JPH02225842A

JPH02225842A - 歯車式動力伝達装置

Info

Publication number: JPH02225842A
Application number: JP652490A
Authority: JP
Inventors: Sven Nilsson; スベン　ニルソン
Original assignee: SKF Nova AB
Current assignee: SKF Nova AB
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1990-09-07
Also published as: DE68908866D1; EP0378978A2; DE68908866T2; EP0378978A3; EP0378978B1; SE8900165D0; SE8900165L; SE466713B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は歯車式動力伝達装置に関する。

［従来の技術］歯車式動力伝達装置としては、互に噛合する第一歯車と第二歯車を有し、第二歯車はそ
の軸線が上記第一歯車の軸線と角度をなすように配設さ
れて回転中に円錐状運動をなし、第一歯車と第二歯車の
うちの一方が回転可能で他方が非回転にロックされるこ
とにより、第一歯車と第二歯車の間に回転噛合波（ｒｏ
ｔａｔｉｏｎａｌｍｅｓｈｉｎｇ　ｗａνｅ）が生じ、
第二歯車が動力伝達装置の入力側となっている形式のも
のが知られている。この種の装置はニューティジョン歯
車（ｎｕｔａｔｉｏｎ　ｇｅａｒ）　として知られ、第
一の公知例として、例えばＳＥ　４１．８５２５やＧＢ
−Ａ−２０１１０１６に開示されている。

他の形式の歯車式動力伝達装置としては、第二の公知例
としてＤＨ−Ａ−３７１５３８４に開示されているもの
がある。この装置では、噛合する二つの歯車は共通のハ
ウジング内で支持されている。これは、ハウジングを囲
んでいる軸受まわりにハウジングを回転することにより
、ニューティジョン歯車に使用可能である口承されてい
る。

Ｃ発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記第一の公知例にあっては、人力軸及
び出力軸は独立して支持されている。これは、動力伝達
の形態が分離され、噛合する歯の温度は独立せずに影響
し合うという効果をもたらすという問題がある。また、
第二の公知例では、振れ回りする質量がきわめて大きく
、さらにハウジングのジャーナルの構造が非常に複雑に
なるという問題がある。

本発明はこの種の歯車式動力伝達装置を、軸方向で開放
されたものとすることを目的としている。

また、本発明は、遊びの影響を受けないようにすること
を他の目的としている。

さらに他の目的は、歯車の噛合歯面でのクリアランスを
調整可能とすることにある。

また、歯車同士が温度に関し互に独立しているようにす
ることも目的としている。

さらには、少ない部品で高歯車比、高効率の装置とする
ことも目的としている。

Ｃ課題を解決するための手段〕上記目的は、本発明によれば、互゛に噛合する第一歯車と第二歯車を有し、第二歯車は
その軸線が上記第一歯車の軸線と角度をなすように配設
されて回転中に円錐状運動をなし、第一歯車と第二歯車
のうちの一方が回転可能で他方が非回転にロックされる
ことにより、第一歯車と第二歯車の間に回転噛合波が生
じ、第二歯車が動力伝達装置の入力側となっているもの
において、第一歯車と第二歯車は共通軸体の上に軸支され、軸受が上記共通軸体と上記歯車との間で上記共通軸体上
に配設されている、ことにより達成される。

〔実施例〕

以下、添付図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本実施例装置の断面図で、第２図は第１図にお
ける■−■断面図である。ただし第１図においてジンバ
ル゛部分では、理解しやすくするために中心線の上下で
は周方向で互に直角な位置で断面されている。

第１図及び第２図において、本実施例の歯車式動力伝達
装置は噛合する二つの歯車１０．１１を存している。歯
車１１の軸線１２は歯車１０の軸線１４に対して角度α
だけ傾いている。歯車１０は軸体１５上の軸受１６によ
り回転自在に支持されており、該軸体１５の軸線は歯車
１（１０軸線１６と一致している。

歯車１１（以下これを「歳差歯車」とも呼ぶ）は、後述
のごとく、歯車箱４０に対し回転方向にはロックされて
いる。歳差歯車１１は、軸体１５の傾斜せる面上の軸受
１９，２０によって支持されている。

本発明では、歯車１０．１１は共通軸体１５上で支持さ
れているという点に特徴がある。

軸体１５には、モータ２９の駆動軸２８を受入れる中心
孔が形成されている。駆動軸２８は、該中心孔にて、軸
方向に移動可能に軸体１５と結合している。

軸体１５との結合を行うために、駆動軸２８は、第２図
に示されるごとく、中心孔に形成された平坦部に対応す
る平坦部が形成されている。勿論、その他にも駆動軸２
８を、例えばスプラインとすることもできる。

