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Hintergrund der Erfindung
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reihe von die Geschwindigkeit verändernden Vorrichtungen mit einer Zahnradstruktur und eine Reihe von Zahnradstrukturen.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Es wird die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-087826 , eingereicht am 12. April 2011 sowie der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-115240 , eingereicht am 23. Mai 2011 beansprucht, deren Inhalte hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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In einer Vorrichtung zur Geschwindigkeitsreduzierung bzw. Untersetzungsvorrichtung wird weithin eine Zahnradstruktur verwendet, in welcher ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad am äußeren Umfang eines Wellenbauteils in axialer Richtung angeordnet sind, um beispielsweise die Rate bzw. das Verhältnis der Geschwindigkeitsreduzierung anzupassen. Beispielsweise ist in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-89157 (
1) eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsreduzierung offenbart, welche mit einer in
5 gezeigten Zahnradstruktur ausgestattet ist.
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Diese Vorrichtung zur Geschwindigkeitsreduzierung Go wird im Gelenk eines Industrieroboters verwendet, und ist mit einer Zahnradstruktur 2 ausgestattet.
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In der Zahnradstruktur 2 sind ein erstes Zahnrad 6 und ein zweites Zahnrad 8 am äußeren Umfang eines hohlen Wellenbauteils 4 in axialer Richtung angeordnet. Wie in diesem Beispiel weist die Zahnradstruktur 2, in welcher das erste Zahnrad 6 und das zweite Zahnrad 8 direkt auf dem Wellenbauteil 4 ausgeformt sind, den Vorteil auf, dass kein Spiel auftritt (verglichen mit einer Struktur, in welcher ein Zahnradkörper mit einem Wellenbauteil unter Verwendung einer Passfeder oder ähnlichem verbunden ist).
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Durch das Anpassen bzw. Einstellen des Verhältnisses der Geschwindigkeitsreduzierung bzw. des Drehzahluntersetzungsverhältnisses (oder des Verhältnisses der Geschwindigkeitszunahme bzw. des Drehzahlsteigerungsverhältnisses) in dem Teil der Zahnradstruktur 2 kann das Drehzahluntersetzungsverhältnis bzw. Verhältnis der Geschwindigkeitsreduzierung der gesamten Vorrichtung Go auf vergleichsweise einfache Weise geändert werden.
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In einer solchen Zahnradstruktur 2, in welcher das erste Zahnrad 6 und das zweite Zahnrad 8 direkt auf dem Wellenbauteil 4 ausgeformt sind gibt es jedoch Probleme dergestalt, dass nicht nur das erste Zahnrad 6, sondern auch die Zahnradstruktur 2, welche das zweite Zahnrad 8 und das Wellenbauteil 4 aufweist, für jedes Untersetzungsverhältnis individuell gefertigt werden muss, wenn beispielsweise die Zähnezahl des ersten Zahnrads 6 geändert wird, um das Untersetzungsverhältnis zu ändern, und es ist eine starke Belastung der Herstellungskosten sowie der Einlagerungskosten der Untersetzungsvorrichtung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist gewünscht, eine Reihe von Untersetzungsvorrichtungen bereitzustellen, um die Herstellung mehrerer Arten von Untersetzungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Zahnradstrukturen zu geringen Kosten zu ermöglichen.
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Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung löst die oben beschriebenen Probleme, indem eine Reihe von Untersetzungsvorrichtungen mit einer Zahnradstruktur angenommen wird, in welcher ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad auf dem äußeren Umfang eines Wellenbauteils in axialer Richtung angeordnet sind, wobei die Reihe folgendes umfasst: eine die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl ändernde Vorrichtung, welche eine Zahnradstruktur A aufweist; und eine die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl ändernde Vorrichtung, welche eine Zahnradstruktur B aufweist, wobei die Zahnradstrukturen A und B respektive eine gemeinsame Grundstruktur aufweisen, in welcher ein erster Zahnbereich und ein zweiter Zahnbereich auf dem äußeren Umfang des Wellenbauteils in axialer Richtung angeordnet sind, wobei in der Zahnradstruktur A das erste Zahnrad der Zahnradstruktur A direkt unter Verwendung des ersten Zahnbereichs der Grundstruktur ausgeformt ist, und wobei in der Zahnradstruktur B das erste Zahnrad der Zahnradstruktur B ausgeformt ist, indem ein erster Zahnradkörper mit einem großen Durchmesser unter Verwendung einer Verbindung mittels plastischem Fliessen außerhalb des ersten Zahnbereichs der Grundstruktur befestigt wird.
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Zudem sind die Bezugszeichen „A” und „B” der Zahnradstruktur A und der Zahnradstruktur B nur hinzugefügt, um die beiden Zahnradstrukturen zu unterscheiden, und die Buchstaben „A” und „B” implizieren keine besondere Bedeutung. Zudem wird der Begriff „die Geschwindigkeit ändernde Vorrichtung” als das Konzept verwendet, welches sowohl die „die Geschwindigkeit verringernde Vorrichtung” bzw. Untersetzungsvorrichtung als auch die „die Geschwindigkeit steigernde Vorrichtung” bzw. Übersetzungsvorrichtung verwendet, wird aber nicht als das Konzept der „das Geschwindigkeitsverhältnis ändernde Vorrichtung” verwendet. Das heißt, das Verhältnis der Verringerung der Geschwindigkeit oder das Verhältnis der Steigerung der Geschwindigkeit jeder die Geschwindigkeit verändernden Vorrichtung kann in der die Geschwindigkeit verändernden Vorrichtung unveränderlich sein (natürlich kann das Geschwindigkeitsverhältnis geändert werden, aber dies ist in einer einzelnen die Geschwindigkeit verändernden Vorrichtung nicht essentiell notwendig).
