JP2022000584A

JP2022000584A - Gear device and robot

Info

Publication number: JP2022000584A
Application number: JP2020105908A
Authority: JP
Inventors: 佳之征矢; Yoshiyuki Soya
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2022-01-04

Abstract

To provide a gear device capable of relieving concentration of stress in a diaphragm of an external gear, and a robot having the gear device.SOLUTION: A gear device includes: an internal gear; an external gear which is partially meshed with the internal gear, is relatively rotatable around a rotation axis with respect to the internal gear, and has a flexible cylindrical trunk, a diaphragm extending in a direction crossing the rotation axis from an end of the trunk, and a boss connected with the trunk through the diaphragm; a wave generator which is brought into contact with an inner peripheral surface of the external gear, and moves a meshing position between the internal gear and the external gear to a circumferential direction around the rotation axis; and a stopper which has a contact surface brought into contact with the diaphragm when the external gear is rotated. The contact surface is formed in such a manner that a distance from the diaphragm is larger as going toward the trunk from the boss, and the contact surface is brought into contact with the diaphragm when the external gear is rotated.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、歯車装置およびロボットに関するものである。 The present invention relates to a gear device and a robot.

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により駆動する。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。 In a robot equipped with a robot arm, for example, a joint portion of the robot arm is driven by a motor. The rotation of the motor is generally decelerated via the reducer and transmitted to the arm. As such a speed reducer, for example, the strain wave gearing described in Patent Document 1 is known.

特許文献１に記載の波動歯車装置は、波動発生器によって楕円状に撓められて、剛性の内歯歯車に対して部分的にかみ合った状態が形成される外歯歯車を備えている。この外歯歯車は、一方の端が開口端になっている筒状の胴部と、胴部の外周面に形成された外歯と、胴部の他方の端から外方に広がるダイヤフラムと、ダイヤフラムに形成されている環状のボスと、を有している。そして、ダイヤフラムの内周端の厚さ、中央部の厚さおよび外周端の厚さは、所定の大小関係を満たしている。このような所定の大小関係を満たすようにダイヤフラムの各部の厚さを設定することにより、ダイヤフラムの疲労強度を向上させ、外歯歯車の耐久性を高めることができる。 The wave gear device described in Patent Document 1 includes an external gear that is elliptically bent by a wave generator to form a partially meshed state with a rigid internal gear. This external gear has a cylindrical body with one end open, external teeth formed on the outer peripheral surface of the body, and a diaphragm extending outward from the other end of the body. It has an annular boss formed on the diaphragm. The thickness of the inner peripheral end, the thickness of the central portion, and the thickness of the outer peripheral end of the diaphragm satisfy a predetermined magnitude relationship. By setting the thickness of each part of the diaphragm so as to satisfy such a predetermined magnitude relationship, the fatigue strength of the diaphragm can be improved and the durability of the external gear can be improved.

国際公開第２０１８／１００７０１号明細書International Publication No. 2018/100701

特許文献１に記載の外歯歯車は、前述したように、ダイヤフラムの複数個所の厚さが所定の大小関係を満たすように製造されている。しかしながら、このような大小関係を満たすように外歯歯車を製造することは難易度が高く、製造誤差によって大小関係を満たすことができないことも起こり得る。そうすると、ダイヤフラムの疲労強度を十分に向上させることができないという課題がある。 As described above, the external gear described in Patent Document 1 is manufactured so that the thicknesses of a plurality of diaphragms satisfy a predetermined magnitude relationship. However, it is difficult to manufacture an external tooth gear so as to satisfy such a magnitude relationship, and it may not be possible to satisfy the magnitude relationship due to a manufacturing error. Then, there is a problem that the fatigue strength of the diaphragm cannot be sufficiently improved.

本発明の適用例に係る歯車装置は、
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、可撓性を有する円筒状の胴部、前記胴部の端部から前記回転軸と交差する方向に延びているダイヤフラム部、および前記ダイヤフラム部を介して前記胴部と接続しているボス部を備えている外歯歯車と、
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、
前記外歯歯車の回転時に前記ダイヤフラム部と接触する接触面を有するストッパーと、
を有し、
前記接触面は、前記ダイヤフラム部からの距離が前記ボス部から前記胴部に向かって大きくなっている面であり、前記外歯歯車の回転時に前記ダイヤフラム部に接触することを特徴とする。 The gear device according to the application example of the present invention is
With internal gears,
A flexible cylindrical body that partially meshes with the internal gear and rotates relative to the internal gear around the axis of rotation, intersecting the axis of rotation from the end of the body. An external gear having a diaphragm portion extending in the direction of the shaft and a boss portion connected to the body portion via the diaphragm portion.
A wave generator that comes into contact with the inner peripheral surface of the external gear and moves the meshing position between the internal gear and the external gear in the circumferential direction around the rotation axis.
A stopper having a contact surface that comes into contact with the diaphragm portion when the external gear is rotated,
Have,
The contact surface is a surface in which the distance from the diaphragm portion increases from the boss portion toward the body portion, and is characterized in that the contact surface comes into contact with the diaphragm portion when the external gear is rotated.

本発明の適用例に係るロボットは、
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請求項１ないし８のいずれか１項に記載の歯車装置と、
前記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。 The robot according to the application example of the present invention is
With the first member
A second member that rotates with respect to the first member,
The gear device according to any one of claims 1 to 8, wherein a driving force for relatively rotating the second member is transmitted to the first member.
A drive source that outputs the driving force toward the gear device,
It is characterized by having.

実施形態に係るロボットの概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows the schematic structure of the robot which concerns on embodiment. 第１実施形態に係る歯車装置を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the gear device which concerns on 1st Embodiment. 図２に示す歯車装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the gear device shown in FIG. 図２に示す歯車装置の正面図である。It is a front view of the gear device shown in FIG. 図３に示す歯車装置の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of the gear device shown in FIG. 図５に示す歯車装置のうち、外歯歯車およびストッパーの部分拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view of an external gear and a stopper among the gear devices shown in FIG. 第２実施形態に係る歯車装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the gear device which concerns on 2nd Embodiment. 図７に示す歯車装置の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of the gear device shown in FIG. 7.

以下、本発明の歯車装置およびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the gear device and the robot of the present invention will be described in detail based on the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

１．ロボット
まず、ロボットについて簡単に説明する。 1. 1. Robot First, a brief explanation of robots will be given.

図１は、実施形態に係るロボットの概略構成を示す側面図である。なお、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ａが延在する方向を「軸方向」とする。なお、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。 FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a robot according to an embodiment. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. Further, the base side in FIG. 1 is referred to as "base end side", and the opposite side, that is, the end effector side is referred to as "tip side". Further, the vertical direction in FIG. 1 is defined as the "vertical direction", and the horizontal direction is defined as the "horizontal direction". Further, the direction in which the rotation axis a, which will be described later, extends is defined as the "axial direction". It should be noted that the "direction" in the present specification includes both a direction on one side along the axis and a direction opposite to the direction.

図１に示すロボット１００は、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送およ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１００は、図１に示すように、基台１１０と、第１アーム１２０と、第２アーム１３０と、作業ヘッド１４０と、エンドエフェクター１５０と、配管１６０と、を有している。以下、ロボット１００の各部を順次簡単に説明する。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。 The robot 100 shown in FIG. 1 is, for example, a robot used for work such as feeding, removing, transporting, and assembling precision equipment and parts constituting the precision equipment. As shown in FIG. 1, the robot 100 has a base 110, a first arm 120, a second arm 130, a work head 140, an end effector 150, and a pipe 160. Hereinafter, each part of the robot 100 will be briefly described in sequence. In addition, "rotation" includes moving in both directions including one direction or the opposite direction with respect to a certain center point, and rotating with respect to a certain center point.

基台１１０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１１０の内部には、ロボット１００を統括制御する制御装置１９０が設置されている。また、基台１１０には、基台１１０に対して鉛直方向に沿う第１軸Ｊ１まわりに回動可能に第１アーム１２０が連結している。すなわち、基台１１０に対して第１アーム１２０が相対的に回動している。 The base 110 is fixed to, for example, a floor surface (not shown) with bolts or the like. Inside the base 110, a control device 190 that controls the robot 100 in an integrated manner is installed. Further, the first arm 120 is rotatably connected to the base 110 around the first axis J1 along the vertical direction with respect to the base 110. That is, the first arm 120 rotates relative to the base 110.

基台１１０内には、第１駆動部１７０が設置されている。この第１駆動部１７０は、第１アーム１２０を回動させる駆動力を発生させるサーボモーター等の第１モーターであるモーター１７１（駆動源）と、モーター１７１の回転を減速する第１減速機である歯車装置１と、を有する。歯車装置１の入力軸は、モーター１７１の回転軸に連結され、歯車装置１の出力軸は、第１アーム１２０に連結されている。そのため、モーター１７１が駆動し、その駆動力が歯車装置１を介して第１アーム１２０に伝達されると、第１アーム１２０が第１軸Ｊ１まわりに水平面内で回動する。 A first drive unit 170 is installed in the base 110. The first drive unit 170 is a motor 171 (drive source) which is a first motor such as a servo motor that generates a driving force for rotating the first arm 120, and a first speed reducer that reduces the rotation of the motor 171. It has a gear device 1. The input shaft of the gear device 1 is connected to the rotating shaft of the motor 171 and the output shaft of the gear device 1 is connected to the first arm 120. Therefore, when the motor 171 is driven and the driving force is transmitted to the first arm 120 via the gear device 1, the first arm 120 rotates around the first axis J1 in a horizontal plane.

第１アーム１２０の先端部には、第１アーム１２０に対して第２軸Ｊ２まわりに回動可能な第２アーム１３０が連結している。第２アーム１３０内には、図示しないが、第２アーム１３０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１３０に伝達されることにより、第２アーム１３０が第１アーム１２０に対して第２軸Ｊ２まわりに水平面内で回動する。 A second arm 130 that can rotate around the second axis J2 is connected to the tip of the first arm 120 with respect to the first arm 120. Although not shown, a second drive unit having a second motor for generating a driving force for rotating the second arm 130 and a second speed reducer for decelerating the rotation of the second motor in the second arm 130 is not shown. Is installed. Then, the driving force of the second motor is transmitted to the second arm 130 via the second speed reducer, so that the second arm 130 rotates in the horizontal plane around the second axis J2 with respect to the first arm 120. do.

