JP2000511266A - 軸上に歯車を固定する構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、特に変速機軸（２）上に歯車（４、６、８）を固定する軸・ハブ結合構造に関する。歯車（４、６、８）は軸（２）上に焼ばめられ、補助的に噛み合い継手（１８、２０、２２）で結合されることによって、軸上における微小変位から保護されている。特にピン状噛み合い継手が有利である。ピン状継手要素（１８、２０、２２）に対する凹所（５０、５２）は予め硬化処理された構造部品（２、４、６、８）の場合にこれに特に硬質穿孔ないし硬質研削によって加工される。

Description

【発明の詳細な説明】 軸上に歯車を固定する構造 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の軸上への構造部品、特に 歯車の固定構造に関する。また本発明は、その製造方法（固定方法）に関する。 例えば歯車のような構造部品がその上に配置されたトルク伝達軸は、特に変速 機において広く普及している。軸上に歯車を固定するために、既に専門家には多 くの方式が知られている。原理的には、そのためにすべての軸・ハブ結合構造が 適用される。 これらの結合構造を、まず基本的な軸・ハブ結合構造と複合的な軸・ハブ結合 構造とに分けると、噛み合い式の基本的軸・ハブ結合構造にはスプライン、セレ ーション、インボリュート平歯車形スプライン、多角形スプライン、調整ばね継 手およびピン継手が数えられる。摩擦結合式の基本的軸・ハブ結合構造には、圧 力ばめあるいは焼ばめ、キー継手、締付けリング継手、締付けディスク継手ある いは星形ディスク継手が数えられる。 物質結合式の基本的軸・ハブ結合構造には、溶接継手、ろう付け継手および接 着継手が数えられる。 複合軸・ハブ結合構造には、非物質結合式の複合軸・ハブ結合構造として圧力 ・刻み（ローレット）継手、および圧力点接続継手が属している。さらに非物質 結合式の複合軸・ハブ結合構造に、圧力・接着継手、圧力・圧力ろう付け継手お よび圧力・溶接継手が数えられる。 物質結合式の複合軸・ハブ結合構造には、ろう付け・溶接継手が数えられる。 これらのすべての結合構造は、これらが軸上における構造部品の動きを完全に 阻止できないという欠点を有する。最適設計にもかかわらず、例えば尖頭負荷の ために微小変位が生ずる。特に、種々の歯車の歯を相互に正確に配列することが 重要な役割を演ずる変速機の場合、軸上における歯車のそのような変位は無条件 に回避しなければならない。これは、特に二つ以上の中間軸に負荷を分散する形 式の変速機に当てはまり、この場合、変速機の全寿命期間中にわたって完全な位 置精度を保つことが前提とされる。 かかる変速機において従来知られている構造部品と軸との溶接継手は良好な物 質結合部を有するが、これに伴って誤差が大きくなり、即ち溶接の際における熱 でゆがむために位置に大きな狂いを生ずるという欠点が生ずる。利用される調整 ばね継手も同様に大きな位置の狂いを生じ、軸および構造部品のハブの強度を弱 める。 本発明の課題は、相対的に固定された構造部品の完全に安定した配列が保証さ れるような軸・ハブ結合構造およびその製造方法（固定方法）を提供することに ある。 この課題は、焼ばめ継手と噛み合い継手とを組み合わせることによって解決さ れる。 軸上に構造部品を焼ばめて固定した上に、この構造部品は噛み合い継手で保持 される。これによって軸上における構造部品の回転ないし微小変位が完全に確実 に防止される。特にこの結合方式によって、変速機の軸に歯車が固定される。 複数の中間軸に負荷を分散してバランスする形式の変速機において、このよう にして、組立の際に考慮された種々の軸上における種々の歯車の正確な配列にお ける歯の相対位置が、変速機の全寿命期間中にわたって保たれることが保証され る。 焼ばめと噛み合い継手、特にピン継手との組合せは、紬および歯車を別個に作 ることができるという特別な利点を有する。これらの部品は、特に変速機に採用 するために表面硬化処理される。別個に作られたこれらの構造部品は、組立の際 に一回の作業工程で正確な位置に置かれ、相互に結合される。 一つの実施態様において、別個に作られた構造部品を硬化処理過程の前に軟質 部品として互いに結合し、続いて一つの複合体として例えば誘導加熱式で硬化処 理することもできる。 ピン継手を利用する際に、利用されるピンは或る実施態様においてただ軸の中 に入れられ、別の実施態様において軸を貫通し、これによって軸上に支持された 構造部品例えば歯車は回り止めもして固定される。 上述の噛み合い継手特にピン継手は、構造部品が熱でゆがみを生じないので、 高い位置精度を有する。継手の範囲における軸および構造部品の強度低下も生じ ない。ピン継手は手頃な価格で利用できる標準継手要素である。 構造部品を硬質穿孔および硬質研削によって加工すること、およびこれによっ てピン継手用の孔を製造することが特に有利であることが分かっている。 