JP6997808B2 - 歯車伝動装置のための歯車 - Google Patents

歯車伝動装置のための歯車 Download PDF

Info

Publication number
JP6997808B2
JP6997808B2 JP2019564856A JP2019564856A JP6997808B2 JP 6997808 B2 JP6997808 B2 JP 6997808B2 JP 2019564856 A JP2019564856 A JP 2019564856A JP 2019564856 A JP2019564856 A JP 2019564856A JP 6997808 B2 JP6997808 B2 JP 6997808B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
spring ring
spur
gears
spur gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019564856A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020521091A (ja
Inventor
シュヴァルツェ・レーネ
シュテファン・クリスティアン
シース・マルク
マーイア・ウルリヒ
ショーリース・ラルス
ベンクラー・カール
シュタム・カルステン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of JP2020521091A publication Critical patent/JP2020521091A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6997808B2 publication Critical patent/JP6997808B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/2863Arrangements for adjusting or for taking-up backlash
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/17Toothed wheels
    • F16H55/18Special devices for taking up backlash
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/12Arrangements for adjusting or for taking-up backlash not provided for elsewhere
    • F16H2057/126Self-adjusting during operation, e.g. by a spring
    • F16H2057/127Self-adjusting during operation, e.g. by a spring using springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

本発明は、請求項1の前提部分による歯車伝動装置のための歯車に関するものである。
技術の様々な分野においてプラネタリギヤ装置が用いられており、これは、いわゆる遊星歯車装置、すなわちハウジングに固定された軸のほかにハウジングにおける軌道上を周回する軸線も有するギヤ装置である。プラネタリギヤ装置においては、周回する軸線がハウジングに固定された軸に対して平行に延びており、周回する軸線上で回転する歯車は、惑星が太陽の周りを公転するのと類似のように、中央の歯車の周りを公転する。
車両技術においては、プラネタリギヤ装置について異なる用途が存在する。車両安定性及び走行快適性を向上させるために、車両にいわゆるロールスタビライザを設けることがそれ自体知られている。簡単な構成では、これは、中央の範囲で車体に対して支持されているとともにその対向する外部の端部がそれぞれ車両懸架部に結合された、本質的にC字状のトーションバースプリングである。当該構成により、ロールスタビライザは、車両の車体がカーブ走行時にカーブ外側において(遠心力により)沈み込むのみならず、更にカーブ内側の車輪がやや降下すること(コピー挙動)に寄与する。
走行快適性の更なる工場のために、このようなロールスタビライザを調整可能に構成することが従来技術から知られている。ロールスタビライザは、このためにアクチュエータを含んでいるとともに、アクチュエータを用いて互いに相対的に旋回可能な2つのスタビライザ半部に分割されている。スタビライザ半部の互いに対する旋回により、車両構造部のロール動作が意図的に発生されるか、又は外部の影響により引き起こされる車両構造部のロール運動が意図的に妨害される。電気モータがアクチュエータの駆動部として用いられるロールスタビライザが知られている。電気モータの構造寸法を低減することができるように、このようなロールスタビライザにおいては、通常、機械的なギヤ装置、特に1つの(又は複数の段で相前後して配置された)プラネタリギヤ装置が電気モータのトルクあるいは回転数の伝達のために用いられる。
それ自体公知の態様では、このようなプラネタリギヤ装置は、中央に配置されたサンギヤ、プラネタリ歯車のセット及びリングギヤを備えている。それぞれ歯車として構成されたプラネタリ歯車は、プラネタリキャリアに対してそれぞれ固有の回転軸線を中心として回転可能に支持されている。全てのプラネタリ歯車は、噛合しているとともに、中央に配置されたサンギヤにおいて変位する。同時に、プラネタリ歯車は、噛合しているとともに、ロールスタビライザの用途において、通常はハウジングに固定され、すなわちアクチュエータのハウジングの一部として構成された外側のリングギヤにおいて変位する。