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In der Erfindung sind mehrere Arten von die Geschwindigkeit ändernden Vorrichtungen mit verschiedenen darin aufgenommenen Zahnradstrukturen als eine Reihe von die Geschwindigkeit ändernden Vorrichtungen ausgeformt, wobei die Zahnradstruktur A und die Zahnradstruktur B eine spezielle Beziehung zueinander haben.
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Die Zahnradstruktur A und die Zahnradstruktur B respektive weisen eine „gemeinsame Basis- oder Grundstruktur” auf, in welcher ein erster Zahnbereich und ein zweiter Zahnbereich am äußeren Umfang des Wellenbauteils in axialer Richtung angeordnet sind. Zudem wird in der Zahnradstruktur A der erste Zahnbereich der Grundstruktur direkt (ohne Veränderung) als das erste Zahnrad der Zahnradstruktur A verwendet. Andererseits wird in der Zahnradstruktur B das erste Zahnrad der Zahnradstruktur B ausgeformt, indem ein erster Zahnradkörper mit einem großen Durchmesser in radialer Richtung außen an dem ersten Zahnbereich der Grundstruktur in radialer Richtung unter Verwendung von „Fügen mittels plastischem Fliessen” befestigt wird.
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Als Ergebnis kann das Zahnrad, welches zumindest in dem Bereich des ersten Zahnrads als die Zahnradstruktur verwendet wird, zu geringen Kosten auf einfach Weise gewechselt werden.
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Gemäß der Erfindung ist es möglich, verschiedene Arten von die Geschwindigkeit ändernden Vorrichtungen mit verschiedenen Zahnradstrukturen zu geringen Kosten herzustellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Diagramm, das eine Zahnradstruktur A1 und eine Zahnradstruktur B1 einer Reihe die Geschwindigkeit verändernder Vorrichtungen gemäß einem Beispiel eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei die 1(A) eine Schnittansicht ist, welche die Zahnradstruktur A1 darstellt, und 1(B) eine Schnittansicht ist, welche die Zahnradstruktur B1 darstellt.
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2 ist ein Diagramm, welche eine die Geschwindigkeit verändernde Vorrichtung Ga darstellt, welche mit der Zahnradstruktur A1 versehen ist, wobei die 2(A) eine gesamte Schnittansicht derselben ist, 2(B) eine Schnittansicht entlang der Linie IIB-IIB der 2(A) ist, und 2(C) eine Schnittansicht entlang der Linie IIC-IIC ist.
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3 ist ein Diagramm, das eine Untersetzungsvorrichtung Gb darstellt, welche mit der Zahnradstruktur B1 versehen ist, wobei 3(A) eine gesamte Schnittansicht derselben ist, 3(B) eine Schnittansicht entlang der Linie IIIB-IIIB der 3(A) ist, und 3(C) eine Schnittansicht entlang der Linie IIIC-IIIC ist.
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4 ist ein systematisches Diagramm, das eine Reihe darstellt, welche erzielt wird, indem die Reihe von Untersetzungsvorrichtungen mit der Zahnradstruktur A1 und der Zahnradstruktur B1 weiterentwickelt wird.
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5 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Untersetzungsvorrichtung darstellt, welche mit einer bestehenden Zahnradstruktur ausgestattet ist.
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Genaue Beschreibung der Erfindung
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Im Folgenden wird hierin ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen spezifisch beschrieben.
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1 ist eine Schnittansicht, die Anordnungen von Zahnradstrukturen A1 und B1 in einer Reihe von Untersetzungsvorrichtungen gemäß einem Beispiel eines Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt, 2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Untersetzungsvorrichtung Ga darstellt, welche mit der Zahnradstruktur A1 ausgestattet ist, und 3 ist eine Schnittansicht, welche eine Untersetzungsvorrichtung Gb darstellt, welche mit der Zahnradstruktur B1 ausgestattet ist.
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Eine Reihe von die Geschwindigkeit ändernden Vorrichtungen gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die Untersetzungsvorrichtung Ga auf, welche mit der Zahnradstruktur A1 ausgestattet ist und die Untersetzungsvorrichtung Gb, welche mit der Zahnradstruktur B1 ausgestattet ist.
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Im Folgenden wird, hauptsächlich mit Bezug auf die 2, die Konfiguration der Untersetzungsvorrichtung Ga (ausgestattet mit der Zahnradstruktur A1) beschrieben werden.
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Die Untersetzungsvorrichtung Ga wird in einem Gelenk eines Industrieroboters verwendet, und weist eine Eingangs- bzw. Antriebseinheit 12, eine Zahnradstruktur A1, und einen Hauptuntersetzungsmechanismus 16 auf.
