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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung.
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Hintergrund der Erfindung
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Die Getriebevorrichtung gemäß Beschreibung in Patentdruckschrift 1 ist als kleiner und geringes Gewicht aufweisender Geschwindigkeitsverringerer bekannt, der dafür ausgelegt ist, ein großes Geschwindigkeitsverringerungsverhältnis zu erhalten. Eine derartige Getriebevorrichtung ist dafür ausgelegt, eine Drehantriebskraft eines Motors auf eine Kurbelwelle (exzentrische Welle) zu übertragen und die Kurbelwelle über ein zylindrisches Eingabegetrieberad (Zwischengetrieberad) und ein Stirngetrieberad (Übertragungsgetrieberad), das mit dem Eingabegetrieberad kämmt, zu drehen.
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Das Stirngetrieberad ist mit einem Ende der Kurbelwelle durch eine Kerbverzahnung gekoppelt. Insbesondere ist das Ende der Kurbelwelle mit einem vorstehenden Kerbverzahnungsabschnitt mit Zähnen ausgebildet, wohingegen eine innere Umfangsoberfläche, die eine Öffnung des Stirngetrieberades umgibt, mit einem zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnitt mit Ausnehmungen, die der Form nach den Zähnen entsprechen, versehen ist. Wird die Kurbelwelle in die Öffnung des Stirngetrieberades eingeführt, so kämmen die vorstehenden und zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnitte miteinander. Dieser Eingriff schränkt das Stirngetrieberad dahingehend ein, dass keine Relativdrehung zwischen dem Stirngetrieberad und der Kurbelwelle vorhanden ist. Ein Paar von Rückhalteringen ist an der Kurbelwelle an beiden Enden des Stirngetrieberades in der Axialrichtung der Kurbelwelle angebracht. Diese Rückhalteringe schränken das Stirngetrieberad dahingegend ein, dass keine Relativbewegung zwischen dem Stirngetrieberad und der Kurbelwelle in der Axialrichtung vorhanden ist.
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Mit Blick auf die in Patentdruckschrift 1 beschriebene Getriebevorrichtung sind das Stirngetrieberad und die Kurbelwelle durch die Kerbverzahnung miteinander gekoppelt. Die Kopplungssektion durch die Kerbverzahnung ist derart ausgestaltet, dass die vorstehenden und zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnitte miteinander kämmen, wenn die Kurbelwelle in die Öffnung des Stirngetrieberades eingeführt ist. Zu diesem Zweck ist in der Kopplungssektion durch die Kerbverzahnung ein kleiner Zwischenraum oder ein Spiel bei der Design- oder Herstellungstoleranz erlaubt. Daher ist wahrscheinlich, dass ein Wackeln des Stirngetrieberades in einer Drehrichtung der Kurbelwelle auftritt, wenn ein großer Zwischenraum an der Kerbverzahnungskopplungssektion beispielsweise aufgrund einer Zusammenbau- oder Fertigungsgenauigkeit des Stirngetrieberades und der Kurbelwelle auftritt.
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Mit Blick auf die in Patentdruckschrift 1 beschriebene Getriebevorrichtung ist eine Bewegung des Stirngetrieberades in der Axialrichtung der Kurbelwelle durch ein Paar von Rückhalteringen eingeschränkt. Daher ist wahrscheinlich, dass ein Wackeln des Stirngetrieberades in der Axialrichtung aufgrund von Design- oder Zusammenbaufehlern auftritt.
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Es ist wahrscheinlich, dass Verschleiß an der Kerbverzahnungskopplungssektion, während die Getriebevorrichtung betrieben wird, aufgrund des Einflusses des Wackelns des Stirngetrieberades in den Dreh- und Axialrichtungen auftritt. Es ist zudem wahrscheinlich, dass Schwingungen an der Getriebevorrichtung selbst auftreten. Wahrscheinlich ist zudem, dass der Geräuschpegel zunimmt.
- Patentdruckschrift 1: JP 2010-286098 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Getriebevorrichtung bereitzustellen, die dafür ausgelegt ist, Verschleiß, Schwingungen und Geräusche in einer Kopplungssektion zwischen einem Stirngetrieberad und einer Kurbelwelle zu verringern sowie die Anzahl der Komponenten zu verringern.
