WO2018189798A1 - シルクハット型波動歯車装置 - Google Patents

シルクハット型波動歯車装置 Download PDF

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俊一 手塚
芳秀 清澤
俊実 山岸
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株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ
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Definitions

  • the present invention relates to a top hat type wave gear device, and more particularly, to a top hat type wave gear device including a bearing such as a cross roller bearing that supports an internal gear and an external gear in a relatively rotatable state.
  • a bearing such as a cross roller bearing is disposed between the internal gear and the external gear, and the internal gear and the external gear are supported in a relatively rotatable state.
  • the cross roller bearing of the gap between the inner and outer rings formed on both sides of the roller, the outer gap that opens to the outside is sealed with an oil seal to prevent leakage of lubricant to the outside. ing.
  • the top hat type wave gear device having this configuration is described in Patent Documents 1 and 2.
  • a clearance is provided on the outer peripheral side of the external gear so that the external gear that is bent in the radial direction does not interfere with the components on the outer peripheral side.
  • a clearance having an annular cross section is formed between the external gear and the inner ring of the cross roller bearing surrounding the outer periphery along the cylindrical body portion and the diaphragm of the external gear.
  • a clearance having an annular cross section is formed between the external gear and the inner peripheral side portion of the internal gear fixed to the inner ring of the cross roller bearing surrounding the outer periphery.
  • the gap formed along the outer peripheral surface of the external gear extends from the meshing portion between the external gear and the internal gear to the inner end face of the cross roller bearing.
  • a gap between the inner ring and the outer ring is opened on the inner end face of the cross roller bearing.
  • the gap formed along the outer peripheral surface of the external gear communicates with this gap.
  • the external gear is repeatedly bent in the radial direction, and the external gear or the internal gear rotates.
  • the lubricant supplied to the meshing portion is pushed out to the outer peripheral side through the gap formed along the outer peripheral surface of the external gear, and the lubricant is supplied from the gap of the cross roller bearing. Flows into the interior. Since the gap on the opposite side of the cross roller bearing is sealed by an oil seal, the lubricant remains in the cross roller bearing. However, if an excessive amount of lubricant flows into the cross roller bearing, there is a risk of lubricant leakage from the oil seal to the outside.
  • An object of the present invention is to provide a top hat wave gear device capable of preventing or suppressing leakage of lubricant from a bearing that supports an external gear and an internal gear so as to be relatively rotatable.
  • the top hat type wave gear device of the present invention A rigid internal gear, A flexible cylindrical body coaxially disposed inside the internal gear, external teeth formed on the cylindrical body, a diaphragm extending radially outward from an end of the cylindrical body, And an external gear having a top hat shape including an annular rigid boss formed continuously on the outer peripheral edge of the diaphragm, Wave generation that flexes the cylindrical body of the external gear into a non-circular shape, meshes the external teeth with the internal teeth of the internal gear, and rotates the meshing position of the external teeth with respect to the internal teeth in the circumferential direction.
  • a bearing that supports the internal gear and the external gear in a relatively rotatable state;
  • a gear-side gap portion having an annular cross section extending from the outer peripheral edge of the diaphragm in the external gear to the meshing portion of the internal teeth and the external teeth along the diaphragm and the cylindrical body portion;
  • a first gap portion having an annular cross section between an inner ring and an outer ring that is open on one first end face of the bearing, and an inner ring and an outer ring that are open on the other second end face of the bearing.
  • the opening end of the second gap portion communicating with the gear side gap portion is sealed from the gear side gap portion side.
  • the bearing seal cuts off the gap between the gear side and the second gap on the bearing side, preventing or suppressing an excessive amount of lubricant from flowing into the bearing. Further, excess lubricant that has flowed into the bearing can return to the gear-side gap through the bearing seal. It is possible to prevent or suppress the excessive lubricant flowing into the bearing from leaking outside through the oil seal.
  • the bearing seal allows the lubricant to flow from the bearing-side second gap portion to the gear-side gap portion. Excess lubricant supplied into the bearing can be returned to the gear side gap through the bearing seal before leaking out of the oil seal.
  • the inner ring of the bearing is disposed between the diaphragm and the internal gear in the direction of the central axis, and is directly fixed to the internal gear. be able to.
  • the outer ring can be directly fixed to the rigid boss.
  • the gear-side clearance includes an axial clearance formed between the meshing portion and the cylindrical body and the inner peripheral surface of the inner ring, and the diaphragm and the end surface of the inner ring.
  • a radial gap portion formed therebetween is formed, and the opening end of the second gap is located in a portion on the outer peripheral end side of the radial gap portion.
  • the bearing seal includes an annular outer peripheral seal portion that seals a joint surface between the outer ring and the rigid boss, and the radial clearance portion from the outer peripheral seal portion.
  • An annular inner peripheral seal portion that extends inward and seals the opening end of the second gap can be formed.
  • the outer peripheral seal part of the bearing seal seals the joint surface between the outer ring and the rigid boss.
  • another seal member such as an O-ring is not necessary.
