JP2004517275A - 動力分配を備えたアングル駆動装置 - Google Patents

Abstract

アングル駆動装置は、ベアリング手段用の第１軸線Ａ_１およびベアリング手段用第２軸線Ａ_２を備え後者の軸線Ａ_２が第１の軸線接Ａ_１を直角に横断するハウジング１１を有し、前記ハウジング内に支持され、入力リングギヤ１９を支持しかつ前記第１軸線Ａ_１上に位置決めされる入力軸１６を有し、前記ハウジング内に支持され、出力歯車２７を支持しかつ前記第２軸線Ａ_２上に位置決めされる出力軸２８を有し、前記ハウジング内に支持され、前記第１軸線Ａ_１上に位置決めされそして前記第２軸線Ａ_２に関連して、入力リングギヤ１９に対して対称的に配置されかつ設計されるカウンタリングギヤ２０を有し、前記ハウジング内に支持され、前記第１軸線Ａ_１に対して半径方向にかつ前記第２軸線Ａ_２とともに１平面内に位置決めされた軸線Ａ_３，Ａ_４上に配置されかつ前記出力歯車２７と同一の型の歯付けを備えている少なくとも１つの中間歯車を有している。前記カウンタリングギヤ２０が前記入力リングギヤ１９に対して独立して回転し得るように支持されている。前記入力リングギヤ１９および前記カウンタリングギヤ２０が、それらのそれぞれの歯を介して、前記出力歯車２７および少なくとも１つの中間歯車に同時に係合する。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、ベアリング手段用の第１軸線Ａ_１およびベアリング手段用第２軸線Ａ_２を備え、後者の軸線Ａ_２が第１の軸線Ａ_１を直角に横断するハウジングを有し、前記ハウジング内に支持され、入力リングギヤを支持しかつ前記第１軸線Ａ_１上に位置決めされる入力軸を有し、出力歯車を支持しかつ前記第２軸線Ａ_２上に位置決めされる出力軸を有するアングル駆動装置に関する。アングル駆動装置は、幾つかの適用例を記載するために、自動車、農業機械装置および機械工具において、種々の方法で使用され得る。自動車技術の分野において、それらは横に組み込んだ前方エンジンを備えた４輪駆動車に要求される。一般に、かかる車両は前輪駆動のみを備えた基本的なモデルから引き出される。かかる場合に、アングル駆動装置は前車軸の差動駆動装置に直接追随し、アングル駆動装置の入力軸は差動駆動装置のサイドシャフトの１つが前車軸駆動装置にそれを通って延びる中空軸の形で設けられる。
【０００２】
（発明の背景）
燃焼エンジンの後ろまたは下の前車軸差動装置と駆動軸との間にこの方法において収容されるようなアングル駆動装置の取り付けスペースはもちろん非常に限定される。高いトルクを有するディーゼルエンジンの使用の相変わらずの増大のため、以前に使用されたアングル駆動装置はそれらの性能の限界に達し、すなわち、最大トルク試験運転において、所定の寿命がもはや達成されない。制限された取り付けスペースのため、アングル駆動装置の大きさは増加されることができず、そしてアングル駆動装置の伝達可能なトルクが増加されることができないリングギヤの直径によって主として決定されることを考慮しなければならない。
【０００３】
（発明の開示）
本発明の目的は、付与された取り付けスペースにおいて、とくに制限された直径寸法によりより高いトルク容量を含む、とくに前述した好適な用途のアングル駆動装置を提供することにある。
【０００４】
このために、以下の特徴、すなわち、ハウジング内に支持され、第１軸線Ａ_１上に位置決めされそして第２軸線Ａ_２に関連して、入力リングギヤに対して対称的に配置されかつ設計されるカウンタリングギヤを有し、前記ハウジング内に支持され、前記第１軸線Ａ_１に対して半径方向にかつ前記第２軸線Ａ_２とともに１平面内に位置決めされた軸線Ａ_３，Ａ_４上に配置されかつ前記出力歯車（ピニオン）と同一の型の歯付けを備えている少なくとも１つの中間歯車を有し、前記カウンタリングギヤが前記入力リングギヤに対して独立して回転し得るように支持され、前記入力リングギヤおよび前記カウンタリングギヤが、それらのそれぞれの歯を介して、前記出力歯車および少なくとも１つの中間歯車（ピニオン）に同時に係合するアングル駆動装置が設けられる。
【０００５】
