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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wellgetriebe mit einem Lager, durch das ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad rotierbar auf einem steifen, innen verzahnten Zahnrad abgestützt ist, und bezieht sich auch auf einen hohlen Rotationsaktuator mit einem solchen Wellgetriebe. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Konstruktion zum Befestigen eines Lagers und eines flexiblen, außen verzahnten Zahnrades eines Wellgetriebes.
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Stand der Technik
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Ein Wellgetriebe, das üblicherweise als ein Reduktionsgetriebe verwendet wird, besitzt ein Getriebegehäuse, ein steifes, innen verzahntes Zahnrad, ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad und einen Wellgenerator. Das steife, innen verzahnte Zahnrad ist an dem Getriebegehäuse befestigt. Das flexible, außen verzahnte Zahnrad wird über ein Lager, wie z. B. ein Kreuzrollenlager, in einen rotierbaren Zustand von dem Getriebegehäuse abgestützt.
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Als Beispiel für ein Wellgetriebe ist ein Wellgetriebe vom Bechertyp bekannt, das ein becherförmiges flexibles, außen verzahntes Zahnrad hat. Ein becherförmiges flexibles, außen verzahntes Zahnrad hat einen flexiblen zylindrischen Trommelbereich; eine Membran, die sich von einem Ende des Trommelbereichs nach innen erstreckt; und eine steife Nabe, die als eine Fortsetzung des inneren Umfangrandes der Membran ausgebildet ist. Auf dem äußeren Umfangsflächenbereich des zylindrischen Trommelbereichs ist auf der Seite mit dem offenen Ende eine Außenverzahnung ausgebildet. Bei einem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad mit diesem Aufbau ist die steife Nabe an der inneren Laufbahn des Lagers befestigt.
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Bekannte Beispiele für einen Aufbau zum Befestigen der steifen Nabe des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades und der inneren Laufbahn des Lagers umfassen Befestigungsstrukturen, die auf Schrauben basieren (Patentdokumente 1 und 2), Befestigungsstrukturen, die Schrauben und Druckstifte („Knock Pins”) benutzen (Patentdokumente 3 und 4), und klebeunterstützte Befestigungsstrukturen für Befestigungsstrukturen, die auf Schrauben und Stiften basieren (Patentdokument 4).
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Ein bekanntes Beispiel für einen hohlen Rotationsaktuator ist ein hohler Rotationsaktuator, der aus einem hohlen Motor und einem becherförmigen Wellgetriebe aufgebaut ist. In solch einem hohlen Rotationsaktuator ist auf der Innenseite einer hohlen Motorwelle eine Hülse angeordnet und es wird verhindert, dass Öl aus dem Wellgetriebe in den hohlen Bereich leckt (Patentdokument 5 und 6).
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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- Patent Dokument 1: JP-A 2002-31150
- Patent Dokument 2: JP-A 2002-21866
- Patent Dokument 3: JP-A 2001-336588
- Patent Dokument 4: JP-A 2000-9191
- Patent Dokument 5: JP-A 2006-144971
- Patent Dokument 6: JP-A 2001-304382
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
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In einer konventionellen Befestigungsstruktur, bei der eine steife Nabe eines flexiblen, außen verzahnten Zahnrades und ein innerer Laufring eines Lagers durch Schrauben befestigt werden, muss eine ausreichende Größe der Schrauben zwischen den beiden Komponenten sichergestellt werden, um eine ausreichende Stärke der Befestigung zu erreichen. Da die axiale Länge des mit Schrauben befestigten Bereichs nicht auf einen vorgegebenen Wert oder weniger verkürzt werden kann, ist dies ein Hindernis beim Verkürzen der axialen Länge des Wellgetriebes und des Abflachens des Wellgetriebes. Auch sind Arbeitsschritte wie das Fräsen eines Außengewindes in die äußere Umfangsfläche der steifen Nabe, das Fräsen eines Innengewindes in die innere Umfangsfläche des Lagerinnenringes und das Zusammensetzen der beiden Komponenten, indem sie zusammengeschraubt werden, erforderlich. Dies schafft das Problem zahlreicher Komponentenbearbeitungs- und Zusammensetzungsschritte.
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In Anbetracht des zuvor Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wellgetriebe bereitzustellen, in dem die steife Nabe eines flexiblen, außen verzahnten Zahnrades und ein Lagerinnenring durch eine einfache Konstruktion befestigt und die beiden Komponenten zuverlässig abgedichtet werden können. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hohlen Rotationsaktuator mit diesem neuen Wellgetriebe zur Verfügung zu stellen.
