TW202108913A - 單位型的諧波齒輪裝置 - Google Patents

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Abstract

單位型的諧波齒輪裝置(1)，具備：以可相對旋轉的狀態支承內齒齒輪(2)及外齒齒輪(3)的交叉滾子軸承(5)，兩齒輪(2、3)的嚙合部分(7)係被滑脂所潤滑。在外齒齒輪(3)的外周形成有連通於嚙合部分(7)及交叉滾子軸承(5)之軌道溝(53)的空隙(8)。從嚙合部分(7)被擠到空隙(8)之滑脂的一部分，通過形成於內齒齒輪(2)的貫通孔(10)而流出，回流到嚙合部分(7)。可抑制滑脂從交叉滾子軸承(5)的油封(9)朝向單位外側漏出。

Description

單位型的諧波齒輪裝置
本發明係有關一種具備軸承之單位型的諧波齒輪裝置，該軸承係以可相對旋轉的狀態支承著剛性的內齒齒輪與可撓性的外齒齒輪，更詳細而言，是有關內齒齒輪與外齒齒輪之間的嚙合部分是被滑脂所潤滑之單位型的諧波齒輪裝置。
作為單位型的諧波齒輪裝置，具有：剛性的內齒齒輪；可撓性的外齒齒輪；以及以可相對旋轉的狀態支承著該兩齒輪的交叉滾子軸承等之軸承者，係廣為人知。此種構成的諧波齒輪裝置係記載於專利文獻1、2。
在專利文獻1所記載的諧波齒輪裝置中，交叉滾子軸承係配置成包圍著禮帽型之外齒齒輪的圓筒狀本體部的狀態。交叉滾子軸承的外輪係被緊固連結在形成於外齒齒輪之膜片外周緣的圓環狀的輪轂，交叉滾子軸承的內輪係被固定在內齒齒輪。在外齒齒輪的圓筒狀本體部與膜片、以及交叉滾子軸承的內輪之間，形成有預定的空隙，以使不會干涉到雙方的構件。空隙係連通於內齒齒輪與外齒齒輪的嚙合部分，並且連通於交叉滾子軸承之內外輪之間的軌道溝。在專利文獻2所記載的諧波齒輪裝置中，交叉滾子軸承係配置成包圍呈杯型之外齒齒輪的圓筒狀本體部的狀態。在外齒齒輪的圓筒狀本體部與膜片、以及交叉滾子軸承的內輪之間，形成有預定的空隙。空隙係連通於內齒齒輪與外齒齒輪的嚙合部分、及交叉滾子軸承的軌道溝。
此外，在專利文獻3中，為了將來自諧波齒輪裝置之外部所供給的滑脂導向諧波齒輪裝置的內部，係提案在外齒齒輪形成滑脂供給孔。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 國際公開第2014/091522號 [專利文獻2] 國際公開第2014/203293號 [專利文獻3] 特許第4877804號公報
[發明所欲解決之課題]
在單位型的諧波齒輪裝置中，兩齒輪之嚙合部分的潤滑有時是利用事先塗佈或填充在嚙合部分的滑脂來進行。在嚙合部分，外齒齒輪之圓筒狀本體部的外齒形成部分係被諧波產生器反覆地朝向半徑方向彎折。藉由外齒形成部分反覆朝向半徑方向彎折所產生的泵浦效果，將滑脂從被滑脂所潤滑的嚙合部分擠出。被擠出的滑脂即流入形成於外齒齒輪的圓筒狀本體部與交叉滾子軸承的內輪之間的空隙。
流入空隙的滑脂通過此空隙，流向交叉滾子軸承的內外輪之間的軌道溝。交叉滾子軸承之面向單位外側的內外輪之間，一般是被油封所密封。一旦軌道溝的內壓因為流入軌道溝的滑脂而昇高時，滑脂就有可能從油封朝向外部漏出。
鑑於此點，本發明的目的即為提供一種單位型的諧波齒輪裝置，其係可防止或抑制滑脂從安裝在軸承的油封朝向單位外部漏出，該軸承係以可相對旋轉的狀態支承著內齒齒輪與外齒齒輪。 [用以解決課題之手段]
