JPH07507861A - ギアユニット列 - Google Patents

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】 ギアユニット列 本発明は、２又はそれ以上の段数すなわちステージ数を有するギアユニットと、 別個のトルク及びレシオの範囲をもたらすギアユニットとを備える種類のギアユ ニット列に関する。本発明はまた、特に限定するものではないが、種々の入力軸 及び／又は出力軸から成る構成を備える列に関する。

総ての種類の用途に関して、注文製作されるギアユニットを提供することができ るが、そのためには、ある程度の開発コスト及び製造コストが伴う。しかしなが ら、トルク、回転速度、全レシオ、ステージ数、低速の軸傾斜、及び、平行又は 直角の軸の選定の如き種々の変数が、注文製作されるギアユニットの経済的な製 造を阻害する。

１９５０年台以降、カタログに掲載されている（すなわち、予め決定されている ）ギアユニット列を全体を通じてハウジング及び回転部品を標準化することが、 バッチ生産を可能とすることにより、極力低いコストで必要とされる品實を得る ためには極めて重要であることが知られている。

上記目的のために、英国特許第６７３１９０号（ＧＢ　６７３１９０）は、一連 の中心距離から始まる各要素をどのように標準化することができるかを示してお り、これにより、例えばあるサイズのギアユニットにおける所定ステージのギア セントを別のサイズのギアユニットにおいて別のステージにおいて使用すること が可能となる。

製作注文されるギアユニットに対抗するためには、列の最適な市場の妥当性を目 指す必要がある。すなわち、列は、顧客の潜在的な需要を満たすために、できる だけ広い別個のサイズのギアユニットの範囲、並びに、種々の数のステージ及び レンジを含む必要があり、これは、製造及びこれに関連するコストに悪影響を与 えることなく行う必要がある。これは、トルク及びレシオのレンジ、及び、その ような列で得られる種々の軸の形態の如き標準化（ラメータの最適な選定を含む 。

例えば、英国特許第１３３８６１０号（ＧＢ　１３３８６１０）は、そのような 最適化手順が、どのように列の内部経済性を高い市場妥当性と結合するかを示し ている。

過去数十年間の間に、技術開発は、既存の標準化手順が使用可能な変数の間の最 適なバランスを必然的にもたらす範囲に影響を与えた。

従来周知の標準化手順は、高速ピニオン軸の標準化を許容するために、あるサイ ズのギアユニットに関して、例えば、多数の異なったピニオン軸を必要とするか 、あるいは、異なった幅を有するハウジングを必要とするという特徴を有してい る。しかしながら、そのような特徴は、そうでない場合に必要とされる剛性より も低い剛性を有する軸を与えることを必要とする。

上述の標準化手順はまた、ドイツ特許公開公報第１９３２６２４号（ＤＥ−Ｏ３ １９３２６２４）において提案されているように、ピニオン軸の標準化と組み合 わせてモジュール型のハウジングの概念の特徴を有しているが、そのようなモジ ュール型のハウジングは、多くの分割面の機械加工を必要とするという欠点を有 しており、累積誤差を許容するために連続する軸の間に存在する分割面に対して 小さな寸法公差の機械加工精度を維持する必要があり、組み立てに多（の努力を 必要とする。上述の標準化はまた、ギアユニットの設計を制約するという望まし くない欠点を有しており、これにより、直角なギアユニット（すなわち、入力軸 及び出力軸が互いに直角であるギアユニット）においては、高速軸の延長部の非 中心位置が存在し、また、外方に伸びる段部を有するハウジングにおいては、該 ハウジングの両側を貫通する両側の軸を有する場合には、高速軸への接近を制約 する。

従来周知の他の標準化手順は、ＤＤ２９０５５６Ａ７において提案されているよ うに、内部が非対称的な形状を有する非モジュール型のハウジングの設計によっ て特徴付けられる。しかしながら、この標準化手順は、平行な入力軸及び出力軸 を有するギアユニットだけを提供するという欠点を有し、また、必要とされる高 速軸の支持されない長さによる欠点も有する。

