DE102019123033B4

DE102019123033B4 - Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps mit einem Zahnrad aus Harz

Info

Publication number: DE102019123033B4
Application number: DE102019123033.0A
Authority: DE
Inventors: Kenji Shirouzu
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2039-08-29
Also published as: US20200072318A1; CN110873154A; KR20200027408A; JP2020037972A; DE102019123033A1; CN110873154B; US11085509B2; JP7088790B2

Abstract

Zahnradvorrichtung (10) des Biegeeingriffstyps, umfassend:einen Wellengenerator (12);ein Außenzahnrad (14), das durch den Wellengenerator (12) gebogen und verformt wird, undein Innenzahnrad (18-A, 18-B), das in das Außenzahnrad (14) eingreift,wobei das Innenzahnrad (18-A, 18-B) aus einem Harz gebildet ist,wobei das Außenzahnrad (14) aus einem Metall gebildet ist, das eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die höher ist als die des Harzes und eine Verschleißfestigkeit, die höher ist als die des Harzes,wobei eine Zahndicke des Innenzahnrads (18-A, 18-B) größer ist als eine Zahndicke des Außenzahnrads (14) in einem Eingriffsbereich zwischen dem Außenzahnrad (14) und dem Innenzahnrad (18-A, 18-B), undwobei die Zahndicke eine Abmessung eines Zahns in einer Richtung senkrecht zu einer Zahnlängenrichtung und einer Zahnspurrichtung ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps ist bekannt als eine kleine Zahnradvorrichtung, die ein hohes Untersetzungsverhältnis erreichen kann. In den letzten Jahren haben sich Anwendungen von Zahnradvorrichtungen diversifiziert und somit kann eine Gewichtsreduktion bei diesem Typ von Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps erforderlich sein. Als Antwort auf diese Anforderung ist in der japanischen Veröffentlichung JP 2013- 170611 A eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps offenbart, bei der ein Innenzahnrad und ein Außenzahnrad aus einem Harz gebildet sind.
Weiterhin ist aus der EP 978 667 B1 die Kombination einer radialflexiblen Wälzbuchse aus Kunststoff und eines Stützringes aus Metall bekannt.
Die DE 19 38 294 A , die JP 2014-20 495 A und die JP 2 529 703 B2 offenbaren Anordnungen, bei denen die Zahndicke einer Innenverzahnung größer ist als die der Außenverzahnung.
Die nachveröffentlichte DE 10 2018 103 228 A1 offenbart ein Innenzahnrad aus Kunststoff und ein Außenzahnrad aus Metall.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn indessen ein Zahnrad aus einem Harz gebildet ist in einem Fall, in dem Wärme an einemEingriffsort des Zahnrads erzeugt wird, gibt es Bedenken, dass sich die Lebensdauer des Zahnrads aufgrund von Einflüssen thermischer Verschlechterung verringern kann. Eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die eine Gegenmaßnahme in Bezug auf die thermische Verschlechterung aufweist, ist noch nicht vorgeschlagen worden, und daher ist ein solcher Vorschlag erwünscht.
Es ist wünschenswert, eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Gegenmaßnahme in Bezug auf die Wärmeerzeugung in dem Zahnrad vorzunehmen, während eine Gewichtsreduktion erreicht wird.
Die vorstehende Aufgabe wird durch eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps bereitgestellt, die Folgendes enthält: einen Wellengenerator; ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, und ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, wobei das Innenzahnrad aus einem Harz gebildet ist und das Außenzahnrad aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als jene des Harzes und eine höhere Verschleißfestigkeit als jene des Harzes aufweist und eine Zahndicke des Innenzahnrads größer als eine Zahndicke des Außenzahnrads in einem Eingriffsbereich zwischen dem Außenzahnrad und dem Innenzahnrad ist.
Gemäß der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Gegenmaßnahme in Bezug auf die Wärmeerzeugung in dem Zahnrad vorzunehmen, während eine Gewichtsreduktion erreicht wird.
Figurenliste

1 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Ansicht, wenn ein Abschnitt eines Innenzahnrads und eines Außenzahnrads der ersten Ausführungsform in einer Axialrichtung betrachtet werden.
3 ist eine vergrößerte Ansicht von 2.
4 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung einer zweiten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung einer dritten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung einer vierten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung einer fünften Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung einer sechsten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine Zahnradvorrichtung einer siebten Ausführungsform zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend sind in Ausführungsformen und Modifikationsbeispielen die gleichen Bezugszeichen den gleichen Komponenten zugewiesen und wiederholte Beschreibungen davon werden weggelassen. Zusätzlich sind in jeder Zeichnung der Einfachheit der Erläuterung halber einige Komponenten nach Bedarf weggelassen oder Abmessungen der Komponenten sind nach Bedarf vergrößert oder verkleinert. Zusätzlich werden separate Bestandteile, die gemeinsame Punkte haben, dadurch unterschieden, dass am Anfang eines Namens „erste, zweite“ oder dergleichen und amEnde eines Codes „-A, -B“ oder dergleichen angehängt werden, und wenn die Bestandteile kollektiv bezeichnet werden, entfallen diese.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung 10 einer ersten Ausführungsform zeigt. Die Zahnradvorrichtung 10 ist eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die ein in die Innenzahnräder 18-A und 18-B eingreifendes Außenzahnrad 14 dreht, während sie das Außenzahnrad 14 biegt und verformt, um das Außenzahnrad 14 zu drehen, und eine Drehkomponente ausgibt. Die Zahnradvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist eine sogenannte rohrförmige Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die eine Drehung eines Wellengenerators 12 verlangsamt und die verlangsamte Drehung unter Verwendung eines Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A und eines Abtriebsinnenzahnrads 18-B ausgibt.
Die Zahnradvorrichtung 10 beinhaltet hauptsächlich den Wellengenerator 12, das Außenzahnrad 14, Wellengeneratorlager 16-Aund 16-B, die Innenzahnräder 18-A und 18-B, ein Stützelement 20 und Lagergehäuse 22-A und 22-B . Nachstehend wird eine Richtung entlang einer Drehmittellinie La des Wellengenerators 12 einfach als eine „Axialrichtung X“ bezeichnet, eine Umfangsrichtung um die Drehmittellinie La wird einfach als eine „Umfangsrichtung“ bezeichnet, und eine Radialrichtung um die Drehmittellinie La wird einfach als eine „Radialrichtung“ bezeichnet.
Der Wellengenerator 12 ist ein rohrförmiges Element, das eine Steifigkeit aufweist. Eine Antriebswelle (nicht gezeigt) einer Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise eines Motors, ist mit dem Wellengenerator 12 unter Verwendung eines Keils oder dergleichen verbunden. Der Wellengenerator 12 enthält ein axiales Loch 12a, in das ein Draht oder dergleichen eingeführt wird. Der Wellengenerator 12 wird von der Antriebswelle mit der Achse des Wellengenerators 12 als einem Drehzentrum gedreht. Zusätzlich ist die Antriebsvorrichtung auf einer Seite (rechte Seite in 1) in der Axialrichtung X von dem Wellengenerator 12 angeordnet. Nachstehend wird die eine Seite in der Axialrichtung X als eine Eingangsseite bezeichnet, und die andere Seite (linke Seite in 1) wird als eine Gegeneingangsseite bezeichnet.
Der Wellengenerator 12 beinhaltet einen Zwischenwellenabschnitt 12b, einen eingangsseitigen Wellenabschnitt 12c, der sich auf der Eingangsseite von dem Zwischenwellenabschnitt 12b befindet, und einen gegeneingangsseitigen Wellenabschnitt 12d, der sich auf der Gegeneingangsseite von dem Zwischenwellenabschnitt 12b befindet. Eine Außenumfangsform des Zwischenwellenabschnitts 12b in einem Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung X weist eine elliptische Form auf. Eine Außenumfangsform sowohl des eingangsseitigen Wellenabschnitts 12c als auch des gegeneingangsseitigen Wellenabschnitts 12d in dem Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung X weist eine Kreisform auf. In der vorliegenden Beschreibung ist die „elliptische Form“ nicht auf eine geometrisch exakte elliptische Form beschränkt, sondern beinhaltet eine annähernd elliptische Form.
Das Außenzahnrad 14 ist auf einer Außenumfangsseite des Zwischenwellenabschnitts 12b des Wellengenerators 12 angeordnet. Das Außenzahnrad 14 ist ein rohrförmiges Element, das eine Flexibilität aufweist. Das Außenzahnrad 14 hat einen rohrförmigen Außenzahnbasisabschnitt 14a und erste Außenzähne 14b-A und zweite Außenzähne 14b-B, die an einem Außenumfangsabschnitt des Außenzahnbasisabschnitts 14a vorgesehen sind. Die ersten Außenzähne 14b-A sind auf der Eingangsseite in der Axialrichtung X angeordnet und greifen in das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A, das später beschrieben wird, ein. Die zweiten Außenzähne 14b-B sind auf der Gegeneingangsseite in der Axialrichtung X angeordnet und greifen in das Abtriebsinnenzahnrad 18-B, das später beschrieben wird, ein. In den ersten Außenzähnen 14b-Aund den zweiten Außenzähnen 14b-B greifen beide Seitenabschnitte des Zwischenwellenabschnitts 12b des Wellengenerators 12 in einer Längsrichtung in das Innenzahnrad 18 ein. Die ersten Außenzähne 14b-A und die zweiten Außenzähne 14b-B der vorliegenden Ausführungsform sind integral mit dem Außenzahnbasisabschnitt 14a gebildet, können jedoch separat von dem Außenzahnbasisabschnitt 14a vorgesehen sein.
Das Außenzahnrad 14 folgt der Drehung des Wellengenerators 12, und das Außenzahnrad 14 wird mittels eines Wellengeneratorlagers 16 durch den Zwischenwellenabschnitt 12b des Wellengenerators 12 elliptisch verformt und gebogen. In diesem Fall wird das Außenzahnrad 14 gebogen und verformt, um mit der Form des Zwischenwellenabschnitts 12b des Wellengenerators 12 übereinzustimmen, während eine Eingriffsposition indas Innenzahnrad 18-A in der Umfangsrichtung geändert wird.
