JP2014109344A - Bearing gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は四輪自動車の回転力を左右に伝達分配する装置(デフレンシャル)に使用する。特に四輪駆動自動車は左右のみならず、前後の回転数の差動に対しても、第3の差動機を必要とされている。これを半円凹凸型歯車に変更する事で差動機の容積を小さくする技術である。 The present invention is used in a device (differential) that transmits and distributes the rotational force of a four-wheeled vehicle to the left and right. In particular, a four-wheel drive vehicle requires a third differential for not only the left and right but also the differential of the front and rear rotational speeds. This is a technique for reducing the volume of the differential by changing it to a semicircular uneven gear.
現在、差動機(デフレンシャル)では はすば-インボリュート歯車を使用する、この歯型を半円凹凸形歯車へと変更する。
更に高馬力を伝達する為に半円凹凸形まがりば傘歯車を採用する。
At present, the differential type (differential) uses a helical-involute gear, and this tooth type is changed to a semicircular uneven gear.
Furthermore, in order to transmit high horsepower, a semi-circular uneven spiral bevel gear is adopted.
特開昭63−53036、特公昭47−14528、米国3748920、 JP 63-53036, JP-B 47-14528, US 3748920,
ギア歯形は必ずインボリュート曲線-形状をし、伝達トルクや、衝撃.係数を考慮して、ギア-モジュールを設定して、ギアの大きさを決める。ギアの減速比や安全係数を考慮しギア有効半径が決まる。伝達トルクや衝撃.係数が大きい場合
かなり大きくなる。これを出来るだけ、有効径の外形を小さくしたい。
The gear tooth profile must be an involute curve, and the gear size is determined by setting the gear module in consideration of the transmission torque and impact coefficient. The effective gear radius is determined in consideration of the gear reduction ratio and safety factor. When the transmission torque and impact coefficient are large, it becomes considerably large. I want to make the effective diameter as small as possible.
インボリュート歯車を使ったギア同士は、線接触で当たる為に面圧を小さくするのは無理である。ギアの摩擦耐力は (トルク力)/(接触面積)で決まる。摩擦耐力は歯車厚さ-幅部分で決まるので、歯車厚さを大きくせざるを得ない。 It is impossible to reduce the surface pressure between gears using involute gears because they are in line contact with each other. The friction resistance of the gear is determined by (torque force) / (contact area). Since the frictional strength is determined by the gear thickness-width portion, the gear thickness must be increased.
1)差動機を作るなら、ピ二オン、サイドギアを2組ずつ組合せた差動機部分が必要不可欠である、この2種のギア形状を見なおす。つまり折れやすい形を、半円凹形(富士山形)で根元を最大に構成し、出来るだけ小型化する。
2)円錐形のコロをピ二オン、サイドギアの隙間に挿入、配置する。
3)コロの外側に前リング、後リングを配置し外れ無い様に固定する。
4)リングギアの回転方向切断面が半円凹形歯車に、ドライブピ二オンギアを回転方向切断面が半円凸形歯車に変更する。
5)リングギア、ドライブピ二オンギアの半円凹凸形歯車を軸に対しネジレ角を持つ まがりば傘歯車に変更する。
1) If you want to make a differential, review the two types of gear shapes, where a differential that combines two pairs of pinions and side gears is essential. In other words, the easy-to-break shape is semicircular concave (Mt. Fuji) and the root is configured to the maximum, making it as small as possible.
2) Insert and place a conical roller in the pinion and side gear gap.
3) Place the front and rear rings on the outside of the roller and fix them so that they do not come off.
4) Change the ring gear rotational surface to a semicircular concave gear, and change the drive pinion gear to a semicircular convex gear.
5) Change the ring gear and drive pinion gear semi-circular uneven gear into a spiral bevel gear with a twist angle with respect to the shaft.
