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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 Zahnradvorrichtung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Die vorliegenden Anmelder offenbaren eine exzentrisch oszillierende Zahnradvorrichtung in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2017-048889 (9). Die Zahnradvorrichtung enthält einen Abtriebsflansch, der eine axiale Drehkomponente eines Außenzahnrads extrahiert, und einen Gegenflansch, der an einer Seite gegenüber dem Abtriebsflansch angeordnet ist, wobei das Außenzahnrad dazwischen eingefügt ist. Der Gegenflansch ist via einen Trägerstift und eine Trägerschraube mit dem Abtriebsflansch verbunden. Um eine genaue positionale Beziehung zwischen dem Gegenflansch und dem Abtriebsflansch aufrechtzuerhalten, ist ein Schlagstift in beide Flansche eingepresst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegenden Erfinder haben das Folgende in Bezug auf eine Zahnradvorrichtung mit zwei miteinander verbundenen Flanschen erkannt. Die Zahnradvorrichtung muss verkleinert werden, während eine Übertragungslast erhöht wird. Wenn die Übertragungslast zunimmt, wird ein starkes Torsionsmoment zwischen den beiden in einer Axialrichtung miteinander verbundenen Flanschen aufgebracht. Dadurch wird eine Biegespannung auf den Schlagstift aufgebracht, der in die beiden Flansche eingepresst ist. Die Biegespannung nimmt zu, wenn die Zahnradvorrichtung einen Betrieb startet oder stoppt. Wenn starke Biegespannung wiederholt auf den Schlagstift aufgebracht wird, ist es denkbar, dass der Schlagstift ermüdet und bricht. Obwohl es denkbar ist, eine Dicke des Schlagstifts zu erhöhen, wird eine Verkleinerung des Schlagstifts nachteilig durch Erhöhen der Dicke des Schlagstifts beeinflusst. Aus diesen Gründen haben die vorliegenden Erfinder erkannt, dass die Zahnradvorrichtung unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung der auf den Schlagstift aufgebrachten Biegespannung Raum für Verbesserungen aufweist.
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Es ist bevorzugt, eine Zahnradvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, die auf einen Schlagstift aufgebrachte Biegespannung zu reduzieren.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zahnradvorrichtung vorgesehen, die ein Außenzahnrad, ein Innenzahnrad, einen ersten Träger, der auf einer Seite des Außenzahnrads in einer Axialrichtung angeordnet ist, einen zweiten Träger, der auf der anderen Seite des Außenzahnrads in der Axialrichtung angeordnet ist, um mit dem ersten Träger verbunden zu werden, und einen Schlagstift zum Ausrichten von Verbindungspositionen zwischen dem ersten Träger und dem zweiten Träger, enthält. Der erste Träger weist ein erstes Schlagstiftloch auf, in das der Schlagstift eingesetzt ist. Der zweite Träger weist ein zweites Schlagstiftloch auf, in das der Schlagstift eingesetzt ist. Ein Umfangsrand eines Öffnungsabschnitts des ersten Schlagstiftlochs weist einen ersten Abschrägungsabschnitt auf. Ein Umfangsrand eines Öffnungsabschnitts des zweiten Schlagstiftlochs weist einen zweiten Abschrägungsabschnitt auf. Wenn eine Axialabmessung des ersten Abschrägungsabschnitts als H1 definiert ist und eine Axialabmessung des zweiten Abschrägungsabschnitts als H2 definiert ist, beträgt eine Summe von H1 und H2 0,9 mm oder weniger.
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Beliebige Kombinationen der oben beschriebenen Komponenten oder diejenigen, in denen die Komponenten oder Ausdrücke der vorliegenden Erfindung zwischen Methoden oder Systemen miteinander ersetzt werden, sind ebenfalls als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung wirksam anwendbar.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Zahnradvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, die auf einen Schlagstift aufgebrachte Biegespannung zu reduzieren.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenschnittansicht, die eine Zahnradvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen vergrößerten Umfang eines Schlagstiftlochs der in 1 dargestellten Zahnradvorrichtung darstellt.
- 3 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Abschrägungsabmessung und einer Biegespannung des Schlagstiftlochs darstellt.
- 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Abschrägungsabmessung und der Biegespannung des Schlagstiftlochs darstellt.
- 5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Abschrägungsabmessung des Schlagstiftlochs und Haltbarkeit darstellt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf jede Zeichnung beschrieben. In den Ausführungs- und Modifikationsbeispielen werden die gleichen oder äquivalenten Komponenten oder Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und wiederholte Beschreibung in geeigneter Weise weggelassen. Abmessungen der Elemente in jeder Zeichnung sind in der Darstellung in geeigneter Weise vergrößert oder verkleinert, um das Verständnis zu erleichtern. In jeder Zeichnung sind einige der Elemente, die für die Beschreibung der Ausführungsform nicht wichtig sind, in der Darstellung weggelassen. Begriffe, die Ordinalzahlen enthalten, wie beispielsweise erste und zweite, werden verwendet, um verschiedene Komponenten zu beschreiben. Die Begriffe werden jedoch nur verwendet, um eine Komponente von der anderen Komponente zu unterscheiden, und die Komponenten sind nicht durch die Begriffe beschränkt.
