ギアボックス内のギア用の軸線方向にコンパクトな支持体
ギアボックスは、回転運動を駆動部材から被駆動部材に伝える。ギアボックスは、ハウジング内に配置されたピニオンギアを含む。ギアは、軸線方向ボアを定め、駆動部材の回転に応じて回転する。出力部材が、軸線方向ボアを通って延び、出力部材がギアの回転に応じて回転するように軸線方向ボアと係合する。出力部材は、被駆動部材を回転させるために、ハウジングの外側の位置まで延びる。クランプナットが、出力部材に螺合可能に取り付けられており、ギアに当接し、これにより出力部材とギアを互いに保持する。ベアリングが、ギアとハウジングの間に、半径方向に配置されている。ベアリングは、ギアと出力部材を回転可能に支持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸線方向にコンパクトな設計のギアボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ギアボックスは、原動機出力シャフト（例えば、モータ駆動シャフト）のトルクを増大させながら速度を落とすために使用される。これは、ギアボックスの出力シャフトが入力シャフトよりも遅く回転することを意味する。速度の減少は、トルクを増大させる機械的利点をもたらす。変形として、ギアボックスを逆に動くように設定して、シャフト速度を増大させてトルクを減少させることもできる。いくつかの簡単なギアボックスは、単に動力を伝達する物理的方向を変えるだけである。
【０００３】
自動車の小型化及び厳しくなった燃費基準によって、車両の主要部品の大きさ及び重さは、非常に重要となった。自動車の動力伝達経路で使用されるギアボックスは、通常、大型でかさばる。従って、このようなギアボックスの大きさ及び重さを減らすことが強く望まれている。
【０００４】
従来のギアボックス設計は、ギア部及び軸線方向に延びるギアステムを収容するためのハウジングを含む。ギアは、ギアステムとハウジングの間に離れて半径方向に配置された一対の軸受けによって支持される。ギアステムは、出力フランジを有する出力部材と係合するための外側にキー溝を有する、ギア部から離れた端部と、内側にキー溝を有する軸線方向に延びる出力ステムとを含む。ギアステムは、出力ステムを貫通して延び、出力部材とギアを互いに保持するためにギアステムの端部にクランプナットが螺合される。従って、従来のギアボックス設計では、ギアボックスハウジングの軸線方向の長さがギア及び出力部材の軸線方向の長さによって決まっていた。
【０００５】
ギアボックスハウジングの軸線方向の長さを短くするために、軸線方向に延びるギアステムを短くし、その長さに亘ってキー溝を付けることができる。内側にキー溝を有し、軸線方向に延びる出力ステムは、外側にキー溝を有するギアステムに重なり、これと係合する。従って、離れた軸受けは、出力ステムとハウジングの間で、周方向に配置される。
【０００６】
公知のギアボックス設計では、いくつかの不利な点がある。第一は、ハウジングの外側に配置されたクランプナットが、ギアボックスの軸線方向の長さを長くすることである。第二は、出力フランジに隣接するハウジングの端部に、２つの別々のギアボックス潤滑油の漏れ路が存在することである。第１漏れ路は、出力フランジとハウジングの間に存在する。第２漏れ路は、クランプナット、ギアステム、及び出力フランジの間の接触部に存在する。第三は、クランプナットのスラスト面が出力フランジに対して着座するが、出力フランジは硬化材料ではなく、またはクランプナットを着座させるために硬化させる必要があることである。第四は、クランプナットが外れるのを防止するために、クランプナットをギアステムにかしめ接合する必要がある場合があるからである。クランプナットをギアステムの硬化ギア鋼にかしめ接合すると、接合強度が減少する。クランプナットとギアステムを分解し、ギアステムを再利用する必要がある場合、ギアステムに、先のかしめ接合作業のときの残留損傷がある可能性がある。その上、かしめ接合作業の衝撃荷重が、壊れ易いギア鋼内に伝わる。第五は、ギアを浸炭させた後、クランプナットを受け入れるためにねじ山を有するギアステムの端部が壊れ易くなり、破損を防ぐために焼き鈍しする必要があるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ギアボックス潤滑油の漏れ路の数を減らすことができる、改善された軸線方向にコンパクトなギアボックスの提供が望まれている。より安価でより製造が容易であるが、より強固な、軸線方向にコンパクトなギアボックスの提供も望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、回転運動を駆動部材から被駆動部材に伝達するためのギアボックスが提供される。ギアボックスは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたピニオンギアとを含む。ピニオンギアは、駆動部材と係合するようになっており、ピニオンギア内を通る軸線方向ボアを定めるようになっている。ピニオンギアは、駆動部材の回転に応じて回転するようになっている。ギアボックスは、ピニオンギアの軸線方向ボア内を通って延び、且つピニオンギアの回転に応じて回転するように軸線方向ボアと係合する出力部材を含む。出力部材は、出力部材が被駆動部材と係合するような、ハウジングの外側の位置まで延びる。クランプナットが、出力部材に螺合可能に連結され、且つ出力部材とピニオンギアを互いに保持するピニオンギアに当接する。軸受けが、ピニオンギアとハウジングの間に半径方向に配置され、ピニオンギアと出力部材を回転可能に支持する。
【０００９】
本発明の他の形態によれば、ギアボックスは、内側キャビティを定めるハウジングを含む。入力シャフトが、内側キャビティ内に配置され、第１軸線に沿って延びる。入力シャフトは、これと共に第１軸線周りに回転可能なリングギアを含む。ピニオンギアが、内側キャビティ内に配置され、第１軸線とほぼ直角な第２軸線に沿って延びる。ピニオンギアは、リングギアと噛み合い係合するギア部と、第２軸線に沿ってギア部から軸線方向に延びる管状ギアステムとを含む。ピニオンギアは、入力シャフトの第１軸線周りの回転に応じて第２軸線周りに回転する。出力部材が、ハウジングの外側に配置された出力フランジと、管状ギアステムを通って第２軸線に沿って出力フランジから軸線方向に延びる出力ステムとを含む。出力ステムは、管状ギアステムと係合し、これにより、ピニオンギアの第２軸線周りの回転に応じて出力部材を第２軸線周りで回転させる。クランプナットが、出力ステムに螺合可能に連結され、出力部材とピニオンギアを互いに保持する、ピニオンギアのギア部に当接する。第１軸受け及び第２軸受けが、管状ギアステムとハウジングの間に半径方向に配置され、ピニオンギアと出力部材を回転可能に支持する。
【００１０】
本発明の更なる形態によれば、駆動部材の回転運動を被駆動部材に伝達するためのギアボックスが提供される。ギアボックスは、ハウジングを含む。ピニオンギアが、ギア部と、ギア部からねじ山付き遠位端まで延びる管状ステムとを含む。管状ギアステムは、第１周面及び第２周面と、キー溝を有する内面を有する軸線方向ボアとを定める。ピニオンギアは、駆動部材の回転に応じて回転する。軸受け支持体が、ハウジングに固定されている。軸受け支持体は、第１周方向軸受け面及び第２周方向軸受け面を定める。第１軸受け及び第２軸受けが、軸受け支持体の第１周方向軸受け面及び第２周方向軸受け面と、管状ギアステムの第１周面及び第２周面との間に周方向に配置されている。クランプナットが、管状ギアステムのねじ山付き遠位端に螺合可能に連結され、ピニオンギアのギア部と軸受け支持体との間で第１軸受けを予め荷重する。クランプナットは、クランプナットと軸受け支持体との間で第２軸受けを予め荷重する。出力部材が、管状ギアステムの軸線方向ボア内を通って延びる。出力部材は、出力部材が被駆動部材と係合するようになったハウジングの外側の位置まで延びる。出力部材は、ピニオンギアの回転に応じて回転する。
【００１１】
本発明の利点は容易に理解することができ、さらにこの利点は、以下の詳細な説明を添付図面と共に参照することでより良く理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術によるギアボックスを示す断面図である。
【図２】従来技術によるコンパクトギアボックスの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるギアボックスの端面図である。
