波动齿轮装置的制作方法

本发明涉及利用填充于内部的润滑性粉体对各部分进行润滑的波动齿轮装置。

背景技术：

大多数波动齿轮装置由润滑油以及润滑脂进行润滑。在专利文献1所公开的波动齿轮装置中，具备从润滑脂贮存部对需要润滑的部分供给润滑脂的机构。在专利文献2所记载的波动齿轮装置中，在杯状的外齿齿轮的内部配置有与外齿齿轮一体旋转的润滑油箱，利用离心力从润滑油箱对需要润滑的部分供给润滑油。在专利文献3所公开的动力传递装置中，为了减弱滑动部件之间的摩擦、磨损，使滑动面为规定的表面粗糙度的面，利用碳系覆膜将该滑动面覆盖，进而利用润滑脂对由碳系覆膜覆盖的滑动面之间进行润滑。

专利文献

专利文献1：日本特开2013-92217号公报

专利文献2：日本特开2011-64304号公报

专利文献3：日本特开2009-41747号公报

技术实现要素：

波动齿轮装置一般被用作减速器，波动发生器借助马达等而进行高速旋转。若利用润滑油或者润滑脂对波动发生器的与外齿齿轮的接触部分、以及波动发生器内部的接触部分进行润滑，则由高速旋转的波动发生器造成的粘性阻力损失增大。因此，波动齿轮装置在低负荷区域、高速旋转区域的效率降低。

本发明的发明人为了解决这种课题而提出了一种波动齿轮装置，该波动齿轮装置使用润滑性的微小粉体作为润滑剂，由此能够大幅提高低负荷区域、高速旋转区域中的效率。

在使用微小粉体的波动齿轮装置中，若波动齿轮装置运转时的姿势不同、或者波动齿轮装置的姿势在运转时发生变化，则有可能无法维持微小粉体对各部分的润滑。

本发明的课题在于提供一种波动齿轮装置，该波动齿轮装置具备无论运转时的姿势如何都能够维持微小粉体的润滑性能的机构。

具体而言，本发明的课题在于提供一种波动齿轮装置，该波动齿轮装置具备能够可靠地对润滑部分供给微小粉体的机构。另外，本发明的课题在于提供一种波动齿轮装置，该波动齿轮装置具备能够防止或者抑制因吸湿所导致的微小粉体的凝聚、润滑性能的下降的机构。并且，本发明的课题在于提供一种波动齿轮装置，该波动齿轮装置具备能够防止或者抑制微小粉体附着于润滑部分以外的部分的机构。

为了解决上述课题，本发明的波动齿轮装置的特征在于，具有：

刚性的内齿齿轮；

形成为杯状的挠性的外齿齿轮，其以同轴的方式配置于所述内齿齿轮的内侧；

波动发生器，其装配于所述外齿齿轮的内侧，使该外齿齿轮挠曲成非圆形而使得该外齿齿轮与所述内齿齿轮局部啮合；

润滑性粉体，其被装入由所述外齿齿轮和所述波动发生器包围的划分部；

第一粉体引导件，其在所述划分部内与所述波动发生器一体旋转，在朝向所述波动发生器的内部接触部、以及所述波动发生器与所述外齿齿轮之间的接触部的方向上对所述润滑性粉体进行引导；以及

第二粉体引导件，其与所述波动发生器一体旋转，在朝向所述外齿齿轮以及所述内齿齿轮的齿面部的方向上对从所述划分部穿过所述波动发生器而移动的所述润滑性粉体进行引导。

在波动齿轮装置运转时，第一粉体引导件以与润滑性粉体接触的状态而与波动发生器一体旋转。由旋转的第一粉体引导件而使得润滑性粉体流动，并在朝向第一润滑部分(波动发生器的内部接触部)以及第二润滑部分(波动发生器与外齿齿轮的接触部)的方向上对润滑性粉体进行引导。由此，能够可靠地向上述润滑部分供给润滑性粉体。另外，供给至上述润滑部分的润滑性粉体的一部分穿过上述润滑部分并向第二粉体引导件的那侧移动。第二粉体引导件与波动发生器一体旋转，借助离心力而使得穿过波动发生器的润滑性粉体沿第二粉体引导件朝外周侧移动，由此将该润滑性粉体朝向第三润滑部分(外齿齿轮与内齿齿轮的齿面部)引导。因此，能够与重力相反且可靠地将润滑性粉体向各润滑部分供给，其中，该润滑性粉体贮存于在划分部内与波动齿轮装置的姿势相应地处于重力方向的下侧的部分。

