波動齒輪裝置的潤滑方法與流程

本發明涉及波動齒輪裝置，特別涉及一種使用了潤滑性粉體的波動齒輪裝置的潤滑方法。

背景技術：

波動齒輪裝置大多數用機油及潤滑脂進行潤滑。專利文獻1中公開的波動齒輪裝置中，具備：從潤滑脂積存盒向需要潤滑的部分供給潤滑脂的機構。在專利文獻2記載的波動齒輪裝置中，在杯形狀的外齒齒輪的內部配置有與外齒齒輪一體旋轉的機油箱，利用離心力，從機油箱向需要潤滑的部分供給機油。在專利文獻3公開的動力傳遞裝置中，為了降低滑動部件間的摩擦、磨損，使滑動面為規定表面粗糙度的面，將該面用碳系被膜覆蓋，此外，對由碳系被膜覆蓋的滑動面之間進行潤滑脂的潤滑。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013－92217號公報

專利文獻2：日本特開2011－64304號公報

專利文獻3：日本特開2009－41747號公報

技術實現要素：

波動齒輪裝置通常用作減速器，波動發生器通過馬達等而高速旋轉。如果用機油或者潤滑脂對波動發生器中的與外齒齒輪的接觸部分及波動發生器內部的接觸部分進行潤滑，則因高速旋轉的波動發生器而使粘性阻力損失增大。因此，波動齒輪裝置在低負載區域、高速旋轉區域的效率降低。

本發明的課題是提出一種與使用潤滑脂或者機油作為潤滑劑的情形相比能夠大幅提高在低負載區域、高速旋轉區域的效率的波動齒輪裝置的潤滑方法。

另外，本發明的課題是提供一種與使用潤滑脂或者機油作為潤滑劑的情形相比能夠大幅提高在低負載區域及高速旋轉區域的效率的波動齒輪裝置。

為了解決上述的課題，本發明的波動齒輪裝置的潤滑方法的特征在于，使用具有層狀結晶結構的規定粒徑及規定硬度的無機系潤滑性粉體，來對波動齒輪裝置中的外齒齒輪及內齒齒輪的除了齒部以外的潤滑對象的接觸部分別進行潤滑。

填充成覆蓋波動發生器中的與其它部件的接觸部及其內部的接觸部的狀態的潤滑性粉體具備層狀結晶結構，且是沿著各層面滑動的結構的固體潤滑劑。潤滑性粉體在波動齒輪裝置運轉時在各接觸面之間被壓碎，移動附著在形成接觸部的雙方的接觸面從而形成薄薄的表面膜。另外，被薄薄地壓延，并被進一步細分化而變為容易進入接觸部的內部(接觸面之間)的形狀。

通過像這樣形狀變化后的微粉末和形成于雙方的接觸面上的薄薄的表面膜，來維持接觸部的潤滑。另外，由于移動附著在接觸面的薄薄的表面膜以及被壓延而被細分化得到的微粉末均沒有粘性，所以能夠實現波動齒輪裝置在低負載區域及高速旋轉區域的高效率。進而，像這樣由運轉條件所引起的效率變化變少，因此，波動齒輪裝置的控制性也有所提高。

為了得到規定的潤滑效果，實現波動發生器的順暢旋轉，優選使用平均粒徑為15μm以下的微小粉體，作為潤滑性粉體。另外，優選潤滑性粉體為莫氏硬度為1.5以下的柔軟的粉體。

特別是為了從波動齒輪裝置的運轉初期開始就發揮潤滑效果，實現波動發生器的順暢旋轉，優選使用對潤滑性粉體進行壓延而破碎成鱗片狀所得到的微粉末。

作為具有層狀結晶結構的潤滑性粉體，可以使用二硫化鉬、二硫化鎢、石墨、氮化硼中的任意一種。二硫化鉬、石墨具有六方晶這樣的層狀結晶結構，氮化硼具有鱗片狀結晶結構。另外，還可以將這些物質中的2種以上的潤滑性粉體組合使用。

