(57)【要約】【課題】歯車装置の長寿命化を図ることができるロボットおよび歯車装置を提供すること。【解決手段】内歯歯車と、外歯歯車と、波動発生器と、を有し、前記波動発生器は、非円形状の外周面を有するカムと、前記外歯歯車の内周面と前記カムの外周面との間に配置されている軸受と、を有し、前記軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数のボールと、を有し、前記外輪は、前記複数のボールが接触する軌道面と、前記回動軸を含む断面で見た断面視で、前記軌道面に隣接していて前記内輪側に突出している肩部と、前記肩部から前記軌道面とは反対側の端部に向けて前記外輪の内径が拡がるように厚さが薄くなっている薄肉部と、を有することを特徴とする歯車装置。【選択図】図３
2018194078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台またはアームを構成している第１部材と、
前記第１部材に対して回動可能に設けられているアームを構成している第２部材と、
前記第１部材および前記第２部材の一方側から他方側へ駆動力を伝達する歯車装置と、を備え、
前記歯車装置は、
内歯歯車と、
前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回動軸まわりに相対的に回転する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回動軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を有し、
前記内歯歯車、前記外歯歯車および前記波動発生器よりなる群から選択される２つの部材のうちの一方の部材が前記第１部材に対して接続され、他方の部材が前記第２部材に対して接続され、
前記波動発生器は、
非円形状の外周面を有するカムと、
前記外歯歯車の内周面と前記カムの外周面との間に配置されている軸受と、を有し、
前記軸受は、
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数のボールと、を有し、
前記外輪は、
前記複数のボールが接触する軌道面と、
前記回動軸を含む断面で見た断面視で、前記軌道面に隣接していて前記内輪側に突出している肩部と、
前記肩部から前記軌道面とは反対側の端部に向けて前記外輪の内径が拡がるように厚さが薄くなっている薄肉部と、を有することを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記外輪の外周面は、前記断面視で前記回動軸に沿った方向に延びている部分を有し、
前記薄肉部の少なくとも一部は、前記回動軸に交差する径方向から見た平面視で、前記部分に重なっている請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記薄肉部の前記内輪側の面は、凹状の曲面を有する請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
前記回動軸に沿った方向における前記外輪の幅は、前記回動軸に沿った方向における前記内輪の幅よりも大きい請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項５】
前記外輪の外周面の幅方向での中央部と前記回動軸との間の距離をＲ１とし、前記外輪の外周面の幅方向での端部と前記回動軸との間の距離をＲ２とし、前記軌道面と前記回動軸との間の距離をＲ３としたとき、
（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ３）＜０．２の関係を満足している請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
前記肩部と前記薄肉部とは、それぞれ前記断面視で前記軌道面に対して両側に１対設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項７】
前記１対の肩部の高さが互いに異なる請求項６に記載のロボット。
【請求項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動軸まわりに相対的に回転する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回動軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を有し、
前記波動発生器は、
非円形状の外周面を有するカムと、
前記外歯歯車の内周面と前記カムの外周面との間に配置されている軸受と、を有し、
前記軸受は、
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数のボールと、を有し、
前記外輪は、
前記複数のボールが接触する軌道面と、
前記回動軸を含む断面で見た断面視で、前記軌道面に隣接していて前記内輪側に突出している肩部と、
前記肩部から前記軌道面とは反対側の端部に向けて前記外輪の内径が拡がるように厚さが薄くなっている薄肉部と、を有することを特徴とする歯車装置。
【請求項９】
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動軸まわりに相対的に回転する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回動軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を有し、
前記波動発生器は、
非円形状の外周面を有するカムと、
前記外歯歯車の内周面と前記カムの外周面との間に配置されている軸受と、を有し、
前記軸受は、
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数のボールと、を有し、
前記外輪は、
前記複数のボールが接触する軌道面と、
前記回動軸を含む断面で見た断面視で、前記軌道面に隣接していて前記内輪側に突出している肩部と、
