KR20110086073A

KR20110086073A - 편심 차동 드라이브

Info

Publication number: KR20110086073A
Application number: KR1020117011304A
Authority: KR
Inventors: 볼프강 프로이운트; 안드레아스 키쓸러; 위르겐 슐체; 티노 슈미트
Original assignee: 오스트리아 오토모티브 시스템즈 아게
Priority date: 2008-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2011-07-27
Also published as: DE102009050032A1; JP2012506005A; EP2334949A1; WO2010043217A1; CN102203456A; DE202008013633U1; ZA201102377B; US20110190090A1

Abstract

본원 발명은 서로에 대해서 상대적으로 회전될 수 있는 2개의 출력 요소(3, 4)를 구비하는 편심 차동 기어박스에 관한 것으로서, 편심 기어(1)가 구동 요소(2)에 의해서 구동될 수 있고 그리고 서로 상이한 피치 직경을 가지는 2개의 외부 치형부 세트(z1, z2)를 포함하며, 제 1 출력 요소(3)가 제 2 외부 치형부 세트(z2)에 상응하는 제 1 내부 치형부 세트(z3)를 구비하는 제 1 외부 치형부 세트(z1)와 연관되고, 제 2 출력 요소(4)는 제 2 내부 치형부 세트(z4)를 구비하는 제 2 외부 치형부 세트(z2)와 연관되고, 제 1 및 제 2 출력 요소(3, 4)는 출력 측부 상에서 입력 드라이브 요소에 대향하여 정렬되고 그리고 공통의 제 2 길이방향 축선(A2) 상에 회전가능하게 장착되고 상기 제 2 길이방향 축선은 편심 기어(1)의 제 1 길이방향 축선(A1)에 대해서 편심적으로 정렬되며, 상기 출력 요소(3, 4)의 회전 속도는 인가되는 토크를 함수로 한다.

Description

편심 차동 드라이브{ECCENTRIC DIFFERENTIAL DRIVE}

본원 발명은 제1항의 소위 전제부에 따른 편심 차동 기어박스(gearbox)에 관한 것으로서, 상기 기어박스는 예를 들어 서로에 대해서 회전가능한/피봇가능한 두 요소들 사이에서 토크를 전달하기 위해서 사용되는 또는 두 요소의 서로에 대한 회전 운동을 성분(component)의 축방향 운동으로 변환시키기 위해서 사용된다.

DE 197 34 536 C2에는 차량 좌석 조정 기구를 위한 편심 기어박스가 개시되어 있으며, 여기에서 입력 드라이브 피니언에 의해서 구동되고 그리고 위성 기어에 링크된 편심부, 그리고 출력 사프트에 연결되고 그리고 위성 기어와 맞물리는 중공형(hollow) 출력 기어가 기어박스 하우징 내에 장착되며, 상기 위성 기어는, 2개의 축방향 오프셋 평면들에서, 중공형 출력 기어와 결합하는 입력 드라이브 기어, 및 하우징에 고정된 중공형 지지 기어와 결합하는 지지 기어를 포함하고, 그리고 상기 중공형 지지 기어는 기어박스 하우징에 연결된 기어박스 커버로 통합된다.

DE 3226714 C2에는 좌석용 힌지 피팅(hinge fitting)이 기재되어 있으며, 여기에서 좌석에 할당된 고정된 힌지 부분 및 좌석 등받이에 할당된 피봇형 힌지 부분이 편심부에 의해서 피봇 축을 통해서 서로 연결되며, 제 1 힌지 부분은 내부 치형부(tooth) 세트를 구비하고, 상기 내부 치형부 세트에 걸쳐 편심 기어박스의 일부를 형성하는 제 2 힌지 부분의 외부 치형부 세트의 일부분이 연장한다. 내부 치형부 세트와 동심적으로 정렬되나, 직경이 작고 축방향으로 오프셋된 제 1 힌지 부분이 내부 치형부 세트 상에 제공되고, 상기 내부 치형부 세트는 제 2 힌지 부분 상의 외부 치형부 세트와 동심적으로 정렬되고 그리고 축방향으로 오프셋된 제 2 외부 치형부 세트와 맞물리고, 이때 각 힌지 부분의 치형부 세트들의 피치(pitch) 각도가 동일하다. 제 2 외부 치형부 세트가 제 1 외부 치형부 세트에 트위스트가 가능하게(twistably) 연결된다. 이러한 목적을 위해서, 하나의 외부 치형부 세트가 다른 외부 치형부 세트에 대해서 약간 트위스팅되어 정렬되고 그리고 제 2 외부 치형부 세트는 제 1 외부 치형부 세트의 중심에서 동심적인 쇼울더(shoulder) 상에 장착된다. 제 1 외부 치형부 세트 및 제 2 외부 치형부 세트의 서로에 대한 트위스트 각도는 정지부들에 의해서 제한된다.

전술한 2가지 해결방안은 차량의 롤링-방지 바아(anti-roll bar)에서는 이용될 수 없고, 그리고 또한 그러한 해결방안을 이용하여서는 2개의 성분들의 상대적인 회전 운동을 추가적인 요소의 축방향 운동으로 변환할 수 없다.