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Die Antriebseinheit 12 ist ein Bauteil, auf welches die Rotation eines Motors (nicht gezeigt) übertragen wird, und welches in diesem Ausführungsbeispiel eine Eingangs- bzw. Antriebswelle 18 und ein Ritzel 20 aufweist, welches mit der Antriebswelle 18 einteilig ausgeführt ist.
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Die Zahnradstruktur A1 weist eine Konfiguration auf, in welcher ein erstes Zahnrad 24A und ein zweites Zahnrad 26 an dem äußeren Umfang eines Wellenbauteils 22 mit einem hohlen Bereich 20 in der axialen Richtung angeordnet sind. Das erste Zahnrad 24A kämmt mit dem Eingangs- bzw. Antriebszahnrad 30 des Hauptuntersetzungsmechanismus 16 an dessen hinterer Stufe. Die spezifischere Konfiguration der Zahnradstruktur A1 wird später im Detail beschrieben werden.
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Der Hauptuntersetzungsmechanismus 16 ist als ein oszillierender innen kämmender Planetengetriebemechanismus ausgeformt. Das Antriebszahnrad 30 des Hauptuntersetzungsmechanismus 16 ist an der exzentrischen Welle bzw. Exzenterwelle 32 befestigt. In 2 ist nur ein Satz des Antriebszahnrads 30 und der Exzenterwelle 32 dargestellt, aber tatsächlich sind drei Sätze von Antriebszahnrad 30 und Exzenterwelle 30 angeordnet. Die Exzenterwelle 32 ist einteilig mit zwei exzentrischen Körpern bzw. Exzenterkörpern 34 versehen, und ein außen verzahntes Zahnrad 38 ist daran mittels einer Rolle 36 derart befestigt, dass es in der Lage ist, sich in exzentrischer Weise (oszillierbar) zu drehen. Das außen verzahnte Zahnrad 38 kämmt von innen mit einem innen verzahnten Zahnrad 40. Das innen verzahnte Zahnrad 40 ist einteilig mit einem Gehäuse 42 ausgeführt, und die Anzahl der Zähne ist ein wenig (beispielsweise um einen Zahn) größer als die Anzahl der Zähne des außen verzahnten Zahnrads 38. Die Exzenterwelle 32 wird durch ein Paar erster und zweiter Träger 43 und 44 mittels Kegelrollenlagern 46 und 47 getragen, um sich drehen zu können. Die ersten und zweiten Träger 43 und 44 sind mittels einer Schraube 48 einteilig miteinander ausgeführt, und werden durch das Gehäuse 42 mittels eines Paars von Schrägkugellagern 50 und 51 getragen, um sich drehen zu können.
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Der Betrieb des Hauptuntersetzungsmechanismus 16 wird auf einfache Art beschrieben werden. Wenn beispielsweise das Gehäuse 42 (das innen verzahnte Zahnrad 40) fixiert ist, rotiert das außen verzahnte Zahnrad 38 langsam durch die Rotation der Exzenterwelle 32, während es von innen mit dem innen verzahnten Zahnrad 40 kämmt, und diese Rotation wird als die Drehung um die Achse O1 der Exzenterwelle 32 nach außen geführt, das heißt, die Drehung (Rotation) des ersten Trägers 43 (und des zweiten Trägers 44). Wenn andererseits der erste Träger (und der zweite Träger 44) fixiert ist, rotiert das außen verzahnte Zahnrad 38 nicht (kann das außen verzahnte Zahnrad 38 nicht rotieren), weil die Rotation der Exzenterwelle 32 eingeschränkt ist. Aus diesem Grund oszilliert das außen verzahnte Zahnrad 38 nur während es von innen mit dem innen verzahnten Zahnrad 40 kämmt aufgrund der Drehung (Rotation) der Exzenterwelle 32, deren Rotation eingeschränkt ist. Mit dieser Oszillation dreht sich das innen verzahnte Zahnrad 40, und das Gehäuse 42 welches einteilig mit dem innen verzahnten Zahnrad 40 ausgeführt ist, dreht sich (was eine sogenannte „Rahmendrehung” („frame turn”) ist).
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Die Untersetzungsvorrichtung G1 gemäß der vorliegenden Erfindung wird an einem Industrieroboter angebracht, um ein Gelenk desselben anzutreiben, das Gehäuse 42 oder der erste Träger 43 wird an einem Bauteil nahe eines Arms einer vorderen Stufe befestigt, und das jeweils andere wird an einem Bauteil nahe eines Arms der hinteren Stufe befestigt (diese sind alle nicht gezeigt). Dementsprechend kann der Arm der hinteren Stufe bezüglich des Arms der vorderen Stufe rotiert bzw. gedreht werden.
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Zudem ist in der Erfindung die spezifische Konfiguration des Untersetzungsmechanismus, welcher mit der Zahnradstruktur (in diesem Ausführungsbeispiel, die Untersetzungsvorrichtungen Ga und Gb) ausgestattet ist, nicht in besonderer Weise eingeschränkt.
