波動齒輪裝置的制作方法

本發明涉及具備杯形狀或者禮帽形狀的柔性外齒齒輪的波動齒輪裝置。更詳細而言，涉及內置有潤滑油加熱用的加熱器、即便在難以起動的極低溫環境下也能夠起動的波動齒輪裝置。

背景技術：

作為波動齒輪裝置，已知具備杯形狀的柔性外齒齒輪的杯型波動齒輪裝置及具備禮帽形狀的柔性外齒齒輪的禮帽型波動齒輪裝置。杯形狀的外齒齒輪中，在能夠彎曲變形成非圓形的圓筒狀主體部的前側開口端側的部位的外周面部分形成有外齒，在其后側開口端形成有向半徑方向的內側延伸的隔膜，在隔膜的內周緣形成有圓盤狀或者圓環狀的凸臺。隔膜及凸臺相當于杯形狀的底部分。外齒齒輪借助凸臺而緊固于負載側部件等部件。禮帽形狀的外齒齒輪中，在圓筒狀主體部的前側開口端的外周面部分形成有外齒，在其后側開口端形成有向半徑方向的外側延伸的隔膜，在隔膜的外周緣形成有圓環狀的凸臺。隔膜及凸臺相當于禮帽形狀的帽檐部分。

杯型波動齒輪裝置或者禮帽型波動齒輪裝置中，通過填充或者涂布在其內部的潤滑油來對潤滑對象的各接觸部進行潤滑。用潤滑油潤滑各部分的波動齒輪裝置在低溫環境下使用時有時無法用低容量的馬達起動。

專利文獻1中提出如下方法：在低溫環境下、例如－30℃的低溫下，從外部對波動齒輪裝置進行加熱，由此，使潤滑油的粘性降低而順利地驅動波動齒輪裝置。此處所公開的波動齒輪裝置中，由熱傳導率高的原料制造部件，在內齒齒輪的外周面安裝加熱器并使其成為面接觸狀態，將來自加熱器的熱傳遞到波動齒輪裝置的整體。基于配置在加熱器附近的溫度計的測定結果，調整加熱器的溫度，從而將涂布在內齒齒輪與外齒齒輪之間、波動發生器與外齒齒輪之間及波動發生器內的潤滑油的溫度維持恒定(專利文獻1的段落0008～0014)。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007－255607號公報

技術實現要素：

低溫環境下的波動齒輪裝置用低溫專用潤滑油潤滑，但是，在－30℃以下的環境下，因潤滑油的粘性的影響，起動時的旋轉扭矩陡增，有時無法用低容量的馬達起動。另外，在極低溫環境下、例如－55℃以下的環境下，因潤滑油的塑性、粘性的影響，起動時的旋轉扭矩陡增，有時無法用低容量的馬達起動。此處，關于低溫專用潤滑油，重視波動齒輪裝置的起動性，使用運動粘度小的基油，但是，在室溫以上的環境下的高負載運轉中無法期待充分的潤滑性能。

專利文獻1中公開的方法在低溫環境下使用加熱器對波動齒輪裝置的整體進行加熱，從而將各部分的潤滑油的溫度維持恒定。但是，為了將各部分的潤滑油的溫度維持恒定，需要較大的熱量。另外，從內齒齒輪的外周面側進行加熱的情況下，在將波動發生器內部的潤滑油加熱到規定溫度需要時間。另外，如果增加投入熱量，則接近于加熱器的部分的潤滑油陷入過熱達室溫以上的狀態，可能無法發揮充分的潤滑性能。特別是，在極低溫環境下，很難將波動齒輪裝置內部的潤滑油的溫度維持恒定。

