JP2014526024A - 螺旋歯すじを有する歯車及び歯車用のセグメント - Google Patents

Abstract

本発明は、螺旋歯すじを有する歯車及びセグメントで構成されている歯車用のセグメントに関し、各セグメントは、螺旋歯すじを備えた歯付き部分を有し、歯付き部分は、保持区分に連結されている。

Description

本発明は、螺旋歯すじを有する歯車及び歯車用のセグメントに関する。

外側を備えた歯車を提供することが知られている。

かくして、本発明の目的は、歯車の歯が噛み合っているときの騒音の発生を減少させることにある。

本発明では、歯車に関する目的は、請求項１に記載された特徴によって達成され、セグメントに関する目的は、請求項１５に記載された特徴によって達成される。

螺旋歯すじを有していて、セグメントで構成された歯車に関する本発明の重要な特徴は、
各セグメントが螺旋歯すじを備えた歯付き部分を有し、
歯付き部分が保持部分に接合されていることにある。

この関連で得られる利点は、噛み合い歯付き部分を備えた螺旋歯すじの助けにより、歯車がセグメントで構成されている場合であってもトルクをかなり静かに伝達することができるということにある。

その理由は、関連技術のセグメント式歯車の場合、歯車は、円周方向にセグメントで構成され、各セグメントは、円周方向部分を構成し、かくして歯車の周長角度範囲を構成する。セグメントは、いわば、歯車軸線から軸方向及び半径方向に延びる断面の助けにより歯車から切り欠かれる。したがって、歯は、平歯として、具体化されなければならず、その理由は、もしそうでなければ、歯に切り込まれ、かくして結果として歯の破壊の恐れが生じるからである。

他方、本発明では、螺旋歯すじが歯付き部分に設けられる。歯付き部分は、歯空間に沿って中断され又は境界付けられる。このように、歯付き部分が歯のつる巻き角に一致した螺旋角で延びる境界面を有している場合であっても歯車の低騒音作動が可能になる。本発明によれば、隣り合うセグメントのかかる境界面は、間隔を置いて配置され、かくして、力の伝達なしに具体化され、力の相互結合又は関連の分布は、保持部分に配置された連結面の領域でのみ達成される。

しかしながら、保持部分は、もっぱら半径方向及び軸方向に延び、かくして、円周方向には延びていない断面によって境界付けられている。連結面は、それに応じて具体化されている。かくして、連結面は、半径方向及び軸方向にのみ延びている。

有利な一実施形態では、歯付き部分と保持部分は、一体に構成される。これは、セグメントが高い許容荷重を示し、クランプした状態でのその機械加工可能であり、したがって、歯に対する穿孔の間隔も又極めて正確に生じさせることができるので、有利である。

有利な一実施形態では、歯は、外歯である。これにより、製造が容易であるという利点が提供される。

有利な一実施形態では、歯付き部分は、円周方向に配置されたその端領域のところに、それぞれ、隣接のセグメントに向き且つ歯内の歯空間に平行に延びる第１の境界面を有し、
特に、第１の境界面は、半径方向に延びると共につる巻き軸線が歯車軸線であり且つつる巻き角が歯のつる巻き角に一致したつる巻き線に沿って延びている。これは、螺旋歯すじを歯付き部分に設けることができ、かかる螺旋歯すじが歯の中断なしに延び、したがって、極めて許容荷重が高いので、有利である。

有利な一実施形態では、歯付き部分は、特に第１の境界面の一部分を含む部分と共に保持部分を越えて円周方向に突き出ており、
特に、歯付き部分は、第１の境界面の別の部分を含む別の部分と共に、円周方向に保持部分よりも遠くに延びてはいない。この関係で得られる利点は、保持部分が円周方向に位置するその端領域のところにおいて歯付き領域とは異なる状態に中断され又は境界付けられるということにある。その理由は、保持部分が１つの円周方向位置のところで境界付けられ、かくして、その端面が半径方向及び軸方向にのみ延びるが、歯付き部分が螺旋歯すじに従って制限され、かくして、つる巻き線と一致して且つ歯車軸線から半径方向に延びるということにある。

有利な一実施形態では、２つの隣り合うセグメントの第１の境界面相互間には第１の距離が設けられている。これにより、２つの隣り合うセグメントの歯付き部分相互間には力の直接的な伝達が生じないという利点が得られる。