各ギヤ段に依存して、所定の動作状況においてプラネタリ歯車段の内部における大きく伝達されるトルクがもたらされる。加えて、車両の所定の動作状況においては、プラネタリギヤ装置の内部における負荷変動がもたらされる。当該要求に起因して、ロールスタビライザにおいて用いられるプラネタリギヤ装置では、特別な歯車がプラネタリ歯車として用いられる。特許文献1には、請求項1の前提部分による歯車が記載されている。そこに記載され、示された歯車は、プラネタリ歯車内の複数のプラネタリ歯車のうち1つとして用いられ、したがって、ロールスタビライザのパワートレインの一部である。歯車は、上記文献の図7から分かるように、共に対を形成する第1の平歯車と第2の平歯車に分割されている。平歯車の対は共通の回転軸線に配置されており、第1の平歯車及び第2の平歯車は、軸方向に互いに離間している。さらに、歯車は、軸方向において両平歯車の間に配置された開放されたバネリングを備えている。バネリングは、周方向において第1の平歯車に対して当該第1の平歯車に形成されたカムにおいて支持された第1の端部と、逆方向において第2の平歯車に対して当該第2の平歯車に形成されたカムにおいて支持された第2の端部とを有している。当該配置により、平歯車へ復帰モーメントを作用させるために、バネリングは、共通の回転軸線を中心とする平歯車の互いに対する回転によって緊締されることが可能である。したがって、互いに対する平歯車の回転により、プラネタリギヤ装置内での歯車の取付状態において、有利には、両平歯車の対向する側面が外側のリングギヤ及び/又は内側に位置するサンギヤのカウンタ歯部の互いに対向する側面へ遊びなく接触することに寄与するプレストレスが生じる。したがって、平歯車の互いに対するプレストレスにより、プラネタリギヤ段内での遊びの低減がもたらされる。
特許文献1から知られた歯車では、当該歯車が比較的大きな軸方向の構造寸法を有していることが欠点である。当該構造寸法は、平歯車においてそれぞれ軸方向へ突出したカムによって生じ、当該カムは、高められた軸方向の構造深さを必要とする。そのほか、カムの形成により、平歯車の製造時に大きな材料除去が引き起こされる。
独国特許発明第102015206063号明細書
本発明の課題は、従来技術から知られた歯車に比べて低減された材料除去をもって製造可能であってよりコンパクトに構成される、言及した種類の歯車を提供することにある。
上記課題は、請求項1の特徴を有する歯車によって解決される。この歯車は、少なくとも第1の平歯車と第2の平歯車に分割された歯車ギヤ装置、特にプラネタリギヤ装置のための歯車である。平歯車は、共通の回転軸線において軸方向に互いに離間しており、さらに、歯車が開放されたバネリングを備えている。周方向において第1の平歯車に対して支持された第1の端部と、周方向に対して逆方向において第2の平歯車に対して支持された第2の端部とがバネリングに割り当てられている。当該支持は、平歯車へ復帰モーメントを作用させるために、バネリングが共通の回転軸線を中心とする平歯車の互いに対する回転によって緊締されるように構成されている。本発明によれば、有利には、平歯車のうち少なくとも1つにバネリングを部分的に収容する凹部を形成することにより歯車の軸方向の構造寸法が低減され得ることが分かった。両平歯車の間に配置されたバネリングが歯車の軸方向の構造寸法をいわばそれ自体の軸方向の構造深さだけ拡大する特許文献1から知られた構成とは異なり、本発明による歯車では、平歯車のうち少なくとも1つに形成された凹部は、バネリングが当該凹部に少なくとも部分的に、又は互いに対向する凹部が両平歯車に存在する場合には全体で完全に入り込むことが可能であることに寄与する。したがって、歯車の軸方向の構造空間が有利に低減されている。したがって、使用可能な歯側面幅は、歯車の軸方向の構造高さに関して拡大されており、これにより、伝達されるべき大きなトルクに鑑みて全体として有利に作用する。
合目的には、歯車において、上述のバネリングは軸方向において第1の平歯車と第2の平歯車の間に配置されている。
バネリングを部分的に収容する、本発明により設けられる凹部は、様々な態様で構成されることが可能である。合目的には、当該凹部は、バネリングの少なくとも一端を収容するとともに、バネリングの収容された端部を支持する接触面を備えている。
様々な動作状況においてバネリングの確実な着座を保証するために、接触面は、これに対して相補的な好ましくはノーズ状に形成されたバネリングの端部を収容するように、有利にはポケット状に形成されることができる。このようにして、接触面のポケット状の形成により、有利には平歯車とバネリングの間の係合が形成され、当該係合は、特に径方向におけるバネリングの脱落を防止するものとなっている。
好ましくは、このとき、接触面は、好ましくはノーズ状に形成されたバネリングの端部の半径と同一であるか、又は該半径より少なくともわずかに大きな半径を有している。接触面によって形成されたポケットがバネリングのノーズ状の端部と同一の半径である場合には大きな接触面が生じるため、有利には、平歯車の材料及び/又はバネリングの材料においてわずかな面圧のみが生じる。これに代えて、ポケットの半径がバネリングのノーズ状の端部の半径よりも少なくともわずかに大きく選択されていれば、バネリングは、負荷を受けつつ、またこれにより変形されつつ、線形状に(すなわち線接触を形成しつつ)バネリングのポケット状の接触面において変位可能である。線形状の接触のみにおいて、平歯車とバネリングの間の平面的な摩擦、ひいてはスティックスリップリスク(「スティックスリップ現象」)が低減される。
有利な一発展形成によれば、凹部は、円弧状の経過を有している。開放されたバネリングが同様に円弧状の形状を有しているため、凹部は、開放されたバネリングを少なくとも部分的に収容し、バネリングは、凹部を大きな規模で満たすことが可能である。