第２アーム１３０の先端部には、作業ヘッド１４０が配置されている。作業ヘッド１４０は、第２アーム１３０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およびボールネジナットに挿通されたスプラインシャフト１４１を有している。スプラインシャフト１４１は、第２アーム１３０に対して、図１に示す第３軸Ｊ３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。 A work head 140 is arranged at the tip of the second arm 130. The work head 140 has a spline nut (not shown) coaxially arranged at the tip of the second arm 130 and a spline shaft 141 inserted through a ball screw nut. The spline shaft 141 is rotatable around the third axis J3 shown in FIG. 1 with respect to the second arm 130, and is movable in the vertical direction.

第２アーム１３０内には、図示しないが、回転モーターおよ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１４１が鉛直方向に沿う第３軸Ｊ３まわりに正逆回転する。 Although not shown, a rotary motor and an elevating motor are arranged in the second arm 130. The driving force of the rotary motor is transmitted to the spline nut by a driving force transmission mechanism (not shown), and when the spline nut rotates forward and reverse, the spline shaft 141 rotates forward and reverse around the third axis J3 along the vertical direction.

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１４１が上下に移動する。 On the other hand, the driving force of the elevating motor is transmitted to the ball screw nut by a driving force transmission mechanism (not shown), and when the ball screw nut rotates in the forward and reverse directions, the spline shaft 141 moves up and down.

スプラインシャフト１４１の先端部には、エンドエフェクター１５０が連結されている。エンドエフェクター１５０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。 An end effector 150 is connected to the tip of the spline shaft 141. The end effector 150 is not particularly limited, and examples thereof include those that grip an object to be transported, those that process an object to be processed, and the like.

第２アーム１３０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１３０と基台１１０とを連結する配管１６０内を通って基台１１０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１１０内でまとめられることによって、モーター１７１およ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１１０内に設置された制御装置１９０まで引き回される。 A plurality of wirings connected to each electronic component arranged in the second arm 130, for example, a second motor, a rotary motor, an elevating motor, etc., pass through the pipe 160 connecting the second arm 130 and the base 110. It is routed to the inside of the base 110. Further, the plurality of wirings are grouped in the base 110 and routed to the control device 190 installed in the base 110 together with the wirings connected to the motor 171 and the encoder (not shown).

以上のように、ロボット１００は、第１部材である基台１１０と、基台１１０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１２０と、基台１１０および第１アーム１２０の一方側から他方側へ駆動力を伝達する歯車装置１と、歯車装置１に向けて駆動力を出力する駆動源であるモーター１７１と、を備える。 As described above, the robot 100 includes a base 110 which is a first member, a first arm 120 which is a second member rotatably provided with respect to the base 110, and a base 110 and a first. It includes a gear device 1 that transmits a driving force from one side of the arm 120 to the other side, and a motor 171 that is a driving source that outputs the driving force toward the gear device 1.

なお、第１アーム１２０および第２アーム１３０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１２０および第２アーム１３０に加え、さらに、作業ヘッド１４０およびエンドエフェクター１５０を含んでいてもよい。 The first arm 120 and the second arm 130 may be collectively regarded as a "second member". Further, the "second member" may further include a work head 140 and an end effector 150 in addition to the first arm 120 and the second arm 130.

また、本実施形態では、第１減速機が歯車装置１で構成されているが、第２減速機が歯車装置１で構成されていてもよく、第１減速機および第２減速機の双方が歯車装置１で構成されていてもよい。第２減速機が歯車装置１で構成されている場合、第１アーム１２０を「第１部材」と捉え、第２アーム１３０を「第２部材」と捉えればよい。 Further, in the present embodiment, the first reduction gear is configured by the gear device 1, but the second reduction gear may be configured by the gear device 1, and both the first reduction gear and the second reduction gear may be configured. It may be composed of a gear device 1. When the second speed reducer is composed of the gear device 1, the first arm 120 may be regarded as the "first member" and the second arm 130 may be regarded as the "second member".

さらに、本実施形態では、モーター１７１および歯車装置１は基台１１０に設けられているが、モーター１７１および歯車装置１を第１アーム１２０に設けるようにしてもよい。この場合、歯車装置１の出力軸を基台１１０に連結すればよい。 Further, in the present embodiment, the motor 171 and the gear device 1 are provided on the base 110, but the motor 171 and the gear device 1 may be provided on the first arm 120. In this case, the output shaft of the gear device 1 may be connected to the base 110.

２．歯車装置
２．１．第１実施形態
次に、第１実施形態に係る歯車装置について説明する。 2. 2. Gear device 2.1. First Embodiment Next, the gear device according to the first embodiment will be described.

図２は、第１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。また、図２では、図示の便宜上、外歯歯車３の一部であるダイヤフラム部３２Ａ、および、後述するストッパー７Ａを省略している。 FIG. 2 is an exploded perspective view showing a gear device according to the first embodiment. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the gear device shown in FIG. FIG. 4 is a front view of the gear device shown in FIG. In each figure, for convenience of explanation, the dimensions of each part are exaggerated as necessary, and the dimensional ratio between the parts does not always match the actual dimensional ratio. Further, in FIG. 2, for convenience of illustration, the diaphragm portion 32A which is a part of the external gear 3 and the stopper 7A which will be described later are omitted.

図２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、内歯歯車２と、内歯歯車２の内側に設けられている外歯歯車３と、外歯歯車３の内側に設けられ、ベアリング４２を備える波動発生器４と、を有している。また、歯車装置１の各部、具体的には、内歯歯車２と外歯歯車３との噛み合い部、外歯歯車３と波動発生器４との嵌め合い部等には、グリースＧ等の潤滑剤が適宜配置されている。 The gear device 1 shown in FIG. 2 is a strain wave gearing device, and is used as, for example, a speed reducer. The gear device 1 includes an internal gear 2, an external gear 3 provided inside the internal gear 2, and a wave generator 4 provided inside the external gear 3 and provided with a bearing 42. Have. Further, each part of the gear device 1, specifically, the meshing portion between the internal gear 2 and the external gear 3, the fitting portion between the external gear 3 and the wave generator 4, etc., is lubricated with grease G or the like. Agents are arranged as appropriate.

内歯歯車２、外歯歯車３および波動発生器４のうちの一つが前述したロボット１００の基台１１０に接続され、他の一つが前述したロボット１００の第１アーム１２０に接続される。本実施形態では、内歯歯車２が基台１１０に固定され、外歯歯車３が第１アーム１２０に接続され、波動発生器４がモーター１７１の回転軸に接続される。 One of the internal gear 2, the external gear 3, and the wave generator 4 is connected to the base 110 of the robot 100 described above, and the other one is connected to the first arm 120 of the robot 100 described above. In the present embodiment, the internal gear 2 is fixed to the base 110, the external gear 3 is connected to the first arm 120, and the wave generator 4 is connected to the rotation shaft of the motor 171.

そのため、モーター１７１の回転軸が回転すると、波動発生器４は、モーター１７１の回転軸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回転軸ａまわりに相対的に回転する。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１７１の回転軸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。 Therefore, when the rotation shaft of the motor 171 rotates, the wave generator 4 rotates at the same rotation speed as the rotation shaft of the motor 171. Since the internal gear 2 and the external gear 3 have different numbers of teeth, the meshing positions of the internal gears 2 and the external gears 3 move in the circumferential direction, and the internal gears 2 and the external gears 3 rotate relatively around the rotation axis a due to the difference in the number of teeth. do. In the present embodiment, since the number of teeth of the internal gear 2 is larger than the number of teeth of the external gear 3, the external gear 3 can be rotated at a rotation speed lower than the rotation speed of the rotation shaft of the motor 171. .. That is, it is possible to realize a speed reducer in which the wave generator 4 is on the input shaft side and the external gear 3 is on the output shaft side.

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１１０に固定し、内歯歯車２を第１アーム１２０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る。また、外歯歯車３をモーター１７１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１１０に固定し、内歯歯車２を第１アーム１２０に接続すればよい。また、歯車装置１を増速機として用いる場合、すなわち、モーター１７１の回転軸の回転速度よりも高い回転速度で外歯歯車３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。 The connection form of the internal gear 2, the external gear 3, and the wave generator 4 is not limited to the above-mentioned form. For example, the external gear 3 is fixed to the base 110, and the internal gear 2 is the first. Even if it is connected to the arm 120, the gear device 1 can be used as a speed reducer. Further, even if the external gear 3 is connected to the rotating shaft of the motor 171, the gear device 1 can be used as a speed reducer. In this case, the wave generator 4 is fixed to the base 110 and the internal gear 2 is used. It may be connected to the first arm 120. Further, when the gear device 1 is used as a speed increaser, that is, when the external gear 3 is rotated at a rotation speed higher than the rotation speed of the rotation shaft of the motor 171, the above-mentioned relationship between the input side and the output side is reversed. It should be.

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。したがって、内歯２３は、回転軸ａに対して平行な歯すじを有する。なお、内歯２３の歯すじは、回転軸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。 Hereinafter, the configuration of the gear device 1 will be briefly described. As shown in FIGS. 2 to 4, the internal gear 2 is a gear made of a rigid body that does not substantially bend in the radial direction, and is a ring-shaped gear having internal teeth 23. In the present embodiment, the internal gear 2 is a spur gear. Therefore, the internal tooth 23 has a tooth streak parallel to the rotation axis a. The tooth streaks of the internal teeth 23 may be inclined with respect to the rotation axis a. That is, the internal gear 2 may be a helical gear or a helical gear.

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。 The external gear 3 is inserted inside the internal gear 2. The external gear 3 is a gear having flexibility that can be flexed and deformed in the radial direction, and is an external gear having external teeth 33 that mesh with the internal teeth 23 of the internal gear 2. Further, the number of teeth of the external gear 3 is smaller than the number of teeth of the internal gear 2. As described above, the reduction gear can be realized by having the external gear 3 and the internal gear 2 having different numbers of teeth.

本実施形態では、外歯歯車３は、図３の下端に開口３８を有するハット状、つまり縁つき帽子型をなし、その外周面に設けられた外歯３３を有している。具体的には、外歯歯車３は、回転軸ａまわりの円筒状をなす胴部３１と、胴部３１に設けられた外歯３３と、胴部３１から延在するダイヤフラム部３２Ａと、ダイヤフラム部３２Ａに接続されたボス部３４と、を備えている。 In the present embodiment, the external tooth gear 3 has a hat shape having an opening 38 at the lower end of FIG. 3, that is, a cap shape with a rim, and has external teeth 33 provided on the outer peripheral surface thereof. Specifically, the external tooth gear 3 includes a body portion 31 having a cylindrical shape around the rotation axis a, external teeth 33 provided on the body portion 31, a diaphragm portion 32A extending from the body portion 31, and a diaphragm. A boss portion 34 connected to the portion 32A is provided.

