JP5750713B2 - 摩擦式べべルリングギア - Google Patents

Description

本発明は、２つのベベルとベベルの間でトルクを伝える摩擦リングとを含む摩擦式ベベルリングギアに関連し、両方のベベルはベアリングによってそれぞれシャシに取付けられている。

そのような摩擦式ベベルリングギアは、例えばＥＰ ０ ８７８ ６４１ Ａ１から十分すでに公知であり、この公表はトラクション油の使用をすでに開示していて、この点に関して、トラクション油の室は、ベベル室に面しているベアリング側に各々の場合に配置される対応する軸受シールを使用し、前記軸受はシャシ上でベベルを支えている。

このように、分離した流体室は、一方でトラクション油を含み、他方で潤滑油を含んで、そのような摩擦式ベベルリングギアの特性を改良し、特に流体なしで完全に作動する摩擦式ベベルリングギアに関連するが、潤滑油のみまたはトラクション油のみを使用するギアにも関連して、より高レベルの効率性を可能にすることが示された。

欧州特許第０ ８７８ ６４１ Ａ１号

本発明の目的は、それに関連してより高レベルの効率性を有する一般的な摩擦式ベベルリングギアを提供することである。

解決法として、２つのベベルと２つのベベルの間でトルクを伝える摩擦リングとを含む摩擦式ベベルリングギアが提案され、両方のベベルは軸受によってそれぞれシャシに取付けられ、摩擦式ベベルリングギアは、２つのベベルの少なくとも１つが両側上に軸受を有し、２つの軸受の第１の軸受がベベルと関連して密封され、２つの軸受の第２の軸受がベベルと関連して開いていることにおいて特徴付けられる。

開放軸受の低損失での作動に関して、最終的には妥協されなければならないが、一方で、摩擦リングとベベルとの間の良好なトラクションと、他方で、開放軸受と関連して、対応している妥協点は軸受のうちの１つに関して作成されなければならないので、通常、適切な設計で摩擦式ベベルリングギアの効率の全体のレベルを改良することは可能に見える。この点に関して、シール軸受は、したがってより強固に設計され、特に特別の作動状態においてかなりの軸受力を吸収するために使われる。一方で、したがって、このように比較的高いトラクション効果で流体の不適当な効果を防止するため、特に特別の作動状態においてできるだけ開放軸受から負荷を外すことが可能である。この点について、他の適切な処置、例えば適切な材料または被覆の選択、および、開放軸受からトラクション油を運ぶために局所的に定められた運搬装置等も都合よく使われると理解される。また、開放軸受に存在しないシール摩擦はしたがって肯定的な特徴としてみなされ、結果として生じる損失である、すべての軸受シールの欠如は、しかしながら、対応して好都合なレベルの効率性に至らない。

本発明の関連性において、「側」という語は可能な限り広く解釈され、それぞれ摩擦式ベベルリングギアを通じて配置される平面を指し、それによって２つの側はそれに応じて定められる。１つのみのベベルに関連して、「側」という語は、垂直にベベル軸と交差してベベル内で配置される平面を好ましくは指す。

通常、少なくとも１つのベベルは、１つの連結側のみの上に回転式連結を有する。これは例えば、対応する回転駆動装置または対応する回転出力である。これは一般に、トルクが例えば自動車両のホイールに伝えられる前に、さらなるギア部材または駆動装置が各々の場合摩擦式ベベルリングギアの上流および／または下流に配置されるためである。そのようなギア部材は例えば、後退用ギアまたはディファレンシャルギアである。内燃機関は、例えばそれに応じて入力ベベルの片側のみに作用する駆動装置として提供される。好ましくは、そのような実施態様において、連結側上に位置する軸受は密封され、一般にこの連結側において、例えば上述したエンジンまたは上述したディファレンシャルギアおよび／または上述した後退用ギアのようにさらなるギア部材が配置される。このように対応する軸受は、これらのギア部材の潤滑を経て直接潤滑油をさされるおよび／または冷却される。対照的に、他の軸受は開放構成であり、さらなるギア部材は一般にこの側に提供されないが、上述した利点はしたがって、すぐに実行される。