  • annular bearing seal plate is attached to the inner ring end face so as to cover the inner ring end face where the opening end of the inner ring is located, and the inner peripheral side seal portion of the bearing seal is attached to the bearing seal plate. It can be pressed in a slidable state.
  • the inner peripheral seal portion slides relatively along the inner ring end face. There may be a step, a cut, etc. on the end face of the inner ring. There is a possibility that the inner peripheral side seal portion sliding on the inner ring end face may be damaged by a step, a cut or the like, or its sealing performance may be lowered. Such an adverse effect can be avoided by attaching a bearing seal plate and sliding the inner peripheral seal portion along the flat surface.
  • a step or a gap is formed between the insertion hole and the stopper sealing the inner ring end surface.
  • a bearing seal plate may be attached to the inner ring end face to cover and hide the insertion hole and the stopper.
  • An annular partition plate may be arranged.
  • the partition plate is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the inner ring, for example. Further, a labyrinth seal is formed between the partition plate and the inner peripheral surface portion of the outer ring facing the partition plate.
  • an annular sheet made of a nonwoven fabric or other porous material may be disposed in the first gap portion at a position adjacent to the rolling element on the oil seal.
  • the seat may be sandwiched between the outer ring and the oil seal.
  • (A) It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows an example of the top hat type wave gear apparatus to which this invention is applied, (b) is the schematic end elevation. It is a fragmentary sectional view of a top hat type wave gear device. It is a fragmentary sectional view showing the case where an outer ring division type cross roller bearing is used. (A) And (b) is explanatory drawing which shows the example of the oil seal structure of a bearing, respectively.
  • FIG. 1 (a) is a schematic longitudinal sectional view showing a top hat type wave gear device
  • FIG. 1 (b) is a schematic end view thereof, a cross section taken along the line bb, and an aa line The end face when cut by.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the top hat type wave gear device.
  • the top hat type wave gear device 1 (hereinafter simply referred to as “wave gear device 1”) includes a rigid internal gear 2 and a flexible external gear coaxially disposed inside the internal gear 2. 3, a wave generator 4 disposed inside the external gear 3, and a cross roller bearing 5 (hereinafter simply referred to as “bearing 5”) that supports the internal gear 2 and the external gear 3 in a relatively rotatable state. ").
  • the internal gear 2 includes internal teeth 22 formed on a circular inner peripheral surface of an annular member 21 having a substantially rectangular cross section.
  • the external gear 3 has a top hat shape, a cylindrical body portion 31 that can be bent in the radial direction, an external tooth 32 formed on the outer peripheral surface portion of the cylindrical body portion 31 on the front end opening side, and a cylindrical shape.
  • a disc-shaped diaphragm 33 extending radially outward from the rear end portion of the body portion 31 and an annular rigid boss 34 having a rectangular cross section formed continuously on the outer peripheral edge of the diaphragm 33 are provided.
  • the wave generator 4 bends the cylindrical body 31 of the external gear 3 into a non-circular shape, for example, an ellipse, meshes the external teeth 32 with the internal teeth 22, and sets the meshing position of the external teeth 32 with respect to the internal teeth 22. Rotate in the circumferential direction.
  • the bearing 5 is disposed so as to surround the cylindrical body 31 of the external gear 3 coaxially.
  • the inner ring 51 of the bearing 5 is positioned between the diaphragm 33 of the external gear 3 and the internal gear 2 in the direction of the central axis 1 a and is coaxially fixed to the annular end surface 23 of the internal gear 2.
  • the outer ring 52 of the bearing 5 is disposed adjacent to the rigid boss 34 and is coaxially fixed to the annular end surface 34 a of the rigid boss 34.
  • a raceway groove having a rectangular cross section into which a roller 53 is inserted is formed.
  • a first gap portion 54 and a second gap portion 55 are formed on both sides of the raceway groove.
  • the first gap portion 54 located on the internal gear 2 side opens to the outside from one end face of the bearing 5, and the second gap portion 55 opens to the other end face of the bearing 5.
  • the first gap portion 54 that opens to the outside is sealed by the oil seal 6.
  • the wave gear device 1 is formed with a gear-side clearance portion 8 having an annular cross section extending from the meshing portion 7 of the internal teeth 22 and the external teeth 32 along the cylindrical body portion 31 and the diaphragm 33 of the external gear 3. ing.
  • the gear-side gap portion 8 is formed between the meshing portion 7, the axial gap portion 8 a formed between the cylindrical body 31 and the inner peripheral surface of the inner ring 51, and the diaphragm 33 and the inner ring 51.
  • a radial gap portion 8b The opening end 55a of the second gap portion 55 on the bearing side is located at a portion on the outer peripheral end side in the radial gap portion 8b.
  • the gap portion 8b in the radial direction and the second gap portion 55 on the bearing side are partitioned by an annular bearing seal 9.
  • the opening end 55a of the second gap portion 55 is sealed by an annular bearing seal 9 from the radial gap portion 8b side.
  • the bearing seal 9 can prevent the lubricant from flowing from the gear-side gap portion 8 to the second gap portion 55 and can flow out of the lubricant from the second gap portion 55 to the gear-side gap portion 8. It is a seal.