Das Wellengeneratorlager 16 ist zwischen dem Zwischenwellenabschnitt 12b des Wellengenerators 12 und dem Außenzahnrad 14 angeordnet. Das Wellengeneratorlager 16 beinhaltet das erste Wellengeneratorlager 16-A, das zwischen den ersten Außenzähnen 14b-A des Außenzahnrads 14 und dem Wellengenerator 12 angeordnet ist, und das zweite Wellengeneratorlager 16-B, das zwischen den zweiten Außenzähnen 14b-B des Außenzahnrads 14 und dem Wellengenerator 12 angeordnet ist. Der Wellengenerator 12 stützt das Außenzahnrad 14 drehbar mittels des Wellengeneratorlagers 16.
Jedes Wellengeneratorlager 16 weist mehrere erste Walzkörper 16a, einen ersten Innenring 16b und einen ersten Außenring 16c auf. Jeder der ersten Walzkörper 16a der vorliegenden Ausführungsform ist ein kugelförmiger Körper. Der erste Innenring 16b der vorliegenden Ausführungsform bildet eine Außenumfangsfläche des Zwischenwellenabschnitts 12b des Wellengenerators 12, und die Außenumfangsfläche bildet eine innenringseitige Walzfläche 16d, auf der die ersten Walzkörper 16a rollen. Obwohl der erste Innenring 16b auch als der Wellengenerator 12 fungiert, kann der erste Innenring 16b aus einem anderen Element als dem Wellengenerator 12 bestehen.
Der erste Außenring 16c der vorliegenden Ausführungsform besteht aus einem anderen Element als dem Außenzahnrad 14. Der erste Außenring 16c weist eine Flexibilität auf. Der erste Außenring 16c folgt der Drehung des Wellengenerators 12, und das Außenzahnrad 14 wird mittels der ersten Walzkörper 16a durch den Zwischenwellenabschnitt 12b des Wellengenerators 12 elliptisch gebogen und verformt.
Das Innenzahnrad 18 ist ein ringförmiges Element, das eine Steifigkeit aufweist. Das Innenzahnrad 18 ist auf Außenumfangsseiten der ersten Außenzähne 14b-A oder der zweiten Außenzähne 14b-B des Außenzahnrads 14 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Innenzahnrad 18 das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A (erstes Innenzahnrad), das auf der Eingangsseite in der Axialrichtung X angeordnet ist, und ein Abtriebsinnenzahnrad 18-B (zweites Innenzahnrad), das auf der Gegeneingangsseite in der Axialrichtung X angeordnet ist.
Das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A weist einen rohrförmigen ersten Innenzahnbasisabschnitt 18a-A und erste Innenzähne 18b-A auf, die an einem Innenumfangsabschnitt des ersten Innenzahnbasisabschnitts 18a-A vorgesehen sind. Die ersten Innenzähne 18b-A greifen in die ersten Außenzähne 14b-A des Außenzahnrads 14 ein. Die ersten Innenzähne 18b-A der vorliegenden Ausführungsform sind integral mit den ersten Innenzahnbasisabschnitten 18a-A gebildet, können jedoch separat von den ersten Innenzahnbasisabschnitten 18a-A vorgesehen sein.
Die Anzahl der Zähne der ersten Innenzähne 18b-A ist um 2i (i ist eine natürliche Zahl gleich oder größer als 1) größer als die Anzahl der Zähne der ersten Außenzähne 14b-A. Dementsprechend wird dann, wenn sich der Wellengenerator 12 dreht, die Drehung des Wellengenerators 12 durch ein Untersetzungsverhältnis verlangsamt, das einem Unterschied der Anzahl der Zähne zwischen den ersten Innenzähnen 18b-A und den ersten Außenzähnen 14b-A entspricht, und das Außenzahnrad 14 dreht sich. Zusätzlich weist das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A einen Verbindungsabschnitt 18c auf, in dem ein Schraubenloch gebildet ist, in das eine Schraube B1 geschraubt wird. Die Schraube B1 wird verwendet, um das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A mit dem eingangsseitigen Lagergehäuse 22-A zu verbinden.
Das Abtriebsinnenzahnrad 18-B hat einen rohrförmigen zweiten Innenzahnbasisabschnitt 18a-B und zweite Innenzähne 18b-B, die an einem Innenumfangsabschnitt des zweiten Innenzahnbasisabschnitts 18a-B vorgesehen sind. Die zweiten Innenzähne 18b-B greifen in die zweiten Außenzähne 14b-B des Außenzahnrads 14 ein. Die zweiten Innenzähne 18b-B der vorliegenden Ausführungsform sind integral mit den zweiten Innenzahnbasisabschnitten 18a-B gebildet, können jedoch separat von den zweiten Innenzahnbasisabschnitten 18a-B vorgesehen sein.
Die Anzahl der Zähne der zweiten Innenzähne 18b-B ist die gleiche wie die Anzahl der Zähne der zweiten Außenzähne 14b-B. Dementsprechend wird dann, wenn sich der Wellengenerator 12 dreht, eine Drehung an das Abtriebsinnenzahnrad 18-B ausgegeben, die die gleiche Größe wie die der Drehkomponente des Außenzahnrads 14 aufweist.
Das Stützelement 20 weist einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 20a auf, der das Abtriebsinnenzahnrad 18-B mittels eines Hauptlagers 24 drehbar stützt. Der äußere rohrförmige Abschnitt 20a ist radial außerhalb der ersten Innenzähne 18b-A des Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform bilden das Stützelement 20 und das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A einen Abschnitt eines Einzelelements und sind miteinander integriert. Der äußere rohrförmige Abschnitt 20a enthält ein Einführloch 20b zum Einführen einer Schraube B2, die zur Verbindung mit einem Außenelement verwendet wird. Das Außenelement ist außerhalb der Zahnradvorrichtung 10 angeordnet und hat die Aufgabe die Zahnradvorrichtung 10 zu stützen.
Das Hauptlager 24 weistmehrere zweite Walzkörper 24a, einen zweiten Innenring 24b und einen zweiten Außenring 24c auf. Jedes der zweiten Walzkörper 24a der vorliegenden Ausführungsform ist ein kugelförmiger Körper, kann jedoch eine Walze oder dergleichen sein. Der zweite Innenring 24b der vorliegenden Ausführungsform besteht aus einer Außenumfangsfläche des Abtriebsinnenzahnrads 18-B, kann jedoch aus einem anderen Element als dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B bestehen. Der zweite Außenring 24c besteht aus einer Innenumfangsfläche des äußeren rohrförmigen Abschnitts 20a des Stützelements 20, kann jedoch aus einem anderen Element als dem Stützelement 20 bestehen.
Die Lagergehäuse 22 sind in Abständen in der Axialrichtung X des Wellengenerators 12 angeordnet. Die Lagergehäuse 22 beinhalten ein eingangsseitiges Lagergehäuse 22-A, das auf der Eingangsseite in der Axialrichtung X angeordnet ist, und ein gegeneingangsseitiges Lagergehäuse 22-B, das auf der Gegeneingangsseite in der Axialrichtung X angeordnet ist.
Das eingangsseitige Lagergehäuse 22-A ist durch eine Schraube B1 oder dergleichen mit dem Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A verbunden, um mit dem Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A integriert zu sein. Das eingangsseitige Lagergehäuse 22-A ist mit dem Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A verbunden und fungiert als ein erstes Anschlagelement, das an einer eingangsseitigen Endfläche des Außenzahnrads 14 anliegt.
Das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B ist durch eine Schraube B3 oder dergleichen mit dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B verbunden, um mit dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B integriert zu sein. Das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B ist mit dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B verbunden und fungiert als ein zweites Anschlagelement, das an einer gegeneingangsseitigen Endfläche des Außenzahnrads 14 anliegt.
Ein Lager 26 ist zwischen dem eingangsseitigen Lagergehäuse 22-A und dem eingangsseitigen Wellenabschnitt 12c des Wellengenerators 12 oder zwischen dem gegeneingangsseitigen Lagergehäuse 22-B und dem gegeneingangsseitigen Wellenabschnitt 12d des Wellengenerators 12 angeordnet. Das Paar von Lagergehäusen 22-A und 22-B stützt den Wellengenerator 12 auf beiden Seiten drehbar mittels der Lager 26. Jedes Lager 26 weist mehrere dritte Walzkörper 26a, einen dritten Innenring 26b und einen dritten Außenring 26c auf.
Das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B und das Abtriebsinnenzahnrad 18-B sind mit einer anzutreibenden Vorrichtung durch eine Schraube B4 gekoppelt. Die anzutreibende Vorrichtung ist in der Axialrichtung X auf der Gegeneingangsseite des Wellengenerators 12 angeordnet. Das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B beinhaltet ein Einführloch 22a, in das ein Wellenabschnitt der Schraube B4 eingeführt wird. In dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B ist ein Innengewindeloch 18d gebildet, in das die Schraube B4 geschraubt wird.
Ein Betrieb der oben beschriebenen Zahnradvorrichtung 10 wird beschrieben. Wenn sich die Antriebswelle der Antriebsvorrichtung dreht, dreht sich der Wellengenerator 12 zusammen mit der Antriebswelle. Wenn sich der Wellengenerator 12 dreht, wird das Außenzahnrad 14 kontinuierlich gebogen und verformt, um mit der Form des Zwischenwellenabschnitts 12b des Wellengenerators 12 übereinzustimmen, während es die Eingriffsposition in das Innenzahnrad 18 in der Umfangsrichtung ändert. JedesMal, wenn sich der Wellengenerator 12 einmal dreht, dreht sich das Außenzahnrad 14 relativ zum Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A um einen Betrag, der dem Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen den ersten Außenzähnen 14b-A des Außenzahnrads 14 und den ersten Innenzähnen 18b-A des Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A entspricht. In diesem Fall wird die Drehung des Wellengenerators 12 durch das Untersetzungsverhältnis verlangsamt, das dem Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen dem Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A und dem Außenzahnrad 14 entspricht, und das Außenzahnrad 14 dreht sich. Die Anzahl der Zähne der zweiten Innenzähne 18b-B des Abtriebsinnenzahnrads 18-B und die Anzahl der Zähne der zweiten Außenzähne 14b-B sind zueinander gleich. Daher dreht sich das Abtriebsinnenzahnrad 18-B synchron mit der gleichen Drehkomponente wie der des zweiten Außenzahnrads 14, während die relative Eingriffsposition zu dem zweiten Außenzahnrad 14 nicht geändert wird, bevor und nachdem sich der Wellengenerator 12 einmal gedreht hat. Die Drehung des Abtriebsinnenzahnrads 18-B wird von dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B an die anzutreibendeVorrichtung übertragen. Als eine Folge wird die Drehung des Wellengenerators 12 verlangsamt und von dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B an die anzutreibende Vorrichtung ausgegeben.