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Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Getriebevorrichtung zum Ändern einer Drehgeschwindigkeit bei einem gegebenen Drehgeschwindigkeitsverhältnis zum Übertragen einer Antriebskraft zwischen einem Paar von komplementären Elementen einen äußeren Zylinder, der an einem der komplementären Elemente fixierbar ist; eine Kurbelwelle; einen Träger, der an einem weiteren der komplementären Elemente fixierbar und in dem äußeren Zylinder aufgenommen ist, wobei der Träger die Kurbelwelle derart stützt, dass sich der Träger relativ zu dem äußeren Zylinder in Zusammenwirkung mit der Drehung der Kurbelwelle dreht; und ein Stirngetrieberad, das mit einem Ende der Kurbelwelle über eine Kerbverzahnung gekoppelt ist. Die Kerbverzahnung beinhaltet einen vorstehenden Kerbverzahnungsabschnitt, der an dem Ende der Kurbelwelle ausgebildet ist, und einen zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnitt, der in einer inneren Umfangsoberfläche des Stirngetrieberades zum Festlegen einer Öffnung des Stirngetrieberades ausgebildet ist. Der vorstehende Kerbverzahnungsabschnitt beinhaltet Zähne, die in Abständen in einer Umfangsrichtung der Kurbelwelle ausgebildet sind, und geneigte Oberflächen, von denen jede zwischen benachbarten der Zähne an einem proximalen Ende des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes derart ausgebildet ist, dass sich jede der geneigten Oberflächen allmählich hin zu einer proximalen Seite des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes in einer radial nach außen weisenden Richtung der Kurbelwelle neigt. Der zurückgenommene Kerbverzahnungsabschnitt ist mit Ausnehmungen, die entlang der inneren Umfangsoberfläche des Stirngetrieberades zum Festlegen der Öffnung ausgebildet sind, und Stegen versehen, von denen jeder zwischen benachbarten der Ausnehmungen zwischen den benachbarten Zähnen des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes vorstehend ausgebildet ist. Das Stirngetrieberad wird von der Kurbelwelle unter der Bedingung gehalten, dass Stege jeweils gegen die geneigten Oberflächen gedrückt werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 ist eine Schnittansicht einer Getriebevorrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Kopplungssektion zwischen einem Stirngetrieberad und einer Kurbelwelle der Getriebevorrichtung.
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3 ist eine Schnittansicht einer Getriebevorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Kopplungssektion zwischen einem Stirngetrieberad und einer Kurbelwelle der Getriebevorrichtung von 3.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert anhand der Zeichnung beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Eine Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist als Geschwindigkeitsverringerer ausgebildet, der beispielsweise an Drehsektionen in einem Drehkörper, einem Armgelenk und dergleichen eines Roboters und Drehsektionen von verschiedenen Maschinenwerkzeugen einsetzbar ist. Wird die Getriebevorrichtung 1 in einer Drehsektion eines Roboters verwendet, so ist die Getriebevorrichtung 1 dafür ausgelegt, eine Antriebskraft zwischen einer Basis und einem Drehkörper bei gleichzeitiger Änderung einer Drehgeschwindigkeit bei einem gegebenen Drehgeschwindigkeitsverhältnis derart zu übertragen, dass der Drehkörper relativ zu der Basis gedreht wird.
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Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet die Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel: einen äußeren Zylinder 2; einen Innenzahnstift 3; einen Träger 4; ein Hauptlager 6; Kurbelwellen 20; ein Kurbelwellenlager 22; ein Oszillationsgetrieberad 24; ein Eingabegetrieberad (nicht gezeigt); Stirngetrieberäder 18, von denen jedes mit einer der Kurbelwellen 20 gekoppelt ist; und Rückhalteringe 43 zum Verhindern eines Abfallens, wobei jeder der Rückhalteringe 43 axial außerhalb eines jeden der Stirngetrieberäder 18 vorgesehen ist.
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Der äußere Zylinder 2 weist eine Form auf, die an einem von zwei komplementären Elementen (beispielsweise Basis eines Roboters) fixierbar ist, und wirkt als Gehäuse der Getriebevorrichtung 1. Der äußere Zylinder 2 ist im Wesentlichen in zylindrischer Form ausgebildet. Der äußere Zylinder 2 ist an der Basis des Roboters durch einen Bolzen oder dergleichen befestigt. Eine Mehrzahl der Zwischenzahnstifte 3 ist an der inneren Oberfläche des äußeren Zylinders 2 in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der inneren Oberfläche gelegen. Die Innenzahnstifte 3 wirken als Innenzähne, die mit dem Oszillationsgetrieberad 24 als externes gezahntes Getrieberad kämen. Das Oszillationsgetrieberad weist einige Zähne weniger als die Innenzahnstifte 3 auf. Beim ersten Ausführungsbeispiel werden zwei (mehrere) Oszillationsgetrieberäder 24 verwendet.