接下來，本發明的波動齒輪裝置的特征在于，包括：剛性的內齒齒輪；柔性的外齒齒輪，該柔性的外齒齒輪同軸地配置于該內齒齒輪的內側；以及波動發生器，該波動發生器同軸地安裝于該外齒齒輪的內側，并將該外齒齒輪彎曲變形成非圓形而使之與所述內齒齒輪嚙合，使這兩個齒輪的嚙合位置在周向上移動，在所述外齒齒輪的內側及所述波動發生器的內部填充有上述潤滑性粉體。另外，在內齒齒輪和外齒齒輪的齒部涂敷或填充有機油潤滑劑或者潤滑脂潤滑劑。

附圖說明

圖1是表示波動齒輪裝置之一例的縱向剖視簡圖及主視簡圖。

圖2是表示粉體潤滑和潤滑脂潤滑時的減速器效率的比較結果的圖表。

圖3是表示在運轉后成為微粉末狀態的潤滑性微小粉體的顯微鏡照片。

圖4是表示進行壓延而成為薄薄的鱗片形狀的潤滑性微小粉體的顯微鏡照片。

具體實施方式

以下，參照附圖，對本發明的波動齒輪裝置的潤滑方法進行說明。

圖1(a)、(b)是表示可應用本發明的波動齒輪裝置之一例的縱向剖視簡圖及主視簡圖。波動齒輪裝置1被稱之為杯型，其包括：圓環狀的剛性的內齒齒輪2、呈杯形狀的柔性的外齒齒輪3、以及橢圓狀輪廓的波動發生器4。外齒齒輪3同軸地配置于內齒齒輪2的內側。波動發生器4安裝于外齒齒輪3中的圓筒狀的外齒形成部分3a的內側。形成于外齒形成部分3a的外周的外齒在橢圓形狀的長軸l的兩端位置與內齒齒輪2的內齒嚙合，其中，該外齒形成部分3a被波動發生器4彎曲變形成橢圓狀。

將波動齒輪裝置1用作減速器的情況下，波動發生器4通過未圖示的馬達等而高速旋轉。例如，內齒齒輪2固定于未圖示的外殼等，外齒齒輪3減速旋轉。減速旋轉被未圖示的輸出軸取出，其中該未圖示的輸出軸與形成于外齒齒輪3的剛性的凸臺3b同軸地連結。

波動齒輪裝置1的主要潤滑部分為：內齒齒輪2與外齒齒輪3之間的接觸部(齒部)a、外齒齒輪3的外齒形成部分3a的內周面與波動發生器4的外周面之間的接觸部b、以及波動發生器4的內部的接觸部c。波動發生器4的內部的接觸部c為：波動插塞4a與波動軸承4b之間的接觸部分、波動軸承4b的構成零部件之間的接觸部分等。通常是對這些接觸部分之中的接觸部(齒部)a進行機油潤滑或者潤滑脂潤滑。

與此相對，對接觸部b及接觸部c進行微小粉體潤滑。即，使用具有層狀結晶結構的柔軟的無機系潤滑性微小粉體進行潤滑。根據本發明的發明人的實驗，確認了：為了得到規定的潤滑效果，實現波動發生器4的順暢旋轉，優選使用平均粒徑為15μm以下的微小粉體作為潤滑性微小粉體，并優選為莫氏硬度1.5以下的柔軟的微小粉體。

作為具有層狀結晶結構的潤滑性微小粉體，可以使用二硫化鉬、二硫化鎢、石墨、氮化硼中的任意一種。還可以將這些物質中的2種以上潤滑性粉體組合使用。

圖2是表示：使用潤滑脂對波動齒輪裝置進行潤滑的情形和使用潤滑性微小粉體對波動齒輪裝置的齒部以外的部分進行潤滑的情形的減速器效率的比較結果之一例的圖表。針對圖1所示的波動齒輪裝置1(a型)用潤滑脂進行潤滑的情形以及用潤滑性微小粉體進行潤滑的情形中的各旋轉數的輸出扭矩與效率的關系分別示于圖2(a)及(b)。另外，針對形狀與波動齒輪裝置1不同的杯型波動齒輪裝置(b型)用潤滑脂進行潤滑的情形及用潤滑性微小粉體進行潤滑的情形的關系分別示于圖2(c)及(d)。

