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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Baueinheit, eine Planetengetriebevorrichtung und einen Aktuator.
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Planetengetriebevorrichtungen werden in einer Vielfalt von Technologien, wie Automobilen, Robotern und dergleichen, als Verzögerungsmechanismen zum Verzögern und Ausgeben einer eingegebenen Drehung verwendet. Da Planetengetriebevorrichtungen durch Kombination mehrerer Zahnräder aufgebaut sind, entstehen im Betrieb Geräusche und Vibrationen. Es sind Technologien zum Unterdrücken von Geräuschen und Vibrationen, die während des Betriebs solcher Planetengetriebevorrichtungen entstehen, vorgeschlagen worden.
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Als eine solche Technologie, die vorgeschlagen wurde, offenbart
JP H06-74835 B2 eine Planetengetriebevorrichtung, die mit einem Spalt zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse strukturiert ist, um diese voneinander abzutrennen. Die Verwendung einer Struktur, bei der ein Hohlrad und ein Gehäuse beabstandet sind, bewirkt, dass weniger Vibrationen von dem Hohlrad auf das Gehäuse übertragen werden, so dass weniger Geräusche durch die Vibrationen erzeugt werden.
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In der Planetengetriebevorrichtung gemäß
JP H06-74835 B2 weist der Aufbau eine Form auf, bei der die Außenumfangsfläche des Hohlrads und die Innenumfangsfläche des Gehäuses zusammenpassen. Wenn sich das Hohlrad im Betrieb der Planetengetriebevorrichtung bewegt, berühren sich dadurch die Außenumfangsfläche des Hohlrads und die Innenumfangsfläche des Gehäuses in einem Bereich, der recht breit ist.
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JP S61-82046 A beschreibt eine Planetengetriebevorrichtung mit einem zylindrischen Hohlrad, das in ein zylindrisches Gehäuse eingepasst ist. Das Gehäuse weist an seiner Innenumfangsfläche eine Nut auf, in die ein Steg des Hohlrads als Verdrehsicherung eingreift. Da das Hohlrad in das Gehäuse eingepasst ist, kann es Kräfte in Richtung, insbesondere Kippmomente, nicht aufnehmen oder ausgleichen.
JP S63-120859 A offenbart eine Planetengetriebevorrichtung mit gewölbten Oberflächen am Innenrad und seinem Gehäuse, um das Innenrad schwenkbar zu machen. Die Verbindung zwischen dem Hohlrad und seinem Gehäuse ist jedoch nur für geringe Drehmomente geeignet.
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Dadurch wird in einem Zustand, in dem Kontakt zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse besteht, die Vibration des Planetengetriebemechanismus, die sich auf das Hohlrad ausbreitet, tendenziell auf das Gehäuse übertragen, und somit besteht ein Problem darin, dass die Planetengetriebevorrichtung ebenfalls dazu neigt, Geräusche zu erzeugen.
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Insbesondere wird vorzugsweise die Entstehung von Vibrationen und Geräuschen bei Ungenauigkeiten in der Ausrichtung, wie Schrägstellung, zwischen der Achse des Gehäuses und der Achse des Stegs, der das Planetenrad trägt, das mit dem Hohlrad kämmt, aufgrund von Fertigungstoleranzen in den Bauteilen, einschließlich der verschiedenen Zahnräder, und Toleranz bei der Montage unterdrückt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, vorstehend dargelegte Problembereiche zu lösen, eine Baueinheit, eine Planetengetriebevorrichtung und einen Aktuator bereitzustellen, die in der Lage sind, die Übertragung von Vibrationen des Getriebemechanismus zu unterdrücken und Geräusche, die von der Planetengetriebevorrichtung erzeugt werden, zu dämpfen.
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Eine Form einer Baueinheit gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein Hohlrad (z. B. Innenzahnrad oder ähnliches Element, das sich nach innen erstreckende Verzahnungen einschließt) mit einer Außenumfangsfläche, die sich in Axialrichtung ausweitet, so dass ein erster erhöhter Abschnitt auf der Außenumfangsfläche gebildet wird; und ein Gehäuse mit einer Innenumfangsfläche, die der Außenumfangsfläche des Hohlrads zugewandt und mit einem Spalt zu dieser versehen ist, derart, dass ein zweiter erhöhter Abschnitt auf der Innenumfangsfläche ausgebildet ist. Die Bewegung des Hohlrads in der Umfangsrichtung kann durch Linienkontakt oder Punktkontakt zwischen dem ersten erhöhten Abschnitt und dem zweiten erhöhten Abschnitt begrenzt werden. Die Außenumfangsfläche und/oder die Innenumfangsfläche können eine ballige Form aufweisen, die in der Radialrichtung nach außen gebogen ist.
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Eine Form einer Planetengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine Baueinheit, wie vorstehend dargelegt; ein oder mehrere Planetenräder, die mit dem Hohlrad kämmen; ein Sonnenrad, das mit einen oder mehreren Planetenrädern kämmt, welches in der Mitte des einen oder der mehreren Planetenräder positioniert ist; und einen Steg, der das eine oder die mehreren Planetenräder drehbar lagert.
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Eine Form eines Aktuators gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine Planetengetriebevorrichtung, wie vorstehend dargelegt; und einen Motor, der mit der Planetengetriebevorrichtung verbunden ist, um die Planetengetriebevorrichtung anzutreiben.
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Die vorliegende Offenbarung ermöglicht die Unterdrückung der Übertragung von Vibrationen eines Getriebemechanismus und die Unterdrückung von Geräuschen, die von einer Planetengetriebevorrichtung erzeugt werden.
- 1 ist eine Längsschnittzeichnung entlang der Axialrichtung eines Aktuators, der eine Planetengetriebevorrichtung einschließt, die eine Baueinheit gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist.
- 2 ist eine Vorderansicht einer Baueinheit, von einer Seite aus in Axialrichtung betrachtet.
- 3 ist eine Vorderansicht einer Gehäusehaupteinheit dieser Baueinheit, von einer Seite aus in Axialrichtung betrachtet.
- 4 ist eine Längsschnittzeichnung entlang der Axialrichtung der Gehäusehaupteinheit dieser Baueinheit.
- 5 ist eine perspektivische graphische Darstellung, die ein erstes Gehäuseelement der Gehäusehaupteinheit zeigt.
- 6 ist eine Vorderansicht eines Hohlrads dieser Baueinheit, von einer Seite aus in Axialrichtung betrachtet.
- 7 ist eine Draufsicht auf das Hohlrad dieser Baueinheit.
- 8 ist eine perspektivische graphische Darstellung des Hohlrads dieser Baueinheit.
- 9 ist eine Längsschnittzeichnung zur Erläuterung der Funktionsweise der Baueinheit, die in der Planetengetriebevorrichtung eingeschlossen ist.
- 10 ist eine Vorderansicht, von einer Seite aus in Axialrichtung betrachtet, eines ersten Modifikationsbeispiels einer Baueinheit gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 11 ist eine Vorderansicht einer Gehäusehaupteinheit in der Baueinheit des ersten Modifikationsbeispiels.
- 12 ist ein Querschnittsdiagramm, geschnitten entlang der Axialrichtung, das diese Gehäusehaupteinheit darstellt.
- 13 ist eine Vorderansicht des Hohlrads in der Baueinheit des ersten Modifikationsbeispiels, von einer Seite aus in Axialrichtung betrachtet.
- 14 ist eine Seitenansicht, die dieses Hohlrad darstellt.
- 15 ist eine Vorderansicht eines zweiten Modifikationsbeispiels einer Baueinheit gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 16 ist eine Teilschnittzeichnung, geschnitten entlang der Axialrichtung einer Baueinheit, die ein zweites Modifikationsbeispiel einer Baueinheit gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
- 17 ist eine Vorderansicht einer Gehäusehaupteinheit des zweiten Modifikationsbeispiels.
- 18 ist eine Querschnittszeichnung, geschnitten entlang der Axialrichtung, die die Gehäusehaupteinheit des zweiten Modifikationsbeispiels darstellt.
- 19A ist eine Vorderansicht, die das Hohlrad der Baueinheit des zweiten Modifikationsbeispiels von einer Seite aus betrachtet, und 19B ist eine Seitenansicht dieses Hohlrads.
- 20 ist eine Vorderansicht einer Baueinheit, die ein drittes Modifikationsbeispiel einer Baueinheit gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung von einer Seite aus in Axialrichtung betrachtet.
- 21A ist eine Vorderansicht der Gehäusehaupteinheit der Baueinheit des dritten Modifikationsbeispiels, von einer Seite aus in Axialrichtung betrachtet, und
- 21B ist eine Längsschnittzeichnung, geschnitten entlang der Axialrichtung dieser Gehäusehaupteinheit.
- 22A ist eine Vorderansicht eines Hohlrads des dritten Modifikationsbeispiels einer Baueinheit gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung, von einer Seite aus in Axialrichtung betrachtet, und 22B ist eine Seitenansicht des Hohlrads von 22A.
