JP2007003003A - コンパクトな遊星歯車アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】外側表面を有する最終駆動装置用のコンパクトな遊星歯車アセンブリを提供すること。
【解決手段】遊星歯車は、一体化された遊星歯車キャリア内で組み立てられ、その中で、最終駆動装置の外側表面がキャリアの一部分を形成する。外側表面は、アセンブリ内の各遊星歯車の近傍で連続しており、すなわち、遊星歯車と一体化された遊星歯車キャリアとの接続に関連する外側表面に穴がない。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車システムに関し、より詳しくは、最終駆動装置の内部環境と外部環境の間の漏れ経路の数を減少させ、複数の機能を単一の部品に統合することによりさらにコンパクト化をもたらす、最終駆動装置用のコンパクトな遊星歯車アセンブリに関する。

従来の遊星歯車アセンブリは、キャリアに取り付けられた遊星歯車それぞれに近接した貫通穴、すなわち潜在的な漏れ経路、ならびに給油口や油抜き口など他の必要な穴を備えた遊星歯車キャリアを含む。このような構成は、潜在的な漏れ経路のそれぞれを駆動システム外の動作環境での潜在的な汚染から保護するために、追加の密封装置を必要とする。

従来の遊星歯車キャリアでは漏れ経路がより多かったので、追加の密封装置が必要となり、一般に、遊星歯車アセンブリの寸法および複雑さ、ならびに費用が増大する。さらに、追加の各部品および潜在的な各漏れ経路に関連して、保守上のリスクが加わる。したがって、外部環境への漏れ経路の数が増加するにつれて、遊星歯車アセンブリの全体的な信頼性が下がり、全体的な費用は増大する傾向がある。

本明細書に記載する発明は、遊星歯車キャリアと外部環境の間の部品および潜在的な漏れ経路の数を大幅に減少させ、取り付けられた各遊星歯車に近接する潜在的な漏れ経路をなくすものである。さらに、本発明は、複数の機能を一体の遊星歯車アセンブリ内に統合することにより、最終駆動装置の中で遊星歯車アセンブリのために必要な軸方向空間を大幅に減少させることができる。その上、ここに記載される発明では、遊星歯車アセンブリは、遊星歯車キャリアの外壁によって外部環境から密封されるので、異物と接触することによる損傷の可能性が最小限に抑えられる。

本発明の諸実施形態を、図を参照して詳細に記載する。

図１は、本発明の例示的な一実施形態の断面図を示し、図２は、図１の例示的な一実施形態、すなわち遊星歯車アセンブリ１００の分解組立図を示す。遊星歯車アセンブリ１００は、遊星ピニオンシャフト１１０と、遊星ピニオン歯車１２１、２つの止め輪１２２ａ、１２２ｂ、スペーサ１２３、ならびに軌道輪１２５ａ、１２６ａ、軸受カップ１２５ｂ、１２６ｂ、および保持器アセンブリ１２５ｃ、１２６ｃを有する２つの先細ころ軸受１２５および１２６を含む遊星ピニオン歯車アセンブリ１２０と、ねじ頭１１５ａ、軸部１１５ｂ、およびねじ山１１５ｃを有するピニオンシャフトアセンブリねじ１１５と、一体の遊星歯車キャリア１３０とを含む。遊星ピニオン歯車１２１は、位置決め溝１２１ａ’を備えた取付け面１２１ａを含む。

図２に示すように、遊星ピニオンシャフト１１０は、第１のシャフト端部１１０ａ、第２のシャフト端部１１０ｂ、第１のシャフト外径Ａを有する第１の円筒形シャフト外側表面１１１、第２のシャフト外径Ｂを有する第２の円筒形シャフト外側表面１１２、第１の内径Ｃを有するシャフトの貫通穴１１３、およびシャフトねじ１１１ａを有するねじ穴を有し、これらはそれぞれ共通の中心線１１４を有する。シャフトねじ１１１ａの最小径は、軸部１１５ｂの径Ｇおよびねじ山１１５ｃの最大径よりも大きい。第１の円筒形外側表面１１１と第２の円筒形外側表面１１２との間の移行部は明確で、肩部１１６によって形成されており、その表面は、中心線１１４にほぼ直交している。最後に、遊星ピニオンシャフト１１０は、第２の端部１１０ｂに、内径Ｄおよび長さＬを有する凹んだシャフト領域１１２ａを含む。

