車２および外歯歯車３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軸線ａまわりに相対的に回転する。軸線ａを「回転軸ａ」とも呼ぶ。本実施形態では内歯歯車２の歯数の方が外歯歯車３の歯数より多いため、モーター１５０の回転速度よりも低い回転速度で外歯歯車３を回転させることができる。すなわち、波動発生器４を入力軸側、外歯歯車３を出力軸側とする減速機を実現することができる。

なお、内歯歯車２、外歯歯車３および波動発生器４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３を基台１１１に対して固定し、内歯歯車２を第１アーム１２１に対して接続しても、歯車装置１を減速機として用いることができる。また、外歯歯車３をモーター１５０の回転軸に接続しても、歯車装置１を減速機として用いることができ、この場合、波動発生器４を基台１１１に対して固定し、内歯歯車２を第１アーム１２１に対して接続すればよい。また、歯車装置１を増速機として用いる場合、前述した入力側であるモーター１５０側と出力側である第１アーム１２１側との関係を反対にすればよい。

以下、歯車装置１の構成を簡単に説明する。図２ないし図４に示すように、内歯歯車２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２は、平歯車である。すなわち、内歯２３は、軸線ａに対して平行な歯スジを有する。なお、内歯２３の歯スジは、軸線ａに対して傾斜していてもよい。すなわち、内歯歯車２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３は、内歯歯車２の内側に挿通されている。この外歯歯車３は、径方向に撓み変形可能な可撓性を有する歯車であって、内歯歯車２の内歯２３に噛み合う外歯３３を有する外歯歯車である。また、外歯歯車３の歯数は、内歯歯車２の歯数よりも少ない。このように外歯歯車３および内歯歯車２の歯数が互いに異なることにより、減速機を実現することができる。

本実施形態では、外歯歯車３は、図３の軸線ａ方向の左端に開口３５を有するカップ状をなし、その外周面に外歯３３が形成されている。ここで、外歯歯車３は、軸線ａまわりの円筒状の胴部３１と、胴部３１の軸線ａ方向での一端部側、すなわち図３の軸線ａ方向の右側、に接続されている底部３２と、を有する。

図３に示すように、外歯歯車３の底部３２には、軸線ａに沿って貫通した孔３２１と、孔３２１の周囲において貫通した複数の孔３２２と、が形成されている。孔３２１は、出力側の図示しない軸体を挿通することができる。また、孔３２２は、出力側の軸体を底部３２に固定するためのネジを挿通するネジ孔として用いることができる。なお、これらの孔は、適宜設ければよく、省略することもできる。

図３および図４に示すように、波動発生器４は、外歯歯車３の内側に配置され、軸線ａまわりに回転可能である。そして、波動発生器４は、外歯歯車３の胴部３１の横断面を長軸Ｌａおよび短軸Ｌｂとする楕円形または長円形に変形させて外歯３３を内歯歯車２の内歯２３に噛み合わせる。ここで、外歯歯車３および内歯歯車２は、同一の軸線ａまわりに回転可能に互いに内外で噛み合わされることとなる。

外歯歯車３は、軸線ａに沿った方向において２つの端部３３１，３３２を有する。２つの端部３３１，３３２のうち、開口３５側の端部３３１を「第１端部３３１」と呼び、第１端部３３１と反対側の端部３３２を「第２端部３３２」と呼ぶ。第１端部３３１近傍の胴部３１は、コーニングによる大きな変形が生じる部分である。コーニングとは、図４に示す長軸Ｌａ側では胴部３１が軸線ａに対して外側に開き、短軸Ｌｂでは胴部３１が軸線ａに対して内側に狭まる３次元的な変形を意味する。

波動発生器４は、カム４１と、カム４１の外周に装着されている軸受４２と、を有している。カム４１は、軸線ａまわりに回転する軸部４１１と、軸部４１１の一端部から外側に突出しているカム部４１２と、を有している。ここで、カム部４１２の外周面は、軸線ａに沿った方向から見たときに、図３および図４中の上下方向を長軸Ｌａとする楕円形または長円形をなしている。軸受４２は、可撓性の内輪４２１および外輪４２３と、これらの間に配置されている複数のボール４２２と、を有している。