有利には、平歯車は、共通の回転軸線、特に平歯車を軸方向に貫通する軸受ピンにおける支持のために、それぞれ1つの貫通部を備えており、当該貫通部は、ほぼ円筒状に形成されている。
本発明の有利な一発展形成によれば、凹部は、平歯車の径方向の延長部に関して、好ましくはほぼ円筒状の貫通部に直接隣接している。したがって、この場合、凹部は平歯車の径方向内側に位置する範囲に形成されており、これにより、有利には、平歯車の歯の根部が非常にわずかな規模でのみ凹部によって薄くされるか、又は凹部によって全く薄くされない。
歯車の別の有利な一発展形成によりバネリングが平歯車に形成された貫通部よりも小さな内径を有していることで、バネリングを、復帰モーメントを生じさせるその機能に加えて、特に平歯車を支持するころ軸受を軸方向に固定するためにも用いることが可能である。
本発明の別の有利な一構成によれば、凹部は、平歯車の材料へ設けられた溝として形成されることが可能である。溝により、バネリングが径方向内方でも、また径方向外方でも各溝壁部において支持されることが可能であるという利点が得られる。
凹部がその経過にわたって一定の軸方向の深さを有していることが、歯車の個別の構成とは全く無関係に設定されることが可能である。一定の軸方向の深さを有する凹部の経過は、特に製造技術的な観点から有利である。なぜなら、このことがわずかな手間で、したがって安価に生じ得るためである。
これに代えて、凹部がバネリングの各端部に対する接触面から好ましくは傾斜路の形態で無段階に減少する軸方向の深さを有しているように設定することが可能である。特に、バネリングが軸方向の勾配を有していれば、当該バネリングは、軸方向において少なくとも部分的に平面的に各平歯車で支持されることが可能である。
歯車において用いられるバネリングは、その周囲経過に関して異なるように構成されることが可能である。有利な一形態によれば、当該バネリングは、1周よりもわずかなねじれを有している。これにより、開放されたバネリングの両端部は、回転軸線に関して360°よりもわずかだけ円弧状に互いに離れている。
これに代えて、バネリングが1周よりも大きな、好ましくは約1.5周のねじれを有することも考えられる。これにより、開放されたバネリングの両端部は、回転軸線に関して約540°だけ円弧状に互いに離れている。合目的には、バネリングは、1周よりも多くのねじれにおいて、軸方向の勾配を有している。
歯車の有利な一発展形成によれば、特にプラネタリギヤ装置のプラネタリキャリアのハウジングへの歯車の取付状態において、遊び補整の目的で平歯車を軸方向に互いに離れるように押圧し、及び/又は共通の回転軸線に関して該共通の軸線に対して傾斜させるために、バネリングが、負荷解除された状態において軸方向の勾配を有している。したがって、当該構成では、別の機能がバネリングに与えられ、当該バネリングは、歯車の取り付けられた状態において遊び補整に用いられる。これは、周方向、軸方向及び/又は径方向における遊び補整であり得る。
以下に、本発明を図面に図示された実施例に基づいて説明する。これにより、本発明の別の有利な効果も明らかである。
本発明の一実施例によるプラネタリギヤ装置のための歯車の分解図である。 組み立てられた状態における第1の実施例による歯車を斜め上方から見た斜視図である。 第1の実施例による歯車を側方から見た断面図である。 組み立てられた状態における本発明の第2の実施例によるプラネタリギヤ装置のための歯車の側面図である。 追加的に示唆された取付状態における、図4における断面A-Aにおける第2の実施例による歯車を示す図である。 図4における断面B-Bにおける第2の実施例による歯車を示す図である。 第2の平歯車を省略した、第2の実施例による歯車を斜め上方から見た斜視図である。 車両の対向する車両懸架部に連結された、調整可能なロールスタビライザを概略的に示す図である。 プラネタリギヤ装置の一部として図8に示されたような調整可能なロールスタビライザ取り付けられることができるとともに本発明による複数の歯車へ取り付けられた、プラネタリキャリアを示す図である。 図4~図7に示された第2の実施例による歯車の詳細を示す図である。
図1には、本発明の第1の実施例による歯車1が分解図で示されている。歯車1は、第1の平歯車3及び第2の平歯車4で構成されており、これら平歯車は、共通の回転軸線2において軸方向に互いに離間している。両平歯車3,4のそれぞれは、(不図示の)外歯を備えている。歯車1が取り付けられた状態では、平歯車3,4は、特にプラネタリギヤ装置のサンギヤ及びリングギヤに噛合することが可能である。歯車1は、平歯車3,4のほかに、開放されたバネリング5を更に備えている。図示の第1の実施例では、バネリング5は1.5周のねじれを有しており、したがって、バネリング5の第1の端部6は、バネリング5の円弧状の経過により、回転軸線2に関して1.5周だけバネリング5の第2の端部7から離間している。バネリング5は金属から製造されており、したがって、バネリング5は本質的に弾性体である。バネリング5は特に曲げ負荷に対して設定されており、当該曲げ負荷は、周方向において第1の端部6及び第2の端部7へ作用する力によって生じ得る。
第1の平歯車3には、また同様に第2の平歯車4にも、それぞれ凹部9が形成されている。当該凹部は、平歯車3,4の材料に設けられた、円弧状の経過を有する溝である。凹部9の周方向の端部にはそれぞれ1つの接触面10が形成されており、凹部9は、当該接触面を起点として無段階に小さくなるランプ状の軸方向の深さを有している。したがって、(回転軸線2を中心として)約半周後に深さゼロに到達をもって終わるように、凹部9は、接触面10を起点としてその円弧状の経過に沿って、軸方向の深さについて減少する。したがって、両平歯車3,4のそれぞれにおける凹部9は、無段階に減少する溝底部を形成するほぼ半円弧状の経過を有している。図示の実施例とは異なり、凹部9を全周にわたって形成することが可能であることに留意すべきである。