前記肩部に対して前記軌道面とは反対側に設けられ、前記軌道面と前記外輪の外周面との間の厚さよりも薄い薄肉部と、を有することを特徴とする歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットおよび歯車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、少なくとも１つのアームを含んで構成されたロボットアームを備えるロボットでは、一般に、ロボットアームの関節部を駆動するためのモーターからの駆動力の回転を減速機により減速することが行われている。このような減速機として、例えば、特許文献１に記載されている波動歯車装置のような歯車装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の波動歯車装置は、円環状の剛性内歯歯車と、剛性内歯歯車に噛合する可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車の内側に配置され、剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車との噛み合い領域を周方向に移動させる波動発生器と、を備える。ここで、波動発生器は、非円形状に形成された剛性体の外周面に撓められている環状の可撓性の軸受（深溝玉軸受）を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０９９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の波動歯車装置は、波動発生器が有する軸受の外輪が可撓性外歯歯車の内周面に対して線接触し、可撓性外歯歯車に応力が集中し、長寿命化が難しいという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、歯車装置の長寿命化を図ることができるロボットおよび歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００８】
本適用例のロボットは、基台またはアームを構成している第１部材と、
前記第１部材に対して回動可能に設けられているアームを構成している第２部材と、
前記第１部材および前記第２部材の一方側から他方側へ駆動力を伝達する歯車装置と、を備え、
前記歯車装置は、
内歯歯車と、
前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回動軸まわりに相対的に回転する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回動軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を有し、
前記内歯歯車、前記外歯歯車および前記波動発生器よりなる群から選択される２つの部材のうちの一方の部材が前記第１部材に対して接続され、他方の部材が前記第２部材に対して接続され、
前記波動発生器は、
非円形状の外周面を有するカムと、
前記外歯歯車の内周面と前記カムの外周面との間に配置されている軸受と、を有し、
前記軸受は、
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数のボールと、を有し、
前記外輪は、
前記複数のボールが接触する軌道面と、
前記回動軸を含む断面で見た断面視で、前記軌道面に隣接していて前記内輪側に突出している肩部と、
前記肩部から前記軌道面とは反対側の端部に向けて前記外輪の内径が拡がるように厚さが薄くなっている薄肉部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
このようなロボットによれば、外輪が薄肉部を有することで、外輪を回動軸に対して傾斜する方向に撓み変形させ、外輪の外周面が外歯歯車の内周面に面接触する領域を増やして、外輪と外歯歯車との接触面積を大きくすることができる。そのため、外歯歯車の外輪との接触による応力集中を低減し、その結果、歯車装置の長寿命化を図ることができる。ここで、肩部から軌道面とは反対側の端部に向けて外輪の内径が拡がるように薄肉部の厚さが薄くなっているため、波動発生器のカムの回転角度による外輪と外歯歯車との接触面積の変化を低減することができるという利点もある。
【００１０】
本適用例のロボットでは、前記外輪の外周面は、前記断面視で前記回動軸に沿った方向に延びている部分を有し、
前記薄肉部の少なくとも一部は、前記回動軸に交差する径方向から見た平面視で、前記部分に重なっていることが好ましい。
【００１１】
これにより、波動発生器のカムの回転角度による外輪と外歯歯車との接触面積の変化量を低減することができる。
【００１２】
本適用例のロボットでは、前記薄肉部の前記内輪側の面は、凹状の曲面を有することが好ましい。
【００１３】
これにより、外輪の幅を大きくしなくても、外輪の幅方向での中央部の必要な厚さおよび肩部の必要な高さを確保しつつ、外輪を回動軸に対して傾斜する方向に撓み変形させやすくすることができる。
【００１４】
本適用例のロボットでは、前記回動軸に沿った方向における前記外輪の幅は、前記回動軸に沿った方向における前記内輪の幅よりも大きいことが好ましい。
【００１５】
これにより、外輪の幅方向での中央部の必要な厚さおよび肩部の必要な高さを確保しつつ、外輪を回動軸に対して傾斜する方向に撓み変形させやすくすることができる。
【００１６】
本適用例のロボットでは、前記外輪の外周面の幅方向での中央部と前記回動軸との間の距離をＲ１とし、前記外輪の外周面の幅方向での端部と前記回動軸との間の距離をＲ２とし、前記軌道面と前記回動軸との間の距離をＲ３としたとき、
（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ３）＜０．２の関係を満足していることが好ましい。
【００１７】
これにより、波動発生器のカムの回転角度による外輪と外歯歯車との接触面積の変化量を低減することができる。
【００１８】
本適用例のロボットでは、前記肩部と前記薄肉部とは、それぞれ前記断面視で前記軌道面に対して両側に１対設けられていることが好ましい。
【００１９】
これより、薄肉部が断面視で軌道面に対して片側しか設けられていない場合に比べて、外輪と外歯歯車との接触面積を大きくすることができる。
【００２０】
本適用例のロボットでは、前記１対の肩部の高さが互いに異なることが好ましい。
これにより、軸受にラジアル荷重およびスラスト荷重（アキシャル荷重）の双方がかかっても、軸受を介した外歯歯車とカムとの相対的な回転を円滑に行うことができる。そのため、軸受の長寿命化、ひいては、歯車装置の長寿命化を図ることができる。
【００２１】
本適用例の歯車装置は、内歯歯車と、
前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回動軸まわりに相対的に回転する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回動軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を有し、
前記波動発生器は、
非円形状の外周面を有するカムと、
前記外歯歯車の内周面と前記カムの外周面との間に配置されている軸受と、を有し、
前記軸受は、
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数のボールと、を有し、
前記外輪は、
前記複数のボールが接触する軌道面と、
前記回動軸を含む断面で見た断面視で、前記軌道面に隣接していて前記内輪側に突出している肩部と、
前記肩部から前記軌道面とは反対側の端部に向けて前記外輪の内径が拡がるように厚さが薄くなっている薄肉部と、を有することを特徴とする。
