(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車伝動部を介して第１の回転軸と第２の回転軸とを連結し、その両回転軸の一方から他方へ回転駆動力が伝達されるようにした動力伝達装置であって、前記第１の回転軸と第２の回転軸が相対的に方向変換可能にして設けられると共に、前記歯車伝動部は太陽歯車と内歯車との間にその両者と噛み合う遊星ピニオンを配して成る一対の相対向する遊星歯車列を有し、それらの遊星歯車列を介して第１の回転軸と第２の回転軸の一方から他方へ回転駆動力を伝達しながら、入力側の回転軸の取付位置を固定した状態で出力側の回転軸がその直交軸回りに３６０度の旋回を許容され、その旋回力が入力側の回転軸に伝わらない構成とされていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
歯車伝動部を介して第１の回転軸と第２の回転軸とを連結し、その両回転軸の一方から他方へ回転駆動力が伝達されるようにした動力伝達装置であって、  前記歯車伝動部には中空軸部をもつ支持部材がその中空軸部を中心として回転自在に接続され、その支持部材により前記第１の回転軸が前記中空軸部の軸線と交差する状態で回転自在に支持されると共に、前記歯車伝動部は、正逆に回転可能な太陽歯車、この太陽歯車と同心の内歯車、この内歯車と前記太陽歯車とに噛み合う遊星ピニオン、及びこの遊星ピニオンを回転可能に支持するピニオンキャリヤで構成される一対の相対向する遊星歯車列を有し、その両遊星歯車列のピニオンキャリヤは相対的に固定され、一方の遊星歯車列はその内歯車が回転固定されると共に同遊星歯車列の太陽歯車が前記支持部材の中空軸部に一体として固定され、他方の遊星歯車列はその内歯車が前記第２の回転軸と連動回転するよう結合されると共に同遊星歯車列の太陽歯車がその回転中心を成す伝動軸に固定され、その伝動軸は前記支持部材の中空軸部を貫通して第１の回転軸と一対の交差軸歯車を介して連動回転可能に結合されて成ることを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車その他の駆動系に用いられる動力伝達装置に係わり、特に動力の伝達方向を適宜変換できるようにした動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、動力伝達装置は、ねじ伝動装置のように回転運動を直進運動に変換するものと、歯車伝動、巻掛け伝動、又は摩擦伝動などのように回転運動する物体間に動力を伝達するものとに大別される。このうち、歯車伝動装置は高トルクの連続的な回転運動を入力軸から出力軸へ正確に伝達することのできる最も代表的な装置であり、その多くは入出力軸の速度変換を行えるようにした変速機として利用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、従来の歯車伝動装置は、入出力軸が回転のみを許容された状態で定位置に保持されるために、それらを連結すべき駆動系の原動軸及び従動軸の位置関係によっては連結を行えないことがある。この場合には、チェーンやベルトといった巻掛け伝動装置を併用するが、その種の伝動系は構造が複雑になるばかりか、動力の伝達ロスも大きくなるという難点がある。
【０００４】
又、歯車伝動装置では、出力軸が所定方向に向けて保持されるために、これに連結される従動軸も回転運動しか行えない。そこで、従動軸の方向変換が必要とされる場合には、これを自在継手を介して伝動系の出力軸と連結することが通例である。例えば、自動車において、車輪を被駆動体とする伝動系では、車輪に接続するドライブシャフトが等速ジョイントを介してアクスルと連なる構成とされる。