- 23 ist eine Längsschnittzeichnung, geschnitten entlang der Axialrichtung, einer Baueinheit gemäß einem vierten Modifikationsbeispiel.
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Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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1 ist eine Längsschnittzeichnung, geschnitten in Axialrichtung, eines Aktuators, der eine Planetengetriebevorrichtung mit einer Baueinheit gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung einschließt. Es ist zu beachten, dass die Planetengetriebevorrichtung und der Aktuator gemäß der nachstehend dargelegten Ausführungsform ein Beispiel einer Planetengetriebevorrichtung und eines Aktuators gemäß der vorliegenden Offenbarung sind; die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die nachstehend dargelegte Ausführungsform beschränkt. In der folgenden Erläuterung wird die Querrichtung in 1 als „X-Richtung“ oder „Axialrichtung“ bezeichnet, wobei die Richtung nach links als „+ X-Richtung“ und die Richtung nach rechts als „- X-Richtung“ bezeichnet wird. Darüber hinaus werden in 1 die Richtungen senkrecht zur X-Achse als „Y-Richtung“ oder „Radialrichtung“ bezeichnet, wobei die Radialrichtung nach außen als „+ Y-Richtung“ und die Radialrichtung nach innen als „- Y-Richtung“ bezeichnet wird. Außerdem wird in 1 die Richtung um die X-Achse herum als „Umfangsrichtung“ bezeichnet. Insbesondere wird in dem Gehäuse 5 in 1 die Seite der Gehäusehaupteinheit 4, die offen ist, um die Befestigung einer verbindenden Abdeckungseinheit 41 zu ermöglichen, als die „eine Seite“ (die - X-Richtungsseite) bezeichnet, und die gegenüberliegende Seite, die die Seite ist, die die Öffnung 57a des Öffnungs-/Schließabschnitts 57 der Gehäusehaupteinheit 4 aufweist, wird als die „andere Seite“ (die + X-Richtungsseite) bezeichnet. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und stattdessen kann die Seite der Gehäusehaupteinheit 4, die die Öffnung 57a des Öffnungs-/Schließabschnitts 57 aufweist, als die „eine Seite“ verstanden werden, und die Seite der Gehäusehaupteinheit 4, die offen ist, um die Befestigung der verbindenden Abdeckungseinheit 41 zu ermöglichen, kann als die „andere Seite“ verstanden werden.
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Ein Aktuator 1, eine Planetengetriebevorrichtung 3, die in dem Aktuator 1 eingeschlossen ist, und eine Baueinheit 10, die gemäß einer ersten Ausführungsform mit der Planetengetriebevorrichtung 3 versehen ist, werden unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
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Aufbau des Aktuators
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Der in 1 dargestellte Aktuator wird beispielsweise als Aktuator 1 für eine elektrische Hecktür eines Kraftfahrzeugs verwendet. Es ist zu beachten, dass es keine besondere Einschränkung für die Anwendung des Aktuators 1 gibt.
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Der Aktuator 1 weist einen Motor (Elektromotor) 2 und eine Planetengetriebevorrichtung 3 auf, die mit dem Motor 2 verbunden ist.
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Motor
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Der Motor 2 weist eine Motorhaupteinheit 21 und eine Drehwelle 22 auf. Der Motor 2 wird unter der Steuerung eines Steuerteils (nicht gezeigt) betrieben, um die Drehwelle 22 zu drehen, um die Planetengetriebevorrichtung 3 anzutreiben.
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Gesamtaufbau der Planetengetriebevorrichtung 3
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Die Planetengetriebevorrichtung 3 verlangsamt die Drehung, die vom Motor 2 eingegeben wird, um ein vorgegebenes Untersetzungsverhältnis, um diese Drehung von einer Abtriebswelle 87 auszugeben.
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Die Planetengetriebevorrichtung 3 umfasst beispielsweise: ein Gehäuse 5, das eine verbindende Abdeckungseinheit 41 und eine Gehäusehaupteinheit 4 aufweist; und einen Planetengetriebemechanismus 6, der im Inneren der verbindenden Abdeckungseinheit 41 und der Gehäusehaupteinheit 4 enthalten ist. Der Planetengetriebemechanismus 6 weist beispielsweise eine Vielzahl von Planetengetriebemechanismen (einen ersten Planetengetriebemechanismus 7 und einen zweiten Planetengetriebemechanismus 8), die entlang der Axialrichtung angeordnet sind, und eine Abtriebswelle 87 auf.
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Gehäuse 5
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in dem Gehäuse 5 eine Vielzahl von Planetengetriebemechanismen 7 und 8, die als Planetengetriebemechanismus 6 geschaltet sind, innerhalb der verbindenden Abdeckungseinheit 41 und der Gehäusehaupteinheit 4 enthalten, um eine mehrstufige Verlangsamung zu erreichen. In dem Gehäuse 5 verlangsamt der Planetengetriebemechanismus 6 in zwei Stufen die Drehung der Drehwelle 22, die von dem Motor 2 angetrieben wird, um die Drehung von der Abtriebswelle 87 auszugeben.
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Verbindende Abdeckungseinheit 41
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Die verbindende Abdeckungseinheit 41 ist beispielsweise ein Element zur Befestigung des Motors 2 an der Planetengetriebevorrichtung 3. Außerdem wird die verbindende Abdeckungseinheit 41 mit der Gehäusehaupteinheit 4 kombiniert, um einem Gehäuseraum zu bilden, der zur Unterbringung des Planetengetriebemechanismus 6 in dessen Innerem dient. In der Mitte der verbindenden Abdeckungseinheit 41 ist eine Öffnung 31a ausgebildet, durch die die Drehwelle 22 des Motors 2 hindurchgeführt ist. Die Drehwelle 22, die durch die Öffnung 31a hindurchgeführt ist, ist an einem nachfolgend beschriebenen Sonnenrad 71 des Planetengetriebemechanismus 6 befestigt. Die verbindende Abdeckungseinheit 41 besteht beispielsweise aus einem Kunststoff, der mittels eines Spritzgussverfahrens geformt ist.
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Gehäusehaupteinheit 4
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Wie zum Beispiel in 1 veranschaulicht, ist die Gehäusehaupteinheit 4 auf einer Seite offen (die - X-Richtungsseite) in Axialrichtung, um die Befestigung der verbindenden Abdeckungseinheit 41 zu ermöglichen, wobei der Planetengetriebemechanismus 6 durch diesen offenen Teil hindurch im Inneren platziert wird.
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Die Gehäusehaupteinheit 4 weist ein erstes Gehäuseelement 40, worin der erste Planetengetriebemechanismus 7 untergebracht ist, und ein zweites Gehäuseelement 50, worin das zweite Planetengetriebe 8 untergebracht ist und aus dem die Abtriebswelle 87 des zweiten Planetengetriebemechanismus 8 nach außen hervorsteht, auf. Es ist zu beachten, dass die Gehäusehaupteinheit 4, und insbesondere das erste Gehäuseelement 40 und das zweite Gehäuseelement 50, beispielsweise aus einem Kunstharz hergestellt ist, das mittels eines Spritzgussverfahrens geformt ist.
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Das erste Gehäuseelement 40 nimmt ein ringförmiges erstes Hohlrad 90 auf, das dazu vorgesehen ist, ein Sonnenrad 71 und eine Vielzahl nachfolgend beschriebener Planetenräder 72 zu umschließen. Das zweite Gehäuseelement 50 weist einen ringförmigen zweiten Hohlradabschnitt 56 auf, der dazu vorgesehen ist, ein Sonnenrad 81 und eine Vielzahl nachfolgend beschriebener Planetenräder 82 zu umschließen.
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Das erste Gehäuseelement 40 ist ein Beispiel für das „Gehäuse“ der Baueinheit 10 in der vorliegenden Offenbarung. Das erste Gehäuseelement 40 bildet zusammen mit einem ersten Hohlrad 90, das als Teil des ersten Planetengetriebemechanismus 7 fungiert, der von dem ersten Gehäuseelement 40 aufgenommen wird, die Baueinheit 10.
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Erstes Gehäuseelement 40
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Das erste Gehäuseelement 40, als ein Gehäuse in der Baueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung, wird unter Bezugnahme auf 2 bis 5 erläutert. 2 ist eine Vorderansicht einer Baueinheit, von einer Seite (der - X-Richtungsseite) in Axialrichtung betrachtet, und 3 ist eine Vorderansicht der Gehäusehaupteinheit dieser Baueinheit, von einer Seite in Axialrichtung betrachtet. 4 ist eine Längsschnittzeichnung, geschnitten entlang der Axialrichtung der Gehäusehaupteinheit. 5 ist eine perspektivische Darstellung, die das erste Gehäuseelement darstellt.
