JPS5857543A - 多段式歯車伝動装置 - 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】 本発明は、多段式歯車伝動装置であって、中−央ピニオ
ンと内歯を有する中央歯車との間に少なくとも１つの中
間ギヤが配置されており、該中間ギヤが、上記中央ビニ
オンとかみ合う歯車および、上記中央歯車とかみ合うビ
ニオンを有している形式のものに関する。

そのような伝動装置では中央ビニオンが各中間ギヤの歯
車と第１の伝動装置段を形成していて、該中間ギヤに所
属のビニオンが中央歯車と第２の伝動装置段を形成して
いる０内歯車として中央歯車を構成することは第２の伝
動装置段において、歯車が外歯を有していることによっ
てのみ前述の形式と異なっている伝動装置の場合よりも
著しく大きくなっている伝達比を可能にする。もちろん
上述の形式のように内歯車として中央歯車を構成するこ
とは中間ギヤのビニオンの範囲内で中間ギヤを支承する
だめのスペースを制限する。しかしながらちょうどこの
範囲内では頑丈に設計された支承部が特に重要である。

というのは中間ギヤのビニオンの歯には極めて大きい周
方向力が発生しかつそれに相応して極めて大きい半径方
向力も発生するからである。

各中間ギヤのビニオンの歯における半径方向力は、この
中間ギヤに所属の歯車の歯における半径方向力といっし
ょにモーメントを生せしめ、このモーメントは、中間ギ
ヤおよび中央ビニオンの軸線の共通の平面に対して垂直
に延びている軸線を中心として中間ギヤを傾動させるよ
うに作用している。このモーメントは少なくとも１つの
中間ギヤの支承部において負荷を発生させ、この負荷は
周方向力による負荷につながる。

これらの合成された支承負荷を引き受けるためには、公
知の形式による伝動装置では各中間ギヤの軸方向で両側
に軸受が設けられており、該軸受は大きいス被−スを必
要とするので、所定の大きさの伝動装置ケーシングで得
ることのできるできるだけ大きい伝達比が望ましい値よ
りも小さくなる。

それゆえ本発明の課題は、冒頭で述べた形式の伝動装置
を改善し、中間ギヤ軸の支承部の所要スペースと関連し
ているそのような伝達比の制限がなくなるかあるいは少
なくともゆるめられるように構成することである。

この課題は、本発明の構成では、前記中間ギヤが軸方向
のそれぞれ１つの孔を有していて、読札で中間ギヤが支
承部材に支承されており、しかも当該歯車伝動装置の歯
が傾斜角度を有しており、これらの傾斜角度では各中間
イヤに関して該中間ギヤの歯車およびビニオンの歯に作
用する半径方向力のモーメントと軸方向力のモーメント
とが互いに少なくともほぼ相殺することによって解決さ
れている。

本発明により各中間ギヤ自体の内部に配置されている支
承部は、主として中間ギヤの歯車およびビニオンの歯に
発生する周方向力の合力だけを伝達するようになってい
る。この合力を引き受ける支承部材自体は回動せずしか
もそれゆえ中間ギヤの両側でスペースを節減するように
支持することができ、この場合とりわけ、内歯をつけら
れている中央歯車の範囲内の支持部が、この中央歯車自
体の構成のために十分にスペースが残るように僅かな場
所を必要とするようになる。中央ビニオ／および中間ギ
ヤの軸線に対して直角の軸線に関する上述のモーメント
のたとえ完全ではなくとも十分な均衡は、たとえ僅かな
傾向しか有していなくとも少なくとも１つの中間ギヤが
所属の支承部材に対して傾動する結果になっている。そ
れゆえ支承部材がただ僅かな軸方向の長さを有している
としても支承部材の緩圧力が僅かであるように抑えられ
るかあるいは事実上除かれる０ 本発明の有利な一実施例１は、少なくとも１つの支承部
材の中心点が所属の中間ギヤの軸線と該中間ギヤの歯車
およびピニオンのピッチ点の接続線との交点と少なくと
もほぼ一致する〇それによって、中間ギヤおよび中央ピ
ニオンの軸線に対して直角のそれぞれ１つの軸線を中心
として傾動する、該中間ギヤの傾向が同様に除かれるか
あるいは少なくとも実際に無視できる程度に制限される
ことが得られる。というのは各中間ギヤに作用する周方
向力の合力が前述の交点を通って延びるからである。

各中間ギヤが所属の支承部材上で該支承部材の中心点を
中心として制限された傾動可能であると、力およびモー
メントの均衡はさらに改善される。この場合少なくとも
１つの支承部材が所属の中間ゼヤのために軸方向の力を
も引き受ける自動調心軸受を形成していて゛もよい。

所望の申し分のない完全なモーメント均衡を考慮した少
なくともほぼ軸方向力の均衡を得ることができない場合
のためには、少なくとも１つの中間ギヤに所属の支承部
材とは別個のスラスト軸受を配属させることができる。

