CN103362965B - 齿轮零件、联接夹具以及齿轮零件的组装方法 - Google Patents

Abstract

一种齿轮零件、联接夹具以及齿轮零件的组装方法，在齿轮零件上紧固螺纹零件时，用简单的方法止转。该齿轮零件（20）利用紧固在轴部（200）的螺母（30），防止嵌合在齿轮轴（21）的轴部的花键部（201）的第二齿轮（23）回转，贯通孔（210）在轴部的轴端具有将三角形的顶点做成圆弧状的截面的嵌合部（221）。螺母被联接在向花键部插通第二齿轮的一侧的轴端侧，嵌合部设置于插通第二齿轮的一侧的相反侧的轴端。在轴部的嵌合部的里面，同轴相连有具有比该嵌合部直径小的圆形截面的小径部（222）。使轴部的嵌合部与联接夹具的嵌合轴部嵌合而防止轴部回转，通过将螺母联接在轴部而防止嵌合在轴部的第二齿轮脱落。

Description

齿轮零件、联接夹具以及齿轮零件的组装方法

技术领域

本发明涉及齿轮零件、联接夹具以及齿轮零件的组装方法。

背景技术

在汽车等使用的变速器中，使用了多个嵌合在轴上的齿轮或轴承构成的齿轮零件。

这种齿轮零件在将齿轮或轴承等嵌合在轴上后，在轴端部紧固螺母等螺纹零件而防止脱落。这样向轴上紧固这种螺纹零件时，为了防止轴进行空转，需要防止回转（止转）。

作为这种齿轮零件的止转的技术，目前，有如下技术，即，在齿轮零件的端部形成间隔双面（二面幅）等的突出部，利用与齿轮零件的突出部嵌合的夹具进行止转。

图5是沿着轴中心表示这种现有的齿轮零件20A的图。图6的（a）是现有联接夹具10A的正面图，图6的（b）是图6的（a）中的Y－Y向视图。

在齿轮零件20A上，轴部200A和第一齿轮22作为齿轮轴21A形成一体，第二齿轮23嵌合于轴部200A而与齿轮轴21A结合在一起。为了防止第二齿轮23的回转，紧固有螺母30。

在该齿轮零件20A中，在与紧固有螺母30的轴端部反方向的轴端部形成有间隔双面的突出部240。

联接夹具10A从台座11A起垂直地立起有形成有间隔双面部12A的壁部15A和轴部100A。轴部100A由嵌合轴部13A和导向部14A构成。

该联接夹具10A和齿轮零件20A使联接夹具10A的嵌合轴部13A与齿轮零件20A的嵌合孔220A嵌合在一起，并且使联接夹具10A的间隔双面部12A与齿轮零件20A的突出部240嵌合在一起，以防止轴部200进行空转，从而实现止转。

与此相对，还有不在齿轮零件上形成间隔双面的端部而进行止转的技术。专利文献1中记载有一种技术，即，在齿轮零件上具备用于将螺纹零件紧固在轴上的止转夹具，在底座上具备与齿轮零件的齿轮啮合且使齿轮零件不可旋转地卡止的固定用齿轮。

专利文献1：（日本）特开2011－206864号公报

但是，如图5所示的齿轮零件20A那样，在齿轮零件的轴端部形成有间隔双面的突出部的情况下，轴长会加长该突出部的量。

尤其是如实线所示，在变速箱的齿轮支承部40A可收纳突出部240的情况下是没有问题的，但因布局等的原因，在如假想线那样没有收纳空间的情况下，在轴端部不能形成突出部240。

另外，在轴端部形成有间隔双面等的突出部时，由于轴长加长，相应地，轴所用的材料增加，并且齿轮零件的重量增加。另外，存在齿轮零件本身的成本因材料的增加而增大的问题。

于是，考虑利用专利文献1的夹具不需要齿轮零件的突出部。然而，专利文献1的夹具较复杂，存在夹具的制作或维修管理花费成本这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于这种问题点而提出的，目的在于提供一种不在齿轮零件上设置间隔双面等的突出部而防止轴的空转，从而进行止转的齿轮结构及用于其组装的联接夹具。

