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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Es
wird die Priorität der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2007-330743 , eingereicht am 21. Dezember
2007, und der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2008-164763 , eingereicht am 24. Juni
2008 beansprucht. Die Inhalte dieser Anmeldungen sind in die Beschreibung
durch Bezugnahme aufgenommen.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Untersetzungsgetriebe,
welches eine Wärmeableitungsstruktur aufweist, und auf
ein Verfahren zur Herstellung einer Eingangswelle für das
Untersetzungsgetriebe.
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Technischer Hintergrund
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In
der Vergangenheit war ein Untersetzungsgetriebe bekannt, welches
eine Eingangswelle, einen Exzenterkörper, der an der Eingangswelle
vorgesehen ist, ein außen verzahntes Zahnrad, das an der Außenseite
des Exzenterkörpers vorgesehen ist, und ein innen verzahntes
Zahnrad aufweist, welches mit einem inneren Teil des außen
verzahnten Zahnrades in Eingriff steht. Das Untersetzungsgetriebe
führt die Relativdrehung zwischen dem außen verzahnten Zahnrad
und dem innen verzahnten Zahnrad als eine Ausgangsgröße
heraus (siehe beispielsweise Patentschrift
JP-A-2001-187945 ). In
dem Untersetzungsgetriebe wird, wenn die Eingangswelle gedreht wird,
der Exzenterkörper, der an der Eingangswelle vorgesehen
ist, integral mit der Eingangswelle gedreht. Entsprechend dreht
sich das außen verzahnte Zahnrad, welches an der Außenseite
des Exzenterkörpers vorgesehen ist, aufgrund eines Exzenterkörperlagers,
welches darin vorgesehen ist. Weiterhin steht das außen
verzahnte Zahnrad, welches sich dreht, mit einem inneren Teil des
innen verzahnten Zahnrades in Eingriff, und eine Relativdrehung
zwischen dem außen verzahnten Zahnrad und dem innen verzahnten
Zahnrad, wel che aufgrund des Eingriffs zwischen dem innen verzahnten
Zahnrad und dem außen verzahnten Zahnrad erzeugt wird,
wird ausgegeben.
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Eine
Verringerung der Größe und eine Steigerung der
Ausgangsgröße entwickelt sich in einem Gebiet
dieser Art von Untersetzungsgetriebe.
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Im
Falle des oben erwähnten Untersetzungsgetriebes wird Wärme
aufgrund des Gleitens oder Eingreifens jedes Teils erzeugt. Erzeugte
Wärme ist übermäßig in der Nachbarschaft
der Eingangswelle, die mit hoher Drehzahl gedreht wird, und des
Exzenterkörpers konzentriert, der an der Eingangswelle vorgesehen
ist. Weiterhin beeinflusst diese erzeugte Wärme beträchtlich
die Haltbarkeit des Untersetzungsgetriebes und wird ein Hindernis
bei der Verringerung der Größe und der Steigerung
der Ausgangsgröße.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung ist gemacht worden, um das oben erwähnte Problem
zu lösen, und ein Ziel der Erfindung ist es, effizient
Wärme abzuleiten, die im Allgemeinen von der Drehung einer
Eingangswelle herrührt, und zwar durch Einsetzen eines
Untersetzungsgetriebes, welches eine Eingangswelle und einen Exzenterkörper
aufweist, der auf der Eingangswelle vorgesehen ist mit strukturellen
Merkmalen.
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Das
Untersetzungsgetriebe der Erfindung löst das oben erwähnte
Problem. Das Untersetzungsgetriebe weist eine Eingangswelle, einen
auf der Eingangswelle vorgesehenen Exzenterkörper, ein
außen verzahntes Zahnrad, das außerhalb des Exzenterkörpers
in radialer Richtung vorgesehen ist, und ein innen verzahntes Zahnrad
auf, welches mit einem inneren Teil des außen verzahnten
Zahnrades in Eingriff steht. Das Untersetzungsgetriebe führt
die relative Drehung zwischen dem außen verzahnten Zahnrad
und dem innen verzahnten Zahnrad als eine Ausgangsgröße
heraus. Die Eingangswelle weist einen hohlen Teil in ihrer Mitte
in radialer Richtung auf. Der Exzenterkörper ist integral
mit der Eingangswelle geformt. Eine Ausnehmung ist voll umlaufend
in dem hohlen Teil der Eingangswelle an einer axialen Position ausgeformt,
die eine axiale Position des Exzenterkörpers aufweist.
Geschnittene Kammnuten der Ausnehmung sind relativ zu einer Ebene
senkrecht zu einer Achse der Eingangswelle geneigt.
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Als
eine Folge des Einsatzes dieser Struktur ist die Oberfläche
des hohlen Teils der Eingangswelle nahe dem Exzenterkörper
vergrößert im Vergleich dazu, wenn die Ausnehmung
nicht ausgeformt ist. Aus diesem Grund ist es möglich,
den thermischen Widerstand zu verringern, so dass ein Wärmeableitungseffekt
bei dem hohlen Teil verbessert ist.
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Wenn
die Ausnehmung geformt ist, wird weiter die Metallmenge eines Teils,
der an der Eingangswelle und dem Exzenterkörper geformt
ist, verringert. Entsprechend kann es möglich sein, das
Gewicht des Untersetzungsgetriebes zu verringern und den Wärmeableitungseffekt
nahe der Ausnehmung zu verbessern und auch die Metallmenge zu verringern.
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Weiterhin
ist bei der Erfindung, um diesen Effekt im maximalen Ausmaß zu
erzeugen, die Ausnehmung an einem Teil ausgeformt, der dicker gemacht ist,
da der Exzenterkörper integral mit der Eingangswelle ausgeformt
ist. Entsprechend kann es möglich sein, eine tiefe Ausnehmung
zu formen, ohne die Festigkeit zu verringern, und einen großen
Wärmeableitungseffekt und einen Gewichtsverringerungseffekt
zu verwirklichen.
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Da
die Ausnehmung der Erfindung so eingestellt bzw. ausgewählt
ist, dass die geschnittenen Kammnuten der Ausnehmung relativ zur
Achse der Eingangswelle gekippt sind, ist es zusätzlich
einfach, die Ausnehmung zu formen, und es kann möglich sein,
einfach eine größere Wärmeableitungsfläche sicherzustellen
(so groß wie die geneigte Kammnut). Da ein ”stumpfer
Winkel” nahe den Endteilen der Unterseite der Ausnehmung
geformt ist, kann es weiterhin auch möglich sein, die Spannungskonzentration zu
verringern.
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Die
Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung einer Eingangswelle
eines Untersetzungsgetriebes vor. Das Untersetzungsgetriebe weist
eine Eingangswelle mit einem hohlen Teil auf, weiter einen Exzenterkörper,
der an der Eingangswelle vorgesehen ist, ein außen verzahntes
Zahnrad, welches in radialer Richtung außerhalb des Exzenterkörpers vorgesehen
ist und ein innen verzahntes Zahnrad, welches mit einem inneren
Teil des außen verzahnten Zahnrades in Eingriff Das Untersetzungsgetriebe führt
die relative Drehung zwischen dem außen verzahnten Zahnrad
und dem innen verzahnten Zahnrad als eine Ausgangsgröße
heraus. Das Verfahren weist einen Schritt des Formens einer ersten
geschnittenen Kammnut auf, bei dem eine erste geschnittene Kammnut
der Ausnehmung geformt wird, indem allmählich ein Innendurchmesser
des hohlen Teils der Eingangswelle von einer Position entsprechend
einem Endteil der Ausnehmung in axialer Richtung vergrößert
wird, wenn eine Ausnehmung vollständig umlaufend am hohlen
Teil der Eingangswelle an einer axialen Position geformt ist, die
eine axiale Position des Exzenterkörpers aufweist.
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Weiterhin
kann das oben erwähnte Problem auch durch ein Untersetzungsgetriebe
gelöst werden, welches eine Eingangswelle aufweist, weiter
einen Exzenterkörper, der an der Eingangswelle vorgesehen
ist, ein außen verzahntes Zahnrad, welches in radialer
Richtung außerhalb des Exzenterkörpers vorgesehen
ist, und ein innen verzahntes Zahnrad, welches mit einem inneren
Teil des außen verzahnten Zahnrades in Eingriff steht.
Das Untersetzungsgetriebe führt eine relative Drehung zwischen
dem außen verzahnten Zahnrad und dem innen verzahnten Zahnrad
als eine Ausgangsgröße heraus. Das Untersetzungsgetriebe
weist die Eingangswelle auf, welche einen hohlen Teil an ihrem axialen
Teil aufweist und integral mit dem Exzenterkörper ausgeformt
ist; und eine Ausnehmung, die breiter ist als die Breite des Exzenterkörpers
und vollständig umlaufend am hohlen Teil der Eingangswelle
an der axialen Position des Exzenterkörpers geformt ist.