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[Ausführungsform]
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Nachstehend wird eine Konfiguration einer Zahnradvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Seitenschnittansicht, die die Zahnradvorrichtung 100 darstellt. Die Zahnradvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein sogenanntes exzentrisch oszillierendes Untersetzungsgetriebe des Verteilungstyps. Die Zahnradvorrichtung 100 ist wie folgt konfiguriert. Ein Innenzahnrad oder ein Außenzahnrad wird durch Oszillieren des Außenzahnrades, das in das Innenzahnrad eingreift, gedreht, und eine dadurch erzeugte axiale Drehkomponente wird von einem Abtriebselement an eine angetriebene Vorrichtung abgegeben.
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Die Zahnradvorrichtung 100 enthält hauptsächlich ein Antriebszahnrad 70, eine Kurbelwelle 12, ein Außenzahnrad 14, ein Innenzahnrad 16, Träger 18 und 20, ein Gehäuse 22 und Hauptlager 24 und 26. Nachstehend wird eine Richtung entlang einer Mittelachse La des Innenzahnrads 16 als eine „Axialrichtung“ bezeichnet. Eine Umfangsrichtung und eine Radialrichtung eines Kreises, der um die Mittelachse La herum gebildet ist, werden als eine „Umfangsrichtung“ beziehungsweise als eine „Radialrichtung“ bezeichnet. Der Einfachheit halber wird nachstehend eine Seite (rechte Seite in der Zeichnung) in der Axialrichtung als eine „Eingangsseite“ und die andere Seite (linke Seite in der Zeichnung) als eine „Nicht-Eingangsseite“ bezeichnet.
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(Antriebszahnrad)
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Drei Antriebszahnräder 70 sind um die Mittelachse La des Innenzahnrads 16 eingerichtet. Die drei Antriebszahnräder 70 sind in einem gleichen Abstand von 120° an Positionen angeordnet, die von der Mittelachse La versetzt sind. 1 stellt nur eines der Antriebszahnräder 70 dar. Es sind drei Kurbelwellen 12 vorgesehen, die den drei Antriebszahnrädern 70 entsprechen. Die Kurbelwelle 12 ist in einen Mittelabschnitt des Antriebszahnrads 70 eingesetzt und stützt das Antriebszahnrad 70. Ein Paar der Kurbelwellenlager 34 ist an beiden Seiten der Kurbelwelle 12 in der Axialrichtung vorgesehen. Die Kurbelwelle 12 ist vorgesehen, um integral mit dem Antriebszahnrad 70 drehbar zu sein. Die drei Antriebszahnräder 70 greifen in Außenzahnabschnitte (nicht dargestellt) einer Drehwelle (nicht dargestellt) ein, die auf der Mittelachse La vorgesehen ist. Drehkraft wird von einer Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) auf die Drehwelle übertragen, und das Antriebszahnrad 70 wird integral mit der Kurbelwelle 12 durch Drehen der Drehwelle gedreht. Beispielsweise ist die Antriebsvorrichtung ein Motor, ein Getriebemotor oder eine Maschine.
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(Kurbelwelle)
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Die Kurbelwelle 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Exzenterkörperwelle mit mehreren Exzenterabschnitten 12a, um das Außenzahnrad 14 zum Oszillieren zu bringen. Eine Achsenmitte des Exzenterabschnitts 12a ist in Bezug auf eine Drehmittellinie der Kurbelwelle 12 exzentrisch. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zwei exzentrische Abschnitte 12a vorgesehen, und Exzenterphasen der benachbarten Exzenterabschnitte 12a sind von einander um 180° verschoben.
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Die Eingangsseite der Kurbelwelle 12 wird von dem zweiten Träger 20 via ein Kurbelwellenlager 34 gestützt, und die Nicht-Eingangsseite der Kurbelwelle 12 wird von dem ersten Träger 18 via ein Kurbelwellenlager 34 gestützt. Das Kurbelwellenlager 34 auf der Nicht-Eingangsseite ist in ein Kurbelwellenloch 18h des ersten Trägers 18 eingepasst und wird von diesem gestützt, und das Kurbelwellenlager 34 auf der Eingangsseite ist in ein Kurbelwellenloch 20h des zweiten Trägers 20 eingepasst und wird von diesem gestützt. Das heißt, die Kurbelwelle 12 ist drehbar in Bezug auf den ersten Träger 18 und den zweiten Träger 20 gestützt. Eine Konfiguration des Kurbelwellenlagers 34 ist nicht besonders beschränkt. In diesem Beispiel wird ein Rollenlager mit einem zylindrischen Wälzkörper verwendet.