ここで、内輪４２１は、カム４１のカム部４１２の外周面に嵌め込まれ、カム部４１２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４２３も楕円形または長円形に弾性変形している。外輪４２３の外周面４４４は、胴部３１の内周面３１１に当接している。また、内輪４２１の外周面および外輪４２３の内周面は、それぞれ、複数のボール４２２を周方向に沿って案内させつつ転動させる軌道面４３１，４４１となっている。これらの軌道面４３１，４４１は、横断面がボール４２２の半径よりわずかに大きい半径の円弧をなしている。また、複数のボール４２２は、互いの周方向で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。

このような波動発生器４は、カム４１が軸線ａまわりに回転することに伴って、カム部４１２の向きが変わり、それに伴って、外輪４２３も変形し、内歯歯車２および外歯歯車３の互いの噛み合い位置を周方向に移動させる。なお、このとき、内輪４２１は、カム部４１２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５は、外歯歯車３の内周面３１１と波動発生器４の軸受４２の外周面４２４における溝形成の一例を示す説明図である。ここでは、外歯歯車３については、軸線ａを通る切断面で切断された部分断面が描かれている。一方、波動発生器４については、断面ではなく外観が描かれている。前述したように、外歯歯車３の内周面３１１には、グリースＧＲが塗布されている。

この例では、外歯歯車３の内周面３１１に、回転軸ａに沿った溝３５１が設けられている。また、溝３５１は複数本設けられている。これらの溝３５１を「第１の溝３５１」とも呼ぶ。「回転軸ａに沿った溝３５１」という語句は、回転軸ａに平行な線分を内周面３１１に描いたときに、その線分と溝３５１との成す角度が３０度以下であることを意味する。溝３５１を設けることにより、外歯歯車３の内周面３１１と軸受４２の外周面４２４との間でグリースＧＲを容易に保持することが可能である。溝３５１は、外歯歯車３と内歯歯車２の間にグリースＧＲを導く機能も有する。この機能のためには、溝３５１と回転軸ａとの成す角度を５度以下とすることが好ましく、特に、溝３５１と回転軸ａとが平行であることが好ましい。また、溝３５１は、複数設けられていることが好ましい。更に、複数の溝３５１は、互いに平行に延びていることが好ましい。

図５の例において、溝３５１は、外歯歯車３の第１端部３３１から第２端部３３２に向けて延びている。また、溝３５１は、外歯歯車３の内周面３１１のうち、波動発生器４の軸受４２と接触する部分Ｒ４２に渡って設けられていることが好ましい。この構成によれば、溝３５１が外歯歯車３の内周面３１１のうちで波動発生器４の軸受４２と接触する部分Ｒ４２に渡って設けられているので、外歯歯車３と波動発生器４の軸受４２との間にグリースＧＲを容易に保持できる。また、溝３５１は外歯歯車３の開口３５側の第１端部３３１から第２端部３３２に向けて延びているので、第１端部３３１を介して外歯歯車３と内歯歯車２の間にグリースＧＲを容易に導くことができる。また、図５の例では、溝３５１は、第１端部３３１から始まり、外歯歯車３の外歯３３の全範囲に相当する部分に渡って形成されている。こうすれば、外歯歯車３と波動発生器４の軸受４２との間に十分なグリースＧＲを容易に保持できる。また、仮に部分Ｒ４２が回転軸ａに沿った方向に移動したとしても、外歯歯車３の内周面３１１と軸受４２の外周面４２４との間でグリースＧＲを容易に保持することが可能である。

