JP2006525476A

JP2006525476A - 軸・ハブ継手

Info

Publication number: JP2006525476A
Application number: JP2006505281A
Authority: JP
Inventors: ローラント、スタウバー
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2006-11-09
Also published as: WO2004097237A1; EP1620655A1; US20060251472A1; DE10319629A1

Abstract

各歯車（２、４）が軸（１）上に焼ばめ（３、５）によって固定されている、特に変速機軸上の歯車に対する軸・ハブ永久継手に関する。互いにすぐ隣に並んで配置された歯車（２、４）が、これらの歯車（２、４）同士が部分的に重なり合うと共に、当該重なり合う範囲において同様に焼ばめ（６）によって互いに結合される、ように形成されている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部分に記載の、各歯車が軸上に焼ばめによって固定されている、特に変速機軸上の歯車に対する軸・ハブ永久継手に関する。

歯車がその上に配置されたトルク伝達軸は、変速機構造において広く普及されている。軸上に歯車を固定するために多くの方式が存在している。その継手様式は、基本的な軸・ハブ継手と、複合的な軸・ハブ継手に分けられる。

基本的な軸・ハブ・かみあい結合継手には、スプライン継手、セレーション継手、インボリュートスプライン継手、多角歯セレーション継手、キー継手およびピン継手がある。

基本的な軸・ハブ・摩擦結合継手には、圧着・焼ばめ継手、コッタ継手、締付け輪継手、締付けディスク継手、星型ディスク継手がある。

基本的な材料間結合継手には、溶接継手、ろう付け継手、接着継手がある。
複合的な軸・ハブ継手には、複合的な軸・ハブ・非材料間結合継手として、ローレット圧着継手および点圧着結合継手がある。
軸・ハブ・非材料間結合・材料間結合複合継手には、圧着・接着継手、圧着・圧接継手、圧着・融接継手がある。

また、複合的な軸・ハブ・材料間結合継手には、ろう付け・融接継手がある。

これら公知のすべての継手は共通して、軸上における歯車の運動を完全には防止できないという欠点を有している。最適設計にもかかわらず、例えばピーク負荷時にいわゆる微小変位が生ずる。特に、異なった歯車相互の歯の正確な整列が重要である変速機の場合、そのような軸上における歯車の微小変位は、絶対に防止されねばならない。これは特に、２本以上の副軸に負荷が分配される変速機に対して、その変速機の全寿命期間中にわたって絶対位置精度が絶対的必要条件であるために適用される。

そのような変速機において歯車と軸との一般的な溶接技術は、比較的良好な材料的継手を生ずるが、かなりの公差を伴うという欠点があり、その公差は、溶接過程による熱的変形のために或る位置誤差を生じさせる。上述したキー継手は、大きな位置誤差、並びに、軸と歯車とから成る部品の弱化を生じさせる。

微小変位の欠点を防止するために、既に特許文献１において、歯車を軸に焼ばめによって固定し、加えて、相対移動を防止するために、かみ合い継手によって保持することが提案されている。そのかみ合い継手はピン継手であり、そのピンは部分的に軸に係合し、或いは軸を完全に貫通する。

追加的なかみ合い結合部品なしのトルク伝達するための焼ばめによる歯車と軸との継手は、キー、スプライン歯あるいはピン止め（焼ばめ圧着結合とも呼ぶ）であり、自動車における変速機に対してだけでなく、全般的に多くの機械に採用される。

即ち、例えば特許文献２に、流体リターダ（制動機）が記載されている。そのリターダは、自動車において変速機に後置され、リターダケース内に配置されたロータと、リターダケース内に配置されたステータとを有し、そのステータは固定装置を介してケースに支持されている。そのケースにリターダ制動トルクの測定装置が設けられ、その測定装置は固定装置によって付勢され、その測定装置は制御装置に接続されている。