【００２２】
このような歯車装置によれば、外輪が薄肉部を有することで、外輪を回動軸に対して傾斜する方向に撓み変形させ、外輪の外周面が外歯歯車の内周面に面接触する領域を増やして、外輪と外歯歯車との接触面積を大きくすることができる。そのため、外歯歯車の外輪との接触による応力集中を低減し、その結果、歯車装置の長寿命化を図ることができる。ここで、肩部から軌道面とは反対側の端部に向けて外輪の内径が拡がるように薄肉部の厚さが薄くなっているため、波動発生器のカムの回転角度による外輪と外歯歯車との接触面積の変化を低減することができるという利点もある。
【００２３】
本適用例の歯車装置は、内歯歯車と、
前記内歯歯車に部分的に噛み合って前記内歯歯車に対して回動軸まわりに相対的に回転する可撓性を有する外歯歯車と、
前記外歯歯車の内周面に接触し、前記内歯歯車と前記外歯歯車との噛み合い位置を前記回動軸まわりの周方向に移動させる波動発生器と、を有し、
前記波動発生器は、
非円形状の外周面を有するカムと、
前記外歯歯車の内周面と前記カムの外周面との間に配置されている軸受と、を有し、
前記軸受は、
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数のボールと、を有し、
前記外輪は、
前記複数のボールが接触する軌道面と、
前記回動軸を含む断面で見た断面視で、前記軌道面に隣接していて前記内輪側に突出している肩部と、
前記肩部に対して前記軌道面とは反対側に設けられ、前記軌道面と前記外輪の外周面との間の厚さよりも薄い薄肉部と、を有することを特徴とする。
【００２４】
このような歯車装置によれば、外輪が薄肉部を有することで、外輪を回動軸に対して傾斜する方向に撓み変形させ、外輪の外周面が外歯歯車の内周面に面接触する領域を増やして、外輪と外歯歯車との接触面積を大きくすることができる。そのため、外歯歯車の外輪との接触による応力集中を低減し、その結果、歯車装置の長寿命化を図ることができる。ここで、薄肉部の厚さが軌道面と外輪の外周面との間の厚さよりも薄いため、外輪の幅方向での中央部の必要な厚さを確保しつつ、外輪を回動軸に対して傾斜する方向に撓み変形させやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のロボットの実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第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】図２に示す歯車装置の縦断面図である。
【図４】図２に示す歯車装置の正面図である。
【図５】図２に示す歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【図６】従来の歯車装置の部分拡大縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る歯車装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のロボットおよび歯車装置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。
【００２７】
１．ロボット
まず、本発明のロボットの実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明のロボットの実施形態の概略構成を示す図である。
図１に示すロボット１００は、６軸の垂直多関節ロボットであり、例えば、精密機器やこれを構成する部品（対象物）の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。
【００２９】
ロボット１００は、基台１１１と、基台１１１に接続されたロボットアーム１２０と、ロボットアーム１２０の先端部に設けられた力検出器１４０およびハンド１３０と、を有する。また、ロボット１００は、ロボットアーム１２０を駆動させる動力を発生させる複数の駆動源（モーター１５０および歯車装置１を含む）を制御する制御装置１１０と、を有している。
【００３０】
基台１１１は、ロボット１００を任意の設置箇所に取り付ける部分である。なお、基台１１１の設置箇所は、特に限定されず、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上などが挙げられる。
【００３１】
ロボットアーム１２０は、第１アーム１２１（アーム）と、第２アーム１２２（アーム）と、第３アーム１２３（アーム）と、第４アーム１２４（アーム）と、第５アーム１２５（アーム）と、第６アーム１２６（アーム）とを有し、これらが基端側から先端側に向ってこの順に連結されている。第１アーム１２１は、基台１１１に接続されている。第６アーム１２６の先端には、例えば、各種部品等を把持するハンド１３０（エンドエフェクター）が着脱可能に取り付けられている。このハンド１３０は、２本の指１３１、１３２を有しており、指１３１、１３２で例えば各種部品等を把持することができる。
【００３２】
基台１１１には、第１アーム１２１を駆動するサーボモーター等のモーター１５０および歯車装置１（減速機）を有する駆動源が設けられている。また、図示しないが、各アーム１２１〜１２６にも、それぞれ、モーターおよび減速機を有する複数の駆動源が設けられている。そして、各駆動源は、制御装置１１０により制御される。
【００３３】
このようなロボット１００では、歯車装置１が、基台１１１（第１部材）および第１アーム１２１（第２部材）の一方側から他方側へ駆動力を伝達する。より具体的には、歯車装置１が、第１アーム１２１を基台１１１に対して回動させる駆動力を基台１１１側から第１アーム１２１側へ伝達する。ここで、歯車装置１が減速機として機能することにより、モーター１５０からの駆動力の回転を減速して第１アーム１２１を基台１１１に対して回動させることができる。なお、「回動」とはある中心点に対して一方向またはその反対方向を含めた双方向に動くこと、および、ある中心点に対して回転することを含むものである。
【００３４】
このように、ロボット１００は、基台を構成している第１部材である基台１１１と、基台１１１に対して回動可能に設けられているアームを構成している第２部材である第１アーム１２１と、基台１１１および第１アーム１２１の一方側から他方側へ駆動力を伝達する歯車装置１と、を備える。
【００３５】
なお、第２〜第６アーム１２２〜１２６のうち第１アーム１２１側から順次任意の数選択したアームを「第２部材」と捉えてもよい。すなわち、第１アーム１２１、および、第２〜第６アーム１２２〜１２６のうち第１アーム１２１側から順次任意の数選択したアームからなる構造体が「第２部材」であるとも言える。例えば、第１、第２アーム１２１、１２２からなる構造体が「第２部材」であるとも言えるし、ロボットアーム１２０全体が「第２部材」であるとも言える。また、「第２部材」がハンド１３０を含んでいてもよい。すなわち、ロボットアーム１２０およびハンド１３０からなる構造体が「第２部材」であるとも言える。