  • the bearing 5 is a type of bearing in which a roller 53 is inserted into a raceway groove between the inner ring 51 and the outer ring 52 from an insertion hole 56 formed in the inner ring 51.
  • the insertion hole 56 is opened from the inner ring end surface 51b to the inner ring inner peripheral surface 51c.
  • the insertion hole 56 is sealed by a plug 57 attached thereto.
  • An annular bearing seal plate 10 having an L-shaped cross section is attached so as to cover the inner ring end surface 51b and a part of the inner ring inner circumferential surface 51c.
  • the bearing seal plate 10 covers and conceals the insertion hole 56, the plug 57, and the steps and cuts between them.
  • the bearing seal plate 10 is, for example, a metal plate.
  • the bearing seal 9 includes an annular outer peripheral seal portion 9a that seals a joint surface (52a, 34a) between the outer ring 52 and the rigid boss 34, and an inner radial clearance portion 8b from the outer peripheral seal portion 9a. And an annular inner peripheral seal portion 9b sealing the open end 55a of the second gap portion 55.
  • the outer peripheral side seal portion 9a is composed of a metal ring and a synthetic rubber such as nitrile rubber and has a substantially rectangular cross section.
  • the end surface 52a of the outer ring 52 in contact with the annular end surface 34a of the rigid boss 34 is formed with a notch portion having a rectangular cross section at the inner peripheral edge portion thereof.
  • An outer peripheral seal portion 9a is attached to the notch. From the inner peripheral edge portion of the outer peripheral side seal portion 9a, an inner peripheral side seal portion 9b (seal lip portion) which is narrower than that and made of synthetic rubber extends in a direction inclined toward the inner ring side.
  • the tip end portion 9c (lip tip end portion) of the inner peripheral side seal portion 9b is pressed against the bearing seal plate 10 in a slidable state.
  • a gap portion 8 c is formed between the bearing seal 9 and the diaphragm 33.
  • the diaphragm portion 33 of the external gear 3 bent by the wave generator 4 does not interfere with the bearing seal 9 by the gap portion 8 c.
  • the wave gear device 1 of this example includes a bearing seal 9 that functions as a check valve.
  • a lubricant for lubricating the meshing portion 7 and the like is prevented from flowing from the gear-side gap portion 8 into the second gap portion 55 inside the bearing 5. It is possible to prevent or suppress an excessive amount of lubricant from flowing into the bearing 5 (second gap portion 55, raceway groove portion, first gap portion 54). Further, when excessive lubricant flows into the bearing 5, the excess lubricant passes through the bearing seal 9 to the side of the gear-side gap portion 8 before leaking out from the outer oil seal 6. Return to. Therefore, it is possible to prevent or suppress the leakage of the lubricant from the oil seal 6 of the bearing 5 to the outside.
  • the cross roller bearing 5 is a bearing for inserting a roller 53 from an insertion hole 56 formed in the inner ring 51.
  • An outer ring split type cross roller bearing may be used.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a top hat type wave gear device using an outer ring split type cross roller bearing. Since the basic configuration of the top hat type wave gear device 1A is the same as that of the wave gear device 1 described above, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the cross roller bearing 5A of this example includes an inner ring 58, an outer ring 59 composed of two outer ring pieces 59a and 59b that are coaxially fixed in the axial direction, and a plurality of rollers 60 inserted therebetween. ing.
  • the tip end portion 9c of the inner peripheral side seal portion 9b of the bearing seal 9 extends from the outer ring piece 59a side to the inner ring end surface 58a of the inner ring 58 beyond the open end 55a of the second gap portion 55. Further, the tip end portion 9c of the inner peripheral side seal portion 9b is pressed against the inner ring end surface 58a of the inner ring 58 in a slidable state to seal the opening end 55a.
  • FIGS. 4A and 4B are partially enlarged sectional views showing two examples of the oil seal structure that seals the first gap portion 54 outside the cross roller bearing 5. These oil seal structures can be used in place of the oil seal 6 described above.
  • the partition plate 12 is disposed in the first gap portion 54 at a position adjacent to the oil seal 6 on the roller 53 side.
  • the partition plate 12 has, for example, an L-shaped cross section formed from a resin material, and includes an annular portion 12a and a press-fit cylindrical portion 12b integrally formed on the inner peripheral edge portion of the annular portion 12a.
  • the press-fitting cylindrical portion 12 b is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface 51 d of the inner ring 51.
  • a stepped contour inner peripheral surface portion 52 e corresponding to the stepped contour outer peripheral surface portion 12 c of the partition plate 12 is formed on the inner peripheral surface of the outer ring 52.
  • the outer peripheral surface portion 12c and the inner peripheral surface portion 52e face each other with a minute gap, and a labyrinth seal is formed between them.
  • the partition plate 12 and the oil seal 6 reliably prevent the lubricant from leaking outside.
  • the oil seal structure 6B shown in FIG. 4B is an annular sheet 13 made of a nonwoven fabric or other porous material at a position adjacent to the roller 53 side with respect to the oil seal 6 in the first gap portion 54. Is arranged. For example, a Himeron (trade name) sheet can be used.
