特開 2024-123306 減速装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024123306

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】減速装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20240905BHJP

   G01L 3/14 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

F16H1/32 B

G01L3/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023030592

(22)【出願日】2023-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】横山 貴之

(72)【発明者】

【氏名】中田 一秀

【テーマコード（参考）】

3J027

【Ｆターム（参考）】

3J027FB32

3J027GB03

3J027GC07

3J027GC22

3J027GD04

3J027GD08

3J027GD12

3J027GE01

(57)【要約】

【課題】トルクセンサを波動歯車減速機にねじ留めした場合でも、波動歯車減速機の弾性変形に起因したトルクセンサの曲げ変形を抑制することができる減速装置を提供する。
【解決手段】減速装置１００は、減速装置１００は、波動歯車減速機１０Ａの出力軸と共に回転する出力側部材１６と、波動歯車減速機１０Ａの出力トルクを検出するトルクセンサ３０に設けられ、出力トルクの大きさに応じて歪む起歪体３１と、トルクセンサ３０に設けられ、起歪体３１の歪みを検出するセンシング部３２と、出力側部材１６の内部において、径方向に形成される貫通孔１６ａとを備え、センシング部３２の設置角度と貫通孔１６ａの設置角度とは、出力側部材１６の周方向において、同じ設置角度である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

波動歯車減速機の出力軸と共に回転する出力側部材と、
前記波動歯車減速機の出力トルクを検出するトルクセンサに設けられ、出力トルクの大きさに応じて歪む起歪体と、
前記トルクセンサに設けられ、前記起歪体の歪みを検出するセンシング部と、
前記出力側部材の内部において、径方向に形成される孔とを備え、
前記センシング部の設置角度と前記孔の設置角度とは、前記出力側部材の周方向において、同じ設置角度である
ことを特徴とする減速装置。

【請求項2】

波動歯車減速機の出力軸と共に回転する出力側部材と、
前記波動歯車減速機の出力トルクを検出するトルクセンサに設けられ、出力トルクの大きさに応じて歪む起歪体と、
前記トルクセンサに設けられ、前記起歪体の歪みを検出するセンシング部と、
前記出力側部材と前記起歪体との間に設けられるスペーサと、
前記スペーサの内部において、径方向に形成される孔とを備え、
前記センシング部の設置角度と前記孔の設置角度とは、前記スペーサの周方向において、同じ設置角度である
ことを特徴とする減速装置。

【請求項3】

前記センシング部は、前記孔よりも径方向外側に配置される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の減速装置。

【請求項4】

前記センシング部と前記孔とは、軸方向において対向する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の減速装置。

【請求項5】

前記孔は、前記出力側部材の中心孔から外周面まで貫通する貫通孔である
ことを特徴とする請求項１記載の減速装置。

【請求項6】

前記孔は、前記スペーサの中心孔から外周面まで貫通する貫通孔である
ことを特徴とする請求項２記載の減速装置。

【請求項7】

前記出力軸は、サーキュラスプラインである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の減速装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、トルクセンサを波動歯車減速機にねじ留めした減速装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ロボットアームには、複数のアームを関節部を介して接続したものがある。また、それらの関節部には、トルクセンサがそれぞれ設けられている。ロボットアームは、トルクセンサによって検出されたトルク、又は、その検出したトルクから推定した力を、制御することで、所定の動作を可能としている。このような、従来のロボットアームは、例えば、特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１に開示されたロボットアームの関節部には、トルクセンサと共に波動歯車減速機が設けられている。このため、特許文献１に開示されたロボットアームは、入力軸の回転数を波動歯車減速機によって減速させて出力し、その出力トルクをトルクセンサによって検出するようにしている。このとき、トルクセンサは、波動歯車減速機にねじ留めされることが多くある。このような、トルクセンサを波動歯車減速機にねじ留めするようにした減速装置は、例えば、特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－９５５号公報

【特許文献2】特開２０１７－２０３６４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、トルクセンサを波動歯車減速機にねじ留めする場合、トルクセンサによって検出されたトルクには、波動歯車減速機の機械的変形がトルク外乱として含まれることがある。そのトルク外乱は、主に、波動歯車減速機における歯車機構の弾性変形に起因するものである。例えば、波動歯車減速機の歯車機構が、径方向に向けて弾性変形すると、その変形は、トルクセンサを取り付けるためのねじ等を介して、当該トルクセンサに伝達される。この結果、トルクセンサには、曲げ変形が発生してしまい、その検出精度が、低下するおそれがある。

