JP2000511825A - 検査及び接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カム２、歯車、円板等のような部材を軸１上へ相対回転しないようにかつ場合によっては特定の角位置で取付けるために、少なくとも取付けるべき部材の穴３、場合によっては中空に構成される軸の外面にも、円形楔４の形の異形輸郭を設け、部材の接合後広げることにより軸をカムの円形楔の間の谷の中へ変形させ、部材と軸を円形楔の上昇方向へ互いに回転することによって、意図された大きい摩擦結合を得ることが提案される。意図された角位置への部材の回転に必要なトルクを測定し、望まれる摩擦結合を得るための監視に用いることができる。すべての部材のこの回転が行なわれ、必要なトルクが測定可能なので、この監視は１００％であり、非破壊で行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】 検査及び接合方法 本発明は、継目遊隙をおいて部材を軸上へ通し、特定の位置で継目遊隙の解消 により軸上に取付ける、軸をこの軸上に設けられる部材に相対回転しないように 結合する方法、及びこうして結合される装置及びこうして接合されるカム軸に関 する。 例えば管状軸の収縮又は広げによりカムを軸上に取付けることは公知である。 収縮のため(ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３０１７４９号明細書)、加熱さ れたカムを軸上にはめ、冷却の際収縮により軸上で収縮する。管状軸は、適当な 高さの圧力の印加により、軸上に設けられるカムの穴へ摩擦接触するように広げ られる(ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８０３６８７号明細書)。 断面が非円形の外側輪郭を持つ軸を使用し、対応する非円形の内側輪郭を持つ カムを取付けることも既に提案されている。多角形軸上へのカムの取付けは、カ ムをはめる際多角形の面の広げ又は多角形肩部の圧縮とそれに続く多角形管のは ね返りによって生じる多角形の締付けにより行われる。 更にカムの座を非円形に構成し、管状軸の内部空間に高い圧力を発生させるこ とも既に提案されている。 しかし軸の作動の際現れる力の伝達に必要な摩擦結合が、必要な確実さで常に は得られないことがわかった。内圧による管状軸の広げは、必要な非常に高い圧 力の確立のためにかなりの時間を必要とするので、この製造のためのサイクル時 間従ってその費用が大きい。 従って本発明の基礎になっている課題は、カム，円板，歯車等のような部材を 確実に、即ち意図される最大のトルクの印加の際回転しないように、軸上へどの ようにして取付けることができるかについて、簡単かつ安価な可能性を提示する ことである。、本発明はこの課題を請求項１の特徴によって解決する。 いずれにせよ軸上に取付けるべき部材の非円形輪郭により、両方の部分が相対 回転と共に増大する抵抗に抗し、この抵抗の到達する最終トルクがこれらの部分 により伝達すべきトルクを超過しているという点で、継目遊隙の解消により、部 材と軸との間にほぼかみ合い結合が行われる。軸上への取付け後に部材を意図さ れた角位置へ回すことによって、伝達すべきトルクに必要な値へ摩擦結合が高め られる。もちろんこのための前提条件は、楔が互いに滑る方向へ、取付けるべき 部分の回転が行われることである。意図された位置へのこの回転は、作動中の部 材が通常トルクを伝達するか又は（両回転方向にトルクを伝達する場合）大きさ の異なる２つのトルクのうち大きい方のトルクを伝達せねばならない方向にも行 われる。 更に軸上の意図された角位置へのカムの回転に必要な力が測定されることによ って、測定された力を目標値と比較することにより、意図された固定が行われて いるか否かを検査する可能性が与えられる。意図された角位置への回転はすべて のカムで行われるので、すべてのカムにおいて望まれる締まりばめが行なわれた か否かの検査が行われ、従って検査は１００％の検査だけでなく、非破壊で行な われる。 カムだけが楔面輸郭を持っていても、本発明による効果が得られる。