溝３５１の幅及び深さは、グリースＧＲに含まれる固体添加剤のサイズに応じた適切なサイズに設定されることが好ましい。例えば、固体添加剤のサイズが１０μｍ以下である場合には、溝３５１の幅を少なくとも１０μｍとすることが好ましい。また、溝３５１の深さは、幅よりも小さくすることが好ましく、例えば、幅の半分とすることが好ましい。溝３５１の深さを幅よりも小さくする理由は、固体添加剤が外歯歯車３と波動発生器４の軸受４２の両方に接する深さとすることによって、グリースＧＲの保持性を向上させることができるからである。また、外歯歯車３と波動発生器４の軸受４２によって固体添加剤に圧力を掛けたい場合が考えられるので、溝３５１の深さを幅よりも小さくすることが好ましい。グリースＧＲとしては、例えば固体添加剤として有機モリブデンを使用し、増ちょう剤としてリチウム石鹸基を使用するものを採用できる。溝３５１の深さが過度に小さい場合には、グリースＧＲを保持する機能を発揮できないので、固体添加剤のサイズに拘わらず、溝３５１の深さを５μｍ以上とすることが好ましく、１０μｍ以上とすることが更に好ましい。

溝３５１は、例えば、ホーニング加工によって形成することが可能である。すなわち、ホーニング加工機の砥石を回転軸ａに沿った方向に往復運動させることによって、外歯歯車３の内周面３１１に、回転軸ａに沿った複数の溝３５１を形成することが可能である。

図５の例では、溝３５１を外歯歯車３の内周面３１１に形成していたが、この代わりに、溝３５１を軸受４２の外周面４２４に形成するようにしてもよい。また、外歯歯車３の内周面３１１と軸受４２の外周面４２４の両方に溝３５１を設けるようにしてもよい。換言すれば、外歯歯車３の内周面３１１と軸受４２の外周面４２４の少なくとも一方に、回転軸ａに沿って溝３５１を設けることが好ましい。

図６は、外歯歯車３の内周面３１１と波動発生器４の軸受４２の外周面４２４における溝形成の他の例を示す説明図である。この例では、外歯歯車３の内周面３１１に設けられた溝３５１に加えて、軸受４２の外周面４２４に他の溝４５１が設けられている。溝４５１は、回転軸ａに沿って軸受４２の外周面４２４の両端に渡って設けられている。また、溝４５１は複数本設けられている。これらの溝４５１を「第２の溝４５１」又は「他の溝４５１」とも呼ぶ。第２の溝４５１の方向や深さ及び幅に関する好ましい値は、前述した第１の溝３５１と同様である。また、第２の溝４５１は、第１の溝３５１と交差することが好ましい。この理由は、第１の溝３５１と第２の溝４５１が平行である場合には、両者が回転抵抗となる可能性があるからである。第１の溝３５１と第２の溝４５１の成す角度θは、１０度以下であることが好ましく、５度以下であることが更に好ましい。

第２の溝４５１は、第１の溝３５１と同じ面に形成されていても良い。具体的には、第１の溝３５１が外歯歯車３の内周面３１１に形成されている場合に、第２の溝４５１も外歯歯車３の内周面３１１に形成するようにしてもよい。また、第１の溝３５１が軸受４２の外周面４２４に形成されている場合に、第２の溝４５１も軸受４２の外周面４２４に形成するようにしてもよい。但し、図６の例のように、溝３５１，４５１の一方を外歯歯車３の内周面３１１と軸受４２の外周面４２４の一方に形成し、溝３５１，４５１の他方を外歯歯車３の内周面３１１と軸受４２の外周面４２４の他方に形成することが好ましい。

以上のように、上述した実施形態では、外歯歯車３の内周面３１１と軸受４２の外周面４２４の少なくとも一方に、回転軸ａに沿って溝３５１が設けられている。この結果、波動発生器４の回転に伴って軸受４２の外周面４２４が外歯歯車３に対して回転しても、回転軸ａに沿った溝３５１により、外歯歯車３の内周面３１１と軸受４２の外周面４２４との間のグリースＧＲを容易に保持できる。