【図４】図３の線４−４に沿った断面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った断面図である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるギアボックスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について説明する前に、明確化のために、図１及び２を参照して、一対の、従来のギアボックス組立体について説明する。図１を参照して、入力シャフト１２からの回転運動の形態の動力を出力部材１４に伝達するためのギアボックス１０を全体的に１０で示す。ギアボックス１０は、入力シャフト１２と、ピニオンギア２０を収容するための内側キャビティ１８を構成するハウジング１６を含む。ピニオンギア２０は、入力シャフト１２に対してほぼ直角に延び、ギア部２２と細長いギアステム２４とを含む。リングギア２６が、入力シャフト１２に連結され、入力シャフト１２と共に回転するようになっている。リングギア２６は、入力シャフト１２の回転を、ピニオンギア２０の回転にするために、ピニオンギア２０のギア部２２と噛み合い係合するように配置されている。出力部材１４は、出力フランジ２８と、内側にキー溝を有する管状出力ステム３０とを含む。ギアステム２４の端部３２は、内側にキー溝を有する出力ステム３０と係合するように、外側にキー溝が設けられており、ピニオンギア２０の回転を、出力部材１４の回転にするようになっている。ピニオンギア２０は、ギアステム２４とハウジング１６の間で半径方向に配置された第１軸受け３４及び第２軸受け３６によって、その長さにわたって回転可能に支持されている。出力部材１４とピニオンギア２０を互いに保持するために、クランプナット（図示せず）が、ギアステム２４の端部３２に螺合されている。出力部材とハウジングの間からギアボックス潤滑油が漏れるのを防止するために、シール３８が、出力部材１４とハウジング１６の間に配置されている。ピニオンギア２０と出力部材１４は、ギアボックス１０の軸線方向長さを定める。
【００１４】
図２を参照して、回転運動の動力を、出力シャフト４２から出力部材４４に伝えるための、軸線方向にコンパクトなギアボックスを全体的に４０で示す。ギアボックス４０は、入力シャフト４２とピニオンギア５０を収容するための内側キャビティ４８を定めるためのハウジング４６を含む。ピニオンギア５０は、入力シャフト４２に対してほぼ直角に延び、図１の細長いギアステム２４よりも比較的短いギア部５２及びギアステム５４を含む。リングギア（図示せず）が、入力シャフトと共に回転するために、入力シャフト４２に連結される。リングギアは、入力シャフト４２の回転をピニオンギア５０の回転に伝達するために、ピニオンギア５０のギア部分と噛み合い係合するように配置されている。出力部材４４は、出力フランジ５６と、内側にキー溝を有する管状出力ステム５８を含む。ギアステム５４は、内側にキー溝を有する出力ステム２８と係合するために、その長さに亘って外側にキー溝が設けられており、ピニオンギア５０の回転を、出力部材４４の回転にするようになっている。より具体的には、出力ステム５８は、ギアステム５４と重なり、且つギアステム５４と係合する。従って、出力部材４４及びピニオンギア５０は、出力ステム５８とハウジング４６の間で半径方向に配置された第１軸受け６０及び第２軸受け６２によって回転可能に支持されている。出力部材４４とピニオンギア５０を互いに保持するために、クランプナット６４が、ギアステム５４の端部６６に螺合される。出力フランジとハウジングの間からギアボックス潤滑油が漏れるのを防止するために、出力フランジ５６とハウジング４６の間にシール６８が配置されている。ピニオンギア５０、出力部材４４及びクランプナット６４は、ギアボックス４０の軸線方向長さを定める。
【００１５】
図３乃至６を参照して本発明の第１実施形態について説明する。回転運動の形態の動力を駆動部材又は入力シャフト１０２から出力部材１０４に伝達するためのギアボックスを全体的に１００で示す。ギアボックス１００は、入力シャフト１０２とピニオンギア１１０を収容するための内側キャビティ１０８を構成するハウジング１０６を含む。入力シャフト１０２は、長手方向に延び、第１軸線Ａを構成する。ピニオンギア１１０は、ギア部１１２と、入力シャフト１０２とほぼ直角に延び第２軸線Ｂを定める管状ギアステム１１４とを含むように形成される。
【００１６】
リングギア１１６が、入力シャフト１０２と共に回転するために、入力シャフト１０２に連結されている。リングギア１１６は、ピニオンギア１１０のギア部１１２と噛み合い係合するように配置されている。ピニオンギア１１０は、本発明の範囲から逸脱せずに、ハイポイドピニオンギア、ベベルピニオンギア、又は螺旋ベベルピニオンギアのような種々のピニオンギアの何れであってもよいことが分かる。ピニオンギア１１０は、その中を貫通する軸線方向ボア１１８を定め、ピニオンギア１１０がギアボックス１００内に組み付けられたときに第２軸線Ｂと同軸になる。ギアステム１１４の軸線方向ボア１１８は、以下でより詳細に説明するように、出力部材１０４と係合するための、キー溝を有する内表面１２０を含む。ギアステム１１４は、ギア部１１２に隣接した近位端１２２と、反対側の遠位端１２４の間で延びる。図示の実施形態では、ギアステム１１４は、その近位端１２２に第１周面を、その遠位端１２４に第２周面を含む。第１周面１２６の直径は、第２周面１２８の直径よりも長い。ピニオンギア１１０は、全体的にハウジング１０６内に収容される。
【００１７】
出力部材１０４は、ディスク状の出力フランジ１３０と、軸線方向に延び且つ出力部材１０４をギアボックス１００内に組み付けたときに第２軸線Ｂと同軸な中実出力ステム１３２とを含んで形成される。出力フランジ１３０は、内側面１３４と外側面１３６とを含む。内側面１３４は、第２軸線Ｂと同軸の第１周方向シール面１３８を含むように形成される。外側面１３６は、被駆動部材（図示せず）と係合するようになっている。出力ステム１３２は、ギアステム１１４内に挿入されたときにギアステム１１４のキー溝を有する内面１２０と係合するためのキー溝を有する外面１４０を含む。出力ステム１３２は、出力フランジ１３０の内側面１３４に隣接する近位端１４２と、反対側の遠位端１４４との間で延びる。出力ステム１３２の遠位端１４４は、ねじ山付き部分１４６を含む。ギアボックス１００を組み立てたとき、出力ステム１３２は、キー溝を有する外面１４０がキー溝を有する内面１２０と係合するように、ピニオンギア１１０の軸線方向ボア１１８を通って延びる。ギアステム１１４の遠位端１２４は、出力ステム１３２の近位端１４２、及び出力フランジ１３０の内側面１３４に隣接している。出力ステム１３２の遠位端１４４は、ピニオンギア１１０のギア部１１２に隣接している。スペーサ１４８が、出力ステム１３２の周りで周方向に延び、出力フランジ１３０の内側面１３４と、ギアステム１１４の遠位端１２４との間に配置されている。クランプナット１５０が、出力部材１０４とピニオンギア１１０を互いに固定するために、出力ステム１３２のねじ山付き部分１４６と螺合可能に係合している。クランプナット１５０のスラスト面は、ピニオンギア１１０のギア部１１２の凹面１５２に係合する。
【００１８】
ピニオンギア１１０、及び出力部材１０４は、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６によって、ハウジング１０６内に回転可能に支持されている。軸受け支持体１５８が、複数のねじ又はボルト１６１のような取り付けのための適当な手段によって、ハウジング１０６の開口１６０に固定されている。軸受け支持体１５８は、第１周方向軸受け面１６２、第２周方向軸受け面１６４、及び第２周方向シール面１６６を含む。第１軸受け面１６２及び第２軸受け面１６４は、これらの間の周方向壁によって隔てられている。第２シール面１６６は、第２軸受け面１６４に隣接して配置されている。第１軸受け面１６２及び第２軸受け面１６４、並びに第２シール面１６６は、第２軸線Ｂと同軸である。図示の実施形態では、第１軸受け面１６２の直径は、第２シール面１６６の直径よりも長く、且つ第２軸受け面１６４の直径は、第２シール面１６６の直径よりも短い。
【００１９】
