JP2000505871A - ベルト駆動差動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 出力シャフト（１２）と、出力シャフト（１２）と同軸のキャリア軸のまわりでキャリアと共に円形経路を周回するためにキャリア（１４）に回転自在に取付けられた２つの遊星スプロケット（１６、１８）と、出力シャフト（１２）に取付けられた第１出力スプロケット（６０）と、出力シャフト（１２）と同軸の第２出力スプロケット（６２）と、スプロケットを連結している歯付き動力伝達ベルト（２４）とを備えたベルト駆動差動装置。

Description

【発明の詳細な説明】 ベルト駆動差動装置 発明の背景 本発明は遊星歯車変速装置と構成部品とに関し、詳細には、本発明は遊星歯車 が可撓性ベルトと係合するベルト駆動作動装置に関する。 ベルト駆動差動装置においては、プーリの形の遊星歯車がキャリアに回転自在 に取付けられ、キャリア軸のまわりの円形経路を周回させられる。キャリア軸と 実質的に同軸配置された出力プーリが動力をシャフト系に伝える。 ベルト駆動差動装置においては、２つ以上の遊星プーリがキャリアに回転自在 に取付けられ、キャリア軸のまわりの円形経路を周回させられる。２つの出力プ ーリはキャリア軸と同軸配置され、周回経路の中で曲げられたベルトがまわりに 張られ、異なる平面に位置する遊星プーリと出力プーリとに係合する。多平面プ ーリを備えたかかる駆動装置は一般にミュール掛け駆動装置として公知である。 Meihakのアメリカ特許第３，５４３，６０８号に開示されたベルト駆動差動装 置においては、同軸遊星Ｖプーリが、キャリア軸と同軸の別々のシャフトの端と その近くとにそれぞれ固定されたＶベルトプーリと出力プーリと組合わされて使 用されている。この２つのシャフトの端は一般にキャリアにジャーナリングされ ており、一般にジャーナリングされているシャフト端と固定出力Ｖプーリとの軸 方向分離を防止するために、スラスト能力との追加的ジャーナリングが必要であ る。ねじ部品による「ベルト巻取り」を行い、ベルト張力を調節し、ベルトの摩 耗を補償するために、遊星Ｖプーリの位置を定期的に調節する必要がある。要す るに、Ｖベルト駆動装置は動力能力が限られており、Ｖベルトのすべり量を最小 限に抑えるためのベルト駆動装置長さの変更という効果を有する間欠的なベルト 巻取り調節を必要とし、さらには、２つの出力プーリのそれぞれに固定された２ つのシャフトが必要である。 Parkerのアメリカ特許第３，５４３，６０８号に開示されたベルト駆動差動装 置においては、非同軸円錐台形遊星プーリと円筒形プーリとの両方が、キャリア 軸と同軸で、中央又は第３同軸シャフトの上方にジャーナリングされた別々の管 状歯車シャフトの端の近くにそれぞれ固定された歯付き同期ベルトと出力スプロ ケットと組合わされて使用されている。この２つの管状シャフトは、管状シャフ ト端と固定出力スプロケットとの軸方向分離を防止するために、スラスト能力と の追加的ジャーナリングが必要である。ベルトを引張ることによりベルトが出力 スプロケットに引っかかるのを防止するために、遊星円錐台形プーリと円筒形プ ーリとの位置はベルト駆動装置長さの調節のためのベルト巻取り調節を必要とす る。ベルトの案内を助け、ベルトの引っかかりを防止するために、ベルトと対向 遊星プーリとに並置された２組目の円錐台形案内プーリも必要である。要するに 、同期ベルト駆動装置は、出力スプロケットへのベルトの引っかかりを最小限に 抑えるためにベルト駆動装置長さの調節を必要とする。ベルトの引っかかりの原 因となる可能性のあるベルトの動きを防止するために、円錐台形ローラが必要と される。さらには、管状歯車シャフトのそれぞれと中央シャフトとに固定された ３つのシャフトが必要である。 前記のベルト駆動装置にはいくつかの大きな問題がある。１つの大きな問題は 、ベルト駆動装置長さが固定又は一定ではないことである。ベルトを巻取り、Ｖ ベルトのすべり又は同期ベルトの引っかかりが防止されるベルト駆動装置長さを 確保するために、又はその長さへの変更を行うために、遊星プーリの位置を再調 節しなければならない。 従来の技術のベルト駆動差動装置のもう１つの問題は、複数の出力シャフトの 使用に関するものである。出力シャフト又はスプロケットはそれぞれが別々のシ ャフトに連結されている。ベルト駆動装置長さに影響を与えない位置に出力スプ ロケットとプーリとを保つために、スラスト能力との特別なジャーナリングが必 要である。