KR102065013B1

KR102065013B1 - 파동기어장치

Info

Publication number: KR102065013B1
Application number: KR1020187011707A
Authority: KR
Inventors: 준 한다; 히로아키 기무라; 소타로 미야케
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2020-01-10
Also published as: KR20180058802A; EP3379103A4; WO2017085794A1; EP3379103A1; US20180320770A1; JPWO2017085794A1; EP3379103B1; CN108350991A; JP6466593B2

Abstract

파동기어장치(1)의 이물질침입 방지기구(10)는, 파동발생기 플러그(52)에 부착된 필터 부착판(12)과, 이 타원모양 외주면(12c)에 부착된 필터(11)를 구비하고 있다. 외접기어(4)와 내접기어(3)의 맞물림 부분과, 파동발생기 베어링(54)의 사이에 있어서 윤활제는, 필터(11)를 통하여 유통된다. 필터(11)에 의하여 윤활제에 포함되어 있는 이물질이 포착된다. 필터(11)는 외접기어(4)의 외치형성 부분(46)의 내주면(47)에 접촉하고 있으므로, 파동발생기 베어링(54)의 외륜 외주면(56)과 외접기어의 외치형성 부분의 내주면(47)의 사이의 슬라이딩 마찰부분으로 이물질이 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

Description

파동기어장치{STRAIN-WAVE GEAR DEVICE}

본 발명은 파동기어장치(波動gear裝置)에 관한 것으로서, 특히 그 파동발생기 베어링(波動發生器 bearing)에 이물질(異物質)이 침입하는 것을 방지하는 이물질침입 방지기구(異物質侵入防止機構)를 구비한 파동기어장치에 관한 것이다.

파동기어장치에 있어서는, 특허문헌1에 있어서 제안되어 있는 바와 같이 파동발생기 베어링의 부분을 윤활하는 윤활제(潤滑劑)와, 내접기어(內接gear)와 외접기어(外接gear)의 맞물림 부분을 윤활하는 윤활제가 혼합되지 않도록, 밀봉부재(密封部材)를 배치하는 것이 제안되어 있다. 밀봉부재는, 파동발생기 플러그에 부착된 사이드 씰(side seal)을, 파동발생기 베어링의 외륜 내주면(外輪內周面)에 슬라이딩 가능하게 밀착시키고 있다.

: 일본국 공개특허 특개2008-164149호 공보

여기에서 특허문헌1에 기재되어 있는 밀봉부재는, 파동발생기 베어링의 외륜 내주면에 밀착되어 있어, 외륜 외주면과 외접기어 내주면 사이의 슬라이딩 마찰부분(sliding 摩擦部分)의 측방(側方)은 개방상태로 있다. 이 때문에, 외접기어와 내접기어의 맞물림 부분에서 발생하는 이물질이 윤활제와 함께, 외륜 외주면과 외접기어 내주면 사이에 침입하여, 과도한 슬라이딩 마모(sliding 磨耗)가 발생하는 등의 우려가 있다.

본 발명의 과제는, 파동발생기 베어링의 슬라이딩 부분, 특히 그 외륜 외주면과 외접기어 내주면(外接gear 內周面)의 사이의 슬라이딩 부분에 이물질이 침입하는 것을 방지할 수 있는 파동기어장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 파동기어장치는,

강성의 내접기어와,

상기 내접기어의 내측에 동축으로 배치된 가요성의 외접기어와,

상기 외접기어를 비원형으로 휘어서 상기 내접기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고, 양 기어의 맞물림 위치를 원주방향으로 이동시키기 위한 파동발생기를

갖고 있고,

상기 외접기어는, 적어도 일방의 끝이 개구단으로 되어 있고 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양의 외치형성 부분을 구비하고, 상기 파동발생기는 상기 외치형성 부분의 내측에 동축으로 장착되어 있다.