WO 01/51301 A1에는 차량, 특히 모터 차량의 샤시를 위한 전기기계적 롤링-방지 바아의 이용이 기재되어 있으며, 그러한 롤링-방지 바아는 2개의 롤링-방지 바아 절반체들 사이에 링크된 액츄에이터를 구비하고 그리고 필요한 경우에 상기 절반체들은 트위스트 각도를 통해서 서로에 대해서 트위스트되고, 상기 액츄에이터는 전기 모터 및 상기 전기 모터에 연결된 기어박스를 포함한다. 여기에서, 기어박스는 트위스트 각도에 따라서 변화되는 기어 비율을 가진다. 예를 들어, 가변 기어 비율을 가지는 기어박스가 선형 안내부를 가지는 하이포사이클로이드(hypocycloid) 기어박스로서 또는 편심 기어박스로서 구성될 수 있다. 하이포사이클로이드 기어박스는 입력 드라이브 샤프트를 가지는 태양 기어를 구비하고, 그리고 위성 기어는 편심적으로 정렬된 페그(pegs)를 구비하고 그리고 중공형 기어에 의해서 안내되며, 상기 중공형 기어는 2개의 롤링-방지 바아 절반체들 중 하나에 비-회전식으로 연결된다. 상기 하이포사이클로이드 기어박스의 출력 요소가 다른 롤링-방지 바아 절반체에 비-회전식으로 연결되고 그리고, 상기 기어박스에서, 위성 기어 만큼의 슬라이딩 블록 안내부가 제공된다. 관련 위성 기어의 페그를 위한 수용부를 가지는 슬라이딩 블록이 각각의 슬라이딩 블록 안내부 내에 장착된다. 편심 기어박스에서, 태양 기어가 역시 제공되며, 그 태양 기어의 입력 드라이브 샤프트가 선택적으로 일정한 기어 비율을 가지는 추가적인 기어박스 스테이지를 통해서 전기 모터에 연결된다. 위성 기어는 편심적으로 정렬된 페그들을 구비하고, 이때 위성 기어들의 회전 축은 다른 롤링-방지 바아 절반체에 비-회전식으로 연결된 하나의 샤프트 저어널에 결합된다. 이러한 편심 기어박스의 출력 요소는 다른 롤링-방지 바아 절반체에 연결된다. 관련 위성 기어의 페그에 대한 수용부를 구비하는 슬라이딩 블록이 슬라이딩 블록 안내부의 각각에 장착된다.

이러한 해결방식은 매우 복잡하고 그리고 큰 부피를 차지한다.

DE 10 2007 011 615 A1에는 2개의 로터(rotors)를 이용하는 차량 높이 조정이 개시되어 있으며, 여기에서 스프링의 높이 조정은 차량의 레벨링(leveling)을 초래하기 위한 나사 관통부(screw thread)에 의해서 구현된다. 이러한 해결방안에서, 비교적 적은 행정의 운동을 위해서 빠른 시작 회전 속도가 요구된다. 시스템은 비교적 느리게 작동되고, 기어박스에 의해서 유발되는 큰 마찰로 인해서, 바람직하지 못한 정도의 효율을 나타낸다.

DE 10 2006 046 949 A1에는 견인력에 의해서 2개의 오르간(organs)을 작동시키기 위한 액츄에이터가 개시되어 있으며, 그러한 액츄에이터는 드라이브가 가능한 편심 샤프트 및 편심 샤프트를 중심으로 회전가능하게 정렬된 2개의 중공형 기어를 포함하고, 상기 액츄에이터에는 오르간을 작동하기 위해서 적절한 견인 수단이 부착될 수 있다. 액츄에이터는 편심 샤프트의 편심부에 회전가능하게 장착되는 치형부 요소를 부가적으로 포함하고, 상기 치형부 요소는 중공형 기어와 맞물리는 서로 다른 크기의 2개의 치형부 구역을 가진다. 음향적 디커플링(분리)을 위해서, 치형부 요소는 방사상 평면들이 교차하는 2개의 각도형 접촉 롤링 베어링에 의해서 편심 샤프트에 장착된다. 하나의 출력 기어가 편심 샤프트의 입력 드라이브 측부 상에 정렬되고 다른 출력 기어가 대향 측부 상에 정렬되며, 이때 양 출력 기어가 편향 샤프트 상에 장착되고 그리고 치형부 요소를 통해서 구동된다. 그에 따라, 4개의 치형부 기어 페어링들이 요구되고 그리고 이들은 축방향으로 서로 나란히 정렬되며, 그에 따라 큰 공간이 필요하게 된다. 추가적인 중공형 기어 및 각도형 접촉 롤링 베어링의 이용으로 인해서 디자인이 상대적으로 복잡해진다.

DE 102 22 339 A1에는 모터 차량의 기어 변환 기구 또는 클러치를 제어하는 역할을 하는 클러치 및 기어 변환 액츄에이터가 기재되어 있다. 출력 샤프트 상에 편심적으로 체결되고 출력 샤프트에 대해서 상대적으로 회전되도록 체결된 더블 피니언이 사용된다. 그러나, 이러한 해결방식은 입력 드라이브에 대해서 회전될 수 있는 2개의 출력을 제공하지 못한다. DE 199 37 412 A1 및 DE　197　22　399 A1에는 치형부가 없고 다른 원리에 따라서 작동하는 사이클로이드 기어박스가 기재되어 있다.