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Der Träger 4 weist eine Form auf, die an dem weiteren komplementären Element (beispielsweise Drehkörper des Roboters) fixierbar ist. Der Träger 4 dreht sich relativ zu dem äußeren Zylinder 2. Der Träger 4 ist in dem äußeren Zylinder 2 derart aufgenommen, dass der Träger 4 koaxial zu dem äußeren Zylinder 2 wird. Beim ersten Ausführungsbeispiel dreht sich der Träger 4 relativ zu dem äußeren Zylinder 2 um eine gemeinsame Achse. Der Träger 4 ist an einem Drehkörper des Roboters durch einen Bolzen oder dergleichen befestigt. Wird der Träger 2 relativ zu dem äußeren Zylinder 2 gedreht, so wird der Drehkörper des Roboters an der Basis gedreht.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt ein Beispiel, bei dem der Träger 4 an dem Drehkörper befestigt ist und gedreht wird, während der äußere Zylinder 2 unbeweglich an der Basis fixiert ist. Die Anordnung hiervon kann jedoch auch umgekehrt sein. Kurzum, der äußere Zylinder 2 kann auch an dem Drehkörper befestigt sein, während der Träger 4 an der Basis befestigt sein kann.
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Der Träger 4 wird von einem Paar der Hauptlager 6 gestützt, die axial miteinander in einem Abstand derart ausgerichtet sind, dass eine Relativdrehung zwischen dem Träger 4 und dem äußeren Zylinder 2 erlaubt ist. Der Träger 4 beinhaltet eine Trägerbasis 32 und einen Endplattenabschnitt 34. Ein Aufnahmeraum 33 ist zwischen ihnen ausgebildet. Die Oszillationsgetrieberäder 24, die als Übertragungselement zum Übertragen einer Drehkraft zwischen dem äußeren Zylinder 2 und dem Träger 4 dienen, sind in dem Aufnahmeraum 33 aufgenommen.
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Die Trägerbasis 32 beinhaltet einen Basisplattenabschnitt 32a, der in dem äußeren Zylinder 2 nahe an einem Ende des äußeren Zylinders 2 gelegen ist, und Wellenabschnitte 32b, die sich axial von dem Basisplattenabschnitt 32a aus hin zu dem Endplattenabschnitt 34 erstrecken. Jeder der Wellenabschnitte 32b wird durch einen Stift 7 an einer gegebenen Position in dem Endplattenabschnitt positioniert und sodann an dem Endplattenabschnitt 34 durch einen Bolzen 5 befestigt. Entsprechend ist die Trägerbasis 32 mit dem Endplattenabschnitt 34 integriert. Der Träger 4 beinhaltet ein Durchgangsloch 4a, das sich axial durch einen radial zentralen Bereich des Trägers 4 erstreckt. Der Aufnahmeraum 33 kommuniziert mit dem Äußeren des Trägers 4 durch das Durchgangsloch 4a.
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Es ist eine Mehrzahl der Kurbelwellen 20 (beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise drei) vorhanden. Die Kurbelwellen 20 sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Trägers 4 (in Abstanden von 120°) angeordnet. Jede der Kurbelwellen 20 ist drehbar von dem Träger 4 durch ein Paar der Kurbelwellenlager 22 gestützt.
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Jede der Kurbelwellen 20 weist eine Mehrzahl von (beim ersten Ausführungsbeispiel zwei) exzentrischen Abschnitten 20a auf. Die exzentrischen Abschnitte 20a sind axial zwischen den Kurbelwellenlagern 22 ausgebildet. Jeder der exzentrischen Abschnitte 20a ist in Form einer Säule ausgebildet, deren Achse bezüglich der Achse der Kurbelwelle 20 um ein gegebenes exzentrisches Ausmaß exzentrisch ist. Die exzentrischen Abschnitte 20a sind in der Kurbelwelle 20 mit einer Phasendifferenz eines gegebenen Winkels ausgebildet. Es kann auch ein exzentrischer Abschnitt 20a verwendet werden.
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Jedes der Oszillationsgetrieberäder 24 ist an jedem der exzentrischen Abschnitte 20a der Kurbelwelle 20 durch ein Wälzlager 28b angebracht. Jedes der Oszillationsgetrieberäder 24 ist mit einer Abmessung ausgebildet, die ein wenig kleiner als ein Innendurchmesser des äußeren Zylinders 2 ist. Wird jede der Kurbelwellen 20 gedreht, so tritt eine oszillatorische Drehung an den Oszillationsgetrieberädern 24 in Kämmung mit den Innenzahnstiften 3 in Zusammenwirkung mit einer exzentrischen Drehung der exzentrischen Abschnitte 20a auf.