또한 상기 파동발생기는,

비원형 윤곽의 강체인 파동발생기 플러그와,

상기 파동발생기 플러그의 비원형 플러그 외주면과 상기 외치형성 부분의 내주면 사이에 장착되어 있는 파동발생기 베어링과,

상기 파동발생기 베어링의 상기 개구단측의 위치에 있어서, 상기 파동발생기 플러그로부터 상기 외접기어의 내주면까지의 사이를 덮고 있는 이물질침입 방지기구를

구비하고 있다.

또한 상기 이물질침입 방지기구는, 통과하는 윤활제에 혼입되어 있는 이물질을 포착할 수 있는 고리모양의 필터와, 윤활제 불통과성의 필터 부착판을 구비하고 있다. 상기 필터 부착판은, 상기 파동발생기 플러그에 일체로 회전하도록 부착되어 있다. 상기 필터는, 상기 필터 부착판에 일체로 회전하도록 부착되고, 상기 외치형성 부분의 상기 내주면에 대하여 슬라이딩 가능한 상태로 접촉하고 있다.

외접기어와 내접기어의 맞물림 부분과, 파동발생기 베어링의 사이에 있어서, 윤활제는 필터를 통하여 유통된다. 따라서 필터에 의하여 윤활제에 포함되어 있는 이물질이 포착되어 제거된다. 파동발생기 베어링측으로 유입되는 윤활제와 함께 이물질이 침입하는 것이 저지(沮止)된다. 특히 필터는 외접기어의 외치형성 부분의 내주면에 접촉하고 있으므로, 파동발생기 베어링의 외륜의 외주면과 외접기어의 외치형성 부분의 내주면 사이의 슬라이딩 부분으로 이물질이 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또한 필터 부착판은 윤활제 불통과성의 판(板)이므로, 윤활제는 필터만을 통하여, 양 기어의 맞물림 부분과 파동발생기 베어링의 사이를 유통한다. 양 기어의 맞물림 부분을 윤활하는 윤활제와, 파동발생기 베어링의 슬라이딩 부분을 윤활하는 윤활제가 서로 다른 종류의 윤활제인 경우에는, 필터에 의한 유로저항에 의하여 쌍방의 윤활제는 어느 정도 분리된 상태로 유지되어, 실용상에 있어서 지장(支障)이 없다.

본 발명의 파동기어장치에 있어서 상기 필터는, 상기 파동발생기 플러그의 비원형 플러그 외주면과 닮은 모양의 비원형 필터 외주면을 구비하고, 당해 필터는, 상기 비원형 필터 외주면이 상기 비원형 플러그 외주면과 같은 위상이 되도록, 상기 필터 부착판에 부착되어 있고, 상기 비원형 필터 외주면이 상기 외치형성 부분의 상기 내주면에 접촉하고 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 필터는, 반경방향으로 반복하여 휘어지지 않고, 외접기어의 외치형성 부분의 내주면에 접촉한 상태로 유지된다. 따라서 필터와 외접기어의 외치형성 부분의 내주면 사이가, 확실하게 접촉한 상태로 유지된다. 필터와 외치형성 부분의 내주면 사이를 통하여 윤활제로 혼입된 이물질이 파동발생기 베어링측으로 침입하는 것을, 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 파동기어장치에 있어서 상기 필터 부착판은, 상기 파동발생기 플러그의 비원형 플러그 외주면과 닮은 모양의 비원형 부착판 외주면을 구비하고, 당해 필터 부착판은, 상기 비원형 부착판 외주면이 상기 비원형 플러그 외주면과 같은 위상이 되도록, 상기 파동발생기 플러그에 부착되어 있고, 상기 필터는, 상기 비원형 부착판 외주면에 부착되어 비원형으로 휘어진 상태로 상기 외치형성 부분의 상기 내주면에 접촉하고 있는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 필터는, 반경방향으로 반복하여 휘어지지 않고, 외접기어의 외치형성 부분의 내주면에 접촉한 상태로 유지된다. 따라서 필터와 외접기어의 외치형성 부분의 내주면 사이가, 확실하게 접촉한 상태로 유지된다. 이물질이 혼입된 윤활제가, 파동발생기 베어링측으로 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또한 일반적인 파동기어장치에 있어서는, 상기 파동발생기의 상기 파동발생기 플러그는 타원모양 플러그 외주면을 구비하고, 상기 외접기어는 상기 파동발생기에 의하여 타원모양으로 휘어진다. 물론, 외접기어를 타원형 이외의 비원형으로 휘어서, 내접기어에 대하여 원주방향에 있어서의 3곳 이상의 위치에서 맞물리도록 하여도 좋다.

