JPH04501394A - 均衡自由プラネット駆動機構 - 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】 均衡自由プラネット駆動機構 技術分野 本発明はサンギヤと、２つのリングギヤと、ある力が均衡し通常のプラネットギ ヤ支持ベアリングの使用を回避できるようにサンギヤとリングギヤとを連結する 複数の浮動プラネット要素を含んだプラネタリギヤ駆動機構に関する。

背景技術 １９７０年１１月１７日にＣ，Ｗ、　Ｃｈｉｌｌｓｏｎに対して発行された米国 特許第３，５４０，３１１号は、ヘリコプタ−のロータを駆動するために特に設 計された自由浮動プラネタリトランスミッションを開示している。このトランス ミッション中では、各々のプラネタリ要素にかかる負荷は各プラネタリ要素をそ の半径方向の面から反らせて傾けようとする正味のモーメントが実質上零となる ように軸方向に分散されている。換言すると、プラネタリ要素上の接線方向のギ ヤ力が軸方向面及び半径方向面の両方において釣り合うようにプラネタリトラン スミッションが設計されている。この構造によると、通常のプラネットキャリア 及びプラネット軸受の使用を回避することができ、このため全体重量及び部品の 数を減少することができるので非常にコストを節約することができる。

１９７０年代の初期に、２つのヘリコプタ−用のトランスミッションのプロトタ イプが製造され試験された。引き続いて、駆動についての設計の検討がなされ、 “ベアリングのない自己整列プラネタリギヤ（ＳＡＢＰ）”という題名でり、Ｊ 。

Ｆｏｌｅｎｔａの論文がＮＡＳＡの刊行物２２１０である先進パワートレイン技 術に報告され、１９８３年１月頃に発行された。

さてヘリコプタ−から目を転じると、地面係合車輪の近辺で大きな減速比を提供 するために、大型のオフハイウェイのトラック等の土移動車両の終減速装置にプ ラネタリギヤ機構が採用されていることが古くから知られている。例えば、比較 的高速の減速比が欲しいときには、多くの終減速機構は、各々のプラネタリギヤ セットがプラネットキャリアと、複数のプラネットギヤと、キャリア中でプラネ ットギヤを支持する複数の軸受を具備した直列に接続された２つのプラネタリギ ヤセットを採用している。プラネットキャリア及び複数の軸受を採用すると装置 が複雑になり終減速装置の全体コストが上昇するのみでなく、負荷がかかるとプ ラネットキャリアは歪んで関連した部品に不均衡に負荷がかかり、この不均衡な 負荷及び高速での高い心力のためにプラネット軸受が破損する。

よって、米国特許第３．５４０，３１１号に教示されているヘリコプタ−のパワ ートランスミッションの原理を車両の終減速装置に適用することが望ましい。ヘ リコプタ−のパワートランスミッションの環境においては、一度ヘリコプターが 上昇速度に達したなら速度及びトルク範囲は比較的一定である。他方、地面係合 車輪が非常に高トルクレベルのエンスト寸前の速度から実質上トルクレベルの減 少した６４ｋｍ／ｈ以上の比較的高速まで変化−・するので、車両の終減速装置 には実質上非常に異なった操作条件が含まれている。例えば、従来のヘリコプタ −のトランスミッションには殆どトルクがないか又はギヤの負荷がない高速走行 のための機構が備えられていない。ギヤの歯の幾何学的配列及び心力が収容され るように浮動プラネット要素の重心の位置を選択することにより、そのような機 構を提供することが本発明の一つの目的である。この構造によると、通常のプラ ネットキャリア及びプラネットギヤの軸受を除去することができ、車両の終減速 装置の全重量及び全部品数を非常に減少することができる。望ましい駆動機構は 通常の内側端部上の支持部材と外側端部上の車輪カバーとの間の軸方向に収容さ れるとともに、半径方向には標準的な車輪部品が保持されるように通常車輪の内 径内に収容されるべく十分コンパクトでなければならない。

米国特許ｉ３，５４０．３１１号のプラネタリトランスミッションは、プラネッ ト要素がその上若しくは内部で自由回転するとともにプラネット要素上の歯分離 力及び心力に対する反応を提供する複数の円筒状支持リングを利用している。こ のような回転リングは、車輪内の終減速装置に利用されたときには、浮動プラネ ット要素の互いに噛み合うギヤの歯の力が作用する半径方向力を有効的に均衡さ せると同時に、多くの部品の組立て及び分解を容易にするように、構成され配置 されていなければならない。さらに、プラネット要素のギヤの歯の構造、その上 に作用する心力を最もよく均衡させるためのプラネット要素中の重量配分、プラ ネット要素の軸方向運動を制限する最も良い方法及び／又はプラネット要素上の 軸方向スラスト力の吸収もまた考広に入れなければならない。

本発明は上述した問題の一つ或いはそれ以上を克服することを目的とする。

発　明　の　開　示 本発明の一つの側面においては、釣り合った自由プラネット駆動機構は、中空支 持アセンブリと、中心軸線に沿って支持アセンブリ上に回転可能に取り付けられ た地面係合車輪と、車輪に連結された出力リングギヤと、入力サンギヤと、その 各々がサンギヤに噛合する軸方向外側ギヤを含んだ複数の浮動プラネット要素と 、反応リングギヤと噛合する軸方向内側ギヤと、出力リングギヤと噛合する軸方 向中間ギヤとを含んでおり、さらにプラネット要素の半径方向内側への動きを制 限するために中心軸線に沿って実質上同心上に配置されている回転リングギヤを 含んでいる。