本發明的課題鑒于這一點，提供一種波動齒輪裝置，該波動齒輪裝置通過對內部的一部分潤滑油溫度進行控制，即便在難以起動的極低溫環境下，也能夠可靠地起動。

為了解決上述的課題，本發明的波動齒輪裝置包括：

剛性的內齒齒輪；

柔性的外齒齒輪，該柔性的外齒齒輪呈杯形狀或者禮帽形狀；

波動發生器，該波動發生器安裝在所述外齒齒輪的內側，將該外齒齒輪彎曲變形成非圓形而與所述內齒齒輪局部嚙合，并使這兩個齒輪的嚙合位置在圓周方向上移動；以及

潤滑油溫度控制機構，該潤滑油溫度控制機構對填充在所述外齒齒輪的內側的潤滑油中覆蓋所述波動發生器的外周側部分的潤滑油部分的溫度進行控制，

所述潤滑油溫度控制機構具備加熱器，該加熱器從裝置中心軸線的方向在所述波動發生器的外周側部分的整周上與所述波動發生器的外周側部分對置。

在低溫環境下、特別是極低溫環境下的波動齒輪裝置的起動扭矩受配置在外齒齒輪的內側的波動發生器部分的潤滑油量和該部分的潤滑油溫度的影響很大。即，如果該部分的潤滑油的塑性、粘性阻力較高，則起動扭矩大幅升高。另外，一旦起動，即、波動發生器通過馬達開始旋轉，則波動齒輪裝置的運轉扭矩因涂布在波動發生器上的潤滑油或者填充在其周圍的潤滑油的流動(例如、潤滑油向波動發生器的軌道部移動)、由潤滑油的粘性所引起的發熱(受到高剪切力的波動發生器的軸承軌道部因粘性阻力而發熱)等而減少，返回通常的旋轉扭矩。

因此，可否起動成為問題，只要在起動前降低涂布或填充在左右可否起動的波動發生器部分的潤滑油、覆蓋其周圍的潤滑油的塑性、粘性阻力即可。即，通過對波動齒輪裝置內部的潤滑油中位于波動發生器的軸承部分的內部或者周圍的特定的潤滑油部分的溫度進行控制(加熱)，即便在低溫環境下、特別是極低溫環境下，也能夠起動波動齒輪裝置。

本發明的波動齒輪裝置中，著眼于這一點，在配置在外齒齒輪的內側的波動發生器的外周側部分(波動發生器)的附近配置加熱器。由此，能夠通過加熱器對涂布在波動發生器的外周側部分或者填充在其周圍的特定的潤滑油部分進行加熱，控制該潤滑油部分的溫度。

由此，能夠降低在低溫環境下的波動齒輪裝置的起動扭矩，即便通過低容量的馬達也能夠起動波動齒輪裝置。另外，只要僅對一部分潤滑油(即、配置在特定部分的潤滑油)進行加熱即可，因此，不需要像對波動齒輪裝置內部的潤滑油整體進行加熱而維持在一定溫度的情形那樣大的熱量，也不會產生位于接近加熱器的位置的潤滑油部分陷入過熱狀態、無法期待充分的潤滑性能等弊端。

本發明的波動齒輪裝置中，潤滑油溫度控制機構優選包括：溫度檢測器，該溫度檢測器對波動齒輪裝置的潤滑油部分的溫度進行檢測；和控制部，該控制部基于溫度檢測器的檢測溫度驅動加熱器而對起動時的所述潤滑油部分的溫度進行控制。由此，能夠高精度地進行潤滑油溫度控制。

本發明的波動齒輪裝置中，可以使加熱器在外齒齒輪的內周面的整周上以非接觸狀態與該內周面對置。

另外，還可以使加熱器在外齒齒輪的內周面的整周上與該內周面接觸。這種情況下，只要使用具備可以與外齒齒輪的內周面一同進行彎曲變形的彎曲變形性的加熱器即可。例如，作為加熱器，可以使用卷繞為螺旋彈簧狀的發熱絲、硅橡膠加熱器等板狀的加熱器等。

使用硅橡膠加熱器等板狀的加熱器的情況下，可以將該加熱器貼附在外齒齒輪的內周面的整周上。

本發明的波動齒輪裝置中，可以通過與外齒齒輪一體旋轉的加熱器支撐部件來支撐加熱器。

具備杯形狀的柔性外齒齒輪的波動齒輪裝置優選包括：輸出凸緣；壓緊部件；以及緊固螺栓，該緊固螺栓以在壓緊部件與輸出凸緣之間夾持外齒齒輪的凸臺的狀態將這三個部件緊固。這種情況下，只要將支撐加熱器的加熱器支撐部件固定于壓緊部件即可。或者，可以由單一部件形成壓緊部件和加熱器支撐部件。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式所涉及的杯型波動齒輪裝置的縱向截面圖。