ギアボックス１００を組み立てたとき、第１軸受け面１６２と第２軸受け面１６４は、ギアステム１１４の第１周面１２６と第２周面１２８と、各々周方向に間隔を隔て、且つ向かい合う。さらに、軸受け支持体１５８の第２シール面１６６は、出力部材１０４の第１シール面１３８と間隔を隔て、且つ向かい合う。第１軸受け１５４は、ギアステム１１４の第１周面１２６及び軸受け支持体１５８の第１軸受け面１６２の間に周方向に配置され、且つこれらに係合する。第１軸受け１５４は、ピニオンギア１１０のギア部１１２と、軸受け支持体１５８の壁１６８の第１側１７０との間に、軸線方向に配置されている。第２軸受け１５６は、ギアステム１１４の第２周面１２８と、軸受け支持体１５８の第２軸受け面１６４との間に、軸線方向に配置され、且つこれらに直接係合する。第２軸受け１５６は、出力フランジ１３０の内側面１３４と、軸受け支持体１５８の壁１６８の第２側１７２の間に、軸線方向に配置される。一次シール１７４が、出力部材１０４の第１シール面１３８と、軸受け支持体１５８の第２シール面１６６との間に配置されている。出力フランジ１３０は、一次シール１７４を保護するために、一次シール１７４を出力フランジ１３０と軸受け支持体１５８との間に閉じ込める破片ディフレクター１７５を含む。一次シール１７４は、ギアボックス潤滑油が、開口１６０を通ってハウジング１０６から漏れるのを防止する。
【００２０】
ピニオンギア１１０と出力部材１０４は、ギアボックス１００とは別々に予め組み立てられ、ピニオンギア組立体１７６の一部としてギアボックス組立体１００に取り付けられる。ピニオンギア組立体１７６は、ピニオンギア１１０と、出力部材１０４と、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６と、スペーサ１４８と、軸受け支持体１５８と、一次シール１７４とを含む。ピニオンギア組立体１７６を組み立てるために、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６を、軸受け支持体１５８の対応する第１軸受け面１６２及び第２軸受け面１６４内に押し込む。次いで、第１軸受け１５４の軸線方向ボアがギアステム１１４の第１周面１２６に着座し、且つ第２軸受け１５６の軸線方向ボアがギアステム１１４の第２周面１２８に着座するように、ギアステム１１４を第１軸受け１５４の軸線方向ボア及び第２軸受け１５６の軸線方向ボア内に挿入する。次いで、ピニオンギア１１０と、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６に目標軸線方向荷重（a target axial load）を加えて第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６を圧縮し、積み重ねられたものから他のコンプライアンスを取り除く。ピニオンギア１１０と、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６が目標軸線方向荷重を受けている間、第２軸受け１５６の外端からギアステム１１４の遠位端１２４までを測定する。この測定でスペーサ１４８の厚みを定める。予め決定された厚さのスペーサ１４８を、出力ステム１３２の周りの、出力フランジ１３０の内側面１３４の隣に装着し、一次シール１７４を、出力フランジ１３０の第１シール面１３８の周りに着座させる。次いで出力ステム１３２を、ピニオンギア１１０の軸線方向ボア１１８に挿入して、出力ステム１３２のキー溝を有する外面１４０を、ギアステム１１４のキー溝を有する内面１２０と係合する。一次シール１７４が軸受け支持体１５８の第２シール面１６６に着座するまで、出力ステム１３２を挿入する。クランプナット１５０を、出力ステム１３２のねじ山付き部分１４６に螺合して締めて、ピニオンギア組立体１７６を、ピニオンギア組立体１７６が目標軸線方向荷重のもとで有していた寸法に戻す。従って、第１軸受け１５４と第２軸受け１５６の予荷重は、セットアップ中に加えられていた目標軸線方向荷重と一致する。最後に、ピニオンギア１１０をハウジング１０６の開口１６０に挿入し、複数のボルト１６１によって軸受け支持体１５８をハウジング１０６に連結する。
【００２１】
上述のギアボックス１００は、従来技術に対して複数の利点を有し、その内の幾つかを非限定的にここに開示する。第一に、クランプナット１５０がハウジング１０６の外側ではなく、内側に配置されているので、クランプナット１５０は、ギアボックス１００の軸線方向の長さに加算されない。第二に、クランプナット１５０がハウジング１０６の内側に配置されていないので、従来技術で特定した、クランプナット、ギアステム、及び出力フランジの間の接触部の漏れ路が無くなる。第三に、管状ギアステム１１４の比較的大きい直径は、従来技術で開示されている中実ギアステム２４，２５と比較してより高い強度を有する。第四に、管状ギアステム１１４は、出力部材１０４のために使用されるより安価な材料と置き換えられるので、高価なギア鋼の量を減らす。第五に、クランプナット１５０のスラスト面が、従来技術で開示された、硬化されていない又はこれを着座させるために硬化させる必要がある出力部材１０４ではなく、硬化ギア鋼で作られた、ピニオンギア１１０の凹面１５２に着座する。第六に、必要であれば、従来技術に開示されているようにギアステム１１４の硬化ギア鋼を用いるのではなく、クランプナット１５０を出力ステム１３２に対してかしめ接合する。従って、ピニオンギア組立体１７６の分解が必要となり、且つピニオンギア１１０を再利用する場合、クランプナット１５０がギアステム１１４にかしめ接合されないので、先のかしめ動作からのピニオンギア１１０の残留損傷の可能性はない。第七に、クランプナット１５０は、ギアステム１１４ではなく出力ステム１３２に螺合されるので、従来技術に開示されているように、ギアステム１１４の端部のねじ山付き部分を焼き鈍しする必要がない。第八に、高荷重下にある、ピニオンギア１１０のギア部１１２に隣接した、第１軸受け１５４の軸線方向ボアは、第２軸受け１５６の軸線方向ボアよりも大きい。これに対して、図２に開示されたギアボックス４０の、より高荷重下の第１軸受け６０は、組み立てを可能にするために、第２軸受け６２の軸線方向ボアと同じ、又はこれよりも小さい軸線方向ボアを有していなければならない。
【００２２】
プライム符号付きの同じ参照番号が、上述のものと同様の要素を示す図７を参照すると、第二の実施形態のギアボックス１００’では、ギアステム１１４’の遠位端１２４’が、外側にねじ山付き部分１７８を有する。第一の実施形態のように、ピニオンギア１１０’が、その中を通る軸線方向ボア１１８’を構成し、ピニオンギア１１０’がギアボックス１００’に組み付けられたときに第２軸線Ｂ’と同軸となる。出力部材（図示せず）が、ピニオンギア１１０’とのキー溝を用いた係合のために、ピニオンギア１１０’の軸線方向ボア１１８’内に延びる。ギア部１１２’に隣接したギアステム１１４’の近位端１２２’は、バネプラグ１８０によって閉じられている。バネプラグ１８０は、ピニオンギア１１０’を通ってハウジング１０６’からギアボックス潤滑油が漏れるのを防止するために、ギアステム１１４’の近位端１２２’を密封する。バネプラグ１８０は、ピニオンギア１１０’の一部として一体形成された材料の壁であってもよい。ピニオンギア１１０’及び出力部材は、第１軸受け１５４’及び第２軸受け１５６’によってハウジング１０６’内に回転可能に支持されている。より具体的には、第１軸受け１５４’及び第２軸受け１５６’は、ピニオンギア１１０’のギアステム１１４’とハウジング１０６’に固定された軸受け支持体１５８’の間に半径方向に配置されている。
【００２３】
第１軸受け１５４’及び第２軸受け１５６’、ピニオンギア１１０’、及び軸受け支持体１５８’を互いに保持するために、クランプナット１８２が、ギアステム１１４’の外側にねじ山が設けられた部分１７８に、螺合可能に連結されている。スペーサ１８４が、ギアステム１１４’の周りで周方向に延び、クランプナット１８２の内側面１８６と第２軸受け１５６’の外側面１８８の間に配置されている。クランプナット１８２の内側面１８６は、第１周方向シール面１３８’を含むように形成される。一次シール１７４’が、クランプナット１８２の第１シール面１３８’と軸受け支持体１５８’の第２シール面１６６’との間に配置されている。一次シール１７４’を保護するために、クランプナット１８２は、クランプナット１８２と軸受け支持体１５８’との間の一次シール１７４’を閉じ込める破片ディフレクター１７５’を含む。
【００２４】
