JPS5947176B2 - 多段式歯車伝動装置 - Google Patents

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、上記中央ピニオ
ンとかみ合う歯車および、上記中央歯車とかみ合うピニ
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ピ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
属のピニオンが中央歯車と第２の伝動装置段を形成して
いる。

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ピニオンの範囲内で中間ギヤを
支承するた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ピ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。

各中間ギヤのピ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ぜしめ、このモーメントは、中間ギ
ヤおよび中央ピ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、該軸受は大きいスペースを必
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、該孔で中間ギヤが支
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
ギヤに関して該中間ギヤの歯車およびピニオンの歯に作
用する半径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量されている支
承部は、主として中間ギヤの歯車およびピニオンの歯に
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。

中央ピニオン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線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。

本発明の有利な一実施例では、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。

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ギヤの
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ないほんの僅
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。

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。

この入力軸１２上には、斜めに歯をつけられている中央
ピニオン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、該ボス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ｊこ軸方向の孔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（こ同じ角度間隔をおいて延びて
いる。

各中間ギヤ３０には、中央ピニオン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ｔこ歯をつけられたピニオン３６が構成され
ている。

中央ピニオン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３２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。

しかしながら有利には各支承部材２８が一体状であって
催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３０との間で弾性的；
こ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。

前記の中央ピニオン１６、中間ギヤ３０および中央歯車
２０の回転方向が第１図、第２図および第４図で矢印Ｇ
、ＨおよびＪで図示されている状態では、中央ピニオン
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Ｅ、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 １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ＦＵＩ、半径方向力ＦＢＩおよび軸方向力Ｆ
ＡＩに分解させられる。

これらの力は第１〜３図で中間ギヤ３０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Ｆ
Ｕ２、半径方向力ＰＲ２および軸方向力ＦＡ２が図示さ
れている。

半径方向力ＦＢＩおよびＦＲ□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ζこ関してモーメント鳩は図示
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Ｅ１およびＥ２に発
生する軸方向力ＦＡＩ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トＭ、を生
ぜしめ、しかもこのモーメントＩＩＶ４Ｒとは１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変β１およびβ２は
、モーメントＭＡがモーメントＭＰ、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よりも大きく
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ＦＡ２ ＦＡＩが残っていて支承部材２
８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４０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
かあるいはピニオン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■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・・・・・・入力軸
、１４・・・・・・出力軸、１６・・・・・・中央ピニ
オン、１８・・・・・・ボス、２０・・・・・・中央歯
車、２２・・・・・・外壁、２４・・・・・・隔壁、２
６・・・・・・軸部材、２８・・・・・・支承部材、３
０・・・・・・中間ギヤ、３２・・・・・・孔、３４・
・・・・・歯車、３６・・・・・・ピニオン、３８，４
０・・・・・・スラスト軸受、Ａ、Ｂ・・・・・・軸線
、Ｃ・・・・・・中心へ、Ｄ・・・・・・接続線、Ｅ、
、Ｅ２・・・・・・ピッチ点、ＦＮＩ ｔ ＦＮ２・・
・・・・垂直方向力、ＦＵＩ Ｉ ＦＵ２・・・・・・
周方向力、ＦＲＩ ｔ ＦＨ□・・・・・・半径方向力
、ＦＡＩ ｔ ＦＡ２・・・・・・軸方向力、ＭＲ２Ｍ
Ａ・・・・・・モーメント、β１ 、β２・・・・・・
傾斜角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多段式歯車伝動装置であって、中央ピニオン１６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、
   上記中央ピニオン１６とかみ合う歯車３４および、上記
   中央歯車２０とかみ合うピニオン３６を有している形式
   のもの；こおいて、上記中間ギヤ３０が軸方向のそれぞ
   れ１つの孔３２を有していて、該孔３２で中間ギヤ３０
   が支承部材２８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β１ 、β２を有しており、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およびピニオン３６の歯に作用する半径方向力Ｆ
   ＲＩおよびＦＲ２のモーメンｌ’ＭＲと軸方向力ＦＡＩ
   およびＦＡ２９モーメントＭい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３０
   の軸線Ｂと該中間ギヤの歯車３４およびピニオン３６の
   ピッチ点Ｅ、、Ｅ２の接続線り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３
   ０のた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およびピニオン３６の歯
   の傾斜角度β１ 、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の歯がピニオン３６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。