도1은, 본 발명을 적용한 파동기어장치의 횡단면도 및 종단면을 나타내는 설명도이다.
도2는, 이물질침입 방지기구의 필터와 필터 부착판을 나타내는 설명도이다.

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

도1(a)는 본 실시형태에 관한 컵형 파동기어장치(cup型波動gear裝置)를 나타내는 횡단면도이며, 도1(b)는 그 종단면을 나타내는 설명도이다. 파동기어장치(1)는, 원통모양의 하우징(2)과, 이 하우징(2)의 일방(一方)의 단부(端部)에 일체(一體)로 형성되어 있는 내접기어(內接gear)(3)와, 하우징(2)의 내측(內側)에 동축(同軸)으로 배치되어 있고 컵형상을 한 가요성(可撓性)의 외접기어(外接gear)(4)와, 외접기어(4)의 내측에 동축으로 장착되어 있는 파동발생기(波動發生器)(5)를 구비하고 있다.

컵형상의 외접기어(4)는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양 몸통부(41)와, 원통모양 몸통부(41)의 일단(一端)으로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 다이어프램(diaphragm)(42)과, 다이어프램(42)의 내주 가장자리에 연결되어 있고 강체의 원반모양의 보스(boss)(43)와, 원통모양 몸통부(41)의 타방(他方)의 개구단(開口端)(44)의 측의 외주면 부분에 형성된 외치(外齒)(45)를 구비하고 있다.

원통모양 몸통부(41)에 있어서의 외치(45)가 형성되어 있는 개구단(44)의 측의 부분을 외치형성 부분(外齒形成部分)(46)이라고 하면, 이 외치형성 부분(46)의 내측에, 파동발생기(5)가 동축으로 삽입되어 있다. 파동발생기(5)는, 원통모양의 허브(hub)(51)(입력축)와, 이 외주에 동축으로 부착된 파동발생기 플러그(波動發生器 plug)(52)와, 파동발생기 플러그(52)의 타원모양 플러그 외주면(53)과 외치형성 부분(46)의 내주면(47)의 사이에 장착되어 있는 파동발생기 베어링(波動發生器 bearing)(54)을 구비하고 있다. 파동발생기 베어링(54)은 파동발생기 플러그(52)에 의하여 타원모양으로 휘게 되어 있다.

본 예에서는, 외접기어(4)의 보스(43)에는 원반모양의 출력축(6)이 동축으로 연결고정되어 있다. 예를 들면 보스(43)를 사이에 두고, 출력축(6)과 원환상의 가압부재(7)가 도면에 나타내지 않은 체결볼트에 의하여 체결고정되어 있다. 또한 출력축(6)은 크로스 롤러베어링(cross roller bearing)(8)을 통하여 하우징(2)에 의하여 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 크로스 롤러베어링(8)은, 예를 들면 외륜 분할형의 베어링으로서, 그 내륜은 출력축(6)의 외주면에 일체로 형성되어 있고, 분할형의 외륜(8a)은 체결볼트(9)에 의하여 하우징(2)에 동축으로 체결고정되어 있다.