本発明を例示の方法で説明したが、使用した用語は、限定的ではなく、説明のための文言としての性質を有することを理解する必要がある。本発明について多数の修正及び変更が、上述の開示の範囲内で可能である。従って、本発明は、具体的に列挙したもの以外でも実施できることを理解すべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸線方向にコンパクトな設計のギアボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ギアボックスは、原動機出力シャフト（例えば、モータ駆動シャフト）のトルクを増大させながら速度を落とすために使用される。これは、ギアボックスの出力シャフトが入力シャフトよりも遅く回転することを意味する。速度の減少は、トルクを増大させる機械的利点をもたらす。変形として、ギアボックスを逆に動くように設定して、シャフト速度を増大させてトルクを減少させることもできる。いくつかの簡単なギアボックスは、単に動力を伝達する物理的方向を変えるだけである。
【０００３】
自動車の小型化及び厳しくなった燃費基準によって、車両の主要部品の大きさ及び重さは、非常に重要となった。自動車の動力伝達経路で使用されるギアボックスは、通常、大型でかさばる。従って、このようなギアボックスの大きさ及び重さを減らすことが強く望まれている。
【０００４】
従来のギアボックス設計は、ギア部及び軸線方向に延びるギアステムを収容するためのハウジングを含む。ギアは、ギアステムとハウジングの間に離れて半径方向に配置された一対の軸受けによって支持される。ギアステムは、出力フランジを有する出力部材と係合するための外側にキー溝を有する、ギア部から離れた端部と、内側にキー溝を有する軸線方向に延びる出力ステムとを含む。ギアステムは、出力ステムを貫通して延び、出力部材とギアを互いに保持するためにギアステムの端部にクランプナットが螺合される。従って、従来のギアボックス設計では、ギアボックスハウジングの軸線方向の長さがギア及び出力部材の軸線方向の長さによって決まっていた。
【０００５】
ギアボックスハウジングの軸線方向の長さを短くするために、軸線方向に延びるギアステムを短くし、その長さに亘ってキー溝を付けることができる。内側にキー溝を有し、軸線方向に延びる出力ステムは、外側にキー溝を有するギアステムに重なり、これと係合する。従って、離れた軸受けは、出力ステムとハウジングの間で、周方向に配置される。
【０００６】
公知のギアボックス設計では、いくつかの不利な点がある。第一は、ハウジングの外側に配置されたクランプナットが、ギアボックスの軸線方向の長さを長くすることである。第二は、出力フランジに隣接するハウジングの端部に、２つの別々のギアボックス潤滑油の漏れ路が存在することである。第１漏れ路は、出力フランジとハウジングの間に存在する。第２漏れ路は、クランプナット、ギアステム、及び出力フランジの間の接触部に存在する。第三は、クランプナットのスラスト面が出力フランジに対して着座するが、出力フランジは硬化材料ではなく、またはクランプナットを着座させるために硬化させる必要があることである。第四は、クランプナットが外れるのを防止するために、クランプナットをギアステムにかしめ接合する必要がある場合があるからである。クランプナットをギアステムの硬化ギア鋼にかしめ接合すると、接合強度が減少する。クランプナットとギアステムを分解し、ギアステムを再利用する必要がある場合、ギアステムに、先のかしめ接合作業のときの残留損傷がある可能性がある。その上、かしめ接合作業の衝撃荷重が、壊れ易いギア鋼内に伝わる。第五は、ギアを浸炭させた後、クランプナットを受け入れるためにねじ山を有するギアステムの端部が壊れ易くなり、破損を防ぐために焼き鈍しする必要があるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ギアボックス潤滑油の漏れ路の数を減らすことができる、改善された軸線方向にコンパクトなギアボックスの提供が望まれている。より安価でより製造が容易であるが、より強固な、軸線方向にコンパクトなギアボックスの提供も望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、回転運動を駆動部材から被駆動部材に伝達するためのギアボックスが提供される。ギアボックスは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたピニオンギアとを含む。ピニオンギアは、駆動部材と係合するようになっており、ピニオンギア内を通る軸線方向ボアを定めるようになっている。ピニオンギアは、駆動部材の回転に応じて回転するようになっている。ギアボックスは、ピニオンギアの軸線方向ボア内を通って延び、且つピニオンギアの回転に応じて回転するように軸線方向ボアと係合する出力部材を含む。出力部材は、出力部材が被駆動部材と係合するような、ハウジングの外側の位置まで延びる。クランプナットが、出力部材に螺合可能に連結され、且つ出力部材とピニオンギアを互いに保持するピニオンギアに当接する。軸受けが、ピニオンギアとハウジングの間に半径方向に配置され、ピニオンギアと出力部材を回転可能に支持する。
【０００９】
本発明の他の形態によれば、ギアボックスは、内側キャビティを定めるハウジングを含む。入力シャフトが、内側キャビティ内に配置され、第１軸線に沿って延びる。入力シャフトは、これと共に第１軸線周りに回転可能なリングギアを含む。ピニオンギアが、内側キャビティ内に配置され、第１軸線とほぼ直角な第２軸線に沿って延びる。ピニオンギアは、リングギアと噛み合い係合するギア部と、第２軸線に沿ってギア部から軸線方向に延びる管状ギアステムとを含む。ピニオンギアは、入力シャフトの第１軸線周りの回転に応じて第２軸線周りに回転する。出力部材が、ハウジングの外側に配置された出力フランジと、管状ギアステムを通って第２軸線に沿って出力フランジから軸線方向に延びる出力ステムとを含む。出力ステムは、管状ギアステムと係合し、これにより、ピニオンギアの第２軸線周りの回転に応じて出力部材を第２軸線周りで回転させる。クランプナットが、出力ステムに螺合可能に連結され、出力部材とピニオンギアを互いに保持する、ピニオンギアのギア部に当接する。第１軸受け及び第２軸受けが、管状ギアステムとハウジングの間に半径方向に配置され、ピニオンギアと出力部材を回転可能に支持する。
【００１０】
本発明の更なる形態によれば、駆動部材の回転運動を被駆動部材に伝達するためのギアボックスが提供される。ギアボックスは、ハウジングを含む。ピニオンギアが、ギア部と、ギア部からねじ山付き遠位端まで延びる管状ステムとを含む。管状ギアステムは、第１周面及び第２周面と、キー溝を有する内面を有する軸線方向ボアとを定める。ピニオンギアは、駆動部材の回転に応じて回転する。軸受け支持体が、ハウジングに固定されている。軸受け支持体は、第１周方向軸受け面及び第２周方向軸受け面を定める。第１軸受け及び第２軸受けが、軸受け支持体の第１周方向軸受け面及び第２周方向軸受け面と、管状ギアステムの第１周面及び第２周面との間に周方向に配置されている。クランプナットが、管状ギアステムのねじ山付き遠位端に螺合可能に連結され、ピニオンギアのギア部と軸受け支持体との間で第１軸受けを予め荷重する。クランプナットは、クランプナットと軸受け支持体との間で第２軸受けを予め荷重する。出力部材が、管状ギアステムの軸線方向ボア内を通って延びる。出力部材は、出力部材が被駆動部材と係合するようになったハウジングの外側の位置まで延びる。出力部材は、ピニオンギアの回転に応じて回転する。
【００１１】
本発明の利点は容易に理解することができ、さらにこの利点は、以下の詳細な説明を添付図面と共に参照することでより良く理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術によるギアボックスを示す断面図である。
【図２】従来技術によるコンパクトギアボックスの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるギアボックスの端面図である。
