CN101260932A - 波动齿轮减速机的润滑方法和旋转台装置 - Google Patents

波动齿轮减速机的润滑方法和旋转台装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能从外部可靠地向内置在装置壳体内的波动齿轮减速机的润滑部分供给润滑油的波动齿轮减速机的润滑方法。波动齿轮减速机(5)配置在旋转台装置(1)的装置壳体(2)的内部。从装置壳体(2)上形成的供油路(22)向杯形挠性外齿齿轮(12)上形成的供油孔(21)喷射润滑油，借此对内侧的波形轴承(19)进行润滑。通过将进入挠性外齿齿轮(12)内部的润滑油经由装置壳体(2)上形成的油回收路(23)强制吸引到外部进行回收，可防止因高速旋转的挠性外齿齿轮的内部负压状态而引起的润滑油抽吸现象，能可靠地对波形轴承(19)的部位进行润滑。

Description

波动齿轮减速机的润滑方法和旋转台装置
技术领域
本发明涉及一种从外部向内置在装置壳体内的波动齿轮减速机的润滑对象部分供给润滑油的润滑方法和采用了该润滑方法的旋转台装置。
背景技术
在切齿机用旋转台装置等各种机床中使用着零件个数少、能高精度地定位的波动齿轮减速机。作为波动齿轮减速机已知有杯型的波动齿轮减速机，包括：圆环状的刚性内齿齿轮、配置在其内侧的杯形的挠性外齿齿轮、以及与其内侧相嵌的波动发生器。杯形挠性外齿齿轮包括：圆筒状筒部、将其一端封闭的隔膜和轮毂、以及在圆筒状筒部另一开口端的外周面部分上形成的外齿，波动发生器嵌入在形成有外齿的开口端内。
专利文献1～3中揭示了波动齿轮减速机的润滑机构。
专利文献1：日本专利特开平09-250610号公报
专利文献2：日本专利特开平09-250609号公报
专利文献3：日本专利特开平09-250611号公报
在此，在将该结构的波动齿轮减速机进行高速旋转来使用时，一般采用油浴润滑。此时，存在因润滑油的粘性阻力而使电动机负载增加的问题。另外，电动机带动波动发生器高速旋转，挠性外齿齿轮的内部成为负压状态，润滑油被抽吸而不能足够地向波动发生器的轴承部分供给，会发生润滑油抽吸现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能从外部可靠地向所内置的波动齿轮减速机的需要润滑的部分供给润滑油的波动齿轮减速机的润滑方法。
为了解决上述问题，本发明的波动齿轮减速机的润滑方法，对配置在装置壳体内的波动齿轮减速机中的嵌入在杯形挠性外齿齿轮内侧的波动发生器的轴承部分、以及挠性外齿齿轮与刚性内齿齿轮的啮合部分供给润滑油，其特征在于，在挠性外齿齿轮的圆筒状筒部和构成该圆筒状筒部的底面部分的隔膜中的至少一方上形成供油孔，将从装置壳体外侧导入的润滑油向形成有润滑油供油孔的挠性外齿齿轮的部位喷射，将润滑油通过该供油孔强制性地导入挠性外齿齿轮的内侧，并将强制导入挠性外齿齿轮内侧的润滑油向嵌入在该挠性外齿齿轮的开口端部内的波动发生器的轴承部分供给。
在此，最好将导入装置壳体内的润滑油强制吸引到挠性外齿齿轮的开口端侧，将挠性外齿齿轮内侧的润滑油强制性地向波动发生器的轴承部分供给，并且将没有从供油孔进入挠性外齿齿轮内侧的润滑油强制性地向挠性外齿齿轮与刚性内齿齿轮的啮合部分供给，将经由这些轴承部分和啮合部分被强制吸引的润滑油回收到装置壳体的外部。
本发明的为了使用上述润滑方法而采用的波动齿轮减速机的挠性外齿齿轮，其特征在于，包括：圆筒状筒部、从圆筒状筒部的一端向径向内侧延伸的隔膜、以及在圆筒状筒部另一开口端的外周面部分上形成的外齿，在所述圆筒状筒部和所述隔膜中的至少一方上形成有供给润滑油用的通孔。