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Mittel zum Lösen der Aufgaben
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Um die zuvor beschriebenen Aufgaben zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Wellgetriebe bereitgestellt, das aufweist:
ein steifes, innen verzahntes Zahnrad;
ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad;
einen Wellgenerator;
ein Lager zum rotierbaren Abstützen des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades an dem steifen, innen verzahnten Zahnrad; und
einen ersten geschweißten Bereich zum Befestigen einer steifen Nabe des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades an einem inneren Laufring des Lagers, wobei der erste geschweißte Bereich ein über einen Vollkreis geschweißter Bereich ist, in dem die Nabe und der innere Laufring in einem flüssigkeitsdichten Zustand miteinander abgedichtet bzw. dicht miteinander verbunden sind.
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Der erste geschweißte Bereich ist vorzugsweise lasergeschweißt.
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Das Wellgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung kann so aufgebaut sein, dass es aufweist:
ein Getriebegehäuse; und
eine Innenringzentralöffnung, die im inneren Laufring des Lagers ausgebildet ist, wobei
das steife, innen verzahnte Zahnrad an einem inneren Umfang des Getriebegehäuses befestigt ist;
das flexible, außen verzahnte Zahnrad innerhalb des steifen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet und durch das Lager rotierbar an dem Getriebegehäuse abgestützt ist;
der Wellgenerator innerhalb des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades angeordnet ist;
die Nabe des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades an der Innenringzentralöffnung des inneren Laufringes angebracht ist;
eine Stirnfläche des inneren Laufringes und eine Stirnfläche der Nabe in einer Axialrichtung des Getriebes nach außen angeordnet sind; und
der erste geschweißte Bereich aufseiten der Stirnfläche der Nabe in einem Bereich zwischen der inneren Umfangsfläche des inneren Laufringes und einer äußeren Umfangsfläche der Nabe um den vollen Umfang ausgebildet ist.
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Der innere Laufring des Lagers und die Nabe des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades sind durch den ersten geschweißten Bereich aneinander befestigt, z. B. durch einen ersten geschweißten Bereich, der durch Laserschweißen hergestellt worden ist. Daher kann die axiale Länge dieser beiden Komponenten im Vergleich zu Fällen, in denen diese Komponenten durch Schrauben befestigt sind, verkürzt werden. Obwohl ein Schritt des Schweißens für beide Komponenten benötigt wird, wird kein Schritt des Verschraubens der beiden Komponenten benötigt und es besteht keine Notwendigkeit für einen Zusammensetzschritt, in dem eine Komponente in die andere Komponente geschraubt wird. Darüber hinaus wirkt, da der erste geschweißte Bereich über einen Vollkreis geschweißt ist, der erste geschweißte Bereich als eine Öldichtung und es wird verhindert, dass Öl aus dem Bereich zwischen dem inneren Laufring und der Nabe leckt. Es besteht keine Notwendigkeit, eine separate Öldichtung vorzusehen. Darüber hinaus kann der Schritt des Schweißens des inneren Laufringes und der Nabe auf einfache Weise durchgeführt werden, da der geschweißte Bereich des inneren Laufringes und der Nabe entweder auf der in axialer Richtung vorderen Stirnseite oder auf der in axialer Richtung hinteren Stirnseite des Getriebes frei liegt.
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Demzufolge kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Gesamtzeit zum Herstellen des inneren Laufringes und der Nabe verkürzt werden, die Anzahl der Schritte zum Zusammenbauen der beiden Komponenten kann reduziert werden, und die Anzahl der zusammengebauten Komponenten kann reduziert werden.
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Das hohle Wellgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen ersten hohlen Bereich, der sich in Richtung des axialen Zentrums des Getriebes durch den Wellgenerator erstreckt, einen zweiten hohlen Bereich, der sich in Richtung des axialen Zentrums des Getriebes durch die Nabe erstreckt, und eine Hülse, die in einem Zustand angeordnet ist, in dem sie durch den ersten und den zweiten hohlen Bereich verläuft.