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Jedes der Oszillationsgetrieberäder 24 beinhaltet ein zentrales Durchgangsloch 24b, Exzenterabschnittseinführlöcher 24c und Wellenabschnittseinführlöcher 24d.
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Die Exzenterabschnittseinführlöcher 24c sind umfänglich um das zentrale Durchgangsloch 24b des Oszillationsgetrieberades 24 herum in regelmäßigen Abständen vorgesehen. Jeder der exzentrischen Abschnitte 20a der Kurbelwellen 20 ist in jedes der Exzenterabschnittseinführlöcher 24c eingeführt, wobei das Wälzlager 28a dazwischen gelegen ist.
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Die Wellenabschnittseinführlöcher 24d sind umfänglich um das zentrale Durchgangsloch 24b des Oszillationsgetrieberades 24 herum in regelmäßigen Abständen vorgesehen. Jedes der Wellenabschnittseinführlöcher 24d ist zwischen umfänglich benachbarten der Exzenterabschnittseinführlöcher 24c gelegen. Jeder der Wellenabschnitte 32b ist in jedes der Wellenabschnittseinführlöcher 24d mit einem Zwischenraum eingeführt.
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Ein Ende einer jeden der Kurbelwellen 20 steht von dem Träger 4 zu der Außenseite entlang der Axialrichtung des Trägers 4 vor. Jedes der Stirngetrieberäder 18 ist mit dem Ende einer jeden der Kurbelwellen 4, das sich außerhalb des Trägers 4 erstreckt, durch eine Kerbverzahnung gekoppelt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Ausgestaltung beschränkt, bei der das Stirngetrieberad 18 außerhalb des Trägers 4 gelegen ist. Die Getriebevorrichtung kann beispielsweise auch derart ausgestaltet sein, dass der Träger mit einem konkaven Abschnitt, in dem das Stirngetrieberad 18 gelegen ist, versehen ist.
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Die Bewegung des Stirngetrieberades 18 ist an der Kurbelwelle 20 in den Dreh- und Axialrichtungen durch einen Eingriff in einer Kopplungssektion der Kerbverzahnung 40 eingeschränkt.
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Insbesondere beinhaltet, wie in 2 gezeigt ist, die Kerbverzahnung 40 zum Koppeln des Stirngetrieberades 18 mit der Kurbelwelle 20 einen vorstehenden Kerbverzahnungsabschnitt 41, der an dem Ende der Kurbelwelle 20 von dem Träger 4 zu der Außenseite vorstehend ausgebildet ist, und einen zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnitt 42, der in einer inneren Umfangsoberfläche des Stirngetrieberades 18 zum Festlegen einer Öffnung 18a des Stirngetrieberades 18 ausgebildet ist.
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Der vorstehende Kerbverzahnungsabschnitt 41 beinhaltet Zähne 41a, die in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Kurbelwelle 20 ausgebildet sind. Es ist nicht notwendig, die Zähne 41a in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung auszubilden. Die Zähne 41a können in beliebigen Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet sein.
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Der vorstehende Kerbverzahnungsabschnitt 41 beinhaltet des Weiteren geneigte Oberflächen 41b, von denen jede zwischen benachbarten der Zähne 41a in dem proximalen Ende des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 ausgebildet ist. Jede der geneigten Oberflächen 41b ist allmählich hin zu dem proximalen Ende des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 in der radial nach außen weisenden Richtung der Kurbelwelle 20 geneigt.
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So kann beispielsweise eine wälzgefräste (hobbed) erhöhte Sektion als geneigte Oberfläche 41b eingesetzt werden, wobei die wälzgefräste erhöhte Sektion hergestellt wird, wenn eine Schneidemaschine, die mit einem Kerbverzahnungsbearbeitungswälzfräser ausgestattet ist, den vorstehenden Kerbverzahnungsabschnitt 41 bildet. Die vorliegende Erfindung ist nicht speziell auf ein Verfahren zum Bilden der geneigten Oberflächen 41b beschränkt. Die geneigte Oberfläche 41b kann durch beliebige andere geeignete Verfahren gebildet werden.
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Der zurückgenommene Kerbverzahnungsabschnitt 42 beinhaltet Ausnehmungen 42a, die entlang der inneren Umfangsoberfläche des Stirngetrieberades 18 zum Festlegen der Öffnung 18a ausgebildet sind. Jede der Ausnehmungen 42a ist in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Stirngetrieberades 18 derart ausgebildet, dass jede der Ausnehmungen 42 eine Form aufweist, die ein Einführen eines jeden der Zähne 41a des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 ermöglicht. Es ist nicht notwendig, die Ausnehmungen 42a in regelmäßigen Abständen auszubilden. Die Ausnehmungen 42 können in beliebigen Abständen in Entsprechung zu einem Abstand zwischen benachbarten der Zähne 41a ausgebildet sein.