【0006】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、トルクセンサを波動歯車減速機にねじ留めした場合でも、波動歯車減速機の弾性変形に起因したトルクセンサの曲げ変形を抑制することができる減速装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る減速装置は、波動歯車減速機の出力軸と共に回転する出力側部材と、波動歯車減速機の出力トルクを検出するトルクセンサに設けられ、出力トルクの大きさに応じて歪む起歪体と、トルクセンサに設けられ、起歪体の歪みを検出するセンシング部と、出力側部材において、径方向に形成される孔とを備え、センシング部の設置角度と孔の設置角度とは、出力側部材の周方向において、同じ設置角度としたものである。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、トルクセンサを波動歯車減速機にねじ留めした場合でも、波動歯車減速機の弾性変形に起因したトルクセンサの曲げ変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る減速装置の断面図である。

【図2】実施の形態１に係る出力側部材の軸方向断面図である。

【図3】波動歯車減速機において発生した径方向への弾性変形に起因するトルク外乱を示す図である。

【図4】フレックススプラインの弾性変形が、その回転軸から－４５°の方向と＋１３５°の方向とにそれぞれ発生した場合について説明した図である。図４Ａは、出力側部材の正面側から見た、ウェブジェネレータとセンシング部との位置関係を示す図である。図４Ｂは、図４ＡのＩ－Ｉ矢視断面図であって、出力側部材の径方向への変形を示す図である。図４Ｃは、図４ＡのII－II矢視断面図であって、出力側部材の軸方向への変形を示す図である。

【図5】フレックススプラインの弾性変形が、その回転軸から－１３５°の方向と＋４５°の方向とにそれぞれ発生した場合について説明した図である。図５Ａは、出力側部材の正面側から見た、ウェブジェネレータとセンシング部との位置関係を示す図である。図５Ｂは、図５ＡのIII－III矢視断面図であって、出力側部材の軸方向への変形を示す図である。図５Ｃは、図５ＡのIV－IV矢視断面図であって、出力側部材の径方向への変形を示す図である。

【図6】実施の形態２に係る減速装置の断面図である。

【図7】実施の形態２に係るスペーサの軸方向断面図である。

【図8】実施の形態３に係る減速装置の断面図である。

【図9】実施の形態３に係る出力側部材の軸方向断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0011】

実施の形態１．
実施の形態１に係る減速装置１００について、図１から図５を用いて説明する。

【0012】

図１は、実施の形態１に係る減速装置１００の断面図である。図２は、実施の形態１に係る出力側部材１６の軸方向断面図である。図３は、波動歯車減速機１０Ａにおいて発生した径方向への弾性変形に起因するトルク外乱を示す図である。

【0013】

図１に示す減速装置１００は、例えば、ロボットアーム（図示省略）に適用されるものである。ロボットアームは、複数のアーム及び複数の関節部を備えており、複数のアームを関節部を介して接続したものである。即ち、互いに隣接した２つのアーム同士は、関節部によって接続されている。減速装置１００は、各関節部にそれぞれ設けられている。

【0014】

図１に示すように、減速装置１００は、ハット型の波動歯車減速機１０Ａ、モータ２０、及び、トルクセンサ３０を備えている。減速装置１００は、ロボットアーム先端側に位置するアームの基端部と、ロボットアーム基端側に位置するアームの先端部との間に、配置されている。減速装置１００においては、モータ２０、波動歯車減速機１０Ａ、トルクセンサ３０が、ロボットアーム基端側から先端側に向けて、順に配置されている。

【0015】

ここで、以下の説明においては、減速装置１００におけるロボットアーム先端側を「前方側」又は「出力側」とし、減速装置１００におけるロボットアーム基端側を「後方側」又は「入力側」としている。

【0016】

波動歯車減速機１０Ａは、モータ２０から入力された回転数を減速させて出力するものである。このような、波動歯車減速機１０Ａは、ウェブジェネレータ１１、フレックススプライン１２、サーキュラスプライン１３、クロスローラベアリング１４、固定板１５、出力側部材１６、及び、軸受１７，１８を有している。

【0017】

ウェブジェネレータ１１は、回転軸方向から見て、楕円形をなしている（図３参照）。このウェブジェネレータ１１の中心孔には、後述するモータ２０の入力軸２４が嵌入されている。このため、ウェブジェネレータ１１は、入力軸２４が回転すると、当該入力軸２４と共に回転する。

【0018】

フレックススプライン１２は、円筒状に形成された弾性体となっている。このため、フレックススプライン１２は、その径方向において弾性変形可能となっている。フレックススプライン１２は、例えば、金属材料又は樹脂材料で形成されている。