여기에서 파동발생기(5)에는, 파동발생기 베어링(54)에 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위한 이물질침입 방지기구(異物質侵入防止機構)(10)가 부설(附設)되어 있다. 이물질침입 방지기구(10)는, 파동발생기 베어링(54)의 개구단(44)의 측의 위치에 있어서 파동발생기 플러그(52)로부터 외접기어(4)의 외치형성 부분(46)의 내주면(47)까지의 사이를 덮고 있다. 이물질침입 방지기구(10)는, 통과하는 윤활제(潤滑劑)에 혼입되어 있는 이물질을 포착할 수 있는 고리모양의 필터(filter)(11)와, 윤활제 불통과성(潤滑劑不通過性)의 필터 부착판(filter 付着板)(12)을 구비하고 있다.

도2는 이물질침입 방지기구(10)의 필터(11) 및 필터 부착판(12)을 나타내는 설명도이다. 도1, 도2를 참조하여 설명하면, 필터 부착판(12)은, 파동발생기 플러그(52)에 일체로 회전하도록 부착되어 있다. 필터(11)는, 필터 부착판(12)에 일체로 회전하도록 부착되고, 외접기어(4)의 외치형성 부분(46)의 내주면(47)에 대하여 슬라이딩 가능한 상태로 밀착(접촉)되어 있다.

본 예의 필터 부착판(12)은, 파동발생기 플러그(52)에 있어서의 개구단(44)의 측을 향하는 타원모양 윤곽의 끝면(44a)에 고정되고 사각형 단면인 고리모양 고정부(12a)와, 이 고리모양 고정부(12a)로부터 반경방향의 외측으로 넓어지고 일정 두께인 타원형 윤곽의 부착판 본체부(12b)를 구비하고 있다. 부착판 본체부(12b)는, 파동발생기 플러그(52)의 끝면(44a)에 대하여 일정한 간극으로 대치하고 있고, 그 타원모양 외주면(12c)은, 반경방향에 있어서 파동발생기 베어링(54)의 외륜(55)의 근방 위치까지 연장되어 있다.

타원모양 외주면(12c)은, 파동발생기 플러그(52)의 타원모양 플러그 외주면(53)과 닮은 모양이다. 또한 필터 부착판(12)은, 타원모양 외주면(12c)이 파동발생기 플러그(52)의 타원모양 플러그 외주면(53)과 같은 위상(位相)이 되도록, 파동발생기 플러그(52)에 고정되어 있다. 즉 파동발생기 플러그(52)의 타원모양 플러그 외주면(53)의 장축위치(L)와 필터 부착판(12)의 타원모양 외주면(12c)의 장축위치가 일치하고 있다.

필터(11)는, 예를 들면 부직포(不織布) 등의 소재로 형성되어 있고 반경방향으로 휘어질 수 있는 사각형 단면을 한 원환모양(圓環狀)의 필터로서, 필터 부착판(12)의 타원모양 외주면(12c)에 장착되어 타원모양으로 휘어지게 되어 있다. 타원모양으로 휘어진 필터(11)의 타원모양 외주면(11a)이 외접기어(4)의 외치형성 부분(46)의 내주면(47)에 밀착되어 있다.

또한 원형 외주면을 구비한 필터 부착판을 배치하고, 이 원형 외주면에, 타원모양 외주면을 구비한 필터를 고정하더라도 좋다. 이 경우에 있어서도, 필터의 타원모양 외주면은, 파동발생기 플러그(52)의 타원모양 플러그 외주면(53)과 닮은 타원형상으로 된다. 또한 필터의 타원모양 외주면의 장축위치가 파동발생기 플러그(52)의 타원모양 플러그 외주면(53)의 장축위치에 일치하도록, 필터 부착판에 부착된다.

본 예의 파동기어장치(1)에 있어서 그 내부에 공급되는 윤활제는, 필터(11)를 통하여, 외접기어(4)와 내접기어(3)의 맞물림 부분과 파동발생기 베어링(54)의 사이를 유통(流通)한다. 필터(11)를 통과하는 사이에, 윤활제에 포함되어 있는 이물질이 포착되어 제거된다. 따라서 파동발생기 베어링(54)의 측에 윤활제와 함께 이물질이 침입하는 것이 저지(沮止)된다.

