JP4650913B2 - 中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構 - Google Patents
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- F16H57/0471—Bearing
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空型波動歯車装置において潤滑剤が外部の漏れ出ることを確実に防止可能な潤滑剤漏れ防止機構に関するものである。また、本発明は、中空型波動歯車装置および中空型モータを備えた中空モータにおいて中空型波動歯車装置から中空モータ側に潤滑剤が漏れ出ることを確実に防止可能な潤滑剤漏れ防止機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロボット等の駆動機構として、中空型モータと中空型波動歯車装置を同軸状態で隣接配置した構成の中空アクチュエータが知られている。この中空アクチュエータでは、中空型波動歯車装置に充填されている潤滑剤が中空モータ側に漏れ出すことの無いようにオイルシール等の接触シールやラビリンスシール等の非接触シールが配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、接触シールであるオイルシールは摩擦抵抗があり、アクチュエータの効率低下を引き起こし、また、高速運転時の発熱が大きいので運転条件が制約を受ける等の問題点がある。
【０００４】
また、非接触シールであるラビリンスシールは、長寿命化を達成可能な低粘度（低ちょう度）グリスを使用する場合には、信頼性に欠けるという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、非接触シール構造を用いて外部に潤滑剤が漏れ出ることを確実に防止可能な中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構を提案することにある。
【０００６】
また、本発明の課題は、非接触シール構造を用いて、中空型波動歯車装置から隣接配置されている中空モータや外部に潤滑剤が漏れ出ることを確実に防止可能な中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構では、中空型波動歯車装置と中空入力軸と中空出力軸とを有し、前記中空型波動歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置されていると共に中心に貫通孔が形成されている可撓性外歯歯車と、この内側に嵌め込まれていると共に中心に貫通孔が形成されている波動発生器とを備え、この波動発生器は前記貫通孔が形成されている剛性カム板と、この剛性カム板の外周面に嵌めたベアリングとを備えており、前記波動発生器には、当該波動発生器の前記貫通孔に前記中空入力軸の端部が差し込まれて同軸状態で連結され、前記可撓性外歯歯車には、当該可撓性外歯歯車の前記貫通孔に前記中空出力軸が貫通して同軸状態で連結され、この中空出力軸の端部は前記波動発生器の前記貫通孔の内部にまで延びており、前記中空出力軸の外周面には環状の潤滑剤隔離部材が固定され、この潤滑材隔離部材と前記波動発生器側面との間に形成される環状の出力側潤滑材流路の環状開口が、前記波動発生器の前記ベアリングの近傍位置に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
ここで、前記出力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該出力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることが望ましい。
【０００９】
また、前記出力側潤滑剤流路は、前記中空出力軸の前記端部の外周面と前記波動発生器の前記貫通孔の内周面との隙間に連通しており、この隙間には、出力側ラビリンスシールを形成することが望ましい。
【００１０】
本発明では、潤滑剤の漏れ出しが予想される中空出力軸と波動発生器との隙間を潤滑剤隔離部材で覆って、その隙間開口を波動発生器のベアリング近傍位置まで延ばしてある。従って、潤滑剤の漏れ出しを抑制できる。
【００１１】
また、テーパ状流路部分を形成してあるので、波動発生器および中空出力軸に取り付けた潤滑剤隔離部剤が高速回転すると、これらの間に侵入あるいは滞留している潤滑剤が遠心力によって外側に押し戻されるので、潤滑剤が外部に漏れ出ることが抑制される。
【００１２】
当該流路部分は非接触シールであるラビリンスシールによってシールされており、当該ラビリンスシールの位置まで侵入する潤滑剤は上記にように抑制され、また、当該部分に至った潤滑剤はラビリンスシールによって外部に漏れ出ることが確実に防止される。
【００１３】
一方、本発明の潤滑剤漏れ防止機構は、上記の構成に加えて、前記波動発生器における前記潤滑材隔離部材とは反対側の位置に、前記中空入力軸を回転自在に支持している入力軸支持部材を有し、この入力軸支持部材と前記波動発生器の剛性カム板の側面との間には環状の入力側潤滑剤流路が形成され、この入力側潤滑剤流路の環状開口は前記ベアリングの近傍に位置していることを特徴としている。
【００１４】
ここで、前記入力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該入力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることが望ましい。