このうち、胴部３１は、開口３８側の部位である第１端部３１ａと、第１端部３１ａとは反対側の部位である第２端部３１ｂと、を有している。第１端部３１ａの内周面には波動発生器４が接触し、第２端部３１ｂからはダイヤフラム部３２Ａが延在している。
回転軸ａの軸方向における胴部３１の長さと、胴部３１の外径と、の比は、図示した比に限定されず、例えば図示した比よりも胴部３１の長さが短くなっていてもよい。 Of these, the body portion 31 has a first end portion 31a, which is a portion on the opening 38 side, and a second end portion 31b, which is a portion on the opposite side of the first end portion 31a. The wave generator 4 is in contact with the inner peripheral surface of the first end portion 31a, and the diaphragm portion 32A extends from the second end portion 31b.
The ratio between the length of the body portion 31 in the axial direction of the rotation axis a and the outer diameter of the body portion 31 is not limited to the ratio shown in the figure, and for example, the length of the body portion 31 is shorter than the ratio shown in the figure. You may.

図３に示すダイヤフラム部３２Ａは、第２端部３１ｂから外側に向かって延在している。このダイヤフラム部３２Ａは、円環状をなし、かつ、板状をなしている。 The diaphragm portion 32A shown in FIG. 3 extends outward from the second end portion 31b. The diaphragm portion 32A has an annular shape and a plate shape.

図３に示すボス部３４は、このダイヤフラム部３２Ａを介して胴部３１とは反対側、つまり、ダイヤフラム部３２Ａの外側に設けられている。このボス部３４の厚さは、ダイヤフラム部３２Ａの厚さよりも厚くなっている。つまり、図３に示すボス部３４は、回転軸ａに沿う長さが、ダイヤフラム部３２Ａよりも長い部位である。さらに、図３に示すボス部３４は、厚さ方向に貫通する貫通孔３４１を有している。ボス部３４は、この貫通孔３４１に挿通されたボルト３５等の固定具により、図示しない出力軸に対して固定される。ボス部３４を設けたことにより、固定に伴う負荷の増大に耐え得る外歯歯車３を実現することができる。なお、出力軸とボス部３４との接続方法は、これに限定されない。 The boss portion 34 shown in FIG. 3 is provided on the side opposite to the body portion 31 via the diaphragm portion 32A, that is, on the outside of the diaphragm portion 32A. The thickness of the boss portion 34 is thicker than that of the diaphragm portion 32A. That is, the boss portion 34 shown in FIG. 3 is a portion having a length along the rotation axis a longer than that of the diaphragm portion 32A. Further, the boss portion 34 shown in FIG. 3 has a through hole 341 penetrating in the thickness direction. The boss portion 34 is fixed to an output shaft (not shown) by a fixing tool such as a bolt 35 inserted through the through hole 341. By providing the boss portion 34, it is possible to realize an external gear 3 that can withstand an increase in load due to fixing. The connection method between the output shaft and the boss portion 34 is not limited to this.

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、回転軸ａまわりに回転可能である。そして、波動発生器４は、図４に示すように、外歯歯車３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ることにより、外歯３３を内歯歯車２の内歯２３に噛み合わせる。外歯歯車３および内歯歯車２は、互いに同一の回転軸ａまわりに回転可能になっており、互いに内外で噛み合っている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the wave generator 4 is arranged inside the external gear 3 and is rotatable around the rotation axis a. Then, as shown in FIG. 4, the wave generator 4 deforms the cross section of the external tooth gear 3 into an elliptical shape or an oval shape having a major axis La and a minor axis Lb, thereby making the external tooth 33 an internal tooth. It meshes with the internal teeth 23 of the gear 2. The external gear 3 and the internal gear 2 are rotatable about the same rotation axis a and mesh with each other inside and outside.

外歯歯車３の胴部３１は、前述したように、第１端部３１ａおよび第２端部３１ｂを有する。第１端部３１ａは、図３に示す開口３８側の端部であって、外周面に外歯３３が設けられている部分である。また、第２端部３１ｂは、胴部３１のうち、ダイヤフラム部３２Ａ側に位置する端部である。 As described above, the body portion 31 of the external tooth gear 3 has a first end portion 31a and a second end portion 31b. The first end portion 31a is an end portion on the opening 38 side shown in FIG. 3, and is a portion provided with external teeth 33 on the outer peripheral surface. Further, the second end portion 31b is an end portion of the body portion 31 located on the diaphragm portion 32A side.

第１端部３１ａには、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４に示す長軸Ｌａの位置で胴部３１が回転軸ａに対して外側に開き、短軸Ｌｂの位置で胴部３１が回転軸ａ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。第１端部３１ａは、外歯歯車３に波動発生器４が嵌め合わされたとき、第２端部３１ｂよりも大きく変形する。 The first end portion 31a is greatly deformed by Corning. Corning means that the body 31 opens outward with respect to the rotation axis a at the position of the long axis La shown in FIG. 4, and the body 31 narrows inward with respect to the rotation axis a at the position of the short axis Lb. It means a dimensional transformation. The first end portion 31a is deformed more than the second end portion 31b when the wave generator 4 is fitted to the external gear 3.

このようなコーニングは、ダイヤフラム部３２Ａにも波及し、ダイヤフラム部３２Ａにも変形を生じさせる。この変形により、ダイヤフラム部３２Ａには応力が発生する。かかる応力は、外歯歯車３に疲労破壊を生じさせる原因になり得る。本実施形態に係る歯車装置１では、後述するストッパー７Ａを有することによって、ダイヤフラム部３２Ａにおける応力の集中を緩和している。 Such Corning spreads to the diaphragm portion 32A and causes deformation of the diaphragm portion 32A as well. Due to this deformation, stress is generated in the diaphragm portion 32A. Such stress can cause fatigue fracture in the external gear 3. In the gear device 1 according to the present embodiment, the concentration of stress in the diaphragm portion 32A is alleviated by having the stopper 7A described later.

波動発生器４は、外歯歯車３の第１端部３１ａに嵌め込まれている。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ベアリング４２と、を有している。カム４１は、回転軸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。カム部４１２の外周面は、回転軸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。ベアリング４２は、カム４１に嵌め込まれており、可撓性を有する内輪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。 The wave generator 4 is fitted in the first end 31a of the external gear 3. The wave generator 4 has a cam 41 and a bearing 42 mounted on the outer periphery of the cam 41. The cam 41 has a shaft portion 411 that rotates around the rotation shaft a, and a cam portion 412 that protrudes outward from one end of the shaft portion 411. The outer peripheral surface of the cam portion 412 has an elliptical shape or an oval shape with the vertical direction in FIGS. 3 and 4 as the major axis La when viewed from the direction along the rotation axis a. The bearing 42 is fitted into the cam 41 and has a flexible inner ring 421 and outer ring 423, and a plurality of balls 422 arranged between them.

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の外周面は、図３に示すように、胴部３１の内周面に当接している。また、複数のボール４２２は、内輪４２１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。 The inner ring 421 is fitted into the outer peripheral surface of the cam portion 412 of the cam 41 and is elastically deformed into an elliptical shape or an oval shape along the outer peripheral surface of the cam portion 412. Along with this, the outer ring 423 is also elastically deformed into an elliptical shape or an oval shape. As shown in FIG. 3, the outer peripheral surface of the outer ring 423 is in contact with the inner peripheral surface of the body portion 31. Further, the plurality of balls 422 are held by a cage (not shown) so as to keep the distance between the inner rings 421 in the circumferential direction constant.

このような波動発生器４では、カム４１が回転軸ａまわりに回転することに伴って、カム部４１２も向きを変え、それに伴って、外輪４２３を変形させる。これにより、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。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。 In such a wave generator 4, as the cam 41 rotates around the rotation axis a, the cam portion 412 also changes its direction, and the outer ring 423 is deformed accordingly. As a result, the meshing positions of the internal gear 2 and the external gear 3 are moved in the circumferential direction. At this time, since the inner ring 421 is fixedly installed with respect to the outer peripheral surface of the cam portion 412, the deformed state does not change.

内歯歯車２、外歯歯車３および波動発生器４は、それぞれ、例えば、鋳鉄、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）、マルエージング鋼、析出硬化型ステンレス鋼等の鉄系材料等の金属材料で構成されている。 The internal tooth gear 2, the external tooth gear 3, and the wave generator 4 are made of iron-based materials such as cast iron, nickel chrome molybdenum steel, chrome molybdenum steel (SCM), maraging steel, and precipitation-hardened stainless steel, respectively. It is made of metal material.

特に、外歯歯車３は、好ましくはニッケルクロムモリブデン鋼を主材料として構成されている。ニッケルクロムモリブデン鋼は、適切な熱処理によって強靭な鋼となり、疲労強度等の機械的特性が優れているため、繰返し応力が作用する外歯歯車３の構成材料として適している。 In particular, the external gear 3 is preferably made of nickel-chromium-molybdenum steel as a main material. Nickel-chromium-molybdenum steel becomes a tough steel by appropriate heat treatment and has excellent mechanical properties such as fatigue strength, and is therefore suitable as a constituent material of the external gear 3 on which repeated stress acts.

ニッケルクロムモリブデン鋼としては、例えば、ＪＩＳＧ４０５３：２０１６に規定されている種類の鋼材が挙げられる。具体的には、ＪＩＳ規格に規定されている記号として、ＳＮＣＭ２２０、ＳＮＣＭ２４０、ＳＮＣＭ４１５、ＳＮＣＭ４２０、ＳＮＣＭ４３１、ＳＮＣＭ４３９、ＳＮＣＭ４４７、ＳＮＣＭ６１６、ＳＮＣＭ６２５、ＳＮＣＭ６３０、ＳＮＣＭ８１５等の鋼材が挙げられる。このうち、外歯歯車３の構成材料として用いるニッケルクロムモリブデン鋼としては、機械的特性に優れるという観点から、特にＳＮＣＭ４３９を用いることが好ましい。 Examples of the nickel-chromium-molybdenum steel include steel materials of the type specified in JIS G 4053: 2016. Specifically, examples of the symbols defined in the JIS standard include steel materials such as SNCM220, SNCM240, SNCM415, SNCM420, SNCM431, SNCM439, SNCM447, SNCM616, SNCM625, SNCM630, and SNCM815. Of these, as the nickel-chromium molybdenum steel used as a constituent material of the external gear 3, it is particularly preferable to use SNCM439 from the viewpoint of excellent mechanical properties.