この場合、リターダケースにおける測定装置は、測定装置を直接付勢する反動カムとして形成されるか、ケース内における焼ばめによって固定されたステータ突出部として形成される。

また、特許文献３には、入力軸ないし出力軸に結合され多数の小歯車で取り囲まれた大歯車から成っている内部動力分割形の変速機が記載されている。それらの小歯車は大歯車にかみ合い、増速歯車装置並びに減速歯車装置として利用される。変速機中空軸内におけるロータ軸のトルク伝達のために、焼ばめディスクが設けられている。その変速機は特に、風力発電設備のロータによって発電機を駆動するために適用される。
独国特許出願公開第１９６２０３３０号明細書独国特許出願公開第１９８５０３８３号明細書独国特許出願公開第１０１３４２４５号明細書

本発明の課題は、トルク伝達性能がかなり増大される、特に変速機軸上における歯車に対する軸・ハブ永久継手を提供することにある。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の軸・ハブ継手から出発して、請求項１に記載の特徴によって解決され、特に有利な実施態様は請求項２に記載されている。

即ち、本発明は、軸上に互いにすぐ隣に並んで配置された歯車が、これらの歯車同士が部分的に重なり合うと共に、当該重なり合う範囲において同様に焼ばめによって互いに結合される、ように形成されている、ことを提案する。

並んで配置された歯車同士の重なり合う範囲が段付き形状に形成されている、ことが有利である。

本発明に基づく形成によれば、焼ばめで互いに結合された歯車のトルク伝達性能は、それらの両歯車間における追加的な焼ばめ継手が、一方の歯車のハブを半径方向に補強し、これによって、その歯車の広がりを減少させるので、かなり増大される。
本発明に基づく形態のもう１つの利点は、軸全体の曲げ強度が高められることにある。

以下、有利な実施例が概略的に示された図を参照して、本発明を詳細に説明する。
歯車と軸とを備えた変速機は当該技術者において良く知られている。従って、図では本発明の理解にとって必要な部品しか、符号付きで図示されていない。

特に自動車用の変速機とは限らない変速機の軸１上に、歯車２が、焼ばめ３によって配置され、即ち、軸１に固く結合されている。図示された実施例において、二重歯車として形成された第２歯車４は、歯車２の互いにすぐ隣に配置され、同様に焼ばめ５によって軸１に固く結合されている。

歯車２および歯車４はいまや、両者の重なり合う範囲が生ずるように形成され、その重なり合う範囲において両歯車２、４は、同様に焼ばめ６によって互いに結合されている。図から理解できるように、その重なり合う範囲は、有利に、段付き形状に形成されている。

焼ばめ面の増大ないし拡大によって、両歯車２、４のトルク伝達性能がかなり増大される。追加的に設けられた焼ばめ６は、一方では、歯車２のハブを半径方向において補強し、これによって、その歯車２の広がりを防止ないし低下させ、これによってまた、焼ばめ３の部分部位が強化される。

他方では、両歯車の連結が焼ばめ６を介して発生され、これはトルク伝達性能の向上に貢献する。
もう１つの非常に有利な効果は、軸全体の曲げ強度の増大にある。
なお、この構造原理は、例えば焼ばめ接着のような異なった焼ばめ方式も利用できる。

軸上への歯車の本発明に基づく固定方式の有利な実施例の部分断面図。

符号の説明

１軸
２歯車
３焼ばめ
４歯車
５焼ばめ
６焼ばめ

Claims

各歯車（３、４）が軸（１）上に焼ばめ（３、５）によって固定されている、特に変速機軸上の歯車に対する軸・ハブ永久継手において、
互いにすぐ隣に並んで配置された歯車（２、４）が、これらの歯車（２、４）同士が部分的に重なり合うと共に、当該重なり合う範囲において同様に焼ばめ（６）によって互いに結合される、ように形成されている、ことを特徴とする軸・ハブ永久継手。
前記歯車同士の重なり合う範囲が段付き形状に形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の軸・ハブ永久継手。