このスラスト軸受はまだ均衡させられてい力いほんの僅
かなモーメントをも引き受けることが可能である。

中間ギヤの歯車およびピニオンの歯の傾斜角度は異なっ
ていてもよいのではあるが、たいてい中間ギヤの歯車の
歯が中間ギヤのピニオンの歯よりも大きい傾斜角度を有
していると有利であるっ 次に図面につき本発明の詳細な説明する。

図示の伝動装置はケーシング１０を有しており、該ケー
シング１０で共通の軸線Ａを有している入力軸１２およ
び出力軸１４が支承されているうこの入力軸１２上には
、斜めに歯をつけられている中央ビニオン１２が構成さ
れており、出力軸１４には鉢形の弾性的なボス１８が固
定されており、該ダス１８には同様に斜めに内歯をつけ
られている中央歯車２０が構成されている、 前記のケーシング１０の外壁２２および隔壁２４には、
第４図によればそれぞれ１２０°の均等な角度間隔をお
いて互いにずらされて３つの軸部材２６が固定されてお
り、該軸部材２６にそれぞれ１つの支承部材２８が構成
されている。

これらの３つの支承部材２８のそれぞれの支承部材の上
には中間ギヤ３０が支承されており、該中間ギヤ３０は
この目的のために軸方向の孔３２を有している。この中
間ギヤ３０の軸線Ｂと少なくともほぼ一致する、軸部材
２６の軸線は入力軸１２および出力軸１４の共通の軸線
Ａに対して平行に同じ角度間隔をおいて延びている。

各中間ギヤ３０には、中央ビニオン１６とかみ合いひい
ては同様に斜めに歯をつけられた歯車３４が構成されて
いてかつまた、中央歯車２０とかみ合いしかもそれゆえ
同様に斜めに歯をつけられたピニオン゛３６が構成され
ている。中央ビニオン１６および歯車３４は第１の伝動
装置段を形成するのに対し、ピニオン３６および中央歯
車２０は第２の伝動装置段を形成している。

各支承部材２８の中心点Ｃは一方で所属の中間ギヤ３６
の軸線Ｂ上に位置していてかつ他方で両方の伝動装置段
のピッチ点Ｅ１とＥ２との間の接続線り上に位置してい
る。

ここで支承部材２８の中心点Ｃについて述べると、この
中心点Ｃは各中間ギヤ３０のための支承部材２８が第１
図で示すように一体にされていなければならないことを
意味するわけではない。各支承部材２８は軸方向で互い
に間隔をおいて所属の軸部材２６上に構成されている２
つの区分から成っていてもあるいは中間ギヤ３０の孔３
２が、互いに軸方向の間隔をおいて配置され例えば袋孔
として構成されている２つの区分を有していてもよく、
該区分で中間ギヤ３０が直接的にかあるいは間接的に支
承部材２８上に支承されているうしかしながら有利には
各支承部材２８が一体状であって僅かに球状に構成され
ており、従って該支承部材２８に支承されている中間ギ
ヤ３０が中心点Ｃを中心とした小さい傾動運動を行なう
ことが可能である。自動調心軸受として支承部材２８を
構成すると該軸受は付加的な軸方向力を引き受けること
ができる。各支承部材２８と所属の中間ギヤ３ｏとの間
で弾性的に中間支承することによっても相応の事を得る
ことができる。どんな場合でもＣは中間ギヤ３０の内部
に構成されている支承装置全体の中心点である。

前記の中央ビニオン１６、中間ギヤ３０および中央歯車
２００回転方向が第１図、第２図および第４図で矢印Ｇ
、ＨおよびＪ″Ｉ１％１１％図示る状態では、中央ビニ
オン１６および歯車３４により形成されているそれぞれ
の第１の伝動装置段のピッチ点Ｅ１において、互いにか
み合う歯面に対して垂直に向けられた垂直方向力ＦＮ、
が伝達される。この垂直方向力ＦＮＩは直交する三次元
の座標系に従って周方向力ＦＵ１、半径方向力ＦＲ３お
よび軸方向力ＦＡ、に分解させられる。

これらの力は第１〜３図〒中間ギヤ３ｏに作用するよう
に図示されている。同様にピッチ点Ｅ２に発生する相応
した力、即ち垂直方向力ＦＮ２および該垂直方向力の分
力である周方向力ＦＵ２、半径方向力ＦＲ２および軸方
向力ＦＡ２が図示されている。