上述した実施形態では、カップ型の外歯歯車３を使用していたが、この代わりに、ハット型の外歯歯車を使用してもよい。ハット型の外歯歯車を有する歯車装置においても、前述した図５及び図６で説明した溝を適用することが可能であり、これにより、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態（aspect）によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の第１形態によれば、歯車装置が提供される。この歯車装置は、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する可撓性を有する外歯歯車と、前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との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、を備える。前記波動発生器は、楕円形状の外周面を有するカムと、前記外歯歯車の前記内周面と前記カムの前記外周面との間に配置された軸受と、を有する。前記外歯歯車の前記内周面にはグリースが塗布されており、前記外歯歯車の前記内周面と前記軸受の外周面の少なくとも一方に、前記回転軸に沿って溝が設けられている。
この歯車装置によれば、波動発生器の回転に伴って軸受の外周面が外歯歯車に対して回転しても、回転軸に沿った溝により、外歯歯車の内周面と軸受の外周面との間のグリースを容易に保持できる。この結果、波動発生器を滑らかに回転させることができる。

（２）上記歯車装置において、前記溝と前記回転軸との成す角度は、５度以下であるものとしてもよい。
この歯車装置によれば、溝が回転軸にほぼ平行な方向に延びているので、外歯歯車と内歯歯車の間にグリースを容易に導くことができる。

（３）上記歯車装置において、前記回転軸に沿った前記外歯歯車の２つの端部は、開口している第１端部と、前記第１端部と反対側の第２端部とを有し、前記波動発生器は、前記外歯歯車の前記第２端部よりも前記第１端部に近い位置において前記外歯歯車の前記内周面に嵌め込まれており、前記溝は、前記外歯歯車の前記内周面に設けられており、前記溝は、前記第１端部から前記第２端部に向けて延び、前記外歯歯車の前記内周面のうち前記波動発生器の前記軸受と接触する部分に渡って設けられているものとしてもよい。
この歯車装置によれば、溝が外歯歯車の内周面のうち波動発生器の軸受と接触する部分に渡って設けられているので、外歯歯車と波動発生器の軸受との間にグリースを容易に保持できる。また、溝は外歯歯車の開口している第１端部から第２端部に向けて延びているので、第１端部を介して外歯歯車と内歯歯車の間にグリースを容易に導くことができる。

（４）上記歯車装置において、前記溝は、前記軸受の前記外周面に設けられており、前記溝は、前記回転軸に沿って前記軸受の前記外周面の両端に渡って設けられているものとしてもよい。
この歯車装置によれば、溝が波動発生器の軸受の外周面の両端に渡って設けられているので、外歯歯車と波動発生器の軸受との間にグリースを容易に保持できる。

（５）上記歯車装置において、前記溝は、複数個設けられているものとしてもよい。
この歯車装置によれば、外歯歯車と波動発生器の軸受との間に十分なグリースを容易に保持できる。

（６）上記歯車装置において、前記外歯歯車の前記内周面と前記軸受の前記外周面の少なくとも一方に、前記溝と交差する他の溝が設けられているものとしてもよい。
この歯車装置によれば、交差する溝が設けられているので、交差する溝の両方でグリースを保持できる。

（７）本開示の第２の形態によれば、ロボットが提供される。このロボットは、基台またはアームを構成している第１部材と、前記第１部材に対して回動可能に設けられているアームを構成している第２部材と、前記第１部材および前記第２部材の一方側から他方側へ駆動力を伝達する歯車装置と、を備える。前記歯車装置は、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する可撓性を有する外歯歯車と、前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との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、を備える。前記波動発生器は、楕円形状の外周面を有するカムと、前記外歯歯車の前記内周面と前記カムの前記外周面との間に配置された軸受と、を有する。前記外歯歯車の前記内周面にはグリースが塗布されており、前記外歯歯車の前記内周面と前記軸受の外周面の少なくとも一方に、前記回転軸に沿って溝が設けられている。
このロボットによれば、波動発生器の回転に伴って軸受の外周面が外歯歯車に対して回転しても、回転軸に沿った溝により、外歯歯車の内周面と軸受の外周面との間のグリースを容易に保持できる。この結果、波動発生器を滑らかに回転させることができる。