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In diesem Fall hat das Wellgetriebe vorzugsweise einen zweiten geschweißten Bereich zum Befestigen der Hülse an der Nabe, und der zweite geschweißte Bereich ist vorzugsweise ein über einen Vollkreis geschweißter Bereich, in dem die Hülse und die Nabe in einem flüssigkeitsdichten Zustand miteinander abgedichtet bzw. dicht miteinander verbunden sind. Auch der zweite geschweißte Bereich ist vorzugsweise an der Stirnfläche der Nabe ausgebildet.
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Mit der zuvor beschriebenen Konstruktion kann die Hülse auf einfache Weise an der Nabe befestigt werden, es kann auch verhindert werden, dass Öl aus dem Bereich zwischen der Nabe und der Hülse leckt. Darüber hinaus kann die Arbeit des Verschweißens der Hülse und der Nabe auf einfache Weise durchgeführt werden, da der geschweißte Bereich der Hülse und der Nabe entweder auf der in axialer Richtung vorderen Stirnseite oder der in axialer Richtung hinteren Stirnseite des Getriebes frei liegt.
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Als Nächstes ist ein hohler Rotationsaktuator gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er aufweist:
einen Motor, der auf einer Rückseite des Aktuators angeordnet ist, und ein Wellgetriebe, das in einem vorderen Bereich des Aktuators angeordnet ist, wobei der Motor und das Wellgetriebe koaxial angeordnet sind; wobei
der Motor ein Motorgehäuse und eine hohle Motorwelle hat, die von einer vorderen Stirnplatte des Motorgehäuses zur Vorderseite des Aktuators hervorsteht;
das Wellgetriebe ein Getriebegehäuse, das an dem Motorgehäuse befestigt ist; ein Lager; ein steifes, innen verzahntes Zahnrad, das am inneren Umfang des Getriebegehäuses befestigt ist; ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad, das innerhalb des steifen, innen verzahnten Zahnrades angeordnet ist und durch ein Lager rotierbar an dem Getriebegehäuse abgestützt ist; und einen Wellgenerator hat, der innerhalb des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades angeordnet ist;
das flexible, außen verzahnte Zahnrad einen zylindrischen Trommelbereich mit einem offenen Ende auf der dem Motor naheliegenden Seite; eine Membran, die sich vom Ende des zylindrischen Trommelbereichs auf der dem offenen Ende gegenüberliegenden Seite in radialer Richtung nach innen erstreckt; eine ringförmige, steife Nabe, die als Fortsetzung des inneren Umfangrandes der Membran ausgebildet ist; und eine Außenverzahnung hat, die auf der Seite mit dem offenen Ende auf dem äußeren Umfangsflächenbereich des zylindrischen Trommelbereichs ausgebildet ist;
sich ein distales Wellenende der hohlen Motorwelle, das von der vorderen Stirnplatte nach vorne hervorsteht, in den zylindrischen Trommelbereich des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades erstreckt;
der Wellgenerator einen steifen, zylindrischen Stöpsel hat, der am äußeren Umfang des distalen Wellenendes befestigt ist;
das Lager einen äußeren Laufring, der an einer Stelle in der Nähe des vorderen Bereichs des Aktuators am Ende des Getriebegehäuses befestigt ist, und einen inneren Laufring mit einer zentrale Durchgangsöffnung, in der die Nabe angebracht ist, hat;
die ringförmige Stirnfläche des inneren Laufringes in der Nähe der Vorderseite des Aktuators und die ringförmige Stirnfläche der Nabe in der Nähe der Vorderseite des Aktuators beide auf der vorderen Stirnseite des Aktuators freigelegt sind;
im Bereich der vorderen Stirnseite des Aktuators zwischen der inneren Umfangsfläche des inneren Laufringes und der äußeren Umfangsfläche der Nabe um den gesamten Umfang ein erster lasergeschweißter Bereich ausgebildet ist;
die Nabe durch den ersten lasergeschweißten Bereich an der inneren Laufbahn befestigt ist; und
die innere Umfangsfläche des inneren Laufringes und die äußere Umfangsfläche der Nabe durch den ersten lasergeschweißten Bereich in einem flüssigkeitsdichten Zustand miteinander abgedichtet bzw. dicht miteinander verbunden sind.
