(57)【要約】  本開示の１実施例に基づいて構成された平行軸ギア構成は、その面幅を横切るリードクラウニングを含む第１ギア歯を有する第１ギアを含むことができる。リードクラウニングは、（ｉ）中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、（ｉｉ）前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含むことができる。前記リードクラウニングは、前記第１リードクラウンよりも前記第２リードクラウンでより大きいドロップオフの規模を含むことができる。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その面幅にわたってリードクラウニングを含む第１ギア歯を有する第１ギアであって、前記リードクラウニングが、
中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、
前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含む、第１ギアを含み、
前記リードクラウニングが、前記第１リードクラウンよりも前記第２リードクラウンでより大きいドロップオフ規模を含む
平行軸ギア構成。
【請求項２】
さらに、前記第１ギアと噛合関係にある第２ギアを含む、請求項１に記載の平行軸ギア構成。
【請求項３】
前記第１および第２ギアがヘリカルギアである、請求項２に記載の平行軸ギア構成。
【請求項４】
さらに、前記第１および第２ギアを収容する平行軸差動装置を含む、請求項３に記載の平行軸ギア構成。
【請求項５】
前記第１ギアが、その上に化学蒸着物コーティングを含む、請求項１に記載の平行軸ギア構成。
【請求項６】
前記化学蒸着物コーティングが、ＢＡＬＩＮＩＴ（登録商標）  Ｃ  ＳＴＡＲコーティングを含む、請求項５に記載の平行軸ギア構成。
【請求項７】
その面幅にわたってリードクラウニングを含む第１ギア歯を有する第１ギアであって、前記リードクラウニングが、
中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、
前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含み、
前記第１および第２リードクラウンが前記面幅にわたって異なる規模を有する、第１ギアを含む
平行軸ギア構成。
【請求項８】
前記第２リードクラウンが、前記第１リードクラウンよりも前記第２リードクラウンでより大きいドロップオフの規模を含む、請求項７に記載の平行軸ギア。
【請求項９】
前記第１リードクラウンがゼロである、請求項７に記載の平行軸ギア。
【請求項１０】
さらに、前記第１ギアと噛合関係にある第２ギアを含む、請求項７に記載の平行軸ギア構成。
【請求項１１】
前記第１および第２ギアがヘリカルギアである、請求項１０に記載の平行軸ギア構成。
【請求項１２】
さらに前記第１および第２ギアを収容する平行軸差動装置を含む、請求項７に記載の平行軸ギア構成。
【請求項１３】
前記第１ギアが、その上に化学蒸着物コーティングを含む、請求項７に記載の平行軸ギア構成。
【請求項１４】
前記化学蒸着物コーティングが、ＢＡＬＩＮＩＴ（登録商標）  Ｃ  ＳＴＡＲコーティングを含む、請求項１３に記載の平行軸ギア構成。
【請求項１５】
その面幅を横切って第１ギア歯リードクラウニングを含む第１ギア歯を有する第１ギアであって、前記第１ギア歯リードクラウニングが、
中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、
前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含み、前記第１ギア歯リードクラウニングは、前記第１リードクラウンよりも前記第２リードクラウンでより大きいドロップオフの規模を含む、第１ギアと、
その面幅を横切って第２ギア歯リードクラウニングを含む第２ギアの歯を有する第２ギアであって、前記第２ギア歯リードクラウニングが、
中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、
前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含み、前記第２ギア歯リードクラウニングが、前記第１リードクラウンよりも前記第２リードクラウンでより大きいドロップオフの規模を含む、第２ギアとを含み、
前記第１および第２ギアは噛み合った関係でハウジング内に収納され、整列した前記それぞれの第１および第２ギア歯リードクラウンの前記第２リードクラウンが、前記ギアと前記ハウジングとの間でマイクロ溶接を抑制する負荷を提供する
