JP6779116B2 - Flexible meshing gear device - Google Patents
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Description
本発明は、撓み噛合い式歯車装置に関する。 The present invention relates to a flexible meshing gear device.
以前より、撓み歯車を備えた撓み噛合い式の歯車装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。撓み歯車は撓み変形することで別の歯車と噛合って動力を伝達する。 A flexible meshing type gear device including a flexible gear has been known for a long time (see, for example, Patent Document 1). A flexible gear flexes and deforms to mesh with another gear to transmit power.
歯車装置を用いて動力を伝達する機械装置には、モータの他に、冷却装置、様々なセンサ、バッテリなど、各種の電気機器が一般に備わる。このような機械装置では、各種の電気機器に電力を供給しなければならない。 In addition to motors, mechanical devices that transmit power using gear devices are generally equipped with various electrical devices such as cooling devices, various sensors, and batteries. In such a mechanical device, electric power must be supplied to various electric devices.
本発明は、撓み歯車の運動を利用して他の電気機器へ電力を供給可能な撓み噛合い式歯車装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a flexural meshing gear device capable of supplying electric power to other electric devices by utilizing the motion of the flexure gear.
本発明は、起振体と、前記起振体により撓み変形される外歯歯車と、前記外歯歯車と噛合う内歯歯車とを備えた撓み噛合い式歯車装置であって、
変形により発電する発電素子と、
前記発電素子から電力を取り出す電力取出部と、
を備え、
前記外歯歯車は、基部と、前記基部の外周に設けられた歯部と、を有し、
前記基部は、前記歯部よりも軸方向の外側に延在する延在部を有し、
前記発電素子は、前記延在部に配置され、
前記電力取出部は、前記発電素子に接続された配線部材と、前記配線部材から電力を受ける電力受部材と、を含み、前記電力受部材は、径方向から見て前記発電素子と重なる位置に配置される構成とした。
The present invention is a flexural meshing gear device including a vibrating body, an external gear that is flexed and deformed by the vibrating body, and an internal gear that meshes with the external gear.
Power generation elements that generate electricity by deformation and
A power extraction unit that extracts power from the power generation element and
With
The external gear has a base portion and a tooth portion provided on the outer periphery of the base portion.
The base portion has an extending portion extending axially outward from the tooth portion.
The power generation element is arranged in the extension portion and is arranged.
The power extraction unit includes a wiring member connected to the power generation element and a power receiving member that receives power from the wiring member, and the power receiving member is located at a position overlapping the power generation element when viewed in the radial direction. It was configured to be placed.
また、本発明は、起振体と、前記起振体により撓み変形される外歯歯車と、前記起振体と前記外歯歯車との間に前記外歯歯車とは別体で配置され前記外歯歯車と共に撓み変形される起振体軸受の外輪と、前記外歯歯車と噛合う内歯歯車とを備えた撓み噛合い式歯車装置であって、
変形により発電する発電素子と、
前記発電素子から電力を取り出す電力取出部と、
を備え、
前記外輪は、前記外歯歯車の歯部よりも軸方向の外側に延在する外輪延在部を有し、
前記発電素子は、前記外輪延在部に配置され、
前記電力取出部は、径方向から見て前記発電素子と重なる位置に配置される構成とした。
Further, in the present invention, the oscillating body, the external gear that is flexed and deformed by the oscillating body, and the external gear that is separately arranged between the oscillating body and the external gear are arranged separately. A flexible meshing type gear device including an outer ring of a oscillating body bearing that is flexed and deformed together with an external gear and an internal gear that meshes with the external gear.
Power generation elements that generate electricity by deformation and
A power extraction unit that extracts power from the power generation element and
With
The outer ring has an outer ring extending portion extending axially outward from the tooth portion of the external gear.
The power generation element is arranged in the outer ring extending portion, and is arranged.
The power extraction unit is arranged at a position where it overlaps with the power generation element when viewed from the radial direction.
本発明によれば、撓み歯車の運動を利用して他の電気機器へ電力を供給可能な撓み噛合い式歯車装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a flexural meshing gear device capable of supplying electric power to other electric devices by utilizing the motion of the flexure gear.
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る歯車装置を示す縦断面図である。図２は、第１実施の形態に係る歯車装置を軸方向に見た側面図（Ａ）とその部分拡大図（Ｂ）である。軸方向とは歯車装置１の回転軸Ｏの軸方向を意味する。図３は、第１実施の形態に係る歯車装置の歯車周辺の機構を示す分解斜視図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a gear device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view (A) and a partially enlarged view (B) of the gear device according to the first embodiment as viewed in the axial direction. The axial direction means the axial direction of the rotating shaft O of the