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Der zurückgenommene Kerbverzahnungsabschnitt 42 beinhaltet des Weiteren Stege 42b, von denen jeder zwischen benachbarten der Ausnehmungen 42a zwischen den benachbarten Zähnen 41a der Kurbelwelle 20 vorstehend ausgebildet ist.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel werden Kanten der Öffnung 18a des Stirngetrieberades 10 (das heißt Kanten eines jeden der Stege 42b) einer Verjüngung unterzogen. Die vorliegende Erfindung ist gleichwohl nicht hierauf beschränkt, und es kann auf das Verjüngen auch verzichtet werden.
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Bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung werden, wenn das Ende der Kurbelwelle 20 in die Öffnung 18a des Stirngetrieberades 18 eingeführt wird, die Zähne 41a des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 in die Ausnehmungen 42a des zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnittes 42 jeweils derart eingeführt, dass der zurückgenommene Kerbverzahnungsabschnitt 42 des Stirngetrieberades 18 mit dem vorstehenden Kerbverzahnungsabschnitt 41 der Kurbelwelle 20 kämmt. Während dieses Vorganges wird der Steg 42b zwischen benachbarten der Ausnehmungen 42a des zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnittes 42 zwischen benachbarte der Zähne 41a des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 eingeführt. Die Stege 42a werden sodann gegen die geneigten Oberflächen 41b gedrückt, die jeweils in dem proximalen Ende des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 ausgebildet sind. In diesem Zustand erhöht der Keileffekt von den geneigten Oberflächen 41b, kurzum, die Druckkraft mit Einwirkung von den geneigten Oberflächen 41b auf die Stege 42b in der radial nach außen weisenden Richtung der Kurbelwelle 20, die Reibungskraft in der Grenzfläche zwischen den geneigten Oberflächen 41b und den Stegen 42b. Infolgedessen ist das Stirngetrieberad 18 mit der Kurbelwelle 20 in Eingriff und wird von dieser gehalten. Entsprechend ist das Stirngetrieberad 10 fest mit der Kurbelwelle 20 an der Kerbverzahnung 40 zum Koppeln des Stirngetrieberades 10 mit der Kurbelwelle 20 ohne Wackeln in einer beliebigen der Dreh- und Axialrichtungen verbunden.
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Jeder der Rückhalteringe 43 ist an jeder der Kurbelwellen 20 an der distalen Endseite der Kurbelwelle 20 für jedes der Stirngetrieberäder 10 montiert. Der Rückehaltering 43 ist dafür ausgelegt zu verhindern, dass das Stirngetrieberad 10 von der Kurbelwelle 20 abfällt. Der Rückhaltering 43 wird von einem C-förmigen (das heißt einem teilweise diskontinuierlichen, nicht geschlossenen, bogenförmigen) Element, das aus einem Metallmaterial besteht, gebildet. Nach Bildung des Eingriffs des Stirngetrieberades 18 mit den geneigten Oberflächen 41b des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 der Kurbelwelle 20 dehnt sich der Rückhaltering 43 einmal aus und wird sodann auf eine ringförmige Nut 20b, die in einer äußeren Umfangsoberfläche der Kurbelwelle 20 ausgebildet ist, aufgepasst. Der Rückhaltering 43 zieht sich sodann in einer radial nach innen weisenden Richtung durch seine Rückstellkraft zusammen, sodass der Rückhaltering 43 fest an dem Ende der Kurbelwelle 20 befestigt ist.
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Eine Position der Kurbelwelle 20b ist derart gewählt, dass der Rückhaltering 43 in Kontakt mit oder benachbart zu einer seitlichen Oberfläche des Stirngetrieberades 18 in die Nut 20b eingepasst wird, wenn die Stege 42a jeweils gegen die geneigten Oberflächen 41b gedrückt werden, wobei das Stirngetrieberad 18 an dem Ende der Kurbelwelle 20 an einer gegebenen Position montiert ist. Der Umstand, dass das Stirngetrieberad 18 an dem Ende der Kurbelwelle 20 an einer akkuraten Position montiert ist, wird daher dadurch bestätigt, dass der Rückhaltering 43 in die Nut 20b eingepasst ist.
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Das Stirngetrieberad 18 gemäß Darstellung in 1 und 2 weist Zähne auf, die sich parallel zu der Axialrichtung erstrecken. Daher ist eine Kraft, die auf das Stirngetrieberad 18 in der Axialrichtung einwirkt, im Vergleich zu einem Kegelgetrieberad während einer Drehung des Stirngetrieberades 18, das mit dem Eingabegetrieberad (nicht gezeigt) kämmt, vergleichsweise klein. Entsprechend wird keine große Kraft in der Axialrichtung auf den Rückhaltering 43 während des Betriebes der Getriebevorrichtung ausgeübt.