なお、外歯歯車３の構成材料は、ニッケルクロムモリブデン鋼以外の材料を含んでいてもよい。すなわち、外歯歯車３は、ニッケルクロムモリブデン鋼とそれ以外の材料とが複合してなる複合材料で構成されていてもよい。 The constituent material of the external gear 3 may include a material other than nickel-chromium-molybdenum steel. That is, the external gear 3 may be made of a composite material in which nickel-chromium molybdenum steel and other materials are composited.

一方、内歯歯車２は、好ましくは球状黒鉛鋳鉄で構成される。球状黒鉛鋳鉄は、含まれる黒鉛粒子が潤滑剤の働きをするため、内歯歯車２の内歯２３が凝着しにくくなる。このため、内歯歯車２の低摩耗化を図ることができ、内歯歯車２の長寿命化を図ることができる。 On the other hand, the internal gear 2 is preferably made of spheroidal graphite cast iron. In spheroidal graphite cast iron, since the graphite particles contained therein act as a lubricant, the internal teeth 23 of the internal gear 2 are less likely to adhere. Therefore, the wear of the internal gear 2 can be reduced, and the life of the internal gear 2 can be extended.

球状黒鉛鋳鉄としては、例えば、ＪＩＳＧ５５０２：２００１に規定されている種類の材料が挙げられる。具体的には、ＪＩＳ規格に規定されている記号として、ＦＣＤ３５０−２２、ＦＣＤ３５０−２２Ｌ、ＦＣＤ４００−１８、ＦＣＤ４００−１８Ｌ、ＦＣＤ４００−１５、ＦＣＤ４００−１０、ＦＣＤ４５０−１０、ＦＣＤ５００−７、ＦＣＤ６００−３、ＦＣＤ７００−２、ＦＣＤ８００−２、ＦＣＤ９００等が挙げられる。 Examples of the spheroidal graphite cast iron include materials of the type specified in JIS G5502: 2001. Specifically, the symbols specified in the JIS standard are FCD350-22, FCD350-22L, FCD400-18, FCD400-18L, FCD400-15, FCD400-10, FCD450-10, FCD500-7, FCD600-3. , FCD700-2, FCD800-2, FCD900 and the like.

図３に示す歯車装置１は、ケース５を有する。ケース５は、軸受１３を介して、例えば入力軸となる軸６１を支持している。また、内歯歯車２は、ケース５を介して基台１１０に接続されている。具体的には、ケース５は、内歯歯車２に対して、例えばネジ止め等により固定されている。 The gear device 1 shown in FIG. 3 has a case 5. The case 5 supports, for example, a shaft 61, which is an input shaft, via a bearing 13. Further, the internal gear 2 is connected to the base 110 via the case 5. Specifically, the case 5 is fixed to the internal gear 2 by, for example, screwing.

図３に示す歯車装置１は、クロスローラーベアリング８を有する。クロスローラーベアリング８は、内輪８１と、外輪８２と、これらの間に配置されている複数のコロ８３と、を有している。内輪８１は、外歯歯車３の胴部３１の外周に沿って設けられ、内歯歯車２に対して、例えばネジ止め等により固定されている。外輪８２は、外歯歯車３のボス部３４に対して、例えばネジ止め等により固定されている。 The gear device 1 shown in FIG. 3 has a cross roller bearing 8. The cross roller bearing 8 has an inner ring 81, an outer ring 82, and a plurality of rollers 83 arranged between them. The inner ring 81 is provided along the outer periphery of the body portion 31 of the external gear 3, and is fixed to the internal gear 2 by, for example, screwing. The outer ring 82 is fixed to the boss portion 34 of the external gear 3 by, for example, screwing.

また、外輪８２は、例えば図示しない出力軸に固定されている。これにより、歯車装置１を介して入力軸と出力軸とを接続することができる。 Further, the outer ring 82 is fixed to, for example, an output shaft (not shown). As a result, the input shaft and the output shaft can be connected via the gear device 1.

本実施形態に係る歯車装置１は、前述したストッパー７Ａを有している。このストッパー７Ａは、外歯歯車３が回転するとき、外歯歯車３と接触する機能を有している。これにより、ダイヤフラム部３２Ａにおける応力の集中が緩和される。 The gear device 1 according to the present embodiment has the above-mentioned stopper 7A. The stopper 7A has a function of coming into contact with the external gear 3 when the external gear 3 rotates. As a result, the concentration of stress in the diaphragm portion 32A is relaxed.

具体的には、コーニングによってダイヤフラム部３２Ａにも変形が生じる。この変形は、外歯歯車３の回転に伴い、ダイヤフラム部３２Ａが回転軸ａに沿って揺動するモードを含む。この揺動が大きすぎる場合、ダイヤフラム部３２Ａの一部に応力が集中する。図５および図６に示すように、ダイヤフラム部３２Ａを介して胴部３１にボス部３４が接続されている場合、ボス部３４とダイヤフラム部３２Ａとの接続部に応力が集中しやすい。応力が集中した箇所では、疲労破壊が発生するおそれがある。 Specifically, Corning also deforms the diaphragm portion 32A. This deformation includes a mode in which the diaphragm portion 32A swings along the rotation axis a with the rotation of the external gear 3. If this fluctuation is too large, stress is concentrated on a part of the diaphragm portion 32A. As shown in FIGS. 5 and 6, when the boss portion 34 is connected to the body portion 31 via the diaphragm portion 32A, stress tends to concentrate on the connection portion between the boss portion 34 and the diaphragm portion 32A. Fatigue fracture may occur in places where stress is concentrated.

そこで、本実施形態では、ストッパー７Ａを設けることにより、ダイヤフラム部３２Ａの揺動を部分的に規制することによって、応力の分散を図っている。 Therefore, in the present embodiment, the stopper 7A is provided to partially regulate the swing of the diaphragm portion 32A in order to disperse the stress.

図５は、図３に示す歯車装置１の部分拡大図である。図６は、図５に示す歯車装置１のうち、外歯歯車３およびストッパー７Ａの部分拡大図である。 FIG. 5 is a partially enlarged view of the gear device 1 shown in FIG. FIG. 6 is a partially enlarged view of the external gear 3 and the stopper 7A in the gear device 1 shown in FIG.

図５に示すダイヤフラム部３２Ａは、板状をなしており、互いの表裏の関係を有する第１被接触面３２１および第２被接触面３２２を有している。第１被接触面３２１は、ダイヤフラム部３２Ａのうち、胴部３１側の面である。第２被接触面３２２は、第１被接触面３２１とは反対の面である。 The diaphragm portion 32A shown in FIG. 5 has a plate shape and has a first contact surface 321 and a second contact surface 322 having a front-to-back relationship with each other. The first contacted surface 321 is the surface of the diaphragm portion 32A on the body portion 31 side. The second contacted surface 322 is a surface opposite to the first contacted surface 321.

図５および図６に示すストッパー７Ａは、第１ストッパー７１Ａおよび第２ストッパー７２Ａを備えている。第１ストッパー７１Ａは、外歯歯車３の回転時に第１被接触面３２１と接触する第１接触面７１０を有する部材である。第２ストッパー７２Ａは、外歯歯車３の回転時に第２被接触面３２２と接触する第２接触面７２０を有する部材である。 The stopper 7A shown in FIGS. 5 and 6 includes a first stopper 71A and a second stopper 72A. The first stopper 71A is a member having a first contact surface 710 that comes into contact with the first contact surface 321 when the external gear 3 rotates. The second stopper 72A is a member having a second contact surface 720 that comes into contact with the second contact surface 322 when the external gear 3 rotates.

第１ストッパー７１Ａは、円環状をなし、かつ、板状をなしている。図５に示す第１ストッパー７１Ａは、ボス部３４とクロスローラーベアリング８の外輪８２との間に挟持されている。これにより、第１ストッパー７１Ａは、ボス部３４および外輪８２に対して固定されている。なお、第１ストッパー７１Ａの形状は、これに限定されない。例えば、第１ストッパー７１Ａは、複数の部材の集合体であってもよい。 The first stopper 71A has an annular shape and a plate shape. The first stopper 71A shown in FIG. 5 is sandwiched between the boss portion 34 and the outer ring 82 of the cross roller bearing 8. As a result, the first stopper 71A is fixed to the boss portion 34 and the outer ring 82. The shape of the first stopper 71A is not limited to this. For example, the first stopper 71A may be an aggregate of a plurality of members.

第１ストッパー７１Ａが有する第１接触面７１０は、第１被接触面３２１に対向し、ダイヤフラム部３２Ａからの距離がボス部３４から胴部３１に向かって大きくなるように傾斜した面である。そして、外歯歯車３が回転し、ダイヤフラム部３２Ａが胴部３１側、つまり図５の上方に変位するように変形したとき、第１ストッパー７１Ａの第１接触面７１０と、ダイヤフラム部３２Ａの第１被接触面３２１と、が接触するように構成されている。このとき、第１接触面７１０が傾斜面になっているため、ダイヤフラム部３２Ａが図５の上方に変位するのに応じて、第１接触面７１０と第１被接触面３２１との接触面積も増大する。これにより、従来ではボス部３４とダイヤフラム部３２Ａとの接続部近傍に発生した応力を、本実施形態では、第１接触面７１０に設定された傾斜に応じて、回転軸ａに直交する方向、例えば図５の場合には右方向に分散させることができる。その結果、ダイヤフラム部３２Ａにおける応力の集中が緩和され、ダイヤフラム部３２Ａにおける疲労破壊の発生を抑制することができる。 The first contact surface 710 of the first stopper 71A is a surface that faces the first contact surface 321 and is inclined so that the distance from the diaphragm portion 32A increases from the boss portion 34 toward the body portion 31. Then, when the external gear 3 rotates and the diaphragm portion 32A is deformed so as to be displaced toward the body portion 31, that is, upward in FIG. 5, the first contact surface 710 of the first stopper 71A and the diaphragm portion 32A are the first. 1 It is configured so that the contact surface 321 and the contact surface 321 come into contact with each other. At this time, since the first contact surface 710 is an inclined surface, the contact area between the first contact surface 710 and the first contact surface 321 also increases as the diaphragm portion 32A is displaced upward in FIG. Increase. As a result, the stress generated in the vicinity of the connection portion between the boss portion 34 and the diaphragm portion 32A in the prior art is, in the present embodiment, in the direction orthogonal to the rotation axis a according to the inclination set in the first contact surface 710. For example, in the case of FIG. 5, it can be dispersed to the right. As a result, the concentration of stress in the diaphragm portion 32A is relaxed, and the occurrence of fatigue fracture in the diaphragm portion 32A can be suppressed.