両平歯車3,4に形成された凹部9は、平歯車3,4の互いに対向する軸方向の面に形成されている。図1において回転方向矢印で示唆された周方向8に関して、開放されたバネリング5の第1の端部6は、取り付けられた状態では、周方向8において、その接触面10において平歯車3に対して支持されている。開放されたバネリング5の第2の端部7は、ここでも組み立てられた状態では、周方向8とは反対方向において、第2の平歯車4に形成された接触面10に対して支持されている。
歯車1の組み立てられた状態は、図2及び図3に図示されている。歯車1を共通の回転軸線2において支持するために、各平歯車3,4はピン孔の形態の円筒状の貫通部15を備えており、その結果、回転軸線2に沿って軸受ピンが平歯車3,4を通って貫通することができ、当該軸受ピンでは、例えばころ軸受又はすべり軸受を用いて、平歯車3,4を回転可能に支持することが可能である。図3から、バネリング5が少なくとも部分的に第1の平歯車3の凹部9あるいは第2の平歯車4の凹部9に埋設されていることが見て取れる。したがって、歯車1は、バネリング5の存在にもかかわらず、比較的わずかな軸方向の構造深さを有しており、そのため、トルクの伝達に用いることができる歯車側面幅は、歯車1の軸方向の構造深さに関して比較的大きい。
図示の歯車1では第1の端部6が周方向8において第1の平歯車3に対して支持されており、第2の端部7はこれとは反対方向において第2の平歯車4に対して支持されていることにより、反対方向へ向いた復帰モーメントを平歯車3,4へ作用させるために、共通の回転軸線2を中心とする平歯車3,4の互いに対する回転によりバネリング5を緊張させることが可能である。緊締するために、図1の図示によれば、第1の平歯車3は、第2の平歯車4がその図示された回転位置にとどまる場合に回転軸線2を中心として周方向8とは反対に回転する。平歯車3,4の互いに対する相対的な回転により、開放されたバネリング5は、その初期の(変形されていない)状態から変形され、特に、当該バネリングは、第1の端部6及び第2の端部7における周方向の力作用により径方向に拡張される。弾性的な変形により、バネリング5は、平歯車3,4に復帰モーメントとして作用する復帰力を発生させる。歯車1の第1の平歯車3及び第2の平歯車4は、最後に説明した状態において、互いに対して緊締されている。
図4~図7及び図10には、本発明の第2の実施例による歯車1が様々な視点で示されている。ここでも、歯車は、特別な態様において、プラネタリギヤ装置のプラネタリ歯車として取り付けるために適している。第2の実施例による歯車1の基本的な構造は、第1の実施例の歯車1の構造と類似している。そのため、繰り返しを回避するために、既になされた共通の説明は省略する。また、以下において特に断らない限り、第1の実施例の特徴と同一の第2の実施例の特徴には同一の符号が付されている。
図4には、第2の実施例による歯車1が、組み立てられた状態で側方からの平面図において示されている。ここでも、歯車1は、第1の平歯車3及び第2の平歯車4で構成されており、これら平歯車は、共通の回転軸線2において軸方向に互いに離間している。さらに、ピン孔として構成された円筒状の貫通部15を通って第1の平歯車3及び第2の平歯車4によってガイドされている軸受ピン12が見て取れる。軸受ピン12は、歯車1よりも大きな軸方向の延長部を有しており、したがって、各端部において軸方向に歯車1から突出している。平歯車3,4に形成された歯部14は、それぞれ太線で象徴的に示唆されている。
図5には、第2の実施例による歯車1がここでは断面図において示されている。加えて、プラネタリキャリアの内部における歯車1の取付状態が示唆されており、このために、プラネタリキャリアのハウジング11が部分的に記入されており、軸受ピン12は、プラネタリキャリアのハウジング11の軸方向に対向する孔へ圧入されている。各平歯車3,4は、ニードル軸受13を用いて軸受ピン12に対して回転可能に支持されている。第1の実施例の場合と基本的には同様に、第1の平歯車3と第2の平歯車4の間にバネリング5が配置されている。このために、平歯車3,4の材料にはそれぞれ1つの凹部9が形成されている。しかしながら、第1の実施例とは異なり、第2の実施例による歯車1においては、凹部9は、それぞれ、当該凹部が平歯車3,4の径方向延長部について直接的に円筒状の貫通部15に隣接するように配置されている。したがって、平歯車3,4における凹部9は、狭い意味での溝として形成されていない。なぜなら、当該凹部は、径方向内側において各平歯車3,4の材料によって画定されているためである。
当該構成により、バネリング5が、平歯車3,4に形成された貫通部15よりも小さな内径を有することが可能である。特に、バネリング5は、その内周面において軸受ピン12に隣接している。当該構成により、バネリング5を第1の平歯車3及び第2の平歯車4のニードル軸受13の軸方向の固定に用いることが可能となる。
図6には、第2の実施例による歯車1が、図4によるB-B断面において上方から示されている。断面設定(段状経過を有する断面)に対応して、図6の左側の範囲では外側範囲に第2の平歯車4が見られる一方、図の範囲における(中心線の左側で延びる破線によって示唆された)切断段部の右側では外側範囲に第1の平歯車3が見られる。当該図から、本発明の第2の実施例による歯車1では、開放されたバネリング5が第1の実施例とは異なるように構成されていることが分かる。しかしながら、開放されたバネリング5は、第1の実施例と異なり、1つの(1周の)よりわずかなねじれを有している。バネリング5の第1の端部6は、第1の平歯車3に対して、そこに形成された接触面10において支持されており、当該接触面は、バネリング5のノーズ状の端部6に対してほぼ相補的に形成されている。第1の平歯車のポケット状の接触面10へのバネリングのノーズ状の端部6の係合が図7から見て取れ、当該図7には第2の実施例による歯車1が斜め上から見た斜視図で示されており、図示上の理由から第2の平歯車4は省略されている。