  • the seat 13 is sandwiched between an annular step surface 52f formed on the inner peripheral surface portion of the outer ring 52 and an oil seal 6 press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the outer ring.
  • the seat 13 and the oil seal 6 reliably prevent the lubricant from leaking outside. Further, it is possible to reliably prevent foreign matters that enter the inside through the oil seal 6 from the outside and are caught by the sheet 13 and enter the raceway groove.
  • the cross roller bearing 5 is used to support the internal gear and the external gear in a relatively rotatable state.
  • other bearings such as a double row ball bearing may be used.

Abstract

シルクハット型波動歯車装置(1)は、内歯歯車(2)と外歯歯車(3)とを相対回転可能に支持するクロスローラベアリング(5)を有し、当該ベアリングの内外輪間の第1隙間部分(54)は、オイルシール(6)で封止され、その第2隙間部分(55)は、外歯歯車(3)の外周側の歯車側隙間部分(8)に連通している。第2隙間部分(55)と歯車側隙間部分(8)との間は、ベアリングシール(9)で仕切られている。ベアリングシール(9)によって、歯車側隙間部分(8)から第2隙間部分(55)への潤滑剤の過剰な流入が阻止される。ベアリング内に流入した過剰な潤滑剤は、第2隙間部分(55)から歯車側隙間部分(8)に戻ることができる。ベアリング内の過剰な潤滑剤が、オイルシール(6)から外部へ漏れることが防止される。

Description

シルクハット型波動歯車装置
 本発明はシルクハット型波動歯車装置に関し、特に、内歯歯車と外歯歯車を相対回転可能な状態で支持しているクロスローラベアリング等のベアリングを備えたシルクハット型波動歯車装置に関する。
 シルクハット型波動歯車装置では、内歯歯車と外歯歯車との間に、ベアリング、例えば、クロスローラベアリングが配置され、内歯歯車と外歯歯車とが相対回転可能な状態で支持される。クロスローラベアリングにおいて、コロの両側に形成されている内外輪の間の隙間部分のうち、外部に開口する外側の隙間部分は、オイルシールによって封止され、外部への潤滑剤の漏出を防止している。この構成のシルクハット型波動歯車装置は、特許文献1、2に記載されている。
 外歯歯車の外周側には、半径方向に撓む外歯歯車が、その外周側の部品に干渉しないように、隙間が設けられている。特許文献1においては、外歯歯車と、この外周を取り囲むクロスローラベアリングの内輪との間に、外歯歯車の円筒状胴部およびダイヤフラムに沿って環状断面の隙間が形成されている。特許文献2においては、外歯歯車と、この外周を取り囲むクロスローラベアリングの内輪に固定された内歯歯車の内周側部分との間に、環状断面の隙間が形成されている。
特開2000-186718号公報 特開2007-16838号公報
 外歯歯車の外周表面に沿って形成されている隙間は、外歯歯車と内歯歯車とのかみ合い部分から、クロスローラベアリングの内側の端面まで延びている。クロスローラベアリングの内側の端面には、内輪と外輪との間の隙間が開口している。この隙間に、外歯歯車の外周表面に沿って形成されている隙間が連通している。
 波動歯車装置の動作時においては、外歯歯車が繰り返し半径方向に撓められ、また、外歯歯車あるいは内歯歯車が回転する。このような動作に伴って、かみ合い部分に供給されている潤滑剤が、外歯歯車の外周表面に沿って形成されている隙間を通って、外周側に押し出され、クロスローラベアリングの隙間からその内部に流入する。クロスローラベアリングにおける反対側の隙間はオイルシールによって封止されているので、潤滑剤はクロスローラベアリング内に留まる。しかしながら、過剰な量の潤滑剤がクロスローラベアリング内に流入すると、オイルシールから外部に潤滑剤漏れが発生するおそれがある。
 本発明の目的は、外歯歯車と内歯歯車を相対回転可能に支持しているベアリングから外部への潤滑剤漏れを防止あるいは抑制可能なシルクハット型波動歯車装置を提供することにある。
 上記の課題を解決するために、本発明のシルクハット型波動歯車装置は、
 剛性の内歯歯車と、
 前記内歯歯車の内側に同軸に配置された可撓性の円筒状胴部、当該円筒状胴部に形成された外歯、前記円筒状胴部の端から半径方向の外方に広がるダイヤフラム、および、当該ダイヤフラムの外周縁に連続して形成した環状の剛性ボスを備えたシルクハット形状をしている外歯歯車と、