遊星歯車キャリア１３０は、機械加工された金属鋳造物であり、内側キャリア構造１３０ａ、外側キャリア構造１３０ｂ、ならびに内側キャリア構造１３０ａと外側キャリア構造１３０ｂを接続する３つの柱１３０ｃを含む。内側キャリア構造１３０ａは、等間隔に配置され直径Ｅを有する３つの内側キャリア穴１３１と、駆動シャフトおよび一体型の太陽歯車（図示せず）がそこから突出する１つの中央キャリア穴１３５とを含む。外側キャリア構造１３０ｂは、第１の外側構造側面１３０ｂ’および第２の外側構造側面１３０ｂ’’を含む。第１の外側キャリア側面１３０ｂ’は、３つのキャリアソケット構造１３２、給油口１３７、および油抜き口１３８を含む。キャリアソケット構造１３２はそれぞれ、第１のキャリアソケット表面１３２ａ、すなわち第１のソケット径Ｅを有する雌構造、第２のソケット表面１３２ｂ、すなわち第２のソケット径Ｆを有する雄構造、第１のキャリアソケット当接面１３２ｃ、および第２のキャリアソケット当接面１３２ｄを含む。各キャリアソケット構造１３２の中心には、ねじ山１１５ｃと噛み合うねじ溝１３３ａを有するねじ切りしたキャリアの止まり穴１３３がある。理想的には、各内側キャリア穴１３１および対応するキャリアソケット構造１３２は、特に雌ソケット表面１３２ａに関して、共通の中心線１３６を有する。図に示すように、第２の外側構造側面１３０ｂ’’は、給油口、油抜き口、および取付け穴以外は連続した表面を有する。

図１および２に示すように、遊星歯車アセンブリ１００では、先細ころ軸受１２５、１２６が、第２の外側表面１１２の一部分の上に取り付けられ、遊星ピニオン歯車１２０が、先細ころ軸受１２５、１２６の上に取り付けられる。ピニオンシャフト１１０は、凹んだシャフト領域１１２ａがソケット構造１３２と噛み合い、第１の円筒形表面１１１がキャリア穴１３１と噛み合うように、遊星歯車キャリア１３０の上に取り付けられる。ねじ１１５は、ねじ山１１５ｃがソケットのねじ溝１３３ａと十分に係合し、ねじ頭１１５ａが第１の端部１１０ａと係合するような組立てになっている。ピニオンシャフト１１０、およびころの軌道輪１２５ａ、１２６ａ、ならびにスペーサ１２３は、第２のキャリアソケット表面１３２ｂおよび凹んだシャフト領域１１２ａが完全に係合する前に、完全に係合するように寸法が決められる。したがって、図１、２、および３に示すように、完成した遊星歯車アセンブリ１００において、第２のキャリアソケット表面１３２ｂは、凹んだシャフト領域１１２ａと、第２のキャリアソケット表面１３２ｂを介して半径方向に、あるいは第２のキャリアソケット当接面１３２ｄを介して軸方向に接触しない。遊星歯車アセンブリ１００において、第１の円筒形シャフト表面１１２は内側キャリア穴１３１と締まりばめを形成し、第２の円筒形シャフト表面１１１は第１のキャリアソケット表面１３２ａと締まりばめを形成して、遊星ピニオンシャフト１１０の回転する動きを制限している。ピニオンシャフト１１０の軸方向の動きは、ピニオンシャフトアセンブリねじ１１５、遊星ピニオン歯車アセンブリ１２０、およびソケット当接面１３２ｃの働きによって抑制される。

