(57)【要約】遊星ギア・システム（Ａ）は、太陽ギア（２）と、太陽ギアの周りに位置するリングギア（４）と、太陽ギアとリングギアの間に位置し、太陽ギア及びリングギアとかみ合った遊星ギア（６）とを有する。加えて、遊星ギア・システムは、キャリア（８）を有する。キャリアは、遊星ギアから軸方向にオフセットされたキャリア・フランジ（３０）と、キャリア・フランジから遊星ギア内に突き出たキャリア・ピン（３４）と、遊星ギアが該ピン上で回転するように遊星ギアとキャリア・ピンの間に設けられた軸受（７２）とを有する。各軸受は、キャリア・ピンから離れて存在するテーパーが付いた軌道（５６）と、これに対抗するリングギア上のテーパーが付いた軌道（２４）と、これら軌道間に２列に組織された円錐ころ（７０）とを有するインナーレース（４６）を含む。キャリア・ピンがキャリア・フランジから片持ちされているため、インナーレースは、キャリア・フランジから離れてキャリア・ピンから片持ちされて、これにより、遊星ギアの回転軸（Ｙ）が本システムの中心軸（Ｘ）と平行に保たれる。
2004531680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星ギア・システムであって、
中心軸に沿って位置する太陽ギアと、
前記太陽ギアの周囲に位置し、前記中心軸を前記太陽ギアと共有するリングギアと、
前記太陽ギアと前記リングギアの間に位置し、前記太陽ギア及び前記リングギアと係合し、オフセット軸周りに回転する少なくとも１つの遊星ギアと、
前記遊星ギアに接続されたキャリアと、を有し、
前記遊星ギアは、前記オフセット軸に向けられた軌道を有し、
前記キャリアは、
キャリア・フランジと、
前記キャリア・フランジから前記遊星ギア内へ突き出たキャリア・ピンと、
前記オフセット軸から外側へ向いた軌道を有する前記リングギア内で該リングギアの該軌道を向いて位置し、前記キャリア・フランジから離れた前記キャリア・ピンに取り付けられたインナーレースと、
前記リングギア及び前記インナーレースの前記軌道間に一列に位置し、これら軌道と接触する転動体とを有する、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項２】
請求項１記載のギア・システムであって、
前記キャリア・ピンは、前記キャリア・フランジから片持ちされ、
前記インナーレースは、前記キャリア・フランジから離れた位置で前記キャリア・ピンから片持ちされる、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項３】
請求項２記載のギア・システムであって、
前記インナーレースは、
前記キャリア・ピンを間隔をおいて囲むスリーブと、
前記スリーブに該スリープの一端で接続された端壁とを有し、
前記インナーレースの軌道は、前記スリーブ上にあり、
前記キャリア・ピンは、前記インナーレースの端壁において、前記インナーレースと接続される、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項４】
請求項３記載のギア・システムであって、
前記端壁及び前記スリーブは一体に形成される、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項５】
請求項４記載のギア・システムであって、
前記キャリア・ピン及び前記インナーレースの端壁は一体に形成される、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項６】
請求項３記載のギア・システムであって、
前記遊星ギアの軌道は、前記オフセット軸に対して斜めに位置し、反対の方向に傾いた２つの外側軌道のうちの１つであり、
前記インナーレースの軌道は、前記オフセット軸に対して斜めに方向付けられ、反対の方向に傾いた２つの内側軌道のうちの１つであり、
前記内側軌道の一方は、前記外側軌道の一方内に位置すると共に該外側軌道の一方と同じ方向に傾き、
前記内側軌道の他方は、前記外側軌道の他方内に位置すると共に該外側軌道の他方と同じ方向に傾き、
前記転動体は、前記外側軌道と前記内側軌道の間に２列に並べられる、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項７】
請求項６記載のギア・システムであって、
前記軌道はテーパーが付けられており、
前記転動体は円錐ころであり、
前記インターレースのスリーブは、前記テーパーが付いた内側軌道の大端にスラスト・リブを有し、
前記スラスト・リブの１つは、当初は別個の部品として前記インナーレース上にフィットする、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項８】
中心軸に沿って位置する太陽ギアと、
前記太陽ギアの周囲に位置し、前記中心軸を前記太陽ギアと共有するリングギアと、
前記太陽ギアと前記リングギアの間に位置し、前記太陽ギア及び前記リングギアと係合し、前記中心軸周囲に位置するオフセット軸周りに回転する遊星ギアと、
前記遊星ギアに接続されたキャリアと、を有し、
前記キャリアは、
前記遊星ギアから軸方向にオフセットされたキャリア・フランジと、
前記遊星ギアの各々に別個に用意され、前記キャリア・フランジから片持ちされ、前記オフセット軸に沿って前記遊星ギア内へ突き出たキャリア・ピンと、
前記キャリア・フランジから離れた各キャリア・ピンから片持ちされ、前記キャリア・ピンが中に突き出した前記遊星ギア内に位置するインナーレースと、
各インナーレースに搭載され、そのインナーレース用の前記オフセット軸から外側へ向いた第一の内側軌道と、
前記キャリア・ピンの周囲に位置する前記遊星ギアに搭載され、前記オフセット軸及び前記インナーレース上の前記第一の内側軌道に向けて内側を向いた第一の外側軌道と、
前記第一の内側軌道と前記第一の外側軌道の間に位置し、これら軌道と接触する転動体とを有する、遊星ギア・システム。
【請求項９】
請求項８記載の組み合わせであって、
