TWI248500B - Planetary gear device of rocking engaging type and its durability improvement method - Google Patents

Description

1248500 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，是有關具有藉由具 有圓弧齒形的擺動齒輪的內接嚙 滑動接觸轉變換成滾動接觸的機 齒輪裝置及其耐久性提高方法。 【先前技術】 以往，已知多爲將馬達等的‘ 傳達至對方構件的動力傳達裝置 餘擺線齒形的齒輪及具有圓弧齒 。這種動力傳達裝置，是將形成 於形成圓弧齒形（銷）的內齒齒 況時，餘擺線齒形是形成內齒齒 成外齒齒輪在對於擺動內接嚙合 裝置中，雖使具有餘擺線齒形的 輪藉由滾動接觸進行動力傳達， 時也容易發生滑動。因此，在具 有圓弧齒形的齒輪之間的潤滑用 用藉由滑動接觸進行動力傳達的 同的特殊潤滑油。

適合於此餘擺線齒形及圓弧 用習知如專利文獻上的潤滑油（ 製）。此理由，因爲 AlvaniaRA 有_余—線圈形的齒輪及里 合，使齒輪彼此的嚙合由 構的擺動內接嚙合型遊星 輸入旋轉減速或是增速地 。已知有使用具有此中由 形的齒輪的動力傳達裝置 I余擺線_形的外齒齒輪對 輪進行擺動內接嚙合的情 輪將圓弧齒形（銷）是形 情況是有。在此動力傳達 齒輪及具有圓弧齒形的齒 但是該齒形的構造上，同 有餘擺線齒形的齒輪及具 時，是需要使用與主要使 具有漸開線齒形的齒輪不 齒形使用的潤滑油，可使 AlvaniaRA;昭和石油公司 (昭和石油公司製），可 -4- (2) 1248500 經過比其他的潤滑油約2〜1 0倍的長期間’餘擺線齒形及 圓弧齒形的部分即使長時間使用也不會在動作上發生障礙 的損瘍。 [專利文獻1 ]日本特開2 0 0 1 - 1 7 3 4 4號公報 【發明內容】 (本發明所欲解決的課題） 本發明人，詳細檢討此潤滑油的長壽命化的原因，作 爲防鏽劑添加的亞硝酸鈉，防鏽劑的效果以外，發現也具 有使該餘擺線齒形及圓弧齒形的部分長壽命化的效果。 但是，亞硝酸鈉，與某種，的化學物質反應，會生成具 有致癌性的亞硝氨，短期內，以歐州爲中心可能會嚴格規 制其使用。加上，亞硝酸鈉本身具有毒性，在日本，舉例 爲水質污濁防止法的排水規制項目，從特定事業場排除至 公共下水道或是流域下水道的下水的水質基準中，也有設 定亞硝酸鈉等的亞硝酸性氮的上限的自治體。因此，使用 利用如此的亞硝酸鈉用的潤滑油，從公眾衛生及環境保護 的觀點來看很不好。 在此’本發明是鑑於上述狀況，其目的爲提供一種即 使不使用添加亞硝酸鈉的潤滑油，也可以實現長壽命及高 效率的維持的使用餘擺線齒形的齒輪及圓弧齒形的齒輪的 動力傳達裝置及其耐久性提高方法。 (用以解決課題的手段） -5- 1248500 本發明人，是爲達成上述目的而熱心重複硏究的結果 ，發現即使不使用含有亞硝酸鈉用的潤滑油’只要使用含 有從特定的成分調製的化學物質，具有特定性質的 '潤丨骨油 的話，就可以實現具有餘擺線齒形的齒輪及具有_弧齒形 的齒輪的長壽命化，而完成本發明。 即本發明的動力傳達裝置，具有具備外齒齒輪及與該 外齒齒輪有少許的齒數差的內齒齒輪，該外齒齒輪或是內 齒齒輪的任一方藉由對於他方的擺動旋轉來減速輸入軸的 旋轉，藉由輸出軸取出減速輸出的擺動內接嚙合型遊星齒 輪裝置’其特徵爲：則述外齒齒輪及則述內圈園輪之中’ 一方的齒形是餘擺線齒形，他方的齒形是圓弧齒形，在前 述外齒齒輪及前述內齒齒輪之間，充塡至少含有1 oot的 動粘度是l〇mm 2/S以上基油、及由肥酸合成的鋰複合物的 增稠劑的潤滑油。 