本発明の第１実施の形態に係る歯車装置１は、入力軸と出力軸とを同軸上に配置して、高い減速比で回転運動を伝達する減速機である。歯車装置１は、一部の歯車が撓み変形して別の歯車と噛合う撓み噛合い式歯車装置である。
The
歯車装置１は、図１〜図３に示すように、２つの内歯歯車１１、１２と、撓み歯車としての外歯歯車１３と、起振体軸受としての軸受１４と、起振体としての偏心カム１５と、発電素子１６とを備えている。２つの内歯歯車１１、１２は同軸上に並列し、これらの内側に、外歯歯車１３、軸受１４、偏心カム１５が順に配置されている。図３においては、内歯歯車１１、１２と外歯歯車１３と軸受１４の外輪１４ａのみを示している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
内歯歯車１１、１２は、剛性を有する円筒状の歯車である。内歯歯車１１、１２には、それぞれ内周側の全周に渡って歯部１１ａ、１２ａが設けられている。一方の内歯歯車１１の歯部１１ａと、他方の内歯歯車１２の歯部１２ａとは、回転軸Ｏを中心に同一半径上に設けられている。一方の内歯歯車１１の歯数と他方の内歯歯車１２の歯数とは、異なる値に設定されている。２つの内歯歯車１１、１２は、典型的には一方が固定され、他方が出力軸に連結される。
The
偏心カム１５は、剛性を有する剛体であり、回転軸Ｏを中心に偏心したカム面１５ａを有する。カム面１５ａは、回転軸Ｏを中心とした周方向に偏心した曲率を有する一方、回転軸Ｏの軸方向には曲率を有さない形状である。カム面１５ａの軸直角断面形状は、図２（Ａ）に示すように、長軸Ｌａと短軸Ｌｂとを有する楕円に近い形状である。長軸Ｌａの中点と短軸Ｌｂの中点とは回転軸Ｏで交差する。長軸Ｌａは、外歯歯車１３と内歯歯車１１、１２とを噛み合わす長さを有する一方、短軸Ｌｂは、外歯歯車１３と内歯歯車１１、１２とを離間させる長さを有する。
The
偏心カム１５には、例えば連結孔１５ｂが設けられ、歯車装置１の外部の軸が連結される。偏心カム１５は、典型的には入力軸（モータ軸）に連結される。
The
外歯歯車１３は、撓み変形して内歯歯車１１、１２と噛合う撓み歯車であり、周方向の曲率を変化させる向きに撓み変形可能なように構成されている。外歯歯車１３は、筒状の基部１３ｂと、基部１３ｂの外周に設けられた歯部１３ａとを備えている。歯部１３ａは、２つの内歯歯車１１、１２の歯部１１ａ、１２ａと対向する配置で、基部１３ｂの外周側の全周に渡って設けられている。外歯歯車１３は、偏心カム１５のカム面１５ａに沿って偏心し、偏心カム１５の長軸Ｌａの延長線上の部位周辺の範囲が内歯歯車１１、１２と噛合い、残りの範囲が内歯歯車１１、１２から離間して噛合わない状態にされる。
The
外歯歯車１３の基部１３ｂは、回転軸Ｏの軸方向に歯部１３ａを超えて延在する延在部１３ｂ１を有する。基部１３ｂは、回転軸Ｏを中心とした周方向の全周に連なって設けられている。
The
発電素子１６は、基部１３ｂの延在部１３ｂ１に設けられている。発電素子１６は、曲げ変形により発電する圧電材料を膜状にした部材である。発電素子１６としては、例えばピエゾフィルム或いは高分子系の圧電フィルムなどを採用することができる。発電素子１６は、図１に示すように、延在部１３ｂ１の内周面および外周面の両方に設けられている。また、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、複数の発電素子１６が延在部１３ｂ１の周方向に間隔を空けて複数の範囲に設けられている。なお、発電素子１６は、延在部１３ｂ１の内周面および外周面の何れか一方にのみ設けられていてもよいし、延在部１３ｂ１の全周に渡って設けられていてもよい。
The
軸受１４は、外歯歯車１３と偏心カム１５との間に介在して、外歯歯車１３を偏心カム１５の偏心したカム面１５ａに沿った形状に規制しつつ、外歯歯車１３と偏心カム１５との相対的な回転移動を小さい抵抗で実現するためのものである。軸受１４は、例えばローラベアリングであり、円筒状の外輪１４ａと、複数のローラ１４ｂと、複数のローラ１４ｂの間隔を保持する保持器１４ｃとを有する。軸受１４の内側には偏心カム１５のカム面１５ａが当接し、軸受１４の外側には外歯歯車１３の内周面が当接している。
The
外輪１４ａは、厚み方向に圧縮する力に対しては高い硬度を有する一方、周方向の曲率を変化させる向きには弾性変形可能な部材から構成されている。外輪１４ａは、複数のローラ１４ｂの転がり抵抗を小さくするために設けられている。外輪１４ａは、外歯歯車１３の内周面に接触して、外歯歯車１３と一体的に撓み変形し、外歯歯車１３が回転するときには外歯歯車１３と一体的に回転する。
The
なお、軸受１４は、複数のローラ１４ｂと偏心カム１５との間に内輪を有する構成としてもよい。この場合、内輪は偏心カム１５のカム面と接触して偏心カム１５と一体的に回転する。
The
＜第１例の電力取出部＞
図４は、電力取出部の第１例を示す斜視図である。図５は、図４の電力取出部の一部破断の拡大斜視図である。
<Power extraction unit of the first example>
FIG. 4 is a perspective view showing a first example of the power extraction unit. FIG. 5 is an enlarged perspective view of a partial breakage of the power extraction portion of FIG.
本実施の形態の歯車装置１は、図４に示す電力取出部１７をさらに備えている。図４では、説明を分かりやすくするため、外歯歯車１３に固定された１つの発電素子１６と、これに対応する１組の電力取出部１７とを抽出して描いている。図４では、破線の矢印線により外歯歯車１３の基部１３ｂに沿った周方向が示されている。
The
電力取出部１７は、図４および図５に示すように、円周に沿って延設されたリング状の形態を有する。電力取出部１７は、外歯歯車１３の基部１３ｂに隣接し、発電素子１６から回転軸Ｏの軸方向に離間して配置される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
電力取出部１７は、陽極の電極リング１７ａと陰極の電極リング１７ｂとを有し、これらが回転軸Ｏを中心とする半径方向に並列されて構成される。電極リング１７ａ、１７ｂには、発電素子１６から電力を導く導線１６ａ１、１６ａ２の一部がそれぞれ接触して、発電素子１６から電力を取り出す。導線１６ａ１、１６ａ２は、根元側の端部が発電素子１６に連結されており、発電素子１６および外歯歯車１３と一体的に回転する。導線１６ａ１、１６ａ２は張りを有し、接触部位が電極リング１７ａ、１７ｂの方へ付勢された状態で、電極リング１７ａ、１７ｂに接触し、摺動する。
The
電極リング１７ａ、１７ｂは、外歯歯車１３の変形に伴って発電素子１６が半径方向に変位しても、導線１６ａ１、１６ａ２との接触が維持されるように、回転軸Ｏを中心とした半径方向に所定の幅を有している。電極リング１７ａ、１７ｂには、導線１６ａ１、１６ａ２が電極リング１７ａ、１７ｂから外れないように発電素子１６の方へ張り出した側壁ｈ１、ｈ１が設けられている。導線１６ａ１、１６ａ２には、折曲部ｓ１、ｓ１が設けられている。折曲部ｓ１、ｓ１は丸みを有し、導線１６ａ１、１６ａ２の先端が電極リング１７ａ、１７ｂから浮き上がるように曲げられている。これにより、外歯歯車１３が順方向と逆方向のどちらに回転しても、導線１６ａ１、１６ａ２の先端が電極リング１７ａ、１７ｂに引っかからず、導線１６ａ１、１６ａ２は安定して電極リング１７ａ、１７ｂと接触する。
The electrode rings 17a and 17b have a radius centered on the rotation axis O so that contact with the lead wires 16a1 and 16a2 is maintained even if the
なお、歯車装置１には、回転軸Ｏに沿った一方の側の延在部１３ｂ１と他方の側の延在部１３ｂ１とにそれぞれ対応して、これらにそれぞれ隣接する少なくとも２組の電力取出部１７が設けられる。また、歯車装置１には、延在部１３ｂ１の外周面に設けられる発電素子１６と内周面に設けられる発電素子１６とにそれぞれ対応して、更に２倍の個数の電力取出部１７が設けられてもよい。外周面に設けられる発電素子１６からの電力の取出しと、内周面に設けられる発電素子１６からの電力の取出しとを共通の電力取出部１７により行わせてもよい。
In the
＜第２例の電力取出部＞
図６は、電力取出部の第２例を示す斜視図である。図７は、図６の電力取出部の一部破断の拡大斜視図である。
<Power extraction section of the second example>
FIG. 6 is a perspective view showing a second example of the power extraction unit. FIG. 7 is an enlarged perspective view of a partial breakage of the power extraction portion of FIG.