 前記外歯歯車の前記円筒状胴部を非円形に撓めて前記外歯を前記内歯歯車の内歯にかみ合わせ、前記内歯に対する前記外歯のかみ合い位置を円周方向に回転させる波動発生器と、
 前記内歯歯車および前記外歯歯車を相対回転可能な状態で支持しているベアリングと、
 前記外歯歯車における前記ダイヤフラムの前記外周縁から、当該ダイヤフラムおよび前記円筒状胴部に沿って、前記内歯および前記外歯のかみ合い部分まで延びている環状断面の歯車側隙間部分と、
 前記ベアリングにおける一方の第1端面に開口している内輪と外輪との間の環状断面の第1隙間部分、および、前記ベアリングにおける他方の第2端面に開口している前記内輪と前記外輪との間の環状断面の第2隙間部分と、
 前記第1隙間部分を封止しているオイルシールと、
 前記第2隙間部分と前記歯車側隙間部分との間を仕切っているベアリングシールと、
を有しており、
 前記ベアリングシールは、前記歯車側隙間部分から前記第2隙間部分への潤滑剤の流入を阻止可能で、かつ、前記第2隙間部分から前記歯車側隙間部分への潤滑剤の流出が可能となるように、前記歯車側隙間部分に連通している前記第2隙間部分の開口端を、前記歯車側隙間部分の側から封鎖している。
 ベアリングシールによって、歯車側隙間部分とベアリング側の第2隙間部分との間が遮断され、ベアリング内に、過剰な量の潤滑剤が流入することが防止あるいは抑制される。また、ベアリング内に流入した過剰な潤滑剤は、ベアリングシールを介して、歯車側隙間部分に戻ることが可能である。ベアリング内に流入した過剰な潤滑剤が、オイルシールを介して、外部に漏れ出てしまうことを、防止あるいは抑制できる。
 また、第2隙間部分を通常のオイルシールを用いて封止する場合とは異なり、ベアリングシールでは、ベアリング側の第2隙間部分から歯車側隙間部分への潤滑剤の流出が可能である。ベアリング内に供給された過剰な潤滑剤を、オイルシールの側から漏れ出る前に、ベアリングシールを通って歯車側隙間部分に戻すことができる。
 本発明のシルクハット型波動歯車装置において、前記ベアリングの前記内輪を、中心軸線の方向において、前記ダイヤフラムと前記内歯歯車との間に配置し、前記内歯歯車に対して、直接、固定することができる。前記外輪を、前記剛性ボスに対して、直接、固定することができる。この場合、前記歯車側隙間には、前記かみ合い部分から、前記円筒状胴部と前記内輪の内周面との間に形成されている軸線方向隙間部分と、前記ダイヤフラムと前記内輪の端面との間に形成されている半径方向隙間部分とが形成され、前記半径方向隙間部分の外周端側の部分に、前記第2隙間の前記開口端が位置する。また、この場合には、前記ベアリングシールには、前記外輪と前記剛性ボスとの間の接合面を封止している環状の外周側シール部分と、前記外周側シール部分から前記半径方向隙間部分内に延びて、前記第2隙間の開口端を封止している環状の内周側シール部分とを形成することができる。
 ベアリングシールの外周側シール部分は、外輪と剛性ボスとの間の接合面を封止する。外輪と剛性ボスとの間の接合面を封止するために、Oリング等の別のシール部材が不要になる。
 ここで、前記内輪における前記開口端が位置する内輪端面を覆う状態に、当該内輪端面に環状のベアリングシール用プレートを取り付け、前記ベアリングシールの前記内周側シール部分を、前記ベアリングシール用プレートに対して摺動可能な状態で押し付けることができる。
 ベアリングシールは外輪の側に固定されるので、その内周側シール部分は、内輪端面に沿って相対的に摺動する。内輪端面に段差、切れ目などが付いている場合がある。内輪端面を摺動する内周側シール部分が、段差、切れ目等によって損傷し、あるいは、そのシール性が低下するおそれがある。このような弊害は、ベアリングシール用プレートを取り付け、その平坦な表面に沿って内周側シール部分を摺動させることにより、回避できる。
 例えば、内輪に形成した挿入穴から転動体を内外輪の間に挿入するタイプのベアリングの場合には、内輪端面には、挿入穴と、ここを封鎖している栓との間に、段差あるいは切れ目ができる。この場合に、ベアリングシール用プレートを内輪端面に取り付けて、挿入穴および栓を覆い隠せばよい。
 次に、ベアリングにおいて、オイルシールを介して外部に潤滑剤が漏出することを確実に防止するために、前記第1隙間部分内において、前記オイルシールに対して転動体の側に隣接した位置に、環状の仕切りプレートを配置してもよい。前記仕切りプレートは、例えば、前記内輪の外周面に圧入固定する。また、前記仕切りプレートと、当該仕切りプレートに対峙する前記外輪の内周面部分とによって、これらの間に、ラビリンスシールを形成する。
 仕切りプレートを配置する代わりに、前記第1隙間部分において、前記オイルシールに対して転動体の側に隣接した位置に、不織布その他の多孔質素材からなる環状のシートを配置してもよい。前記シートは、例えば、前記外輪と前記オイルシールとの間に挟み込めばよい。