【0019】

フレックススプライン１２は、ウェブジェネレータ１１と同軸状に配置されている。フレックススプライン１２は、ウェブジェネレータ１１の径方向外側に配置されている。図３に示すように、フレックススプライン１２の内周面には、ウェブジェネレータ１１の長径方向両端部が摺動可能となっている。このため、フレックススプライン１２は、ウェブジェネレータ１１が回転すると、その回転した楕円形をなすウェブジェネレータ１１の外周形状に倣うように、弾性変形しながら回転する。

【0020】

フレックススプライン１２は、外歯歯車１２ａ及びフランジ部１２ｂを有している。外歯歯車１２ａは、フレックススプライン１２の外周面における前端側に形成されている。フランジ部１２ｂは、フレックススプライン１２の後端に形成されている。

【0021】

サーキュラスプライン１３は、環状に形成された剛性体となっている。このサーキュラスプライン１３は、例えば、金属材料又は樹脂材料で形成されている。サーキュラスプライン１３は、ウェブジェネレータ１１と同軸状に配置されている。サーキュラスプライン１３は、フレックススプライン１２の径方向外側に配置されている。なお、サーキュラスプライン１３は、波動歯車減速機１０Ａの出力軸を構成するものである。

【0022】

サーキュラスプライン１３は、内歯歯車１３ａを有している。この内歯歯車１３ａは、サーキュラスプライン１３の内周面に形成されている。内歯歯車１３ａは、フレックススプライン１２の外歯歯車１２ａと噛み合い可能となっている。このため、サーキュラスプライン１３は、フレックススプライン１２が回転すると、その内歯歯車１３ａが、弾性変形したフレックススプライン１２における長径方向両端部の外歯歯車１２ａと噛み合うことで、回転する。即ち、フレックススプライン１２とサーキュラスプライン１３とは、フレックススプライン１２が楕円状に撓んだ状態で、互いの噛み合い位置が順次回転していく。なお、外歯歯車１２ａの歯数は、内歯歯車１３ａの歯数よりも少ない。このため、フレックススプライン１２は、ウェブジェネレータ１１が回転すると、その歯数差に応じて、減速回転することになる。

【0023】

クロスローラベアリング１４は、フレックススプライン１２及びサーキュラスプライン１３の径方向外側に配置されている。また、クロスローラベアリング１４は、ウェブジェネレータ１１及びサーキュラスプライン１３と同軸状に配置されている。クロスローラベアリング１４は、内輪１４ａ及び外輪１４ｂを有しており、それらの間の転動体として、ローラを使用している。内輪１４ａの前端面は、サーキュラスプライン１３の後端面と接続されている。外輪１４ｂは、後述する固定板１５及びモータ２０に対して、複数の第１固定ねじ５１を用いて固定されている。

【0024】

固定板１５は、円形状をなしている。この固定板１５は、フレックススプライン１２及びクロスローラベアリング１４を後方側から覆うように配置されている。固定板１５の前面とクロスローラベアリング１４における内輪１４ａの後端面との間には、フレックススプライン１２のフランジ部１２ｂが配置されている。また、固定板１５は、その後面側がモータ２０に嵌め込まれている。そして、固定板１５の中心孔には、軸受１７が設けられている。

【0025】

出力側部材１６は、円形状をなしている。出力側部材１６は、ウェブジェネレータ１１、フレックススプライン１２、及び、サーキュラスプライン１３を前方側から覆うように配置されている。また、出力側部材１６は、ウェブジェネレータ１１及びサーキュラスプライン１３と同軸状に配置されている。そして、出力側部材１６の中心孔には、軸受１８が設けられている。

【0026】

出力側部材１６は、複数の貫通孔１６ａ及びフランジ部１６ｂを有している。

【0027】

図２に示すように、貫通孔１６ａは、出力側部材１６の内部に設けられている。この貫通孔１６ａは、出力側部材１６の径方向において、直線状に延びるように形成されている。具体的には、貫通孔１６ａは、出力側部材１６の径方向において、その中心孔から外周面まで貫通するように形成されている。更に、貫通孔１６ａは、出力側部材１６の周方向、即ち、回転方向において、一定のピッチで配置されている。貫通孔１６ａの数量は、後述するトルクセンサ３０のセンシング部３２の数量と同じ数量となっている。なお、貫通孔１６ａの詳細については、後述する。