作為本發明之對象的單元型的諧波齒輪裝置，具備： 剛性的內齒齒輪； 可撓性的外齒齒輪，該可撓性的外齒齒輪係同軸地配置在內齒齒輪的內側； 軸承，該軸承係以可相對旋轉的狀態支承內齒齒輪與外齒齒輪； 諧波產生器，該諧波產生器係用來在內齒齒輪與外齒齒輪之間，產生對應於內齒齒輪與外齒齒輪之齒數差的相對旋轉； 滑脂，該滑脂係塗佈或填充在內齒齒輪之內齒與外齒齒輪之外齒的嚙合部分；以及 空隙，該空隙係形成包圍外齒齒輪之外周的狀態， 外齒齒輪，具備：圓筒狀本體部，該圓筒狀本體部係同軸地配置在內齒齒輪的內側，且可朝向半徑方向彎折；以及圓盤狀的膜片，該圓盤狀的膜片係從作為圓筒狀本體部之其中一端的內端，朝向半徑方向的外側或內側延伸， 外齒，係形成在開口端側的外周面部分，該開口端係為與內齒齒輪之內齒對向的圓筒狀本體部的另一端， 諧波產生器，係將圓筒狀本體部朝向半徑方向彎折，使外齒嚙合於內齒，並構成當受到驅動而旋轉時，使嚙合於內齒之外齒的位置朝向圓周方向移動， 空隙，係沿著外齒齒輪之前述圓筒狀本體部的外周面形成，連通於嚙合部分及軸承的軌道溝。
本發明在此構成的單位型的諧波齒輪裝置中， 內齒齒輪，具備： 隔著嚙合部分，位在外齒齒輪之膜片側的內側端面部分、及位在外齒齒輪之開口端側的外側端面部分；以及 貫通孔，該貫通孔係從內側端面部分貫通且延伸到外側端面部分， 內側端面部分係面向空隙， 貫通孔係連通於空隙。
塗佈或填充於兩齒輪之嚙合部分的滑脂，因為外齒齒輪的圓筒狀本體部被諧波產生器反覆朝向半徑方向彎折所產生的的泵浦效果而被擠向膜片的方向。從嚙合部分被擠出的滑脂朝向沿著外齒齒輪之圓筒狀本體部的外周面形成的空隙流出。
從嚙合部分被擠向空隙之滑脂的一部分，通過貫通孔朝向嚙合部分的相反側流出，所以可降低通過空隙流入軸承之軌道溝的滑脂量。因為可降低到達軸承之軌道溝的滑脂量，所以可防止或抑制滑脂透過密封軌道溝的油封，朝向單位外側漏出。此外，還可使通過內齒齒輪的貫通孔朝向外齒齒輪之開口端側流出的滑脂，回流到嚙合部分。
在此，貫通孔只要是以等角度的間隔或不同的角度間隔形成在內齒齒輪的圓周方向上即可。此外，貫通孔的剖面形狀可以為圓形、橢圓形、多角形或其他形狀。
參照圖面，說明適用本發明之單位型的諧波齒輪裝置的實施形態如下。又，本發明並非只限定於以下所述的實施形態。
圖1係顯示有關本發明之單位型的諧波齒輪裝置的立體圖，圖2係其概略縱剖面圖。單位型的諧波齒輪裝置1(以下簡稱為「諧波齒輪裝置1」。)具備：剛性的內齒齒輪2；可撓性的外齒齒輪3；諧波產生器4；交叉滾子軸承5，該交叉滾子軸承5係以可相對旋轉的狀態支承內齒齒輪2及外齒齒輪3；以及輸出減速旋轉的輸出軸6。
內齒齒輪2具備：長方形剖面之圓環狀的齒輪本體部分21；以及殼體部分22，該殼體部分22係從該齒輪本體部分21朝向沿著中心軸線1a方向突出成圓環狀。在齒輪本體部分21的圓形內周面形成有內齒23。螺栓孔24係在圓周方向上，以預定的角度間隔形成在齒輪本體部分21之外周側的部分。內齒齒輪2例如如虛擬線所示般，是被連結固定在馬達凸緣11a。
外齒齒輪3係呈杯型形狀，具備：可朝向半徑方向彎折的圓筒狀本體部31；圓盤狀的膜片32，該圓盤狀的膜片32係從該圓筒狀本體部31之其中一端的內端朝向半徑方向的內側延伸；以及一體形成在膜片的內周緣之剛性的圓盤狀的輪轂33。在圓筒狀本體部31之另一端的開口端34側的外周面部分形成有外齒35。外齒35係形成在與內齒齒輪2之內齒23對向的位置，可嚙合於內齒23。在內齒齒輪2之內齒23與外齒齒輪3之外齒35的嚙合部分7，塗佈或填充有作為潤滑劑的滑脂(無圖示)。
諧波產生器4係具備：圓筒狀的轂部41，該圓筒狀的轂部41係連結於虛擬線所示之馬達軸11b等的輸入旋轉軸；剛性的凸輪板43，該剛性的凸輪板43係透過歐丹接頭42而安裝在該轂部41的外周面；以及安裝在凸輪板43之橢圓形外周面44的波形軸承45。凸輪板43係透過波形軸承45，以可旋轉的狀態被安裝在外齒齒輪3的圓筒狀本體部31中，形成有外齒35之部分的內側，且將外齒35的形成部分彎折成橢圓形。被彎折成橢圓形之外齒齒輪3的外齒35，係在橢圓形之長軸方向的兩端及其附近嚙合於內齒23。