本実施の形態の歯車装置１は、第１例の電力取出部に替えて、図６の第２例の電力取出部２７を備えていてもよい。図６では、説明を分かりやすくするため、外歯歯車１３に固定された１つの発電素子１６と、これに対応する１組の電力取出部２７とを抽出して描いている。図６では、破線の矢印線により外歯歯車１３の基部１３ｂに沿った周方向が示されている。
The
電力取出部２７は、図６および図７に示すように、円周に沿って延設されたリング状の形態を有する。電力取出部２７は、外歯歯車１３の基部１３ｂに隣接し、発電素子１６から回転軸Ｏを中心とした半径方向に離間して配置される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
電力取出部２７は、陽極の電極リング２７ａと陰極の電極リング２７ｂとを有し、これらが回転軸Ｏの軸方向に並列されて構成される。電極リング２７ａ、２７ｂには、発電素子１６から電力を導く導線１６ｂ１、１６ｂ２の一部がそれぞれ接触して、発電素子１６から電力を取り出す。導線１６ｂ１、１６ｂ２は張りを有し、接触部位が電極リング２７ａ、２７ｂの方へ付勢された状態で、電極リング２７ａ、２７ｂに接触し、摺動する。
The
導線１６ｂ１、１６ｂ２は、外歯歯車１３の変形に伴って発電素子１６が半径方向に変位しても、電極リング２７ａ、２７ｂとの接触が維持されるように、長さと弾性力とを有している。電極リング２７ａ、２７ｂには、導線１６ｂ１、１６ｂ２が電極リング２７ａ、２７ｂから外れないように発電素子１６の方へ張り出した側壁ｈ１、ｈ１が設けられていてもよい。導線１６ｂ１、１６ｂ２には、第１例と同様に、安定して電極リング２７ａ、２７ｂと接触するように曲げられた折曲部ｓ１、ｓ１が設けられていてもよい。また、導線１６ｂ１、１６ｂ２がしなって、その根元部分と折曲部ｓ１、ｓ１との角度が変化することで、発電素子１６の変位に対応して導線１６ｂ１、１６ｂ２と電極リング２７ａ、２７ｂとの接触が維持されるようにしてもよい。
The lead wires 16b1 and 16b2 have a length and an elastic force so that contact with the electrode rings 27a and 27b is maintained even if the
なお、歯車装置１には、回転軸Ｏに沿った一方の側の延在部１３ｂ１と他方の側の延在部１３ｂ１とにそれぞれ対応して、これらにそれぞれ隣接する少なくとも２組の電力取出部２７が設けられる。また、歯車装置１には、延在部１３ｂ１の外周面の発電素子１６と内周面の発電素子１６とにそれぞれ対応して、更に２倍の個数の電力取出部２７が設けられる。延在部１３ｂ１の内周面の発電素子１６に対応する電力取出部２７は、回転軸Ｏを中心とする半径方向において、延在部１３ｂ１の内方に離間するように設けられる。
In the
＜動作説明＞
次に、歯車装置１の動作について説明する。ここでは、偏心カム１５が入力軸に連結され、内歯歯車１１が出力軸に連結され、内歯歯車１２が固定された構成について説明する。また、特に制限されるものではないが、一方の内歯歯車１１と外歯歯車１３との歯数が同数であり、他方の内歯歯車１２と外歯歯車１３との歯数に差があるものとする。
<Operation explanation>
Next, the operation of the
入力軸の回転駆動により偏心カム１５が回転すると、軸受１４を介して偏心カム１５の運動が外歯歯車１３に伝わる。外歯歯車１３は、固定された内歯歯車１２に一部が噛合っているので、偏心カム１５の回転に追従して外歯歯車１３が回転することはなく、外歯歯車１３に対して偏心カム１５が相対的に回転する運動が得られる。このとき、外歯歯車１３は偏心カム１５のカム面１５ａに沿った形状に規制されているため、外歯歯車１３は偏心カム１５の回転に従って撓み変形する。具体的には、外歯歯車１３の曲率が大きくなる部位と曲率が小さくなる部位との位置が、周期的に移動するように変形する。この変形の周期は、偏心カム１５の高速な回転周期に比例する。
When the
外歯歯車１３の変形があると、この変形が発電素子１６に伝わって、発電素子１６で発電が行われる。この電力は、発電素子１６から電力取出部１７へ導かれ、電力取出部１７から歯車装置１の外部の電気機器に供給される。電力取出部１７と電気機器との間にはレギュレータ回路など電圧を調整する回路が設けられていてもよい。
When the
上述したように、偏心カム１５の回転により外歯歯車１３が変形すると、偏心カム１５の長軸Ｌａの回転に従って外歯歯車１３と内歯歯車１２との噛合う位置が回転方向に変化する。ここで、外歯歯車１３と内歯歯車１２との歯数に違いがあると、噛合う位置が一周するごとに噛合わされる歯部１３ａ、１２ａの対応関係がずれていくので、これにより外歯歯車１３が回転する。例えば、内歯歯車１２の歯数が１０２で、外歯歯車１３の歯数が１００であれば、偏心カム１５の回転運動は減速比１００：２で減速されて外歯歯車１３に伝達される。
As described above, when the
一方、外歯歯車１３は内歯歯車１１とも同様に噛合っているため、偏心カム１５の回転によって外歯歯車１３と内歯歯車１１との噛合う位置も同様に回転方向に変化する。内歯歯車１１の歯数と外歯歯車１３の歯数とは同数であるので、外歯歯車１３と内歯歯車１１とは相対的に回転移動せずに、外歯歯車１３の回転運動が減速比１：１で内歯歯車１１へ伝達される。これにより、内歯歯車１１が回転して出力軸から減速された回転運動が出力される。
On the other hand, since the
＜機械装置への適用例＞
図８は、本発明の実施の形態に係る歯車装置を備える産業用ロボットの構成図を示す。
<Example of application to mechanical devices>
FIG. 8 shows a configuration diagram of an industrial robot including a gear device according to an embodiment of the present invention.
この産業用ロボット（ロボット装置と呼んでもよい）１００は、水平多関節ロボットであり、先端に物体を把持するヘッドが取り付けられた上下動ユニット１１０と、上下動ユニット１１０を水平方向に移動するアームユニット１２０とを備えている。アームユニット１２０には２つの関節部１２１、１２５が設けられている。
This industrial robot (which may be called a robot device) 100 is a horizontal articulated robot, and has a
関節部１２１、１２５は、それぞれサーボモータ１２２、１２６と、減速機１２３、１２７とを備えている。関節部１２１、１２５は、サーボモータ１２２、１２６の回転運動を減速機１２３、１２７で減速した運動により、アームユニット１２０の各関節を回動させる。
The
このような産業用ロボット１００において、関節部１２５の減速機１２７に本実施の形態の歯車装置１が適用されている。減速機１２７の発電素子１６で発電された電力は、電力取出部１７により取り出されて、レギュレータ回路等を介してサーボモータ１２６を冷却する冷却部１８に供給される。
In such an
冷却部１８は、例えばペルチェ素子であり、冷却面がサーボモータ１２６に接触するように配置され、放熱面がヒートパイプ２０に接触するように配置されている。ヒートパイプ２０は、例えばケーブル配管１３０を介して台座１４０等まで導かれ、冷却部１８から導かれた熱を外部に排出する。
The cooling
なお、歯車装置１で発電された電力の供給先は、様々に変更可能である。例えば、歯車装置１自体を冷却する冷却部、各種センサ、産業用ロボット１００の各部に電力を供給する電源装置のバッテリ（蓄電部）に、歯車装置１で発電された電力を供給するようにしてもよい。冷却部は、ペルチェ素子に限られず、ファンなどであってもよい。各種センサには、例えば、アームユニット１２０の各関節の角度、回転速度、上下動ユニット１１０の昇降位置、又は昇降速度等を計測する内界センサ、並びに、把持および搬送する対象物の認識等を行う外界センサなどが含まれていてもよい。
The supply destination of the electric power generated by the
以上のように、第１実施の形態の歯車装置１およびこれを備えた産業用ロボット１００によれば、歯車装置１の振動として消失していたエネルギーを発電素子１６により回収して、他の電気機器に電力を供給することができる。よって、総合的な消費電力を低減することができる。また、歯車装置１から近くの冷却部１８に電力を供給することで、従前の冷却部１８を動かすために必要だった電源装置からの長い配線および冷却部１８専用の電圧を生成する電源回路などを省くことができる。
As described above, according to the
（第２実施の形態）
図９は、本発明の第２実施の形態の歯車装置を示す縦断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a vertical sectional view showing a gear device according to a second embodiment of the present invention.
