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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Untersetzungsvorrichtung und einen Antrieb, in dem ein Untersetzungsgetriebe verwendet wird.
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[Hintergrundtechnik]
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In Industrierobotern, Werkzeugmaschinen usw. werden Untersetzungsvorrichtungen verwendet, um die Drehung einer Antriebsquelle wie eines Motors zu verlangsamen (siehe z. B. JP Patentoffenlegungsschrift Nr.
2016-109264 ) .
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Bei einer in der JP Patentoffenlegungsschrift Nr.
2016-109264 angegebenen Untersetzungsvorrichtung sind an einem Innenumfang eines Gehäuses Innenzähne gebildet. Im Inneren des Gehäuses ist ein Untersetzungsmechanismus aufgenommen, der über ein Eingreifen in die Innenzähne betrieben wird. Eine Eingangsseite des Untersetzungsmechanismus ist mit einem Eingangsrotor verbunden, der sich unter einer Triebkraft der Antriebsquelle dreht. Eine Ausgangsseite des Untersetzungsmechanismus ist mit einem Ausgangsrotor verbunden, der die durch den Untersetzungsmechanismus verlangsamte Triebkraft nach außen ausgibt.
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[Übersicht der Erfindung]
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[Zu lösende Aufgabe der Erfindung]
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In den letzten Jahren wird ggf. eine Untersetzungsvorrichtung mit einer großen Drehmomentkapazität gefordert, die von den bereits bestehenden Untersetzungsvorrichtungen nur schwer bewältigt werden kann. Als Maßnahme hiergegen ist in Erwägung gezogen, mehrere Untersetzungseinheiten parallel anzuordnen und die Drehung einer Ausgangswelle jeder Untersetzungseinheit an einen gemeinsamen Ausgangsrotor auszugeben. In diesem Fall wird ein von jeder Untersetzungseinheit ausgegebenes Drehmoment zusammengerechnet an den Ausgangsrotor ausgegeben.
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Bei der obigen Struktur sind jedoch die Gehäuse der mehreren Untersetzungseinheiten parallel angeordnet, so dass die gesamte Vorrichtung vergrößert wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Untersetzungsvorrichtung und einen Antrieb bereit, die die Struktur mit mehreren Untersetzungseinheiten aufweisen, dennoch eine Verkleinerung der gesamten Vorrichtung bewirken können.
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[Mittel zu Lösen der Aufgabe]
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- (1) Die Untersetzungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit mehreren parallel angeordneten Untersetzungseinheiten und einem Ausgangsrotor versehen, der von jeder Ausgangsseite der mehreren Untersetzungseinheiten eine Triebkraft erhält und sich dreht. Jede der Untersetzungseinheiten weist ein Gehäuse, in dem Innenzähne an einem Innenumfang einer Umfangswand angeordnet sind, und einen Untersetzungsmechanismus auf, der in die Innenzähne eingreift, um eine Eingangsdrehung zu verlangsamen, wobei mindestens zwei der parallel angeordneten Untersetzungseinheiten derart angeordnet werden, dass Außenflächen der Umfangswände der Gehäuse miteinander in Kontakt stehen. Eine Wandstärke eines Kontaktabschnitts an mindestens einer Umfangswand von den beiden Umfangswänden, die miteinander in Kontakt stehen, ist dünner als eine Wandstärke der anderen Abschnitte am Umfang der gleichen Umfangswand.
- (2) Die Wandstärken der Kontaktabschnitte an den beiden Gehäusen, in denen die Außenflächen der Umfangswände miteinander in Kontakt stehen, können jeweils dünner sein als die Wandstärke der anderen Abschnitte am Umfang der gleichen Umfangswand.
- (3) Die gesamte Wandstärke der Kontaktabschnitte an den beiden Gehäusen, in denen die Außenflächen der Umfangswände miteinander in Kontakt stehen, kann gleich oder kleiner sein als die Wandstärke der anderen Abschnitte an den Umfangswänden der betreffenden beiden Gehäuse.
- (4) Der Untersetzungsmechanismus kann außenverzahnte Zahnräder aufweisen, die in die Innenzähne eingreifen. Bei den beiden Untersetzungseinheiten, bei denen die Außenflächen der Umfangswände der Gehäuse miteinander in Kontakt stehen, können die entsprechenden außenverzahnten Zahnräder der beiden Untersetzungseinheiten zum gleichen Zeitpunkt in einen innerhalb des Kontaktabschnitts positionierten Eingriffsbereich von den Eingriffsbereichen der Innenzähne jeder der Umfangswände eingreifen.
- (5) Der Untersetzungsmechanismus aller der Untersetzungseinheiten kann mit gemeinsamen Bauteilen gleicher Größe und Form ausgebildet werden.
- (6) Die Untersetzungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit drei parallel angeordneten Untersetzungseinheiten und einem Ausgangsrotor versehen, der von jeder Ausgangsseite der drei Untersetzungseinheiten eine Triebkraft erhält und sich dreht. Jede der Untersetzungseinheiten weist ein Gehäuse, in dem Innenzähne am Innenumfang der Umfangswand angeordnet sind, und einen Untersetzungsmechanismus auf, der in die Innenzähne eingreift, um die Eingangsdrehung zu verlangsamen. Die Umfangswand des Gehäuses jeder der Untersetzungseinheiten wird in Kontakt mit jeder Umfangswand des Gehäuses der beiden restlichen Untersetzungseinheiten angeordnet. Die Wandstärke des Kontaktabschnitts an mindestens einer Umfangswand von den Umfangswänden der Gehäuse, die miteinander in Kontakt stehen, ist dünner als die Wandstärke der anderen Abschnitte am Umfang der gleichen Umfangswand.