(a)本発明を適用したシルクハット型波動歯車装置の一例を示す概略縦断面図であり、(b)はその概略端面図である。 シルクハット型波動歯車装置の部分断面図である。 外輪分割型のクロスローラベアリングを用いる場合を示す部分断面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、ベアリングのオイルシール構造の例を示す説明図である。
 以下に、図面を参照して、本発明を適用したシルクハット型波動歯車装置の実施の形態を説明する。以下に述べる実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明は以下の実施の形態の構造に限定されるものではない。
 図1(a)はシルクハット型波動歯車装置を示す概略縦断面図であり、図1(b)はその概略端面図であり、b-b線で切断した場合の断面、およびa-a線で切断した場合の端面を示す。図2はシルクハット型波動歯車装置の部分断面図である。シルクハット型波動歯車装置1(以下、単に「波動歯車装置1」と呼ぶ。)は、剛性の内歯歯車2と、内歯歯車2の内側に同軸に配置された可撓性の外歯歯車3と、外歯歯車3の内側に配置された波動発生器4と、内歯歯車2および外歯歯車3を相対回転可能な状態で支持しているクロスローラベアリング5(以下、単に「ベアリング5」と呼ぶ。)とを備えている。
 内歯歯車2は、ほぼ矩形断面の円環状部材21の円形内周面に形成された内歯22を備えている。外歯歯車3はシルクハット形状をしており、半径方向に撓み可能な円筒状胴部31、当該円筒状胴部31の前端開口の側の外周面部分に形成された外歯32、円筒状胴部31の後端部分から半径方向の外方に広がる円盤状のダイヤフラム33、および、当該ダイヤフラム33の外周縁に連続して形成した矩形断面の円環状の剛性ボス34を備えている。波動発生器4は、外歯歯車3の円筒状胴部31を非円形、例えば楕円形に撓めて、外歯32を内歯22にかみ合わせ、内歯22に対する外歯32のかみ合い位置を円周方向に回転させる。
 ベアリング5は、外歯歯車3の円筒状胴部31を同軸に取り囲む状態に配置されている。ベアリング5の内輪51は、中心軸線1aの方向において、外歯歯車3のダイヤフラム33と内歯歯車2との間に位置し、内歯歯車2の円環状端面23に同軸に固定されている。ベアリング5の外輪52は、剛性ボス34に隣接配置され、剛性ボス34の円環状端面34aに同軸に固定されている。ベアリング5における内輪51と外輪52の間には、コロ53が挿入された矩形断面の軌道溝が形成されている。軌道溝の両側には、第1隙間部分54と第2隙間部分55とが形成されている。内歯歯車2の側に位置する第1隙間部分54は、ベアリング5の一方の端面から外部に開口しており、第2隙間部分55は、ベアリング5の他方の端面に開口している。外部に開口する第1隙間部分54は、オイルシール6によって封止されている。
 波動歯車装置1には、内歯22と外歯32のかみ合い部分7から、外歯歯車3の円筒状胴部31およびダイヤフラム33に沿って延びている環状断面の歯車側隙間部分8が形成されている。歯車側隙間部分8は、かみ合い部分7から、円筒状胴部31と内輪51の内周面との間に形成されている軸線方向隙間部分8aと、ダイヤフラム33と内輪51との間に形成されている半径方向隙間部分8bとを備えている。半径方向隙間部分8bにおける外周端側の部分に、ベアリング側の第2隙間部分55の開口端55aが位置している。
 半径方向隙間部分8bとベアリング側の第2隙間部分55との間は、円環状のベアリングシール9によって仕切られている。本例では、第2隙間部分55の開口端55aは、半径方向隙間部分8bの側から、円環状のベアリングシール9によって封鎖されている。ベアリングシール9は、歯車側隙間部分8から第2隙間部分55への潤滑剤の流入を阻止可能であり、かつ、第2隙間部分55から歯車側隙間部分8への潤滑剤の流出が可能なシールである。
 ベアリング5は、内輪51に形成した挿入穴56から、内輪51と外輪52との間の軌道溝内にコロ53を挿入する形式のベアリングである。挿入穴56は、内輪端面51bから内輪内周面51cに掛けて、開口している。挿入穴56は、そこに取り付けた栓57によって封鎖されている。内輪端面51bと内輪内周面51cの一部分とを覆う状態に、L型断面の円環状のベアリングシール用プレート10が取り付けられている。ベアリングシール用プレート10によって、挿入穴56、栓57および、それらの間の段差、切れ目等が覆い隠されている。ベアリングシール用プレート10は例えば金属板である。
 ベアリングシール9は、外輪52と剛性ボス34との間の接合面(52a、34a)を封止している円環状の外周側シール部分9aと、外周側シール部分9aから半径方向隙間部分8b内に延びて、第2隙間部分55の開口端55aを封止している環状の内周側シール部分9bとを備えている。
