波动齿轮装置的润滑方法

技术领域

本发明涉及一种波动齿轮装置，特别是涉及作为对外齿齿轮的外侧的啮合部分供给的润滑剂、以及对外齿齿轮的内侧的波动发生器的部分供给的润滑剂而使用种类互不相同的润滑脂的波动齿轮装置的润滑方法。

背景技术

波动齿轮装置的润滑部分包括位于外齿齿轮的内侧的内侧润滑部分、以及位于外齿齿轮的外侧的外侧润滑部分。内侧润滑部分是波动发生器的滑动部分以及波动发生器的外周面与外齿齿轮的内周面之间的滑动部分，外侧润滑部分是外齿齿轮与内齿齿轮之间的啮合部分。由于内侧润滑部分和外侧润滑部分的最佳润滑剂不同，因此，优选分别供给润滑特性不同的润滑剂。然而，内侧润滑部分和外侧润滑部分在外齿齿轮的内外侧处于接近的位置而导致双方的润滑剂混合。

为了防止润滑剂的混合，专利文献1～3中提出了如下方案：将内侧润滑部分与外侧润滑部分之间分隔开而阻止润滑剂在它们之间流通。然而，对于一般情况下使用的波动齿轮装置，大多针对双方的润滑部分而使用同一种类的润滑剂，从而效率低下、高载荷时的啮合部分的磨损等课题依然存在。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-96343号公报

专利文献2：日本特开平9-291985号公报

专利文献3：日本特开平9-250609号公报

发明内容

此处，关于波动齿轮装置，可以根据其运转条件而减少针对内侧润滑部分及外侧润滑部分的润滑所需的润滑剂的量。本发明的发明人着眼于运转条件和润滑剂的所需量之间的关系而发现：即使不利用密封部件在内侧润滑部分与外侧润滑部分之间形成分隔状态，在特定的运转条件下，也能够将针对双方的润滑部分涂敷或填充的润滑脂的混合避免至不对实际应用造成妨碍的程度。

本发明基于上述见解而提出了能够以根据运转状态适当地避免润滑剂混合的方式利用润滑脂对内侧润滑部分及外侧润滑部分进行润滑的波动齿轮装置的润滑方法。

在本发明的波动齿轮装置的润滑方法中，利用润滑脂分别对位于外齿齿轮的内侧的内侧润滑部分以及位于外齿齿轮的外侧的外侧润滑部分进行润滑。内侧润滑部分是波动发生器的滑动部分、以及波动发生器与外齿齿轮的内周面之间的接触部分，外侧润滑部分是外齿齿轮与内齿齿轮之间的啮合部分。作为对内侧润滑部分供给的内侧润滑剂以及对外侧润滑部分供给的外侧润滑剂，使用种类互不相同的润滑脂。

在波动齿轮装置的运转条件为稳定运转或准稳定运转的情况下，以使得内侧润滑剂和外侧润滑剂不混合的方式形成将内侧润滑部分与外侧润滑部分之间分隔开的分隔状态，在该分隔状态下，对内侧润滑部分供给预先设定的第一量的内侧润滑剂，对外侧润滑部分供给预先设定的第二量的外侧润滑剂。稳定运转是转速、旋转方向以及负荷扭矩恒定的连续运转，准稳定运转是转速以及旋转方向恒定、且负荷扭矩变化的连续运转。此外，可以利用密封部件将内侧润滑部分与外侧润滑部分之间分隔而形成分隔状态。另外，还可以使外齿齿轮的圆筒状的开口缘延长并将其用作密封部分而形成分隔状态。

与此相对，在波动齿轮装置的运转条件为反复实施启动/停止的运转的情况下，不形成分隔状态地对内侧润滑部分供给少于第一量的量的内侧润滑剂，并对外侧润滑部分供给少于第二量的外侧润滑剂。反复实施启动/停止的运转是转速、旋转方向以及负荷扭矩变化的间歇运转。

此处，在反复实施启动/停止的运转中，希望将内侧润滑剂的供给量设为稳定运转等情况下所需的第一量的1/3以下，优选设为1/5以下的量。另外，希望将外侧润滑剂的供给量设为稳定运转等情况下所需的第二量的1/3以下，优选设为1/5以下的量。