Hierbei weist die Zahnradvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform die folgenden Merkmale auf. Das heißt, einige der oben beschriebenen Bestandteile sind aus einem Harz gebildet und die anderen Bestandteile sind aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet, das später beschrieben wird.
Insbesondere ist in der Zahnradvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform das Außenzahnrad 14 oder das Innenzahnrad 18 aus einem Harz gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Innenzahnrad 18 aus einem Harz gebildet. Insbesondere, ist jeweils das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A und das Abtriebsinnenzahnrad 18-B aus einem Harz gebildet. Nachstehend wird der Einfachheit halber das Harz, das das Innenzahnrads 18 bildet, als ein Harz für ein Zahnrad bezeichnet. Beispielsweise werden hier für das Harz für ein Zahnrad technische Allzweckkunststoffe wie Polyacetal und Polyamid verwendet.
Zusätzlich ist das Außenzahnrad 14, das das andere Zahnrad von dem Außenzahnrad 14 und dem Innenzahnrad 18 ist, aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. Insbesondere ist das gesamte Außenzahnrad 14, das heißt jeweils der Außenzahnbasisabschnitt 14a, die ersten Außenzähne 14b-A und die zweiten Außenzähne 14b-B, aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. Dieses Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit weist eine Wärmeleitfähigkeit [W/(m·K)] auf, die höher als jene des Harzes für ein Zahnrad ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Metall wie Stahl oder Aluminium als das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet. Es kann jedoch jedes Material verwendet werden, solange es eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer ist als die des Harzes für ein Zahnrad.
(A) Wenn dementsprechend an dem Eingriffsort zwischen dem Innenzahnrad 18 und dem Außenzahnrad 14 Wärme erzeugt wird, wird eine Wärmeübertragung von dem Eingriffsort zu anderen Orten durch das Außenzahnrad 14, das aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, gefördert und es wird Wärmeabgabe an anderen Orten gefördert. Hierbei beinhalten die anderen Orte nicht nur andere Orte als den Eingriffsort des Außenzahnrads 14, sondern auch ein Element (in der vorliegenden Ausführungsform das später beschriebene Lagergehäuse 22) mit Ausnahme des Außenzahnrads 14. Dementsprechend ist es möglich, einen Temperaturanstieg des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14, die durch Wärmeerzeugung an dem Eingriffsort zwischen dem Innenzahnrad 18 und dem Außenzahnrad 14 bewirkt wird, zu unterdrücken. Infolgedessen ist es möglich, eine Abnahme der Lebensdauer des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14 aufgrund von Einflüssen von thermischer Verschlechterung zu verhindern, und eine günstige Haltbarkeit des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14 kann erhalten werden. Dementsprechend ist das Innenzahnrad 18 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet und somit ist es möglich, eine Gegenmaßnahme in Bezug auf die Wärmeerzeugung in dem Getriebe vorzunehmen, während die Gewichtsreduktion erreicht wird.
Unter dem Gesichtspunkt des Übertragens von Wärme, die an dem Eingriffsort des Zahnrads erzeugt wird, zu den anderen Orten wird es bevorzugt, dass das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer als die des Harzes für ein Zahnrad ist. Unter diesem Gesichtspunkt wird es zum Beispiel bevorzugt, dass die Wärmeleitfähigkeit des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf das 10,0-fache der Wärmeleitfähigkeit des Harzes für ein Zahnrad oder höher eingestellt wird.
In der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps 10 weist im Allgemeinen das Innenzahnrad 18, das auf einer Außenumfangsseite des Außenzahnrads 14 angeordnet ist, ein Volumen auf, das größer als das des Außenzahnrads 14 ist. Im Vergleich zu einem Fall, in dem das Außenzahnrad 14 mit einem kleineren Volumen aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform das Innenzahnrad 18 mit einem größeren Volumen aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und somit ist es möglich, die Gewichtsreduktion effektiv zu erzielen.
UnterdessenisteinAufnahmeraum28, in dem das Außen zahnrad 14 aufgenommen ist, zwischen dem Innenzahnrad 18 und dem Außenzahnrad 14 gebildet und befindet sich an einem tiefen Ort weg von einem Außenraum 30 um die Zahnradvorrichtung 10. Daher kann Luft nicht leicht zwischen dem Aufnahmeraum 28 des Außenzahnrads 14 und dem Außenraum 30 strömen, und Wärme, die von dem Außenzahnrad 14 abgegeben wird, wird leicht in dem Aufnahmeraum 28 gesammelt. Insbesondere ist dieser Aufnahmeraum 28 in einem Abschnitt gebildet, der von beiden Seiten der Axialrichtung X durch die Lagergehäuse 22 und die Lager 26 eingeschlossen ist, und somit wird Wärme leichter in dem Aufnahmeraum 28 gesammelt. Als nächstes wird eine Vorrichtung zum Fördern der Wärmeabgabe des Außenzahnrads 14 beschrieben, das sich an einem Ort befindet, an dem Wärme leicht gesammelt wird.
Wie oben beschrieben, funktioniert das eingangsseitige Lagergehäuse 22-A oder das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B als das Anschlagelement, das an das Außenzahnrad 14 anliegt. Ein Abschnitt jedes Lagergehäuses 22 ist dem Außenraum 30 ausgesetzt. Beispielsweise ist hier ein Abschnitt eine in die Axialrichtung X nach außen weisende Oberfläche des Lagergehäuses 22 oder eine radial nach außen weisende Außenumfangsoberfläche des Lagergehäuses 22. Das Lagergehäuse 22 ist aus einemMaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet, das eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die höher als jene des oben beschriebenen Harzes für ein Zahnrad ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird als dieses Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ein Metall, das die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie die des Außenzahnrads 14 aufweist, verwendet. Ein spezielles Beispiel des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist jedoch nicht besonders eingeschränkt, so lange es eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer als die des Harzes für ein Zahnrad ist. Zum Beispiel kann das Lagergehäuse 22 aus einem anderen Material als das des Außenzahnrads 14 gebildet sein.
Dementsprechend kann die Wärme des Außenzahnrads 14 an das Lagergehäuse 22 übertragen werden, das an das Außenzahnrad 14 anliegt, und die Wärme des Außenzahnrads 14 kann von dem Lagergehäuse 22 abgegeben werden. Daher kann ein Temperaturanstieg des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14 ferner unterdrückt werden, indem die Anzahl der Abgabeorte der am Eingriffsort des Zahnrads erzeugten Wärme erhöht wird. Insbesondere kann die Wärmeabgabe vom Lagergehäuse 22 zum umgebenden Außenraum 30 erfolgen, Wärmeabgabe von dem im Aufnahmeraum 28 angeordneten Außenzahnrad 14 zum Außenraum 30 wird gefördert und der Temperaturanstieg des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14 kann effektiv unterdrückt werden.
Darüber hinaus sind in der Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform, um die Gewichtsreduktion zu erzielen, jeweils der erste äußere Ring 16c des Wellengeneratorlagers 16, der dritte Außenring 26c und der dritte Innenring 26b des Lagers 26 und der Wellengenerator 12 aus einem Harz gebildet. Diese können aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet sein, das die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie die des Innenzahnrads 18 aufweist, oder können aus einem anderen Harz gebildet sein. Jeweils der erste Walzkörper 16a des Wellengeneratorlagers 16, der zweite Walzkörper 24a des Hauptlagers 24 und die dritten Walzkörper 26a des Lagers 26 sind aus einem Metall gebildet. Dies liegt daran, dass der Walzkörper des Lagers eine größere Festigkeit als die des Außen- und des Innenrings erfordert.
Da zusätzlich das Stützelement 20 einen Abschnitt desselben Einzelelements wie das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A bildet, ist das Stützelement 20 ähnlich wie das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet.
Darüber hinaus beinhaltet die Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich die Schrauben B1 und B3 zum Verbinden eines aus einem Harz gebildeten Elements und eines anderen Elements. In dieser Ausführungsform ist eine Kombination aus dem „Element, das aus einem Harz gebildet ist“ und einem „anderen Element“ eine Kombination aus dem Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A und dem eingangsseitigen Lagergehäuse 22-A oder eine Kombination aus dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B und dem gegeneingangsseitigen Lagergehäuse 22-B.
Ähnlich wie das Außenzahnrad 14 oder dergleichen sind die Schrauben B1 und B3 jeweils aus einem Metall gebildet, das das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit darstellt. Dementsprechend kann sogar in einem Element, das aus einem Harz gebildet ist, das einen kleinen Wärmeabgabebetrag aufweist, die Wärmeabgabe durch die Schrauben B1 und B3, die aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sind, gefördert werden, und somit ist es möglich, eine thermische Verschlechterung des Elements zu unterdrücken. Zusätzlich ist in der vorliegenden Ausführungsform unter dem Gesichtspunkt des Förderns der Wärmeübertragung und der Wärmeabgabe das Beispiel, in dem ein „ein anderes Element“ aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, beschrieben. Das „andere Element“ kann jedoch aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet sein.