近年においては、製造コストを増大させることなく、また、ギアユニット列の市 場の適合性を低下させることなく、改善され且つ信頼性のあるトルク負荷能力を もたらすために、材料の過度な機械加工を避けることがますます望まれるように なっている。

例えば、少なくとも過去２０年の間に、通し焼入れ及び歯切りによるギアから表 面浸炭及び研削されたギアへの技術の進歩により、あるサイズのビニオン又はギ ア要素のパワー出力が大幅に改善され、そのような改善はまた、従来受は入れら れていた最適なバランスを潜在的に変更する必要性に寄与する。

本発明は、改善された標準化手順を有するギアユニット列を提供することを目的 とし、そのような標準化手順により、周知の標準化手順に伴う問題が緩和あるい は解消され、また、ギアユニットの構成部品の設計及び／又は能力に影響を与え る技術開発の有利な利用を少なくとも部分的に可能とする。

本発明の特徴の１つによれば、各々のギアユニットが、標準化された軸中心距離 及び標準化されたギアホイールを有する２又はそれ以上のステージを備えるタイ プのトルク増大型のギアユニット列が提供され、ある中心距離及びギアレシオを 有するどのようなステージに関しても、段無しの２ステ一ジ式のハウジング、及 び、対称的な段付きの３ステ一ジ式のハウジングの中で、後に定義する同一の中 間ピニオン軸が対称的に使用される。

本明細書において、「ピニオン軸」という用語は、一体に形成されたピニオンを 有する軸を指称するために本発明に関連して使用される。

「段付きのハウジング」という用語は、「軸受ブロック」と呼ばれるギア軸の軸 受を支持するためのハウジングの部分が段部を有しているハウジング、すなわち 、内側面及び外側面が平坦ではないハウジングを指称する。これとは対照的に、 「段無しのハウジング」とは、その内側面及び外側面が実質的に平坦であるハウ ジングであり、従って、軸を支持するために対応する軸受ブロックに設けられる 軸受の対は、上記ブロックの間に伸長するギアユニットの各軸に関して実質的に 同一の距離だけ、軸の長さの方向に隔置される。

本明細書で使用する他の用語の意味は以下の通りである。

ギアセット　−　互いにかみ合うホイール及びピニオンの組み合わせビニオン　 −　より少ない歯数を有するギアセットの構成部品ホイール　−　より多くの歯 数を有するギアセットの構成部品ギアレシオ　−　ギアセントにおけるホイール の歯数とビニオンの歯数との間の比 中心距離　−ギアセットにおけるビニオン及びホイールの回転軸線の間の距離 ギアユニットのサイズ　−　低速中心距離に関連する特性、すなわち、ギアユニ ットのトルク出力能力 ベベルギアのステージアセンブリ　−　ベベルギアの入力ピニオン軸、ピニオン を有する軸、軸受、取り付はブロック、及び、ベベルギアのサブアセンブリイン ターナル　−　ギアハウジングの中に収容される軸及び軸受を含むギア要素のサ ブアセンブリ 本発明の好ましい特徴によれば、ギアユニットの列は、任意の中心距離及びギア レシオを有する高速ステージに対して、同じ高速ピニオン軸が、段無しの２ステ 一ジ式ハウジングと少なくとも１つの対称的な段付きの３ステ一ジ式ハウジング において体系的に使用されるという特徴を更に有する。高速ピニオン軸は、片側 又は両側に伸長するタイプとすることができる。すなわち、高速ピニオン軸は、 軸受ブロックの一方又は両方を貫通してハウジングの外方へ伸長することができ る。

ギアユニット列は、入力軸及び出力軸の少なくとも一方の軸延長部から成る反対 側の延長部を有するギアユニットの対を備えることができる。反対側の延長部を 有するギアユニットは、同一のハウジングを用いた同一のサイズのギアユニット とすることができ、一つのギアユニットのインターナルは、他方のギアユニット とは反転された態様で取り付けられ、これにより、上記反対側の延長部を提供す ることができる。