有利な一実施形態では、保持部分は、それぞれの隣接のセグメントの連結面が連結ねじによって対応関係をなして押し付けられる連結面を有する。これは、保持部分相互間で力が伝達され、このようにする際、連結面が一円周方向位置で互いに接触し、力の伝達のための連結ねじによって互いに押し付け可能であるという点で有利である。

有利な一実施形態では、連結面は、半径方向に及び軸方向に延びているが、特に、円周方向には延びておらず、かくして、１つの固有の円周方向位置に配置されている。これは、連結面を容易に且つ安価に作ることができるので有利である。

有利な一実施形態では、２つのそれぞれの隣り合うセグメントの保持部分は、少なくとも２本の連結ねじによってねじ連結され、一方のねじは、セグメントを互いに対して位置合わせするために設けられ、
特に、連結面は、ねじを位置合わせのために挿通させる穿孔を有する。これは、このように構成することによって正確な位置合わせが可能であり、次に、ねじの締め付けが可能なので有利である。かくして、力が歯付き部分相互間ではなく、保持部分相互間で伝達されるようになる。

有利な一実施形態では、保持部分は、歯付き部分よりも短い半径方向距離範囲内に配置される。これは、保持部分が半径方向外側取り付け歯付き部分を支持し、保持部分相互間の連結ねじが歯車の歯を壊さず又は違ったやり方で損なうことがないので、有利であり、その理由は、これら保持部分も又、歯付き部分よりも小さい半径方向距離のところに配置されているからである。

有利な一実施形態では、保持部分は、ドラム又はシャフトへの連結のための連結部分を有し、歯車は、ドラム又はシャフトよりも長い半径方向距離のところに配置される。これは、ドラムがその外周部のところに大径の歯車を備えることができ、それにより大きなトルクを伝達することができるので有利である。

有利な一実施形態では、保持部分は、円周方向及び軸方向に延びる第２の境界面を有し、第２の境界面は、円周方向に関連の保持部分を越えて延びる隣接のセグメントの歯付き部分の上記部分の半径方向内側部と半径方向反対側に位置し、
第２の境界面と突出部分の内側部との間には第２の距離が設けられている。これにより、隣り合う歯付き部分相互間では力が伝達されないという利点が得られる。

有利な一実施形態では、第１の距離と歯車の外径の比は、０．０００５未満、特に０．０００２５未満又は０．０００１２５未満であると共に／或いは、
第２の距離と歯車の外径の比は、０．０００５未満、特に０．０００２５未満又は０．０００１２５未満である。この場合に得られる利点は、製造公差及び熱による膨張との関連において、力の伝達が確実に阻止可能であり、距離にもかかわらず低騒音作動が可能であるということにある。その理由は、かかる距離が歯の噛み合い領域の外側に存在することにあり、その理由は、かかる距離により生じるスリットが歯空間に沿って延び、かくして、特に、歯空間の底部に沿って延びているからである。

有利な一実施形態では、保持部分は、２つのスポーク部分を有し、２つのスポーク部分は、円周方向に延びるリブ部分によって互いに連結され、
スポーク部分は、円周方向に位置すると共にそれぞれ連結面を備えた保持部分の端領域内に配置され、特に、スポーク部分は本質的に半径方向に及び軸方向に延び、特に、リブ部分は、本質的に半径方向及び円周方向に延び、
特に、リブ部分は、少なくとも１つの切欠きを有する。これは、高い安定性が小さな質量で達成できるので有利である。

セグメントに関する重要な特徴は、セグメントがＡＤＩ又はＧＧＧ鋳鋼で作られていることにある。これにより、歯が大きな荷重に耐えることができるという利点が得られる。その理由は、ＡＤＩが球状黒鉛を含む鋳鉄を主成分とする材料であるということにある。特別な熱処理により、良好な歪を伴う高い強度及び一貫して良好な防振を伴う高い耐摩耗性が達成される。

したがって、歯付き部分の突出領域、かくして円周方向に保持部分を越えて突き出た歯付き部分は、荷重に耐えることができる。と言うのは、ＡＤＩが大きな強度を示すからである。かくして、この領域における歯は、この領域が突き出ていても、高い荷重に耐えることができるようになる。