为了解决上述课题，本发明的齿轮零件利用联接在轴上的螺纹零件，防止嵌合于轴的安装位置的齿轮脱落，其中，在轴端具备嵌合孔，该嵌合孔具有将三角形的顶点做成圆弧状的截面。

另外，联接夹具将具有与齿轮零件的所述嵌合孔相对应的截面的嵌合轴固定在台座上。

根据本发明，能够不在轴端部形成间隔双面等突出部而防止齿轮零件的轴的空转。

因此，能够缩短齿轮零件的轴长，并且能够减少轴所用的材料。这样，能够实现减少材料和轻量化，并且能够降低材料本身的成本。

除此之外，仅向轴上插入夹具就能够简单地进行止转，能够缩短齿轮零件的生产所花费的时间，还能够提高生产率。

附图说明

图1是表示实施方式的齿轮零件及联接夹具的立体图；

图2是表示实施方式的齿轮零件的剖面图；

图3（a）、（b）是表示实施方式的联接夹具的图；

图4是从轴方向观察实施方式的齿轮零件的嵌合部的图；

图5是表示现有齿轮零件的截面图；

图6（a）、（b）是表示现有联接夹具的图。

符号说明

10联接夹具

11台座

12轮毂部

13嵌合轴部

13a台阶

13b连接部

13c边部分

13d顶点部

14导向部

14a轴部

14b倾斜部

20齿轮零件

21齿轮轴

22齿轮

22a突出部

23齿轮

23a轮毂部

23b花键部

24轴承

24a内圈

24b滚柱

24c外圈

25轴承

25a内圈

25b滚柱

25c外圈

30螺母

40齿轮支承部

100轴部

200轴部

201花键部

202轴承压入部

203轴承压入部

210贯通孔

211台阶

220大径插入部

221嵌合部

221a顶点部

221b边部分

222小径部

230外螺纹部

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，以作为前置发动机和前轮驱动方式的汽车用变速器中的减速齿轮零件而构成的齿轮零件及其联接夹具为例进行说明。

下面，参照图1进行说明。图1是表示紧固螺母30之前的齿轮零件20和联接夹具10的立体图。

齿轮零件20是将齿轮轴21和第二齿轮23结合为一体而构成，两端设有轴承24、25。另外，在图1中表示出了轴承24、25的内圈24a、25a、滚柱24b、25b，外圈被省略。在安装有第二齿轮23和轴承24的齿轮轴21的一端部，通过紧固有螺母30而防止第二齿轮23脱落。

齿轮轴21由形成为一体的轴部200和第一齿轮22构成。第二齿轮23嵌合于轴部200而与齿轮轴21结合在一起。第一齿轮22和第二齿轮23的齿部成为斜齿轮。

在向齿轮零件20上紧固螺母30时，联接夹具10被插入轴部200的另一端部，以防止轴部200进行空转。

下面，参照图2对齿轮零件20的详细情况进行说明。

第一齿轮22比第二齿轮23直径小，齿数也少。第一齿轮22与设于差动齿轮（未图示）的末端传动齿轮（未图示）啮合。

第二齿轮23在中心侧具有轮毂部23a。轮毂部23a在内径侧形成有花键部23b。

第二齿轮23通过与未图示的齿轮啮合而传递旋转扭矩，并以与第一齿轮22为一体的轴部200为中心进行旋转。

轴部200从第一齿轮22向两方向延伸，在一方向，从第一齿轮22起依次具有成为用于与第二齿轮23结合的安装位置的花键部201、轴承压入部202及外螺纹部230。该花键部201与第二齿轮23的花键部23b进行花键嵌合。

在第一齿轮22的一方向的端面上形成有轮毂状的突出部22a。在轴部200的另一方向，形成有轴承压入部203。

沿着轴部200的中心形成有贯通孔210。在该贯通孔210中，按照接近插入联接夹具10的端部的顺序，依次形成有圆形截面的大径插入部220、大致正三角形截面的嵌合部221及圆形截面的小径部222。在轴部200的两端，开设有贯通孔210并被倒角。