【００１５】
さらに、前記入力側潤滑剤流路は、前記中空入力軸の外周面と前記入力軸支持部材に形成した円形内周面との隙間に連通しており、この隙間には、入力側ラビリンスシールが形成されていることが望ましい。
【００１６】
このように、中空型波動歯車装置の入力側においても潤滑剤漏れ防止機構を取り付ければ、当該入力側から潤滑剤が外部に漏れ出ることも確実に防止される。
【００１７】
次に、本発明は中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構に関するものであり、中空型モータと中空型波動歯車装置と中空入力軸と中空出力軸とを有し、前記中空型モータの中心にはモータ出力軸としての前記中空入力軸が貫通しており、前記中空型波動歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置されていると共に中心に貫通孔が形成されている可撓性外歯歯車と、この内側に嵌め込まれていると共に中心に貫通孔が形成されている波動発生器とを備え、この波動発生器は前記貫通孔が形成されている剛性カム板と、この剛性カム板の外周面に嵌めたベアリングとを備えており、前記波動発生器には、当該波動発生器の前記貫通孔に前記中空入力軸の端部が差し込まれて同軸状態で連結され、前記可撓性外歯歯車には、当該可撓性外歯歯車の前記貫通孔に前記中空出力軸が貫通して同軸状態で連結され、この中空出力軸の端部は前記波動発生器の前記貫通孔の内部にまで延びており、前記中空入力軸は回転自在の状態で入力軸支持部材によって支持され、当該入力軸支持部材は前記中空型モータと前記中空型波動歯車装置を仕切っている仕切り壁として機能しており、この入力軸支持部材と前記波動発生器の剛性カム板の側面との間には環状の入力側潤滑剤流路が形成され、この入力側潤滑剤流路の環状開口は前記ベアリングの近傍に位置していることを特徴としている。
【００１８】
この場合、前記入力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該入力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることが望ましい。また、前記入力側潤滑剤流路は、前記中空入力軸の外周面と前記入力軸支持部材に形成した円形内周面との隙間に連通しており、この隙間には、入力側ラビリンスシールが形成されていることが望ましい。
【００１９】
さらには、中空出力軸側においても同様な潤滑剤漏れ防止機構を配置することが望ましい。すなわち、前記波動発生器における前記入力軸支持部材とは反対側の位置には、前記中空出力軸の外周面部分に環状の潤滑剤隔離部材が固定され、この潤滑材隔離部材と前記波動発生器側面との間に形成される環状の出力側潤滑材流路の環状開口が、前記波動発生器の前記ベアリングの近傍位置に形成されていることが望ましい。また、前記出力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該出力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることが望ましい。さらには、前記出力側潤滑剤流路は、前記中空出力軸の前記端部の外周面と前記波動発生器の前記貫通孔の内周面との隙間に連通しており、この隙間には、出力側ラビリンスシールが形成されていることが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構の例を説明する。
【００２１】
図１は本例の中空アクチュエータの断面図である。この図を参照して説明すると、本例の中空アクチュエータ１は、中空型波動歯車装置２と、中空型ＡＣサーボモータ３とを有し、中空型波動歯車装置２には、中空入力軸４および中空出力軸５が同軸状態で連結されている。中空入力軸４は中空ＡＣサーボモータ３の出力軸である。
【００２２】
まず、中空ＡＣサーボモータ３は、中空入力軸（モータ出力軸）４の外周面に固着されたロータ３１と、このロータ３１の外周を取り囲む状態に配置されたステータコイル３２を備えている。ステータコイル３２は円筒状のアクチュエータハウジング１１の内周面に固定されている。このアクチュエータハウジング１１の一端には円盤状端板１２が固定されており、この端板１２の中心孔に取り付けた軸受け１３によって中空入力軸４の一端側の部分が回転自在に支持されている。
【００２３】
アクチュエータハウジング１１の他端側には円盤状端板１４が一体形成されており、この端板１４の中心孔に取り付けた軸受け１５によって中空入力軸４の他端部分が回転自在に支持されている。本例では、この端板１４は中空型ＡＣサーボモータ３と中空型波動歯車装置２の仕切り壁として機能していると共に、後述のように、中空型波動歯車装置２の構成部品である剛性内歯歯車が一体形成されている。
【００２４】
なお、本例では、端板１２の外側には中空入力軸（モータ出力軸）４の回転速度、回転位置を検出するためのロータリエンコーダ６が取り付けられている。
【００２５】
次に、中空型波動歯車装置２は、端板１４に一体形成されている剛性内歯歯車部分２１と、この内側に配置されているカップ形状をした可撓性外歯歯車２２と、この内側に嵌めた楕円形輪郭の波動発生器２３とを備えている。カップ形状の可撓性外歯歯車２２は、円筒状胴部２２１と、この一端から半径方向の内側に延びる円環状のダイヤフラム２２２と、このダイヤフラム２２２の内周端に連続して形成したボス２２３と、円筒状胴部２２１の開口端部外周面に形成した外歯２２４とを備えており、ボス２２３の中心には貫通孔２２５が形成されている。
