JPS59175650A - 傘歯車型駆動装置 - 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】 この発明は、改良した傘歯車を用いる傘歯車型駆動装置
、特にポケット形傘歯車を用いた駆動装置に関する。

傘歯車型差動装置のような傘歯車型駆動装置は、当業界
では公知である。既知の駆動車軸装置に用いるような傘
歯車型駆動装置の例は、米国特許第３，５０３，２８０
号、同第３，７６２，５０３号等に開示され、この両特
許の開示内容は、この明細書に参考として掲載されてい
る。

噛合っている歯車の歯間から潤滑剤が流出するのを制限
するスリーブ又は板部材を具備し、これによシ制限され
た滑シ効果を提供する歯車を具備しているポケット形歯
車型差動装置は従来から知られ、例えば米国特許第３，
７７９，１０１号に開示されており、その開示内容はこ
の明細書に参考として掲載されている。

通常リブ形状の補強歯を用いる歯車も従来から知られて
おり、例えば米国特許第３，６０５，５１８号、同第３
，８６１，２３１号に開示され、その開示内接はこの明
細書に参考として掲載されている。

従来から傘歯車型駆動装置は広く用いられているが、こ
れらは傘歯車の球形背面と支持ケーシングの適合面とが
、荷重を受けて半径方向外方へ移動しようとする傘歯車
を抑止するためのスラストワッシャ用の支持面となるた
めに、比較的小さい公差を必要とするから、全般的に満
足できるものとは云えなかった。そのうえ傘歯車とスラ
ストワッシャとの境界面は、大きい力と、非ころがり接
触と、接触面に十分な潤滑状態を維持することが困離な
こととの組合せによって生ずると考えられるきりもみ回
転中に摩耗又は焼損を起す傾向がある。

この発明によれば、従来技術の欠点は傘歯車の全球形面
の加工と、支持ハウジングの適合球形面の加工と、スラ
ストワッシャの配設とがいずれも不要な改良された傘歯
車型駆動装置を提供することにより、最小にし、又はこ
れを無くすことができる。上記のことは、常時１つ以上
の傘歯車と噛合する改良されたポケット形傘歯車を提供
することによって達成され、この傘歯車は半径方向外端
に球形凹面のリゾをもち、その球形凹面は、歯車のピッ
チ円錐頂点とほぼ同じ点にその頂点をもっている。従っ
てリブの球形凹面は、球形凹面のみによって半径方向外
向き運動を抑止するように支持される傘歯車の背面の球
形凸面と単にころが９、又はほぼころがり接触をする。

さらにリブは潤滑剤の保持性を改良するためにボケツ）
１形成して、歯車歯の末端が取扱中に欠除又は破断しな
いように保肢する。

従って、この発明の目的は、新規の改良された傘歯車型
駆動装置を提供するにある。

この発明の他の目的は、新規かつ改良されたポケット形
傘歯車を用いた改良された傘歯車型駆動装置を提供する
にある。

この発明の上記及び他の目的ならびに利点は、図面を参
照してのこの発明の詳細な説明にょシ明らかＫなるであ
ろう。

以下の説明文中に説明の便宜上特定の用語が用いられて
いるが、必ずしもそれに限定するものではない。用語「
上方」、「下方」、「右方」。

「左方」は、図面における方向を云う。用語「内方」、
「外方」は、装置及びその部品の幾何学中心に向い、又
はこれから遠ざかる方向をそれぞれ言う。これらの用語
は上記の語とその派生語及び類似語をも含む。

傘歯車型駆動装置は上記の米国特許第 ３．５０３，２８０号、同第３，７６２．．５０３号に
見られるように当業界ではよく知られている。特に駆動
車軸に用いられる従来の傘歯車型駆動装置を参考のため
に第１，２図に示す。

第１，２図に示すものは単一減速駆動車軸の従来の駆動
装置である。駆動装置の構造と作用は、単一減速車軸の
駆動装置に関連して説明されるが、傘歯車型駆動装置は
、多くの機械的歯車駆動装置と同様に多速度駆動車軸、
車軸開動力分配装置に用いられることが理解されるであ
ろう。