遊星歯車アセンブリ１００は、最も内側にある部品を最初に組み立てることにより、段階的なプロセスで作成することができる。止め輪１２２ａおよび１２２ｂが、遊星ピニオン歯車１２１の溝１２１ａ’の中に嵌め込まれる。次に、軸受カップ１２５ｂ、１２６ｂが、図１に示すように取付け面１２１ａに押し込まれる。次に、ころアセンブリ１２５ｃ、１２６ｃ、内輪１２５ａ、１２６ａ、およびスペーサ１２３が、図に示すように嵌め込まれて、遊星ピニオン歯車アセンブリ１２０を形成する。次に、遊星歯車アセンブリ１２０が、遊星歯車キャリア１３０内で、キャリア穴１３１と対応するソケット構造１３２との間に適切に配置される。次に、遊星ピニオンシャフト１１０が、その横方向の移動が、図に示すように肩部１１６、軌道輪１２５ａ、１２６ａ、スペーサ１２３、および第１のソケット当接面１３２ｃの働きによって止まるまで、キャリア穴１３１、軌道輪１２５ａ、１２６ａ、および第１のソケット表面１３２ａに押し込まれる。次に、シャフトアセンブリねじ１１５が、シャフトを貫通し、ねじ山１１５ｃをソケットのねじ溝１３３ａに係合させることによってソケット構造に取り付けられる。すべての組立ては、遊星歯車キャリア１３０の一方の側から行われ、それによって、組立てプロセスがより容易かつ効率的になることに留意されたい。さらに、ほとんどの部品は第２の外側キャリア側面１３０ｂ’’上には露出しない。このことにより、外部環境に露出することによる部品の損傷または緩みに伴う保守の問題が軽減される。

遊星ピニオン歯車アセンブリの取外しは、ねじ山１１５ｃをソケットのねじ溝１３３ａから係脱し、ショックアセンブリねじを遊星歯車アセンブリ１００から取り外すことによって達成される。例えばアイボルト（図示せず）などの第２のねじのねじ溝が、次に、ねじ１１１ａと係合され、遊星ピニオンシャフト１１０を取り外すのに十分な軸方向の力が第２のねじに加わり、遊星ピニオンシャフト１１０は、遊星歯車アセンブリ１００の残っている部分から取り外される。

図に示した実施形態を説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることができることが明らかになるであろう。

図に示される例示的な一実施形態の断面図である。 本発明の例示的な一実施形態の分解組立図である。 遊星歯車キャリアの例示的な一実施形態の図である。

符号の説明

１００ 遊星歯車アセンブリ
１１０ 遊星ピニオンシャフト
１１１ 第１の円筒形シャフト外側表面
１１２ 第２の円筒形シャフト外側表面
１１３ 貫通穴
１１４、１３６ 中心線
１１５ ピニオンシャフトアセンブリねじ
１１６ 肩部
１２０ 遊星ピニオン歯車アセンブリ
１２１ 遊星ピニオン歯車
１２５、１２６ 先細ころ軸受
１３０ 遊星歯車キャリア
１３１ 内側キャリア穴
１３２ キャリアソケット構造
１３３ 止まり穴

Claims (13)

