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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps.
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Es wird die Priorität der japanischen Patenanmeldung Nr. 2017-183119 (Offenlegungsschrift:
JP 2019 - 60 356 A ), eingereicht am 25. September 2017, beansprucht.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Im Stand der Technik gibt es eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps, die einen Wellengenerator, ein äußeres Zahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und deformiert wird, ein inneres Zahnrad, das mit dem äußeren Zahnrad ineinandergreift, und ein Wellengeneratorlager, das zwischen dem Wellengenerator und dem äußeren Zahnrad angeordnet ist, enthält.
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Die internationale Veröffentlichung
WO 2015 / 151 146 A1 offenbart eine Wellengetriebevorrichtung, die einen Wellenzapfen eines Wellengenerators aufweist. Der Wellenzapfen besteht aus einem metallischen äußeren Hohlkörper, auf dem eine äußere Umfangsfläche des Wellenzapfens ausgebildet ist, einem metallischen inneren Hohlkörper, auf dem eine innere Umfangsfläche des Wellenzapfens ausgebildet ist, und einem dazwischenliegenden Hohlkörper, der zwischen dem äußeren Hohlkörper und dem inneren Hohlkörper angeordnet ist. Zusätzlich ist der dazwischenliegende Hohlkörper mit einer kohlefaserverstärkten Kunststoffschicht (CFRP-Schicht) versehen, wobei folglich eine Verringerung des Gewichts des Wellenzapfens verwirklicht ist.
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Falls in einer Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps das Gewicht eines Wellengenerators zunimmt, nimmt die Trägheit des Wellengenerators zu. Entsprechend ist ein großes Anfangsdrehmoment erforderlich, wobei es ein Problem gibt, dass die Ansprechempfindlichkeit abnimmt, wenn eine Drehzahl geändert wird.
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In der Technik der internationalen Veröffentlichung
WO 2015 / 151 146 A1 ist das Gewicht des Wellenzapfens (der dem Wellengenerator entspricht) verringert. In dem Wellenzapfen der internationalen Veröffentlichung
WO 2015 / 151 146 A1 erstreckt sich jedoch ein Metallelement in einer axialen Richtung von einem Ende bis zum anderen Ende, wobei eine ausreichende Gewichtsverringerung nicht erhalten wird.
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Weiterhin ist aus der
DE 37 38 521 C1 eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps bekannt mit einem Wellengenerator, einem flexiblen Planetenrad mit Außenverzahnung, das durch den Wellengenerator gebogen und deformiert wird; einem Hohlrad mit Innenverzahnung, das mit dem Planetenrad ineinandergreift, wobei der Wellengenerator durch das Verbinden eines Antriebsflansches aus Kunststoff und metallischer Spannringe gebildet ist. Ähnliche Getriebevorrichtungen sind auch aus der
DE 10 2016 219 915 A1 , der
DE 10 2014 218 234 A1 , und der
DE 10 2017 121 135 A1 bekannt.
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Aus der
JP 2013 - 40 676 A ist ein Lagerinnenring bekannt, der sich aus einem Metallelement und zwei Harzelementen zusammensetzt, und die
DE 10 2011 004 066 A1 offenbart drei verschiedene Ausführungsformen eines Wellgenerators.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Gewicht einer Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps weiter zu verringern und für sie eine geringe Trägheit zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps geschaffen, die enthält: einen Wellengenerator; ein äußeres Zahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und deformiert wird; ein inneres Zahnrad, das mit dem äußeren Zahnrad ineinandergreift, und ein Wellengeneratorlager, das zwischen dem Wellengenerator und dem äußeren Zahnrad angeordnet ist, wobei eine äußere Umfangsfläche des Wellengenerators eine Rolloberfläche konfiguriert, auf der ein Wälzkörper des Wellengeneratorlagers rollt, der Wellengenerator durch das Verbinden eines Harzelements und eines Metallelements miteinander in einer axialen Richtung konfiguriert ist und das Metallelement auf der Rolloberfläche angeordnet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Gewicht einer Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps weiter zu verringern und für sie eine geringe Trägheit zu erreichen.
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Figurenliste
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- 1A ist eine Schnittansicht, die eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 1B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die die Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps zeigt.
- 2 ist eine erklärende Ansicht, die die Einzelheiten eines Wellengenerators nach 1 zeigt.