第２実施の形態の歯車装置１Ａは、第１実施の形態と発電素子１６の配置箇所が異なり、他の構成は第１実施の形態とほぼ同様である。第１実施の形態と同様の構成については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
The
第２実施の形態においては、外歯歯車１３の延在部１３ｂ１の代わりに、軸受１４の外輪１４ａに外輪延在部１４ａ１が設けられている。外輪延在部１４ａ１は、回転軸Ｏの軸方向において、外歯歯車１３を超えて延在する。外輪延在部１４ａ１は、外歯歯車１３の撓み変位とともに変形し、外歯歯車１３が回転するときには外歯歯車１３とともに回転する。
In the second embodiment, the outer ring extending portion 14a1 is provided on the
第２実施の形態において、発電素子１６は外輪延在部１４ａ１に設けられている。図９に示すように、発電素子１６は、外輪延在部１４ａ１の内面および外面の両方に設けられてもよいし、外輪延在部１４ａ１の内面と外面の何れか一方にのみ設けてもよい。また、発電素子１６は、第１実施の形態と同様に、外輪延在部１４ａ１の周方向の複数の範囲に設けられてもよいし、外輪延在部１４ａ１の全周範囲に設けられてもよい。
In the second embodiment, the
第２実施の形態の歯車装置１Ａによれば、歯車装置１Ａの動作中、外輪１４ａは偏心カム１５の回転に伴って、外歯歯車１３と一体的に変形し、この変形により発電素子１６で発電が行われる。よって、発電された電力を、歯車装置１Ａが組み込まれた機械装置の他の電気機器を駆動するために利用することができる。
According to the
以上、本発明の第１および第２の実施の形態について説明した。 The first and second embodiments of the present invention have been described above.
なお、本発明は、上記実施の形態に制限されるものでなく、様々な変形例が考えられる。例えば、上記実施の形態では、一部の歯車が撓み変形する歯車装置として、２つの内歯歯車と、外歯歯車と、偏心カムと、軸受とを有する構成を例にとって説明した。しかしながら、２つの内歯歯車のうち出力軸と連結される内歯歯車を省略し、出力軸が外歯歯車と連結される構成を、本発明の歯車装置として適用してもよい。この場合、外歯歯車は有底筒状のカップ型の構成とし、ダイヤフラム（有底筒状の底の部位）に出力軸を連結すればよい。或いは、外歯歯車は回転軸を中心とした半径方向に広がるフランジを有するシルクハット型の構成とし、フランジに出力軸を連結すればよい。このような構成においても、外歯歯車又は軸受の外輪が周期的に変形するので、これらに発電素子を設けて発電することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered. For example, in the above-described embodiment, a configuration having two internal gears, an external gear, an eccentric cam, and a bearing has been described as an example of a gear device in which some gears are bent and deformed. However, of the two internal gears, the internal gear connected to the output shaft may be omitted, and the configuration in which the output shaft is connected to the external gear may be applied as the gear device of the present invention. In this case, the external gear has a cup-shaped structure with a bottomed cylinder, and the output shaft may be connected to the diaphragm (the bottom portion of the bottomed cylinder). Alternatively, the external gear may have a top hat type structure having a flange extending in the radial direction about the rotation axis, and the output shaft may be connected to the flange. Even in such a configuration, since the outer ring of the external gear or the bearing is periodically deformed, a power generation element can be provided on these to generate power.
また、上記実施の形態では、撓み歯車として外歯歯車を適用した構成を例にとって説明した。しかしながら、例えば、撓み歯車として遊星歯車装置の内歯歯車を適用することもできる。遊星歯車装置は、入力軸と同軸上に配置される太陽歯車と、太陽歯車の周囲に配置され太陽歯車と噛合う複数の遊星歯車と、遊星歯車を保持する遊星キャリアと、遊星歯車と太陽歯車とを囲んで遊星歯車と噛合う内歯歯車とを備えている。このような遊星歯車装置において、内歯歯車を撓み変形可能とし、内歯歯車の内径を遊星歯車が通過する最外周の径より小さくした構成を採用することができる。このような構成により、内歯歯車は、遊星歯車と噛合う部分が外方へ張り出すように弾性変形する。加えて、内歯歯車と遊星歯車との相対的な回転移動により、このように弾性変形する位置が回転方向へ周期的に変化する。このような遊星歯車装置において、撓み変形する内歯歯車或いはこの内歯歯車と一体的に撓み変形する部材に発電素子を設けることで、遊星歯車装置の回転運動に伴って発電素子で発電を行うことができる。 Further, in the above-described embodiment, a configuration in which an external gear is applied as a flexible gear has been described as an example. However, for example, an internal gear of a planetary gear device can be applied as a flexible gear. The planetary gear set includes a sun gear that is arranged coaxially with the input shaft, a plurality of planet gears that are arranged around the sun gear and mesh with the sun gear, a planet carrier that holds the planet gear, and a planet gear and a sun gear. It is equipped with an internal gear that surrounds and meshes with planetary gears. In such a planetary gear device, it is possible to adopt a configuration in which the internal gear is made flexible and deformable, and the inner diameter of the internal gear is smaller than the diameter of the outermost circumference through which the planet gear passes. With such a configuration, the internal gear is elastically deformed so that the portion that meshes with the planetary gear protrudes outward. In addition, the relative rotational movement of the internal gear and the planetary gear causes the elastically deformed position to periodically change in the rotational direction. In such a planetary gear device, by providing a power generation element on an internal gear that flexes and deforms or a member that flexes and deforms integrally with the internal gear, the power generation element generates power with the rotational movement of the planetary gear device. be able to.
また、上記実施の形態では、歯車装置が適用される機械装置として水平多関節型ロボットを例示し、モータの冷却部に電力を供給する構成を例にとって説明した。しかしながら、本発明に係る歯車装置は、様々なロボット装置、或いは、動力伝達部を有する様々な機械装置に適用することができる。また、本発明に係る歯車装置で発電された電力の供給先は様々に変更可能である。 Further, in the above embodiment, a horizontal articulated robot is exemplified as a mechanical device to which a gear device is applied, and a configuration for supplying electric power to a cooling unit of a motor has been described as an example. However, the gear device according to the present invention can be applied to various robot devices or various mechanical devices having a power transmission unit. Further, the supply destination of the electric power generated by the gear device according to the present invention can be changed in various ways.