【００３６】
以上説明したようなロボット１００は、以下に説明するような長寿命な歯車装置１を備える。以下、本発明の歯車装置の一例として歯車装置１について説明する。
【００３７】
２．歯車装置
＜第１実施形態＞
図２は、本発明の第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。
【００３８】
図２ないし図４に示す歯車装置１は、波動歯車装置であり、例えば減速機として用いられる。この歯車装置１は、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。また、図示しないが、歯車装置１の各部（摺動部または接触部）には、必要に応じて、グリース等の潤滑剤が適宜配置されている。
【００３９】
本実施形態では、剛性歯車２が前述したロボット１００の基台１１１（第１部材）に対して固定され、可撓性歯車３が前述したロボット１００の第１アーム１２１（第２部材）に対して接続され、波動発生器４が前述したロボット１００のモーター１５０の回転軸に接続されている。
【００４０】
モーター１５０の回転軸が回転する（すなわち駆動力が発生する）と、波動発生器４はモーター１５０の回転軸と同じ回転速度で回転する。そして、剛性歯車２および可撓性歯車３は、互いに歯数が異なるため、互いの噛み合い位置が周方向に移動しながら、これらの歯数差に起因して軸線ａまわりに相対的に回転する。本実施形態では剛性歯車２の歯数の方が可撓性歯車３の歯数より多いため、モーター１５０の回転軸の回転速度よりも低い回転速度で可撓性歯車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、可撓性歯車３を出力軸側とする減速機を実現することができる。
【００４１】
なお、剛性歯車２、可撓性歯車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、可撓性歯車３を基台１１１に対して固定し、剛性歯車２を第１アーム１２１に対して接続しても、歯車装置１を減速機として用いることができる。また、可撓性歯車３をモーター１５０の回転軸に接続しても、歯車装置１を減速機として用いることができ、この場合、波動発生器４を基台１１１に対して固定し、剛性歯車２を第１アーム１２１に対して接続すればよい。また、歯車装置１を増速機として用いる場合（モーター１５０の回転軸の回転速度よりも高い回転速度で可撓性歯車３を回転させる場合）、前述した入力側（モーター１５０側）と出力側（第１アーム１２１側）との関係を反対にすればよい。
【００４２】
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、剛性歯車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内歯歯車である。本実施形態では、剛性歯車２は、平歯車である。すなわち、内歯２３は、軸線ａに対して平行な歯スジを有する。なお、内歯２３の歯スジは、軸線ａに対して傾斜していてもよい。すなわち、剛性歯車２は、はすば歯車またはやまば歯車であってもよい。
【００４３】
可撓性歯車３は、剛性歯車２の内側に挿通されている。この可撓性歯車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、剛性歯車２の内歯２３に噛み合う外歯３３（歯）を有する外歯歯車である。また、可撓性歯車３の歯数は、剛性歯車２の歯数よりも少ない。このように可撓性歯車３および剛性歯車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。
【００４４】
本実施形態では、可撓性歯車３は、図３中軸線ａ方向の左端に開口３５を有するカップ状をなし、その外周面に外歯３３が形成されている。ここで、可撓性歯車３は、軸線ａまわりの筒状（より具体的には円筒状）の胴部３１（筒部）と、胴部３１の軸線ａ方向での一端部側（図３中軸線ａ方向の右側）に接続（形成）されている底部３２（接続部）と、を有する。
【００４５】
図３に示すように、底部３２には、軸線ａに沿って貫通した孔３２１と、孔３２１の周囲において貫通した複数の孔３２２と、が形成されている。孔３２１は、出力側の軸体（図示せず）を挿通することができる。また、孔３２２は、出力側の軸体（図示せず）を底部３２に固定するためのネジを挿通するネジ孔として用いることができる。なお、これらの孔は、適宜設ければよく、省略することもできる。
【００４６】
図３および図４に示すように、波動発生器４は、可撓性歯車３の内側に配置され、軸線ａまわりに回転可能である。そして、波動発生器４は、可撓性歯車３の胴部３１の横断面を長軸Ｌａおよび短軸Ｌｂとする楕円形または長円形に変形させて外歯３３を剛性歯車２の内歯２３に噛み合わせる。ここで、可撓性歯車３および剛性歯車２は、同一の軸線ａまわりに回転可能に互いに内外で噛み合わされることとなる。
【００４７】
本実施形態では、波動発生器４は、カム４１と、カム４１の外周に装着されている軸受４２と、を有している。カム４１は、軸線ａまわりに回転する軸部４１１と、軸部４１１の一端部から外側に突出しているカム部４１２と、を有している。ここで、カム部４１２の外周面は、軸線ａに沿った方向から見たときに、図３および図４中の上下方向を長軸Ｌａとする楕円形または長円形をなしている。軸受４２は、可撓性の内輪４２１および外輪４２３と、これらの間に配置されている複数のボール４２２と、を有している。
【００４８】
ここで、内輪４２１は、カム４１のカム部４１２の外周面に嵌め込まれ、カム部４１２の外周面に沿って楕円形または長円形に弾性変形している。それに伴って、外輪４２３も楕円形または長円形に弾性変形している。外輪４２３の外周面は、胴部３１の内周面３１１に当接している。また、内輪４２１の外周面および外輪４２３の内周面は、それぞれ、複数のボール４２２を周方向に沿って案内させつつ転動させる軌道面４３１、４４１となっている。また、複数のボール４２２は、互いの周方向での間隔を一定に保つように、図示しない保持器により保持されている。
【００４９】
特に、波動発生器４が備える軸受４２の外輪４２３は、その幅方向（軸線ａに沿う方向）での中央部から端部に向けて厚さが薄くなっている。これにより、外輪４２３が可撓性歯車３に接触する面積を大きくし、可撓性歯車３に発生する応力集中を低減し、その結果、歯車装置１の長寿命化を図ることができる。なお、軸受４２については、後に詳述する。
【００５０】
このような波動発生器４は、カム４１が軸線ａまわりに回転することに伴って、カム部４１２の向き（長軸Ｌａの向き）が変わり、それに伴って、外輪４２３も変形し、剛性歯車２および可撓性歯車３の互いの噛み合い位置を周方向に移動させる。なお、このとき、内輪４２１は、カム部４１２の外周面に対して固定的に設置されているため、変形状態は変わらない。