此处，优选地，所述第一粉体引导件具备：固定部，其固定于所述波动发生器的与所述划分部面对的内侧端面部分；以及筒状主体部，其以同轴的方式沿装置中心轴线的方向延伸，所述筒状主体部的所述装置中心轴线的方向的两端开口，并形成为随着向所述内侧端面部分的靠近而朝半径方向的外侧扩展的圆锥台形状，所述筒状主体部的内周面以及外周面各自的至少一部分与所述划分部内的所述润滑性粉体接触。

若形成为圆锥台形状的筒状主体部旋转，则借助其离心力而使得润滑性粉体沿筒状主体部的内周面朝向第一、第二润滑部分移动。另外，润滑性粉体沿着筒状主体部的外周面在其圆周方向上流动，因该外周面、与位于该外周面的外周侧的外齿齿轮的内周面之间的速度差而使得流动的润滑性粉体沿外齿齿轮的内周面朝向第一、第二润滑部分移动。因此，能够可靠地将润滑性粉体向第一、第二润滑部分供给。

在第一粉体引导件具备形成为圆锥台形状的筒状主体部的情况下，优选地，以使得顶角为10deg～30deg的范围内的角度的方式规定所述筒状主体部的所述圆锥台形状。为10deg以上的理由在于，能够利用离心力而使得表观比重较小的微小的润滑性粉体更可靠地沿圆锥状的内周面移动。另外，为30deg以下的理由在于，能够利用重力而使得润滑性粉体自微小的润滑性粉体的静止角起在静止状态下沿筒状主体部的圆锥状的内周面滑落。

另外，优选地，在所述筒状主体部的外周表面形成有多个凹部或者多个凸部。例如，通过在外周表面且在圆周方向上以规定的间距而设置较浅的槽，能够强化在该外周面与外齿齿轮的内周面之间所形成的润滑性粉体的流动。

另一方面，所述波动发生器一般具备：刚性的插塞；以及波动发生器轴承，其装配于上述插塞的形成为非圆形轮廓的插塞外周面。所述第一润滑部分(所述波动发生器的所述内部接触部)是所述波动发生器轴承的构成部件之间的接触部分。在该情况下，作为所述第二粉体引导件，能够采用以同轴的方式固定于所述插塞的圆板状的部件。只要该形状的所述第二粉体引导件具备以下部分即可：外周侧的引导板部分，其在所述装置中心轴线的方向上从所述波动发生器轴承的与所述划分部的相反侧同所述波动发生器轴承对置；以及内周侧的固定板部分，其固定于所述插塞。

在该情况下，优选地，在所述装置中心轴线的方向上，将所述第二粉体引导件的所述引导板部分配置于：在固定所述内齿齿轮的固定侧部件所形成的圆环状端面与所述波动发生器轴承之间，预先使所述引导板部分的一部分以能够滑动的状态与所述圆环状端面接触。由此，能够抑制润滑性粉体向外部漏出。例如，在马达旋转轴等输入轴与波动发生器连结的情况下，能够抑制润滑性粉体向输入轴侧侵入。

接下来，在本发明的波动齿轮装置中，优选地，为了能够防止或者抑制润滑性粉体因吸湿而凝聚、以及因吸湿而导致润滑性能下降，预先将润滑性粉体除湿用的加热器配置于贮存润滑性粉体的所述划分部内。

另外，优选地，除了所述内部接触部、所述接触部以及所述齿面部以外，利用粉体附着防止涂层将暴露于所述润滑性粉体中的表面部分的至少一部分覆盖。

此外，本发明中的所述润滑性粉体是具有层状的结晶构造的、规定粒径以及规定硬度的无机系的润滑性粉体。当波动齿轮装置运转时，润滑性粉体在各接触面之间被压碎，并附着在形成接触部分的双方的接触面上而形成较薄的表面膜。另外，被压延得较薄、且进一步细分化而变化为容易进入接触部分的内部(接触面之间)的形状。

利用形状这样变化后的微粉、以及在双方的接触面形成的较薄的表面膜而维持接触部的润滑。另外，附着在接触面的较薄的表面膜以及被压延且细分化后的微粉也不具有粘性，因此，能够实现波动齿轮装置在低负荷区域以及高速旋转区域中的高效率。并且，这样由运转条件引起的效率的变化较小，因此，波动齿轮装置的控制性也得到提高。