- (7) Drei Kontaktabschnitte der Gehäuse der drei Untersetzungseinheiten können mit in axialer Richtung gesehen geraden und ebenen Flächen ausgebildet und außerdem derart angeordnet werden, dass die kontaktierenden ebenen Flächen in axialer Richtung gesehen einen Schnittwinkel von 120° bilden.
- (8) An einem Ausgang jeder der Untersetzungseinheiten kann ein Ritzel vorgesehen werden. Der Ausgangsrotor kann mit einem Zahnkranz versehen sein, der ins Ritzel aller der Untersetzungseinheiten eingreift.
- (9) Ein Antrieb gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit einer Untersetzungsvorrichtung und einer Antriebsquelle versehen, die eine Antriebskraft auf die Untersetzungsvorrichtung überträgt. Die Untersetzungsvorrichtung ist mit mehreren Untersetzungseinheiten, die parallel angeordnet werden und auf die außerdem von der Antriebsquelle eine Triebkraft übertragen wird, und einem Ausgangsrotor versehen, der von jeder Ausgangsseite der mehreren Untersetzungseinheiten die Triebkraft erhält und sich dreht. Jede der Untersetzungseinheiten weist ein Gehäuse, in dem Innenzähne am Innenumfang der Umfangswand angeordnet sind, und einen Untersetzungsmechanismus auf, der in die Innenzähne eingreift, um die Eingangsdrehung zu verlangsamen. Mindestens zwei der parallel angeordneten Untersetzungseinheiten werden derart angeordnet, dass die Außenflächen der Umfangswände der Gehäuse miteinander in Kontakt stehen. Die Wandstärke des Kontaktabschnitts an mindestens einer Umfangswand von den beiden Umfangswänden, die miteinander in Kontakt stehen, ist dünner als die Wandstärke der anderen Abschnitte am Umfang der gleichen Umfangswand.
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[Effekte der Erfindung]
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Bei der oben genannten Untersetzungsvorrichtung ist die Wandstärke des Kontaktabschnitts an mindestens einer Umfangswand von den beiden Umfangswänden der Gehäuse, die miteinander in Kontakt stehen, dünner als die Wandstärke der anderen Abschnitte am Umfang der gleichen Umfangswand. Daher kann die Größe eines zusammengefügten Körpers aus den mehreren zusammengefügten Gehäusen der Untersetzungseinheiten im Vergleich zu dem Fall, in dem die Umfangswände der Gehäuse mit gleichmäßiger Wandstärke einfach miteinander in Kontakt bringend angeordnet werden, verkleinert werden. Folglich kann nach der oben genannten Untersetzungsvorrichtung die Verkleinerung der gesamten Vorrichtung bewirkt werden, während die Struktur mit mehreren Untersetzungseinheiten vorgesehen ist.
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Figurenliste
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Es zeigt:
- 1 eine Schnittansicht einer Untersetzungsvorrichtung einer Ausführungsform, entsprechend der Schnittansicht entlang der I-I-Linie von 2;
- 2 eine II-Pfeilansicht von 1 der Untersetzungsvorrichtung der Ausführungsform;
- 3 eine Schnittansicht einer Untersetzungseinheit der Ausführungsform, entsprechend der Schnittansicht entlang der III-III-Linie von 2;
- 4 eine Schnittansicht von den zwei Untersetzungseinheiten der Ausführungsform, entsprechend der Schnittansicht entlang der IV-IV-Linie von 2;
- 5 eine Ansicht einer Untersetzungsvorrichtung einer anderen Ausführungsform, entsprechend der Ansicht für 2;
- 6 eine Ansicht der Untersetzungsvorrichtung eines ersten abgewandelten Beispiels, entsprechend der Ansicht für 2; und
- 7 eine Ansicht der Untersetzungsvorrichtung eines zweiten abgewandelten Beispiels, entsprechend der Ansicht für 2.
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[Ausführungsformen der Erfindung]
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Als nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. In jeweiligen im Folgenden erläuterten Ausführungsformen und abgewandelten Beispielen werden gemeinsame Teile mit demselben Zeichen versehen und doppelte Erläuterungen werden teilweise weggelassen.
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Die in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen werden erläutert.
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1 ist eine Schnittansicht einer Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform, und 2 ist eine II-Pfeilansicht von 1. Die in 1 gezeigte Schnittansicht entspricht dem Schnitt entlang der I-I-Linie von 2.
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In der Untersetzungsvorrichtung 100 werden eingangsseitig mehrere Motoren 2 als Antriebsquellen montiert. Die Untersetzungsvorrichtung 100 bildet zusammen mit den mehreren Motoren 2 einen Antrieb 1 aus. Der Antrieb 1 wird z. B. als Antriebsabschnitt eines Industrieroboters, einer Werkzeugmaschine o. Ä. eingesetzt.
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Die Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist mit drei (mehreren) parallel angeordneten Untersetzungseinheiten 10 und einem Ausgangsrotor 3 versehen, der von einem später beschriebenen zweiten Trägerblock 13B der drei Untersetzungseinheiten 10 eine Triebkraft erhält und sich dreht.