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(Innenzahnrad)
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Das Innenzahnrad 16 greift in das Außenzahnrad 14 ein. Das Innenzahnrad 16 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist einen Innenzahnradhauptkörper 16a, der in das Gehäuse 22 integriert ist, und einen Außenstift 17, der in jeder von mehreren Stiftnuten angeordnet ist, die in dem Innenzahnradhauptkörper 16a in einem Abstand in der Umfangsrichtung gebildet sind, auf. Der Außenstift 17 ist ein zylindrisches Stiftelement, das durch den Innenzahnradhauptkörper 16a drehbar gestützt ist. Der Außenstift 17 kann ein Hohlelement sein, ist jedoch in der vorliegenden Ausführungsform ein festes Element. Der Außenstift 17 konfiguriert einen Innenzahn des Innenzahnrads 16. Die Anzahl der Außenstifte 17 (die Anzahl der Innenzähne) des Innenzahnrads 16 ist geringfügig größer (in diesem Beispiel nur um eins) als die Anzahl der Außenzähne des Außenzahnrads 14.
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(Außenzahnrad)
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Das Außenzahnrad 14 ist entsprechend jedem der mehreren Exzenterabschnitte 12a individuell vorgesehen. Das Außenzahnrad 14 wird durch den entsprechenden Exzenterabschnitt 12a via eine Exzenterwalze 32 drehbar gestützt. In dem Außenzahnrad 14 sind drei Wellenlöcher 14p und drei Oszillationslöcher 14j in einem vorbestimmten Abstand an Positionen gebildet, die von der Achse des Außenzahnrads 14 versetzt sind.
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Die Wellenlöcher 14p sind in einem Abstand von 120° an derselben radialen Position vorgesehen. Das Wellenloch 14p dringt in der Axialrichtung durch und der Wellenabschnitt 18s ist in das Wellenloch 14p eingesetzt. Das Wellenloch 14p ist so gebildet, dass es einen größeren Außendurchmesser als ein Außendurchmesser des Wellenabschnitts 18s aufweist, und weist eine Größe auf, die das Wellenloch 14p nicht mit dem Wellenabschnitt 18s in Kontakt bringt.
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Die Oszillationslöcher 14j sind in einem Abstand von 120° an derselben radialen Position vorgesehen. Das Oszillationsloch 14j dringt in der Axialrichtung durch und der Exzenterabschnitt 12a der Kurbelwelle 12 ist in das Oszillationsloch 14j eingesetzt. Das Oszillationsloch 14j ist so gebildet, dass es einen größeren Außendurchmesser als einen Außendurchmesser des Exzenterabschnitts 12a aufweist. Zwischen dem Oszillationsloch 14j und dem Exzenterabschnitt 12a sind mehrere Exzenterwalzen 32 eingefügt. Die mehreren Exzenterwalzen 32 sind in einem im Wesentlichen gleichen Abstand um den Exzenterabschnitt 12a eingerichtet und übertragen eine exzentrische Bewegung des Exzenterabschnitts 12a leicht auf das Oszillationsloch 14j.
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Das Außenzahnrad 14 weist ein Mittelloch 14h auf, das in der Axialrichtung durchdringt. Wellenzähne sind an einem Außenumfang des Außenzahnrads 14 gebildet. Die Zähne bewegen sich, während sie mit dem Innenzahnrad 16 in Kontakt kommen. Auf diese Weise kann das Außenzahnrad 14 in einer Ebene senkrecht zu einer Mittelachse oszillieren.
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(Träger)
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Die Träger 18 und 20 sind in einem Seitenabschnitt des Außenzahnrads 14 in der Axialrichtung angeordnet. Die Träger 18 und 20 enthalten den ersten Träger 18, der in dem Seitenabschnitt auf der Nicht-Eingangsseite des Außenzahnrads 14 angeordnet ist und den zweiten Träger 20, der in dem Seitenabschnitt auf der Eingangsseite des Außenzahnrads 14 angeordnet ist. Nachstehend können der erste Träger 18 und der zweite Träger 20 gemeinsam als „Träger“ bezeichnet werden. Der Träger ist durch das Gehäuse 22 via das erste Hauptlager 24 und das zweite Hauptlager 26 drehbar gestützt. Der Träger weist eine hohle Scheibenform oder eine zylindrische Form als Ganzes auf. Der Träger stützt die Kurbelwelle 12 drehbar via das Kurbelwellenlager 34.
