KR101898008B1

KR101898008B1 - 파동기어장치

Info

Publication number: KR101898008B1
Application number: KR1020177020844A
Authority: KR
Inventors: 마사루 고바야시
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2018-09-12
Also published as: TW201636522A; US20170370457A1; US10655721B2; EP3246596A4; KR20170098311A; WO2016113847A1; CN107110302A; CN107110302B; JPWO2016113847A1; EP3246596B1; EP3246596A1; JP6261773B2; TWI648485B

Abstract

파동기어장치(1)의 파동발생기(4)의 내부접촉부(11), 파동발생기(4)와 외치기어(3)의 접촉부(12), 치면부(13)는 윤활성 미소분체(10)에 의하여 윤활 된다. 윤활성 미소분체(10)는, 파동기어장치(1)의 운전 시에, 파동발생기(4)와 일체로 되어 회전하는 제1분체 가이드(20)에 의하여 내부접촉부(11), 접촉부(12)로 공급된다. 이들의 부위를 빠져나간 윤활성 미소분체(10)는, 파동발생기(4)와 일체로 되어 회전하는 제2분체 가이드(30)에 의하여 치면부(13)로 공급된다. 파동기어장치(1)의 운전 시의 어떠한 자세에도 관계없이, 각 부분을 확실하게 윤활할 수 있다.

Description

파동기어장치{WAVE GEAR DEVICE}

본 발명은, 내부에 충전(充塡)한 윤활성 분체(潤滑性粉體)에 의하여 각 부분이 윤활되는 파동기어장치(波動gear裝置)에 관한 것이다.

파동기어장치의 대부분은 오일(oil) 및 그리스(grease)로 윤활하고 있다. 특허문헌1에 개시된 파동기어장치에서는, 윤활이 필요한 부분에 대하여, 그리스 저장조(grease 貯藏槽)로부터 그리스를 공급하는 기구를 구비하고 있다. 특허문헌2에 기재되어 있는 파동기어장치에서는, 컵형상(cup形狀)의 외치기어(外齒gear)의 내부에, 외치기어와 일체(一體)로 회전하는 오일탱크(oil tank)를 배치하고, 윤활이 필요한 부분에 대하여, 원심력을 이용하여 오일탱크로부터 오일을 공급하고 있다. 특허문헌3에 개시의 동력전달장치에 있어서는, 슬라이딩부재(sliding部材) 간의 마찰·마모를 감소하기 위하여, 슬라이딩면(sliding面)을 소정의 표면조도의 면으로 하여 당해 슬라이딩면을 탄소계 피막으로 입히고, 또한 탄소계 피막으로 입혀진 슬라이딩면의 사이를 그리스로 윤활하고 있다.

: 일본국 공개특허 특개2013-92217호 공보 : 일본국 공개특허 특개2011-64304호 공보 : 일본국 공개특허 특개2009-41747호 공보

파동기어장치는 일반적으로 감속기로서 사용되고, 파동발생기가 모터(motor) 등에 의하여 고속회전한다. 파동발생기에 있어서의 외치기어와의 접촉부분, 및 파동발생기 내부의 접촉부분을 오일 혹은 그리스로 윤활하면, 고속회전하는 파동발생기에 의한 점성저항 로스(loss)가 커지게 된다. 이 때문에, 파동기어장치에 있어서의 저부하 영역(低負荷領域), 고속회전 영역(高速回轉領域)에서의 효율이 저하한다.

본 발명자는, 이러한 과제를 해결하기 위하여, 윤활제로서 윤활성의 미소분체(微小粉體)를 사용함으로써, 저부하 영역, 고속회전 영역에서의 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 파동기어장치를 제안하고 있다.

미소분체를 사용한 파동기어장치에 있어서는, 파동기어장치의 운전 시의 자세가 서로 다르게 되면, 혹은 운전 시에 파동기어장치의 자세가 변화되면, 미소분체에 의한 각 부분의 윤활을 유지할 수 없게 될 우려가 있다.

본 발명의 과제는, 운전 시의 어떠한 자세에 관계없이, 미소분체에 의한 윤활성능을 유지할 수 있는 기구(機構)를 구비한 파동기어장치를 제공하는 것에 있다.