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Das erste Gehäuseelement 40 ist ein zylindrischer Körper, der auf einer Seite offen ist (der - X-Richtungsseite), das in Verbindung mit dem zweiten Gehäuseelement 50 an einem Öffnungsendflächenabschnitt 40a der anderen Seite (der + X-Richtungsseite) vorgesehen ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind das erste Gehäuseelement 40 und das zweite Gehäuseelement 50 als eine Einheit ausgebildet, wobei die hohlen Innenräume derselben miteinander in Verbindung stehen, um einen Raum zur Unterbringung des Planetengetriebemechanismus 6 zu bilden.
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Das erste Gehäuseelement 40 in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 bis 5 dargestellt, weist einen ersten Zylinder 44 auf, der eine Innenumfangsfläche 46 aufweist, die einer Außenumfangsfläche 92 eines ersten Hohlrads 90 zugewandt ist, wobei zwischen diesen ein Spalt liegt. An der Innenumfangsfläche 46 sind zweite erhöhte Abschnitte 45 ausgebildet, die als Stopper fungieren.
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Das erste Gehäuseelement 40 begrenzt die Bewegung des ersten Hohlrads 90 in Umfangsrichtung durch Kontakt zwischen den zweiten erhöhten Abschnitten 45 und den ersten erhöhten Abschnitten 95 des ersten Hohlrads 90 und nimmt das erste Hohlrad 90 in einem schwebenden Zustand (einem Zustand, in dem eine Bewegung in alle Richtungen möglich ist) auf.
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Das erste Gehäuseelement 40 stützt durch Kontakt zwischen den zweiten erhöhten Abschnitten 45 und den ersten erhöhten Abschnitten 95, durch Punktkontakt oder Linienkontakt zwischen diesen, das erste Hohlrad 90 ab, um Verlagerungen des Hohlrads zu ermöglichen, so dass sich die Achse des ersten Hohlrads 90 in Bezug auf die Achse des ersten Gehäuseelements 40 neigen kann. Beispielsweise enthält das erste Gehäuseelement 40 das erste Hohlrad 90, um leichte Verschiebungen, wie Nick- und Wankbewegungen, innerhalb des ersten Zylinders 44 zu ermöglichen.
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Der erste Zylinder 44 ist einstückig mit einem zweiten Zylinder 54 versehen. Die Außenumfangsfläche des ersten Zylinders 44 strukturiert die Außenumfangsfläche des zweiten Gehäuseelements 50 und auch die Außenumfangsfläche der Gehäusehaupteinheit 4.
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Der erste Zylinder 44 ist so angeordnet, dass er neben dem Sonnenrad 71, den Planetenrädern 72 und dem Steg 73, die den ersten Planetengetriebemechanismus 7 bilden, das erste Hohlrad 90 umschließt. Der erste Zylinder 44 weist eine Innenumfangsfläche 46 auf, die das Sonnenrad 71, das Planetenrad 72, den Steg 73 und das erste Hohlrad 90 umschließt.
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Am Öffnungsrandabschnitt auf der einen Seite des ersten Zylinders 44 ist ein Eingriffsabschnitt 42 zum sicheren Eingriff mit der verbindenden Abdeckungseinheit 41 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Eingriffsabschnitt 42 um Laschenabschnitte, die von dem Öffnungsrandabschnitt vorstehen und in der Umfangsrichtung in vorgeschriebenen Intervallen beabstandet sind. Zur Begrenzung der Relativbewegung zwischen der verbindenden Abdeckungseinheit 41 und der Gehäusehaupteinheit 4 in Axialrichtung und Umfangsrichtung greifen die Laschenabschnitte in einen in der verbindenden Abdeckungseinheit 41 vorgesehenen Eingriffsabschnitt ein.
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Die Innenumfangsfläche 46 des ersten Zylinders 44 ist korrespondierend zu der Außenumfangsfläche 92 des ersten Hohlrads 90 vorgesehen, derart, dass sich das nachstehend beschriebene erste Hohlrad 90 drehen kann. Die Innenumfangsfläche 46 weist eine Form auf, die eine Relativbewegung mit der Außenumfangsfläche 92 des ersten Hohlrads 90 ermöglicht. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Innenumfangsfläche 46 eine ballig geformte Oberfläche (die im Folgenden verkürzt als „ballige Oberfläche“ bezeichnet werden kann), die so gebogen ist, dass sie in Radialrichtung nach außen vertieft ist. Die Innenumfangsfläche 46 ist so ausgebildet, dass sie in Radialrichtung in den axial gerichteten Mittelteil vertieft ist, der mit einem vorgeschriebenen Spalt von der Außenumfangsfläche 92 des Hohlrads 90 beabstandet angeordnet ist. Es ist zu beachten, dass die Form der Innenumfangsfläche 46 stattdessen auch durch die Beziehung mit der Außenumfangsfläche 92 des Hohlrads 90 definiert werden kann, die nachstehend ausführlich beschrieben wird. Die Innenumfangsfläche 46 und/oder die Außenumfangsfläche 92 ist/sind ballig ausgebildet.
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Die zweiten erhöhten Abschnitte 45 berühren die ersten erhöhten Abschnitte 95 des ersten Hohlrads 90, das in dem ersten Zylinder 44 enthalten ist, um die Bewegung des ersten Hohlrads 90 mindestens in der Umfangsrichtung zu begrenzen.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die zweiten erhöhten Abschnitte 45 auf der Innenumfangsfläche 46 ausgebildet und erstrecken sich entlang der Axialrichtung (in Axialrichtung von der einen Seite zu der anderen Seite).
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Wie in 4 und 5 dargestellt, sind die zweiten erhöhten Abschnitte 45 mit Spitzenabschnitten versehen, die auf der Innenseite in Radialrichtung positioniert sind und so gebogen sind, dass sie eine sich zur Seite wölbende Form erzeugen, in denen die ersten erhöhten Abschnitte 95 positioniert sind, und die so geformt sind, dass sie einen Punktkontakt oder einen Linienkontakt mit den ersten erhöhten Abschnitten 95 ermöglichen.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die zweiten erhöhten Abschnitte 45, wie in 2 bis 4 dargestellt, in der Umfangsrichtung paarweise auf Abschnitten der Innenumfangsfläche 46 des ersten Zylinders 44 angeordnet. Die nachstehend beschriebenen ersten erhöhten Abschnitte 95 des ersten Hohlrads 90 (unter Bezugnahme auf 6, 7 in 9) werden zwischen diese Paare von zweiten erhöhten Abschnitten 45 eingefügt, wobei die Bewegung des ersten Hohlrads 90 innerhalb des ersten Gehäuseelements 40 durch Kontakt mit diesen zweiten erhöhten Abschnitten 45 begrenzt ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform weisen die zweiten erhöhten Abschnitte 45 jeweils eine spitz zulaufende Querschnittsform auf, wenn sie durch einen Querschnitt geschnitten werden, der senkrecht zur Axialrichtung verläuft, und weisen Spitzenabschnitte auf, die sich entlang der Axialrichtung mit einer konstanten Vorsprungshöhe von der Innenumfangsfläche 46 erstrecken. Die Spitzenabschnitte sind in gewölbten Formen ausgebildet, die in den axial gerichteten Mittelteilen in der Richtung, in der sie einander in der Umfangsrichtung zugewandt sind, zueinander vorstehen. Das heißt, die Spitzenabschnitte der zweiten erhöhten Abschnitte 45, die Paare bilden, sind gebogen, um zu den Seiten hin gewölbte Formen zu bilden, wobei die ersten erhöhten Abschnitte 95 in der Umfangsrichtung so positioniert sind, dass der Abstand zwischen den Spitzenabschnitten der zweiten erhöhten Abschnitte 45 in den axial gerichteten Mittelteilen schmaler sein kann als an den axial gerichteten Endabschnitten.
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Es ist zu beachten, dass die zweiten erhöhten Abschnitte 45 nicht notwendigerweise paarweise ausgebildet sind. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform und in den nachstehend beschriebenen ersten bis fünften Modifikationsbeispielen die zweiten erhöhten Abschnitte 45 eine beliebige Form aufweisen können, solange die Form in Umfangsrichtung Punktkontakt oder Linienkontakt mit dem ersten Hohlrad 90 herstellt, wenn sich das erste Hohlrad 90 innerhalb des ersten Gehäuseelements 40 bewegt.
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Zweites Gehäuseelement 50
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Das zweite Gehäuseelement 50 weist einen zweiten Zylinder 54 und einen zweiten Hohlradabschnitt 56 auf, der an der Innenwand des zweiten Zylinders 54 ausgebildet ist. Der zweite Hohlradabschnitt 56 ist beispielsweise schräg angeschnitten, mit einem Winkel zur Axialrichtung. Das heißt, das zweite Gehäuseelement 50 weist einen zweiten Hohlradabschnitt 56 auf, der beispielsweise ein Schrägzahnrad strukturiert.
