JP3765833B2 - 軸固定構造 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載の軸固定構造に関する。軸固定構造はシャフト固定であってもよい。
この種の軸固定構造はドイツ連邦共和国特許第４３４５０９９．７号明細書に記載されている。この固定形式は固定しようとする軸、特にピニオンシャフトを受容部の内部に極めて高い精度でセンタリングして受容することを可能ならしめる。歯が形成された、軸の領域Ｂの切込み時に軸が受容部の対応する孔の領域Ｂ′内に案内されると共に、それと同時にこの孔の領域の後方で孔内にセンタリングされて案内されることにより高い位置決め精度が得られる。この目的のために、受容部の孔と軸固定領域とがそれぞれ３つの領域Ａ′，Ｂ′，Ｃ′もしくはＡ，Ｂ，Ｃに区分されている。この場合、孔及び軸のそれぞれ３つの領域については、後述する本発明の構成に対応させるために、軸の領域Ａ及びそれに対応する孔の領域Ａ′の直径を最小のものとし、孔の３つの領域は挿入方向に減少するそれぞれ種々異なる直径を有するものとする。また軸においては領域Ｂ及びＣの直径と、Ａの直径とが互いに異なっている。
歯が形成された、軸の領域Ｂは挿入固定時に領域Ａと共に受容部の孔内へもたらされる。このことは、軸が、歯が形成された領域Ｂでその歯先円部分を介して、センタリングされた正確なはめ合いでまず孔の領域Ｃ′内に係合し、次いで軸の領域Ｂが対応する孔の領域Ｂ′内へ完全に切り込まれることにより生ずる。挿入固定時に孔の領域Ｃ′の内部での軸の領域Ｂの案内長さが減少するにつれて、軸の領域Ｃが次第に増大する案内長さではめ合いの正確なセンタリング部材として係合する。
軸の領域ＢとＣとの直径を同じくする同種類の軸の固定時に、次に述べる２つの挿入形式が可能である。
ａ）軸の領域Ｂがまず孔の領域Ｃ′内でセンタリングされる。軸の領域Ａのセンタリングは孔の領域Ｂ′内への切込過程の導入後にはじめて開始される。軸の領域Ｃのセンタリングは孔の領域Ｂ′内への軸の領域Ｂの切込の開始後にはじめて実施される。この実施のための条件は：
ＡはＢ′よりも小さい。
ｂ）軸の領域Ｂの切込は軸の領域Ｂ及び／又はＣのセンタリングと軸の領域Ａのセンタリングとが同時に行なわれる際に実施される。その際の条件は、
ＡはＢ′より大きい。
本発明の課題は、同種の軸固定において、軸の領域Ｄが歯先円及び歯元円に関連して予め規定された歯を備えている場合に、軸の領域ＢとＣの同じ直径をできるだけ大きく形成することができるようにすることにある。領域ＢとＣの直径を可能な限り大きく設計すべきとする要求は、その領域において可能な限り高い強度、とりわけ可能な限り高いねじり強度を実現することができるということに由来している。
この課題は請求項１の特徴概念にもとづく軸の領域ＢとＣの構成により解決される。
この解決手段は、歯の歯溝を領域Ｄから軸の領域ＢとＣへ続けて延長するという考えに立脚している。古い特許出願に基づくこの種の軸固定の冒頭に記載した実施形では領域ＢとＣの同じ直径が常に領域Ｄの歯の歯元円の半径に比して小さいように設計されていた。そのことの理由は、軸の領域ＢとＣ内への領域Ｄの歯溝の介入が無条件に回避されるべきであるとみなされていたからである。
本発明の核心はこの考えを覆すことにある。この基本認識から出発して、軸の領域Ｂは、この領域を後続部分の切欠内へ切り込ませるための歯もしくはローレット目が形成されるように設計され、このローレット目は、領域Ｄから到来する歯溝の間に周方向に位置する領域にのみ制約されて設けられる。このことの意味するところは、領域Ｂ内の当該歯溝領域が、それに続く部分の受容孔の内部でのローレット目結合に何ら貢献しないということである。しかし、これにより結合の強度は何ら損なわれることがない。それというのは、ローレット目を受容するために残されている材料が充分に大きいように領域Ｃの直径を選択することができるからである。本発明の解決手段によれば、歯溝にもかかわらず、ローレット目が形成された材料領域を歯が形成された領域Ｄの歯元円直径の下方に位置する直径に比して大きく設計することが可能である。