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Das
heißt, als eine Folge des Einsatzes dieser Struktur wird
die Oberfläche des hohlen Teils der Eingangswelle nahe
dem Exzenterkörper im Vergleich dazu vergrößert,
wenn die Ausnehmung nicht geformt ist. Aus diesem Grund kann es
möglich sein, den thermischen Widerstand zu verringern,
so dass ein Wärmeableitungseffekt beim hohlen Teil verbessert
wird.
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Weiterhin
wird, wenn die Ausnehmung geformt ist, die Metallmenge der Eingangswelle
verringert. Entsprechend kann es möglich sein, die thermische
Kapazität zu verringern und auch die Metallmenge zu verringern.
Als eine Folge kann es möglich sein, weiter einen Wärmeableitungseffekt
nahe der Ausnehmung zu verbessern und das Gewicht des Untersetzungsgetriebes
zu verringern.
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Weiterhin
wird bei der Erfindung, um diesen Effekt im maximalen Ausmaß zu
erzeugen, die Ausnehmung an einem Teil ausgeformt, der dicker gemacht
ist, da der Exzenterkörper integral mit der Eingangswelle
ausgeformt ist. Wenn der Exzenterkörper mit der Eingangswelle
unter Verwendung einer Passfeder, einer Keilwelle oder Ähnlichem
zusammengebaut wird, wird die Festigkeit eines Teils der Eingangswelle,
an dem der Exzenterkörper befestigt ist, eher aufgrund
des Vorhandenseins der Passfeder, der Keilwelle oder ähnlichen
Elementen verringert. Aus diesem Grund kann es nicht möglich
sein, eine Ausnehmung mit ausreichender Tiefe zu formen. Bei der
Erfindung kann die Ausnehmung an einem Teil geformt sein, der um
so viel dicker gemacht ist, wie der Exzenterkörper. Entsprechend
kann es möglich sein, eine tiefe Ausnehmung zu formen,
ohne die Festigkeit zu verringern, und einen großen Wärmeableitungseffekt
und einen Gewichtsverringerungseffekt zu verwirklichen.
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Da
die tiefe Ausnehmung vollständig umlaufend an dem hohlen
Teil ausgeformt ist, so dass sie breiter ist als die Breite des
Exzenterkörpers, wird darüber hinaus die Metallmenge
eines Teils verringert, der aus der Eingangswelle und dem Exzenterkörper
gebildet wird. Als eine Folge kann es möglich sein, das
Untersetzungsgetriebe selbst leichter zu machen.
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Weiterhin
können Lager zum Tragen der Eingangswelle an beiden Seiten
des Exzenterkörpers vorgesehen sein, und Dichtungsglieder,
die in Kontakt mit der Eingangswelle kommen, so dass eine Distanz
zwischen der Achse und jedem der Dichtungsglieder kürzer
ist als eine Distanz zwischen der Achse und jedem der Lager, kann
an mindestens einer Seite außerhalb der Lager vorgesehen
sein. In diesem Fall kann es möglich sein, den Radius des Dichtungsgliedes
zu verringern und die Dichtungsleistung zu verbessern. Da weiterhin
der Wellendurchmesser der Eingangswelle, der der Außenseite der
Lager entspricht, kleiner sein kann als der Wellendurchmesser der
Eingangswelle, die von den Lagern getragen wird, kann es auch möglich
sein, einen Gewichtsverringerungseffekt zu erreichen.
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Wenn
ein Glied mit einer höheren thermischen Leitfähigkeit
positiv in der Ausnehmung angeordnet ist, ist hier die thermische
Kapazität eines Teils, der aus der Eingangswelle und dem
Exzenterkörper gebildet wird, niedrig. Entsprechend kann
es möglich sein, schnell Wärme von dem Teil abzuziehen
bzw. abzuleiten, der aus der Eingangswelle und dem Exzenterkörper
geformt wird.
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Gemäß der
Erfindung kann es in einem Untersetzungsgetriebe, welches einen
Exzenterkörper aufweist, möglich sein, effizient
Wärme abzuleiten, die nahe dem Exzenterkörper
aufgrund der Drehung einer Eingangswelle erzeugt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht von Hauptteilen
eines Untersetzungsgetriebes gemäß einem Beispiel
eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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2 ist
eine Querschnittsansicht des gesamten Untersetzungsgetriebes.
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3 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Untersetzungsgetriebes
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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4 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel zeigt, wo ein flacher Motor an dem
Untersetzungsgetriebe der 3 angebracht
ist.
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5 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Untersetzungsgetriebes
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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6 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines mit einem Motor integrierten
Untersetzungsgetriebes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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7 ist
eine Querschnittsansicht eines Exzenterkörpers, die entlang
einer Linie VII-VII in 6 aufgenommen ist.
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Bester Weg zur Ausführung
der Erfindung
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Ein
Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung wird im Detail
unten mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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2 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Untersetzungsgetriebes
gemäß einem Beispiel einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, und 1 ist eine vergrößerte
Ansicht der Hauptteile der 2.
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Das
Untersetzungsgetriebe 100 weist eine Eingangswelle 102 auf,
weiter erste und zweite Exzenterkörper 104A und 104B,
die integral mit der Eingangswelle 102 ausgeformt sind,
erste und zweite außen verzahnte Zahnräder 108 und 110,
die in radialer Richtung außerhalb der ersten und zweiten
Exzenterkörper 104A und 104B vorgesehen
sind, und ein innen verzahntes Zahnrad 122, welches mit
den inneren Teilen der ersten und zweiten außen verzahnten
Zahnräder 108 und 110 in Eingriff steht.
Die Eingangswelle 102 weist einen hohlen Teil 102A mit einem
Innendurchmesser D1 auf, und eine Ausnehmung 102B, die
so geformt ist, dass sie axialen Positionen der ersten und zweiten
Exzenterkörper 104A und 104B entspricht.
Die Eingangswelle 102 wird drehbar von einem Lager 142 getragen,
welches nahe dem zweiten Exzenterkörper 104B angeordnet ist,
und von einem Lager, welches in einem Motor angeordnet ist (nicht
gezeigt).
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Die
Außenumfänge der ersten und zweiten Exzenterkörper 104A und 104B sind
exzentrisch bezüglich einer Achse O der Eingangswelle 102,
so dass sei eine Phasendifferenz von ungefähr 180° haben.
Die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110 sind
auf die Außenumfänge der ersten und zweiten Exzenterkörper 104A und 104B durch
erste und zweite Exzenterkörperlager (Rollen) 106A und 106B gepasst.
Die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110 greifen
in den inneren Teil des innen verzahnten Zahnrades 122 ein.
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Die
inneren Zähne des innen verzahnten Zahnrades 122 sind
aus zapfenförmigen äußeren Stiften 116 geformt.
Die Anzahl der Zähne des innen verzahnten Zahnra des 122 (die
Anzahl der äußeren Stifte 116) ist geringfügig
größer als die Anzahl von jenen der ersten und
zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110 (um
ungefähr ein bis drei).
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Eine
Vielzahl von inneren Bolzenlöchern 108A und 110A ist
an den ersten und zweiten außen verzahnten Zahnrädern 108 und 110 in
axialer Richtung ausgeformt. Die inneren Bolzen 112 sind
lose in die inneren Bolzenlöcher 108A und 110A durch
innere Walzen 114 geformt. Weiterhin sind die ersten und zweiten
Flansche 118 und 124 auf beiden Seiten der ersten
und zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110 in
axialer Richtung angeordnet. Die inneren Bolzen 112 stehen
integral vom ersten Flansch 118 vor, wie ein Kragarm.
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Ein
erster Körper 120 ist an den äußersten Teil
des ersten Flansches 118 in radialer Richtung durch Schrauben 127 befestigt
(wobei nur ein einziges Schraubenloch in 1 gezeigt
ist). Der Rahmenkörper 120 wirkt auch als ein
Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 100. Der Rahmenkörper 120 und
das innen verzahnte Zahnrad 122 können relativ zueinander
mit einem dazwischen angeordneten Kreuzrollenlager 128 gedreht
werden. Die Eingangswelle 102 wird übrigens drehbar
durch den zweiten Flansch 124 mit einem dazwischen angeordneten Lager 142 getragen.
Der zweite Flansch 124 ist integral an dem innen verzahnten
Zahnrad 122 durch Schrauben 126 befestigt.