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Der erste Träger 18 weist ein Mittelloch 18k auf, das in der Mitte des ersten Trägers 18 in der Radialrichtung gebildet ist. Der zweite Träger 20 weist ein Mittelloch 20k auf, das in der Mitte des zweiten Trägers 20 in der Radialrichtung gebildet ist. Der erste Träger 18 und der zweite Träger 20 sind via den Wellenabschnitt 18s miteinander verbunden.
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(Wellenabschnitt)
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Der Wellenabschnitt 18s wird beschrieben. Der Wellenabschnitt 18s ist ein säulenförmiger Abschnitt, der sich in der Axialrichtung von dem ersten Träger 18 zu dem zweiten Träger 20 erstreckt, und ist integral mit dem ersten Träger 18 gebildet. Mehrere (in der vorliegenden Ausführungsform drei) der Wellenabschnitte 18s sind an Positionen vorgesehen, die in der Radialrichtung von der Achsenmitte des Außenzahnrads 14 (erster Träger 18) versetzt sind. In einem Zustand mit einem Spiel ist der Wellenabschnitt 18s in das Wellenloch 14p eingesetzt, das so gebildet ist, dass es das Außenzahnrad 14 durchdringt.
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Ein Endabschnitt des Wellenabschnitts 18s steht in Kontakt mit einer Endfläche auf der Nicht-Eingangsseite des zweiten Trägers 20 und ist an dem zweiten Träger 20 befestigt. Die Zahnradvorrichtung 100 weist einen Schlagstift 36 zum Ausrichten von Verbindungspositionen zwischen dem ersten Träger 18 und dem zweiten Träger 20 und einen Verbindungsbolzen 40 zum Verbinden des ersten Trägers 18 und des zweiten Trägers 20 miteinander auf. Wenn der Wellenabschnitt 18s an dem zweiten Träger 20 befestigt ist, ist der Wellenabschnitt 18s durch den Schlagstift 36 ausgerichtet und ist durch den Verbindungsbolzen 40 an dem zweiten Träger 20 befestigt.
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Der Schlagstift 36 und der Verbindungsbolzen 40 sind in der Umfangsrichtung voneinander getrennt. Der Schlagstift 36 ist in der Radialrichtung innerhalb des Verbindungsbolzens 40 angeordnet. In diesem Fall ist der Verbindungsbolzen 40 in der Radialrichtung nach außen angeordnet. Auf diese Weise kann die Verbindungsfestigkeit zwischen dem ersten Träger 18 und dem zweiten Träger 20 verbessert werden, indem ein Teilkreisdurchmesser des Verbindungsbolzens 40 vergrößert wird. Auf den Schlagstift 36 aufgebrachte Biegespannung kann durch Verbessern der Verbindungsfestigkeit reduziert werden. Die auf den Schlagstift 36 aufgebrachte Biegespannung wird später beschrieben.
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Der Wellenabschnitt 18s fungiert als ein Verbindungsabschnitt, der zu der Verbindung zwischen dem ersten Träger 18 und dem zweiten Träger 20 beiträgt. Der Wellenabschnitt 18s des ersten Trägers 18 weist ein erstes Schlagstiftloch 18a auf, in das der Schlagstift 36 eingesetzt ist, und der zweite Träger 20 weist ein zweites Schlagstiftloch 20a auf, in das der Schlagstift 36 eingesetzt ist. Nachstehend können das erste Schlagstiftloch 18a und das zweite Schlagstiftloch 20a gemeinsam als ein „Schlagstiftloch“ bezeichnet werden.
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Beispielsweise ist der Schlagstift 36 ein säulenförmiger Stift, bei dem beide Endabschnitte abgeschrägt sind. Der Schlagstift 36 kann in das erste Schlagstiftloch 18a des ersten Trägers 18 bis zu ungefähr der Hälfte der Länge des Schlagstifts 36 eingepresst sein. Die verbleibende Hälfte des eingepressten Schlagstifts 36 ist mit dem zweiten Schlagstiftloch 20a des zweiten Trägers 20 ausgerichtet und in dieses eingepresst. Das Schlagstiftloch wird später detailliert beschrieben.
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(Gehäuse)
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Das Gehäuse 22 weist als Ganzes eine hohle zylindrische Form auf, und ein Innenumfangsabschnitt des Gehäuses 22 weist das Innenzahnrad 16 auf. Ein Außenumfangsabschnitt des Gehäuses 22 weist einen Flansch 22f auf. Der Flansch 22f weist ein Durchgangsloch 22h oder ein Gewindeloch 22j auf. Die Löcher werden verwendet, um das Gehäuse 22 und ein Außenelement oder eine angetriebene Vorrichtung miteinander zu verbinden.