第２ストッパー７２Ａも、円環状をなし、かつ、板状をなしている。図５に示す第２ストッパー７２Ａは、ボス部３４とともに、クロスローラーベアリング８の外輪８２に固定されている。なお、第２ストッパー７２Ａの形状は、これに限定されない。例えば、第２ストッパー７２Ａは、複数の部材の集合体であってもよい。 The second stopper 72A also has an annular shape and a plate shape. The second stopper 72A shown in FIG. 5 is fixed to the outer ring 82 of the cross roller bearing 8 together with the boss portion 34. The shape of the second stopper 72A is not limited to this. For example, the second stopper 72A may be an aggregate of a plurality of members.

第２ストッパー７２Ａが有する第２接触面７２０も、第２被接触面３２２に対向し、ダイヤフラム部３２Ａからの距離がボス部３４から胴部３１に向かって大きくなるように傾斜した面である。そして、外歯歯車３が回転し、ダイヤフラム部３２Ａが図５の下方に変位するように変形したとき、第２ストッパー７２Ａの第２接触面７２０と、ダイヤフラム部３２Ａの第２被接触面３２２と、が接触するように構成されている。このとき、第２接触面７２０が傾斜面になっているため、ダイヤフラム部３２Ａが図５の下方に変位するのに応じて、第２接触面７２０と第２被接触面３２２との接触面積も増大する。これにより、従来ではボス部３４とダイヤフラム部３２Ａとの接続部近傍に発生した応力を、第２接触面７２０に設定した傾斜に応じて、回転軸ａに直交する方向、例えば図５の場合には右方向に分散させることができる。その結果、ダイヤフラム部３２Ａにおける応力の集中が緩和され、ダイヤフラム部３２Ａにおける疲労破壊の発生を抑制することができる。 The second contact surface 720 of the second stopper 72A is also a surface that faces the second contact surface 322 and is inclined so that the distance from the diaphragm portion 32A increases from the boss portion 34 toward the body portion 31. Then, when the external gear 3 rotates and the diaphragm portion 32A is deformed so as to be displaced downward in FIG. 5, the second contact surface 720 of the second stopper 72A and the second contact surface 322 of the diaphragm portion 32A , Are configured to contact. At this time, since the second contact surface 720 is an inclined surface, the contact area between the second contact surface 720 and the second contact surface 322 also increases as the diaphragm portion 32A is displaced downward in FIG. Increase. As a result, conventionally, the stress generated in the vicinity of the connection portion between the boss portion 34 and the diaphragm portion 32A is applied in a direction orthogonal to the rotation axis a according to the inclination set on the second contact surface 720, for example, in the case of FIG. Can be dispersed to the right. As a result, the concentration of stress in the diaphragm portion 32A is relaxed, and the occurrence of fatigue fracture in the diaphragm portion 32A can be suppressed.

なお、本実施形態に係るストッパー７Ａは、第１ストッパー７１Ａおよび第２ストッパー７２Ａの２つの部材で構成されているが、これらのうちの一方のみが設けられ、他方は省略されていてもよい。この場合でも、上記と同様の効果が得られる。 The stopper 7A according to the present embodiment is composed of two members, a first stopper 71A and a second stopper 72A, but only one of these members may be provided and the other may be omitted. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.

また、第１接触面７１０および第２接触面７２０は、外歯歯車３の回転時に第１被接触面３２１および第２被接触面３２２に接触する面であればよいので、非回転時には第１被接触面３２１および第２被接触面３２２に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。なお、図５および図６では、非回転時にも、第１接触面７１０の一部および第２接触面７２０の一部が、第１被接触面３２１および第２被接触面３２２に接触している。これにより、ダイヤフラム部３２Ａおよびストッパー７Ａの互いの位置が安定する。その結果、上記の効果がより安定して発現する。 Further, since the first contact surface 710 and the second contact surface 720 may be surfaces that come into contact with the first contact surface 321 and the second contact surface 322 when the external gear 3 is rotated, the first contact surface 710 and the second contact surface 322 may be the first. It may or may not be in contact with the contacted surface 321 and the second contacted surface 322. In FIGS. 5 and 6, a part of the first contact surface 710 and a part of the second contact surface 720 are in contact with the first contact surface 321 and the second contact surface 322 even during non-rotation. There is. This stabilizes the positions of the diaphragm portion 32A and the stopper 7A. As a result, the above effects are more stably expressed.

以上のように、本実施形態に係る歯車装置１は、内歯歯車２と、外歯歯車３と、波動発生器４と、ストッパー７Ａと、を有する。外歯歯車３は、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。また、外歯歯車３は、可撓性を有する円筒状の胴部３１、胴部３１の第２端部３１ｂから回転軸ａと交差する方向に延びているダイヤフラム部３２Ａ、および、ダイヤフラム部３２Ａを介して胴部３１と接続しているボス部３４を備えている。波動発生器４は、外歯歯車３の内周面、具体的には、胴部３１の第１端部３１ａ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。ストッパー７Ａは、外歯歯車３の回転時に外歯歯車３と接触する接触面である第１接触面７１０および第２接触面７２０を有する。 As described above, the gear device 1 according to the present embodiment includes an internal gear 2, an external gear 3, a wave generator 4, and a stopper 7A. The external gear 3 partially meshes with the internal gear 2 and rotates relative to the internal gear 2 around the rotation axis a. Further, the external gear 3 has a flexible cylindrical body portion 31, a diaphragm portion 32A extending from the second end portion 31b of the body portion 31 in a direction intersecting the rotation axis a, and a diaphragm portion 32A. It is provided with a boss portion 34 connected to the body portion 31 via the above. The wave generator 4 comes into contact with the inner peripheral surface of the external gear 3, specifically, the inner peripheral surface of the first end 31a of the body portion 31, and the meshing position between the internal gear 2 and the external gear 3 is reached. Is moved in the circumferential direction around the axis of rotation a. The stopper 7A has a first contact surface 710 and a second contact surface 720 which are contact surfaces that come into contact with the external gear 3 when the external gear 3 rotates.

第１接触面７１０および第２接触面７２０は、それぞれ、ダイヤフラム部３２Ａからの距離がボス部３４から胴部３１に向かって大きくなっている面であり、外歯歯車３の回転時にダイヤフラム部３２Ａに接触する面である。 The first contact surface 710 and the second contact surface 720 are surfaces in which the distance from the diaphragm portion 32A increases from the boss portion 34 toward the body portion 31, respectively, and the diaphragm portion 32A when the external gear 3 rotates. It is a surface that comes into contact with.

このような構成によれば、外歯歯車３のダイヤフラム部３２Ａにおける応力の集中を緩和することができる。このため、外歯歯車３の疲労破壊の発生を抑制し得る歯車装置１を実現することができる。その結果、歯車装置１の長寿命化を図ることができる。 According to such a configuration, the concentration of stress in the diaphragm portion 32A of the external gear 3 can be relaxed. Therefore, it is possible to realize a gear device 1 capable of suppressing the occurrence of fatigue fracture of the external gear 3. As a result, the life of the gear device 1 can be extended.

また、ロボット１００は、第１部材である基台１１０と、基台１１０に対して回動する第２部材である第１アーム１２０と、基台１１０に対して第１アーム１２０を相対的に回動させる駆動力を伝達する歯車装置１と、歯車装置１に向けて駆動力を出力する駆動源であるモーター１７１と、を備えている。 Further, the robot 100 has a base 110 which is a first member, a first arm 120 which is a second member which rotates with respect to the base 110, and a first arm 120 relative to the base 110. It includes a gear device 1 that transmits a driving force to be rotated, and a motor 171 that is a drive source that outputs the driving force toward the gear device 1.

このような構成によれば、歯車装置１の長寿命化が図られているため、メンテナンスの手間が抑えられたロボット１００を実現することができる。 According to such a configuration, since the life of the gear device 1 is extended, it is possible to realize the robot 100 with less maintenance work.

なお、外歯歯車３の非回転時において、図６に示す第１接触面７１０とダイヤフラム部３２Ａとの最大距離Ｓ１は、外歯歯車３の外径等に応じて適宜設定されるが、一例として、２０μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、５０μｍ以上３００μｍ以下であるのがより好ましい。同様に、外歯歯車３の非回転時において、図６に示す第２接触面７２０とダイヤフラム部３２Ａとの最大距離Ｓ２は、外歯歯車３の外径等に応じて適宜設定されるが、一例として、２０μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、５０μｍ以上３００μｍ以下であるのがより好ましい。 When the external gear 3 is not rotating, the maximum distance S1 between the first contact surface 710 and the diaphragm portion 32A shown in FIG. 6 is appropriately set according to the outer diameter of the external gear 3 and the like, but it is an example. It is preferably 20 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 50 μm or more and 300 μm or less. Similarly, when the external gear 3 is not rotating, the maximum distance S2 between the second contact surface 720 and the diaphragm portion 32A shown in FIG. 6 is appropriately set according to the outer diameter of the external gear 3 and the like. As an example, it is preferably 20 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 50 μm or more and 300 μm or less.

また、この場合、回転軸ａと直交する方向における、ダイヤフラム部３２Ａの長さＬ０は、外歯歯車３の外径等に応じて適宜設定されるが、一例として、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であるのが好ましく、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であるのがより好ましい。 Further, in this case, the length L0 of the diaphragm portion 32A in the direction orthogonal to the rotation axis a is appropriately set according to the outer diameter of the external gear 3 and the like, but as an example, it is 5 mm or more and 40 mm or less. It is preferable, and it is more preferable that it is 5 mm or more and 30 mm or less.

さらに、この場合、回転軸ａと直交する方向における、第１接触面７１０の長さＬ１は、一例として、長さＬ０の２０％以上８０％以下であるのが好ましく、４０％以上６０％以下であるのがより好ましい。同様に、回転軸ａと直交する方向における、第２接触面７２０の長さＬ２は、一例として、長さＬ０の２０％以上８０％以下であるのが好ましく、４０％以上６０％以下であるのがより好ましい。 Further, in this case, the length L1 of the first contact surface 710 in the direction orthogonal to the rotation axis a is, for example, preferably 20% or more and 80% or less, and 40% or more and 60% or less of the length L0. Is more preferable. Similarly, the length L2 of the second contact surface 720 in the direction orthogonal to the rotation axis a is preferably 20% or more and 80% or less, and 40% or more and 60% or less of the length L0 as an example. Is more preferable.