【図４】図３の線４−４に沿った断面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った断面図である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるギアボックスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について説明する前に、明確化のために、図１及び２を参照して、一対の、従来のギアボックス組立体について説明する。図１を参照して、入力シャフト１２からの回転運動の形態の動力を出力部材１４に伝達するためのギアボックス１０を全体的に１０で示す。ギアボックス１０は、入力シャフト１２と、ピニオンギア２０を収容するための内側キャビティ１８を構成するハウジング１６を含む。ピニオンギア２０は、入力シャフト１２に対してほぼ直角に延び、ギア部２２と細長いギアステム２４とを含む。リングギア２６が、入力シャフト１２に連結され、入力シャフト１２と共に回転するようになっている。リングギア２６は、入力シャフト１２の回転を、ピニオンギア２０の回転にするために、ピニオンギア２０のギア部２２と噛み合い係合するように配置されている。出力部材１４は、出力フランジ２８と、内側にキー溝を有する管状出力ステム３０とを含む。ギアステム２４の端部３２は、内側にキー溝を有する出力ステム３０と係合するように、外側にキー溝が設けられており、ピニオンギア２０の回転を、出力部材１４の回転にするようになっている。ピニオンギア２０は、ギアステム２４とハウジング１６の間で半径方向に配置された第１軸受け３４及び第２軸受け３６によって、その長さにわたって回転可能に支持されている。出力部材１４とピニオンギア２０を互いに保持するために、クランプナット（図示せず）が、ギアステム２４の端部３２に螺合されている。出力部材とハウジングの間からギアボックス潤滑油が漏れるのを防止するために、シール３８が、出力部材１４とハウジング１６の間に配置されている。ピニオンギア２０と出力部材１４は、ギアボックス１０の軸線方向長さを定める。
【００１４】
図２を参照して、回転運動の動力を、出力シャフト４２から出力部材４４に伝えるための、軸線方向にコンパクトなギアボックスを全体的に４０で示す。ギアボックス４０は、入力シャフト４２とピニオンギア５０を収容するための内側キャビティ４８を定めるためのハウジング４６を含む。ピニオンギア５０は、入力シャフト４２に対してほぼ直角に延び、図１の細長いギアステム２４よりも比較的短いギア部５２及びギアステム５４を含む。リングギア（図示せず）が、入力シャフトと共に回転するために、入力シャフト４２に連結される。リングギアは、入力シャフト４２の回転をピニオンギア５０の回転に伝達するために、ピニオンギア５０のギア部分と噛み合い係合するように配置されている。出力部材４４は、出力フランジ５６と、内側にキー溝を有する管状出力ステム５８を含む。ギアステム５４は、内側にキー溝を有する出力ステム２８と係合するために、その長さに亘って外側にキー溝が設けられており、ピニオンギア５０の回転を、出力部材４４の回転にするようになっている。より具体的には、出力ステム５８は、ギアステム５４と重なり、且つギアステム５４と係合する。従って、出力部材４４及びピニオンギア５０は、出力ステム５８とハウジング４６の間で半径方向に配置された第１軸受け６０及び第２軸受け６２によって回転可能に支持されている。出力部材４４とピニオンギア５０を互いに保持するために、クランプナット６４が、ギアステム５４の端部６６に螺合される。出力フランジとハウジングの間からギアボックス潤滑油が漏れるのを防止するために、出力フランジ５６とハウジング４６の間にシール６８が配置されている。ピニオンギア５０、出力部材４４及びクランプナット６４は、ギアボックス４０の軸線方向長さを定める。
【００１５】
図３乃至６を参照して本発明の第１実施形態について説明する。回転運動の形態の動力を駆動部材又は入力シャフト１０２から出力部材１０４に伝達するためのギアボックスを全体的に１００で示す。ギアボックス１００は、入力シャフト１０２とピニオンギア１１０を収容するための内側キャビティ１０８を構成するハウジング１０６を含む。入力シャフト１０２は、長手方向に延び、第１軸線Ａを構成する。ピニオンギア１１０は、ギア部１１２と、入力シャフト１０２とほぼ直角に延び第２軸線Ｂを定める管状ギアステム１１４とを含むように形成される。
【００１６】
リングギア１１６が、入力シャフト１０２と共に回転するために、入力シャフト１０２に連結されている。リングギア１１６は、ピニオンギア１１０のギア部１１２と噛み合い係合するように配置されている。ピニオンギア１１０は、本発明の範囲から逸脱せずに、ハイポイドピニオンギア、ベベルピニオンギア、又は螺旋ベベルピニオンギアのような種々のピニオンギアの何れであってもよいことが分かる。ピニオンギア１１０は、その中を貫通する軸線方向ボア１１８を定め、ピニオンギア１１０がギアボックス１００内に組み付けられたときに第２軸線Ｂと同軸になる。ギアステム１１４の軸線方向ボア１１８は、以下でより詳細に説明するように、出力部材１０４と係合するための、キー溝を有する内表面１２０を含む。ギアステム１１４は、ギア部１１２に隣接した近位端１２２と、反対側の遠位端１２４の間で延びる。図示の実施形態では、ギアステム１１４は、その近位端１２２に第１周面を、その遠位端１２４に第２周面を含む。第１周面１２６の直径は、第２周面１２８の直径よりも長い。ピニオンギア１１０は、全体的にハウジング１０６内に収容される。
【００１７】
出力部材１０４は、ディスク状の出力フランジ１３０と、軸線方向に延び且つ出力部材１０４をギアボックス１００内に組み付けたときに第２軸線Ｂと同軸な中実出力ステム１３２とを含んで形成される。出力フランジ１３０は、内側面１３４と外側面１３６とを含む。内側面１３４は、第２軸線Ｂと同軸の第１周方向シール面１３８を含むように形成される。外側面１３６は、被駆動部材（図示せず）と係合するようになっている。出力ステム１３２は、ギアステム１１４内に挿入されたときにギアステム１１４のキー溝を有する内面１２０と係合するためのキー溝を有する外面１４０を含む。出力ステム１３２は、出力フランジ１３０の内側面１３４に隣接する近位端１４２と、反対側の遠位端１４４との間で延びる。出力ステム１３２の遠位端１４４は、ねじ山付き部分１４６を含む。ギアボックス１００を組み立てたとき、出力ステム１３２は、キー溝を有する外面１４０がキー溝を有する内面１２０と係合するように、ピニオンギア１１０の軸線方向ボア１１８を通って延びる。ギアステム１１４の遠位端１２４は、出力ステム１３２の近位端１４２、及び出力フランジ１３０の内側面１３４に隣接している。出力ステム１３２の遠位端１４４は、ピニオンギア１１０のギア部１１２に隣接している。スペーサ１４８が、出力ステム１３２の周りで周方向に延び、出力フランジ１３０の内側面１３４と、ギアステム１１４の遠位端１２４との間に配置されている。クランプナット１５０が、出力部材１０４とピニオンギア１１０を互いに固定するために、出力ステム１３２のねじ山付き部分１４６と螺合可能に係合している。クランプナット１５０のスラスト面は、ピニオンギア１１０のギア部１１２の凹面１５２に係合する。
【００１８】
ピニオンギア１１０、及び出力部材１０４は、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６によって、ハウジング１０６内に回転可能に支持されている。軸受け支持体１５８が、複数のねじ又はボルト１６１のような取り付けのための適当な手段によって、ハウジング１０６の開口１６０に固定されている。軸受け支持体１５８は、第１周方向軸受け面１６２、第２周方向軸受け面１６４、及び第２周方向シール面１６６を含む。第１軸受け面１６２及び第２軸受け面１６４は、これらの間の周方向壁によって隔てられている。第２シール面１６６は、第２軸受け面１６４に隣接して配置されている。第１軸受け面１６２及び第２軸受け面１６４、並びに第２シール面１６６は、第２軸線Ｂと同軸である。図示の実施形態では、第１軸受け面１６２の直径は、第２シール面１６６の直径よりも長く、且つ第２軸受け面１６４の直径は、第２シール面１６６の直径よりも短い。
【００１９】
ギアボックス１００を組み立てたとき、第１軸受け面１６２と第２軸受け面１６４は、ギアステム１１４の第１周面１２６と第２周面１２８と、各々周方向に間隔を隔て、且つ向かい合う。さらに、軸受け支持体１５８の第２シール面１６６は、出力部材１０４の第１シール面１３８と間隔を隔て、且つ向かい合う。第１軸受け１５４は、ギアステム１１４の第１周面１２６及び軸受け支持体１５８の第１軸受け面１６２の間に周方向に配置され、且つこれらに係合する。第１軸受け１５４は、ピニオンギア１１０のギア部１１２と、軸受け支持体１５８の壁１６８の第１側１７０との間に、軸線方向に配置されている。第２軸受け１５６は、ギアステム１１４の第２周面１２８と、軸受け支持体１５８の第２軸受け面１６４との間に、軸線方向に配置され、且つこれらに直接係合する。第２軸受け１５６は、出力フランジ１３０の内側面１３４と、軸受け支持体１５８の壁１６８の第２側１７２の間に、軸線方向に配置される。一次シール１７４が、出力部材１０４の第１シール面１３８と、軸受け支持体１５８の第２シール面１６６との間に配置されている。出力フランジ１３０は、一次シール１７４を保護するために、一次シール１７４を出力フランジ１３０と軸受け支持体１５８との間に閉じ込める破片ディフレクター１７５を含む。一次シール１７４は、ギアボックス潤滑油が、開口１６０を通ってハウジング１０６から漏れるのを防止する。