別の利点は、従属形式の請求項に記載された発明に由来する。

次に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

円周方向に次々に配置されたセグメントで構成されている螺旋歯付き歯車を示す図である。 図１の歯車の拡大断面図である。 同様なセグメントを示す図であり、かかるセグメントが同様な歯車を形成するよう組み立て可能であり、図１及び図２とは対照的に、この場合、３本ではなく４本のねじが２つの隣り合うセグメントの連結領域に用いられる状態を示す図である。 図３の拡大断面図であり、この場合、各場合において連結されるべき隣接のセグメントと境を接する３つの境界面が見えている図である。

各セグメントは、歯付き部分１を有し、この歯付き部分は、外側を備えた筒体エンベロープ部分として形成されている。

１４個のセグメントが歯車を構成するよう円周方向に用いられているので、歯付き部分１は、歯車‐ラックセグメントに似ており、ラックは、歯車に相当する筒体の包絡面と一致して湾曲している。

かくして、歯付き部分１は、中空筒体のエンベロープ部分を形成し、歯をその外側部に組み込むことによって製作可能である。エンベロープ部分は、２つの平面、かくして特に歯車の端面部分によって軸方向に境界付けられ、エンベロープ部分の法線は、歯車の軸方向に延びている。加うるに、歯付き部分は、歯車軸線からつる巻き線に向かって半径方向に延びる射線を全て含むねじ状表面によって円周方向に境界付けられている。

各場合において、保持部分がセグメントの半径方向内側部上に形成され、これら保持部分は、軸方向に、かくして歯車軸線方向に延びる連結部分２及びドラムの外面への固定のために同様に円周方向に延びる連結部分３を有する円周方向に延びる連結部分を有している。

かくして、連結部分２は、隣接のセグメントの対応の連結面４２がねじ止めされる連結面４２を有している。連結面４２は、半径方向及び軸方向に延びている。したがって、連結面４２全体は、円周方向において１つの固有の位置、かくして、１つの周長角度位置に配置されている。

円周方向に差し向けられた穿孔が連結面に設けられている。この場合、穿孔２０は、それぞれの隣り合うセグメントを互いに圧接させるねじを挿通するために設けられている。加うるに、少なくとも１つの穿孔２１も又、セグメントを互いに対して位置合わせするようねじ２１ａを挿通するために設けられている。したがって、セグメントの位置合わせは、連結ねじ２０ａの締め付け前に可能になる。位置合わせを実施した後、連結ねじ２０ａを緊密に締結し、かくして、セグメントの相対位置を固定する。

歯付き部分１は、その半径方向外側部に歯を有している。この歯は、螺旋歯すじとして具体化されている。セグメントの歯付き部分１が境を接する隣接の境界面４０が歯内の空間に沿って構成されている。その結果、境界面４０は、歯のどれにも切り込まない。したがって、境界面４０は、かくしてつる巻き線部分の螺旋歯すじに一致して且つ半径方向に延びている。

しかしながら、保持部分が純粋に半径方向及び軸方向（即ち、スポーク部分２）に差し向けられ又は純粋に半径方向及び円周方向（即ち、リブ部分３）に差し向けられているので、歯付き部分１は、断面で見て保持部分を越えて突き出ている。かくして、少なくとも第１の軸方向領域において、歯付き部分１は、円周方向に連結面４２を越えて突き出ており、第２の軸方向領域において、歯付き部分１は、円周方向に引き戻されており、その結果、境界面４１が目に見えている。この関係で、境界面４１は、軸方向及び円周方向に延び、かくして、境界面４１は、１つの固有の半径方向距離を有している。

セグメントは、２つの隣り合うセグメントがこれらの連結面４２のところで互いに接するように許容されると共に実現されているが、境界面４０，４１の領域には所与の距離が存在している。この関係で、セグメントで構成された歯車の大径が２メートルを超え、特に４メートルを超えていると仮定すると、好ましくは１ｍｍ未満、特に０．５ｍｍ未満の距離が維持される。したがって、この距離と外径の比は、０．０００５未満、特に０．０００２５未満又は０．０００１２５未満である。

このように、熱により生じると共に／或いは組み立ての結果として生じる距離の変化も又許容可能である。これは、力伝達連結面４２が隣り合うセグメント相互間で伝達されるべき力を完全に引き受けるからである。