EP 1 627 757 A1에는 롤링-방지 바아 장치가 개시되어 있으나, 여기에서는 상이한 치형부 세트를 가지는 입력 구동 요소가 사용되지 않으며 입력 드라이브 측에 대향하는 2개의 출력 드라이브가 제공되지 않는다.

US 4 016 780에는 입력 샤프트를 구비하는 기어박스가 개시되어 있으며, 상기 입력 샤프트는 드라이빙 피스에 의해서 2개의 치형부 세트를 가지는 편심 기어 및 편심부를 구동하고, 그에 의해서 하우징 및 출력 샤프트가 서로에 대해서 상대적으로 회전된다. 하우징은 입력 샤프트 상에서 지지된다. 비교적 적은 단면을 가지는 드라이빙 피스로 인해서, 큰 힘에 의해서 유발되는 파손 위험이 존재한다.

JP 2007 162758 A에는 피봇 모터가 개시되어 있으며, 여기에서 2개의 치형부 세트를 가지는 중공형 기어가 또한 편심부를 통해서 구동된다. 그러나, 서로에 대해서 트위스트가 가능한 2개의 상호 대향하는 출력부가 제공된다.

US 2008/0150241 A1은 또한 롤링-방지 바아 시스템을 개시하고 있다. 이는 모터 샤프트 상에 정렬된 외부 치형부를 가지는 치형 기어를 구비하고 방사상 외측에 배치되는 입력 드라이브 모터를 가진다. 이러한 입력 드라이브 피니언은 대응하는 치형부를 가지고 서로에 대해서 편심적으로 장착되며 서로에 대해서 상대적으로 회전될 수 있는 다수의 상호 맞물린 중공형 기어들을 통해서 2개의 상호 대향하는 출력 샤프트를 구동한다.

WO 2008/049382 A1에는 입력 드라이브가 편심부로 실행되지 않는 해결방식이 기재되어 있다. 이전의 해결방식들 및 본 해결방식에서도 입력 드라이브 측에 대향하는 2개의 출력 드라이브를 제공하지 못한다.

본원 발명의 목적은 특히 차량용 편심 차동 기어박스를 개발하는 것으로서, 여기에서 2개의 링-형상 출력 요소들이 제공되며, 상기 출력 요소들은 입력 드라이브에 대해서 그리고 서로에 대해서 차동 기어박스 방식으로 회전될 수 있게 정렬되고 그리고 작은 부피와 함께 단순한 디자인을 갖는다.

이러한 목적은 제1항의 특징들로 달성된다. 바람직한 실시예들이 종속항들에 기재되어 있다.

편심 차동 기어박스는 서로에 대해서 상대적으로 회전될 수 있는 2개의 출력 요소들을 구비하며, 본원 발명에 따라서, 입력 드라이브 요소에 의해서 구동될 수 있고 그리고 제 1 길이방향 축선을 가지는 편심 기어가 제 1 길이방향 축선을 따라서 서로의 앞뒤로 정렬된 2개의 외부 치형부 세트를 포함하고, 그리고 제 1 외부 치형부 세트의 피치 직경은 제 2 외부 치형부 세트의 피치 직경 보다 크며, 제 1 외부 치형부 세트에 상응하는 제 1 내부 치형부 세트를 가지는 제 1 출력 요소가 편심 기어의 제 1 외부 치형부 세트와 연관되고, 그리고 제 2 외부 치형부 세트에 상응하는 제 2 내부 치형부 세트를 구비하는 제 2 출력 요소가 편심 기어의 제 2 외부 치형부 세트와 연관되며, 상기 제 1 및 제 2 출력 요소는 공통의 제 2 길이방향 축선 상에 회전가능하게 장착되고 그리고 상기 편심 기어의 제 1 길이방향 축선은 제 2 길이방향 축선에 대해서 편심적으로 정렬되고, 그리고 입력 구동 요소에 의해서 구동되는 편심 기어가 출력 요소의 내부 치형부 세트 내에서 외부 치형부 세트와 부분적으로 맞물리고, 그리고 편심 기어의 회전시에, 제 1 출력 요소 및 제 2 출력 요소가 서로에 대해서 상대적으로 회전 운동하도록 외부 및 내부 치형부 세트들이 구성되며, 이때 출력부들의 회전 속도는 인가되는 토크에 의존한다.

편심 기어, 제 1 출력 요소 및 제 2 출력 요소 모두가 서로에 대해서 상대적으로 회전될 수 있다. 만약 하나의 출력 요소가 정위치에 유지된다면, 다른 출력 요소는 기어비에 따라서 보다 빨리 회전한다. 바람직하게, 편심 기어가 중공형 기어로서 구성되며, 그러한 중공형 기어의 내부 직경에는 입력 요소가 결합된다. 입력 요소는, 예를 들어, 회전하는 입력 드라이브 요소에 체결되고 그리고 편심 기어의 내부 직경 상에서 롤링하는 편심 샤프트 또는 순환 휘일일 수 있다.