１…歯車装置、２…内歯歯車、３…外歯歯車、４…波動発生器、２３…内歯、３１…胴部、３２…底部、３３…外歯、３５…開口、４１…カム、４２…軸受、１００…ロボット、１１０…制御装置、１１１…基台、１２０…ロボットアーム、１２１～１２６…アーム、１３０…ハンド、１３１，１３２…指、１４０…力検出器、１５０…モーター、３１１…内周面、３２１，３２２…孔、３３１…第１端部、３３２…第２端部、３５１…溝、４１１…軸部、４１２…カム部、４２１…内輪、４２２…ボール、４２３…外輪、４２４…外周面、４３１，４４１…軌道面、４４４…外周面、４５１…溝

Claims

歯車装置であって、
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する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との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、
を備え、
前記波動発生器は、楕円形状の外周面を有するカムと、前記外歯歯車の前記内周面と前記カムの前記外周面との間に配置された軸受と、を有し、
前記外歯歯車の前記内周面にはグリースが塗布されており、
前記外歯歯車の前記内周面と前記軸受の外周面の少なくとも一方に、前記回転軸に沿って溝が設けられている（ただし、前記溝が、外歯と平行で且つ前記外歯と同一のピッチで前記外歯歯車の前記内周面に形成されている場合を除く）、歯車装置。
請求項１に記載の歯車装置であって、
前記溝と前記回転軸との成す角度は、５度以下である、歯車装置。
請求項１又は２に記載の歯車装置であって、
前記回転軸に沿った前記外歯歯車の２つの端部は、開口している第１端部と、前記第１端部と反対側の第２端部とを有し、
前記波動発生器は、前記外歯歯車の前記第２端部よりも前記第１端部に近い位置において前記外歯歯車の前記内周面に嵌め込まれており、
前記溝は、前記外歯歯車の前記内周面に設けられており、
前記溝は、前記第１端部から前記第２端部に向けて延び、前記外歯歯車の前記内周面のうち前記波動発生器の前記軸受と接触する部分に渡って設けられている、歯車装置。
請求項１又は２に記載の歯車装置であって、
前記溝は、前記軸受の前記外周面に設けられており、
前記溝は、前記回転軸に沿って前記軸受の前記外周面の両端に渡って設けられている、歯車装置。
請求項１～４のいずれか一項に記載の歯車装置であって、
前記溝は、複数個設けられている、歯車装置。
請求項１～５のいずれか一項に記載の歯車装置であって、
前記外歯歯車の前記内周面と前記軸受の前記外周面の少なくとも一方に、前記溝と交差する他の溝が設けられている、歯車装置。
ロボットであって、
基台またはアームを構成している第１部材と、
前記第１部材に対して回動可能に設けられているアームを構成している第２部材と、
前記第１部材および前記第２部材の一方側から他方側へ駆動力を伝達する歯車装置と、を備え、
前記歯車装置は、
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する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との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、
を備え、
前記波動発生器は、楕円形状の外周面を有するカムと、前記外歯歯車の前記内周面と前記カムの前記外周面との間に配置された軸受と、を有し、
前記外歯歯車の前記内周面にはグリースが塗布されており、
前記外歯歯車の前記内周面と前記軸受の外周面の少なくとも一方に、前記回転軸に沿って溝が設けられている（ただし、前記溝が、外歯と平行で且つ前記外歯と同一のピッチで前記外歯歯車の前記内周面に形成されている場合を除く）、ロボット。
歯車装置であって、
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する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との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、
を備え、
前記波動発生器は、楕円形状の外周面を有するカムと、前記外歯歯車の前記内周面と前記カムの前記外周面との間に配置された軸受と、を有し、
前記外歯歯車の前記内周面にはグリースが塗布されており、
前記外歯歯車の前記内周面に、前記回転軸に沿ってホーニング溝が設けられている、歯車装置。