【００２６】
波動発生器２３は楕円形輪郭の剛性カム板２３１と、この外周面に嵌めた可撓性軌道輪を備えたウエーブベアリング２３２とを備えており、波動発生器２３の中心には貫通孔２３３が形成されている。波動発生器２３によって可撓性外歯歯車２２の外歯形成部分は楕円形に撓められ、その楕円形の長軸方向の両端位置に位置する外歯の部分を剛性内歯歯車部分２１の内歯の部分にかみ合わせている。波動発生器２３が回転すると、これらの両歯車の噛み合い位置が円周方向に移動し、両歯車の歯数差に応じて大幅に減速された減速回転が可撓性外歯歯車２２から取出される。
【００２７】
ここで、波動発生器２３の剛性カム板２３１の貫通孔２３５には中空入力軸（モータ出力軸）４の端部４１が差し込まれて、同軸状態で連結固定されている。この中空入力軸４の内部には回転自在の状態で中空出力軸５が貫通して、その端部５１が中空入力軸端部４１から突出している。この端部５１の先端部分５２が、ボス２２３の貫通孔２２５に差し込まれ、同軸状態で連結固定されている。このボス２２３は、その外周面が円盤状出力部材７にスプライン結合等によって連結固定されており、この出力部材７はクロスローラベアリング８を介して、アクチュエータハウジング１１によって回転自在の状態で支持されている。
【００２８】
次に、図２は上記構成の中空型波動歯車装置２に形成した潤滑材漏れ防止機構の部分を取出して示す部分拡大断面図である。図１および図２を参照して本例の潤滑材漏れ防止機構を説明する。
【００２９】
まず、中空出力軸側に形成されている潤滑材漏れ防止機構を説明する。中空出力軸５の端部５１の外周面部分５１ａにおけるボス２２３の隣接位置には、Ｌ形断面をした環状の潤滑剤隔離部材９が固着されている。この潤滑剤隔離部材９の筒状部分９１は波動発生器２３における剛性カム板２３１の側面近傍位置まで延びている。剛性カム板２３１の側面からは、筒状部分９１と中空出力軸端部５１の外周部分５１ａとの間に差し込まれた筒状部分２３６が延びている。これらの潤滑剤隔離部材９、剛性カム板の筒状部分２３６および中空出力軸端部外周面５１ａによって、コの字状に入り組んだ潤滑材流路１０が形成されている。また、潤滑剤隔離部材９の筒状部分９１の先端と剛性カム板側面との間に形成されている潤滑材流路開口１０ａは、ウエーブベアリング２３２の近傍まで立ち上がった位置とされている。
【００３０】
さらに、この潤滑材流路開口１０ａに連続している潤滑材流路部分は波動発生器２３の側に向けて外側に広がったテーパ状流路部分１０ｂとされている。すなわち、潤滑剤材隔離部材９の筒状部分９１の先端に形成した環状のテーパ面９１ａと、これに対応するように、剛性カム板側面に形成された環状のテーパ面２３７とによって、このようなテーパ状流路部分１０ｂが区画形成されている。
【００３１】
次に、剛性カム板の筒状部分２３６の内周面２３５と中空出力軸の端部外周面５１ａの間には、ラビリンスシール１０１が配置されている。本例では、外周面５１ａの側にラビリンスリングが取り付けられている。
【００３２】
このように構成した潤滑剤漏れ防止機構では、中空型波動歯車装置２の内部から中空出力軸５の外周面を伝って外部に漏れ出る潤滑剤の流路開口１０ａがウエーブベアリング２３２の近傍位置まで立ち上がった位置にあるので、潤滑剤の漏れ量を低減できる。また、運転停止中等に潤滑剤流路１０内に侵入してそこに滞留している潤滑剤は、運転中においては、テーパ状流路部分１０ｂが回転することにより生ずる遠心力によって外部に押出される。すなわち、中空型波動歯車装置内に戻される。また、ラビリンスシール１０１の側から潤滑剤が中空型波動歯車装置内部に向けて吸引される。よって、潤滑剤の漏れが抑制される。さらには、ラビリンスシール１０１によって、潤滑剤が外部に漏れ出ることが確実に防止される。
【００３３】
次に、中空入力軸側に形成されている潤滑剤漏れ防止機構を説明する。この場合においても、潤滑剤の漏れ出す可能性のある中空入力軸４の外周面４ａと端板１４の内周面１４aの間の潤滑剤流路１１０にはラビリンスシール１１１が配置され、中空型ＡＣサーボモータ内部に潤滑剤が侵入しないようにしている。
【００３４】
また、この潤滑剤流路１１０の端をＬ形に折り曲げて半径方向の外側に立ち上げると共に、立ち上げた潤滑剤流路部分１１２の開口１１２ａをウエーブベアリング２３２の近傍位置としてある。さらには、この開口１１２ａに連続している潤滑剤流路部分を波動発生器側に向けて外側に広がったテーパ状流路部分１１２ｂとしてある。
【００３５】
このように構成した入力軸側の潤滑剤漏れ防止機構においても、潤滑剤が漏れ出す開口１１２ａがウエーブベアリング近傍位置まで立ち上がっているので、漏れ出し量が低減される。また、開口１１２ａに連続した部分はテーパ状流路部分１１２ｂとしてあるので、運転中において、この部分に侵入あるいは滞留している潤滑剤は遠心力によって、中空型波動歯車装置内に戻される。よって、潤滑剤が中空入力軸外周面を伝わって中空型ＡＣサーボモータ側に漏れ出してしまうことを確実に防止できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の潤滑剤漏れ防止機構では、中空型波動歯車装置において潤滑剤が外部あるいは隣接配置されている中空型ＡＣサーボモータ側に漏れ出す潤滑剤漏れ出し開口を波動発生器のベアリング近傍位置まで断ち上げて、潤滑剤の漏れが少なくなるようにしてある。
【００３７】