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Das Gehäuse 22 weist einen ausgesparten Abschnitt 22m zum Aufnehmen eines Außenrings des ersten Hauptlagers 24 und einen ausgesparten Abschnitt 22n zum Aufnehmen eines Außenrings des zweiten Hauptlagers 26 auf. Das Gehäuse 22 und der Träger sind via das erste Hauptlager 24 und das zweite Hauptlager 26 relativ zueinander drehbar konfiguriert.
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(Hauptlager)
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Die Hauptlager 24 und 26 enthalten das erste Hauptlager 24, das zwischen dem ersten Träger 18 und dem Gehäuse 22 angeordnet ist, und das zweite Hauptlager 26, das zwischen dem zweiten Träger 20 und dem Gehäuse 22 angeordnet ist. Die Hauptlager 24 und 26 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten mehrere Wälzkörper 28 und einen Halter (nicht dargestellt). Die mehreren Wälzkörper 28 sind in der Umfangsrichtung in einem Abstand vorgesehen. Der Wälzkörper 28 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Kugel. Der Halter hält relative Positionen der mehreren Wälzkörper 28 und stützt die mehreren Wälzkörper 28 drehbar. Die Hauptlager 24 und 26 können Rollenlager oder Kreuzrollenlager sein.
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Die Hauptlager 24 und 26 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten einen Außenring 30 mit einer Wälzkontaktfläche des Wälzkörpers 28 und enthalten nicht einen Innenring. Die inneren Wälzkontaktflächen der Hauptlager 24 und 26 sind jeweils auf den Außenumfangsflächen der Träger 18 und 20 anstelle des Innenrings vorgesehen. Der Außenring 30 ist an dem Gehäuse 22 mittels einer Passung wie einer Spielpassung, einer Presspassung oder einer Übergangspassung befestigt. Eine Öldichtung 22s ist zwischen dem ersten Träger 18 und dem Gehäuse 22 vorgesehen. Die Öldichtung 22s ist auf der Nicht-Eingangsseite des ersten Hauptlagers 24 angeordnet.
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Einer von dem ersten Träger 18 oder dem Gehäuse 22 fungiert als ein Abtriebselement, das eine Drehkraft an eine angetriebene Vorrichtung ausgibt, und der andere fungiert als ein fixiertes Element, das an einem Außenelement zum Stützen der Zahnradvorrichtung 100 befestigt ist. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem der erste Träger 18 als Abtriebselement und das Gehäuse 22 als das fixierte Element fungieren, eine Antriebswelle der angetriebenen Vorrichtung mit dem Mittelloch 18k des ersten Trägers 18 verbunden sein.
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Als nächstes wird eine Verbindungsstruktur zwischen dem ersten Träger 18 und dem zweiten Träger 20 in Bezug auf 2 bis 5 beschrieben. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen vergrößerten Umfang des Schlagstiftlochs darstellt. In der Zeichnung ist ein durch einen Kreis E in 1 angezeigter Abschnitt vergrößert und der Schlagstift 36 ist in der Darstellung weggelassen. Ein Umfangsrand eines Öffnungsabschnitts 18e des ersten Schlagstiftlochs 18a weist einen ersten Abschrägungsabschnitt 18f auf, und ein Umfangsrand eines Öffnungsabschnitts 20e des zweiten Schlagstiftlochs 20a weist den zweiten Abschrägungsabschnitt 20f auf. Nachstehend können der erste Abschrägungsabschnitt 18f und der zweite Abschrägungsabschnitt 20f gemeinsam als ein „Abschrägungsabschnitt“ bezeichnet werden. Eine Axialabmessung des ersten Abschrägungsabschnitts 18f ist als H1 definiert und eine Axialabmessung des zweiten Abschrägungsabschnitts 20f ist als H2 definiert. Nachstehend können die Axialabmessungen H1 und H2 gemeinsam als „Abschrägungsabmessung“ bezeichnet werden.
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Die vorliegenden Erfinder haben das folgende Wissen erhalten, nachdem sie die Zahnradvorrichtung 100 mit dem ersten Träger 18 und dem zweiten Träger 20, die in der Axialrichtung miteinander verbunden sind, untersucht haben.
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3 und 4 sind schematische Ansichten, die eine Beziehung zwischen der Abschrägungsabmessung des Schlagstiftlochs und der auf den Schlagstift 36 aufgebrachten Biegespannung Sb darstellen. 3 stellt einen Fall dar, in dem die Abschrägungsabmessung klein ist, und 4 stellt einen Fall dar, in dem die Abschrägungsabmessung groß ist. Wenn der erste Träger 18 beschleunigt oder verlangsamt, beschleunigt oder verlangsamt der zweite Träger 20 etwas später als Reaktion darauf. Auf diese Weise tritt, wenn der zweite Träger 20 als Reaktion auf den ersten Träger 18 beschleunigt oder verlangsamt, eine Torsion zwischen diesen beiden auf, und die Biegespannung Sb wird auf den Schlagstift 36 aufgebracht. Das heißt, die Biegespannung Sb wird auf den Schlagstift 36 aufgebracht, wenn die Zahnradvorrichtung 100 den Betrieb startet oder stoppt. Wenn die starke Biegespannung Sb wiederholt auf den Schlagstift 36 aufgebracht wird, ist es denkbar, dass der Schlagstift 36 ermüdet und bricht.