【００２０】
ピニオンギア１１０と出力部材１０４は、ギアボックス１００とは別々に予め組み立てられ、ピニオンギア組立体１７６の一部としてギアボックス組立体１００に取り付けられる。ピニオンギア組立体１７６は、ピニオンギア１１０と、出力部材１０４と、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６と、スペーサ１４８と、軸受け支持体１５８と、一次シール１７４とを含む。ピニオンギア組立体１７６を組み立てるために、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６を、軸受け支持体１５８の対応する第１軸受け面１６２及び第２軸受け面１６４内に押し込む。次いで、第１軸受け１５４の軸線方向ボアがギアステム１１４の第１周面１２６に着座し、且つ第２軸受け１５６の軸線方向ボアがギアステム１１４の第２周面１２８に着座するように、ギアステム１１４を第１軸受け１５４の軸線方向ボア及び第２軸受け１５６の軸線方向ボア内に挿入する。次いで、ピニオンギア１１０と、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６に目標軸線方向荷重（a target axial load）を加えて第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６を圧縮し、積み重ねられたものから他のコンプライアンスを取り除く。ピニオンギア１１０と、第１軸受け１５４及び第２軸受け１５６が目標軸線方向荷重を受けている間、第２軸受け１５６の外端からギアステム１１４の遠位端１２４までを測定する。この測定でスペーサ１４８の厚みを定める。予め決定された厚さのスペーサ１４８を、出力ステム１３２の周りの、出力フランジ１３０の内側面１３４の隣に装着し、一次シール１７４を、出力フランジ１３０の第１シール面１３８の周りに着座させる。次いで出力ステム１３２を、ピニオンギア１１０の軸線方向ボア１１８に挿入して、出力ステム１３２のキー溝を有する外面１４０を、ギアステム１１４のキー溝を有する内面１２０と係合する。一次シール１７４が軸受け支持体１５８の第２シール面１６６に着座するまで、出力ステム１３２を挿入する。クランプナット１５０を、出力ステム１３２のねじ山付き部分１４６に螺合して締めて、ピニオンギア組立体１７６を、ピニオンギア組立体１７６が目標軸線方向荷重のもとで有していた寸法に戻す。従って、第１軸受け１５４と第２軸受け１５６の予荷重は、セットアップ中に加えられていた目標軸線方向荷重と一致する。最後に、ピニオンギア１１０をハウジング１０６の開口１６０に挿入し、複数のボルト１６１によって軸受け支持体１５８をハウジング１０６に連結する。
【００２１】
上述のギアボックス１００は、従来技術に対して複数の利点を有し、その内の幾つかを非限定的にここに開示する。第一に、クランプナット１５０がハウジング１０６の外側ではなく、内側に配置されているので、クランプナット１５０は、ギアボックス１００の軸線方向の長さに加算されない。第二に、クランプナット１５０がハウジング１０６の内側に配置されていないので、従来技術で特定した、クランプナット、ギアステム、及び出力フランジの間の接触部の漏れ路が無くなる。第三に、管状ギアステム１１４の比較的大きい直径は、従来技術で開示されている中実ギアステム２４，２５と比較してより高い強度を有する。第四に、管状ギアステム１１４は、出力部材１０４のために使用されるより安価な材料と置き換えられるので、高価なギア鋼の量を減らす。第五に、クランプナット１５０のスラスト面が、従来技術で開示された、硬化されていない又はこれを着座させるために硬化させる必要がある出力部材１０４ではなく、硬化ギア鋼で作られた、ピニオンギア１１０の凹面１５２に着座する。第六に、必要であれば、従来技術に開示されているようにギアステム１１４の硬化ギア鋼を用いるのではなく、クランプナット１５０を出力ステム１３２に対してかしめ接合する。従って、ピニオンギア組立体１７６の分解が必要となり、且つピニオンギア１１０を再利用する場合、クランプナット１５０がギアステム１１４にかしめ接合されないので、先のかしめ動作からのピニオンギア１１０の残留損傷の可能性はない。第七に、クランプナット１５０は、ギアステム１１４ではなく出力ステム１３２に螺合されるので、従来技術に開示されているように、ギアステム１１４の端部のねじ山付き部分を焼き鈍しする必要がない。第八に、高荷重下にある、ピニオンギア１１０のギア部１１２に隣接した、第１軸受け１５４の軸線方向ボアは、第２軸受け１５６の軸線方向ボアよりも大きい。これに対して、図２に開示されたギアボックス４０の、より高荷重下の第１軸受け６０は、組み立てを可能にするために、第２軸受け６２の軸線方向ボアと同じ、又はこれよりも小さい軸線方向ボアを有していなければならない。
【００２２】
プライム符号付きの同じ参照番号が、上述のものと同様の要素を示す図７を参照すると、第二の実施形態のギアボックス１００’では、ギアステム１１４’の遠位端１２４’が、外側にねじ山付き部分１７８を有する。第一の実施形態のように、ピニオンギア１１０’が、その中を通る軸線方向ボア１１８’を構成し、ピニオンギア１１０’がギアボックス１００’に組み付けられたときに第２軸線Ｂ’と同軸となる。出力部材（図示せず）が、ピニオンギア１１０’とのキー溝を用いた係合のために、ピニオンギア１１０’の軸線方向ボア１１８’内に延びる。ギア部１１２’に隣接したギアステム１１４’の近位端１２２’は、バネプラグ１８０によって閉じられている。バネプラグ１８０は、ピニオンギア１１０’を通ってハウジング１０６’からギアボックス潤滑油が漏れるのを防止するために、ギアステム１１４’の近位端１２２’を密封する。バネプラグ１８０は、ピニオンギア１１０’の一部として一体形成された材料の壁であってもよい。ピニオンギア１１０’及び出力部材は、第１軸受け１５４’及び第２軸受け１５６’によってハウジング１０６’内に回転可能に支持されている。より具体的には、第１軸受け１５４’及び第２軸受け１５６’は、ピニオンギア１１０’のギアステム１１４’とハウジング１０６’に固定された軸受け支持体１５８’の間に半径方向に配置されている。
【００２３】
第１軸受け１５４’及び第２軸受け１５６’、ピニオンギア１１０’、及び軸受け支持体１５８’を互いに保持するために、クランプナット１８２が、ギアステム１１４’の外側にねじ山が設けられた部分１７８に、螺合可能に連結されている。スペーサ１８４が、ギアステム１１４’の周りで周方向に延び、クランプナット１８２の内側面１８６と第２軸受け１５６’の外側面１８８の間に配置されている。クランプナット１８２の内側面１８６は、第１周方向シール面１３８’を含むように形成される。一次シール１７４’が、クランプナット１８２の第１シール面１３８’と軸受け支持体１５８’の第２シール面１６６’との間に配置されている。一次シール１７４’を保護するために、クランプナット１８２は、クランプナット１８２と軸受け支持体１５８’との間の一次シール１７４’を閉じ込める破片ディフレクター１７５’を含む。
【００２４】
本発明を例示の方法で説明したが、使用した用語は、限定的ではなく、説明のための文言としての性質を有することを理解する必要がある。本発明について多数の修正及び変更が、上述の開示の範囲内で可能である。従って、本発明は、具体的に列挙したもの以外でも実施できることを理解すべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転運動を駆動部材から被駆動部材に伝達するためのギアボックスであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されたピニオンギアであって、前記駆動部材と係合するようになっており、ピニオンギア内を通る軸線方向ボアを定め、前記駆動部材の回転に応じて回転するピニオンギアと、
前記ピニオンギアの前記軸線方向ボア内を通って延び、且つ当該ピニオンギアと係合する出力部材であって、前記出力部材が被駆動部材と係合するような、前記ハウジングの外側の位置まで延び、前記ピニオンギアの回転に応じて回転する出力部材と、
前記出力部材に螺合可能に連結され、且つ前記出力部材と前記ピニオンギアを互いに保持する前記ピニオンギアに当接するクランプナットと、
