JP2006528316A

JP2006528316A - 導油シャフト

Info

Publication number: JP2006528316A
Application number: JP2006520696A
Authority: JP
Inventors: ガボール、ディオシ; ヨーゼフ、ハウプト; マルティン、ブレーマー
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2006-12-14
Also published as: WO2005019699A1; DE10333432A1; EP1646812A1; CN1820156A; US20060191746A1; KR20060037378A

Abstract

本発明はシャフトの縦軸（３４）と同軸又は軸平行なシャフト内部空間（３５）と、シャフト内部空間（３５）の中に配置され、シャフト内部空間を少なくとも２つの互いに隔離された導油路に分割する手段とを有する導油シャフト（１；８）に関する。比較的細いシャフト（１；８）に複数の導油路を実現するために、本発明に基づきシャフト（１；８）の内部壁面（２）に通路（３；４；５；９；１０；１１；１２）を、全長にわたって開放した通路（３；４；５；９；１０；１１；１２）として形成し、シャフト内部空間（３５）に差し込んだ管（６、１３）によって互いに隔離し、相互に密封することを提案する。

Description

本発明は互いに独立の請求項１及び７の上位概念に基づく導油シャフトに関する。

液状又はガス状媒質を軸方向穴に通すことができるシャフトは、多くの技術分野で周知である。この種のシャフトは特にトランスミッションでも利用される。トランスミッションでは加圧された作動油を制御圧力源から、この制御圧力媒質により操作されるトランスミッション部品に、なるべく少ない取付けスペースで導くことが重要である。このようなトランスミッション部品は通常、トランスミッションのクラッチ又はブレーキを操作し、もしくは変速比の変更のために例えばベルト式無段変速機のテーパプーリの間隔を調整するピストン・シリンダ装置である。

このようなトランスミッションシャフトが伝達されるトルクに関して十分に大きな直径を有する限り、先行技術に基づき平行に並置された２個以上の軸方向穴をシャフトに設けることができる。その場合軸方向穴へ又は軸方向穴からの制御圧力媒質の給入又は取り出しは、軸方向穴の末端で及び／又は軸方向穴と流体力学的に結合されたシャフトの半径方向穴を経て行うことができる。

特にトランスミッションの製造でよく使用される比較的細いシャフトに関連して、制御圧力媒質及び／又は潤滑剤の収容のために唯の１つでなく複数の軸方向に整列された穴をシャフトに装備することがしばしば要望される。その場合異なる管路の制御圧力媒質は通常異なる制御圧力を有しなければならない。

このように細いシャフトでは材料の弱化の危険なしに複数の軸平行穴を形成することはできないから、先行技術に基づきシャフトのとりわけ同軸の穴に中空円筒形の小管を差し込み、この小管の軸方向空洞部が第１の圧力媒質管をなす。またこの小管を取り囲む軸方向穴の壁面に対して小管の外径を変えることにより、別の圧力媒質管が作り出される。この圧力媒質管は通常半径方向に整列された供給又は排出穴により、冒頭で述べたアクチュエータと圧力技術的に連絡する。

こうした背景のもとで、軸方向穴を有し、この軸方向穴に対してロータリーシールを施した管が軸方向穴に差し込まれ、管自体は２つの縦穴を有するベルト式無段変速機の一次シャフトが、例えばＤＥ１９９２１７５０Ａ１により周知である。

またシャフトの軸方向穴に差し込まれた管の一方の端部がトランスミッションハウジングに回転不能に固定され、他方の端部は軸方向穴の中に配置したすべり軸受に支承されるベルト式無段変速機の二次シャフトがＤＥ１９６０３５９８Ａ１により周知である。この構造でも管の中空円筒形内部空間は制御圧力管として利用され、管の外径と軸方向穴の内径の間に形成された円筒形環状室が第２の制御圧力管をなす。

最後にＵＳ６，０１５，３５９Ａは、軸方向穴を有し、ここに特殊なストッパを挿入して固定したベルト式無段変速機の二次シャフトを開示する。このストッパは二次シャフトの軸方向穴を２つの隔室に区分し、ストッパ自体は同じく軸方向穴に挿入された小管によって中央から制御圧力媒質が供給される。高い圧力が加えられたこの制御圧力媒質は、ストッパの３つの半径方向穴と半径方向外側の環状ギャップを経て当該の二次シャフト半径方向穴へ導かれる。さらにストッパに３個の小さな軸方向穴が形成されており、前述の２つの隔室を流体力学的に互いに結合する。