本発明の他の側面においては、釣り合った自由プラネット駆動機構は、中空支持 アセンブリと、支持アセンブリに連結された反応リングギヤと、支持アセンブリ 上に回転可能に取り付けられた出力リングギヤと、入力サンギヤと、その各々に 第１、第２及び第３プラネツトギヤが取り付けられたプラネットシャフトを有す る複数の浮動プラネット要素とを含んでいる。第１プラネツトギヤは複数の第１ ピッチ中間点でサンギヤに噛合し、第２プラネツトギヤは複数の第２ピッチ中間 点で出力リングギヤに鳴合し、第３プラネツトギヤは複数の第３ピッチ中間点で 反応リングギヤに噛合する。望ましくは、プラネットギヤは力の均衡目的のため に各々の浮動プラネット要素の第１、第２及び第３ピッチ中間点が直線上に配置 されるように構成されるとともに配置され、駆動機構は浮動プラネット要素の半 径方向内側への動きを制限する回転リング手段と、プラネット要素を出力リング ギヤに対して所定の軸方向位置に維持するための位置付手段とを含んでいる。

本発明のさらに他の側面においては、反応リングギヤが連結された中空支持アセ ンブリと、支持アセンブリ上に回転可能に取り付けられ出力リングギヤが連結さ れた地面係合車輪と、入力サンギヤと、その各々が入力サンギヤに噛合する外側 プラネットギヤを有する複数の浮動プラネット要素と、反応リングギヤに噛合す る入力プラネットギヤと、出力リングギヤに噛合する中間プラネットギヤとを含 んだ、釣り合った自由プラネット駆動機構を具備した自動車が提供される。望ま しくは、外側回転リングが外側プラネットギヤ近辺のプラネット要素の半径方向 内側への動きを制限し、内側回転リングが内側プラネットギヤ近辺のプラネット 要素の半径方向内側への動きを制限し、位置付手段がプラネット要素を外側及び 内側プラネットギヤの間に係合し、プラネット要素を車輪に対して所定の軸方向 位置に保持する。

より詳細には、本発明の釣り合った自由プラネット駆動機構は、約１０：１の比 較的大きな減速比を提供し、浮動プラネット要素を出力リングギヤに対して望ま しい軸方向位置に保持する位置付手段、高速及び軽負荷操作状態において垂直力 を最小にするために比較的高い作動圧力角のギヤの幾何学的形状を使用すること 、浮動プラネット要素の重心を出力リングギヤと中間プラネットギヤとの噛み合 い範囲内に位置付けする手段、及び車輪カバーを組立て備品として利用して浮動 プラネット要素を出力リングギヤ内に組付ける有効な方法を提供することを特徴 とする。

本発明の他の目的及び利益は添付図面及び以下の説明を参照することにより容易 に明らかとなる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明により構成された釣り合った自由プラネット駆動機構の中心軸線 に沿って断面した概略的断面図であり、車輪及び車輪に関連した中空支持アセン ブリの一部分が示されている。

第２図は本発明の詳細をより良く示すために、第１図に示された外側部分の拡大 概略断面図である。

第３図は第２図の■−■線に沿う概略的横断面図であり、内側、外側及び中間プ ラネットの役付部分がリングギヤと入力サンギヤとの噛合関係をよく示すために 段階的に切欠かれている。

第４図は第１図〜第３図に示された浮動プラネット要素を置換可能な浮動プラネ ット要素の代替実施態様の断面図である。

発明を実施するための最良の態様 第１図を参照すると、均衡自由プラネット駆動機構１０が、例えば大型のオフハ イウェイトラック、車輪付トラクタスクレーパ、車輪付ローダ等の自動車１４の 地面係合車輪１２と共に示されている。中空支持アセンブリ又は車軸ハウジング １６が、その内の一つだけが示されている複数の環状に離間した締結具又はボル ト２０により車輪のフレーム部材１８に取り外し可能に固定されている。一方で は、支持アセンブリは半径方向外側に伸長する内側周辺フランジ２２ど、中間円 筒状外部表面２４と、その外側に設けられた外部スプライン２６とを含んでいる 。そして他方では、車輪１２は支持アセンブリの表面２４上に軸方向に離間して 設けられた内側テーバローラベアリング３０及び外側テーバローラベアリング３ ２上に回転可能に取り付けられているハブ２８を含んでいる。

本実施態様においては、車輪は通常の型の内側及び外側の地面係合リム及びタイ ヤアセンブリ３４及び３６を含んでいるが、本発明の精神を逸脱せずしてハブ上 に取り付けられる従来のリム及びタイヤアセンブリは一つであっても複数であっ てもよいことに注意すべきである。さらに、車輪を通常の方法で減速又は停止さ せるために、一般的に参照符号３８で示された従来のディスク型ブレーキアセン ブリが、回転車輪ハブ２８と固定された支持アセンブリ１６のフランジ２２との 間に作動的に連結されている。そして、概略車輪内に包囲された部屋４４を画成 するために、符号４ｏで示された一つ或いは複数の従来のシールアセンブリが内 側テーパローラベアリング３０のごく内側近傍で水平及び横方向に伸長する中心 軸線４２にそって同心上に配置されている。