ギアユニット列は、高速ギアステージが標準化された円筒形のギアセット又は標 準化されたベベルギアセットであるギアユニットを備えることができる。上記ギ アユニットは、円筒形又はベベルギア型のギアセットである高速ギアステージを 収容してこれを位置決めするようになされたタイプのハウジングを備えることが できる。

ギアユニットの各軸受ブロックは、一連の軸の平行な軸線の間で連続的に（すな わち、分割されずに）伸長する部分を少な（とも有するのが好ましく、これによ り、当該部分は、上記各軸の間の間隔を規定する役割を果たすことができる。

図面を参照して以下に本発明の実施例を単なる例示として説明するが、図面にお いて、 図１乃至図３は、本発明の３つのギアユニット列の部分断面図であって第１のサ イズを有する２ステ一ジ式のユニット及び３ステ一ジ式のユニット、並びに、よ り大きな第２のサイズを有する３ステ一ジ式のユニットをそれぞれ示しており、 図４及び図５は、本発明の他の２つのギアユニット列の部分断面図であって、第 １のサイズを有する２ステ一ジ式のユニット、及び、より大きな第２のサイズを 有する３ステ一ジ式のユニットをそれぞれ示している。

図１を参照すると、２ステ一ジ式のギアユニット１０は、一対の段無しの軸受ブ ロック１１を有するハウジングを備えている。ブロック１１には通常の軸受（図 示せず）が取り付けられており、該軸受は、単一すなわち片側の延長部１３を有 する高速ピニオン軸１２と、該ピニオン軸１２とかみ合うホイール１２°を担持 する中間ピニオン軸１４と、一対の外方延長部１６を有すると共に、中間ピニオ ン軸１４とかみ合うホイール１４°を担持する出力軸１５とを回転可能に支持す る。（軸１５は、単一の延長部を有することもできる。）。

中心距離ｒｃＪ及びｒｅＪは、標準化された一連の増大する中心距離ａ、Ｃ。

ｅＳｇ・・・から選択される。

図３は、図１のサイズよりも大きなサイズを有すると共に３つのステージを有す るギアユニット３０を示している。３つのステージは、中心距離「Ｃ」、ｒｅＪ 及び「ｇ」を有している。高速ステージ及び中間ステージは、より小さなサイズ を有する図１の２ステ一ジ式ギアユニットの対応する高速ステージ及び低速ステ ージと同一の中心距離「Ｃ」及びｒｅＪをそれぞれ有しており、従って、同一の 軸１２．１４並びにホイール１２°、１４°を使用している。

図３のハウジングブロック３２は各々、対称に配列された段付きのタイプであり 、軸１２．１４は共にハウジングの狭い領域に位置している。従って、高速ピニ オン軸１２は、各ハウジングブロックの段部３３から少なくとも高速ステージの 中心距離ｒｃＪだけ隔置されており、これにより、外方延長部（あるいは、軸が 両側延長部を有するタイプの場合には各延長部）１３は、段部３３によって邪魔 されることなく、その全長にわたって容易に使用することができる。

図１に示すギアユニットと同一のサイズを有する３ステ一ジ式のギアユニット（ 図２参照）においては、同一のホイール１２°、ピニオン軸１４及び出力軸１５ が、対応する中心距離ｒｃＪ及びｒｅＪを有するステージに対して使用されてい る。高速ピニオン軸２０、及び、ホイール２０°を有する中間ピニオン軸２１が 追加の要素であって、上述の図３に関する説明並びに図１との比較から分かるよ うに、より小さいサイズを有する２ステ一ジ式のギアユニットに使用することが できる。

図４及び図５に示す本発明の第２の実施例においては、図１の円筒形のホイール 並びにピニオン軸の上述の標準化の特徴が、ベベルギアの高速アセンブリを各々 有する２ステ一ジ式のギアユニット４０並びにより大きなサイズの３ステ一ジ式 のギアユニット５０に応用されている。

