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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wellgetriebe, das in der Lage ist, den äußeren Raum seines flexiblen, außen verzahnten Zahnrades effektiv zu nutzen.
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Stand der Technik
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Ein bekanntes Beispiel für ein Wellgetriebe, wie es im Patentdokument 1 offenbart ist, ist als Bechertypgetriebe bekannt. Bei dieser Art von Wellgetriebe hat ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad, das innerhalb eines steifen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet ist, eine Becherform. Das flexible, außen verzahnte Zahnrad hat einen zylindrischen Trommelbereich, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu biegen, eine Membran, die sich von einem Ende des Trommelbereichs in radialer Richtung nach innen erstreckt, und eine dicke ringförmige oder scheibenförmige Nabe, die als Fortsetzung des Randes des inneren Umfangs der Membran ausgebildet ist. Der Bereich am offenen Rand, der ein Bereich an der der Membran gegenüberliegenden Seite des zylindrischen Trommelbereiches ist, hat einen Außenverzahnungsausbildungsbereich, in dem auf der äußeren Umfangsfläche eine Außenverzahnung ausgebildet ist.
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Das flexible, außen verzahnte Zahnrad wird durch einen elliptisch konturierten Wellgenerator, der innerhalb des Außenverzahnungsausbildungsbereichs angebracht ist, in eine elliptische Form gebogen, und das flexible, außen verzahnte Zahnrad wird teilweise in Eingriff mit dem steifen, innen verzahnten Zahnrad gebracht. Wenn der Wellgenerator rotiert wird, bewegen sich die Eingriffspositionen der beiden Zahnräder in Umfangsrichtung und es tritt eine relative Rotation zwischen den beiden Zahnrädern auf, wobei die Rotation der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den beiden Zahnrädern entspricht. Ein Zahnrad wird auf der Stelle festgehalten, so dass es nicht rotiert, wodurch von dem anderen Zahnrad eine reduzierte Rotation ausgegeben wird. Der Wellgenerator ist aus einer ringförmigen, steifen Nockenplatte und einem Welllager, das an der elliptisch konturierten äußeren Umfangsfläche der Nockenplatte angebracht ist, aufgebaut.
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Ein anderes bekanntes Beispiel für ein Wellgetriebe, wie es im Patentdokument 2 offenbart ist, wird als Zylinderhut-Getriebe bezeichnet. Bei diesem Wellgetriebetyp hat das außen verzahnte Zahnrad, das innerhalb des steifen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet ist, die Form eines Zylinderhuts. Das flexible, außen verzahnte Zahnrad weist einen zylindrischen Trommelbereich, der in der Lage ist, sich in der radialen Richtung zu biegen, eine Membran, die sich von einem Ende des Trommelbereichs aus in radialer Richtung nach außen erstreckt, und eine dicke, ringförmige Nabe auf, die als Fortsetzung des Randes am äußeren Umfang der Membran ausgebildet ist. Der Bereich am offenen Rand, der ein Bereich auf der der Membran gegenüberliegenden Seite des zylindrischen Trommelbereiches ist, ist ein Außenverzahnungsausbildungsbereich, im dem auf der äußeren Umfangsfläche eine Außenverzahnung ausgebildet ist.
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Das flexible, außen verzahnte Zahnrad wird durch einen elliptisch konturierten Wellgenerator, der auf der Innenseite des Außenverzahnungsausbildungsbereichs angebracht ist, in eine elliptische Form gebogen, und das flexible, außen verzahnte Zahnrad wird teilweise in Eingriff mit dem steifen, innen verzahnten Zahnrad gebracht. Wenn der Wellgenerator rotiert wird, bewegen sich die Eingriffspositionen der beiden Zahnräder in Umfangsrichtung und es tritt eine relative Rotation zwischen den beiden Zahnrädern auf, wobei die Rotation der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den beiden Zahnrädern entspricht. Ein Zahnrad wird auf der Stelle festgehalten, so dass es nicht rotiert, wodurch von dem anderen Zahnrad eine reduzierte Rotation ausgegeben wird. Der Wellgenerator ist aus einer ringförmigen, steifen Nockenplatte und einem Welllager, das an der elliptisch konturierten äußeren Umfangsfläche der Nockenplatte angebracht ist, aufgebaut.
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Noch ein anderes bekanntes Beispiel für ein Wellgetriebe, wie es in Patentdokument 3 offenbart ist, wird als Flachtypgetriebe bezeichnet. In diesem Wellgetriebetyp hat ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad, das innerhalb des steifen, innen verzahnten Zahnrades angebracht ist, eine einfache Form mit einem zylindrischen Trommelbereich, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu biegen, und eine Außenverzahnung, die auf der kreisförmigen äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Trommelbereichs ausgebildet ist.