Währenddessen ist in einem Fall, in dem ein Harzzahnrad verwendet wird, die Verschleißfestigkeit des Harzes geringer als die des Metalls oder dergleichen, und somit wird der Verschleiß an einer Zahnoberfläche zu einem Problem. Wenn der Verschleiß an der Zahnoberfläche fortschreitet, verursacht der Verschleiß einen Zahnbruch, und somit ist eine Gegenmaßnahme für den Verschleiß erforderlich. Nachstehend wird eine Vorrichtung zur Realisierung dieser Gegenmaßnahme beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Verschleißfestigkeit des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit, das das Außenzahnrad 14 bildet, welches das oben beschriebene „andere Zahnrad“ ist, höher als die des Harzes für ein Zahnrad, das das Innenzahnrad 18 bildet, welches das „eine Zahnrad“ ist. Nachstehend wird das „eine Zahnrad“ als ein Harzzahnrad 40 und das „andere Zahnrad“ als ein Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42 bezeichnet. Alle in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen „Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit“ beziehen sich auf Materialien mit einer Verschleißfestigkeit, die höher ist als die des Harzes für ein Zahnrad. Für das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, das solche Bedingungen erfüllt, wird ein Metall wie Eisen und Aluminium wie oben beschrieben verwendet. Es können jedoch Harze oder dergleichen verwendet werden, die sich von dem Harz für ein Zahnrad unterscheiden.
Hier bezieht sich die „hohe Verschleißfestigkeit“ auf einen bestimmten Betrag des Verschleißes, der gering ist, wenn ein anderes Gegenelement als ein genanntes Zahnrad durch einen Verschleißtest unter derselben Gleitbedingung auf dem Zahnrad gleitet. Das heißt, ein spezifischer Betrag eines Verschleißes des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit, das das Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42 bildet, ist kleiner als der des Harzes für ein Zahnrad, das das Harzzahnrad 40 bildet. Dieser Verschleißtest wird durchgeführt, indem ein Verschleißbetrag gemessen wird, wenn das Gegenelement auf einer Gleitfläche einer aus dem Zahnrad ausgeschnittenen Probe gleitet. Die „gleiche Gleitbedingung“ bedeutet, dass die Oberflächenrauheit der Gleitfläche der Probe oder des Gegenelements und die Materialien des Gegenelements gleich sind und die Schmierbedingungen, wie das Vorhandensein oder Abwesenheit eines Schmiermittels und eine Zusammensetzung des Schmiermittels gleich sind. Der spezifische Betrag des Verschleißes [mm²/kgf] wird durch den folgenden Ausdruck (1) unter Verwendung einer Last [kgf] ausgedrückt, die senkrecht auf die Gleitfläche aufgebracht wird, und einer Gleitstrecke [mm], wenn das Gegenelement in einem Zustand auf der Gleitfläche gleitet, in dem die Last auf die Gleitfläche aufgebracht wird und einem Verschleißbetrag [mm³] der Probe, der durch das Gleiten verursacht wird. $\begin{array}{l} Spezifischer Betrag des Verschlei β es = Verschlei β betrag \\ (Gleitstrecke \times Last) \end{array}$
2 ist eine Ansicht, wenn ein Abschnitt des Innenzahnrads 18 und des Außenzahnrads 14 in der Axialrichtung betrachtet werden, und 3 ist eine vergrößerte Ansicht von 2. In der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Eingriffsbereich Re zwischen dem Außenzahnrad 14 und dem Innenzahnrad 18 eine Zahndicke des Harzzahnrads 40 größer als eine Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42. Hier bezieht sich der „Eingriffsbereich Re“ auf einen Bereich, in dem die Zahnoberflächen des Außenzahnrads 14 und des Innenzahnrads 18 miteinander in Kontakt kommen, wenn das Außenzahnrad 14 und das Innenzahnrad 18 ineinandergreifen.
Eine Richtung entlang einer Radiuslinie Lb, die durch eine Umfangsmittenposition eines Innenzahns 18b des Innenzahnrads 18 und der Drehmittellinie La (siehe 2) des Wellengenerators 12 verläuft, wird als Zahnlängenrichtung Pb des Innenzahns 18b bezeichnet. Die Zahndicke des Innenzahnrads 18 bezieht sich auf eine Abmessung des Innenzahns 18b in einer Richtung senkrecht zur Zahnlängenrichtung Pb und einer Zahnspurrichtung (Axialrichtung X) des Innenzahns 18b. Die Zahndicke des Außenzahnrads 14 bezieht sich auf eine Abmessung, die darauf basiert, wenn das Außenzahnrad 14 von außen an einen echten kreisförmigen Kern (nicht gezeigt) mit einem Durchmesser angepasst wird, der von außen über das biegeverformbare Außenzahnrad 14 ohne Lockerung angepasst werden kann. Unter den Bedingungen dieser Bezugnahme wird eine Richtung entlang einer radialen Linie Lc, die durch eine Umfangsmittenposition eines Außenzahns 14b des Außenzahnrads 14 und der Mitte des Kerns verläuft, als eine Zahnlängenrichtung Pc des Außenzahns 14b bezeichnet. Die Zahndicke des Außenzahnrads 14 bezieht sich auf eine Abmessung des Außenzahns 14b in einer Richtung senkrecht zu der Zahnlängenrichtung Pc und der Zahnspurrichtung (Axialrichtung X) des Außenzahnrads 14 unter der Bedingung dieser Bezugnahme.
Hier bedeutet „die Zahndicke des Harzzahnrads 40 ist größer als die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42“, dass eine beliebige der nachstehend beschriebenen Bedingungen (1) bis (3) erfüllt ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind alle Bedingungen von (1) bis (3) erfüllt, aber es kann eine beliebige der Bedingungen erfüllt sein.

(1) In dem oben beschriebenen Eingriffsbereich Re ist ein Minimalwert Lx-min der Zahndicke des Harzzahnrads 40 größer als ein Minimalwert Ly-min der Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42.
(2) In der Mittelposition des oben beschriebenen Eingriffsbereichs Re in der Zahnlängenrichtung ist eine Zahndicke Lx-cen des Harzzahnrads 40 größer als eine Zahndicke Ly-cen des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42.
(3) In dem oben beschriebenen Eingriffsbereich Re ist ein Maximalwert Lx-max der Zahndicke des Harzzahnrads 40 größer als ein Maximalwert Ly-max der Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42.

Die Bedingung, dass (1) erfüllt ist, bedeutet, dass die Zahndicke des Harzzahnrads 40 größer ist als der Minimalwert Ly-min der Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 in dem gesamten Eingriffsbereich Re.
Dementsprechend kann im Eingriffsbereich Re zwischen dem Außenzahnrad 14 und dem Innenzahnrad 18 im Vergleich zu einem Fall, in dem die Zahndicke des Harzzahnrads 40 gleich der Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 ist, die Festigkeit des Zahns, wenn die Zahnoberfläche des Zahns (in der vorliegendenAusführungsformderInnenzahn 18b) des Harzzahnrads 40 abgenutzt ist, leicht gesichert werden. Dementsprechend ist es möglich, ein Bruchrisiko des Zahns des Harzzahnrads 40 zu verringern, und es wird eine lange Lebensdauer der Zahnradvorrichtung 10 erzielt.
In einem Fall, in dem das Harzzahnrad verwendet wird, ist die Steifigkeit eines Harzes geringer als die eines Metalls, und der Betrag der Biegeverformung des Zahnes aufgrund einer auf eine Zahnkontaktstelle des Harzzahnrades 40 ausgeübten Last nimmt zu. Dies verursacht einen Eingriffsfehler und Ratschen (Zahnsprung) zwischen dem Harzzahnrad 40 und dem Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42. In dieser Hinsicht ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Zahndicke des Harzzahnrads 40 größer als die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42. Daher kann im Eingriffsbereich Re zwischen dem Außenzahnrad 14 und dem Innenzahnrad 18 im Vergleich zu dem Fall, in dem die Zahndicke des Harzzahnrads 40 und die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 gleich sind, eine hohe Steifigkeit des Zahns des Harzzahnrads 40 erzielt werden, und der Betrag der Biegeverformung des Zahns kann abnehmen. Dementsprechend kann der Eingriffsfehler zwischen dem Harzzahnrad 40 und dem Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42 verringert werden, und das Ratschen kann durch eine Verbesserung eines Ratschendrehmoments unterdrückt werden.
Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform die Bedingung von (1), die oben beschrieben wurde, erfüllt, und somit können die oben beschriebenen verschiedenen Effekte leichter erhalten werden, in einem Bereich, der einen Ort mit dem Minimalwert in dem Eingriffsbereich RE enthält. Hier sind die oben beschriebenen verschiedenen Effekte ein Effekt, die Festigkeit des Zahns leichter zu erhalten, wenn sich die Zahnoberfläche des Harzzahnrads 40 abnutzt, ein Effekt der Reduzierung des Eingriffsfehlers und ein Effekt der Unterdrückung des Ratschens. Im oben beschriebenen Eingriffsbereich Re, wird vorzugsweise der Minimalwert Lx-min der Zahndicke des Harzzahnrads 40 auf das 2,5-fache oder mehr des Minimalwerts Ly-min der Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 eingestellt, um unter dem Gesichtspunkt diese Effekte leichter zu erzielen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die oben beschriebene Bedingung (2) erfüllt, und die oben beschriebenen verschiedenen Effekte können in einem weiten Bereich in der Zahnlängenrichtung einschließlich des Ortes mit der Mittelposition des Eingriffsbereichs Re leicht erhalten werden. Unter dem Gesichtspunkt, diese Effekte leichter zu erzielen, wird in der Mittelposition des oben beschriebenen Eingriffsbereichs Re in der Zahnlängenrichtung vorzugsweise die Zahndicke Lx-cen des Harzzahnrads 40 auf das 1, 6-fache oder mehr der Zahndicke ly-cen des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 eingestellt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Bedingung von (3), die oben beschrieben wurde, erfüllt, und die oben beschriebenen verschiedenen Effekte können leicht in einem Bereich erhalten werden, der den Ort mit dem Maximalwert in dem Eingriffsbereich Re umfasst.