【００５１】
以上、歯車装置１の構成を簡単に説明した。この歯車装置１では、前述したように、波動発生器４によって可撓性歯車３の開口３５が楕円状に変形するのに伴って、可撓性歯車３の内周面が軸線ａに対して傾斜したときに、可撓性歯車３と波動発生器４（より具体的には軸受４２の外輪４２３）との接触面積が小さくなるのを低減するべく、外輪４２３の幅方向（軸線ａに沿う方向）での中央部から端部に向けて厚さが薄くなっている。以下、波動発生器４が有する軸受４２について、詳述する。
【００５２】
（軸受の詳細な説明）
図５は、図２に示す歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。図６は、従来の歯車装置の部分拡大縦断面図である。
【００５３】
図５に示すように、軸受４２は、可撓性の内輪４２１および外輪４２３と、これらの間に周方向に沿って一列に配置されている複数のボール４２２と、を有している。なお、図５は、軸受４２の自然状態（歯車装置１から取り外し、かつ、外力が付与されていない状態）を示している。
【００５４】
内輪４２１の外周面には、複数のボール４２２を周方向に沿って案内させつつ転動させる軌道面４３１（内輪側軌道面）が設けられている。この軌道面４３１は、内輪４２１の周方向に沿って延び、軸線ａを含む平面での横断面がボール４２２の半径よりわずかに大きい半径の円弧をなしている。このような軌道面４３１が設けられていることによって、内輪４２１の外周面には、軸線ａに沿う方向で軌道面４３１の両側に、１対の肩部４３２（内輪側肩部）が設けられている。
【００５５】
１対の肩部４３２は、それぞれ、内輪４２１の周方向に沿って延び、外輪４２３側に向けて突出している。この１対の肩部４３２は、前述したスラスト荷重によってボール４２２が内輪４２１に対して軸線ａに沿った方向に移動するのを規制する規制部として機能する。本実施形態では、１対の肩部４３２の高さが互いに等しくなっている。
【００５６】
なお、内輪４２１は、可撓性を有していなくてもよく、この場合、自然状態で前述のカム部４１２の外周面の形状に対応した形状をなしていればよい。また、内輪４２１は、前述したカム部４１２と一体で構成されていてもよい。また、１対の肩部４３２の高さが互いに異なっていてもよい。
【００５７】
外輪４２３の内周面には、複数のボール４２２を周方向に沿って案内させつつ転動させる軌道面４４１（外輪側軌道面）が設けられている。この軌道面４４１は、外輪４２３の周方向に沿って延び、横断面がボール４２２の半径よりわずかに大きい半径の円弧をなしている。このような軌道面４４１が設けられていることによって、外輪４２３の内周面には、軌道面４４１の両側に、１対の肩部４４２（外輪側肩部）が設けられている。
【００５８】
１対の肩部４４２は、それぞれ、外輪４２３の周方向に沿って延び、内輪４２１側に向けて突出している。この１対の肩部４４２は、前述したスラスト荷重によってボール４２２が外輪４２３に対して軸線ａに沿った方向に移動するのを規制する規制部として機能する。本実施形態では、１対の肩部４４２の高さが互いに等しくなっている。なお、例えば後述する第５実施形態のように、１対の肩部４４２の高さが互いに異なっていてもよい。
【００５９】
特に、外輪４２３の内周面は、各肩部４４２（４４２ａ、４４２ｂ）から軌道面４４１とは反対側の端部に向けて、軸線ａからの距離が大きくなっていて、すなわち、外輪４２３の内径が大きくなるように傾斜している。これにより、外輪４２３には、１対の肩部４４２に対して外輪４２３の幅方向（軸線ａに沿う方向）での外側に、薄肉化された１対の薄肉部４４３が設けられている。ここで、１対の薄肉部４４３は、一方の肩部４４２である肩部４４２ａ（図５中右側）に対して外輪４２３の幅方向で軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４３ａと、他方の肩部４４２である肩部４４２ｂ（図５中左側）に対して外輪４２３の幅方向で軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４３ｂとで構成されている。
【００６０】
本実施形態では、外輪４２３は、図５に示すように、軸線ａを含む断面で見た断面視（以下、単に「断面視」ともいう）で、軸線ａに沿った方向で対称（左右対称）である。なお、外輪４２３は、例えば後述する第５実施形態のように、当該断面視で非対称であってもよい。
【００６１】
このような外輪４２３の薄肉部４４３（４４３ａ、４４３ｂ）は、図５中二点鎖線で示すように、内輪４２１側に向けて弾性変形しやすい。そのため、外輪４２３と可撓性歯車３との接触面積を大きくすることができる。
【００６２】
より具体的に説明すると、波動発生器４のカム４１の長軸Ｌａ側では、可撓性歯車３の開口３５が拡がるように変形し、断面視で可撓性歯車３の内周面が軸線ａに対して傾斜した状態で外輪４２３の外周面の幅方向での一端部（図５中右側端部）に接触する。このとき、薄肉部４４３ａは、可撓性歯車３の内周面の傾斜に応じて傾斜するように弾性変形するため、外輪４２３と可撓性歯車３との接触面積を軸線ａに沿った方向に大きくすることができる。
【００６３】
一方、波動発生器４のカム４１の短軸Ｌｂ側では、可撓性歯車３の開口３５が狭まるように変形し、断面視で可撓性歯車３の内周面が軸線ａに対して前述した長軸Ｌａ側とは逆方向に傾斜した状態で外輪４２３の外周面の幅方向での他端部（図５中左側端部）に接触する。このとき、薄肉部４４３ｂが可撓性歯車３の内周面の傾斜に応じて傾斜するように弾性変形するため、外輪４２３と可撓性歯車３との接触面積を軸線ａに沿った方向に大きくすることができる。
【００６４】
また、薄肉部４４３ａ、４４３ｂは、それぞれ、断面視でカム４１の回転に伴う可撓性歯車３の軸線ａに対する内周面の傾斜角度の変化に応じて追従するように弾性変形する。そのため、外輪４２３と可撓性歯車３との接触面積を周方向に大きくすることもできる。
【００６５】
これに対し、例えば、図６に示すように、変形し難い外輪４２３Ｘを有する軸受４２Ｘを用いた場合、外輪４２３Ｘの外周面の幅方向（軸線ａに沿う方向）での一端部Ｐ（図６中右側端部）が可撓性歯車３の内周面に周方向で線接触する。このような線接触によって可撓性歯車３に発生する応力集中が大きくなり、可撓性歯車３の寿命を短くしてしまう。なお、図６では、波動発生器４のカム４１の長軸Ｌａ側の可撓性歯車３の状態を示している。
【００６６】
以上のように、歯車装置１は、内歯歯車である剛性歯車２と、剛性歯車２に部分的に噛み合って剛性歯車２に対して軸線ａ（回動軸）まわりに相対的に回転する可撓性を有する外歯歯車である可撓性歯車３と、剛性歯車２の内周面に接触し、剛性歯車２と可撓性歯車３との噛み合い位置を軸線ａまわりの周方向に移動させる波動発生器４と、を有する。そして、剛性歯車２、可撓性歯車３および波動発生器４よりなる群から選択される２つの部材のうちの一方の部材が基台１１１（第１部材）に対して接続（固定）され、他方の部材が第１アーム１２１（第２部材）に対して接続されている。