1. 外側表面を有する最終駆動装置用の遊星歯車アセンブリであって、
   遊星ピニオン歯車と、
   軸受と、
   シャフト中心線を有する遊星ピニオンシャフトと、
   内側キャリア構造および外側キャリア構造を有する一体化された遊星歯車キャリアとを備え、前記外側キャリア構造が、第１の外側構造表面を有する第１の外側構造側面と第２の外側構造表面を有する第２の外側構造側面とを含み、前記第２の外側構造表面が、前記第１の外側構造表面に向いた方向とほぼ反対の方向を向いており、前記遊星ピニオン歯車、前記軸受、および前記遊星ピニオンシャフトが、遊星歯車アセンブリを形成し、前記遊星歯車アセンブリが、前記内側キャリア構造と前記第１の外側構造側面との間で遊星歯車構成として組み立てられ、前記第２の部分が、前記遊星歯車構成の前記シャフト中心線に近接して連続した表面を有する、遊星歯車アセンブリ。
2. 前記遊星ピニオンシャフトが、第１のシャフト外径を有する第１のシャフト端部と第２のシャフト外径を有する第２のシャフト端部とを有し、前記第１のシャフト外径が前記第２のシャフト外径よりも大きい、請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
3. 前記第１の外側構造側面が、第１のソケット内径を有するソケットを含み、前記ソケットが前記第１のシャフト外径と締まりばめを形成し、前記内側キャリア構造が、キャリア穴内径を有する内側キャリア穴を含み、前記内側キャリア穴が前記第２のシャフト外径と締まりばめを形成する、請求項２に記載の遊星歯車アセンブリ。
4. 前記第２のシャフト端部が、凹んだシャフト領域を含み、前記遊星ピニオンシャフトの一部分が、前記凹んだシャフト領域と前記第２のシャフト外径との間に配置され、円形のリッジを形成する、請求項２に記載の遊星歯車アセンブリ。
5. 前記第１の外側構造側面が、前記円形のリッジを受けるサイズの溝を含み、前記溝の大きい方の径が第１の溝の径である、請求項４に記載の遊星歯車アセンブリ。
6. 前記遊星ピニオンシャフトが、前記シャフト中心線に沿った穴中心線および前記シャフト中心線に直交する第１の端面を有する貫通穴を含み、前記貫通穴が、第１の端部に第１のシャフト穴径を、第２の端部に第２のシャフト穴径を有し、前記第１のシャフト穴径が前記第２のシャフト穴径よりも大きく、前記第１のシャフト穴径が内側シャフトねじ溝を有する、請求項４に記載の遊星歯車アセンブリ。
7. 前記遊星ピニオンシャフトを前記遊星ピニオンキャリアに取り付けるための、外側ねじ山およびねじ頭を有する取付けねじをさらに備える、請求項６に記載の遊星歯車アセンブリ。
8. 前記穴中心線が前記シャフト中心線に沿っている、請求項６に記載の遊星歯車アセンブリ。
9. 前記第１の外側構造側面が、前記外側ねじ山と噛み合うように設計された内側ソケットねじ溝を有する止まり穴を含み、前記ねじ頭が前記第１の端面上に位置すると共に前記外側ねじ山が前記内側ソケットねじ溝と係合するように、前記取付けねじが取り付けられる、請求項６に記載の遊星歯車アセンブリ。
10. 前記一体化された遊星歯車キャリアが、機械加工された一体の金属鋳造物を備える、請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
11. 遊星歯車アセンブリであって、
    歯車内径を形成する円筒形の歯車取付け表面を有し、前記円筒形の歯車取付け表面が環状の溝を含む、遊星ピニオン歯車と、
    中心線、内径を有する貫通穴、第１のシャフト外径を有する第１の円筒形シャフト部分、および第２のシャフト外径を有する第２の円筒形シャフト部分を有する遊星ピニオンシャフトと、
    外側ねじ山およびねじ頭を有するピニオンシャフトねじと、
    第１の軌道輪取付け表面を有する第１の軌道輪および第１の軸受カップ取付け表面を有する第１の軸受カップを有する第１の先細ころ軸受と、
    第２の軌道輪取付け表面を有する第２の軌道輪および第２の軸受カップ取付け表面を有する第２の軸受カップを有する第２の先細ころ軸受と、
    一体化された遊星歯車キャリアとを備え、前記一体化された遊星歯車キャリアが、前記第１のシャフト外径との締まりばめをもたらす第１の円筒形内径を有する穴を含む第１のキャリア構造と、前記第２のシャフト外径との締まりばめをもたらす第１のソケット径を備えた止まり穴表面を有するソケット構造を含む第２のキャリア構造と、前記外側ねじ山と一致する止まり穴ねじ溝を有する止まり穴と、前記止まり穴と前記止まり穴表面との間のソケット当接面とを含み、前記遊星ピニオンシャフトが、前記ソケット構造内に嵌合し、前記第１および第２の軌道輪取付け表面が、前記第２の円筒形シャフト部分と締まりばめを形成し、前記第１および第２の軸受カップ取付け表面が、前記円筒形の歯車取付け表面と締まりばめを形成し、前記溝に取り付けられた止め輪が前記第１および第２の軸受カップを分離し、スペーサが前記第１および第２の軌道輪を分離する、遊星歯車アセンブリ。
12. 前記第１の外径と前記第２の外径の間の移行部としてシャフト当接面をさらに備え、前記第１の軌道輪の横方向の動きが前記シャフト当接面によって制限され、前記第２の軌道輪の横方向の動きが前記ソケット当接面によって制限される、請求項１１に記載の遊星歯車アセンブリ。
13. 前記一体化された遊星歯車キャリアが、機械加工された一体の金属鋳造物を備える、請求項１１に記載の遊星歯車アセンブリ。

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