为了获得规定的润滑效果、且实现波动发生器的顺畅的旋转，优选将平均粒径为15μm以下的微小粉体用作润滑性粉体。另外，优选润滑性粉体为摩斯硬度为1.5以下的柔软的粉体。

特别是为了从波动齿轮装置的运转初期开始便发挥润滑效果而实现波动发生器的顺畅的旋转，优选使用对润滑性粉体进行压延并将其压碎为鳞片状而获得的微粉。

作为具有层状的结晶构造的润滑性粉体，能够采用二硫化钼、二硫化钨、石墨、氮化硼中的任一种。二硫化钼、石墨具有六方晶这样的层状的结晶构造，氮化硼具有鳞片状的结晶构造。此外，还可以组合使用上述润滑性粉体中的2种以上的润滑性粉体。

附图说明

图1是示出应用了本发明的波动齿轮装置的一个例子的概要纵剖视图，其示出了装置中心轴线朝向垂直方向、且波动发生器位于上侧的垂直姿势的状态。

图2是示出图1中的第一粉体引导件的一个例子的主视图、纵剖视图以及侧视图。

图3是示出图1中的第一粉体引导件的顶角的说明图。

图4是示出图1的波动齿轮装置的装置中心轴线朝向水平方向的水平姿势的状态的概要纵剖视图。

图5是示出应用了本发明的波动齿轮装置的一个例子的概要半纵剖视图。

图6是示出应用了本发明的波动齿轮装置的一个例子的概要半纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本发明的波动齿轮装置的各实施方式进行说明。

图1是示出应用了本发明的波动齿轮装置的一个例子的概要纵剖视图。波动齿轮装置1被称为杯式结构，其具备：圆环状的刚性的内齿齿轮2；形成为杯状的挠性的外齿齿轮3；以及椭圆状轮廓的波动发生器4。外齿齿轮3以同轴的方式配置于内齿齿轮2的内侧。波动齿轮装置1的装置中心轴线1a朝向垂直方向，并设置为波动发生器4位于上侧的垂直姿势。例如，内齿齿轮2固定于作为位于上侧的固定侧部件的装置壳体5，波动发生器4连结固定于位于上侧的马达旋转轴等输入轴6，外齿齿轮3以同轴的方式连结固定于位于下侧的输出轴7a。

外齿齿轮3形成为杯状，在能够在其半径方向上挠曲的圆筒状主体部3a的开口端侧的外周面部分形成有外齿3b。从圆筒状主体部3a的相反侧的端部形成有朝半径方向的内侧延伸的隔膜3c。在隔膜3c的内周缘形成有圆环状的刚性的凸台3d。凸台3d夹持于圆环状的按压部件7b与输出轴7a之间，在该状态下，利用多个紧固连结用螺栓7c以同轴的方式对三个部件进行紧固连结固定。

波动发生器4具备：刚性的插塞(plug)4a；以及波动发生器轴承4b，其装配于上述椭圆状轮廓的外周面。波动发生器4装配于外齿齿轮3的圆筒状主体部3a的形成有外齿3b的部分的内侧。

外齿齿轮3的圆筒状主体部3a的内部空间成为划分部9，该划分部9由在圆筒状主体部3a的开口端侧装配的波动发生器4、以及安装于凸台3d侧的盖8封闭。在划分部9填充有用于对波动齿轮装置1的各润滑部分进行润滑的润滑性微小粉体10。在静止状态下，如图所示，润滑性微小粉体10因重力而贮存于划分部9的下侧。

由润滑性微小粉体10润滑的波动齿轮装置1的主要的润滑部分为三处部位。即，波动发生器4的内部接触部11(波动发生器轴承4b的构成部件的接触部)、波动发生器4与外齿齿轮3的接触部12(波动发生器轴承4b的外圈外周面、与外齿齿轮3的圆筒状主体部3a的内周面的接触部)、以及内齿齿轮2与外齿齿轮3的齿面部13。

此处，在波动发生器4安装有第一粉体引导件20。第一粉体引导件20在划分部9的内部与该波动发生器4一体旋转，并在朝向作为润滑部分的内部接触部11以及接触部12的方向上对润滑性微小粉体10进行引导。另外，在波动发生器4安装有第二粉体引导件30。第二粉体引导件30与波动发生器4一体旋转，并在朝向作为润滑部分的齿面部13的方向上对从划分部9穿过波动发生器4而向上侧移动的润滑性微小粉体10进行引导。