입력 드라이브 요소의 구동은 바람직하게 편심 입력 드라이브 모터로 실시된다.

바람직하게, 제 1 출력 요소는 제 1 중공형 기어의 형태로 구성되고 그리고 제 2 출력 요소는 바람직하게 제 2 중공형 기어의 형태로 구성된다. 제 1 출력 요소가 제 1 롤링-방지 바아 부재와 능동적으로 결합(active engagement)될 수 있고 그리고 제 2 출력 요소가 차량의 롤링-방지 바아의 제 2 롤링-방지 바아 부재와 능동적으로 결합될 수 있을 것이며, 그에 따라 두 출력 요소들의 상대적인 회전시에, 2개의 롤링-방지 바아 절반체(halves)들이 또한 서로에 대해서 상대적으로 회전하고, 따라서 차량 운동이 균등화될(equalized) 수 있다. 또한, 관련 입력 드라이브가 제 1 출력 요소의 또는 제 2 출력 요소의 측부에 정렬될 수 있을 것이다.

제 1 출력 요소가 롤링-방지 바아의 하우징에 연결될 수 있고 또는 롤링-방지 바아의 하우징을 형성할 수 있고 또는 제 1 내부 치형부 세트가 하우징의 내부 직경에 제공될 수 있다. 그에 따라, 제 1 롤링-방지 바아 부재가 하우징에 견고하게 커플링되거나 하우징 내에 제공된다. 이러한 경우에, 제 2 롤링-방지 바아 부재의 하우징-측 단부가 제 2 출력 요소에 연결된다. 전기 모터가 하우징 내에 견고하게 장착된다. 만약 제 2 롤링-방지 바아 부재가 부착된 제 2 출력 요소에 대해서 상대적으로, 제 1 롤링-방지 바아 부재에 연결된 하우징이 회전된다면 그에 따라 제 1 출력 요소가 회전된다면, 2개의 롤링-방지 바아 절반체들이 또한 서로에 대해서 상대적으로 회전된다.

그 대신에, 모터가 하우징 내에 견고하게 장착되고 그리고 제 1 출력 요소가 롤링-방지 바아 절반체에 직접적으로 연결될 수 있고 그리고 제 2 출력 요소가 제 2 롤링-방지 바아 절반체에 직접적으로 연결될 수 있다. 이어서, 하우징은 바디워크(bodywork)에 대해서 트위스트-방지 방식(twist-proof manner)으로 장착된다. 이러한 경우에, 또한, 출력 요소들의 상대적인 회전에 따라서, 편심 차동 기어박스의 출력 요소에 체결된 롤링-방지 바아 절반체가 서로에 대해서 상대적으로 회전된다.

2개의 롤링-방지 바아 절반체들 사이의 상대적인 운동을 생성하는 대신에, 서로에 대해서 회전/피봇되는 2개의 다른 성분들을 2개의 출력 요소에 연결할 수 있을 것이다.

본원 발명의 다른 실시예에 따라서, 성분의 행정(stroke) 운동을 생성하기 위해서 제 1 및 제 2 출력 요소의 상대적인 회전을 이용할 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 편심 차동 기어박스가 제 1 출력 요소 상에 관절 방식으로 장착된 제 1 커플링 요소 및 제 2 출력 요소에 관절 방식으로 장착된 제 2 커플링 요소를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 커플링 요소는 서로 반대되는 경사 각도를 가지고 그리고 상기 커플링 요소의 다른 단부들에서 성분에 대해서 관절 방식으로 체결되며, 그에 따라 서로에 대해서 상대적인 제 1 및 제 2 출력 요소의 회전 운동으로, 제 1 및 제 2 커플링 요소의 각도 위치가 변화되고 그에 따라 성분이 출력 요소들의 길이방향 축선을 따라서 행정 운동을 실시하게 된다.

바람직하게, 커플링 요소들이 양 단부들에서 관절 방식으로 장착되는 볼 바아 형태로 구성된다.

이러한 목적을 위해서, 편심 차동 기어박스는, 제 1 출력 요소의 제 1 단부 측에서, 제 1 커플링 요소에 대한 제 1 장착부를 가지는 제 1 베어링 요소 그리고, 제 2 출력 요소의 제 1 단부 측에서, 제 2 커플링 요소에 대한 제 2 장착부들을 가지는 제 2 베어링 요소를 구비한다.

바람직하게, 제 1 및 제 2 장착부들은 제 2 길이방향 축선에 횡방향인 공통 평면 내에 제공된다.

또한, 제 1 장착부는 보다 큰 제 1 피치 원 상에 정렬되고 그리고 제 2 장착부는 보다 작은 제 2 피치 원 상에 정렬된다.

성분 상의 제 1 및 제 2 커플링 요소가, 양 단부들에서, 공통의 피치 원 또는 서로 상이한 피치 원들에 장착된다. 서로 상이한 피치 원들 상에 장착되는 경우에, 제 1 커플링 요소가 제 3 피치 원 상에서 성분 상에 정렬되고 그리고 제 2 커플링 요소는 제 4 피치 서클 상에서 성분 상에 정렬되며, 이때 제 3 피치 원이 제 4 피치 원 보다 큰 것이 바람직하다.