さらに、バネリング5(図示では負荷解除された状態)がある程度の軸方向の勾配を有していることが図7から見て取れる。すなわち、バネリングの第1の端部6は、バネリング5の第2の端部7に対して、回転軸線2に関して軸方向にずらされている。バネリング5のこの軸方向の勾配により、バネリング5の第2の端部7は、軸方向において、当該第2の端部が第1の平歯車3から突出する位置に達する。図4、図5、図6による組み立てられた状態では、バネリング5は、第1の平歯車3に対向する側において第2の平歯車4に形成された凹部9に部分的に埋設されている。バネリング5の第2の端部7は、バネリング5の第1の端部6と同様にノーズ状に形成されている。図6から分かるように、バネリング5の第2の端部7は、ポケット状の接触面10において支持されており、当該接触面は、第2の平歯車4においてバネリング5の第2の端部に対して相補的に形成されている。
第2の実施例による歯車1の機能態様及び作用態様は、第1の実施例の歯車1と類似している。第2の実施例による歯車1においても、平歯車3,4へ復帰モーメントを作用させるために、バネリング5は、共通の回転軸線2を中心とする平歯車3,4の互いに対する回転によって緊締されることが可能である。
図示の第2の実施例では、バネリング5は、その周方向の経過にわたって、本質的に一定の径方向の幅を有している。第1の端部6及び第2の端部7の範囲においてのみ、バネリング5の径方向の幅が低減されている。動作に起因する緊締時には、バネリング5は、特に曲げ負荷を受ける。したがって、負荷最適化された形態によれば、バネリングが、開口部(端部6,7)とは反対の中央の範囲においてのみ最大の径方向の幅を有し、しかし、そこから端部6,7へ向けて連続的に減少する径方向の幅を有することで、バネリング5は、図6による図示とは異なるようにも構成されることが可能である。
バネリング5の上述の軸方向の勾配に基づき、バネリング5の第1の端部6及び第2の端部7は、図7から分かるように軸方向に互いにずれている。これにより、まず、第1の端部6が周方向において第1の平歯車3においてのみ支持される一方、第2の端部7が周方向において第2の平歯車4においてのみ支持されることが可能である。
さらに、好ましい態様では、バネリング5の軸方向の勾配により、歯車1によって達成可能な遊び補整がもたらされる。すなわち、歯車1の取付状態では、バネリング5は、第1の平歯車3と第2の平歯車4の間で軸方向の圧力を加える。当該圧力は、バネリング5が少なくともその第1の端部6の範囲で軸方向において第1の平歯車3に接触する一方、バネリング5の第2の端部7が軸方向において第2の平歯車4に接触することによって生じる。平歯車3,4において形成された凹部9及びバネリング5は、プラネタリキャリアのハウジング11への歯車1の取付状態において(図5参照)バネリング5が軸方向においてやや圧縮されるように寸法設定されている。バネリングの弾性により、対応する復帰力がバネリング5を生じさせ、したがって、平歯車3,4は、遊びを低減するように、又は遊びをなくすようにプラネタリキャリアのハウジング11に対して外方へ押圧する。
軸方向に作用するバネリング5の力が第1の平歯車3及び第2の平歯車4において同一の周方向範囲(図7において示唆された歯部14の範囲)で影響を及ぼすため、軸方向に作用するバネリング5の復帰力は、更に、回転軸線2に対する第1の平歯車3及び第2の平歯車4の(若干の)傾斜をもたらす。有利には、当該傾斜により、ニードル軸受13に存在する軸受の遊びを低減することができるか、又はなくすことが可能である。
上述の遊び補整(回転軸線に対する軸方向への変位及び/又は傾斜)がそれぞれ非常にわずかな規模でなされることに留意すべきである。しかし、当該規模は、そうでなければ例えばプラネタリギヤ装置の負荷切換又は無負荷状態において遊びに起因する平歯車3,4の運動により生じる動作音を回避するのに十分であり得る。
図10による図示は、第2の実施例の歯車の更なる詳細を示すものである。特に、開放されたバネリング5と平歯車、ここでは第1の平歯車3の間の接触状況を示す詳細断面が見て取れる。歯車の第2の平歯車4は、図示において視認できない。ここでも、バネリング5の第1の端部6が第1の平歯車3に対してそこに形成された接触面10において支持されることが見て取れる。バネリング5の第1の端部6がノーズ状に形成されていることが図6におけるよりも良好に認識可能である。接触面10と接触する、バネリング5の第1の端部6におけるノーズ部は、任意の半径を有しているとともに、接線方向に径方向内部へ至る。平歯車3に形成された接触面10は、バネリング5の第1の端部6に関して、これに対してほぼ相補的な、ノーズ部を収容するポケット部を形成している。当該ポケット部は、同様に任意の半径を有しているとともに、同様に接線方向に径方向内部へ至る。径方向内部へのポケット部の接線方向の経過は、アンダーカット部の意味合いで輪郭部33を形成している。当該アンダーカット部は、バネリング5の第1の端部6の径方向における脱落を防止する(ノーズ状の端部6の径方向の固定)。
平歯車3に形成されたポケット部の半径は、バネリング5の第1の端部6におけるノーズ部の半径と少なくとも同一であるか、又はこれよりも大きいべきである。図10による図示の実施例では、ポケット部の半径は、ノーズ部と同一である。したがって、平歯車3とバネリング5の間には大きな(湾曲された)接触面が生じ、これにより、有利には、わずかな面圧のみが平歯車3及びバネリング5の材料において生じる。