【0028】

フランジ部１６ｂは、出力側部材１６の後端に設けられている。このフランジ部１６ｂは、出力側部材１６の外周面に、その周方向全域に亘って環状に形成されたものである。フランジ部１６ｂは、サーキュラスプライン１３に対して、複数の第２ねじ４２を用いて固定されている。このため、出力側部材１６は、サーキュラスプライン１３が回転すると、当該サーキュラスプライン１３と共に回転する。

【0029】

第２ねじ４２は、出力側部材１６の回転軸を中心として、同心円状に一定のピッチで配置されている。即ち、第２ねじ４２は、出力側部材１６の周方向において、一定のピッチで配置されている。第２ねじ４２は、波動歯車減速機１０Ａの前方側から、出力側部材１６のフランジ部１６ｂ及びサーキュラスプライン１３に挿入されている。

【0030】

モータ２０は、モータケース２１、ステータ２２、ロータ２３、及び、入力軸２４を有している。

【0031】

モータケース２１は、円筒状をなしている。モータケース２１の後端は、減速装置１００の後端に隣接するアームの先端に固定されている。モータケース２１の前端は、波動歯車減速機１０Ａの後端を支持している。即ち、モータケース２１の前端には、フレックススプライン１２のフランジ部１２ｂ、クロスローラベアリング１４の外輪１４ｂ、及び、固定板１５が、複数の第１固定ねじ５１によって固定されている。このため、サーキュラスプライン１３は、クロスローラベアリング１４を介して、固定板１５及びモータケース２１に回転可能に支持されている。

【0032】

ステータ２２は、モータケース２１の径方向内側に設けられている。ロータ２３は、ステータ２２の径方向内側に配置されている。入力軸２４は、ロータ２３の中心孔に嵌入されている。また、入力軸２４は、波動歯車減速機１０Ａの軸受１７，１８に回転可能に支持されている。即ち、入力軸２４は、軸受１７を介して、固定板１５に回転可能に支持されている。また、入力軸２４は、軸受１８を介して、出力側部材１６に回転可能に支持されている。

【0033】

従って、モータ２０においては、ステータ２２に電力が供給されると、ロータ２３は、ステータ２２に対して回転する。この結果、入力軸２４が回転するため、ウェブジェネレータ１１が回転する。

【0034】

トルクセンサ３０は、波動歯車減速機１０Ａによって減速されたモータ２０の回転数の出力トルクを検出するものである。このため、トルクセンサ３０は、波動歯車減速機１０Ａの出力側に対して、複数の第１ねじ４１を用いて固定されると共に、アーム外装６１の後端に対して、複数の第２固定ねじ５２を用いて固定されている。なお、アーム外装６１は、減速装置１００の前端に隣接するアームの外装部材である。

【0035】

トルクセンサ３０は、１つの起歪体３１及び複数のセンシング部３２を有している。

【0036】

起歪体３１は、円板状に形成されている。この起歪体３１は、外力の大きさに比例して変形することで、歪みが発生する部材である。起歪体３１は、出力側部材１６と同軸状に配置されている。この起歪体３１は、出力側部材１６の前面（締結面）に対して、複数の第１ねじ４１を用いて固定されている。このため、起歪体３１は、サーキュラスプライン１３及び出力側部材１６と共に回転する。

【0037】

第１ねじ４１は、トルクセンサ３０の回転軸を中心として、同心円状に一定のピッチで配置されている。即ち、第１ねじ４１は、トルクセンサ３０の周方向において、一定のピッチで配置されている。また、第１ねじ４１は、出力側部材１６の回転軸を中心として、同心円状に一定のピッチで配置されている。第１ねじ４１は、波動歯車減速機１０Ａの前方側から、起歪体３１及び出力側部材１６に挿入されている。

【0038】

起歪体３１は、トルクを伝達する際に、トルクセンサ３０の回転軸を中心とする周方向（せん断方向）への歪みを生じる。センシング部３２は、その起歪体３１の変形量となる歪みを検出するものである。このような、センシング部３２は、例えば、せん断歪みゲージである。

【0039】

センシング部３２は、起歪体３１における前面の外周部に設けられている。センシング部３２は、起歪体３１の周方向において、一定のピッチで配置されている。センシング部３２は、第１ねじ４１及び第２ねじ４２よりも径方向外側に配置されている。また、センシング部３２は、出力側部材１６の貫通孔１６ａよりも径方向外側に配置されている。このとき、図２に示すように、各センシング部３２の設置角度と、これと対応する各貫通孔１６ａの設置角度とは、出力側部材１６及びトルクセンサ３０の周方向において、それぞれ同じ設置角度になっている。