또한 파동발생기(5)와 일체로 되어, 타원모양 외주면을 구비한 필터(11)가 회전한다. 따라서 파동발생기(5)에 의하여 타원모양으로 휘어지는 외접기어(4)의 외치형성 부분(46)의 타원형상에 대하여, 필터(11)의 타원모양 외주면(11a)은 항상 같은 위상으로 유지된다. 따라서 필터(11)는, 외치형성 부분(46)의 내주면(47)에 의하여 반경방향으로 휘어지지 않고, 당해 내주면(47)에 밀착한 상태로 유지된다.

따라서 필터(11)와 외접기어(4)의 외치형성 부분(46)의 내주면(47)과의 사이가 확실하게 밀봉되어, 이물질이 혼입된 윤활제가 필터(11)를 통과하지 않아 파동발생기 베어링(54)의 측으로 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 특히 필터(11)는 외접기어(4)의 외치형성 부분(46)의 내주면(47)에 접촉하고 있으므로, 파동발생기 베어링(54)의 외륜(55)의 외주면(56)과 외접기어(4)의 외치형성 부분(46)의 내주면(47) 사이의 슬라이딩 마찰부분에 이물질이 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또한 필터 부착판(12)은 윤활제 불통과성의 판(板)이므로, 윤활제는 필터(11)만을 통하여, 양 기어(3, 4)의 맞물림 부분과 파동발생기 베어링(54)의 사이를 유통한다. 양 기어(3, 4)의 맞물림 부분을 윤활하는 윤활제와, 파동발생기 베어링(54)의 슬라이딩 부분을 윤활하는 윤활제가 서로 다른 종류의 윤활제인 경우에는, 필터(11)에 의한 유로저항에 의하여 쌍방의 윤활제는 소정의 분리상태로 유지된다. 따라서 실용상에 있어서, 쌍방의 윤활제가 혼합하는 것에 기인하는 지장(支障)은 발생하지 않는다.

또한 본 예는, 본 발명을 컵형상의 외접기어를 구비한 컵형 파동기어장치에 적용한 것이다. 본 발명은, 실크햇 형상의 외접기어를 구비한 실크햇형 파동기어장치(silk hat型波動gear裝置)에도 동일하게 적용할 수 있다.

또한 본 발명은, 원통형상의 외접기어를 구비한 플랫형 파동기어장치(flat型波動gear裝置)에 대해서도 적용이 가능하다. 이 경우에는, 원통형상의 외접기어는 양측이 개구단이 된다. 따라서 외접기어의 내측에 동축으로 장착되는 파동발생기의 양측에, 필터 및 필터 부착판을 구비한 이물질침입 방지기구를 배치하면 좋다.

