JPS5865349A - 差動歯車減速装置 - 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】 本発明は歯車装置、より詳細にはただ一段で大きな歯車
比を与える歯車装置に関する。

従来、角速度を所望比だけ変える歯車装置の使用は過去
知られている。はとんどの場合、代表的な歯車形状によ
り歯幾何学が決まるが、この歯幾伺学は吠−きな歯車変
速すなわち歯車比のためＫは有利さをもたらさない。こ
のように、例えば６０対ｌの歯車比はほとんどしばしば
、増加した場合に所望比を与えるある中間範囲の複数の
歯車段によって達成された。各歯車段は損失効率と製造
および維持コストとの両者を伴うので、歯車の不必要な
増加は広範囲に及ぶ研究の課題であった。最近、奇数個
の歯にもとすく歯車装置はただ一段で大きな歯車比を与
える一九めに利用されてきた。これら歯車装置の欠点は
、達成しうる比の増分が歯車の歯数に結びつく贅数倍に
よって決まるということである。かくして、前記奇数歯
付歯車装置は、特定の歯車比が歯車段の構成に組み入れ
られる場合には確かに使用可能であるが、異なる歯車比
が望まれる有利な修正にはならない。現在市場の経済性
をなしとげるため、大きな歯車変速を加工に当って必然
的拘束なしに又安価が形で達成しうる技術を見い出す必
要がある。

従って、本発明の目的はピッチ差によって任意所望な歯
車比をもたらすことのできる歯車装置を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、所望の歯車差動を達成するため異
なるピッチで構成された直径の等しくない２つの歯車を
有する歯車減速装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は多種のピッチ選択を好都合に行
うことによって歯車比を達成する歯車減速装置を提供す
ることにある。

簡単に述べると、これらおよび他の目的は、駆動部材間
に選択され九円形ピッチを有し、ラックか、歯に係合す
る被駆動部材を備えた大きな直径の歯車のいずれかと保
合可能な歯車を提供することによって本発明内で達成さ
れる。該ラックまたは歯車の駆動部材と被駆動部材のピ
ッチ差により必要な歯車比が与えられ、この差によって
どんな適切な比も達成される。別の形式では、この歯車
装置の原理は太陽または遊星歯車装置において有利に利
用できる。駆動および被駆動部材は、ローラまたは磁気
的に連結される磁石と係合している歯であってもよい。

ローラと歯の保合によりあるいは永久磁石間に生じる保
磁力により比較的摩擦のない保合が達成され、この保合
によりがなり高い効率が実現し、かつ摩耗が低減される
があるいは全くなくなる。

−以下図面を参照して本発明の実施態様を説明する。第
１図に示すように、本発明の原理が番号１０で示された
ラック−ピニオン組立体によって最もよく図示されてい
る。このラック−ピニオン組立体１０は軸受１２に設け
られたピニオン歯車１１を備えており、この軸受１２は
溝１５内の摺動係合部から直角に延びている軸１３で支
持されている。溝１５は、ラック組立体２ｏに関して平
行な配列をなして位置している横方向に整合したチャン
ネル部１６の内部に形成されている。この＃１１１５に
より、軸１３はこの溝に沿って動くことが可能であるが
、しかし垂直運動は制限されている。ラック組立体は長
手方向に移動可能に設けられている。ラック組立体２０
はその長手方向軸に沿って等分に間隔を置きかつ歯車１
１の周囲と係合するよう配置された複数の直角方向に向
いた支柱２１を備えている。各支柱２１はその外面にロ
ーラ軸受２２または同様な摩擦低減用の外面シールドを
支持しており、この外面シールドの効力によって接触摩
擦のほとんどが緩和される。歯車１１はその周囲に、夫
々歯３２によって分離されている複数の切取り部３１を
備えている。この切敗り部３１は、突起歯３２がローラ
２２間に延びてローラ軸受間の間隙に入り込むようにし
てローラ２２を受けるように形成されている。良好な転
勤接触をさらに確実にするために、歯３２間の各凹部は
一般に１歯を構成しているａつの直線表面を連接する円
弧に形成されている。上記歯３２またはこれら歯間の凹
部すなわち円弧部はピッチ円弧Ｐとして示された所定の
円形ピッチに間隔をへだてている。距離Ｔとして示され
ている支柱２１相互の中心間距離に対するピッチ円弧Ｐ
の寸法は、この装置で達成される歯車比を設定する。

より詳細には、所望歯車比に亘ってピッチ寸法Ｐが中心
間距離Ｔに等しいな・らば、運動の減速は生じないこと
になる。また、軸１３はいかなる運動をもラック組立体
２０に伝達することなしに右または左へ移動する。とこ
ろで、支柱２２相互の■ 中心間距離をＴ＋笛に等しくすれば（ＰがＴに等しいン
、軸１３が右へ７インチ動くと、ラック２０が左へ６７
インチ動くことになり、このようにして１００：／の相
対運動比を与える。逆に、■ 支柱２２の中心間距離をＴ−一にすれば、軸１３の右へ
の運動によりランク２０が右ヘーイ１９藝 ンチ動くこ吉になる。該動きは溝または切取り部３１の
壁に沿うローラ２２のカム作用によって生しる。このよ
うに、ラック組立体２０の前進と溝１５内での軸１３の
前進との差は円形ピッチＰと中心間距離Ｔとの差の逆数
に等しいことになる。