【0040】

従って、減速装置１００においては、モータ２０に電圧が印加されて、入力軸２４が回転すると、当該入力軸２４に固定されたウェブジェネレータ１１が回転する。このため、フレックススプライン１２の弾性変形によって、波動が発生し、サーキュラスプライン１３が、入力軸２４の回転数に一定の減速比を乗じた回転数で回転する。このとき、アーム外装６１は、出力側部材１６及びトルクセンサ３０を介して、サーキュラスプライン１３に固定されているため、減速された回転数で回転する。そして、その減速された回転数におけるトルクは、トルクセンサ３０によって検出される。

【0041】

ここで、減速装置１００においては、フレックススプライン１２の弾性変形が、トルクセンサ３０が出力トルクを検出する際のトルク外乱となる場合がある。例えば、楕円形のウェブジェネレータ１１が回転すると、フレックススプライン１２は、ウェブジェネレータ１１の長径方向両端部による摺動に倣うように、その径方向において弾性変形する。このフレックススプライン１２の弾性変形は、ねじ等を介して、トルクセンサ３０に曲げ変形として伝達するおそれがある。

【0042】

そこで、減速装置１００は、フレックススプライン１２の弾性変形に起因したトルクセンサ３０の曲げ変形を抑制するためのトルク外乱抑制構造として、出力側部材１６の貫通孔１６ａを備えている。このように、減速装置１００は、出力側部材１６に複数の貫通孔１６ａを備えることにより、当該出力側部材１６のトルク剛性を確保しつつ、フレックススプライン１２の弾性変形に起因した曲げ変形のトルクセンサ３０側への伝達を、抑えるようにしている。

【0043】

この点について、図３から図５を用いて説明する。図４は、フレックススプライン１２の弾性変形が、その回転軸から－４５°の方向と＋１３５°の方向とにそれぞれ発生した場合について説明した図である。図５は、フレックススプライン１２の弾性変形が、その回転軸から－１３５°の方向と＋４５°の方向とにそれぞれ発生した場合について説明した図である。なお、図４Ａ及び図５Ａにおいては、理解し易いように、出力側部材１６の中心に、ウェブジェネレータ１１を配置すると共に、出力側部材１６上位にセンシング部３２を配置した図としている。

【0044】

先ず、図３は、トルクセンサ３０が４つのセンシング部３２を有する例を示している。一般に、センシング部３２を起歪体３１に設ける場合、センシング部３２は、外乱補償のために、起歪体３１の周方向において、等間隔で、４つ配置されることが多い。このとき、フレックススプライン１２の弾性変形は、略＋４５°、略＋１３５°、略－４５°、略－１３５°の４つの方向のそれぞれで、最大となる。これに対して、フレックススプライン１２の弾性変形は、略０°、略＋９０°、略－９０°、略－１８０°の４つの方向のそれぞれで、最小（ゼロ）となる。そこで、トルクセンサ３０は、センシング部３２の設置角度を、０°、＋９０°、－９０°、－１８０°と設定することで、４つのセンシング部３２に対するトルク外乱を均等に低減することができる。このため、トルクセンサ３０は、弾性変形の最大値を抑えることができる。

【0045】

図４Ａに示す減速装置１００においては、４つのセンシング部３２が、出力側部材１６の周方向において、９０°間隔で設けられている。４つのセンシング部３２は、０°、＋９０°、－９０°、±１８０°の設置角度で、それぞれ取り付けられている。これに対して、ウェブジェネレータ１１の回転に応じたフレックススプライン１２の弾性変形は、その長径方向となる、出力側部材１６の回転軸から－４５°及び＋１３５°の方向に発生する。このとき、フレックススプライン１２において、上記２方向への弾性変形が発生すると、これに対応して、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、出力側部材１６においては、２つの変形が発生してしまう。

【0046】

図４Ｂに示す１つ目の変形は、径方向の変形である。この径方向の変形は、フレックススプライン１２の外歯歯車１２ａとサーキュラスプライン１３の内歯歯車１３ａとの噛み合い方向（出力側部材１６の回転軸から－４５°及び＋１３５の方向）において最大となり、その噛み合い点から周方向に向けて遠ざかる程、小さくなる。

【0047】

図４Ｃに示す２つ目の変形は、軸方向の変形である。この軸方向の変形は、上記噛み合い方向と直交する方向（出力側部材１６の回転軸から＋４５°及び－１３５°の方向）において最大となり、その噛み合い点から周方向に向けて遠ざかる程、小さくなる。