另一方面，本发明的旋转台装置，其特征在于，包括：装置壳体、以可自由旋转的状态支撑在该装置壳体上的旋转台、以及配置在由所述装置壳体和所述旋转台围起的内部空间内并驱动该旋转台旋转的波动齿轮装置，所述波动齿轮装置包括：固定在所述装置壳体上的刚性内齿齿轮、与所述旋转台同轴状连结的杯形挠性外齿齿轮、以及嵌入在该挠性外齿齿轮开口端部内的波动发生器，所述挠性外齿齿轮包括在其圆筒状筒部和构成圆筒状筒部的底面部分的隔膜中的至少一方上形成的供油孔，所述装置壳体包括：供油路，该供油路用于将润滑油从外部导入并将该润滑油朝形成有所述供油孔的挠性外齿齿轮的部位喷射；以及油回收路，该油回收路用于将润滑油强制吸引到所述挠性外齿齿轮的开口端侧，从而将润滑油回收到该装置壳体外。
本发明中，将从装置壳体外部导入的润滑油向内置的波动齿轮减速机的挠性外齿齿轮的供油孔喷射。挠性外齿齿轮在进行旋转，其上形成的供油孔也在旋转，朝该供油孔喷射的润滑油的一部分经由该供油孔强制导入挠性外齿齿轮的内侧。导入挠性外齿齿轮内侧的润滑油对嵌入在挠性外齿齿轮内侧的波动发生器的轴承部分进行润滑。而没有进入供油孔的润滑油被供给到挠性外侧齿轮与刚性内齿齿轮的啮合部分，对该部分进行润滑。
此外，通过将润滑油强制吸引到挠性外齿齿轮的开口端侧，润滑油经由轴承部和啮合部被强制吸引，从而被回收到装置壳体的外侧。通过从挠性外齿齿轮的内侧强制吸引润滑油，可防止因旋转导致该挠性外齿齿轮的内侧成为负压状态而引起的润滑油抽吸现象。
此外，波动齿轮减速机在开始使用时会从其机构部产生初期磨损粉末，但通过使润滑油循环而回收到外部，可利用润滑油冲洗磨损粉末并将其回收到外部。因此也能防止因磨损粉末而引起的波动齿轮减速机的滑动部分、轴承部分等的损伤。
本发明的润滑方法若应用于使用高速旋转的波动齿轮减速机的旋转台装置，则可有效地防止因高速旋转导致该挠性外齿齿轮的内部成为负压状态而引起的润滑油抽吸现象。因此，与使用油浴润滑的情况相比，能可靠且充分地向波动齿轮减速机的润滑对象部分供给润滑油。
附图说明
图1是表示本发明的实施形态1的旋转台装置的纵向剖视图。
图2是表示装入在图1的旋转台装置内的波动齿轮减速机的挠性外齿齿轮的纵向剖视图和横向剖视图。
图3是表示本发明的实施形态2的旋转台装置的纵向剖视图。
图4是表示装入在图3的旋转台装置内的波动齿轮减速机的挠性外齿齿轮的主视图和纵向剖视图。
(符号说明)
1，101   旋转台装置
1a，101a 中心轴线
2，102   装置壳体
3，103   旋转台
4，104   轴承机构
5，105   波动齿轮装置
6，106   凸缘
7，107   内部空间
11，111  内齿
12，112  挠性外齿齿轮
13，113  波动发生器
14，114  圆筒状筒部
15，115  隔膜
16，116  轮毂
17，117  外齿
18，118  刚性凸轮板
19，119  波形轴承(wave bearing)
21，121  供油孔
22，122  供油路
23，123  油回收路
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的旋转台装置的实施形态进行说明。
(实施形态1)
图1是表示本发明的实施形态1的旋转台装置的纵向剖视图。旋转台装置1包括：装置壳体2、以同轴且可自由旋转的状态支撑在该装置壳体上的旋转台3、为了将旋转台3以旋转自如的状态支撑在装置壳体2上而配置在它们之间的轴承机构4、以及用于驱动旋转台3绕中心轴线1a旋转的波动齿轮减速机5。在波动齿轮减速机5上连结着电动机等旋转驱动源(未图示)。