- 3A ist eine Schnittansicht, die eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 3B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die die Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps zeigt.
- 4A ist eine Schnittansicht, die eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 4B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die die Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps zeigt.
- 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Beispiel eines Wellengenerators nach 4 zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird jede Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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(Die erste Ausführungsform)
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1A ist eine Schnittansicht, die eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 1B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die die Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps zeigt. Im Folgenden ist eine Richtung entlang einer Drehachse O1 der Getriebevorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps als eine axiale Richtung definiert, ist eine Richtung orthogonal zu der Drehachse O1 als eine radiale Richtung definiert und ist eine Drehrichtung um die Drehachse O1 als eine Umfangsrichtung definiert.
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Eine Getriebevorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält einen Wellengenerator 10, ein äußeres Zahnrad 21, das durch den Wellengenerator 10 gebogen und deformiert wird, zwei innere Zahnräder 22 und 23, die mit dem äußeren Zahnrad 21 ineinandergreifen, und ein Wellengeneratorlager 30, das zwischen dem Wellengenerator 10 und dem äußeren Zahnrad 21 angeordnet ist. Zusätzlich enthält die Getriebevorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps ein erstes Verbindungselement 41, ein zweites Verbindungselement 42, ein Gehäuseelement 43, die Abdeckungselemente 44 und 45, ein Hauptlager 51 und die Lager 52 und 53.
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Das Wellengeneratorlager 30 ist ein ringförmiges Kugellager und enthält mehrere Kugeln 31, die die Wälzkörper sind, einen (nicht gezeigten) Käfig, der die Umfangsintervalle und die axialen Positionen der mehreren Kugeln 31 hält, und einen Außenring 32, der zwischen einer inneren Umfangsfläche des äußeren Zahnrads 21 und den mehreren Kugeln 31 angeordnet ist. Das Wellengeneratorlager 30 ist zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10 und der inneren Umfangsfläche des äußeren Zahnrads 21 angeordnet und stützt den Wellengenerator 10 relativ bezüglich des äußeren Zahnrads 21 drehbar. Die mehreren Kugeln 31 bilden in der Umfangsrichtung Reihen, wobei in der axialen Richtung zwei Reihen vorgesehen sind. Zusätzlich kann der Außenring 32 weggelassen sein, so dass die mehreren Kugeln 31 mit der inneren Umfangsfläche des äußeren Zahnrads 21 in Kontakt gelangen.
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Der Wellengenerator 10 weist eine Hohlwellenform auf und enthält einen Wellengeneratorkörper 13, von dem eine äußere Umfangslinie eines Querschnitts senkrecht zur Drehachse O1 nicht kreisförmig ist (eine elliptische Form oder dergleichen), und die Wellenabschnitte 11 und 12, die in einer axialen Richtung auf beiden Seiten des Wellengeneratorkörpers 13 vorgesehen sind und deren äußere Umfangslinien der Querschnitte senkrecht zur Drehachse O1 kreisförmig sind. Der Wellengeneratorkörper 13 ist auf der inneren Umfangsseite des äußeren Zahnrads 21 in einem Zustand angeordnet, in dem das Wellengeneratorlager 30 zwischen dem Wellengeneratorkörper 13 und dem äußeren Zahnrad 21 angeordnet ist, der Wellengeneratorkörper 13 gedreht wird und folglich das äußere Zahnrad 21 gebogen und deformiert wird. Die äußere Umfangsfläche des Wellengenerators 10 dient außerdem als ein Innenring des Wellengeneratorlagers 30 und enthält eine Rolloberfläche, mit der die Kugeln 31 des Wellengeneratorlagers 30 in Kontakt gelangen, um zu rollen.
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2 ist eine erklärende Ansicht, die die Einzelheiten des Wellengenerators nach 1 zeigt. 2 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Elemente des Wellengenerators 10 in der axialen Richtung auseinandergezogen sind.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der Wellengenerator 10 durch das Verbinden der Harzelemente j und der Metallelemente m miteinander in der axialen Richtung konfiguriert. Jedes der Metallelemente m belegt einen Bereich von der äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10 in der radialen Richtung bis zu seiner inneren Umfangsfläche. Auch jedes der Harzelemente j belegt einen Bereich von der äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10 in der radialen Richtung bis zu seiner inneren Umfangsfläche. Zusätzlich sind die Metallelemente m und die Harzelemente j so vorgesehen, dass sie bei Betrachtung in der radialen Richtung einander nicht überlappen.