Claims

삭제
강성(剛性)의 내접기어(內接gear)와,
상기 내접기어의 내측에 동축(同軸)으로 배치된 가요성(可撓性)의 외접기어(外接gear)와,
상기 외접기어를 비원형(非圓形)으로 휘어서 상기 내접기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고, 양 기어의 맞물림 위치를 원주방향으로 이동시키기 위한 파동발생기(波動發生器)를
갖고 있고,
상기 외접기어는, 적어도 일방(一方)의 끝이 개구단(開口端)으로 되어 있고 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양의 외치형성 부분(外齒形成部分)을 구비하고, 상기 파동발생기는 상기 외치형성 부분의 내측에 동축으로 장착되어 있고,
상기 파동발생기는,
비원형 윤곽의 강체인 파동발생기 플러그(波動發生器 plug)와,
상기 파동발생기 플러그의 비원형 플러그 외주면(非圓形 plug 外周面)과 상기 외치형성 부분의 내주면 사이에 장착되어 있는 파동발생기 베어링(波動發生器 bearing)과,
상기 파동발생기 베어링의 상기 개구단측의 위치에 있어서, 상기 파동발생기 플러그로부터 상기 외접기어의 내주면까지의 사이를 덮고 있는 이물질침입 방지기구(異物質侵入防止機構)를
구비하고 있고,
상기 이물질침입 방지기구는,
통과하는 윤활제(潤滑劑)에 혼입되어 있는 이물질을 포착할 수 있는 고리모양의 필터(filter)와,
윤활제 불통과성(潤滑劑不通過性)의 필터 부착판(filter 付着板)을
구비하고 있고,
상기 필터 부착판은, 상기 파동발생기 플러그에 일체(一體)로 회전하도록 부착되어 있고,
상기 필터는, 상기 필터 부착판에 일체로 회전하도록 부착되고, 상기 외치형성 부분의 상기 내주면에 대하여 슬라이딩 가능한 상태로 접촉하고 있고,
상기 필터는, 상기 파동발생기 플러그의 비원형 플러그 외주면과 닮은 모양의 비원형 필터 외주면(非圓形 filter 外周面)을 구비하고,
상기 필터는, 상기 비원형 필터 외주면이 상기 비원형 플러그 외주면과 같은 위상(位相)이 되도록, 상기 필터 부착판에 부착되어 있고,
상기 비원형 필터 외주면이 상기 외치형성 부분의 상기 내주면에 접촉하고 있는
파동기어장치.
강성의 내접기어와,
상기 내접기어의 내측에 동축으로 배치된 가요성의 외접기어와,
상기 외접기어를 비원형으로 휘어서 상기 내접기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고, 양 기어의 맞물림 위치를 원주방향으로 이동시키기 위한 파동발생기를
갖고 있고,
상기 외접기어는, 적어도 일방의 끝이 개구단으로 되어 있고 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양의 외치형성 부분을 구비하고, 상기 파동발생기는 상기 외치형성 부분의 내측에 동축으로 장착되어 있고,
상기 파동발생기는,
비원형 윤곽의 강체인 파동발생기 플러그와,
상기 파동발생기 플러그의 비원형 플러그 외주면과 상기 외치형성 부분의 내주면 사이에 장착되어 있는 파동발생기 베어링과,
상기 파동발생기 베어링의 상기 개구단측의 위치에 있어서, 상기 파동발생기 플러그로부터 상기 외접기어의 내주면까지의 사이를 덮고 있는 이물질침입 방지기구를
구비하고 있고,
상기 이물질침입 방지기구는,
통과하는 윤활제에 혼입되어 있는 이물질을 포착할 수 있는 고리모양의 필터와,
윤활제 불통과성의 필터 부착판을
구비하고 있고,
상기 필터 부착판은, 상기 파동발생기 플러그에 일체로 회전하도록 부착되어 있고,
상기 필터는, 상기 필터 부착판에 일체로 회전하도록 부착되고, 상기 외치형성 부분의 상기 내주면에 대하여 슬라이딩 가능한 상태로 접촉하고 있고,
상기 필터 부착판은, 상기 파동발생기 플러그의 비원형 플러그 외주면과 닮은 모양의 비원형 부착판 외주면(非圓形付着板外周面)을 구비하고,
상기 필터 부착판은, 상기 비원형 부착판 외주면이 상기 비원형 플러그 외주면과 같은 위상이 되도록, 상기 파동발생기 플러그에 부착되어 있고,
상기 필터는, 상기 비원형 부착판 외주면에 부착되어 비원형으로 휘어진 상태로 상기 외치형성 부분의 상기 내주면에 접촉하고 있는
파동기어장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 파동발생기의 상기 파동발생기 플러그는 타원형 플러그 외주면(楕圓形 plug 外周面)을 구비하고,
상기 외접기어는 상기 파동발생기에 의하여 타원모양으로 휘어져 있는
파동기어장치.