【００６７】
ここで、波動発生器４は、非円形状の外周面を有するカム４１と、可撓性歯車３の内周面とカム４１の外周面との間に配置されている軸受４２と、を有する。また、軸受４２は、内輪４２１と、外輪４２３と、内輪４２１と外輪４２３との間に配置されている複数のボール４２２と、を有する。
【００６８】
特に、外輪４２３は、複数のボール４２２が接触する軌道面４４１と、軸線ａを含む断面で見た断面視で、軌道面４４１に隣接し（軌道面４４１の両側に設けられ）ていて内輪４２１側に突出している１対の肩部４４２と、肩部４４２から軌道面４４１とは反対側の端部に向けて外輪４２３の内径が拡がるように厚さが薄くなっている薄肉部４４３と、を有する。
【００６９】
このような歯車装置１（または歯車装置１を備えるロボット１００）によれば、外輪４２３が薄肉部４４３を有することで、外輪４２３を軸線ａに対して傾斜する方向に撓み変形させ、外輪４２３の外周面４４４が可撓性歯車３の内周面に面接触する領域（周方向および軸線ａ方向の双方での領域）を増やして、外輪４２３と可撓性歯車３との接触面積を大きくすることができる。そのため、可撓性歯車３の外輪４２３との接触による応力集中を低減し、その結果、歯車装置１の長寿命化を図ることができる。
【００７０】
ここで、断面視で、各肩部４４２（４４２ａ、４４２ｂ）のそれぞれから軌道面４４１とは反対側の端部に向けて外輪４２３の内径が拡がる（大きくなる）ように薄肉部４４３（４４３ａ、４４３ｂ）の厚さが薄くなっているため、肩部４４２から軌道面４４１とは反対側の端部に向けて外輪４２３の外径が狭まる（小さくなる）ようにする場合に比べて、波動発生器４のカム４１の回転角度による外輪４２３と可撓性歯車３との接触面積の変化を低減することができるという利点もある。また、断面視で、薄肉部４４３の厚さが肩部４４２から軌道面４４１とは反対側の端部に向けて連続的に変化しているため、外輪４２３が前述したように撓み変形しても、外輪４２３に生じる応力集中を低減することもできる。
【００７１】
また、薄肉部４４３（４４３ａ、４４３ｂ）の厚さは、軌道面４４１と外輪４２３の外周面４４４との間の厚さｔよりも薄い。これにより、外輪４２３の幅方向（軸線ａに沿う方向）での中央部の必要な厚さｔを確保しつつ、断面視で外輪４２３を軸線ａに対して傾斜する方向に撓み変形させやすくすることができる。なお、本実施形態では、薄肉部４４３の厚さが肩部４４２から軌道面４４１とは反対側に向けて連続的に薄くなっているが、外輪４２３の肩部４４２に対して軌道面４４１とは反対側に厚さｔよりも薄い部分が設けられていればよく、例えば、薄肉部４４３の厚さが肩部４４２から軌道面４４１とは反対側に向けて段階的に薄くなっていてもよい。
【００７２】
また、外輪４２３の外周面４４４は、外輪４２３の幅方向（軸線ａに沿う方向）での全域にて、軸線ａとの間が一定となるように、断面視で直線状をなしているのに対し、外輪４２３の内周面は、薄肉部４４３にて、軸線ａとの間の距離が中央部から端部に向かって大きくなるように傾斜している。したがって、外輪４２３の外周面４４４は、断面視で軸線ａ（回動軸）に沿った方向に延びている部分（本実施形態では外周面４４４の全域）を有し、薄肉部４４３の少なくとも一部（本実施形態では全域）は、径方向からの平面視で当該部分（外周面４４４）に重なっている。これにより、波動発生器４のカム４１の回転角度による外輪４２３と可撓性歯車３とが接触する面積の変化量を低減することができる。
【００７３】
また、外輪４２３の外周面４４４の幅方向（軸線ａに沿う方向）における中央部および端部と軸線ａとの間の距離をそれぞれＲ１、Ｒ２とし、軌道面４４１と軸線ａとの間の距離をＲ３としたとき、（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ３）＜０．２の関係を満足している。これにより、波動発生器４のカム４１の回転角度による外輪４２３と可撓性歯車３との接触面積の変化量を低減することができる。なお、（Ｒ１−Ｒ３）は、前述した厚さｔに等しい。また、本実施形態では、（Ｒ１−Ｒ２）＝０である。
【００７４】
本実施形態では、肩部４４２（４４２ａ、４４２ｂ）と薄肉部４４３（４４３ａ、４４３ｂ）とは、それぞれ、断面視で軌道面４４１に対して両側に１対設けられている。これより、薄肉部４４３が断面視で軌道面４４１に対して片側しか設けられていない場合に比べて、外輪４２３と可撓性歯車３との接触面積を大きくすることができる。なお、薄肉部４４３ａ、４４３ｂのうちのいずれか一方を省略してもよいが、その場合、薄肉部４４３ａを省略する場合に比べて前述したような可撓性歯車３への応力集中を低減することができるという理由で、薄肉部４４３ｂを省略することが好ましい。
【００７５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００７６】
図７は、本発明の第２実施形態に係る歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【００７７】
本実施形態は、軸受の外輪の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００７８】
図７に示す軸受４２Ａは、例えば、前述した第１実施形態の歯車装置１に軸受４２に代えて用いられる軸受である。この軸受４２Ａは、可撓性の内輪４２１および外輪４２３Ａ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。なお、図７は、軸受４２Ａの自然状態（歯車装置１から取り外し、かつ、外力が付与されていない状態）を示している。
【００７９】
外輪４２３Ａの内周面は、各肩部４４２から軌道面４４１とは反対側の端部に向けて、軸線ａからの距離が大きくなっていて、すなわち、外輪４２３Ａの内径が一定の増加率で大きくなるように傾斜している。これにより、外輪４２３Ａには、１対の肩部４４２に対して外輪４２３Ａの幅方向（軸線ａに沿う方向）での外側に、薄肉化された１対の薄肉部４４５が設けられている。ここで、１対の薄肉部４４５は、一方の肩部４４２である肩部４４２ａ（図７中右側）に対して外輪４２３Ａの幅方向で軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４５ａと、他方の肩部４４２である肩部４４２ｂ（図７中左側）に対して外輪４２３Ａの幅方向で軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４５ｂとで構成されている。
【００８０】
本実施形態では、外輪４２３Ａの外周面４４４Ａは、外輪４２３Ａの幅方向での中央部を含む領域にて、軸線ａとの間が一定となるように形成されている領域を有するが、当該領域から外輪４２３Ａの幅方向での端部側に向かって軸線ａとの間の距離が小さくなるように形成されている。