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Wie in 1B gezeigt ist, ist das Metallelement m in einem Abschnitt mit minimalem Durchmesser einer Nut 15 angeordnet, die in der äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10 ausgebildet ist, um die Kugel 31 aufzunehmen, wobei es mit der Kugel 31 in Kontakt gelangt. In dem Wellengenerator 10 sind zwei Reihen von Nuten 15 und zwei Metallelemente m gemäß der Anordnung vorgesehen, die den zwei Reihen der Kugeln 31 entspricht. Ein Metallelement m weist eine Breite auf, die kleiner als eine Breite der Nut 15 ist.
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Die Harzelemente j konfigurieren einen Abschnitt mit Ausnahme der Anordnungsorte der Metallelemente m in dem Wellengenerator 10. Das heißt, die Harzelemente j konfigurieren einen Abschnitt mit Ausnahme des Abschnitts mit minimalem Durchmesser in der Nut 15, einen anderen Abschnitt als die Nut 15 und die Wellenabschnitte 11 und 12. Als das Harzelement j kann z. B. ein Harzmaterial mit einer hohen Steifigkeit, wie z. B. FRP (ein faserverstärkter Kunststoff) oder CFRP (ein kohlefaserverstärkter Kunststoff) angewendet werden.
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Falls garantiert ist, dass auf das Wellengeneratorlager 30 keine große Axiallast ausgeübt wird, kommt die Kugel 31 nicht mit der äußeren Umfangsfläche des Metallelements m in der Nut 15 in Kontakt und übt keine Last aus, wobei die Kugel 31 nicht in einen starken Kontakt mit dem Harzelement j gelangt. Deshalb gibt es keine Schwierigkeit, dass die Harzelemente j aufgrund der Kontakte zwischen den Harzelementen j und den Kugeln 31 verschleißen. Deshalb ist die Anordnung der Metallelemente m in einem Fall geeignet, in dem das Wellengeneratorlager 30 hauptsächlich der Radiallast unterworfen ist und keine große Axiallast ausgeübt wird.
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Der Wellengenerator 10, der aus den Metallelementen m und den Harzelementen j konfiguriert ist, kann unter Verwendung einer integralen Verbindungstechnik von Metall und einem Harz hergestellt werden. Als ein Beispiel wird zuerst ein ringförmiges Metallelement m gebildet und wird eine Oberflächenbehandlung (eine Grundierungsbearbeitung oder dergleichen) ausgeführt, so dass das Harz mit einer axialen Seitenfläche des Metallelements m verbunden werden kann. Danach wird das Metallelement m an einer Form befestigt und wird an dem Harzelement j ein Umspritzen ausgeführt. Im Ergebnis sind das Metallelement m und das Harzelement j stark miteinander verbunden, und der Wellengenerator 10 kann hergestellt werden.
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Alternativ kann der Wellengenerator 10 durch das getrennte Bilden jedes Harzelements j und jedes Metallelements m und danach das Verbinden des Harzelements j und des Metallelements m mit einem Klebstoff miteinander hergestellt werden.