第１，２図に示す駆動装置１ｏは、ゼルトなど（図示せ
ず）を用いて車軸ハウジング１４に取付けられた駆動装
置ハウジング１２を具えている。ハウジング１２には、
開口１６が設けられ、この開口内に７ランジ２２によっ
て駆動軸（図示せず）に結合された入力歯車２ｏを回転
可能に支持する軸受１８を受入れる。リング歯車２４は
入力歯車２０と噛合い、かっゼルト２８とナツト３０に
よってカップ形差動機構ケース２６に結合される。

ケース２６は、２つの半部３２．３４をもち、これらの
半部はゼルト３６によって結合される。

右側半部３２（第２図）は軸受３８に回転可能に支持さ
れる。ケース２６は従来技術による傘歯車型差動機構４
４を受入れる室４２をもっている。

差動機構４４は、傘歯車４６．４８をもち、これらは車
軸４７．４９にスプライン結合され、傘歯車５０と噛合
う。傘歯車５０は、スパイダ５４の歯車軸５２に回転可
能に取付けられる。

スーにイダ５４の歯車軸５２の末端は、ケース半部の境
界面５７に設けられた凹部５６内に受入れられ、ス、ｅ
イダ５４は従来よく知られているように、ケースとリン
グ歯車とともに回転する。

スラストワッシャ５８が傘歯車とケースの内側面との間
に設けられる。

凹部５６を囲むケースは、球形のスラストワッシャ６４
をその間に受入れるため、傘歯車のほぼ半径方向外端面
６２と同様に球形凹面６０をもつように加工される。図
示の傘歯車型駆動装置に見られるように、荷重を受けた
状態で傘歯車は、半径方向外方へ動こうとするから、こ
のような傾向を抑止しなければならない。傘歯車５０と
、スラストワッシャ６４と、ケース２６とがすべて一体
となって回転するとき、歯車軸５２のまわシの傘歯車５
００回転は、傘歯車５０と、スラストワッシャ６４と、
ケース２６との間でこすり接触を起す傾向をもっている
。よく知られているようにきりもみ回転中に、スラスト
ワッシャとケースに対する傘歯車の比較的高い回転速度
は、既存の潤滑作用を枯渇させる傾向を生じ、それらの
間の相対的こすり運動のために、スラストワッシャ６４
を焼損させてその交換が必要となる。

この発明による改良された傘歯車型駆動装置を第３〜５
図に示す。第３図において、傘歯車型差動機構１００が
第１．２図に示すものと類似の単一速度駆動車軸差動装
置１０２に組合わされて示され、ここにおいてはｔ’を
同一の構成部品には同一の符号を付す。この発明による
改良された傘歯車型駆動装置は、駆動車軸のような傘歯
車型差動装置用に特に適しているが、この発明による傘
歯車型駆動装置は駆動車軸とともに用いられた傘歯車型
差動装置に限定されることはない。

差動装置１０２は、ゼルト２８とナラ）３０によって差
動機構ケース１０４に取付けられたリング歯車２４と噛
合わされた入力歯車２０を具えている。ケース１０４は
、ｉルト３６で結合された２つの半部１０６，１０８を
もっている。ケース半部１０６，１０８は軸受３８゜４
０によって、それぞれ差動装置内に支持される。ケース
半部１０６，１０８は空胴１１０を形成し、その中に差
動機構１００が受入れられる。

改良されたポケット形第１傘歯車１１２゜１１４は、車
軸（図示せず）にスプライン結合されて改良されたＭ２
傘歯車１１６と噛合う。

第２傘歯車１１６はスパイダ５４の歯車軸５２に回転可
能に取付けられる。歯車軸５２の末端は凹部５６内に受
入れられ、スパイダをケース１０４とリング歯車２４と
ともに回転する。スラストワッシャ５８が第１傘歯車１
１２，１１４とケースとの間に配設される。

第１傘歯車１１４と同一またはほぼ同一のポケット形第
１傘歯車１１２は、第４，５図を参照して詳細を知るこ
とができる。第１傘歯車１１２は歯根部１２０をもち、
かつ第１溝１２２によって互いに離隔された第１歯車歯
１１８をもっている。第１傘歯車１１２の第１歯車歯は
第２傘薗車１１６の第２歯車歯１２４と噛合う。