根据本发明的润滑方法，在将波动齿轮装置用于反复实施启动/停止的运转的用途的情况下，能够在内侧润滑部分与外侧润滑部分之间不形成分隔状态地利用不同种类的润滑脂对内侧润滑分及外侧润滑部分进行润滑，同时能够将不同种类的润滑脂相互的混合避免至不对实际应用造成妨碍的程度。由于不需要用于形成分隔状态的密封部件等分隔机构，因此，能够简化构造，还能够削减成本。另外，还能够避免因密封机构而引起的摩擦损失。特别地，由于波动齿轮装置大多组装于机器人、输送机等而执行反复实施启动/停止的运转，因此，本发明的润滑方法在实际应用时极其有益。

附图说明

图1是示出能够应用本发明的润滑方法的杯型的波动齿轮装置的简略剖视图。

图2是示出反复实施启动/停止的运转的具体模式的曲线图。

图3是示出稳定运转等中使用的情况下的波动齿轮装置的用于防止润滑剂混合的分隔状态的简略剖视图。

图4是示出波动齿轮装置的分隔状态的一例的简略剖视图。

图5A是示出波动齿轮装置的分隔状态的一例的简略半剖视图。

图5B是示出波动齿轮装置的分隔状态的一例的简略半剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下所述的实施方式中，将本发明的方法应用于杯型的波动齿轮装置。也可以与杯型的波动齿轮装置的情况同样地将本发明应用于礼帽型的波动齿轮装置以及扁平型的波动齿轮装置。

图1是示出实施方式所涉及的杯型的波动齿轮装置的简要剖视图。波动齿轮装置1具备：刚性的内齿齿轮2，其呈圆环形状；杯状的柔性的外齿齿轮3，其配置于上述内齿齿轮2的内侧；以及波动发生器4，其配置于上述外齿齿轮3的内侧。内齿齿轮2同轴地固定于圆筒状的装置壳体5的内周部分。

外齿齿轮3具备：圆筒状主体部31；隔膜32，其从圆筒状主体部31的一端向半径方向的内侧延伸；以及刚性的圆环状的凸台33，其形成为与隔膜的内周缘连续。另外，外齿齿轮3在圆筒状主体部31的作为其另一端的开口端34侧形成有外齿形成部分36，外齿35形成于该外齿形成部分36。在圆筒状主体部31，从外齿形成部分36的端部36a至开口端34构成未形成外齿的圆筒状延长部分37。内齿齿轮2配置为将外齿形成部分36包围的状态。波动发生器4配置于外齿形成部分36的内侧。圆盘状的输出轴6连结固定于外齿齿轮3的凸台33。

波动发生器4具备：圆筒状的轮毂41；刚性凸轮板43，其借助奥尔德姆联轴器机构42而同轴地安装于上述轮毂41的外周面；以及波动轴承44。波动轴承44装配于外齿齿轮3的外齿形成部分36的内周面与刚性凸轮板43的椭圆状外周面43a之间。因波动发生器4而使得外齿形成部分36挠曲成椭圆状。由此，在椭圆形状的长轴两端，外齿齿轮3与内齿齿轮2啮合。马达旋转轴等旋转输入轴7同轴地连结固定于轮毂41。

若借助旋转输入轴7而使得波动发生器4旋转，则两个齿轮2、3的啮合位置在圆周方向上移动，从而在两个齿轮2、3之间产生与两个齿轮的齿数差相应的相对旋转。在本例中，内齿齿轮2固定，因此，从外齿齿轮3经由输出轴6而将减速旋转输出。

在装置壳体5的端面5a固定有将其与马达等旋转输入侧的部件之间分隔开的端板8。端板8具备与外齿齿轮3的开口端34对置的对置面8a，其内周面与旋转输入轴7之间由密封部件密封。