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Andere Konfigurationen sind nicht darauf eingeschränkt, sondern sind wie folgt. Das erste Verbindungselement 41 weist eine Ringform auf, wobei ein inneres Zahnrad 23 in einem Abschnitt einer inneren Umfangsfläche des ersten Verbindungselements 41 vorgesehen ist. Das zweite Verbindungselement 42 weist eine Ringform auf, wobei das andere einteilige Zahnrad 22 in einem Abschnitt einer inneren Umfangsfläche des zweiten Verbindungselements 42 vorgesehen ist. Die inneren Zahnräder 22 und 23 weisen eine Steifigkeit auf und greifen mit einem Abschnitt des äußeren Zahnrads 21 ineinander, wobei der Ort des Ineinandergreifens durch das Biegen und die Deformation des äußeren Zahnrads 21 geändert wird, wobei folglich eine Drehbewegung zu den inneren Zahnrädern 22 und 23 übertragen wird. Das Gehäuseelement 43 ist mit dem ersten Verbindungselement 41 verbunden und deckt einen äußeren Umfangsabschnitt des zweiten Verbindungselements 42 ab. Ein Abdeckelement 44 weist eine Ringform auf und ist mit dem ersten Verbindungselement 41 verbunden, um eine axiale Seite sowohl des Wellengeneratorlagers 30 als auch des äußeren Zahnrads 21 abzudecken. Zusätzlich deckt das Abdeckelement 44 außerdem eine äußere Umfangsseite eines Wellenabschnitts 12 des Wellengenerators 10 ab. Zusätzlich weist das andere Abdeckelement 45 eine Ringform auf, wobei es mit dem zweiten Verbindungselement 42 verbunden ist, um die andere axiale Seite sowohl des Wellengeneratorlagers 30 als auch des äußeren Zahnrads 21 abzudecken. Zusätzlich deckt das Abdeckelement 45 außerdem eine äußere Umfangsseite des anderen Wellenabschnitts 11 des Wellengenerators 10 ab. Das Hauptlager 51 ist zwischen dem Gehäuseelement 43 und dem zweiten Verbindungselement 42 angeordnet und stützt das zweite Verbindungselement 42 drehbar bezüglich des Gehäuseelements 43. Das Lager 52 ist zwischen dem Abdeckelement 44 und dem Wellenabschnitt 12 des Wellengenerators 10 angeordnet, während das Lager 53 zwischen dem Abdeckelement 45 und dem Wellenabschnitt 11 des Wellengenerators 10 angeordnet ist, wobei folglich die Lager 52 und 53 den Wellengenerator 10 bezüglich der Abdeckelemente 44 und 45 drehbar stützen. Ein Basisabschnitt außerhalb der Vorrichtung, eine Ausgangswelle und eine Eingangswelle sind mit dem ersten Verbindungselement 41, dem zweiten Verbindungselement 42 bzw. dem Wellengenerator 10 verbunden. Die Verbindungsbeziehungen dieser können in irgendeiner Weise verwirklicht sein.
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In der Getriebevorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps, die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, ist typischerweise die Eingangswelle mit dem Wellengenerator 10 verbunden, ist die Ausgangswelle mit einem inneren Zahnrad 22 verbunden und ist ein Stützelement an dem anderem inneren Zahnrad 23 befestigt. Zusätzlich sind die Anzahl der Zähne des einen inneren Zahnrads 22 und die Anzahl der Zähne des äußeren Zahnrads 21 so festgelegt, dass sie zueinander gleich sind, während die Anzahl der Zähne des anderen inneren Zahnrads 23 und die Anzahl der Zähne des äußeren Zahnrads 21 so festgelegt sind, dass sie voneinander verschieden sind. Gemäß dieser Konfiguration wird die Bewegung des Wellengenerators 10 über das Wellengeneratorlager 30 zu dem äußeren Zahnrad 21 übertragen, falls der Wellengenerator 10 durch den Drehantrieb der Eingangswelle gedreht wird. Das äußere Zahnrad 21 greift teilweise mit dem festen inneren Zahnrad 23 ineinander, wobei folglich das äußere Zahnrad 21 nicht gedreht wird, um der Drehung des Wellengenerators 10 zu folgen, wobei der Wellengenerator 10 bezüglich des äußeren Zahnrads 21 relativ gedreht wird. In diesem Fall ist das äußere Zahnrad 21 so geregelt, dass es eine Form entlang der äußeren Umfangsfläche des Wellengeneratorkörpers 13 aufweist, wobei folglich das äußere Zahnrad 21 gemäß der Drehung des Wellengenerators 10 gebogen und deformiert wird. Eine Periode der Deformation ist zu einer Rotationsperiode des Wellengenerators 10 proportional. Falls das äußere Zahnrad 21 durch die Drehung des Wellengenerators 10 deformiert wird, wird ein Abschnitt, in dem ein Durchmesser des Wellengeneratorkörpers 13 groß ist, in der Drehrichtung bewegt, wobei folglich die Position des Ineinandergreifens zwischen dem äußeren Zahnrad 21 und dem inneren Zahnrad 