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Jedes der Stirngetrieberäder 18 kämmt mit dem Eingabegetrieberad (nicht gezeigt). Wirkt eine Drehantriebskraft von einem Motor außerhalb der Getriebevorrichtung auf das Eingabegetrieberad ein, so wird die Drehantriebskraft auf jedes der Stirngetrieberäder 18 übertragen.
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Als Nächstes wird der Betrieb des Stirngetrieberades 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Eine Drehantriebskraft von dem Motor außerhalb der Getriebevorrichtung 1 wird auf jedes der Stirngetrieberäder 18 über das Eingabegetrieberad (nicht gezeigt) übertragen, sodass jede der Kurbelwellen 20 um die Achse hiervon gedreht wird.
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Die exzentrischen Abschnitte 20a werden exzentrisch infolge der Drehung der Kurbelwellen 20 gedreht. Eine oszillatorische Drehung tritt an den Oszillationsgetrieberädern 24 auf, die mit den Innenzahnstiften 3 an der inneren Oberfläche des äußeren Zylinders 2 in Zusammenwirkung mit der exzentrischen Drehung der exzentrischen Abschnitte 20a kämmen. Die oszillatorische Drehung der Oszillationsgetrieberäder 24 wird auf den Träger 4 über die Kurbelwellen 20 übertragen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der äußere Zylinder 2 unbeweglich an der Basis 52 fixiert, sodass der Träger 4 und der Drehkörper 50 relativ zu dem äußeren Zylinder 2 und der Basis 52 mit einer in Bezug auf die Eingabedrehung verringerten Drehgeschwindigkeit gedreht werden.
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Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels
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- (1) Mit Blick auf die Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel kämmt der zurückgenommene Kerbverzahnungsabschnitt 42, der in der Öffnung 18a des Stirngetrieberades 18 ausgebildet ist, mit dem vorstehenden Kerbverzahnungsabschnitt 41 der Kurbelwelle 20. Die geneigten Oberflächen 41b, die in dem proximalen Bereich des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 ausgebildet sind, werden jeweils gegen die Stege 42b des zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnittes 42 gedrückt. In diesem Zustand werden die geneigten Oberflächen 41b jeweils fest gegen die Stege 42b gedrückt, um eine große Reibungskraft an der Grenzfläche dazwischen zu verursachen, was zu einem sogenannten „Keileffekt” führt. Daher ist das Stirngetrieberad 18 mit der Kurbelwelle 20 in Eingriff und wird von dieser gehalten. Entsprechend tritt kein Wackeln in einer beliebigen der Dreh- und Axialrichtungen in der Kerbverzahnung 40 als Kopplungssektion zwischen dem Stirngetrieberad 18 und der Kurbelwelle 20 auf. Hierdurch wird es möglich, Verschleiß, Schwingungen und Geräusche in der Kerbverzahnungskopplungssektion zu verringern. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, dass ein Paar von Rückhalteringen das Stirngetrieberad 18 hält, um die Axialbewegung des Stirngetrieberades 18 einzuschränken. Entsprechend tritt eine Verringerung der Zahl der Komponenten auf.
- (2) Mit Blick auf die Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel kann sogar dann, wenn der Keileffekt aufgrund von Schwingungen während des Fahrens geschwächt wird, der Rückhaltering 43, der an der Kurbelwelle 20 an der Endseite der Kurbelwelle 20 für das Stirngetrieberad 18 montiert ist, verhindern, dass das Stirngetrieberad 18 von der Kurbelwelle 20 abfällt. Daher wird es möglich, die Sicherheit zu verbessern.
- (3) Mit Blick auf die Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel wird der C-förmige Rückhaltering 43, der aus einem Metallmaterial besteht, als Anschlag verwendet, der an der Kurbelwelle 20 an der Endseite der Kurbelwelle 20 für das Stirngetrieberad 18 montiert ist. Hierdurch wird es möglich, das Stirngetrieberad 18 an dem Ende der Kurbelwelle 20 fest zu befestigen, was zu einem weiter verbesserten Effekt des Verhinderns eines Abfallens des Stirngetrieberades 19 führt.