以上の説明で明らかなように細いシャフトで複数の導油管を実現することは、構造が複雑で、従って製造費が比較的高額なため、これまでごく不十分にしかできなかった。そこで複数の軸方向導油管又は導油路を有し、構造が技術的に簡単であり、安価に製造することができるシャフトを提示することが課題である。

この課題は本発明に基づき、２つの独立請求項１及び７の特徴で明らかな２つの技術的解決策によって達成される。これらの２つの基本的解決策の有利な実施態様と改良がそれぞれの従属請求項で明らかである。

第１の解決策によれば、導油シャフトはシャフトの縦軸と同軸又は軸平行なシャフト内部空間と、このシャフト内部空間に配置され、シャフト内部空間を少なくとも２つの互いに隔離された導油路に分割する手段とを有する。さらに通路は全長にわたって差当り開放した通路（軸方向溝のように）としてシャフトの内部壁面に形成されており、シャフト内部空間に差し込んだ管によって互いに隔離され、相互に密封される。

本発明の実施態様においては、シャフトの開放した通路は断面形状が重なり合う穴からなる。この開放した通路は例えば穴あけ工具により又は円形圧縮成形によってシャフトに穿設し、又はシャフトに形成することができる。

また製造方法に関係なく、差当りまだ開放している通路の横断面を円弧形に形成することが好ましい。さらに通路の縦軸が１つの仮想の平面上にあるように、開放した通路をシャフトに配置することが好ましい。

これに対して発明の別の変型では、差当りまだ開放している通路の少なくとも２つを別の開放した通路に対して、３つの縦軸が１つの仮想の平面上にないように配置することができる。

本発明の根底にある技術問題の第２の解決策によれば、導油シャフトは同じくシャフトの縦軸と同軸又は軸平行な中空円筒形のシャフト内部空間を備え、シャフト内部空間を少なくとも２つの互いに隔離された通路に分割するための手段がシャフト内部空間に配置されている。初めに挙げた技術的解決策と異なり、この場合はこの中空円筒形のシャフト内部空間の中に異形管が配置され、異形管の非円形外周面はシャフト内部空間の相対する区域と共に所望の通路又は管路を形成する。

シャフトが第１又は第２の技術的解決策のいずれによって形成されているかに関係なく、このシャフトは一連の有利な構成を有する。

例えば潤滑剤供給源からシャフト内部空間に配置された管に通じる少なくとも１個の半径方向潤滑剤穴をシャフトに形成することができる。

また、管が少なくとも一方の端部に接続区域を有し、管がこの接続区域によってシャフト内部空間の壁面に支持及び／又は支承され、かつ導油路を相互に密封するならば好都合である。

シャフト内部空間に挿入される管の幾何学的形状については、管が少なくとも部分的に円形の外周面を備えた円筒形、三角形、星形又は長方形の断面形状を有するように構成することができる。この少なくとも部分的に円形の外周面によって、管はシャフト内部空間の壁面に圧力封止して支えられると共に通路を形成する。

シャフト内部空間に挿入される管は中空又は中実形材として形成することができる。しかし中空形材として形成された管は、シャフト内部空間の中にある管の内部空間をオイルのための通路の１つとして利用できる利点がある。

最後に、このようなシャフトに半径方向に通路に通じる穴があって、この穴によりオイルを通路に給排することができれば好都合であると考えられる。

本発明を明らかにするために、本発明に基づく２つのシャフトの実施例を示した図面を明細書に添付した。

それによれば、軸方向に伸びる空洞部が中央区域に形成されたトランスミッションシャフト１の断面図が図１で明らかである。この空洞部は以下でシャフト内部空間３５と呼ぶ。このシャフト内部空間３５は、半完成状態でまだ開放している３つの通路３；４；５を有する。図１ないし３で選ばれた構造で、これらの通路は例えば上下に配置され、重なり合う３個の円形穴として形成されている。

管６をこのシャフト内部空間３５に挿入した後、管６は３つの通路３；４；５を、例えば互いに独立した制御圧力管として利用できるように圧力封止して隔離する。

図１が明らかにしているように、管６の一方の端部２０はシャフト１の盲穴に回転不能に差し込まれているが、管６の他方の端部１９はシャフト１の中心穴に支承される。

また図１のシャフト１の横断面図で分かるように、シャフト１に半径方向圧力媒質供給穴３７又は圧力媒質排出穴３８及び／又は潤滑剤穴７も形成され、これらの穴は通路３；４；５のそれぞれ１つと流体力学的に結合されている。