また、当該開口に連続する潤滑剤流路部分をテーパ状流路部分とすることにより、運転中において当該テーパ状流路部分に侵入あるいは滞留している潤滑剤を遠心力によって中空型波動歯車装置内部に強制的に戻すようにしている。
【００３８】
さらには、潤滑剤が漏れ出す流路部分には非接触シールであるラビリンスシールを配置して、潤滑剤の漏れを防止している。
【００３９】
従って、本発明によれば、波動歯車装置内部から外部、あるいは隣接配置されているモータの側に潤滑剤が漏れ出てしまうことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した中空アクチュエータの断面図である。
【図２】図１における潤滑剤漏れ防止機構の部分を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 中空アクチュエータ
２ 中空型波動歯車装置
３ 中空型ＡＣサーボモータ
４ 中空入力軸
３１ ロータ
３２ ステータ
１１ ハウジング
１２ 端板
１３ 軸受
１４ 端板
１５ 軸受
６ ロータリエンコーダ
２１ 剛性内歯歯車部分
２２ 可撓性外歯歯車
２３ 波動発生器
２２５ 貫通孔
２３１ 剛性カム板
２３２ ウエーブベアリング
２３５ 貫通孔
４１ 中空入力軸端部
５ 中空出力軸
５１ 中空出力軸の端部
５２ 先端部分
７ 出力部材
８ クロスローラベアリング
５１ａ 中空出力軸の端部の外周面部分
９ 潤滑材隔離部材
９１ 筒状部分
２３６ 筒状部分
１０ 潤滑材流路
１０ａ 潤滑材流路開口
１０ｂ テーパ状流路部分
１０１ ラビリンスシール
４ａ 中空入力軸外周面
１４ａ 端板内周面
１１０ 潤滑材流路
１１１ ラビリンスシール
１１２ 潤滑材流路部分
１１２ａ 開口
１１２ｂ テーパ状流路部分
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空型波動歯車装置において潤滑剤が外部の漏れ出ることを確実に防止可能な潤滑剤漏れ防止機構に関するものである。また、本発明は、中空型波動歯車装置および中空型モータを備えた中空モータにおいて中空型波動歯車装置から中空モータ側に潤滑剤が漏れ出ることを確実に防止可能な潤滑剤漏れ防止機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロボット等の駆動機構として、中空型モータと中空型波動歯車装置を同軸状態で隣接配置した構成の中空アクチュエータが知られている。この中空アクチュエータでは、中空型波動歯車装置に充填されている潤滑剤が中空モータ側に漏れ出すことの無いようにオイルシール等の接触シールやラビリンスシール等の非接触シールが配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、接触シールであるオイルシールは摩擦抵抗があり、アクチュエータの効率低下を引き起こし、また、高速運転時の発熱が大きいので運転条件が制約を受ける等の問題点がある。
【０００４】
また、非接触シールであるラビリンスシールは、長寿命化を達成可能な低粘度（低ちょう度）グリスを使用する場合には、信頼性に欠けるという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、非接触シール構造を用いて外部に潤滑剤が漏れ出ることを確実に防止可能な中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構を提案することにある。
【０００６】
また、本発明の課題は、非接触シール構造を用いて、中空型波動歯車装置から隣接配置されている中空モータや外部に潤滑剤が漏れ出ることを確実に防止可能な中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構では、中空型波動歯車装置と中空入力軸と中空出力軸とを有し、前記中空型波動歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置されていると共に中心に貫通孔が形成されている可撓性外歯歯車と、この内側に嵌め込まれていると共に中心に貫通孔が形成されている波動発生器とを備え、この波動発生器は前記貫通孔が形成されている剛性カム板と、この剛性カム板の外周面に嵌めたベアリングとを備えており、前記波動発生器には、当該波動発生器の前記貫通孔に前記中空入力軸の端部が差し込まれて同軸状態で連結され、前記可撓性外歯歯車には、当該可撓性外歯歯車の前記貫通孔に前記中空出力軸が貫通して同軸状態で連結され、この中空出力軸の端部は前記波動発生器の前記貫通孔の内部にまで延びており、前記中空出力軸の外周面には環状の潤滑剤隔離部材が固定され、この潤滑材隔離部材と前記波動発生器側面との間に形成される環状の出力側潤滑材流路の環状開口が、前記波動発生器の前記ベアリングの近傍位置に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
ここで、前記出力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該出力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることが望ましい。
【０００９】
また、前記出力側潤滑剤流路は、前記中空出力軸の前記端部の外周面と前記波動発生器の前記貫通孔の内周面との隙間に連通しており、この隙間には、出力側ラビリンスシールを形成することが望ましい。
【００１０】
本発明では、潤滑剤の漏れ出しが予想される中空出力軸と波動発生器との隙間を潤滑剤隔離部材で覆って、その隙間開口を波動発生器のベアリング近傍位置まで延ばしてある。従って、潤滑剤の漏れ出しを抑制できる。