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Der Öffnungs-/Schließabschnitt 57 der Gehäusehaupteinheit 4 weist eine Öffnung 57a auf, die beispielsweise einen Zylinder bildet, durch den die Abtriebswelle 87 des Planetengetriebemechanismus 6 durchgeführt wird. Hierdurch kann das von dem an der Spitze der Abtriebswelle 87 vorgesehene Abtriebszahnrad 87a abgegebene Drehmoment auf einen externen Mechanismus übertragen werden. Die Gehäusehaupteinheit 4 ist beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt, der mittels eines Spritzgussverfahrens geformt ist.
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Planetengetriebemechanismus 6
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Wie in 1 dargestellt, ist der Planetengetriebemechanismus 6 innerhalb der Gehäusehaupteinheit 4 untergebracht, um die Drehung, die von dem Motor 2 übertragen wird, zu verlangsamen und von dem Abtriebszahnrad 87a der Abtriebswelle 87 auszugeben.
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Der Planetengetriebemechanismus 6 weist einen ersten Planetengetriebemechanismus 7 und einen zweiten Planetengetriebemechanismus 8 auf, die entlang der Axialrichtung angeordnet sind.
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Erster Planetengetriebemechanismus 7
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Der erste Planetengetriebemechanismus 7 umfasst ein Sonnenrad 71, eine Vielzahl von Planetenrädern 72, die um den Umfang des Sonnenrads 71 herum angeordnet und darauf zentriert sind, einen Steg 73, der die Vielzahl von Planetenrädern 72 drehbar lagert, und ein erstes Hohlrad 90. Der erste Planetengetriebemechanismus 7 kann mit mindestens einem Planetenrad 72 versehen sein und ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit drei Planetenrädern 72 versehen.
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Das Sonnenrad 71 ist ein „äußeres Zahnrad“, wobei an der Außenumfangsfläche desselben Sonnenradverzahnungsabschnitte 71a ausgebildet sind, und ist an der Drehwelle 22 des Motors 2 befestigt, um eine Drehung konzentrisch mit der Drehwelle 22 zu ermöglichen. Das Sonnenrad 71 dreht sich, angetrieben durch den Motor 2. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Sonnenradverzahnungsabschnitte 71a Schrägverzahnungen auf, die in einem Winkel zur Achse des Sonnenrads 71 geschnitten sind, so dass das Sonnenrad 71 der vorliegenden Ausführungsform ein „Schrägzahnrad“ sein kann.
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Die Planetenräder 72 sind Außenräder mit Planetenverzahnungsabschnitten 72a, die an deren Außenumfangsflächen ausgebildet sind. Die Vielzahl von Planetenrädern 72 ist gleichmäßig beabstandet zwischen dem Sonnenrad 71 und dem ersten Hohlrad 90 angeordnet und kämmt jeweils sowohl mit dem Sonnenrad 71 als auch mit dem ersten Hohlrad 90. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Vielzahl von Planetenrädern 72 auf einer einzigen Kreisbahn angeordnet, die auf der Achse des ersten Planetengetriebemechanismus 7 zentriert ist, und ist durch einen Steg 73 drehbar gelagert. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Planetenradverzahnungsabschnitte 72a Schrägverzahnungen auf, die in einem Winkel zur Achse des Planetenrads 72 geschnitten sind, so dass die Planetenräder 72 der vorliegenden Ausführungsform „Schrägzahnräder“ sein können.
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Jedes der Planetenräder 72 dreht sich aufgrund der Drehung des Sonnenrads 71 um seine eigene Achse (Planetenachse 76). Außerdem dreht sich jedes der Planetenräder 72 aufgrund seiner eigenen Drehung und des Eingriffs mit dem ersten Hohlrad 90 um das Sonnenrad 71. Die Drehachse jedes Planetenrads 72 kann mit der Achse des Sonnenrads 71 koinzident sein.
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Der Steg 73 lagert die Planetenräder 72 drehbar. Zusätzlich dreht sich der Steg 73 aufgrund der Drehung der Planetenräder 72, wobei seine Drehbewegung auf den zweiten Planetengetriebemechanismus 8 übertragen wird. Zusätzlich ist in der vorliegenden Ausführungsform der Steg 73 als ein Zylinder ausgebildet, wobei die Planetenräder 72 innerhalb von Gehäuseöffnungen (nicht gezeigt) enthalten sind, die in dessen Außenumfangsfläche ausgebildet sind. Die Planetenräder 72 sind jeweils über in Axialrichtung gerichteten Planetenachsen 76 innerhalb der Gehäuseöffnungen drehbar gelagert. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes Planetenrad 72 in einem Zustand befestigt, in dem ein Teil davon in der Radialrichtung nach außen von der Gehäuseöffnung vorsteht und von der Außenumfangsfläche des Stegs 73 vorsteht. Dabei kämmen die Planetenradverzahnungen 72a mit den Innenverzahnungen 91 des ersten Hohlrads 90.
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Erstes Hohlrad (Zahnkranz) 90
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6 bis 8 sind Zeichnungen, die zur Erläuterung des ersten Hohlrads 90 vorgesehen sind, das dem Hohlrad als Baueinheit 10 entspricht. Insbesondere ist 6 eine Vorderansicht des Hohlrads der Baueinheit, von einer Seite in Axialrichtung betrachtet; 7 ist eine Draufsicht auf das Hohlrad dieser Baueinheit; und 8 ist eine perspektivische Darstellung des Hohlrads dieser Baueinheit.
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Das erste Hohlrad 90 weist eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche 92 auf, die sich in der Axialrichtung des ersten Hohlrads 90 erstrecken. An der Innenumfangsfläche sind Innenverzahnungsabschnitte 91 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform bilden die Innenverzahnungsabschnitte 91 ein Schrägzahnrad mit Schrägverzahnungen, die in einem Winkel zur Achse des ersten Hohlrads 90 geschnitten sind. Es ist zu beachten, dass der Durchmesser der Abrundungen der Zahnköpfe des ersten Hohlrads 90 größer ist als der Durchmesser des zylindrischen Stegs 73, wobei der Steg 73, der die Planetenräder 72 hält, im Inneren des ersten Hohlrads 90 enthalten ist. Die aus der Außenumfangsfläche des Stegs 73 hervorstehenden Planetenradverzahnungen 72a kämmen mit den Innenverzahnungen 91 des ersten Hohlrads 90.
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Die Außenumfangsfläche 92 des ersten Hohlrads 90 ist entsprechend der Form der Innenumfangsfläche 46 des ersten Zylinders 44 des ersten Gehäuseelements 40 ausgebildet.
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In der vorliegenden Ausführungsform bildet die Außenumfangsfläche 92 eine ballig geformte Oberfläche (eine ballige Oberfläche), wobei der Mittelteil in der Axialrichtung des ersten Hohlrads 90 oder in der Axialrichtung des Abtriebs des Aktuators in einer gewölbten Form ausgebildet ist, um sich am weitesten in der Radialrichtung nach außen zu erstrecken. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Außenumfangsfläche 92 so ausgebildet, dass sie einen Spalt mit einem im Wesentlichen konstanten Abstand entlang der Innenumfangsfläche 46 des ersten Zylinders 44 aufweist, um einen Schwebezustand sicherzustellen. Das heißt, das erste Hohlrad 90 ist der Innenumfangsfläche 46, die eine ballige Oberfläche mit nach außen vertieften Formen ist, in dem ersten Zylinder 44 mit einem Spalt dazwischen zugewandt angeordnet, so dass die Außenumfangsfläche 92, die eine ballige Oberfläche mit nach außen vorstehenden Formen ist, lose in den ersten Zylinder 44 eingepasst werden kann.
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Wie in 2 und 6 bis 8 dargestellt, sind erste erhöhte Abschnitte 95 auf der Außenumfangsfläche 92 des ersten Hohlrads 90 ausgebildet. Die ersten erhöhten Abschnitte 95 gehen in Umfangsrichtung mit den Paaren von zweiten erhöhten Abschnitten 45, die an der Innenumfangsfläche 46 der Gehäusehaupteinheit 4 ausgebildet sind, in Eingriff, mit einem dazwischenliegenden Spalt.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten erhöhten Abschnitte 95 in Übereinstimmung mit den Paaren von zweiten erhöhten Abschnitte 45 vorgesehen und werden zwischen die Paare von zweiten erhöhten Abschnitten 45 eingesetzt.
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In der vorliegenden Ausführungsform weisen die ersten erhöhten Abschnitte 95 Querschnittsformen auf, die im Wesentlichen dreieckig sind, wenn sie in einer senkrecht zur Axialrichtung verlaufenden Ebene geschnitten werden, und erstrecken sich entlang der Axialrichtung. Die ersten erhöhten Abschnitte 95 weisen Positionen auf, die in gewölbte Formen gebogen sind, um den Kontakt mit den zweiten erhöhten Abschnitten 45 zu ermöglichen, wenn es eine Bewegung in der Umfangsrichtung gibt.