次に図２はシャフト１の中央区域の横断面を示す。この図で分かるように、この場合選択された本発明の実施形態では、通路３；４；５はまだ開放しているから、共通の内部壁面２を有する細長いシャフト内部空間３５を形成する。その場合通路３；４；５はその縦軸がシャフトの縦軸３４と共に、シャフト１を通る仮想の平面３４にあるように、シャフト１の中に並置されている。図３の横断面図が示すように、このシャフト内部空間に差し込まれた管６は通路３；４；５を互いに隔離する。

次に図４は別のシャフト８の横断面を示す。そのシャフト内部空間は４つの重なり合った円弧形の、それぞれシャフト材料中でまだ開放している通路９；１０；１１からなる。管１３を差し込むことによって、半径方向外側の３つの通路９；１０；１１は管１３により半径方向及び軸方向に相互に圧力封止して隔離され、ここに示すように管１３が中空形材として形成されているならば、第４の通路は管１３からなる。

図４が明らかにしているように、比較的細いシャフト４の中に多数の（この場合４個の）通路９；１０；１１；１２を形成することができ、通路の数はもっぱらシャフトの直径と必要な通路断面による。

本発明のこの変型でもシャフト８の壁部材料に少なくとも１個の圧力媒質供給穴又は圧力媒質排出穴３７；３８及び潤滑剤穴７を形成することができる。その場合中央通路から２つの隣接通路への望ましくない漏出流を回避するために、必要ならばこの潤滑剤穴７に管が挿入される。

シャフト１；８の内部空間３５は重なり合う穴により、又はこれに関連する管素材の円形圧縮成形により、又は適当な鋳型により作製することができる。

発明の簡単な説明で挙げた、本発明の根底にある技術問題の別の解決策を、次に図５ないし８に基づいて説明する。図５が示すように、シャフト１とほぼ同様なシャフト１４は、シャフト１４の縦軸３４と同軸に整列された円筒形のシャフト内部空間３９を備えている。

このシャフト内部空間３９の中に管１６が差し込まれており、管の両方の軸方向端部１７；１８のこの区域は同じく円筒形であって、シャフト１４の内部壁面１５と回転不能に、かつ圧力封止して結合されている。図６の横断面図が明らかにしているように、管１６の中央区域はこの場合おおむね長方形の横断面形状を有する。但しこの長方形の４つの辺のうち２つは幾何学的にシャフト内部空間３９の内部壁面１５に整合した表面を有する。それによってこの辺は上記の内部壁面１５に密接して圧力媒質を封止する。

これに対して長方形輪郭の他の２つの辺はとりわけ軸方向に整列された２つの縦溝のような軸方向断面収縮を有するから、この区域ではシャフトの内部壁面１５と管の外面の間に、ほぼレンズ状の横断面形状を有する２つの相対する通路２１；２２が形成される。第３の通路２３は長方形管１６の内部にある。

さらに図６が明らかにしているように、この構造でもシャフト１４は少なくとも１個の半径方向穴３３を有し、この穴を圧力媒質供給穴又は圧力媒質排出穴として、もしくは潤滑剤排出穴として利用することができる。

図７を見れば分かるように、同軸のシャフト内部空間３９を存続して、この内部空間の中に横断面がほぼ星形又は三角形の管２７を差し込むことができる。中空形材（本例のように）を選択すれば、管２７によってシャフト内部空間３９を合計４個の互いに圧力封止して仕切られた通路２４；２５；２７；２８に分割することができる。

最後に、図８で分かるように、極めて安価に製造することができる三角形中実形材３２をシャフト内部空間３９に差し込むことによって、合計３個の導油路２９；３０；３１を有する比較的細いシャフト１４を比較的少ない製造費で製造することができる。

中央区域に形成された軸方向導油路を有するトランスミッションシャフトの縦断面図を示す。管を差し込まない図１のシャフトの中央区域の横断面図を示す。管を差し込んだ図２のシャフトの横断面図を示す。管を差し込んだ別のシャフトの横断面図を示す。中央区域に形成された軸方向導油路を有する別のトランスミッションシャフトの縦断面図を示す。長方形の管を差し込んだ図５のシャフトの中央区域の横断面図を示す。星形又は三角形の管を差し込んだ図５のシャフトの横断面図を示す。星形又は三角形の中実形材を差し込んだ図５のシャフトの横断面図を示す。