前記アングル駆動装置において、上記手段は、出力歯車が二度、すなわち、一方で、入力リングギヤによってかつ他方で、カウンタリングギヤによって係合されるため、半分にされている入力リングギヤでの歯の力を導く。実質上同一の設計からなる、入力リングギヤおよびカウンタリングギヤは実質上同一の負荷を受ける。それらが同時に出力歯車および少なくとも１つの中間歯車に係合するため、それらの歯の力は少なくとも半分にされる。
【０００６】
付与されたリングギヤ直径、不変の歯の形状および同一の歯の強度により歯の力を半分にするかまたは３つに分割することにより、伝達し得るトルクは理論上２倍にされ得る。この方法において、高トルクのディーゼルエンジンを使用することにより、アングル駆動装置に関連して存在している問題は完全に解決される。本発明は差動キャリヤでの大きなリングギヤを入力歯車およびカウンタ歯車の形のより小さいリングギヤによって置き換えることを可能にする。
【０００７】
ここで記載される好適な用途から独立して、前記型の動力（パワー）分布を有するアングル駆動装置は、また、後車軸差動装置と結合して使用され得る。車両が前進しているとき、トルクの流れはこれまで出力軸として言及された軸から入力軸として言及された軸へ引き起こされ得る。これはまた他の用途に適用される。
【０００８】
好適な実施の形態によれば、単一の中間歯車が第２軸線Ａ_２に対して同軸に支持される。さらに他の実施の形態によれば、幾つかの、とくに２つの中間歯車が、それらの半径方向軸線Ａ_３，Ａ_４によって、前記第２軸線Ａ_２と同一のピッチ角を形成することが提案される。
【０００９】
さらに、入力軸が、貫通軸がそれを貫通し得る中空軸であること；前記入力軸がハウジング内に二度支持されること；前記入力軸上の入力リングギヤおよびカウンタリングギヤが前記ハウジング内に浮動に支持されること；前記カウンタリングギヤが半径方向のベアリングによって前記入力軸上に支持されること；前記カウンタリングギヤが前記入力軸上に軸方向ベアリングによって軸方向に支持されること；前記出力歯車が前記ハウジング内に一度支持されること；および少なくとも１つの中間歯車が固定ハウジングジャーナル上に回転可能に支持されることが提案されている。さらに、前記入力リングギヤおよび前記カウンタリングギヤが冠歯車でありそして、前記出力歯車および少なくとも１つの中間歯車が直線歯または螺旋歯を有するスパーギヤであることも可能である。歯付けは、また、入力リングギヤおよびカウンタリングギヤでスパイラル歯付けまたは螺旋歯付けの形でかつしたがって、出力歯車および少なくとも１つの中間歯車でスパイラル歯付けまたは螺旋歯付けの形で設けられ得る。さらに他の可能性は、入力軸がハウジング内に軸方向に浮動に支持されることおよび差し込み式スリーブが差動装置の出力軸に接続されているために前記入力軸のジャーナル端に配置されることに存している。
【００１０】
入力リングギヤおよびカウンタリングギヤを入力軸上に支持することにより、ハウジングは第１軸線Ａ_１の方向における軸方向の力から完全に自由に保持されている。歯付けが冠歯車または直線スパーギヤの形に選択されるならば、出力軸は、また、軸線Ａ_２の方向に延びている力から完全に自由に保持される。二度、すなわち、入力リングギヤによっておよびカウンタリングギヤによって係合されているため、出力軸は入力リングギヤとカウンタリングギヤとの間で心出しされるように保持され、その結果半径方向の支持力は出力軸自体に発生することはできない。これは、従来技術の簡単なアングル駆動装置に比して、ハウジング上の負荷がかなり減少され、その結果材料節約が可能であることを意味している。さらに、リングギヤを冠歯車の形にそして出力および中間歯車を直線ピニオンの形に設けることによって、組み立て手順は、ピニオンが係合の型の変化を生じることなく冠歯車に向かって半径方向に動くことができるため簡単化される。軸線Ａ_２，Ａ_３６およびＡ_４に関連して出力歯車および中間歯車の軸方向位置の精度に関連する要求はしたがって減少される。
【００１１】
減少されているハウジング上の負荷を導く上述した手段は、同時に、軸および歯車をハウジングから音響的に結合解除させない。これは本発明によるアングル駆動装置に自動的に発生する好都合な副作用である。
【００１２】
本発明の２つの好適な実施の形態を図面に示しかつ以下で説明する。
【００１３】
（発明を実施するための最良の形態）