装置壳体2呈上下端开口的圆筒状，其上端开口部处于被旋转台3封闭的状态，其下端开口部被圆盘状凸缘6封闭。杯型波动齿轮减速机5朝上下方向配置在由装置壳体2、旋转台3和圆盘状凸缘6围起的内部空间7内。
波动齿轮减速机5包括：与装置壳体2形成一体的内齿11、杯形的挠性外齿齿轮12、以及波动发生器13。挠性外齿齿轮12包括：圆筒状筒部14；与该圆筒状筒部上端连续并向径向内侧扩展的隔膜15；与该隔膜15的内周缘连续形成的圆环状轮毂16；在圆筒状筒部14上端开口部的外周面部分上形成的外齿17。
波动发生器13例如包括：椭圆形轮廓的刚性凸轮板18、以及安装在该刚性凸轮板的外周面上的波形轴承19。波形轴承19是具有挠性外圈和内圈的滚珠轴承。该波动发生器13以封闭挠性外齿齿轮12的开口端的状态嵌入在该挠性外齿齿轮12内。挠性外齿齿轮12的形成有外齿17的部分因波动发生器13而挠曲为椭圆形，位于椭圆长轴两端的外齿17的部分与内齿11的对应部分啮合。当波动发生器13被电动机等驱动而旋转时，两齿11、17的啮合位置在圆周方向上移动，从挠性外齿齿轮12输出基于两齿11、17的齿数差的减速旋转。挠性外齿齿轮12的轮毂16与旋转台3连结固定成同轴状态，旋转台3被挠性外齿齿轮12驱动而旋转。
图2(a)和图2(b)是表示杯形挠性外齿齿轮的纵向剖视图和沿着X-Y线剖切时的横向剖视图。同时也参照这些图来说明波动齿轮减速机5的润滑机构。
在挠性外齿齿轮12的圆筒状筒部14与外齿17的交界部分，在圆周方向上以一定的角度间隔形成有供油孔21。例如，以45度的角度间隔形成有八个供油孔21。在装置壳体2上形成有将润滑油从外部向内部空间7供给用的一个供油路22。该供油路22的内侧开口22a与挠性外齿齿轮12上的形成有供油孔21的部位面对，从此处向与中心轴线1a正交的方向直线状延伸，其外侧开口22b在装置壳体2的外周面露出。供油路22也可形成多个。
另一方面，在内齿11与外齿17啮合的部分下侧的装置壳体2的内周面部分上形成有油回收路23的内侧开口23a。该内侧开口23a以中心轴线1a为中心位于供油路22的内侧开口22a的相反侧。油回收路23从内侧开口23a沿与中心轴线1a正交的方向延伸后垂直朝下方弯曲，其外侧开口23b在装置壳体2的下侧端面露出。油回收路23也可形成多个。
润滑油从外部润滑油供给源压送到供油路22内。油回收路23与润滑油回收用的吸引泵(未图示)的吸入口连通，润滑油通过该油回收路23被强制吸引回收。
从润滑油供给源供给供油路22的润滑油从供油路22的内侧开口22a向内部喷射。喷射出的润滑油被喷射到旋转着的挠性外齿齿轮12的形成有供油孔21的部分上。其结果，被喷射的润滑油的一部分从供油孔21进入挠性外齿齿轮12的内侧。进入内侧后的润滑油对波动发生器13的波形轴承19的部分进行润滑。而没有进入供油孔21的润滑油被供给到内齿11与外齿17的啮合部分，对该部分进行润滑。
在此，润滑油通过油回收路23被未图示的吸引泵强制吸引。因此，进入挠性外齿齿轮12内侧的润滑油经过波动发生器13的波形轴承19的部分而被强制地向挠性外齿齿轮12的开口端侧吸引。同样，对内齿11与外齿17的啮合部分供给的润滑油也经过该部分而被强制地向外齿齿轮12的开口端侧吸引。被吸引到开口端下侧的润滑油经过油回收路23回收到外部。
这样，润滑油经过挠性外齿齿轮12上形成的供油孔21被强制地向内部供给，对波形轴承19的部分进行润滑。供给到内部的润滑油被强制吸引，从挠性外齿齿轮12内侧回收到其开口端侧。因此，可防止因挠性外齿齿轮12的内部负压状态而引起的润滑油抽吸现象。而且对啮合部分也能可靠地供给润滑油。