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Der erste erhöhte Abschnitt 95 weist geneigte Flächenabschnitte 95a auf, die schräg von der Außenumfangsfläche 92 des ersten Hohlrads 90 abstehen, und einen abgerundeten Scheitel 95b, der an der Stelle positioniert ist, an der sich die geneigten Flächenabschnitte 95a, die sich von beiden Seiten erheben, schneiden. Die Höhe des ersten erhöhten Abschnitts 95 entspricht der balligen Form der Außenumfangsfläche 92, wobei der erste erhöhte Abschnitt 95 als eine Rippe mit einer konstanten Höhe von der Außenumfangsfläche 92, die eine ballige Oberfläche ist, bereitgestellt ist. Die ersten erhöhten Abschnitte 95 sind so ausgebildet, dass die axial gerichteten Mittelteile in den geneigten Oberflächenabschnitten 95a in der Umfangsrichtung breiter sind, wie in 8 dargestellt. Dies ermöglicht die Herstellung eines Punktkontakts oder eines Linienkontakts, wenn der erste erhöhte Abschnitt 95 zwischen ein Paar zweiter erhöhter Abschnitte 45 eingeführt wird. Obwohl diese über die gesamte Breite des ersten Hohlrads 90 ausgebildet sind, können sie stattdessen auch über einen Teil der Breite ausgebildet sein. Das erste Hohlrad 90 ist beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt. Es ist zu beachten, dass, wie nachstehend beschrieben, das erste Hohlrad 90 aus einem Kunstharz mit einer geringeren Härte hergestellt ist als der Härte, die das Kunstharz aufweist, das zur Herstellung der Gehäusehaupteinheit 4 verwendet wurde.
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Die Gehäusehaupteinheit 4 (erstes Gehäuseelement 40) und das erste Hohlrad 90 sind räumlich getrennt, und es bildet sich ein Spalt zwischen den beiden Elementen, wenn der Aktuator 1 nicht in Betrieb ist. Entsprechend dieses Spalts kann sich das erste Hohlrad 90 innerhalb der Gehäusehaupteinheit 4 bewegen. Dass sich das erste Hohlrad 90 innerhalb der Gehäusehaupteinheit 4 bewegen kann, bedeutet, dass eine Drehung um die Axialrichtung, d. h. in der Umfangsrichtung, und eine Wankbewegung in einer Richtung, die senkrecht zur Axialrichtung ist, ermöglicht wird. Angesichts dessen wird eine weitere Bewegung des ersten Hohlrads 90 in der Richtung um die Achse dadurch verhindert, dass die ersten erhöhten Abschnitte 95, die an dem ersten Hohlrad 90 ausgebildet sind, die Paare von zweiten erhöhten Abschnitten 45 berühren.
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Zweiter Planetengetriebemechanismus 8
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Der zweite Planetengetriebemechanismus 8 verlangsamt sich mit einem vorgeschriebenen Untersetzungsverhältnis und gibt die Drehung aus, die von dem ersten Planetengetriebemechanismus 7 übertragen wird. Der zweite Planetengetriebemechanismus 8 ist in Axialrichtung weiter zur anderen Seite hin als der erste Planetengetriebemechanismus 7 angeordnet (linke Seite in 1, die die Abtriebsseite ist). Der zweite Planetengetriebemechanismus 8 ist innerhalb des Gehäuseraums der Gehäusehaupteinheit 4, innerhalb des zweiten Gehäuseelements 50 der Gehäusehaupteinheit 4 und speziell an einem dem zweiten Hohlradabschnitt 56 entsprechenden Teil angeordnet. Es ist zu beachten, dass der zweite Planetengetriebemechanismus 8 stattdessen auch weggelassen werden kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der zweite Planetengetriebemechanismus ein Sonnenrad 81, Planetenräder 82, einen Steg 83, der die Planetenräder 82 drehbar lagert, und eine Abtriebswelle 87. Der zweite Planetengetriebemechanismus 8 kann ein einzelnes Planetenrad 82 umfassen, umfasst in der vorliegenden Ausführungsform jedoch drei Planetenräder 82.
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Das Sonnenrad 81 ist ein „Außenrad“ und weist auf seiner Außenumfangsfläche Sonnenradverzahnungsabschnitte 81a auf. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Sonnenradverzahnungsabschnitte 81a Schrägverzahnungen auf, die in einem Winkel zur Achse des Sonnenrads 81 geschnitten sind, so dass das Sonnenrad 81 ein „Schrägzahnrad“ sein kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Sonnenrad 81 in einem Zustand gesichert, in dem die Achsen mit dem Steg 73 des ersten Planetengetriebemechanismus 7 koinzident sind. Dadurch dreht sich das Sonnenrad 81 formschlüssig mit der Drehung des Stegs 73 des ersten Planetengetriebemechanismus 7, entsprechend der Drehung des Stegs 73 des ersten Planetengetriebemechanismus 7. Das heißt, das Sonnenrad 81 dreht sich bei Drehung des Stegs 73 des ersten Planetengetriebemechanismus 7 mit der gleichen Drehzahl wie der Steg 73 des ersten Planetengetriebemechanismus 7 in der gleichen Drehrichtung wie der Steg 73 des ersten Planetengetriebemechanismus 7.
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Die Planetenräder 82 sind Außenräder mit Planetenradverzahnungsabschnitten, die an den Außenumfangsflächen derselben ausgebildet sind. Die Vielzahl von Planetenrädern 82 ist gleichmäßig beabstandet zwischen dem Sonnenrad 81 und dem zweiten Hohlradabschnitt 56 angeordnet und kämmt jeweils sowohl mit dem Sonnenrad 81 als auch mit dem zweiten Hohlradabschnitt 56. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Vielzahl von Planetenrädern 82 auf einem einzelnen Kreis angeordnet, der auf der Achse des zweiten Planetengetriebemechanismus 8 zentriert ist, und ist drehbar auf der Planetenachse 86 eines Stegs 83 gelagert. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Planetenradverzahnungsabschnitte Schrägverzahnungen auf, die in einem Winkel zur Achse des Planetenrads 82 geschnitten sind, so dass die Planetenräder 82 in der vorliegenden Ausführungsform „Schrägzahnräder“ sein können.
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Jedes der Planetenräder 82 dreht sich aufgrund der Drehung des Sonnenrads 81 um seine eigene Achse (Planetenachse 86). Außerdem dreht sich jedes der Planetenräder 82 aufgrund seiner eigenen Drehung und aufgrund des Eingriffs mit dem zweiten Hohlradabschnitt 56 um das Sonnenrad 81. Die Drehachse jedes Planetenrads 82 kann mit der Achse des Sonnenrads 81 koinzident sein.
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Der Steg 83 lagert die Planetenräder 82 drehbar. Zusätzlich dreht sich der Steg 83 aufgrund der Drehung der Planetenräder 82, wobei dessen Drehung auf die Abtriebswelle 87 übertragen wird.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Steg 83 Zahnradhalteabschnitte 84 und einen Abtriebhalteabschnitt 85 zur Aufnahme der Abtriebswelle 87 auf.
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Der Zahnradhalteabschnitt 84 hält die Planetenräder 82 und ist als Zylinder ausgebildet. Gehäuseöffnungen (nicht gezeigt) sind an der Außenumfangsfläche des Zahnradhalteabschnitts 84 ausgebildet, und Planetenräder 82 sind innerhalb der Gehäuseöffnungen angeordnet. Die Planetenräder 82 sind jeweils mit in Axialrichtung gerichteten Planetenachsen 86 innerhalb der Gehäuseöffnungen drehbar gelagert. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes Planetenrad 82 in einem Zustand befestigt, in dem ein Abschnitt des Planetenrads in der Radialrichtung nach außen von der Gehäuseöffnung vorsteht und von der Außenumfangsfläche des Stegs 83 vorsteht. Dabei kämmen die Planetenradverzahnungsabschnitte mit den Verzahnungsabschnitten des zweiten Hohlradabschnitts 56.
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Der Abtriebhalteabschnitt 85 ist auf der anderen Seite (der Abtriebsseite) des Zahnradhalteabschnitts 84 durchgehend mit dem Zahnradhalteabschnitt 84 versehen. Der Abtriebhalteabschnitt 85 ist als ein Zylinder mit einem kleineren Durchmesser als der Zahnradhalteabschnitt 84 ausgebildet und die Abtriebswelle 87 ist in radialer Richtung innen am Abtriebhalteabschnitt 85 befestigt.
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Die Abtriebswelle 87 ist wellenförmig ausgebildet und wird in der vorliegenden Ausführungsform auf dem Steg 83 gehalten, um sich zusammen mit dem Steg 83 zu drehen. Die Abtriebswelle 87 weist am Außenumfang ihres abtriebsseitigen Endabschnitts eine Rändelung auf. Diese Zähne bilden ein Abtriebszahnrad auf dem Endabschnitt der Abtriebswelle 87.