【0048】

そして、トルクセンサ３０の起歪体３１は、上記出力側部材１６における２つの変形に倣うことで、曲げ変形を発生し、当該起歪体３１の曲げ変形は、センシング部３２に対して、トルク外乱を与えることになる。

【0049】

ここで、１つ目の径方向の変形は、起歪体３１との締結面（出力側部材１６の前面）に対して、せん断方向の力を作用させる。このせん断力の影響が大きな領域に、貫通孔１６ａを付与した場合、当該せん断力に対する剛性が低下してしまい、出力側部材１６の締結面における変形は、増加する。この結果、トルク外乱低減効果を得ることは、困難となる。

【0050】

また、２つ目の軸方向の変形は、起歪体３１との締結面に対して、引っ張り方向又は圧縮方向の力を作用させる。この引っ張り力又は圧縮力の影響が大きな領域に、貫通孔１６ａを付与した場合、引っ張り力又は圧縮力が、貫通孔１６ａに集中するため、出力側部材１６の締結面における変形は、抑制される。この結果、トルク外乱低減効果を得ることができる。

【0051】

せん断方向の力は、噛み合い点から周方向に向けて遠ざかる程、小さくなる。即ち、貫通孔１６ａを、噛み合い点から周方向においておよそ４５°から９０°の領域、言い換えれば、センシング部３２から周方向においておよそ０°から４５°の領域に付与することで、センシング部３２に対するトルク外乱低減効果を得ることができる。

【0052】

また、図５Ａに示す減速装置１００においては、ウェブジェネレータ１１の回転に応じたフレックススプライン１２の弾性変形は、その長径方向となる、出力側部材１６の回転軸から－１３５°及び＋４５°の方向に発生する。このとき、図５Ｂは、出力側部材１６の軸方向の変形を示しており、図５Ｃは、出力側部材１６の径方向の変形を示している。このため、貫通孔１６ａを、噛み合い点から周方向においておよそ４５°から９０°の領域、言い換えれば、センシング部３２から周方向においておよそ０°から－４５°の領域に付与することで、センシング部３２に対するトルク外乱低減効果を得ることができる。

【0053】

よって、減速装置１００は、トルク外乱が最大となる「出力側部材１６の回転軸から－４５°及び＋１３５°の方向」、且つ、「出力側部材１６の回転軸から－１３５°及び＋４５°の方向」の弾性変形に対して、貫通孔１６ａをセンシング部３２の設置角度と同じ設置角度で設けることで、４つのセンシング部３２に対するトルク外乱を均等に低減することができる。

【0054】

以上、実施の形態１に係る減速装置１００は、波動歯車減速機１０Ａの出力軸と共に回転する出力側部材１６と、波動歯車減速機１０Ａの出力トルクを検出するトルクセンサ３０に設けられ、出力トルクの大きさに応じて歪む起歪体３１と、トルクセンサ３０に設けられ、起歪体３１の歪みを検出するセンシング部３２と、出力側部材１６の内部において径方向に形成される貫通孔１６ａとを備え、センシング部３２の設置角度と貫通孔１６ａの設置角度とは、出力側部材１６の周方向において、同じ設置角度である。このため、減速装置１００は、トルクセンサ３０を波動歯車減速機１０Ａにねじ留めした場合でも、波動歯車減速機１０Ａの弾性変形に起因したトルクセンサ３０の曲げ変形を抑制することができる。

【0055】

また、減速装置１００においては、センシング部３２は、出力側部材１６の貫通孔１６ａよりも径方向外側に配置される。このため、減速装置１００においては、トルクセンサ３０の起歪体３１の径寸法が、出力側部材１６の径寸法よりも大きくなるため、トルクセンサ３０の曲げ剛性を出力側部材１６の曲げ剛性よりも大きくすることができる。この結果、減速装置１００は、トルクセンサ３０の曲げ変形を抑制することができる。

【0056】

更に、減速装置１００においては、出力側部材１６の貫通孔１６ａは、当該出力側部材１６の中心孔から外周面まで貫通する貫通孔としている。このため、減速装置１００は、貫通孔１６ａを容易に加工することができる。

【0057】

実施の形態２．
実施の形態２に係る減速装置２００について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、実施の形態２に係る減速装置２００の断面図である。図７は、実施の形態２に係るスペーサ７１の軸方向断面図である。なお、上述した実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0058】