上記原理は第２図および第３図に示された遊星歯車装置
に有利に利用できる。より詳細には、これらの図に示さ
れるように１入力軸５１が一端で、平面形状がほぼ三角
形である被駆動板５２に固着され、この被駆動板５２に
中心部で接合している。

線板５２は各頂点近くに孔５３として示された３個の円
形孔を備えており、各孔５３ｔｉ支柱５４の一端を収容
している。支柱５４の他端は同様に三角形板５６の頂点
近くの複数の他の孔５５に収容されている。板５２およ
び５６は平面形状がほぼ等しく、板５６Ｆｉその中心か
ら外方に延びている中心軸５７を備えている。このよう
に、板５２．５６および支柱５４によって形成された構
造体の一方の働の入力軸５１は組立体を回転中支持し、
各支柱５４は歯車６０を支持する。この歯車６０は第１
図における歯車１１と同様であり、歯によって分離され
た複数の周囲切取り部を備えている。

より詳細１ｃ　Ｆｉ％各歯車６０はその周囲に、隣接す
る歯６２間に形成された複数の円形縁形凹部即ち切取り
部６１を備えている。前述のようにして、一体の組立体
が形成され、歯車６０を軸５１とともに取付けている。

この形式で、歯車６ｏは各支柱のまわりを自由に回転で
き、かくして、第１図における軸１２のまわりの階車１
１の運動と同様になる。上記原理によれば、この遊星歯
車組立体は複数のローラ７５を支持するよう間隔をへだ
でたコ個の円形板７１．７２よりなる歯車構造体内で回
転する。ローラ７５は歯車６０の歯と係合するよう整列
して板７１．７２の周囲に沿って配設されている。この
ようにして、歯車６０の歯間隔とローラ７５の周囲間隔
とのピッチ差を適切に選択することにより、大きな歯車
比を得ることができる。この得られた歯車比は歯数より
むしろピッチ差により決まる。この形式で、板７１．７
２は歯車減速を生じる出力部７６をなす。

これらの原理は第９図および第Ｓ図に示されるような差
動組立体に実施できる。より詳細には、これら図に示さ
れるように、数字１００で示された差動装置はほぼ円筒
状の部分のリングギヤケージ１０２の内部に延びている
入力軸１０１を備えている。リングギヤケージ１０２内
には、軸１ｏ１１が従来の歯車歯で切られかつ複数の遊
星歯車１０４とかみ合っている太陽歯車１０３とスプラ
イン結合されている。遊星歯車１０４は軸１０５に増付
けられており、この軸１０５はコ個の円形端板ｌＯ“６
．１０７よりなる遊星歯車支持体で回転自在に支持され
ている。歯車１０４にスプライン結合された軸１０５の
各々はまた本発明によって形成されたコ個の歯車１０８
．１０９とキー止めあるいはスプライン結合されている
。歯車１０８．１０９は差動ケージ１０２の周壁に近接
して設けられた複数の周囲ローラ１１０と係合する。ま
た、歯車１０８．１０９の各々は周囲ローラ１１０のピ
ッチとは異なるピッチの周囲切取り部１１５を有してい
る。このようにして、差動装置のピッチを上記原理によ
り有利に使用できる。

第９図および第°Ｓ図に示された構造体は第６図におけ
る説明によって択一的に実施できる。わかりやすくする
ために、第り図および第Ｓ図に示され九同−数字を使用
して１．第６図において有利に使用された追加の特徴を
説明する。より詳細には、第６図において、太陽歯車１
０３は円形平面形状の内部ローラケージ１２５と共通に
スプライン結合されており、ローラケージ１２５はその
周囲に複数のローラ１３０を備えている。ローラ３ｏの
配置の半径方向寸法は歯車１０８．１０９と接触する程
度である。また、ロー２１３０の周囲間隔は歯車１０８
．１０９の円形ピッチと等しくなるように選択されるの
で、逆転が起ることになる。

かくして、差動ケージ１０２の回転はこの場合ピッチ、
差と比例する比で軸１０１の回転と反対になる。

前述の実施態様すべてにおいて、円形切取り部およびロ
ーラ表面の比幾何学は高い効率を確実にする単一点接触
を与える。各々の場合、点接触は必要な歯車比を寿え、
かくして従来の歯車列の効果と等しい効率を実現する。

従来の歯車列と違って、これらの効率は高い比を得るの
に通常多数の段とは違って単一の段で実現される。

上記のピッチ差動歯車装置の原理は磁気接手を使用する
ことによって更に効率的になる。より詳細には１第７図
および第８図に示されるように、遊星歯車支持体２０１
はり／グギャ組立体２０３の内部で軸２０２によって回
転駆動される。遊星歯車支持体２０１には、第８図に示
されるように南北に磁化された複数の半径方向双極子２
０６を周囲に延在させた円筒状部として形成された複数
の歯車２０５が軸２０２の中心から等しく半径方向に分
離して回転自在に支持されている。これと同様に、す／
グギャ組立体２０３は内方に向・いた周囲歯車付リング
２１１を備え、その各歯２１２は磁気双極子として磁化
された歯２１２を有する。