藉由具有該擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的結構，可 以達成與使用含有亞硝酸鈉的潤滑油同程度或是其以上的 長壽命化。其作用雖不明顯，但是在高溫的動粘度比較高 的基油，是藉由在餘擺線齒形的表面形成充分厚的膜使具 有保護該齒形表面的氧化等的功能，將肥酸作爲原料的鋰 複合物’藉由利用其特有的纖維狀構造保護該基油，是即 使齒輪彼此接觸，甚至相互摩擦也可以維持基油的高粘度 性即基油的充分厚的膜的要因之一。但是，其作用不限定 於此。 且’本發明的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置，基油的 -6 - (4) 1248500 4 (TC的動粘度是50 mm2/s以上的話，進一步可長期間運轉 ，1 00mm2/s以上的話，可更長期間運轉。

進一步，本發明的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的耐 久性提高方法，是具有具備外齒齒輪及與該外齒齒輪有少 許的齒數差的內齒齒輪，該外齒齒輪或是內齒齒輪的任〜 方藉由對於他方的擺動旋轉來減速輸入軸的旋轉，藉由輸 出軸取出減速輸出的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置，其特 徵爲：前述外齒齒輪及前述內齒齒輪之中，在一方的齒形 是餘擺線齒形，他方的齒形是圓弧齒形的擺動內接嚙合型 遊星齒輪裝置的前述外齒齒輪及前述內齒齒輪之間，充塡 至少含有l〇(TC的動粘度是10mm2/s以上基油、及由肥酸 合成的鋰複合物的增稠劑的潤滑油。 而且，該擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的耐久性提高 方法，使用在4 0 °C的動粘度是5 0 m m 2 / s以上的基油較佳 ，使用1 0 0 m m 2 / s以上的基油更佳。

【實施方式】 以下，參照添付圖面對於本發明的最佳的實施例詳細 說明。第1圖，顯示擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的最佳 的實施例的側方剖面圖。且第2圖，是第1的擺動內接嚙 合型遊星齒輪裝置的11 -11圖的剖面圖。在輸入旋轉軸1 ，中空的偏心體軸3是通過按鍵（鍵）（無圖示）及鍵槽 4被固定，在該偏心體軸3是設有2個的偏心體3 1、3 2， 2枚的外齒齒輪5 1、5 2是在各偏心體3 1、3 2通過滾柱6 (5) 1248500 偏離1 8 0 °位相地嵌合，此外齒齒輪5 1、5 2是在其外周具 有由餘擺線齒形組成的外齒7。且，內齒齒輪8是兼用外 側的外殼，且此例中被固定，此內齒齒輪8是具有由與外 齒齒輪5 1、5 2的外齒7嚙合的外銷9構成的圓弧齒形， 在此外銷9也可設置外滾子。在前述外齒齒輪5 1、5 2是 形成有內銷孔1 〇，在該內銷孔1 〇是遊嵌有內銷1 ]，在該 內銷1 1的外周是遊嵌有內滾子1 2，該內銷1 1的一端是 與內銷保持凸緣1 3密嵌，內銷保持凸緣1 3是與輸出旋轉 軸2 —體形成。在此，內滾子12是可以省略。 在此擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置中，輸入旋轉軸1 的1旋轉雖是偏心體3 1、3 2的1旋轉，但是外齒齒輪5 i 、5 2是藉由內銷孔1 0及內銷1 1使自轉被拘束，由該外 齒齒輪5 1、5 2是以特定的擺動半徑擺動旋轉。因此，在 外齒齒輪5 1、5 2的齒數及外銷9的本數（內齒齒輪8的 齒數）的差是1個的情況中，藉由輸入旋轉軸1的1旋轉 使外齒齒輪5 1、5 2的外齒7及內齒齒輪8的內齒外銷9 是只有1齒嚙合變位（偏離）。 而且，因爲如此的嚙合變位，在該外齒7及外銷9之 間不只滾動接觸也發生滑動接觸。 