JP7396178B2 - 歯車装置およびロボット - Google Patents
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Description
内歯歯車と、
前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回転軸まわりに相対的に回転し、可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内側に設けられ、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回転軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、
を有し、
前記外歯歯車は、外歯歯面を有する外歯を備え、
前記外歯歯面は、前記外歯の歯すじの方向と交差する方向に延在し、かつ、前記歯すじの方向に隣り合って並ぶ第1凸部および第2凸部を含む外歯凸パターンを備え、
前記第1凸部と前記第2凸部との距離は、80μm以上520μm以下であることを特徴とする。
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7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。
まず、本実施形態に係るロボットについて簡単に説明する。
次に、第1実施形態に係る歯車装置について説明する。
歯車装置本体1は、内歯歯車である剛性歯車2と、剛性歯車2の内側に配置されているカップ型の外歯歯車である可撓性歯車3と、可撓性歯車3の内側に配置されている波動発生器4と、を有している。
図2に示すケース5は、軸受13を介して軸61を支持している略板状の蓋体11と、軸受14を介して軸62を支持しているカップ状の本体12と、を有する。ここで、蓋体11と本体12とは連結されて空間を構成しており、その空間には、前述した歯車装置本体1が収納されている。また、蓋体11および本体12の少なくとも一方には、前述した歯車装置本体1の剛性歯車2が例えばネジ止め等により固定されている。
潤滑剤Gは、例えばグリース、すなわち半固体状潤滑剤であり、噛み合い部である剛性歯車2と可撓性歯車3との間、および、接触部・摺動部である可撓性歯車3と波動発生器4との間、のうちの少なくとも一方に配置されている。以下、これら噛み合い部や接触部・摺動部のことを「潤滑対象部」という。このような潤滑対象部に潤滑剤Gを供給することにより、当該潤滑対象部の摩擦を低減することができる。
基油としては、例えば、パラフィン系、ナフテン系等の鉱油、ポリオレフィン、エステル、シリコーン等の合成油が挙げられ、これらのうちの1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、増ちょう剤としては、例えば、カルシウム石けん、カルシウム複合石けん、ナトリウム石けん、アルミニウム石けん、リチウム石けん、リチウム複合石けん等の石けん系、また、ポリウレア、ナトリウムテレフタラメート、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、有機ベントナイト、シリカゲル等の非石けん系等が挙げられ、これらのうちの1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。このように、基油および増ちょう剤を組成として含んでいる潤滑剤Gは、増ちょう剤が形成する3次元構造体が複雑に絡み合って基油を保持しており、その保持した基油を少しずつしみ出させることで潤滑作用を発揮する。
可撓性歯車3は、図3および図4に示すように、多数の外歯33を有するカップ状の歯車である。各外歯33は、図5に示すように、外歯歯面331と、外歯歯面331に接続する歯底面332および歯先面333と、を有している。このうち、少なくとも外歯歯面331は、図5に示すように、複数の凸部71を有している。各凸部71は、外歯33の歯すじ330に交差する方向であって、例えば径方向Rの成分を有する方向に延在している。また、各凸部71は、互いにほぼ平行に延在しており、かつ、外歯歯面331内において、軸方向Aに並んでいる。このような複数の凸部71により、図5に示す外歯凸パターン7が構成されている。
まず、歯車装置10の入力軸に回転数3000rpm、平均負荷トルク50Nm、ピークトルク60Nmでトルクを入力し、連続運転を行う。次に、歯車装置10が破損するまでの入力軸の回転数を計数する。このようにして求めた回転数を、歯車装置10の寿命とする。
なお、起動トルクは、停止している入力軸が1°動くのに要したトルクである。
次に、第2実施形態に係る歯車装置について説明する。
図13は、第2実施形態に係る歯車装置を示す部分断面斜視図である。
なお、第1実施形態に係る外歯凸パターン7についての説明は、本実施形態に係る内歯凸パターン7aにも適用可能である。また、剛性歯車2aの凸部71a同士の距離は、必ずしも上記範囲に限定されず、上記範囲外であってもよい。
次に、第3実施形態に係る歯車装置について説明する。
図14は、第3実施形態に係る歯車装置を示す部分断面斜視図である。
以上のような第3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。
次に、第4実施形態に係る歯車装置について説明する。
図15は、第4実施形態に係る歯車装置を示す縦断面図である。
以上のような第4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。
Claims (8)
- 内歯歯車と、
前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回転軸まわりに相対的に回転し、可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内側に設けられ、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回転軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、
を有し、
前記外歯歯車は、外歯歯面を有する外歯を備え、
前記外歯歯面は、前記外歯の歯すじの方向と交差する方向に延在し、かつ、前記歯すじの方向に隣り合って並ぶ第1凸部および第2凸部を含む外歯凸パターンを備え、
前記第1凸部と前記第2凸部との距離は、80μm以上520μm以下であることを特徴とする歯車装置。 - 前記第1凸部と前記第2凸部との距離は、160μm以上510μm以下である請求項1に記載の歯車装置。
- 前記第1凸部と前記第2凸部との距離は、300μm以上450μm以下である請求項1に記載の歯車装置。
- 前記外歯は、前記外歯歯面と、前記外歯歯面に接続する歯底面および歯先面と、を備え、
前記第1凸部および前記第2凸部は、前記外歯歯面から前記歯底面および前記歯先面まで延在している請求項1ないし3のいずれか1項に記載の歯車装置。 - 前記外歯凸パターンは、前記回転軸まわりの螺旋状に延在している請求項4に記載の歯車装置。
- 前記内歯歯車は、内歯歯面を有する内歯を備え、
前記内歯歯面は、前記外歯凸パターンと同じ内歯凸パターンを備える請求項1ないし5のいずれか1項に記載の歯車装置。 - 前記内歯歯車は、内歯歯面を有する内歯を備え、
前記内歯歯面は、前記外歯凸パターンと異なる内歯凸パターンを備える請求項1ないし5のいずれか1項に記載の歯車装置。 - 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7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ロボット。
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