 外周側シール部分9aは、金属環とニトリルゴム等の合成ゴムから構成され、ほぼ長方形断面をしている。剛性ボス34の円環状端面34aに接する外輪52の端面52aには、その内周縁部分に,矩形断面の切り欠き部が形成されている。この切り欠き部に、外周側シール部分9aが装着されている。外周側シール部分9aの内周縁部分からは、それよりも細幅で合成ゴムからなる内周側シール部分9b(シールリップ部)が内輪側に向けて傾斜した方向に延びている。内周側シール部分9bの先端部分9c(リップ先端部分)は、ベアリングシール用プレート10に対して摺動可能な状態で押し付けられている。ベアリングシール9とダイヤフラム33との間には、隙間部分8cが形成されている。隙間部分8cによって、波動発生器4によって撓められる外歯歯車3のダイヤフラム33が、ベアリングシール9に干渉しない。
 本例の波動歯車装置1は、逆止め弁として機能するベアリングシール9を備えている。かみ合い部分7などを潤滑するための潤滑剤が、歯車側隙間部分8からベアリング5の内側の第2隙間部分55に流れ込むことが阻止される。ベアリング5の内部(第2隙間部分55、軌道溝部分、第1隙間部分54)に、過剰な量の潤滑剤が流入することを防止あるいは抑制できる。また、ベアリング5の内部に過剰な潤滑剤が流入した場合には、過剰な潤滑剤は、外側のオイルシール6から外部に漏れ出る前に、ベアリングシール9を通って歯車側隙間部分8の側に戻る。よって、ベアリング5のオイルシール6から外部に潤滑剤が漏れ出ることを防止あるいは抑制できる。
(外輪分割型のクロスローラベアリングの場合)
 上記のクロスローラベアリング5は、内輪51に形成した挿入穴56からコロ53を挿入するベアリングである。外輪分割型のクロスローラベアリングを用いてもよい。
 図3は、外輪分割型のクロスローラベアリングを用いたシルクハット型波動歯車装置を示す部分断面図である。シルクハット型波動歯車装置1Aの基本構成は上記の波動歯車装置1と同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。本例のクロスローラベアリング5Aは、内輪58と、軸線方向に同軸に固定された2個の外輪片59a、59bからなる外輪59と、これらの間に挿入された複数個のコロ60とを備えている。ベアリングシール9の内周側シール部分9bの先端部分9cは、外輪片59aの側から、第2隙間部分55の開口端55aを超えて、内輪58の内輪端面58aまで延びている。また、内周側シール部分9bの先端部分9cは、内輪58の内輪端面58aに対して、摺動可能な状態で押圧されて、開口端55aを封止している。
(オイルシールの別の例)
 図4(a)および図4(b)は、クロスローラベアリング5の外側の第1隙間部分54を封止しているオイルシール構造の2例を示す部分拡大断面図である。これらのオイルシール構造を、上記のオイルシール6の代わりに用いることができる。
 図4(a)に示すオイルシール構造6Aは、第1隙間部分54において、オイルシール6に対してコロ53の側に隣接した位置に、仕切りプレート12が配置されている。仕切りプレート12は、例えば樹脂素材から形成されたL型断面形状をしており、円環状部分12aと、円環状部分12aの内周縁部分に一体形成した圧入用円筒部12bとを備えている。圧入用円筒部12bが内輪51の外周面51dに圧入固定される。
 仕切りプレート12の階段状輪郭の外周面部分12cに対応する階段状輪郭の内周面部分52eが外輪52の内周面に形成されている。これらの外周面部分12cと内周面部分52eとは微小な隙間で対峙し、これらの間にラビリンスシールが形成される。仕切りプレート12とオイルシール6とによって、潤滑剤が外部に漏れ出ることが確実に防止される。
 図4(b)に示すオイルシール構造6Bは、第1隙間部分54において、オイルシール6に対してコロ53の側に隣接した位置に、不織布、その他の多孔質素材からなる円環状のシート13が配置されている。例えば、ヒメロン(商品名)シートを用いることができる。
 シート13は、外輪52の内周面部分に形成した円環状の段差面52fと、外輪内周面に圧入固定されたオイルシール6との間に挟み込まれている。シート13とオイルシール6とによって、潤滑剤が外部に漏れ出ることが確実に防止される。また、外部からオイルシール6を通って内部に侵入する異物がシート13に捕捉され、軌道溝内に侵入することを確実に防止できる。
[その他の実施の形態]
 上記の実施の形態では、内歯歯車と外歯歯車を相対回転可能な状態で支持するために、クロスローラベアリング5を用いている。クロスローラベアリング5の代わりに、複列ボールベアリング等の他のベアリングを用いてもよい。
 

Claims (7)

  1.  剛性の内歯歯車と、
     前記内歯歯車の内側に同軸に配置された可撓性の円筒状胴部、当該円筒状胴部に形成された外歯、前記円筒状胴部の端から半径方向の外方に広がるダイヤフラム、および、当該ダイヤフラムの外周縁に連続して形成した環状の剛性ボスを備えたシルクハット形状の外歯歯車と、
     前記外歯歯車の前記円筒状胴部を非円形に撓めて前記外歯を前記内歯歯車の内歯にかみ合わせ、前記内歯に対する前記外歯のかみ合い位置を円周方向に回転させる波動発生器と、
     前記内歯歯車および前記外歯歯車を相対回転可能な状態で支持しているベアリングと、
     前記ダイヤフラムの前記外周縁から、当該ダイヤフラムおよび前記円筒状胴部に沿って、前記内歯および前記外歯のかみ合い部分まで延びている環状断面の歯車側隙間部分と、