23 in der Drehrichtung geändert wird. Es gibt einen Unterschied der Anzahl der Zähne zwischen dem äußeren Zahnrad 21 und dem inneren Zahnrad 23, wobei folglich jedes Mal, wenn die Position des Ineinandergreifens umläuft, die Zähne, die mit dem äußeren Zahnrad 21 und dem inneren Zahnrad 23 ineinandergreifen, verschoben werden und das äußere Zahnrad 21 entsprechend gedreht wird. Wenn z. B. die Anzahl der Zähne des inneren Zahnrads 23 102 beträgt und die Anzahl der Zähne des äußeren Zahnrads 21 100 beträgt, wird die Drehbewegung des Wellengenerators 10 mit einem Untersetzungsverhältnis von 100:2 verzögert und zu dem äußeren Zahnrad 21 übertragen. Unterdessen greift das äußere Zahnrad 21 in der gleichen Weise mit dem inneren Zahnrad 22 ineinander, wobei folglich die Position des Ineinandergreifens zwischen dem äußeren Zahnrad 21 und dem inneren Zahnrad 22 in der Drehrichtung durch die Drehung des Wellengenerators 10 geändert wird. Die Anzahl der Zähne des inneren Zahnrads 22 und die Anzahl der Zähne des äußeren Zahnrads 21 sind zueinander gleich, wobei folglich das äußere Zahnrad 21 und das innere Zahnrad 23 nicht relativ zueinander gedreht werden, wobei die Drehbewegung des äußeren Zahnrads 21 mit einem Untersetzungsverhältnis von 1:1 zu dem inneren Zahnrad 22 übertragen wird. Im Ergebnis wird das innere Zahnrad 22 gedreht und wird die von der Ausgangswelle verlangsamte Drehbewegung ausgegeben. Zusätzlich kann das Untersetzungsverhältnis durch das Festlegen der Anzahlen der Zähne des äußeren Zahnrads 21 und des inneren Zahnrads 23 und 22 geändert werden. Zusätzlich sind das mit der Eingangswelle und der Ausgangswelle verbundene Element und das an dem Stützelement befestigte Element nicht auf das obige Beispiel eingeschränkt, wobei die Elemente in jeder Weise zwischen dem Wellengenerator 10 und einem und dem anderen inneren Zahnrad 22 und 23 geändert werden können.
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Wie oben beschrieben worden ist, ist gemäß der Getriebevorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps der ersten Ausführungsform der Wellengenerator 10 durch das Verbinden der Harzelemente j und der Metallelemente m miteinander in der axialen Richtung konfiguriert. Zusätzlich erstrecken sich die Metallelemente nicht von einem Ende des Wellengenerators 10 in der axialen Richtung bis zu seinem anderen Ende. Zusätzlich ist jedes der Metallelemente m auf der Rolloberfläche der Kugel 31 des Wellengeneratorlagers 30 angeordnet. Entsprechend ist es möglich, das Gewicht des Wellengenerators 10 im hohen Maße zu verringern, wobei sich eine Verschleißfestigkeit der Rolloberfläche des Wellengenerators 10 nicht verschlechtert. Insbesondere kann in einem axial langen Wellengenerator 10, der die Wellenabschnitte 11 und 12 aufweist, das Gewicht im hohen Maße verringert werden. Im Ergebnis kann in der Getriebevorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps eine geringe Trägheit erreicht werden, wobei es möglich ist, das Anfangsdrehmoment zu verringern und die Ansprechempfindlichkeit zum Zeitpunkt der Beschleunigung/Verzögerung zu verbessern. In einem Fall, in dem die Getriebevorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps in einer Anwendung verwendet wird, in der die gleiche Operation periodisch wiederholt wird, ist die Ansprechempfindlichkeit zum Zeitpunkt der Beschleunigung/Verzögerung verbessert, wobei folglich eine Zykluszeit einer periodischen Operation verkürzt werden kann.
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(Die zweite Ausführungsform)
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3A ist eine Schnittansicht, die eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 3B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die die Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps zeigt.
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In einer Getriebevorrichtung 1A des Biegeeingriffstyps der zweiten Ausführungsform sind die Anordnungen und die Anzahl der Metallelemente m, die einen Wellengenerator 10A konfigurieren, von jenen der ersten Ausführungsform verschieden, während die anderen konstituierenden Elemente zu jenen der ersten Ausführungsform ähnlich sind. Den gleichen konstituierenden Elementen wie jenen der ersten Ausführungsform sind die gleichen Bezugszeichen zugewiesen, wobei ihre ausführlichen Beschreibungen weggelassen sind.