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Als Ergebnis der Untersuchung wurde festgestellt, dass die Biegespannung Sb in Abhängigkeit von der Abschrägungsabmessung des Schlagstiftlochs variiert. Das heißt, wie in 3 und 4 dargestellt, ist die auf den Schlagstift 36 aufgebrachte Biegespannung Sb schwach, wenn die Abschrägungsabmessung klein ist, und ist stark, wenn die Abschrägungsabmessung groß ist, und Haltbarkeit des Schlagstifts 36 ändert sich aufgrund des Unterschieds.
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Basierend auf dem Wissen haben die vorliegenden Erfinder eine Beziehung zwischen der Abschrägungsabmessung des Schlagstiftlochs und der Haltbarkeit des Schlagstifts 36 untersucht. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Abschrägungsabmessung des Schlagstiftlochs und Haltbarkeit darstellt. Das Diagramm zeigt die Anzahl der wiederholten Zyklen (nachstehend als „Anzahl der zulässigen Zyklen“ bezeichnet) an, bis der Schlagstift 36 während eines EIN-AUS-Tests bricht, wobei die Zahnradvorrichtung 100 den Betrieb in einem Zustand wiederholt startet und stoppt, in dem ein Testlastdrehmoment (zum Beispiel ein zulässiges Lastdrehmoment) auf die Zahnradvorrichtung 100 aufgebracht wird. Eine Horizontalachse des Diagramms zeigt eine Summe Hw der Axialabmessungen H1 und H2 des Schlagstiftlochs an, und eine Vertikalachse zeigt die Anzahl der wiederholten Zyklen an, die den Bruch verursachen.
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Basierend auf dem Diagramm beträgt in einem Fall, in dem die Summe HW der Axialabmessungen H1 und H2 0,9 mm beträgt, die Anzahl der zulässigen Zyklen 12.000. In einem Fall, in dem die Summe HW 1,0 mm beträgt, verringert sich die Anzahl der zulässigen Zyklen auf die Hälfte oder weniger, das heißt auf 5.250. Die Anzahl der zulässigen Zyklen beträgt 14.532 in einem Fall, in dem die Summe HW 0,8 mm beträgt. Die Anzahl der zulässigen Zyklen beträgt 15.250 in einem Fall, in dem die Summe HW 0,7 mm beträgt. Beide Fälle zeigen keinen großen Unterschied verglichen mit einem Fall, in dem die Summe HW 0,9 mm beträgt. Das heißt, wenn die Summe HW gleich oder kleiner als 0,9 mm ist, neigt die Anzahl der zulässigen Zyklen bei ungefähr 15.000 zur Sättigung. Unter dem Gesichtspunkt einer einfachen Bearbeitung des Abschrägungsabschnitts kann die Summe HW 0,1 mm oder mehr und bevorzugt 0,3 mm oder mehr betragen.
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Wie in 5 dargestellt, beträgt die Anzahl der zulässigen Zyklen in einem Fall, in dem die Summe HW 1,1 mm beträgt, 4.500. Es gibt keinen großen Unterschied verglichen mit einem Fall, in dem die Summe HW 1,0 mm beträgt. Das heißt, wenn die Summe HW gleich oder größer als 1,0 mm ist, neigt die Anzahl der zulässigen Zyklen bei ungefähr 5.000 zur Sättigung. Basierend auf den Ergebnissen weist der Schlagstift 36 verglichen mit einem Fall, in dem die Summe HW gleich oder größer als 1,0 mm ist, eine höhere Haltbarkeit in einem Fall auf, in dem die Summe HW gleich oder kleiner als 0,9 mm ist.
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Die vorliegenden Erfinder haben ferner einen weiteren EIN-AUS-Test ähnlich dem oben beschriebenen Test unter Verwendung einer Kombination durchgeführt, bei der eine der Axialabmessungen H1 und H2 zunimmt und die andere abnimmt. Als ein Ergebnis wurde das Folgende bestätigt. Wie oben beschrieben, ist unabhängig von einer Größenkombination der Axialabmessungen H1 und H2 in einem Fall, in dem die Summe HW gleich oder kleiner als 0,9 mm ist, die Haltbarkeit des Schlagstifts 36 höher als in einem Fall, in dem die Summe HW gleich oder größer als 1,0 mm ist. Das heißt, wenn die Summe HW gleich oder kleiner als 0,9 mm ist, können die Axialabmessungen H1 und H2 auf jede gewünschte Abmessung eingestellt werden. Der Grund wird wie folgt angesehen. Die Biegespannung wird in einem Zustand auf den Schlagstift 36 aufgebracht, in dem ein abgeschrägter Eckabschnitt als Drehpunkt fungiert und der andere Eckabschnitt als ein Aktionspunkt fungiert. Dementsprechend wird, wenn die Abstände zwischen den Eckabschnitten (= Summe HW) gleich sind, eine Größe der Biegespannung kaum geändert.