歯車１１は、ジンバル３５を有する揺動支持装置によっ
て軸方向に保持されて回転方向に口・ンクされている。

ジンバル３５は、直径線上で対向して歯車箱４０に取付
けられた二つのジャーナル軸３６．３７まわりに回転自
在となっている。さらに二つのジャーナル軸３８．３９
が上記ジャーナル軸３６．３７に対して円周方向で直角
に位置するようにジンバル３５に取付けられている。直
径線上で対向するこれらの二つのジャーナル軸３８．３
９は、歯車１１をピボット動可能に支持している。揺動
支持装置全体は、かくして軸方向に保持されて回転方向
にロックされている。

歯車１０．１１はその歯の形成面がテーバ状をなしてお
り、歳差歯車１１は凹テーバそして歯車１０は凸テーパ
となっている。上記両歯車のテーバの原点は中心点Ｏに
位置している。該中心点０は歳差歯車１１のジンバルの
中心点ともなっており、すなわち、ジンバル支持装置の
中心が該中心点Ｏに一致している。傾いた軸線１２さら
に、中心点０にて駆動軸２８の軸線とも交わっている。

駆動軸２８の回転時には、歯車１１の軸線１２が歳差運
動にューテイション）、すなわち歯車１０と１１の間に
回転噛合波が生ずるときに、歯車１１と歯車１０の接触
位置は歯車のリムに沿って回転移動する。もし、歯車１
０．１１が異なる歯数のものであるならば、一方の歯車
は駆動軸２８の回転速度よりも遅い回転速度で他の歯車
に対して回転する。この遅い回転は、図示された実施例
における歯車１０の出力軸３０から取り出される。もし
、歯車１０が回転に対しロックされるように設計されて
いるならば、遅い回転は要素４０から取り出される。そ
の際、要素４０は回転に適したように設計される。

歳差軸あるいは歳差歯車は非常に単純な原理で作動し、
通常伝導要素としてのただ二つの歯車を有しているだけ
である。両面合わせのニューティジョン歯車、すなわち
、一方の側に第一歯車、他方の側に第二歯車を有してい
る形式のものも見られるが、これはその構成が複雑であ
る。二つの歯車は外歯を有しており、それ故スパー歯車
が用いられる。これは動力伝達において高効率をもたら
し、転がり接触状態のよくない各種の遊星歯車における
内歯と外歯の噛合時よりも優れている。

上述の本実施例の歯車式動力伝達装置では、軸体１５は
、例えばステッピングモータ等のモータ２９によって駆
動されている。軸体１５と軸受１６，１９．２０の内輪
１５のみが入力速度で回転しており、それ故に回転質量
は小さい。ここで、ステッピングモータの駆動において
始動と停止の繰り返しを決してやめないことである。歳
差歯車１１は、歯車箱４０内のジンバル支持装置３５．
３６．３７，３８．３９によって回転方向にロックされ
ているので、出力側の歯車１０は各波の回転数（モータ
の回転数）について歯車１０．１．１の歯数の差で回転
せしめられる。歯車の変化しは、Ｕ　＝　Ｚ　ｌｏ　／　（Ｚ　ｌｔ　　Ｚ　ｌｏ　）と
なる。ここでＺ、。は出力歯車１０の歯数、Ｚ、は人力
歯車１１の歯数である。

歳差歯車１１は出力歯車１０より歯数が多いので、出力
回転方向は人力回転方向と逆となり、すなわち、歯車式
動力伝達装置は、いわゆるネガティブな装置となる。

同じ標準歯車箱を用いて、次の表に示されるように歯車
を変えて、第１図及び第２図のごとくの構造のものを得
ることが可能である。

公知の歳差歯車をもつ装置では、この周りにある歯′の
噛合と動力の取出しが技術的に困難であった。本発明で
は軸体１５を歯車１０と１１に共通としたことにより、
動力の伝達路を制御することが可能となった。人力駆動
軸２８が軸体１５の中心孔内で軸方向に移動可能なので
、ジンバル支持装置は駆動側から軸方向に自由となる。

