CN107076269B - 波动齿轮装置 - Google Patents
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Abstract
波动齿轮装置(1)包括润滑油温度控制机构(15),该润滑油温度控制机构(15)对填充在其外齿齿轮(6)的内侧的润滑油(16)中配置于波动发生器(7)的外周侧部分的润滑油部分(16a)的润滑油温度进行控制。润滑油温度控制机构(15)具备环状的加热器(17),加热器(17)从装置中心轴线(1a)的方向在波动发生器(7)的外周侧部分的整周上与波动发生器(7)的外周侧部分对置。通过对外齿齿轮(6)的内部的特定部分的润滑油温度进行控制,即便在润滑油固化的极低温环境下,也能够可靠地起动波动齿轮装置。
Description
技术领域
本发明涉及具备杯形状或者礼帽形状的柔性外齿齿轮的波动齿轮装置。更详细而言,涉及内置有润滑油加热用的加热器、即便在难以起动的极低温环境下也能够起动的波动齿轮装置。
背景技术
作为波动齿轮装置,已知具备杯形状的柔性外齿齿轮的杯型波动齿轮装置及具备礼帽形状的柔性外齿齿轮的礼帽型波动齿轮装置。杯形状的外齿齿轮中,在能够弯曲变形成非圆形的圆筒状主体部的前侧开口端侧的部位的外周面部分形成有外齿,在其后侧开口端形成有向半径方向的内侧延伸的隔膜,在隔膜的内周缘形成有圆盘状或者圆环状的凸台。隔膜及凸台相当于杯形状的底部分。外齿齿轮借助凸台而紧固于负载侧部件等部件。礼帽形状的外齿齿轮中,在圆筒状主体部的前侧开口端的外周面部分形成有外齿,在其后侧开口端形成有向半径方向的外侧延伸的隔膜,在隔膜的外周缘形成有圆环状的凸台。隔膜及凸台相当于礼帽形状的帽檐部分。
杯型波动齿轮装置或者礼帽型波动齿轮装置中,通过填充或者涂布在其内部的润滑油来对润滑对象的各接触部进行润滑。用润滑油润滑各部分的波动齿轮装置在低温环境下使用时有时无法用低容量的马达起动。
专利文献1中提出如下方法:在低温环境下、例如-30℃的低温下,从外部对波动齿轮装置进行加热,由此,使润滑油的粘性降低而顺利地驱动波动齿轮装置。此处所公开的波动齿轮装置中,由热传导率高的原料制造部件,在内齿齿轮的外周面安装加热器并使其成为面接触状态,将来自加热器的热传递到波动齿轮装置的整体。基于配置在加热器附近的温度计的测定结果,调整加热器的温度,从而将涂布在内齿齿轮与外齿齿轮之间、波动发生器与外齿齿轮之间及波动发生器内的润滑油的温度维持恒定(专利文献1的段落0008~0014)。
专利文献
专利文献1:日本特开2007-255607号公报
发明内容
低温环境下的波动齿轮装置用低温专用润滑油润滑,但是,在-30℃以下的环境下,因润滑油的粘性的影响,起动时的旋转扭矩陡增,有时无法用低容量的马达起动。另外,在极低温环境下、例如-55℃以下的环境下,因润滑油的塑性、粘性的影响,起动时的旋转扭矩陡增,有时无法用低容量的马达起动。此处,关于低温专用润滑油,重视波动齿轮装置的起动性,使用运动粘度小的基油,但是,在室温以上的环境下的高负载运转中无法期待充分的润滑性能。
专利文献1中公开的方法在低温环境下使用加热器对波动齿轮装置的整体进行加热,从而将各部分的润滑油的温度维持恒定。但是,为了将各部分的润滑油的温度维持恒定,需要较大的热量。另外,从内齿齿轮的外周面侧进行加热的情况下,在将波动发生器内部的润滑油加热到规定温度需要时间。另外,如果增加投入热量,则接近于加热器的部分的润滑油陷入过热达室温以上的状态,可能无法发挥充分的润滑性能。特别是,在极低温环境下,很难将波动齿轮装置内部的润滑油的温度维持恒定。
本发明的课题鉴于这一点,提供一种波动齿轮装置,该波动齿轮装置通过对内部的一部分润滑油温度进行控制,即便在难以起动的极低温环境下,也能够可靠地起动。
为了解决上述的课题,本发明的波动齿轮装置包括:
刚性的内齿齿轮;
柔性的外齿齿轮,该柔性的外齿齿轮呈杯形状或者礼帽形状;
波动发生器,该波动发生器安装在所述外齿齿轮的内侧,将该外齿齿轮弯曲变形成非圆形而与所述内齿齿轮局部啮合,并使这两个齿轮的啮合位置在圆周方向上移动;以及
润滑油温度控制机构,该润滑油温度控制机构对填充在所述外齿齿轮的内侧的润滑油中覆盖所述波动发生器的外周侧部分的润滑油部分的温度进行控制,
所述润滑油温度控制机构具备加热器,该加热器从装置中心轴线的方向在所述波动发生器的外周侧部分的整周上与所述波动发生器的外周侧部分对置。
在低温环境下、特别是极低温环境下的波动齿轮装置的起动扭矩受配置在外齿齿轮的内侧的波动发生器部分的润滑油量和该部分的润滑油温度的影响很大。即,如果该部分的润滑油的塑性、粘性阻力较高,则起动扭矩大幅升高。另外,一旦起动,即、波动发生器通过马达开始旋转,则波动齿轮装置的运转扭矩因涂布在波动发生器上的润滑油或者填充在其周围的润滑油的流动(例如、润滑油向波动发生器的轨道部移动)、由润滑油的粘性所引起的发热(受到高剪切力的波动发生器的轴承轨道部因粘性阻力而发热)等而减少,返回通常的旋转扭矩。
因此,可否起动成为问题,只要在起动前降低涂布或填充在左右可否起动的波动发生器部分的润滑油、覆盖其周围的润滑油的塑性、粘性阻力即可。即,通过对波动齿轮装置内部的润滑油中位于波动发生器的轴承部分的内部或者周围的特定的润滑油部分的温度进行控制(加热),即便在低温环境下、特别是极低温环境下,也能够起动波动齿轮装置。
本发明的波动齿轮装置中,着眼于这一点,在配置在外齿齿轮的内侧的波动发生器的外周侧部分(波动发生器)的附近配置加热器。由此,能够通过加热器对涂布在波动发生器的外周侧部分或者填充在其周围的特定的润滑油部分进行加热,控制该润滑油部分的温度。
由此,能够降低在低温环境下的波动齿轮装置的起动扭矩,即便通过低容量的马达也能够起动波动齿轮装置。另外,只要仅对一部分润滑油(即、配置在特定部分的润滑油)进行加热即可,因此,不需要像对波动齿轮装置内部的润滑油整体进行加热而维持在一定温度的情形那样大的热量,也不会产生位于接近加热器的位置的润滑油部分陷入过热状态、无法期待充分的润滑性能等弊端。
本发明的波动齿轮装置中,润滑油温度控制机构优选包括:温度检测器,该温度检测器对波动齿轮装置的润滑油部分的温度进行检测;和控制部,该控制部基于温度检测器的检测温度驱动加热器而对起动时的所述润滑油部分的温度进行控制。由此,能够高精度地进行润滑油温度控制。
本发明的波动齿轮装置中,可以使加热器在外齿齿轮的内周面的整周上以非接触状态与该内周面对置。
另外,还可以使加热器在外齿齿轮的内周面的整周上与该内周面接触。这种情况下,只要使用具备可以与外齿齿轮的内周面一同进行弯曲变形的弯曲变形性的加热器即可。例如,作为加热器,可以使用卷绕为螺旋弹簧状的发热丝、硅橡胶加热器等板状的加热器等。
使用硅橡胶加热器等板状的加热器的情况下,可以将该加热器贴附在外齿齿轮的内周面的整周上。
本发明的波动齿轮装置中,可以通过与外齿齿轮一体旋转的加热器支撑部件来支撑加热器。
具备杯形状的柔性外齿齿轮的波动齿轮装置优选包括:输出凸缘;压紧部件;以及紧固螺栓,该紧固螺栓以在压紧部件与输出凸缘之间夹持外齿齿轮的凸台的状态将这三个部件紧固。这种情况下,只要将支撑加热器的加热器支撑部件固定于压紧部件即可。或者,可以由单一部件形成压紧部件和加热器支撑部件。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的杯型波动齿轮装置的纵向截面图。
图2是表示图1的润滑油温度控制机构的变形例1的半纵向截面图。
图3是表示图1的润滑油温度控制机构的变形例2的半纵向截面图。
图4是表示图1的润滑油温度控制机构的变形例3的半纵向截面图。