第３又は中央シャフトの使用により、ジャーナリングされた管状シャ フトの潤滑とフレッチング腐食の問題も生じてくる。 Psrkerの’５７２号ベルト駆動差動装置に固有の問題は、ベルト駆動装置長さ を調節し、周囲で曲げが強制される湾曲表面を形成するために、ベルト歯の先端 と係合するアイドラとして遊星歯車を使用していることである。プーリはベルト 歯の先端を圧迫し、ベルト引張部分（すなわち、コード）をベルト歯の間の領域 において非常に小さな曲げ半径で曲げ、これが、ベルトの寿命に有害なベルトの 引張部分の折曲がりを引き起こすことになる。プーリの半径が小さければ小さい ほど、ベルトの寿命は短くなる。円錐台形プーリの使用がコード引張部分にとっ て特に有害であるのは、ベルトが円錐台形プーリを圧迫するので、ベルトがその 幅全体において様々な半径で曲がらざるを得ないからである。 ベルトは引張部分が曲がるので、ベルト駆動装置長さはベルトの引張部分長さ と関連している。その結果として、ベルト歯の先端を圧迫する小半径の遊星プー リでは、同期ベルトの曲がりとそのベルト駆動装置長さとを精密に制御すること はできない。 発明の概要 本発明によれば、少なくとも２つの駆動輪が異なる回転速度で動くことが望ま しい又は必要な、ゴルフカート、小型トラクタ、芝刈り機のような軽量用途に特 に有用なベルト駆動差動装置が提供される。このベルト駆動差動装置は、少なく とも１つの出力シャフトと、出力シャフトと同軸のキャリア軸のまわりの円形経 路を周回するためにキャリアに回転自在に取付けられた２つの遊星スプロケット と、出力シャフトと同軸の第１及び第２出力スプロケットとを有する。遊星スプ ロケットと出力スプロケットとの配置が、ベルト巻取りのための間欠的調節を必 要としない固定長さを有するミュール掛けプーリ駆動装置を形成する。 好ましい配置においては、第１出力スプロケットは出力シャフトに取付けられ 、第２出力スプロケットは出力シャフトにジャーナリングされている。第１駆動 プーリが出力シャフトに取付けられており、第２出力プーリに取付けられており 、第２出力プーリと共に回転させられる。駆動装置を完成させるために、歯付き ベルトが遊星スプロケットと出力スプロケットとのまわりに張られている。この 配置の効果は、使用されるシャフトが１つだけだということにあり、これはベル ト駆動装置長さを固定するのを助ける効果を有しており、シャフトはミュール掛 けプーリ駆動装置のベルトを見事に整列させるのを助ける。本発明のこれらの効 果やその他の効果は、図面とそれに関する説明を検討することにより明らかにな るであろう。 第１図は、本発明のベルト駆動差動装置の等角図であり、さらにはオプション のベルト駆動装置の一部の概略図も含んでいる。 第２図は、第１図の線２−２についての断面図である。 好ましい実施の形態の説明 第１及び２図によれば、本発明のベルト駆動差動装置は、出力シャフト１２、 キャリア１４と、２つの遊星スプロケット１６、１８と、２つの出力スプロケッ ト２０、２２と、スプロケットのまわりに張られた歯付きベルト２４とを有する 。 ベルトの案内を助けるためにフランジ２６、２８を含むこともできる遊星スプ ロケットは、遊星軸３２を有する少なくとも１つのシャフトが、キャリアに回転 自在に取付けられている。任意ではあるが、しかし好ましくは、遊星スプロケッ ト１６、１８は遊星軸沿いに相互に同軸である。かかる同軸配置により、ベルト はその幅全体が全てのスプロケットに実質的に接している。しかしながら、もし ベルトがその幅全体でスプロケットに実質的に接しているのであれば、遊星スプ ロケットはその軸が相互に角度をなすように配置することもできる。 キャリア１４と出力シャフト１２とは実質的に同じ同心軸３４を有する。キャ リア１４は例えばプラスチックブッシュ３６により出力シャフトにジャーナリン グされている。従って、キャリアはシャフトのまわりを自由に回転し、遊星スプ ロケットをキャリア軸３４のまわりの円形経路で周回させる。 キャリア１４は、例えばねじ部品４０によりキャリアに取付けられた入力スプ ロケット３８のような入力輪により、その軸３４のまわりを回転させられる。入 力スプロケットは例えばプラスチックブッシュ４２により出力シャフトにジャー ナリングされている。従って、キャリアと取付けられた入力スプロケットとは出 力シャフトのまわりで共に自由に回転する。 