圖2是表示圖1的潤滑油溫度控制機構的變形例1的半縱向截面圖。

圖3是表示圖1的潤滑油溫度控制機構的變形例2的半縱向截面圖。

圖4是表示圖1的潤滑油溫度控制機構的變形例3的半縱向截面圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，對應用了本發明的波動齒輪裝置的實施方式進行說明。

(整體構成)

圖1是表示本實施方式所涉及的杯型波動齒輪裝置的縱向截面圖。波動齒輪裝置1具有筒狀的裝置外殼2。在裝置外殼2的后端部(附圖中的下側的部位)借助交叉滾子軸承3以旋轉自如的狀態安裝有圓盤狀的輸出凸緣4。

在裝置外殼2的外周部形成有安裝凸緣2a，此處，在圓周方向上以規定間距形成有螺栓孔2b。在裝置外殼2的前端部的圓形內周面形成有內齒5a。該前端部作為剛性的內齒齒輪5發揮作用。換言之，在裝置外殼2上一體形成有內齒齒輪5。在裝置外殼2的內部同軸地配置有杯形狀的柔性的外齒齒輪6。在外齒齒輪6的內側同軸地安裝有波動發生器7。波動發生器7將外齒齒輪6彎曲變形成非圓形、例如橢圓狀而使其與內齒齒輪5局部嚙合。

波動發生器7包括：具備輸入軸連結用的軸孔8a的剛性的插塞8和安裝在該插塞8的橢圓狀的外周面的波動軸承9。波動軸承9為具備能夠在半徑方向上彎曲變形的軌道圈的軸承，在安裝于插塞8的狀態下，其外圈外周面被彎曲變形成橢圓狀。插入于插塞8的軸孔8a的輸入軸10通過緊固螺栓11等而同軸地緊固于插塞8。來自馬達等的輸出旋轉經由輸入軸10輸入到波動發生器7。

外齒齒輪6具備能夠彎曲變形成非圓形的圓筒狀主體部6a。在該圓筒狀主體部6a的前側開口端側的外周面部分形成有外齒6c。將圓筒狀主體部6a的形成有外齒6c的部分稱為外齒形成部分。隔膜6f從圓筒狀主體部6a的后端向半徑方向的內側延伸。與隔膜6f的內周緣相連續地形成有圓環狀的凸臺6g。

在外齒齒輪6的圓筒狀主體部6a的外齒形成部分的內側安裝有波動發生器7。外齒形成部分被波動發生器7彎曲變形成橢圓形狀，位于橢圓形狀的長軸的兩端的外齒6c與內齒齒輪5的內齒5a嚙合。

外齒齒輪6的凸臺6g以夾持在壓緊部件12與輸出凸緣4之間的狀態通過多根緊固螺栓13同軸地緊固于輸出凸緣4。在壓緊部件12上形成有圓筒部分12a和從該圓筒部分12a的前側開口端向半徑方向的外側擴展的圓盤狀部分12b。圓筒部分12a從凸臺6g的前側嵌入于其中空孔及輸出凸緣4的中空孔，對凸臺6g和輸出凸緣4進行定位使他們同軸。以在圓盤狀部分12b與輸出凸緣4之間夾持有凸臺6g的狀態通過緊固螺栓13將這三個部件緊固。

(潤滑油溫度控制機構)

在波動齒輪裝置1上裝配有潤滑油溫度控制機構15。潤滑油溫度控制機構15對填充在外齒齒輪6的內側的潤滑油16中覆蓋波動發生器7的外周側部分的潤滑油部分16a的溫度進行控制。即，如圖中的點劃線的框所示，對涂布、填充在波動發生器7的波動軸承9的內部的潤滑油、位于波動軸承9的側方的潤滑油的溫度進行控制。