前記ピニオンギアと前記ハウジングの間に半径方向に配置され、前記ピニオンギアと前記出力部材を回転可能に支持する軸受けとを備えることを特徴とするギアボックス。
【請求項２】
前記出力部材は、被駆動部材と係合可能な出力フランジと、ねじ山付き遠位端を含み前記ピニオンギアの前記軸線方向ボアを通って延びる出力ステムとを含み、前記クランプナットは、前記出力部材の前記ねじ山付き遠位端に連結され、前記ピニオンギアに当接している請求項１に記載のギアボックス。
【請求項３】
前記ピニオンギアは、凹部付き表面と、管状ギアステムを有するギア部を含み、前記クランプナットは、前記ギア部の前記凹部付き表面に係合する請求項２に記載のギアボックス。
【請求項４】
前記ハウジングに固定された軸受け支持体を含み、該軸受け支持体は、軸受け周囲面を含み、前記軸受けは、前記管状ギアステムと前記軸受け支持体の前記軸受け面の間に周方向に配置されている請求項３に記載のギアボックス。
【請求項５】
前記管状ステムの第１周面及び第２周面と、前記軸受け支持体の前記第１軸受け周面及び前記第２軸受け周面の間に半径方向に配置された第１軸受け及び第２軸受けを含み、前記第１軸受け及び第２軸受けは、前記ピニオンギア及び前記出力部材を回転可能に支持する請求項４に記載のギアボックス。
【請求項６】
第１直径を有する、前記管状ギアステムの前記第１周面は、前記ギア部に隣接して配置され、前記第１直径よりも小さい第２直径を有する前記管状ギアステムの前記第２周面は、前記管状ギアステムの前記第１周面に隣接して配置されている請求項５に記載のギアボックス。
【請求項７】
前記軸受け支持体は、前記第１軸受けと前記第２軸受けとの間に配置された周方向壁を含む請求項６に記載のギアボックス。
【請求項８】
前記クランプナットを前記ピニオンギアの前記凹面に対して締めることによって、前記第１軸受けは、前記ピニオンギアの前記ギア部と前記軸受け支持体の前記周方向壁の間で予め荷重され、前記第２軸受けは、前記出力部材の前記出力フランジと前記軸受け支持体の前記周方向壁との間で予め荷重される請求項７に記載のギアボックス。
【請求項９】
前記出力フランジは、第１周方向シール面を含み、前記軸受け支持体は、前記第１周方向シール面から周方向にオフセットされた第２周方向シール面を含み、前記シールは、前記第１周方向シール面と前記第２周方向シール面の間に半径方向に配置されている、請求項８に記載のギアボックス。
【請求項１０】
前記ピニオンギアの前記管状ギアステムは、キー溝を有する内面を含み、前記出力部材の前記出力ステムは、前記管状ギアステムの前記キー溝を有する内面と係合するためのキー溝を有する外面を含む請求項９に記載のギアボックス。
【請求項１１】
前記出力ステムの周りで周方向に延びるスペーサを含み、前記スペーサは、前記出力フランジと前記管状ギアステムの間に配置されている、請求項１０に記載のギアボックス。
【請求項１２】
前記出力フランジは、前記シールを前記出力フランジと前記軸受け支持体の間に閉じ込める破片ディフレクターを含む請求項１１に記載のギアボックス。
【請求項１３】
前記ピニオンギア及び前記出力部材は、駆動部材の回転に応じて軸線周りに回転する請求項１２に記載のギアボックス。
【請求項１４】
前記管状ギアステムの前記第１周面及び前記第２周面と、前記出力フランジの前記第１周方向シール面は、前記軸線と同軸であり、前記軸受け支持体の前記第１周方向軸受け面及び前記第２周方向シール面は、前記軸線と同軸であり、前記軸受け支持体の前記第１周方向軸受け面と前記第２周方向軸受け面は、前記管状ギアステムの前記第１周面及び前記第２周面と周方向に離れており、前記軸受け支持体の前記第２周方向シール面は、前記出力フランジの前記第１周方向シール面と半径方向に離れている請求項１３に記載のギアボックス。
【請求項１５】
ギアボックスであって、
内側キャビティを定めるハウジングと、
前記内側キャビティ内に配置され、第１軸線に沿って延び、前記入力シャフトと共に前記第１軸線周りに回転可能なリングギアを含む入力シャフトと、
前記内側キャビティ内に配置され、前記第１軸線とほぼ直角な第２軸線に沿って延びるピニオンギアであって、前記リングギアと噛み合い係合するギア部と、前記第２軸線に沿って前記ギア部から軸線方向に延びる管状ギアステムとを含み、前記入力シャフトの前記第１軸線周りの回転に応じて前記第２軸線周りに回転するピニオンギアと、
前記ハウジングの外側に配置された出力フランジと、前記管状ギアステムを通って前記第２軸線に沿って前記出力フランジから軸線方向に延びる出力ステムとを含む出力部材であって、前記出力ステムは、前記管状ギアステムと係合し、これにより、前記ピニオンギアの前記第２軸線周りの回転に応じて前記出力部材を前記第２軸線周りで回転させる出力部材と、
前記出力ステムに螺合可能に連結され、前記出力部材と前記ピニオンギアを互いに保持する、前記ピニオンギアの前記ギア部に当接するクランプナットと、
前記管状ギアステムと前記ハウジングの間に半径方向に配置された第１軸受け及び第２軸受けとを含み、当該第１軸受け及び第２軸受けは、前記ピニオンギアと前記出力部材を回転可能に支持することを特徴とするギアボックス。
【請求項１６】
前記出力ステムは、前記出力フランジからねじ山付き部分を有する遠位端まで延び、前記遠位端は、前記ピニオンギアの前記ギア部に隣接する請求項１５に記載のギアボックス。
【請求項１７】
前記クランプナットは、前記出力ステムの前記遠位端の前記ねじ山部分に螺合可能に連結されている請求項１６に記載のギアボックス。
【請求項１８】
駆動部材の回転運動を被駆動部材に伝達するためのギアボックスであって、
ハウジングと、
ギア部と、前記ギア部からねじ山付き遠位端まで延びる管状ステムとを含むピニオンギアであって、前記管状ギアステムが第１周面及び第２周面と、キー溝を有する内面を有する軸線方向ボアとを定め、駆動部材の回転に応じて回転するピニオンギアと、
第１周方向軸受け面及び第２周方向軸受け面を定め、前記ハウジングに固定された軸受け支持体と、
前記軸受け支持体の前記第１周方向軸受け面及び前記第２周方向軸受け面と、前記管状ギアステムの前記第１周面及び第２周面との間に周方向に配置された第１軸受け及び第２軸受けと、
前記管状ギアステムの前記ねじ山付き遠位端に螺合可能に連結されたクランプナットであって、前記ピニオンギアの前記ギア部と前記軸受け支持体との間で前記第１軸受けを予め荷重し、前記クランプナットと前記軸受け支持体との間で前記第２軸受けを予め荷重するクランプナットと、
前記管状ギアステムの前記軸線方向ボア内を通って延びる出力部材とを含み、前記出力部材は、前記出力部材が前記被駆動部材と係合するようになった前記ハウジングの外側の位置まで延び、前記出力部材は、前記ピニオンギアの回転に応じて回転することを特徴とするギアボックス。
【請求項１９】
第１直径を有する前記管状ギアステムの前記第１周面は、前記ギア部に隣接して配置され、前記第１直径よりも短い第２直径を有する前記管状ギアステムの前記第２周面は、前記管状ギアステムの前記第１周面に隣接して配置される請求項１８に記載のギアボックス。
【請求項２０】
前記クランプナットは、第１周方向シール面を含み、前記軸受け支持体は、前記第１周方向シール面から軸線方向に離れた第２周方向シール面を含み、前記シールは、前記第１周方向シール面と前記第２周方向シール面との間に周方向に配置されている請求項１９に記載のギアボックス。
【請求項１】
回転運動を駆動部材から被駆動部材に伝達するためのギアボックスであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されたピニオンギアであって、前記駆動部材と係合するようになっており、ピニオンギア内を通る軸線方向ボアを定め、前記駆動部材の回転に応じて回転するピニオンギアと、
前記ピニオンギアの前記軸線方向ボア内を通って延び、且つ当該ピニオンギアと係合する出力部材であって、前記出力部材が被駆動部材と係合するような、前記ハウジングの外側の位置まで延び、前記ピニオンギアの回転に応じて回転する出力部材と、
前記出力部材に螺合可能に連結され、且つ前記出力部材と前記ピニオンギアを互いに保持する前記ピニオンギアに当接するクランプナットと、
前記ピニオンギアと前記ハウジングの間に半径方向に配置され、前記ピニオンギアと前記出力部材を回転可能に支持する軸受けとを備えることを特徴とするギアボックス。
【請求項２】
前記出力部材は、被駆動部材と係合可能な出力フランジと、ねじ山付き遠位端を含み前記ピニオンギアの前記軸線方向ボアを通って延びる出力ステムとを含み、前記クランプナットは、前記出力部材の前記ねじ山付き遠位端に連結され、前記ピニオンギアに当接している請求項１に記載のギアボックス。