出力スプロケットが出力シャフトと共に回転するように、出力スプロケットの 一方２０は例えばキー４３により出力シャフト１２に取付けられている。出力ス プロケット２０はキャリアの軸方向を向いた側面４４に並置されている。他方の 又は第２出力スプロケット２２はキャリアの反対側を向いた側面４６に並置され 、例えばプラスチックブッシュ４８により出力シャフト１２にジャーナリングさ れている。従って、出力スプロケット２２は出力シャフト１２のまわりで自由に 回転する。 ピボット軸３２はキャリア軸とは間隔をあけられており、半径方向平面５０に おいてはキャリア軸に対して実質的に垂直である。任意ではあるが、しかし好ま しくは、キャリアは、ベルトが適正に引張られた時にベルトの固定駆動長さを確 立する目的で半径方向平面において遊星軸３２を半径方向に動かすための調節機 構５２を含む。 調節機構５２は、シャフト３０が取付けられた可動往復台５４を含む。この往 復台は、往復台と共にピボット軸を半径方向に内向き又は半径方向に外向きに移 動させるねじ部品５６を回転させることにより調節される。往復台はねじ部品５ ８によりその調節済み位置に固定される。 新しい同期又は歯付きベルトは、ベルトが荷重下で最初に操作された時に生じ る張力減衰を補償するために、予備引張りしておく必要がある。調節機構５２は 、ベルトの引張りと、ベルトの使用寿命全体にわたって追加的調節をほとんど又 は全く必要としない又は要求しない固定ベルト駆動装置長さの確立とを容易にす る。 第１駆動スプロケット６０が出力シャフトに取付けられており、出力シャフト も共に回転する。第２駆動スプロケット６２が例えばプラスチックブッシュ６４ により出力シャフトのジャーナリングされており、例えばねじ部品６６により出 力スプロケット２２の側面に取付けられている。第２駆動スプロケット６２は、 出力スプロケット２２と共に、出力シャフトの上方に配置されたカラー又はワッ シャのようなストップ６８とねじ部品７０のようなフランジ付きストップとの間 を所定の量だけ出力シャフトに沿って軸方向に自由に移動する。移動の自由が荷 重下のベルトとスプロケットとの自動的整列を容易にする。動釣合いを半径方向 オフセット遊星スプロケットに提供し、振動を防止するために、キャリアの質量 を遊星スプロケット１６、１８とは反対の半径方向に増やすこともできる。 使用時には、ベルト駆動差動装置には、入力スプロケットを通じて、動力駆動 ベルト７４と入力スプロケット３８とに係合し、それらのまわりに張られている 同期ベルト７２により動力を供給することができる。駆動スプロケット７４に動 力を供給するためには、電動機又は内燃機関のようなどんな手段（図示せず）を 使用してもよい。キャリア１４は入力スプロケット３８に取付けられ、入力スプ ロケットと同じ回転数で回転する。出力スプロケット２０、２２をキャリアと同 じ回転方向に回転させるために、遊星スプロケット１６、１８はベルト２４を引 張る。もし第１駆動スプロケット６０と第２駆動スプロケット６２との速度要件 に違いがなければ、出力スプロケット２０、２２はキャリアと同じ回転数で回転 する。同期又は歯付き動力伝達ベルト７８により最終駆動スプロケット７６に動 力を伝達するために、第１駆動スプロケット６０を使用することもできる。同様 に、張られた同期ベルト８２により第２最終駆動スプロケット８０に動力を供給 するために、第２駆動スプロケット６２を使用することもできる。 ミュール掛け駆動装置は必要時に作動させされ、第１駆動スプロケットと第２ 駆動スプロケットとを異なる回転速度で操作することを可能にする。説明のため に、入力スプロケット３８が静止状態に保たれ、出力シャフト１２が時計方向に １回転させられるとしよう。出力スプロケット２０は出力シャフトに取付けられ ているので、やはり時計方向に１回転する。出力スプロケット２０は出力シャフ トにジャーナリングされているので、出力スプロケットの回転が歯付きベルト２ ４と他方の出力スプロケット２２とを反対方向に１回転又は反時計方向に循環さ せる。同時に、第２駆動スプロケット６２は、出力スプロケット２２に直接取付 けられているので、反時計方向に１回転する。 実施例として、第１図に示したような他のベルト駆動装置を備えたベルト駆動 差動装置が製造され、運転結果は満足できるものであった。コンフィギュレーシ ョンは以下のとおりであった。 