第２図を参照すると、車輪１２はさらに、環状アダプタ部材４６と、アダプタ部 材を車輪ハブ２８にねじ止め固定する複数の第１締結具又はボルト４８を含んで いる。半径方向外側に伸長する内側取付フランジ５２を有するカバー５０が複数 の第２！ｉ結具又はボルト５４によりアダプタ部材に取り外し可能に固定されて いる。カバー５０はまた、円筒壁５１と、円筒壁に接続された外側壁５３と、外 側壁に取り外し可能に固定されその目的が後述される丸いアクセスプレート５５ とを含んでいる。外側リム及びタイヤアセンブリ３６は、タイヤリム５８に取り 外し可能に連結された半径方向内側に伸長する取付フランジ５６と、それぞれフ ランジ５６をアダプタ部材４６に連結し、フランジ５６とアダプタ部材４６を一 緒にして車輪ハブ２８に連結する円周方向に離間した複数の第３及び第４８１結 具又はボルト６０及び６２を画成している。

より詳細には、駆動機構１０は支持アセンブリ１６上の外部スプライン２６に噛 合する外部スプライン６６を画成する環状保持プレート６４を含んでいる。保持 プレートを包囲しテーバローラベアリング３０及び３２を通常の方法で適当な軸 方向位置に調整可能に保持するために、環状ロック部材６８が支持アセンブリの 外側端に取り外し可能に固定されている。複数のギヤの歯７０が保持プレート６ ４の外周部上に画成されており、反応リングギヤ７２はギヤの歯７０に噛合する 複数の内部平歯車の歯７４を有している。反応リングギヤは保持プレートに取り 外し可能に固定されギヤの歯７４の内周面上に形成された環状溝２８中に受け入 れられる、複数の半径方向外側に伸長するタブ７６により、軸方向の所定位置に 保持されている。

図示された実施態様においては、アダプタ部材４６は複数の内部平歯車の歯８２ を有する出力リングギヤ８０を画成しているが、特に図示しないがこのようなリ ングギヤはアダプタ部材に取り外し可能に固定された別の部材であっても良い。

スプライン結合９０により、複数の外部平歯車の歯８６を有する入力サンギヤ８ ４が細長い入力車軸シャフト８８に取り外し可能に固定されている。シャフト及 びサンギヤは従来の方法で中心軸線４２回りに制御されながら回転する。

本発明によると、駆動機構１０は、その各々が軸方向外側ギヤ又は外側プラネッ トギヤ９４と、軸方向内側ギヤ又は内側プラネットギヤ９６と、これらの間に位 置する軸方向中間のプラネットギヤ９８とを含んだ複数の浮動プラネット要素９ ２を有している。好ましくは、中間ギヤ９８は管状プラネットシャフト１００の 一体部分として形成されており、複数の中高の平歯車の歯１０２と平歯車の歯と 交差する関係で配置された環状溝１０４とを含んでいる。第２図に見られるよう に、プラネットシャフトは半径方向に薄い断面を有する外側から半径方向に厚い 断面を有する内側にかけてテーバが付けられており、内側端部キャップ１０６が 複数の締結具又はボルト１０８によりシャフトに取り外し可能に固定されている 。この構造は軌道上を旋回するプラネット要素９２の重心１１０を、中間ギヤ９ ８の軸方向中心点を通過する横方向中央平面１１２の近辺の内側方向に位置付け させるように設計されている。整列目的のためにプラネット要素９２を外側リン グギヤ８０に対して所定の軸方向位置に維持するとともに、そこからの比較的小 さなスラスト力を両方向に車輪のハブ２８に伝達する位置付手段１１３が設けら れている。このような位置付手段は外側リングギヤ８０近傍の軸方向に位置して おり、好ましくはその個々が軽量で取扱が容易な複数の正確に形状付けられたリ ングセグメント又は保持部材１１４の形のリングギヤ手段を含んでいる。第２図 にそのうちの２つだけが断面で示されているこれらのリングギヤセグメントは、 複数の締結具又はボルト１１６により出力リングギヤの外側表面上に取り外し可 能に固定されている。リングセグメント１１４は好ましくは硬化され研磨された 鋼物質から形成され、プラネット要素９２の溝１０４中に半径方向内側に伸長し 、スライド損失を最小にするためにギヤの歯１０２のピッチラインにおける溝の 一方の側壁１０５に当接している。リングセグメントはプラネット要素からの軽 い軸方向スラスト力を外側リングギヤに伝達する。第３図にも示されているよう に、中間ギヤ９８の中高の平歯車の歯１０２は出力リングギヤ８０のストレート 平歯車の歯８２に噛合してこれを駆動する。