軸体１５はジンバル支持装置に軸方向力を伝達しないの
で、これによってジンバル支持装置は歯車式動力伝達装
置において、出力駆動トルクのみを伝達するようになる
。図示の例では、歯車１０は複数の盲穴３２を有してお
り、出力駆動トルクを伝える出力軸３０に取付けられた
駆動ピン３１が上記盲穴３２に受は入れられる。例えば
０リングから成るブッシング４１が盲穴３２に設けられ
ている。上記ブッシングの剛性及び／又は嵌め込み公差
は、好ましくは、動力伝達に望まれる剛性により決定さ
れる。歯車１０．１１を制御するために、例えばそれら
の死重（ｄｅａｄ　ｗｅｉｇｈｔ）を支えるために、歯
車ＩＯと出力軸３０は協働する案内面３３．３４を有し
ている。出力軸３０は、かくして歯車１０に対して軸方
向に相対的に移動可能で、これによって、構造は出力側
からも軸方向に自由なものとなる。出力軸３０は適宜そ
れ自身のための軸受を有している。

盲穴３２は、減衰性が求められたりあるいは噛合する歯
車によってもたらされるポンプ効果を回避するための通
気孔が設けられているときには、該盲穴３２にはガスあ
るいは液体を充填することができる。

本発明の他の特徴は、噛合する歯車１０．１１の噛合面
でのクリアランスを調整する手段、あるいはこれらの歯
車の噛合に予圧をかける手段を有しているということで
ある。図示の場合これらの手段は、シムあるいは精密な
ワッシャ１３として示されている。該ワッシャ１３はこ
ろがり軸受１６の内輪１７と軸体１５の肩部２７との間
に設けられている。軸受１６の外輪１８はアイナツト２
３によって歯車１０内でロックされている。

歯車１１を支持している軸受１９．２０の内輪２２はア
イナツト２６によって上記肩部にロックされており、該
アイナツト２６は軸体１５にねじ込まれてい・る。′軸
受１９．２０の外輪２１は、歯車ＩＯにねじ込まれたア
イナツト２５によって歯車１０内に保持されている。

本発明のさらに他の特徴は、歯車の噛合によっても温度
の影響を受けないようにしていることである。第１図に
示されているように、軸体１５における温度上昇は歯車
１０と１１の噛合におけるクリアランスの増大をもたら
す。他方、歯車１０．　ｉｔにおける温度上昇は上記ク
リアランスの減少をもたらす。かかる軸体１５と歯車１
０．１１を適当に設計すれば、上記クリアランスの増大
は上記減少によって補償される。かくして、歯車間のク
リアランスあるいは当接圧は、軸体１５と歯車１０．１
１における温度とは係わりなく、はとんど変動しないよ
うになる。軸体１５と歯車１０．１１．１２における温
度降下も、上記と同様に歯車１０．１１の噛合のクリア
ランスにそれぞれ減少及び増大をもたらす。

振動力を抑制するためには、歳差歯車１０はプラスチッ
ク材を用いるとよい。そうすると、鋼材から成るスリー
ブ４２は、軸受１９，２０を収めている歯車にプレスに
よって嵌め込める。

中心孔を形成する代わりに、軸体１５は延長スタッドを
もつようにしてもよい、該スタッドは適当な方法でモー
タ２９の動力を伝達できる。

（発明の効果〕本発明は以上のごとくであり、予圧をかけることにより
噛合面においてクリアランスの全くない装置となるので
、測定技術、操縦技術、ミサイル技術、武器技術さらに
はアクチューエフの技術分野等においてクリアランスの
ないことを要求される場合、これに容易に対応できるよ
うになる。また、構成がきわめて筒車であることから、
非常に安価に製造でき、需要の少ない他の分野において
も容易に対応できる。

本発明によれば、軸方向に荷重から開放されるので、入
力側でも出力側でも軸方向力が生ぜず、動力の伝達に際
して何ら支障をきたさない。さらに、噛合する歯車は温
度の変動の影響も受けなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の縦断面図、第２図は第
１図の■−■断面図である。１０・・・・・・・・・第一歯車１１・・・・・・・・・第二歯車１２・・・・・・・・・軸線１３・・・・・・・・・調整手段１４・・・・・・・・・軸線１５・・・・・・・・・（共通）軸体１６・・・・・・・・・軸受１７・・・・・・・・・内輪１９・・・・・・・・・軸受２０・・・・・・・・・軸受２２・・・・・・・・・内輪２４・・・・・・・−・第−口ｙり部材２７・・・・・
・・・・肩部２８・・・・・・・・・駆動軸２９・・・・・・・・・モータ３０・・・・・・・・・出力軸３１・・・・・・・・・駆動ピン３２・・・・・・・・・孔３３・・・・・・・・・（内）案内面３４・・・・・・・・・（外）案内面３５・・・・・・・・・ジンバル３６・・・・・・・・・第一軸３７・・・・・・・・・第二軸３８・・・・・・・・・第三軸３９・・・・・・・・・第四軸