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Abwandlungen des ersten Ausführungsbeispiels
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- (A) Mit Blick auf die Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Rückhaltering 43 axial außerhalb des Stirngetrieberades 18 montiert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Rückhaltering 43 kann auch weggelassen werden. Sogar dann, wenn der Rückhaltering 43 weggelassen wird, kann die Getriebevorrichtung 1 verwendet werden, da der zurückgenommene Kerbverzahnungsabschnitt 42 des Stirngetrieberades 18 mit den geneigten Oberflächen 41b an der proximalen Seite des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 der Kurbelwelle 20 in Eingriff ist und von diesen gehalten wird. Es sollte einsichtig sein, dass die Rückhalteringe 43 für eine verbesserte Sicherheit vorgesehen werden können.
- (B) Beim ersten Ausführungsbeispiel ist ein Rückhaltering 43 für jede der Kurbelwellen 18 vorgesehen, um zu verhindern, dass das Stirngetrieberad 18 herabfällt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Zwei oder mehr der Rückhalteringe 43 können für jede der Kurbelwellen 18 verwendet werden. Bei Verwendung von zwei oder mehr Rückhalteringen 43 für jede der Kurbelwellen 18 können die zwei oder mehr Rückhalteringe 43 dafür verwendet werden, eine eingenommene Breite der Rückhalteringe 43 einzustellen, wenn ein Stirngetrieberad 18 gegen ein weiteres Stirngetrieberad 18 mit anderer Dicke ausgetauscht wird, sodass die eingenommene Breite für das andere Stirngetrieberad 18 geeignet ist. Daher ist eine sehr große Schwankungsbreite vorhanden, aus der das Stirngetrieberad 18 frei ausgewählt werden kann. Alternativ kann ein Ausgleichsstück (shim) in Kombination mit einem Rückhaltering 43 verwendet werden, sodass die Dicke des Ausgleichsstücks zur Breiteneinstellung verwendet wird.
- (C) Obwohl die Getriebevorrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet ist, dass die Kurbelwellen 20 um das zentrale Durchgangsloch 4a (siehe 1) herum angeordnet sind, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es kann beispielsweise auch ein zentraler Kurbelwellentyp verwendet werden, wobei der zentrale Kurbelwellentyp eine Kurbelwelle 20 aufweist, die in dem radial zentralen Bereich des Trägers 4 gelegen ist.
- (D) Beim ersten Ausführungsbeispiel ist das Stirngetrieberad 18 in das Ende der Kurbelwelle 20 von der Seite des Endplattenabschnittes 34 des Trägers 4 zur Außenseite vorstehend eingeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Getriebevorrichtung kann beispielsweise auch derart ausgestaltet sein, dass ein Ende der Kurbelwelle 20 von der Trägerbasis 32 des Trägers 4 nach außen vorsteht, sodass das Stirngetrieberad 18 an diesem Ende montiert ist.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Die Getriebevorrichtung 1 ist als Beispiel im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden, wobei die Getriebevorrichtung 1 den aus einem Metallmaterial bestehenden C-förmigen Rückhaltering als Anschlag verwendet, der an der Kurbelwelle 20 an der distalen Endseite der Kurbelwelle 20 für das Stirngetrieberad 18 montiert ist, damit dieses nicht von der Kurbelwelle 20 abfällt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Ein beliebiger anderer geeigneter Anschlag, der nicht der Rückhaltering 43 ist, kann ebenfalls verwendet werden.
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So wird beispielsweise ein O-Ring 45 anstelle des aus einem Metallmaterial bestehenden C-förmigen Rückhalteringes 43 bei der in 3 und 4 gezeigten Getriebevorrichtung 1 verwendet. Der Rest ist genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet, sodass eine Beschreibung hiervon unterbleiben kann.
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Der O-Ring 45 ist ein kontinuierliches ringförmiges Element, das aus einem elastischen Material wie Harz besteht.
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Wie der Rückhaltering 43 ist auch der O-Ring 45 an jeder der Kurbelwellen 20 an der distalen Endseite der Kurbelwelle 20 für jedes der Stirngetrieberäder 18 eingebaut, sodass der O-Ring 45 verhindert, dass das Stirngetrieberad 18 von der Kurbelwelle 20 abfällt. Nachdem das Stirngetrieberad 18 mit den geneigten Oberflächen 41b des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 der Kurbelwelle 20 in Eingriff getreten ist, wird der O-Ring 45 auf eine Nut 20b der Kurbelwelle 20b aufgepasst. Die Nut 20b ist in einer äußeren Umfangsoberfläche der Kurbelwelle 20 in Form eines Ringes ausgebildet.