此外，通过使润滑油强制循环，可对开始使用时从机构部产生的初期磨损粉末等杂物进行冲洗并将其向外部排出。因此也能可靠地防止因磨损粉末而引起的波动齿轮减速机的滑动部分、轴承部分等的损伤。
本发明的润滑方法也可适用于在旋转台装置以外的机床中使用波动齿轮减速机的情况。另外，供油孔21形成在挠性外齿齿轮12的圆筒状筒部14上，但也可同时在隔膜15上形成。
(实施形态2)
图3是表示应用了本发明的实施形态2的旋转台装置的纵向剖视图，图4(a)和图4(b)是表示杯形挠性外齿齿轮的主视图和纵向剖视图。
实施形态2的旋转台装置101与实施形态1的旋转台装置1基本上具有相同的结构。即，旋转台装置101包括：装置壳体102、以同轴且可自由旋转的状态支撑在该装置壳体上的旋转台103、为了将旋转台103以旋转自如的状态支撑在装置壳体102上而配置在它们之间的轴承机构104、以及用于驱动旋转台103绕中心轴线101a旋转的波动齿轮减速机105。在波动齿轮减速机105上连结着电动机等旋转驱动源(未图示)。
装置壳体102呈上下端开口的圆筒状，其上端开口部处于被旋转台103封闭的状态，其下端开口部被圆盘状凸缘106封闭。杯型波动齿轮减速机105朝上下方向配置在由装置壳体102、旋转台103和圆盘状凸缘106围起的内部空间107内。
波动齿轮减速机105包括：与装置壳体102形成一体的内齿111、杯形的挠性外齿齿轮112、以及波动发生器113。挠性外齿齿轮112包括：圆筒状筒部114、与该圆筒状筒部的上端连续并向径向内侧扩展的隔膜115、与该隔膜115的内周缘连续形成的圆环状轮毂116、以及在圆筒状筒部114上端开口部的外周面部分上形成的外齿117。
波动发生器113例如包括：椭圆形轮廓的刚性凸轮板118、以及安装在该刚性凸轮板的外周面上的波形轴承119。波形轴承119是具有挠性外圈和内圈的滚珠轴承。该波动发生器113以封闭挠性外齿齿轮112的开口端的状态嵌入在该挠性外齿齿轮112内。
波动齿轮减速机105的润滑机构如下构成。在挠性外齿齿轮112的隔膜115上，在同心圆上以一定的角度间隔形成有供油孔121。例如，以60度的角度间隔形成有六个供油孔121。在装置壳体102上形成有将润滑油从外部向内部空间107供给用的一个供油路122。该供油路122的内侧开口122a位于挠性外齿齿轮112的隔膜115的外侧，从此处向与中心轴线101a正交的方向直线状延伸，其外侧开口122b在装置壳体102的外周面露出。
另一方面，在内齿111与外齿117啮合的部分下侧的装置壳体102的内周面部分上形成有油回收路123的内侧开口123a。该内侧开口123a相对于供油路122的内侧开口122a位于与中心轴线101a相同的一侧。油回收路123从内侧开口123a沿与中心轴线101a正交的方向延伸后垂直朝下方弯曲，再沿与中心轴线101a正交的方向延伸，其外侧开口123b在形成于装置壳体102下端的大径凸缘102a的外周面露出。供油路122和油回收路123也可形成多个。
在此，润滑油从外部润滑油供给源压送到供油路122内。油回收路123与润滑油回收用的吸引泵(未图示)的吸入口连通，润滑油通过该油回收路123被强制吸引回收。
从润滑油供给源供给供油路122的润滑油从供油路122的内侧开口122a向内部喷射。喷射出的润滑油被喷射到旋转着的挠性外齿齿轮112的形成有供油孔121的部分上。其结果，被喷射的润滑油的一部分从供油孔121进入挠性外齿齿轮112的内侧。进入内侧后的润滑油对波动发生器113的波形轴承119的部分进行润滑。而没有进入供油孔121的润滑油被供给到内齿111与外齿117的啮合部分，对该部分进行润滑。