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Die drei Untersetzungseinheiten 10 weisen die gleiche Struktur auf. Jede der Untersetzungseinheiten 10 ist mit einem Gehäuse 11 versehen, das eine im Wesentlichen zylindrische Umfangswand 11a aufweist. An der Außenfläche der Umfangswand 11a des Gehäuses 11 sind zwei ebene Flächen 4 gebildet, die parallel zu einer Mittelachse c1 des Gehäuses 11 verlaufen.
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Die beiden ebenen Flächen 4 der Umfangswand 11a des Gehäuses 11 sind derart gebildet, dass diese in axialer Richtung gesehen (in Richtung entlang der Mittelachse c1 des Gehäuses 11 gesehen) einen Schnittwinkel von 120° aufweisen. An der Umfangswand 11a des Gehäuses 11 ist die Wandstärke in radialer Richtung eines Abschnitts, in dem jede ebene Fläche 4 gebildet wird, dünner gebildet als die Wandstärke der anderen Abschnitte am Umfang der gleichen Umfangswand 11a.
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Das Gehäuse 11 der einen Untersetzungseinheit 10 ist an den Gehäusen 11 der beiden restlichen Untersetzungseinheiten 10 in einem Zustand montiert, in dem die ebenen Flächen 4 miteinander in Flächenkontakt stehen.
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In der vorliegenden Ausführungsform bildet ein Abschnitt, in dem die ebene Fläche 4 gebildet ist, einen Kontaktabschnitt aus, in dem die Außenflächen der Umfangswände 11a der Gehäuse 11 miteinander in Kontakt kommen. Die drei Gehäuse 11, deren Umfangswände 11a über die ebenen Flächen 4 in Kontakt stehen, sind derart montiert, dass die drei Kontaktabschnitte (ebene Flächen 4) in axialer Richtung gesehen einen Schnittwinkel von 120° bilden. In der vorliegenden Ausführungsform stehen die drei Kontaktabschnitte (ebene Flächen 4) in einer mittleren Position C der drei Untersetzungseinheiten 10 miteinander in Kontakt.
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Die drei Untersetzungseinheiten 10, die auf die oben beschriebene Weise montiert sind, sind mit dessen einer Endseite in axialer Richtung jedes Gehäuses 11 an einem gemeinsamen ausgangseitigen Gehäuse 5 fixiert.
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Das ausgangseitige Gehäuse 5 ist zylindrisch gebildet und an einem Basisteil eines Industrieroboters, einer Werkzeugmaschine usw. fixiert und aufgestellt. An einer Innenumfangsfläche des ausgangseitigen Gehäuses 5 ist ein Zahnkranz 7 über ein Lager 6 drehbar getragen. An einem axial äußeren Ende des Zahnkranzes 7 ist eine scheibenförmige Ausgangsplatte 8 einstückig fixiert. Die Ausgangsplatte 8 wird mit einem anzutreibenden Gegenstand (Abtriebsabschnitt) eines Industrieroboters, einer Werkzeugmaschine o. Ä. verbunden.
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Auf dem zweiten Trägerblock 13B (Ausgang) jeder Untersetzungseinheit 10 ist ein Ritzel 30 koaxial angebracht. An einer Innenumfangsfläche des Zahnkranzes 7 sind Innenzähne 7a gebildet, die in jedes Ritzel 30 eingreifen. Ein von jedem zweiten Trägerblock 13B der drei Untersetzungseinheiten 10 ausgegebenes Drehmoment wird als resultierendes Drehmoment über den Eingriffsabschnitt des Ritzels 30 und des Zahnkranzes 7 auf den Ausgangsrotor 3 übertragen.
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In der vorliegenden Ausführungsform bilden der Zahnkranz 7 und die Ausgangsplatte 8 den Ausgangsrotor 3 aus.
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An der anderen Endseite in axialer Richtung jedes Gehäuses 11 der drei Untersetzungseinheiten 10 ist eine Endabdeckung 31 angebracht. An der Endabdeckung 31 ist ein Motor 2 angebracht, der die Antriebskraft auf jede Untersetzungseinheit 10 überträgt.
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An einer Drehwelle 2a jedes Motors 2 ist ein Eingangszahnrad 33 angebracht, um die Triebkraft auf später beschriebene Kurbelwellen 14 der entsprechenden Untersetzungseinheit 10 zu übertragen.
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3 ist eine Schnittansicht der Untersetzungseinheit 10 entlang der III-III-Linie von 2.
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Die Untersetzungseinheit 10 weist auf: ein Gehäuse 11 mit einer Umfangswand 11a, einen ersten Trägerblock 13A und einen zweiten Trägerblock 13B, die drehbar an einer Innenumfangsseite der Umfangswand 11a gehalten sind, mehrere (z. B. drei) Kurbelwellen 14, die drehbar am ersten Trägerblock 13A und zweiten Trägerblock 13B getragen sind, sowie ein erstes Schwingzahnrad 15A und ein zweites Schwingzahnrad 15B, die sich zusammen mit beiden exzentrischen Abschnitten 14a, 14b jeder Kurbelwelle 14 exzentrisch drehen.
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Der erste Trägerblock 13A ist in Form einer perforierten Scheibe gebildet.