关于波动齿轮装置1，位于外齿齿轮3的外侧的内齿齿轮2与外齿齿轮3的啮合部分是利用润滑剂进行润滑的外侧润滑部分11。位于外齿齿轮3的内侧的波动发生器4的滑动部分以及波动发生器4与外齿齿轮3之间的接触部分，是利用与对啮合部分供给的润滑剂不同种类的润滑剂进行润滑的内侧润滑部分12。对外侧润滑部分11及内侧润滑部分12供给不同种类的润滑剂。在本例中，预先涂敷或填充所需量的润滑脂。

该结构的波动齿轮装置1组装于机器人、输送机、各种自动机等产业机械而使用。根据波动齿轮装置1的组装对象的机械的用途而在规定的运转条件下使用波动齿轮装置1。波动齿轮装置1的运转条件大致能够分为以下3种。

＜反复实施启动/停止的运转＞

转速、旋转方向以及负荷扭矩变化的间歇运转(机器人、输送机、各种自动机等市场上的多种用途)

＜稳定运转＞

转速、旋转方向以及负荷扭矩恒定的连续运转

＜准稳定运转＞

转速以及旋转方向恒定、且负荷扭矩变化的连续运转(片材卷取机等用途)

根据运转条件而对外侧润滑部分11及内侧润滑部分12分别供给所需的润滑剂。在本例中，在外侧润滑部分11及内侧润滑部分12分别涂敷或填充有所需量的润滑脂的状态下，将波动齿轮装置1安装于组装对象的机械。

在波动齿轮装置1的用途为上述反复实施启动/停止的运转的情况下，与上述稳定运转及准稳定运转的情况相比，可以减少所需的润滑剂的量。即，关于执行反复实施启动/停止的运转的用途，能够想到用作减速器的波动齿轮装置的啮合部分的润滑状态每当旋转方向切换时便发生变化，可以说即使以少量的润滑剂也能确保较好的耐久性。

在本例中，在将波动齿轮装置1用于执行反复实施启动/停止的运转的用途的情况下，与作为稳定运转或准稳定运转中所需的外侧润滑部分11的润滑脂涂敷量(或者润滑脂填充量)的第一量相比，减小外侧润滑部分11的润滑脂涂敷量(或者润滑脂填充量)。例如，与第一量相比而将润滑脂涂敷量减小至1/3左右以下，优选减小至1/5以下。同样地，与作为(1)稳定运转或者(2)准稳定运转中所需的内侧润滑部分12的润滑脂涂敷量的第二量相比，减小内侧润滑部分12的润滑脂涂敷量。例如，与第二量相比而将润滑脂涂敷量减小至1/3左右以下，优选减小至1/5以下。

这样，在将波动齿轮装置1用于执行反复实施启动/停止的运转的用途的情况下，与用于执行其他运转的用途的情况相比，针对外侧润滑部分11及内侧润滑部分12而设定较少的润滑剂的量。在该状态下，以进行反复启动/停止的运动的方式对波动齿轮装置1进行驱动。能够确认到：在动作中，涂敷或供给至外侧润滑部分11的润滑剂、和涂敷或供给至内侧润滑部分12的润滑剂几乎不会混合，从而在实际应用时不会出现问题。另外，根据执行反复实施启动/停止的运转的具体用途而适当地设定涂敷或供给的润滑剂的量，从而能够避免润滑失效、因此而引起的弊端。并且，由于可以减小润滑剂的量，因此，润滑剂从波动齿轮装置泄漏的危险性也降低，从而能够简化密封构造，还能够获得与此相伴的降低摩擦损失的效果。

图2中示出了用作减速器的波动齿轮装置1的反复实施启动/停止的运转的具体的运转模式的一例的曲线图。在该曲线图中，横轴表示时间，纵轴表示波动齿轮装置的输入转速。如该曲线图所示，在停止之后直至时刻t1为止的期间(例如0.08sec的期间)，加速至规定的转速(例如6000r/min)。在该状态下，在直至时刻t2为止的期间(例如0.050sec的期间)，以同一转速(例如6000r/min)而旋转。在时刻t2至时刻t3的期间(例如0.08sec的期间)减速、停止。在经过时刻t3至时刻t4(例如0.531sec)的停止时间之后，向反转方向进行相同的动作而返回至开始位置。反复进行该动作。此外，当加减速时以惯性进行驱动时，负荷扭矩施加于波动齿轮装置1的减速旋转输出部件。在模拟机器人的运转的运转模式下，确认到：针对外侧润滑部分11、内侧润滑部分12的少量润滑状态下的波动齿轮装置1的耐久性及润滑剂分离状态。