구체적으로 본 발명의 과제는, 미소분체를 윤활부분에 확실하게 공급가능한 기구를 구비한 파동기어장치를 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 과제는, 흡습(吸濕)에 의한 미소분체의 응집, 윤활성능의 저하를 방지 혹은 억제할 수 있는 기구를 구비한 파동기어장치를 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 과제는, 미소분체가 윤활부분 이외의 부분에 부착되는 것을 방지 혹은 억제할 수 있는 기구를 구비한 파동기어장치를 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 파동기어장치는,

강성의 내치기어와,

상기 내치기어의 내측에 동축으로 배치되어 있는 컵형상을 한 가요성의 외치기어와,

상기 외치기어의 내측에 장착되고, 당해 외치기어를 비원형으로 휘어지게 하여 상기 내치기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고 있는 파동발생기와,

상기 외치기어와 상기 파동발생기에 의하여 둘러싸이는 구획부에 넣은 윤활성 분체와,

상기 구획부 내에 있어서 상기 파동발생기와 일체로 회전하여, 상기 파동발생기의 내부접촉부 및 상기 파동발생기와 상기 외치기어의 사이의 접촉부를 향하는 방향으로 상기 윤활성 분체를 인도하는 제1분체 가이드와,

상기 파동발생기와 일체로 회전하여, 상기 구획부로부터 상기 파동발생기를 빠져나가 이동하는 상기 윤활성 분체를, 상기 외치기어 및 상기 내치기어의 치면부를 향하는 방향으로 인도하는 제2분체 가이드를

갖고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

파동기어장치의 운전 시에는, 윤활성 분체에 접촉한 상태로 제1분체 가이드가 파동발생기와 일체로 회전한다. 회전하는 제1분체 가이드에 의하여 윤활성 분체가 유동하여 제1윤활부분(파동발생기의 내부접촉부) 및 제2윤활부분(파동발생기와 외치기어의 접촉부)을 향하는 방향으로 윤활성 분체가 가이드 된다. 이에 따라 이들의 윤활부분으로 확실하게 윤활성 분체가 공급된다. 또한 이들의 윤활부분에 공급된 윤활성 분체의 일부는, 이들의 윤활부분을 빠져나가, 제2분체 가이드의 측으로 이동한다. 제2분체 가이드는 파동발생기와 일체로 회전하고 있어, 파동발생기를 빠져나간 윤활성 분체는 원심력에 의하여 제2분체 가이드를 따라 외주측으로 이동하여 제3윤활부분(외치기어와 내치기어의 치면부)를 향하여 가이드 된다. 따라서 구획부 내에 있어서 파동기어장치의 자세에 따라 중력방향의 하측이 되는 부분에 쌓이는 윤활성 분체를, 중력에 거역하면서 각 윤활부분에 확실하게 공급할 수 있다.

여기에서 상기 제1분체 가이드는, 상기 파동발생기에 있어서의 상기 구획부와 면하는 내측끝면부분에 고정된 고정부와, 장치중심축선의 방향으로 동축으로 연장되는 통모양 몸통부를 구비하고, 상기 통모양 몸통부는, 상기 장치중심축선의 방향의 양단이 개구하고, 상기 내측끝면부분으로 접근함에 따라 반경방향의 외측으로 넓어지는 원뿔대 형상을 하고 있고, 상기 통모양 몸통부의 내주면 및 외주면의 각각은, 적어도 일부분이 상기 구획부 내의 상기 윤활성 분체에 접촉하고 있는 것이 바람직하다.

원뿔대 형상을 한 통모양 몸통부가 회전하면, 그 원심력에 의하여 통모양 몸통부의 내주면을 따라 윤활성 분체가 제1, 제2윤활부분을 향하여 이동한다. 또한 통모양 몸통부의 외주면을 따라 그 원주방향으로 윤활성 분체가 유동하고, 당해 외주면과, 이 외주측에 위치하는 외치기어의 내주면의 사이의 속도차(速度差)에 의하여, 유동하는 윤활성 분체는 외치기어의 내주면을 따라 제1, 제2윤활부분을 향하여 이동한다. 따라서 윤활성 분체를 확실하게 제1, 제2윤활부분으로 공급할 수 있다.

제1분체 가이드에 원뿔대 형상을 한 통모양 몸통부가 구비되어 있는 경우에는, 꼭지각이 10deg ∼ 30deg까지의 범위 내의 각도가 되도록, 상기 통모양 몸통부의 상기 원뿔대 형상을 규정하는 것이 바람직하다. 10deg 이상이라고 하는 이유는, 외관상 비중의 작은 미소한 윤활성 분체를, 원심력에 의하여 원추모양의 내주면을 따라 확실하게 이동시킬 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한 30deg 이하라고 하는 이유는, 미소한 윤활성 분체의 안식각(安息角)으로부터, 정지 상태에 있어서 중력에 의하여 통모양 몸통부의 원추모양의 내주면을 따라 윤활성 분체가 미끄러져 떨어지는 것이 가능하기 때문이다.