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Die beiden steifen, innen verzahnten Zahnräder sind parallel zueinander außerhalb des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades angeordnet. Das flexible, außen verzahnte Zahnrad wird durch den elliptisch konturierten Wellgenerator, der auf der Innenseite des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades angebracht ist, in eine elliptische Form gebogen, und das flexible, außen verzahnte Zahnrad wird teilweise in Eingriff mit dem steifen, innen verzahnten Zahnrad gebracht. Wenn der Wellgenerator rotiert wird, bewegen sich die Eingriffspositionen des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades und der beiden steifen, innen verzahnten Zahnräder in Umfangsrichtung. Ein steifes, innen verzahntes Zahnrad hat die gleiche Anzahl an Zähnen, wie das flexible, außen verzahnte Zahnrad, und das andere steife, innen verzahnte Zahnrad hat mehr Zähne als das flexible, außen verzahnte Zahnrad. Daher rotiert das flexible, außen verzahnte Zahnrad integral mit dem steifen, innen verzahnten Zahnrad, das die gleiche Anzahl an Zähnen hat, und es tritt relativ zu dem steifen, innen verzahnten Zahnrad, das eine andere Anzahl an Zähnen hat, eine Rotation auf, wobei die Rotation der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den beiden Zahnrädern entspricht. Ein steifes, innen verzahntes Zahnrad wird auf der Stelle festgehalten, so dass es nicht rotiert, wodurch von dem anderen steifen, innen verzahnten Zahnrad eine reduzierte Rotation ausgegeben wird. Der Wellgenerator ist aus einer ringförmigen steifen Nockenplatte und einem Welllager, das an der elliptisch konturierten äußeren Umfangsfläche der Nockenplatte angebracht ist, aufgebaut.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP-A 2012-072912
- Patentdokument 2: JP-A 2009-257510
- Patentdokument 3: JP-A 2009-156462
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Zusammenfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
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Bei einem konventionellen becherförmigen Wellgetriebe wird der Außendurchmesser des Getriebes durch das steife, innen verzahnte Zahnrad, das am weitesten außen angeordnet ist, vorgegeben. Das steife, innen verzahnte Zahnrad wirkt als Beschränkung und die Möglichkeit, den Außendurchmesser des becherförmigen Wellgetriebes zu reduzieren, ist beschränkt.
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In einem konventionellen Wellgetriebe vom Zylinderhuttyp erstreckt sich eine Membran von einem Ende des zylindrischen Trommelbereichs des zylinderhutförmigen flexiblen, außen verzahnten Zahnrades in radialer Richtung nach außen, und am Rand am äußeren Umfang der Membran ist eine ringförmige Nabe ausgebildet. Ein steifes, innen verzahntes Zahnrad ist außerhalb des zylindrischen Trommelbereichs angeordnet. Daher sind die Membran, die Nabe und das steife, innen verzahnte Zahnrad am äußeren Umfangsbereich des zylindrischen Trommelbereichs angeordnet, und zwischen diesen Komponenten ist ein großer toter Raum ausgebildet.
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In einem konventionellen Flachtypwellgetriebe ist der Außendurchmesser des Getriebes durch zwei steife, innen verzahnte Zahnräder vorgegeben, die außerhalb des zylindrischen flexiblen, außen verzahnten Zahnrades angeordnet sind. Daher wirkt, ähnlich wie im Fall des becherförmigen Wellgetriebes, das steife, innen verzahnte Zahnrad als eine Beschränkung, und und die Möglichkeit, den Außendurchmesser des Flachtypwellgetriebes zu reduzieren, ist beschränkt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein becherförmiges Wellgetriebe, das es ermöglicht, den Außendurchmesser zu reduzieren, und ein becherförmiges flexibles, innen verzahntes Zahnrad zur Verfügung zu stellen.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zylinderhuttypwellgetriebe, das den Raum am äußeren Umfang effektiv nutzen kann, und ein zylinderhutförmiges flexibles, innen verzahntes Zahnrad zur Verfügung zu stellen.
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Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Flachtypwellgetriebe, das es ermöglicht, den Außendurchmesser zu reduzieren, und ein flexibles, innen verzahntes Zahnrad zur Verfügung zu stellen.
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Mittel zum Lösen der Aufgaben
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In einem Wellgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein innen verzahntes Zahnrad ein flexibles, innen verzahntes Zahnrad, das in der Lage ist, sich in einer radialen Richtung zu biegen, ein außen verzahntes Zahnrad ist ein steifes, außen verzahntes Zahnrad, und das steife, außen verzahnte Zahnrad ist innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet. Ein Innenverzahnungsausbildungsbereich des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades und ein gedrückter Bereich des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades, der durch den Wellgenerator gedrückt und dazu gebracht wird, sich in eine elliptische Form zu biegen, sind an Positionen ausgebildet, die entlang der Zentralachse des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades gegeneinander versetzt sind. Darüber hinaus ist innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades ein Wellgenerator angeordnet, und der gedrückte Bereich wird von dem Wellgenerator von innen nach außen gedrückt, wodurch der gedrückte Bereich in eine elliptische Form gebogen wird.
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Daher sind in der vorliegenden Erfindung der Innenverzahnungsausbildungsbereich und der gedrückte Bereich im zylindrischen Trommelbereich des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades an verschiedenen Positionen entlang der Zentralachse ausgebildet, Positionen, die typischerweise einander benachbart sind. Da der Innenverzahnungsausbildungsbereich und der gedrückte Bereich entlang der Zentralachse gegeneinander versetzt sind, können der Wellgenerator und das steife, außen verzahnte Zahnrad innerhalb des zylindrischen Trommelbereichs des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet sein, und der gedrückte Bereich kann von innen nach außen gedrückt werden, um zu bewirken, dass sich der gedrückte Bereich in eine elliptische Form biegt. Da sich der zylindrische Trommelbereich als Ganzes in eine elliptische Form biegt und sich auch der Innenverzahnungsausbildungsbereich in eine elliptische Form biegt, wenn der gedrückte Bereich in eine elliptische Form gebogen wird, kann ein Zustand geschaffen werden, in dem die Innenverzahnung, die im Innenverzahnungsausbildungsbereich ausgebildet ist, teilweise in die Außenverzahnung des steifen, außen verzahnten Zahnrades eingreift.