如图4所示，大径插入部220形成为圆形截面形状。大径插入部220的截面的直径形成为比与嵌合部221的最大径部分外切的圆稍大的直径。

嵌合部221的截面为大致三角形。该大致三角形在正三角形的各顶点具有圆弧状的圆角，为形成顶点部221a的形状。

大致三角形的边部分221b形成为小径部222的直径内切的大小。因此，嵌合部221比小径部222截面积大，且在嵌合部221与小径部222之间形成台阶211。

轴承24和25将轴部200支承为相对于变速箱的齿轮支承部40旋转自由，轴承24和25由内圈24a、25a，安装于齿轮支承部40外圈24c、25c以及回转自如地保持在内圈24a、25a与外圈24c、25c之间的滚柱24b、25b构成。轴承24的内圈24a被压入轴部200的轴承压入部202，轴承25的内圈25a被压入轴承压入部203。内圈24a、25a与轴部200构成一体而进行旋转。

螺母30为带凸缘的六角螺母。通过在轴部200的外螺纹部230紧固螺母30而防止第二齿轮23脱落。具体地说，通过紧固螺母30，轴承24的内圈24a被压向图2的左方向，第二齿轮23的轮毂部23a被压向第一齿轮22的突出部22a。其结果是，第二齿轮23被固定。

下面，参照图3对联接夹具10进行说明。图3（a）是联接夹具10的正面图，图3（b）是图3的（a）中的X－X向视图。

如图3（a）所示，联接夹具10由台座11和轴部100构成。

如图3（b）所示，台座11形成具有规定的厚度的长圆板形状，通过利用切出用于固定联接夹具10的内螺纹的卡止孔（未图示）等的固定装置，能够固定在工作台等。

如图3（a）所示，轴部100从台座11垂直立起，自接近台座11的一侧起依次形成轮毂部12、嵌合轴部13、导向部14。以轮毂部12嵌入大径插入部220、嵌合轴部13嵌入嵌合部221、导向部14嵌入小径部222方式来设定。

轮毂部12和嵌合轴部13在连接部13b光滑地连接在一起。

轮毂部12对应于大径插入部220，截面形状形成为圆形。在联接夹具10被插入贯通孔210时，成为轮毂部12插入大径插入部220的状态。

嵌合轴部13的截面为与嵌合部221相对应的大致三角形（参照图3（b））。该大致三角形和嵌合部221相同，是将正三角形的顶点部13d做成圆弧状的形状。在联接夹具10被插入齿轮零件20的贯通孔210时，嵌合轴部13与嵌合部221嵌合。

在嵌合轴部13和嵌合部221，设有作为所谓的游隙的一些空隙。具体地说，对于嵌合轴部13和嵌合部221而言，理想的是，边部分13c的游隙少一些，顶点部13d的游隙多一些。

这样，通过减小大致三角形截面的边部分的游隙，使得大致三角形截面的边部分13c和边部分221b容易嵌合，能够密切地进行嵌合轴部13和嵌合部221的嵌合。另外，通过增大顶点部13d的游隙，使得联接夹具10容易插入。

嵌合轴部13的截面为以大致三角形的内面内切导向部14的轴部14a的外径的大小。因此，导向部14具有比嵌合轴部13变细的部分，在其与导向部14的轴部14a之间形成台阶13a（参照图3（b））。

该台阶13a与在小径部222和嵌合部221之间形成的台阶211抵接，限制联接夹具10的轴部100向贯通孔210的插入深度。

如图3（a）所示，导向部14由设定为小径部222嵌入的大小的轴部14a和前端变细的倾斜部14b构成。

倾斜部14b对轴部100进行导向，以使嵌合轴部13与嵌合部221容易嵌合。在联接夹具10被插入时，成为导向部14被插入小径部222的状态。

接着，对本实施方式中的联接夹具10的使用要领进行说明。

在本实施方式中，联接夹具10插入轴部200的安装轴承25的一侧的端部而使用。另外，自此所说的插入是相对的，在联接夹具10被固定在工作台等是上的情况下，将轴部200嵌插在轴部100。