第２図に示されているように、プラネット要素９２の外側ギヤ９４は好ましくは 別々に機械加工されて、適当な溶接結合１１８によりプラネットシャフト１００ のスムーズな円筒表面１０３に固着される。外側ギヤ９４により画成された複数 のストレートな平歯車の歯１２０は、第３図を参照することにより理解されるよ うにサンギヤ８４のストレートな平歯車の歯８６に噛合する。ギヤの歯１２００ 基底部の直径よりも小さな円筒表面１２３により部分的に画成された、他の環状 溝１２２がギヤの歯１２０に形成されている。

プラネット要素９２の各々は中心軸線１１９を有しており、本発明を遂行するた めに、半径方向内向きの力に抵抗することによりプラネット要素の半径方向内側 の動きを制限し、軸線１１９を駆動機構１０の中心軸線４２に概略平行に維持す る回転リング手段１２１が設けられている。第２図に示されているように、回転 リング手段１２１は軸線４２に沿って概略同心上に配置され、外側ギヤ９４の環 状溝１２２中に着座し、外側ギヤを回転係合するのに適合した外側回転リング１ ２４を含んでいる。

プラネット要素９２の内側ギヤ９６も好ましくは別々に形成され、溶接結合１２ ６によりプラネットシャフト１００のスムーズな円筒表面１２５に固着されてい る。第２図及び第３図を参照することにより理解されるように、内側ギヤは反応 リングギヤ７０のストレートな平歯車の歯７４に噛合する複数の中高の平歯車の 歯１２８を有している。円筒表面１３０は内側ギヤの内側表面近辺の内向きの肩 部１３２で終端するプラネットシャフトの内側端部上に画成されている。耐摩耗 リング１３３が肩部に当接して円筒表面１３０上にしっかりと着座しており、回 転リング手段１２１が軸線４２に沿って概略同心上に配置されるとともに通常円 筒表面に回転係合するように適合している内側回転リング１３４を含んでいる。

端部キャップ１０６上の耐摩耗性フランジ又は肩部１３６はリング１３３と共に 内側回転リングをその間に挟み込むように作用する。

本発明によると、外側噛み合いギヤ８４及び９４のピッチ中間点１３８、中間噛 み合いギヤ８０及び９８のピッチ中間点１４０、及び内側噛み合いギヤ７２及び ９６のピッチ中間点１４２は複数のストレートな力均衡ライン１４４上に配置さ れており、各浮動プラネット要素９２に対して一つの均衡ラインが設けらてれい る。これらの力均衡ラインは理論的円錐表面と中心軸線４２及び浮動プラネット 要素９２の個々の軸線１１９を通過する複数の平面との交点に存在する。

図示されてはいないが、外側及び内側ギヤ９４及び９６を一体的な中間ギヤ９８ に対して正確な回転配置を維持するために、外側及び内側ギヤ９４及び９６を個 々のプラネットシャフト１００の円筒取付表面１０３及び１２５上に案内する一 つ或いは複数の備品が使用される。このようにして、溶接結合１１８及び１２６ がなされる前に、３つのギヤ９４，９６．９８は互いに適当に割り出される。好 ましくは、ギヤ９４及び９６は他の溶接技術に比較して最小の歪みを発生する電 子ビーム溶接法によりシャフトに固着される。しかし、本発明の精神を逸脱せず して、ギヤ９４．９６が静かに圧接されるように取付表面１０３及び１２６は僅 かばかりの円錐状又はテーパ状をしていても良い。

代替実施態様 浮動プラネット要素９２′は第４図の代替実施態様に示されるような構造をして いてもよい。この場合プラネットシャツ）　１００’は、中間ギヤ９８′の一体 的ギヤの歯１０２′と同一ピッチ及び同一歯数を有する外側スプライン歯１４６ 及び内側スプライン歯１４８を有している。“一体的”という用語は、ギヤの歯 １０２′がプラネットシャフト１００′のボデーとワンピース構造であることを 意味する。よってスプライン歯１４６及び１４８はギヤの歯１０２′と同時に切 削することができ、これによりこれら３つのセットの割り出し制度が維持される 。さらに、それと噛合する別々に機械加工された外側ギヤ９４′の軸方向内向き の動きを制限する外側に向いた肩部１５０を提供するために、外側スプライン歯 １４６はその頭が切断され高さが低くなっている。

外側ギヤ９４′の軸方向外側への動きを制限するために、通常の保持リング又は スナップリング１５２がスプライン歯１４６に取り付けられる。

同様にして、その上に取り付けられた別々に機械加工された内側ギヤ９６′の軸 方向外側方向への動きを制限するために、内側スプライン歯１４８も頭が切断さ れて内向きの肩部１５４を提供している。内側ギヤ９６′の軸方向内側方向への 動きを制限するために、硬化された割りスラストリング１５６及び通常の保持リ ング又はスナップリング１５８がスプライン歯１４８に連結されている。

産業上の利用可能性 作用について説明すると、入力シャフト８８は図示されていない従来のトランス ミッション及び差動装置アセンブリを介して、予め設定された最大速度以下の速 度で制御されながら機械的に駆動される。浮動プラネット要素９２を６つ利用す る均衡自由プラネット駆動機構１０の１つの実施態様中に設けられた個々のギヤ の歯数は次の表に示すとおりである。