平行軸ギア構成。
【請求項１６】
前記ハウジングが、前記第１および第２ギアを収容する平行軸差動装置を含む、請求項１５に記載の平行軸ギア構成。
【請求項１７】
前記第１および第２ギアの両方が、それらの上に化学蒸着物コーティングを含む、請求項１５に記載の平行軸ギア構成。
【請求項１８】
化学蒸着物コーティングが、ＢＡＬＩＮＩＴ（登録商標）  Ｃ  ＳＴＡＲコーティングを含む、請求項１７に記載の平行軸ギア構成。
【請求項１９】
前記第１および第２ギアがヘリカルギアである、請求項１５に記載の平行軸ギア構成。
【請求項２０】
前記第１および第２ギア歯リードクラウニングの少なくとも１つの前記第１リードクラウンは、非ゼロである、請求項１５に記載の平行軸ギア構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行軸ギアに関し、より具体的にはギアクラウニング配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のピニオン間でトルクの共有を必要とするギア列は、差動機歯車および動力伝達装置のように自動車産業において見出すことができる。平行軸ギアを使用する差動制限装置は、ギア噛合事象およびその摩擦に依存し、所望の摩擦およびトルク付勢を作成する。しかしながら、ギア配列は、ハウジングとギアとの間の嵌合およびクリアランスによって制御される。これらの位置ずれは、高トルク負荷と組み合わせると、最適とはいえないギアの噛み合い事象を引き起こす可能性がある。歴史的に、これらの噛み合い事象内の変動は望ましくないノイズが発生することがある。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の１実施例に基づいて構成された平行軸ギア構成は、その面幅を横切るリードクラウニングを含む第１ギア歯を有する第１ギアを含むことができる。リードクラウニングは、（ｉ）中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、（ｉｉ）前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含むことができる。リードクラウニングは、前記第１リードクラウンよりも前記第２リードクラウンでより大きいドロップオフの規模を含むことができる。
【０００４】
追加の特徴によれば、平行軸ギア構成は、さらに、前記第１ギアと噛合関係にある第２ギアを含むことができる。前記第１および第２ギアはヘリカルギアであることができる。平行軸ギア構成は、前記第１および第２ギアを収容する平行軸差動装置を含むことができる。前記第１ギアは、化学蒸着物コーティングを含むことができる。前記化学蒸着物は、ＢＡＬＩＮＩＴ（登録商標）  Ｃ  Ｓｔａｒコーティングであることができる。
【０００５】
本開示の付加的な特徴に基づいて構築される平行軸ギア構成は、その面幅を横切るリードクラウニングを含む第１ギア歯を有する第１ギアを含むことができる。前記リードクラウニングは、（ｉ）中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、（ｉｉ）前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含むことができる。前記第１および第２リードクラウンは、面幅にわたって異なる規模を有することができる。
【０００６】
追加の特徴によれば、前記第２リードのクラウンは、第１リードクラウンよりも第２リードクラウンでより大きいドロップオフの規模を含むことができる。１つ構成では、第１リードクラウンはゼロである。前記平行軸ギア構成は、前記第１ギアと噛合関係にある第２ギアを含むことができる。前記第１および第２ギアはヘリカルギアであることができる。前記平行軸ギア構成は、さらに、前記第１および第２ギアを収容する平行軸差動装置を含むことができる。前記第１ギアは、化学蒸着物コーティングを含むことができる。前記化学蒸着物は、ＢＡＬＩＮＩＴ（登録商標）  Ｃ  ＳＴＡＲコーティングであることができる。
【０００７】