図示の構成に代えて、ポケット部の半径をバネリングのノーズ状の端部の半径よりも少なくともわずかに大きく選択することが可能である。これにより、バネリングが負荷を受けつつ、及びこれに起因して変形を受けつつ(すなわち線形接触を形成しつつ)バネリングのポケット状の接触面において変位可能であることが保証される。線形状の接触のみによって、平歯車とバネリングの間の平面的な摩擦、ひいてはスティックスリップリスク(「スティックスリップ現象」)が最小化される。しかし、更に有利には、大きな負荷時に面圧が危機的な値に達しないとともに可塑的な変形が生じないように、ポケット部及びノーズ部の半径はわずかな差のみを有するべきである。むしろ、弾性的な変形によってより大きな接触面が生じ、これにより面圧が低下するような構成が可能となるべきである。
最後に、図10から、バネリング5を収容する円弧状に延びる凹部9がバネリング5のその外周よりもいくらか大きい直径を有していることが見て取れる。これにより生じる、図10では部分的に視認可能なリング部分状の自由空間により、バネリング5が負荷を受けつつ妨害されずに曲げ開かれることが可能となる。バネリング5は軸方向においてニードル軸受13に隣接し、そのニードル軸受保持器32が図10において部分的に見て取れる。バネリング5は、周方向において、接触面10の範囲において平歯車3にその第1の端部6においてのみ接触する。バネリング5は、周方向において、その第2の端部7で平歯車4にのみ接触する(図4~図7参照)。
上述の歯車の使用分野を明らかにするために、図8には、調整可能なロールスタビライザ20が概略的に示されている。ロールスタビライザ20は、(不図示の)車両の完全には示されていないシャシの一部である。第1の車輪21aと、対向する車両側に配置された車輪21bとは、それぞれコントロールアーム22aあるいは22b及び単純化の理由からここでは不図示のシャシ構成要素を介して車両の構造部に結合されている。したがって、車輪21a及びコントロールアーム22あるいは車輪21b及びコントロールアーム22bは、それぞれ1つの車両懸架部を形成する。各車輪懸架部は、調整可能なロールスタビライザ20の対応するスタビライザ半部23aあるいは23bの一端に連結されている。両スタビライザ半部23a,23bは、車両中央でアクチュエータ24を介して互いに結合されている。
それ自体公知の態様では、ロールスタビライザ20は、車両構造部に対して、軸線25を中心として回転可能に支持されている(不図示)。ここでは円筒状の物体として簡略化して図示されたアクチュエータ24は、本質的に、ハウジング、電気モータ及びギヤ装置を含んでいる。スタビライザ半部23a及びスタビライザ半部23bは、電気モータ及びギヤ装置を介して駆動結合されている。電気モータが停止している場合には、両スタビライザ半部23a,23bは、アクチュエータ24の範囲において互いに固定して結合されている。電気モータの動作により、スタビライザ半部23a,23bは、電気モータの回転方向に依存して軸線25を中心として互いに対して回転することができる。したがって、ロールスタビライザ20を、それ自体公知の態様で調整することが可能である。
アクチュエータ24に存在するギヤ装置は、典型的にはプラネタリギヤ装置の複数の段を含んでいる。特に、両スタビライザ半部のうち1つに相対回転しないように結合された被駆動側のプラネタリ歯車段は、機械的に生じる大きなトルクにさらされる。したがって、とりわけ、この被駆動側のプラネタリ段のプラネタリ歯車の構成についての大きな要求が存在する。
具体的な説明のために、図9には、図8に概略的に図示されたような調整可能なロールスタビライザ20の被駆動側のプラネタリ段の一部であり得るプラネタリキャリア30が示されている。図8によるロールスタビライザ20の回転軸線に対応する軸線25には、入力ピニオン31が配置されている。当該入力ピニオン31は、プラネタリキャリア30の内部に配置されたサンギヤと一体的に構成されており、サンギヤは、図9の図示ではプラネタリキャリア30によって覆われている。図示の実施例では、サンギヤの周りには全部で4つの歯車1が配置されており(これに代えて、3つ又は4つより多くの歯車をサンギヤの周囲に配置してもよい)、これら歯車は、それぞれプラネタリキャリア30に対して回転軸線2を中心として回転可能に支持されている。歯車1は、それぞれ中央のサンギヤと噛合している。アクチュエータ24(図8参照)のハウジングへのプラネタリキャリア30の取付状態では、4つの歯車1が更に内側のハウジング壁部によって形成されたリングギヤと噛合している。
図9から分かるように、プラネタリキャリア30の4つの歯車1は、それぞれ、共通の回転軸線2において軸方向に互いに離間した第1及び第2の平歯車へ分割された歯車である。有利には、及び上述の作用を得つつ、プラネタリキャリア30は、本発明による上述の歯車1を備えている。当該歯車は、例えば、第1の実施例(図1~図3)により、又は第2の実施例(図4~図7)により構成されることが可能である。
1 歯車
2 回転軸線
3 第1の平歯車
4 第2の平歯車
5 開放されたバネリング
6 第1の端部
7 第2の端部
8 周方向
9 凹部
10 接触面
11 プラネタリキャリアのハウジング
12 軸受ピン
13 ニードル軸受
14 歯部(示唆されている)
15 貫通部
20 ロールスタビライザ
21a 車輪
21b 車輪
22a コントロールアーム
22b コントロールアーム
23a スタビライザ半部
23b スタビライザ半部
24 アクチュエータ
25 軸線
30 プラネタリキャリア
31 入力ピニオン
32 ニードル軸受保持器
33 輪郭部