ギ　ヤ　の　歯　数 ギヤ　８４　（歯　８６）ニア２＝Ｎ１ギヤ　９４　（歯１２０）：５４＝Ｎ２ ギヤ　９８　（歯１０２）：１８＝Ｎ３ギヤ　８０　（歯　８２）：８４＝Ｎ４ ギヤ　９６　（歯１２８）：３０＝Ｎ５ギヤ　７２　（歯　７４）：９６＝Ｎ６ 適切に組立てられるためには、浮動プラネット要素９２は適切なギヤの歯数関係 を有していなければならない。この実施例の場合、６つのプラネット要素があり 、歯数は通常６で割り切れる。５つのプラネット要素の場合には、歯数は例えば ５で割り切れる。同様にしてプラネット要素上のギヤの歯１２０，１０２．１２ ８は互いに割り出された関係に維持される。しかし、共通分母計算の手続きに従 うことにより、プラネット要素の数により割り切れる歯数以外の歯数も可能であ る。

入力車軸シャフト８８上のサンギヤ８４はプラネット要素９２の６つの外側ギヤ ９４を駆動する。

この回転は固定反応リングギヤ７４により抵抗され、噛み合っている内側ギヤ９ ６を公転させる。

よりちいさな接線速度を有するプラネット要素の中間ギヤ９８が出力リングギヤ ８０及びそれに連結されている車輪１２を引っ張る。上述した実施態様において は、１０．８２：１の減速比が提供されるので、もしサンギヤ８４が１２８７ｒ ｐｍで回転駆動されると、車輪は１１９ｒｍｐで回転し概略６４ｋｍ／ｈの車両 速度を提供する。この速度においては、プラネット要素９２は各軸線１１９回り に約８３３ｒｐｍで回転し、中心軸線４２回りを３７８　ｒ　ｐｍで公転する。

ピッチ中間点１３８．１４０及び１４２は、プラネット要素９２が接線方向に力 及びモーメントが均衡するように、円錐関係の直線上に位置する。

内側及び中間ギヤ９６及び９８上の反対の接線方向力により発生されるモーメン トは、プラネットシャフト１００に沿って適切に位置付けされている外側ギヤ９ ４上のサンギヤ８４からの接線方向力と釣り合う。リングギヤ７２及び８０によ りプラネットシャフト１００上に加わる半径方向内側の力は浮動回転リング１２ ４及び１３４と均衡される。プラネット要素９２上の軸方向スラスト負荷はギヤ ８２及び１０２の出力側噛み合い近傍のリングセグメント１１４により受け持た れる。プラネット要素９２のこれらのリングセグメントとの接触点は、好的には その噛み合いの中間ピッチ中間点４００近くに位置しているので、滑り速度は非 常に低くなる。

プラネットギヤ９４．９８及び９６と回転リング１２４及び１３４との相対的軸 方向位置は、負荷がかかり且つ低速のときに両方の回転リングに内向きの半径方 向力がかかるような位置である。

しかし、外側回転リング１２４は選択自由である。

中間ギヤ７４／１２８及び８２／１０２の作動圧力角及びこれらの噛み合い並び に内側回転リング１３４との軸方向位置は、外側回転リング１２４が除去できる ように、外側プラネットギヤ９４における正味の半径方向力が中間ギヤの歯８６ ／１２０の半径方向力と等しいか或いは非常に近くなるように調整可能である。

しかし、組立て時の助けとなり、サンギヤ８４を取り除きたいときに有用であり 、サンギヤと半径方向負荷を分担できるので、この回転リングを設けることが望 ましい。

高速では、遠心力がプラネット要素９２をできるだけ半径方向外側に移動させる 。この遠心力は、ギヤ８０及び９８が非常にきつく噛み合った状態で回転するよ うに、例えば２５°以上望ましくは２５°〜３０°の範囲内の比較的高い作動圧 力角でギヤ８０及び９８が噛み合って回転するように、これらのギヤを設計する ことにより、大分吸収される。ギヤ７２及び９６の噛み合いもこれと同様な高い 作動圧力角関係で設計される。かくして、プラネットギヤ９６及び９８は、許容 できない程高いギヤの垂直負荷を発生することなく高速軽負荷作動時の非常に大 きな心力下において、リングギヤ７２及び８０と非常にきつく噛み合って回転す る。このようなギヤの噛み合いを提供し内部に位置した回転リング１２４及び１ ３４のみを使用することにより、内部及び外部に位置する回転リングを利用した 従来構造に関連するコスト高及び組立て問題を回避できる。

さらに、端部キャップ１０６を含んだプラネット要素９２の重心１１０は横方向 中央平面１１２から僅かばかり外側、望ましくは軸方向にギヤ８０と９８の噛み 合い範囲内に位置している。これにより、高速軽負荷回転状態の間、プラネット 要素９２が半径方向外側に移動してリングギヤ８０及び７２と強く噛み合ったと き、プラネット要素９２の軸線１１９が実質上中心軸線４２に平行のままである ことを保証する。その結果、ギヤの歯７４／１２８及び８２／１０２は１つの歯 に最小負荷がかかる整列した概略全面接触状態となる。