以下で、図１および図２を共同して説明する。アングル駆動装置のハウジング１１は第１軸線Ａ_１を有するネジ山付きフランジ１３を備えたフランジスリーブ１２を含んでおり、それによってアングル駆動装置は例えば差動駆動装置に、ならびにネジ山付きフランジ１３と反対に位置決めされたカバー１４に対してフランジが付けられることができる。駆動ハウジング１１には、その軸線Ａ_２がフランジスリーブ１２の軸線Ａ_１に対して半径方向に一直線に整列されるハウジングスリーブ１５が形成される。軸線Ａ_１を有しかつ入力リングギヤ１９を支持する入力軸１６が駆動ハウジング内に２つのボールベアリング１７，１８によって浮動で支持されている。入力リングギヤは入力軸１６の座面２１上に位置決めされかつそれに溶接されるカラー２２上で軸方向に支持される。入力リングギヤ１９と同一の型の歯付けおよび同一の大きさを有するカウンタリングギヤ２０が入力リングギヤ１９に対して対称的に位置決めされている。カウンタリングギヤ２０は半径方向のベアリング２３を介して入力軸１６上に自由に回転可能に支持されそして軸方向のベアリング２４、円板２５および固定リング２６を介して入力軸１６上に支持されている。入力リングギヤ１９およびカウンタリングギヤ２０は冠歯車の形に設けられる。両者は出力軸ジャーナル２８と一体であるように形成される出力歯車２７に係合する。前記出力歯車２７は直線スパーギヤの形において設けられる。出力軸ジャーナル２８はスリーブ突起１５内のボールベアリング２９を介して支持される。出力歯車２７は入力リングギヤ１９およびカウンタリングギヤ２０に係合し、かつこのことは、また、第１軸線Ａ_１に対して半径方向に整列される軸線Ａ_３，Ａ_４を同様に含みかつ第２軸線Ａ_２と同一平面内に位置決めされる２つの中間歯車３１，３２に適用される。中間歯車３１，３２はニードルベアリング４９，５０を介して、ボルト３６，３７によってハウジング１１にボルト止めされたキャリヤ構造３５内に支持される回転ジャーナル３３，３４上で走行する。接続フランジ３８が円板４０およびボルト４１によって軸ジャーナル２８の端部に固定され、軸ジャーナル２８および接続フランジ３８は軸歯付け３９によって互いに係合している。入力軸１６はネジ山付きフランジ１３に対して密封体４２によって密封されかつカバー１４に対して密封体４３によって密封される。入力軸１６は中空軸の形で設けられ、貫通軸４５が前記入力軸１６を貫通する。貫通軸４５は入力軸１６に対して密封体４６によって密封される。入力軸１６を介して導入されたトルクは中間歯車３１，３２を介して２つのリングギヤ１９，２０に完全に均一に分布される。リングギヤ１９，２０の歯の力は入力軸１６によって内部力の形で収容される。ハウジング１１は入力軸１６を通る軸線Ａ_１の方向に軸方向負荷から完全に自由のままである。入力軸１６上に浮動で配置されるリングギヤ１９，２０は歯車２７，３１，３２の対称配置の結果として保持されかつ心出しされ、その結果あらゆる相当な値の半径方向の力は入力軸１６からハウジング１１に達しない。出力歯車２７はリングギヤ１９，２０間に心出しされ、その結果軸ジャーナル２８はどのような屈曲力も受けない。歯の形状（直線歯付きピニオン）およびリングギヤ１９，２０との二重係合の結果として、出力歯車２７および出力軸ジャーナル２８のベアリングは軸方向の力を受けない。
【００１４】
図３および図４は以下で共同して説明される。アングル駆動装置のハウジング５１は第１軸線Ａ_１を含んでいるネジ山付きフランジ５３を備えるフランジスリーブ５２ボルト止めされており、それによってアングル駆動装置は、例えば差動駆動装置に、ならびにフランジ５２と反対に位置決めされたカバー５４に対してフランジが付けられることができる。駆動ハウジング５１には、その軸線Ａ_２が軸線Ａ_１に対して半径方向に一直線に整列されるハウジングスリーブ５５がフランジ付けされる。環状駆動ハウジング５１は、単一の半径方向のスポーク８８を介して、軸線Ａ_１に対して同軸に延びるハブ８７を保持する。軸線Ａ_１を有する入力軸５６は半径方向のベアリング５７によって前記ハブ８７内に支持される。ベアリング領域の１側で、入力軸５６は入力軸５６の座面６１上に位置決めされかつそれに溶接されるカラー６２上に軸方向に支持される入力リングギヤ５９を有している。ベアリング領域の他側でかつ入力リングギヤ５９に対して対称的に、同一の歯の形成および同一の大きさを有するカウンタリングギヤ６０が位置決めされる。