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Als nächstes werden mit Bezug auf die 1 und 3, die Konfigurationen der Zahnradstruktur A1, welche an der Untersetzungsvorrichtung Ga angebracht ist, und der Zahnradstruktur B1, welche an der Untersetzungsvorrichtung Gb angebracht ist, in der Reihe der Untersetzungsvorrichtungen gemäß des Ausführungsbeispiels im Detail beschrieben werden.
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Zudem bezeichnen in der folgenden Beschreibung gleiche Bezugszeichen die gemeinsamen Bauteile in der Zahnradstruktur A1 und der Zahnradstruktur B1.
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1(A) stellt die Zahnradstruktur A1 dar, und 1(B) stellt die Zahnradstruktur B1 dar. Genauer gesagt stellt 1(A) einen Zustand dar, in welchem ein erster Zahnradkörper 80 in die Zahnradstruktur A1 eingepresst wird, um plastisch damit verbunden zu sein, und 1(B) stellt einen Zustand dar, in welchen die Zahnradstruktur B1 geformt wird, indem der erste Zahnradkörper 80 plastisch mit der Zahnradstruktur B1 verbunden wird.
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Die Zahnradstruktur A1 (welche an der Untersetzungsvorrichtung Ga der 1 angebracht ist), weist eine Konfiguration auf, in welcher das erste Zahnrad 24A und das zweite Zahnrad 26 am äußeren Umfang des Wellenbauteils 22 mit dem hohlen Bereich 22A in axialer Richtung angeordnet sind. Genauer gesagt weist die Zahnradstruktur A1 eine Grundstruktur 74 auf, in welcher ein erster Zahnbereich 70 und ein zweiter Zahnbereich 72 am äußeren Umfang des Wellenbauteils 22 in axialer Richtung angeordnet sind, und das erste Zahnrad 24A der Zahnradstruktur A1 ist ausgeformt, indem der erste Zahnbereich 70 der Grundstruktur 74 verwendet wird. Kurz gesagt heißt das, dass es eine Beziehung „das erste Zahnrad 24A der Zahnradstruktur A1 = der erste Zahnbereich 70” gibt.
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Zudem sind in diesem Ausführungsbeispiel der erste Zahnbereich 70 und der zweite Zahnbereich 72 direkt auf dem Wellenbauteil 22 ausgeformt. Diese Konfiguration ist hervorragend, weil kein Spiel zwischen dem Wellenbauteil 22 und den ersten und zweiten Zahnbereichen 70 und 72 auftritt. In der Erfindung müssen der erste Zahnbereich und der zweite Zahnbereich nicht notwendigerweise direkt in dem Wellenbauteil ausgeformt sein. Beispielsweise kann ein Bauteil, welche den ersten Zahnbereich und den zweiten Zahnbereich bildet, an dem Wellenbauteil mittels eines jeglichen Verfahrens wie beispielsweise einer Presspassung verbunden sein.
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Andererseits weist auch die Zahnradstruktur B1 (welche an der Untersetzungsvorrichtung Gb der 3 angebracht ist) eine Konfiguration auf, in welcher ein erstes Zahnrad 24B und ein zweites Zahnrad 26 in den äußeren Umfang des Wellenbauteils 22 mit dem hohlen Bereich 22A in axialer Richtung (angebracht sind, d. Übersetzer). Zudem umfasst die Zahnradstruktur B1 auch die Zahnradstruktur A1 und die gemeinsame Grundstruktur 74. Das erste Zahnrad 24B der Zahnradstruktur B1 wird jedoch geformt, indem ein erster Zahnradkörper 80 mit einem großen Durchmesser außen an dem ersten Zahnbereich 70 der Grundstruktur 74 in radialer Richtung durch eine Verbindung mittels plastischen Fließens befestigt wird. Das heißt, wenn das erste Zahnrad 24B der Zahnradstruktur B1 kurz in der gleichen Weise wie oben beschrieben wird, gibt es einen Zusammenhang „das erste Zahnrad 24B der Zahnradstruktur B1 = der erste Zahnbereich 70 + der erste Zahnradkörper 80. Zudem bezeichnet das hier erwähnte „Verbinden mittels plastischem Fliessen” dass der erste Zahnradkörper 80 in den äußeren Umfang des ersten Zahnbereichs 70 mit einer darauf in axialer Richtung X aufgebrachten Last eingepresst wird, sodass der erste Zahnbereich 70 und der erste Zahnradkörper 80 miteinander wie in 1(A) gezeigt verbunden werden.
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Der erste Zahnradkörper 80 weist einen hohlen Bereich 80A mit einem Innendurchmesser D1 (ein Innendurchmesser, welcher ein wenig kleiner ist als die Zahnhöhe 70h) auf, der einer Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70 entspricht. Hier entspricht die „Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70” der Höhe der Bergbereichs bzw. der Erhebungen des ersten Zahnbereichs 70, und bedeutet insbesondere den Abstand von der Achse des Wellenbauteils 22 zu der Zahnspitze. Zudem kann die „Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70” als der Abstand von dem inneren Umfang des hohlen Bereichs 22A des Wellenbauteils 22 zur Zahnspitze (dem Gipfel der Erhebungen) des ersten Zahnbereichs 70 definiert sein. Da der erste Zahnradkörper 80 den hohlen Bereich 80A mit einem Innendurchmesser D1 aufweist (ein Innendurchmesser, welcher ein wenig kleiner ist als die Zahnhöhe 70h), welcher der Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70 entspricht, kann die innere Umfangsfläche des ersten Zahnradkörpers 80 plastisch zwischen die Zähne des ersten Zahnbereichs 70 fließen, sodass der erste Zahnbereich 70 und der ersten Zahnradkörper 80 miteinander ohne jegliches Spiel verbunden sein können. Zudem sind in diesem Ausführungsbeispiel selbst bei dem zweiten Zahnrad 26 der zweite Zahnbereich 72 und der zweite Zahnradkörper 84 miteinander durch dieses Fügeverfahren miteinander verbunden. Dieses Fügeverfahren wird auch als „plastisches Fügen” bezeichnet.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, unterscheiden sich die Zahnradstruktur A1 und die Zahnradstruktur B1 lediglich dadurch, ob das plastische Fügen des ersten Zahnradkörpers 80 ausgeführt wird.