또한 상기 통모양 몸통부의 외주표면에는 복수의 오목부 혹은 복수의 볼록부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면 외주표면에, 원주방향으로 소정의 피치로 얕은 홈을 붙임으로써, 이 외주면과 외치기어의 내주면의 사이에 형성되는 윤활성 분체의 유동을 강하게 할 수 있다.

한편 상기 파동발생기는, 일반적으로 강성의 플러그와, 당해 플러그의 비원형 윤곽을 한 플러그 외주면에 장착된 파동발생기 베어링이 구비되어 있다. 상기 제1윤활부분(상기 파동발생기의 상기 내부접촉부)은 상기 파동발생기 베어링의 구성부품의 사이의 접촉부분이다. 이 경우에는, 상기 제2분체 가이드로서, 상기 플러그에 동축으로 고정한 원판모양의 부재를 사용할 수 있다. 이 형상의 상기 제2분체 가이드는, 상기 파동발생기 베어링에 대하여, 상기 장치중심축선의 방향에 있어서 상기 구획부와는 반대측으로부터 대향하고 있는 외주측의 가이드판 부분과, 상기 플러그에 고정된 내주측의 고정판 부분이 구비되어 있으면 좋다.

이 경우에는, 상기 장치중심축선의 방향으로 있어서 상기 내치기어가 고정되는 고정측 부재에 형성된 원환모양 끝면과 상기 파동발생기 베어링의 사이에 상기 제2분체 가이드의 상기 가이드판 부분을 배치하고, 상기 가이드판 부분의 일부를, 상기 원환모양 끝면에 슬라이딩 가능한 상태로 접촉시켜 두는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 외부에 윤활성 분체가 누설되어 나가는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면 파동발생기에 모터 회전축 등의 입력 샤프트가 연결되어 있는 경우에, 입력 샤프트측으로 윤활성 분체가 침입해버리는 것을 억제할 수 있다.

다음에 본 발명의 파동기어장치에 있어서, 윤활성 분체가 흡습에 의하여 응집되는 것, 및 흡습에 의하여 윤활성능이 저하되는 것을 방지 혹은 억제할 수 있도록, 윤활성 분체를 쌓아둔 상기 구획부 내에 윤활성 분체 제습용의 히터를 배치해 두는 것이 바람직하다.

또한 상기 내부접촉부, 상기 접촉부 및 상기 치면부를 제외하고, 상기 윤활성 분체에 노출되는 표면부분의 적어도 일부는, 분체부착방지 코팅으로 입혀져 있는 것이 바람직하다.

또 본 발명에 있어서의 상기 윤활성 분체는, 층상의 결정구조를 가지는 소정의 입경(粒徑) 및 소정의 경도(硬度)의 무기계 윤활성 분체이다. 윤활성 분체는, 파동기어장치의 운전 시에, 각 접촉면의 사이에서 으깨져서, 접촉부분을 형성하고 있는 쌍방의 접촉면으로 이동하면서 부착되어 얇은 표면막을 형성한다. 또한 얇게 압연되어, 더 세분화되서 접촉부분의 내부(접촉면의 사이)에 진입하기 쉬운 형상으로 변화된다.

이와 같이 형상이 변화된 미소분말과, 쌍방의 접촉면에 형성된 얇은 표면막에 의하여 접촉부의 윤활이 유지된다. 또한 접촉면으로 이동하면서 부착된 얇은 표면막 및 압연되어 세분화된 미소분말도 점성이 없으므로, 파동기어장치의 저부하 영역 및 고속회전 영역에서의 고효율을 실현할 수 있다. 또한 이와 같이 운전조건에 의한 효율변화가 적어지므로, 파동기어장치의 제어성도 향상된다.

소정의 윤활효과가 얻어지고, 파동발생기의 스무드(smooth)한 회전을 실현시키기 위하여는, 윤활성 분체로서 평균입경이 15μm이하의 미소분체를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 윤활성 분체는, 모스경도(Mohs hardness)가 1.5 이하의 부드러운 분체인 것이 바람직하다.