しかし、その種の自在継手では構造的に軸同士を鈍角状に曲げ得るに過ぎず、動力の伝達方向を大きく変換することはできない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を達成するため、歯車伝動部を介して第１の回転軸と第２の回転軸とを連結し、その両回転軸の一方から他方へ回転駆動力が伝達されるようにした動力伝達装置であって、前記第１の回転軸と第２の回転軸が相対的に方向変換可能にして設けられると共に、前記歯車伝動部は太陽歯車と内歯車との間にその両者と噛み合う遊星ピニオンを配して成る一対の相対向する遊星歯車列を有し、それらの遊星歯車列を介して第１の回転軸と第２の回転軸の一方から他方へ回転駆動力を伝達しながら、入力側の回転軸の取付位置を固定した状態で出力側の回転軸がその直交軸回りに３６０度の旋回を許容され、その旋回力が入力側の回転軸に伝わらない構成とされていることを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、歯車伝動部を介して第１の回転軸と第２の回転軸とを連結し、その両回転軸の一方から他方へ回転駆動力が伝達されるようにした動力伝達装置であって、前記歯車伝動部には中空軸部をもつ支持部材がその中空軸部を中心として回転自在に接続され、その支持部材により前記第１の回転軸が前記中空軸部の軸線と交差する状態で回転自在に支持されると共に、前記歯車伝動部は、正逆に回転可能な太陽歯車、この太陽歯車と同心の内歯車、この内歯車と前記太陽歯車とに噛み合う遊星ピニオン、及びこの遊星ピニオンを回転可能に支持するピニオンキャリヤで構成される一対の相対向する遊星歯車列を有し、その両遊星歯車列のピニオンキャリヤは相対的に固定され、一方の遊星歯車列はその内歯車が回転固定されると共に同遊星歯車列の太陽歯車が前記支持部材の中空軸部に一体として固定され、他方の遊星歯車列はその内歯車が前記第２の回転軸と連動回転するよう結合されると共に同遊星歯車列の太陽歯車がその回転中心を成す伝動軸に固定され、その伝動軸は前記支持部材の中空軸部を貫通して第１の回転軸と一対の交差軸歯車を介して連動回転可能に結合されて成ることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の適用例を図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図１には係る動力伝達装置の原理図を示す。図１において、１は歯車伝動部であり、この歯車伝動部１には二つの回転軸２，３（第１の回転軸及び第２の回転軸）が回転可能にして結合される。４は歯車伝動部に回転可能に接続される支持部材であり、この支持部材４はその回転中心を成す中空軸部４Ａを形成し、その中空軸部４Ａを貫通する伝動軸５の外周部で該伝動軸と相対回転するようにしてある。ここに、一方の回転軸２は支持部材４により中空軸部４Ａの軸線と直交する状態で回転可能に支持されると共に、他方の回転軸３は歯車伝動部１の定位置に回転可能に設けられる。
【０００８】
本例において、歯車伝動部１は上記の伝動軸５と、この伝動軸に沿ってその軸方向に相対向して設けられる一対の遊星歯車列１０，２０とを具備して構成される。このうち、伝動軸５はベベルギヤから成る一対の交差軸歯車（歯車対６Ａ，６Ｂ）を介して一方の回転軸２と直交状態で結合され、その回転軸２と連動回転するようにしてある。
【０００９】
一方、回転軸２側の遊星歯車列１０は、正逆に回転可能な太陽歯車１１、この太陽歯車１１と同心の内歯車１２、この内歯車１２と太陽歯車１１とに噛み合う遊星ピニオン１３、その遊星ピニオン１３を回転（自転）可能に支持するピニオンキャリヤ１４より構成される。このうち、内歯車１２は回転固定され、太陽歯車１１は支持部材の中空軸部４Ａと一体化されて伝動軸５上で該伝動軸と相対回転するようにしてある。
【００１０】
又、他方の遊星歯車列２０も正逆に回転可能な太陽歯車２１、この太陽歯車２１と同心の内歯車２２と、この内歯車２２と太陽歯車２１とに噛み合う遊星ピニオン２３、その遊星ピニオン２３を回転（自転）可能に支持するピニオンキャリヤ２４より構成されるが、同遊星歯車列２０の内歯車２２は歯車７を介して回転軸３と連動回転可能に結合され、太陽歯車２１は伝動軸５の外周部に一体として固定される。
【００１１】