在本例中，交叉滾子軸承5係具備：一體形成於輸出軸6的內輪51；分割型的外輪52；形成於該內輪51與外輪52之間的長方形剖面的軌道溝53；以及多數個滾子54，該滾子54係以可轉動的狀態插入於軌道溝53。外輪52係藉由連結螺栓55，同軸地固定在內齒齒輪2的殼體部分22。在內輪51與外輪52之間，於軌道溝53的兩側形成有環狀空隙56、57。外側的環狀空隙57係被油封9所密封，以使潤滑劑等不會外漏到單位外側。又，用來以可相對旋轉的狀態支承內齒齒輪2與外齒齒輪3的軸承，不限定為交叉滾子軸承5。當然也可使用滾珠軸承等的軸承。
一體形成有內輪51的輸出軸6，係同軸地固定在外齒齒輪3的輪轂33。例如：輪轂33以及無圖示的輸出側構件係藉由連結機構61，隔著輸出軸6而被連結固定成同軸。
在此，在被諧波產生器4朝向半徑方向彎折的外齒齒輪3之外齒35以外的部位，係形成有空隙8，該空隙8係形成包圍外齒齒輪3之外周側的狀態，以使不會對內齒齒輪2及交叉滾子軸承5造成干涉。空隙8係沿著外齒齒輪3的圓筒狀本體部31之外周面而形成。在本例中，空隙8係形成在：圓筒狀本體部31、以及包圍圓筒狀本體部31，且一體形成在內齒齒輪2的殼體部分22之間。
空隙8之中心軸線1a方向的其中一端，係連通於嚙合部分7之膜片側的內端部71。空隙8的另一端係透過交叉滾子軸承5的內輪51與外輪52之間的內側的環狀空隙56，連通於軌道溝53。
此外，在內齒齒輪2的齒輪本體部分21形成有滑脂流通用的貫通孔10，該貫通孔10係朝向沿著中心軸線1a的方向貫通而延伸。貫通孔10係具備：連通於空隙8的內側開口端10a；以及朝向單位外側空間12開口的外側開口端10b，該單位外側空間12係為嚙合部分7中，露出開口端34側的外端部72。在本例中，內側開口端10a係朝向齒輪本體部分21中，面向空隙8的內側端面部分21a開口。外側開口端10b係朝向齒輪本體部分21之相反側的外側端面部分21b開口。因此，嚙合部分7係位在內側端面部分21a與外側端面部分21b之間。
說明此構成之諧波齒輪裝置1的動作。諧波產生器4係被無圖示的馬達等所驅動而旋轉。藉由諧波產生器4的旋轉，外齒齒輪3與內齒齒輪2的嚙合位置朝向圓周方向移動，在兩齒輪2、3之間產生對應於該兩齒輪之齒數差的相對旋轉。例如：將內齒齒輪2固定，透過輸出軸6從外齒齒輪3讀取減速旋轉。
在外齒齒輪3嚙合於內齒齒輪2的嚙合部分7，當諧波產生器4旋轉，圓筒狀本體部31就會被反覆朝向半徑方向彎折。藉由此彎折，在嚙合部分7就會產生將滑脂擠向膜片32之方向的泵浦效果。被擠出的滑脂通過空隙8，流向交叉滾子軸承5的軌道溝53。
空隙8係透過形成在內齒齒輪2的貫通孔10而連通於單位外側空間12。流動在空隙8之滑脂的一部分流向軌道溝53，其他則是通過貫通孔10朝向單位外側空間12流出。單位外側空間12，例如是形成在諧波齒輪裝置1與馬達凸緣11a之間，嚙合部分7的外端部72係外露於單位外側空間12。外漏到單位外側空間12的滑脂係從外端部72回流到嚙合部分7。藉由事先形成滑脂流通用的貫通孔10，可降低到達交叉滾子軸承5之軌道溝53的滑脂量。因此，可防止或抑制滑脂透過油封9外漏到單位外側。
(其他實施形態) 前述的實施形態係為將本發明適用於具有杯型形狀之外齒齒輪的諧波齒輪裝置之例。本發明同樣也可適用於具有禮帽型之外齒齒輪的單位型的諧波齒輪裝置。此時，一樣在其內齒齒輪事先形成滑脂流通用的貫通孔。從外齒齒輪與內齒齒輪的嚙合部分被擠出的滑脂的一部分通過貫通孔，朝向預定的單位外側空間側流出。如此一來，即可防止或抑制滑脂從安裝在軸承的油封朝向單位外側外漏出，該軸承係將外齒齒輪與內齒齒輪保持成可相對旋轉的狀態。