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实施方式进行说明。
(整体构成)
图1是表示本实施方式所涉及的杯型波动齿轮装置的纵向截面图。波动齿轮装置1具有筒状的装置外壳2。在装置外壳2的后端部(附图中的下侧的部位)借助交叉滚子轴承3以旋转自如的状态安装有圆盘状的输出凸缘4。
在装置外壳2的外周部形成有安装凸缘2a,此处,在圆周方向上以规定间距形成有螺栓孔2b。在装置外壳2的前端部的圆形内周面形成有内齿5a。该前端部作为刚性的内齿齿轮5发挥作用。换言之,在装置外壳2上一体形成有内齿齿轮5。在装置外壳2的内部同轴地配置有杯形状的柔性的外齿齿轮6。在外齿齿轮6的内侧同轴地安装有波动发生器7。波动发生器7将外齿齿轮6弯曲变形成非圆形、例如椭圆状而使其与内齿齿轮5局部啮合。
波动发生器7包括:具备输入轴连结用的轴孔8a的刚性的插塞8和安装在该插塞8的椭圆状的外周面的波动轴承9。波动轴承9为具备能够在半径方向上弯曲变形的轨道圈的轴承,在安装于插塞8的状态下,其外圈外周面被弯曲变形成椭圆状。插入于插塞8的轴孔8a的输入轴10通过紧固螺栓11等而同轴地紧固于插塞8。来自马达等的输出旋转经由输入轴10输入到波动发生器7。
外齿齿轮6具备能够弯曲变形成非圆形的圆筒状主体部6a。在该圆筒状主体部6a的前侧开口端侧的外周面部分形成有外齿6c。将圆筒状主体部6a的形成有外齿6c的部分称为外齿形成部分。隔膜6f从圆筒状主体部6a的后端向半径方向的内侧延伸。与隔膜6f的内周缘相连续地形成有圆环状的凸台6g。
在外齿齿轮6的圆筒状主体部6a的外齿形成部分的内侧安装有波动发生器7。外齿形成部分被波动发生器7弯曲变形成椭圆形状,位于椭圆形状的长轴的两端的外齿6c与内齿齿轮5的内齿5a啮合。
外齿齿轮6的凸台6g以夹持在压紧部件12与输出凸缘4之间的状态通过多根紧固螺栓13同轴地紧固于输出凸缘4。在压紧部件12上形成有圆筒部分12a和从该圆筒部分12a的前侧开口端向半径方向的外侧扩展的圆盘状部分12b。圆筒部分12a从凸台6g的前侧嵌入于其中空孔及输出凸缘4的中空孔,对凸台6g和输出凸缘4进行定位使他们同轴。以在圆盘状部分12b与输出凸缘4之间夹持有凸台6g的状态通过紧固螺栓13将这三个部件紧固。
(润滑油温度控制机构)
在波动齿轮装置1上装配有润滑油温度控制机构15。润滑油温度控制机构15对填充在外齿齿轮6的内侧的润滑油16中覆盖波动发生器7的外周侧部分的润滑油部分16a的温度进行控制。即,如图中的点划线的框所示,对涂布、填充在波动发生器7的波动轴承9的内部的润滑油、位于波动轴承9的侧方的润滑油的温度进行控制。
润滑油温度控制机构15具备圆环状的加热器17,该加热器17从装置中心轴线1a的方向在波动发生器7的外周侧部分的整周上与波动发生器7的外周侧部分对置。另外,还包括:对润滑油部分的温度进行检测的热电偶等温度检测器18和控制部19,该控制部19基于温度检测器18的检测温度驱动加热器17,从而对波动齿轮装置1起动时的润滑油部分16a的温度进行控制。
此处,加热器17是将长方形截面的板状加热器形成为圆环状而得到的,并安装于圆筒形状的加热器支撑部件21。加热器支撑部件21在本例中一体形成在固定于凸台6g的压紧部件12上。即,在压紧部件12的圆盘状部分12b的外周缘部沿着装置中心轴线1a的方向形成有延伸至波动发生器7的附近位置的圆筒状的加热器支撑部件21。在加热器支撑部件21的前端开口部21a安装有圆环状的加热器17,加热器17以规定间隔从装置中心轴线1a的方向与波动发生器7的外周侧部分(波动轴承9的部分)对置。
具备润滑油温度控制机构15的波动齿轮装置1中,在外齿齿轮6的内部的波动发生器7的外周部分附近配置有加热器17。可以通过加热器17,对外齿齿轮6的内部的润滑油16中的一部分润滑油的温度进行控制。