Claims (15)

  1. 歯車伝動装置、特にプラネタリギヤ装置のための歯車(1)であって、当該歯車(1)が第1の平歯車(3)と第2の平歯車(4)に分割されており、これら第1の平歯車及び第2の平歯車が共通の回転軸線(2)において軸方向に互いに離間しており、前記歯車(1)が開放されたバネリング(5)を更に備えており、該バネリングが、前記平歯車(3,4)に復帰モーメントを作用させるために、前記共通の回転軸線(2)を中心とする前記平歯車(3,4)の互いに対する回転によって前記バネリング(5)が緊締され得るように、前記第1の平歯車(3)に対して周方向(8)に支持された第1の端部(6)と、前記第2の平歯車(4)に対して前記周方向(8)とは反対方向に支持された第2の端部(7)とを有している、前記歯車において、
    前記バネリング(5)を部分的に収容する凹部(9)が前記平歯車(3,4)のうち少なくとも1つに形成されていることを特徴とする歯車。
  2. 前記バネリング(5)が、軸方向において前記第1の平歯車(3)と前記第2の平歯車(4)の間で配置されていることを特徴とする請求項1に記載の歯車。
  3. 前記凹部(9)が、前記バネリング(5)の少なくとも1つの端部(6,7)を収容するとともに、収容された該端部(6,7)を支持する接触面(10)を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の歯車。
  4. 前記接触面(10)が、これに対して相補的な、好ましくはノーズ状に形成された、前記バネリング(5)の前記端部(6,7)を収容するためにポケット状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の歯車。
  5. 前記接触面(10)が、好ましくはノーズ状に形成された前記バネリング(5)の前記端部(6,7)の半径と同一であるか、又は該半径より少なくともわずかに大きな半径を有していることを特徴とする請求項4に記載の歯車。
  6. 前記凹部(9)が、円弧状に延びていることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の歯車。
  7. 前記平歯車(3,4)が、前記共通の回転軸線(2)、特に前記平歯車(3,4)を軸方向に貫通する軸受ピン(12)における支持のために、それぞれ1つの好ましくはほぼ円筒状の貫通部(15)を備えていることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の歯車。
  8. 前記凹部(9)が、前記平歯車(3,4)の径方向の延長部に関して、前記好ましくはほぼ円筒状の貫通部(15)に直接隣接していることを特徴とする請求項7に記載の歯車。
  9. 前記バネリング(5)が、前記平歯車(3,4)に形成された前記貫通部(15)よりも小さな内径を備えており、これにより、前記バネリング(5)が、特に前記平歯車(3,4)を支持するころ軸受(13)を軸方向に固定するために用いることが可能であることを特徴とする請求項7又は8に記載の歯車。
  10. 前記凹部(9)が、前記平歯車(3,4)の材料に設けられた溝として形成されていることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の歯車。
  11. 前記凹部(9)が、その経過にわたって同一の軸方向の深さを有していることを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の歯車。
  12. 前記凹部(9)が、前記バネリング(5)の前記各端部(6,7)に対する前記接触面(10)から好ましくは傾斜路の形態で無段階に減少する軸方向の深さを有していることを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の歯車。
  13. 前記バネリング(5)が、その円周の1周未満を形成していることを特徴とする請求項1~12のいずれか1項に記載の歯車。
  14. 前記バネリング(5)が、その円周の1周より多く、好ましくは約1.5周を形成していることを特徴とする請求項1~12のいずれか1項に記載の歯車。
  15. 特にプラネタリギヤ装置のプラネタリキャリアのハウジング(11)への前記歯車(1)の取付状態において、遊び補整の目的で前記平歯車(3,4)を軸方向に互いに離れるように押圧し、及び/又は前記共通の回転軸線(2)に関して該共通の軸線に対して傾斜させるために、前記バネリング(5)が、負荷解除された状態において軸方向の勾配を有していることを特徴とする請求項1~14のいずれか1項に記載の歯車。
JP2019564856A 2017-05-24 2018-04-26 歯車伝動装置のための歯車 Active JP6997808B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017208800.1A DE102017208800B3 (de) 2017-05-24 2017-05-24 Zahnrad für ein Planetengetriebe
DE102017208800.1 2017-05-24
PCT/EP2018/060786 WO2018215162A1 (de) 2017-05-24 2018-04-26 Zahnrad für ein zahnradgetriebe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020521091A JP2020521091A (ja) 2020-07-16
JP6997808B2 true JP6997808B2 (ja) 2022-01-18