【００８１】
ここで、外輪４２３Ａの外周面４４４Ａの幅方向（軸線ａに沿う方向）における中央部および端部と軸線ａとの間の距離をそれぞれＲ１、Ｒ２とし、軌道面４４１と軸線ａとの間の距離をＲ３としたとき、（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ３）＜０．２の関係を満足していることが好ましく、０＜（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ３）＜０．１７の関係を満足していることがより好ましい。これにより、波動発生器４のカム４１の回転角度による外輪４２３Ａと可撓性歯車３との接触面積の変化量を低減することができる。なお、（Ｒ１−Ｒ３）は、前述した厚さｔに等しい。また、本実施形態では、（Ｒ１−Ｒ２）は、図７中に示す距離ΔＲに等しい。
【００８２】
また、外輪４２３Ａの外周面４４４Ａは、前述したように、断面視で軸線ａ（回動軸）に沿った方向に延びている部分を有し、薄肉部４４５の少なくとも一部は、径方向からの平面視で当該部分（外周面４４４Ａ）に重なっている。これにより、波動発生器４のカム４１の回転角度による外輪４２３Ａと可撓性歯車３との接触面積の変化量を低減することができる。
【００８３】
以上説明したような第２実施形態によっても、歯車装置の長寿命化を図ることができる。
【００８４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００８５】
図８は、本発明の第３実施形態に係る歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【００８６】
本実施形態は、軸受の外輪の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００８７】
図８に示す軸受４２Ｂは、例えば、前述した第１実施形態の歯車装置１に軸受４２に代えて用いられる軸受である。この軸受４２Ｂは、可撓性の内輪４２１および外輪４２３Ｂ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。なお、図８は、軸受４２Ｂの自然状態（歯車装置１から取り外し、かつ、外力が付与されていない状態）を示している。
【００８８】
外輪４２３Ｂの内周面は、各肩部４４２から軌道面４４１とは反対側の端部に向けて、軸線ａからの距離が大きくなっていて、すなわち、外輪４２３Ｂの内径が大きくなるように傾斜している。これにより、外輪４２３Ｂには、１対の肩部４４２に対して外輪４２３Ｂの幅方向（軸線ａに沿う方向）での外側に、薄肉化された１対の薄肉部４４６が設けられている。ここで、１対の薄肉部４４６は、一方の肩部４４２である肩部４４２ａ（図８中右側）に対して軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４６ａと、他方の肩部４４２である肩部４４２ｂ（図８中左側）に対して外輪４２３Ｂの幅方向で軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４６ｂとで構成されている。
【００８９】
本実施形態では、外輪４２３Ｂの内周面が、各肩部４４２から軌道面４４１とは反対側の端部に向けて、内径が大きくなるように傾斜している。
【００９０】
本実施形態では、図８に示すように断面視すると、薄肉部４４６の内輪４２１側が凹状の曲線になっている。このように、薄肉部４４６の内輪４２１側の面は、凹状の曲面を有する。これにより、外輪４２３Ｂの幅を大きくしなくても、外輪４２３Ｂの幅方向での中央部の必要な厚さおよび肩部４４２の必要な高さを確保しつつ、外輪４２３Ｂを軸線ａに対して傾斜する方向に撓み変形させやすくすることができる。
【００９１】
以上説明したような第３実施形態によっても、歯車装置の長寿命化を図ることができる。
【００９２】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【００９３】
図９は、本発明の第４実施形態に係る歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【００９４】
本実施形態は、軸受の外輪の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００９５】
図９に示す軸受４２Ｃは、例えば、前述した第１実施形態の歯車装置１に軸受４２に代えて用いられる軸受である。この軸受４２Ｃは、可撓性の内輪４２１および外輪４２３Ｃ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。なお、図９は、軸受４２Ｃの自然状態（歯車装置１から取り外し、かつ、外力が付与されていない状態）を示している。
【００９６】
外輪４２３Ｃの内周面は、各肩部４４２から軌道面４４１とは反対側の端部に向けて、軸線ａからの距離が大きくなっていて、すなわち、外輪４２３Ｃの内径が大きくなるように傾斜している。これにより、外輪４２３Ｃには、１対の肩部４４２に対して外輪４２３Ｃの幅方向（軸線ａに沿う方向）での外側に、薄肉化された１対の薄肉部４４７が設けられている。ここで、１対の薄肉部４４７は、一方の肩部４４２である肩部４４２ａ（図９中右側）に対して軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４７ａと、他方の肩部４４２である肩部４４２ｂ（図９中左側）に対して外輪４２３Ｃの幅方向で軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４７ｂとで構成されている。なお、外輪４２３Ｃの外周面４４４Ｃは、断面視で軸線ａと平行であるが、前述した第２実施形態の外周面４４４Ａのように傾斜した部分を有していてもよい。
【００９７】
本実施形態では、軸線ａ（回動軸）に沿った方向における外輪４２３Ｃの幅Ｗ１は、軸線ａに沿った方向における内輪４２１の幅Ｗ２よりも大きい。これにより、外輪４２３Ｃの幅方向での中央部の必要な厚さおよび肩部４４２の必要な高さを確保しつつ、外輪４２３Ｃを軸線ａに対して傾斜する方向に撓み変形させやすくすることができる。
【００９８】
ここで、幅Ｗ１、Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２は、特に限定されないが、１．１以上２以下であることが好ましく、１．１以上１．５以下であることがより好ましい。これにより、歯車装置１の大型化を招くことなく、外輪４２３Ｃを軸線ａに対して傾斜する方向に撓み変形させやすくすることができる。
【００９９】
以上説明したような第４実施形態によっても、歯車装置の長寿命化を図ることができる。