従って、第１の実施例と同様に、高速ベベルギアの入力ピニオン軸すなわちピニ オン７を有する軸、取り付はブロック６、ベベルホイール８の第１の中間ピニオ ン軸１４、並びに、ホイール１４°は、第１のサイズ（サイズＥ）を有する２ス テ一ジ式のギアユニット、並びに、より大きな第２のサイズ（サイズＧ）を有す る３ステ一ジ式のギアユニットにおいて共通である。

図２、図３及び図５の段付きのハウジングの対称的な配列により、上述のインタ ーナルの標準化にも拘わらず、各インターナルの向きを選択的に反転させるとい う簡単な方策により、軸の延長部を反対に出すことが可能となる。

従って、本発明は、対称的に標準化されると共に適正な剛性を有する高速ピニオ ン軸並びに中間ピニオン軸を提供する。本発明は、ハウジングの段部から隔置さ れた３ステ一ジ式のギアユニットの標準化された高速軸の各場合において、同一 のハウジングにベベルギアセットのアセンブリを設けると共に、軸の延長部を選 択的に反転させることを可能とすることにより、例えば、カップリング装置に対 する接近性を良好にする。

手　続　補　正　書 平成７年り月／１日ノ１ｖ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．各々のギアユニットが、標準化された軸中心距離と標準化されたギアホイー ルとを有する２又はそれ以上のステージを有するタイプのトルク増大型のギアユ ニット列において、ある中心距離及びギアレシオを有するどのようなステージに 関しても、段無しの２ステージ式のハウジング、並びに、対称的な段付きの３ス テージ式のハウジングの中で、前に定義した同一の中間ピニオン軸が体系的に使 用されることを特徴とするギアユニット列。
2. ２．請求項１のギアユニブト列において、ある中心距離及びギアレシオを有する どのような高速ステージに関しても、段無しの２ステージ式のハウジング、並び に、対称的な段付きの３ステージ式のハウジングの中で、前に定義した同一の高 速ピニオン軸が体系的に使用されることを特徴とするギアユニット列。
3. ３．請求項１又は２のギアユニット列において、ギアユニットの対が、入力軸及 び出力軸の少なくとも一方の軸延長部から成る反対側の延長部を有することを特 徴とするギアユニット列。
4. ４．請求項３のギアユニット列において、前記ギアユニットの対は、同一のハウ ジングを使用する同一のサイズを有し、一方のギアユニットのインターナルは、 他方のギアユニットのインターナルとは反転された態様で取り付けられることを 特徴とするギアユニット列。
5. ５．請求項１乃至４のいずれかのギアユニット列において、前記高速ピニオン軸 は、両側の延長部を有するタイプであることを特徴とするギアユニット列。
6. ６．請求項１乃至５のいずれかのギアユニット列において、同一の中間ステージ 又は低速ステージを、標準化された円筒形のギアステージ又は高速ベベルギアス テージと組合わすことができることを特徴とするギアユニット列。
7. ７．請求項１乃至６のいずれかのギアユニット列において、少なくとも幾つかの ギアユニットが、円筒形のギア又はベベルギアのいずれかのタイプである高速ス テージを収容してこれを位置決めするようになされた種類のハウジングを備える ことを特徴とするギアユニット列。
8. ８．請求項１乃至７のいずれかのギアユニット列において、あるサイズ及びギア レシオを有するどのような高速ベベルギアステージに関しても、段無しの２ステ ージ式のハウジング、及び、対称的な段付きの３ステージ式のハウジングの中で 、前に定義した同一のベベルギアステージのアセンブリが体系的に使用されるこ とを特徴とするギアユニット列。
9. ９．請求項１乃至８のいずれかのギアユニット列において、前記ハウジングが軸 受ブロックを備え、該軸受ブロックの少なくとも一部が、前記ギアユニットの一 連の平行な軸の間で連続的に伸長し、且つ、前記平行な軸の間隔を規定している ことを特徴とするギアユニット列。
10. １０．請求項１のギアユニット列において、実質的に上述の特徴を備えることを 特徴とするギアユニット列。