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Der zweite Trägerblock 13B weist einen perforierten, scheibenförmigen Grundplattenabschnitt 13Ba und mehrere (z. B. drei) Säulenabschnitte 13Bb auf, die sich von einer Endfläche des Grundplattenabschnitts 13Ba zum ersten Trägerblock 13A hin erstrecken. Der zweite Trägerblock 13B ist am ersten Trägerblock 13A in einem Zustand montiert, in dem eine Endfläche des Säulenabschnitts 13Bb an eine Endfläche des ersten Trägerblocks 13A anstoßt. Jeder Säulenabschnitt 13Bb des zweiten Trägerblocks 13B ist durch Bolzen 16 am ersten Trägerblock 13A angezogen und fixiert.
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Zwischen dem ersten Trägerblock 13A und dem Grundplattenabschnitt 13Ba des zweiten Trägerblocks 13B ist ein Spalt in axialer Richtung sichergestellt. In diesem Spalt sind das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B angeordnet.
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Am ersten Schwingzahnrad 15A und zweiten Schwingzahnrad 15B ist jeweils eine Freibohrung 19 gebildet, die jeder Säulenabschnitt 13Bb des zweiten Trägerblocks 13B durchdringt. Die Freibohrung 19 ist mit einem Innendurchmesser gebildet, der für den Säulenabschnitt 13Bb ausreichend groß ist, damit jeder Säulenabschnitt 13Bb eine Schwenkbewegung des ersten Schwingzahnrads 15A und des zweiten Schwingzahnrads 15B nicht stört.
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Die Umfangswand 11a des Gehäuses 11 ist über eine Außenumfangsfläche des ersten Trägerblocks 13A und eine Außenumfangsfläche des Grundplattenabschnitts 13Ba des zweiten Trägerblocks 13B angeordnet. Axiale beide Enden der Umfangswand 11a sind am ersten Trägerblock 13A und Grundplattenabschnitt 13Ba des zweiten Trägerblocks 13B über Lager 12A und 12B drehbar getragen. An einer Innenumfangsfläche eines axial mittleren Bereichs der Umfangswand 11a (Bereich, der Außenumfangsflächen des ersten Schwingzahnrads 15A und des zweiten Schwingzahnrads 15B gegenüberliegt) sind mehrere Stiftnuten 35 gebildet, die parallel zur Mittelachse c1 des Gehäuses 11 verlaufen.
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In jeder Stiftnute 35 ist ein im Wesentlichen säulenförmiger Innenzahnstift 20 drehbar gehalten. Die mehreren Innenzahnstifte 20, die an der Innenumfangsfläche der Umfangswand 11a angebracht sind, liegen der Außenumfangsfläche des ersten Schwingzahnrads 15A und der Außenumfangsfläche des zweiten Schwingzahnrads 15B gegenüber.
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In der vorliegenden Ausführungsform bilden die in den Stiftnuten 35 gehaltenen Innenzahnstifte 20 Innenzähne des Gehäuses 11 aus.
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Das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B sind mit einem Außendurchmesser gebildet, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 11. An der Außenumfangsfläche des ersten Schwingzahnrads 15A ist ein Außenzahn 15Aa gebildet, der über Verzahnung mit mehreren Innenzahnstiften 20 in Kontakt steht, die an der Innenumfangsseite des Gehäuses 11 angeordnet sind. An der Außenumfangsfläche des zweiten Schwingzahnrads 15B ist ein Außenzahn 15Ba gebildet, der über Verzahnung mit mehreren Innenzahnstiften 20 in Kontakt steht, die an der Innenumfangsseite des Gehäuses 11 angeordnet sind.
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Eine Anzahl der Zähne der Außenzähne 15Aa, 15Ba, die an jeder Außenumfangsfläche des ersten Schwingzahnrads 15A und des zweiten Schwingzahnrads 15B gebildet sind, ist etwas kleiner (z. B. um eins kleiner) als eine Anzahl der Innenzahnstifte 20 festgelegt.
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Die mehreren Kurbelwellen 14 sind auf einem gleichen Kreisumfang angeordnet, zentriert auf der Mittelachse c1 des ersten Trägerblocks 13A und des zweiten Trägerblocks 13B. Jede Kurbelwelle 14 ist am ersten Trägerblock 13A und zweiten Trägerblock 13B über ein Lager 21 drehbar getragen.
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Die exzentrischen Abschnitte 14a, 14b jeder Kurbelwelle 14 durchdringen jeweils das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B. Jeder exzentrische Abschnitt 14a, 14b rastet über ein exzentrisches Lager 23 drehbar in einer Stützbohrung 22 ein, die am ersten Schwingzahnrad 15A und zweiten Schwingzahnrad 15B jeweils gebildet ist.
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Die beiden exzentrischen Abschnitte 14a, 14b jeder Kurbelwelle 14 sind derart exzentrisch, dass diese um die Achse der Kurbelwelle 14 um 180° phasenverschoben sind.
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Wenn die mehreren Kurbelwellen 14 durch eine äußere Kraft (Antriebskraft des Motors 2) in eine Richtung gedreht werden, schwenken die exzentrischen Abschnitte 14a, 14b der Kurbelwellen 14 in die gleiche Richtung mit einem vorbestimmten Radius, wobei außerdem das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B dementsprechend in die gleiche Richtung mit dem gleichen Radius schwenken. Hierbei kommen die Außenzähne 15Aa des ersten Schwingzahnrads 15A und die Außenzähne 15Ba des zweiten Schwingzahnrads 15B mit mehreren Innenzahnstiften 20 eingreifend in Kontakt, die am Innenumfang des Gehäuses 11 gehalten sind.