另一方面，在将波动齿轮装置1用于额定运转或准额定运转的用途的情况下，对外侧润滑部分11及内侧润滑部分12供给产品目录、产品规格说明书等中采用的量的润滑剂。在该情况下，对外侧润滑部分11供给的润滑剂和对内侧润滑部分12供给的润滑剂有可能会混合。在该情况下，只要以使得润滑剂在外侧润滑部分11与内侧润滑部分12之间不流通的方式形成利用密封部件将二者之间分隔开的分隔状态即可。

图3中示出了设定为外侧润滑部分11与内侧润滑部分12之间被分隔开的状态的波动齿轮装置1。图示的例子示出了分隔状态的一例，可以采用使用各种密封部件的分隔状态。

如该图所示，波动齿轮装置1设置有润滑剂混合防止部，该润滑剂混合防止部用于防止对外侧润滑部分11供给的润滑剂与对内侧润滑部分12供给的润滑剂相互混合。本例的润滑剂混合防止部由配置为与形成于外齿齿轮3的圆筒状延长部分37接触的状态的圆环状的油封13构成。

圆筒状延长部分37是外齿齿轮3的从其外齿形成部分36的外齿的齿线方向的端部36a至开口端34之间的部分。油封13固定于内齿齿轮2的内周缘侧的部分。油封13的密封唇13a与圆筒状延长部分37的外周面抵接。利用油封13将外侧润滑部分11与内侧润滑部分12之间密封。油封13具备能够追随外齿齿轮3的圆筒状延长部分37的变形的变形性，圆周方向的各部分始终维持为与圆筒状延长部分37抵接的状态。

利用油封13阻止对外侧润滑部分11供给的润滑剂向开口端34侧流出。对内侧润滑部分12供给的润滑剂通过圆筒状延长部分37与端板8之间的间隙部分而向外齿齿轮3的外周侧流出。利用圆筒状延长部分37抑制其向外齿齿轮3的外周侧流出。另外，利用油封13阻止流出至外周侧的润滑剂向外侧润滑部分11流入。能够可靠地防止双方的润滑剂混合，从而能够将外侧润滑部分11及内侧润滑部分12双方维持为适当的润滑状态。

还可以将油封配置于内侧润滑部分12侧。图4是示出该结构的润滑剂混合防止部的一例的简要半剖视图。圆环状的油封14固定于在端板8的内周缘部分形成的圆筒部8b的外周面。油封14的密封唇14a与外齿齿轮3的圆筒状延长部分37的内周面抵接。在该情况下，油封14也具备能够追随外齿齿轮3的圆筒状延长部分37的变形的变形性，从而圆周方向的各部分始终维持为与圆筒状延长部分37的内周面抵接的状态。

此外，有时还可以将油封13、14省略。图5A是示出未使用油封的分隔状态的形成例的简要半剖视图。在该情况下，预先适当地设定圆筒状延长部分37的长度、且适当地设定其开口端34与端板8之间的间隙尺寸。由此，能够将润滑剂混合抑制到不会对实际应用造成妨碍的程度。能够利用极其简单的用于防止润滑剂混合的分隔机构实质性地防止双方的润滑剂混合。

图5B是示出利用迷宫式密封件作为分隔机构的情况下的一例的简要半剖视图。在与外齿齿轮3的圆筒状延长部分37的开口端34对置的端板8的对置面8a形成有圆环状的矩形截面的槽8c。形成为圆筒状延长部分37的开口端34的部分插入于槽8c的状态。槽8c的宽度设定为即使开口端34这部分变形也不会对该部分造成干扰的尺寸。在槽8c的内周面与圆筒状延长部分37的开口端34这部分的外周面部分之间形成有迷宫式密封件。能够利用由圆筒状延长部分37和迷宫式密封件构成的用于防止润滑剂混合的分隔机构可靠地防止润滑剂相互混合。