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Auswirkungen der Erfindung
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In einem Wellgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung kann der äußere Raum des zylindrischen Trommelbereichs des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades effektiv genutzt werden, da das steife, außen verzahnte Zahnrad und der Wellgenerator innerhalb des zylindrischen Trommelbereichs des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet sind.
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Im Falle eines Bechertyp-Wellgetriebes wird der Außendurchmesser des Getriebes durch den Außendurchmesser des becherförmigen flexiblen, innen verzahnten Zahnrades bestimmt. Im Vergleich zu einem Aufbau, in dem ein steifes Zahnrad außerhalb des flexiblen Zahnrades angeordnet ist, ist es leichter, den Außendurchmesser des Getriebes zu reduzieren, und der Bauraum ist kleiner.
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Da am äußeren Umfang des zylindrischen Trommelbereichs des zylinderhutförmigen flexiblen, außen verzahnten Zahnrades keine Zahnräder oder andere strukturelle Komponenten vorhanden sind, verbleibt im Falle eines Zylinderhuttyp-Wellgetriebes der Raum am äußeren Umfang nicht als toter Raum, der durch die Membran, die Nabe und die Zahnräder unterteilt wird; dieser Raum kann effektiv als Raum zum Installieren von Komponenten oder Ähnlichem genutzt werden.
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Im Falle eines Flachtyp-Wellgetriebes wird der Außendurchmesser des Getriebes durch den Außendurchmesser des zylindrischen flexiblen, innen verzahnten Zahnrades bestimmt. Dementsprechend ist es einfach, den Außendurchmesser des Getriebes zu reduzieren, und der Bauraum ist kleiner.
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In der vorliegenden Erfindung sind das steife, außen verzahnte Zahnrad und der Wellgenerator, die mit Schmiermittel versorgt oder mit Fett beschichtet werden, innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet. Daher ist im Vergleich zu herkömmlichen Fällen, in denen die geschmierten Komponenten außerhalb und innerhalb des flexiblen Zahnrades angeordnet sind, der mit Schmiermittel versorgte Bereich bzw. der mit Fett beschichtete Bereich reduzierbar, und diese Bereiche können einfacher geschmiert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1(a) ist eine schematische Schnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Bechertyp-Wellgetriebes zeigt, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird, und (b) ist eine schematische Stirnseitenansicht davon;
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2(a) ist eine Längsschnittansicht, die schematisch den gebogenen Zustand des becherförmigen flexiblen, innen verzahnten Zahnrades aus 1 zeigt, und (b) ist eine Querschnittansicht davon;
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3(a) ist eine schematische Längsschnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Zylinderhuttyp-Wellgetriebes zeigt, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird, und (b) ist eine schematische Stirnseitenansicht davon;
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4(a) ist eine Längsschnittansicht, die schematisch den gebogenen Zustand eines zylinderhutförmigen flexiblen, innen verzahnten Zahnrades aus 3 zeigt, und (b) ist eine Querschnittansicht davon;
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5(a) ist eine schematische Längsschnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Flachtyp-Wellgetriebes zeigt, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird, und (b) ist eine schematische Stirnseitenansicht davon; und
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6 ist eine Querschnittansicht, die schematisch den gebogenen Zustand des flach ausgebildeten flexiblen, innen verzahnten Zahnrades aus 5 zeigt.
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Art die Erfindung auszuführen
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Ein Ausführungsbeispiel eines Wellgetriebes, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsbeispiel 1: Becherförmiges Wellgetriebe
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1(a) ist eine schematische Schnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Bechertyp-Wellgetriebes zeigt, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird, und (b) ist eine schematische Stirnseitenansicht davon. In den Zeichnungen hat ein becherförmiges Wellgetriebe 1 ein becherförmiges flexibles, innen verzahntes Zahnrad 2, ein ringförmiges steifes, außen verzahntes Zahnrad 3, das koaxial innerhalb des innen verzahnten Zahnrades angeordnet ist, und einen Wellgenerator 4, der innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 an einer Position neben dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 3 angeordnet ist. Der Wellgenerator 4 bewirkt, dass sich das flexible, innen verzahnte Zahnrad 2 in eine elliptische Form biegt und einen Zustand ausbildet, in dem die Innenverzahnung 5 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 an zwei Stellen (Bereichen auf einer Nebenachse 28), die in Umfangsrichtung um 180 Grad voneinander beabstandet sind, in die Außenverzahnung 6 des steifen, außen verzahnten Zahnrades 3 eingreift.