두 출력 요소의 회전 운동에도 불구하고, 커플링 요소들을 통해서 편심 차동 기어박스에 연결된 성분이 본질적으로 행정 운동만을 실시한다. 그에 따라, 그러한 해결방식은 성분들의 축방향 행정 운동을 생성하는데 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 성분이 스프링의 스프링 장착부(spring mounting)일 수 있고 또는 스프링의 장착부 상에 작용할 수 있으며, 그에 따라 스프링 장착부가 스프링의 길이방향 축선을 따라서 변위될 수 있다.

본원 발명에 따른 해결방식은 차동 기어링 장치를 형성하는 2개의 출력 요소를 구비하는 편심 차동 기어박스를 제공하며, 이는 예상을 넘어서서 신속하게 그리고 동적으로 작동된다. 치형(teeth)의 수가 약간 상이한 치형부 기어 페어링을 제공함으로써(편심 기어의 제 1 외부 치형부 세트 및 제 1 출력부의 제 1 내부 치형부 세트 그리고 편심 기어의 제 2 외부 치형부 세트 및 제 2 출력부의 제 2 내부 치형부 세트), 높은 전달비(transmission ratio)가 구현될 수 있으며, 그에 따라 큰 모멘트가 전달될 수 있다.

특히, 차량에서 이용할 때(예를 들어, 롤링-방지 바아 에서 롤링 및 피칭 운동을 상쇄시키기 위해서 또는 스프링 길이방향 축선을 따라서 스프링 장착부 또는 지지부를 조정하여 차량 현가 특성을 조정함으로써 구동 다이나믹을 개선하기 위해서), 운행중에 신속하고, 다이나믹한 제어 및 조정이 보장된다. 이하에서는, 예시적인 실시예들 및 관련 도면들을 기초로 하여 본원 발명에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 편심 차동 기어박스를 통한 길이방향 단면도이다.
도 2는 편심 차동 기어박스를 통한 부분적인 길이방향 단면도이다.
도 3은 편심 차동 기어박스를 이용하는 롤링-방지 바아를 통한 부분적인 길이방향 단면도이다.
도 4는 성분의 축방향 변위를 위한 커플링 요소들을 이용하는 편심 차동 기어박스를 통한 부분적인 길이방향 단면도이다.
도 5는 입력 드라이브로서 순환 롤러를 구비하는 편심 차동 기어박스의 평면도이다.
도 6은 도 5의 단면 A-A를 따라 도시한 도면이다.

도 1은 편심 차동 기어박스의 길이방향 단면을 도시한다. 상기 기어박스는 제 1 외부 치형부 세트(z1) 및 제 2 외부 치형부 세트(z2)를 가지는 편심 기어(1)를 구비한다. 제 1 외부 치형부 세트(z1)의 피치 직경은 제 2 외부 치형부 세트(z2)의 피치 직경 보다 크다. 편심 기어(1)는 제 1 길이방향 축선(A1)을 가지고 그리고 편심 기어(1) 내에 결합된 편심 샤프트(2) 형태로 구성된 입력 드라이브 요소에 의해서 구동된다. 본 경우에 중공형인 편심 샤프트(2) 내에는 편심 샤프트(2) 장착용 고정형 액슬(5)이 위치된다. 편심 샤프트(2)는, 예를 들어, 편심 입력 모터에 의해서 구동되고 그리고 액슬(5) 상의 제 1 베어링(L1)을 통해서 그리고 편심 샤프트(2) 상의 제 2 베어링(L2)을 통해서 편심 기어(1) 상에서 지지되며, 여기에서 제 1 및 제 2 베어링(L1, L2)은 바람직하게 니들 베어링으로서 구성된다.