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Dabei
bezeichnen die Bezugszeichen 130, 140 und 144,
die in den Zeichnungen gezeigt sind, erste bis dritte Dichtungsglieder,
und das Bezugszeichen 148 bezeichnet einen O-Ring. Die
Innenseite des Untersetzungsgetriebes 100 wird durch die
ersten bis dritten Dichtungsglieder 130, 144 und 146 und den
O-Ring 148 abgedichtet. Wenn beispielsweise ein (nicht
gezeigter) flacher Motor an der Eingangswelle 102 befestigt
ist und mit dieser verbunden ist, wird das Untersetzungsgetriebe 100 verwendet,
um ein Gelenk von beispielsweise einem Roboter anzutreiben. Da die
Art von zu montierendem Motor nicht speziell bei dieser Erfindung
eingeschränkt ist, ist der Motor nicht gezeigt, und eine
detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
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Die
Ausnehmung 102B, die an der Eingangswelle 102 ausgeformt
ist, wird hier im Detail beschrieben.
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Die
ersten und zweiten Exzenterkörper 104A und 104B sind
integral mit der Eingangswelle 102 ausgeformt. Teile der
Eingangswelle 102, die benachbart zu den ersten und zweiten
Exzenterkörpern 104A und 104B in axialer
Richtung sind, sind dick (beispielsweise mit einem Durchmesser d1).
Auch wenn die Ausnehmung 102B an der Eingangswelle so geformt
ist, dass sie axialen Positionen der ersten und zweiten Exzenterkörper 104A und 104B entspricht,
wird somit eine ausreichende Festigkeit der Eingangswelle sichergestellt.
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Die
Ausnehmung 102B ist vollständig umlaufend an dem
hohlen Teil 102A der Eingangswelle 102 ausgeformt,
so dass sie den axialen Positionen der ersten und zweiten Exzenterkörper 104A und 104B entspricht.
Die Tiefe der Ausnehmung 102B wird mit ΔD bezeichnet.
Das heißt, der Innendurchmesser D2 eines Teils der Eingangswelle 102,
wo die Ausnehmung 102B ausgeformt ist, ist größer
als der Innendurchmesser D1 eines Teils der Eingangswelle 102, wo
die Ausnehmung 102B nicht ausgeformt ist, und zwar um zweimal
die Tiefe ΔD (2·ΔD = D2 – D1).
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Die
Breite Q1 zwischen einem Endteil P1 der Ausnehmung 102B und
dem anderen Endteil P4 davon ist groß genug, um sich zweimal über
die Breite q zwischen einem Endteil P5 der ersten und zweiten Exzenterkörper 104A und 104B und
dem anderen Endteil P6 davon zu erstrecken. Die Breite Q2 zwischen
einem Endteil P2 der Unterseite 102Bb (der tiefste Teil)
der Ausnehmung 102B und dem anderen Endteil P3 davon ist
auch größer als die Breite q der ersten und zweiten
Exzenterkörper 104A und 104B. Weiterhin
weist eine axiale Position zwischen einem Endteil P2 der Unterseite 102Bb der
Ausnehmung 102B und dem andere Endteil P3 davon vollständig eine
axiale Position zwischen einem Endteil P5 der ersten und zweiten
Exzenterkörper 104A und 104B und dem
anderen Endteil P6 davon auf. Das heißt, ein axialer Bereich
Q2 der Eingangswelle 102, wo die untere Seite 102Bb der
Ausnehmung 102B vorhanden ist (ausgeformt ist) weist einen
axialen Bereich q auf, wo die ersten und zweiten Exzenterkörper 104A und 104B ausgeformt
sind.
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Die
ersten und zweiten geschnittenen Kammnuten 102B1 und 102B2,
die die Ausnehmung 102B bilden, sind relativ zu einer Ebene
senkrecht zur Achse O der Eingangswelle 102 gekippt. Das heißt,
jeder der Schnittwinkel α1 und α2 der ersten und
zweiten geschnittenen Kammnuten 102B1 und 102B2 ist
auf einen Winkel eingestellt, der kleiner als 90° bezüglich
der Achse O der Eingangswelle 102 ist. In diesem Ausführungsbeispiel
ist jeder der speziellen Schnittwinkel α1 und α2
der ersten und zweiten geschnittenen Kammnuten 102B1 und 102B2 auf ungefähr
30° eingestellt (ein kleiner Winkel, der gleich oder kleiner
als 45° ist). Anders gesagt, die Form des Schnittes der
Ausnehmung 102B, die die Achse O aufweist, ist ein ”leicht
gekipptes gleichschenkliges Trapez”. Jedoch müssen
die Schnittwinkel α1 und α2 nicht notwendigerweise
gleich sein und können unter Beachtung der äußeren
Form der Eingangswelle nicht gleich zueinander sein. Genauso müssen
zwei geschnittene Kantennuten notwendigerweise relativ zu einer
Ebene senkrecht zur Achse O der Eingangswelle gekippt sein. Beispielsweise kann
ein rechter Winkel (90°) zwischen einer geschnittenen Kammnut
und der Achse der Eingangswelle gebildet sein.
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Der
Betrieb des Untersetzungsgetriebe 100 wird unten beschrieben.
Wenn Leistung an die Eingangswelle 102 von einem flachen
Motor oder Ähnlichem übertragen wird, werden die
ersten und zweiten Exzenterkörper 104A und 104B,
die integral mit der Eingangswelle 102 ausgeformt sind,
exzentrisch gedreht. Die exzentrische Drehung der ersten und zweiten
Exzenterkörper 104A und 104B wird an
die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110 durch
die ersten und zweiten Exzenterkörperlager 106A und 106B übertragen,
so dass die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110 beginnen,
sich um die Achse O zu drehen (zu oszillieren). Dabei sind die inneren
Bolzen 112, die zusammen mit dem ersten Flansch 118 und
dem Rahmenkörper 120 verbunden sind, in die inneren Bolzenlöcher 108A und 110A der
ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110 eingeführt.
Aus diesem Grund wird die Drehung der ersten und zweiten außen
verzahnten Zahnräder 108 und 110 so geregelt,
dass die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder
sich nur drehen. Weiterhin ist die Anzahl der äußeren
Stifte 116 des innen verzahnten Zahnrades 122 (die
Anzahl der inneren Zähne) so eingestellt, dass sie geringfügig
größer ist als die Anzahl der Zähne der
ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110.
Immer wenn die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 108 und 110 sich
einmal drehen, wird entsprechend das innen verzahnte Zahnrad 122 um
die Differenz der Anzahl der Zähne gedreht (relativ zu
den ersten und zweiten außen verzahnten Zahnrädern 108 und 110 gedreht).
Die Drehung des innen verzahnten Zahnrades 122 wird durch
den zweiten Flansch 124 nach außen geführt,
der integral mit dem innen verzahnten Zahnrad 122 durch
die Schrauben 126 gedreht wird.
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Dabei
wird bei diesem Ausführungsbeispiel, wenn der zweite Flansch 124 so
ausgelegt ist, dass er festgelegt ist, die Drehung der Eingangswelle 102 als
die Drehung des ersten Flansches 118 (d. h. ein Rahmenkörper 120)
herausgeführt, nachdem sie untersetzt bzw. verlangsamt
wurde.
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Hier
wird Wärme, die durch die Reibung zwischen den ersten und
zweiten Exzenterkörpern 104A und 104B,
den ersten und zweiten Exzenterkörperlagern 106A und 106B und
den ersten und zweiten außen verzahnten Zahnrädern 108 und 110 verursacht wird,
aufgrund der Drehung der Eingangswelle 102 erzeugt. Wenn
jedoch die Wärmeableitungsfläche aufgrund des
Vorhandenseins der Ausnehmung 102B vergrößert
ist, wird diese Wärme sanft in den hohlen Raum 102A abgestrahlt.