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Zudem ist in diesem Ausführungsbeispiel selbst in den Zahnradstrukturen A1 und B1 die Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70 derart geformt, dass sie höher ist als die Zahnhöhe 72h des zweiten Zahnbereichs 72. Dies kann in einer solchen Weise realisiert werden, dass die äußeren Durchmesser „der einem ersten und einem zweiten Zahnbereich entsprechenden Positionen eines Zahnradrohlings (nicht gezeigt), welcher auf einer Drehmaschine gefertigt wird” derart hergestellt werden, das sie sich voneinander unterscheiden, bevor die ersten und zweiten Zahnbereiche 70 und 72 geformt werden. Da sich die Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70 und die Zahnhöhe 72h des zweiten Zahnbereichs 72 unterscheiden, kann eine Endfläche 70E des ersten Zahnbereichs 70 nahe dem zweiten Zahnbereich als eine „Kontaktfläche” zum Zeitpunkt des plastischen Fügens des zweiten Zahnradkörpers 84 mit dem zweiten Zahnbereich 72 verwendet werden. Zudem können, wenn der erste Zahnradkörper 80 und der zweite Zahnradkörper 84 an sowohl dem ersten Zahnbereich 70 als auch an dem zweiten Zahnbereich durch das plastische Fließen befestigt werden müssen, wie in 1(B) gezeigt, der erste Zahnradkörper 80 und der zweite Zahnradkörper 84 in axialer Richtung miteinander in Kontakt gebracht werden. Dementsprechend kann zum Zeitpunkt des plastischen Fügens des ersten Zahnradkörpers 80 eine Endfläche 80E des plastisch gefügten zweiten Zahnradkörpers 84 nahe dem ersten Zahnradkörper in axialer Richtung als eine „Kontaktfläche” verwendet werden.
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Zudem werden in diesem Ausführungsbeispiel die ersten und zweiten Zahnbereiche 70 und 72 in kontinuierlicher Weise durch dasselbe Zahnradschneidwerkzeug hergestellt bzw. bearbeitet. Das heißt, dass sich die Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70 und die Zahnhöhe 72h des zweiten Zahnbereichs 72 der Grundstruktur 74 jeweils voneinander unterscheiden. Jedoch weisen der erste Zahnbereich 70 und der zweite Zahnbereich 72 denselben Wälzkreisdurchmesser dp und dieselbe Zähnezahl auf. Dementsprechend können der erste Zahnbereich 70 und der zweite Zahnbereich 72 einfacher hergestellt werden.
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Zurückkehrend zu den 2 und 3 werden die Wellenbauteile 22 der jeweiligen Zahnradstrukturen A1 und B1 durch den zweiten Träger 44 und ein Bauteil auf Seiten der vorderen Stufe (nicht gezeigt) mittels eines Paars von Lagern 25 und 27 getragen, um sich drehen zu können. Zudem kämmen in der Grundstruktur 74 gemäß des Ausführungsbeispiels die ersten Zahnräder 24A und 24B mit dem Ritzel 20 (2) der Antriebseinheit 12 oder dem Ritzel 21 (3), und das zweite Zahnrad 26 kämmt mit dem Antriebszahnrad 30 des Hauptuntersetzungsmechanismus 16. Wenn die Ritzel 20 und 21 und die ersten Zahnräder 24A und 24B miteinander kämmen, wird eine „Untersetzung” bzw. „Verlangsamung” realisiert. Wenn das zweite Zahnrad 26 und das Antriebszahnrad 30 miteinander kämmen, wird die „Umdrehung der Exzenterwelle 32 um das zweite Zahnrad 26” realisiert.
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Als nächstes wird der Betrieb der Reihe von Untersetzungsvorrichtungen gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann die Untersetzungsvorrichtung Ga, die mit der Zahnradstruktur A1 ausgestattet ist, oder die Untersetzungsvorrichtung Gb, die mit der Zahnradstruktur B1 ausgestattet ist, in einer solchen Weise hergestellt werden, dass irgendeine der Zahnradstrukturen A1 und A2 ausgewählt wird, das heißt, dass die Zahnradstruktur A1, die direkt den Zahnbereich 70 verwendet, gewählt wird, oder die Zahnradstruktur B1, die durch das plastische Fügen des ersten Zahnradkörpers 80 mit dem ersten Zahnbereich 70 geformt wird, gewählt wird. Wenn die Zahnradstruktur A1 gewählt wird, werden das erste Zahnrad 24A und das Ritzel 20 miteinander kombiniert. Wenn die Zahnradstruktur B1 gewählt wird, werden das erste Zahnrad 24B und das Ritzel 21 miteinander kombiniert.