本開示の付加的な特徴に基づいて構築される平行軸ギア構成は、噛み合った関係でハウジング内に収納される第１ギアおよび第２ギアを含むことができる。前記第１ギアは、その面幅にわたる第１ギア歯リードクラウニングを含む第１ギア歯を含むことができる。第１ギア歯リードクラウニングは、（ｉ）中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、（ｉｉ）前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含むことができる。前記第１ギア歯リードクラウニングは、前記第１リードクラウンよりも前記第２リードクラウンでより大きいドロップオフの規模を含む。前記第２ギアは、その面幅を横切って第２ギア歯リードクラウニングを含む第２ギア歯を有することができる。第２ギア歯リードクラウニングは、（ｉ）中心線から移行点まで画定された第１リードクラウンと、（ｉｉ）前記移行点から第１エンドポイントまで画定された第２リードクラウンとを含むことができる。第２ギア歯リードクラウニングは、第１リードクラウンよりも第２リードクラウンで大きいドロップオフの規模を含む。前記個々の第１および第２ギア歯リードクラウンの前記第２リードクラウンは、お互い整列し、ギアとハウジングとの間のマイクロ溶接を抑制する負荷を提供する。
【０００８】
他の特徴によれば、平行軸差動装置は、前記第１および第２ギアを収容することができる。前記第１および第２ギアの両方は、それらの上に化学蒸着物コーティングを含むことができる。前記化学蒸着物は、ＢＡＬＩＮＩＴ（登録商標）  Ｃ  ＳＴＡＲコーティングであることができる。前記第１および第２ギアはヘリカルギアであることができる。１つ構成では、前記第１および第２ギア歯リードクラウニングの少なくとも１つの第１リードクラウンは、非ゼロである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示は、より完全に詳細な説明および添付図面から理解されるであろう。ここで、
【００１０】
【図１】図１は、本開示の１実施例に係るピニオンギアを組み込むことができる平行軸差動装置の分解図である。
【図２】図２は、従来技術の１実施例に係るピニオンギアの斜視図である。
【図３】図３は、図２のピニオンギアの側面図である。
【図４】図４は、第１および第２ピニオンギアと、図１の平行軸差動装置で用いられる第１および第２サイドギアの分解図である。
【図５】図５は、従来技術の１実施例に係る対応するピニオンギアのための例示的な噛合事象の側面図である。
【図６】図６は、従来技術の１実施例に係るスカッフィングおよび変形の領域を有する一対の噛合ピニオンギアの側面図である。そして
【図７】図７は、図２のピニオンギアのリード検査プロファイルである。
【図８】図８は、本開示の１実施例に基づいて構成されたリードクラウニングを有するピニオンギアのリード検査プロファイルである。
【図９】図９は、本発明の第２実施例に基づいて構成されたリードクラウニングを有するピニオンギアのリード検査プロファイルである。
【図１０】図１０は、本開示の第３実施例に基づいて構成されたリードクラウニングを有するピニオンギアのリード検査プロファイルである。
【図１１】図１１は、図９に示すピニオンギアのリード検査プロファイルであり、本開示による追加的な特徴を識別する。
【図１２】図１２は、図１１のピニオンギアのリード検査プロファイルであり、本開示の１実施例に係るクラウニング公差帯を識別する。
【図１３】図１３は、従来技術による一対の嵌合ピニオンギアの負荷分布である。
【図１４】図１４は、本開示の１実施例に基づいて構成された一対の嵌合ピニオンギアの負荷分布である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施例を詳細に参照する。なお、以下の実施例は、本開示を限定するものではないことが理解されるであろう。逆に、本開示は、本開示の精神および範囲内に含まれ得る代替物、修正および均等物を包含することを意図している。たとえば、以下の議論が、噛合ピニオンギアのクラウニングに向けてなされる一方、同じ原理は、差動装置内サイドギアのような他の噛合ギアにも適用することができる。
【００１２】
最初に図１〜４を参照して、従来技術の１実施例に基づいて構成された平行軸差動装置が示されており、全体的に参照番号１０で識別される。平行軸差動装置１０は、１つまたは複数のサイドギア１２と、複数のピニオンギア１４と、差動機歯車箱２０と、第１カバー２２と、第２カバー２４と、複数の留め具２８とを含むことができる。ピニオンギア１４は、ヘリカルピニオンギアである。ギア列３０は、１つまたは複数のサイドギア１２と、複数のピニオンギア１４とを含むことができる。動作時に、複数のピニオン１４は、２つのサイドギア１２と係合してもよい。サイドギア１２は、個々のピニオンギア１４からのトルクを駆動軸（図示せず）などの出力装置に伝達することができる。各サイドギア１２は、回転軸および駆動軸がスプライン相互接続を介してサイドギア１２に接続することができる内部軸方向整列開口３４を有していてもよい。両サイドギア１２はピニオンギア１４上に配置された対応する螺旋状の歯４０と回転可能に噛み合うように構成された螺旋状の歯３６を含むことができる。
【００１３】