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Vorzugsweise weist der hohle Rotationsaktuator der vorliegenden Erfindung eine Hülse auf, die sich durch den hohlen Bereich der hohlen Motorwelle, den hohlen Bereich der Nabe und den hohlen Bereich des Wellgenerators erstreckt und die sich von der vorderen Stirnseite des Aktuators zur hinteren Stirnseite des Aktuators erstreckt, wobei
durch die innere Umfangsfläche der Hülse am vorderen Ende des Aktuators und am hinteren Ende des Aktuators eine Öffnung des hohlen Bereichs des Aktuators ausgebildet ist;
zwischen der äußeren Umfangsfläche des vorderen Endes und der inneren Umfangsfläche der Nabe, die innerhalb der Hülse am vorderen Ende des Aktuators freiliegen, um den gesamten Umfang ein zweiter lasergeschweißter Bereich ausgebildet ist;
der vordere Endbereich der Hülse durch den zweiten lasergeschweißten Bereich an der Nabe befestigt ist; und
die äußere Umfangsfläche des vorderen Endbereichs und die innere Umfangsfläche der Nabe durch den zweiten lasergeschweißten Bereich in einem flüssigkeitsdichten Zustand miteinander abgedichtet bzw. dicht miteinander verbunden sind.
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Der hohle Rotationsaktuator gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise auf:
eine erste Öldichtung, um einen hinteren Endbereich der Hülse, der am hinteren Endes des Aktuators freiliegt, und die hintere Stirnplatte des Motorgehäuses, die das hintere Ende des Aktuators definiert, miteinander abzudichten bzw. dicht miteinander zu verbinden; und
eine zweite Öldichtung, um die vordere Stirnplatte des Motorgehäuses und die hohle Motorwelle miteinander abzudichten bzw. dicht miteinander zu verbinden; und
eine dritte Öldichtung, um den steifen Stöpsel und die Nabe miteinander abzudichten bzw. dicht miteinander zu verbinden.
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Der hohle Rotationsaktuator gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise auf:
eine ringförmige äußere Dichtungsbefestigung, die an der Stirnfläche der Nabe an einer Stelle in der Nähe des hinteren Endes des Aktuators angebracht ist; und
eine zylindrische innere Dichtungsbefestigung, die sich im Aktuator entlang der äußeren Umfangsfläche der Hülse von der Stirnfläche des Stöpsels an der Stelle in der Nähe des vorderen Endes des Aktuators nach vorne erstreckt;
wobei die dritte Öldichtung zwischen der Außendichtungsbefestigung und der Innendichtungsbefestigung angebracht ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A ist eine schematische Schnittansicht eines hohlen Rotationsaktuators, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird;
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1B ist eine Stirnansicht der Vorderseite des hohlen Rotationsaktuators aus 1A;
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2 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Abwandlung des hohlen Rotationsaktuators aus 1A zeigt; und
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3 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Abwandlung des hohlen Rotationsaktuators aus 1A zeigt.
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Beste Art, die Erfindung auszuführen
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Ein Ausführungsbeispiel eines hohlen Rotationsaktuators, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1A ist eine schematische Längsschnittansicht eines hohlen Rotationsaktuators, und 1B ist eine Stirnseitenansicht seiner Vorderseite. Der hohle Rotationsaktuator 1 (der im Folgenden einfach als der ”Aktuator 1” bezeichnet wird) umfasst einen hohlen Motor 2, z. B. einen hohlen Wechselstrom-Servomotor, und ein becherförmiges hohles Wellgetriebe 3. Der hohle Motor 2 und das hohle Wellgetriebe 3 sind in Richtung der Zentralachse 1a des Aktuators (einer Getriebeaxialrichtung 1a) koaxial nebeneinander angeordnet. In der folgenden Beschreibung wird das hohle Wellgetriebe 3 als Reduktionsgetriebe benutzt, und das hohle Wellgetriebe 3 wird manchmal einfach als das ”Reduktionsgetriebe 3” bezeichnet.
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Der hohle Motor 2 hat ein zylindrisches Motorgehäuse 21 und eine hohle Motorwelle 22, die koaxial innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Die hohle Motorwelle 22 ist in der Lage, um die Zentralachse 1a des Aktuators zu rotieren. Im in axialer Richtung mittleren Bereich der hohlen Motorwelle 22 ist eine Welle 22a mit großem Durchmesser ausgebildet, und am äußeren Umfang der Welle 22a ist ein ringförmiger Antriebsmagnet 23 mit großem Durchmesser angebracht. Die Welle 22a mit großem Durchmesser und der Antriebsmagnet 23 bilden einen Motorrotor. Eine ringförmige Antriebsspule 24 ist am inneren Umfang des zylindrischen Bereichs 21a des Motorgehäuses 21 angebracht. Durch den zylindrischen Bereich 21a und die Antriebsspule 24 wird ein Motorstrator ausgebildet.