제 1 출력 요소(3)(제 1 출력부)가 또한 제공되고, 이는 중공형 기어로서 구성되고 그리고 제 1 내부 치형부 세트(z3)를 포함하며, 상기 제 1 내부 치형부 세트는 편심 기어(1)의 제 1 외부 치형부 세트에 상응한다. 제 2 외부 치형부 세트(z2)에 상응하는 제 2 내부 치형부 세트(z4)를 가지는 제 2 출력 요소(4)(제 2 출력부)가 편심 기어(1)의 제 2 외부 치형부 세트(z2)와 연관된다. 제 1 및 제 2 출력 요소(3, 4)가 공통의 제 2 길이방향 축선(A2)을 가진다. 편심 기어(1)의 제 1 길이방향 축선(A1)이 제 2 길이방향 축선(A2)으로부터 소정량(a) 만큼 오프셋된다. 제 1 외측 스틸 외장의 피치 직경은 제 1 외부 치형부 세트(z1)의 피치 직경 보다 이러한 소정량(a) 만큼 작으며, 제 2 외부 치형부 세트(z4)의 피치 직경은 제 2 외부 치형부 세트(z4)의 피치 직경 보다 이러한 양만큼 작다. 편심 샤프트(2)의 회전시에, 편심 기어는 외부 치형부 세트(z1, z2)를 이용하여 부분적으로만 2개의 중공형 기어/출력 요소(3, 4)의 상응 내부 치형부 세트(z3, z4)와 결합하게 된다. 도 1에 도시된 길이방향 섹션에서, 좌측에서 치형부 세트들이 결합되지 않은 반면, 우측에서 제 1 외부 치형부 세트(z1)가 제 1 내부 치형부 세트(z3)와 부분적으로 맞물리고 그리고 제 2 외부 치형부 세트(z2)가 제 2 내부 치형부 세트(z4)와 부분적으로 맞물린다. 편심 기어(1)의 회전 시에, 제 1 출력 요소(3) 및 제 2 출력 요소(4)가 편심 샤프트(2) 형태의 입력 드라이브에 대해서 상대적으로 그리고 서로에 대해서 상대적으로 회전 운동을 실시하도록, 외부 및 내부 치형부 세트(z1/z3 및 z2/z4)가 구성된다. 만약 출력 요소(3, 4)가 비-회전식으로 유지되지 않는다면, 2개의 출력 요소(3, 4)의 회전 속도는 인가되는 토크에 의존한다. 만약에, 예를 들어, 제 1 출력 요소(3)가 비-회전식으로 유지된다면, 편심 기어(1)는 여전히 내부에서 작동할 것이고 그리고 제 2 출력 요소(4)는 치형부 세트 페어링(pairings)(z1/z3 및 z2/z4)에 의해서 결정되는 기어비에만 의존하여 회전한다. 유사하게, 만약 제 2 출력 요소(4)가 비-회전식으로 유지된다면, 제 1 출력 요소(3)는 치형부 세트 페어링(z1/z3 및 z2/z4)에 따라서 계속적으로 회전한다. 본원 발명에 따른 이러한 신규한 디자인에서, 단순하고, 공간 절약형 구성을 가지는 편심 차동 기어박스가 제공되고, 그러한 편심 차동 기어박스에 의해서 출력 요소(3, 4)의 회전 속도가 입력 토크에 따라서 그리고 선택된 기어비에 의존하는 제 1 및/또는 제 2 출력 요소(3, 4)에 작용하는 토크에 따라서 자동적으로 결정된다.

편심 차동 기어박스를 통한 부분적인 길이방향 단면이 도 2에 도시되어 있다. 입력 드라이브 모터(6)가, 본 경우에 중공형으로 구성된, 편심 샤프트(2)를 구동시키고 그에 따라 편심 기어(1)도 구동시킨다.

편심 기어(1)는 제 1 출력 요소(3)의 제 1 내부 치형부 세트(z3) 내에서 제 1 외부 치형부 세트(z1)와 부분적으로 맞물리고 그리고 제 2 출력 요소(4)의 제 2 내부 치형부 세트(z4) 내에서 제 2 외부 치형부 세트(z2)와 부분적으로 맞물린다. 제 1 출력 요소(3)는 제 2 출력 요소(4)를 둘러싸고 그리고 체결 플랜지(7)를 구비한다. 편심 차동 기어박스를 이용하는 롤링-방지 바아의 부분적인 길이방향 섹션이 도 3에 도시되어 있다. 제 1 출력 요소(3)가 하우징의 방식으로 구성되고 그리고 입력 드라이브 모터(6) 및 전체 기어박스를 둘러싸며 그리고 제 1의 롤링-방지 바아 부재(8.1)에 연결된다. 제 2 출력 요소(4)는 부싱(B)에 연결되고, 상기 부싱은 다시 제 2 롤링-방지 바아 부재(8.2)에 견고하게 연결된다. 입력 드라이브 모터(6)가 하우징(출력 요소(3)) 내에 견고하게 장착된다.

제 1 및 제 2 출력 요소(3, 4) 사이의 상대적인 회전시에, 연결된 롤링-방지 바아 부재(8.1, 8.2)의 단부들이 서로 상대적으로 회전된다.

도 4는 편심 차동 기어박스를 통한 부분적인 길이방향 단면을 도시한 도면으로서, 볼 바아 형태의 제 1 커플링 요소(10.1) 및 볼 로드 형태의 제 2 커플링 요소(10.2)를 이용하는 축방향을 따라 변위가 가능한 성분(9)을 도시하고 있으며, 상기 제 1 커플링 요소는 제 1 (외부) 구형 링(3.1)을 가지는 제 1 출력 요소(3) 상에 제 1 단부들이 위치하는 관절 방식으로 장착되고 상기 제 2 커플링 요소는 제 2 (내부) 구형 링(4.1)을 가지는 제 2 출력 요소(4) 상에 제 2 단부들이 위치하는 관절 방식으로 장착된다. 커플링 요소(10.1) 및 커플링 요소(10.2)가 길이방향 축선(A2)과 관련하여 반대되는 경사도를 가진다. 제 1 및 제 2 출력 요소(3, 4) 내에는 편심 기어(1)가 위치되고, 그러한 편심 기어는 입력 드라이브 모터(6)에 의해서 편심 샤프트(2)에 의해서 구동된다. 편심 기어(1)의 제 1 외부 치형부 세트(z1)가 제 1 출력 요소(3)의 제 1 내부 치형부 세트(z3)와 맞물리고, 그리고 편심 기어(1)의 제 2 외부 치형부 세트(z2)가 제 2 출력 요소(4)의 제 2 내부 치형부 세트(z4)와 맞물린다. 치형부 세트 페어링(z1/z3 및 z2/z4)이 축방향으로 서로의 앞뒤로 정렬되며, 이때 페어링(z1/z3)은 페어링(z2/z4) 보다 더 큰 피치 직경을 가진다. 제 1 출력 요소(3)가 제 2 출력 요소(4)를 둘러싸며, 그에 따라 성분(9)을 향하는 방향을 따른 출력 요소들의 단부 측부들이 길이방향 축선(A2)을 가로지르는 하나의 평면내에 대략적으로 정렬되고 그에 따라 그에 부착된 볼 베어링 단부들(커플링 요소(10.1 및 10.2)이 또한 하나의 평면 내에 놓인다. 커플링 요소(10.1 및 10.2)의 다른 단부들은 성분(9) 상에서 볼을 이용하여 피봇식으로 장착된다.