【００１１】
また、テーパ状流路部分を形成してあるので、波動発生器および中空出力軸に取り付けた潤滑剤隔離部剤が高速回転すると、これらの間に侵入あるいは滞留している潤滑剤が遠心力によって外側に押し戻されるので、潤滑剤が外部に漏れ出ることが抑制される。
【００１２】
当該流路部分は非接触シールであるラビリンスシールによってシールされており、当該ラビリンスシールの位置まで侵入する潤滑剤は上記にように抑制され、また、当該部分に至った潤滑剤はラビリンスシールによって外部に漏れ出ることが確実に防止される。
【００１３】
一方、本発明の潤滑剤漏れ防止機構は、上記の構成に加えて、前記波動発生器における前記潤滑材隔離部材とは反対側の位置に、前記中空入力軸を回転自在に支持している入力軸支持部材を有し、この入力軸支持部材と前記波動発生器の剛性カム板の側面との間には環状の入力側潤滑剤流路が形成され、この入力側潤滑剤流路の環状開口は前記ベアリングの近傍に位置していることを特徴としている。
【００１４】
ここで、前記入力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該入力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることが望ましい。
【００１５】
さらに、前記入力側潤滑剤流路は、前記中空入力軸の外周面と前記入力軸支持部材に形成した円形内周面との隙間に連通しており、この隙間には、入力側ラビリンスシールが形成されていることが望ましい。
【００１６】
このように、中空型波動歯車装置の入力側においても潤滑剤漏れ防止機構を取り付ければ、当該入力側から潤滑剤が外部に漏れ出ることも確実に防止される。
【００１７】
次に、本発明は中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構に関するものであり、中空型モータと中空型波動歯車装置と中空入力軸と中空出力軸とを有し、前記中空型モータの中心にはモータ出力軸としての前記中空入力軸が貫通しており、前記中空型波動歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置されていると共に中心に貫通孔が形成されている可撓性外歯歯車と、この内側に嵌め込まれていると共に中心に貫通孔が形成されている波動発生器とを備え、この波動発生器は前記貫通孔が形成されている剛性カム板と、この剛性カム板の外周面に嵌めたベアリングとを備えており、前記波動発生器には、当該波動発生器の前記貫通孔に前記中空入力軸の端部が差し込まれて同軸状態で連結され、前記可撓性外歯歯車には、当該可撓性外歯歯車の前記貫通孔に前記中空出力軸が貫通して同軸状態で連結され、この中空出力軸の端部は前記波動発生器の前記貫通孔の内部にまで延びており、前記中空入力軸は回転自在の状態で入力軸支持部材によって支持され、当該入力軸支持部材は前記中空型モータと前記中空型波動歯車装置を仕切っている仕切り壁として機能しており、この入力軸支持部材と前記波動発生器の剛性カム板の側面との間には環状の入力側潤滑剤流路が形成され、この入力側潤滑剤流路の環状開口は前記ベアリングの近傍に位置していることを特徴としている。
【００１８】
この場合、前記入力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該入力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることが望ましい。また、前記入力側潤滑剤流路は、前記中空入力軸の外周面と前記入力軸支持部材に形成した円形内周面との隙間に連通しており、この隙間には、入力側ラビリンスシールが形成されていることが望ましい。
【００１９】
さらには、中空出力軸側においても同様な潤滑剤漏れ防止機構を配置することが望ましい。すなわち、前記波動発生器における前記入力軸支持部材とは反対側の位置には、前記中空出力軸の外周面部分に環状の潤滑剤隔離部材が固定され、この潤滑材隔離部材と前記波動発生器側面との間に形成される環状の出力側潤滑材流路の環状開口が、前記波動発生器の前記ベアリングの近傍位置に形成されていることが望ましい。また、前記出力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該出力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることが望ましい。さらには、前記出力側潤滑剤流路は、前記中空出力軸の前記端部の外周面と前記波動発生器の前記貫通孔の内周面との隙間に連通しており、この隙間には、出力側ラビリンスシールが形成されていることが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構の例を説明する。
【００２１】
図１は本例の中空アクチュエータの断面図である。この図を参照して説明すると、本例の中空アクチュエータ１は、中空型波動歯車装置２と、中空型ＡＣサーボモータ３とを有し、中空型波動歯車装置２には、中空入力軸４および中空出力軸５が同軸状態で連結されている。中空入力軸４は中空ＡＣサーボモータ３の出力軸である。
【００２２】
まず、中空ＡＣサーボモータ３は、中空入力軸（モータ出力軸）４の外周面に固着されたロータ３１と、このロータ３１の外周を取り囲む状態に配置されたステータコイル３２を備えている。ステータコイル３２は円筒状のアクチュエータハウジング１１の内周面に固定されている。このアクチュエータハウジング１１の一端には円盤状端板１２が固定されており、この端板１２の中心孔に取り付けた軸受け１３によって中空入力軸４の一端側の部分が回転自在に支持されている。