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Ein zylindrisches Kodierergehäuse 25, das den gleichen äußeren Durchmesser wie der zylindrische Bereich 21a des Motorgehäuses 21 hat, ist an dessen Rückseite angebracht. Das hintere Ende des Kodierergehäuses 25 ist durch eine Gehäusestirnplatte 25a dicht verschlossen. Eine hintere Stirnfläche 1b des Aktuators wird durch die äußere Stirnfläche der Gehäusestirnplatte 25a definiert. Innerhalb des Kodierergehäuses 25 ist zwischen dem Kodiergehäuse 25 und dem rückwärtigen Wellenendbereich 22b der hohlen Motorwelle 22 ein Kodierermechanismus 26 eingebaut. Von dem Kodierermechanismus 26 werden Rotationsinformation, wie die Ausgangsposition und die Rotationswinkelposition der hohlen Motorwelle 22, erhalten.
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In einer Stirnplatte 21b auf der Vorderseite des Motorgehäuses 21 ist eine zentrale Durchgangsöffnung 21c ausgebildet. Ein Wellenendbereich 22c am distalen Ende der hohlen Motorwelle 22 ragt im Aktuator durch die zentrale Durchgangsöffnung 21e nach vorne. Die hohle Motorwelle 22 wird durch ein vorderes Hauptlager 27, das an der inneren Umfangsfläche der zentralen Durchgangsöffnung 21c der Stirnplatte 21b angebracht ist, rotierbar abgestützt. Die hohle Motorwelle 22 wird auch rotierbar durch ein hinteres Hauptlager 29 abgestützt, das an der inneren Umfangsfläche einer Kodiererabstützplatte 28 angebracht ist, die an der inneren Umfangsfläche des Kodierergehäuses 25 befestigt ist.
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Das Reduktionsgetriebe 3 hat ein ringförmiges Getriebegehäuse 21, ein steifes, innen verzahntes Zahnrad 32, das an seinem inneren Umfang angebracht ist, ein becherförmiges, flexibles, außen verzahntes Zahnrad 33, das innerhalb des innen verzahnten Zahnrades angeordnet ist, und einen Wellgenerator 34, der innerhalb des außen verzahnten Zahnrades angeordnet ist. Das flexible, außen verzahnte Zahnrad 33 wird über ein Kreuzrollenlager 35 rotierbar von dem Getriebegehäuse 31 abgestützt. Das Getriebegehäuse 31 ist beispielsweise aus einem aluminiumbasierten Material hergestellt. Das steife, innen verzahnte Zahnrad 32, das flexible, außen verzahnte Zahnrad 33, der Wellgenerator 34 und das Kreuzrollenlager 35 sind z. B. aus einem eisenbasierten Material hergestellt.
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Das Getriebegehäuse 31 ist durch einen Befestigungsbolzen 36 (der in der Zeichnung durch eine einzige gestrichelte Linie dargestellt ist) in befestigender Weise am äußeren Randbereich der vorderen Stirnseite der Stirnplatte 21b des Motorgehäuses 21 fixiert. Das steife, innen verzahnte Zahnrad 32, das aus einem eisenbasierten Material hergestellt ist, ist integral auf dem inneren Umfang des Getriebegehäuses 31 ausgebildet.
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Das becherförmige, flexible, außen verzahnte Zahnrad 33 hat einen zylindrischen Trommelbereich 33a, der sich im Aktuator nach hinten öffnet; eine Membran 33b, die sich vom Ende des zylindrischen Trommelbereichs 33a auf der Vorderseite des Aktuators nach innen erstreckt; eine ringförmige, steife Nabe 33c, die sich als eine Fortsetzung des inneren Umfangrandes der Membran 33b nach vorne erstreckt; und eine Außenverzahnung 33d, die aufseiten des offenen Endes auf dem äußeren Umfangsflächenbereich des zylindrischen Trommelbereichs 33a ausgebildet ist.
