JPH10503574A - 自動制御式安定器を有しすべての回転部材に適する機械的連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の対象は、自動制御式安定器を有し、すべての回転部材に適した機械的連結装置である。本発明は、回転部材（３８）と、該回転部材を回転自在に取付けた支持部材（１２）とを駆動連結する装置であって、支持部材と一体の少なくとも１つのリングギヤ（４８）と、回転部材と一体の軸のまわりに回転自在に取付けられリングギヤと噛合いによって協働する少なくとも１つのピニオン（４６）とを含むことを特徴とする装置に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 自動制御式安定器を有しすべての回転部材に適する機械的連結装置 技術分野 本発明は、すべての回転部材に適する機械的連結装置に関するものである。本 発明は駆動部の回転をより正確に制御し、かくして駆動効率を向上するため作動 時に直ちに駆動部のトルクをその軸受に関連させる可能性を与えるものである。 現在まで、トルク循環には、現出のために支持点が必要であるので、いずれに しても長い伝達路におけるリアクションの問題がある。 本発明に係る装置は、トルクを所定の範囲に正確に安定化することを意図する 。本発明に係る装置は、そのコンセプト、その寸法およびその局在性に依存して 、いずれにせよ有効にリアクション平衡できると同時に制御できる。 背景技術 よく知られているように、支持部材に対する回転部材の回転は、摩擦を抑制す る手段（例えば、軸受または自動潤滑式リングまたは、さらに有利には、油浸リ ング）によって可能となる。 フレームと一体の２つの軸受で支持され、回転駆動されるシャフトを考えた場 合、該シャフトを適正に支持することを目的とする軸受によって案内しない限り 、シャシーとシャフトとの間には駆動連結は存在しないと云える。 シャフトは回転中、すなわち加速中でも、減速中でも、或いは一定回転速度に おいても、フレームとは無関係である。 さらに回転中のシャフトは、たわみを受け、軸受が長ければ長い程、シャフト 径がスパンに比して小さければ小さい程、或いはシャフトのアンバランスが大き ければ大きい程、前記たわみが大きくなることはよく知られている。 このようにして、特に軸受の早期の摩耗、駆動される連結部材に有害な振動な どが生ずる。 独立の４つの車輪に取付けられ独立の車輪推進手段を備えた、極めて簡単化し た車輛の場合、車輛の１つが異なるグリップ条件に遭遇すると直ちに、前記車輛 が、シャシーに対してリアクションを誘起することは周知である。 走行中、車輛の１つの車輪が砂地上にあり、別の車輪がマカダム（macadam） 式舗道上にある場合、前記車輛は安定性を失う傾向を示す。なぜならば砂地を通 過する車輪の回転速度は、他の車輪（特に、同列の車輪）に比して遅いからであ る。 よく知られているように、車輪は回転中相互に独立であり、特に車輪は車輛が 走行する地面に対するシャシーの走行速度とは無関係である。 すなわち、車輪は、地面に対するシャシーの走行速度よりも高速で回転でき、 または低速で回転でき、前者はスリップであり、後者はブロッキングである。 いずれの場合でも、地面の接触時に車輪のグリップロスが生じ、かくして制御 の回復が困難となる。 車輪が、少なくとも１列の車輪の駆動手段を含む場合、課せられる問題は同一 であるが、この問題は他の問題点によって隠蔽される。 事実、一般に１つの駆動車輪列を有する車輛は、カーブの曲線により漸次的に 追従できるよう駆動輪の間に挿入された差動装置を有する。 差動装置は、外側車輪に対する内側車輪の回転速度の差を補償するという明確 な役割を有する。 ここで付言するが、駆動シャフトは、車輪の各シャフトの内側端に軸受によっ て回転自在に一体に取付けた遊星歯車と協働する同じく回転自在に取付けた太陽 歯車を受容するスパイダーを固定した差動装置のハウジングに回転連結された大 きいリングギヤを駆動する。 各シャフトの外側端は、同じく軸受によってシャシーに対して回転自在に取付 けてある。 シャフトの各自由端は、１つの駆動輪を担持する。 あらためて確認するが、駆動輪は回転中シャシーとは無関係である。 差動装置は、増幅器・補償器の役割を果たすが、車輪の回転運動を地面に対す る車輛の走行速度と正確に関連させることはできない。 