動力駆動スプロケット７４ 歯数２５、ピッチ１４ｍｍ ベルト７２ 歯数１２４、ピッチ１４ｍｍ 入力スプロケット 歯数８０、ピッチ１４ｍｍ 遊星スプロケット１６、１８ 歯数３２、ピッチ５ｍｍ 出力スプロケット２０、２２ 歯数６１、ピッチ５ｍｍ ベルト２４ 歯数１４８、ピッチ５ｍｍ 駆動スプロケット６０、６２ 歯数２５、ピッチ１４ｍｍ ベルト７８、７２ 歯数１４８、ピッチ１４ｍｍ 最終駆動スプロケット７６、８０ 歯数８０、ピッチ１４ｍｍ スプロケットへの動力 ２馬力、０〜４２００ｒｐｍ 上記の詳細な説明は例証の目的で行ったものであり、添付の請求の範囲を画定 することを意図したものではない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．キャリア軸のまわりでキャリアと共に円形経路を周回するためにキャリアに 回転自在に取付けられた少なくとも２つの遊星プーリと、キャリア軸と同軸配 置された少なくとも２つの出力プーリとを備え、出力プーリの少なくとも一方 が同軸出力シャフトに取付けられ、ベルトがプーリのまわりに張られているタ イプのベルト駆動差動装置において、改良点が、 ２つの遊星プーリが、相互に間隔をあけられ、遊星軸がキャリア軸と間隔を 有する歯付き遊星スプロケットであることと、 ２つの出力プーリが歯付き出力スプロケットであり、出力スプロケットと組 み合わされた遊星スプロケットが、固定ベルト駆動装置長さを有するミュール 掛け駆動装置を形成することと、 ベルトが、歯付き遊星スプロケットと歯付き出力スプロケットとに係合する ベルト歯を備えた同期ベルトであり、ベルトがその幅全体にわたってスプロケ ットのそれぞれに実質的に接していることと であることを特徴とするベルト駆動差動装置。 ２．ベルトが少なくとも５ｍｍピッチのベルト歯を有し、出力スプロケットがそ れぞれ少なくとも６１の歯を有し、遊星スプロケットがそれぞれ少なくとも３ ２の歯を有することを特徴とする請求の範囲１に記載のベルト駆動差動装置。 ３．キャリアが、出力シャフトにジャーナリングされた歯付き入力スプロケット の側面に取付けられていることを特徴とする請求の範囲１に記載のベルト駆動 差動装置。 ４．出力スプロケットの一方が出力シャフトに取付けられ、それと共に回転可能 であり、出力スプロケットの一方が出力シャフトにジャーナリングされており 、さらには、出力シャフトに取付けられ、それと共に回転可能な第１駆動スプ ロケットと、出力シャフトにジャーナリングされ、出力シャフトとジャーナリ ングされた出力スプロケットに取付けられ、それと共に回転可能な第２駆動ス プロケットとを含むことを特徴とする請求の範囲１に記載のベルト駆動差動装 置。 ５．出力シャフトにジャーナリングされた出力スプロケットが所定の量だけ出力 シャフト上で自由に軸方向に浮動することを特徴とする請求の範囲４に記載の ベルト駆動差動装置。 ６．遊星スプロケットがジャーナリングされており、遊星軸に関して所定の量だ け自由に軸方向に浮動することを特徴とする請求の範囲５に記載のベルト駆動 差動装置。 ７．キャリアが出力スプロケットの間の出力シャフトにジャーナリングされてい ることを特徴とする請求の範囲５に記載のベルト駆動差動装置。 ８．遊星プーリ軸が同軸であり、キャリア軸に対して実質的に垂直に間隔をあけ られていることを特徴とする請求の範囲１に記載のベルト駆動差動装置。 ９．出力シャフトと、 出力シャフトにジャーナリングされたキャリアと、 キャリアの軸方向を向いた側面に並置された出力シャフトに取付けられた第 １出力スプロケットと、 キャリアの反対の軸方向を向いた側面に並置された出力シャフトに取付けら れた第２出力スプロケットと、 遊星軸と同軸で、キャリアに取付けられた少なくとも１つのシャフトにジャ ーナリングされ、しかも、遊星軸が出力シャフトと間隔をあけられ、出力軸に 対して実質的に垂直であることを特徴とする間隔をあけられた第１及び第２遊 星スプロケットと、 第１及び第２出力スプロケットと第１及び第２遊星スプロケットとのまわり に張られた歯付きベルトと、 出力シャフトに取付けられた第１駆動スプロケットと、 出力シャフトにジャーナリングされ、第２出力スプロケットに取付けられた 第２駆動スプロケットと を含むことを特徴とするベルト駆動差動装置。 10．キャリアが出力シャフトにジャーナリングされた入力スプロケットの側面に 取付けられていることを特徴とする請求の範囲１に記載のベルト駆動差動装置 。 11．キャリアの質量が遊星スプロケットとは反対の半径方向に増やされており、 遊星スプロケットに対する釣合いを形成することを特徴とする請求の範囲１０ に記載のベルト駆動差動装置。