图2(a)是示出第一粉体引导件20的主视图，图2(b)是在其2b-2b线进行剖切后的局部的纵剖视图，图2(c)是其侧视图。图3是第一粉体引导件20的圆锥台形状的说明图。

参照图1及图2进行说明，波动发生器4的插塞4a具备：内侧端面4c，其面对下侧的划分部9；以及阶梯状的外侧端面4d，其朝向上侧。第一粉体引导件20具备：圆环状的固定板部分21，其以同轴的方式固定于插塞4a的内侧端面4c的外周侧端面部分；以及筒状主体部22，其以同轴的方式沿装置中心轴线1a的方向延伸。多个连结板部分23从固定板部分21的外周缘以规定的角度间隔朝外侧延伸，并与筒状主体部22连结。在本例中，以90度的角度间隔而形成有4个连结板部分23。

筒状主体部22形成为从下侧朝向上侧、且朝外侧扩展的圆锥台形状。即，形成为：随着沿装置中心轴线1a的方向向插塞4a的内侧端面4c的靠近而朝外侧扩展的圆锥台形状。另外，筒状主体部22的上端开口部24的内径大于插塞4a的内侧端面4c的外径，经由连结板部分23而安装于上端开口部24的固定板部分21的外径与内侧端面4c的外径大致相同。另外，筒状主体部22的下端开口部25的内径大于盖8以及按压部件7b的外径。因而，筒状主体部22在划分部9的内部在上下方向上开口。

并且，根据图1可知，圆锥台形状的筒状主体部22的下半部分埋入于在划分部9贮存的润滑性微小粉体10。因而，第一粉体引导件20被维持为其筒状主体部22的一部分始终与润滑性微小粉体10接触的状态。

此处，圆锥台形状的筒状主体部22的内周面26为平滑面。其外周面27也可以如图2(c)中的下半部分所示那样形成为平滑面，但还可以如上半部分所示那样形成为凹凸面。在本例中，沿圆周方向以恒定的间距形成有恒定宽度、且恒定长度的长圆形的较浅的槽27a。

另外，如图3所示，优选地，将圆锥台形状的筒状主体部22的内周面26以及外周面27相对于中心轴线28的倾斜角度、即筒状主体部22的圆锥台形状的顶角θ设定为10deg～30deg的范围内的角度。

再次参照图1进行说明，第二粉体引导件30是圆板状的部件，其以同轴的方式固定于波动发生器4的插塞4a的阶梯状的外侧端面4d的外周侧的端面部分。该第二粉体引导件30的外周侧部分是从波动发生器轴承4b的与划分部9的相反侧同波动发生器轴承4b对置的引导板部分31，其内周侧部分是固定于外侧端面4d的外周侧的端面部分的固定板部分32。此处，在装置壳体5形成有与波动发生器轴承4b对置的圆环状端面5a。第二粉体引导件30的外周侧的引导板部分31位于波动发生器轴承4b与圆环状端面5a之间。

在本例的波动齿轮装置1中，当高速运转时，第一粉体引导件20以及第二粉体引导件30以与波动发生器4一体的方式高速旋转。借助因第一粉体引导件20的旋转所产生的离心力，该第一粉体引导件20的内侧的润滑性微小粉体10沿圆锥状的内周面26朝向作为润滑部分的内部接触部11以及接触部12上升。

另外，利用高速旋转的第一粉体引导件20的圆锥状的外周面27而使得第一粉体引导件20的外侧的润滑性微小粉体10沿圆周方向流动。特别是如图2(c)中的上半部分所示，在外周面27成为带有槽27a等的凹凸面的情况下，能够使润滑性微小粉体10强烈地流动。

此处，相对于高速旋转的第一粉体引导件20，将该第一粉体引导件20包围的外齿齿轮3进行减速旋转。因此，在第一粉体引导件20的圆锥状的外周面27与外齿齿轮3的圆筒状主体部3a的圆形内周面3e之间产生较大的速度差。因该速度差而使得沿圆周方向流动的润滑性微小粉体10沿圆形内周面3e而朝向内部接触部11、接触部12上升。

其结果，贮存于划分部9的润滑性微小粉体10被供给至内部接触部11(波动发生器轴承4b)以及接触部12(波动发生器4与外齿齿轮3的接触部)而对这些部分进行润滑。

并且，供给至波动发生器轴承4b的润滑性微小粉体10的一部分穿过该波动发生器轴承4b的轨道部而朝上侧移动。另外，供给至波动发生器4与外齿齿轮3之间的润滑性微小粉体10的一部分穿过这两个部件之间而朝上侧移动。