【００２３】
アクチュエータハウジング１１の他端側には円盤状端板１４が一体形成されており、この端板１４の中心孔に取り付けた軸受け１５によって中空入力軸４の他端部分が回転自在に支持されている。本例では、この端板１４は中空型ＡＣサーボモータ３と中空型波動歯車装置２の仕切り壁として機能していると共に、後述のように、中空型波動歯車装置２の構成部品である剛性内歯歯車が一体形成されている。
【００２４】
なお、本例では、端板１２の外側には中空入力軸（モータ出力軸）４の回転速度、回転位置を検出するためのロータリエンコーダ６が取り付けられている。
【００２５】
次に、中空型波動歯車装置２は、端板１４に一体形成されている剛性内歯歯車部分２１と、この内側に配置されているカップ形状をした可撓性外歯歯車２２と、この内側に嵌めた楕円形輪郭の波動発生器２３とを備えている。カップ形状の可撓性外歯歯車２２は、円筒状胴部２２１と、この一端から半径方向の内側に延びる円環状のダイヤフラム２２２と、このダイヤフラム２２２の内周端に連続して形成したボス２２３と、円筒状胴部２２１の開口端部外周面に形成した外歯２２４とを備えており、ボス２２３の中心には貫通孔２２５が形成されている。
【００２６】
波動発生器２３は楕円形輪郭の剛性カム板２３１と、この外周面に嵌めた可撓性軌道輪を備えたウエーブベアリング２３２とを備えており、波動発生器２３の中心には貫通孔２３３が形成されている。波動発生器２３によって可撓性外歯歯車２２の外歯形成部分は楕円形に撓められ、その楕円形の長軸方向の両端位置に位置する外歯の部分を剛性内歯歯車部分２１の内歯の部分にかみ合わせている。波動発生器２３が回転すると、これらの両歯車の噛み合い位置が円周方向に移動し、両歯車の歯数差に応じて大幅に減速された減速回転が可撓性外歯歯車２２から取出される。
【００２７】
ここで、波動発生器２３の剛性カム板２３１の貫通孔２３５には中空入力軸（モータ出力軸）４の端部４１が差し込まれて、同軸状態で連結固定されている。この中空入力軸４の内部には回転自在の状態で中空出力軸５が貫通して、その端部５１が中空入力軸端部４１から突出している。この端部５１の先端部分５２が、ボス２２３の貫通孔２２５に差し込まれ、同軸状態で連結固定されている。このボス２２３は、その外周面が円盤状出力部材７にスプライン結合等によって連結固定されており、この出力部材７はクロスローラベアリング８を介して、アクチュエータハウジング１１によって回転自在の状態で支持されている。
【００２８】
次に、図２は上記構成の中空型波動歯車装置２に形成した潤滑材漏れ防止機構の部分を取出して示す部分拡大断面図である。図１および図２を参照して本例の潤滑材漏れ防止機構を説明する。
【００２９】
まず、中空出力軸側に形成されている潤滑材漏れ防止機構を説明する。中空出力軸５の端部５１の外周面部分５１ａにおけるボス２２３の隣接位置には、Ｌ形断面をした環状の潤滑剤隔離部材９が固着されている。この潤滑剤隔離部材９の筒状部分９１は波動発生器２３における剛性カム板２３１の側面近傍位置まで延びている。剛性カム板２３１の側面からは、筒状部分９１と中空出力軸端部５１の外周部分５１ａとの間に差し込まれた筒状部分２３６が延びている。これらの潤滑剤隔離部材９、剛性カム板の筒状部分２３６および中空出力軸端部外周面５１ａによって、コの字状に入り組んだ潤滑材流路１０が形成されている。また、潤滑剤隔離部材９の筒状部分９１の先端と剛性カム板側面との間に形成されている潤滑材流路開口１０ａは、ウエーブベアリング２３２の近傍まで立ち上がった位置とされている。
【００３０】
さらに、この潤滑材流路開口１０ａに連続している潤滑材流路部分は波動発生器２３の側に向けて外側に広がったテーパ状流路部分１０ｂとされている。すなわち、潤滑剤材隔離部材９の筒状部分９１の先端に形成した環状のテーパ面９１ａと、これに対応するように、剛性カム板側面に形成された環状のテーパ面２３７とによって、このようなテーパ状流路部分１０ｂが区画形成されている。
【００３１】
次に、剛性カム板の筒状部分２３６の内周面２３５と中空出力軸の端部外周面５１ａの間には、ラビリンスシール１０１が配置されている。本例では、外周面５１ａの側にラビリンスリングが取り付けられている。
【００３２】
このように構成した潤滑剤漏れ防止機構では、中空型波動歯車装置２の内部から中空出力軸５の外周面を伝って外部に漏れ出る潤滑剤の流路開口１０ａがウエーブベアリング２３２の近傍位置まで立ち上がった位置にあるので、潤滑剤の漏れ量を低減できる。また、運転停止中等に潤滑剤流路１０内に侵入してそこに滞留している潤滑剤は、運転中においては、テーパ状流路部分１０ｂが回転することにより生ずる遠心力によって外部に押出される。すなわち、中空型波動歯車装置内に戻される。また、ラビリンスシール１０１の側から潤滑剤が中空型波動歯車装置内部に向けて吸引される。よって、潤滑剤の漏れが抑制される。さらには、ラビリンスシール１０１によって、潤滑剤が外部に漏れ出ることが確実に防止される。
【００３３】
次に、中空入力軸側に形成されている潤滑剤漏れ防止機構を説明する。この場合においても、潤滑剤の漏れ出す可能性のある中空入力軸４の外周面４ａと端板１４の内周面１４aの間の潤滑剤流路１１０にはラビリンスシール１１１が配置され、中空型ＡＣサーボモータ内部に潤滑剤が侵入しないようにしている。
【００３４】