軸上への カムの収縮の際又はカムの穴へ軸の広げの際、軸がカムの輸郭形状へ押込まれる 。しかしカム及び軸が互いに合った楔面輪郭を持っていると、かみ合いは特に効 果的である。 カムは軸上へ収縮させることができる。しかし軸を中空に構成し、カムの穴へ 広げる方法が特に有利である。この広げは、圧力媒体による公知の高圧内側広げ によるか、軸を通して広げ心金を動かすことによって行うことができる。 広げ心金も楔輪郭を持ち、角を合わされた位置従ってその楔がカムの楔の間の 谷へ軸を押込む位置で、軸を通して動かされ、なるべく引張られると、軸上にお けるカムの特に効果的な固定が行なわれる。 図には本発明がカム軸の例で示されている。しかし本発明は、例えば歯車、ベ ルト車、クランク腕等のような任意の部材を軸上に取付ける際に使用可能である 。 図１は軸を通る断面で接合される軸及びカムを示し、 図２は内側高圧による軸の広げを示し、 図３は心金による軸の広げを示し、 図４は意図された位置へのカムの回転を示している。 図１は外面に異形輪郭なしの滑らかな中空軸１を示している。これに反し軸１ 上へ通されるカム２は、穴３に円形楔輪郭を持っている。この円形楔輪郭は、仮 想円筒状基準面５から隆起し、かつ再び急峻にこの基準面５へ下降する楔４から 成っている。図示した３つの楔４は、周囲の周りにそれぞれ１２０°だけ互いに ずれている。軸１と通されたカム２との間には継目遊隙６がある。ここではわか り易くするため著しく誇張して示してある楔４の勾配は１：５０〜１：２００な るべく１：１００の値を持っている。 カム２を軸１に取付けるため、図２の実施例では、中空軸が内部に高い圧力を 持っ液圧を印加され、この内部圧力変形方法は公知であり、従ってここでは説明 しない。この高い圧力により軸１は永久変形しながら広げられ、軸の材料はカム ２の楔４の間の谷へ流れ込む。 図３の実施例では、カムの取付けのため心金７が軸１を通して引張られ、この 心金により軸が同様に永久変形しながら広げられる。心金７は円形周面を持つこ とができる。しかし心金も同様にカム２の円形楔輪郭を持つのが有利で、心金に 設けられる楔がカム２にある楔４の間の谷に対向する角位置で、軸を通して引張 られる。それにより、心金７により押しやられる軸１の材料が、カム２の楔４の 間の谷へ適当に押込まれる。 図４によれば、こうして軸１上に取付けられるカム２は、カムをつかむが概略 的にのみ示されているカムつかみ片８及び液圧操作素子９を持つ揺動装置１０に より、揺動角αだけ軸の意図された位置へ回される。その際カム２の楔４及び軸 １に形成される楔の背部が互いに滑る。それにより両方の部分が変形するまでこ れらの背部の間の面圧が、両方の部分の摩擦結合を著しく高めながら高められる 。 本発明によれば、軸１上におけるカム２の所望位置への回転に必要な力は、例 えば揺動可能に支持される軸１用対向保持装置１２の作用を受けるロードセルの 形の測定装置１１により検出され、比較装置１３において所定の目標値と比較さ れる。カムを揺動させる力のこの目標値に少なくとも達する時にのみ、製造され た部材は要求を満たす。比較装置１３における値比較の結果が表示されることは 明らかである。 考慮された角位置へのカム２の回転は、同時にすべてのカムで行うことができ る。しかしその場合測定装置１１はすべてのカムの一緒の回転に必要な力を検出 し、カムのうち１つの不充分な取付けはわからないままである。従ってカム２の 回転及びその際それぞれ生じるトルクの検出を各カムにおいてそれぞれ別個に行 うことを考慮するのがよい。 例えば歯車又は円板のように軸１に対する特定の角位置を持つ必要のない部材 では、回転従って考慮された保持トルクに達するまで摩擦結合の増大を行うこと ができる。この保持トルクへの到達は、測定装置１１及び比較装置１２により検 出することができ、比較装置が揺動装置１０を適当に制御することができる。 図示した方法の変形では、滑らかな軸１１の代わりに、外面に同様にカム２の 円形楔輪郭に合わされる輪郭を持つ軸も使用することができる。その場合この軸 を広げる際、両方の部分の間の必要な継目遊隙のみが解消され、カムの穴３にあ る楔４の間の谷へ軸の変形は必要でない。 円形楔輪郭の楔４の数は、組立て体の使用目的に合わされる。