この関連性の欠如は、実施例に示したように車輛の安全性の欠如を招く。 ２つの駆動輪および２つの従動輪を有する自動車が、マカダム式舗装道路を走 行する。車輛が曲線に追従する場合、差動装置は、外側車輪に対する内側車輪の 速度差を吸収する。なぜならば、太陽歯車が遊星歯車の回転によって相互に角度 変位できるからである。 トルクは、既に２つの車輪に異なる態様で分布される。なぜならば、１つの車 輪は、マカダム式舗道上で別の車輪よりも良いグリップを示すからである。 車輛が右側でマカダム式舗道上を走行し、同列の車輪が、例えば積雪箇所に遭 遇し、したがって前記車輪のグリップが改善された場合、このようなトルク分布 差はさらに明瞭となる。 トルクは、グリップが最小の駆動輪には本質的に極めて非対称に分布される。 前記車輪は、スリップする。すなわち前記車輪の回転速度は、前記車輪が（タ イヤ）展開長さを考慮して地面に対する前記車輛の走行速度に依存して有するべ き理論速度よりも大きい。 車輛の車輪が、マカダム式舗道を覆う雪上を転動すると直ちに、グリップ係数 が急激に増大し、場合によっては極めて短いスリップが生ずるが、すべての場合 車輛は不安定となる。 パラメータである速度、車輛重量、グリップ差などが大きければ大きい程、危 険は大きくなる。 発明の開示 本発明の目的は、回転部材と、該回転部材を回転自在に取付けた支持部材とを 駆動連結する装置であって、支持部材とー一体の少なくとも１つのリングギヤと 、回転部材と一体の軸のまわりに回転自在に取付けられリングギヤと噛合いによ って協働する少なくとも１つのピニオンとを含むことを特徴とする装置を提供す ることである。 さらに詳細に云えば、前記装置は、１２０°の相互間隔で分布させて、それぞ れ、回転部材と一体の軸のまわりに回転自在に取付けた３つのピニオンを含む。 特に、車輛のシャシーに対して回転自在に取付けた車輪を備えた車輛に本発明 に係る装置を使用する場合、各車輛、すなわち駆動輪および従動輪について標準 コンセプトのリングギヤ／ピニオン・ユニットを設ける。この場合、リングギヤ は、シャシーに対して不動に取付け、１つまたは複数のピニオンは、対応する車 輪のシャフトと一体の軸に回転自在に取付ける。 リングギヤおよび１つまたは複数のピニオンは、シャフトに支持した車輪の直 近に設置するのが好ましい。 特に、リングギヤおよび１つまたは複数のピニオンは、車輪ボスの右側に設置 する。 本発明に係る装置の別の用途の場合、すなわちフレームと一体の軸受に取付け た伝動シャフトに本発明に係る装置を使用する場合、リングギヤは、フレームに 一体に取付け、１つまたは複数のピニオンは、前記シャフトと一体の軸に回転自 在に取付け、リングギヤおよび１つまたは複数のピニオンは、軸受の直近に配置 する。 実施例にもとづき、潤滑剤を含む密封ボックス内に、リングギヤおよび１つま たは複数のピニオンのユニットを配置することを提案する。 図面の簡単な説明 図１は、４つの車輪を有し、このうち２つの駆動輪に差動装置を設け、本発明 に係る装置を備えた車輛の概略図である。 図２Ａは、本発明に係る連結装置の一実施例の詳細な横断面図である。 図２Ｂは、本発明に係る装置の縦断面図である。 図３は、車輪のシャフトに取付けた装置の詳細図である。 図４は、回転シャフトに本発明に係る装置を設けた実施例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 さて、添付図面を参照して本発明に係る装置を説明する。 図１に、シャシー１２と、２つの左右の前部駆動輪１４，１６と、２つの左右 の従動輪１８，２０とを含む車輛１０が示されている。 ２２は車輛のエンジンであり、２４は駆動シャフトである。 この駆動シャフト２４自体は、リングギヤ２６および差動装置２８を駆動する ものである。 差動装置は、公知の態様でボックス３４に回転連結され、車輪１４，１６の２ つのシャフト３８，４０に軸受３６によって回転自在に取付けた太陽歯車３２を 担持するスパイダーを含む。 太陽歯車３２は、車輪のシャフトの端部に担持された遊星歯車４２と協働する ものである。 本発明に係る装置は、図２Ａに図示したように、車輪シャフト３８と一体のヨ ーク４４を含み、前記シャフトと前記ヨークとの間にはピニオン４６が回転自在 に取付けてある。 