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Insbesondere
ist es sehr einfach, die Ausnehmung 102B in diesem Ausführungsbeispiel
zu formen (zu bearbeiten). Das heißt, für die
Formgebung (Bearbeitung) der ersten geschnittenen Kammnut 102B1 der
Ausnehmung 102 kann es beispielsweise möglich
sein, die erste geschnittene Kammnut 102B1 (die zweite
geschnittene Kammnut 102B2, wenn der Schneidvorgang von
einem Endteil P2 der Ausnehmung 102B ausgeführt
wird) durch allmähliches Vergrößern eines
Innendurchmessers von D1 auf D2 in axialer Richtung von einem Endteil
P1 der Ausnehmung 102B (einer Position entsprechend einem
Endteil der Ausnehmung) in der axialen Richtung zu formen (beispielsweise
durch allmähliches Bewegen eines Schneidwerkzeuges nach
außen in radialer Richtung der Eingangswelle 102,
wäh rend das (nicht gezeigte) Schneidwerkzeug in der axialen Richtung
bewegt wird) (Formgebungsvorgang für die erste geschnittene
Kammnut). In diesem Fall kann es möglich sein, wenn das
Schneidwerkzeug einmal in radialer Richtung gestoppt wird und nur
in axialer Richtung bewegt wird, die Unterseite 102B mit
konstantem Innendurchmesser D2 zu formen (Formgebungsvorgang für
die Unterseite der Ausnehmung). Danach kann es möglich
sein, die zweite geschnittene Kammnut 102B2 (die erste
geschnittene Kammnut 102B1, wenn der Schneidvorgang vom
Endteil P2 ausgeführt wird) durch Verringern des vergrößerten
Innendurchmessers D2 zu formen, um den Innendurchmesser auf den
ursprünglichen Innendurchmesser D1 zurückzubringen
(durch Bewegen des Schneidwerkzeuges wieder nach innen in radialer Richtung,
während das Schneidwerkzeug in axialer Richtung bewegt
wird) (Formgebungsprozess für die zweite geschnittene Kammnut).
Entsprechend kann es möglich sein, sehr einfach und sicher
eine größere Wärmeableitungsfläche
zu formen (so groß wie die geneigte Kammnut).
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Dabei
kann die Ausnehmung 102B zur gleichen Zeit mit der Formgebung
des hohlen Teils 102A geformt werden. Alternativ kann nur
die Ausnehmung 102B getrennt geformt werden, nachdem der
hohle Teil 102A geformt ist.
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Da
die ersten und zweiten geschnittenen Kammnuten 102B1 und 102B2 relativ
zu einer Ebene senkrecht zur Achse O der Eingangswelle 102 gekippt
sind, schneidet weiterhin die Unterseite 102Bb der Ausnehmung 102B die
ersten und zweiten geschnittenen Kammnuten 102B1 und 102B2 in
einem ”stumpfen Winkel”. Entsprechend kann es
möglich sein, eine Spannungskonzentration nahe den Endteilen
P2 und P3 der Unterseite 102Bb zu vermeiden.
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Weiterhin
ist in diesem Ausführungsbeispiel die Ausnehmung 102B an
einem Teil ausgeformt, der dicker gemacht ist, da der Exzenterkörper 104 integral
mit der Eingangswelle 102 ausgeformt ist. Wenn die Exzenterkörper
mit der Eingangswelle beispielsweise unter Verwendung einer Passfeder,
einer Keilwelle oder Ähnlichem zusammengebaut wird, wird die
Festigkeit eines Teils der Eingangswelle, an dem der Exzenterkörper
befestigt wird, aufgrund des Vorhandenseins der Passfeder, der Keilwelle
oder Ähnlichem verringert. Aus diesem Grund kann es nicht möglich
sein, eine Ausnehmung mit ausreichender Tiefe zu formen. Im Gegensatz
dazu kann in diesem Ausführungsbeispiel die Ausnehmung 102B an
einem Teil geformt sein, der um so viel dicker gemacht wurde, wie
der Exzenterkörper 104. Entsprechend kann es möglich
sein, die tiefe Ausnehmung 102B zu formen, ohne die Festigkeit
zu verringern und einen großen Wärmeableitungseffekt
und einen Gewichtsverringerungseffekt zu verwirklichen. Weiterhin
kann das Untersetzungsgetriebe 100 selbst leichter sein, wenn
die Tiefe der Ausnehmung 102B vergrößert wird.
Da weiterhin die Eingangswelle 102 leichter ist, kann es
möglich sein, die Trajektorieneffizienz zu verbessern.
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Darüber
hinaus sind in diesem Ausführungsbeispiel die Endteile
P2 und P3 der Unterseite (des tiefsten Teils) 102Bb der
Ausnehmung 102B an Positionen geformt, die vollständig
axiale Positionen der Endteile P5 und P6 der ersten und zweiten
Exzenterkörper 104A und 104B aufweisen.
Entsprechend kann es möglich sein, effizient Wärme
abzuleiten, die nahe den ersten und zweiten Exzenterkörpern 104A und 104B erzeugt
wird, und zwar zur Ausnehmung 102B hin.
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Dabei
wird bei der Erfindung die Zunahme der Wärme, die abzustrahlen
ist, die durch positives Verschieben oder Aufbringen eines Gliedes
in der Ausnehmung 102B, welches eine höhere thermische Leitfähigkeit
hat, nicht verhindert. Aus diesem Grund kann Wärme im Vergleich
dazu, wenn eine einfache Ausnehmung geformt wird, effizienter abgestrahlt werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel war die Form des Abschnittes
der Ausnehmung 102B, die die Achse aufweist, ein gleichschenkliges
Trapez, wie oben beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt.
Die Schnittwinkel der Kammnuten müssen nicht notwendigerweise
gleich sein, und der Wert von jedem Schnittwinkel ist nicht auf
30° eingeschränkt. Um eine hohe Wärmeableitungseffizienz, eine
einfache Verarbeitung und eine Verringerung einer Spannungskonzentration
gleichzeitig zu erreichen, ist es jedoch vorzuziehen, dass die geschnittenen
Kammlinien der Ausnehmung relativ zur Achse in einem Schneidwinkel
von 45° oder weniger geneigt sind. Aus diesem Grund kann
es möglich sein, einfacher eine Ausnehmung zu formen, die
eine höhere Wärmeableitungseffizienz und geringere
Spannungskonzentration hat.
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Während
ein Untersetzungsgetriebe mit innen liegendem sich drehendem (oszillierenden)
eingreifenden Planetenrad, bei dem sich starre außen verzahnte
Zahnräder drehen, als ein Gegenstand in diesem Ausführungsbeispiel
verwendet worden ist, ist die Erfindung jedoch nicht darauf eingeschränkt. Beispielsweise
kann die Erfindung auch auf ein sogenanntes ”flexibel eingreifendes
Planetenuntersetzungsgetriebe” angewendet werden, welches
die Drehung relativ zu einem innen verzahnten Zahnrad durch das
Biegen eines außen verzahnten Zahnrades herausführt.
In diesem Fall wird ein Ellipsoidkörper, der für
das Biegen des außen verzahnten Zahnrades verwendet wird,
dessen ellipsenförmiger Außenumfangsteil und so
weiter als die Exzenterkörper der Erfindung angesehen.
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Ein
Beispiel von jedem der zweiten und dritten Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Detail unten beschrieben. Währenddessen
können andere Ausdrücke als beim ersten Ausführungsbeispiel
in den folgenden Ausführungsbeispielen verwendet werden.
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3 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Untersetzungsgetriebes
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und 4 ist eine Ansicht, die ein
Beispiel zeigt, wo ein flacher Motor bei dem Untersetzungsgetriebe
der 3 angewendet wird. Das zweite Ausführungsbeispiel
wird unten mit Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben.
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Zuerst
wird die Struktur des Untersetzungsgetriebes 200 beschrieben.
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Wie
in 3 gezeigt, weist das Untersetzungsgetriebe 200 eine
Eingangswelle 202, erste und zweite Exzenterkörper 204A und 204B,
die an der Eingangswelle 202 vorgesehen sind, erste und zweite
außen verzahnte Zahnräder 208 und 210,
die in radialer Richtung außerhalb der ersten und zweiten
Exzenterkörper 204A und 204B vorgesehen
sind, und ein innen verzahntes Zahnrad 222 auf, welches mit
den inneren Teilen der ersten und zweiten außen verzahnten
Zahnräder 208 und 210 in Eingriff steht.
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Die
Eingangswelle 202 hat einen Wellendurchmesser dd1 außerhalb
eines Dichtungsgliedes 244 und weist einen hohlen Teil 202A (Innendurchmesser
DD1) bei einem Teil entsprechend der Achse O auf. Weiterhin kommen
Teile der Eingangswelle 202, die einen geringfügig
größeren Wellendurchmesser haben als den Wellendurchmesser
dd1, in Kontakt mit den Dichtungsgliedern 244 und 246.
Ein Vorsprungsteil 204 ist am Außenumfang der
Eingangswelle 202 zwischen den ersten und zweiten Lagern 240 und 242 geformt
(ein Wellendurchmesser dd2 an Teilen der Eingangswelle entsprechend
den ersten und zweiten Lager 240 und 242). Die
Eingangswelle 202 und der Vorsprungsteil 204 sind
integral miteinander geformt. Aus diesem Grund hat die Eingangswelle,
wie in 3 gezeigt, eine Beziehung, wobei der Wellendurchmesser
dd2 des Vorsprungsteils 204 größer ist
als der Wellendurchmesser dd1 der Eingangswelle 202 (dd2 > dd1). Da die ersten
und zweiten Lager 240 und 242 am Außenumfang
des Vorsprungsteils 204 vorgesehen sind, ist die Eingangswelle 202 im Übrigen
um die Achse O drehbar.