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Wenn der Wellgenerator 4 durch einen Motor oder eine andere Hochgeschwindigkeitsrotationsantriebsquelle um eine Zentralachse 1a des Wellgetriebes 1 rotiert wird, bewegen sich die Eingriffspositionen der Innenverzahnung 5 in die Außenverzahnung 6 in Umfangsrichtung. Die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 5 ist um 2n (wobei n eine positive ganze Zahl ist) größer als die Anzahl der Zähne der Außenverzahnung 6. Üblicherweise hat die Innenverzahnung 5 zwei Zähne mehr. Daher tritt, wenn sich die Eingriffspositionen der Zahnräder 2, 3 in Umfangsrichtung bewegen, eine relative Rotation zwischen den beiden Zahnrädern auf, die der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den beiden Zahnrädern entspricht. Ein Zahnrad ist fixiert, so dass es nicht rotiert, und von dem anderen Zahnrad wird eine Ausgangsrotation erhalten.
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Das flexible, innen verzahnte Zahnrad 2 hat einen zylindrischen Trommelbereich 11, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu biegen, eine Membran 12, die sich von einem Ende 11a des zylindrischen Trommelbereichs 11 in radialer Richtung nach innen erstreckt, und eine dicke ringförmige Nabe 13, die als Fortsetzung des Randes am inneren Umfang der Membran 12 ausgebildet ist. Mehrere Bolzenöffnungen 14 sind in vorgegebenen Abständen entlang der Umfangsrichtung in der Nabe 13 ausgebildet, die es ermöglichen, die Nabe mit einem feststehenden Element oder einem lastseitigen Element (die nicht gezeigt sind) zu verbinden und daran zu befestigen.
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Der zylindrische Trommelbereich 11 hat entlang der Zentralachse 1a ausgehend von der Stelle der Membran 12 einen zylindrischen Bereich 15 konstanter Länge, einen zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich 16, der sich vom zylindrischen Bereich ausgehend fortsetzt und auf dem die Innenverzahnung 5 ausgebildet ist, und einen gedrückten zylindrischen Bereich 17, der sich von dem zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich aus fortsetzt. Der Rand am distalen Ende des gedrückten zylindrischen Bereichs 17 bildet einen anderen offenen Rand 11b des zylindrischen Trommelbereichs 11 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2. Der gedrückte zylindrische Bereich 17 ist ein Bereich, der von dem Wellgenerator 4 von innen nach außen gedrückt und in eine elliptische Form gebogen wird, wie es im Folgenden beschrieben wird.
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Das steife, außen verzahnte Zahnrad 3 ist konzentrisch innerhalb des zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereichs 16 angeordnet. In dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 3 sind Bolzenöffnungen oder Ähnliches ausgebildet, die es ermöglichen, das steife, außen verzahnte Zahnrad mit einem steifen Element oder einem lastseitigen Element (die nicht gezeigt sind) zu verbinden und daran zu befestigen.
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Der Wellgenerator 4 ist in Richtung der Zentralachse 1a neben dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 3 an einer Position am offenen Rand 11b angeordnet, so dass er konzentrisch mit dem Inneren des gedrückten zylindrischen Bereichs 17 des zylindrischen Trommelbereichs 11 ist. Der Wellgenerator 4 hat ein steifes, ringförmiges Element 21 und ein Welllager 22, das außerhalb des ringförmigen Elements angebracht ist. Die äußere Umfangsfläche 23 des ringförmigen Elements 21 ist eine Fläche mit konstanter Breite, die eine elliptische Kontur hat. Das Welllager 22 hat einen äußeren Ring 24 und einen inneren Ring 25, die in der Lage sind, sich in radialer Richtung zu biegen und die an der elliptisch konturierten äußeren Umfangsfläche 23 angebracht sind und in eine elliptische Form gebogen werden; Kugeln 26 sind so eingefügt, dass sie in der Lage sind, entlang der elliptischen Trajektorie zu rollen, die zwischen den Ringen ausgebildet ist. Der gedrückte zylindrische Bereich 17 des zylindrischen Trommelbereichs 11 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 ist auf die äußere Umfangsfläche des elliptisch gebogenen äußeren Rings 24 gepasst und wird in eine elliptische Form gebogen.
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2(a) ist eine Längsschnittansicht, die schematisch den gebogenen Zustand des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 zeigt, und 2(b) ist ein Querschnittansicht, die schematisch den gebogenen Zustand des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 und den Zustand des Eingriffs mit dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 3 zeigt. Der gedrückte zylindrische Bereich 17 des zylindrischen Trommelbereichs 11 wird von dem Wellgenerator 4 entlang des Radius von innen nach außen gedrückt und in eine elliptische Form gebogen. Der zylindrische Trommelbereich 11 biegt sich dabei als Ganzes in eine elliptische Form. Das Ausmaß der Biegung nimmt vom Ende 11a an der Membran 12 zum offenen Rand 11b auf der gegenüberliegenden Seite mit dem Abstand von der Membran 11 zu.