半径方向力ＦＲ，およびＦＲ２は、両方の軸線Ａおよび
Ｂの平面に対して直角に所属の支承部材２８の中心点Ｃ
を通って延びている軸線に関してモーメン）　ＭＲを生
ぜしめ、このモーメントＭＲは図示の回転方向では逆時
計口りに向けられている。しかしながら同時に両方のピ
ッチ点Ｅ、およびＥ２に発生する軸方向力ＦＡ、および
ＦＡ２が、中心点Ｃを通って延びている同じ軸線に関し
てモーメン）　ＭＡを生ぜしめ、しかもこのモーメント
ＭＡはモーメン）　ＭＲとは反対方向に向けられている
。有利には互いにかみ合う歯の傾斜角度β１およびβ２
は、モーメントＭＡがモーメントＭＲに量的に等しいよ
うに選択されており、従って両方のモーメントは互いに
相殺する。このためにはたいてい傾斜角度β１をβ２よ
りも太きく選択することが必要である。この場合個別化
された中間ギヤ３０にそれぞれ１つの合成の軸方向力Ｆ
Ａ２　　ＦＡＩが残っていて支承部材２８が自動調心軸
受として構成されていない場合には、伝動装置ケーシン
グ１０にスラスト軸受３８および４ｏが構成されており
、これらのスラスト軸受３８および４０には入力軸１２
の回転方向に応じて中間ギヤの歯車３４かあるいはビニ
オン３６が支えられる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による歯車伝動装置の１実施例を示したも
のであって、第１図は二段式歯車伝動装置の軸方向縦断
面図、第２図は第１図の矢印Ｈの方向から見た概略端面
図、第３図は第２図の矢印■の方向から見た概略平面図
、第４図°は歯をつけられた構成部材を部分的に扇形に
破断した斜視図である。 １０・・・ケーシング、１２・・・入力側、ト←・・出
力軸、１６・・・中央ビニオン、１８・・・ぎス、２゜
・・・中央歯車、２２・・・外壁、２４・・・隔壁、２
６・・・軸部材、２８・・・支承部材、３０・・・中間
ギヤ、３２・・・孔、３４・・・歯車、３６・・・ビニ
オン、３８．４０・・・スラスト軸受、Ａ、Ｂ・・・軸
線、Ｃ・・・中心点、Ｄ　・・・接続線、Ｅｌ、Ｅｚ・
・・ピッチ点、ＦＮＩ　、　ＦＮ２・・・垂直方向力、
ＦＵ、　、　ＦＵ２・・・周方向力、Ｆ’Ｆｔ、　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　多段式歯車伝動装置ｆあって、中央ビニオン（１
   ６）と内歯を付けられた中央歯車（２０）との間に少な
   くとも１つの中間ギヤ（３０）が配置されており、該中
   間ギヤ（３０）が、上記中央ビニオン（１６）とかみ合
   う歯車（３４）および、上記中央歯車（２０）とかみ合
   うビニオン（３６）を有している形式のものにおいて、
   上記中間ギヤ（３０）が軸方向のそれぞれ１つの孔（３
   ２）を有していて、該孔（３２）で中間ギヤ（３ｏ）が
   支承部材（２８）に支承されておシ、しかも当該歯車伝
   動装置の歯が傾斜角度（β１．β２）を有しておシ、こ
   れらの傾斜角度では各中間ギヤ（３０）に関して該中間
   ギヤの歯車（３４）およびビニオン（３６）の歯に作用
   する半径方向力（ＦＲＩ）および（Ｆ’Ｒ２）のモーメ
   ント（ＭＲ）と軸方向力（ＦＡＩ）および（ＦＡ２　）
   のモーメント（ＭＡ）とが互いに少なくともほぼ相殺す
   ることを特徴とする多段式歯車伝動装置。 ２、各支承部材（２８）の中心点（Ｃ）が、所属の中間
   ギヤ（３ｏ）の軸線（Ｂ）と該中間ギヤの歯車（３４）
   およびビニオン（３６）のピッチ点（ＥＩＩＥ２）の接
   続線（Ｄ）との交点と少なくともほぼ一致する特許請求
   の範囲第１項記載の歯車伝動装置。 ３、各中間ギヤ（３０）が所属の支承部材（２８）上で
   該支承部材の中心点（Ｃ）を中心として制限された傾動
   可能である特許請求の範囲第２項記載の歯車伝動装置。 ４、少なくとも１つの支承部材（２８）が所属の中間ギ
   ヤ（３ｏ）のだめの自動調心軸受を形成している特許請
   求の範囲第３項記載の歯車伝動装置。 ５、所属の支承部材（２８）とは別個の少なくとも１つ
   のスラスト軸受（３８，４０）が各中間ギヤ（３０）に
   配属させられている特許請求の範囲第２項又は第３項記
   載の歯車伝動装置。 ６、前記の中間ギヤの歯車（３４）およびビニオン（３
   ６）の歯の傾斜角度（βｌ、β２　）が異なっている特
   許請求の範囲第１項記載の歯車伝動装置。 ７、前記の中間ギヤの歯車（３４）の歯がビニオン（３
   ６）の歯よりも大きい傾斜角度（β１）を有している特
   許請求の範囲第６項記載の歯車伝動装置。