摩擦式ベベルリングギアは、一般に少なくとも２つのベベルを有し、任意にそのベベルのうちの１つは円筒状ローラであることができ、したがって、両方のベベルがいずれの場合においても両側上に軸受を有する場合、および、いずれの場合においても２つの軸受の第１の軸受はそれぞれのベベルと関連して密封され、２つの軸受の第２の軸受はそれぞれのベベルと関連して開いている場合に好都合である。この点に関して、１つのベベルのために説明される利点は、両方のベベルにおいて実行される。摩擦式ベベルリングギアがさらなるベベルを有する場合にも、同じことは当てはまる。

摩擦式ベベルリングギアが２つの側を有し、２つのベベルの２つの開放軸受は同じ側に配置される場合、上述した利点は増加する。

後者は、例えば、摩擦式ベベルリングギアがエンジン・ブロックに固定され、開放軸受がエンジン・ブロックから離れた側に配置される場合に当てはまる。通常、エンジン・ブロックおよびギアのすべての配置はこの側で成端するので、この側において潤滑油等を分離した供給管で施与することが可能である。

累積的におよび／または代替的に、摩擦式ベベルリングギアがオーバドライブ側、すなわち高いギア比を有する側を有し、開放軸受がオーバドライブ側に配置される場合、それは好都合である。本発明によると、より低い接触力がオーバドライブにおいて必要とされ、トラクション油の欠点、すなわち軸受の摩擦値の増加がそのような有意性を有しないとみなされる。

シール軸受と関連して、一方で、それと関連するシール摩擦を有するシールで施与することが可能であることにより軸受における摩擦の損失の増加というトラクション油の欠点は、さらに減少する。これは、特に、ベベルが片側のみの上に回転式連結を有し、開放軸受が片側に提供される場合に好都合であり、それから軸受と同時にベベルから離れた軸受側にベベルを含む室が単純なカバー等を経て密封される。

本発明の関連性において、各々の軸受は、対応する側に接触シールを有しない、「片側に開いている軸受」としてみなされると理解され、したがってこの点に関しては、例えば、ラビリンスシールが「開く」と示される。

一方、開放軸受はベベルから離れたその側に好ましくは密封され、トラクション油は、望まれない方法で摩擦式ベベルリングギアから離れないまたは摩擦式ベベルリングギアの領域に届かず、前記領域を汚染すると理解される。

ベベルから離れた開放軸受側に提供される前記シールは、接触の少ない方法でベベルのベアリングピンを取り囲むように密封は好ましくは起こる。このように、特に接触シールによって生じる摩擦の損失は、防止される。

好ましくは、ベベルから離れた開放軸受側に提供されるシールは、流体室を形成し、その軸方向の延長部は開放軸受の領域のシャシの壁厚より小さい。そのような実施態様によって、不必要に大きい分量のトラクション油が蓄積し、それは最終的に損失に至るだけであるようなあまりに大きい流体室は避けられる。

累積的におよび／または代替的に、できるだけトラクション油の蓄積を防止するため、ベベルから離れた開放軸受側に提供されるシールは、開放軸受に関連してテーパをつけない流体室を形成する。潜在的なトラクション油は、容易に軸受の方向に流れ、ベベルが配置される領域にその軸受を再び通過する。あるいは、例えば孔または溝のような適切な戻り線が提供されてもよいが、それはしかしながら比較的高価であると理解される。

上で説明された利点は、特にナフテンがトラクション油として使用される場合に作成される。意外にも、摩擦式ベベルリングギアのトラクション油に必要とされるように、２つの表面間で摩擦的にトルクを伝えるその優れた能力にもかかわらず、軸受における実際の対応する圧力、力および摩擦の状態も考慮されなければならないが、ナフテン油は摩擦式ベベルリングギアのベベルを支える軸受に損害を与えないことが示された。一方の軸受の回転本体と他方でのこの軸受の動いている表面との間の本質的により小さな接触面はこの驚くべき効果に関与するとみなされる。しかしながら都合よく、この実施態様はまた、摩擦軸受において実行することができるようである。この点に関しては、上記の驚くべき効果もまた摩擦式ベベルリングギアの異なる場所で対応して使われるので、本発明の残りの特徴にかかわりなく、摩擦式ベベルリングギアのナフテン油の使用はまた、対応して好都合であると理解される。