最大距離Ｓ１、Ｓ２を前記範囲内に設定することにより、ダイヤフラム部３２Ａが変形したとき、応力の集中を過不足なく緩和することができる。したがって、最大距離Ｓ１、Ｓ２が前記下限値を下回ると、ダイヤフラム部３２Ａが大きく変形した場合、応力の集中を緩和しきれないおそれがある。一方、最大距離Ｓ１、Ｓ２が前記上限値を上回ると、ダイヤフラム部３２Ａの変形量が小さい場合、応力の集中を緩和するという効果を発揮できないおそれがある。 By setting the maximum distances S1 and S2 within the above range, stress concentration can be alleviated without excess or deficiency when the diaphragm portion 32A is deformed. Therefore, if the maximum distances S1 and S2 are less than the lower limit, the stress concentration may not be completely relaxed when the diaphragm portion 32A is significantly deformed. On the other hand, if the maximum distances S1 and S2 exceed the upper limit value, if the amount of deformation of the diaphragm portion 32A is small, the effect of relaxing the stress concentration may not be exhibited.

また、第１接触面７１０および第２接触面７２０は、それぞれ平面であってもよいが、曲面であるのが好ましい。第１接触面７１０および第２接触面７２０がそれぞれ曲面であることにより、第１接触面７１０と第１被接触面３２１との距離、および、第２接触面７２０と第２被接触面３２２との距離は、それぞれ、その拡大率が、ボス部３４から胴部３１に向かって連続的に大きくなる。このような形状であると、外歯歯車３の回転時に、ボス部３４とダイヤフラム部３２Ａとの接続部近傍に集中した応力を、より分散させやすい傾向が高まる。また、面同士の接触に伴う新たな応力集中の発生も抑制されやすい。その結果、ダイヤフラム部３２Ａにおける応力の集中を特に緩和することができる。 Further, the first contact surface 710 and the second contact surface 720 may be flat, but are preferably curved. Since the first contact surface 710 and the second contact surface 720 are curved surfaces, the distance between the first contact surface 710 and the first contact surface 321 and the second contact surface 720 and the second contact surface 322 are The expansion ratio of each of the distances increases continuously from the boss portion 34 toward the body portion 31. With such a shape, when the external gear 3 is rotated, the stress concentrated in the vicinity of the connection portion between the boss portion 34 and the diaphragm portion 32A tends to be more easily dispersed. In addition, it is easy to suppress the generation of new stress concentration due to the contact between the surfaces. As a result, the concentration of stress in the diaphragm portion 32A can be particularly relaxed.

なお、図６に示す第１接触面７１０は、図６に示す断面図において、下に凸の曲線となる曲面であればよく、その曲線の半径は特に限定されない。また、図６に示す第２接触面７２０は、図６に示す断面図において、上に凸の曲線となる曲面であればよく、その曲線の半径は特に限定されない。 The first contact surface 710 shown in FIG. 6 may be a curved surface having a downwardly convex curve in the cross-sectional view shown in FIG. 6, and the radius of the curve is not particularly limited. Further, the second contact surface 720 shown in FIG. 6 may be a curved surface having an upwardly convex curve in the cross-sectional view shown in FIG. 6, and the radius of the curve is not particularly limited.

また、第１接触面７１０および第２接触面７２０は、それぞれ、互いに傾斜が異なる複数の平面を組み合わせた面であってもよく、平面と曲面とを組み合わせた面であってもよい。 Further, the first contact surface 710 and the second contact surface 720 may be a surface in which a plurality of planes having different inclinations are combined, or may be a surface in which a plane and a curved surface are combined.

ダイヤフラム部３２Ａは、前述したように、互いに表裏の関係を有する第１被接触面３２１および第２被接触面３２２を有している。そして、ストッパー７Ａは、外歯歯車３の回転時に第１被接触面３２１と接触する第１接触面７１０を有する第１ストッパー７１Ａと、外歯歯車３の回転時に第２被接触面３２２と接触する第２接触面７２０を有する第２ストッパー７２Ａと、を備えている。 As described above, the diaphragm portion 32A has a first contact surface 321 and a second contact surface 322 having a front-to-back relationship with each other. Then, the stopper 7A contacts the first stopper 71A having the first contact surface 710 that comes into contact with the first contact surface 321 when the external gear 3 rotates, and the second contact surface 322 when the external gear 3 rotates. It is provided with a second stopper 72A having a second contact surface 720.

このような複数の部材を備えることにより、ストッパー７Ａは、いずれか一方の部材のみを備える場合に比べて、ダイヤフラム部３２Ａが図５の上方へ変位する変形と図５の下方へ変位する変形の双方で、応力の集中を緩和することができる。このため、ダイヤフラム部３２Ａにおける疲労破壊の発生をより確実に抑制することができる。 By providing such a plurality of members, the stopper 7A has a deformation in which the diaphragm portion 32A is displaced upward in FIG. 5 and a deformation in which the stopper 7A is displaced downward in FIG. 5, as compared with the case where only one of the members is provided. Both can relieve stress concentration. Therefore, it is possible to more reliably suppress the occurrence of fatigue fracture in the diaphragm portion 32A.

回転軸ａに沿う第１ストッパー７１Ａの長さＬ３、すなわち第１ストッパー７１Ａの厚さ、および、回転軸ａに沿う第２ストッパー７２Ａの長さＬ４、すなわち第２ストッパー７２Ａの厚さは、互いに等しくてもよいが、図６では互いに異なっている。特に、図６では、長さＬ３が長さＬ４より短くなっている。 The length L3 of the first stopper 71A along the rotation axis a, that is, the thickness of the first stopper 71A, and the length L4 of the second stopper 72A along the rotation axis a, that is, the thickness of the second stopper 72A are mutually exclusive. They may be equal, but in FIG. 6, they are different from each other. In particular, in FIG. 6, the length L3 is shorter than the length L4.

このような構成によれば、例えば第１ストッパー７１Ａが、クロスローラーベアリング８のような構造物に対して干渉するのを防止することができる。具体的には、第１ストッパー７１Ａの厚さを薄くすることで、第１ストッパー７１Ａとクロスローラーベアリング８の内輪８１との接触を避けることができる。これにより、構造物の配置を阻害することなく、第１ストッパー７１Ａを設けることができる。その結果、歯車装置１の不要な設計変更や意図しない大型化を避けることができる。 According to such a configuration, it is possible to prevent, for example, the first stopper 71A from interfering with a structure such as the cross roller bearing 8. Specifically, by reducing the thickness of the first stopper 71A, it is possible to avoid contact between the first stopper 71A and the inner ring 81 of the cross roller bearing 8. Thereby, the first stopper 71A can be provided without disturbing the arrangement of the structure. As a result, it is possible to avoid unnecessary design changes and unintended increase in size of the gear device 1.

なお、図６に示す歯車装置１は、長さＬ３＜長さＬ４の関係を満たしているが、これに限定されず、長さＬ３＞長さＬ４の関係を満たしていてもよい。 The gear device 1 shown in FIG. 6 satisfies the relationship of length L3 <length L4, but is not limited to this, and may satisfy the relationship of length L3> length L4.

回転軸ａに沿うボス部３４の長さＬ６、すなわちボス部３４の厚さは、特に限定されないが、回転軸ａに沿うダイヤフラム部３２Ａの長さＬ５、すなわちダイヤフラム部３２Ａの厚さの１．１倍以上３０．０倍以下であるのが好ましく、２．０倍以上２０．０倍以下であるのがより好ましい。これにより、ボス部３４を外輪８２に固定するのに必要な機械的強度を確保しつつ、ボス部３４が必要以上に厚くなるのを防止することができる。 The length L6 of the boss portion 34 along the rotating shaft a, that is, the thickness of the boss portion 34 is not particularly limited, but the length L5 of the diaphragm portion 32A along the rotating shaft a, that is, the thickness of the diaphragm portion 32A is 1. It is preferably 1 time or more and 30.0 times or less, and more preferably 2.0 times or more and 20.0 times or less. As a result, it is possible to prevent the boss portion 34 from becoming thicker than necessary while ensuring the mechanical strength required for fixing the boss portion 34 to the outer ring 82.

また、前述したように、図５に示す第１ストッパー７１Ａの一部は、ボス部３４とクロスローラーベアリング８の外輪８２との間に挟持されている。さらに、図５に示す第２ストッパー７２Ａの一部は、ボス部３４とともに、クロスローラーベアリング８の外輪８２に固定されている。したがって、ストッパー７Ａは、ボス部３４に固定されている。 Further, as described above, a part of the first stopper 71A shown in FIG. 5 is sandwiched between the boss portion 34 and the outer ring 82 of the cross roller bearing 8. Further, a part of the second stopper 72A shown in FIG. 5 is fixed to the outer ring 82 of the cross roller bearing 8 together with the boss portion 34. Therefore, the stopper 7A is fixed to the boss portion 34.

ボス部３４は、図５に示すように、ボルト３５等の固定具を用いて、外輪８２に固定されている。ストッパー７Ａをボス部３４に固定することで、ストッパー７Ａ自体の揺動が抑制される。その結果、ストッパー７Ａがダイヤフラム部３２Ａの変形を規制して応力の集中を緩和する、という効果をより確実に奏することができる。 As shown in FIG. 5, the boss portion 34 is fixed to the outer ring 82 by using a fixing tool such as a bolt 35. By fixing the stopper 7A to the boss portion 34, the swing of the stopper 7A itself is suppressed. As a result, the effect that the stopper 7A regulates the deformation of the diaphragm portion 32A and alleviates the concentration of stress can be more reliably achieved.

なお、ストッパー７Ａがボス部３４に固定されることは必須ではなく、例えば、ストッパー７Ａを外輪８２に固定してもよい。また、固定方法も、上述した方法に限定されず、接着剤、溶接等を使用した固定方法を用いるようにしてもよい。さらに、第１ストッパー７１Ａおよび第２ストッパー７２Ａは、それぞれ、ボルト３５を挿通可能な貫通孔を備えていてもよい。 It is not essential that the stopper 7A is fixed to the boss portion 34, and for example, the stopper 7A may be fixed to the outer ring 82. Further, the fixing method is not limited to the above-mentioned method, and a fixing method using an adhesive, welding, or the like may be used. Further, the first stopper 71A and the second stopper 72A may each have a through hole through which the bolt 35 can be inserted.