然而，輸入旋轉軸1的1旋轉是被減速至外齒齒輪 51、52的1/齒數，其旋轉，是通過內銷π往輸出旋轉軸 2傳達。 本實施例的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置，是在外齒 齒輪5 1、5 2及內齒齒輪8之間（形成圓弧齒形的外銷9 -8- (6) 1248500 及形成餘擺線齒形的外齒7之間），至少是含有基油及增 稠劑的潤滑油1 4，其特徵爲：含有鋰複合物作爲前述增 稠劑，作爲該增稠劑的原料的二鹽基酸是肥酸，充塡前述 基油的1 OOt的動粘度是1 〇mm2/s以上的潤滑油1 4。 在此，潤滑油是主要是在基油混和增稠劑而獲得的固 體狀或是半固體狀的潤滑劑。 且，基油，是通常潤滑油所含有的話，特別是不限定 其種類皆可以使用，但是其1 0 0 t的動粘度是需要 10mm2/s以上。擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的齒輪接觸 部分，因爲其動作時因齒面彼此的摩擦等而上昇至約93 °C爲止，在1 〇 〇 °C附近的溫度的動粘度是過低的話，在齒 形表面的固定的厚度的膜的形成困難。因此，使用在1 〇〇 °C的動粘度是1 〇mm2/s未滿的基油的話，無法實現擺動內 接嚙合型遊星齒輪裝置的長壽命化。進一步，該基油的 4 〇 °C的動粘度是 5 0 m m 2 / s以上較佳，1 〇 〇 m m 2 / s以上更佳 c 這種本發明的基油的具體例，可以舉例石鱲系及環烷 系的鑛油、合成碳化氫油、二苯醚、聚乙二醇、二酯、聚 酚酯、矽油及氟化油等的合成油、植物油等的生分解性油 ，其中，在100□的動粘度是10mm2/s以上的基油。 增稠劑，是在基油中構成三次元的纖維狀構造，藉由 在其纖維狀構造的間隙保有基油可讓潤滑油作用於固體或 是半固體狀。添加於潤滑油的增稠劑’通常是採用鋰皂、 鋰複合物、鈣皂、鈣複合物、鋁複合物、尿素系化合物等 -9- (7) 1248500 ，但是在本發明的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置中，必需 使用鋰複合物。即使使用鋰複合物以外的增稠劑，該擺動 內接嚙合型遊星齒輪裝置，因爲在比較短時間的運轉就會 使受到齒面點狀腐蝕等的損塲而導致動作障礙，而無法達 成所期的長壽命化。 鋰複合物，是通常，藉由讓水氧化鋰在脂肪酸及二鹽 基酸的混合體中反應而獲得。這種本發明的鋰複合物，使 用肥酸作爲原料的二鹽基酸是必須的條件。即使將肥酸以 外的二鹽基酸，例如琥珀酸、戌’二酸、庚二酸、辛二酸、 壬二酸等作爲原料來合成鋰複合物，使用含有該鋰複合物 的潤滑油的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置，因爲在比較短 時間就發生齒面的點狀腐蝕而成爲動作不能，還是無法達 成本發明的目的。 然而，使用於鋰複合物的生成用的脂肪酸，只要使用 習知的鋰複合物的合成用的話，無特別限定？，皆可以作 爲原料使用。 本發明的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置，是在潤滑油 中，可以適宜含有通常所使用的其他的添加劑。其他的添 加劑，可舉例如氧化防止劑、分散劑、耐摩耗劑、防鏽劑 、極壓劑等。 但是，亞硝酸鈉，雖添加這種本發明的潤滑油也可以 ，但從如上述的公眾衛生及環境保護的觀點不添加較佳。 上述潤滑油中的各添加物的含有比率，是無特別限定 ，但爲了藉由基油及增稠劑的相乘效果，實現更長壽命化 -10- (8) 1248500 及闻效率化’使基油爲8 0〜8 5質量％，增稠劑爲1 0〜1 5 質量％，其他的添加劑爲5〜1 0質量％較佳。 