尚、本例において、歯車７は内歯車２２の一端面に形成したフェースギヤ部２２Ａと噛み合った状態で回転軸３の外周部に固定される。又、一対の遊星歯車列１０，２０において、ピニオンキャリヤ１４，２４は遊星ピニオン１３，２３の回転中心を成す支軸１４Ａ，２４Ａを連続する共通軸８とし、その共通軸８を伝動軸５で回転可能に支持される円筒部９に連結して構成される。
【００１２】
そして、以上のような動力伝達装置によれば、図１に示す矢印のように回転軸３を駆動側（入力軸）として回転駆動させると、内歯車２２が太陽歯車２１を中心として回転する。このとき、他方の遊星歯車列１０側で共通軸８をもつピニオンキャリヤ１４がロック（回転固定）されているために、遊星ピニオン２３は公転せずして回転（自転）し、これと外接噛み合いする太陽歯車２１を逆方向へ回転させる。よって、太陽歯車２１が固定される伝動軸５もこれと同方向に回転し、その動力が歯車対６Ａ，６Ｂを介して被駆動側の回転軸２に与えられ、この回転軸２が図示矢印方向に回転する。
【００１３】
一方、支持部材４をその中空軸部４Ａを中心として伝動軸５回りに回転させると、この支持部材４で支持される回転軸２が同軸（伝動軸５）回りに３６０度の範囲で同量だけ旋回し、その方向変換が行われる。又、支持部材４を伝動軸５回りに回転させたとき、その回転中心を成す中空軸部４Ａに固定された太陽歯車１１も同方向に回転をする。ここに、その太陽歯車１１と同属の内歯車１２が回転固定されているために、それら太陽歯車１１と内歯車１２に噛み合う遊星ピニオン１３は太陽歯車１１と逆向きに回転（自転）しながら太陽歯車１１の回りを旋回（公転）し、同軸上に置かれる遊星ピニオン２３も同方向へ旋回する。このとき、内歯車２２が回転されているか非回転状態にあるかに拘わらず、遊星ピニオン２３から内歯車２２への動力伝達は遊星ピニオン２３の回転（自転）によって吸収されるため、内歯車２２から回転軸３には動力が伝達されない。よって、駆動側の回転軸３が停止状態にあるときは勿論、これが回転中のときでも他方の回転軸２を回転させたまま該回転軸２を旋回させてその方向変換を行うことができる。
【００１４】
次に、図２は係る動力伝達装置の具体的な構造形態の一例を示す。図２において、１Ａは歯車伝動部を構成するハウジングであり、このハウジング１Ａは一方の内歯車１２をカバーとして形成される。そして、ハウジング１Ａを形成する内歯車１２の中心には箱型の支持部材４が軸受Ｚ１を介して回転軸２と直交する軸回りに回転自在に接続される。支持部材４は軸受Ｚ２を介して回転軸２を回転自在に支持し、その内部には回転軸２と伝動軸５とに固定した歯車対６Ａ，６Ｂが噛合状態で収容される。又、支持部材４の回転中心を成す中空軸部４Ａには回転軸２と直交する伝動軸５が貫通せしめられ、その両端が軸受Ｚ３，Ｚ４を介して支持部材４とハウジング１Ａとに取り付けられる。
【００１５】
更に、図２において、内歯車１２をハウジング用の固定カバーとした遊星歯車列１０では、同太陽歯車１１が中空軸部４Ａの外周に固定され、この太陽歯車１１と内歯車１２との間に複数の遊星ピニオン１３が設けられる。又、他方の遊星歯車列２０では、その太陽歯車２１が伝動軸５の外周に固定され、これと同心の内歯車２２が軸受Ｚ５を介してハウジング１Ａの内側に回転自在に取り付けられる。上記のように、内歯車２２の一端面には環状のフェースギヤ部２２Ａが形成され、そのフェースギヤ部２２Ａには歯車７が噛み合わされ、歯車７を固定した回転軸３は軸受Ｚ６を介してハウジング１Ａに回転自在に取り付けられる。尚、この遊星歯車列２０も太陽歯車２１と内歯車２２との間に他方と同数の遊星ピニオン２３を備える。
【００１６】
特に、両遊星歯車列のピニオンキャリヤ１４，２４は、それぞれ遊星ピニオン１３，２３の回転中心を成す支軸１４Ａ，２４Ａと、伝動軸５にて回転自在に支持される円筒部１４Ｂ，２４Ｂと、この円筒部１４Ｂ，２４Ｂから放射状に延びるアーム部１４Ｃ，２４Ｃを有し、両者の支軸１４Ａ，２４Ａが互いに連続する共通軸８としてアーム部１４Ｃ，２４Ｃ間に架け渡される構成としてある。よって、それらピニオンキャリヤ１４，２４は、アーム部１４Ｃ，２４Ｃが接続する円筒部１４Ｂ，２４Ｂを中心として伝動軸５回りに回転可能とされるが、それらは共通軸８により相対的に回転固定される。尚、各共通軸８には遊星ピニオン１３，２３の相互間でスペーサ８Ａが設けられる。