各キャリア・ピン周囲の前記インナーレースに搭載され、そのキャリア・ピン用の前記オフセット軸から外側へ向いた第二の内側軌道と、
前記キャリア・ピンの周囲に位置する前記遊星ギアに搭載され、前記オフセット軸及び前記第二の内側軌道に向けて内側を向いた第二の外側軌道と、を更に有し、
一方の列は、前記第一の内側軌道と前記第一の外側軌道の間にあり、
他方の列は、前記第二の内側軌道と前記第二の外側軌道の間にある、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１０】
請求項９記載の組み合わせであって、
前記軌道は、前記オフセット軸に対して斜めであり、
前記第一の内側軌道及び前記第一の外側軌道は、同じ方向に傾いており、
前記第二の内側軌道及び前記第二の外側軌道は、同じ方向に傾いており、
前記第二の内側軌道及び前記第二の外側軌道の傾き方向は、前記第一の内側軌道及び前記第一の外側軌道の傾き方向と反対であり、
前記第一の内側軌道と前記第一の外側軌道の間の列の前記転動体は、スラスト荷重を一方の軸方向に伝達し、
前記第二の内側軌道と前記第二の外側軌道の間の列の前記転動体は、スラスト荷重を他方の軸方向に伝達する、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１１】
請求項１０記載の組み合わせであって、
前記軌道は、テーパーが付けられており、
前記転動体は、円錐ころである、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１２】
請求項１１記載の組み合わせであって、
前記第一及び第二の軌道は互いに内側に向けてテーパーが付けられており、
前記第一の内側軌道と前記第一の外側軌道の間の列のころの大端は、前記第二の内側軌道と前記第二の外側軌道の間の列のころの大端から離れて存在する、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１３】
請求項１２記載の組み合わせであって、
前記インターレースは、前記内側軌道の大端においてスラスト・リブを有し、
前記スラスト・リブのうちの１つは、前記遊星ギアと前記インナーレースの間に前記ころが配置された後、前記インナーレース上にインストールされた別個の部品として形成されたリブリングである、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１４】
請求項１０記載の組み合わせであって、
インナーレースは、前記内側軌道が置かれるスリーブと、該スリーブの一端の端壁とを含み、
前記端壁は、前記キャリア・ピンを間隔をおいて囲む前記スリーブで前記キャリア・フランジから離れた前記キャリア・ピンにきつく取り付けられる、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１５】
中心軸と、該中心軸から半径方向にオフセットされたオフセット軸周りに回転する遊星ギアと、を有する遊星ギア・システムにおいて、
前記遊星ギアの一端を越えて位置するキャリア・フランジと、
前記キャリア・フランジから片持ちされるように、前記キャリア・フランジから前記遊星ギア内へ突き出たキャリア・ピンと、
前記キャリア・ピンと前記遊星ギアの間に位置し、前記遊星ギアを前記キャリア・フランジに接続し、前記遊星ギアが前記オフセット軸周りに回転できるようにする軸受と、を有し、
前記軸受は、前記キャリア・フランジから離れた前記キャリア・ピンに取り付けられ、該キャリア・ピンを間隔をおいて囲むスリーブを有するインナーレースを有し、
前記スリーブは、前記遊星ギア用の前記オフセット軸から外側へ向いた第一の軌道を有し、
前記軸受は、更に、前記遊星ギアによって搭載され、前記オフセット軸及び前記第一の内側軌道に向けて内側を向いた第一の外側軌道を有し、
前記軸受は、更に、前記第一の内側軌道と前記第一の外側軌道の間に一列に並べられた転動体を有する、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１６】
請求項１５記載の組み合わせであって、
前記インナーレースは、更に、前記スリーブと前記キャリア・ピンの間に延び、前記キャリアから離れた前記キャリア・ピンにきつく取り付けられた端壁を有し、
よって、前記インナーレースは、前記キャリア・ピンから片持ちされる、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１７】
請求項１５記載の組み合わせであって、
前記第一の内側軌道及び前記第一の外側軌道は、前記オフセット軸に対して同じ方向に傾いており、
前記インナーレースは、前記オフセット軸から外側を向いており、前記オフセット軸に対して前記第一の軌道の傾きとは反対の方向に傾いた第二の内側軌道を有し、
前記軸受は、前記遊星ギアによって搭載され、前記第二の内側軌道に向けて内側を向いており、前記オフセット軸に対して前記第二の内側軌道と同じ方向に傾いた第二の外側軌道を有し、
前記転動体は、第一の列及び第二の列に組織され、
前記第一の列の前記転動体は、前記第一の内側軌道と前記第一の外側軌道の間にあり、
前記第二の列の前記転動体は、前記第二の内側軌道と前記第二の外側軌道の間にある、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１８】
請求項１７記載の組み合わせであって、
前記軌道は、テーパーが付けられており、
前記転動体は、円錐ころであり、
前記インナーレースは、前記内側軌道の大端にスラスト・リブを有し、
前記スラスト・リブは、前記第一の内側軌道を越えて突き出て、
前記第一の列の前記ころの大端は、前記スラスト・リブにもたれ、
前記インナーレースは、更に、前記第二の内側軌道の大端にマウント面を有し、
前記マウント面は、前記第二の内側軌道の大端の直径と同程度の直径を有し、
当初は別個のリブリングは、前記インナーレースの前記マウント面周囲に位置し、前記第二の内側軌道の大端を越えて外側へ突き出て、