また、上記実施の形態では、２つの内歯歯車と外歯歯車との歯数の設定、入力軸および出力軸の連結相手など、細部についても具体的に説明したが、これら細部は本発明を制限するものではない。例えば、固定される内歯歯車と外歯歯車との歯数を同数とし、回転する内歯歯車と外歯歯車との歯数を異ならせてもよい。この場合、外歯歯車は、偏心カムの回転に伴って変形する一方、回転することがない。従って、外歯歯車又は外輪に設けられる発電素子は回転移動せず、発電素子からの電力の取出しが容易となる。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Further, in the above-described embodiment, details such as setting of the number of teeth of the two internal gears and the external gears and the connection partner of the input shaft and the output shaft have been specifically described, but these details are the present invention. It does not limit. For example, the number of teeth of the fixed internal gear and the external gear may be the same, and the number of teeth of the rotating internal gear and the external gear may be different. In this case, the external gear is deformed with the rotation of the eccentric cam, but does not rotate. Therefore, the power generation element provided on the outer gear or the outer ring does not rotate and move, and the power can be easily taken out from the power generation element. In addition, the details shown in the embodiments can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.
また、上記実施の形態では、電力取出部１７、２７として、主に、電極リング１７ａ、１７ａ、２７ａ、２７ｂを有する構成を示した。しかし、電極リング１７ａ、１７ｂ、２７ａ、２７ｂと、導線１６ａ１、１６ａ２、１６ｂ１、１６ｂ２とを含む構成が、電力取出部１７、２７と見なされてもよい。この場合、導線１６ａ１、１６ａ２、１６ｂ１、１６ｂ２は、本発明に係る配線部材の一例に相当し、電極リング１７ａ、１７ｂ、２７ａ、２７ｂは、本発明に係る電力受部材の一例に相当する。
Further, in the above-described embodiment, the electric
（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置を示す縦断面図である。図１１は、図１０の発電素子の周辺部分を示す拡大図である。
(Third Embodiment)
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a flexure meshing gear device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 11 is an enlarged view showing a peripheral portion of the power generation element of FIG.
第３実施の形態では、発電素子１６から電力を取り出す構成要素を含めて、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの各構成要素が一体的に組み付けられた形態について説明する。第３実施の形態において、第１実施の形態又は第２実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。以下、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの回転軸Ｏ１に沿った方向を軸方向、回転軸Ｏ１に直交する方向を径方向、回転軸Ｏ１を中心とする回転方向を周方向と定義する。
In the third embodiment, a mode in which each component of the flexible
第３実施の形態の撓み噛合い式歯車装置１Ｂは、一方の内歯歯車１１を有する第１支持部材２１０と、他方の内歯歯車１２を有する第２支持部材２２０と、外歯歯車１３と、起振体軸受としての軸受１４と、偏心カム１５を有する軸部材２５０とを備える。また、撓み噛合い式歯車装置１Ｂは、ケーシング部材２０１と、２つの蓋部材２０２、２０３と、軸受２０５、２０６と、主軸受２０７と、規制部材２８０と、発電素子１６と、電力取出部２７０と、コネクタ部２６０とを備える。
The flexible
第１支持部材２１０は、周方向に連なる環状で剛性を有する部材であり、内周部の一部に内歯歯車１１を有する。第１支持部材２１０は、内歯歯車１１の部分と、内歯歯車１１よりも軸方向の一方（内歯歯車１２から内歯歯車１１を向く方）に延設された支持延在部２１１を有する。第１支持部材２１０は、内歯歯車１１に伝達される回転運動により、内歯歯車１１と一体的に回転運動する。但し、第１支持部材２１０が固定されて撓み噛合い式歯車装置１Ｂが使用される場合には、第１支持部材２１０と内歯歯車１１とは、他方の内歯歯車１２または偏心カム１５と相対的に回転する。
The
第２支持部材２２０は、周方向に連なる環状で剛性を有する部材であり、内周部の一部に内歯歯車１２を有する。第２支持部材２２０は、内歯歯車１２の部分と、内歯歯車１２よりも軸方向の一方（内歯歯車１１から内歯歯車１２を向く方）に延設された支持延在部２２１を有する。第２支持部材２２０は、内歯歯車１２に伝達される回転運動により、内歯歯車１２と一体的に回転運動する。但し、第２支持部材２２０が固定されて撓み噛合い式歯車装置１Ｂが使用される場合には、第２支持部材２２０および内歯歯車１２は、他方の内歯歯車１１または偏心カム１５と相対的に回転する。
The
軸部材２５０は、軸状或いは中空の管状で剛性を有する部材であり、外周部の一部に偏心カム１５を有する。軸部材２５０は、軸受２０５、２０６によって回転可能に支持される。軸部材２５０は、偏心カム１５の部分より軸方向の一方および他方に延在する軸延在部２５１、２５２を有する。軸延在部２５１、２５２は偏心を有さず、軸受２０５、２０６はこれらを支持する。
The
外歯歯車１３は、延在部１３ｂ１が軸方向の一方にのみ有する点が、第１実施の形態と異なり、その他は第１実施の形態と同様である。延在部１３ｂ１には、外周面に発電素子１６が設けられている。
The
軸受１４は、第１実施の形態と同様である。
The
第１支持部材２１０と第２支持部材２２０と軸部材２５０とは、各回転中心が回転軸Ｏ１と重なるように配置される。また、第１支持部材２１０と第２支持部材２２０とは、内歯歯車１１、１２の部分が軸方向に隣接されて配置される。さらに、軸部材２５０は、第１支持部材２１０と第２支持部材２２０との内方（径方向における内方）に配置される。このような配置により、第１支持部材２１０の内歯歯車１１と、第２支持部材２２０の内歯歯車１２と、軸部材２５０の偏心カム１５とが、第１実施の形態と同様の関係で配置される。また、外歯歯車１３と軸受１４とは、第１実施の形態と同様に内歯歯車１１、１２と偏心カム１５との間に配置される。
The
ケーシング部材２０１は、周方向に連なる環状で剛性を有する部材である。ケーシング部材２０１は、第２支持部材２２０と固定的に連結され、第１支持部材２１０の径方向の外方に配置される。ケーシング部材２０１は、主軸受２０７を介して、第１支持部材２１０を相対的に回転可能な状態に支持する。なお、ケーシング部材２０１は、第１支持部材２１０を同様に支持することができれば、環状の構成でなくてもよい。
The
蓋部材２０２は、環状の部材であり、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの軸方向の一方の端部に組み付けられる。蓋部材２０２は、軸方向の一方の端部において、軸部材２５０と第１支持部材２１０との間を覆う。蓋部材２０２はオイルシールを介して組み付けられても良い。蓋部材２０２は、例えば、第１支持部材２１０と固定的に連結され、軸受２０５の径方向の外側を保持する。
The
蓋部材２０３は、環状の部材であり、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの軸方向の別方の端部に組み付けられる。蓋部材２０３は、軸方向の別方の端部において、軸部材２５０と第２支持部材２２０との間を覆う。蓋部材２０３はオイルシールを介して組み付けられても良い。蓋部材２０３は、例えば、第２支持部材２２０と固定的に連結され、軸受２０６の径方向の外側を保持する。
The
軸受２０５、２０６は、例えば転がり軸受であり、互いに軸方向に離れた複数の箇所で軸部材２５０を支持する。
The