第２傘歯車１１６の第２歯車歯１２４は、歯根部１２６
をもち、かつ第２溝によって互いに離隔されている。第
１傘歯車１１２は、第１軸線１３０のまわりを回転し、
第２傘歯車１１６は第２軸線１３２のまわりを回転する
。歯車の設計において知られるように、軸線１３０゜１
３２の交点は、歯車のピッチ面１３６，１３８の頂点と
一致し、同時に傘歯車１１２，１１６のピッチ円錐の頂
点を形成する。ピッチ面１３６．１３８はそれぞれ傘歯
車１１２，１１６のピッチ円錐面を形成する。傘歯車設
計上の用語についての詳細は、マグロ−ヒル社発行のＲ
，Ｍ、　Ｐｈｅｌａｎ著％　「Ｆｏｕｎｄｍｅｎｔａｌ
ｓ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌ）ｅｓｉｇｎ　Ｊ第
２版、国会図書館、分類カード第６２−１４２２１の第
３３６〜３４３ページを参照することにより理解される
。

第１傘歯車１１２は、第１歯車歯１１８と第１溝１２２
の外端部１４１に環状の連続リブ１４０をもっている。

環状リブ１４０は、第１歯車歯１１８の高さく即ち歯根
部から頂部ランドまでの距離）に等しいが、又はこれよ
りも大きい高さをもっている。環状リブ１４０はその半
径方向内側面に球形凹面１４２が形成され、この球形凹
面１４２は歯車ピッチ面１３６゜１３８の頂点でもあり
、軸線１３０．１３２の交点でもある点１３４がその中
心となり、半径は１４４となっている。球形凹面１４２
の半径１４４は、また傘歯車１１２，１１６の円錐長で
あることに注目すべきである。氾２傘歯車１１６の歯部
背面１４７における第２歯車歯１２４の半径方向外端面
１４６は、点１３４を中心とする球形凸面をもち、その
半径もほぼ半径１４４に等しい。

従って第２傘歯車１１６は、球形四面１４２によって全
体的にその半径方向外向き運動に抗するように支持され
、この凹面１４２は第２年歯車１１６の第２歯車薗１２
４の背面の球形凸面１４６とのみころがり接触する。従
って第３図から判るように、凹部５６を囲むハウジング
の区域を加工し、また第２傘歯車１１６とケース１０４
との間にスラストワッシャを設ける必要が無くなる。さ
らに第２溝から半径方向内方へ位置する第２傘歯車１１
６の背後の部分は、球形加工を要しない。

図示の構造の第１傘歯車１１２を用いるさらに別の利点
は、差動歯車の噛合い区域において、歯車１１２，１１
６の歯間の溝と組合って潤滑価を環状リブ１４０が形成
する傾向をもっことである。さらに環状リプ１４０は第
１傘歯車１１２の第１歯車歯１１８ｆ：その製造、輸送
、組立中に保護する効果をもっている。

球面１４６，１４２は、ともに同一の頂点１３４を中心
とする半径１１４によって形成され、かつ理論的にころ
がシ接触のみを行うから、きりもみ回転などの間に起る
ような荷酷な状態中に、摩損や焼損を起す傾向を減じま
たは無くすことができることがわかる。第１，２図に示
す従来の傘歯車型駆動装置においては、スラストワッシ
ャ６４は、きりもみ回転状態の場合に、一般に極めて破
壊し易くてその交換を必要とする。

この発明の他の利点は、環状リブ１４０を提供すること
によって、第１傘歯車１１２の第１歯車歯１１８の強度
が米国特許第３，６０５，５．１８号に詳細に述べられ
ているように増大することである。従って第１傘歯車１
１２の第１歯車歯１１８の厚さは、従来の歯車４８の歯
の厚さに比して減ぜられ、第２傘歯車１１６の第２歯車
歯１２４の対応する強度と厚さを軽減でき、従来の傘歯
車４８．５０に比して傘歯車１１２又は１１６の拡大全
必要とせずに、さらに強度の高い傘歯車型駆動装置を生
産できる。