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Ein Ende jeder Kurbelwelle 14 durchdringt den ersten Trägerblock 13A und ragt axial nach außen von dem ersten Trägerblocks 13A heraus. Am Ende jeder Kurbelwelle 14, die von dem ersten Trägerblock 13A herausragt, ist ein Kurbelwellenzahnrad 28 angebracht. Jedes Kurbelwellenzahnrad 28 greift in ein Eingangszahnrad 33 des Motors 2 ein. Das Eingangszahnrad 33 dreht sich unter der Antriebskraft des Motors 2.
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Bei einer Untersetzungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Zähne des Außenzahns 15Aa des ersten Schwingzahnrads 15A und die Anzahl der Zähne des Außenzahns 15Ba des zweiten Schwingzahnrads 15B etwas kleiner als die Anzahl der Innenzahnstifte 20 auf der Seite des Gehäuses 11 festgelegt. Daher erhalten das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B während deren Schwenkung eine Gegenkraft in Drehrichtung von dem Innenzahnstift 20 auf der Seite des Gehäuses 11. Hierdurch drehen sich das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B entgegengesetzt zur Schwenkrichtung um eine vorgegebene Teilung um die eigene Achse.
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Als Folge drehen sich der erste Trägerblock 13A und der zweite Trägerblock 13B, die über die Kurbelwelle 14 ins erste Schwingzahnrad 15A und zweite Schwingzahnrad 15B einrasten, mit dem ersten Schwingzahnrad 15A und dem zweiten Schwingzahnrad 15B in der gleichen Richtung und mit der gleichen Teilung. Als Folge wird die Drehung der Kurbelwelle 14 verlangsamt und als Drehung des ersten Trägerblocks 13A und des zweiten Trägerblocks 13B ausgegeben.
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Da in der vorliegenden Ausführungsform die exzentrischen Abschnitte 14a, 14b jeder Kurbelwelle 14 derart exzentrisch sind, dass diese um 180° um die Achse verschoben sind, sind Schwenkphasen des ersten Schwingzahnrads 15A und des zweiten Schwingzahnrads 15B um 180° verschoben.
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In der vorliegenden Ausführungsform bilden ferner das erste Schwingzahnrad 15A, das zweite Schwingzahnrad 15B, die Kurbelwelle 14, der erste Trägerblock 13A und der zweite Trägerblock 13B usw. einen exzentrisch schwingenden Untersetzungsmechanismus aus.
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4 ist eine Schnittansicht entlang der IV-IV-Linie der beiden in 2 gezeigten Untersetzungseinheiten 10.
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Im Kontaktabschnitt zwischen den ebenen Flächen 4 der Gehäuse 11 der beiden benachbarten Untersetzungseinheiten 10 ist eine Mindestwandstärke t1 in radialer Richtung im Bereich, in dem die Innenzahnstifte 20 gehalten werden, wie folgt festgelegt.
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D. h., die radiale Mindestwandstärke t1 des Kontaktabschnitts zwischen den ebenen Flächen 4 ist derart festgelegt, dass die gesamte Wandstärke von Abschnitten mit Mindestwandstärke im Kontaktabschnitt der beiden Gehäuse 11 gleich oder kleiner als die radiale Wandstärke des anderen Abschnitts (Abschnitt abgesehen vom Kontaktabschnitt) an der Umfangswand 11a eines der Gehäuse 11 ist.
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Wie in 4 gezeigt, sind zwei Untersetzungseinheiten 10, deren Umfangswände 11a der Gehäuse 11 in Kontakt stehen, derart festgelegt, dass das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B (außenverzahnte Zahnräder) der beiden Untersetzungseinheiten 10 in Bezug auf den Eingriffsbereich des Innenzahnstifts 20 (Innenzahn), der radial innerhalb der ebenen Fläche 4 (Kontaktabschnitt) jeder Umfangswand 11a positioniert ist, zum gleichen Zeitpunkt ineinander eingreifen.
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Anders ausgedrückt, wenn das erste Schwingzahnrad 15A der einen Untersetzungseinheit 10 in den Eingriffsbereich des Innenzahnstiftes 20 (Innenzahn) eingreift, der innerhalb der ebenen Fläche 4 (Kontaktabschnitt) positioniert ist, greift das erste Schwingzahnrad 15A der anderen Untersetzungseinheit 10 zum gleichen Zeitpunkt in den Innenzahnstift 20 (Innenzahn) ein, der innerhalb der ebenen Fläche 4 (Kontaktabschnitt) positioniert ist. Wenn das zweite Schwingzahnrad 15B der einen Untersetzungseinheit 10 in den Eingriffsbereich des Innenzahnstiftes 20 (Innenzahn) eingreift, der innerhalb der ebenen Fläche 4 (Kontaktabschnitt) positioniert ist, greift weiterhin das zweite Schwingzahnrad 15B der anderen Untersetzungseinheit 10 zum gleichen Zeitpunkt in die Innenzahnstift 20 (Innenzahn) ein, der innerhalb der ebenen Fläche 4 (Kontaktabschnitt) positioniert ist.
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Wenn die beiden Untersetzungseinheiten 10 angetrieben werden, werden folglich die nach außen gerichteten radialen Druckkräfte, die vom ersten Schwingzahnrad 15A und zweiten Schwingzahnrad 15B auf einen dünnwandigen Abschnitt jeder Umfangswand 11a (Abschnitt, wo die ebene Fläche 4 gebildet ist) wirken, gegenseitig aufgehoben.