联接夹具10被正确地插入轴部200时，嵌合部221和嵌合轴部13的大致三角形的角度位置一致。这时，嵌合轴部13在截面做成圆弧状的顶点部13d旁边的边部分13c三处与轴部200的嵌合部221嵌合。

当嵌合部221和嵌合轴部13的大致三角形的角度位置偏离时，嵌合部221的内周面和嵌合轴部13不嵌合，但利用导向部14的倾斜部14b进行导向，使得轴部100与贯通孔210的中心轴一致，因此，通过少许的角度变更而进行嵌合。

另外，通过确认抵接声音或插入深度可以容易地知道联接夹具10的台阶13a和贯通孔210的台阶211是否互相抵接。因此，在嵌合部221和嵌合轴部13的大致三角形的角度位置偏离的状态下，不会因紧固螺母30而损伤联接夹具10和齿轮轴21。进而，由于连接部13b光滑地形成，所以不会产生应力集中。

如上所述，通过嵌合部221和嵌合轴部13的嵌合，在将齿轮零件20止转的基础上，将螺母30紧固在轴部200的一端。

即，在紧固螺母30时，轴部200进行空转，防止轴部200与螺母30一起旋转的情况。

如上所述，嵌合轴部13和嵌合部221的截面设定为具有大致三角形形状的截面，其理由如下。

在将联接夹具的嵌合轴嵌合在齿轮零件的嵌合部之后，紧固螺母时，不仅向轴部作用有扭转扭矩，有时还会作用相对于轴部的弯曲方向的力矩。

若该弯曲力矩反复施加予联接夹具时，导致联接夹具的疲劳破坏或磨损，并且，成为联接夹具因从嵌合部受到的力而产生塑性变形，导致螺纹切断的原因。因此，需要即使联接夹具上作用了弯曲力矩时，也可稳定地进行轴的止转的方法。

于是，考虑通过将联接夹具的截面设定为大致四边形截面等、形成大致多边形截面，增加顶点的数量，由此来应对弯曲力矩。确切地说，将联接夹具的截面形成大致多边形截面时，增加了对嵌合部的嵌合轴的作用点。因此，在紧固螺母时施加在作用点的力被分散，提高了联接夹具的耐久性。

然而，由于嵌合轴及嵌合部需要通过切削加工而形成，因此，在将截面设定为大致多角形形状时，用于切削加工的加工时间要比大致三角形截面时多。其结果是，切削联接夹具和齿轮零件的工具的寿命会恶化。

此外，在不改变轴的直径而将嵌合部和嵌合轴的截面形状设定为大致多角形截面时，截面多角形的边的长度变短。这样一来，使用小径的切削工具加工联接夹具和嵌合部变得困难。与此相对，使用大直径的工具时，加工容易，但不得不增大齿轮零件的嵌合部的截面积。这样一来，这次，不得不减薄轴的壁厚，难以确保轴的强度。

另一方面，例如可以将嵌合轴和嵌合部的截面形状设定为椭圆形。在将截面形状设定为椭圆形时，嵌合部与联接夹具的制作变得比较容易。

但是，在将截面形状设定为椭圆形时，联接夹具的嵌合轴通过两处支承齿轮零件的嵌合部，作用点减少为两处，所以相比将作用点设定为三处的大致三角形截面时，力更容易集中在作用点上。因此，将截面设定为椭圆形时，与设定为大致三角形时相比，降低了联接夹具的耐久性。具体地说，裂纹容易从联接夹具的作用点进入。

相对于以上所述情况，在将轴部设定为大致三角形截面的情况下，由于通过截面上的三点支承轴的嵌合部，所以能够将作用点分散在三处，嵌合轴及嵌合部的加工变得容易，同时，能够确保联接夹具的耐久性，进行稳定的止转。

在本实施方式中，轴部200相当于本发明请求范围的轴，下面，花键部201相当于安装位置；第二齿轮相当于齿轮；螺母30相当于螺纹零件；嵌合部221相当于嵌合孔；小径部222相当于导向孔；大径插入部220相当于插入口；嵌合轴部13相当于嵌合轴。