특히 파동기어장치의 운전 초기로부터 윤활효과가 발휘되어, 파동발생기의 스무드한 회전을 실현시키기 위하여는, 윤활성 분체를 압연하여 인편상(鱗片狀)으로 깨뜨려서 얻어지는 미세한 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

층상의 결정구조를 가지는 윤활성 분체로서는, 2황화 몰리브덴, 2황화 텅스텐, 그래파이트, 질화 붕소 중의 어느 하나를 사용할 수 있다. 2황화 몰리브덴, 그래파이트는 육방정(六方晶)이라는 층상의 결정구조를 가지고, 질화 붕소는 인편상의 결정구조를 가진다. 또 이들 중의 2종류 이상의 윤활성 분체를 조합시켜서 사용하는 것도 가능하다.

도1은, 본 발명을 적용한 파동기어장치의 일례를 나타내는 개략적인 종단면도이며, 장치중심축선이 수직방향을 향하고, 파동발생기가 상측에 위치하는 수직자세 상태를 나타낸다.
도2는, 도1의 제1분체 가이드의 일례를 나타내는 정면도, 종단면도 및 측면도이다.
도3은, 도1의 제1분체 가이드의 꼭지각을 나타내는 설명도이다.
도4는, 도1의 파동기어장치를 장치중심축선이 수평방향을 향하게 한 수평자세 상태를 나타내는 개략적인 종단면도이다.
도5는, 본 발명을 적용한 파동기어장치의 일례를 나타내는 개략적인 반종단면도이다.
도6은, 본 발명을 적용한 파동기어장치의 일례를 나타내는 개략적인 반종단면도이다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 파동기어장치(波動gear裝置)의 각 실시형태에 관하여 설명한다.

도1은, 본 발명을 적용한 파동기어장치의 일례를 나타내는 개략적인 종단면도이다. 파동기어장치(1)는 컵형(cup型)이라고 불리고, 원환모양의 강성(剛性)의 내치기어(內齒gear)(2)와, 컵형상을 한 가요성(可撓性)의 외치기어(外齒gear)(3)와, 타원모양 윤곽의 파동발생기(波動發生器)(4)를 구비하고 있다. 외치기어(3)는 내치기어(2)의 내측에 동축(同軸)으로 배치되어 있다. 파동기어장치(1)는, 그 장치중심축선(1a)이 수직방향을 향하고, 파동발생기(4)가 상측에 위치하는 수직자세로 설치되어 있다. 예를 들면 내치기어(2)는 상측에 위치하는 고정측 부재인 장치하우징(裝置housing)(5)에 고정되고, 파동발생기(4)는 상측에 위치하는 모터 회전축 등의 입력 샤프트(6)에 연결되어 고정되며, 외치기어(3)는 하측에 위치하는 출력축(7a)에 동축으로 연결되어 고정된다.

외치기어(3)는 컵형상을 하고 있고, 그 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양 몸통부(3a)의 개구단(開口端)측의 외주면 부분에는, 외치(3b)가 형성되어 있다. 원통모양 몸통부(3a)의 반대측의 끝으로부터는 반경방향의 내측으로 연장되는 다이어프램(diaphragm)(3c)이 형성되어 있다. 다이어프램(3c)의 내주 가장자리에는 원환모양의 강성의 보스(boss)(3d)가 형성되어 있다. 원환모양의 가압부재(7b)와 출력축(7a)의 사이에 보스(3d)를 끼우고, 이 상태에서 복수개의 체결용 볼트(7c)에 의하여 3개의 부재가 동축으로 체결되어 고정되어 있다.

파동발생기(4)는, 강성의 플러그(plug)(4a)와, 이 타원모양 윤곽의 외주면에 장착된 파동발생기 베어링(波動發生器 bearing)(4b)을 구비하고 있다. 파동발생기(4)는, 외치기어(3)에 있어서의 원통모양 몸통부(3a)의 외치(3b)가 형성되어 있는 부분의 내측에 장착되어 있다.

외치기어(3)의 원통모양 몸통부(3a)의 내부공간은, 그 개구단측에 장착되어 있는 파동발생기(4)와, 보스(3d)측에 부착된 캡(8)에 의하여 봉쇄된 구획부(區劃部)(9)로 되어 있다. 구획부(9)에는, 파동기어장치(1)의 각 윤활부분을 윤활하기 위한 윤활성 미소분체(10)가 충전되어 있다. 정지 상태에 있어서는, 도면에 나타내는 바와 같이 윤활성 미소분체(10)는 중력에 의하여 구획부(9)의 하측에 쌓인다.