図３を参照して、ピニオンギア１４は、軸方向リード４２を含むことができる。ピニオンギア１４は、第１ゾーン４４と、第２ゾーン４６と、第３ゾーン４８とを含むことができる。第２ゾーン４６は、ピニオンギア１４上に中央に配置することができる。第１および第３ゾーン４４および４８は、ピニオンギア１４の両端に配置することができる。ピニオンギア１４は、長手方向のクラウニング含む。平均クラウニング量はＣβと呼ぶ。平均クラウンは、第２ゾーン４６内で画定される。本明細書で議論によって理解されるように、第１ゾーン４４と、本開示にしたがって構成されピニオンギア上の第３ゾーン４８は、長さと規模で定義されたドロップオフを有することになる。
【００１４】
図５および図６は、従来技術による一対の噛合ピニオンギア１４を示す。噛合ピニオンギア１４の個々の歯４０は、界面領域５０で係合する。いくつかの実施例では、図６に示すように、ピニオンギア１４は、使用中、スカッフィング５２および／または塑性変形５４を起こすことがありえる。
【００１５】
以下の説明から明らかになるように、本開示は、ピニオンギア４０上のギア歯クラウニング配置に対してなされる。本明細書に開示されたギア歯クラウニング配置は平行軸差動装置１０の騒音、振動および取り扱い（ＮＶＨ）レベルを低下させるより一貫したギア噛合事象を可能にする。また、本開示は、ギア列３０のエンドローディングを抑止し、任意の位置ずれを取り除くように示すことができる。
【００１６】
図７にもどり、従来技術の１実施例に係るベースラインリードプロファイルが示されており、全体として参照７０で識別される。面幅７２は、リードプロファイル７０に沿って水平または直線状である。クラウニングはリードプロファイル７０に提供されていない。
【００１７】
図８は、本教示に従った第１リードクラウン８４および第２リードクラウン８６を含む面幅８２を有するリードプロファイル８０を示す。第１リードクラウン８４は、移行点９０から中心線８８まで画定される。第２リードクラウン８６は、移行点９０から第１エンドポイント９２まで画定される。図８に示す実施例において、第１リードクラウン８４がゼロであることができる。別の言い方では、第１リードクラウン８４クラウニングを有しなくてもよい。第２リードクラウン８６は、ドロップオフを有することができる。ドロップオフは、相手ギア（同様のリードクラウンドロップオフを有する）との減少ギア歯接触の領域に対応することができる。ドロップオフは、第１および第３ゾーン４４および４８（図３）の一方または両方に配置することができることが、本開示に照らして理解されるであろう。リードプロファイル８０は、中心線８８および第２エンドポイント９４との間で同様のものとすることができる。このような構成において、一端のみが、対応するピニオンギアに噛合されてもよいが、ピニオンギアの両端に同様のリードクラウンを有することは、ギアが、どちらのエンドであっても先に差動機歯車箱２０内に設置することができるので、アセンブリで役立つことができる。
【００１８】
図９は、第１リードクラウン１０４および第２リードクラウン１０６を含む面幅１０２を有するリードプロファイル１００を示す。第１リードクラウン１０４は、中心線１０８から移行点１１０まで画定される。第２リードクラウン１０６は、移行点１１０から第１エンドポイント１１２まで画定される。図９に示す例で、（図８に示した第１リードクラウン８４と比較して）第１リードクラウン１０４は、非ゼロであることができる。リードプロファイル１００は、中心線１０８と第２エンドポイント１１４との間で同様のものとすることができる。このような構成において、一端のみが、対応するピニオンギアに噛合されてもよいが、ピニオンギアの両端に同様のリードクラウンを有することは、ギアが、どちらのエンドであっても第１として、差動機歯車箱２０内に設置することができるので、アセンブリで役立つことができる。
【００１９】
図１０は、第１リードクラウン１２４を含む面幅１２２を有するリードプロファイル１２０を示す。第１リードクラウン１２４は、中心線１２８から第１エンドポイント１３２まで画定される。図１０に示す実施例で、（図８に示した第１リードクラウン８４と比較して）第１リードクラウン１２４は、非ゼロであることができる。図１０に示す例で、第１リードクラウン１２４は、中心線１２８からエンドポイント１３２まで連続的であってもよい。さらに説明すると、第１リードクラウン１２４は、図９で説明した第１リードクラウン１０４と同様とすることができる。しかし、第１リードクラウン１２４は、画定された移行なしに、第１エンドポイント１３２に継続することができる。リードプロファイル１２０は、中心線１２８と第２エンドポイント１３４との間で同様のものとすることができる。このような構成において、一端のみが、対応するピニオンギアに噛合されてもよいが、ピニオンギアの両端に同様のリードクラウンを有することは、ギアが、どちらのエンドであっても第１として、差動機歯車箱２０内に設置することができるので、アセンブリで役立つことができる。しかしながら、リードプロファイル１２０は（アセンブリで役立つように）クラウンピニオンの両端を有するように示されているが、ピニオンギア１４は、リードクラウンを一端のみで有するように構成されてもよいことが理解される。