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Die
ersten und zweiten Exzenterkörper 204A und 204B sind
am Außenumfang des Vorsprungsteils 204 so geformt,
dass sie eine Phasendifferenz von ungefähr 180° haben
und in Kontakt mit den ersten und zweiten Exzenterkörperlagern 206A bzw. 206B kommen.
Die ersten und zweiten Exzenterkörperlager 206A und 206B weisen
keine inneren und äußeren Ringe auf und sind aus
Wälzkörpern (Rollen) selbst gebildet. Die Wälzkörper
kommen in direkten Kontakt mit den ersten und zweiten außen
verzahnten Zahnrädern 208 und 210 und
den ersten und zweiten Exzenterkörpern 204A und 204B.
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Eine
einzelne Ausnehmung 202B (mit einer Höhendifferenz
S und einer Breite QQ), die breiter ist als die Gesamtbreite qq
der ersten und zweiten Exzenterkörper 204A und 204B ist
vollständig umlaufend am hohlen Teil 220A der
Eingangswelle 202 an einer axialen Position des Vorsprungsteils 204 geformt.
Das heißt, die Eingangswelle hat eine Beziehung, bei der
der Innendurchmesser DD2 eines Teils der Eingangswelle 202,
wo die Ausnehmung 202B ausgeformt ist, größer
ist als der Innendurchmesser DD1 eines Teils der Eingangswelle 202,
wo die Ausnehmung 202B nicht geformt ist (DD2 > DD1).
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Da
die Eingangswelle 202 und der Vorsprungsteil 204 integral
miteinander ausgeformt sind, wie oben beschrieben, kann eine tiefe
Ausnehmung 202B mit einer Niveau- bzw. Höhendifferenz
S an der Eingangswelle 202 geformt sein. Aus diesem Grund kann
es möglich sein, frei die Auslegung einer Dickenbeziehung
einzustellen, wobei die Dicke ((dd2 – DD2)/2) des Vorsprungsteils 204 gleich
der Dicke ((dd1 – DD1)/2) eines Teils der Eingangswelle 202 ist, wo
der Vorsprungsteil 204 nicht geformt ist. Es kann möglich
sein, zu gestatten, dass das Untersetzungsgetriebe 200 eine
ausreichende Festigkeit zur Anwendung in Verbindung mit einer Drehbelastung
sicherstellt, während das Gewicht des Untersetzungsgetriebes
verringert wird.
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Die
ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 208 und 210 können
aus zwei Zahnrädern mit der gleichen Form gebildet werden
und sind außerhalb der ersten und zweiten Exzenterkörper 204A und 204B vorgesehen.
Weiterhin kommen die ersten und zweiten außen verzahnten
Zahnräder bei den mittleren Löchern 208B und 210B in
Kontakt mit den ersten und zweiten Exzenterkörperlagern 206A und 206B und
stehen mit einem inneren Teil des innen verzahnten Zahnrades 222 in
Eingriff, dessen innere Zähne von den äußeren
Stiften 216 gebildet werden. Eine Vielzahl von inneren
Bolzenlöchern 208A und 210A sind an den
ersten und zweiten außen verzahnten Zahnrädern 208 und 210 ausgeformt
und die inneren Bolzen 212 sind lose in die inneren Bolzenlöcher 208A und 210A durch
innere Rollen 214 gepasst. Die inneren Bolzen 212 sind
integral mit einem scheibenförmigen ersten Flansch 218 geformt.
Aus diesem Grund kann es möglich sein, zu gestatten, dass
das Untersetzungsgetriebe 200 eine hohe Steifigkeit sicherstellt,
während die Dicke des gesamten Untersetzungsgetriebes 200 verringert
wird, auch wenn die inneren Bolzen 212 am ersten Flansch 218 wie
ein Cantilever- bzw. Kragarm ausgeformt sind.
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Der
erste Flansch 218 trägt den Vorsprungsteil 204 mit
dem ersten dazwischen angeordneten Lager 240 und gestattet,
dass die Eingangswelle 202 drehbar ist.
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Weiterhin
ist ein scheibenförmiger zweiter Flansch 224 an
einer Seite der ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 208 und 210 gegenüberliegend
zum ersten Flansch 218 angeordnet. Der Vorsprungsteil 204 wird
drehbar von dem zweiten Flansch 224 mit dem zweiten dazwischen
angeordneten Lager 242 getragen bzw. gelagert. Das heißt, die
ersten und zweiten Lager 240 und 242, die den Vorsprungsteil 204 tragen,
sind auf beiden Seiten der ersten und zweiten Exzenterkörper 204A und 204B vorgesehen.
Dabei ist der zweite Flansch 224 integral an dem innen
verzahnten Zahnrad 222 durch Bolzen bzw. Schrauben 226 befestigt.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, existiert eine
geringe Differenz (ungefähr 1 bis 3) zwischen der Anzahl
der Zähne der ersten und zweiten außen verzahnten
Zahnräder 208 und 210 und der Anzahl
der äußeren Stifte 216 (der inneren Zähne
des innen verzahnten Zahnrades 222).
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Ein
Rahmenkörper 220, der auch als ein Gehäuse
wirkt, ist an dem äußersten Teil des ersten Flansches 218 in
radialer Richtung durch die Schrauben 227 befestigt, während
das innen verzahnte Zahnrad 222 bedeckt wird. Weiterhin
werden der Rahmenkörper 220 und das innen verzahnte
Zahnrad 222 so getragen, dass sie relativ zueinander drehbar
sind, wobei ein Kreuzrollenlager 228 dazwischen angeordnet
ist. Das heißt, von der Mitte des Kreuzrollenlagers 228 aus
gesehen, wirkt der Rahmenkörper 220 als ein äußerer
Ring des Kreuzrollenlagers 228, und das innen verzahnte
Zahnrad 222 wirkt als ein innerer Ring des Kreuzrollenlagers 228.
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Ein
erstes Dichtungsglied 230 ist zwischen dem innen verzahnten
Zahnrad 222 und dem Rahmenkörper 220 angeordnet.
Weiterhin ist ein zweites Dichtungsglied 224 außerhalb
des ersten Lagers 240 (auf der rechten Seite in 3)
zwischen dem ersten Flansch 218 und der Eingangswelle 202 angeordnet. Weiterhin
ist ein drittes Dichtungsglied 246 außerhalb des
zweiten Lagers 242 (auf der linken Seite in 3)
zwischen dem zweiten Flansch 224 und der Eingangswelle 202 angeordnet.
Darüber hinaus ist ein O-Ring 248 an einem Verbindungsteil
zwischen dem ersten Flansch 218 und dem Rahmenkörper 220 angeordnet.
Das Innere des Untersetzungsgetriebes 200 wird durch die
ersten bis dritten Dichtungsglieder 230, 244 und 246 und
den O-Ring 248 abgedichtet.
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Die
ersten und zweiten Lager 240 und 242 tragen währenddessen
den Vorsprungsteil 204, wie oben beschrieben. Im Gegensatz
dazu kommen die zweiten und dritten Dichtungsglieder 244 und 246 in Kontakt
mit den Teilen der Eingangswelle 202, wo der Vorsprungsteil 204 nicht
geformt ist, außerhalb der ersten und zweiten Lager 240 und 242.
Das heißt, die zweiten und dritten Dichtungsglieder 244 und 246 kommen
in Kontakt mit der Eingangswelle 202, so dass die Distanz
zwischen der Achse O und jedem der zweiten und dritten Dichtungsglieder
kürzer ist als die Distanz zwischen der Achse O und jedem
der ersten und zweiten Lager 240 und 242. Aus
diesem Grund ist der Radius von jedem der zweiten und dritten Dichtungsglieder 244 und 246 klein,
so dass eine Dichtungsdistanz um die Eingangswelle 202 kürzer ist
als eine Dichtungsdistanz um den Vorsprungsteil 204. Als
eine Folge kann es möglich sein, die Dichtungsleistung
zu verbessern. Weiterhin kann es möglich sein, das Gewicht
des Untersetzungsgetriebes zu verringern, da der Wellendurchmesser
dd1 der Eingangswelle 202 verringert wird.
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Schmierfett
oder Getriebeöl (nicht gezeigt) ist im Übrigen
als ein Schmiermittel im dem Untersetzungsgetriebe 200 aufgenommen.
Das aufgenommene Schmiermittel kann ein Schmiermittel sein, bei dem
zumindest ein Teil während des Antreibens des Untersetzungsgetriebes 200 verflüssigt
wird, und es ist nicht auf ein Schmiermittel eingeschränkt,
welches notwendigerweise bei normaler Temperatur flüssig
ist.