主軸受２０７は、例えばクロスローラ軸受など、軸方向の一方および他方の２方向と、径方向との荷重を受けられる軸受であり、ケーシング部材２０１と第１支持部材２１０との間に配置される。
The
電力取出部２７０は、発電素子１６に接続された配線部材２７１と、配線部材２７１から電力を受ける電力受部材２７２とを含む（図１１を参照）。
The
配線部材２７１は、発電素子１６の陽極と陰極とにそれぞれ接続される一対を１組として、１組または複数組設けられる。複数の発電素子１６が延在部１３ｂ１の周方向の複数の箇所に設けられる場合、複数組の配線部材２７１は、複数の発電素子１６に対応して延在部１３ｂ１の周方向の複数の箇所に設けられる。各組の配線部材２７１は、例えば一端が発電素子１６に連結され、発電素子１６の発電に基づく起電力を導く。
The
電力受部材２７２は、第１実施の形態の電極リング１７ａ、１７ｂと同様の構成である。電力受部材２７２は、配線部材２７１が外歯歯車１３と一緒に周方向に回動する場合に、配線部材２７１と摺接し、配線部材２７１から電力を受ける。また、配線部材２７１が複数組設けられる場合には、電力受部材２７２は複数組の配線部材２７１から電力を集める母線としても機能する。
The
コネクタ部２６０は、発電素子１６で発電された電力を、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの外方に導く端子である。コネクタ部２６０は、例えば、第２支持部材２２０の外周面に固定され、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの外部に露出される。第２支持部材２２０には、コネクタ部２６０と電力受部材２７２とを結ぶ貫通孔ｊ１が設けられ、貫通孔ｊ１にはコネクタ部２６０と電力受部材２７２とを電気的に接続する配線ｍ１が設けられている。なお、撓み噛合い式歯車装置１Ｂにおいて、歯車部分を収容し、且つ、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの外部に露出する部分をケーシングと定義すれば、コネクタ部２６０はケーシングに設けられていると見なしてもよい。
The
規制部材２８０は、外歯歯車１３と軸受１４との軸方向の一方に配置され、これらと隣接して、外歯歯車１３と軸受１４とが軸方向に変位することを規制する。ここで、変位の規制とは、変位を完全に禁止する意味ではなく、所定量以上の変位を禁止することを意味する。規制部材２８０の詳細は後述する。
The regulating
このような構成によれば、撓み噛合い式歯車装置１Ｂに動力が伝達されて外歯歯車１３が撓み変形すると、これに伴って発電素子１６が撓み変形して発電する。そして、発電素子１６の出力電極に起電力が生じると、この起電力が配線部材２７１から電力受部材２７２へ、さらに、電力受部材２７２からコネクタ部２６０へと送られる。
According to such a configuration, when power is transmitted to the flexure
＜発電素子、電力取出部および規制部材の配置構成＞
以下、軸方向の一方および逆方のうち、外歯歯車１３の中央から延在部１３ｂ１を向く方を「軸方向の固定側」と呼ぶ。
<Arrangement configuration of power generation element, power extraction unit and regulatory member>
Hereinafter, of one side and the opposite side in the axial direction, the side facing the extending portion 13b1 from the center of the
第２支持部材２２０の支持延在部２２１は、内歯歯車１２の歯部を超えて軸方向の固定側へ延設されている。また、軸部材２５０の一方の軸延在部２５１は、偏心カム１５を超えて軸方向の固定側へ延設されている。支持延在部２２１と軸延在部２５１とは、外歯歯車１３の延在部１３ｂ１をさらに超えて、軸方向の固定側に延設されている。このような構成により、外歯歯車１３の延在部１３ｂ１の周囲に、支持延在部２２１と軸延在部２５１とで囲まれたスペースを有する収容室Ｃ１が設けられる。収容室Ｃ１の軸方向の固定側は、他の部材（例えば軸受２０６）で仕切られる。
The
外歯歯車１３の延在部１３ｂ１と発電素子１６とは、収容室Ｃ１内に配置される。発電素子１６は、収容室Ｃ１内において、延在部１３ｂ１の外周面に設けられる。
The extending portion 13b1 of the
電力取出部２７０は、収容室Ｃ１内に配置される。配線部材２７１と電力受部材２７２とは、径方向から見て、延在部１３ｂ１と発電素子１６とに重なる位置に配置される。さらに、配線部材２７１と電力受部材２７２とは、延在部１３ｂ１の外周側（径方向の外方）に配置される。なお、本明細書において、径方向から見てとは、実際に目に見える状態を意味するのでなく、対象の部材以外の部材を透明なものとみなしたときに見える状態を意味する。
The
ここで、例えば第２支持部材２２０が台座に固定され、第１支持部材２１０が回動アームに固定的に連結され、軸部材２５０が台座に搭載されたモータの出力軸に連結される利用形態を想定して説明する。
Here, for example, the
このような利用形態においては、第２支持部材２２０が台座に固定されるため、コネクタ部２６０が台座に対して相対的に変位せず、コネクタ部２６０を介して外部へ電力を導出しやすい。また、コネクタ部２６０と電力受部材２７２との相対的な配置関係が変化しないので、配線ｍ１の敷設が容易となる。
In such a usage mode, since the
さらに、発電素子１６を設けるために、外歯歯車１３に延在部１３ｂ１を設けると、延在部１３ｂ１より径方向の外方と内方の範囲に余剰スペースができる。そこで、上記の配置構成によれば、電力取出部２７０により余剰スペースを有効活用して、電力取出部２７０が設けられる。さらに、電力取出部２７０は、延在部１３ｂ１の外周側に設けられるので、外部に露出されるコネクタ部２６０と電気的に接続するための配線経路を単純化できる。これらによって、発電と電力の取出しを行う構成による体積の増加分を抑制して、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの構成のコンパクト化を図れる。
Further, if the
＜規制部材の詳細＞
外歯歯車１３と軸受１４とは、偏心カム１５と内歯歯車１１、１２との間に保持されて径方向の移動が規制される。一方、外歯歯車１３と軸受１４とは、偏心カム１５と内歯歯車１１、１２によって、軸方向の移動が規制されない。さらに、外歯歯車１３と軸受１４との軸方向の固定側には、収容室Ｃ１のスペースがあるので、収容室Ｃ１に何もないと、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの使用中、外歯歯車１３と軸受１４とが収容室Ｃ１の方へ変位する可能性がある。そこで、規制部材２８０が、収容室Ｃ１に設けられ、外歯歯車１３と軸受１４とが軸方向に移動することを規制する。
<Details of regulatory members>
The
規制部材２８０は、回転軸Ｏ１を中心とする環状の構成であり、外歯歯車１３と軸受１４とに隣接する側面において、軸方向の高さが異なる段差を有する。そして、段の高い部分が軸受規制部２８２を構成し、段が低い部分が外歯規制部２８１を構成する。このような形状により、規制部材２８０は、軸受１４に軸受規制部２８２の側面が軸方向から当接し、軸受１４より延設された延在部１３ｂ１に外歯規制部２８１の側面が軸方向から当接して、これらのストッパーとして機能する。
The regulating
延在部１３ｂ１は、根元部分が内歯歯車１２と軸受１４とに挟まれて保持される一方、延在部１３ｂ１の先端部は径方向に拘束されない。さらに、延在部１３ｂ１は、撓み変形する柔軟性を有する。このような構成により、延在部１３ｂ１は、別の部材に先端部が引っかかったりすると、期待される変形が得られない可能性が生じる。
The root portion of the extending portion 13b1 is sandwiched between the
しかし、延在部１３ｂ１には、ストッパーとしての機能を専用とする規制部材２８０が当接する。従って、例えば、規制部材２８０の延在部１３ｂ１に接触する部分を連続する滑らかな面として、延在部１３ｂ１の引っかかりが抑制されるように規制部材２８０を構成できる。さらに、規制部材２８０を収容室Ｃ１内に固定したり、回転方向或いはその他の方向に変位可能な遊びを設けたり、規制部材２８０を環状とせずに、複数に分割された構成としたり、または、滑らかな材質を採用したりするなど、規制部材２８０の設計自由度が増す。これにより、規制部材２８０には、延在部１３ｂ１の規制に適切な設計を適用できる。従って、規制部材２８０により、延在部１３ｂ１の撓み変形を阻害せずに、延在部１３ｂ１の軸方向の変位を規制することが可能となる。
However, the extending portion 13b1 is brought into contact with the regulating
以上のように、第３実施の形態の撓み噛合い式歯車装置１Ｂによれば、第１実施の形態の作用効果に加えて、延在部１３ｂ１によって生じる余剰スペースを有効活用して電力取出部２７０を配置することができる。従って、発電と電力の取出しを行う構成が付加されても、これらによる体積の増加分を抑制して、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの全体的なコンパクト化を図ることができる。また、電力取出部２７０を延在部１３ｂ１の径方向の外方に設けることで、電力取出部２７０とコネクタ部２６０とを結ぶ配線ｍ１の経路を単純化して、配線ｍ１の敷設を容易にすることができる。