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Wie in der unteren Hälfte der 2(a) gezeigt, nimmt das Ausmaß der Biegung an einer Position auf der Hauptachse 27 der Ellipse mit dem Abstand von der Membran 12 in einer positiven Richtung allmählich zu, und wie in der oberen Hälfte der gleichen Figur gezeigt, nimmt das Ausmaß der Biegung an einer Stelle auf der Nebenachse 28 der Ellipse in einer negativen Richtung allmählich zu. Im Ergebnis biegt sich der zylindrische Innenverzahnungsausbildungsbereich 16, der dem gedrückten zylindrischen Bereich 17, der durch den Wellgenerator 4 in eine elliptische Form gebogen wird, benachbart ist, ebenfalls in eine elliptische Form. In der Folge biegt sich auch die Innenverzahnung 5 des zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereichs 16 in eine elliptische Form und es wird ein Zustand geschaffen, in dem die Innenverzahnungsbereiche 5a, 5b an Stellen auf der Nebenachse 28 in die Außenverzahnungsbereiche 6a, 6b des steifen, außen verzahnten Zahnrades 3 eingreifen.
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Daher wirkt der Wellgenerator 4, der innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 angeordnet ist, auf die gleiche Art und Weise wie ein Wellgenerator, der an einer Position angeordnet ist, in der er dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 3 auf der Außenseite des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 gegenüber liegt.
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Erneut Bezug nehmend auf 1 sind im Bechertyp-Wellgetriebe 1, das auf diese Weise aufgebaut ist, keine strukturellen Komponenten des Wellgetriebes 1 außerhalb des becherförmigen flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 angeordnet. Da der Außendurchmesser des Wellgetriebes 1 durch den Außendurchmesser des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 vorgegeben ist, kann auf diese Weise ein Wellgetriebe 1 mit einem kleinen Außendurchmesser erhalten werden. Auch kann der Raum am äußeren Umfang des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 effektiv genutzt werden.
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Das steife, außen verzahnte Zahnrad 3 und der Wellgenerator 4 sind innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 an benachbarten Positionen angeordnet. Daher ist der mit Fett beschichtete Bereich kleiner als in Fällen, in denen diese Komponenten getrennt voneinander außerhalb und innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 2 angeordnet sind. Demzufolge können diese Komponenten effektiv geschmiert werden.
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Im obigen Ausführungsbeispiel ist der gedrückte zylindrische Bereich 17 in Bezug auf den zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich 16 auf der Seite des offenen Randes 11b ausgebildet. Der gedrückte zylindrische Bereich 17 kann auch auf der der Membran 12 zugewandten Seite des zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereichs 16 angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass der gedrückte zylindrische Bereich 17 um einen vorgegebenen Abstand in Richtung der Zentralachse 1a vom zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich 16 beabstandet ausgebildet ist.
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Ausführungsbeispiel 2: Zylinderhuttyp-Wellgetriebe
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3(a) ist eine schematische Schnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Zylinderhuttyp-Wellgetriebes zeigt, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird, und (b) ist eine schematische Stirnflächenansicht davon. In den Zeichnungen hat ein Zylinderhuttyp-Wellgetriebe 31 ein zylinderhutförmiges flexibles, innen verzahntes Zahnrad 32, ein steifes, außen verzahntes Zahnrad 33, das koaxial innerhalb des innen verzahnten Zahnrades angeordnet ist, und einen Wellgenerator 34, der innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 an einer Position neben dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 33 angeordnet ist. Der Wellgenerator 34 bewirkt, dass sich das flexible, innen verzahnte Zahnrad 32 in eine elliptische Form biegt und einen Zustand ausbildet, in dem die Innenverzahnung 35 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 an zwei Stellen (Bereichen, die auf einer Nebenachse angeordnet sind), die in Umfangsrichtung um 180 Grad voneinander beabstandet sind, in die Außenverzahnung 36 des steifen, außen verzahnten Zahnrades 33 eingreift.
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Wenn der Wellgenerator 34 durch einen Motor oder eine andere Hochgeschwindigkeitsrotationsantriebsquelle um eine Zentralachse 31a des Wellgetriebes 31 gedreht wird, bewegen sich die Eingriffspositionen der Innenverzahnung 35 in die Außenverzahnung 36 in Umfangsrichtung. Die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 35 ist um 2n (wobei n eine positive ganze Zahl ist) größer als die Anzahl der Zähne der Außenverzahnung 36. Üblicherweise hat die Innenverzahnung 35 zwei Zähne mehr. Daher tritt, wenn sich die Eingriffspositionen der Zahnräder 32, 33 in Umfangsrichtung bewegen, eine relative Rotation zwischen den beiden Zahnrädern auf, die der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den beiden Zahnrädern entspricht. Ein Zahnrad ist fixiert, so dass es nicht rotiert, und von dem anderen Zahnrad wird eine Ausgangsrotation erhalten.
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Das flexible, innen verzahnte Zahnrad 32 hat einen zylindrischen Trommelbereich 41, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu biegen, eine Membran 42, die sich von einem Ende 41a des zylindrischen Trommelbereichs 41 in radialer Richtung nach außen erstreckt, und eine dicke ringförmige Nabe 43, die als Fortsetzung des Randes am äußeren Umfang der Membran 42 ausgebildet ist. Mehrere Bolzenöffnungen 44 sind in vorgegebenen Abständen entlang der Umfangsrichtung in der Nabe 43 ausgebildet, die es ermöglichen, die Nabe 43 mit einem feststehenden Element oder einem lastseitigen Element (die nicht gezeigt sind) zu verbinden und daran zu befestigen.