另一方面，润滑油通过油回收路123被未图示的吸引泵强制吸引。因此，进入挠性外齿齿轮112内侧的润滑油经过波动发生器113的波形轴承119的部分而被强制地向挠性外齿齿轮112的开口端侧吸引。同样，对内齿111与外齿117的啮合部分供给的润滑油也经过该部分而被强制地向外齿齿轮112的开口端侧吸引。被吸引到开口端下侧的润滑油经过油回收路123回收到外部。
这样，润滑油经过挠性外齿齿轮112上形成的供油孔121被强制向内部供给，对波形轴承119的部分进行润滑。供给到内部的润滑油被强制吸引，从挠性外齿齿轮112的内侧回收到其开口端侧。因此，可防止因挠性外齿齿轮112的内部负压状态而引起的润滑油抽吸现象。而且对啮合部分也能可靠地供给润滑油。此外，通过使润滑油强制循环，可对开始使用时从机构部产生的初期磨损粉末等杂物进行冲洗并将其向外部排出。因此也能可靠地防止因磨损粉末而引起的波动齿轮减速机的滑动部分、轴承部分等的损伤。
本例的润滑方法也可适用于在旋转台装置以外的机床中使用波动齿轮减速机的情况。

Claims (4)

1.一种波动齿轮减速机的润滑方法，对配置在装置壳体内的波动齿轮减速机中的嵌入在杯形挠性外齿齿轮内侧的波动发生器的轴承部分、以及挠性外齿齿轮与刚性内齿齿轮的啮合部分供给润滑油，其特征在于，
在挠性外齿齿轮的圆筒状筒部和构成该圆筒状筒部的底面部分的隔膜中的至少一方上形成供油孔，
将从装置壳体外侧导入的润滑油向形成有润滑油供油孔的挠性外齿齿轮的部位喷射，
将润滑油通过所述供油孔强制性地导入挠性外齿齿轮的内侧，
将强制导入挠性外齿齿轮内侧的润滑油向嵌入在该挠性外齿齿轮的开口端部内的波动发生器的轴承部分供给。
2.如权利要求1所述的波动齿轮减速机的润滑方法，其特征在于，
将导入装置壳体内的润滑油强制吸引到挠性外齿齿轮的开口端侧，将挠性外齿齿轮内侧的润滑油强制性地向波动发生器的轴承部分供给，并且将没有从供油孔进入挠性外齿齿轮内侧的润滑油强制性地向挠性外齿齿轮与刚性内齿齿轮的啮合部分供给，
将经由所述轴承部分和啮合部分被强制吸引的润滑油回收到装置壳体外部。
3.一种使用权利要求1或2所述的润滑方法的波动齿轮减速机的挠性外齿齿轮，其特征在于，包括：
圆筒状筒部、从圆筒状筒部的一端向径向内侧延伸的隔膜、以及在圆筒状筒部另一开口端的外周面部分上形成的外齿，
在所述圆筒状筒部和所述隔膜中的至少一方上形成有供油用的通孔。
4.一种旋转台装置，其特征在于，包括：
装置壳体、
以可自由旋转的状态支撑在所述装置壳体上的旋转台、以及
配置在由所述装置壳体和所述旋转台围起的内部空间内并驱动所述旋转台旋转的波动齿轮装置，
所述波动齿轮装置包括：固定在所述装置壳体上的刚性内齿齿轮、与所述旋转台同轴状连结的杯形挠性外齿齿轮、以及嵌入在该挠性外齿齿轮的开口端部内的波动发生器，
所述挠性外齿齿轮包括在其圆筒状筒部和构成圆筒状筒部的底面部分的隔膜中的至少一方上形成的供油孔，
所述装置壳体包括：供油路，该供油路用于将润滑油从外部导入并将该润滑油朝形成有所述供油孔的挠性外齿齿轮的部位喷射；以及油回收路，该油回收路用于将润滑油强制吸引到所述挠性外齿齿轮的开口端侧，从而将该润滑油回收到所述装置壳体外。
CN2008100817479A 2007-03-08 2008-03-07 波动齿轮减速机的润滑方法、波动齿轮减速机的挠性外齿齿轮和旋转台装置 Active CN101260932B (zh)

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