符号の説明

１シャフト
２シャフト１のシャフト内部空間の壁面
３通路
４通路
５通路
６管
７圧力媒質供給油穴又は圧力媒質排出穴；潤滑剤穴
８シャフト
９通路
１０通路
１１通路
１２通路
１３管
１４シャフト
１５シャフト１４のシャフト内部空間の壁面
１６管
１７接続区域
１８接続区域
１９接続区域
２０接続区域
２１通路
２２通路
２３通路
２４通路
２５通路
２６通路
２７管
２８通路
２９通路
３０通路
３１通路
３２星形材
３３圧力媒質供給穴又は圧力媒質排出穴；潤滑剤穴
３４シャフトの縦軸
３５シャフト内部空間
３６縦軸平面
３７供給穴
３８排出穴
３９シャフト内部空間

Claims

シャフトの縦軸（３４）と同軸又は軸平行なシャフト内部空間（３５）と、シャフト内部空間（３５）の中に配置され、シャフト内部空間を少なくとも２つの互いに隔離された導油路に分割する手段とを有する導油シャフト（１；８）において、通路（３；４；５；９；１０；１１；１２）がシャフト（１；８）の内部壁面（２）に、全長にわたって開放した通路（３；４；５；９；１０；１１；１２）として形成され、シャフト内部空間（３５）に差し込んだ管（６、１３）によって互いに隔離され、相互に密封されることを特徴とするシャフト。
シャフト（１；８）の中に形成された開放した通路（３；４；５；９；１０；１１；１２）が、横断面に関して重なり合う穴からなることを特徴とする請求項１に記載のシャフト。
開放した通路（３；４；５；９；１０；１１；１２）が穴あけ工具により、又はシャフト（１；８）の円形圧縮成形によって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシャフト。
開放した通路（３；４；５；９；１０；１１；１２）が円弧形又は溝形の横断面形状を有することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載のシャフト。
通路の縦軸が１つの平面（３６）にあるように、開放した通路（３；４；５；９；１０；１１；１２）がシャフト（１；８）に配置されていることを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載のシャフト。
開放した通路の少なくとも２つ（１０；１１）が別の開放した通路（９）に対して、通路の縦軸が同一平面にないように配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のシャフト。
シャフトの縦軸（３４）に対して同軸又は軸平行な中空円筒形シャフト内部空間（３９）と、シャフト内部空間に配置され、シャフト内部空間を少なくとも２つの互いに隔離された導油路に分割する手段とを有する導油シャフト（１４）において、中空円筒形のシャフト内部空間（３９）の中に異形管（１６；２７；３２）が配置され、その非円形外周面がシャフト内部壁面（１５）の相対する区域と共に通路（２１ないし２６；２８；２９ないし３１）を形成することを特徴とするシャフト。
潤滑剤供給源又は潤滑剤消費機器から管（６；１３；１６；２７；３２）に通じる少なくとも１個の半径方向潤滑剤穴（７；３３）がシャフト（１、８；１４）に形成されていることを特徴とする上記請求項の少なくとも１つに記載のシャフト。
管（６；１３；１６；２７；３２）が少なくとも一方の端部に接続区域（１８；１９；２０；２１）を有し、この接続区域によって管（６；１３；１６；２７；３２）がシャフト内部空間の壁面（２；１５）に支持及び／又は支承され、通路（３ないし５；９ないし１２；２１ないし２６；２８；２９ないし３１）を相互に密封することを特徴とする上記請求項の少なくとも１つに記載のシャフト。
管（６；１３；１６；２７；３２）が少なくとも部分的に円形の外周を備えた円筒形、星形、三角形又は長方形の横断面形状を有することを特徴とする上記請求項の少なくとも１つに記載のシャフト。
管（６；１３；１６；２７；３２）が中空又は中実形材として形成されていることを特徴とする上記請求項の少なくとも１つに記載のシャフト。
中空形材として形成された管（６；１３；１６；２７）の内部空間が通路（４；１２；２３；２８）の１つをなすことを特徴とする請求項１１に記載のシャフト。
シャフト（１；８；１４）が半径方向に通路（３ないし５；９ないし１２；２１ないし２６；２８；２９ないし３１）に通じる穴（３７；３８）を有し、この穴によって圧力媒質が通路（３ないし５；９ないし１２；２１ないし２６；２８；２９ないし３１）に給入され、又は通路から排出されることを特徴とする上記請求項の少なくとも１つに記載のシャフト。