この場合高い心 出し精度が重要であると、同じ相互間隔で３つのカムを設けるのが有利である。 これに反し例えば内燃機関用カム軸におけるカムの有効な数は、カム軸が意図さ れている機関が持つシリンダの数に従って生じる。例えば４シリンダ機関用に意 図されるカムはなるべく４つの楔を持ち、６シリンダ機関用に意図されるカムは ６つの楔を持っている。 符号のリスト １ 軸 ２ カム ３ 穴 ４ 楔 ５ 基準面 ６ 継目遊隙 ７ 心金 ８ カムつかみ片 ９ 操作素子 １０ 揺動装置 １１ 測定装置 １２ 対向保持装置 １３ 比較装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 継目遊隙をおいて部材を軸上へ通し、特定の位置で継目遊隙の解消により 軸上に取付ける方法において、 軸上に部材がはまる少なくとも面が、なるべく同じ角だけ周囲の周りにず れて円筒状基準面から次第に内方へ上昇しかつ再びこの基準面へ下降する複 数の楔面の形の輪郭を持つようにし、 軸と部材との間の継目遊隙を解消し、 継目遊隙の解消後、取付けのため部材を意図した位置へ回す ことを特徴とする、軸をこの軸上に設けられる部材に相対回転しないように 結合する方法。 ２ 部材を意図した位置へ回すのに必要な力を測定することを特徴とする、請 求項１に記載の方法。 ３ 軸上の座面上の部材及び軸が互いに合った輸郭を持つようにすることを特 徴とする、請求項１に記載の方法。 ４ 部材を軸上へ収縮させることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の 方法。 ５ 軸を中空し、広げることを特徴とする、請求項１〜４の１つ又はそれ以上 に記載の方法。 ６ 軸を内部へ高い液圧を印加することにより軸を広げることを特徴とする、 請求項５に記載の方法。 ７ 軸の内径を超過する外径を持つ心金を通すことにより、軸を広げることを 特徴とする、請求項５に記載の方法。 ８ 心金が軸上における部材の固定の輸郭に合わせた輸郭を持つようにし、角 を合わせて中空軸を通して動かすことを特徴とする、請求項７に記載の方法 。 ９ 部材を所定の位置へ回す力の測定された大きさを目標値と比較することを 特徴とする、請求項１に記載の方法。 １０ 部材が継目遊隙において軸上へ通され、特定の位置で継目遊隙の解消によ り軸上に取付けられるものにおいて、 部材（２）と軸（１）との間を解消する装置、及び軸上に取付けられる部 材を意図した角度位置へ揺動される装置（１０） を特徴とする、軸をこの軸に設けられる少なくとも１つの部材に相対回転し ないように結合する装置。 １１ 部材と軸（１）との間の継目遊隙を解消する装置が、部材の輪郭内へ軸を 変形させる液圧を確立するのに適していることを特徴とする、請求項１０に 記載の装置。 １２ 部材（２）と軸（１）との間の継目遊隙（６）を解消する装置が、軸を通 して運動可能で軸を部材の輪郭内へ変形させる広げ心金（７）を持っている ことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。 １３ 装置が測定装置（１１）及び比較装置（１３）を持ち、これらの装置によ り、部材（２）を軸（１）上の意図された角位置へ回すのに必要な力が検出 されて、この力の目標値と比較可能であることを特徴とする、請求項１０に 記載の装置。 １４ 部材が管状軸上に、部材の内径及び／又は軸の外径の変化により取付けら れているものにおいて、少なくとも部材（２）が、それぞれ同じ角だけ周囲 の周りにずれて次第に円筒状基準面から上昇しかつ急峻に再び基準面へ下降 する複数の楔（４）の形の輸郭を持ち、部材が軸（１）上への取付け後に意 図された位置へ回されることを特徴とする、少なくとも１つの部材を持つ接 合される工作物。 １５ カムが軸上にカムの内径及び／又は軸の外径の変化により取付けられてい るものにおいて、少なくともカム（２）が、それぞれ同じ角だけ周囲の周り にずれて次第に円筒状基準面（５）から上昇しかつ急峻に再び基準面へ下降 するの楔（４）の形の輸郭を持ち、カムが軸（１）上への取付け後に意図さ れた位置へ回されることを特徴とする、少なくとも１つのカムを持つ組立て カム軸。