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Der Wellengenerator 10A der zweiten Ausführungsform ist durch das Verbinden der Harzelemente j und j1 und der Metallelemente m miteinander in der axialen Richtung konfiguriert. Jedes der Metallelemente m belegt einen Bereich von der äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10A in der radialen Richtung bis zu seiner inneren Umfangsfläche. Auch jedes der Harzelemente j und j1 belegt einen Bereich von der äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10A in der radialen Richtung bis zu seiner inneren Umfangsfläche. Zusätzlich sind die Metallelemente m und die Harzelemente j und j1 so vorgesehen, dass sie bei Betrachtung in der radialen Richtung einander nicht überlappen.
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In der zweiten Ausführungsform ist das Harzelement j1 in dem Abschnitt mit minimalem Durchmesser der Nut 15 angeordnet. Zusätzlich sind die Metallelemente m auf beiden Seiten des Harzelements j 1 angeordnet, das den Abschnitt mit minimalem Durchmesser in der axialen Richtung belegt. Eine äußere Umfangsfläche des Harzelements j 1 ist so ausgebildet, dass sie einen kleinen Durchmesser aufweist, wobei eine Lücke vorgesehen ist, so dass die Kugel 31 nicht mit der äußeren Umfangsfläche in Kontakt gelangt. Eine Breite des Harzelements j1, das den Abschnitt mit minimalem Durchmesser belegt, und der Metallelemente m auf beiden Seiten des Harzelements j1 kann gleich einer oder kleiner als eine Breite der Nut 15 sein.
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Das Verbinden zwischen den Harzelementen j und j1 und den Metallelementen m kann durch das in der ersten Ausführungsform beschriebene Verfahren verwirklicht sein.
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Gemäß dem Wellengenerator 10A kommen die Metallelemente m von den beiden axialen Seiten der Nut 15 mit der Kugel 31 in Kontakt, um eine Last aufzunehmen, und kommt das Harzelement j in der Nut 15 nicht mit der Kugel 31 in Kontakt oder kommt nicht mit der Kugel 31 in starken Kontakt, wenn der Wellengenerator 10A gedreht wird und die Kugeln 31 des Wellengeneratorlagers 30 rollen.
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Wie oben beschrieben worden ist, ist gemäß der Getriebevorrichtung 1A des Biegeeingriffstyps der zweiten Ausführungsform der Wellengenerator 10A durch das Verbinden der Harzelemente j und j1 und der Metallelemente m miteinander in der axialen Richtung konfiguriert. Zusätzlich erstrecken sich die Metallelemente nicht von einem Ende des Wellengenerators 10A in der axialen Richtung bis zu seinem anderen Ende. Zusätzlich ist jedes der Metallelemente m auf der Rolloberfläche der Kugel 31 des Wellengeneratorlagers 30 angeordnet. Entsprechend ist es möglich, das Gewicht des Wellengenerators 10A im hohen Maße zu verringern, wobei sich eine Verschleißfestigkeit der Rolloberfläche des Wellengenerators 10A nicht verschlechtert. Im Ergebnis kann in der Getriebevorrichtung 1A des Biegeeingriffstyps eine geringe Trägheit erreicht werden, wobei es möglich ist, das Anfangsdrehmoment zu verringern und die Ansprechempfindlichkeit zum Zeitpunkt der Beschleunigung/Verzögerung zu verbessern.
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Zusätzlich kommen gemäß der Getriebevorrichtung 1A des Biegeeingriffstyps der zweiten Ausführungsform die beiden Metallelemente m von den beiden axialen Seiten in der Nut 15 mit der Kugel 31 in Kontakt, um eine Last aufzunehmen. Entsprechend kann selbst in einem Fall, in dem eine Radiallast und eine Axiallast auf das Wellengeneratorlager 30 ausgeübt werden, eine hohe Verschleißfestigkeit aufrechterhalten werden.
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(Die dritte Ausführungsform)
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4A ist eine Schnittansicht, die eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 4B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die die Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps zeigt.
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In einer Getriebevorrichtung 1B des Biegeeingriffstyps der dritten Ausführungsform sind die Rollen 31B als die Wälzkörper eines Wellengeneratorlagers 30B angewendet, entsprechen die Metallelemente m1 eines Wellengenerators 10B den Rollen 31B und sind die anderen konstituierenden Elemente zu jenen der ersten Ausführungsform ähnlich. Den gleichen konstituierenden Elementen sind die gleichen Bezugszeichen wie jene in der ersten Ausführungsform zugewiesen, wobei ihre ausführlichen Beschreibungen weggelassen sind.