さらに、傘歯車５０又は１１６の背端に球形凸面を形成
することは、傘歯車のサイズと形状から比較的容易な加
工作業によって実施できるが、従来のケース２６の両半
部３４．３２にスパイダ軸の末端を受ける凹部５６を形
成するのに必要な加工を施し、さらに両方の加工球面を
適合させることは、これらの面の適合性に対する要求と
、ケースの一般的な形状の観点から困難かつ複雑である
。このような加工作業は、この発明の装置に対しては不
要である。さらに改良された傘歯車１１２は、リブ１４
０によって囲われるから歯を保護し、従来の歯車設計に
おいて欠損したり他の損傷を受ける歯１１８外端部の歯
先を無くすことができる。

この改良された傘歯車１１２は、鍛造又は放電加工作業
によっても得られる。

従ってこの発明は、駆動車軸に用いられる改良された傘
歯車型駆動装置を提供することが判る。この発明は、上
述の実施例を参照して説明したが、この実施例の種々の
変形及び構成装素の再配置についても、この発明の特許
請求の範囲から逸脱しない範囲において実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の傘歯車型差動装置を用いた駆動車軸の
断面図、第２図は、第１図のものの一部の分解斜視図、
第３図は、この発明の実施例の要部の一部縦断正面図、
第４図は、第３図のものの一部の拡大断面図、第５図は
、第４図の一部の側面図である。 ５２・・・歯車軸　　　　　　５４・・・スノクイダ５
６・・・凹部５８・・・スラストワッシャ１００・・・
傘歯車型差動機構　１０２・・・差動装置１０４・・・
差動機構ケース　１０６　、１０８・・・ケース半部１
１０・・・空胴　　　　　　　１１２，１１４・・・第
１傘歯車１１６・・・第２傘歯車　　　１１８・・・第
１歯車歯１２０・・・歯根部　　　　　１２２・・・第
１溝１２４・・・第２歯車歯　　　１２６・・・歯根部
１３０・・・第１軸線　　　　１３２・・・第２軸線１
３４・・・交点　　　　　　　１３６，１３８・・・ピ
ッチ面１４０・・・環状リブ　　　　１４１・・・外端
部１４２・・・球形凹面　　　　１４４・・・半径１４
６・・・球形凸面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　第１傘歯車及びこれと噛合う第２傘歯車をもち、
   第１傘歯車が第１軸線の１わりに回転可能でかつ大直径
   の外端部と小直径の内端部合宿する第１本体と、第１本
   体に設けられて頂部ランドに延びる歯根部をもつ複数の
   円周方向に間隔を保って放射状に配置された第１歯車歯
   と、第１歯車歯間に形成された第１溝とをもち、第１歯
   車のピッチ面が第１軸線上に頂点をもつ第１２ツチ円錐
   を形成し、第１本体の外端部に隣接する第１歯車歯の外
   端部が、第１傘歯車のピッチ円錐面の長さに等しい距離
   だけ頂点から隔たり、第２傘歯車は第２軸線のまわりに
   回転可能であって、大直径の外端部と小直径の内端部を
   もち、かつ第２軸＆ｌが第１軸線とピッチ円錐の頂点に
   おいて交差するようにガっている第２本体と、第２本体
   に設けられて頂部ランドに延びる歯根部をもつ複数の円
   周方向に間隔を保って放射状に配置された第２歯車歯と
   、第２歯車歯間に形成された第２溝とをもち、第２歯車
   歯が第１歯車歯と噛合い、第２歯車歯のピッチ面が第１
   ピッチ円錐と同一の頂点をもつ第２ピッチ円錐を形成し
   、第２本体の外端部に隣接する第２歯車歯の外端部が、
   第１歯車のピッチ円錐面の長さに等しい距離だけ頂点か
   ら隔たり、第１傘歯車が外端部の周囲に現状リゾをもち
   、このリプが頂点に向かう球形凹面をもち、この球形凹