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Der zylindrische Trommelbereich 41 hat entlang der Zentralachse 31a ausgehend von der Membran 42 einen zylindrischen Bereich 45 konstanter Länge, einen zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich 46, der sich von dem zylindrischen Bereich ausgehend fortsetzt und auf dem die Innenverzahnung 35 ausgebildet ist, und einen gedrückten zylindrischen Bereich 47, der sich von dem zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich aus fortsetzt. Der Rand am distalen Ende des gedrückten zylindrischen Bereichs 47 bildet einen anderen offenen Rand 41 des zylindrischen Trommelbereichs 41 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32. Der gedrückte zylindrische Bereich 47 ist ein Bereich, der von dem Wellgenerator 34 von innen nach außen gedrückt und in eine elliptische Form gebogen wird, wie es im Folgenden beschrieben wird.
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Das steife, außen verzahnte Zahnrad 33 ist konzentrisch innerhalb des zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereichs 46 angeordnet. In dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 33 sind Bolzenöffnungen oder Ähnliches ausgebildet, die es ermöglichen, das steife, außen verzahnte Zahnrad 33 mit einem feststehenden Element oder einem lastseitigen Element (die nicht gezeigt sind) zu verbinden und daran zu befestigen.
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Der Wellgenerator 34 ist in Richtung der Zentralachse 31a auf der Seite des offenen Randes 41b an einer Stelle neben dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 33 angeordnet, so dass er konzentrisch mit dem Inneren des gedrückten zylindrischen Bereichs 47 des zylindrischen Trommelbereichs 41 ist. Der Wellgenerator 34 hat ein steifes, ringförmiges Element 51 und ein Welllager 52, das auf der Außenseite des ringförmigen Elements angebracht ist. Die äußere Umfangsfläche 53 des ringförmigen Elements 51 ist eine Fläche mit konstanter Breite, die eine elliptische Kontur hat. Das Welllager 52 hat einen äußeren Ring 54 und einen inneren Ring 55, die in der Lage sind, sich in radialer Richtung zu biegen, und die an der elliptisch konturierten äußeren Umfangsfläche 53 angebracht sind und in eine elliptische Form gebogen werden; Kugeln 56 sind so eingefügt, dass sie in der Lage sind, entlang der zwischen den Ringen ausgebildeten elliptischen Trajektorie zu rollen. Der gedrückte zylindrische Bereich 47 des zylindrischen Trommelbereichs 41 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 ist auf die äußere Umfangsfläche des elliptisch gebogenen äußeren Ringes 54 gepasst und wird in eine elliptische Form gebogen.
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4(a) ist eine Längsschnittansicht, die schematisch den gebogenen Zustand des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 zeigt, und 4(b) ist eine Querschnittansicht, die schematisch den gebogenen Zustand des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 und den Eingriffszustand mit dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 33 zeigt. Der gedrückte zylindrische Bereich 47 des zylindrischen Trommelbereichs 41 wird von dem Wellgenerator 34 entlang des Radius von innen nach außen gedrückt und in eine elliptische Form gebogen. Der zylindrische Trommelbereich 41 biegt sich dabei als Ganzes in eine elliptische Form. Das Ausmaß der Biegung nimmt vom Ende 41a an der Membran 42 zum gegenüberliegenden offenen Rand 41b mit dem Abstand von der Membran 42 zu.
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Wie in der unteren Hälfte von 4(a) gezeigt, nimmt das Ausmaß der Biegung an einer Position auf der Hauptachse 57 der Ellipse mit dem Abstand von der Membran 42 in positiver Richtung allmählich zu, und wie in der oberen Hälfte der gleichen Figur gezeigt, nimmt das Ausmaß der Biegung an einer Position auf der Nebenachse 58 der Ellipse in negativer Richtung allmählich zu. Im Ergebnis biegt sich auch der zylindrische Innenverzahnungsausbildungsbereich 16, der dem gedrückten zylindrischen Bereich 47, der durch den Wellgenerator 34 in eine elliptische Form gebogen wird, benachbart ist, in eine elliptische Form. Demzufolge biegt sich auch die Innenverzahnung 36 des zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereichs 46 in eine elliptische Form und es wird ein Zustand geschaffen, in dem die Innenverzahnungsbereiche 35a, 35b an Positionen auf der Nebenachse 58 in die Außenverzahnungsbereiche 36a, 36b des steifen, außen verzahnten Zahnrades 33 eingreifen.
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Daher wirkt der Wellgenerator 34, der innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 angeordnet ist, auf die gleiche Art und Weise wie ein konventioneller Wellgenerator, der an einer Position angeordnet ist, in der er dem steifen, außen verzahnten Zahnrad 33 außerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 gegenüberliegt.
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Erneut Bezug nehmend auf 3 sind in einem Zylinderhuttyp-Wellgetriebe 31, das auf diese Weise aufgebaut ist, das steife, außen verzahnte Zahnrad 33 und der Wellgenerator 34 innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 angeordnet. Daher kann der Raum am äußeren Umfang des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 effektiv zur Installation von Pats, Verdrahtung oder anderem genutzt werden.