由這些圖表可知：是微小粉體潤滑的情況下，與潤滑脂潤滑相比，在低負載區域的效率有所提高，另外，幾乎沒有由輸入旋轉數所引起的效率差。此外，表示出了效率在大致整個運轉區域中大約為90％(大致為接近于波動齒輪裝置的齒輪嚙合效率的值)。因此，由于通過使用本發明的微小粉體潤滑而使得由運轉條件所引起的效率變化變少，所以控制性得到提高。

接下來，本發明的發明人觀察了波動齒輪裝置運轉后的潤滑性微小粉體的狀態，結果確認到如下動向。

即，所填充的潤滑性微小粉體在波動齒輪裝置運轉時，在各接觸部的接觸面之間被壓碎，移動附著在雙方的接觸面而形成薄薄的表面膜。另外，被薄薄地壓延，并被進一步細分化而變為容易進入接觸面內的微粉末。圖3(a)是表示運轉后在各接觸部所生成的微粉末的顯微鏡照片(×100)，圖3(b)是表示其一部分的放大顯微鏡照片(×1000)。

通過像這樣形狀變化后的微粉末和形成于雙方的接觸面的薄薄的表面膜，來維持接觸部的潤滑，對降低各摩擦部的摩擦阻力也具有效果。另外，移動附著在接觸面的薄薄的表面膜以及被壓延而被細分化得到的微粉末均沒有粘性，因此，不會有出現粘性阻力損失。

此外，還確認了：根據使用了具有層狀結晶結構的潤滑性微小粉體的潤滑方法，得到如下效果。

(a)能夠在低溫(－75℃)至高溫(250℃：即便是微粉末的氧化溫度較低的二硫化鉬也沒有氧化的溫度)的寬幅范圍的使用溫度下進行潤滑。

(b)與利用機油、潤滑脂進行潤滑相比，利用潤滑性微小粉體進行潤滑時發熱較少。例如，根據本發明的發明人的實驗，確認到了：與潤滑脂潤滑時的波動齒輪裝置的內部溫度相比，利用潤滑性微小粉體進行潤滑的情形下，內部溫度低約15～18℃。

(c)利用機油、潤滑脂進行潤滑的情形下，在靜載荷時潤滑劑會從接觸面流出，但是，利用潤滑性微小粉體進行潤滑的情形下，潤滑劑就不會因靜載荷而從接觸面流出。因此，停止期間較長，在低頻率動作時也能夠可靠地潤滑接觸部。

(d)利用潤滑性微小粉體進行潤滑還能夠應對低速輸入旋轉的情形。

此處，確認到了：為了從波動齒輪裝置的運轉初期開始就實現充分的潤滑效果、更順暢的波動發生器旋轉，進行在低負載下的磨合運轉(老化)非常有效。

另外，確認到了：如果在波動齒輪裝置組裝前，在各接觸部的每個接觸面上，通過低面壓下的滑動、滾動，使潤滑性微小粉體移動附著在各接觸面，則可以省略磨合運轉。確認到了：通過對各接觸面進行潤滑性微小粉體的噴丸處理(shotpeening)，來進行移動附著，也非常有效。

此外，可以預先對填充在外齒齒輪的內側及波動發生器的內部的潤滑性微小粉體進行壓延，使其成為薄薄的鱗片形狀的微小粉體。圖4(a)及(b)是表示被壓延而成為薄薄的鱗片形狀的微小粉體的顯微鏡照片(×100)，圖4(c)是表示其一部分的顯微鏡照片(×1000)。確認到了：如果填充像這樣的鱗片形狀的微小粉體，則特別是對實現運轉初期的波動發生器的順暢旋轉非常效果。

如上所述，通過本發明的潤滑性微小粉體對接觸部進行潤滑的波動齒輪裝置中，波動發生器沒有出現粘性阻力損失，能夠實現在低負載區域、高速旋轉區域的高效率。