然而，在本實施例，潤滑油1 4，雖是至少充塡於內 齒齒輪8及外齒齒輪5 1、5 2之間，但是其以外的擺動內 接嚙合型遊星齒輪裝置內部的空隙部，充塡於例如外殼及 輸出旋轉軸2之間的空隙部或是各軸承等也可以。進一步 ，使feg動內接嚙合型遊星齒輪裝置內部的空隙部全部塡滿 潤滑油1 4也可以。 本發明的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置，如以上結構 ，例如即使不在潤滑油添加亞硝酸鈉，也可以實現長壽命 、高效率的維持。 且，這種本實施例的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的 耐久性提高方法，其特徵爲：在內齒齒輪8及外齒齒輪 5 1、5 2之間，充塡如上述的潤滑油1 4。如此，與習知的 將已知的潤滑油等充塡於此部分者相比較，因爲外銷9或 是外齒7的相互接觸的部分的摩耗或破損會大大地減輕， 而可以達成外齒齒輪51、52或內齒齒輪8的長壽命化， 進一步該擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置本身的耐入性也可 大大地提高。 然而，在此耐久性提高方法，潤滑油1 4，充塡於與 由外銷9及餘擺線齒形組成的外齒7之間的空隙部以外的 例如外殼及輸出旋轉軸2之間的空隙部或是各軸承等也可 以。進一步’是使擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置內部的空 隙部全部塡滿潤滑油1 4也可以。 -11 - 1248500 Ο) 藉由如此，該耐久性提高方法，不只是各齒輪的長壽 # ft： ’軸承等的摩擦部分或接觸部分的耐入性也有提高的 ftf' @ ’結果，可以使該擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置本身 更長壽命化。 且，在此耐久性提高方法，因爲潤滑油1 4的動粘度 ti：較高，所以從存在於該擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的 外殼的間隙的洩漏量，是有比習知的潤滑油少的傾向，從 匕觀點也可以提高該擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的耐久 性。 進一步’該潤滑油1 4的洩漏量，是藉由設置於外殼 的層級測定器等的測量機器，或從設置回收從該擺動內接 嚙合型遊星齒輪裝置漏出的廢液或廢油的槽筒等將肥酸等 白勺特定成分的濃度檢測的分析機器來確認較佳。藉由如此 ’可以適宜補充潤滑油1 4，可以更提高該擺動內接嚙合 型遊星齒輪裝置的耐久性。 [實施例] 以下，藉由實施例將本發明更詳細說明，但是非限定 本發明於這些的實施例。 (實施例1 ) 首先’在本實施例的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置， 對於潤滑油以外的構件，是申請人的使用市售賽驅樂（註 冊商標）減速機。在此賽驅樂（註冊商標）減速機的外齒 -12- 1248500 (10) 齒輪的餘擺線齒形及內齒齒輪的外銷之間，構成本發明的 潤滑油是使用艾克森美孚（Exxon Mobil )有限公司製 TenplexN2。此潤滑油，是如表1所示，原料中含有將使 用肥酸的鋰複合物作爲增稠劑，且，也含有動粘度〔J 1 S K2283，以下相同）在 100 □是 11.9mm2/s，在 40=是 1 1 1 m2/s的基油。然而，實施例及任一比較例的基油皆使 用石蠟系鑛油。 