図６に示すように、実施の形態２に係る減速装置２００は、ハット型の波動歯車減速機１０Ｂ、モータ２０、及び、トルクセンサ３０を備えている。波動歯車減速機１０Ｂは、実施の形態１に係る波動歯車減速機１０Ａの構造に、第３ねじ４３及びスペーサ７１を追加した構造となっている。

【0059】

スペーサ７１は、環状をなしている。スペーサ７１は、出力側部材１６の前面と起歪体３１の後面との間に設けられている。スペーサ７１は、ウェブジェネレータ１１、サーキュラスプライン１３、出力側部材１６、及び、トルクセンサ３０と同軸状に配置されている。このため、スペーサ７１は、出力側部材１６が回転すると、当該出力側部材１６と共に回転する。このように、減速装置２００は、出力側部材１６とトルクセンサ３０との間に、スペーサ７１を挟持することにより、フレックススプライン１２の弾性変形に対する、軸方向に直交する方向の曲げ剛性を向上させることができる。スペーサ７１は、例えば、金属材料又は樹脂材料で形成されている。

【0060】

図６及び図７に示すように、スペーサ７１は、複数の貫通孔７１ａを有している。貫通孔７１ａは、スペーサ７１の内部に設けられている。具体的には、貫通孔７１ａは、スペーサ７１の径方向において、その中心孔から外周面まで貫通するように形成されている。更に、貫通孔７１ａは、スペーサ７１の周方向、即ち、回転方向において、一定のピッチで配置されている。貫通孔７１ａの数量は、トルクセンサ３０のセンシング部３２の数量と同じ数量となっている。

【0061】

第３ねじ４３は、スペーサ７１の追加構成に伴って、設けられたものである。スペーサ７１は、複数の第３ねじ４３を用いて、出力側部材１６の前面に固定されている。第３ねじ４３は、スペーサ７１の回転軸を中心として、同一円周状に一定のピッチで配置されている。即ち、第３ねじ４３は、スペーサ７１の周方向において、一定のピッチで配置されている。

【0062】

トルクセンサ３０の起歪体３１は、複数の第１ねじ４１を用いて、スペーサ７１に固定されている。第１ねじ４１は、トルクセンサ３０の回転軸を中心として、同心円状に一定のピッチで配置されている。即ち、第１ねじ４１は、トルクセンサ３０の周方向において、一定のピッチで配置されている。

【0063】

センシング部３２は、第１ねじ４１、第２ねじ４２、及び、第３ねじ４３よりも径方向外側に配置されている。また、センシング部３２は、貫通孔７１ａよりも径方向外側に配置されている。このとき、図７に示すように、各センシング部３２の設置角度と、これと対応する各貫通孔７１ａの設置角度とは、スペーサ７１及びトルクセンサ３０の周方向において、それぞれ同じ設置角度になっている。

【0064】

以上、実施の形態２に係る減速装置２００は、波動歯車減速機１０Ｂの出力軸と共に回転する出力側部材１６と、波動歯車減速機１０Ｂの出力トルクを検出するトルクセンサ３０に設けられ、出力トルクの大きさに応じて歪む起歪体３１と、トルクセンサ３０に設けられ、起歪体３１の歪みを検出するセンシング部３２と、出力側部材１６と起歪体３１との間に設けられるスペーサ７１と、スペーサ７１の内部に設けられ、径方向に形成される貫通孔７１ａとを備え、センシング部３２の設置角度と貫通孔７１ａの設置角度とは、スペーサ７１の周方向において、同じ設置角度である。このため、減速装置２００は、トルクセンサ３０を波動歯車減速機１０Ｂにねじ留めした場合でも、波動歯車減速機１０Ｂの弾性変形に起因したトルクセンサ３０の曲げ変形を抑制することができる。

【0065】

また、減速装置２００においては、センシング部３２は、スペーサ７１の貫通孔７１ａよりも径方向外側に配置される。このため、減速装置２００においては、トルクセンサ３０の起歪体３１の径寸法が、スペーサ７１の径寸法よりも大きくなるため、トルクセンサ３０の曲げ剛性をスペーサ７１の曲げ剛性よりも大きくすることができる。この結果、減速装置２００は、トルクセンサ３０の曲げ変形を抑制することができる。

【0066】

更に、減速装置２００においては、スペーサ７１の貫通孔７１ａは、当該スペーサ７１の中心孔から外周面まで貫通する貫通孔としている。このため、減速装置２００は、貫通孔７１ａを容易に加工することができる。

【0067】

実施の形態３．
実施の形態３に係る減速装置３００について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、実施の形態３に係る減速装置３００の断面図である。図９は、実施の形態３に係る出力側部材７２の軸方向断面図である。なお、上述した実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0068】