윤활성 미소분체(10)에 의한 파동기어장치(1)의 주요한 윤활부분은 3곳이 있다. 즉 파동발생기(4)의 내부접촉부(內部接觸部)(11)(파동발생기 베어링(4b)의 구성부품의 접촉부), 파동발생기(4)와 외치기어(3)의 접촉부(接觸部)(12)(파동발생기 베어링(4b)의 외륜외주면과 외치기어(3)의 원통모양 몸통부(3a)의 내주면과의 접촉부), 및 내치기어(2)와 외치기어(3)의 치면부(齒面部)(13)이다.

여기에서 파동발생기(4)에는 제1분체 가이드(第1粉體 guide)(20)가 부착되어 있다. 제1분체 가이드(20)는, 구획부(9)의 내부에 있어서 당해 파동발생기(4)와 일체로 회전하여, 윤활부분인 내부접촉부(11) 및 접촉부(12)를 향하는 방향으로 윤활성 미소분체(10)를 인도한다. 또한 파동발생기(4)에는 제2분체 가이드(第2粉體 guide)(30)가 부착되어 있다. 제2분체 가이드(30)는, 파동발생기(4)와 일체로 회전하여, 구획부(9)로부터 파동발생기(4)를 빠져나가서 상측으로 이동하는 윤활성 미소분체(10)를 윤활부분인 치면부(13)를 향하는 방향으로 인도한다.

도2(a)는 제1분체 가이드(20)를 나타내는 정면도이고, 도2(b)는 그 2b-2b선으로 절단한 부분의 종단면도이며, 도2(c)는 그 측면도이다. 도3은 제1분체 가이드(20)의 원뿔대 형상의 설명도이다.

도1 및 도2를 참조하여 설명하면, 파동발생기(4)의 플러그(4a)는, 하측의 구획부(9)와 면(面)하는 내측끝면(4c)과, 상측을 향하는 계단모양의 외측끝면(4d)을 구비하고 있다. 제1분체 가이드(20)는, 플러그(4a)의 내측끝면(4c)의 외주측 끝면부분에 동축으로 고정된 원환모양의 고정판부분(21)과, 장치중심축선(1a)의 방향으로 동축으로 연장되는 통모양 몸통부(22)를 구비하고 있다. 고정판부분(21)의 외주 가장자리로부터는 소정의 각도 간격으로 복수의 연결판부분(23)이 외측으로 연장되어 통모양 몸통부(22)에 연결되어 있다. 본 예에서는 90°의 각도 간격으로 4개의 연결판부분(23)이 형성되어 있다.

통모양 몸통부(22)는, 하측으로부터 상측을 향하여 외측으로 넓어지는 원뿔대 형상을 하고 있다. 즉 장치중심축선(1a)의 방향을 따라서 플러그(4a)의 내측끝면(4c)으로 접근함에 따라 외측으로 넓어지는 원뿔대 형상을 하고 있다. 또한 통모양 몸통부(22)의 상단개구부(24)의 내경은, 플러그(4a)의 내측끝면(4c)의 외경보다 크고, 상단개구부(24)에 연결판부분(23)을 거쳐서 부착되어 있는 고정판부분(21)의 외경은 내측끝면(4c)의 외경과 거의 동일하다. 또한 통모양 몸통부(22)의 하단개구부(25)의 내경은, 캡(8) 및 가압부재(7b)의 외경보다 크다. 따라서 통모양 몸통부(22)는 구획부(9)의 내부에 있어서 상하로 개구하고 있다.

또한 도1에서 알 수 있는 바와 같이, 원뿔대 형상의 통모양 몸통부(22)에 있어서의 하반부분(下半部分)은, 구획부(9)에 쌓여 있는 윤활성 미소분체(10)에 매몰되어 있다. 따라서 제1분체 가이드(20)는, 그 통모양 몸통부(22)의 일부분이 항상 윤활성 미소분체(10)에 접촉한 상태로 유지된다.

여기에서 원뿔대 형상의 통모양 몸통부(22)의 내주면(26)은 평활면(平滑面)으로 되어 있다. 그 외주면(27)은, 도2(c)에 있어서 하반부분에 나타내는 바와 같이 평활면으로 할 수도 있지만, 상반부분에 나타내는 바와 같이 요철면(凹凸面)으로 할 수도 있다. 본 예에서는, 원주방향을 따라, 일정폭으로 일정길이의 타원형의 얕은 홈(27a)을 일정한 피치(pitch)로 형성하고 있다.