【００２０】
図１１および図１２を参照して、本開示の追加の特徴について説明する。図１１は、リードプロファイル８０（図８）、リードプロファイル１００（図９）リードプロファイル１２０（図１０）の合同の特徴を示している。ドロップオフの規模Ｍは、第１リードクラウン１２４および第２リードクラウン１０６との間で識別される。１実施例では、ドロップオフの規模Ｍは、基礎線１５２と中心線１０８および１２８との間の距離１５０より大きくすることができる。１実施例では、ドロップオフの規模Ｍは、距離１５０の１．５倍より大きくすることができる。他の構成を検討する。ドロップオフ距離Ｌは、移行点９０および１１０と第１エンドポイント９２および１１２との間で識別される。ドロップオフ距離Ｌは、与えられた用途に基づいて決定することができる。図１２は、上部公差１７２および下部公差１７４を有する例示的なクラウニング公差帯１７０を示す。クラウニング公差帯１７０は、所定のギア列で減少したＮＶＨレベルを提供しつつ、リードプロファイルが占めることができる領域を特定する。
【００２１】
図１３は、従来技術による平行軸差動装置内に配置されたピニオンギアの負荷分布２００を示す。注目すべきことに、活性面幅は噛み合い界面領域５０と一致する噛み合い領域（図５、図６）において、増加負荷２０２および２０４を示す。増加負荷２０２および２０４は、好ましくないＮＶＨを生成する。図１４は、本開示の実施例の１つによるリードクラウニングを有し、平行軸差動装置に配置されるピニオンギアの負荷分布２１０を示す。注目すべきことに、活性面幅は噛み合い界面領域５０と一致する噛み合い領域において、減少負荷２１２および２１４を示す。減少負荷２１２および２１４は、改善されたＮＶＨ特性を提供する。減少負荷は、マイクロ溶接および、結果的にＮＶＨのチャタリングを起こすマイクロ溶接の破断を回避する。マイクロ溶接は、従来例でピニオン歯４０とハウジング２０との間で生じ得る。
【００２２】
本発明の他の実施例によれば、化学蒸着物コーティングは、追加的または代替的に改善されたＮＶＨ品質を提供するように示すことができるピニオンギア１４に適用してもよい。そのような１つの製品は、ＬｉｅｃｈｔｅｎｓｔｅｉｎのＯｅｒｌｉｋｏｎ  Ｂａｌｚｅｒｓによって市販の化学蒸着物コーティングである。１つの例は、Ｏｅｒｌｉｋｏｎ  Ｂａｌｚｅｒｓによって市販されているＢＡＬＩＮＩＴ（登録商標）  Ｃ  Ｓｔａｒコーティングである。その化学蒸着物コーティングは、ピニオンギア１４とハウジングとの間の摩擦および／または圧力を低減することができる。この点において、コーティングは、マイクロ溶接の傾向が、ピニオンギア１４とハウジング２０の間で形成され、結果としてノイズを引き起こすスティックスリップ動作を減少させることができる。従来技術の例において、高圧、十分な潤滑剤の欠如、および硬度や合金含有量や表面仕上げなどの材料特性の類似性が、マイクロ溶接を促進しうる特性である。上記で特定されたような化学蒸着物コーティングは、基板材料が、この動作シナリオにおいて互いに接触するのを分離し保護する。このようなマイクロ溶接および固着摩耗を防止することも差動装置のＮＶＨ性能を改善することになることが示される。他の実施例では、歯先修整は、インボリュートプロファイル方向（根元から先端まで測定）に追加してもよい。これによりさらに、図１４の負荷プロットを向上させることができる。そのような歯先修整は、特別に設計されたホブカッターを用いて製造することができる。
【００２３】
実施形態の前述の説明は、例示および説明を目的に与えられたものであり、網羅的であること、または本発明を限定することは意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般にその特定の実施形態には限定されず、可能な場合には交換することができ、具体的に示されていない場合、または説明されていない場合であっても、選択された実施形態において使うことができる。上記の要素または特徴はまた、多くの方法で変更されてもよい。そのような変更は、本発明からの逸脱と見なされるべきではなく、すべてのそのような修正は、本発明の範囲に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2017532510.tif 000017
2017532510.tif 000018