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Das Wellengeneratorlager 30B der dritten Ausführungsform ist ein ringförmiges Rollenlager und enthält mehrere Rollen 31B, die die Wälzkörper sind, einen (nicht gezeigten) Käfig, der die Umfangsintervalle und die axialen Positionen der mehreren Rollen 31 hält, und einen Außenring 32B. Die mehreren Rollen 31B bilden Reihen in der Umfangsrichtung, wobei in der axialen Richtung zwei Reihen vorgesehen sind. Die Rollen 31B kommen mit einer äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10B in Kontakt, um zu rollen.
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Der Wellengenerator 10B der dritten Ausführungsform ist durch das Verbinden der Harzelemente j und j2 und der Metallelemente m1 miteinander in der axialen Richtung konfiguriert. Jedes der Metallelemente m1 belegt einem Bereich von der äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10B in der radialen Richtung bis zu seiner inneren Umfangsfläche. Jedes der Harzelemente j und j2 belegt außerdem einen Bereich von der äußeren Umfangsfläche des Wellengenerators 10B in der radialen Richtung bis zu seiner inneren Umfangsfläche. Zusätzlich sind die Metallelemente m1 und die Harzelemente j und j2 so vorgesehen, dass sie bei Betrachtung in der radialen Richtung einander nicht überlappen.
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Wie in 4B gezeigt ist, ist eine Breitenabmessung L1 des Metallelements m1 größer als eine Breitenabmessung L2 (die eine Breitenabmessung in der axialen Richtung in einem Abschnitt bedeutet, in dem die Rolle 31B mit der Rolloberfläche in Kontakt gelangt) einer Kontaktfläche der Rolle 31B. Spezifisch ist die Breitenabmessung L1 festgelegt, so dass sie gleich der oder größer als die Länge ist, die durch das Addieren einer Länge, um die sich die Rolle 31B durch einen Zwischenraum in der axialen Richtung bewegen kann, zu der Breitenabmessung L2 der Kontaktfläche der Rolle 31B erhalten wird, oder festgelegt, so dass sie im Wesentlichen gleich der erhaltenen Länge ist. Das Metallelement m1 ist so angeordnet, dass es den gesamten axialen Bereich der Kontaktfläche der Rolle 31B überlappt. Gemäß den beiden Reihen der Rollen 31B sind zwei Metallelemente m1 vorgesehen. Zusätzlich kann die Breitenabmessung L1 des Metallelements m1 größer als die axiale Länge der Rolle 31B sein.
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Beispiel des Wellengenerators nach 4 zeigt.
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Das Verbinden zwischen den Harzelementen j und j2 und den Metallelementen m1 kann durch das in der ersten Ausführungsform beschriebene Verfahren verwirklicht sein. Alternativ sind in dem Wellengenerator 10B die Harzelemente j und j2 und die Metallelemente m1 durch die in 5 gezeigten Passelemente miteinander verbunden. In dem Beispiel nach 5 sind mehrere Passlöcher d, die sich in der axialen Richtung erstrecken, vorgesehen, wobei mehrere Stäbe f, die jeweils in die Passlöcher d eingepasst sind, auf den axialen Seitenabschnitten der Metallelemente m1 und m1 und den axialen Seitenabschnitten der Harzelemente j und j2 hergestellt sind. Um das Gewicht zu verringern, ist jeder der Stäbe f aus einem Harz ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses eingeschränkt. Zusätzlich sind die mehreren Stäbe f in die mehreren Passlöcher d eingepasst, so dass sie durch die Metallelemente m1 und m1 und die Harzelemente j und j2 hindurchgehen, wobei folglich die Metallelemente m1 und m1 und die Harzelemente j und j2 miteinander verbunden sein können. Überdies können die Passstruktur und das Verbinden durch einen Klebstoff miteinander kombiniert werden. Durch die Passstruktur kann durch einen einfachen Fertigungsprozess eine starke Verbindung erreicht werden.
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Gemäß dem Wellengenerator 10B gelangen die Metallelemente m1 mit den Rollen 31B in Kontakt, um eine Last aufzunehmen, während die Harzelemente j und j2 nicht mit den Rollen 31B in Kontakt gelangen, wenn der Wellengenerator 10B gedreht wird und die Rollen 31B des Wellengeneratorlagers 30B rollen.