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Beispielsweise kann der Abschrägungsabschnitt des Schlagstiftlochs mittels maschineller Bearbeitung wie Bohren und Fräsen gebildet werden. Wenn die Axialabmessungen H1 und H2 des Abschrägungsabschnitts zunehmen, nimmt die Bearbeitungszeit dementsprechend zu. Daher kann die Axialabmessung H1 gleich oder kleiner als 0,45 mm sein und die Axialabmessung H2 kann gleich oder kleiner als 0,45 mm sein. In diesem Fall kann die Bearbeitungszeit verglichen mit einer Konfiguration mit der großen Axialabmessung verkürzt werden.
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Der Erfinder führte ferner einen weiteren EIN-AUS-Test ähnlich dem oben beschriebenen Test für Zahnradvorrichtungen A, B und C mit voneinander verschiedenen Größen durch. Die Zahnradvorrichtungen A, B und C weisen die gleiche Konfiguration wie die gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf. Das zulässige Lastdrehmoment bezüglich der Zahnradvorrichtung B beträgt das 5-fache desjenigen der Zahnradvorrichtung A und bezüglich der Zahnradvorrichtung C das 20-fache desjenigen der Zahnradvorrichtung A. Der Durchmesser des Schlagstifts bezüglich der Zahnradvorrichtung B beträgt das 1,4-fache desjenigen der Zahnradvorrichtung A und bezüglich der Zahnradvorrichtung C das zweifache desjenigen der Zahnradvorrichtung A.
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Als ein Ergebnis des Tests wurde das Folgende bestätigt. Wie oben beschrieben, weisen die Zahnradvorrichtungen A, B und C in einem Fall, in dem die Summe HW gleich oder kleiner als 0,9 mm ist, eine höhere Haltbarkeit des Schlagstifts auf, verglichen mit einem Fall, in dem die Summe HW gleich oder größer als 1,0 mm ist. Auf diese Weise wird das gleiche Ergebnis erhalten, unabhängig von der Größe der Zahnradvorrichtung. Der Grund wird wie folgt angenommen. Sowohl das zulässige Lastdrehmoment als auch der Durchmesser des Schlagstifts nehmen zu, wenn die Größe der Zahnradvorrichtung zunimmt. Dementsprechend heben sich beide zunehmenden Effekte auf. Daher kann der Abschrägungsabschnitt mit der gleichen Größe auch auf die Zahnradvorrichtung mit der verschiedenen Größe angewendet werden.
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Ein Neigungswinkel des Abschrägungsabschnitts wird in Bezug auf 2 beschrieben. Wenn Winkel θ1 und θ2, die zwischen dem ersten und dem zweiten Abschrägungsabschnitt 18f und 20f und der Axialrichtung gebildet werden, zu klein sind, ist es wahrscheinlich, dass ein Fressverschleiß auftritt, wenn der Schlagstift 36 eingepresst wird. Wenn die Winkel θ1 und θ2 zu groß sind, wird eine Führungsfunktion des Abschrägungsabschnitts beeinträchtigt, und somit ist es weniger wahrscheinlich, dass der Schlagstift 36 eingepresst wird. Aus diesen Gründen sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Winkel θ1 und θ2 so eingestellt, dass sie in einem Bereich von 30 ° bis 60 ° liegen. Gemäß dem Bereich kann das Fressverschleiß während der Einpressung unterdrückt werden, und eine praktische Produktivität kann realisiert werden.
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Ein Betrieb der Zahnradvorrichtung 100, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, wird beschrieben. Wenn die Drehkraft von der Antriebsvorrichtung auf die Drehwelle übertragen wird, wird die Drehkraft von der Drehwelle auf die mehreren Antriebszahnräder 70 verteilt, und die jeweiligen Antriebszahnräder 70 drehen sich in der gleichen Phase. Wenn sich die jeweiligen Antriebszahnräder 70 drehen, dreht sich der Exzenterabschnitt 12a der Kurbelwelle 12 um die Drehmittellinie, die durch die Kurbelwelle 12 verläuft, und der Exzenterabschnitt 12a bewirkt, dass das Außenzahnrad 14 via die Exzenterwalze 32 zum Oszillieren gebracht wird. Wenn das Außenzahnrad 14 oszilliert, werden die Eingriffspositionen zwischen dem Außenzahnrad 14 und dem Außenstift 17 des Innenzahnrads 16 nacheinander verschoben. Infolgedessen, jedes Mal, wenn sich die Kurbelwelle 12 einmal dreht, beginnt sich das Außenzahnrad 14 oder das Innenzahnrad 16 entsprechend einer Differenz zwischen der Anzahl der Zähne des Außenzahnrads 14 und der Anzahl der Außenstifte 17 des Innenzahnrads 16 zu drehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform dreht sich das Außenzahnrad 14, und der erste Träger 18 gibt eine verlangsamte Drehung aus.