前記第二の列の前記円錐ころの大端は、前記リブリングにもたれる、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項１９】
請求項１８記載の組み合わせであって、
前記インナーレースは、更に、前記スリーブと前記キャリア・ピンの間に延び、前記キャリア・フランジから離れた前記キャリア・ピンにきつく取り付けられた端壁を有し、
よって、前記インナーレースは、前記キャリア・ピンから片持ちされる、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項２０】
請求項１９記載の組み合わせであって、
前記インナーレースの前記端壁及び前記スリーブは一体である、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項２１】
中心軸と、
該中心軸から半径方向にオフセットされ、他のギアの間に位置し、該他のギアと係合する遊星ギアと、を有する遊星ギア・システムにおいて、
前記遊星ギアの一端を越えて位置するキャリア・フランジと、
前記キャリア・フランジから前記遊星ギア内へ突き出て、前記中心軸からオフセットされ、前記キャリア・フランジから片持ちされたキャリア・ピンと、
前記キャリア・ピンから片持ちされるように、前記キャリア・フランジから離れた前記キャリア・ピンに取り付けられたインナーレースと、を有し、
前記インナーレースは、
前記キャリア・ピンから外側へ向いた内側軌道と、
前記遊星ギアによって搭載され、前記インナーレースの前記内側軌道に向いた外側軌道と、
前記内側軌道と前記外側軌道の間に一例に並べられ、前記内側軌道及び前記外側軌道と接触する転動体とを有する、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項２２】
請求項２１記載の組み合わせであって、
前記インナーレースは、
前記キャリア・ピンを間隔をおいて囲むと共に前記内側軌道を搭載するスリーブと、
前記スリーブの一端における端壁と、を有し、
前記インナーレースは、前記端壁において前記キャリア・ピンに取り付けられる、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項２３】
請求項１記載の遊星ギア・システムであって、
前記転動体の少なくとも一部は、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とする遊星ギア・システム。
【請求項２４】
請求項８記載の遊星ギア・システムであって、
前記転動体の少なくとも一部は、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とする遊星ギア・システム。
【請求項２５】
請求項１５記載の遊星ギア・システムであって、
前記転動体の少なくとも一部は、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とする遊星ギア・システム。
【請求項２６】
請求項２１記載の遊星ギア・システムであって、
前記転動体の少なくとも一部は、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とする遊星ギア・システム。
【請求項２７】
請求項７記載の遊星ギア・システムであって、
前記円錐ころは、テーパーが付いた側面を有し、
前記円錐ころは、前記テーパーが付いた側面に沿って、前記内側軌道及び前記外側軌道と接触し、
各列の少なくとも１つおきのころは、そのテーパーが付いた側面に沿って、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とする遊星ギア・システム。
【請求項２８】
請求項１３記載の組み合わせであって、
前記円錐ころは、テーパーが付いた側面を有し、
前記円錐ころは、前記テーパーが付いた側面に沿って、前記内側軌道及び前記外側軌道と接触し、
各列の少なくとも１つおきのころは、そのテーパーが付いた側面に沿って、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とする組み合わせ。
【請求項２９】
請求項１８記載の組み合わせであって、
前記円錐ころは、テーパーが付いた側面を有し、
前記円錐ころは、前記テーパーが付いた側面に沿って、前記内側軌道及び前記外側軌道と接触し、
各列の少なくとも１つおきのころは、そのテーパーが付いた側面に沿って、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とする組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、概して、ギア・システムに係り、特に、遊星ギア・システムに関する。
【０００２】
（背景）
典型的なプラネット又は遊星ギア・システムは、基本的に、外歯を備えた太陽ギア、内歯を備えたリングギア、及び、太陽ギアとリングギアの間に配置され、太陽ギア及びリングギアの歯とかみ合う外歯を有する複数の遊星ギア、を有する。これらギアに加えて、典型的なシステムは、遊星ギアが接続されるキャリアを有する。太陽ギア、リングギア、又は、キャリアのいずれかが固持され、出力は残りの２つの部品へ伝達される及び該２つの部品から取られる。したがって、出力は、角速度の変化と逆変化トルクを伴って、プラネタリ・システムを通じて、伝送される。
【０００３】
太陽ギア及びリングギアは、あらゆる点で、同じ軸（中心軸）を共有しているが、遊星ギアは、中心軸に平行な（少なくとも平行であるべき）半径方向にオフセットされた軸周りに回転する。これらオフセット軸及び中心軸は、平行でない場合が多く、結果として、遊星ギアは、太陽ギアとリングギアの間をわずかに斜めに進む。これにより、遊星ギア、太陽ギア、及びリングギアの歯に沿って過度な磨耗を引き起こし、摩擦及び熱を発生させて、システム全体を過度に騒々しくする。
【０００４】