출력 요소(3, 4)의 상대적인 회전 중에, 커플링 요소(10.1, 10.2)의 각도 위치들이 변화되며 그에 따라 성분(9)이 비-트위스트식으로(non-twistably) 그리고 축방향으로 이동가능하게 장착된다면 그 성분이 축방향 운동을 실행하게 된다.

2개의 출력 요소(3, 4) 사이의 회전 각도는 볼 바아의 운동 자유도에 의해서 결정된다. 2개의 출력 요소(3, 4)의 서로에 대한 상대적인 전진 및 후진 회전에 의해서, 성분(9)은 축방향 운동을 실시한다. 성분(9)은, 예를 들어, 차량 스프링의 스프링 장착을 조정하기 위한 압력 요소일 수 있다.

도 5는 평면도이고 그리고 도 6은 입력 드라이브로서 순회 롤러를 구비하는 편심 차동 기어박스의 도 5의 단면(A-A)을 도시한다. 편심 기어(1)가 중공형 기어로서 구성된다. 편심 기어(1)의 내부 직경을 따라서 롤링하는 순환 롤러(16)를 포함하는 입력 드라이브 요소(15)가 상기 편심 기어 내에 결합된다. 이러한 경우에, 순환 롤러(16)는 볼 베어링(17)의 외측 링이다.

입력 드라이브 요소(15)의 길이방향 축선이 제 1 출력 요소(3) 및 제 2 출력 요소(4)의 제 2 길이방향 축선(A2)과 정렬된다. 편심 기어(1)의 제 1 길이방향 축선(A1)이 그에 편심적으로 정렬된다.

입력 드라이브 요소(15)의 회전시에, 편심 기어(1)는 회전 운동을 실시하고, 그에 따라 제 1 길이방향 축선(A1)이 제 2 길이방향 축선(A2)을 중심으로 회전하며, 따라서 상기 편심 기어(1)가 제 1 출력 요소의 제 1 내부 치형부 세트(z3) 내에서 제 1 외부 치형부 세트(z1)와 그리고 제 2 출력 요소의 제 2 내부 치형부 세트(z4) 내에서 제 2 출력 치형부 세트(z2)와 부분적으로 맞물린다.

1; 편심 기어
2; 편심 샤프트
3; 제 1 출력 요소
3.1 제 1 구형 링
4; 제 2 출력 요소
4.1; 제 2 구형 링
5; 액슬
6; 입력 드라이브 모터
7; 체결 플랜지
8.1; 제 1 롤링-방지 바아 요소
8.2; 제 2 롤링-방지 바아 요소
9; 성분
10.1; 제 1 커플링 요소
10.2; 제 2 커플링 요소
15; 입력 드라이브 요소
16; 순환 롤러
17; 볼 베어링
A1; 제 1 길이방향 축선
A2; 제 2 길이방향 축선
a; 제 1 및 제 2 길이방향 축선(A1, A2) 사이의 오프셋
B; 부싱
L1; 제 1 베어링
L2; 제 2 베어링
z1; 제 1 외부 치형부 세트
z2; 제 2 외부 치형부 세트
z3; 제 1 내부 치형부 세트
z4; 제 2 내부 치형부 세트