1)ピ二オン、サイドギアの2組ギア根元部分が折れやすい形が最も折れにくい形と成って耐久性が増した。
2)円錐形コロを隙間に挿入した事で応力の分散がなされ耐久性が増した。
3)前リング、後リングにより簡単な方法で組立てられた。
4))リングギア、ドライブピ二オンギアを半円凹凸形歯車にして最も壊れ無い形となり、更に耐久性が増した。
5)リングギア、ドライブピ二オンギアの半円凹凸形歯車に対しネジレ角を付る事で衝撃に対し強くなる。
1) Two pairs of pinions and side gears, where the root part of the gear is easy to break, has become the most difficult to break, increasing durability.
2) Inserting a conical roller into the gap distributed stress and increased durability.
3) Easy assembly with front and rear rings.
4)) The ring gear and the drive pinion gear are semi-circular uneven gears, so that they are the most unbreakable, further improving durability.
5) By attaching a twist angle to the semi-circular uneven gear of the ring gear and drive pinion gear, it becomes strong against impact.
半円凹形はとても単純な歯車で半円の切り込み、逆富士山形切り込みを切削るだけで良い。いずれもこの単純さが最大の魅力であり、摩擦による消耗にしても半円全部で耐える為に線接触のインボルユート歯車より、はるかに耐摩耗性がある。 The semicircular concave shape can be cut with a very simple gear, with a semicircle cut and a reverse Mt. Fuji cut. In all cases, this simplicity is the greatest attraction, and it is much more wear resistant than involute gears with line contact, because it can withstand the entire semicircle even if it is worn by friction.
入力軸15、に接続するドライブピ二オンギア9の回転方向切断面が半円凹形歯車で凹部分の歯車が十分な強度を持つ様に間隔を空ける事で伝達力が強くなる。インボリュート歯車は、もう限界に成っており、これ以上の伝達手段は、本発明のベアリングギア(半円凹凸形歯車、)しか存在しない。
The rotational force of the drive pinion gear 9 connected to the
≪第1請求項実施例≫(図1〜9を見て)
全体構造は 入力軸15→ドライブピ二オンギア9→リングギア8→ピ二オンギア5a,5b→サイドギア6a、6b→左右リアシャフト14a、14b →左右リアタイヤ
本発明の差動機部分の特徴は、より簡単な半円凹形歯車をピ二オンギア5サイドギア6に採用し半円凹形の部分にコロ3が凹形溝に噛み込む構造とする。
<< First Claim Embodiment >> (See FIGS. 1 to 9)
The overall structure is:
その接触断面が図9と成る。更にリングギア8の内部にはピ二オンギア、コロ、サイドギアを垂直に噛み合せ、組込んだギアケース12が存在する。ピ二オンギア5はコロ3の前部を前リング1で固定する。コロ3の後部を後リング2で固定し、コロがサイドギア6の凹形溝に噛み込み図9の様な断面となる。
The contact cross section is shown in FIG. Further, inside the
コロ3は三角錐の形で前部にコロ軸4a,後全部にコロ軸4bの突出部を持つ、この部分は回転半径が小さく出来ており、その部分に前リング1と後リング2が入り込む形で組み合わせられる。前リング1と後リング2はボルトでピ二オンギア5に固定する。
前リング1と後リング2はボルトで固定されている為回転する事は無い。しかしコロ3は回転可能な構造となっている、これはピ二オンギアとサイドギア6は激しい押し圧力を掛けられ、衝撃吸収材となっている。コロ3自身は回転しない。前リング1と後リング2は直円、環状になっている。
The front ring 1 and the
相手のサイドギア6を押し接触回転する。サイドギア6は中心軸のスプライン溝部にリアシャフト14a、14bが貫通している。リアシャフト14a、14bはタイヤに接続している。ピ二オンギアとサイドギア6の回転数の配分で左右リアシャフト14a、14bへの回転差を生む。
Push the opponent's
ピ二オンギアとサイドギア6は激しい回転を繰り返し、押し圧、摩擦力も掛かるが、コロがクッションとなり、分解し無い様に前後リングが存在する。入力軸から、ギアケース12に回転が伝わりピ二オンギア5a,5b、の回転数の差がそのままサイドギア6a,6bの回転差となる。サイドギアはタイヤに直結となっている。
The pinion gear and the
≪設計仕様≫本発明を設計する時は、出来るだけ容積を小さくしたい為に、
Z(モジュール)を大きめにして、伝達トルクを大きくしたい。
なぜならZ(モジュール)が大きいと当然伝達馬力が大きいが、半円凹凸歯車
の噛み合い率を1以上で無ければ回転でき無い。
コロ3はかなりの硬度が必要である、通常のベアリングとリングの関係である。
≪Design specifications≫ When designing the present invention, in order to reduce the volume as much as possible,
I want to increase the transmission torque by increasing Z (module).