1248500 比較例7 鋰皂 1 1 1 〇 (N I酸化防止劑1 防鏽劑 1 1 1 1 1 1 1 1 1 〇 卜 比較例6 觀包 1 1 1 38.64 6.155 酸化防止劑 分散劑 防鋪劑 特殊硫磺系極 壓劑 1 1 1 〇 m 比較例5 鋰皂 1 1 1 38.64 6.155 酸化防止劑 分散劑 防鏽劑 特殊硫磺系極 壓劑 環烷酸 〇 CN 比較例4 鋰皂 1 1 » 〇 ，丨Η (N oi 酸化防止劑 分散劑 耐摩耗劑 油性劑 1 1 1 〇 比較例3 鋰複合物 肥酸以外的二 鹽基酸 〇 零11 1 % — <N 酸化防止劑 防鏽劑 1 1 1 1 1 1 1 1 1 〇 〇 比較例2 鋰複合物 11 (N 酸化防止劑 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 § m 比較例1 鋰複合物 肥酸 38.64 6.155 酸化防止劑 分散劑 防鏽劑 環院酸 硼酸鈉 Ο 〇〇 實施例1 鋰複合物 肥酸 "、 1—^ On 酸化防止劑 1 1 1 1 1 1 售 1 1 1 1 1 2000以上 增稠劑 二鹽基酸 基油黏度 @40°C o *m 〇 λ>>- i—i 稍® 添加劑 連續運轉時間 (小時） -14- (12) 1248500 然而，在此表，基油粘度是基油的動粘度，單位是（ m m 2 / s ) 〇 (比較例1 ) 任一的比較例中的潤滑油以外的構件，皆是使用申請 人市售的賽驅樂（註冊商標）減速機。且，任一的比較例 中的市售的潤滑油，是採用未包含於本發明的發明特定事 項的任一的潤滑油。 在比較例1中，在此賽驅樂（註冊商標）減速機的外 齒齒輪的餘擺線齒形及內齒齒輪的外銷之間，使用肥酸作 爲原料，採用與構成本發明的潤滑油相比較基油的動粘度 在 100°C 時爲 6.155mm2/s，在 40°c 時爲 38.64m2/s 較低的 潤滑油。 (比較例2 ) 在比較例2中，在賽驅樂（註冊商標）減速機的外齒 齒輪的餘擺線齒形及內齒齒輪的外銷之間，使用壬二酸作 爲原料，採用基油的動粘度即使在1 0 0 °C及4 0 °C的任一時 也比構成本發明的潤滑油低的潤滑油。 (比較例3 ) 在比較例3中，在賽驅樂（註冊商標）減速機的外齒 齒輪的餘擺線齒形及內齒齒輪的外銷之間，對於基油的動 粘度即使是在100 °C及40°C的任一時雖也在本發明的範圍 -15- (13) 1248500 內，但是採用將增稠劑作爲原料使用肥酸以外的二鹽基酸 的鋰複合物的潤滑油。 (在比較例4〜7 ) 比較例4〜7中，在賽驅樂（註冊商標）減速機的外 齒齒輪的餘擺線齒形及內齒齒輪的外銷之間’採用增稠齊1J 是鋰皂的潤滑油。 [長期運轉耐久試驗] 將上述實施例1及比較例1〜7的擺動內接嚙合型遊 星齒輪裝置的長期運轉耐久試驗，在常溫，設定於試驗評 價用的同一的負荷條件（限定扭矩、旋轉數、負荷方法、 負荷裝置）之下進行。 然而，使用於習知的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的 齒輪的齒形部分的潤滑油之中，唯一只有在採用添加有本 發明人所發現的有耐久性的亞硝酸鈉的潤滑油（Alvania 潤滑油RA、昭和石油公司製）的擺動內接嚙合型遊星齒 輪裝置中，在上述運轉條件可約2 0 0 0時間的連續運轉。 因此，依據本耐久試驗，判斷可比上述運轉條件約2000 時間以上的連續運轉，有耐久性，即長壽命。 在表1顯示其結果。實施例1的擺動內接嚙合型遊星 齒輪裝置’即使進行2 0 0 0時間以上的連續運轉，在齒輪 的齒面不被認定有不可運轉的損塲。