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Im Antrieb 1, auf den die oben genannte Untersetzungsvorrichtung 100 angewendet ist, wird beim Antrieb der drei Motoren 2 die Triebkraft jedes Motors 2 über den Eingriffsabschnitt zwischen dem Eingangszahnrad 33 und dem Kurbelwellenzahnrad 28 in die Kurbelwelle 14 der entsprechenden Untersetzungseinheit 10 eingegeben. Wenn sich die Kurbelwelle 14 jeder Untersetzungseinheit 10 dreht, schwingen und drehen sich hierdurch das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B zusammen mit der Schwenkung der exzentrischen Abschnitte 14a, 14b der Kurbelwelle 14. Das erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B drehen sich dann um die eigene Achse mit einer vorgegebenen Teilung in der entgegengesetzten Richtung der schwingenden Drehrichtung, während diese in die Innenzahnstifte 20 des Gehäuses 11 eingreifen. Hierbei drehen sich der erste Trägerblock 13A und der zweite Trägerblock 13B einteilig mit dem ersten Schwingzahnrad 15A und dem zweiten Schwingzahnrad 15B über die Kurbelwelle 14.
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Die auf diese Weise verlangsamte Drehung jeder Untersetzungseinheit 10 wird vom Ritzel 30 auf den Zahnkranz 7 und außerdem von der Ausgangsplatte 8 auf den anzutreibenden Gegenstand (Abtriebsabschnitt) übertragen. Die Antriebskraft jedes Motors 2 wird durch die drei Untersetzungseinheiten 10 und den Eingriffsabschnitt zwischen jedem Ritzel 30 und dem Zahnkranz 7 verstärkt, um den anzutreibenden Gegenstand zu drehen.
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Wie oben beschrieben, ist bei der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform in den Gehäusen 11 der parallel angeordneten Untersetzungseinheiten 10 die Wandstärke des Kontaktabschnitts (Abschnitt der ebenen Fläche 4) an den beiden Umfangswänden 11a, die miteinander in Kontakt stehen, dünner als die Wandstärke der anderen Abschnitte am Umfang der gleichen Umfangswand 11a. Daher kann die Größe (radiale Größe) des zusammengefügten Körpers aus den mehreren zusammengefügten Gehäusen 11 im Vergleich zum Fall, in dem die Umfangswände von Gehäusen mit gleichmäßiger Wandstärke einfach miteinander in Kontakt gebracht werden, verkleinert werden.
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Folglich kann bei Anwendung der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform eine Verkleinerung der gesamten Vorrichtung bewirkt werden.
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Darüber hinaus kann die Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform die Festigkeit der gegenseitigen Umfangswände 11a im Kontaktabschnitt (Abschnitt der ebenen Fläche 4) der zwei benachbarten Gehäuse 11 verstärken. Daher kann eine Reduzierung der Festigkeit des gesamten zusammengefügten Körpers der Gehäuse 11 unterdrückt werden, selbst wenn die Wandstärke des Kontaktabschnitts dünn wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich die Erläuterung auf den Fall, in dem an den Umfangswänden 11a der beiden Gehäuse 11, die miteinander in Kontakt stehen, ebene Flächen 4 gebildet sind und die ebenen Flächen 4 miteinander in Kontakt stehen. Der Kontaktabschnitt muss jedoch nicht unbedingt die ebene Fläche 4 sein. Es ist bspw. auch möglich, lediglich an der Umfangswand 11a des einen Gehäuses 11 einen konkaven Kontaktabschnitt zu bilden und eine an der Umfangswand 11a des anderen Gehäuses 11 gebildete konvexe Außenumfangsfläche mit diesem konkaven Kontaktabschnitt in Kontakt zu bringen.
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Wenn jedoch, wie in der vorliegenden Ausführungsform, die beiden Kontaktabschnitte an den Umfangswänden 11a der beiden Gehäuse 11 dünner als die Wandstärke der anderen Abschnitte an den Umfangswänden 11a gebildet sind, kann die Größe des zusammengefügten Körpers der Gehäuse 11 verkleinert werden, während eine Reduzierung der Steifigkeit der Umfangswände 11a der beiden Gehäuse 11 unterdrückt wird. Insbesondere, wenn die Kontaktabschnitte der beiden Gehäuse 11 durch die ebenen Flächen 4 gebildet werden und die Formen der dünnwandigen Abschnitte der beiden Gehäuse 11 gleich sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform, kann die Reduzierung der Steifigkeit der Umfangswände 11a der beiden Gehäuse 11 weiter unterdrückt werden.
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Darüber hinaus ist bei der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform die gesamte Wandstärke der Kontaktabschnitte der beiden Gehäuse 11, an denen die Umfangswände 11a in Kontakt stehen, gleich oder kleiner als die Wandstärke der anderen Abschnitte der Umfangswände 11a in den beiden Gehäusen 11. Daher kann die Größe (radiale Größe) des zusammengefügten Körpers der Gehäuse 11 weiter verkleinert werden.
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Darüber hinaus ist die Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform derart festgelegt, dass das entsprechende erste Schwingzahnrad 15A und das zweite Schwingzahnrad 15B (außenverzahnte Zahnräder) zum gleichen Zeitpunkt in den Eingriffsbereich des Innenzahnstifts 20 (Innenzahn) eingreifen, der radial innerhalb der ebenen Fläche 4 (Kontaktabschnitt) in den beiden Gehäusen 11 positioniert ist, die miteinander in Kontakt stehen. Daher ist es möglich, die radial nach außen gerichtete Druckkraft, die vom ersten Schwingzahnrad 15A und zweiten Schwingzahnrad 15B auf einen Bereich wirkt, in dem der Kontaktabschnitt (ebene Fläche 4) des Gehäuses 11 vorliegt, gegenseitig aufzuheben.