实施方式如上所述而构成，齿轮零件20利用紧固在轴部200的螺母30防止嵌合在齿轮轴21的轴部200的花键部201的第二齿轮23脱落，在该齿轮零件20中，贯通孔210在轴部200的轴端具有将三角形的顶点做成圆弧状的截面的嵌合部221。

由此，首先，通过使用具备与嵌合部221相对应的形状的轴的联接夹具10，在紧固螺母30时，能够防止轴部200发生回转。由于仅将联接夹具10插入贯通孔210就能够简单地进行止转，所以能够缩短齿轮零件20的组装所花费的时间，可以提高生产率。

另外，由于不需要在轴端部形成间隔双面等的突出部，因此能够缩短齿轮零件20的轴长。

由于轴长的缩短，减少了轴部200所用的材料，由此能够降低材料本身的成本，并且能够实现轻量化。除此之外，能够降低用于在轴部200的端部形成突出部的加工成本及用于形成突出部的工具的成本。

此外，由于可以将变速器的单元整体小型化，还可以减小单元整体的重量，所以能够降低搭载变速器的车辆整体的制造成本，并且还能够提高车辆的燃耗效率。（与本发明第一方面相对应的效果）

另外，联接夹具10将嵌合轴部13固定在台座11上。

由此，例如，通过将台座安装在工作台等的台等上，就能够容易地将联接夹具10进行固定。（与本发明第五方面相对应的效果）

另外，螺母30被紧固在向花键部201插通第二齿轮23的一侧的轴端侧，嵌合部221设于插通第二齿轮23的一侧的相反侧的轴端。

由此，只要将轴部200的嵌合部221插入固定在工作台等上的联接夹具10的嵌合轴部13，就可以将螺母30容易地紧固在轴部200的上端。例如，可以将齿轮轴21放置在工作台等台等上对螺母30进行作业。（与本发明第二方面相对应的效果）

此外，由于在轴部200的嵌合部221的里面，同轴相连有具有比该嵌合部221直径小的圆形截面的小径部222，所以，通过在联接夹具10的嵌合轴部13的前端设置具有与小径部222对应的截面的导向部14，能够使嵌合轴部13和嵌合部221对准而容易地进行嵌合。

因此，即使在嵌合部221和嵌合轴部13的大致三角形的角度位置错位时，也能够通过变更较少的角度而进行嵌合。因此，不将嵌合部221和嵌合轴部13进行嵌合而是直接拧上螺母30，减少了损伤联接夹具10或齿轮零件20的可能性。（与本发明第三、六方面相对应的效果）

此外，由于嵌合部221经由同轴且具有比该嵌合部221直径大的圆形截面的大径插入部220向插通第二齿轮23的一侧的相反侧的轴端形成有开口，所以，通过在联接夹具10的嵌合轴部13的前端设置具有与小径部222相对应的截面的导向部14，在所述台座11侧设置具有与所述大径插入部220相对应的截面的轮毂部12，小径部222由导向部14支承，大径插入部220由轮毂部12支承，所以嵌合部221的轴不会倾斜，因此，孔面不会产生啃食等损伤，故而提高了联接夹具10的耐久性。另外，利用紧固夹具不会损伤齿轮零件20。（与本发明第四、七方面相对应的效果）

在本实施方式中，变速器以作为减速齿轮而构成的齿轮零件20为例进行了说明，但本发明不限于此，另外，可以适用于将齿轮或轴承等嵌合在轴上后，以止脱为目的在轴端部紧固螺母等螺纹零件的零件。

在本实施方式中，以在轴的一侧的一端用螺母进行止脱的齿轮零件为例进行了说明，但本发明不限于此。本发明也能够适用于在轴的两端使用联接零件的齿轮零件。

另外，螺纹零件不限于螺母30，也可以是螺栓那样的螺纹零件。

例如，如果是螺栓，那么只要将轴部200的端部的内径侧设定为内螺纹即可。

联接夹具10及轴部200为了提高耐久性也可以进行表面处理。表面处理的种类，在要求疲劳强度的情况下，优选进行喷丸硬化这样的表面处理，在要求耐磨性的情况下，优选进行表面涂敷这样的表面处理。另外，进行渗碳也可以提高韧性和耐磨性，因此被优选。