カウンタリングギヤ６０は半径方向のベアリング６３を介して入力軸５６上に自由に回転可能に支持されそして軸方向のベアリング６４、円板６５および固定リング６６を介して入力軸上に支持されている。入力リングギヤ５９およびカウンタリングギヤ６０は冠歯車の形に設けられる。両者は出力軸ジャーナル６８と一体であるように形成される出力歯車６７に係合する。前記出力歯車６７は直線スパーギヤの形において設けられる。出力軸ジャーナル６８はスリーブ突起５５内のボールベアリング６９によって支持される。出力歯車６７は入力リングギヤ５９およびカウンタリングギヤ６０に係合し、かつこのことは、また、第１軸線Ａ_１に対して半径方向に整列される軸線Ａ_３，Ａ_４を同様に含みかつ第２軸線Ａ_２と同一平面内に位置決めされる２つの中間歯車７１，７２に適用される。中間歯車７１，７２はハウジング５１で半径方向外側にかつハブ８３内で半径方向内側に支持される回転ジャーナル７３，７４上で走行する。回転ジャーナルは固定リング９５，９６によって固定されかつＯ−リング９７，９８によって密封される。中間歯車７１，７２はニードルベアリング８９，９０によって支持されている。入力軸５６は軸の歯付け１００を介して差し込み式スリーブ９９に接続される。差し込み式スリーブ９９を備えた入力軸５６は中空軸の形で設けられ、貫通軸８５が中空軸を貫通する。入力軸はカバー５４に対して密封体８３によって密封されかつ貫通軸８５は入力軸５６に対して密封体８６によって密封される。接続フランジ７８が円板８０およびボルト８１によって出力軸６８の端部に固定される。出力軸６８および接続フランジ７８は軸歯付け７９によって回転に対して固定されている。さらに、出力軸６８はスリーブ５５に対して密封体８４によって密封されている。入力軸５６を介して導入されたトルクは中間歯車７１，７２を介して２つのリングギヤ５９，６０に完全に均一に分布される。リングギヤ５９，６０の歯の力は入力軸５６内に内部力の形で収容されかつハウジング５１を軸線Ａ_１の方向の軸方向負荷から完全に保持する。さらに、軸方向に浮動で配置された入力軸５６は、歯車６７，７１，７２の対称配置の結果として保持されかつ心出しされ、その結果あらゆる相当な値の半径方向の力は入力軸５６からハウジング５１に達しない。出力歯車６７はリングギヤ５９，６０間に心出しされ、その結果軸ジャーナル６８はどのような屈曲力も受けない。歯の形状（直線歯付きピニオン）およびリングギヤ５９，６０との二重係合の結果として、出力歯車６７および出力軸ジャーナル６８のベアリング６９は軸方向の力を受けない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
第１の実施の形態において本発明の駆動装置を示す入力軸および出力軸を通る断面図である。
【図２】
図１による駆動装置を、出力軸を通る入力軸に対して垂直に延びている断面において示す断面図である。
【図３】
第２の実施の形態において本発明の駆動装置を示す入力軸および出力軸を通る断面図である。
【図４】
図３による駆動装置を、出力軸を通る入力軸に対して垂直に延びている断面において示す断面図である。
【符号の説明】
１１，５１ ハウジング
１２，５２ フランジスリーブ
１３，５３ フランジ
１４，５４ カバー
１５，５５ スリーブ
１６，５６ 入力軸
１７，５７ ベアリング
１８ ベアリング
１９，５９ 入力リングギヤ
２０，６０ カウンタリングギヤ
２１，６１ 座
２２，６２ カラー
２３，６３ 半径方向ベアリング
２４，６４ 軸方向ベアリング
２５，６５ 円板
２６，６６ 固定リング
２７，６７ 出力歯車
２８，６８ 軸ジャーナル
２９，６９ ベアリング
３０，７０
３１，７１ 中間歯車
３２，７２ 中間歯車
３３，７３ ジャーナル
３４，７４
３５ ジャーナルキャリヤ
３８，７８ 接続フランジ
３９，７９ 歯付け
４０，８０ 円板
４１，８１ ボルト
４２ 密封体
４３，８３ 密封体
４４，８４ 密封体
４５，８５ 貫通軸
４６，８６ 密封体
８７ ハブ
８８ スポーク
４９，８９ ニードルベアリング
５０，９０ ニードルベアリング
９１ 孔
９２ 孔
９３ 皿孔にされた領域
９４ 皿孔にされた領域
９５ 固定リング
９６ 固定リング
９７ Ｏ−リング
９８ Ｏ−リング
９９ 差し込み式スリーブ
１００ 歯付け
１０１ 外方リング

Claims (13)