또한 도3에 나타내는 바와 같이 원뿔대 형상의 통모양 몸통부(22)의 내주면(26) 및 외주면(27)의 중심축선(28)에 대한 경사각도, 즉 통모양 몸통부(22)의 원뿔대 형상의 꼭지각(θ)은, 10deg ∼ 30deg까지의 범위 내의 각도가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

다시 도1을 참조하여 설명하면, 제2분체 가이드(30)는, 파동발생기(4)의 플러그(4a)의 계단모양의 외측끝면(4d)에 있어서의 외주측의 끝면부분에 동축으로 고정된 원판모양의 부재이다. 이 제2분체 가이드(30)의 외주측 부분(外周側部分)은, 파동발생기 베어링(4b)에 대하여 구획부(9)와 반대측으로부터 대향하고 있는 가이드판 부분(31)이며, 그 내주측 부분(內周側部分)은, 외측끝면(4d)의 외주측의 끝면부분에 고정된 고정판 부분(32)이다. 여기에서 장치하우징(5)에는, 파동발생기 베어링(4b)과 대향하는 원환모양 끝면(5a)이 형성되어 있다. 제2분체 가이드(30)의 외주측의 가이드판 부분(31)은, 파동발생기 베어링(4b)과 원환모양 끝면(5a)의 사이에 위치하고 있다.

본 예의 파동기어장치(1)에서는, 고속운전 시에 파동발생기(4)와 일체로 되어 제1분체 가이드(20) 및 제2분체 가이드(30)가 고속회전한다. 제1분체 가이드(20)의 회전에 의하여 발생하는 원심력에 의하여, 당해 제1분체 가이드(20)의 내측의 윤활성 미소분체(10)는 원추모양의 내주면(26)을 따라 윤활부분인 내부접촉부(11) 및 접촉부(12)를 향하여 상승한다.

또한 제1분체 가이드(20)의 외측의 윤활성 미소분체(10)는, 고속회전하는 제1분체 가이드(20)의 원추모양의 외주면(27)에 의하여 원주방향으로 유동된다. 특히 도2(c)의 상반부분에 나타내는 바와 같이 외주면(27)이 홈(27a) 등이 형성된 요철면으로 되어 있는 경우에는, 윤활성 미소분체(10)를 강하게 유동시킬 수 있다.

여기에서 고속회전하는 제1분체 가이드(20)에 대하여, 이것을 둘러싸고 있는 외치기어(3)는 감속회전한다. 따라서 제1분체 가이드(20)의 원추모양의 외주면(27)과, 외치기어(3)의 원통모양 몸통부(3a)의 원형내주면(3e)의 사이에는 큰 속도차가 발생한다. 이 속도차에 의하여 원주방향으로 유동하는 윤활성 미소분체(10)는, 원형내주면(3e)을 따라 내부접촉부(11), 접촉부(12)를 향하여 상승한다.

이 결과로, 구획부(9)에 쌓여 있던 윤활성 미소분체(10)는, 내부접촉부(11)(파동발생기 베어링(4b)) 및 접촉부(12)(파동발생기(4)와 외치기어(3)의 접촉부)로 공급되어, 이들의 부분이 윤활된다.

또한 파동발생기 베어링(4b)에 공급된 윤활성 미소분체(10)의 일부는, 당해 파동발생기 베어링(4b)의 궤도부(軌道部)를 빠져나가 상측으로 이동한다. 또한 파동발생기(4)와 외치기어(3)의 사이에 공급된 윤활성 미소분체(10)의 일부는, 이들의 사이를 빠져나가 상측으로 이동한다.

파동발생기 베어링(4b)의 상측에는, 파동발생기(4)와 일체로 되어 고속회전하고 있는 제2분체 가이드(30)가 배치되어 있다. 따라서 상측으로 빠져나간 후의 윤활성 미소분체(10)는, 고속회전하는 제2분체 가이드(30)의 외주측의 가이드판 부분(31)에 의하여 외주측으로 가이드 되어, 윤활부분인 외치 및 내치의 치면부(13)로 공급된다.

다음에 도4는, 파동기어장치(1)가 도1에 나타내는 수직자세로부터 수평자세로 되었을 경우를 나타내는 개략적인 종단면도이다. 장치중심축선(1a)이 수평방향을 향하는 수평자세에서의 정지상태에서는, 중력에 의하여 윤활성 미소분체(10)는, 구획부(9) 내에 있어서 하측에 위치하는 외치기어(3)의 원통모양 몸통부(3a) 위에 쌓인 상태가 된다.