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互に噛合する第一歯車（１０）と第二歯車（１１
）を有し、第二歯車（１１）はその軸線（１２）が上記
第一歯車（１０）の軸線（１４）と角度（α）をなすよ
うに配設されて回転中に円錐状運動をなし、第一歯車（
１０）と第二歯車（１１）のうちの一方が回転可能で他
方が非回転にロックされることにより、第一歯車（１０
）と第二歯車（１１）の間に回転噛合波が生じ、第二歯
車が動力伝達装置の入力側となっているものにおいて、第一歯車（１０）と第二歯車（１１）は共通軸体（１５
）の上に軸支され、軸受（１６、１９、２０）が上記共通軸体（１５）と上
記歯車（１０、１１）との間で上記共通軸体（１５）上
に配設されている、ことを特徴とする歯車式動力伝達装置。
（２）噛合する第一歯車（１０）及び第二歯車（１１）
の歯面でのクリアランスを調整するため、もしくは噛合
の予圧を調整するための調整手段（１３）を備えている
こととする請求項（１）に記載の歯車式動力伝達装置。
（３）第一歯車（１０）が第一転がり軸受（１６）を介
して共通軸体（１５）で支持され、調整手段、第一転が
り軸受（１６）と共通軸体（１５）の肩部（２７）の間
に配されるシム（１３）もしくは精密ワッシャーを有し
ていることとする請求項（２）に記載の歯車式動力伝達
装置。
（４）第一転がり軸受（１６）の内輪（１７）が、ナッ
ト等の第一ロック部材（２４）によって共通軸体の肩部
（２７）に対してロックされていることとする請求項（
３）に記載の歯車式動力伝達装置。
（５）第二歯車（１１）は少なくとも一つの第二転がり
軸受（２０）によって共通軸（１５）上に支持され、該
第二転がり軸受の内輪（２２）がナット等のロック部材
（２６）によって共通軸（１５）の肩部（２７）に対し
て直接もしくは間接にロックされていることとする請求
項（３）または請求項（４）に記載の歯車式動力伝達装
置。
（６）モータ（２９）からの駆動軸（２８）は、共通軸
体（１５）が第二歯車（１１）を支持する側の該共通軸
体（１５）端部にて該共通軸体（１５）に対して非回転
かつ軸方向移動可能に該共通軸体（１５）に接続されて
いることとする請求項（１）ないし請求項（５）のいづ
れか一つに記載の歯車式動力伝達装置。
（７）共通軸体（１５）は、駆動軸（２８）の受入れの
ための中央孔が形成され、該中央孔には、共通軸体の接
続を駆動可能とするための、平面部、楔状部あるいはス
プライン部が設けられていることとする請求項（６）に
記載の歯車式動力伝達装置。
（８）第一歯車（１０）は非回転で、動力伝達装置の出
力軸（３０）に軸方向に移動可能に接続されていること
とする請求項（１）ないし請求項（７）のうちのいづれ
か一つに記載の歯車式動力伝達装置。
（９）出力軸（３０）と第一歯車（１０）のうちの一方
が、他方に設けられた孔（３２）に受入れられる駆動ピ
ン（３１）を有し、出力軸（３０）と第一歯車（１０）
は互に協働する内案内面（３３）と外案内面（３４）と
それぞれ有していることとする請求項（８）に記載の歯
車式動力伝達装置。
（１０）第二歯車（１１）を包囲するジンバル（３５）
をもつ揺動支持手段によって、上記第二歯車（１１）は
軸方向に拘束されると共に回転に対してロックされ、上
記ジンバル（３５）は、直径線上で対向する位置で歯車
ハウジング（４０）に固定された第一軸（３６）と第二
軸（３７）にて揺動可能となっており、さらに上記ジン
バル（３５）は上記第一軸と第二軸とを結ぶ線に対し周
方向で直角な位置に第三軸（３８）及び第四軸（３９）
を有して第二歯車（１１）を揺動可能に支持しているこ
ととする請求項（１）ないし請求項（９）のいづれか一
つに記載の歯車式動力伝達装置。