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Ein
Beispiel, wo beispielsweise ein flacher Motor an dem Untersetzungsgetriebe 200 angebracht
ist, wird mit Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Der
flache Motor 250 ist an der Eingangswelle 202 befestigt
und weist einen Stator 252 auf, der elektromagnetische
Spulen 254 und einen Rotor 256 aufweist, welcher
Magneten 258 aufweist.
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Der
Stator 252 ist integral mit einem Motorgehäuse 262 ausgeformt
und weist zu den Magneten 258 mit einem vorbestimmten Spalt
dazwischen in radialer Richtung (einer Richtung senkrecht zur Achse).
Die elektromagnetischen Spulen 254 des Stators 252 sind
geeignet, um einen Raum in axialer Richtung einzunehmen.
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Aus
diesem Grund ist eine Nut 218A, in der die elektromagnetischen
Spulen 254 aufgenommen sein können, wenn der flache
Motor 250 mit dem Untersetzungsgetriebe 200 verbunden
ist, an der Oberfläche des ersten Flansches 218 ausgeformt.
Der Rotor 256 ist an der Eingangswelle 202 durch
eine Keilwelle 260 befestigt, und die Magneten 258 sind
am Außenumfang des Rotors 256 angeordnet.
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Der
flache Motor 250 kann integral an dem Untersetzungsgetriebe 200 durch
die Schrauben 227 befestigt sein, während das
Motorgehäuse 262 durch eine Endabdeckung 264 geklemmt
wird. Ein Resolver 266, der eine Art eines magnetischen
Sensors ist, ist währenddessen an der Eingangswelle 220 befestigt
und wird zum Detektieren der Drehung des flachen Motors 250 verwendet
(alternativ kann ein optischer Sensor verwendet werden, wie beispielsweise ein
Encoder).
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Der
Betrieb des Untersetzungsgetriebes 200 wird unten beschrieben.
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Wenn
Leistung (Drehmoment) an die Eingangswelle 202 von einer
(nicht gezeigten) Leistungsquelle oder dem in 4 gezeigten
flachen Motor übertragen wird, werden die ersten und zweiten Exzenterkörper 204A und 204B,
die an dem Vorsprungsteil 204 integral mit der Eingangswelle 202 ausgeformt
sind, exzentrisch gedreht. Die exzentrische Drehung der ersten und
zweiten Exzenterkörper 204A und 204B wird
auf die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 208 und 210 durch
die ersten und zweiten Exzenterkörperlager 206A und 206B übertragen.
Das heißt, die ersten und zweiten außen verzahnten
Zahnräder 208 und 210 beginnen, sich
um die Achse O zu drehen. Da die festen inneren Bolzen 212 in
die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 208 und 210 eingesetzt
sind, wird andererseits die Drehung der ersten und zweiten außen
verzahnten Zahnräder reguliert bzw. verhindert, so dass
sich die ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 208 und 210 nur
drehen. Weiterhin existiert, wie oben beschrieben, eine geringfügige Differenz
(Unterschied der Zähnezahl) zwischen der Anzahl der Zähne
der ersten und zweiten außen verzahnten Zahnräder 208 und 210 und
der Anzahl der äußeren Stifte 216 des
innen verzahnten Zahnrades 222. Entsprechend wird das innen
verzahnte Zahnrad 222 immer dann, wenn die ersten und zweiten außen
verzahnten Zahnräder 208 und 210 sich
einmal drehen, um die Dif ferenz der Anzahl der Zähne gedreht
(es wird relativ zu den ersten und zweiten außen verzahnten
Zahnrädern 208 und 210 gedreht). Die
Drehkomponenten bzw. Drehbewegungen der ersten und zweiten außen
verzahnten Zahnräder 208 und 210 werden
durch die lose Passung zwischen den ersten und zweiten außen
verzahnten Zahnrädern 208 und 210, den
inneren Bolzen 212 und die inneren Rollen 214 absorbiert.
Die Drehung des innen verzahnten Zahnrades 222 wird sanft
durch das Kreuzrollenlager 228 ausgeführt, welches
zwischen dem innen verzahnten Zahnrad und dem Rahmenkörper 220 angeordnet
ist, der am ersten Flansch 218 befestigt ist, und wird
durch den zweiten Flansch 224 herausgeführt, der
durch die Schrauben 226 integral mit dem innen verzahnten
Zahnrad 222 gedreht wird.
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Wenn
der zweite Flansch 224 festgelegt ist, wird währenddessen
in diesem Ausführungsbeispiel die Drehung der Eingangswelle 220 als
die Drehung des ersten Flansches 218 (d. h. des Rahmenkörpers 220)
ausgegeben, nachdem sie verlangsamt bzw. untersetzt wurde.
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Wärme,
die durch die Reibung zwischen den ersten und zweiten Exzenterkörpern 204A und 204B, den
ersten und zweiten Exzenterkörperlagern 206A und 206B und
den ersten und zweiten außen verzahnten Zahnrädern 208 und 210 verursacht
wird, wird aufgrund der Drehung der Eingangswelle 202 erzeugt.
Diese Wärme wird jedoch sanft an die Ausnehmung 202B des
hohlen Teils 202A abgestrahlt. In diesem Fall wird Luft
durch Kraft in den hohlen Teil 202A durch die Drehung der
Eingangswelle 202 geleitet. Aus diesem Grund wird ein Wärmeableitungseffekt
im hohlen Teil 202A weiter verbessert, da die Wärmeableitungsoberfläche
aufgrund des Vorhandenseins der Ausnehmung 202B vergrößert
ist.
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Durch
Formen der Ausnehmung 202B wird weiter die Metallmenge
der Eingangswelle 202 verringert. Entsprechend kann es
möglich sein, die thermische Kapazität zu verringern
und auch die Metallmenge so weit zu verringern. Da es die Ausnehmung 202B (mit
der Niveau- bzw. Höhendifferenz S und einer Breite QQ)
gibt, die breiter ist als die gesamte Breite qq der ersten und zweiten
Exzenterkörper 204A und 204B am hohlen
Teil 202A des Vorsprungsteils 204, wird weiterhin
die am Vorsprungsteil 204 konzentrierte Wärme
sanft zum hohlen Teil 202A abgestrahlt. Darüber
hinaus kann es möglich sein, weiter einen Wärmeableitungseffekt
nahe der Ausnehmung 202B durch die Drehung der Eingangswelle 202 zu
verbessern, und zwar im Vergleich dazu, wenn die Ausnehmung 202B nicht
geformt ist.
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Weiterhin
ist die Ausnehmung 202B in diesem Ausführungsbeispiel
an einem Teil ausgeformt, der dicker gemacht ist, da der Vorsprungsteil 204 integral
mit der Eingangswelle 202 ausgeformt ist. Wenn der Vorsprungsteil 204 mit
der Eingangswelle 202 unter Verwendung einer Passfeder,
einer Keilwelle oder Ähnlichem zusammengebaut ist, wird
die Festigkeit eines Teils der Eingangswelle 202, an dem der
Vorsprungsteil 204 befestigt ist, aufgrund der Existenz
der Passfeder, der Keilwelle oder Ähnlichem verringert.
Aus diesem Grund kann es nicht möglich sein, eine Ausnehmung 202B mit
ausreichender Tiefe zu formen. Im Gegensatz dazu kann die Ausnehmung 202B in
diesem Ausführungsbeispiel an einem Teil geformt sein,
der um so viel dicker gemacht ist, wie der Vorsprungsteil 204.
Entsprechend kann es möglich sein, eine tiefe Ausnehmung 202B zu
formen, ohne die Festigkeit zu verringern, und einen großen
Wärmeableitungseffekt und einen Gewichtsverringerungseffekt
zu verwirklichen.
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Da
weiterhin die tiefe Ausnehmung 202B vollständig
in Umfangsrichtung an dem hohlen Teil 202A so geformt ist,
dass sie eine größere Breite als die gesamte Breite
qq der ersten und zweiten Exzenterkörper 204A und 204B hat
(um in axialer Richtung lang zu sein), wird weiterhin die Metallmenge
eines Teils, der aus der Eingangswelle 202 und dem Vorsprungsteil 204 gebildet
wird, verringert. Als eine Folge kann es möglich sein,
das Gewicht des Untersetzungsgetriebes 200 selbst zu verringern.
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Weiterhin
sind die ersten und zweiten Lager 240 und 242,
die den Vorsprungsteil 204 tragen bzw. lagern, an beiden
Seiten der ersten und zweiten Exzenterkörper 204A und 204B vorgesehen.