수평자세에서의 운전 시에는, 제1분체 가이드(20)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의하여, 당해 제1분체 가이드(20)의 내측의 윤활성 미소분체(10)는 원추모양의 내주면(26)을 따라 원주방향으로 이동함과 아울러, 윤활부분인 내부접촉부(11), 접촉부(12)를 향하여 이동한다.

제1분체 가이드(20)의 외측의 윤활성 미소분체(10)는, 고속회전하는 제1분체 가이드(20)의 원추모양의 외주면(27)에 의하여 원주방향으로 유동되어, 도4에 있어서의 상측까지 이동한다. 또한 제1분체 가이드(20)의 원추모양의 외주면(27)과, 외치기어(3)의 원통모양 몸통부(3a)의 원형내주면(3e)과의 사이의 큰 속도차에 의하여 원주방향으로 유동하는 윤활성 미소분체(10)는, 원형내주면(3e)을 따라 윤활부분인 내부접촉부(11), 접촉부(12)를 향하여 이동한다.

더 언급하면, 원추모양의 외주면(27)과 원형내주면(3e)의 간격은, 윤활부분인 내부접촉부(11), 접촉부(12)를 향하는 방향으로 서서히 좁아지게 되어 있다. 따라서 외주면(27)과 내주면(3e)의 속도차에 의하여 윤활성 미소분체(10) 중의 상대적으로 미세한 분체가 도면의 우측(파동발생기(4)측)으로, 상대적으로 거친 분체가 좌측으로 분립(粉粒)하게 된다. 이 결과로, 상대적으로 미세한 분체가 우선적으로 윤활부분인 내부접촉부(11), 접촉부(12)로 공급된다.

또한 이들 내부접촉부(11), 접촉부(12)를 빠져나가 이동하는 윤활성 미소분체(10)는, 파동발생기(4)와 일체로 되어 고속회전하고 있는 제2분체 가이드(30)에 의하여 윤활부분인 외치 및 내치의 치면부(13)로 공급된다.

이와 같이 파동기어장치(1)의 운전 시의 자세가 변화되더라도, 구획부(9)에 쌓여 있는 윤활성 미소분체(10)는 제1분체 가이드(20)에 의하여 교반(攪拌)되어, 윤활부분을 향하여 공급된다. 따라서 윤활성 미소분체의 재응집을 방지하여 각 부분을 확실하게 윤활할 수 있다.

(기타의 실시형태)

도5는 본 발명을 적용한 파동기어장치의 다른 예를 나타내는 개략적인 반종단면도이다. 이 도면에 나타내는 파동기어장치(1A)의 기본구성은 상기의 파동기어장치(1)와 동일하므로, 도면에 있어서 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다.

파동기어장치(1A)는, 제습용의 히터(heater)(41, 42)가 구비되어 있다. 히터(41, 42)에 의하여 구획부(9) 내의 윤활성 미소분체(10)가 흡습에 의하여 응집되고, 윤활성능이 저하하는 것을 방지 혹은 억제할 수 있다. 히터(41)는 외치기어(3)의 다이어프램(3c)의 내측끝면에 부착된 원환모양의 히터이며, 히터(42)는 캡(8)의 중심부분에 부착된 원반모양의 히터이다. 일방의 히터만을 사용하는 것도 가능하고, 히터의 부착 장소는 다른 부분이더라도 좋다.

또한 파동기어장치(1A)에서는 제2분체 가이드(30A)의 외주측의 가이드판 부분(31)의 외주 가장자리부분(33)을, 장치하우징(5)의 원환모양 끝면(5a)에 슬라이딩 가능하게 접촉시키고 있다. 이에 따라 제2분체 가이드(30A)와 장치하우징(5)의 사이의 간극을 통하여, 윤활성 미소분체(10)가 입력 샤프트(도면에는 나타내지 않는다)의 측으로 침입하는 것을 더 확실하게 방지 혹은 억제할 수 있다.

다음에 도6은 본 발명을 적용한 파동기어장치의 다른 예를 나타내는 개략적인 반종단면도이다. 이 도면에 나타내는 파동기어장치(1B)의 기본구성도 상기의 파동기어장치(1)와 동일하므로, 도면에 있어서 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다.

본 예의 파동기어장치(1B)에서는 윤활부분인 내부접촉부(11), 접촉부(12), 치면부(13)를 제외하고, 구획부(9)와 대면하고 있는 부분의 표면에 분체부착방지 코팅(coating)을 입히고 있다. 예를 들면 불소 코팅을 입히고 있다. 본 예에서는, 코팅되어 있는 표면을 2점쇄선으로 나타내고 있다. 즉 외치기어(3)의 원형내주면(3e), 제1분체 가이드(20)의 고정판부분(21)의 내측표면(21a), 원뿔대 형상의 통모양 몸통부(22)의 표면 전체, 캡(8)의 표면, 체결볼트(51) 및 멈춤판(52)의 표면 등이다.