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In dem Ausführungsbeispiel wird die folgende vorteilhafte Wirkung erzielt, während die grundlegende Wirkung einer Zahnradstruktur erzielt wird.
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Zuerst können die Grundstruktur 74 und das zweite Zahnrad 26 vollkommen allgemein hergestellt werden, selbst wenn jegliches Verhältnis der Geschwindigkeitsreduktion bzw. jegliches Untersetzungsverhältnis gewählt wird.
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In der existierenden Zahnradstruktur gab es keine Vorstellung dergestalt, dass nicht nur ein Bauteil, das durch das Fügen eines Zahnradkörpers mit einem Wellenbauteil mittels eines Passfeder oder einer Keilwelle erhalten wird, sondern auch ein erster Zahnbereich und ein Bauteil, das durch das Fügen eines Zahnradkörpers mit dem ersten Zahnbereich erhalten wird, alle als ein „Zahnrad” verwendet werden. Aus diesem Grund müssen, um die Anzahl der Arten von Untersetzungsverhältnissen (oder Übersetzungsverhältnissen) in dem ersten Zahnrad zu erhöhen, ebenso viele erste Zahnradkörper wie die Anzahl der Arten bereitgestellt werden (beispielsweise sind n erste Zahnradkörper notwendig um n Arten von Untersetzungsverhältnissen am ersten Zahnrad sicherzustellen). Gemäß dem Ausführungsbeispiel müssen jedoch, da der erste Zahnbereich 70 als das erste Zahnrad 24A verwendet werden kann, nur (n – 1) erste Zahnradkörper 80 verfügbar sein, um n Arten von Untersetzungsverhältnissen zu erhalten. Dann können in jedem Fall die Grundstruktur 74 und das zweite Zahnrad 26 vollständig gemeinsam bzw. gleich hergestellt werden. Aus diesem Grund können die Herstellungskosten und die Lagerkosten drastisch reduziert werden.
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Zweitens kann die Unabhängigkeit des ersten Zahnbereichs 70 und des ersten Zahnrads 80 in hohem Maß erhalten werden.
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In der Reihe von die Geschwindigkeit reduzierenden Vorrichtungen gemäß des Ausführungsbeispiels sind, weil der erste Zahnbereich 70 und der erste Zahnradkörper 80 mittels des plastischen Fügens aneinander fixiert sind, die in dem ersten Zahnbereich 70 ausgeformte Zahnform und die in dem ersten Zahnradkörper 80 ausgeformte Zahnform grundsätzlich unabhängig voneinander. Selbst wenn beispielsweise der erste Zahnbereich 70 mit einer geraden Verzahnung oder einer schrägen Verzahnung versehen ist, und zudem mit einem Gewinde versehen ist, kann jeder erste Zahnradkörper, welcher einen gewöhnlichen hohlen Bereich mit dem Innendurchmesser D1, welcher der Zahnhöhe 70h entspricht, aufweist, damit gefügt werden.
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Kurz gesagt kann der erste Zahnbereich 70 eine gerade Verzahnung oder eine schräge Verzahnung aufweisen. Zudem kann auch der Zahnradkörper 80 auch eine gerade Verzahnung oder eine schräge Verzahnung aufweisen. Zudem ist die Erfindung nicht auf das Stirnzahnrad beschränkt, und ein orthogonales Zahnrad bzw. Winkelzahnrad wie ein Kegelzahnrad, ein Hypoidzahnrad, oder ein Schneckenrad kann verwendet werden. Das bedeutet, das die Reihe eine Funktion aufweist, sodass der erste Zahnbereich 70 und der erste Zahnradkörper 80 die „Art der Zahnform des Zahnrads” ändern, mehr als die Kategorie der Funktion, dass der erste Zahnbereich 70 und der erste Zahnradkörper 80 das „Untersetzungsverhältnis” ändern.
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Beispielsweise kann eine Reihe konstruiert werden, in welcher „verschiedene Gestaltungen bzw. Designs durch das Vorbereiten einer geraden Verzahnung, einer schrägen Verzahnung, eines Kegelrads, und eines Hypoidrads als der erste Zahnradkörper gehandhabt werden können, obwohl der erste Zahnbereich mit dem geneigten Zahn ausgestattet ist, weil der erste Zahnbereich gestaltet ist, um in vielen Fällen zum Zeitpunkt der direkten Verwendung des ersten Zahnbereichs direkt mit der Abtriebswelle mit geneigtem Zahn des Motors zu kämmen”.
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Weil eine Reihe angenommen wird, in welcher der erste Zahnbereich 70 direkt verwendet wird, kann die erhebliche Unabhängigkeit des ersten Zahnbereichs 70 als auch des ersten Zahnradkörpers 80 in dem Ausführungsbeispiel von extrem hohem Nutzen sein.
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Drittens können der erste Zahnbereich und der erste Zahnradkörper mit sehr hoher Präzision koaxial mit der Achse des Wellenbauteils sein.