問題は、確かに、ストラドル・キャリアに存在する。この種のキャリアを用いると、遊星ギアの回転中心ピンは、２つのキャリア・フランジ間に延在し、ピンの両端はそれらに固定される。キャリアは、ねじれ巻き上げ（ｔｏｒｓｉｏｎａｌ  ｗｉｎｄ  ｕｐ）を受けており、それにより、一方のキャリア・フランジは、他方のフランジより先にわずかに回転される。これにより、遊星ギアの各々用のピンが、一端が円周上で他端より先に位置するように、曲げられるだけではなく、ピンの先端を中心軸へ向けて徐々に下げると共に、他端を中心軸から離していく。最終結果として、遊星ギアと太陽ギア及びリングギアとの間のかみ合いは不十分であり、当然、この不十分なかみ合いに関連して、摩擦、磨耗、及び、騒音が生じる。この傾向を弱めるために、一部のプラネタリ・システムは、必要以上に幅広いギアに依存し、よって、ギア接触に沿ったねじれに対してより大きい交差を提供する。しかし、これらシステムは、過剰なスペースを占有すると共に、非常に重いものとなり得る。
【０００５】
他のトランスミッションは、遊星ギアと太陽ギア及びリングギアと適正にかみ合ったまま維持するために、それらの遊星ギア用のピンにおいて、二重片持ち配置に依存する。この配置において、キャリアは、遊星ギアの端を越えたところに配置された１つのキャリア・フランジを有し、キャリア・ピンは、そのフランジからギアの中へ突き出し、そして実際にはギアを貫いている。各キャリア・ピンは、一端がキャリア・フランジにおいて固定され、他端はスリーブにおいて固定される。スリーブは、遊星ギアを支持するために、ピン上で折り返す。Ｒ．Ｊ．Ｈｉｃｋｓへの米国特許第３，３０３，７１３号は、二重片持ち配置を示す。転がり軸受がスリーブと遊星ギアの間にはめ込まれる場合が多い。しかし、転がり軸受は、スペースを取るため遊星ギアの直径を過度に大きくし、引いては、ギア・システム全体を過剰に大きく、重くする。
【０００６】
（発明の開示）
本発明は、太陽ギアと、太陽ギア周囲のリングギアと、太陽ギアとリングギアの間に配置され、太陽ギア及びリングギアと係合した少なくとも１つの遊星ギアとを有する遊星ギア・システムに属する。キャリア・フランジは、遊星ギアから軸方向にオフセットされ、キャリア・ピンは、そこから遊星ギア内へ突き出ている。インナーレースは、キャリア・フランジから離れたキャリア・ピンに取り付けられ、遊星ギアによって支持された軌道に向けて提示された軌道を有する。転動体は、対抗する軌道間で列を成し、遊星ギアがキャリア・ピン回りを回転できるようにする。また、本発明は、そのようなギア・システム用のキャリア及び軸受に属する。
【０００７】
（発明を実施する最良の形態）
ここで、図面を参照すると、実際は遊星ギア・システムであるプラネタリ・トランスミッションＡ（図１）は、そのサイズ及び重量を考えると、かなりの大きさのパワを伝える能力を持っている。つまり、高パワ密度を持っている。一部のプラネタリ・トランスミッションとは対照的に、トランスミッションＡは、非常に狭いかみ合ったギアに依存しているが、それらギアの歯は、かなりのパワ及びトルクを伝達している時であっても、適正にかみ合ったままである。トランスミッションＡは、回転中心軸Ｘを有する。トルクは、軸Ｘ回りに、トランスミッションＡに伝えられる又はトランスミッションＡから伝えられる。トランスミッションＡは、基本的に、中心軸Ｘと一致する軸を有する太陽ギア２と、太陽ギア２を囲み、太陽ギア２と軸Ｘを共有するリングギア４と、太陽ギア２及びリングギア４とかみ合い、太陽ギア２とリングギア４の間で軸Ｙ回りに回転する遊星ギア６と、を有する。軸Ｙは、中心軸Ｘから半径方向にオフセットされているが、中心軸Ｘと平行である。加えて、トランスミッションＡは、遊星ギア６が接続されたキャリア８を有する。キャリア８は、同様に、中心軸Ｘを共有する。
【０００８】
特に太陽ギア２を参照すると、それは、シャフト１２又はそれが通常共に回転する他の支持構造に取り付けられるが、装置によってはそれが回転しないように固定してもよい。太陽ギア２は、軸Ｘから外側へ向かった外歯１４を有する。
【０００９】
リングギア４は、通常固定され、ゆえに回転しないが、装置によっては回転してもよい。いずれの場合であっても、リングギア４は、軸Ｘと太陽ギア２の外歯１４とに向けて内側を向いた、それらと同心の内歯１８を有する。リングギア４は、トランスミッションＡ用のハウジングの一部であってもよく、或いは、該ハウジングに組み込まれてもよい。
【００１０】
太陽ギア２とリングギア４の間には環状のスペースが存在し、遊星ギア６がそのスペースを占める。遊星ギア６の各々は、太陽ギア２の外歯１４又はリングギア４の内歯１８とかみ合う外歯２２を有する。したがって、太陽ギア２が軸Ｘ周りにリングギア４に対して回転するとき、又は、リングギア４が軸Ｘ周りに太陽ギア２に対して回転するとき、各遊星ギア６は、中心軸Ｘと平行な状態にあるそのオフセット軸Ｙ周りにそれぞれ回転する。遊星ギア６は、中空であり、ギア６の両端間の中ほどに位置する中間面２６へ下方に傾斜した２つの軌道２４（図２）をそれぞれが有する。各遊星ギア６用の軌道２４の大端は、ギア６の両端の外へ開いている。
【００１１】
キャリア８は、遊星ギア６のすべてが接続されたキャリア・フランジ３０を含む（図１）。キャリア・フランジ３０は、ギア６の各々の対応する端を越えて軸方向にオフセットされている。通常、キャリア８は軸Ｘ周りに回転するが、装置によっては固定されたままでもよい。キャリア８が回転すると、通常、軸Ｘに沿って位置するシャフト３２に接続される。キャリア・フランジ３０に加えて、キャリア８は、フランジ３０から遊星ギア６内に突き出たキャリア・ピン３４を有する。これらの軸は、一般的に、遊星ギア６用の回転軸Ｙと一致している。
【００１２】