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Merkmal des zweiten Ausführungsbeispiels
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- (1) Mit Blick auf die Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel kann sogar dann, wenn der vorbeschriebene Keileffekt durch Schwingungen während der Fahrt geschwächt wird, der O-Ring 45, der an der Kurbelwelle 20 an der distalen Endseite der Kurbelwelle 20 für das Stirngetrieberad 18 montiert ist, verhindern, dass das Stirngetrieberad 18 von der Kurbelwelle 20 abfällt. Daher kann die Sicherheit verbessert werden.
- (2) Die Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet den O-Ring 45, der aus einem elastischen Material besteht, als Anschlag, sodass es einfach wird, den Anschlag an der Kurbelwelle 20 zu montieren. Dies erleichtert die Automatisierung des Zusammenbaus der Getriebevorrichtung 1.
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Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels
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Mit Blick auf die Getriebevorrichtung 1 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der O-Ring 45 zum Verhindern des Abfallens außerhalb des Stirngetrieberades 18 gelegen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, weshalb der O-Ring 45 auch weggelassen werden kann. Sogar dann, wenn der O-Ring 45 weggelassen wird, kann die Getriebevorrichtung 1 verwendet werden, da der zurückgenommene Kerbverzahnungsabschnitt 42 des Stirngetrieberades 18 mit den geneigten Oberflächen 41b an der proximalen Seite des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes 41 der Kurbelwelle 20 in Eingriff ist und hiervon gehalten wird. Es sollte einsichtig sein, dass die O-Ringe 45 zur verbesserten Sicherheit vorgesehen werden können.
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Zusammenfassung der Ausführungsbeispiele
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Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele werden nachstehend zusammengefasst.
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Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen kämmt der zurückgenommene Kerbverzahnungsabschnitt, der innerhalb der Öffnung des Stirngetrieberades ausgebildet ist, mit dem vorstehenden Kerbverzahnungsabschnitt der Kurbelwelle. Die geneigten Oberflächen, die in dem proximalen Bereich des vorstehenden Kerbverzahnungsabschnittes ausgebildet sind, werden jeweils gegen die Stege des zurückgenommenen Kerbverzahnungsabschnittes gedrückt. In diesem Zustand werden die geneigten Oberflächen jeweils fest gegen die Stege gedrückt, um eine große Reibungskraft an der Grenzfläche dazwischen zu bewirken und einen sogenannten „Keileffekt” zu erhalten. Daher ist das Stirngetrieberad mit der Kurbelwelle in Eingriff, sodass das Stirngetrieberad von der Kurbelwelle gehalten wird. Entsprechend tritt in einer Kopplungssektion zwischen dem Stirngetrieberad und der Kurbelwelle kein Wackeln in einer beliebigen der Dreh- und Axialrichtungen auf. Hierdurch wird es möglich, Verschleiß, Schwingungen und Geräusche in der Kopplungssektion zu verringern. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, das Stirngetrieberad durch Verwenden eines Paares von Rückhalteringen zu halten, die die Axialbewegung des Stirngetrieberades einschränken. Dies führt zu einer verringerten Zahl von Komponenten.
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Die Getriebevorrichtung kann des Weiteren einen Anschlag beinhalten, der an der Kurbelwelle an der distalen Endseite der Kurbelwelle für das Stirngetrieberad montiert ist, um zu verhindern, dass das Stirngetrieberad von der Kurbelwelle abfällt.
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Mit Blick auf das Stirngetrieberad mit diesem Merkmal kann sogar dann, wenn der Keileffekt durch Schwingungen während der Fahrt geschwächt wird, der Rückhaltering, der an der Kurbelwelle an der distalen Endseite der Kurbelwelle für das Stirngetrieberad montiert ist, verhindern, dass das Stirngetrieberad von der Kurbelwelle abfällt. Daher wird die Sicherheit verbessert.
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Der Anschlag kann ein C-förmiger Rückhaltering sein, der aus einem Metallmaterial besteht.
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Entsprechend der vorbeschriebenen Ausgestaltung ist der Rückhaltering fest an dem Ende der Kurbelwelle befestigt, was zu einer sehr effektiven Verhinderung des Abfallens führt.
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Alternativ kann der Anschlag ein O-Ring sein, der aus einem elastischen Material besteht.
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Entsprechend der vorbeschriebenen Ausgestaltung wird es einfach, den Anschlag an der Kurbelwelle zu montieren. Dies vereinfacht die Automatisierung des Zusammenbaus der Getriebevorrichtung.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird es bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen möglich, Verschleiß, Schwingungen und Geräusche in der Kopplungssektion zwischen dem Stirngetrieberad und der Kurbelwelle zu verringern. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, das Stirngetrieberad unter Verwendung eines Paares von Rückhalteringen zu halten, die die Axialbewegung des Stirngetrieberades einschränken. Dies bedingt eine verringerte Anzahl von Komponenten.