As described above, according to the flexible
さらに、第３実施の形態の撓み噛合い式歯車装置１Ｂによれば、外歯規制部２８１と軸受規制部２８２との間に段差を有する規制部材２８０を有するので、収容室Ｃ１に面する外歯歯車１３と軸受１４とが収容室Ｃ１の方へ変位することを規制できる。さらに、外歯規制部２８１の設計自由が高いため、延在部１３ｂ１の撓み変形を阻害せずに、外歯歯車１３の軸方向の変位を適切に規制することが可能となる。
Further, according to the flexible meshing
（第４実施の形態）
図１２は、本発明の第４実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置を示す縦断面図である。図１３は、図１２の発電素子の周辺部分を示す拡大図である。
(Fourth Embodiment)
FIG. 12 is a vertical sectional view showing a flexure meshing gear device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 13 is an enlarged view showing a peripheral portion of the power generation element of FIG.
第４実施の形態の撓み噛合い式歯車装置１Ｃは、第２実施の形態と同様に、軸受１４の外輪１４ａに外輪延在部１４ａ１を設け、外輪延在部１４ａ１に発電素子１６を配置した点が、主に、第３実施の形態と異なる。第１実施の形態から第３実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
In the flexible meshing
電力取出部２７０は、収容室Ｃ１内に配置される。配線部材２７１と電力受部材２７２とは、径方向から見て、外輪延在部１４ａ１と発電素子１６とに重なる位置に配置される。さらに、配線部材２７１と電力受部材２７２とは、外輪延在部１４ａ１の外周側（径方向の外方）に配置される。
The
規制部材２９０は、収容室Ｃ１において、軸受１４の外輪延在部１４ａ１および保持器１４ｃの軸方向の固定側に配置され、軸受１４が軸方向に大きく変位することを規制する。規制部材２９０は、回転軸Ｏ１を中心とする環状の構成であり、外輪延在部１４ａ１と保持器１４ｃとに隣接する側面において、軸方向の高さが異なる段差を有する。そして、段の高い部分が保持器規制部２９２を構成し、段が低い部分が外輪規制部２９１を構成する。このような形状により、保持器規制部２９２が軸受１４の保持器１４ｃに軸方向から当接し、外輪規制部２９１が外輪延在部１４ａ１に軸方向から当接して、規制部材２９０がストッパーとして機能する。
The regulating
さらに、第４実施の形態の外輪１４ａの外周面には、外歯歯車１３と重なる部分と、外輪延在部１４ａ１との間に径方向に突出する段Ｓ１（図１３を参照）が設けられている。段Ｓ１は、外歯歯車１３の基部１３ｂ（図９を参照）の端部に係止して、外歯歯車１３が収容室Ｃ１の方へ移動することを規制する。
Further, on the outer peripheral surface of the
以上のように、第４実施の形態の撓み噛合い式歯車装置１Ｃによれば、外輪延在部１４ａ１の撓み変形により発電素子１６で発電した電力を、電力取出部２７０およびコネクタ部２６０を介して、撓み噛合い式歯車装置１Ｃの外部へ導くことができる。さらに、第３実施の形態と同様に、電力を外部へ導く構成による体積の増加分が抑制され、撓み噛合い式歯車装置１Ｃのコンパクト化を図れる。
As described above, according to the flexure
また、第４実施の形態の撓み噛合い式歯車装置１Ｃによれば、規制部材２９０と、外輪延在部１４ａ１の段Ｓ１とによって、外輪延在部１４ａ１を含んだ軸受１４と外歯歯車１３とが軸方向に変位することを規制できる。さらに、規制部材２９０は、第３実施の形態の規制部材２８０と同様に、高い設計自由度を有するので、外輪延在部１４ａ１の撓み変形を阻害せずに、外輪延在部１４ａ１の軸方向の変位を規制できる。
Further, according to the flexible meshing
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限られない。例えば、第３と第４の実施の形態では、発電素子１６と電力取出部２７０とが、軸方向の一方に、１系統設けられた構成を例にとって説明した。しかし、発電素子１６と電力取出部２７０とは、外歯歯車１３又は内歯歯車１１、１２を挟んで、軸方向の一方と他方とに、２系統設けられてもよい。例えば、収容室Ｃ１と同様に、第１支持部材２１０の支持延在部２１１と軸部材２５０の軸延在部２５２との間に他方の収容室を設けることができる。さらに、この収容室に、延在部１３ｂ１或いは外輪延在部１４ａ１、発電素子１６、電力取出部２７０、および規制部材２８０或いは規制部材２９０と同様の構成を配置できる。さらに、コネクタ部２６０と同様の構成を第１支持部材２１０に設けて電力を外部に導くことができる。このような構成によれば、第１支持部材２１０に固定的に連結されるアームとコネクタとの関係が相対的に固定的となり、アームに取り付けられる電気部品にコネクタから電力を供給することが容易となる。
Although each embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the third and fourth embodiments, a configuration in which the
また、第３と第４の実施の形態では、発電素子１６と電力取出部２７０とが、延在部１３ｂ１又は外輪延在部１４ａ１の径方向の外側に配置された構成を一例にとって説明した。しかし、発電素子１６と電力取出部２７０とは、延在部１３ｂ１又は外輪延在部１４ａ１の径方向の内側に配置されてもよい。この場合、電力受部材２７２を軸受１４の軸方向の変位を規制するストッパーとして作用させることができる。また、第３と第４の実施の形態では、コネクタ部２６０を電力取出部２７０の径方向に配置した構成を示したが、コネクタ部２６０の配置は適宜変更可能である。
Further, in the third and fourth embodiments, the configuration in which the
また、第３と第４の実施の形態では、発電素子１６が電力受部材２７２に対して相対的に回転する構成を採用したため、電力取出部２７０の配線部材２７１が電力受部材２７２に摺接する構成とした。しかし、外歯歯車１３の歯数と内歯歯車１２の歯数とが同一になる構成を採用すれば、発電素子１６は電力受部材２７２に対して回転方向にほぼ停止する構成となる。この場合、配線部材２７１と電力受部材２７２とは接合されてもよい。この場合、電力受部材２７２は、周方向に配置された複数組の配線部材２７１から電力を集めてコネクタ部２６０へ送る母線として機能する。
Further, in the third and fourth embodiments, since the
また、第３と第４の実施の形態では、蓋部材２０２、２０３、又はケーシング部材２０１が、第１支持部材２１０或いは第２支持部材２２０に固定的に連結された構成を示したが、固定的に連結される部分は、予め一体的な構成としてもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
Further, in the third and fourth embodiments, the
１、１Ａ、 歯車装置
１Ｂ、１Ｃ 撓み噛合い式歯車装置
１１、１２ 内歯歯車
１１ａ、１２ａ、１３ａ 歯部
１３ 外歯歯車（撓み歯車）
１３ｂ 基部
１３ｂ１ 延在部
１４ 軸受
１４ａ 外輪
１４ａ１ 外輪延在部
１４ｂ ローラ
１４ｃ 保持器
１５ 偏心カム（起振体）
１５ａ カム面
１６ 発電素子
１８ 冷却部
１００ 産業用ロボット
２０１ ケーシング部材
２０２、２０３ 蓋部材
２０５、２０６ 軸受
２０７ 主軸受
２１０ 第１支持部材
２１１、２２１ 支持延在部
２２０ 第２支持部材
２５０ 軸部材
２５１、２５２ 軸延在部
２６０ コネクタ部
２７０ 電力取出部
２７１ 配線部材
２７２ 電力受部材
２８０、２９０ 規制部材
２８１ 外歯規制部
２８２ 軸受規制部
２９１ 外輪規制部
２９２ 保持器規制部
Ｃ１ 収容室
Ｓ１ 段
1, 1A,
13b Base 13b1
Claims (9)
変形により発電する発電素子と、
前記発電素子から電力を取り出す電力取出部と、
を備え、
前記外歯歯車は、基部と、前記基部の外周に設けられた歯部と、を有し、
前記基部は、前記歯部よりも軸方向の外側に延在する延在部を有し、
前記発電素子は、前記延在部に配置され、
前記電力取出部は、前記発電素子に接続された配線部材と、前記配線部材から電力を受ける電力受部材と、を含み、前記電力受部材は、径方向から見て前記発電素子と重なる位置に配置される、
撓み噛合い式歯車装置。 A flexible meshing gear device including a vibrating body, an external gear that is flexed and deformed by the vibrating body, and an internal gear that meshes with the external gear.