より具体的には、各遊星ギア６に対向するキャリア・フランジ３０は、テーパーが付いた穴３６（図２）を有する。キャリア・ピン３４は、他方で、ねじ端４０を引き出すテーパーが付いた面３８を有する。このテーパーが付いた面３８は、フランジ３０のテーパーが付いた穴３６と形が一致しており、実際、ピン３４が遊星ギア６に向けて定時されたキャリア・フランジ３０の面から突き出るように、テーパーが付いた穴３６にぴったりとはめ込まれる。ねじ端４０は、キャリア・フランジ３０の他方の面を越えて突き出て、該面に対して回し入れられるナット４２によって係合される。これは、キャリア・ピン３４を、それらのテーパーが付いた面３８において、キャリア・フランジ３０に強固に留まらせる。したがって、各ピン３４は、結局、キャリア・フランジ３０から片持ちされる。
【００１３】
各キャリア・ピン３４は、その遊星ギア６を貫いて突き出て、ギア６の他端（キャリア・フランジ３０から離れた端）において、遊星ギア６もその周りを回るインナーレース４６にはめ込まれる。インナーレース４６は、端壁４８と、端壁４８と一体に形成されたスリーブ５０とを有する。実際、スリーブ５０は、端壁４８からギア６の内部へ後方へ回転するため、キャリア・ピン３４の周りを回る。端壁は、キャリア・ピン３４端が締まりばめではめ込まれるボア５２を含む。その端っこで、キャリア・ピン３４は、溶接５４に沿って端壁４８と接合される。したがって、溶接５４との締まりばめにより、インナーレース４６がキャリア・ピン３４に強固に固定される。スリーブ５０の内表面は、キャリア・ピン３４より多少大きく、結果として、その端壁４８のインナーレース４６は、キャリア・ピン３４の遠隔端から片持ちされる。
【００１４】
インナーレース４６のスリーブ５０は、遊星ギア６の内部に位置し、分離リブ５８へ向けて下方に傾斜した２つのテーパーが付いた軌道５６を有する。中心が軸Ｙに沿った軌道５６は、軸Ｙから外側へ、ギア６の軌道２４の方を向いている。インナーレース４６の各軌道５６は、ギア６の軌道２４の一に対向する。他方、分離リブ５８は、ギア６の中間表面２６に対向して位置する。インナーレース４６の各軌道５６は、軌道２４が遊星ギア６が向いている方向と同じ方向に傾斜する。キャリア・フランジ３０に最も近い軌道５６は、インナーレース２６のスリーブ５０と一体に形成されたスラスト・リブ６０へと通じている。残りの軌道５６は、端壁４８を囲む円筒形マウント面６２へと通じている。マウント面６２は、これに締まりばめではめ込まれると共に、更に、その端に溶接６６で固定されたリブリング６４を有する。リブリング６４は、溶接６６からテーパーが付いた軌道５６の大端まで軸方向に延びるため、リブリング６４は、キャリア・フランジ３０から離れたインナーレース４６端にリブ６０において機能の面でリブ６０に類似した別のスラスト・リブを形成する。
【００１５】
各遊星ギア６とギア６が囲むインナーレース４６の間の環状領域は、２列に組織された円錐ころ７０の形をした転動体によって占められる。一方の列は、キャリア・フランジ３０に隣接し、その端において対向する軌道２４及び５６と接触する一体化したスラスト・リブ６０に沿って位置し、他方の列は、インナーレース４６の端壁４８を囲み、その端において軌道２４及び５６と接触するリブリング６４に沿って位置する。実際、軸受等級鋼から形成された円錐ころ７０は、それらのテーパーが付いた側面に沿って、軌道２４及び５６と接触する。それは、ここでは、概してライン接触である。また、それらは、それらの大端面において、スラスト・リブ６０及びリブリング６４を支える。スラスト・リブ６０及びリブリング６４は、ころ７０が軌道２４及び５６上を上方へ移動し、遊星ギア６とインナーレース４６の間の環状領域から放出されるのを防止する。各列のころ７０は頂点にある。つまり、一の列の複数のころ７０の側面が位置する円錐形包絡線は、軸Ｙに沿った共通点に位置した頂点を有する。これは、ころ７０の側面と軌道２４及び５６の間に純粋な回転接触を生む。各列のころ７０はケージで分離されてもよいが、それらはそのように閉じ込められないことが好ましい。これにより、各列は、ころ７０の最大数を含むことができる。
【００１６】
ケージは、当然、一の列の複数のころ７０を分離するため、それらは互いに接触しない。しかし、ケージが取り除かれるとき、隣接したころ７０はそれらのテーパーが付いた側面に沿って互いに接触する可能性がある。接触している側面における金属接着を防止するために、少なくともそれらのテーパーが付いた側面に沿ったころ７０は、接着を防止する摩擦コーティングを持つべきである。あるいは、少なくとも１つおきにころ７０がその中にそのようなコーティングを持つべきである。１つの適切なコーティングは、非晶質の金属炭化物の粒子と、この粒子が埋め込まれた非結晶炭化水素マトリックスとを含む。摩擦コーティングは、物理的気相成長法によって、化学析出によって、又は、これら２つの組み合わせによって、ころ７０に塗布される。Ｔｉｍｋｅｎ社に譲渡されたＧ．Ｄｏｌｌ及びＧ．Ｆｏｘの発明（タイトル：「Ｆｕｌｌ  Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ  Ａｎｔｉｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｂｅａｒｉｎｇ」）について２００２年４月２日に出願された米国特許出願第１０／１１４，１３２号は、ころ７０にとって十分である他の摩擦コーティング及びそれらを塗布する手順について開示している。この出願は、ここに参考文献として組み込まれる。
【００１７】
ころ７０は、インナーレース４６及び遊星ギア６の軌道２４と共に、複列円錐ころ軸受７２を形成する。この軸受７２は、遊星ギア６をキャリア・ピン３４に接続させる。ギア６は、キャリア・ピン３４周りに回転する。実際、軸受７２は、ギア６をキャリア・ピン３４上で半径方向及び軸方向に制限しながら、遊星ギア６が最小の摩擦で軸Ｙ周りに回転するのを容易にする能力を持つ。換言すれば、軸受７２は、両軸方向でスラスト荷重を掛ける。さらに、軸受７２は、軽い予荷重の状態にセットされ、結果として、その中には軸方向のクリアランスも半径方向のクリアランスも存在しない。これにより、ギア６は、軸方向又は半径方向の自由な動きもぐらつきも無く、キャリア・ピン３４上で回転することができる。
【００１８】