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Die Montagegenauigkeit des ersten Zahnbereichs 70 und, des ersten Zahnradkörpers 80 gemäß des Ausführungsbeispiels hängt von der Präzision des Ausformens der Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70 und des Innendurchmessers D1 des ersten Zahnradkörpers 80 ab. Da die Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70 die Präzision des Formens des Außendurchmessers der dem ersten Zahnbereich entsprechenden Position des Zahnradrohlings (nicht gezeigt) vor dem Formen des ersten Zahnbereichs 70 aufweist, kann die Zahnhöhe mit extrem hoher Präzision geformt werden mittels beispielsweise einer Drehmaschine. Zudem, weil der Innendurchmesser D1 des ersten Zahnradkörpers 80 einfach rund ist, kann auch der Innendurchmesser mit extrem hoher Präzision geformt werden. Dementsprechend kann der Grad der Koaxialität zwischen dem ersten Zahnbereich 70 und dem ersten Zahnradkörper 80 zum Zeitpunkt des Fügens der beiden aneinander mit hoher Präzision aufrecht erhalten werden. Zusätzlich kann es im Fall des Fügens mittels einer Keilwelle aufgrund des Einflusses des durch unvermeidbaren Zähneschneidens verursachten Achsversatzes zwischen einer inneren Keilwelle und einer äußeren Keilwelle schwierig sein, den Grad der Koaxialität aufrecht zu erhalten. In dem Ausführungsbeispiel kann die Präzision des Ausformens, wenn der erste Zahnbereich 70 und der erste Zahnradkörper 80 zuerst einteilig miteinander ausgeformt werden, erzielt werden, obwohl der erste Zahnbereich 70 und der erste Zahnradkörper 80 miteinander gefügt werden.
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Viertens kann das Fügen ohne jegliches Spiel zwischen dem ersten Zahnbereich 70 und dem ersten Zahnradkörper 80 durchgeführt werden.
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In dem Ausführungsbeispiel existiert kein Spiel zwischen dem ersten Zahnbereich 70 und dem ersten Zahnradkörper 80, da eine Konfiguration übernommen wird, in welcher der erste Zahnradkörper 80 plastisch mit dem ersten Zahnbereich 70 gefügt wird. Aus diesem Grund kann die Erfindung in einer Anwendung angewendet werden, in der ein Spiel vermieden werden muss, wie beispielsweise in einer Untersetzungsvorrichtung, die in einem Gelenk eines Industrieroboters verwendet wird. Zudem ist es im Stand der Technik aufgrund der hohen Herstellungskosten und der hohen Lagerkosten schwierig, eine Vielzahl von Arten von Zahnradstrukturen vorzubereiten, in welchen verschiedene Hypoidräder mit dem Wellenbauteil „ohne jedes Spiel” verbunden sind. Jedoch können gemäß des Ausführungsbeispiels selbst in der Zahnradstruktur mit einer solchen besonderen Konfiguration die Herstellungskosten oder die Lagerkosten verringert werden, und somit steigt die Möglichkeit, die Zahnradstruktur zu realisieren.
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Fünftens besteht eine hohe Evolvierbarkeit bzw. Entwicklungsfähigkeit mit den Unterreihen.
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Beispielsweise können verschiedene Arten von Unterreihen vorgesehen werden, welche eine die Geschwindigkeit reduzierende Vorrichtung umfasst, welche eine Zahnradstruktur aufweist, die mit einer geraden Verzahnung als die ersten und zweiten Zahnbereiche 70 und 72 versehen ist, sowie eine die Geschwindigkeit ändernde Vorrichtung, welche eine Zahnradstruktur aufweist, welche mit einer schrägen Verzahnung als die ersten und zweiten Zahnbereiche 70 und 72 versehen ist.
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Zudem wird in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in gleicher Weise das zweite Zahnrad 26 angenommen, in welchem der zweite Zahnradkörper 84 plastisch mit dem zweiten Zahnbereich 72 gefügt (welches das selbe Fügen wie das plastische Fügen des ersten Zahnrads 24B ist). In der Erfindung jedoch kann beispielsweise das zweite Zahnrad 26 als eine Unterreihe mit einer die Geschwindigkeit ändernden Vorrichtung mit einer Zahnstruktur geformt sein, welche den zweiten Zahnbereich 72 direkt als das zweite Zahnrad 26 nutzt.
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Wenn hier nun die Zahnradstruktur als die in 4 gezeigte Reihe ausgeformt ist, indem die Art der an der die Geschwindigkeit ändernde Vorrichtung angebrachten Zahnradstrukturen notiert werden, werden die folgenden Ergebnisse erzielt.
- i) Eine erste Zahnradstruktur A1-1 (entsprechend der Zahnradstruktur A1 der 2) wird erzielt, in welcher der erste Zahnbereich 70 direkt als das erste Zahnrad 24A verwendet wird und der zweite Zahnradkörper 84 plastisch mit dem zweiten Zahnbereich 72 gefügt ist.
- ii) Eine zweite Zahnradstruktur A1-2 wird erzielt, in welcher der erste Zahnbereich 70 direkt als das erste Zahnrad 24A verwendet wird und der zweite Zahnbereich 72 auch direkt verwendet wird.