また、この潤滑剤流路１１０の端をＬ形に折り曲げて半径方向の外側に立ち上げると共に、立ち上げた潤滑剤流路部分１１２の開口１１２ａをウエーブベアリング２３２の近傍位置としてある。さらには、この開口１１２ａに連続している潤滑剤流路部分を波動発生器側に向けて外側に広がったテーパ状流路部分１１２ｂとしてある。
【００３５】
このように構成した入力軸側の潤滑剤漏れ防止機構においても、潤滑剤が漏れ出す開口１１２ａがウエーブベアリング近傍位置まで立ち上がっているので、漏れ出し量が低減される。また、開口１１２ａに連続した部分はテーパ状流路部分１１２ｂとしてあるので、運転中において、この部分に侵入あるいは滞留している潤滑剤は遠心力によって、中空型波動歯車装置内に戻される。よって、潤滑剤が中空入力軸外周面を伝わって中空型ＡＣサーボモータ側に漏れ出してしまうことを確実に防止できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の潤滑剤漏れ防止機構では、中空型波動歯車装置において潤滑剤が外部あるいは隣接配置されている中空型ＡＣサーボモータ側に漏れ出す潤滑剤漏れ出し開口を波動発生器のベアリング近傍位置まで断ち上げて、潤滑剤の漏れが少なくなるようにしてある。
【００３７】
また、当該開口に連続する潤滑剤流路部分をテーパ状流路部分とすることにより、運転中において当該テーパ状流路部分に侵入あるいは滞留している潤滑剤を遠心力によって中空型波動歯車装置内部に強制的に戻すようにしている。
【００３８】
さらには、潤滑剤が漏れ出す流路部分には非接触シールであるラビリンスシールを配置して、潤滑剤の漏れを防止している。
【００３９】
従って、本発明によれば、波動歯車装置内部から外部、あるいは隣接配置されているモータの側に潤滑剤が漏れ出てしまうことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した中空アクチュエータの断面図である。
【図２】図１における潤滑剤漏れ防止機構の部分を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 中空アクチュエータ
２ 中空型波動歯車装置
３ 中空型ＡＣサーボモータ
４ 中空入力軸
３１ ロータ
３２ ステータ
１１ ハウジング
１２ 端板
１３ 軸受
１４ 端板
１５ 軸受
６ ロータリエンコーダ
２１ 剛性内歯歯車部分
２２ 可撓性外歯歯車
２３ 波動発生器
２２５ 貫通孔
２３１ 剛性カム板
２３２ ウエーブベアリング
２３５ 貫通孔
４１ 中空入力軸端部
５ 中空出力軸
５１ 中空出力軸の端部
５２ 先端部分
７ 出力部材
８ クロスローラベアリング
５１ａ 中空出力軸の端部の外周面部分
９ 潤滑材隔離部材
９１ 筒状部分
２３６ 筒状部分
１０ 潤滑材流路
１０ａ 潤滑材流路開口
１０ｂ テーパ状流路部分
１０１ ラビリンスシール
４ａ 中空入力軸外周面
１４ａ 端板内周面
１１０ 潤滑材流路
１１１ ラビリンスシール
１１２ 潤滑材流路部分
１１２ａ 開口
１１２ｂ テーパ状流路部分
Claims (15)
- 中空型波動歯車装置と中空入力軸と中空出力軸とを有し、
前記中空型波動歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置されていると共に中心に貫通孔が形成されている可撓性外歯歯車と、この内側に嵌め込まれていると共に中心に貫通孔が形成されている波動発生器とを備え、この波動発生器は前記貫通孔が形成されている剛性カム板と、この剛性カム板の外周面に嵌めたベアリングとを備えており、
前記波動発生器には、当該波動発生器の前記貫通孔に前記中空入力軸の端部が差し込まれて同軸状態で連結され、前記可撓性外歯歯車には、当該可撓性外歯歯車の前記貫通孔に前記中空出力軸が貫通して同軸状態で連結され、この中空出力軸の端部は前記波動発生器の前記貫通孔の内部にまで延びており、
前記中空出力軸の外周面には環状の潤滑剤隔離部材が固定され、この潤滑材隔離部材と前記波動発生器側面との間に形成される環状の出力側潤滑材流路の環状開口が、前記波動発生器の前記ベアリングの近傍位置に形成されていることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項１において、
前記出力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該出力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項１または２において、
前記出力側潤滑剤流路は、前記中空出力軸の前記端部の外周面と前記波動発生器の前記貫通孔の内周面との隙間に連通しており、この隙間には、出力側ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記波動発生器における前記潤滑材隔離部材とは反対側の位置に、前記中空入力軸を回転自在に支持している入力軸支持部材を有し、
この入力軸支持部材と前記波動発生器の剛性カム板の側面との間には環状の入力側潤滑剤流路が形成され、この入力側潤滑剤流路の環状開口は前記ベアリングの近傍に位置していることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項４において、
前記入力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該入力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項４または５において、