キャリア・ピン３４は、柔軟性の測度を有し、実際、トルクが遊星ギア６を通じて伝達されたとき、弾性限界内で良く曲がる。二重片持ち配置により、軸Ｙは軸Ｘと平行に保つことができるため、遊星ギア６は、太陽ギア２及びリングギア４と適正にかみ合った状態に保たれる。したがって、遊星ギア６、及び、同様に太陽ギア２及びリングギア４は、中心を外れたギア接触を説明するために過度に幅広いことが必要ではない。
【００１９】
キャリア８を組み立てるために、その円筒形端の各キャリア・ピン３４は、そのピン３４用のインナーレース４６のキャリア・フランジ４８のボア５２内に押し込まれる。次いで、その端のキャリア・ピン３４は、端壁４８に溶接され、溶接５４を生成する。その結果として、端壁４８から離れた列用のころ７０は、それらころ７０の大端面がリブ６０にもたれた状態で、スラスト・リブ６０に通じる軌道５６に沿って置かれる。次に、遊星ギア６は、インナーレース４６とそのレース４６上のころ７０の列との上にインストールされる。ギア６のリーディング軌道２４は、それら円錐ころ７０の側面にもたれて着座する。これは、遊星ギア６の反対端における軌道２４と５６の間に環状隙間を残す。この隙間内により多くのころ７０がそれらの小端から挿入されて、ころ７０の２番目の列が作成される。それらの大端は、インナーレース４６用のマウント面６２の端に沿って配置される。ギア６及びころ７０の２つの列とがインナーレース４６周りの所定の場所にあると、リブリング６４は、インナーレース４６のマウント面６２上で押され、マウント面６２におけるころ７０の大端に向けて進められる。リブリング６４がころ７０の大端面に接近するにつれて、ギア６が回転し、２列のころ７０が軌道２４及び５６にもたれ、且つスラスト・リブ６０及びリブリング６４に沿って着座するのが防止される。リブリング６４がそれに沿った列のころ７０の大端面にもたれるようになると、軸受７２が予荷重に入る。この進行は、軸受７２が適切な予荷重を得るまで、短い距離続く。そして、リブリング６４は、インナーレース４６に溶接されて、溶接６６を生成する。ギア６、ころ７０、インナーレース４６、及び、キャリア・ピン３４は、サブアッセンブリ７６を構成し、キャリア８を完成させるために、十分なサブアッセンブリ７６が以上の方法で生成される。
【００２０】
各サブアッセンブリ７６内で、キャリア・ピン３４のテーパー面３８は、インナーレース４６用のスリーブ５０の開放端と、遊星ギア６の対応端とを超えて延びる。キャリア・ピン３４のテーパーが付いた面３８は、キャリア・フランジ３０のテーパーが付いた穴３６の１つ内に挿入される。するとすぐに、ナット４２の１つが、フランジ３０から突き出たねじ端４０と係合される。ナット４２は、キャリア・ピン３４のテーパーが付いた面３８をぴったりとテーパーが付いた穴３６内へ引き込むために、キャリア・フランジ３０に対してきつくねじ込まれる。これにより、キャリア・ピン３４及びインナーレース４６がキャリア・フランジ３０にきつく固定される。残りのサブアッセンブリ７６は、同様の方法で、キャリア・フランジ３０にインストールされる。
【００２１】
キャリア８がこのように組み立てられると、キャリア８は、遊星ギア６の外歯２２が太陽ギア２の外歯１４及びリングギア４の内歯１８とかみ合うように、太陽ギア２上且つリングギア４内にインストールされる。
【００２２】
シャフト１２にトルクが掛けられ、太陽ギア２が回転すると、遊星ギア６は、回転し、リングギア４に沿って移動するため、キャリア８及びそこから延びるシャフト３２に回転が伝わる。２つのシャフト１２及び３２の角速度は異なり、この差を用いて、トルク変化が生じる。当然、トルクは、シャフト３２に掛けられ、シャフト１２から取られてもよい。実際、太陽ギア２、リングギア４、及び、キャリア８のいずれかを固持し、トルクを残りの２つの部品へ伝達する及び該２つの部品から取ることもできる。
【００２３】
修正されたサブアッセンブリ７８（図３）において、キャリア・ピン３４は、インナーレース４６と一体に形成される。
【００２４】
キャリア・フランジ３０からのキャリア・ピン３４の片持ち梁と、キャリア・ピン３４からのインナーレース４６の片持ち梁とは、いわゆる「二重片持ち梁」であり、リングギア６のための回転軸Ｙを中心軸Ｘと平行に保つ。結果として、リングギア６は、歪みに抗するのに過剰な幅を必要としない。外側軌道２４の遊星ギア６への一体化と共に、中間部品ではなくキャリア・ピン３４上に直接的にマウントされたインナーレース４６により、軸受７２の直径を、より従来の遊星ギア・システムにおける軸受の直径よりも小さくすることができる。これは、次に、より小さい太陽ギア２及びリングギア４を使用すること、又は、トランスミッション全体を非常にコンパクトにし且つ重量を軽くすること、ができる。
【００２５】
複列円錐ころ軸受７０の代わりに、各遊星ギア６は、複列アンギュラ玉軸受を用いて、或いは、円筒ころ軸受又は球面軌道ころ軸受を用いて、キャリア８上のそのキャリア・ピン３４に接続することができる。また、太陽ギア２とリングギア４の間で使われる遊星ギア６の数は、４より多くても、４未満でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に従って組み立てられ、本発明を具現化した、遊星ギア・システムの分解斜視図である。
【図２】遊星ギアとキャリアの間の結合を示す、遊星ギアの１つにおけるギア・システムの断面図である。
【図３】修正された結合を示す、図２のシステムに類似したギア・システムの断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004531680.tif 000003
2004531680.tif 000004
2004531680.tif 000005
2004531680.tif 000006
2004531680.tif 000007
2004531680.tif 000008
2004531680.tif 000009
2004531680.tif 000010