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Folglich kann bei Anwendung der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform die Verkleinerung der gesamten Vorrichtung bewirkt werden, während eine Verformung des Gehäuses 11 unterdrückt wird.
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Darüber hinaus ist bei der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform der Untersetzungsmechanismus jeder Untersetzungseinheit 10 mit gemeinsamen Bauteilen gleicher Größe und Form ausgebildet. Deshalb ist es möglich, das Sortiment der für die Untersetzungsvorrichtung 100 erforderlichen Komponenten einzuschränken.
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Darüber hinaus ist die Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform mit den drei Untersetzungseinheiten 10 versehen, wobei die Umfangswand 11a des Gehäuses 11 jeder Untersetzungseinheit 10 in Kontakt mit jeder Umfangswand 11a der Gehäuse 11 der restlichen zwei Untersetzungseinheiten 10 angeordnet ist. Die Kontaktabschnitte (ebene Flächen 4) der Gehäuse 11, die miteinander in Kontakt stehen, sind dünner als die Wandstärke der anderen Abschnitte am Umfang der gleichen Umfangswand 11a.
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Daher kann bei Anwendung der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform jede gesamte Wandstärke der drei Kontaktabschnitte der drei Gehäuse 11 verflacht und der von den Umfangswänden 11a der drei Gehäuse 11 umgebene Totraum verringert werden. Deshalb kann die Größe des zusammengefügten Körpers der Gehäuse 11 weiter verkleinert werden.
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Insbesondere sind bei der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform zwei ebene Flächen 4 an der Umfangswand 11a jedes Gehäuses 11 derart gebildet, dass diese einen Schnittwinkel von 120° aufweisen, wobei die ebenen Flächen 4 als Kontaktabschnitte mit anderen Gehäusen 11 verwendet sind. Daher kann der Kontaktabschnitt jedes Gehäuses 11 auf die gleiche Mindestwandstärke in radialer Richtung festgelegt werden.
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Folglich kann bei Anwendung der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform die Verkleinerung der zusammengefügte Körper der Gehäuse 11 effizient bewirkt werden, während eine teilweise Reduzierung der Festigkeit einiger Stelle der Gehäuse 11 unterdrückt wird.
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Darüber hinaus wird bei der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform die auf den Ausgang (zweiten Trägerblock 13B) jeder Untersetzungseinheit 10 übertragene Drehung über das Ritzel 30 an den Zahnkranz 7 ausgegeben. Daher kann bei Anwendung der Untersetzungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform die von jeder Untersetzungseinheit 10 verlangsamte Drehung durch das Ritzel 30 und den Zahnkranz 7 weiter verlangsamt (Drehmoment verstärkt) und an den Ausgangsrotor 3 ausgegeben werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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5 ist eine Ansicht einer Untersetzungsvorrichtung 200 einer anderen Ausführungsform, entsprechend der II-Pfeilansicht von 1.
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Bei der Untersetzungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich die Ausbildung jeder Untersetzungseinheit 210 von derjenigen der obigen Ausführungsform.
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In jeder Untersetzungseinheit 10 der obigen Ausführungsform wird an der Innenumfangsseite der Umfangswand 11a des Gehäuses 11 eine Stiftnute 35 gebildet und der Innenzahnstift 20 ist in der Stiftnute 35 gehalten. Darüber hinaus bilden das erste Schwingzahnrad 15A, das zweite Schwingzahnrad 15B, die Kurbelwelle 14, der erste Trägerblock 13A, der zweite Trägerblock 13B usw. den exzentrisch schwingenden Untersetzungsmechanismus aus.
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Demgegenüber sind in jeder Untersetzungseinheit 210 der vorliegenden Ausführungsform Innenzähne 40 an der Innenumfangsfläche der Umfangswand 11a des Gehäuses 11 gebildet und der Untersetzungsmechanismus, der in die Innenzähne 40 eingreift, um die Eingangsdrehung zu verlangsamen, ist durch ein Planetengetriebe ausgebildet.
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Der Untersetzungsmechanismus der Untersetzungseinheit 210 ist mit einem Sonnenrad 41, das mit der Drehwelle eines nicht dargestellten Motors verbunden ist, mehreren (z. B. drei) Planetenrädern 42 (außenverzahnten Zahnrädern), die ins Sonnenrad 41 und in die Innenzähne 40 des Gehäuses 11 eingreifen, und einem Träger 43 versehen, der drehbar am Gehäuse 11 getragen ist, wobei die mehreren Planetenräder 42 drehbar auf Trägerstiften 44 des Trägers 43 getragen sind.
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Ein nicht dargestelltes Ritzel ist koaxial mit dem Träger 43 gekoppelt. Das Ritzel greift in einen nicht dargestellten Zahnkranz ein, der so wie bei der obigen Ausführungsform einen Ausgangsrotor darstellt.