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Betrieb des Aktuators 1
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Im Folgenden wird ein Betriebsbeispiel des Aktuators 1 erläutert. Zuerst dreht sich, wenn der in 1 dargestellt Motor 2 in Betrieb ist, die Drehwelle22 in einer ersten Richtung oder in einer zweiten Richtung. Die nachfolgenden Erläuterungen gelten für den Fall, dass sich die Drehwelle 22 in der ersten Richtung dreht.
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Es ist zu beachten, dass in der nachfolgenden Erläuterung die erste Richtung in Bezug auf die Drehrichtungen der verschiedenen Elemente die Richtung im Uhrzeigersinn meint, wenn die verschiedenen Elemente von der anderen Seite (der linken Seite in 1) in Axialrichtung (der Richtung, die parallel zur X-Achse ist) betrachtet werden. Andererseits bedeutet in der nachfolgenden Erläuterung die zweite Richtung in Bezug auf die Drehrichtungen der verschiedenen Elemente die Richtung, die der Richtung im Uhrzeigersinn entgegengesetzt ist, wenn die verschiedenen Elemente von der anderen Seite (der linken Seite in 1) in Axialrichtung betrachtet werden.
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Wenn sich die Drehwelle 22 in der ersten Richtung dreht, dreht sich das Sonnenrad 71 entsprechend der Drehung der Drehwelle 22 in der ersten Richtung. Entsprechend der Drehung des Sonnenrads 71 rotiert (dreht sich) jedes der drei Planetenräder 72, die mit dem Sonnenrad 71 kämmen, in der zweiten Richtung, zentriert auf seiner eigenen Achse (Planetenachse 86). Aufgrund der Drehung der Planetenräder 72 und des Kämmens der Planetenräder 72 und des ersten Hohlrads 90 rotieren (drehen sich) die Planetenräder 72 in der ersten Richtung, zentriert auf der Drehachse des Sonnenrads 71. Entsprechend der Drehung (Umdrehung) der Planetenräder 72 dreht sich der Steg 73 zentriert auf seiner eigenen Achse (eine Achse, die mit der Achse des Sonnenrades 71 koinzidiert) in der ersten Richtung.
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Wenn sich der Steg 73 in die erste Richtung dreht, dreht sich auch das Sonnenrad 81, das an dem Steg 73 befestigt ist, in die erste Richtung. Mit der Drehung des Sonnenrads 81 in der ersten Richtung rotieren (drehen sich) die drei Planetenräder 82, die mit dem Sonnenrad 81 kämmen, jeweils in der zweiten Richtung. Außerdem rotieren (drehen sich) die Planetenräder 82, da sie mit dem zweiten Hohlradabschnitt 56 kämmen, in der zweiten Richtung, und durch diese Drehung drehen sich (umlaufen) die Planetenräder 82 in der ersten Richtung um die Achse des zweiten Planetengetriebemechanismus 8. Mit der Drehung (Umdrehung) der Planetenräder 82 in der ersten Richtung dreht sich der Steg 83 in der ersten Richtung, zentriert auf seiner eigenen Achse. Die Drehung des Stegs 83 wird auf die Abtriebswelle 87 übertragen, die auf dem Steg 83 gehalten wird.
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Während der Fall, dass sich die Drehwelle 22 in der ersten Richtung dreht, als ein Betriebsbeispiel des Aktuators 1 erläutert wurde, kann der Betrieb des Aktuators 1 für einen Fall, in dem sich die Drehwelle 22 in der zweiten Richtung dreht, ebenfalls in ähnlicher Weise erläutert werden, indem die Drehrichtung jedes der Zahnräder umgekehrt wird.
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Wie vorstehend beschrieben, sind bei dem Planetengetriebe in der Baueinheit 10 die Gehäusehaupteinheit 4 und das erste Hohlrad 90 räumlich getrennt. Wenn der Aktuator 1 nicht in Betrieb ist, wird dabei ein Spalt zwischen der Gehäusehaupteinheit 4 (dem ersten Gehäuseelement) und dem ersten Hohlrad 90 gebildet. Wenn der Aktuator 1 in Betrieb ist, ist das erste Hohlrad 90 in der Lage, sich um die Achse zu drehen und in der Lage, sich in einer Richtung senkrecht zur Achse entlang der balligen Oberfläche innerhalb der Gehäusehaupteinheit 4 in einem Maße zu bewegen, das dem bereitgestellten Spalt entspricht.
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Wenn in einer Stellung, in der die zweiten erhöhten Abschnitte 45 von den ersten erhöhten Abschnitten 95 in der Umfangsrichtung getrennt sind, das erste Hohlrad 90 in der ersten Richtung (im Uhrzeigersinn) gedreht wird, stellen die ersten erhöhten Abschnitte 95, die an dem ersten Hohlrad 90 ausgebildet sind, mit den zugehörigen zweiten erhöhten Abschnitten 45, die an der Gehäusehaupteinheit 4 ausgebildet sind, Punkt- oder Linienkontakt her. Während dies verhindert, dass sich das erste Hohlrad 90 weiter im Uhrzeigersinn dreht, wird das erste Hohlrad 90 von dem ersten Gehäuseelement 40 der Gehäusehaupteinheit 4 gehalten, so dass sich dessen Achse gegenüber der Achse der Gehäusehaupteinheit 4 neigen kann. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform die zweiten erhöhten Abschnitte 45 paarweise ausgebildet sind, so dass selbst wenn das erste Hohlrad 90 in der zweiten Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) gedreht werden würde, in ähnlicher Weise Linienkontakt bestehen kann und das erste Hohlrad 90, mit der Möglichkeit zu kippen, gehalten werden kann, während die Drehung des ersten Hohlrads 90 um die Achse eingeschränkt wird.
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9 ist eine Längsschnittdarstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der in die Planetengetriebevorrichtung 3 eingebauten Baueinheit 10. In der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl die Außenumfangsfläche 92 des ersten Hohlrads 90 als auch die Innenumfangsfläche 46 des ersten Zylinders 44 ballige Oberflächen, die eine Relativbewegung in alle Richtungen ermöglichen, aber zerfallbeständig sind.
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Wenn, wie in 9 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform der Motor 2 angetrieben wird, um den Planetengetriebemechanismus 6 zu betätigen, bewirkt das Kämmen der Planetenräder 82 und dergleichen, dass sich das erste Hohlrad 90 innerhalb des ersten Zylinders 44 des ersten Gehäuseelements 40 bewegt. Dadurch berühren die ersten erhöhten Abschnitte 95 die zweiten erhöhten Abschnitte 45 in der Umfangsrichtung. Das erste Hohlrad 90 ist in alle Richtungen beweglich, wobei die Bewegung in Umfangsrichtung durch den Punktkontakt oder den Linienkontakt zwischen den ersten erhöhten Abschnitten 95 und den zweiten erhöhten Abschnitten 45 begrenzt ist.
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Auf diese Weise kann ein idealer Eingriff mit den die Schrägstellung aufnehmenden Planetenrädern auch dann erreicht werden, wenn die Achse des Stegs 73, der die mit dem ersten Hohlrad 90 in Eingriff stehenden Planetenräder 72 trägt, in ihrer Ausrichtung ungenau ist, beispielsweise in einem Winkel zur Achse der Gehäusehaupteinheit 4 (erstes Gehäuseteil 40) steht. Aus diesem Grund ermöglicht es die vorliegende Ausführungsform, eine Verbesserung der Robustheit hinsichtlich der ungenauen Ausrichtung zwischen den Zahnrädern zu erreichen, wodurch ermöglicht wird, die Übertragung von Vibrationen von der Hohlradseite zu unterdrücken und die durch die Planetengetriebevorrichtung erzeugten Geräusche zu dämpfen.
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Es ist zu beachten, dass das zur Herstellung des ersten Gehäuseelements 40 und der Gehäusehaupteinheit 4 verwendete Kunstharz beispielsweise Polyarylat (PAR), Polyacetal (POM), Polyamide (PA), Polycarbonat (PC), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethersulfon (PES), Polyetheretherketon (PEEK) oder dergleichen sein kann. Die zur Herstellung des ersten Hohlrads 90 und des ersten Gehäuseelements 40 einschließlich des ersten Zylinders 44 verwendeten Kunstharze können aus identischen Werkstoffen oder aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Diese können nach Bedarf innerhalb eines Bereichs ausgewählt werden, der die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung erzeugt. Hinsichtlich des Kunstharzmaterials (Material) zur Herstellung des ersten Zylinders 44 und des ersten Hohlrads 90 kann darüber hinaus in den Hauptkomponenten das gleiche Kunstharzmaterial verwendet werden, und die Dichte oder dergleichen des Kunstharzes wird variiert, so dass das zur Herstellung des ersten Zylinders 44 verwendete Kunstharz bei geeigneten Ausführungsformen härter sein kann.