2004531680.tif 000011
2004531680.tif 000012
2004531680.tif 000013
2004531680.tif 000014
2004531680.tif 000015
2004531680.tif 000016
2004531680.tif 000017
2004531680.tif 000018
2004531680.tif 000019
2004531680.tif 000020
2004531680.tif 000021
2004531680.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月30日(2003.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を有する遊星ギア・システムであって、
前記中心軸に沿って位置する太陽ギアと、
前記太陽ギアの周囲に位置し、同じく前記中心軸に沿ったリングギアと、
前記太陽ギアと前記リングギアの間に位置し、前記太陽ギア及び前記リングギアと係合し、前記中心軸から間隔がおかれたオフセット軸周りに回転する遊星ギアと、
前記遊星ギアに接続されたキャリアと、
第一の円錐ころと、
第二の円錐ころと、を有し、
前記遊星ギアの各々は、互いに向けて下方にテーパーが付けられた第一及び第二の軌道を搭載し、
前記軌道は、それらが最も接近するところで最小直径を有し、
前記キャリアは、フランジと、該フランジから前記遊星ギア内へ突き出たピンとを有し、
前記遊星ギアの各々に対して別々のピンが用意され、
各ピンは、その一端において、前記キャリア・フランジから片持ちされ、
前記キャリアは、更に、各ピン上にインナーレースを有し、
前記インナーレースは、前記フランジから離れてそのピンから片持ちされ、
前記インナーレースは、そのピン用の前記遊星ギア内へ延びるスリーブを有し、
前記スリーブは、前記ピンから間隔が空けられ、
前記スリーブは、前記第一及び第二の外側軌道とそれぞれ同じ方向に向いており、該それぞれの方向にテーパーが付けられた第一及び第二の内側軌道を有し、
前記スリーブは、更に、前記第一の軌道の大端を越えて突き出たスラスト・リブと、前記第二の軌道の大端におけるマウント面とを有し、
前記インナーレースは、更に、前記インナーレース用の前記第二の軌道の大端を越えて突き出るように、前記スリーブの前記マウント面にもたれて位置する当初は別個のリブリングを有し、
前記第一の円錐ころは、各遊星ギア及びインナーレースについて前記第一の軌道間に一列に並べられ、
前記第一の円錐ころの大端は、前記スラスト・リブにもたれ、
前記第二の円錐ころは、各遊星ギア及びインナーレースについて前記第二の軌道間に一列に並べられ、前記リブリングにもたれた大端を有する、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項２】
請求項１記載のギア・システムであって、
各インナーレースは、更に、そのインナーレース用の前記スリーブが取り付けられる端壁を有し、
前記インナーレースは、前記端壁において、そのピンから片持ちされる、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項３】
請求項２記載のギア・システムであって、
各インナーレースの前記スリーブ及び前記端壁は一体に形成される、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項４】
請求項２記載のギア・システムであって、
前記ピン上の前記インナーレースの該ピン及び前記端壁は一体に形成される、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項５】
請求項１記載のギア・システムであって、
各インナーレース用の前記スラスト・リブは、そのインナーレース用の前記スリーブと一体に形成される、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項６】
請求項５記載のギア・システムであって、
各インナーレース用の前記スラスト・リブは、そのインナーレース用の前記リブリングよりも前記キャリア・フランジの近くに位置する、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項７】
請求項６記載のギア・システムであって、
各インナーレース用の前記第二の軌道は、そのインナーレースがそのピンから片持ちされる位置の周囲に部分的に位置する、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項８】
請求項１記載のギア・システムであって、
前記マウント面は、円筒形であり、
前記リブリングは、前記マウント面の周囲にフィットする、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項９】
請求項８記載のギア・システムであって、
前記マウント面及び前記リブリングは、前記インナーレースが前記ピンから片持ちされる位置を囲む、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１０】
請求項１記載のギア・システムであって、
各列の前記ころは、互いに接触可能であり、
各列の前記ころの少なくとも一部は、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１１】
中心軸を有する遊星ギア・システムであって、
前記中心軸に沿って位置する太陽ギアと、
前記太陽ギアの周囲に位置し、同じく前記中心軸に沿ったリングギアと、
前記太陽ギアと前記リングギアの間に位置し、前記太陽ギア及び前記リングギアと係合し、前記中心軸から間隔がおかれたオフセット軸周りに回転する遊星ギアと、
前記遊星ギアに接続されたキャリアと、
転動体と、を有し、
前記遊星ギアの各々は、そのオフセット軸に向けて下方を向いた軌道を搭載し、