This is because, if Z (module) is large, the transmission horsepower is naturally large, but it cannot be rotated unless the meshing ratio of the semicircular uneven gear is 1 or more.
≪第2請求項実施例≫(図10〜12、16C矢視図を見て)
本発明の特徴は、より簡単な半円凸形歯車をドライブピ二オンギア9に採用し
半円凸形の部分がリングギア8の凹形溝に噛み込む構造とする。
第1実施例ではピ二オンギア5、サイドギア6は半円凹形歯車である。
<< Example of Second Claim >> (See FIGS. 10 to 12, 16C as viewed)
A feature of the present invention is that a simpler semi-convex gear is employed in the drive pinion gear 9 so that the semi-circular convex portion is engaged with the concave groove of the
In the first embodiment, the
(図16を見て)第2実施例ではドライブピ二オンギア9は半円凸形歯車で、リングギア8は半円凹形歯車である。ドライブピ二オンギア9の歯は半円凸形で、半円形部分がリングギア8の半円凹形部分に噛み込む構造である。
どちらも円形であり、接触面積は半円部全部であり、半円X歯厚み=接触面積
である。
In the second embodiment (see FIG. 16), the drive pinion gear 9 is a semicircular convex gear and the
Both are circular, the contact area is the entire semicircle, and the semicircle X tooth thickness = contact area.
≪第3請求項第3実施例≫(図13〜16を見て)D矢視図
第3実施例はドライブピ二オンギア18とリングギア17も半円凹凸形歯車はネジレ角(回転軸に対し傾斜とネジレ)が付いている(まがりば傘歯車)。
2個の歯車間は一定のネジレ角が付いて相対して噛み合い伝達する。各部分は軸に対し一定のネジレ角が付いて噛み合う。
まがりば傘歯車は多くの自動車のデフレンシャルに使用されている。図13のD矢視図(ネジレ角に直角に切る、図13では裏側になる)が図16の様になる。一定のネジレ角が何度かは色々ある為限定し無い(9°〜20°)。
<< Third embodiment of the third claim >> (see FIGS. 13 to 16) D view As shown in the third embodiment, the
A constant twist angle is provided between the two gears so that they are engaged with each other and transmitted. Each part meshes with a certain twist angle with respect to the shaft.
Spiral bevel gears are used in many automobile differentials. FIG. 16 is a view as viewed in the direction of arrow D in FIG. Since there are various constant twist angles, there is no limitation (9 ° to 20 °).
≪第3請求項第4実施例≫(図15、E矢視図裏側にある)
単純に歯車面に直線の傾きのある直線半円凹凸形歯車も製作可能であり
(はすば傘半円形歯車)が作られる。これは歯の傾き(回転軸に対し傾斜)を直線にして製作した物で、単純な製作方法である。歯車間のネジレ角はより高馬力-高トルクを伝達するばかりで無く、衝撃に対し強くなっている。
<< Fourth Example of Third Claim >> (FIG. 15, on the back side of the arrow E)
A straight semicircular concavo-convex gear having a straight slope on the gear surface can also be manufactured (helical bevel semicircular gear). This is a product manufactured with a straight tooth inclination (inclination with respect to the rotation axis), and is a simple manufacturing method. The twist angle between the gears not only transmits higher horsepower-high torque, but also is more resistant to impact.