Darüber hinaus sind die zweiten und dritten Dichtungsglieder 244 und 246,
die in Kontakt mit der Eingangswelle 202 kommen, so dass
die Distanz zwischen der Achse O und jedem der zweiten und dritten
Dich tungsglieder kürzer ist als die Distanz zwischen der
Achse O und jedem der ersten und zweiten Lager 240 und 242,
außerhalb der ersten und zweiten Lager 240 und 242 vorgesehen.
Aus diesem Grund ist der Radius für jedes der zweiten und
dritten Dichtungsglieder 244 und 246 klein, so
dass die Dichtungsdistanz bzw. Dichtungsentfernung kurz ist. Als
eine Folge kann es möglich sein, die Dichtungsleistung
zu verbessern. Da es möglich sein kann, den Wellendurchmesser dd1
der Eingangswelle 202 kleiner zu machen als den Wellendurchmesser
dd2 des Vorsprungsteils 204 kann es weiter auch möglich
sein, einen Gewichtsverringerungseffekt zu erhalten.
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Wenn
ein Glied mit einer höheren thermischen Leitfähigkeit
positiv in der Ausnehmung 202B angeordnet ist, ist währenddessen
die thermische Kapazität eines Teils, welcher aus der Eingangswelle 202 und
dem Vorsprungsteil 204 geformt wird, niedrig. Entsprechend
kann es möglich sein, schnell Wärme von dem Teil
abzuziehen, der aus der Eingangswelle 202 und dem Vorsprungsteil 204 gebildet
wird. Wenn beispielsweise das Metall der Eingangswelle 202 und
der Vorsprungsteil 204 rostfreier Stahl ist, kann Metall
mit einer höheren thermischen Leitfähigkeit, wie
beispielsweise Kupfer oder Eisen, als ein Material des oben erwähnten
Gliedes verwendet werden. Weiterhin kann es möglich sein,
wenn beispielsweise ein Graphitflächenelement verwendet wird,
Wärme mit hoher Effizienz in axialer Richtung zu übertragen,
und zwar aufgrund der Anisotropie der thermischen Leitfähigkeit.
Entsprechend kann es möglich sein, sehr effektiv Wärme
von dem Vorsprungsteil 204 abzuleiten. Alternativ kann
es beispielsweise möglich sein, Wärme mit hoher
Effizienz durch direktes Formen von DLC (DLC = diamond-like carbon
= diamantenartiger Kohlenstoff) an der Ausnehmung 202B abzuleiten.
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Das
heißt, bei dem Untersetzungsgetriebe 200, welches
die Eingangswelle 202 und den Vorsprungsteil 204 aufweist,
der an der Eingangswelle 202 ausgeformt ist, kann es möglich
sein, effizient Wärme abzuleiten, die aufgrund der Drehung
der Eingangswelle 202 erzeugt wird.
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In
diesem Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung 202B in
der Form der 3 (am hohlen Teil 202A der
Eingangswelle 202 in der Form einer einzigen Ausneh mung
ausgebildet) geformt worden, jedoch ist die Erfindung nicht darauf
eingeschränkt. In einem Untersetzungsgetriebe 201 gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in 3 gezeigt
ist, kann eine Ausnehmung 202C eine Vielzahl von Nuten
aufweisen, und die Nuten können in einer Spiralform geformt
sein. In diesem Fall wird der thermische Widerstand beim hohlen
Teil 202A weiter verringert, und zwar aufgrund der Vielzahl
von Nuten, so dass die Wärmeableitung und eine schnelle
Kühlung erleichtert bzw. ermöglicht werden. Da Luft,
die ein Kühlmedium ist, welches im hohlen Teil 202A vorhanden
ist, aufgrund der Drehung der Eingangswelle 202 aktiv in
eine Richtung geleitet wird, kann es weiterhin möglich
sein, den Wärmeableitungseffekt weiter zu verbessern. Auch
wenn die Nuten kontinuierlich oder intermittierend in dem hohlen Teil 202A ausgeformt
sind (was einen Fall mit einschließt, wo die Nuten regulär
in einer Umfangsrichtung des hohlen Teils 202A wie ein
Kühlventilator ausgeformt sind), wird währenddessen
der oben erwähnte signifikante Effekt erreicht.
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Weiterhin
ist die Breite QQ der Ausnehmung 202B größer
als die gesamte Breite qq der ersten und zweiten Exzenterkörper 204A und 204B in
den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen, jedoch ist die
Erfindung nicht darauf eingeschränkt. Beispielsweise kann
die Breite der Ausnehmung 202B gleich der oder größer
als die Breite von einem Exzenterkörper sein. Auch in diesem
Fall wird der entsprechende Effekt der Erfindung in Hinblick auf
die Wärmeableitung oder Gewichtsverringerung erreicht. Wenn
es drei oder mehr Exzenterkörper gibt, kann alternativ
die Breite der Ausnehmung gleich der oder größer
als die Gesamtbreite der Exzenterkörper sein.
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In
den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen sind weiter
alle der zweiten und dritten Dichtungsglieder 244 und 246 in
Kontakt mit der Eingangswelle 202 gekommen, so dass die
Distanz zwischen der Achse O und jedem der zweiten und dritten Dichtungsglieder
kürzer ist als die Distanz zwischen der Achse O und jedem
der ersten und zweiten Lager 240 und 242. Jedoch
ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt. Es muss nur
irgendeines der Dichtungsglieder den oben erwähnten Zustand
erfüllen.
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Darüber
hinaus ist das in den 3 bis 5 gezeigte
Untersetzungsgetriebe mit innen umlaufendem eingreifenden Planetenrad
als ein Gegenstand bei den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen
verwendet worden, jedoch ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt.
Beispielsweise kann die Erfindung auch auf ein sogenanntes ”Planetenuntersetzungsgetriebe
mit flexiblem Eingriff” angewendet werden, welches eine
Drehung relativ zu einem innen verzahnten Zahnrad durch das Biegen
eines außen verzahnten Zahnrades herausführt.
In diesem Fall können ein Ellipsenkörper, wie
beispielsweise ein Wellengenerator, der zum Biegen des außen
verzahnten Zahnrades verwendet wird, dessen ellipsenförmiger äußerer
Umfang und so weiter als der Vorsprungsteil und die Exzenterteile
der Erfindung angesehen werden.
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Die
abzustrahlende Wärme wird durch Aufbringen einer Farbe
auf den Ausnehmungen 202B der zweiten und dritten Ausführungsbeispiele
vergrößert, die beispielsweise Industrieruß oder Ähnliches aufweist.
Als ein Ergebnis kann es möglich sein, einen Wärmeableitungseffekt
bemerkenswerter zu machen.
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Ein
Beispiel einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird
unten beschrieben.
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6 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines mit einem Motor integrierten
Untersetzungsgetriebes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der
Erfindung, und 7 ist eine Querschnittsansicht eines
Exzenterkörpers, der entlang einer Linie VII-VII der 6 aufgenommen
wurde. Das vierte Ausführungsbeispiel wird unten mit Bezugnahme
auf die 6 und 7 beschrieben.
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Die
Struktur eines mit einem Motor integrierten Untersetzungsgetriebes 300 wird
zuerst beschrieben.
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Wie
in 6 gezeigt, weist das mit einem Motor integrierte
Untersetzungsgetriebe 300 einen Motor auf, der einen Rotor
und einen Stator aufweist und nahe der Achse O angeordnet ist, und
die Struktur des Untersetzungsgetriebes ist im Wesentlichen die
gleiche wie jene des Untersetzungsgetriebes des in 3 gezeigten
zweiten Ausführungsbeispiels. Aus diesem Grund werden hauptsächlich
der Rotor und der Stator des Motor beschrieben, und Teile in 6,
die anderen Teilen entsprechen, werden mit Bezugszeichen bezeichnet,
die die gleichen letzten zwei Ziffern haben wie jene der in 3 gezeigten Komponenten,
und deren Beschreibung wird weggelassen.
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Wie
in den 6 und 7 gezeigt, ist der Rotor aus
einer Eingangswelle 302 geformt, die selbst integral mit
einem Vorsprungsteil 304 geformt ist und durch Anordnen
einer Vielzahl von Magneten 358 in regelmäßigen
Intervallen in Umfangsrichtung der Ausnehmung 302 gebildet
wird. Beispielsweise kann ein Ferrit-Magnet (dessen spezifisches
Gewicht kleiner ist als das spezifische Gewicht von rostfreiem Stahl,
dessen spezifische Wärme kleiner ist als die spezifische
Wärme von rostfreiem Stahl und dessen thermische Leitfähigkeit
höher ist als die thermische Leitfähigkeit von
rostfreiem Stahl) als der Magnet 358 verwendet werden.