以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。 図１は本発明に基づく軸上への歯車固定構造の第１の実施例の断面図、 図２は本発明に基づく軸上への歯車固定構造の第２の実施例の断面図である。 図１は両側の軸受１４、１６によってハウジング（図示せず）に保持される軸 ２を示している。この軸２上に第１の歯車４が置かれ、この歯車４はピン継手１ ８によって軸２に噛み合い結合している。第１の歯車４の隣に配置された第２の 歯車６は、ピン継手２０によって軸２に噛み合い結合されている。第３の歯車８ は、ピン継手２２によって軸２に噛み合い結合している。このピン継手２２は軸 ２を貫通し、第３の歯車８の挿入孔５２に対向して位置する孔５０内で終端して いる。 他の変速歯車用の歯１０、１２は軸に直接成形されているので、これらの歯は それらを固定するために補助的な継手を必要としない。すべての歯車４、６、８ は軸２上に焼ばめられている。 補助止め具２４、２６、２８が、ピン継手１８、２０、２２を、それぞれの歯 車にある孔の中に確実に保持している。そのようなピン継手の補助止めは、それ ぞれの孔におけるピン継手のかしめ（コーキング）によっても達成できる。 図２は、歯車が異なる固定構造を示している。その場合、図１における歯車６ と歯車８は、共通の二重歯車６の形にまとめられている。歯車４、６はそれぞれ ピン継手１８、２０によって軸２に噛み合い結合され、かつここでも歯車４およ び歯車６は軸２上に焼ばめられている。歯１０、１２は軸２に直接形成されてい る。歯車４における切欠き開口３０および歯車６における切欠き開口３２を貫通 して、ピン継手１８ないし２０が軸２の中に入れられる。各歯車ごとに複数のピ ン継手が設けられ、例えば軸２の円周に互いに９０度あるいは１８０度ずらして 配置されている。 ピン継手として、例えば先割テーパピン、平行ピン、段付き平行ピンあるいは 他のあらゆる様式の特殊ピン継手が採用される。 上述の固定構造およびその製造（固定）方法は特に、結合面積が伝達すべきト ルクに対して十分でなく、噛み合い継手が補助的にトルクを伝達するようなあら ゆる摩擦結合式の軸・ハブ結合構造にも利用できる。 符号の説明 ２ 軸 ４ 第１の歯車 ６ 第２の歯車 ８ 第３の歯車 １０ 歯 １２ 歯 １４ 軸受 １６ 軸受 １８ ピン継手 ２０ ピン継手 ２２ ピン継手 ２４ 止め具 ２６ 止め具 ２８ 止め具 ３０ 切欠き開口 ３２ 切欠き開口 ５０ 孔 ５２ 孔

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年４月２７日（１９９８．４．２７） 【補正内容】 請求の範囲 １． 歯車（４、６、８）が軸（２）上に歯相互の正確な位置を（第３頁、２ ３行、第４頁、５〜７行）を保証するために焼ばめられ、かつその動きを阻止す るためにピン状構成要素を有する噛み合い継手（１８、２０、２２）によって補 助的に保持されることを特徴とする軸（２）上に歯車（４、６、８）を固定する 軸・ハブ結合構造。 ２． 噛み合い継手（１８、２０、２２）が軸（２）の中に部分的に突出して いることを特徴とする請求の範囲第１項記載の軸・ハブ結合構造。 ３． 噛み合い継手（１８、２０、２２）が軸（２）を完全に貫通しているこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載の軸・ハブ結合構造。 ４． 噛み合い継手（１８、２０、２２）に対する凹所（５０、５２）が硬質 穿孔ないし硬質研削によって加工されることを特徴とする請求の範囲第１項ない し第３項のいずれか１項に記載の軸・ハブ結合構造。 ５． 噛み合い継手が損失から保護していることを特徴とする請求の範囲第１ 項ないし第４項のいずれか１項に記載の軸・ハブ結合構造。 ６． 噛み合い継手（１８、２０、２２）がかしめによって確保されているこ とを特徴とする請求の範囲第５項記載の軸・ハブ結合構造。 ７． 結合が硬化処理前に軟質状態で行われ、かつ結合された構造部品がその 後一緒に硬化処理されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいず れか１項に記載の軸・ハブ結合構造。 ８． 軸（２）上に構造部品（４、６、８）を固定する方法（軸・ハブ結合構 造の製造方法）において、構造部品（４、６、８）が軸（２）上に焼ばめられ、 かつその動きを阻止するためにピン状構成要素を有する噛み合い継手（１８、２ ０、２２）によって補助的に保持されることを特徴とする軸・ハブ結合構造の製 造方法。 ９． 結合が硬化処理前の軟質部品の結合として行われ、結合された構造部品 が続いて一緒に硬化処理されることを特徴とする請求の範囲第８項記載の方法。 １０． 変速機軸（２）上に歯車（４、６、８）を固定するために利用される ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記載の軸・ハ ブ結合構造の利用。 １１． 複数の中間軸上に負荷を分散してバランスする形式の変速機の種々の 軸（２）上における種々の歯車（４、６、８）の歯を正確に配列するために利用 されることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の軸・ハブ結合構造の利用。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨゼフ、バデル ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、ゼダンシュトラーセ、11 (72)発明者 ヘルマン、アウフター ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、ウンター、ミュールバッハシュトラ ーセ、10／１ (72)発明者 ディーター、クナイスツ ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、ゾネンシュトラーセ、４ (72)発明者 ラインハルト、クレーマン ドイツ連邦共和国ビルヘルムスドルフ、ホ フクラトウェーク、１ (72)発明者 ラファエル、チュイールデバーン ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、キービッツウェーク、16 (72)発明者 フーベルト、ヘンスラー ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、シュイネルベルクウェーク、15 (72)発明者 ピールミン、クラフ ドイツ連邦共和国メッケンボレイン、マー チアス―エルツベルガー―シュトラーセ、 25 (72)発明者 リカード、ハウエンシュタイン ドイツ連邦共和国バイルドルフ、バッハシ ュトラーセ、28 (72)発明者 ウーベ、ツィッペル ドイツ連邦共和国ザレム、ランゲッカー、 17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 構造部品（４、６、８）が軸（２）上に焼ばめられ、かつその動きを阻 止するために、噛み合い継手（１８、２０、２２）によって補助的に保持されて いることを特徴とする軸・ハブ結合構造。 ２． 噛み合い継手が損失から保護していることを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の軸・ハブ結合構造。 ３． 噛み合い継手（１８、２０、２２）が軸（２）の中に部分的に突出して いることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の軸・ハブ結合構造。 ４． 噛み合い継手（１８、２０、２２）が軸（２）を完全に貫通しているこ とを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の軸・ハブ結合構造。 ５． 噛み合い継手（１８、２０、２２）がピン状構成要素を有していること を特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の軸・ハブ結 合構造。 ６． 噛み合い継手（１８、２０、２２）に対する凹所（５０、５２）が硬質 穿孔ないし硬質研削によって加工されることを特徴とする請求の範囲第１項記載 の軸・ハブ結合構造。 ７． 噛み合い継手（１８、２０、２２）がかしめによって確保されているこ とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の軸・ハブ 結合構造。 ８． 変速機軸上に歯車を固定するために利用されることを特徴とする請求の 範囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記載の軸・ハブ結合構造の利用。 ９． 軸（２）上に構造部品（４、６、８）を固定する方法（軸・ハブ結合構 造の製造方法）において、構造部品（４、６、８）が軸（２）上に焼ばめられ、 動きを阻止するために噛み合い継手（１８、２０、２２）によって補助的に保持 されることを特徴とする軸・ハブ結合構造の製造方法。 １０． 噛み合い継手（１８、２０、２２）が軸（２）の中に部分的に突出し て設けられることを特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 １１． 噛み合い継手（１８、２０、２２）が軸（２）を完全に貫通して設け られることを特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 １２． 噛み合い継手（１８、２０、２２）がピン状構成要素を有しているこ とを特徴とする請求の範囲第９項ないし第１１項のいずれか１項に記載の方法。 １３． 噛み合い継手（１８、２０、２２）に対する凹所（５０、５２）が硬 質穿孔ないし硬質研削によって加工されることを特徴とする請求の範囲第９項な いし第１２項のいずれか１項に記載の方法。