このネジレ半円凹凸形歯車の中心回転軸を並行にずらすやり方も実用化されるべきであるが(ハイポイドギア)も可能である。
図13,14はネジレ半円凸形歯車、及び半円凹形歯車である。歯車間のネジレ角は色々ある為、円周方向の誤差やバックラッシュが大きくても、小さくても充分通用する。これらの構造は量産部品とした時、確実に安価な物となる。更に耐久性も、耐衝撃値もかなり高くなり、出来るだけ小型化したい制作者にとって好都合な物となる。
A method of shifting the central rotation axis of the spiral semicircular concavo-convex gear in parallel should be put into practical use (hypoid gear).
FIGS. 13 and 14 show a spiral semicircular convex gear and a semicircular concave gear. Since there are various torsion angles between the gears, even if the circumferential error or backlash is large or small, it is sufficient. These structures are certainly inexpensive when used as mass-produced parts. In addition, the durability and impact resistance are considerably high, which makes it convenient for producers who want to make them as small as possible.
第1、2、3実施例においてドライブピ二オンギア7とリングギア8の凹凸形を逆にする事も可能である。ドライブピ二オンギア7を半円凹形歯車とし、リングギア8を半円凸形歯車と逆にしても同様に機能は変わらない。ドライブピ二オンギアは凹形歯と歯の間隔を離す事で高トルクを伝達できる。
In the first, second and third embodiments, the concave and convex shapes of the drive pinion gear 7 and the
特に四輪駆動自動車は、前輪、後輪との回転差を調節する差動機が必要となり、前後の差動に対しても、第3の差動機を必要とされている。どんな差動機もより小型化したい、それで安価、軽量の機械が可能となるが、そのメリットは計り知れない、バネ下重量が最少となる。差動機の小型化は四輪駆動自動車の何より必要十分条件である。 In particular, a four-wheel drive vehicle requires a differential that adjusts the rotational difference between the front wheels and the rear wheels, and a third differential is also required for the front and rear differentials. Any differential machine wants to be smaller, so cheap and lightweight machines are possible, but the benefits are immeasurable, unsprung weight is minimized. Miniaturization of the differential is a necessary and sufficient condition above all for four-wheel drive vehicles.
1・・前リング 2・・後リング 3・・コロ
4a・・コロ軸 4b・・コロ軸 5a,b・・ピ二オンギア
6 a,b・・サイドギア 7a,b・・ピ二オンシャフト
8・・リングギア 9・・ドライブピ二オンギア
10・・ベアリング 11・・ベアリング
12・・ギアケース 13・・デフハウジング
14a・・リアシャフト 14b・・リアシャフト
15・・入力軸 16・・ボルト
第3実施例(まがりば傘歯車)
17・・リングギア 18・・ドライブピ二オンギア
19・・オイルシール 20・・カラー
第4実施例(はすば傘歯車)
21・・リングギア 22・・ドライブピ二オンギア
23・・
1 ・ ・
4a ... Roller shaft 4b ... Roller shaft 5a, b ... Pinion gear
6 a, b ... side gear 7a, b ... pinion shaft
8. Ring gear 9 Drive pinion gear
10. ・
12. ・
14a ・ ・ Rear shaft 14b ・ ・ Rear shaft
15. ・
17 ・ ・
19 ・ ・ Oil seal 20 ・ ・ Colour 4th embodiment (helical bevel gear)
21 ・ ・
twenty three··
Claims (3)
In the above-described differential device, the rotational direction cut surface of the drive pinion gear 9 is a semicircular convex gear and has a constant twist angle with respect to the rotational axis, and the rotational direction cut surface of the ring gear 8 connected thereto is a semicircular concave gear. The bearing gear according to claim 1, wherein a semicircular concave spiral bevel gear having a twist angle equivalent to that of a drive pinion gear is provided on the entire circumference.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012264905A JP2014109344A (en) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | Bearing gear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014109344A true JP2014109344A (en) | 2014-06-12 |
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2012
- 2012-12-04 JP JP2012264905A patent/JP2014109344A/en active Pending
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