In der vorliegenden Ausführungsform ist in dem oben beschriebenen Eingriffsbereich Re der Minimalwert Lxmin der Zahndicke des Harzzahnrads 40 gleich oder größer als der Maximalwert Ly-max der Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42. Dies bedeutet, dass die Zahndicke des Harzzahnrads 40 im gesamten Eingriffsbereich Re größer ist als der Maximalwert Ly-max der Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42. Dementsprechend werden die oben beschriebenen verschiedenen Effekte in dem gesamten Eingriffsbereich Re leichter erhalten.
Das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, aus dem das Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42 besteht, ist aus Metall und weist eine größere Steifigkeit auf als das Harz, aus dem das Harzzahnrad 40 besteht. Daher ist es, wie oben beschrieben, selbst wenn der Zahn (in der vorliegenden Ausführungsform der Innenzahn 18b) des Harzzahnrads 40 aufgrund eines Anstiegs der Zahndicke eine hohe Steifigkeit aufweist, möglich, die oben beschriebenen verschiedenen Effekte zu erzielen während ein nachteiliger Effekt auf das Metall-Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42 unterdrückt wird (in der vorliegenden Ausführungsform der Außenzahn 14b).
Das Harzzahnrad 40 ist das Innenzahnrad 18, das Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42 ist ein Außenzahnrad 14 und die Zahndicke des Innenzahnrads 18 ist größer als die Zahndicke des Außenzahnrads 14. Dementsprechend wird im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Dicke des Außenzahnrads 14 gleich der Dicke des Innenzahnrads 18 ist, da die Zahndicke des Außenzahnrads 14 auf die Zahndicke des Innenzahnrads 18 reduziert wird, ein Volumen von dem Außenzahn 14b des Außenzahnrads 14 verringert, und eine für die Biegeverformung des Außenzahnrads 14 erforderliche Kraft kann verringert werden. Dementsprechend ist es möglich, einen Energieverlust zu vermeiden, der mit der Biegeverformung des Außenzahnrads 14 einhergeht, und einen hohen Wirkungsgrad der Kraftübertragung der Zahnradvorrichtung 10 zu erzielen.
Zweite Ausführungsform
4 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung 10 einer zweiten Ausführungsform zeigt. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform bildet das Außenzahnrad 14 der vorliegenden Ausführungsform das Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42 und das Innenzahnrad 18 bildet das Harzzahnrad 40. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist die Zahndicke des Harzzahnrads 40 (Innenzahnrad 18) größer als die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 (Außenzahnrad 14).
Der Walzkörper 16a der vorliegenden Ausführungsform ist eine Walze . Der Walzkörper 16a der vorliegenden Ausführungsform ist eine zylindrische Walze, deren Außenumfangsfläche entlang der Axialrichtung X vorgesehen ist. Der Walzkörper 16a der vorliegenden Ausführungsform dreht sich um eine Drehachse entlang der Axialrichtung X.
Der erste Außenring 16c der vorliegenden Ausführungsform bildet eine Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 14, und die Innenumfangsfläche bildet eine außenringseitige Walzfläche 16e, auf der die ersten Walzkörper 16a rollen. Das Außenzahnrad 14 fungiert auch als der erste Außenring 16c des Wellengeneratorlagers 16.
Um den Wirkungsgrad der Kraftübertragung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps zu erhöhen, ist es effektiv, ein Volumen einer Biegeverformungsstelle zu reduzieren, um einen Energieverlust an dem Biegeverformungsort zu reduzieren. Die Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 14 bildet eine außenringseitige Walzfläche 16e, auf der der Walzkörper 16a rollt, und der biegeverformbare erste Außenring 16c ist nicht separat vom Außenzahnrad 14 vorgesehen. Daher kann, da der Außenring, der zusammen mit dem Außenzahnrad 14 gebogen und verformt wird, nicht von dem Außenzahnrad 14 getrennt ist, der mit dem Biegen und Verformen des Außenrings verbundene Energieverlust vermieden werden, und es kann ein hoher Übertragungswirkungsgrad der Zahnradvorrichtung 10 erzielt werden.
Zusätzlich ist es in einem Fall, in dem sowohl das Innenzahnrad 18 als auch das Außenzahnrad 14 aus einem Metall gebildet sind, im Allgemeinen wahrscheinlicher, dass ein Abplatzschaden an der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 14 früher als Verschleiß auf der Zahnoberfläche des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14 auftritt, und somit ist dieser Abschnitt ein schwächster Abschnitt mit einer geringsten Festigkeit im Innenzahnrad 18 und im Außenzahnrad 14. Dementsprechend ist in diesem Fall im Allgemeinen der Außenring des Wellengeneratorlagers 16 separat von dem Außenzahnrad 14 vorgesehen, und somit wird die Verbesserung der Hubspanne erzielt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Innenzahnrad 18 aus einem Harz gebildet, und das Außenzahnrad 14 ist aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet, dessen Verschleißfestigkeit höher ist als die des Harzes für ein Zahnrad. In diesem Fall ist es wahrscheinlicher, dass der Verschleiß an der Zahnoberfläche des Innenzahnrads 18 fortschreitet als der Abplatzschaden an der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 14. Insbesondere ist diese Tendenz in einem Fall stärker, in dem das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ein Metall ist. Daher ist in dem Innenzahnrad 18 und dem Außenzahnrad 14 die Zahnoberfläche des Innenzahnrads 18 der schwächste Abschnitt und die Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 14 ist nicht der schwächste Abschnitt. Dementsprechend besteht, wie oben beschrieben, um einen hohen Übertragungswirkungsgrad der Zahnradvorrichtung 10 zu erzielen, selbst in dem Fall, in dem der Außenring des Wellengeneratorlagers 16 nicht separat von dem Außenzahnrad 14 vorgesehen ist, ein Vorteil darin, dass ein Einfluss auf die Lebensdauer ausgeschlossen werden kann.
Dritte Ausführungsform
5 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung 10 einer dritten Ausführungsform zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine andere Vorrichtung zum Fördern der Wärmeabgabe des Außenzahnrads 14 beschrieben, das an dem Ort angeordnet ist, an dem die Wärme leicht gesammelt wird. In der ersten Ausführungsform wird das Beispiel, in dem das Lagergehäuse 22 aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, als Vorrichtung beschrieben. Um diese Vorrichtung zu realisieren, werden in der vorliegenden Ausführungsform anstelle des Lagergehäuses 22 der Wellengenerator 12 und das Wellengeneratorlager 16 aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet.
Insbesondere sind in der vorliegenden Ausführungsform jeweils die ersten Walzkörper 16a und der erste Außenring 16c des Wellengeneratorlagers 16 und des Wellengenerators 12 aus einemMetall als Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. In einem Fall, in dem das Wellengeneratorlager 16 den ersten Innenring 16b von dem Wellengenerator 12 getrennt hat, kann der erste Innenring 16b auch aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sein. In der vorliegenden Ausführungsform wird als dieses Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ein Metall, das die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie die des Außenzahnrads 14 aufweist, verwendet. Ein spezielles Beispiel des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist jedoch nicht besonders eingeschränkt, so lange es eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer als die des Harzes für ein Zahnrad ist. Zum Beispiel können der Wellengenerator 12 und das Wellengeneratorlager 16 aus einem Material gebildet sein, das sich von dem des Außenzahnrads 14 unterscheidet.
Zusätzlich ist ein Abschnitt des Wellengenerators 12 zu dem Außenraum 30 freigelegt. Hier bezieht sich der freiliegende Abschnitt auf Außenumfangsflächen an beiden Endabschnitten in der Axialrichtung X des Wellengenerators 12, eine Endfläche, die in der Axialrichtung X nach außen weist, oder dergleichen.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die Wärme des Außenzahnrads 14 durch das am Außenzahnrad 14 anliegende Wellengeneratorlager 16 auf den Wellengenerator 12 übertragen werden, und die Wärme des Außenzahnrads 14 kann vom Wellengeneratorlager 16 oder vom Wellengenerator 12 abgegeben werden. Daher kann ein Temperaturanstieg des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14 ferner unterdrückt werden, indem die Anzahl der Abgabeorte der am Eingriffsort des Zahnrads erzeugten Wärme erhöht wird. Insbesondere kann Wärmeabgabe von dem Wellengenerator 12 zu dem umgebenden Außenraum 30 durchgeführt werden, und Wärmeabgabe kann auch von dem Wellengenerator 12 zu der Antriebswelle der mit dem Wellengenerator 12 verbundenen Antriebsvorrichtung durchgeführt werden. Daher wird die Wärmeabgabe von dem in dem Aufnahmeraum 28 angeordneten Außenzahnrad 14 zu dem Außenraum 30 oder der Antriebswelle gefördert, und der Temperaturanstieg des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14 kann effektiv unterdrückt werden.
Da der Wellengenerator 12 aus einem Metall gebildet ist, können darüber hinaus die folgenden Vorteile erhalten werden. Im Allgemeinen neigt der Wellengenerator 12 dazu, einen großen Außendurchmesser aufzuweisen, es ist wahrscheinlich, dass eine große Last auf den Wellengenerator 12 ausgeübt wird, wenn sich ein Biegemoment erhöht, und daher neigt auch die für den Wellengenerator 12 erforderliche Festigkeit dazu, sich zu erhöhen. In dieser Hinsicht ist die erforderliche Festigkeit des Wellengenerators 12 leicht sichergestellt, da der Wellengenerator 12 aus einem Metall gebildet ist, verglichen mit dem Fall, in dem der Wellengenerator 12 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet ist. Dementsprechend wird die erforderliche Festigkeit des Wellengenerators 12 leicht sichergestellt, während die Gewichtsreduktion der Zahnradvorrichtung 10 oder die Gegenmaßnahme in Bezug auf die Wärmeerzeugung in dem Zahnrad erreicht wird.
Ähnlich wie die erste Ausführungsform ist in der vorliegenden Ausführungsform das Innenzahnrad 18 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und somit ist es möglich, die Gegenmaßnahme in Bezug auf die Wärmeerzeugung in dem Getriebe vorzunehmen, während die Gewichtsreduktion erreicht wird.