Claims

강성(剛性)의 내치기어(內齒gear)와,
상기 내치기어의 내측에 동축(同軸)으로 배치되어 있는 컵형상(cup形狀)을 한 가요성(可撓性)의 외치기어(外齒gear)와,
상기 외치기어의 내측에 장착되고, 상기 외치기어를 비원형으로 휘어지게 하여 상기 내치기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고 있는 파동발생기(波動發生器)와,
상기 외치기어와 상기 파동발생기에 의하여 둘러싸이는 구획부(區劃部)에 넣은 윤활성 분체(潤滑性粉體)와,
상기 구획부 내에 있어서 상기 파동발생기와 일체로 회전하여, 상기 파동발생기의 내부접촉부(內部接觸部) 및 상기 파동발생기와 상기 외치기어의 사이의 접촉부(接觸部)를 향하는 방향으로, 상기 윤활성 분체를 인도하는 제1분체 가이드(第1粉體 guide)와,
상기 파동발생기와 일체로 회전하여, 상기 구획부로부터 상기 파동발생기를 빠져나가 이동하는 상기 윤활성 분체를, 상기 외치기어 및 상기 내치기어의 치면부(齒面部)를 향하는 방향으로 인도하는 제2분체 가이드(第2粉體 guide)를
구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파동기어장치(波動gear裝置).
제1항에 있어서,
상기 파동발생기는, 상기 구획부와 면(面)하는 내측끝면부분을 구비하고,
상기 제1분체 가이드는, 상기 내측끝면부분에 고정된 고정부와, 장치중심축선의 방향으로 동축으로 연장되는 통모양 몸통부를 구비하고,
상기 통모양 몸통부는, 상기 장치중심축선의 방향의 양단이 개구(開口)하고, 상기 내측끝면부분으로 접근함에 따라 반경방향의 외측으로 넓어지는 원뿔대 형상을 하고 있고,
상기 통모양 몸통부의 내주면 및 외주면의 각각은, 적어도 일부분이 상기 구획부 내의 상기 윤활성 분체와 접촉하고 있는
파동기어장치.
제2항에 있어서,
상기 통모양 몸통부의 상기 원뿔대 형상의 꼭지각이, 10deg ∼ 30deg까지의 범위 내의 각도로 되도록 규정되어 있는 파동기어장치.
제2항에 있어서,
상기 통모양 몸통부의 외주표면에는 복수의 오목부 혹은 복수의 볼록부가 형성되어 있는 파동기어장치.
제1항에 있어서,
상기 파동발생기는, 강성의 플러그(plug)와, 상기 플러그의 비원형(非圓形) 윤곽을 한 플러그 외주면에 장착된 파동발생기 베어링(波動發生器 bearing)을 구비하고,
상기 파동발생기의 상기 내부접촉부는 상기 파동발생기 베어링의 구성부품 사이의 접촉부분이며,
상기 제2분체 가이드는 상기 플러그에 동축으로 고정한 원판모양의 부재이며,
상기 제2분체 가이드는, 상기 파동발생기 베어링의 궤도부(軌道部)에 대하여, 장치중심축선의 방향에 있어서 상기 구획부와는 반대측으로부터 대향하고 있는 외주측 부분(外周側部分)과, 상기 플러그에 고정된 내주측 부분(內周側部分)을 구비하고 있는
파동기어장치.
제5항에 있어서,
상기 내치기어가 고정되는 고정측 부재를 갖고,
상기 장치중심축선의 방향으로 있어서, 상기 고정측 부재에 형성된 원환모양 끝면과 상기 파동발생기 베어링의 사이에, 상기 제2분체 가이드의 상기 외주측 부분이 위치하고,
상기 외주측 부분은, 상기 원환모양 끝면에 슬라이딩(sliding) 가능한 상태로 접촉하고 있는
파동기어장치.
제1항에 있어서,
상기 구획부 내에 배치한 윤활성 분체 제습용의 히터(heater)를 갖고 있는 파동기어장치.
제1항에 있어서,
상기 내부접촉부, 상기 접촉부 및 상기 치면부를 제외하고, 상기 윤활성 분체에 노출되는 표면부분의 적어도 일부는, 분체부착방지 코팅(coating)이 입혀져 있는 파동기어장치.