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Innerhalb des zylindrischen Trommelbereichs 33a des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 33 erstreckt sich von der Seite mit dem offenen Ende ausgehend der Wellenendbereich 22c der hohlen Motorwelle 22. Der Wellgenerator 34 ist am äußeren Umfang des Wellenendbereichs 22c befestigt. Der Wellgenerator 34 hat einen zylindrischen, steifen Stöpsel 34a und ein an seinem äußeren Umfang angebrachtes Welllager 34b. Der steife Stöpsel 34a hat einen Stöpselhauptkörper 34c mit einer ellipsenförmigen äußeren Umfangsfläche, die am äußeren Umfang des Wellenendbereiches 22c befestigt ist, und einen zylindrischen Bereich 34d, der sich vom inneren Umfangsrandbereich des vorderen Endes des Stöpselhauptkörpers 34c nach vorne erstreckt. Der innere Durchmesser des zylindrischen Bereichs 34d ist im Wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser des Wellenendbereichs 22c der hohlen Motorwelle 22.
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Das Welllager 34b ist ein Kugellager mit einer flexiblen inneren und einer flexiblen äußeren Laufbahn und wird durch den ellipsenförmigen Stöpselhauptkörper 34c in eine elliptische Form gebogen. Der Bereich, in dem die Außenverzahnung 33d des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 33 ausgebildet ist, wird durch den Wellgenerator 34 in eine elliptische Form verbogen, und die Außenverzahnung 33d greift an zwei Stellen auf der Hauptachse der Ellipse in die Innenverzahnung 32a des steifen, innen verzahnten Zahnrades 32 ein. Das Kreuzrollenlager 35 hat eine äußere Laufbahn 35a, die am Getriebegehäuse 31 befestigt ist, eine innere Laufbahn 35b, die an der Nabe 33c des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 33 befestigt ist, und mehrere Rollen 35c, die zwischen die äußeren Laufbahn 35a und der inneren Laufbahn 35b eingefügt sind. Zusammen mit einer Lippendichtung 40 ist die äußere Laufbahn 35a durch einen Befestigungsbolzen 17 am inneren Umfangsrand der ringförmigen Stirnfläche im vorderen Bereich des Getriebegehäuses 31 angebracht und befestigt.
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Die innere Laufbahn 35b des Kreuzrollenlagers 35 ist ein ringförmiges Element und der Bereich des inneren Umfangs einer ringförmigen Stirnfläche 35d an seiner Vorderseite ist eine kreisförmig zurückgesetzte Fläche 35e, die leicht zurückversetzt ist. Die Nabe 33 ist von der Rückseite in einer Öffnung der zentralen Durchgangsöffnung 35f im Zentralbereich der zurückgesetzten Fläche 35e angebracht. Die zurückgesetzte Fläche 35e und die ringförmige Stirnfläche 33e auf der Vorderseite der Nabe 33c, die in derselben Ebene angeordnet sind, definieren den inneren Umfangsflächenbereich der vorderen Stirnfläche 1c des Aktuators (der Getriebestirnfläche).
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Der Bereich auf der Rückseite der inneren Laufbahn 35b bildet zusammen mit der äußeren Laufbahn 35a eine Bewegungsbahn für die Rollen, und die Rollen 35c sind darin in einem rollbaren Zustand eingefügt. Die innere Umfangsfläche dieses Bereiches auf der Rückseite liegt dem zylindrischen Trommelbereich 33e des becherförmigen flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 33 von außen in einem gewissen Abstand gegenüber.
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Die innere Laufbahn 35b und die Nabe 33c sind durch einen ersten lasergeschweißten Bereich 38 aneinander befestigt. Insbesondere ist zwischen der kreisförmigen inneren Umfangsfläche der zentralen Durchgangsöffnung 35f der inneren Laufbahn 35b und der kreisförmigen äußeren Umfangsfläche der Nabe 33c im Bereich der kreisförmigen inneren Umfangsfläche und der kreisförmigen äußeren Umfangsfläche aufseiten der zurückgesetzten Fläche 35e der inneren Laufbahn und der ringförmigen Stirnfläche 33e der Nabe, die in der vorderen Stirnfläche 1c des Aktuators freiliegt, ein erster geschweißter Bereich 38 als erster geschweißter Bereich, der sich um den gesamten Umfang erstreckt, ausgebildet. Der erste geschweißte Bereich kann auch ein anderer geschweißter Bereich als ein lasergeschweißter Bereich sein. Die innere Laufbahn 35b und die Nabe 33c sind durch den ersten lasergeschweißten Bereich 38 fest aneinander befestigt. Die innere Umfangsfläche der inneren Laufbahn 35b und die äußere Umfangsfläche der Nabe 33c sind durch den ersten lasergeschweißten Bereich 38, der ein über einen vollen Kreis geschweißter Bereich ist, auch in einem flüssigkeitsdichten Zustand miteinander abgedichtet bzw. dicht miteinander zu verbinden. Dadurch wird verhindert, dass Öl zwischen diesen Komponenten heraus leckt.