   面の半径はピッチ円錐面の長さと等しく、さらにこの球
   形凹面が第１歯車歯の歯根部から第１歯車歯のピッチ面
   を越えて延び、第２傘歯車は外端部に球形凸面をもち、
   この球形凸面の半径はピッチ円錐面の長さと等しく、さ
   らにこの球形凸面が第２歯車歯の歯根部に向って半径方
   向内方へ、及び頂部ランドに向って半径方向外方へ第２
   歯車歯のピッチ面から延びていることを％徴とする傘歯
   車型駆動装置。 ２．　第１．第２軸線が直交する特許請求の範囲第１項
   記載の傘歯車型駆動装置。 ３、球形凸面が第２歯車歯の歯根部から頂部ランドに延
   びている特許請求の範囲第１項記載の傘歯車型駆動装置
   。 ４、　第１，２傘歯車がそれぞれ２つずつあって、すべ
   ての第２軸線がすべての糖１軸線と垂直な平面に配置さ
   れ、この両軸線がピッチ円錐の頂点で交差している特許
   請求の範囲第２項記載の傘歯車型駆動装置。 ５、第２傘歯車が、球形凹面と球形凸面との接触だけに
   よって頂点から第２軸線に沿って離間する傾向の軸方向
   運動を抑止される特許請求の範囲第４項記載の傘歯車型
   駆動装置。 ６．２つの第２傘歯車と噛合う２つの独立に回転可能な
   第１傘歯車をもち、第１傘歯車が第１軸線の寸わシに回
   転可能で第２傘歯車と噛合い、第２傘歯車が第１軸線の
   まわりに回転可能で、かつ第１軸線と垂直な平面上に位
   置する２つの第２軸線をもつスパイダに担持され、第１
   傘歯車が第１軸線のまわりに回転可能であって、大直径
   の外端部と小直径の内端部をもつ第１本体と、第１本体
   に設けられて頂部ランドに延びる歯根部をもつ複数の円
   周方向に間隔を保って放射状に配置された第１歯車歯と
   、第１歯車歯間に形成された第１溝とをもち、第１歯車
   歯のピッチ面が第１軸線上に頂点をもつ第１ピッチ円錐
   を形成し、第１本体の外端部に隣接する第１歯車歯の外
   端部が第１傘歯車のピッチ円錐面の長さに等しい距離だ
   け頂点から隔たり、第２傘歯車が第２軸線の壕わシに回
   転可能であって大直径の外端部と小直径の内端部をもち
   、かつ第２軸線がピッチ円錐の頂点において第１軸線と
   交差するようになっている第２本体と、第２本体に設け
   られて頂部ランドに延びる歯根部をもつ複数の円周方向
   に間隔を保って放射状に配置された第２歯車歯と、第２
   歯車歯間に形成された第２溝とをもち、第２歯車歯が第
   １歯車歯と噛合い、第２歯車歯のピッチ面が第１ピッチ
   円錐と同一の頂点をもつ第２ピッチ円錐を形成し、第２
   本体の外端部に隣接する第２歯車歯の外端部が第１傘歯
   車のピッチ円錐面の長さに等しい距離をもって頂点から
   隔たり、第１傘歯車が外端部の周囲に環状リブをもち、
   とのリブが頂点に向う球形凹面をもち、この球形凹面の
   半径はぎツチ円錐面の長さと等しく、さらにこの球形凹
   面が第１歯車歯の歯根部から第１歯車歯のピッチ面を越
   えて延び、第２傘歯車は外端部に球形凸面をもち、この
   球形凸面の半径はピッチ円錐面の長さと等しく、さらに
   との球形凸面が第２歯車歯のピッチ面から歯根部に向っ
   て半径方向内方へ、及び頂部ランドに向って半径方向外
   方に延びていることを特徴とする傘歯車型駆動装置。 ７、　第２傘歯車が球形凹面及び球形凸面の接触だけに
   よって、頂点から第２軸線に沿って離間する傾向の軸方
   向運動を抑止される特許請求の範囲第６項記載の傘歯車
   型駆動装置。 ８、球面の接触がほぼころがり接触である特許請求の範
   囲第７項記載の傘歯車型駆動装置。