前記キャリアは、フランジと、該フランジから前記遊星ギア内へ突き出たピンとを有し、
前記遊星ギアの各々に対して別々のピンが用意され、
各ピンは、その一端において、前記キャリア・フランジから片持ちされ、
前記キャリアは、更に、各遊星ギアとその遊星ギア内に突き出た前記ピンの間に位置するインナーレースを有し、
前記インナーレースは、前記遊星ギアによって搭載された前記外側軌道に向けて外側を向いた内側軌道を有し、
前記インナーレースは、前記平面から離れてそのピンから片持ちされ、
前記インナーレースは、前記ピンから間隔が空けられ、
前記片持ち梁の前記位置は、前記アウターレースと前記内側軌道によって部分的に囲まれたピンの間であり、
前記転動体は、各遊星ギア及びインナーレースについて前記外側軌道と前記内側軌道の間に一列に並べられ、
前記転動体は、更に、前記インナーレースと前記ピンの間の前記片持ち梁の前記位置を部分的周囲に位置する、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１２】
請求項１１記載のギア・システムであって、
各遊星ギアとインナーレースの間の前記転動体の列は、２列のうちの１列であり、
前記２列のうちの一方は、他方より前記フランジに近く、
前記他方の列の一部のみが前記インナーレースが前記ピンから片持ちされた位置を囲む、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１３】
請求項１１記載のギア・システムであって、
各列の前記転動体は、互いに接触可能であり、
各列の前記転動体の少なくとも一部は、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１４】
中心軸を有する遊星ギア・システムであって、
前記中心軸に沿って位置する太陽ギアと、
前記太陽ギアの周囲に位置し、同じく前記中心軸に沿ったリングギアと、
前記太陽ギアと前記リングギアの間に位置し、前記太陽ギア及び前記リングギアと係合し、前記中心軸から間隔がおかれたオフセット軸周りに回転する遊星ギアと、
前記遊星ギアを越えて位置するキャリア・フランジと、
前記キャリア・フランジから前記遊星ギア内へ突き出たピンと、
各ピンとそれが突き出た前記遊星ギアの間の軸受と、を有し、
各遊星ギアに対して別々のピンが用意され、
各ピンは、前記キャリア・フランジから片持ちされ、
各軸受は、前記遊星ギア上に第一及び第二の軌道を有し、
前記第一及び第二の軌道は、前記遊星ギア用の前記オフセット軸に対して反対向きに傾いていると共に、該軸に向けて内側を向いており、
各軸受は、更に、前記遊星ギア内で且つ前記ピンの周囲に位置するインナーレースを有し、
前記インナーレースは、前記フランジから離れた前記ピンに取り付けられ、
前記ピンは、その取付位置から前記フランジへ向けて突き出ており、
前記インナーレースは、前記ピンから前記取付位置を越えて間隔がおかれ、
前記インナーレースは、前記ピンから片持ちされ、
前記インナーレースは、前記オフセット軸に対して傾いた第一及び第二の内側軌道を有し、
前記第一の内側軌道は、前記第一の外側軌道と同じ方向に傾いており、
前記第二の内側軌道は、前記第二の外側軌道と同じ方向に傾いており、
ゆえに、前記第一及び第二の内側軌道は、反対方向に傾いており、
各軸受は、更に、前記第一の外側軌道と前記第一の内側軌道の間に一列に並べられた第一の転動体と、前記第二の外側軌道と前記第二の内側軌道の間に一列に並べられた第二の転動体とを有し、
前記軸受は、予荷重の状態にあり、前記転動体と前記軌道の間にクリアランスは存在しない、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１５】
請求項１４記載のギア・システムであって、
前記軌道は、テーパーが付けられており、
前記転動体は、円錐ころである、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１６】
請求項１５記載のギア・システムであって、
前記外側軌道は、互いに向けて下方にテーパーが付けられているため、それらは最小直径で最も接近し、
前記内側軌道は、互いに向けて下方にテーパーが付けられているため、それらは最小直径で最も接近し、
前記第一の列の前記円錐ころは、前記第二の列の前記円錐ころから離れて存在し、
前記第二の列の前記円錐ころは、前記第一の列の前記円錐ころから離れて存在する、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１７】
請求項１６記載のギア・システムであって、
前記インナーレースは、前記ピンから間隔がおかれたスリーブを有し、
前記第一及び第二の内側軌道は、前記スリーブ上にあり、
前記スリーブは、その第一の内側軌道の大端を越えて外側へ突き出たスラスト・リブを有し、
前記インナーレースは、更に、当初は別個のリブリングを有し、
前記リブリングは、前記スリーブに取り付けられ、前記第二の内側軌道の大端を越えて突き出て、
前記第一の列の前記円錐ころの大端は、前記スラスト・リブにもたれ、
前記第二の列の前記円錐ころの大端は、前記リブリングにもたれる、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１８】
請求項１７記載のギア・システムであって、
前記インナーレースの前記スリーブは、前記第二のインナーレースの大端をその大端の直径を越えない直径で軸方向に越えて延びるマウント面を有し、
前記リブリングは、前記マウント面の周囲にフィットする、ことを特徴とするギア・システム。
【請求項１９】
請求項１４記載のギア・システムであって、
各列の前記転動体は、互いに接触可能であり、
各列の前記転動体の少なくとも一部は、金属接着を防止可能な摩擦コーティングで覆われる、ことを特徴とするギア・システム。
【国際調査報告】
2004531680.tif 000023
2004531680.tif 000024
2004531680.tif 000025