Zusätzlich ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform die Zahndicke des Harzzahnrads 40 (Innenzahnrad 18) größer als die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 (Außenzahnrad 14). Dementsprechend werden ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die oben beschriebenen verschiedenen Effekte erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lagergehäuse 22 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet. Ähnlich wie die erste Ausführungsform kann das Lagergehäuse 22 jedoch aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sein. Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform andere Bestandteile wie das Außenzahnrad 14, das Innenzahnrad 18, das Hauptlager 24 oder das Lager 26 aus dem gleichen Material wie das der ersten Ausführungsform gebildet. Das heißt, jeweils das Außenzahnrad 14, der zweite Walzkörper 24a des Hauptlagers 24 und der dritte Walzkörper 26a des Lagers 26 sind aus einem Metall als Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet, und jeweils das Innenzahnrad 18 und der dritte Außenring 26c und der dritte Innenring 26b des Lagers 26 sind aus einem Harz für ein Zahnrad gebildet.
Vierte Ausführungsform
6 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung 10 einer vierten Ausführungsform zeigt. In der ersten bis dritten Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, in dem das Außenzahnrad 14 aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und das Innenzahnrad 18 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Außenzahnrad 14 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und das Innenzahnrad 18 ist aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. Insbesondere ist das Abtriebsinnenzahnrad 18-B des Innenzahnrads 18 aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet, und das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A ist aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet. Das Außenzahnrad 14 und das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A bilden das Harzzahnrad 40, und das Abtriebsinnenzahnrad 18-B bildet das Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Zahndicke des Harzzahnrads 40 (Außenzahnrad 14) größer als die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 (Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A). Dementsprechend werden ähnlich wie bei der ersten Aus führungsform die oben beschriebenen verschiedenen Effekte erhalten.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn Wärme an dem Eingriffsort zwischen dem Innenzahnrad 18 und dem Außenzahnrad 14 erzeugt wird, Wärmeübertragung von dem Eingriffsort zu anderen Orten durch das aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildete Abtriebsinnenzahnrad 18-B gefördert und Wärmeabgabe an den anderen Orten wird gefördert. Hier enthalten die anderen Orte, andere Orte als den Eingriffsort des Abtriebsinnenzahnrads 18-B. Dementsprechend ist es ähnlich wie bei den oben beschriebenen Inhalten (A) möglich, einen Temperaturanstieg des Abtriebsinnenzahnrads 18-B oder des Außenzahnrads 14 zu unterdrücken, der durch Wärmeerzeugung an dem Eingriffsort zwischen dem Abtriebsinnenzahnrad 18-B und dem Außenzahnrad 14 verursacht wird. Infolgedessen ist es möglich, eine Verringerung der Lebensdauer des Innenzahnrads 18-B oder des Außenzahnrads 14 aufgrund von Einflüssen thermischer Verschlechterung zu verhindern, und eine vorteilhafte Haltbarkeit des Abtriebsinnenzahnrads 18-B oder des Außenzahnrads 14 kann erhalten werden. Dementsprechend ist das Außenzahnrad 14 oder das Innenzahnrads 18 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und somit ist es möglich, eine Gegenmaßnahme in Bezug auf Wärmeerzeugung in dem Getriebe vorzunehmen, während die Gewichtsreduktion erreicht wird.
Da das Abtriebsinnenzahnrad 18-B aus einem Metall gebildet ist, das das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist, können darüber hinaus die folgenden Vorteile erhalten werden. Da das Abtriebsinnenzahnrad 18-B mit der anzutreibenden Vorrichtung verbunden ist, kann ein Biegemoment auf das Abtriebsinnenzahnrad 18-B ausgeübt werden, um die Drehmittellinie La von der anzutreibenden Vorrichtung zu neigen. Dementsprechend ist eine große Last auf den Eingriffsort des Außenzahnrads 14 und die Walzfläche des Hauptlagers 24 leicht ausgeübt, und die erforderliche Festigkeit neigt dazu, groß zu sein. Im Vergleich zu einem Fall, in dem das Abtriebsinnenzahnrad 18-B aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet ist, ist es in dieser Hinsicht leicht, die erforderliche Festigkeit des Abtriebsinnenzahnrads 18-B zu sichern, da das Abtriebsinnenzahnrad 18-B aus einem Metall gebildet ist. Dementsprechend wird die erforderliche Festigkeit des Abtriebsinnenzahnrads 18-B leicht sichergestellt, während die Gewichtsreduktion der Zahnradvorrichtung 10 oder die Gegenmaßnahme in Bezug auf die Wärmeerzeugung in dem Zahnrad erreicht wird.
Um in der Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform die Gewichtsreduktion zu erzielen, sind darüber hinaus, jeweils der erste Außenring 16c des Wellengeneratorlagers 16, der dritte Außenring 26c und der dritte Innenring 26b des Lagers 26, der Wellengenerator 12 und das Lagergehäuse 22 aus dem Harz gebildet. Diese können aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet sein, das die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie die des Außenzahnrads 14 aufweist, oder können aus einem anderen Harz gebildet sein. Jeweils der erste Walzkörper 16a des Wellengeneratorlagers 16, der zweite Walzkörper 24a des Hauptlagers 24 und die dritten Walzkörper 26a des Lagers 26 sind aus einem Metall gebildet. Dies liegt daran, dass der Walzkörper des Lagers eine größere Festigkeit als die anderen Orte erfordert. Darüber hinaus ist ähnlich wie bei den ersten und dritten Ausführungsformen jede der Schrauben B1 und B3 der vorliegenden Ausführungsform aus dem Metall als Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben, in dem nur das Abtriebsinnenzahnrad 18-B aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet und das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet ist. Zusätzlich können sowohl das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A als auch das Abtriebsinnenzahnrad 18-B aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sein, oder nur das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A kann aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sein. Sowohl das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A als auch das Abtriebsinnenzahnrad 18-B können aus dem Zahnrad 42 mit hoher Verschleißfestigkeit gebildet sein, und nur das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A kann aus dem Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42 gebildet sein. In jedem Fall ist das Außenzahnrad 14 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet.
Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben, bei dem jeweils der Wellengenerator 12, der erste Außenring 16c des Wellengeneratorlagers 16 und das Lagergehäuse 22 aus Harz gebildet sind, während das Innenzahnrad 18 aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist. Selbst in dem Fall, in dem das Innenzahnrad 18 aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, können auf diese Weise jeweils der Wellengenerator 12, das Wellengeneratorlager 16 und das Lagergehäuse 22 aus dem Metall gebildet sein, insbesondere dem Material mit hohen Wärmeleitfähigkeit.
Fünfte Ausführungsform
7 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung 10 einer fünften Ausführungsform zeigt. In den Beispielen von 1 bis 6 wird das Beispiel beschrieben, in dem das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B und das Abtriebsinnenzahnrad 18-B separat voneinander sind.
In der vorliegenden Ausführungsform bildet das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B einen Abschnitt desselben Elements wie das Abtriebsinnenzahnrad 18-B, und das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B und das Abtriebsinnenzahnrad 18-B sind miteinander integriert. Dies bedeutet, dass das Abtriebsinnenzahnrad 18-B auch als das Lagergehäuse 22 fungiert. Das Abtriebsinnenzahnrad 18-B, das auch als das Lagergehäuse 22 fungiert, ist aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet.
Die Kombination des Harzes für ein Zahnrad und des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist in den anderen Punkten die gleiche wie bei der dritten Ausführungsform. Das heißt, der Wellengenerator 12, das Außenzahnrad 14, die ersten Walzkörper 16a des Wellengeneratorlagers 16, der zweite Walzkörper 24a des Hauptlagers 24 und der dritte Walzkörper 26a des Lagers 26 sind jeweils aus einem Metall als Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. DaseingangsseitigeLagergehäuse 22-A, das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A, der erste Außenring 16c des Wellengeneratorlagers 16 und der dritte Außenring 26c und der dritte Innenring 26b des Lagers 26 sind jeweils aus einem Harz gebildet.
Ähnlich wie bei anderen Ausführungsformen ist in der vorliegenden Ausführungsform das Außenzahnrad 14 oder das Innenzahnrad 18 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und somit ist es möglich, eine Gegenmaßnahme in Bezug auf Wärmeerzeugung in dem Getriebe vorzunehmen, während die Gewichtsreduktion erreicht wird. Zusätzlich ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform die Zahndicke des Harzzahnrads 40 (Innenzahnrad 18) größer als die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 (Außenzahnrad 14). Dementsprechend werden ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die oben beschriebenen verschiedenen Effekte erhalten.
Sechste Ausführungsform
8 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung 10 einer sechsten Ausführungsform zeigt. In der ersten bis fünften Ausführungsform ist die rohrförmige Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein sogenanntes Biegeeingriffs-Untersetzungsgetriebe vom Zylinderhuttyp beschrieben, das die Drehung des Wellengenerators 12 unter Verwendung nur eines einzigen Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A ohne Verwendung des Abtriebsinnenzahnrads 18-B verlangsamt und ausgibt.
Das Außenzahnrad 14 hat einen rohrförmigen Außenzahnbasisabschnitt 14a und einen Flanschabschnitt 14d, der von einem Eingangsendabschnitt des Außenzahnbasisabschnitts 14a radial nach außen vorsteht. Der Außenzahnbasisabschnitt 14a und der Flanschabschnitt 14d des Außenzahnrads 14 bilden eine Zylinderhutform. Ein gegeneingangsseitiger Abschnitt des Außenzahnbasisabschnitts 14a ist dicker als ein eingangsseitiger Abschnitt des Außenzahnbasisabschnitts 14a. Das Außenzahnrad 14 weist erste Außenzähnen 14b-A auf, die integral mit dem Außenzahnbasisabschnitt 14a an einer Außenumfangsseite des gegeneingangsseitigen Abschnitts des Außenzahnbasisabschnitts 14a gebildet ist.
Das Außenzahnrad 14 hat einen Verbindungsabschnitt 14e, in dem ein Schraubenloch gebildet ist, in das die Schraube B1 geschraubt wird. Die Schraube B1 wird verwendet, um das Außenzahnrad 14 mit dem eingangsseitigen Lagergehäuse 22-A zu verbinden. Der Verbindungsabschnitt 14e ist radial außerhalb des Flanschabschnitts 14d vorgesehen.