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Als Nächstes erstreckt sich eine Hülse 41 durch den hohlen Bereich der hohlen Motorwelle 22, den hohlen Bereich des Wellgenerators 34 und den hohlen Bereich der Nabe 33c. Durch einen hohlen Bereich 41a der Hülse 41 wird in der vorderen Stirnfläche 1a des Aktuators und in der hinteren Stirnfläche 1b des Aktuators jeweils eine Öffnung des hohlen Bereichs des Aktuators ausgebildet.
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Ein lasergeschweißter Bereich 42, der sich als zweiter lasergeschweißter Bereich um den gesamten Umfang erstreckt, ist zwischen der inneren Umfangsfläche der Nabe 33c und der äußeren Umfangsfläche eines vorderen Endbereichs 41d der Hülse 41, der in der vorderen Stirnseite 1c des Aktuators freigelegt ist, ausgebildet. Der zweite geschweißte Bereich kann auch ein anderer geschweißtes Bereich als eine Laserschweißung sein. Das vordere Ende der Hülse 41 ist durch den lasergeschweißten Bereich 42 an der Nabe 33c befestigt. Die innere Umfangsfläche der Nabe 33c und die äußere Umfangsfläche der Hülse 41 sind durch den zweiten lasergeschweißten Bereich 42, der ein über einen Vollkreis geschweißter Bereich ist, in einem flüssgkeitsdichten Zustand miteinander abgedichtet bzw. dicht miteinander verbunden.
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Das hintere Ende 41c der Hülse 41, das in der hinteren Stirnfläche 1b des Aktuators freiliegt, und die Gehäusestirnplatte 25a, welche die hintere Stirnfläche 1b des Aktuators definiert, sind durch eine erste Öldichtung 41 miteinander abgedichtet bzw. dicht miteinander verbunden. Die vordere Stirnplatte 21b des Motorgehäuses 21 und die hohle Motorwelle 22 sind durch eine zweite Öldichtung 42 miteinander abgedichtet. Darüber hinaus sind der steife Stöpsel 34 und die Nabe 33c durch eine dritte Öldichtung 53 miteinander abgedichtet bzw. dicht miteinander verbunden.
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Der befestigte Bereich der dritten Öldichtung 53 ist wie folgt aufgebaut. Auf der Rückseite des Aktuators ist an der Stirnfläche 33f der Nabe 33c eine äußere Öldichtungsbefestigung 54 angebracht. Der zylindrische Bereich 34d erstreckt sich im Aktuator entlang der äußeren Umfangsfläche der Hülse 41 von der Stirnfläche des steifen Stöpsels 34 auf der Vorderseite des Aktuators nach vorne. Der zylindrische Bereich 34d wirkt als innere Dichtungsbefestigung. Die dritte Öldichtung 53 ist zwischen diesen Komponenten angebracht.
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Daher wird durch die erste und dritte Öldichtung 51, 53 und die Hülse 41 verhindert, dass Öl aus der Seite mit dem Antrieb 3 in den hohlen Bereich 41a des Aktuators leckt. Durch die zweite Öldichtung 52 wird auch verhindert, dass Öl von der Seite mit dem Reduktionsantrieb 3 in den hohlen Motor 2 leckt. Durch den ersten und den zweiten lasergeschweißten Bereich 38, 42 wird auch verhindert, dass Öl auf der vorderen Stirnfläche 1c des Aktuators leckt.
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Andere Ausführungsbeispiele
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2 ist eine schematische Längsschnittansicht, die eine Abwandlung des zuvor beschriebenen hohlen Rotationsaktuators 1 zeigt, und von der nur die obere Hälfte gezeigt ist. Der grundsätzliche Aufbau des hohlen Rotationsaktuators 1A der vorliegenden Abwandlung ist der gleiche, wie der des hohlen Rotationsaktuators 1 aus 1, und die gleichen Symbole bezeichnen daher einander entsprechende Bereiche, auf deren Beschreibung verzichtet wird.