前記入力側潤滑剤流路は、前記中空入力軸の外周面と前記入力軸支持部材に形成した円形内周面との隙間に連通しており、この隙間には、入力側ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 中空型波動歯車装置と中空入力軸と中空出力軸とを有し、
前記中空型波動歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置されていると共に中心に貫通孔が形成されている可撓性外歯歯車と、この内側に嵌め込まれていると共に中心に貫通孔が形成されている波動発生器とを備え、この波動発生器は前記貫通孔が形成されている剛性カム板と、この剛性カム板の外周面に嵌めたベアリングとを備えており、
前記波動発生器には、当該波動発生器の前記貫通孔に前記中空入力軸の端部が差し込まれて同軸状態で連結され、前記可撓性外歯歯車には、当該可撓性外歯歯車の前記貫通孔に前記中空出力軸が貫通して同軸状態で連結され、この中空出力軸の端部は前記波動発生器の前記貫通孔の内部にまで延びており、
前記中空入力軸は回転自在の状態で入力軸支持部材によって支持されており、
この入力軸支持部材と前記波動発生器の剛性カム板の側面との間には環状の入力側潤滑剤流路が形成され、この入力側潤滑剤流路の環状開口は前記ベアリングの近傍に位置していることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項７において、
前記入力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該入力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項７または８において、
前記入力側潤滑剤流路は、前記中空入力軸の外周面と前記入力軸支持部材に形成した円形内周面との隙間に連通しており、この隙間には、入力側ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする中空型波動歯車装置の潤滑剤漏れ防止機構。 - 中空型モータと中空型波動歯車装置と中空入力軸と中空出力軸とを有し、
前記中空型モータの中心にはモータ出力軸としての前記中空入力軸が貫通しており、
前記中空型波動歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置されていると共に中心に貫通孔が形成されている可撓性外歯歯車と、この内側に嵌め込まれていると共に中心に貫通孔が形成されている波動発生器とを備え、この波動発生器は前記貫通孔が形成されている剛性カム板と、この剛性カム板の外周面に嵌めたベアリングとを備えており、
前記波動発生器には、当該波動発生器の前記貫通孔に前記中空入力軸の端部が差し込まれて同軸状態で連結され、前記可撓性外歯歯車には、当該可撓性外歯歯車の前記貫通孔に前記中空出力軸が貫通して同軸状態で連結され、この中空出力軸の端部は前記波動発生器の前記貫通孔の内部にまで延びており、
前記中空入力軸は回転自在の状態で入力軸支持部材によって支持され、当該入力軸支持部材は前記中空型モータと前記中空型波動歯車装置を仕切っている仕切り壁として機能しており、
この入力軸支持部材と前記波動発生器の剛性カム板の側面との間には環状の入力側潤滑剤流路が形成され、この入力側潤滑剤流路の環状開口は前記ベアリングの近傍に位置していることを特徴とする中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項１０において、
前記入力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該入力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることを特徴とする中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項１０または１１において、
前記入力側潤滑剤流路は、前記中空入力軸の外周面と前記入力軸支持部材に形成した円形内周面との隙間に連通しており、この隙間には、入力側ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項１０ないし１２のうちのいずれかの項において、
前記波動発生器における前記入力軸支持部材とは反対側の位置には、前記中空出力軸の外周面部分に環状の潤滑剤隔離部材が固定され、この潤滑材隔離部材と前記波動発生器側面との間に形成される環状の出力側潤滑材流路の環状開口が、前記波動発生器の前記ベアリングの近傍位置に形成されていることを特徴とする中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項１３において、
前記出力側潤滑剤流路の前記環状開口につながっている当該出力側潤滑剤流路の部分は、前記波動発生器に向かって外方に広がるテーパ状流路部分とされていることを特徴とする中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構。 - 請求項１３または１４において、
前記出力側潤滑剤流路は、前記中空出力軸の前記端部の外周面と前記波動発生器の前記貫通孔の内周面との隙間に連通しており、この隙間には、出力側ラビリンスシールが形成されていることを特徴とする中空アクチュエータの潤滑剤漏れ防止機構。
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