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Wie oben beschrieben worden ist, ist gemäß der Getriebevorrichtung 1B des Biegeeingriffstyps der dritten Ausführungsform der Wellengenerator 10B durch das Verbinden der Harzelemente j und j2 und der Metallelemente m1 miteinander in der axialen Richtung konfiguriert, wobei sich die Metallelemente nicht von einem Ende des Wellengenerators 10 in der axialen Richtung bis zu seinem anderen Ende erstrecken. Zusätzlich ist jedes der Metallelemente m1 auf der Rolloberfläche der Rolle 31B des Wellengeneratorlagers 30B angeordnet. Entsprechend ist es möglich, das Gewicht des Wellengenerators 10B im hohen Maße zu verringern, wobei sich eine Verschleißfestigkeit der Rolloberfläche des Wellengenerators 10B nicht verschlechtert. Im Ergebnis kann in der Getriebevorrichtung 1B des Biegeeingriffstyps eine geringe Trägheit erreicht werden, wobei es möglich ist, das Anfangsdrehmoment zu verringern und die Ansprechempfindlichkeit zum Zeitpunkt der Beschleunigung/Verzögerung zu verbessern.
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Zusätzlich ist gemäß der Getriebevorrichtung 1B des Biegeeingriffstyps der dritten Ausführungsform das Metallelement m1 so angeordnet, dass es den gesamten Bereich in der axialen Richtung der äußeren Umfangsfläche der Rolle 31B überlappt, um eine Last von der Rolle 31B aufzunehmen. Deshalb ist es selbst in einem Fall, in dem eine sehr große Radiallast auf das Wellengeneratorlager 30B ausgeübt wird, möglich, eine glatte Drehung des Wellengenerators 10B zu verwirklichen, wobei es möglich ist, eine hohe Verschleißfestigkeit auf der Rolloberfläche des Wellengenerators 10B aufrechtzuerhalten.
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Oben sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt. In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist z. B. der Wellengenerator 10, der die Wellenabschnitte 11 und 12 und den Wellengeneratorkörper 13 enthält, als ein Beispiel beschrieben worden. Der Wellengenerator muss jedoch die Wellenabschnitte 11 und 12 nicht enthalten. Zusätzlich ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen das Lager des Wellengeneratorkörpers, das die zwei Reihen von Wälzkörpern enthält, als ein Beispiel beschrieben worden. Es kann jedoch eine Reihe von Wälzkörpern vorgesehen sein oder es können drei oder mehr Reihen von Wälzkörpern vorgesehen sein. In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist eine flache Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps als ein Beispiel beschrieben worden. Die Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Erfindung kann jedoch z. B. auf verschiedene Typen von Getriebevorrichtungen des Biegeeingriffstyps angewendet werden, wie z. B. eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps des Bechertyps oder eine Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps des Zylinderhuttyps. Zusätzlich kann das Verbinden zwischen dem Harzelement und dem Metallelement des Wellengenerators durch eine Zapfenstruktur verwirklicht sein, in der ein Vorsprung und eine an den Vorsprung angepasste Nut und die Nut auf einem Paar von Verbindungsflächen vorgesehen sind, die einander zugewandt sind, um sie zu verbinden. In diesem Fall überlappen bei Betrachtung aus der radialen Richtung etwas von dem Harzelement und dem Metallelement einander. Die gesamte axiale Ausdehnung eines des Harzelements und des Metallelements überlappt jedoch nicht das andere. Zusätzlich können die in den Ausführungsformen gezeigten Einzelheiten innerhalb eines Bereichs, der nicht vom Wesentlichen der Erfindung abweicht, geeignet geändert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B
- Getriebevorrichtung des Biegeeingriffstyps
- 10, 10A, 10B
- Wellengenerator
- 11, 12
- Wellenabschnitt
- 13
- Wellengeneratorkörper
- 15
- Nut
- 21
- äußeres Zahnrad
- 22, 23
- inneres Zahnrad
- 30, 30B
- Wellengeneratorlager
- 31
- Kugel (Wälzkörper)
- 31B
- Rolle (Wälzkörper)
- 52, 53
- Lager
- j, j1, j2
- Harzelement
- m, m1
- Metallelement
- f
- Stab
- d
- Passloch