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Darüber hinaus sind das steife, außen verzahnte Zahnrad 33 und der Wellgenerator 34 an benachbarten Positionen innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 angeordnet. Daher ist der mit Fett beschichtete Bereich kleiner als in Fällen, in denen diese Komponenten separat außerhalb und innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 angeordnet sind. Demzufolge können diese Komponenten effizient geschmiert werden.
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Im obigen Beispiel ist der Wellgenerator 34 in Bezug auf das steife, außen verzahnte Zahnrad 33 an einer Stelle am offenen Rand 41b des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 angeordnet. Stattdessen ist es möglich, den Wellgenerator 34 in Bezug auf das steife, außen verzahnte Zahnrad 33 auf Seiten der Membran 42 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 32 anzuordnen. Mit anderen Worten, relativ zu dem zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich 46 ist der gedrückte zylindrische Bereich 47 auf der Seite der Membran 12 des zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereichs 46 ausgebildet. Es ist auch möglich, dass der gedrückte zylindrische Bereich 47 in Richtung der Zentralachse 31a um einen vorgegebenen Abstand von dem zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich 46 beabstandet ausgebildet ist.
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Ausführungsbeispiel 3: Hohles Flachtyp-Wellgetriebe
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5(a) ist eine schematische Längsschnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Flachtyp-Wellgetriebes zeigt, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird, und (b) ist eine schematische Stirnflächenansicht davon. Für die Beschreibung auf diese Zeichnungen Bezug nehmend hat ein hohles Flachtyp-Wellgetriebe 61 ein zylindrisches flexibles, innen verzahntes Zahnrad 62, ein ringförmiges erstes und ein ringförmiges zweites steifes, außen verzahntes Zahnrad 63S, 63D, die parallel zueinander innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet sind, und einen ersten und einen zweiten Wellgenerator 64(1), 64(2), die koaxial innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 angeordnet sind.
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Der erste und der zweite Wellgenerator 64(1), 64(2), die das erste und das zweite steife, außen verzahnte Zahnrad 63S, 63D zwischen sich haben, sind auf jeder Seite davon daneben angeordnet. Der erste Wellgenerator 64(1) ist entlang der Zentralachse 61a neben einer Seite des ersten steifen, außen verzahnten Zahnrades 63S angeordnet, und der zweite Wellgenerator 64(2) ist entlang der Zentralachse 61a neben der anderen Seite des zweiten steifen, außen verzahnten Zahnrades 63D angeordnet. Der erste und der zweite Wellgenerator 64(1), 64(2) bewirken, dass sich das flexible, innen verzahnte Zahnrad 62 in eine elliptische Form biegt und einen Zustand ausbildet, in dem die Innenverzahnung 65 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 an zwei Stellen (Bereichen, die auf einer Nebenachse angeordnet sind), die in Umfangsrichtung um 180 Grad voneinander beabstandet sind, in die Außenverzahnung 66S, 66D des ersten bzw. des zweiten steifen, außen verzahnten Zahnrades 63S, 63D eingreift.
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Wenn der erste und der zweite Wellgenerator 64(1), 64(2) von einem Motor oder einer anderen Hochgeschwindigkeitsrotationsantriebsquelle integral um die Zentralachse 61a des hohlen Wellgetriebes 61 rotiert werden, bewegen sich die Positionen, an denen die Innenverzahnung 65 in die Außenverzahnungen 66S, 66D eingreift, in Umfangsrichtung. Die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 65 ist gleich der Anzahl der Zähne der Außenverzahnung 66D, aber um 2n, wobei n eine positive ganze Zahl, üblicherweise 2, ist, größer als die Anzahl der Zähne der Außenverzahnung 66S. Daher rotiert das zweite steife, außen verzahnte Zahnrad 63 integral mit dem flexiblen, innen verzahnten Zahnrad 62. Wenn sich die Eingriffspositionen des ersten steifen, außen verzahnten Zahnrades 63S und des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 in Umfangsrichtung bewegen, tritt eine relative Rotation zwischen den beiden Zahnrädern auf, die der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den beiden Zahnrädern entspricht. Wenn zum Beispiel das erste steife, außen verzahnte Zahnrad 63S so fixiert ist, dass es nicht rotiert, rotiert das zweite steife, außen verzahnte Zahnrad 63D integral mit dem flexiblen, innen verzahnten Zahnrad 62 und die Ausgangsrotation wird daher vom zweiten steifen, außen verzahnten Zahnrad erhalten.
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Das flexible, innen verzahnte Zahnrad 62 hat einen zylindrischen Trommelbereich 71, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu biegen, und die Seiten des zylindrischen Trommelbereichs 61 bilden einen ersten und einen zweiten offenen Rand 71a, 71b. Von der Seite am ersten offenen Rand 71a hat der zylindrische Trommelbereich 71 in Richtung der Zentralachse 61a einen ersten gedrückten zylindrischen Bereich 77(1) konstanter Länge, einen zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereich 76, auf dem die Innenverzahnung 65 ausgebildet ist, und einen zweiten gedrückten zylindrischen Bereich 77(2), wobei der Rand am distalen Ende des zweiten gedrückten zylindrischen Bereichs 77(2) der andere offene Rand 71b ist. Der erste gedrückte zylindrische Bereich 77(1) ist ein Bereich, der von dem Wellgenerator 64(1) von innen nach außen gedrückt und in eine elliptische Form gebogen wird, wie es im Folgenden beschrieben wird, und der zweite gedrückte zylindrische Bereich 77(2) ist ein Bereich, der von dem zweiten Wellgenerator 64(2) von innen nach außen gedrückt und in eine elliptische Form gebogen wird.