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Modifikationsbeispiele
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es ist vielmehr eine Vielfalt von Modifikationen und Anwendungen möglich. In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind in der Struktur der Baueinheit 10, die das erste Gehäuseelement 40 und das erste Hohlrad 90 aufweist, sowohl die Innenumfangsfläche 46 des ersten Zylinders 44 des ersten Gehäuseelements 40 als auch die Außenumfangsfläche 92 des ersten Hohlrads 90, das innerhalb des ersten Zylinders 44 enthalten ist, Oberflächen mit balligen Formen.
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Dabei können das erste Gehäuseelement 40 und das erste Hohlrad 90 eine beliebige Struktur verwenden, sofern das erste Hohlrad 90 beweglich gelagert ist, so dass sich die Achse des ersten Hohlrads 90 in Bezug auf die Achse des ersten Gehäuseelements 40 durch Punktkontakt oder Linienkontakt zwischen den ersten erhöhten Abschnitten 95 und den zweiten erhöhten Abschnitten 45 neigen kann.
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Modifikationsbeispiele von Baueinheiten sind nachstehend in 10 bis 23 dargestellt. In den Erläuterungen der verschiedenen Modifikationsbeispiele werden die Strukturen erläutert, die sich von denen der Gehäusehaupteinheit 4 und des ersten Hohlrads 90 unterscheiden, den Bauelementen, die identisch sind, können identische Namen und identische Bezugszeichen zugewiesen werden, und Erläuterungen davon können entfallen.
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In einer Baueinheit 10A, als ein erstes Modifikationsbeispiel, dargestellt in 10 bis 14, sind die zweiten erhöhten Abschnitte 45 des ersten Gehäuseelements (Gehäuse) 40 und die ersten erhöhten Abschnitte 95 des ersten Hohlrads 90 der Struktur der Baueinheit 10 vertauscht. Das heißt, die Form ist derart, dass die zweiten erhöhten Abschnitte 45A zwischen Paaren der ersten erhöhten Abschnitte 95A eingefügt werden.
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Das erste Hohlrad 90A weist eine sich in Axialrichtung erstreckende Außenumfangsfläche 92A auf. Die Außenumfangsfläche 92A ist ebenso wie beim ersten Hohlrad 90 eine in Radialrichtung nach außen vorstehende ballige Fläche, und die ersten erhöhten Abschnitte 95A, die ähnlich wie die zweiten erhöhten Abschnitte 45 strukturiert sind, erstrecken sich in Axialrichtung auf der Außenumfangsfläche 92A.
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Die Spitzenabschnitte der ersten erhöhten Abschnitte 95A sind paarweise auf der Außenumfangsfläche 92A versehen, und die axial gerichteten Mittelteile sind in gewölbten Formen ausgebildet, die sich in Richtungen wölben, die einander in Umfangsrichtung zugewandt sind.
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Andererseits ist ein erstes Gehäuseelement 40A so angeordnet, dass es das erste Hohlrad 90A umschließt, und das erste Gehäuseelement 40A weist eine mit einem Spalt versehene Innenumfangsfläche 46A auf, die der Außenumfangsfläche 92A des ersten Hohlrads 90A zugewandt ist. Die Innenumfangsfläche 46A weist eine ballige Oberfläche mit einer vertieften Form auf, die in der Radialrichtung nach außen vertieft ist, genauso wie bei der Innenumfangsfläche 46, die in dem ersten Zylinder 44A ausgebildet ist. Die Innenumfangsfläche 46A weist ebenso wie die Innenumfangsfläche 46 zweite erhöhten Abschnitte 45A auf, die sich in Axialrichtung erstrecken. Die zweiten erhöhten Abschnitte 45A sind ähnlich wie die ersten erhöhten Abschnitte 95 ausgebildet. Die zweiten erhöhten Abschnitte 45A in dem ersten Modifikationsbeispiel weisen dreieckige Querschnittsformen auf, die sich in gleicher Form in Axialrichtung fortsetzen.
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Wenn sich im ersten Gehäuseelement 40A bei Betrieb der Planetengetriebevorrichtung 3 das erste Hohlrad 90A in Umfangsrichtung dreht, greifen die zweiten erhöhten Abschnitte 45A zwischen die Paare der ersten erhöhten Abschnitte 95A ein, wodurch die gleichen Effekte wie bei der oben beschriebenen Baueinheit 10 ermöglicht werden.
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Außerdem ist bei einem ersten Gehäuseelement 40B einer Baueinheit 10B eines zweiten Modifikationsbeispiels, dargestellt in 15 bis 19, die Form der Paare der zweiten erhöhten Abschnitte 45 in der Struktur des ersten Gehäuseelements 40 die von zweiten erhöhten Abschnitten 45B, die sich in Axialrichtung parallel zueinander erstrecken. Die Innenumfangsfläche 46B des ersten Zylinders 44B des ersten Gehäuseelements 40B ist eine ballige Form einer vertieften Form, wobei die axial gerichteten Mittelabschnitte die am weitesten vertieften sind. Die zweiten erhöhten Abschnitte 45 B sind paarweise so ausgebildet, dass sie sich mit der gleichen Querschnittsform und der gleichen Höhe von der Innenumfangsfläche 46B, die eine ballige Oberfläche ist, erstrecken.
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Andererseits weist beim Vergleich des ersten Hohlrads 90B mit dem ersten Hohlrad 90 die Außenumfangsfläche keine ballige Oberfläche auf, sondern vielmehr ist die Außenumfangsfläche 92B ein achsparalleler Zylinder. Vorstehende Abschnitte 95B sind als erste erhöhte Abschnitte in dem axial gerichteten Mittelteil der Außenumfangsfläche 92B in der Radialrichtung nach außen vorstehend ausgebildet.
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Die vorstehenden Abschnitte 95B sind Kegel und weisen scharfe Spitzenabschnitte auf. Die vorstehenden Abschnitte 95B sind in der Lage die Innenumfangsfläche 46B zu berühren, die die ballige Oberfläche des ersten Gehäuseelements 40B ist.
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Selbst wenn sich die Baueinheit 10B in dem in 15 dargestellten Zustand befindet, bewegt sich, wenn das erste Hohlrad 90B durch den Betrieb der Planetengetriebevorrichtung 3 bewegt wird, das erste Hohlrad 90B in Umfangsrichtung, und die vorstehenden Abschnitte 95B treten zwischen die Paare von zweiten erhöhten Abschnitten 45B ein, usw., um einen Punktkontakt oder Linienkontakt mit den zweiten erhöhten Abschnitten 45B herzustellen. Bei der Baueinheit 10B des zweiten Modifikationsbeispiels ist weder die Außenumfangsfläche des ersten Hohlrads 90 noch die Innenumfangsfläche des ersten Gehäuseelements 40 eine ballige Oberfläche. In dieser Struktur lagert das erste Gehäuseelement 40B das erste Hohlrad 90B so, dass eine Bewegung ermöglicht wird, damit sich die Achse des ersten Hohlrads 90B in Bezug auf die Achse des ersten Gehäuseelements 40B neigen kann.
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Im Vergleich zwischen der Baueinheit 10 und der Baueinheit 10C eines dritten Modifikationsbeispiels einer Baueinheit, dargestellt in 20 bis 22, unterscheiden sich die Formen der zweiten erhöhten Abschnitte 45 des ersten Gehäuseelements (Gehäuses) 40 und die Formen der ersten erhöhten Abschnitte 95 des ersten Hohlrads 90.
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Das erste Hohlrad 90C weist eine Außenumfangsfläche 92C auf, die sich in Axialrichtung erstreckt. Die Außenumfangsfläche 92C ist eine ballige Fläche, die wie beim ersten Hohlrad 90 in Radialrichtung vorsteht. Die Außenumfangsfläche 92C steht in der Radialrichtung nach außen vor, und ein Paar erster erhöhter Abschnitte 95C ist sich in der Axialrichtung erstreckend ausgebildet.
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Die ersten erhöhten Abschnitte 95C, wie in 22 dargestellt, weisen dreieckige Querschnittsformen auf, die unabhängig von der Position in Axialrichtung die gleichen Größen aufweisen und in gleicher Höhe von der Außenumfangsfläche 92C ausgebildet sind. Die Paare von ersten erhöhten Abschnitten 95C sind parallel zueinander auf der Außenumfangsfläche 92C ausgebildet.
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Andererseits ist das erste Gehäuseelement 40C so angeordnet, dass es das erste Hohlrad 90C umschließt, wobei das erste Gehäuseelement 40C eine Innenumfangsfläche 46C eines ersten Zylinders 44C aufweist, die der Außenumfangsfläche 92C des ersten Hohlrads 90C mit einem dazwischenliegenden Spalt zugewandt angeordnet ist. Die Innenumfangsfläche 46C ist eine ballige Oberfläche mit einer vertieften Form, die in der Radialrichtung nach außen vertieft ist, ebenso wie bei der Innenumfangsfläche 46, und entspricht der Außenumfangsfläche 92C.