これにより、最小接触応力及び最大腐食寿命が提供される。

駆動機構１０はまた組み立てるのに便利である〇組立ては、リングセグメント１ １４を出力リングギヤ８０及び／又はアダプタ部材４６に締結することにより開 始される。次いで、側壁９３が下側に向くようにアダプタ部材が端部に立ち上が ったカバー５０に固定される。次いで、プラネット要素９２の各々はリングセグ メント１１４から釣り下がるように上方から挿入され、残りのプラネット要素を 挿入するための周辺室を形成するために、互いに回転接触させられる。全てのプ ラネット要素が取り付けられたならば、これらのプラネット要素は回転されて等 間隔に離間した位置となる。

この中心軸線４２から半径方向に離れた周辺支持のために、比較的小さな外側回 転リング１２４を及びもし必要ならばこのとき入力サンギヤ８４を、上方から挿 入するのに十分大きな中心クリアランスが形成される。リングセグメント上での エツジ支持のため及び好ましくは外側ギヤ９４がその半径方向内側部分で外側側 壁５３と当接する点まで半径方向及び軸方向外側に揺動するので、個々のプラネ ット要素が当初曲がって釣り下げられるという点は興味深いことである。これに より、外側回転リング１２４がプラネット要素の環状溝１２２中に容易に挿入さ れる。その後、プラネット要素の上端部が半径方向外側に強制的に移動されて、 比較的大きな内側回転リング１３４が上方から挿入可能となり、プラネット要素 の円筒表面１３０と係合される。次いで、端部キャップ１０６がボルト１０８を 締めつけることによりプラネット要素の内側端部に固定される。端部キャップが 取り付けられると、サブアセンブリは“確定的”となり、どのような状態でもユ ニットとして運搬可能である。このサブアセンブリはその後、内側ギヤ９６が反 応リングギヤ７２と噛み合うように車輪ハブ２８の中心軸線４２に沿って取り付 けられ、次いでアダプタ部材４６がボルト４８によりハブ２８に固定される。

車両１４を牽引するために、小さなアクセスプレート５５を包囲された部屋４４ 内で殆ど油の損失を起こすことなく取り外すことができ、サンギヤ８４が引き続 いて取り外される。もし必要ならば、車軸シャフト８８をこのとき外側に引っ張 ることができる。完全な観察のためには部屋から油を排出する必要があるが、ア クセスプレートの開口を通してギヤの噛み合いを検査することができる。外側回 転リング１２４は省略することができるが、サンギヤ８４が所定位置にないとき にプラネット要素９２の半径方向ロケータとして機能するので外側回転リングを 設けた方が望ましい。

大型のオフハイウェイトラックに使用されている一つの２段階プラネタリギヤセ ットの終減速装置に比較すると、駆動機構１０は概略同様な減速比を提供しなが ら２８％重量が軽くコスト的に１７％経済的である。さらに、終減速装置の部品 点数を３５％削減できる。駆動機構１０は少なくとも８：１〜２０：１の減速比 を提供できるように計画されている。