1:諧波齒輪裝置 1a:中心軸線 2:內齒齒輪 3:外齒齒輪 4:諧波產生器 5:交叉滾子軸承 6:輸出軸 7:嚙合部分 8:空隙 9:油封 10:貫通孔 10a:內側開口端 10b:外側開口端 11a:馬達凸緣 11b:馬達軸 12:單位外側空間 21:齒輪本體部分 21a:內側端面部分 21b:外側端面部分 22:殼體部分 23:內齒 24:螺栓孔 31:圓筒狀本體部 32:膜片 33:輪轂 34:開口端 35:外齒 41:轂部 42:歐丹接頭 43:凸輪板 44:橢圓形外周面 45:波形軸承 51:內輪 52:外輪 53:軌道溝 54:滾子 55:連結螺栓 56:環狀空隙 57:環狀空隙 61:連結機構 71:內端部 72:外端部
[圖1]係顯示適用本發明之單位型的諧波齒輪裝置的立體圖。 [圖2]係顯示圖1之單位型的諧波齒輪裝置的概略縱剖面圖。
1:諧波齒輪裝置
1a:中心軸線
2:內齒齒輪
3:外齒齒輪
4:諧波產生器
5:交叉滾子軸承
6:輸出軸
7:嚙合部分
8:空隙
9:油封
10:貫通孔
10a:內側開口端
10b:外側開口端
11a:馬達凸緣
11b:馬達軸
12:單位外側空間
21:齒輪本體部分
21a:內側端面部分
21b:外側端面部分
22:殼體部分
23:內齒
24:螺栓孔
31:圓筒狀本體部
32:膜片
33:輪轂
34:開口端
35:外齒
41:轂部
42:歐丹接頭
43:凸輪板
44:橢圓形外周面
45:波形軸承
51:內輪
52:外輪
53:軌道溝
54:滾子
55:連結螺栓
56:環狀空隙
57:環狀空隙
61:連結機構
71:內端部
72:外端部

Claims (4)

  1. 一種單元型的諧波齒輪裝置，其特徵為： 具備： 剛性的內齒齒輪； 可撓性的外齒齒輪，該可撓性的外齒齒輪係同軸地配置在前述內齒齒輪的內側； 軸承，該軸承係以可相對旋轉的狀態支承前述內齒齒輪與前述外齒齒輪； 諧波產生器，該諧波產生器係用來在前述內齒齒輪與前述外齒齒輪之間，產生對應於前述內齒齒輪與前述外齒齒輪之齒數差的相對旋轉； 滑脂，該滑脂係塗佈或填充在前述內齒齒輪之內齒與前述外齒齒輪之外齒的嚙合部分；以及 空隙，該空隙係形成包圍前述外齒齒輪之外周的狀態， 前述外齒齒輪，具備：圓筒狀本體部，該圓筒狀本體部係同軸地配置在前述內齒齒輪的內側，且可朝向半徑方向彎折；以及圓盤狀的膜片，該圓盤狀的膜片係從作為前述圓筒狀本體部之其中一端的內端，朝向半徑方向的外側或內側延伸， 前述外齒，係形成在開口端側的外周面部分，該開口端係為與前述內齒齒輪之前述內齒對向的前述圓筒狀本體部的另一端， 前述諧波產生器，係將前述圓筒狀本體部朝向半徑方向彎折，使前述外齒嚙合於前述內齒，並構成當受到驅動而旋轉時，使嚙合於前述內齒之前述外齒的位置朝向圓周方向移動， 前述空隙，係沿著前述外齒齒輪之前述圓筒狀本體部的外周面形成，連通於前述嚙合部分及前述軸承的軌道溝， 前述內齒齒輪，具備： 隔著前述嚙合部分，位在前述膜片側的內側端面部分、及位在前述開口端側的外側端面部分；以及 貫通孔，該貫通孔係從前述內側端面部分貫通且延伸到前述外側端面部分， 前述內側端面部分係面向前述空隙， 前述貫通孔係連通於前述空隙。
  2. 如請求項1所記載的單位型的諧波齒輪裝置，其中， 前述貫通孔係在前述內齒齒輪於其圓周方向，以等角度的間隔或不同的角度間隔形成多數個。
  3. 如請求項1所記載的單位型的諧波齒輪裝置，其中， 前述貫通孔的剖面形狀，係為圓形、橢圓形或多角形。
  4. 如請求項1所記載的單位型的諧波齒輪裝置，其中， 前述外齒齒輪係呈：上述膜片從前述圓筒狀本體部的前述內端朝向前述半徑方向之內側延伸的杯型形狀， 前述內齒齒輪係具備殼體部分，該殼體部分係從前述內側端面部分側的部位朝向前述軸承延伸成圓環狀，且將前述外齒齒輪的前述圓筒狀本體部包圍成同軸， 前述空隙係為形成在前述圓筒狀本體部與前述殼體部分之間的圓環狀的空隙。
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