在波动发生器轴承4b的上侧配置有：与波动发生器4一体地进行高速旋转的第二粉体引导件30。因此，向上侧穿过之后的润滑性微小粉体10被高速旋转的第二粉体引导件30的外周侧的引导板部分31朝外周侧引导，并被向作为润滑部分的外齿以及内齿的齿面部13供给。

接下来，图4是示出波动齿轮装置1从图1所示的垂直姿势变为水平姿势的情况的概要纵剖视图。在装置中心轴线1a朝向水平方向的水平姿势的静置状态下，因重力而使得润滑性微小粉体10在划分部9内变为贮存于位于下侧的外齿齿轮3的圆筒状主体部3a的上方的状态。

在以水平姿势运转时，借助因第一粉体引导件20的旋转而产生的离心力，该第一粉体引导件20的内侧的润滑性微小粉体10沿着圆锥状的内周面26在圆周方向上移动，并且朝向作为润滑部分的内部接触部11、接触部12移动。

利用高速旋转的第一粉体引导件20的圆锥状的外周面27而使得第一粉体引导件20的外侧的润滑性微小粉体10沿圆周方向流动、且移动至图4中的上侧。另外，由于第一粉体引导件20的圆锥状的外周面27与外齿齿轮3的圆筒状主体部3a的圆形内周面3e之间的较大的速度差，使得沿圆周方向流动的润滑性微小粉体10沿着圆形内周面3e而朝向作为润滑部分的内部接触部11、接触部12移动。

进一步而言，圆锥状的外周面27与圆形内周面3e之间的间隔在朝向作为润滑部分的内部接触部11、接触部12的方向上逐渐缩窄。因此，因外周面27与内周面3e的速度差而使得润滑性微小粉体10中的相对较为微细的粉体朝图中的右侧(波动发生器4的那侧)分流、且使得相对较粗的粉体朝左侧分流。其结果，相对较为微细的粉体被优先向作为润滑部分的内部接触部11、接触部12供给。

另外，利用与波动发生器4一体地高速旋转的第二粉体引导件30，将穿过内部接触部11、接触部12而移动的润滑性微小粉体10向作为润滑部分的外齿以及内齿的齿面部13供给。

这样，即使波动齿轮装置1的运转时的姿势发生变化，贮存于划分部9的润滑性微小粉体10也会被第一粉体引导件20搅拌、且朝润滑部分供给。因此，能够防止润滑性微小粉体的再凝聚，从而能够可靠地对各部分进行润滑。

(其他实施方式)

图5是示出应用了本发明的波动齿轮装置的其他例子的概要半纵剖视图。该图所示的波动齿轮装置1a的基本结构与前述的波动齿轮装置1相同，因此，对图中对应的部位标注相同的附图标记并将其说明省略。

波动齿轮装置1a具备除湿用的加热器41、42。利用加热器41、42能够防止或者抑制划分部9内的润滑性微小粉体10因吸湿而凝聚，从而能够防止或者抑制润滑性能下降。加热器41是在外齿齿轮3的隔膜3c的内侧端面安装的圆环状的加热器，加热器42是在盖8的中心部分安装的圆盘状的加热器。还可以仅使用一方的加热器，加热器的安装场所可以是其他部分。

另外，在波动齿轮装置1a中，使得第二粉体引导件30a的外周侧的引导板部分31的外周缘部分33以能够滑动的方式与装置壳体5的圆环状端面5a接触。由此，能够更可靠地防止或者抑制：润滑性微小粉体10从第二粉体引导件30a与装置壳体5之间的间隙通过而侵入输入轴(未图示)侧。

接下来，图6是示出应用了本发明的波动齿轮装置的其他例子的概要半纵剖视图。该图所示的波动齿轮装置1b的基本结构也与前述的波动齿轮装置1相同，因此，对图中对应的部位标注相同的附图标记并将其说明省略。

在本例的波动齿轮装置1b中，除了作为润滑部分的内部接触部11、接触部12、齿面部13以外，针对与划分部9面对的部分的表面而施加了粉体附着防止涂层。例如，施加氟涂层。在本例中，由双点划线示出了施加了涂层的表面。即，外齿齿轮3的圆形内周面3e、第一粉体引导件20的固定板部分21的内侧表面21a、圆锥台形状的筒状主体部22的整个表面、盖8的表面、紧固连结螺栓51以及止动板52的表面等。