歯付き部分の突出部分は、隣接のセグメントの境界面４１を特に半径方向に覆っている。

同様に、２つのそれぞれの隣り合うセグメントの境界面４０は、円周方向で、更に軸方向で見て互いに向かい合っている。

１ 歯付き部分
２ 連結部分
３ ドラム用連結部分
４ 切欠き
２０，２１ 穿孔
２０ａ 連結ねじ
２１ａ 位置合わせ用ねじ
４０ 境界面
４１ 境界面
４２ 連結面

Claims (15)

1. 螺旋歯すじを有し且つセグメントで構成された歯車において、
   各セグメントは、螺旋歯すじを備えた歯付き部分を有し、
   前記歯付き部分は、保持部分に接合されている、歯車。
2. 前記歯付き部分と前記保持部分は、一体に構成されている、請求項１記載の歯車。
3. 前記歯は、外歯である、請求項１又は２記載の歯車。
4. 前記歯付き部分は、円周方向に配置されたその端領域のところに、それぞれ、隣接のセグメントに向き且つ前記歯内の歯空間に平行に延びる第１の境界面（４０）を有し、
   特に、前記第１の境界面（４０）は、半径方向に延びると共につる巻き軸線が歯車軸線であり且つつる巻き角が前記歯のつる巻き角に一致したつる巻き線に沿って延びている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の歯車。
5. 前記歯付き部分は、特に前記第１の境界面（４０）の一部分を含む部分と共に前記保持部分を越えて円周方向に突き出ており、
   特に、前記歯付き部分は、前記第１の境界面（４０）の別の部分を含む別の部分と共に、円周方向に前記保持部分よりも遠くに延びてはいない、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の歯車。
6. ２つの隣り合うセグメントの前記第１の境界面（４０）相互間には第１の距離が設けられている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の歯車。
7. 前記保持部分は、それぞれの隣接のセグメントの連結面が連結ねじによって対応関係をなして押し付けられる連結面を有している、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の歯車。
8. 前記連結面は、半径方向に及び軸方向に延びているが、特に、円周方向には延びておらず、かくして、１つの固有の円周方向位置に配置されている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の歯車。
9. ２つのそれぞれの隣り合うセグメントの前記保持部分は、少なくとも２本の連結ねじによってねじ連結され、一方のねじは、前記セグメントを互いに対して位置合わせするために設けられ、
   特に、前記連結面は、前記ねじを前記位置合わせのために挿通させる穿孔を有する、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の歯車。
10. 前記保持部分は、前記歯付き部分よりも短い半径方向距離範囲内に配置されている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の歯車。
11. 前記保持部分は、ドラム又はシャフトへの連結のための連結部分を有し、前記歯車は、前記ドラム又はシャフトよりも長い半径方向距離のところに配置されている、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載の歯車。
12. 前記保持部分は、円周方向及び軸方向に延びる第２の境界面（４１）を有し、前記第２の境界面は、円周方向に関連の前記保持部分を越えて延びる隣接のセグメントの前記歯付き部分の前記部分の半径方向内側部と半径方向反対側に位置し、
    前記第２の境界面（４１）と前記突出部分の前記内側部との間には第２の距離が設けられている、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載の歯車。
13. 前記第１の距離と前記歯車の外径の比は、０．０００５未満、特に０．０００２５未満又は０．０００１２５未満であると共に／或いは、
    前記第２の距離と前記歯車の外径の比は、０．０００５未満、特に０．０００２５未満又は０．０００１２５未満である、請求項１〜１２のうちいずれか一に記載の歯車。
14. 前記保持部分は、２つのスポーク部分を有し、前記２つのスポーク部分は、円周方向に延びるリブ部分によって互いに連結され、
    前記スポーク部分は、円周方向に位置すると共にそれぞれ連結面を備えた前記保持部分の端領域内に配置され、特に、前記スポーク部分は本質的に半径方向に及び軸方向に延び、特に、前記リブ部分は、本質的に半径方向及び円周方向に延び、
    特に、前記リブ部分は、少なくとも１つの切欠きを有する、請求項１〜１３のうちいずれか一に記載の歯車。
15. 請求項１〜１４のうちいずれか一に記載の歯車用のセグメントであって、前記セグメントは、ＡＤＩ又はＧＧＧ鋳鋼で作られている、セグメント。

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