本発明のさらなる利点、目的および特徴は、添付の図面の以下の記載において説明される。図面の説明は以下の通りである：唯一の図は、本発明の摩擦式ベベルリングギアの概略的な側面図を示す。
本発明の摩擦式ベベルリングギアの概略的な側面図を示す。

図に示される摩擦式ベベルリングギアは、シャシ４の隙間によって離れて配置されて取付けられる入力ベベル１および出力ベベル２を有し、その隙間は入力ベベル１を取り囲む摩擦リング３によって埋められ、隙間において変位する。変位はしたがって、２つのベベル１、２間のギア比の無段変更を可能にする。

２つのベベル１、２の取付けは、例えば円錐形のころ軸受、自動調心ころ軸受、玉軸受、円筒ころ軸受または摩擦軸受としてのように、いかなる方法でも最終的に構成される軸受５（単に概略的に示されるのみである）により起こる。

本発明の例示的な実施態様において、ベベル１、２は各々の場合に、ベベル・ピン６上に取付けられる。例えばベベルの凹部内の内部の軸受配置のような軸受の他の実施態様もまた、提供されると理解される。

本発明の例示的な実施態様において、入力ベベル１の尖った端部に配置されるベベル・ピン６は、それ自体は公知の方法でインプットシャフト・ピン７として構成され、したがってさらに示されず、例えば自動車両のエンジンのような駆動装置に連結されることができる。入力ベベル６の広い端部に配置されるシャフト・ピン６は、しかしながら、この例示的な実施態様においていかなるトルクも伝えない。したがって、入力ベベル１は、１つの回転式連結、すなわち、ドライブシャフト・ピン７を有するのみである。

同様の方法で、出力ベベル２の尖った端部に配置されるベベル・ピン６もまた、いかなるトルクも伝えない。出力ベベル２のベベル先端から離れた側に、すなわち出力ベベル２の広い側に、対応するベベル・ピン６は出力軸ピン８として構成され、それ自体公知の方法で、したがってさらに示されないが、有効に出力ピニオン（図示せず）に連結される。それへ関連した他のいかなるタイプの出力もまた、例えばベルトを経て提供されると理解される。すぐに明らかであるように、それゆえに、出力ベベル２もまた、回転式連結、すなわちその側の１つのみにおけるアウトプットシャフト・ピン８を有する。

平面９（破線で示す）は、入力ベベル軸１０および出力ベベル軸１１と垂直に交差する２つのベベル１、２で位置する。平面９と関連して、２つの側１２および１３は、それぞれの軸受５各々のベベル１、２と関連することができるように定められる。この点について、平面９がベベル１、２に関して中間に必ずしも配置される必要があるというわけではないと理解される。動作に関してより信頼性が高い定義のため、平面９がベベル１、２の表面と交差する場合にそれは十分である。

側１２、１３に関する本発明の説明によると、ドライブシャフト・ピン７およびアウトプット・ピン８がそこにあるので、側１２は、連結する側１４として、すなわち回転式連結が定められる側として定められる。また、エンジン・ブロックがドライブシャフト・ピン７の周囲にすぐに配置される場合、側１２はエンジン・ブロックに面する側として定められ、側１３はエンジン・ブロックから離れた側として定められる。さらに側１３は、２つのベベル１、２の配置からすぐに目に見えるように、オーバドライブ側１５として、すなわち高いギア比を有する側として定められる。