本发明不限定于上述实施方式，包括在不脱离其技术性思想的范围内的各种各样的变更、改进。

Claims (9)

1.一种齿轮零件，利用联接在轴上的螺纹零件，防止嵌合于所述轴的安装位置的齿轮脱落，其特征在于，

在所述轴的轴端具备嵌合孔，该嵌合孔具有将三角形的顶点做成圆弧状的截面，

所述螺纹零件联接于向所述安装位置插通所述齿轮的一侧的轴端侧，

所述嵌合孔设于插通所述齿轮的一侧的相反侧的轴端，

在所述轴的所述嵌合孔的里面，具备与所述嵌合孔相连设置且具有比所述轴同轴的所述嵌合孔直径小的圆形截面的导向孔。

2.如权利要求1所述的齿轮零件，其特征在于，所述嵌合孔经由同轴且具有比该嵌合孔直径大的圆形截面的插入口向插通所述齿轮的一侧的相反侧的轴端开口。

3.一种联接夹具，其特征在于，在台座上固定有具有与权利要求1或2所述的齿轮零件的所述嵌合孔相对应的截面的嵌合轴。

4.一种联接夹具，其特征在于，在台座上固定有具有与权利要求1或2所述的齿轮零件的所述嵌合孔相对应的截面的嵌合轴，

所述嵌合轴在其前端具有导向部，该导向部具有与所述导向孔相对应的截面。

5.一种联接夹具，其特征在于，在台座上固定有具有与权利要求2所述的齿轮零件的所述嵌合孔相对应的截面的嵌合轴，

所述嵌合轴在其前端具备导向部，该导向部具有与所述导向孔相对应的截面，在所述台座侧具备轮毂部，该轮毂部具有与所述插入口相对应的截面。

6.一种联接夹具，使齿轮零件止转，该齿轮零件利用联接在轴上的螺纹零件，防止嵌合于所述轴的安装位置的齿轮脱落，其特征在于，具备：

嵌合轴，其具有与嵌合孔相对应的截面，该嵌合孔设于所述轴的轴端并具有将三角形的顶点做成圆弧状的截面；

台座，其固定所述嵌合轴。

7.如权利要求6所述的联接夹具，其特征在于，所述螺纹零件联接于向所述安装位置插通所述齿轮的一侧的轴端侧，

所述嵌合孔设于插通所述齿轮的一侧的相反侧的轴端。

8.一种齿轮零件的组装方法，利用联接在轴上的螺纹零件，防止使用权利要求4或5的联接夹具嵌合于所述轴的所述安装位置的所述齿轮脱落，其特征在于，

所述齿轮零件在所述轴的轴端具备嵌合孔，该嵌合孔具有将三角形的顶点做成圆弧状的截面，

在所述轴的所述嵌合孔的里面，具备与所述嵌合孔相连设置且具有比所述轴同轴的所述嵌合孔直径小的圆形截面的导向孔，

该齿轮零件的组装方法包括：

通过将所述导向部经由所述嵌合孔插通到所述导向孔，使所述嵌合轴嵌合于所述嵌合孔的工序；

在使所述轴止转的状态下，将所述螺纹零件联接在所述轴的工序。

9.一种齿轮零件的组装方法，利用联接在轴上的螺纹零件，防止使用权利要求6或7的联接夹具嵌合于所述轴的所述安装位置的所述齿轮脱落，其特征在于，

所述齿轮零件在所述轴的轴端具备嵌合孔，该嵌合孔具有将三角形的顶点做成圆弧状的截面，

该齿轮零件的组装方法包括：

使所述嵌合轴嵌合于所述嵌合孔的工序；

在使所述轴止转的状态下，将所述螺纹零件联接在所述轴的工序。