Das Außenzahnrad 14 ist mit dem Stützelement 20 integriert, das den äußeren rohrförmigen Abschnitt 20a aufweist, der das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A mittels des Hauptlagers 24 drehbar stützt. In der vorliegenden Ausführungsform bilden das Stützelement 20 und das Außenzahnrad 14 einen Abschnitt eines Einzelelements und sind somit miteinander integriert.
Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A ein ringförmiges Element, das eine Steifigkeitaufweist. DasVerlangsamungsinnenzahnrad18-A ist auf der Außenumfangsseite der ersten Außenzähne 14b-A des Außenzahnrads 14 angeordnet. Das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A weist die ersten Innenzähne 18b-A auf, mit denen die ersten Außenzähne 14b-A des Außenzahnrad 14 ineinandergreifen. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist die Anzahl der Zähne der ersten Innenzähne 18b-A um 2i größer als die Anzahl der Zähne der ersten Außenzähne 14b-A.
Das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A ist mit der anzutreibenden Vorrichtung unter Verwendung einer Schraube B5 verbunden. Das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A enthält ein Innengewindeloch 18e, in das die Schraube B5 geschraubt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform bildet das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B einen Abschnitt desselben Elements wie das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A und das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B und das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A sind miteinander integriert. Dies bedeutet, dass das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A auch als das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22 fungiert. Ein Lager 26 ist zwischen dem Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A angeordnet, das auch als das gegeneingangsseitige Lagergehäuse 22-B und als gegeneingangsseitiger Wellenabschnitt 12d des Wellengenerators 12 fungiert.
Ein Betrieb der oben beschriebenen Zahnradvorrichtung 10 wird beschrieben. Wenn sich die Antriebswelle der Antriebsvorrichtung dreht, dreht sich der Wellengenerator 12 zusammen mit der Antriebswelle. Falls sich der Wellengenerator 12 dreht, wird das Außenzahnrad 14 durchgängig gebogen und verformt, um mit der Form des Zwischenwellenabschnitts 12b des Wellengenerators 12 übereinzustimmen, während sich die Eingriffsposition in das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A in der Umfangsrichtung ändert. Wenn sich der Wellengenerator 12 dreht, wird eine Relativdrehung, die der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den ersten Außenzähnen 14b-A des Außenzahnrads 14 und den ersten Innenzähnen 18b-A des Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A entspricht, zwischen dem Außenzahnrad 14 und dem Verlangsamungsinnenzahnrad 18-Aerzeugt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Außenzahnrad 14 an dem Außenelement unter Verwendung der Schraube B2 befestigt. Dementsprechend dreht sich das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A in Bezug auf das Außenzahnrad 14 durch die Drehung des Wellengenerators 12, und die Drehung des Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A wird an die anzutreibende Vorrichtung ausgegeben. In diesem Fall wird die Drehung des Wellengenerators 12 um ein Untersetzungsverhältnis verlangsamt, das der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen demAußenzahnrad 14 und dem Innenzahnrad 18 entspricht, und die verlangsamte Drehung wird ausgegeben. Infolgedessen wird die Drehung des Wellengenerators 12 verlangsamt, und die verlangsamte Drehung wird von dem Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A an die anzutreibende Vorrichtung ausgegeben.
Hier ist in der Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform das Außenzahnrad 14 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A ist aus dem Metall als das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. Das Außenzahnrad 14 bildet das Harzzahnrad 40, und das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A bildet das Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist die Zahndicke des Harzzahnrads 40 (Außenzahnrad 14) größer als die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 (Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A) . Dementsprechend werden ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die oben beschriebenen verschiedenen Effekte erhalten. Zusätzlich ist das Stützelement 20 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, da das Stützelement 20 ähnlich wie das Außenzahnrad 14 einen Teil desselben Einzelelements wie das Außenzahnrad 14 bildet.
Die Kombination des Harzes für ein Zahnrad und des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist in den anderen Punkten dieselbe wie bei der vierten Ausführungsform. Das heißt, jeweils der Wellengeneratoren 12, der erste Außenring 16c des Wellengeneratorlagers 16, das eingangsseitige Lagergehäuse 22-A und der dritte Außenring 26c und der dritte Innenring 26b des Lagers 26 sind aus einem Harz gebildet. Jeweils der erste Walzkörper 16a des Wellengeneratorlagers 16, der zweite Walzkörper 24a des Hauptlagers 24 und die dritten Walzkörper 26a des Lagers 26 sind aus einem Metall gebildet. Die Schraube B1 ist aus einem Metall gebildet, das das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist.
In der oben beschriebenen Zahnradvorrichtung 10 ist ein Zahnrad von dem Außenzahnrad 14 und dem Innenzahnrad 18 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und das andere Zahnrad ist aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. Dementsprechend wird ähnlich zu anderen Ausführungsformen das Harz für ein Zahnrad für das eine Zahnrad verwendet, und somit ist es möglich, eine Gegenmaßnahme bezüglich der Wärmeerzeugung im Zahnrad zu treffen, während die Gewichtsreduktion erreicht wird.
Zusätzlich ist es im Allgemeinen wahrscheinlich, dass das Stützelement 20, das außerhalb des Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A angeordnet ist, ein Volumen aufweist, das größer als das des Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A ist. In dieser Ausführungsform wird die Gewichtsreduktion effektiv erzielt, da das Stützelement 20 und das Außenzahnrad 14 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet sind, verglichen mit dem Fall, in dem das Stützelement 20 aus einem Metall gebildet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Drehung des Wellengenerators 12 unter Verwendung nur des einzelnen Verlangsamungsinnenzahnrads 18-A ohne Verwendung des Abtriebsinnenzahnrads 18-B verzögert, und die verlangsamte Drehung wird ausgegeben. Dementsprechend werden im Vergleich zu dem Fall, in dem das Abtriebsinnenzahnrad 18-B verwendet wird, die Eingriffsorte zwischen dem Innenzahnrad 18 und dem Außenzahnrads 14 verringert. Dies bedeutet, dass im Vergleich zu dem Fall, in dem das Abtriebsinnenzahnrad 18-B verwendet wird, die Wärmeerzeugungsorte des Zahnrads verringert sind, und somit werden das Innenzahnrad 18 und das Außenzahnrad 14 nicht leicht erwärmt. Daher ist das Außenzahnrad 14 oder das Innenzahnrad 18 nicht leicht Einflüssen einer thermischen Verschlechterung ausgesetzt, und es ist möglich, die Verringerung der Lebensdauer des Innenzahnrads 18 oder des Außenzahnrads 14 aufgrund des Einflusses der thermischen Verschlechterung zu verhindern.
Zusätzlich wird in der vorliegenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben, in dem das Verlangsamungsinnenzahnrad18-A mit der anzutreibenden Vorrichtung verbunden ist und das mit dem Außenzahnrad 14 integrierte Stützelement 20 an dem Außenelement befestigt ist. Zusätzlich dazu kann das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A an dem Außenelement befestigt sein, und das mit dem Außenzahnrad 14 integrierte Stützelement 20 kann mit der anzutreibenden Vorrichtung verbunden sein. In diesem Fall wird, wenn sich der Wellengenerator 12 dreht, die Drehung des Wellengenerators 12 durch das Außenzahnrad 14 und das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A verlangsamt, und danach wird die verlangsamte Drehung an die anzutreibende Vorrichtung durch das Außenzahnrad 14 und das Stützelement 20 abgegeben.
Siebte Ausführungsform
9 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine Zahnradvorrichtung 10 einer siebten Ausführungsform zeigt. Die Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich hauptsächlich von der Zahnradvorrichtung 10 der vierten Ausführungsform in der Struktur des Außenzahnrads 14.
In ähnlicher Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen weist das Außenzahnrad 14 den Außenzahnbasisabschnitt 14a, erste Außenzähne 14b-A, die mit dem ersten Innenzahnrad 18 ineinandergreifen, und zweite Außenzähne 14b-B, die mit dem zweiten Innenzahnrad 18 ineinandergreifen auf. Zusätzlich ist ähnlich wie bei der vierten Ausführungsform bei der vorliegenden Ausführungsform das Außenzahnrad 14 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und der Wellengenerator 12, der erste Außenring 16c des Wellengeneratorlagers 16 und das eingangsseitige Lagergehäuse 22-A sind jeweils aus einem Harz gebildet. Zusätzlich ist jeweils das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A, das Abtriebsinnenzahnrad 18-B und die ersten Walzkörper 16a des Wellengeneratorlagers 16 aus einem Metall als Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. Das Außenzahnrad 14 bildet das Harzzahnrad 40, und die Innenzahnräder 18-A und 18-B bilden das Zahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit 42. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist die Zahndicke des Harzzahnrads 40 (Außenzahnrad 14) größer als die Zahndicke des Zahnrads mit hoher Verschleißfestigkeit 42 (Innenzahnrad 18). Dementsprechend werden ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die oben beschriebenen verschiedenen Effekte erhalten.
Wenn die ersten Außenzähne 14b-A und die zweiten Außenzähne 14b-B des Außenzahnrads 14 mit dem ersten Innenzahnrad 18 oder dem zweiten Innenzahnrad 18 ineinandergreifen, werden einander entgegengesetzte Umfangskräfte auf die ersten Außenzähne 14b-A und die zweiten Außenzähne 14b-B des Außenzahnrads 14 ausgeübt. Infolgedessen werden die Zahnoberflächen der ersten Außenzähne 14b-A und der zweiten Außenzähne 14b-B leicht verdreht, und somit tritt leicht ein Teilkontakt auf, wobei die Zahnoberflächen der ersten Außenzähne 14b-A und der zweiten Außenzähne 14b-B nur an einem Abschnitt der Zahnoberfläche von jedem der Innenzähne 18b-A und 18b-B des Innenzahnrads 18 fest anliegt.