側１２上に位置する軸受５は各々の場合において、シャシ４に順番に固定されるそれぞれ封止リングトレーガ１７に配置される密封リング１６によって封止される。すぐに目に見えるように、そのようなシールは、側１３上の軸受５上には提供されない。このような実施態様において、ベベル１、２、および、トラクション油を摩擦リングで湿らすことが可能であり、一方で、このトラクション油は、側１２に配置される軸受５に届かない。実用的な実施態様次第で、前記軸受は、特に、そのような潤滑油が例えば後退用ギアまたはディファレンシャルギアのようなさらなるギア部材のためのいかなる場合においても使われる場合に提供される潤滑油によって、必要であれば湿らされる。

側１３に提供される軸受５はしかしながらトラクション油が届き、したがって対応するより大きなストレスを受け、この点で、密封リングとしてシール摩擦は存在しない、または、他の摩擦シールが施与され、それによって、トラクション油によって生じる軸受摩擦の増加は少なくとも部分的に補正される。

この点について、側１３上のシャシ４は、ベベル１、２から離れた側上で容易に封止および／または閉じられ、それは例えば、対応するカバープレートによって実行されると理解される。

ベベルの領域がナフテン油で満たされる場合、油の量は、特にベベルが回転する場合、実際的な必要条件に適応し、これはまた側１３上の軸受５に届き、前述したように、冷却液としてそこで使われる。

１入力ベベル
２出力ベベル
３摩擦リング
４シャシ
５軸受
６ベベル・ピン
７ドライブシャフト・ピン
８アウトプット・ピン
９平面
１０入力ベベル軸
１１出力ベベル軸
１２側
１３側
１４連結側
１５オーバドライブ側
１６密封リング
１７封止リングトレーガ

Claims (7)

1. ２つのベベルと該２つのベベル間でトルクを伝える摩擦リングとを含み、該両方のベベルは軸受によってそれぞれシャシに取付けられる摩擦式ベベルリングギアであって、該２つのベベルの少なくとも１つが両側上に軸受を有し、該２つの軸受の第１の軸受が該ベベルと関連して封止されて、該２つの軸受の第２の軸受が該ベベルと関連して開いていることにおいて特徴付けられる、摩擦式ベベルリングギアであって、
   トラクション油及び該ベベルと関連して開いている第２の軸受の潤滑油としてナフテンを使用し、開いている第２の軸受側のシールが、接触の少ない方法で該ベベルのベアリングピンを取り囲むことにより、第２の軸受にテーパをつけない流体室を形成し、前記流体室の軸方向の長さは第２の軸受の領域における前記シャシの壁厚より小さいことによって特徴付けられる摩擦式ベベルリングギア。
2. 前記少なくとも１つのベベルが、例えばアウトプットシャフト・ピンまたはドライブシャフト・ピンのような１つのみの連結側に回転式連結を有し、該連結側に配置される前記軸受が封止されることにおいて特徴付けられる、請求項１記載の摩擦式ベベルリングギア。
3. 両方のベベルが各々の場合両側上に軸受を有し、各々の場合に前記２つの軸受の第１の軸受は前記それぞれのベベルと関連して封止され、該２つの軸受の第２の軸受は該それぞれのベベルと関連して開いていることにおいて特徴付けられる、請求項１または２記載の摩擦式ベベルリングギア。
4. 前記摩擦式ベベルリングギアが２つの側を有し、前記２つの開放軸受は同じ側に配置されることにおいて特徴付けられる、請求項３記載の摩擦式ベベルリングギア。
5. 前記摩擦式ベベルリングギアがエンジン・ブロックに固定され、前記開放軸受は該エンジン・ブロックから離れた前記側に配置されることにおいて特徴付けられる、請求項４記載の摩擦式ベベルリングギア。
6. 前記摩擦式ベベルリングギアが、オーバドライブ側、すなわち高速ギアを有する側を有し、前記開放軸受は該オーバドライブ側に配置されることにおいて特徴付けられる、請求項４または５記載の摩擦式ベベルリングギア。
7. 前記ベベルと関連して開いている前記軸受が該ベベルから離れたその側上に封止されることにおいて特徴付けられる、請求項１〜６の一項に記載の摩擦式ベベルリングギア。

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