【００１７】
ここで、以上のように構成される本願動力伝達装置の好適な使用態様を説明する。図３は自動車の前輪部を示した概略図である。図３において、Ｓは図示せぬプロペラシャフトにデフを介して接続されるドライブシャフトであり、このシャフトＳには本願装置の回転軸３がジョイントＪを介して連結される。一方、偏向性をもつ回転軸２にはタイヤＴを装着するべくそのホイールＷを取り付けるハブＨが固定され、この回転軸２を支持する支持部材４には図示せぬステアリングホイール（ハンドル）の操作によって左右に往復運動をする操舵用のタイロッドＲが接続される。これによれば、エンジンの動力を本願装置を介してホイールＷに出力することができ、しかもハンドル操作により回転軸２を旋回せしめて、その方向を変換することができる。尚、本使用例では回転軸２の旋回量を大きくすると、タイヤＴが回転軸３などに干渉するので、実質的に３６０度の旋回はできないが、前後９０度ずつ程度の旋回は十分可能である。よって、自動車の小回り性能が大幅に向上するのみならず、これを前後両輪に適用すれば自動車の横移動も可能になる。
【００１８】
以上、本発明について説明したが、係る動力伝達装置は自動車用としてドライブシャフトとホイールとの間に介在させることに限らず、様々な設備機械の伝動用として利用することができる。又、上記例では偏向性をもつ回転軸２を被駆動側（出力軸）とし、他方の回転軸３を駆動側（入力軸）として説明したが、これを逆向きに使用することもできる。更に、上記例では伝動軸５と回転軸２をベベルギヤから成る交差軸歯車（歯車対６Ａ，６Ｂ）で直交結合したが、その歯車対として冠歯車と平歯車、フェースギヤ、又は斜交傘歯車などを用いても良い。又、上記例では内歯車２２の一端面に形成したフェースギヤ部２２Ａと噛み合う歯車７を介し、回転軸３を内歯車２２の軸線に対して直角に結合したが、内歯車２２の外周面に円筒歯車部を形成し、これに噛み合う歯車を用いて回転軸３を内歯車２２の軸線に平行して結合するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係る動力伝達装置によれば、入出力軸を成す二つの回転軸が歯車伝動部を介して相対的に方向変換可能に連結されることから、その両回転軸を駆動系の原動軸と従動軸の方向に合わせ、両回転軸を原動軸及び従動軸に接続することができる。
【００２０】
特に、出力側の回転軸がその直交軸回りに３６０度旋回可能にして歯車伝動部に結合されていることから、原動軸と従動軸の方向が様々な多くの駆動系に適用できるほか、等速ジョイントなどの自在継手を用いず出力側の回転軸に車輪その他の被駆動体を直結してその方角を大きく変換することができる。
【００２１】
しかも、二つの遊星歯車列を組み合わせて回転軸の旋回力が駆動側に伝わらないようにしていることから、動力伝達中でも回転軸の操向を行える。このため、車輪を被駆動体とする自動車その他の車両に用いて小回り性能を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動力伝達装置の原理図
【図２】本発明に係る動力伝達装置の好適な実施形態を示した断面図
【図３】本発明に係る動力伝達装置の使用態様を示した説明図
【符号の説明】
１  歯車伝動部
１Ａ  ハウジング
２  回転軸（第１の回転軸）
３  回転軸（第２の回転軸）
４  支持部材
４Ａ  中空軸部
５  伝動軸
６Ａ，６Ｂ  交差軸歯車
８  共通軸
１０，２０  遊星歯車列
１１，２１  太陽歯車
１２，２２  内歯車
１３，２３  遊星ピニオン
１４，２４  ピニオンキャリヤ
【図１】
0003696188.tif 000002
【図２】
0003696188.tif 000003
【図３】
0003696188.tif 000004