また、ボス部３４の厚さは、前述したように、ダイヤフラム部３２Ａの厚さよりも厚くなっている。このため、図６に示すボス部３４は、回転軸ａに沿ってダイヤフラム部３２Ａよりも一方に突出している部位、具体的には図６の下方に突出している部位である。そして、回転軸ａに直交する方向において、具体的には図６の左右方向において、第２ストッパー７２Ａとボス部３４との間には隙間３９が設けられている。 Further, as described above, the thickness of the boss portion 34 is thicker than the thickness of the diaphragm portion 32A. Therefore, the boss portion 34 shown in FIG. 6 is a portion that protrudes from the diaphragm portion 32A along the rotation axis a to one side, specifically, a portion that protrudes downward in FIG. A gap 39 is provided between the second stopper 72A and the boss portion 34 in the direction orthogonal to the rotation axis a, specifically, in the left-right direction of FIG.

このような隙間３９を設けておくことにより、隙間３９にあらかじめグリース等の潤滑剤を保持しておくことが可能になる。この潤滑剤は、隙間３９から少しずつ排出され、第２接触面７２０と第２被接触面３２２との間に染み出す。そうすると、第２接触面７２０と第２被接触面３２２との間の潤滑性を高めることができる。これにより、第２ストッパー７２Ａやダイヤフラム部３２Ａの摩耗、発熱、劣化等を抑制することができる。 By providing such a gap 39, it becomes possible to hold a lubricant such as grease in the gap 39 in advance. This lubricant is gradually discharged from the gap 39 and seeps out between the second contact surface 720 and the second contact surface 322. Then, the lubricity between the second contact surface 720 and the second contact surface 322 can be improved. As a result, it is possible to suppress wear, heat generation, deterioration and the like of the second stopper 72A and the diaphragm portion 32A.

なお、図示しないものの、第１ストッパー７１Ａとボス部３４との間にも、隙間が設けられていてもよい。 Although not shown, a gap may be provided between the first stopper 71A and the boss portion 34.

第１ストッパー７１Ａの構成材料および第２ストッパー７２Ａの構成材料としては、例えば、鉄、鉄系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金のような金属材料、アルミナ、ジルコニアのようなセラミックス材料等の無機系材料、樹脂材料、ゴム材料等の有機系材料等が挙げられる。 Examples of the constituent material of the first stopper 71A and the constituent material of the second stopper 72A include a metal material such as iron, an iron-based alloy, aluminum, and an aluminum-based alloy, and an inorganic material such as a ceramic material such as alumina and zirconia. , Resin materials, organic materials such as rubber materials, and the like.

第１ストッパー７１Ａの弾性率および第２ストッパー７２Ａの弾性率は、ダイヤフラム部３２Ａの弾性率より高くても低くてもよい。 The elastic modulus of the first stopper 71A and the elastic modulus of the second stopper 72A may be higher or lower than the elastic modulus of the diaphragm portion 32A.

第１ストッパー７１Ａの弾性率および第２ストッパー７２Ａの弾性率が、ダイヤフラム部３２Ａの弾性率より高い場合、第１接触面７１０および第２接触面７２０の形状を長期にわたって維持することができる。これにより、ストッパー７Ａの作用、すなわちダイヤフラム部３２Ａにおける応力の集中を緩和するという作用を、長期にわたって発揮させることができる。つまり、第１接触面７１０および第２接触面７２０に設定された精密な形状が、初期状態から長期にわたって良好に維持されるため、その形状に伴って奏される効果も、長期にわたって維持されることになる。その結果、歯車装置１のさらなる長寿命化を図ることができる。 When the elastic modulus of the first stopper 71A and the elastic modulus of the second stopper 72A are higher than the elastic modulus of the diaphragm portion 32A, the shapes of the first contact surface 710 and the second contact surface 720 can be maintained for a long period of time. As a result, the action of the stopper 7A, that is, the action of alleviating the concentration of stress in the diaphragm portion 32A can be exerted for a long period of time. That is, since the precise shapes set on the first contact surface 710 and the second contact surface 720 are well maintained for a long period of time from the initial state, the effects produced by the shapes are also maintained for a long period of time. It will be. As a result, the life of the gear device 1 can be further extended.

第１ストッパー７１Ａの弾性率および第２ストッパー７２Ａの弾性率が、ダイヤフラム部３２Ａの弾性率より低い場合、第１ストッパー７１Ａおよび第２ストッパー７２Ａとの接触に伴うダイヤフラム部３２Ａの摩耗や衝撃が抑えられる。これにより、ダイヤフラム部３２Ａにおける疲労破壊の発生をより確実に抑制することができる。その結果、歯車装置１のさらなる長寿命化を図ることができる。また、第１ストッパー７１Ａおよび第２ストッパー７２Ａと外歯歯車３との接触、衝撃に伴って発生する騒音も抑えることができる。 When the elastic modulus of the first stopper 71A and the elastic modulus of the second stopper 72A are lower than the elastic modulus of the diaphragm portion 32A, wear and impact of the diaphragm portion 32A due to contact with the first stopper 71A and the second stopper 72A are suppressed. Be done. This makes it possible to more reliably suppress the occurrence of fatigue fracture in the diaphragm portion 32A. As a result, the life of the gear device 1 can be further extended. Further, it is possible to suppress the noise generated by the contact between the first stopper 71A and the second stopper 72A and the external gear 3 and the impact.

上記のように、第１ストッパー７１Ａの弾性率および第２ストッパー７２Ａの弾性率と、ダイヤフラム部３２Ａの弾性率と、が異なっている場合、両者の差は、１．０ＧＰａ以上であるのが好ましく、２．０ＧＰａ以上であるのがより好ましい。 As described above, when the elastic modulus of the first stopper 71A and the elastic modulus of the second stopper 72A and the elastic modulus of the diaphragm portion 32A are different, the difference between the two is preferably 1.0 GPa or more. , 2.0 GPa or more is more preferable.

なお、上述した各弾性率は、ＪＩＳに規定された各種材料の力学特性の試験方法に基づいて求められたヤング率とする。 In addition, each elastic modulus described above is Young's modulus obtained based on the test method of the mechanical property of various materials specified in JIS.

また、第１ストッパー７１Ａの弾性率および第２ストッパー７２Ａの弾性率は、ダイヤフラム部３２Ａの弾性率と等しくてもよい。さらに、第１ストッパー７１Ａの弾性率および第２ストッパー７２Ａの弾性率は、互いに同じであっても互いに異なっていてもよい。 Further, the elastic modulus of the first stopper 71A and the elastic modulus of the second stopper 72A may be equal to the elastic modulus of the diaphragm portion 32A. Further, the elastic modulus of the first stopper 71A and the elastic modulus of the second stopper 72A may be the same as or different from each other.

２．２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る歯車装置について説明する。 2.2. Second Embodiment Next, the gear device according to the second embodiment will be described.

図７は、第２実施形態に係る歯車装置を示す断面図である。図８は、図７に示す歯車装置の部分拡大図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing the gear device according to the second embodiment. FIG. 8 is a partially enlarged view of the gear device shown in FIG. 7.

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。 Hereinafter, the second embodiment will be described, but in the following description, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the same matters will be omitted.

図７に示す歯車装置１Ｂは、カップ型の外歯歯車３Ｂを有している。この外歯歯車３Ｂは、胴部３１と、外歯３３と、ダイヤフラム部３２Ｂと、ボス部３４と、を備えている。外歯歯車３Ｂは、形状が異なる以外、外歯歯車３と同様である。 The gear device 1B shown in FIG. 7 has a cup-shaped external gear 3B. The external tooth gear 3B includes a body portion 31, external teeth 33, a diaphragm portion 32B, and a boss portion 34. The external gear 3B is the same as the external gear 3 except that the shape is different.

図７に示すダイヤフラム部３２Ｂは、第２端部３１ｂから内側に向かって延在している。ダイヤフラム部３２Ｂも、ダイヤフラム部３２Ａと同様、円環状をなし、かつ、板状をなしている。 The diaphragm portion 32B shown in FIG. 7 extends inward from the second end portion 31b. Like the diaphragm portion 32A, the diaphragm portion 32B also has an annular shape and a plate shape.

図７に示すボス部３４も、このダイヤフラム部３２Ｂを介して胴部３１とは反対側、つまり、ダイヤフラム部３２Ｂの内側に設けられている。 The boss portion 34 shown in FIG. 7 is also provided on the side opposite to the body portion 31 via the diaphragm portion 32B, that is, inside the diaphragm portion 32B.

図７および図８に示す歯車装置１Ｂも、ストッパー７Ｂを有している。ストッパー７Ｂは、形状が異なる以外、ストッパー７Ａと同様である。 The gear device 1B shown in FIGS. 7 and 8 also has a stopper 7B. The stopper 7B is the same as the stopper 7A except that the shape is different.

図７および図８に示すストッパー７Ｂは、第１ストッパー７１Ｂおよび第２ストッパー７２Ｂを備えている。第１ストッパー７１Ｂは、外歯歯車３Ｂの回転時に第１被接触面３２１と接触する第１接触面７１０を有する部材である。第２ストッパー７２Ｂは、外歯歯車３Ｂの回転時に第２被接触面３２２と接触する第２接触面７２０を有する部材である。 The stopper 7B shown in FIGS. 7 and 8 includes a first stopper 71B and a second stopper 72B. The first stopper 71B is a member having a first contact surface 710 that comes into contact with the first contact surface 321 when the external gear 3B rotates. The second stopper 72B is a member having a second contact surface 720 that comes into contact with the second contact surface 322 when the external gear 3B rotates.

第１ストッパー７１Ｂは、円環状をなし、かつ、板状をなしている。図７および図８に示す第１ストッパー７１Ｂは、例えばボルト３５およびナット３６等の固定具により、ボス部３４に対して固定されている。なお、第１ストッパー７１Ｂの形状は、これに限定されない。 The first stopper 71B has an annular shape and a plate shape. The first stopper 71B shown in FIGS. 7 and 8 is fixed to the boss portion 34 by a fixing tool such as a bolt 35 and a nut 36. The shape of the first stopper 71B is not limited to this.