この装置は、さらに懸架アーム５８を介してラグ５２によってシャシー１２に 固定した密封ボックス５０内に固定したリングギヤ４８を含むものである。 図３に、上下の懸架アーム５４，５６と、ステアリング装置５８と、支持ホイ ールベッド・ブロック６０と、シャフト３８を回転自在に軸支する軸受６２と、 ブレーキ・キャリパ６４と、ブレーキ・ディスク６６と、タイヤ７２を支持する リム７０の固定プレート６８とが示されている。 ケース５０は、車輪シャフトのまわりに、且つ車輪の近傍に支持ホイールベッ ド６０に固定してある。 さて、前記添付図面を参照して、本発明に係る装置を詳細に説明する。 本発明に係る装置を備えていない車輛の場合、車輛がマカダム式車道を走行す ると直ちに、エンジン２２が形成されたトルクを差動装置に伝達し、前記差動装 置は、前記トルクを各駆動輪１４，１６に半分づつ分配する。 かくして、リングギヤ２６が、回転駆動され、ボックス３４と、スパイダー３ ０と、車輛のシャフト３８，４０と一体の太陽歯車３２および遊星歯車４２とを 駆動する。 右側の車輪１４，１８が、グリップの小さい舗道（例えば、雪で覆われたマカ ダム式舗道）上を転動すると、前輪１４は、車輛の加速とともにますますスリッ プし、他方車輪１８は安定化される。 実際、トルクは、差動装置によってグリップが最も小さい車輪へ送られる。 グリップを示す車輪１６は、車速および車輪のタイヤの展開長さに依存して回 転すべき理論速度である一定速度に対応するシャフト４０の遊星歯車４２を保持 する抵抗力を与える。 他方、シャフト３８の遊星歯車４２は、グリップの不足にもとづき、より高速 で回転でき、差動装置が太陽歯車３２の回転によってシャフトの回転速度差を補 償する。 この場合、本発明に係る装置が作用する。 実際、回転速度を増速しなければならない車輪１４が、一定速度に保持され、 したがってスリップが回避される。 ピニオン４６を回転駆動する車輪シャフト３８の回転は、調節される。なぜな らば、前記ピニオンは、噛合いによって大きいリングギヤと協働し、したがって 唯一の舗装面の場合とは異なる調節リアクションが生ずるからである。 回転調節される後輪１８についても同一である。 他方、車輛が走行して曲線に追従する場合は、差動装置は、本発明に係る装置 の妨害作用なく、通常のように速度差を吸収する。トルクは、すべての車輪に配 設した同一コンセプトの本発明の装置によって自動調節状態にある。 実際、トルクの分配は、改善される。なぜならばピニオンと大きいリングギヤ との噛合いによって増大時にトルクを減少する抵抗力が誘起されるからである。 車輪は、タイヤの展開の長さを考慮して、地面に対する車輛の速度に依存して 走行すべき正確な速度で回転走行されるということが分かった。 車輛によって展開される線形（リニア）速度は、常に地面に対する車輛の走行 速度に等しい。 従って、スリップが現れることはない。 車輪および地面の近傍に現れるトルクについて、グリップは常に最大である。 上述の説明は、車輛の加速時にも、または少なくとも車輛の牽引時にも、当て はまる。 減速時も、本発明に係る装置によって同一の現象が現れる。 運転者がブレーキペタルを作動した場合、車輪は、車輛の速度に依存して一様 に減速する。 他方、制動力が極めて強い場合、車輪はブロックされるが、すべての車輪が一 緒にブロックされる。 装置は、車輪の回転運動時に車輪を車輛のそれ自体走行するシャシーである同 一の基準に関連させたように挙動する。 従って、走行時の車輛重量は、制動可能性に関して重要な役割を果たす。制動 は、より漸次的で、より正確で、より有効で、常に平衡でなければならない。 さらに注意するが、装置の設置箇所が車輪に近ければ近い程、得られる効果は 大きくなる。なぜならば、トルクは、その利用点の近傍において安定状態にある からである。 この調節効果の別の用途は、エンジンの駆動シャフト、または図４に示したよ うに遠方の機構へトルクを伝達するための連結シャフトに関するものである。 シャフト８０は、回転自在の２つの軸受８２，８４の間に回転自在に取付けら れ、エンジン８６によって駆動される。 シャフトの回転時、直ちにこのシャフトの平衡不良にもとづき軸受の間にたわ みｆが生ずることが認められる。 シャフトの平衡不良が大きければ大きい程、または速度が大きければ大きい程 より敏感である。したがってこのようなたわみは、伝達トルクに対するシャフト 径の不均衡に依存して大きくなる。 