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Im Falle des Untersetzungsmechanismus der vorliegenden Ausführungsform greift das Planetenrad 42 in das Sonnenrad 41 und die Innenzähne 40 des Gehäuses 11 ein und dreht sich um seine eigene Achse, während das Planetenrad 42 auf ein vorbestimmtes Untersetzungsverhältnis verlangsamt wird und umläuft, wenn eine Drehung vom Motor auf das Sonnenrad 41 übertragen wird. Hierdurch wird der Träger 43, der das Planetenrad 42 trägt, auf ein vorbestimmtes Untersetzungsverhältnis verlangsamt und dreht sich, und diese Drehung wird über den Eingriffsabschnitt zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz auf den Abtriebsabschnitt übertragen.
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Auch im Falle der Untersetzungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform sind drei Untersetzungseinheiten 210 wie bei der obigen Ausführungsform parallel angeordnet. An der Außenfläche der Umfangswand 11a des Gehäuses 11 jeder Untersetzungseinheit 210 sind zwei ebene Flächen 4 gebildet, die Kontaktabschnitte darstellen. Jede ebene Fläche 4 steht in Flächenkontakt mit der entsprechenden ebenen Fläche 4 der benachbarten Untersetzungseinheit 210. Die beiden ebenen Flächen 4 an der Umfangswand 11a sind derart gebildet, dass diese einen Schnittwinkel von 120° aufweisen, wie in der obigen Ausführungsform. Der Abschnitt der Umfangswand 11a des Gehäuses 11, an dem die ebene Fläche 4 gebildet ist (der Kontaktabschnitt), ist dünner als die Wandstärke der anderen Abschnitte der gleichen Umfangswand 11a. Für die Umfangswand 11a jedes Gehäuses 11 gilt die gleiche Ausbildung wie bei der obigen Ausführungsform.
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Darüber hinaus ist bei der Untersetzungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform in den beiden Gehäusen 11, die miteinander in Kontakt stehen, das entsprechende Planetenrad 42 (außenverzahntes Zahnrad) derart festgelegt, dass dieses zum gleichen Zeitpunkt in den Eingriffsbereich der Innenzähne 40 eingreift, die radial innerhalb der ebenen Fläche 4 (Kontaktabschnitt) positioniert sind. Darüber hinaus sind auch bei der vorliegenden Ausführungsform für die Komponenten der drei Untersetzungseinheiten 210 gemeinsame Bauteile gleicher Größe und Form verwendet.
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Wie oben beschrieben, ist bei der Untersetzungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform die Ausbildung des Untersetzungsmechanismus zwar anders, jedoch gilt die gleiche Ausbildung für die Umfangswand 11a des Gehäuses 11 wie bei der obigen Ausführungsform. Daher können auch bei der Untersetzungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform die gleichen Effekte wie bei der obigen Ausführungsform erzielt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, und es sind verschiedene Konstruktionsänderungen möglich, sofern nicht vom Kern der Erfindung abgewichen wird.
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Bspw. ist die Anzahl der Untersetzungseinheiten, mit denen ein Untersetzungsgetriebe ausgebildet wird, nicht auf drei beschränkt, und dies kann mit vier oder mehr Untersetzungseinheiten 10 ausgebildet werden, wie im ersten abgewandelten Beispiel gezeigt in 6 und zweiten abgewandelten Beispiel gezeigt in 7.
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Auch in diesem Fall ist es wünschenswert, zwei ebene Flächen 4 an der Umfangswand 11a des Gehäuses 11 jeder Untersetzungseinheit 10 als Kontaktabschnitte zu bilden, die mit dem Gehäuse 11 der benachbarten Untersetzungseinheit 10 in Kontakt stehen.
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Es ist wünschenswert, die beiden ebenen Flächen 4, die an jeder Umfangswand 11a gebildet werden, derart zu bilden, dass die beiden ebenen Flächen 4 in axialer Richtung gesehen einen Winkel von 360°/n einnehmen, wenn die Anzahl der Untersetzungseinheiten 10 n beträgt. Bei dieser Festlegung sind die Wandstärke und die Form der Kontaktabschnitte der Umfangswand 11a jedes Gehäuses 11 gleich. Als Folge ist die Festigkeit des zusammengefügten Körpers des Gehäuses 11 insgesamt im Wesentlichen gleichmäßig und der gesamte zusammengefügte Körper des Gehäuses 11 kann auch weiter verkleinert werden. Die Anzahl der Untersetzungseinheiten, mit denen die Untersetzungsvorrichtung ausgebildet wird, kann zwei betragen.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
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Nach der vorliegenden Erfindung kann eine Verkleinerung der gesamten Vorrichtung bewirkt werden, während eine Struktur mit mehreren Untersetzungseinheiten vorgesehen ist. Folglich ist die vorliegende Erfindung industriell anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antrieb,
- 2
- Motor (Antriebsquelle),
- 3
- Ausgangsrotor,
- 4
- ebene Fläche,
- 7
- Zahnkranz,
- 10, 210
- Untersetzungseinheit,
- 11
- Gehäuse,
- 13A
- erster Trägerblock (Untersetzungsmechanismus),
- 13B
- zweiter Trägerblock (Untersetzungsmechanismus),
- 14
- Kurbelwelle (Untersetzungsmechanismus),
- 15A
- erstes Schwingzahnrad (außenverzahntes Zahnrad, Untersetzungsmechanismus),
- 15B
- zweites Schwingzahnrad (außenverzahntes Zahnrad, Untersetzungsmechanismus),
- 20
- Innenzahnstift (Innenzahn),
- 30
- Ritzel,
- 40
- Innenzahn,
- 42
- Planetenrad (außenverzahntes Zahnrad),
- 100, 200
- Untersetzungsvorrichtung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016109264 [0002, 0003]