對於此，任一的比較 例的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置皆無法2 0 0 〇時間連續 -16- (14) 1248500 運轉，在比其一半的 1 0 0 0時間短的 面的ί貝瘍（點狀腐齡1 )及/或是軸承 〇 且，本說明書雖無詳細將揭示， 稠劑，對於採用加上了多種多樣的词 種類的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置 試驗，但是在 3〜8 0 0時間的運轉時 塲等，皆無法2000時間的連續運轉c 而且，對於實施例1的擺動內接 ，變更減速比進行效率試驗的結果， 述亞硝酸納的潤滑油（A 1 v a n i a潤滑\ 製）的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置 (發明之效果） 如以上說明，本發明的擺動內接 ，即使不使用添加亞硝酸鈉的潤滑油 持高效率的動作可能。因此，從環境 所未有的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝 [圖式簡單說明】 [第1圖]顯示本發明的擺動內接 的一部分的側方剖面圖。 [第2圖]第1圖的擺動內接嚙 11 -11的剖面圖。 連續運轉就產生了齒 的制動力而無法運轉 但是使用鋰皂作爲增 $加劑的潤滑油的 35 ’也同樣地進行耐久 間就產生了齒面的損 嚙合型遊星齒輪裝置 可獲得與採用添加上 由RA、昭和石油公司 同等的效率。 嚙合型遊星齒輪裝置 ，也可長壽命，且維 保護的觀點，是習知 置。 嚙合型遊星齒輪裝釐 合型遊星齒輪裝置的 -17- (.15) 1248500 【主要元件對照表】 1輸入旋轉軸 2 輸出旋轉軸 3偏心體軸 4鍵槽 6 滾柱

7 外齒 8 內齒齒輪 9外銷 1 〇內銷孔 11內銷 1 2內滾子 13內銷保持凸緣 1 4潤滑油

3 1偏心體 5 1 外齒齒輪 5 1、5 2 外齒齒輪 -18-

Claims (1)

1. (1) 1248500 拾、申請專利範圍 1. 一種擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置，是具有具備外 齒齒輪及與該外齒齒輪有少許的齒數差的內齒齒輪，該外 齒齒輪或是內齒齒輪的任一方藉由對於他方的擺動旋轉來 減速輸入軸的旋轉，藉由輸出軸取出減速輸出的擺動內接 嚙合型遊星齒輪裝置，其特徵爲： 前述外齒齒輪及前述內齒齒輪之中，一方的齒形是餘 擺線齒形，他方的齒形是圓弧齒形， 在前述外齒齒輪及前述內齒齒輪之間， 充塡至少含有100°C的動粘度是10mm2/s以上基油、 及由肥酸合成的鋰複合物的增稠劑的潤滑油。 2 ·如申請專利範圍第1項的擺動內接嚙合型遊星齒輪 裝置，其中，前述基油的40°C的動粘度是50mm2/s以上 〇 3 ·如申請專利範圍第1項的擺動內接嚙合型遊星齒輪 裝置’其中，前述基油的40°C的動粘度是1 〇〇mm2/s以上 〇 4 · 一種擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置的耐久性提高方 法，是具有具備外齒齒輪及與該外齒齒輪有少許的齒數差 的內齒齒輪，該外齒齒輪或是內齒齒輪的任一方藉由對於 他方的擺動旋轉來減速輸入軸的旋轉，藉由輸出軸取出減 速輸出的擺動內接嚙合型遊星齒輪裝置，其特徵爲： 前述外齒齒輪及前述內齒齒輪之中，在一方的齒形是 餘擺線齒形，他方的齒形是圓弧齒形的擺動內接嚙合型遊 -19- (2) 1248500 星齒輪裝置的前述外齒齒輪及前述內齒齒輪之間， 充塡至少含有10CTC的動粘度是10mm2/s以上基油、 及由肥酸合成的鋰複合物的增稠劑的潤滑油。 5 .如申請專利範圍第4項的擺動內接嚙合型遊星齒輪 裝置的耐久性提高方法，其中，使用 40 °C的動粘度是 5 0 m m 2 / s以上的基油。 6 .如申請專利範圍第4項的擺動內接嚙合型遊星齒輪 裝置的耐久性提高方法，其中，使用 40 °C的動粘度是 100mm2/s以上的基油。 -20-