本発明の他の側面、目的及び利益は、図面、明細書及び添付請求の範囲を研究す ることにより得ることができる。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成３年３月２９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中空支持アセンブリ（１６）と； 中心軸線（４２）に沿って支持アセンブリ（１６）上に回転可能に取り付けられ た地面係合車輪（１２）と；支持アセンブリ（１６）に連結された反応リングギ ヤ（７２）と； 車輪（１２）に連結された出力リングギヤ（８０）と；軸線（４２）に沿って配 置された入力サンギヤ（８４）と； その各々がサンギヤ（８４）と噛合する軸方向外側ギヤ（９４）と、反応リング ギヤ（７２）と噛合する軸方向内側ギヤ（９６）と、出力リングギヤ（８０）と 噛合する軸方向中間ギヤ（９８）を含む複数の浮動プラネット要素（９２）と； 中心軸線上に実質上同心状に配置され、ブラネット要素（９２）の半径方向内側 への動きを制限する回転リング手段（１２１）と； を具備した均衡自由ブラネット駆動機構（１０）。 ２．回転リング手段（１２１）はブラネット要素（９２）の半径方向内側への動 きを阻止する外側回転リング（１２４）を含んでいる請求項１記載の駆動機構（ １０）。 ３．回転リング手段（１２１）はブラネット要素（９２）の半径方向内側への動 きを阻止する内側回転リング（１３４）を含んでいる請求項２記載の駆動機構（ １０）。 ４．回転リング手段（１２１）はブラネット要素（９２）の半径方向内側に位置 する外側回転リング（１２４）と内側回転リング（１３４）を含んでおり、ブラ ネット要素（９２）がこれらに回転係合する請求項１記載の駆動機構（１０）。 ５．外側回転リング（１２４）はブラネット要素（９２）の外側ギヤ（９４）の 軸方向近傍位置に設けられている請求項４記載の駆動機構（１０）。 ６．内側リングギヤ（１３４）はブラネット要素（９２）の内側ギヤの軸方向近 傍位置に設けられている請求項５記載の駆動機構（１０）。 ７．ブラネット要素（９２）を出力リングギヤ（８０）に対して所定の軸方向位 置に維持する位置付手段（１１３）を含んでいる請求項１記載の駆動機構（１０ ）。 ８．各々のブラネット要素（９２）は一対の側線を有する環状溝（１０４）を画 成しており、位置付手段（１１３）は側線（１０５）を中間ギヤ（９８）及び出 力リングギヤ（８０）の噛み合い近辺に接触させ滑り損失を最小にするための、 出力リングギヤ（８０）と共に回転するように連結されたリング手段（１１４） を含んでいる請求項７記載の駆動機構（１０）。 ９．車輪（１２）はハブ（２８）とハブに取り外し可能に固定されたアダプタ部 材（４６）を含んでおり、出力リングギヤ（８０）がアダプタ部材（４６）に連 結されている請求項８記載の駆動機構（１０）。 １０．車輪（１２）はアダプタ部材（４６）に取り外し可能に取り付けられたカ バー（５０）を含んでいる請求項９記載の駆動機構（１０）。 １１．車輪（１２）はハブ（２８）と、リム及びタイヤアセンブリ（３６）と、 ブラネット要素（９２）の半径方向外側でリム及びタイヤアセンブリ（３６）を ハブ（２８）に連結するための手段（４６，４８，５６，６０，６２）を含んで いる請求項１記載の駆動機構（１０）。 １２．車輪（１２）はカバー（５０）と、カバー（５０）から取り外し可能であ りブラネット要素（９２）中からサンギヤ（８４）の取り外しを許可するアクセ スプレート（５５）を含んでいる請求項１１記載の駆動機構（１０）。 １３．車輪（１２）はハブ（２８）と、ハブ（２８）上に取り付けられた内側及 び外側リム及びタイヤアセンブリ（３４，３６）を含んでいる請求項１記載の駆 動機構（１０）。 １４．各々の中間ギヤ（９８）は複数の中間ギヤの歯（１０２）を有しており、 各々のブラネット要素（９２）はその上にかかる求心力を減少させるための中空 シャフト（１００）と、中空シャフト（１００）に取り外し可能に固定され中空 シャフトの重心（１１０）を中間ギヤの歯（１０２）の広さの範囲内に軸方向に 位置付けさせる手段（１０６）を含んでいる請求項１記載の駆動機構（１０）。 １５．各々のブラネット要素（９２）はそれと一体的に形成された軸方向中間ギ ヤ（９８）を画成している概略管状のシャフト（１００）を含んでいる請求項１ 記載の駆動機構（１０）。 １６．各々の管状シャフト（１００′）は中間ギヤ（９８′）と同一ピッチ及び 同一歯数を有する外側及び内側スブライン歯（１４６，１４８）を画成しており 、軸方向外側ギヤ（９４′）は外側スブライン歯（１４６）に開放可能に係合し 、軸方向内側ギヤ（９６′）は内側スブライン歯（１４８）に開放可能に係合し ている請求項１５記載の駆動機構（１０）。 １７．軸方向外側及び軸方向内側ギヤ（９４，９６）は、中間ギヤ（９８）と割 り出し関係で個々に管状シャフト（１００）に固定されている分離された要素で ある請求項１５記載の駆動機構（１０）。 １８．各々の管状シャフト（１００）は軸方向外側及び内側ギヤ（９４，９６） をそれぞれ取り付けるための外側及び内側円筒表面（１０３，１２５）を画成し ており、溶接結合（１１８，１２６）がギヤ（９４，９６）をシャフト（１００ ）に強固に固定するために表面（１０３，１２５）上に設けられている請求項１ ７記載の駆動機構（１０）。 １９．軸方向内側及び中間ギヤ（９６，９８）は中高の歯（１２８，１０２）を 有している請求項１記載の駆動機構。 ２０．外側リングギヤ（８０）及び軸方向中間ギヤ（９８）は約２５°以上の比 較的高い作動圧力角を有する噛み合いギヤ歯（８２，１０２）を有している請求 項１記載の駆動機構（１０）。 ２１．