【請求項３】
前記ピニオンギアは、凹部付き表面と、管状ギアステムを有するギア部を含み、前記クランプナットは、前記ギア部の前記凹部付き表面に係合する請求項２に記載のギアボックス。
【請求項４】
前記ハウジングに固定された軸受け支持体を含み、該軸受け支持体は、軸受け周囲面を含み、前記軸受けは、前記管状ギアステムと前記軸受け支持体の前記軸受け面の間に周方向に配置されている請求項３に記載のギアボックス。
【請求項５】
前記管状ステムの第１周面及び第２周面と、前記軸受け支持体の前記第１軸受け周面及び前記第２軸受け周面の間に半径方向に配置された第１軸受け及び第２軸受けを含み、前記第１軸受け及び第２軸受けは、前記ピニオンギア及び前記出力部材を回転可能に支持する請求項４に記載のギアボックス。
【請求項６】
第１直径を有する、前記管状ギアステムの前記第１周面は、前記ギア部に隣接して配置され、前記第１直径よりも小さい第２直径を有する前記管状ギアステムの前記第２周面は、前記管状ギアステムの前記第１周面に隣接して配置されている請求項５に記載のギアボックス。
【請求項７】
前記軸受け支持体は、前記第１軸受けと前記第２軸受けとの間に配置された周方向壁を含む請求項６に記載のギアボックス。
【請求項８】
前記クランプナットを前記ピニオンギアの前記凹面に対して締めることによって、前記第１軸受けは、前記ピニオンギアの前記ギア部と前記軸受け支持体の前記周方向壁の間で予め荷重され、前記第２軸受けは、前記出力部材の前記出力フランジと前記軸受け支持体の前記周方向壁との間で予め荷重される請求項７に記載のギアボックス。
【請求項９】
前記出力フランジは、第１周方向シール面を含み、前記軸受け支持体は、前記第１周方向シール面から周方向にオフセットされた第２周方向シール面を含み、前記シールは、前記第１周方向シール面と前記第２周方向シール面の間に半径方向に配置されている、請求項８に記載のギアボックス。
【請求項１０】
前記ピニオンギアの前記管状ギアステムは、キー溝を有する内面を含み、前記出力部材の前記出力ステムは、前記管状ギアステムの前記キー溝を有する内面と係合するためのキー溝を有する外面を含む請求項９に記載のギアボックス。
【請求項１１】
前記出力ステムの周りで周方向に延びるスペーサを含み、前記スペーサは、前記出力フランジと前記管状ギアステムの間に配置されている、請求項１０に記載のギアボックス。
【請求項１２】
前記出力フランジは、前記シールを前記出力フランジと前記軸受け支持体の間に閉じ込める破片ディフレクターを含む請求項１１に記載のギアボックス。
【請求項１３】
前記ピニオンギア及び前記出力部材は、駆動部材の回転に応じて軸線周りに回転する請求項１２に記載のギアボックス。
【請求項１４】
前記管状ギアステムの前記第１周面及び前記第２周面と、前記出力フランジの前記第１周方向シール面は、前記軸線と同軸であり、前記軸受け支持体の前記第１周方向軸受け面及び前記第２周方向シール面は、前記軸線と同軸であり、前記軸受け支持体の前記第１周方向軸受け面と前記第２周方向軸受け面は、前記管状ギアステムの前記第１周面及び前記第２周面と周方向に離れており、前記軸受け支持体の前記第２周方向シール面は、前記出力フランジの前記第１周方向シール面と半径方向に離れている請求項１３に記載のギアボックス。
【請求項１５】
ギアボックスであって、
内側キャビティを定めるハウジングと、
前記内側キャビティ内に配置され、第１軸線に沿って延び、前記入力シャフトと共に前記第１軸線周りに回転可能なリングギアを含む入力シャフトと、
前記内側キャビティ内に配置され、前記第１軸線とほぼ直角な第２軸線に沿って延びるピニオンギアであって、前記リングギアと噛み合い係合するギア部と、前記第２軸線に沿って前記ギア部から軸線方向に延びる管状ギアステムとを含み、前記入力シャフトの前記第１軸線周りの回転に応じて前記第２軸線周りに回転するピニオンギアと、
前記ハウジングの外側に配置された出力フランジと、前記管状ギアステムを通って前記第２軸線に沿って前記出力フランジから軸線方向に延びる出力ステムとを含む出力部材であって、前記出力ステムは、前記管状ギアステムと係合し、これにより、前記ピニオンギアの前記第２軸線周りの回転に応じて前記出力部材を前記第２軸線周りで回転させる出力部材と、
前記出力ステムに螺合可能に連結され、前記出力部材と前記ピニオンギアを互いに保持する、前記ピニオンギアの前記ギア部に当接するクランプナットと、
前記管状ギアステムと前記ハウジングの間に半径方向に配置された第１軸受け及び第２軸受けとを含み、当該第１軸受け及び第２軸受けは、前記ピニオンギアと前記出力部材を回転可能に支持することを特徴とするギアボックス。
【請求項１６】
前記出力ステムは、前記出力フランジからねじ山付き部分を有する遠位端まで延び、前記遠位端は、前記ピニオンギアの前記ギア部に隣接する請求項１５に記載のギアボックス。
【請求項１７】
前記クランプナットは、前記出力ステムの前記遠位端の前記ねじ山部分に螺合可能に連結されている請求項１６に記載のギアボックス。
【請求項１８】
駆動部材の回転運動を被駆動部材に伝達するためのギアボックスであって、
ハウジングと、
ギア部と、前記ギア部からねじ山付き遠位端まで延びる管状ステムとを含むピニオンギアであって、前記管状ギアステムが第１周面及び第２周面と、キー溝を有する内面を有する軸線方向ボアとを定め、駆動部材の回転に応じて回転するピニオンギアと、
第１周方向軸受け面及び第２周方向軸受け面を定め、前記ハウジングに固定された軸受け支持体と、
前記軸受け支持体の前記第１周方向軸受け面及び前記第２周方向軸受け面と、前記管状ギアステムの前記第１周面及び第２周面との間に周方向に配置された第１軸受け及び第２軸受けと、
前記管状ギアステムの前記ねじ山付き遠位端に螺合可能に連結されたクランプナットであって、前記ピニオンギアの前記ギア部と前記軸受け支持体との間で前記第１軸受けを予め荷重し、前記クランプナットと前記軸受け支持体との間で前記第２軸受けを予め荷重するクランプナットと、
前記管状ギアステムの前記軸線方向ボア内を通って延びる出力部材とを含み、前記出力部材は、前記出力部材が前記被駆動部材と係合するようになった前記ハウジングの外側の位置まで延び、前記出力部材は、前記ピニオンギアの回転に応じて回転することを特徴とするギアボックス。
【請求項１９】
第１直径を有する前記管状ギアステムの前記第１周面は、前記ギア部に隣接して配置され、前記第１直径よりも短い第２直径を有する前記管状ギアステムの前記第２周面は、前記管状ギアステムの前記第１周面に隣接して配置される請求項１８に記載のギアボックス。
【請求項２０】
前記クランプナットは、第１周方向シール面を含み、前記軸受け支持体は、前記第１周方向シール面から軸線方向に離れた第２周方向シール面を含み、前記シールは、前記第１周方向シール面と前記第２周方向シール面との間に周方向に配置されている請求項１９に記載のギアボックス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１１−５２７７３７（Ｐ２０１１−５２７７３７Ａ）
【公表日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１７４２５（Ｐ２０１１−５１７４２５）
【出願日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００４０１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００５５８３
【国際公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（５１１００７９９０）マクラーレン パフォーマンス テクノロジーズ インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００４０１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００５５８３
【国際公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（５１１００７９９０）マクラーレン パフォーマンス テクノロジーズ インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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