図８に示すように、実施の形態３に係る減速装置３００は、ハット型の波動歯車減速機１０Ｃ、モータ２０、及び、トルクセンサ３０を備えている。波動歯車減速機１０Ｃは、波動歯車減速機１０Ａの出力側部材１６に替えて、出力側部材７２を設けると共に、その波動歯車減速機１０Ａの構成から第２ねじ４２を削除した構造となっている。

【0069】

出力側部材７２は、円形状をなしている。出力側部材７２は、ウェブジェネレータ１１、フレックススプライン１２、及び、サーキュラスプライン１３を前方側から覆うように配置されている。また、出力側部材７２は、ウェブジェネレータ１１、サーキュラスプライン１３、及び、トルクセンサ３０と同軸状に配置されている。そして、出力側部材１６の中心孔には、軸受１８が設けられている。

【0070】

図８及び図９に示すように、出力側部材７２は、複数の貫通孔７２ａを有している。貫通孔７２ａは、出力側部材７２の内部に設けられている。この貫通孔７２ａは、出力側部材７２の径方向において、直線状に延びるように形成されている。具体的には、貫通孔７２ａは、出力側部材７２の径方向において、その中心孔から外周面まで貫通するように形成されている。更に、貫通孔７２ａは、出力側部材７２の周方向、即ち、回転方向において、一定のピッチで配置されている。貫通孔７２ａの数量は、トルクセンサ３０のセンシング部３２の数量と同じ数量となっている。

【0071】

トルクセンサ３０の起歪体３１は、複数の第１ねじ４１を用いて、出力側部材７２に固定されている。第１ねじ４１は、トルクセンサ３０の回転軸を中心として、同心円状に一定のピッチで配置されている。即ち、第１ねじ４１は、トルクセンサ３０の周方向において、一定のピッチで配置されている。

【0072】

センシング部３２は、第１ねじ４１よりも径方向外側に配置されている。各センシング部３２は、これと対応する各貫通孔７１ａと軸方向において対向するように配置されている。即ち、各センシング部３２と、これと対応する各貫通孔７２ａとは、軸方向において互いに重なり合うように配置されている。このため、各センシング部３２の設置角度と、これと対応する各貫通孔７２ａの設置角度とは、出力側部材７２及びトルクセンサ３０の周方向において、それぞれ同じ設置角度になっている。

【0073】

以上、実施の形態３に係る減速装置３００は、波動歯車減速機１０Ｃの出力軸と共に回転する出力側部材７２と、波動歯車減速機１０Ｃの出力トルクを検出するトルクセンサ３０に設けられ、出力トルクの大きさに応じて歪む起歪体３１と、トルクセンサ３０に設けられ、起歪体３１の歪みを検出するセンシング部３２と、出力側部材７２の内部に設けられ、径方向に形成される貫通孔７２ａとを備え、センシング部３２の設置角度と貫通孔７２ａの設置角度とは、出力側部材７２の周方向において、同じ設置角度である。このため、減速装置３００は、トルクセンサ３０を波動歯車減速機１０Ｃにねじ留めした場合でも、波動歯車減速機１０Ｃの弾性変形に起因したトルクセンサ３０の曲げ変形を抑制することができる。

【0074】

また、減速装置３００においては、センシング部３２と出力側部材７２の貫通孔７２ａとは、軸方向において対向する。このため、減速装置３００は、センシング部３２に対するトルク外乱を効率的に低減することができる。

【0075】

なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、或いは、各実施の形態における任意の構成要素の変形、若しくは、各実施の形態における任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0076】

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 波動歯車減速機、１１ ウェブジェネレータ、１２ フレックススプライン、１２ａ 外歯歯車、１２ｂ フランジ部、１３ サーキュラスプライン、１３ａ 内歯歯車、１４ クロスローラベアリング、１４ａ 内輪、１４ｂ 外輪、１５ 固定板、１６ 出力側部材、１６ａ 貫通孔、１６ｂ フランジ部、１７，１８ 軸受、２０ モータ、２１ モータケース、２２ ステータ、２３ ロータ、２４ 入力軸、３０ トルクセンサ、３１ 起歪体、３２ センシング部、４１ 第１ねじ、４２ 第２ねじ、４３ 第３ねじ、５１ 第１固定ねじ、５２ 第２固定ねじ、６１ アーム外装、７１ スペーサ、７１ａ 貫通孔、７２ 出力側部材、７２ａ 貫通孔、１００，２００，３００ 減速装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】