Claims

서로에 대해서 상대적으로 회전될 수 있는 2개의 출력 요소(3, 4)를 구비하는 편심 차동 기어박스로서:
- 편심 기어(1)가 입력 드라이브 요소에 의해서 구동될 수 있고 그리고 편심 기어의 제 1 길이방향 축선(A1)을 따라 서로 앞뒤로 정렬된 2개의 외부 치형부 세트(z1, z2)를 포함하는 중공형 기어로서 구성되고, 상기 외부 치형부 세트들이 서로 상이한 피치 직경을 가지며;
- 제 1 외부 치형부 세트(z1)에 상응하는 제 1 내부 치형부 세트(z3)를 구비하는 제 1 중공형 기어 형태의 제 1 출력 요소(3)가 편심 기어(1)의 제 1 외부 치형부 세트(z1)와 연관되고,
- 제 2 외부 치형부 세트(z2)에 상응하는 제 2 내부 치형부 세트(z4)를 구비하는 제 2 중공형 기어 형태의 제 2 출력 요소(4)가 편심 기어(1)의 제 2 외부 치형부 세트(z2)와 연관되고,
- 제 1 및 제 2 출력 요소(3, 4)는 출력 측부 상에서 입력 드라이브 요소에 대향하여 정렬되고 그리고 공통의 제 2 길이방향 축선(A2) 상에 회전가능하게 장착되고 상기 제 2 길이방향 축선은 편심 기어(1)의 제 1 길이방향 축선(A1)에 대해서 편심적으로 정렬되며,
- 입력 드라이브 요소에 의해서 구동되는 편심 기어(1)가 출력 요소(3, 4)의 내부 치형부 세트(z3, z4) 내에서 외부 치형부 세트(z1, z2)와 부분적으로 맞물리고, 그에 따라
- 편심 기어(1)의 회전시에, 제 1 출력 요소(3) 및 제 2 출력 요소(4)가 입력 드라이브 요소에 대해서 그리고 서로에 대해서 상대적인 회전 운동을 실시하고,
- 상기 출력 요소(3, 4)의 회전 속도는 인가되는 토크에 의존하는
편심 차동 기어박스.
제 1 항에 있어서,
상기 편심 샤프트(2)가 편심 기어(1)의 내부 직경 내에 결합되는
편심 차동 기어박스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
순환 롤러(16)가 편심 기어(1)의 내부 직경 상에 부분적으로 놓이고, 상기 순환 롤러는 회전 입력 드라이브 요소에 체결되고 그리고 편심 기어(1)의 내부 직경 상에서 롤링하는
편심 차동 기어박스.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 출력 요소(3)가 제 1 롤링-방지 바아 부재(8.1)와 능동 결합하고 그리고 제 2 출력 요소(4)가 차량의 롤링-방지 바아의 제 2 롤링-방지 바아 부재(8.2)와 능동 결합하는
편심 차동 기어박스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 출력 요소(3)가 롤링-방지 바아의 하우징에 연결되고 또는 롤링-방지 바아의 하우징을 형성하고, 상기 제 1 롤링-방지 바아 부재(8.1)가 상기 하우징에 견고하게 커플링되고 그리고 상기 제 2 롤링-방지 바아 부재(8.2)의 하우징-측 단부가 제 2 출력 요소(4)에 연결되는
편심 차동 기어박스.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
관절 방식으로 장착되는 제 1 커플링 요소(10.1)가 제 1 출력 요소(3)와 능동 결합하고 그리고 관절 방식으로 장착된 제 2 커플링 요소(10.2)가 제 2 출력 요소(4)와 능동 결합하며, 상기 제 1 및 제 2 커플링 요소(10.1, 10.2)가 서로 반대되는 경사 각도를 가지고 그리고 상기 커플링 요소들의 다른 단부들에서 성분(9)에 관절 방식으로 체결되며, 그에 따라 제 1 및 제 2 출력 요소(3, 4)의 서로 상대적인 회전 운동에 의해서, 제 1 및 제 2 커플링 요소(10.1, 10.2)의 각도 위치들이 변화되고 그에 따라 성분(9)이 출력 요소(3, 4)의 제 2 길이방향 축선(A2)을 따라서 행정 운동을 실시하게 되는
편심 차동 기어박스.
제 6 항에 있어서,
상기 커플링 요소(10.1, 10.2)가 볼 바아의 형태로 구성되는
편심 차동 기어박스.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
제 1 출력 요소(3)의 제 1 단부 측에서, 제 1 커플링 요소(10.1)를 위한 제 1 장착부를 구비한 제 1 베어링 요소가 제공되고 그리고, 제 2 출력 요소(4)의 제 1 단부 측에서, 제 2 커플링 요소(10.2)를 위한 제 2 장착부를 구비하는 제 2 베어링 요소가 제공되거나 구성되는
편심 차동 기어박스.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 장착부가 제 2 길이방향 축선(A2)을 가로지르는 공통 평면에 제공되는
편심 차동 기어박스.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 장착부가 보다 큰 제 1 피치 원 상에 정렬되고 그리고 제 2 장착부가 보다 작은 제 2 피차 원 상에 정렬되는
편심 차동 기어박스.
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 커플링 요소(10.1, 10.2)가 공통 피치 원 상에서 또는 서로 다른 피치 원들 상에서 성분(9)에 장착되는
편심 차동 기어박스.
제 11 항에 있어서,
제 1 커플링 요소(10.1)가 제 3 피치 원 상에서 성분(9)에 정렬되고 그리고 제 2 커플링 요소(10.2)가 제 4 피치 원 상에서 성분(9)에 정렬되며, 상기 제 3 피치 원이 제 4 피치 원 보다 큰
편심 차동 기어박스.
제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성분(9)이 스프링의 장착부이거나 스프링 장착부에 작용하고, 그에 따라 스프링 장착부가 스프링의 길이방향 축선을 따라서 변위될 수 있는
편심 차동 기어박스.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
입력 드라이브(6)가 제 1 출력 요소(3)의 또는 제 2 출력 요소(4)의 측부 상에 정렬되는
편심 차동 기어박스.