第１ストッパー７１Ｂが有する第１接触面７１０は、第１実施形態と同様、ダイヤフラム部３２Ａからの距離がボス部３４から胴部３１に向かって大きくなるように傾斜した面である。そして、外歯歯車３Ｂが回転し、ダイヤフラム部３２Ｂが図８の上方に変位するように変形したとき、第１ストッパー７１Ｂの第１接触面７１０と、ダイヤフラム部３２Ｂの第１被接触面３２１と、が接触する。これにより、ダイヤフラム部３２Ｂにおける応力の集中が緩和され、ダイヤフラム部３２Ｂにおける疲労破壊の発生を抑制することができる。 The first contact surface 710 of the first stopper 71B is a surface inclined so that the distance from the diaphragm portion 32A increases from the boss portion 34 toward the body portion 31, as in the first embodiment. Then, when the external gear 3B rotates and the diaphragm portion 32B is deformed so as to be displaced upward in FIG. 8, the first contact surface 710 of the first stopper 71B and the first contact surface 321 of the diaphragm portion 32B , Contact. As a result, the concentration of stress in the diaphragm portion 32B is relaxed, and the occurrence of fatigue fracture in the diaphragm portion 32B can be suppressed.

第２ストッパー７２Ｂも、円環状をなし、かつ、板状をなしている。図７および図８に示す第２ストッパー７２Ｂは、例えばボルト３５およびナット３６等の固定具により、ボス部３４に対して固定されている。なお、第２ストッパー７２Ｂの形状は、これに限定されない。 The second stopper 72B also has an annular shape and a plate shape. The second stopper 72B shown in FIGS. 7 and 8 is fixed to the boss portion 34 by a fixing tool such as a bolt 35 and a nut 36. The shape of the second stopper 72B is not limited to this.

第２ストッパー７２Ｂが有する第２接触面７２０も、第１実施形態と同様、ダイヤフラム部３２Ｂからの距離がボス部３４から胴部３１に向かって大きくなるように傾斜した面である。そして、外歯歯車３Ｂが回転し、ダイヤフラム部３２Ｂが図８の下方に変位するように変形したとき、第２ストッパー７２Ｂの第２接触面７２０と、ダイヤフラム部３２Ｂの第２被接触面３２２と、が接触する。これにより、ダイヤフラム部３２Ｂにおける応力の集中が緩和され、ダイヤフラム部３２Ｂにおける疲労破壊の発生を抑制することができる。 The second contact surface 720 included in the second stopper 72B is also a surface inclined so that the distance from the diaphragm portion 32B increases from the boss portion 34 toward the body portion 31, as in the first embodiment. Then, when the external gear 3B rotates and the diaphragm portion 32B is deformed so as to be displaced downward in FIG. 8, the second contact surface 720 of the second stopper 72B and the second contact surface 322 of the diaphragm portion 32B , Contact. As a result, the concentration of stress in the diaphragm portion 32B is relaxed, and the occurrence of fatigue fracture in the diaphragm portion 32B can be suppressed.

なお、本実施形態に係るストッパー７Ｂは、第１ストッパー７１Ｂおよび第２ストッパー７２Ｂの２つの部材で構成されているが、これらのうちの一方のみが設けられ、他方は省略されていてもよい。この場合でも、上記と同様の効果が得られる。
以上のような第２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。 The stopper 7B according to the present embodiment is composed of two members, a first stopper 71B and a second stopper 72B, but only one of these members may be provided and the other may be omitted. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.
Also in the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

以上、本発明の歯車装置およびロボットを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、前記実施形態の各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、前記実施形態に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。 The gear device and the robot of the present invention have been described above based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited thereto, and the configuration of each part of the embodiment is arbitrary having the same function. Can be replaced with the one of the configuration of. Further, any other constituent may be added to the embodiment.

また、前述した実施形態では、ロボットが備える基台が「第１部材」、第１アームが「第２部材」であり、第１部材から第２部材へ駆動力を伝達する歯車装置について説明したが、本発明は、これに限定されず、第ｎアームが「第１部材」、第（ｎ＋１）アームが「第２部材」であり、第ｎアームおよび第（ｎ＋１）アームの一方から他方へ駆動力を伝達する歯車装置についても適用可能である。なお、ｎは１以上の整数である。また、第２部材から第１部材へ駆動力を伝達する歯車装置についても適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, the gear device in which the base provided by the robot is the “first member” and the first arm is the “second member” and the driving force is transmitted from the first member to the second member has been described. However, the present invention is not limited to this, and the nth arm is a "first member", the first (n + 1) arm is a "second member", and one of the nth arm and the (n + 1) arm is changed to the other. It is also applicable to gear devices that transmit driving force. Note that n is an integer of 1 or more. Further, it is also applicable to a gear device that transmits a driving force from a second member to a first member.

また、前述した実施形態では、水平多関節ロボットについて説明したが、本発明のロボットは、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。 Further, in the above-described embodiment, the horizontal articulated robot has been described, but the robot of the present invention is not limited to this, and for example, the number of joints of the robot is arbitrary, and the robot can also be applied to a vertical articulated robot. Is.

さらに、前述した実施形態では、歯車装置をロボットに組み込む場合を例に説明したが、本発明の歯車装置は、互いに回動する第１部材から第２部材へ駆動力を伝達する構成を有する各種機器に組み込んで用いることもできる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the gear device is incorporated into the robot has been described as an example, but the gear device of the present invention has various configurations in which the driving force is transmitted from the first member rotating to each other to the second member. It can also be used by incorporating it into a device.

１…歯車装置、１Ｂ…歯車装置、２…内歯歯車、３…外歯歯車、３Ｂ…外歯歯車、４…波動発生器、５…ケース、７Ａ…ストッパー、７Ｂ…ストッパー、８…クロスローラーベアリング、１３…軸受、２３…内歯、３１…胴部、３１ａ…第１端部、３１ｂ…第２端部、３２Ａ…ダイヤフラム部、３２Ｂ…ダイヤフラム部、３３…外歯、３４…ボス部、３５…ボルト、３６…ナット、３８…開口、３９…隙間、４１…カム、４２…ベアリング、６１…軸、７１Ａ…第１ストッパー、７１Ｂ…第１ストッパー、７２Ａ…第２ストッパー、７２Ｂ…第２ストッパー、８１…内輪、８２…外輪、８３…コロ、１００…ロボット、１１０…基台、１２０…第１アーム、１３０…第２アーム、１４０…作業ヘッド、１４１…スプラインシャフト、１５０…エンドエフェクター、１６０…配管、１７０…第１駆動部、１７１…モーター、１９０…制御装置、３２１…第１被接触面、３２２…第２被接触面、３４１…貫通孔、４１１…軸部、４１２…カム部、４２１…内輪、４２２…ボール、４２３…外輪、７１０…第１接触面、７２０…第２接触面、Ｇ…グリース、Ｊ１…第１軸、Ｊ２…第２軸、Ｊ３…第３軸、Ｌ０…長さ、Ｌ１…長さ、Ｌ２…長さ、Ｌ３…長さ、Ｌ４…長さ、Ｌ５…長さ、Ｌ６…長さ、Ｌａ…長軸、Ｌｂ…短軸、Ｓ１…最大距離、Ｓ２…最大距離、ａ…回転軸 1 ... Gear device, 1B ... Gear device, 2 ... Internal tooth gear, 3 ... External gear, 3B ... External gear, 4 ... Wave generator, 5 ... Case, 7A ... Stopper, 7B ... Stopper, 8 ... Cross roller Bearing, 13 ... Bearing, 23 ... Internal tooth, 31 ... Body part, 31a ... First end part, 31b ... Second end part, 32A ... Diaphragm part, 32B ... Diaphragm part, 33 ... External tooth, 34 ... Boss part, 35 ... bolt, 36 ... nut, 38 ... opening, 39 ... gap, 41 ... cam, 42 ... bearing, 61 ... shaft, 71A ... first stopper, 71B ... first stopper, 72A ... second stopper, 72B ... second Stopper, 81 ... Inner ring, 82 ... Outer ring, 83 ... Roller, 100 ... Robot, 110 ... Base, 120 ... 1st arm, 130 ... 2nd arm, 140 ... Work head, 141 ... Spline shaft, 150 ... End effector, 160 ... piping, 170 ... first drive unit, 171 ... motor, 190 ... control device, 321 ... first contact surface, 322 ... second contact surface, 341 ... through hole, 411 ... shaft part, 412 ... cam part , 421 ... inner ring, 422 ... ball, 423 ... outer ring, 710 ... first contact surface, 720 ... second contact surface, G ... grease, J1 ... first axis, J2 ... second axis, J3 ... third axis, L0 ... Length, L1 ... Length, L2 ... Length, L3 ... Length, L4 ... Length, L5 ... Length, L6 ... Length, La ... Long axis, Lb ... Short axis, S1 ... Maximum distance, S2 ... maximum distance, a ... axis of rotation

Claims

With internal gears,
A flexible cylindrical body that partially meshes with the internal gear and rotates relative to the internal gear around the axis of rotation, intersecting the axis of rotation from the end of the body. An external gear having a diaphragm portion extending in the direction of the shaft and a boss portion connected to the body portion via the diaphragm portion.
A wave generator that comes into contact with the inner peripheral surface of the external gear and moves the meshing position between the internal gear and the external gear in the circumferential direction around the rotation axis.
A stopper having a contact surface that comes into contact with the diaphragm portion when the external gear is rotated,
Have,
The contact surface is a surface in which the distance from the diaphragm portion increases from the boss portion toward the body portion, and the gear device is characterized in that it comes into contact with the diaphragm portion when the external tooth gear rotates. ..

The gear device according to claim 1, wherein the contact surface is a curved surface.

The diaphragm portion has a first contact surface and a second contact surface having a front and back relationship with each other.
The stopper is
A first stopper having a first contact surface that comes into contact with the first contact surface when the external gear is rotated,
A second stopper having a second contact surface that comes into contact with the second contact surface when the external gear is rotated,
The gear device according to claim 1 or 2.

The gear device according to claim 3, wherein the first stopper and the second stopper have different lengths along the rotation axis.

The boss portion is a portion that protrudes from the diaphragm portion along the rotation axis.
The gear device according to any one of claims 1 to 4, wherein a gap is provided between the stopper and the boss portion in a direction orthogonal to the rotation axis.

The gear device according to any one of claims 1 to 5, wherein the elastic modulus of the stopper is higher than the elastic modulus of the diaphragm portion.

The gear device according to any one of claims 1 to 5, wherein the elastic modulus of the stopper is lower than the elastic modulus of the diaphragm portion.

The gear device according to any one of claims 1 to 7, wherein the stopper is fixed to the boss portion.

With the first member
A second member that rotates with respect to the first member,
The gear device according to any one of claims 1 to 8, wherein a driving force for relatively rotating the second member is transmitted to the first member.
A drive source that outputs the driving force toward the gear device,
A robot characterized by being equipped with.