1. ベアリング手段用の第１軸線Ａ_１およびベアリング手段用第２軸線Ａ_２を備え、後者の軸線Ａ_２が第１の軸線Ａ_１を直角に横断するハウジング（１１，５１）を有し、
   前記ハウジング内に支持され、入力リングギヤ（１９，５９）を支持しかつ前記第１軸線Ａ_１上に位置決めされる入力軸（１６，５６）を有し、
   前記ハウジング内に支持され、出力歯車（２７，６７）を支持しかつ前記第２軸線Ａ_２上に位置決めされる出力軸（２８，５８）を有し、
   前記ハウジング内に支持され、前記第１軸線Ａ_１上に位置決めされそして前記第２軸線Ａ_２に関連して、入力リングギヤ（１９，５９）に対して対称的に配置されかつ設計されるカウンタリングギヤ（２０，６０）を有し、
   前記ハウジング内に支持され、前記第１軸線Ａ_１に対して半径方向にかつ前記第２軸線Ａ_２とともに１平面内に位置決めされた軸線Ａ_３，Ａ_４上に配置されかつ前記出力歯車（２７，６７）と同一の型の歯付けを備えている少なくとも１つの中間歯車（３１，３２，７１，７２）を有し、
   前記カウンタリングギヤ（２０，６０）が前記入力リングギヤ（１９，５９）に対して独立して回転し得るように支持され、
   前記入力リングギヤ（１９，５９）および前記カウンタリングギヤ（２０，６０）
   が、それらのそれぞれの歯を介して、前記出力歯車（２７，６７）および少なくとも１つの中間歯車（３１，３２，７１，７２）に同時に係合することを特徴とするアングル駆動装置。
2. 単一の中間歯車が前記第２軸線Ａ_２に対して同軸に支持されることを特徴とする請求項１に記載のアングル駆動装置。
3. 幾つかの、とくに２つの中間歯車（３１，３２，７１，７２）が、それらの半径方向軸線Ａ_３，Ａ_４によって、前記第２軸線Ａ_２と同一のピッチ角を形成することを特徴とする請求項１に記載のアングル駆動装置。
4. 前記入力軸（１６，５６）が、貫通軸（４５，８４）がそれを貫通し得る中空軸であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
5. 前記入力軸（１６）が前記ハウジング（１１）内に二度支持されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
6. 前記入力軸（１６，５６）上の前記入力リングギヤおよび前記カウンタリングギヤが前記ハウジング（１１，５１）内に浮動に支持されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
7. 前記カウンタリングギヤが半径方向のベアリング（２３，６３）によって前記入力軸（１６，５６）上に支持されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
8. 前記カウンタリングギヤ（２０，６０）が前記入力軸（１６，４６）上に軸方向ベアリング（２４，６４）によって軸方向に支持されることを特徴とする前記請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
9. 前記出力歯車（２７，６７）が前記ハウジング（１１，５１）内に一度支持されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
10. 少なくとも１つの中間歯車（３１，３２，７１，７２）が固定ハウジングジャーナル（３３，３４，７３，７４）上に回転可能に支持されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
11. 前記入力リングギヤ（１９，５９）および前記カウンタリングギヤ（２０，６０）が冠歯車でありそして、前記出力歯車（２７，６７）および少なくとも１つの中間歯車（３１，３２，７１，７２）が直線歯または螺旋歯を有するスパーギヤであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
12. 前記入力軸（１６，５６）が前記ハウジング（１１，５１）内に軸方向に浮動に支持されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。
13. 差し込み式スリーブ（９９）が差動装置の出力軸に接続されているために前記入力軸（５６）のジャーナル端に配置されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のアングル駆動装置。