潤滑油溫度控制機構15具備圓環狀的加熱器17，該加熱器17從裝置中心軸線1a的方向在波動發生器7的外周側部分的整周上與波動發生器7的外周側部分對置。另外，還包括：對潤滑油部分的溫度進行檢測的熱電偶等溫度檢測器18和控制部19，該控制部19基于溫度檢測器18的檢測溫度驅動加熱器17，從而對波動齒輪裝置1起動時的潤滑油部分16a的溫度進行控制。

此處，加熱器17是將長方形截面的板狀加熱器形成為圓環狀而得到的，并安裝于圓筒形狀的加熱器支撐部件21。加熱器支撐部件21在本例中一體形成在固定于凸臺6g的壓緊部件12上。即，在壓緊部件12的圓盤狀部分12b的外周緣部沿著裝置中心軸線1a的方向形成有延伸至波動發生器7的附近位置的圓筒狀的加熱器支撐部件21。在加熱器支撐部件21的前端開口部21a安裝有圓環狀的加熱器17，加熱器17以規定間隔從裝置中心軸線1a的方向與波動發生器7的外周側部分(波動軸承9的部分)對置。

具備潤滑油溫度控制機構15的波動齒輪裝置1中，在外齒齒輪6的內部的波動發生器7的外周部分附近配置有加熱器17。可以通過加熱器17，對外齒齒輪6的內部的潤滑油16中的一部分潤滑油的溫度進行控制。

即便使用能夠獲得的波動齒輪裝置用的低溫專用潤滑油的情況下，在－55℃以下的極低溫狀態的情形下，潤滑油固化，也無法于－65℃用通常的馬達起動波動齒輪裝置1。本例的波動齒輪裝置1中，使用潤滑油溫度控制機構15，對外齒齒輪6的內部的潤滑油16中波動發生器7的外周側部分的潤滑油部分進行加熱，將其控制在高于－55℃的溫度狀態。由此，即便在極低溫環境下，也能夠使波動齒輪裝置1可靠地起動。

(潤滑油溫度控制機構的變形例1)

圖2是應用了本發明的波動齒輪裝置的半縱向截面圖，給出潤滑油溫度控制機構15的變形例1。本例的潤滑油溫度控制機構15a具備圓錐臺狀的加熱器17a，該圓錐臺狀的加熱器17a朝向波動發生器7向半徑方向的外側擴展。除此以外的構成與圖1所示的情形相同，因此，省略說明。

(潤滑油溫度控制機構的變形例2)

圖3是應用了本發明的波動齒輪裝置的半縱向截面圖，給出潤滑油溫度控制機構15的變形例2。本例的潤滑油溫度控制機構15b具備圓環狀的加熱器17b，該圓環狀的加熱器17b的構成為：將發熱絲卷繞為螺旋彈簧狀。除此以外的構成與圖1所示的情形相同。

加熱器17b安裝在圓環狀的安裝凸緣21b的外周面，該圓環狀的安裝凸緣21b從加熱器支撐部件21的前端開口部21a向半徑方向的外側擴展。另外，通過該安裝凸緣21b的外周緣部在整周上接觸外齒齒輪6的圓筒狀主體部6a的內周面。伴隨橢圓狀輪廓的波動發生器7的旋轉，圓筒狀主體部6a的各部分在半徑方向上反復彎曲變形。圓環狀的加熱器17b具備能夠追隨圓筒狀主體部6a的彎曲變形的彎曲變形性，因此，維持在整周上接觸圓筒狀主體部6a的內周面的狀態。

(潤滑油溫度控制機構的變形例3)

圖4是應用了本發明的波動齒輪裝置的半縱向截面圖，給出潤滑油溫度控制機構15的變形例3。本例的潤滑油溫度控制機構15c的加熱器17c是使硅橡膠加熱器等具備彈性特性(彎曲變形性)的板狀加熱器形成為圓筒形狀而得到的。另外，加熱器17c通過粘結劑等直接貼附在外齒齒輪6的圓筒狀主體部6a的內周面的整周上。因此，不需要上述各例中的加熱器支撐部件21。除此以外的構成與圖1所示的情形相同。