前記シャフトと軸受を支持するフレームとの間に本発明に係る少なくとも１つ の回転連結装置５０を設置すれば、前記シャフトのたわみを極めて実質的に減少 するのに十分である。遠心力の効果の制御が、より容易となる。この効果は、使 用部材に依存してその容積の大きさにもとづき改善できる。 装置を軸受の近傍に設置すれば、効果が増大される。 この種の構成において、より強力な作業を実施するため別のピニオンを連結す ることのみを目的とする中心ピニオンを相互間に加えることができる。 このピニオンは、すべてのピニオン・ユニットを同期させるため、例えば潤滑 した軸受によって遊動可能な位置にシャフトに支持する。 ピニオンは、スグバーまたはハスバーであってよい。 車軸の数も制限されず、システムは、駆動車軸にも従動車軸にも使用できる。 さらに本発明にもとづき、ケースを形成する密封ボックスにピニオン・リング ギヤ・ユニットを配置することを提案するが、前記ユニットは、保守の簡単化お よび占有スペースの節減のため、既存の機械的ユニット（例えば、つり橋のノー ズおよびハウジング、ボス、ギヤボックス）に配置することができる。 従って、主要実施例の場合、装置は、グリップおよび重量分布の改善のために 車輪の近傍に設置したが、本発明はこの実施例は限定されるものではない。 もちろん、多車軸車輛において、唯一の車軸に本発明に係る装置を設け、意図 するすべての利点を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転部材（３８）と、該回転部材を回転自在に取付けた支持部材（１２） とを駆動連結する装置において、支持部材と一体の少なくとも１つのリングギヤ （４８）と、回転部材と一体の軸のまわりに回転自在に取付けられリングギヤと 噛合いによって協働する少なくとも１つのピニオン（４６）とを含むことを特徴 とする駆動連結装置。 ２．１２０°の相互間隔で分布させて、それぞれ回転部材と一体の軸のまわり に回転自在に取付けた３つのピニオン（４６）を含むことを特徴とする請求項１ に記載の装置。 ３．前記支持部材と一体のリングギヤ（４８）と、支持部材に関して相互に回 転自在に取付けた第１部材半部および第２部材半部との２部分からなる回転部材 （３８）と、該第２部材半部と一体の軸に回転自在に取付けたピニオンとを含み 、前記第１部材半部がその周面に歯列を含み、前記ピニオンが一方では第１部材 半部の歯列と協働し、他方では支持部材と一体のリングギヤと協働することを特 徴とする請求項１または２に記載の装置。 ４．車輛のシャシーに対して回転自在に取付けた車輪を備えた車輛に使用する 形式の装置において、駆動輪および従動輪（１４，１６，１８，２０）の各々に ついて、リングギヤ／ピニオン・ユニットを含み、リングギヤ（４８）が、シャ シー（１２）に対して不動に取付け、ピニオンが対応する車輪のシャフトと一体 の軸に回転自在に取付けてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に 記載の装置。 ５．前記リングギヤ（４８）およびピニオン（４６）が、軸に支持された車輪 の直近に設置してあることを特徴とする請求項４に記載の装置。 ６．前記リングギヤ（４８）およびピニオン（４６）が、車輪ボスの右側に設 置してあることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７．フレームと一体の軸受（８２，８４）に取付けた伝動シャフト（８０）に 使用する形式の装置において、リングギヤがフレームに一体に取付けてあり、１ つまたは複数のピニオンは前記シャフト（８０）と一体の軸に回転自在に取付け られ、前記リングギヤおよび１つまたは複数のピニオンが、少なくとも１つの軸 受の直近に配置してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の 装置。 ８．前記リングギヤおよび１つまたは複数のピニオンのユニットを潤滑剤を含 む密封ボックス内に配置してあることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項 に記載の装置。 ９．車輛の別の機構（例えば、ギヤボックス）内に組込んであることを特徴と する請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。