     前記ベアリングにおける一方の第1端面に開口している内輪と外輪との間の第1隙間部分、および、前記ベアリングにおける他方の第2端面に開口している前記内輪と前記外輪との間の第2隙間部分と、
     前記第1隙間部分を封止しているオイルシールと、
     前記第2隙間部分と前記歯車側隙間部分との間を仕切っているベアリングシールと、
    を有しており、
     前記ベアリングシールは、前記歯車側隙間部分から前記第2隙間部分への潤滑剤の流入を阻止可能で、かつ、前記第2隙間部分から前記歯車側隙間部分への潤滑剤の流出が可能となるように、前記歯車側隙間部分に連通している前記第2隙間部分の開口端を、前記歯車側隙間部分の側から封鎖しているシルクハット型波動歯車装置。
  2.  請求項1において、
     前記ベアリングの前記内輪は、中心軸線の方向において、前記ダイヤフラムと前記内歯歯車との間に位置し、前記内歯歯車に同軸に固定されており、
     前記ベアリングの前記外輪は、前記剛性ボスに同軸に固定されており、
     前記歯車側隙間部分には、前記かみ合い部分から、前記円筒状胴部と前記内輪の内周面との間に形成されている軸線方向隙間部分と、前記ダイヤフラムと前記内輪の端面との間に形成されている半径方向隙間部分とが形成されており、
     前記半径方向隙間部分の外周端側の部分に、前記第2隙間部分の前記開口端が位置しており、
     前記ベアリングシールは、
     前記外輪と前記剛性ボスとの間の接合面を封止している環状の外周側シール部分と、
     前記外周側シール部分から前記半径方向隙間部分内に延びて、前記第2隙間部分の前記開口端を封鎖している環状の内周側シール部分と、
    を備えているシルクハット型波動歯車装置。
  3.  請求項2において、更に、
     前記内輪における前記第2隙間部分の前記開口端が位置する内輪端面を覆う状態に、当該内輪端面に取り付けた環状のベアリングシール用プレートを有しており、
     前記ベアリングシールの前記内周側シール部分は、前記ベアリングシール用プレートに摺動可能な状態で押し付けられているシルクハット型波動歯車装置。
  4.  請求項3において、
     前記ベアリングの前記内輪は、前記内輪および前記外輪の間に転動体を挿入するための挿入穴、および、当該挿入穴を封鎖している栓を備えており、
     前記挿入穴は、前記内輪端面に開口しており、
     前記挿入穴および前記栓は、前記ベアリングシール用プレートによって覆い隠されているシルクハット型波動歯車装置。
  5.  請求項1において、更に、
     前記第1隙間部分における前記オイルシールに対して、前記ベアリングの転動体の側に隣接した位置に、環状の仕切りプレートが配置されており、
     前記仕切りプレートは前記内輪に固定されており、
     前記仕切りプレートと当該仕切りプレートに対峙する前記外輪の内周面部分との間には、ラビリンスシールが形成されているシルクハット型波動歯車装置。
  6.  請求項1において、更に、
     前記第1隙間部分における前記オイルシールに対して、前記ベアリングの転動体の側に隣接した位置に、多孔質素材からなる環状のシートが配置されているシルクハット型波動歯車装置。
  7.  請求項1において、更に、
     前記内輪における前記第2隙間部分の前記開口端が位置する内輪端面を覆う状態に、当該内輪端面に取り付けた環状のベアリングシール用プレートを有しており、
     前記ベアリングはクロスローラベアリングであり、
     前記クロスローラベアリングの前記内輪は、前記内輪および前記外輪の間に転動体を挿入するための挿入穴、および、当該挿入穴を封鎖している栓を備えており、
     前記挿入穴は前記内輪端面に開口しており、
     前記ベアリングシール用プレートは、前記挿入穴および前記栓を覆い隠す状態で前記内輪端面に取り付けられており、
     前記内輪は、軸線方向において前記ダイヤフラムと前記内歯歯車との間に位置し、前記内歯歯車に同軸に固定されており、
     前記外輪は、前記剛性ボスに同軸に固定されており、
     前記歯車側隙間部分には、前記かみ合い部分から、前記円筒状胴部と前記内輪の内周面との間に形成されている軸線方向隙間部分と、前記ダイヤフラムと前記内輪の端面との間に形成されている半径方向隙間部分とが形成されており、
     前記半径方向隙間部分の外周端側の部分に、前記第2隙間部分の前記開口端が位置しており、
     前記ベアリングシールは、
     前記外輪と前記剛性ボスとの間の接合面を封止している環状の外周側シール部分と、
     前記外周側シール部分から前記半径方向隙間部分内に延びて、前記第2隙間部分の前記開口端を封鎖している環状の内周側シール部分と
    を備えており、
     前記ベアリングシールの前記内周側シール部分は、前記ベアリングシール用プレートに摺動可能な状態で押し付けられているシルクハット型波動歯車装置。
     
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