即便使用能够获得的波动齿轮装置用的低温专用润滑油的情况下,在-55℃以下的极低温状态的情形下,润滑油固化,也无法于-65℃用通常的马达起动波动齿轮装置1。本例的波动齿轮装置1中,使用润滑油温度控制机构15,对外齿齿轮6的内部的润滑油16中波动发生器7的外周侧部分的润滑油部分进行加热,将其控制在高于-55℃的温度状态。由此,即便在极低温环境下,也能够使波动齿轮装置1可靠地起动。
(润滑油温度控制机构的变形例1)
图2是应用了本发明的波动齿轮装置的半纵向截面图,给出润滑油温度控制机构15的变形例1。本例的润滑油温度控制机构15A具备圆锥台状的加热器17A,该圆锥台状的加热器17A朝向波动发生器7向半径方向的外侧扩展。除此以外的构成与图1所示的情形相同,因此,省略说明。
(润滑油温度控制机构的变形例2)
图3是应用了本发明的波动齿轮装置的半纵向截面图,给出润滑油温度控制机构15的变形例2。本例的润滑油温度控制机构15B具备圆环状的加热器17B,该圆环状的加热器17B的构成为:将发热丝卷绕为螺旋弹簧状。除此以外的构成与图1所示的情形相同。
加热器17B安装在圆环状的安装凸缘21b的外周面,该圆环状的安装凸缘21b从加热器支撑部件21的前端开口部21a向半径方向的外侧扩展。另外,通过该安装凸缘21b的外周缘部在整周上接触外齿齿轮6的圆筒状主体部6a的内周面。伴随椭圆状轮廓的波动发生器7的旋转,圆筒状主体部6a的各部分在半径方向上反复弯曲变形。圆环状的加热器17B具备能够追随圆筒状主体部6a的弯曲变形的弯曲变形性,因此,维持在整周上接触圆筒状主体部6a的内周面的状态。
(润滑油温度控制机构的变形例3)
图4是应用了本发明的波动齿轮装置的半纵向截面图,给出润滑油温度控制机构15的变形例3。本例的润滑油温度控制机构15C的加热器17C是使硅橡胶加热器等具备弹性特性(弯曲变形性)的板状加热器形成为圆筒形状而得到的。另外,加热器17C通过粘结剂等直接贴附在外齿齿轮6的圆筒状主体部6a的内周面的整周上。因此,不需要上述各例中的加热器支撑部件21。除此以外的构成与图1所示的情形相同。
Claims (3)
1.一种波动齿轮装置,其特征在于,包括:
刚性的内齿齿轮;
柔性的外齿齿轮,该柔性的外齿齿轮呈杯形状或者礼帽形状,具有:能够弯曲变形成非圆形的圆筒状主体部、从所述圆筒状主体部的一端向半径方向的内侧或者外侧延伸的隔膜、及形成在所述圆筒状主体部的外周面部分的外齿;
波动发生器,该波动发生器安装在所述外齿齿轮的内侧,将该外齿齿轮弯曲变形成非圆形而与所述内齿齿轮局部啮合,并使这两个齿轮的啮合位置在圆周方向上移动;以及
润滑油温度控制机构,该润滑油温度控制机构对填充在所述外齿齿轮的内侧的润滑油中覆盖所述波动发生器的外周侧部分的润滑油部分的温度进行控制,
所述润滑油温度控制机构具备加热器,该加热器从装置中心轴线的方向在所述波动发生器的外周侧部分的整周上与所述波动发生器的外周侧部分对置,
所述加热器在所述外齿齿轮的所述圆筒状主体部的内周面的整周上与该内周面接触,或者贴付于该内周面,并具备可以与所述外齿齿轮的所述圆筒状主体部的所述内周面一同进行弯曲变形的弯曲变形性。
2.根据权利要求1所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述润滑油温度控制机构包括:
温度检测器,该温度检测器对所述润滑油部分的温度进行检测;和
控制部,该控制部基于所述温度检测器的检测温度驱动所述加热器而对起动时的所述润滑油部分的温度进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述加热器与所述外齿齿轮的所述圆筒状主体部的所述内周面接触,
所述加热器被与所述外齿齿轮一体旋转的加热器支撑部件支撑。
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