【０１００】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
【０１０１】
図１０は、本発明の第５実施形態に係る歯車装置が備える波動発生器の軸受（自然状態）の部分拡大縦断面図である。
【０１０２】
本実施形態は、軸受の外輪の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１０３】
図１０に示す軸受４２Ｄは、例えば、前述した第１実施形態の歯車装置１に軸受４２に代えて用いられる軸受である。この軸受４２Ｄは、可撓性の内輪４２１および外輪４２３Ｄ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。なお、図１０は、軸受４２Ｄの自然状態（歯車装置１から取り外し、かつ、外力が付与されていない状態）を示している。
【０１０４】
外輪４２３Ｄの内周面には、軌道面４４１の両側に、１対の肩部４４２Ｄ（外輪側肩部）が設けられている。この１対の肩部４４２Ｄは、一方（図１０中右側）の肩部４４２Ｄである肩部４４２ａと、他方（図１０中左側）の肩部４４２Ｄである肩部４４２ｃとで構成されている。本実施形態では、肩部４４２ｃの高さが肩部４４２ａの高さよりも高い。
【０１０５】
このように、１対の肩部４４２Ｄ（４４２ａ、４４２ｃ）の高さが互いに異なる。これにより、軸受４２Ｄにラジアル荷重およびスラスト荷重（アキシャル荷重）の双方がかかっても、軸受４２Ｄを介した可撓性歯車３とカム４１との相対的な回転を円滑に行うことができる。そのため、軸受４２Ｄの長寿命化、ひいては、歯車装置１の長寿命化を図ることができる。なお、歯車装置１を増速機として用いる場合には、肩部４４２ａの高さが肩部４４２ｃの高さよりも高くすればよい。
【０１０６】
外輪４２３Ｄの内周面は、各肩部４４２Ｄから軌道面４４１とは反対側の端部に向けて、直径が大きくなるように傾斜している。これにより、外輪４２３Ｄには、１対の肩部４４２Ｄに対して外輪４２３Ｄの幅方向（軸線ａ方向）での外側に、薄肉化された１対の薄肉部４４３Ｄが設けられている。ここで、１対の薄肉部４４３Ｄは、肩部４４２ａに対して軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４３ａと、肩部４４２ｃに対して軌道面４４１とは反対側に設けられている薄肉部４４３ｃとで構成されている。
【０１０７】
以上説明したような第５実施形態によっても、歯車装置の長寿命化を図ることができる。
【０１０８】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第６実施形態に係る歯車装置を示す縦断面図である。
【０１０９】
本実施形態は、可撓性歯車の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１１０】
図１１に示す歯車装置１Ｅは、剛性歯車２の内側に配置されているハット型の外歯車である可撓性歯車３Ｅを有している。この可撓性歯車３Ｅは、筒状の胴部３１の一端部に接続され軸線ａとは反対側に突出しているフランジ部３２Ｅ（接続部）を有する。フランジ部３２Ｅには、軸線ａに沿って貫通した複数の孔３２２Ｅが形成されている。この孔３２２Ｅは、例えば出力側の軸体をフランジ部３２Ｅに固定するためのネジを挿通するネジ孔として用いることができる。また、フランジ部３２Ｅの内周部３２１Ｅには、例えば出力側の軸体を挿通することができる。
【０１１１】
このような歯車装置１Ｅは、前述した第１実施形態の歯車装置１と同様、軸受４２を有する。
【０１１２】
以上説明したような第６実施形態によっても、歯車装置１Ｅの長寿命化を図ることができる。
【０１１３】
以上、本発明のロボットおよび歯車装置を、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、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、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【０１１４】
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（ｎは１以上の整数）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。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。
【０１１５】
また、前述した実施形態では、６軸の垂直多関節ロボットについて説明したが、本発明は、可撓性歯車を有する歯車装置を用いるものであれば、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、水平多関節ロボットにも適用可能である。
【０１１６】
また、本発明は、前述した実施形態の波動歯車装置に限定されず、カップ状の可撓性歯車を有する各種歯車装置に適用可能である。
【０１１７】
また、本発明の歯車装置は、ロボット以外の任意の装置（駆動力伝達部を有する）にも設置することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１…歯車装置、１Ｅ…歯車装置、２…剛性歯車（内歯歯車）、３…可撓性歯車（外歯歯車）、３Ｅ…可撓性歯車（外歯歯車）、４…波動発生器、２３…内歯、３１…胴部、３２…底部、３２Ｅ…フランジ部、３３…外歯、３５…開口、４１…カム、４２…軸受、４２Ａ…軸受、４２Ｂ…軸受、４２Ｃ…軸受、４２Ｄ…軸受、４２Ｘ…軸受、１００…ロボット、１１０…制御装置、１１１…基台（第１部材）、１２０…ロボットアーム、１２１…第１アーム（第２部材）、１２２…第２アーム、１２３…第３アーム、１２４…第４アーム、１２５…第５アーム、１２６…第６アーム、１３０…ハンド、１３１…指、１３２…指、１４０…力検出器、１５０…モーター、３１１…内周面、３２１…孔、３２１Ｅ…内周部、３２２…孔、３２２Ｅ…孔、４１１…軸部、４１２…カム部、４２１…内輪、４２２…ボール、４２３…外輪、４２３Ａ…外輪、４２３Ｂ…外輪、４２３Ｃ…外輪、４２３Ｄ…外輪、４２３Ｘ…外輪、４３１…軌道面、４３２…肩部、４４１…軌道面、４４２…肩部、４４２Ｄ…肩部、４４２ａ…肩部、４４２ｂ…肩部、４４２ｃ…肩部、４４３…薄肉部、４４３Ｄ…薄肉部、４４３ａ…薄肉部、４４３ｂ…薄肉部、４４３ｃ…薄肉部、４４４…外周面、４４４Ａ…外周面、４４４Ｃ…外周面、４４５…薄肉部、４４５ａ…薄肉部、４４５ｂ…薄肉部、４４６…薄肉部、４４６ａ…薄肉部、４４６ｂ…薄肉部、４４７…薄肉部、４４７ａ…薄肉部、４４７ｂ…薄肉部、Ｌａ…長軸、Ｌｂ…短軸、Ｐ…一端部、ａ…軸線、ΔＲ…距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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