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Ein steifes, innen verzahntes Zahnrad 32A des Reduktionsantriebs 3A ist im hohlen Rotationsaktuator 1a durch einen Befestigungsbolzen 61 am Getriebegehäuse 31A angebracht und befestigt. Die äußere Laufbahn 35a des Kreuzrollenlagers 35 ist durch einen Befestigungsbolzen 37 auf die gleiche Weise, wie in der 1A gezeigt, am Getriebegehäuse 31 befestigt.
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Die Nabe 33c des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 33 ist durch Laserschweißen an der inneren Laufbahn 35b des Kreuzrollenlagers 35 befestigt. Daher kann die Anzahl der Schritte zum Herstellen dieser Komponenten reduziert werden und der Aufwand zum Zusammensetzen dieser Komponenten ist geringer.
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Als Nächstes ist 3 eine schematische Längsschnittansicht, die eine andere Abwandlung des hohlen Rotationsaktuators 1 zeigt, der in 1 gezeigt ist; von diesem ist nur die obere Hälfte gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau des hohlen Rotationsaktuators 1B gemäß der vorliegenden Abwandlung ist derselbe wie der des hohlen Rotationsaktuators 1 aus 1, und daher bezeichnen dieselben Symbole einander entsprechende Bereiche, wobei auf deren Beschreibung verzichtet wird.
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Im hohlen Rotationsaktuator 1B ist ein steifes, innen verzahntes Zahnrad 32A des Antriebs 3B durch einen Befestigungsbolzen 61 an einem Getriebegehäuse 31A angebracht und befestigt. Die äußere Laufbahn 35a des Kreuzrollenlagers 35 ist durch einen lasergeschweißten Bereich 62, der entlang seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, am Getriebegehäuse 31A befestigt. Die in den Stirnflächen der äußeren Laufbahn 35a und der inneren Laufbahn 35b auf der Vorderseite des Aktuators angeordnete Lippendichtung 40 ist durch einen Befestigungsbolzen 36 an der äußeren Laufbahn 35a befestigt. Wenn die Materialien des Getriebegehäuses 31a und der äußeren Laufbahn 35a zum Schweißen geeignet sind, kann Laserschweißen eingesetzt werden. Durch den Einsatz von Laserschweißen kann der Aufwand für das Zusammenfügen der äußeren Laufbahn 35a im Getriebegehäuse 31A vereinfacht werden.
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Darüber hinaus ist die Nabe 33c des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades durch Laserschweißen an der inneren Laufbahn 35b des Kreuzrollenlagers 35 befestigt und die äußere Laufbahn 35a des Kreuzrollenlagers 35 ist auch durch Laserschweißen am Getriebegehäuse 31a befestigt. Daher kann die Anzahl der Schritte zum Herstellen dieser Komponenten reduziert werden, und der Aufwand zum Zusammensetzen dieser Komponenten wird reduziert.
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Als Nächstes wird im zuvor beschriebenen Beispiel das Kreuzrollenlager 35 benutzt. Anstelle des Kreuzrollenlagers 35 kann auch eine andere Art von Lager, wie z. B. ein einreihiges oder mehrreihiges Kugellager verwendet werden.
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Im zuvor beschriebenen Beispiel wird die vorliegende Erfindung in einem hohlen Rotationsaktuator verwendet. Die vorliegende Erfindung kann genauso gut auch nur im Wellgetriebe eingesetzt werden. Z. B. kann in einem hohlen Wellgetriebe 3, das in die zuvor beschriebenen Rotationsaktuatoren 1, 1A eingebaut ist, die Nabe des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades durch Laserschweißen an der inneren Laufbahn des Lagers befestigt werden. Die vorliegende Erfindung kann natürlich genauso in Wellgetrieben eingesetzt werden, die in anderen Anwendungen, z. B. Overdrives, Phasenmodulatoren u. Ä., als Reduktionsgetriebe eingesetzt werden.
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Darüber hinaus werden im zuvor beschriebenen Beispiel lasergeschweißte Bereiche ausgebildet. Anstelle von Laserschweißen kann Elektronenstrahlschweißen verwendet werden, wobei das Schweißen in einem Vakuum durchgeführt wird. Es kann auch das übliche Lichtbogenschweißen verwendet werden, und abhängig von der Situation können Laserschweißen und Lichtbogenschweißen zusammen benutzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2002-31150 A [0006]
- JP 2002-21866 A [0006]
- JP 2001-336588 A [0006]
- JP 2000-9191 A [0006]
- JP 2006-144971 A [0006]
- JP 2001-304382 A [0006]