- iii) Eine dritte Zahnradstruktur B1-1 (welche der Zahnradstruktur B1 der 3 entspricht) wird erzielt, in welcher das erste Zahnrad 24B durch das plastische Fügen des ersten Zahnradkörpers 80 mit dem ersten Zahnbereich 70 geformt wird, und das zweite Zahnrad 26 auch durch das plastische Fügen des zweiten Zahnradkörpers 84 mit dem zweiten Zahnbereich 72 geformt wird.
- iv) Eine vierte Zahnradstruktur B1-2 wird erzielt, in welcher das erste Zahnrad 24B durch das plastische Fügen des ersten Zahnradkörpers 80 mit dem ersten Zahnbereich 70 geformt wird, und der zweite Zahnbereich 72 direkt verwendet wird. Auf diese Weise kann eine Reihe konstruiert werden, die insgesamt vier Zahnradstrukturen, die ersten bis vierten Zahnradstrukturen A1-1, A1-2, B1-1, und B1-2, umfasst. Das heißt, dies realisiert lediglich die Reihe von Untersetzungsvorrichtungen mit den ersten bis vierten Zahnradstrukturen A1-1, A1-2, B1-1, B1-2.
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Zudem entspricht in einer spezifischeren Klassifikation die Zahnradstruktur A1 der 2 der ersten Zahnradstruktur A1-1, und die Zahnradstruktur B1 der 3 entspricht der dritten Zahnradstruktur B1-1. Durch die Entwicklung solcher Reihen kann das zweite Zahnrad 26 genauso wie in den Fällen der ersten und zweiten Zahnräder 24A und 24B entwickelt werden. Beispielsweise kann der zweite Zahnbereich 72 als gerade Verzahnung oder Schrägverzahnung geformt sein, und der zweite Zahnradkörper 84 kann als gerade Verzahnung geformt sein. Der zweite Zahnradkörper 84 kann als abgewinkeltes Zahnrad wie beispielsweise ein Kegelrad oder ein Hypoidrad geformt sein. Das heißt, durch das Entwickeln solcher Reihen kann die Grundstruktur mit dem ersten Zahnbereich und dem zweiten Zahnbereich verallgemeinert werden, und die Art der Untersetzungsverhältnisse und die Art der Zahnformen, die sowohl in dem ersten als auch dem zweiten Zahnrad realisiert werden können, können drastisch gesteigert werden.
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Zudem unterscheiden sich in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Zahnhöhe 70h des ersten Zahnbereichs 70 und die Zahnhöhe 72h des zweiten Zahnbereichs 72 der Grundstruktur voneinander, und der Unterschied wird als die „Kontaktfläche” während des plastischen Fügens des zweiten Zahnradkörpers 84 verwendet. Jedoch können in der Erfindung der erste Zahnbereich und der zweite Zahnbereich dieselbe Zahnhöhe aufweisen. Dementsprechend können der erste Zahnbereich und der zweite Zahnbereich auf einfachere Weise geformt werden.
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Zudem werden in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel im Falle der Herstellung der Zahnradstruktur B1 der 3 (die dritte Zahnradstruktur B1-1 der 4), das heißt, im Falle des Fixierens des ersten Zahnradkörpers 80 und des zweiten Zahnradkörpers 84 an sowohl dem ersten Zahnbereich 70 als auch an dem zweiten Zahnbereich 72 mittels des plastischen Fließens der erste Zahnradkörper 80 und der zweite Zahnradkörper miteinander in axialer Richtung in Kontakt gebracht, und der plastisch gefügte zweite Zahnradkörper 84 wird als die „Kontaktfläche” des ersten plastisch zu fügenden Zahnradkörpers 80 verwendet. Jedoch ist die Kontaktkonfiguration nicht essentiell notwendig, wenn jegliches Fixierungsbauteil sichergestellt bzw. vorgesehen werden kann.
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Zudem wird in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Zahnform einfach geformt, indem ermöglicht wird, dass der erste Zahnbereich 70 und der zweite Zahnbereich 72 denselben Wälzkreisdurchmesser dp und dieselbe Anzahl an Zähnen aufweisen. Jedoch können in der Erfindung der erste Zahnbereich und der zweite Zahnbereich separat geformt werden (sodass sie unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser dp oder unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen). In diesem Fall können der erste Zahnbereich und der zweite Zahnbereich in mehr Applikationen angewendet werden.
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Zudem wird in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel dasjenige Zahnrad, welches sich in Richtung des Kraftübertragungspfads an oberster Stelle befindet, als das erste Zahnrad bezeichnet, aber in der Erfindung kann jedes Zahnrad, das auf dem Wellenbauteil in axialer Richtung angeordnet ist, als das erste Zahnrad verstanden werden.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Reihe von Untersetzungsvorrichtungen exemplarisch dargestellt, aber wie oben beschrieben, kann die Erfindung auf eine Reihe von Übersetzungsvorrichtungen angewandt werden. Zudem kann die Erfindung als die Reihe von Zahnradstrukturen auf der Basis beispielsweise des in 4 gezeigten Systems verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-087826 [0002]
- JP 2011-115240 [0002]
- JP 2008-89157 [0003]