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Das erste und das zweite steife, außen verzahnte Zahnrad 63S, 63D sind innerhalb des zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereichs 76 konzentrisch nebeneinander angeordnet. Sowohl das erste als auch das zweite steife, außen verzahnte Zahnrad 63S, 63D können mit einem feststehenden Element oder einem lastseitigen Element (die nicht gezeigt sind) verbunden und daran befestigt sein.
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Der erste und der zweite Wellgenerator 64(1), 64(2), die den gleichen Aufbau haben, sind jeweils an Positionen neben den Seiten des ersten und des zweiten steifen, außen verzahnten Zahnrades 63S, 63D, die den offenen Rändern 71a, 71b gegenüberliegen, angeordnet und sind innerhalb des ersten und des zweiten zylindrischen Bereichs 77(1), 77(2) des zylindrischen Trommelbereichs 71 konzentrisch zueinander angeordnet. Der erste und der zweite Wellgenerator 64(1), 64(2) rotieren integral miteinander mit der gleichen Drehzahl und in der gleichen Richtung.
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Jede der Wellgeneratoren 64(1), 64(2) hat ein steifes ringförmiges Element 81 und ein Welllager 82, das auf der Außenseite des ringförmigen Elements 81 angebracht ist. Die äußere Umfangsfläche 83 des ringförmigen Elements 81 ist eine Fläche mit konstanter Breite, die eine elliptische Kontur hat. Das Welllager 82 hat einen äußeren Ring 84 und einen inneren Ring 85, die in der Lage sind, sich in radialer Richtung zu biegen, und die an der elliptisch konturierten äußeren Umfangsfläche 83 angebracht sind und in eine elliptische Form gebogen werden; Kugeln 86 sind so eingefügt, dass sie in der Lage sind, entlang der elliptischen Trajektorie, die zwischen den Ringen ausgebildet ist, zu rollen. Der erste und der zweite gedrückte zylindrische Bereich 77(1), 77(2) des zylindrischen Trommelbereichs 71 des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 sind in die jeweilige äußere Umfangsfläche des elliptisch gebogenen äußeren Rings 84 eingepasst, und werden in eine elliptische Form gebogen.
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6 ist eine Querschnittansicht, die schematisch den gebogenen Zustand des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 und den Eingriffszustand mit dem zweiten steifen, außen verzahnten Zahnrad 63D zeigt. Der erste und der zweite gedrückte zylindrische Bereich 77(1), 77(2) des zylindrischen Trommelbereichs 71 werden durch den ersten bzw. zweiten Wellgenerator 64(1), 64(2) jeweils in radialer Richtung von innen nach außen gedrückt und in eine elliptische Form gebogen, wie in den 5(a) und 6 gezeigt. Die gedrückten zylindrischen Bereiche biegen sich dabei an Positionen entlang der Zentralachse 61a des zylindrischen Trommelbereichs 71 in die gleiche elliptische Form.
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Daher funktionieren der erste und der zweite Wellgenerator 64(1), 64(2), die innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 angeordnet sind, auf die gleiche Weise wie ein Wellgenerator, der an einer Position angeordnet ist, in der er dem ersten und dem zweiten steifen, außen verzahnten Zahnrad 63S, 63D, die auf der Innenseite des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 angeordnet sind, gegenüberliegt, wie es üblicherweise der Fall ist.
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Erneut Bezug nehmend auf 5 sind in einem hohlen Flachtyp-Wellgetriebe 61, das auf diese Weise aufgebaut ist, keine strukturellen Komponenten des hohlen Wellgetriebes 61 außerhalb des zylindrischen flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 angeordnet. Die Abmessung des Außendurchmessers des hohlen Wellgetriebes 61 wird daher durch die Abmessung des Außendurchmessers des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 bestimmt, und daher kann ein Wellgetriebe mit einem kleinen Außendurchmesser erhalten werden. Auch kann der Raum am äußeren Umfang des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 effektiv genutzt werden.
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Das erste und das zweite steife, außen verzahnte Zahnrad 63S, 63D und der erste und der zweite Wellgenerator 64(1), 64(2) sind außerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 parallel zueinander angeordnet. Daher ist der mit Fett beschichtete Bereich kleiner als in Fällen, in denen diese Komponenten außerhalb und innerhalb des flexiblen, innen verzahnten Zahnrades 62 angeordnet sind. Demzufolge können diese Komponenten effektiv geschmiert werden.
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Im obigen Beispiel sind die gedrückten zylindrischen Bereiche 77(1), 77(2) nebeneinander auf beiden Seiten des zylindrischen Innenverzahnungsausbildungsbereichs 76 angeordnet. Diese Bereiche können auch voneinander beabstandet angeordnet sein. Eine andere Möglichkeit ist es, den gedrückten zylindrischen Bereich und seinen zugehörigen Wellgenerator wegzulassen und einen Aufbau zu verwenden, der einen einzigen gedrückten zylindrischen Bereich und einen einzigen Wellgenerator aufweist.