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Die Innenumfangsfläche 46C weist wie die Struktur der Innenumfangsfläche 46 einen zweiten erhöhten Abschnitt 45C auf, der sich in Axialrichtung erstreckt. Die zweiten erhöhten Abschnitte 45C sind so auf der balligen Oberfläche ausgebildet, dass sie sich in Axialrichtung erstrecken.
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Die zweiten erhöhten Abschnitte 45C treten zwischen Paaren von ersten erhöhten Abschnitten 95C in dem ersten Hohlrad 90C ein, um in der Umfangsrichtung einen Punktkontakt oder einen Linienkontakt herzustellen.
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Wie in 21 dargestellt, weisen die zweiten erhöhten Abschnitte 45C dreieckförmige Querschnitte auf, die senkrecht zur Axialrichtung ausgerichtet sind, das heißt, dass diese Rippen mit dreieckigen Querschnittsformen sind und so ausgebildet sind, dass sie in den axial gerichteten Mittelteilen breiter sind. Dadurch berühren die zweiten erhöhten Abschnitte 45C beim Kontakt mit den ersten erhöhten Abschnitten 95C in der Umfangsrichtung zuerst deren Mittelteile, die sich in Umfangsrichtung wölben.
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Außerdem werden, wenn die zweiten erhöhten Abschnitte 45C zwischen die Paare von ersten erhöhten Abschnitten 95C eintreten, an deren Mittelteilen Punktkontakte oder Linienkontakte mit den ersten erhöhten Abschnitten 95C hergestellt. Dies ermöglicht es, die Robustheit gegenüber ungenauer Ausrichtung noch weiter zu verbessern, indem das erste Hohlrad 90C und die Planetenräder 72 auch in einem Zustand, in dem die Achse des ersten Hohlrads 90C gegenüber der Achse des ersten Gehäuseelements 40 geneigt ist, in geeigneter Weise in Eingriff gebracht werden können.
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Es ist zu beachten, dass bei den Baueinheiten 10, 10A und 10C der Ausführungsform und bei den ersten und dritten Modifikationsbeispielen, die vorstehend dargelegt sind, die Außenumfangsflächen 92, 92A und 92C der ersten Hohlräder 90, 90A und 90C und die Innenumfangsflächen 46, 46A und 46C der ersten Gehäuseelemente 40, 40A und 40C allesamt ballige Oberflächen waren. Dies ermöglicht es, die Bewegung des ersten Hohlrads in Radialrichtung zum Gehäuseraum des ersten Gehäuseelements zu begrenzen, indem das Spiel, mit dem sie zusammengefügt sind, das heißt, die Größe des Spalts, angepasst wird.
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Beispielsweise sind in der Baueinheit 10D eines vierten Modifikationsbeispiels, dargestellt in 23, die Innenumfangsfläche 46D eines ersten Gehäuseelements 40D und die Außenumfangsfläche 92D eines ersten Hohlrads 90D (das der Einfachheit halber schraffiert dargestellt ist) ballige Flächen, und das erste Hohlrad 90D ist innerhalb des ersten Gehäuseelements 40D enthalten. Dadurch, dass beide Oberflächen ballig sind, kann das erste Hohlrad 90D in seiner Bewegung in Axialrichtung, einschließlich zur anderen Seite hin (der +X-Seite), in Bezug auf das erste Gehäuseelement 40D begrenzt werden. Es ist zu beachten, dass der erste Zylinder 44D, die zweiten erhöhten Abschnitte 45D und die ersten erhöhten Abschnitte 95D die gleichen Strukturen und Funktionen wie zum Beispiel der erste Zylinder 44, die zweiten erhöhten Abschnitte 45 und die ersten erhöhten Abschnitte 95 haben.
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Aus diesem Grund ist es beispielsweise nicht erforderlich, an dem ersten Hohlrad erhöhte Abschnitte an der durch P gekennzeichneten Öffnungsendfläche auf der anderen Seite vorzusehen, um die Endfläche des Gehäuses innerhalb des Gehäuses zu berühren. Es ist zu beachten, dass die Baueinheiten 10A bis 10D des ersten bis vierten Modifikationsbeispiels, die vorstehend beschrieben sind, jeweils die Baueinheit 10 ersetzen können, um eine Planetengetriebevorrichtung 3 und einen Aktuator 1, der die Planetengetriebevorrichtung 3 beinhaltet, hervorzubringen.
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Wie auf diese Weise in den Baueinheiten 10 und 10A bis 10D dargestellt, weist die Außenumfangsfläche des ersten Hohlrads (Zahnkranzes) und/oder die Innenumfangsfläche des ersten Gehäuseelements (Gehäuse) eine ballige Oberfläche auf. Darüber hinaus können die ersten erhöhten Abschnitte der Außenumfangsoberfläche und/oder die zweiten erhöhten Abschnitte der Innenumfangsoberfläche insofern eine beliebige Form aufweisen, als das der Teil, der in der Umfangsrichtung mit dem anderen Teil in Kontakt steht, als ein gebogener Teil mit einer Form strukturiert ist, die sich wölbt, so dass in der Umfangsrichtung ein Punktkontakt oder ein Linienkontakt hergestellt wird. Durch diesen Kontakt wird in einem Zustand, in dem die Bewegung des ersten Hohlrads in Umfangsrichtung innerhalb des ersten Gehäuseelements begrenzt ist, das erste Hohlrad von dem ersten Gehäuseelement eingeschlossen, ohne dass ein Funktionsverlust als erstes Hohlrad in dem ersten Getriebemechanismus auftritt, selbst in einem Zustand, in dem die Achse des ersten Hohlrads gegenüber der Achse des ersten Gehäuseelements geneigt ist.
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Obwohl die Erläuterung für einen Fall erfolgte, in dem die Gehäusehaupteinheit 4 als ein Abschnitt der Planetengetriebevorrichtung verwendet wurde, ist die Anwendung nicht auf diesen Fall beschränkt, sondern kann stattdessen als ein Abschnitt eines anderen Getriebemechanismus verwendet werden.
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Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung wurden vorstehend erläutert. Es ist zu beachten, dass die vorstehend dargelegte Erläuterung zweckmäßige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufzeigt, der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung jedoch keineswegs darauf beschränkt ist. Das heißt, die Erläuterungen hinsichtlich der Strukturen der Vorrichtung und der Formen verschiedener Teile, die vorstehend beschrieben sind, sind Beispiele, und selbstverständlich können innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung eine Vielfalt von Modifikationen und Ergänzungen an diesen Beispielen vorgenommen werden.
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Die Planetengetriebevorrichtung und der Aktuator gemäß der vorliegenden Offenbarung können in verschiedene mechanische Geräte eingebaut werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktuator
- 2
- Motor
- 3
- Planetengetriebevorrichtung
- 4
- Gehäusehaupteinheit
- 5
- Gehäuse
- 6
- Planetengetriebemechanismus
- 7
- Erster Planetengetriebemechanismus
- 8
- Zweiter Planetengetriebemechanismus
- 10, 10A, 10B, 10C, 10D
- Baueinheiten
- 21
- Motorhaupteinheit
- 22
- Drehwelle
- 31a
- Öffnung
- 40, 40A, 40B, 40C, 40D
- Erste Gehäuseelemente (Gehäuse)
- 40a
- Öffnung des Endflächenabschnitts
- 41
- Verbindende Abdeckungseinheit
- 42
- Eingriffsabschnitt
- 57a
- Öffnung
- 44, 44A, 44B, 44C, 44D
- Erste Zylinder
- 45, 45A, 45B, 45C
- Zweite erhöhte Abschnitte
- 46, 46A, 46B, 46C
- Innenumfangsflächen
- 50
- Zweites Gehäuseelement
- 54
- Zweiter Zylinder
- 56
- Zweiter Hohlradabschnitt
- 57
- Öffnungs-/Schließabschnitt
- 71, 81
- Sonnenräder
- 71a
- Sonnenradverzahnungsabschnitt
- 72, 82
- Planetenräder
- 72a
- Planetenradverzahnungsabschnitt
- 73, 83
- Steg
- 76, 86
- Planetenachsen
- 81a
- Sonnenradverzahnungsabschnitt
- 84
- Getriebehalteabschnitt
- 85
- Abtriebhalteabschnitt
- 87
- Abtriebswelle
- 87a
- Getriebe
- 90, 90A, 90B, 90C, 90D
- Erste Hohlräder (Zahnkränze)
- 91
- Innerer Verzahnungsabschnitt
- 92, 92A, 92B, 92C, 92D
- Außenumfangsflächen
- 95, 95A, 95C, 95D
- Erste erhöhte Abschnitte
- 95a
- Geneigter Oberflächenabschnitt
- 95b
- Scheitelpunkt
- 95B
- Vorstehender Abschnitt