Power generation elements that generate electricity by deformation and
A power extraction unit that extracts power from the power generation element and
With
The external gear has a base portion and a tooth portion provided on the outer periphery of the base portion.
The base portion has an extending portion extending axially outward from the tooth portion.
The power generation element is arranged in the extension portion and is arranged.
The power extraction unit includes a wiring member connected to the power generation element and a power receiving member that receives power from the wiring member, and the power receiving member is located at a position overlapping the power generation element when viewed in the radial direction. Be placed,
Flexible meshing gear device.
変形により発電する発電素子と、
前記発電素子から電力を取り出す電力取出部と、
を備え、
前記外輪は、前記外歯歯車の歯部よりも軸方向の外側に延在する外輪延在部を有し、
前記発電素子は、前記外輪延在部に配置され、
前記電力取出部は、径方向から見て前記発電素子と重なる位置に配置される、
撓み噛合い式歯車装置。 The oscillating body, the external gear that is flexed and deformed by the oscillating body, and the external gear that are separately arranged between the oscillating body and the external gear and are flexed and deformed together with the external gear. A flexible meshing gear device including an outer ring of a vibration exciter bearing and an internal gear that meshes with the external gear.
Power generation elements that generate electricity by deformation and
A power extraction unit that extracts power from the power generation element and
With
The outer ring has an outer ring extending portion extending axially outward from the tooth portion of the external gear.
The power generation element is arranged in the outer ring extending portion, and is arranged.
The power extraction unit is arranged at a position overlapping the power generation element when viewed in the radial direction.
Flexible meshing gear device.
前記発電素子に接続された配線部材を含む、
請求項２に記載の撓み噛合い式歯車装置。 The power extraction unit
Including a wiring member connected to the power generation element ,
The flexible meshing gear device according to claim 2 .
前記配線部材から電力を受ける電力受部材を含む、
請求項３記載の撓み噛合い式歯車装置。 The power extraction unit
Including a power receiving member that receives power from the wiring member,
The flexible meshing gear device according to claim 3.
請求項４記載の撓み噛合い式歯車装置。 The wiring member is in sliding contact with the power receiving member in the circumferential direction.
The flexible meshing gear device according to claim 4.
前記外歯歯車および前記起振体軸受の軸方向の移動を規制する規制部材と、
をさらに備え、
前記規制部材は、
前記外歯歯車と軸方向に対向する外歯規制部と、
前記起振体軸受と軸方向に対向する軸受規制部と、
を有し、
前記軸受規制部は前記延在部の径方向の内側に配置される、
請求項１記載の撓み噛合い式歯車装置。 The exciter bearing arranged between the exciter and the external gear,
A regulatory member that regulates the axial movement of the external gear and the oscillator bearing, and
With more
The regulatory member
An external tooth regulation unit that faces the external tooth gear in the axial direction,
A bearing regulation unit that faces the oscillator bearing in the axial direction and
Have,
The bearing restricting portion is arranged inside the extending portion in the radial direction.
The flexible meshing gear device according to claim 1.
前記規制部材は、
前記外輪と軸方向に対向する外輪規制部と、
前記起振体軸受の保持器と軸方向に対向する保持器規制部と、
を有し、
前記保持器規制部は前記外輪延在部の径方向の内側に配置される、
請求項２記載の撓み噛合い式歯車装置。 Further provided with a regulating member for restricting the axial movement of the exciter bearing,
The regulatory member
An outer ring regulation unit that faces the outer ring in the axial direction,
The cage regulating unit that faces the cage of the oscillator bearing in the axial direction,
Have,
The cage restricting portion is arranged inside the outer ring extending portion in the radial direction.
The flexible meshing gear device according to claim 2.
前記コネクタ部は前記撓み噛合い式歯車装置のケーシングに設けられ、当該ケーシングの外部に露出されている、
請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。 Further provided with a connector portion for outputting the power taken out by the power extraction portion.
The connector portion is provided in the casing of the flexible meshing gear device and is exposed to the outside of the casing .
The flexible meshing gear device according to any one of claims 1 to 7.
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