Family

ID=62116846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019564856A Active JP6997808B2 (ja) 2017-05-24 2018-04-26 歯車伝動装置のための歯車

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11486468B2 (ja)
EP (1) EP3631245A1 (ja)
JP (1) JP6997808B2 (ja)
DE (1) DE102017208800B3 (ja)
WO (1) WO2018215162A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018220836A1 (de) * 2018-12-03 2020-06-04 Zf Friedrichshafen Ag Geteiltes Zahnrad mit mehreren in Umfangsrichtung verspannbaren Zahnradteilen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016207966A1 (de) 2016-05-10 2017-11-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Zahnradanordnung

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4189951A (en) * 1978-06-27 1980-02-26 Bulova Watch Company, Inc. Anti-backlash gear
JPS60177366U (ja) * 1984-05-04 1985-11-25 トヨタ自動車株式会社 無背隙式シザ−ズギヤ
JPH02129434A (ja) * 1988-11-07 1990-05-17 Koyo Seiko Co Ltd 遊星ギヤ減速機
RU2020338C1 (ru) 1991-06-28 1994-09-30 Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" Способ сборки зубчатых колес
JPH11153210A (ja) * 1997-11-19 1999-06-08 Toyota Motor Corp シザーズギヤ
DE102005041357A1 (de) * 2004-09-07 2006-04-06 Honda Motor Co., Ltd. Scherzahnrad und spielfreier Mechanismus
CN2729432Y (zh) * 2004-09-12 2005-09-28 郑州华萦化纤科技有限责任公司 具有消除齿轮副侧隙功能的齿轮
EP1837558A1 (en) 2006-03-20 2007-09-26 Kwang Yang Motor Co., Ltd. Noise suppressing mechanism for balance gear of engine crankshaft
DE102007006470A1 (de) * 2007-02-09 2008-01-10 Audi Ag Zahnrad mit Temperaturgangkompensation
TWI454625B (zh) * 2011-12-13 2014-10-01 Ind Tech Res Inst 行星齒輪組之齒隙消除裝置
DE102011122136A1 (de) 2011-12-22 2013-06-27 PMG Füssen GmbH Zahnradanordnung
AT513613B1 (de) * 2013-02-08 2014-06-15 Miba Sinter Austria Gmbh Zahnradanordnung
NL2012082C2 (en) 2014-01-14 2015-07-16 Vcst Ind Products Bvba Scissor gear assembly.
DE102015202236A1 (de) * 2015-02-09 2016-08-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Zahnradanordnung
DE102015206063B4 (de) 2015-04-02 2017-03-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Zahnrad für ein Zahnradgetriebe

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016207966A1 (de) 2016-05-10 2017-11-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Zahnradanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020521091A (ja) 2020-07-16
DE102017208800B3 (de) 2018-10-31
US20200217413A1 (en) 2020-07-09
WO2018215162A1 (de) 2018-11-29
EP3631245A1 (de) 2020-04-08
US11486468B2 (en) 2022-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107683380B (zh) 用于齿轮传动装置的齿轮
JP4523721B2 (ja) 電力アシスト式ステアリングに関する改良
CN107636347B (zh) 用于多列车轮式机动车的摆动稳定装置
RU2435085C2 (ru) Передача
JP5866160B2 (ja) トルクリミッタ及び伝達比可変装置
US20150114174A1 (en) Strain wave drive with improved performance
US20130105253A1 (en) Decelerator and motor brake with the same
JP4367503B2 (ja) 車両用遊星歯車装置
CN103043093A (zh) 电动式动力转向装置
JP5297756B2 (ja) 歯車伝動装置
JP2018059556A (ja) バックラッシュを低減したサイクロイド減速装置
JP2004529821A (ja) 車両操舵装置に用いられるアクチュエータ
JP6997808B2 (ja) 歯車伝動装置のための歯車
KR20140019242A (ko) 특히 스티어링 칼럼을 위한 베어링 장치 및 상기 장치가 제공된 로터리 엔진
US6811511B2 (en) Gearwheel pairing and its use
JPH04351354A (ja) ロック値を変更する方法及び装置
JP5552359B2 (ja) 減速装置
KR20190127744A (ko) 스프링 메커니즘을 포함한 롤 스태빌라이저용 유성기어장치
JP2018035897A (ja) ハイポサイクロイド歯車減速装置
JP2012137113A (ja) シャフト装置
US10422413B2 (en) Planetary gear train
JP2007162758A (ja) 減速機構及びそれを用いたスタビライザ装置
JP3196997B2 (ja) 平行軸差動歯車装置
JP6535447B2 (ja) 歯車伝動装置
JP5353060B2 (ja) 歯車機構

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20200707

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210901

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6997808

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150