す／グ歯車の歯２１２および遊星歯車歯２０６の磁気極
性を反発するよう整列させ、而して、無接触歯車装置が
確実に作られる。この反発により、歯車２０３はピッチ
差に相当する分だけ動かされる。リング歯車の歯２１２
および歯車２０５の周囲の歯の円形ピッチは等しくなく
、前述の差動両車装置を与える。この形で、必要な歯車
比は両車接触を最小にするいくらかの軸吸収を磁気反発
の。

効力によって考慮するような構成において得られる。

この同様な磁気効果は第７図の説明により有利に利用で
きる。この説明においては遊星歯車２０５は周囲に延び
ている磁気双極子を備えるのではなくその周囲に半円形
の磁気挿入体２２６を備えている。リング歯車２１１は
同様に半円形の磁気挿入体２３２を備えており、これら
挿入体２２６．２３２の磁気整列は相互に吸磁するよう
に北−南′としである。磁気挿入体２２６の周囲間隔お
よび挿入体２３２０間隔は差動歯、車装置を得るような
ものである。この実施により、デー！駆動装置または類
似の装置のような精巧な装置を駆動するのに特に実用的
である機械前接触のない所望の特徴を有する効果的な歯
車装置が得られる。

より高いトルクを発生させるために、磁気装置は第７０
図に示されるように利用でき、この場合固定軌道２３３
が設けられている。磁石２２６および２３３の間の間隔
は等しく、磁石２３２の間隔は磁石２２６０間隔とは異
っている。更に他の構成が第１／図および第１ユ図に示
されており、歯車が磁石に代っている以外は第６図と同
様である。なお、同一参照数字が同一部品に付けである
。

前述の実施態様の各々において、歯車の円形ピッチは大
きな歯車比を得るのに使用されている。

確実な接触がなされる場合、半径の等しくない２表面は
ローラの特徴によってさらに改善される点接触を確実に
する。このように、チェーン駆動装置または歯車列にお
いて得られる効率と同じ効率が得られ、普通複数の歯車
を介してのみなしとけられ得る歯車比をたった一段のみ
でなしとけられるという利点が追加される。この接触点
がローラの外周を転勤するので、ローラ装着組立体は対
向拘束力を必要とすることなく切取り部の表面で前進す
ることになる。従って各歯がローラ間の相互隙間に進み
込む時、歯の片側のみが接触を維持することになる。歯
の他方の側または歯間の切取り部はいかなる接触もして
いない。このため、この歯車装置がローラ上を前進する
には、必然的な反対方向の並進運動がローラ組立体に生
じ、所望の歯車装置を達成する。この反対方向の並進運
動は、ローラ構造体が完全に平らであっても生じ、それ
以前は特徴は得られない。磁気連結歯車装置においては
、磁石の反発または吸磁力は駆動力を出しこれにより極
子が整列し噛み合い係合を維持しながら歯車を駆動する
。

以上の説明に対して多くの修正および変更を本発明の精
神から逸脱することなく実行できることは明らかである
。従って、本発明の範囲はここに添付した特許請求の範
囲によってのみ決定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するラック−ビニオン装置
の正面図；第一図は第１図の原理を組み入れている遊星
歯車装置の部分切り取り正面図；第３図は第２図の線３
−３に沿った断面側面図；第４図は歯車と組合せの他の
遊星歯車装置の正面図；第Ｓ図は第４図の線５−５に沿
った断面側面図；第６図は遊星歯車装置のさらに他の実
施例の正面図；第７図は本発明による磁気連結歯車装、
置の正面図：第８図は第７図の構造において有用な磁気
歯装置の詳細図；第９図は磁気的に係合した歯車装置の
更に他の実施例の図；第１Ｏ図は第７図の線１０−１０
に沿った断面図；第１１図は本発明による磁気連結した
遊星歯車装置の正面図；および第１２図は第１／図の線
／２−／２に沿った断面図である。 Ｖ向ノノール内仔に夏更なし） ＦＩＧ　　／ Ｌ２ ２６１− −５ １ｎへ ｂリ−６ Ｆ／に　　？ Ｆ／ＬＩＯ ｍ−〃 ｈσ−１２ 手　続　補　正　書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５７年特許Ｉ＃Ｉ　第１３２９３７号２、発明の名
称　　　　差動歯車減速装置３、補正をする者 事件との関係　　出願人 民　名　　　　レオ　ジー　ニコラゼ ４、代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）周囲に所定間隔てへだたった複数の駆動要素を備
   えた周囲縁を有しかつ駆動要素に作動連結されて回転す
   る歯車状円形部材と、所定の等間隔で配設されかつ上記
   駆動要素に作動連結される複数の被駆動要素を備えた細
   長い係何部材とよりカリ、上記円形部材の回転中被駆動
   要素が上記駆動要素と連続係合する、駆動要素と被駆動
   要素との相対的前進速度を変化させる装置。