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Bisher wurden die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen ist lediglich ein spezifisches Beispiel zur Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die Inhalte der Ausführungsformen beschränken den technischen Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht. Viele Konstruktionsänderungen, wie Änderungen, Ergänzungen und Weglassungen der Komponenten, können innerhalb des Schutzumfangs vorgenommen werden, der nicht von dem in den beigefügten Ansprüchen offenbarten Erfindungsgedanken abweicht. In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Inhalte, die konstruktiv geändert werden können, mit Bezeichnungen wie den Ausdrücken „der Ausführungsform“ und „in der Ausführungsform“ beschrieben. Selbstverständlich können aber auch die Inhalte ohne Bezeichnung konstruktiv verändert werden. Schraffur, die an dem Querschnitt der Zeichnung angewandt ist, beschränkt ein Material eines schraffierten Objekts nicht.
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Nachstehend werden Modifikationsbeispiele beschrieben. In den Zeichnungen und Beschreibung der Modifikationsbeispiele werden Komponenten und Elemente, die mit denjenigen gemäß den Ausführungsformen gleich oder äquivalent zu diesen sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die wiederholte Beschreibung der Ausführungsformen wird in geeigneter Weise weggelassen, und Konfigurationen, die sich von denen gemäß den Ausführungsformen unterscheiden, werden hauptsächlich beschrieben.
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[Modifikationsbeispiele]
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In der Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die Zahnradvorrichtung 100 ein exzentrisch oszillierendes Untersetzungsgetriebe des Verteilungstyps ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Zahnradvorrichtung 100 ein exzentrisch oszillierendes Untersetzungsgetriebe des Mittelkurbeltyps sein, bei dem die Drehmittellinie der Kurbelwelle 12 koaxial mit der Mittelachse La des Innenzahnrads 16 versehen ist. Alternativ kann die Zahnradvorrichtung 100 eine Zahnradvorrichtung mit einer anderen Konfiguration sein, wie beispielsweise eine einfache Planetengetriebevorrichtung.
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In der Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Anzahl der Kurbelwellen 12 und der Antriebszahnräder 70 drei beträgt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Anzahl der Kurbelwellen 12 und der Antriebszahnräder 70 kann eins, zwei, vier oder mehr sein.
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In der Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die zwei Außenzahnräder 14 vorgesehen sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es können drei oder mehr Außenzahnräder 14 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Kurbelwelle drei Exzenterabschnitte 12a aufweisen, deren Phasen jeweils um 120 ° verschoben sind, und die drei Exzenterabschnitte 12a können drei oszillierende Außenzahnräder 14 enthalten. Die Anzahl der Außenzahnräder 14 kann eins sein.
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In der Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem das zweite Hauptlager 26 und das erste Hauptlager 24 nicht den Innenring aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eines oder beide des zweiten Hauptlagers 26 und des ersten Hauptlagers 24 können ein Lager mit dem Innenring sein.
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Jedes der oben beschriebenen Modifikationsbeispiele weist den gleichen Betriebseffekt auf wie diejenigen gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen.
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Jede Kombination der oben beschriebenen Ausführungsformen und der Modifikationsbeispiele ist auch als Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich. Eine durch die Kombination erzielte neue Ausführungsform weist kombiniert vorteilhafte Effekte der jeweiligen Ausführungsformen und Modifikationsbeispiele auf.
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Bezugszeichenliste
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- 14:
- Außenzahnrad
- 16:
- Innenzahnrad
- 18:
- erster Träger
- 18a:
- erstes Schlagstiftloch
- 18e:
- Umfangsrand eines Öffnungsabschnitts
- 18f:
- erster Abschrägungsabschnitt
- 20:
- zweiter Träger
- 20a:
- zweites Schlagstiftloch
- 20e:
- Umfangsrand eines Öffnungsabschnitts
- 20f:
- zweiter Abschrägungsabschnitt
- 36:
- Schlagstift
- 40:
- Bolzen
- 40:
- Verbindungsbolzen
- 100:
- Zahnradvorrichtung
- H1, H2:
- Axialabmessung