Wenn die Dicke T von jedem Magnet 358 so eingestellt ist,
dass sie kleiner ist als die Höhen- bzw. Niveaudifferenz
S, und die Magneten in der Ausnehmung 302B angeordnet sind,
kann der thermische Widerstand verringert werden. Wie in 7 gezeigt,
sind weiterhin die Magneten 358 in regelmäßigen
Intervallen L in Umfangsrichtung der Ausnehmung 302B angeordnet.
Entsprechend ist der thermische Widerstand eines Teils entsprechend den
Intervallen L niedrig, wie im zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben. Aus diesem Grund kann es möglich sein, den
thermischen Widerstand zu verringern und die thermische Kapazität
des gesamten Rotors zu verringern. Weiterhin kann es möglich
sein, die spezifische Wärme des Rotors und das Gewicht des
Rotors zu verringern.
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Wie
in 6 gezeigt, kann der Stator durch Anordnen eines
Vorsprungs 318A, der integral mit einem ersten Flansch 218 geformt
ist, in einem hohlen Teil 302A und durch Befestigen einer
Vielzahl von elektromagnetischen Spulen 354 an dem Vorsprung geformt
werden. Es kann durch die oben erwähnte Struktur möglich
sein, die Eingangswelle 302 zu drehen, welche der Rotor
ist, und zwar durch die Steuerung eines Stroms, der in den elektromagnetischen Spulen 354 fließt.
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Da
ein zweiter Flansch 324 keine Öffnung an der Achse
O aufweist, kann es währenddessen möglich sein,
den Eintritt von Schmutz zu verhindern.
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Der
Betrieb des mit einem Motor integrierten Untersetzungsgetriebes 300 wird
unten besprochen. Da der Betrieb des Untersetzungsgetriebes im Wesentlichen
der gleiche ist wie jener des Untersetzungsgetriebes des zweiten
Ausführungsbeispiels, wird der Betrieb des Untersetzungsgetriebes
hier weggelassen, und die Wärmeableitung der Eingangswelle 302 wird
beschrieben.
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Wärme,
die durch die Reibung zwischen den ersten und zweiten Exzenterkörpern 304A und 304B, den
ersten und zweiten Exzenterkörperlagern 306A und 306B und
den ersten und zweiten außen verzahnten Zahnrädern 308 und 310 verursacht
wird, wird aufgrund der Drehung der Eingangswelle 302 (des
Rotors) erzeugt. Jedoch wird diese Wärme sanft zu der Ausnehmung 302B abgestrahlt.
In diesem Fall wird Luft zwangsweise in den hohlen Teil 302A durch die
Drehung der Eingangswelle 302 (des Rotors) geführt.
Da die Dicke T von jedem Magnet 358, der im hohlen Teil 302A angeordnet
ist, kleiner als die Niveaudifferenz S ist, kann es möglich
sein, den thermischen Widerstand von Teilen zu verringern, die den Magneten 358 entsprechen,
und zwar im Vergleich dazu, wenn die Ausnehmung 302B nicht
ausgeformt ist. Da die Magneten 358 in der Ausnehmung 302B in
Intervallen L angeordnet sind, ist weiterhin der thermische Widerstand
eines Teils entsprechend den Intervallen L niedrig. Aus diesem Grund
kann es möglich sein, die thermische Kapazität
der gesamten Eingangswelle 302 (des Rotors) zu verringern,
so dass ein Wärmeableitungseffekt am hohlen Teil 302A weiter
verbessert wird.
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Da
die Ausnehmung 302B nicht vollständig mit den
Magneten 358 gefüllt ist, auch wenn eine Vielzahl
von Magneten 358 angeordnet ist, kann es weiter möglich
sein, die thermische Kapazität zu verringern. Da es an
dem hohlen Teil 302A die Ausnehmung 302B (mit
der Niveaudifferenz S und einer Breite QQ) gibt, die breiter ist
als die Gesamtbreite qq der ersten und zweiten Exzenterkörper 304A und 304B,
wird weiterhin die an dem Vorsprungsteil 304 konzentrierte
Wärme sanft zum hohlen Teil 302A gestrahlt. Es
kann darüber hinaus möglich sein, weiter den Wärmeableitungseffekt
an einer Position zu verbessern, wo die Ausnehmung 302B oder
die Magneten 358 vorgesehen sind, und zwar durch Drehung der
Eingangswelle 302 im Vergleich dazu, wenn die Ausnehmung 302B nicht
geformt ist.
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Da
weiterhin der Motor im hohlen Teil des Untersetzungsgetriebes angeordnet
ist, kann weiterhin das mit dem Motor integrierte Untersetzungsgetriebe 300 einen
Motor mit einem kleinen und leichten Untersetzungsgetriebe im Vergleich
dazu erreichen, wenn ein Motor außen montiert ist. Entsprechend kann
das mit einem Motor integrierte Untersetzungsgetriebe leicht an
einem Einsatzort einer Roboterhand oder an einem ähnlichen
Einsatzort eingesetzt werden, der eine große Ausgabe bei
kleiner Größe erfordert. Da der Motor zu diesem
Zeitpunkt im Untersetzungsgetriebe abgedichtet ist, kann es weiterhin möglich
sein, zu verhindern, dass der Motor durch eine äußere
Kraft beschädigt wird, und zu verhindern, dass der Motor
verschmutzt wird.
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Ein
Ferrit-Magnet ist in diesem Ausführungsbeispiel als der
Magnet 358 verwendet worden, jedoch ist die Erfindung nicht
darauf eingeschränkt.
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In
diesem Ausführungsbeispiel sind darüber hinaus
die Magneten 358 in der Ausnehmung 302B angeordnet
gewesen, so dass die Magneten 358 für den Rotor
verwendet werden. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt.
Beispielsweise können die elektromagnetischen Spulen 354 in
der Ausnehmung 302B angeordnet sein. Weiterhin kann zumindest
ein Teil der Komponenten des Rotors in der Ausnehmung 302B vorgesehen
sein.
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In
den oben erwähnten Ausführungsbeispielen können
die Eingangswelle und die Exzenterkörper währenddessen
integral miteinander geformt sein. Jedoch beschränkt die
Erfindung nicht speziell das Verfahren zum Formen der Eingangswelle
und die Eingangswelle kann durch Gießen, Schneiden, Pressen
oder Ähnliches geformt werden.
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Als
eines der Verarbeitungsverfahren kann insbesondere die sogenannte
Hochdruck-Umformung verwendet werden, die Exzenterkörper
dadurch formt, dass ein rundes Rohr, welches eine Eingangswelle
bildet, in eine Form gesetzt wird, die eine äußere
Form von Exzenterkörpern hat, und indem das runde Rohr
mit einer Flüssigkeit unter ultrahohem Druck gefüllt
wird, während gleichzeitig das runde Rohr von beiden Seiten
des runden Rohrs komprimiert wird. Dieses Verfahren (welches auch
als Hydro-Umformung bezeichnet werden kann) kann stabil ein rundes
Rohr, welches aus verschiedenen Legierungen (Kohlenstoff, Stahl,
rostfreier Stahl, Aluminium, Kupfer und so weiter) gemacht ist,
mit einem kleinen Ausmaß an Arbeit formen, und zwar durch
Steuerung des Drucks der Flüssigkeit.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
Erfindung kann bei einem Untersetzungsgetriebe angewendet werden,
welches eine Eingangswelle aufweist, die integral mit Exzenterkörpern
ausgeformt ist und einen hohlen Teil in ihrer Mitte in radialer
Richtung aufweist.
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Zusammenfassung
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Ein
Untersetzungsgetriebe mit einer Eingangswelle und einem Exzenterkörper,
der auf der Eingangswelle angeordnet ist, hat eine speziell vorgesehen
Struktur, die eine effiziente Ableitung von Wärme gestattet,
welche durch die Drehung der Eingangswelle erzeugt wird. Das Untersetzungsgetriebe hat
erste und zweite Exzenterkörper, die auf der Eingangswelle
befestigt sind, und führt als eine Ausgangsgröße
eine relative Drehung zwischen einem innen verzahnten Zahnrad und
den ersten und zweiten außen verzahnten Zahnrädern
heraus. Die Eingangswelle hat einen hohlen Teil. Die ersten und zweiten
Exzenterkörper sind integral mit der Eingangswelle geformt.
Eine Ausnehmung ist voll umlaufend in der Eingangswelle an einer
axialen Position geformt, an der die ersten und zweiten Exzenterkörper
geformt sind. Geschnittene Kammnuten der Ausnehmung sind relativ
zu einer Ebene senkrecht zur Achse der Eingangswelle gekippt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-330743 [0001]
- - JP 2008-164763 [0001]
- - JP 2001-187945 A [0003]