反応リングギヤ（７２）及び軸方向内側ギヤ（９６）は約２５°以上の比 較的高い作動圧力角を有する噛み合いギヤ歯（７４，１２８）を有している請求 項２０記載の駆動機構（１０）。 ２２．各々の浮動ブラネット要素（９２）は、中間ギヤ（９８）及び出力リング ギヤ（８０）の噛み合い範囲内で重心（１１０）を軸方向に調整する手段（１０ ６，１０８）を有している請求項１記載の駆動機構（１０）。 ２３．回転リング手段（１２１）は内側回転リング（１３４）を含んでおり、各 々のブラネット要素（９２）は円筒表面（１３０）を画成しており、ブラネット 要素（９２）は個々に内側回転リング（１３４）を円筒表面（１３０）と回転関 係に軸方向に包含するための手段（１０６，１３３）を含んでいる請求項１記載 の駆動機構（１０）。 ２４．中空支持アセンブリ（１６）と；支持アセンブリ（１６）上に回転可能に 取り付けられた出力リングギヤ（８０）と； 支持アセンブリ（１６）に連結された反応リングギヤ｛７２）と； 入力サンギヤ（８４）と； その各々がブラネットシャフト（１００）と、ブラネットシャフト（１００）と 共に回転されるように連結された第１、第２及び第３ブラネットギヤ（９４，９ ８，９６）を含む複数の浮動ブラネット要素（９２）と；浮動ブラネット要素（ ９２）の半径方向内側への動きを制限する回転リング手段（１２１）と；ブラネ ット要素（９２）を出力リングギヤ（８０）に対して所定の軸方向位置に維持す る位置付手段（１１３）とを具備し； 第１ブラネットギヤ（９４）が複数の第１ピッチ中間点（１３８）でサンギヤ（ ８４）と噛み合い、第２ブラネットギヤ（９８）が複数の第２ピッチ中間点（１ ４０）で出力リングギヤ（８０）と噛み合い、第３ブラネットギヤ（９６）が複 数の第３ピッチ中間点（１４２）で反応リングギヤ（７２）と噛み合い、ブラネ ットギヤ（９４，９８，９６）は力均衡目的のために各々の浮動ブラネット要素 （９２）の第１、第２及び第３ピッチ中間点（１３８，１４０，１４２）が直線 （１４４）上にあるように構成され配置されている均衡自由ブラネット駆動機構 （１０）。 ２５．回転リング手段（１２１）は第１ブラネットギヤ（９４）近傍でブラネッ ト要素（９２）に回転係合する第１回転リング（１２４）と、第３ブラネットギ ヤ（９６）近傍でブラネット要素（９２）に回転係合する第２回転リング（１３ ４）を含んでいる請求項２４記載の駆動機構（１０）。 ２６．車輪（１２）と支持アセンブリ（１６）上で車輪（１２）を回転可能に支 持する軸受手段（３０，３２）を含み、出力リングギヤ（８０）が車輪（１２） を回転駆動するように連結されている請求項２５記載の駆動機構（１０）。 ２７．各々のブラネット要素（９２）が中空シャフト（１００）と、ブラネット 要素（９２）の重心（１１０）を第２ピッチ中間点（１４０）を通過する横中央 平面（１１２）方向に軸方向に調整して位置付けさせる調整手段（１０６）を含 んでいる請求項２５記載の駆動機構（１０）。 ２８．各々の中空シャフト（１００）が第２回転リング（１３４）を係合するよ うに適合している円筒表面（１３０）を画成しており、調整手段（１０６）が第 ２回転リング（１３４）に対して軸方向保持関係で中空シャフト（１００）に取 り外し可能に固定された内側端部キャップ（１０６）を含んでいる請求項２７記 載の駆動機構（１０）。 ２９．位置手段（１１３）が各々のブラネット要素（９２）中に画成された溝（ １０４）と、ブラネット要素（９２）の溝（１０４）とスラスト伝達係合するリ ング手段（１１４）とを含んでおり、リング手段（１１４）は出力リングギヤ（ ８０）に取り外し可能に連結されている請求項２４記載の駆動機構（１０）。 ３０．第２及び第３ブラネットギヤ（９８，９６）はそれぞれ中高の平歯車の歯 （１０２，１２８）を有する請求項２４記載の駆動機構（１０）。 ３１．各々のブラネット要素（９２）が中空シャフト（１００）を有しており、 第１及び第３ブラネットギヤ（９４，９６）が溶接結合（１１８，１２６）によ り中空シャフト（１００）に固着されている請求項２４記載の駆動機構（１０） 。 ３２．出力リングギヤ（８０）及び第２ブラネットギヤ（９８）は２５°〜３０ °の圧力角を有する互いに噛み合うギヤ歯（８２，１０２）を有している請求項 ２４記載の駆動機構（１０）。 ３３．中空支持アセンブリ（１６）と；中心軸線（４２）に沿って支持アセンブ リ（１６）上に回転可能に取り付けられた地面係合車輪（１２）と；支持アセン ブリ｛１６）に連結された反応リングギヤ（７２）と； 車輪（１２）に連結された出力リングギヤ（８０）と；軸線（４２）に沿って配 置された入力サンギヤ（８２）と； その各々がサンギヤ（８４）と噛み合う外側ブラネットギヤ（９４）と、反応リ ングギヤ（７２）と噛み合う内側ブラネットギヤ（９６）と、外側リングギヤ（ ８０）と噛み合う中間ブラネットギヤ（９８）を含む複数の浮動ブラネット要素 （９２）と； 外側ブラネットギヤ（９４）近傍でブラネット要素（９２）の半径方向内側への 動きを制限する外側回転リング（１２４）と； 内側ブラネットギヤ（９６）近傍でブラネット要素（９２）の半径方向内側への 動きを制限する内側回転リング（１３４）と； ブラネット要素（９２）を外側及び内側ブラネットギヤ（９４，９６）の間の軸 方向位置に係合し、ブラネット要素（９２）を車輪（１２）に対して所定の軸方 向位置に維持する位置付手段（１１３）と；を具備した自動車（１４）の均衡自 由ブラネット駆動機構（１０）。 ３４．位置付手段（１１３）は各々の中間ブラネットギヤ（９８）中に画成され た溝（１０４）と、出力リングギヤ（８０）と共に回転するように連結され中間 ギヤ（９８）の溝（１０４）に嵌合するように半径方向内側に伸長する複数の保 持部材（１１４）とを含んでいる請求項３３記載の駆動機構（１０）。