Als eine Gegenmaßnahme hierzu weist das Außenzahnrad 14 einen Nutabschnitt 14g auf, der zwischen den ersten Außenzähnen 14b-A und den zweiten Außenzähnen 14b-B vorgesehen ist. Der Nutabschnitt 14g ist so vorgesehen, dass er eine radiale Erstreckung von einer Zahnspitze zu einem Zahngrund von jedem der ersten Außenzähne 14b-A und der zweiten Außenzähne 14b-B enthält und die ersten Außenzähne 14b-A und die zweiten Außen zähne 14b-B voneinander in der Axialrichtung X trennt. Dementsprechend ist es selbst in einem Fall, in dem die einander entgegengesetzten Umfangskräfte auf die ersten Außenzähne 14b-A und die zweiten Außenzähne 14b-B ausgeübt werden, schwierig, die Effekte der Kräfte auf einander zu übertragen, und es ist möglich, das Auftreten des Teilkontakts zu unterdrücken.
Hier hat das Außenzahnrad 14 der vorliegenden Ausführungsform einen konvexen Abschnitt 14h, der an einer Innenumfangsseite des Außenzahnrads 14 radial innerhalb des Nutabschnitts 14g vorgesehen ist. Der konvexe Abschnitt 14h steht von dem Außenzahnbasisabschnitt 14a radial nach innen vor. Der konvexe Abschnitt 14h ist radial innerhalb des Nutabschnitts 14g in einem Bereich über der gesamten Länge der Axialrichtung X des Nutabschnitts 14g vorgesehen. Das heißt, wenn in der Radialrichtung betrachtet, ist der konvexe Abschnitt 14h so angeordnet, dass er den Nutabschnitt 14g in dem Bereich über die gesamte Länge des Nutabschnitts 14g überlappt. Der konvexe Abschnitt 14h ist zwischen dem ersten Wellengeneratorlager 16-A und dem zweiten Wellengeneratorlager 16-B angeordnet.
Dementsprechend kann ein Abschnitt um den Nutabschnitt 14g des Außenzahnrads 14 durch den konvexen Abschnitt 14h verstärkt sein, und es ist möglich, die Festigkeit gegen die Verwindung des Abschnitts um den Nutabschnitt 14g herum zu verbessern. Zusätzlich besteht ein Vorteil darin, dass eine Verstärkung vorgenommen werden kann, ohne einen Anstieg der Umfangsabmessung des Außenzahnrads 14 zwischen dem Wellengeneratorlager 16 und dem Innenzahnrad 18 zu verursachen. Darüber hinaus gibt es einen weiteren Vorteil, dass ein Raum zwischen dem ersten Wellengeneratorlager 16-A und dem zweiten Wellengeneratorlager 16-B zur Verstärkung verwendet werden kann. Zusätzlich ist das Außenzahnrad 14 aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet, und es ist schwierig, die Festigkeit im Vergleich zu einem Metall sicherzustellen. Es gibt jedoch einen Vorteil, dass die Festigkeit durch den konvexen Abschnitt 14h sichergestellt werden kann.
Zusätzlich wird in der vorliegenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben, bei dem das Außenzahnrad 14 mit dem konvexen Abschnitt 14h aus dem Harz für ein Zahnrad gebildet ist. Das Außenzahnrad 14 mit dem konvexen Abschnitt 14h kann jedoch aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere einem Metall, gebildet sein.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern auf der Grundlage des Geistes der Erfindung in verschiedene Formen modifiziert werden kann. Zusätzlich sind die Abwandlungen in dem Umfang der Erfindung enthalten. In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden Beschreibungen von „der Ausführungsform“, „in der Ausführungsform“ und dergleichen in Bezug auf den Inhalt gegeben, der in der Gestaltung geändert werden kann. Es ist jedoch nicht unangemessen, dass Designänderungen nicht für Inhalte ohne die Beschreibungen toleriert werden können. Zusätzlich begrenzt die am Querschnitt der Zeichnung angebrachte Schraffur nicht das Material des schraffierten Objekts.
In den Bestandteilen der Zahnradvorrichtung 10 sind Materialien der anderen Bestandteile nicht besonders eingeschränkt, solange ein Zahnrad von dem Außenzahnrad 14 und dem Innenzahnrad 18 aus Harz und das andere Zahnrad aus demMaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist. Beispielsweise gibt es neben den anderen Bestandteilen wie das Außenzahnrad 14 und das Innenzahnrad 18 den Wellengenerator 12, das Wellengeneratorlager 16, das Hauptlager 24, das Lagergehäuse 22, das Lager 26, die Schrauben B1 und B3 oder dergleichen. Diese können jedoch ein beliebiges Harz oder Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwenden, unabhängig von den Materialien des Außenzahnrads 14 und des Innenzahnrads 18.
Der Typ der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps ist nicht besonders eingeschränkt, und zusätzlich zu der rohrförmigen Zahnradvorrichtung vom Biegeeingriffstyp und der Zylinderhuttyp-Zahnradvorrichtung vom Biegeeingriffstyp kann ein sogenanntes Zahnrad vom Biegeeingriffstyp oder dergleichen verwendet werden.
Es wird das Beispiel beschrieben, bei dem das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A und das Stützelement 20 einen Teil eines Einzelelements bilden und somit miteinander integriert sind. Zusätzlich können das Verlangsamungsinnenzahnrad 18-A und das Stützelement 20 separat voneinander vorgesehen sein und können miteinander verbunden sein, um miteinander integriert zu werden.
Das Beispiel, in dem das Anschlagelement das Lagergehäuse 22 ist, wird beschrieben. Ein spezielles Beispiel des Anschlagelements ist jedoch nicht besonders eingeschränkt, solange es an das Außenzahnrad 14 anliegt.
In den dritten bis siebten Ausführungsformen kann die außenringseitige Walzfläche 16e an der Innenfläche des Außenzahnrads 14 vorgesehen sein.
In dem Fall, in dem das Innenzahnrad 18-A und 18-B aus einem Harz gebildet sind und das Außenzahnrad 14 aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, wird in den Ausführungsformen das Beispiel beschrieben, in dem die Zahndicken sowohl des Innenzahnrads 18-A als auch des Innenzahnrads 18-B größer sind als die Zahndicke des Außenzahnrads 14. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. In diesem Fall kann die Zahndicke von mindestens einem der Innenzahnräder 18-A und 18-B größer sein als die Zahndicke des Außenzahnrads 14.
Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem die Innenzahnräder 18-A und 18-B aus dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sind und das Außenzahnrad 14 aus einem Harz gebildet ist, die Zahndicke des Außenzahnrads 14 größer sein als die Zahndicke von mindestens einem der Innenräder 18-A und 18-B.
Bezugszeichenliste

10: Zahnradvorrichtung
12: Wellengenerator
14: Außenzahnrad
14a: Außenzahnbasisabschnitt
14b-A: erste Außenzähne
14b-B: zweite Außenzähne
14g: Nutabschnitt
14h: konvexer Abschnitt
16: Wellengeneratorlager
16e: außenringseitige Walzfläche
18: Innenzahnrad
18-A: Verlangsamungsinnenzahnrad (erstes Innenzahnrad)
18-B: Abtriebsinnenzahnrad (zweites Innenzahnrad)
20: Stützelement
22-A: eingangsseitiges Lagergehäuse (erstes Anschlagelement)
22-B: gegeneingangsseitiges Lagergehäuse (zweites Anschlagelement)

Claims

Zahnradvorrichtung (10) des Biegeeingriffstyps, umfassend: einen Wellengenerator (12); ein Außenzahnrad (14), das durch den Wellengenerator (12) gebogen und verformt wird, und ein Innenzahnrad (18-A, 18-B), das in das Außenzahnrad (14) eingreift, wobei das Innenzahnrad (18-A, 18-B) aus einem Harz gebildet ist, wobei das Außenzahnrad (14) aus einem Metall gebildet ist, das eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die höher ist als die des Harzes und eine Verschleißfestigkeit, die höher ist als die des Harzes, wobei eine Zahndicke des Innenzahnrads (18-A, 18-B) größer ist als eine Zahndicke des Außenzahnrads (14) in einem Eingriffsbereich zwischen dem Außenzahnrad (14) und dem Innenzahnrad (18-A, 18-B), und wobei die Zahndicke eine Abmessung eines Zahns in einer Richtung senkrecht zu einer Zahnlängenrichtung und einer Zahnspurrichtung ist.
Zahnradvorrichtung (10) des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 1, wobei in dem Eingriffsbereich ein Minimalwert der Zahndicke des Innenzahnrads (18-A, 18-B) größer ist als ein Minimalwert der Zahndicke des Außenzahnrads (14).
Zahnradvorrichtung (10) des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 1 oder 2, wobei an einer Mittelposition des Eingriffsbereichs in der Zahnlängenrichtung die Zahndicke des Innenzahnrads (18-A, 18-B) größer ist als die Zahndicke des Außenzahnrads (14).
Zahnradvorrichtung (10) des Biegeeingriffstyps nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Eingriffsbereich ein Minimalwert der Zahndicke des Innenzahnrads (18-A, 18-B) gleich oder größer als ein Maximalwert der Zahndicke des Außenzahnrads (14) ist.
Zahnradvorrichtung (10) des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Wellengeneratorlager (16-A, 16-B), das zwischen dem Wellengenerator (12) und dem Außenzahnrad (14) angeordnet ist, wobei eine Innenumfangsfläche des Außenzahnrads (14) eine außenringseitige Walzfläche (16e) bildet, auf der ein Walzkörper (16a) des Wellengeneratorlagers (16-A, 16-B) abrollt.
Zahnradvorrichtung (10) des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Wellengeneratorlager (16-A, 16-B), das zwischen dem Wellengenerator (12) und dem Außenzahnrad (14) angeordnet ist, wobei eine Außenumfangsform des Wellengenerators (12) in einem Querschnitt senkrecht zu einer Axialrichtung eine elliptische Form aufweist, und wobei der Wellengenerator (12) und das Wellengeneratorlager (16A, 16B) aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sind, das eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die höher ist als die des Harzes.