本発明の構成では、隣り合う領域ＣとＤとの間にアンダカットを設ける必要がない。領域Ｃはむしろ半径を介して領域Ｄの歯のフランクへ移行する。
ローレット目が形成されていない領域Ｃの軸方向の長さは領域ＢとＣの共通の直径の１０パーセントより大きいと効果的である。この領域は前述の直径の２０パーセントより大きいとさらに効果的である。
１実施例が図面に示されている。
ここに、
第１図は固定のために役立てられる３つの領域に区分されたシャフトを備えたピニオンを示す図、
第２図は第１図のピニオンシャフトを受容するための受容部の孔の断面図、
第３図は受容部の孔内へ部分的に挿入されたピニオンシャフトを示す断面図、
第４図は受容部の孔内に完全に挿入されたピニオンシャフトを示す断面図、及び
第５図は領域Ａの方向から見たピニオンの端面図である。
図示の軸固定もしくはシャフト固定は遊びのない遊星歯車装置の製作時にピニオンシャフトを正確なはめ合いでセンタリングして固定する場合に行われる。このことのために、それぞれ１つのピニオン１がシャフト２を備えている。したがって、本発明の軸とは、ピニオン１とシャフト２から成ることになる。このシャフト２によりピニオン１が正確なはめ合いで受容部４の孔３内に挿入される。
シャフト２はその長さ方向に３つの領域、要するにその自由端から出発して第１のはめ合い領域Ａと、それに続く、歯が形成された領域Ｂ及びピニオン１に直接的に連なる領域Ｃとに区分されている。領域Ｂの歯はローレット目から成る。
受容部の孔は領域Ａ′，Ｂ，′Ｃ′に区分されており、これらの領域は機能的にシャフト領域Ａ，Ｂ，Ｃに対応しており、それらの直径はこれらの領域を示すアルファベットの順番にそれぞれ増大している。回転する対向歯車と噛み合うピニオン１の領域は符号Ｄで示されている。
ピニオン１のシャフト２を受容部４の孔３内に押し込む際に、対応する孔の領域Ｂ′内への軸の領域Ｂの切込が行われ、すでにこの切込の開始前に領域ＡとＢ内での軸センタリングが行われる。軸の領域Ｂはその場合、切込過程の開始時点では、センタリング領域Ａに対して追加的なセンタリングとして役立つに過ぎない。領域Ｂがある程度の長さにわたり領域Ｂ′内へ切削しつつ押し込まれると、領域Ａに対して追加的なセンタリング領域として軸の領域Ｃが介入する。軸の領域Ｃがまだ完全には孔の領域Ｃ′内に押し込まれていない限りは、孔の領域Ｂ′の外部で孔の領域Ｃ′内に位置する軸の領域Ｂもセンタリングの役割を果たす。
第５図からは、領域Ｄ内でのピニオン１の歯の歯元領域から歯溝がどの程度に軸の領域ＣとＢ内へ半径方向の深さで侵入しているかが看取される。領域Ｄ内の歯車の歯は符号５で示されており、他面において領域Ｂ内のローレット目は符号６で示されている。
軸の領域Ｃはわずかな半径を介してピニオン１の領域Ｄの歯５へ移行している。
軸の領域Ｂの軸方向の長さによりピニオン１と受容部４との間の結合の高い強度が得られる。このことは、一面においては、領域ＣとＢの比較的大きな同じ直径に起因しており、かつ他面においては、結合部に生じるねじり応力と曲げ応力に対して、ローレット目が形成された領域Ｂとピニオン１の領域Ｄとの間の移行領域内に比較的長い補償領域Ｃが存在することに起因している。この補償領域は軸固定のために著しく強度を高めるように作用する。

Claims (3)

1. 受容部の孔内での軸の固定構造であって、
   ａ）軸（１，２）が軸方向に４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有しており、これらの領域は、それらを示す符号のアルファベットの順番で互いに隣り合って位置しており、かつそのうちの領域Ｄは最大の外径を有しており、領域Ａは最小の外径を有しており、かつ領域ＢとＣは同じ外径を有しており、
   ｂ）軸（１，２）の領域Ｄと領域Ｂには歯もしくはローレット目が形成されており、
   ｃ）受容部（４）の孔（３）が、軸（１，２）の領域Ａを内部に挿入せしめる最小直径を有する領域Ａ′からはじまって、アルファベットの順番で軸方向に互いに隣り合う３つの領域Ａ′，Ｂ′，Ｃ′に区分されていて、これらの領域の直径が領域Ａ′，Ｂ′，Ｃ′の順に増大しており、
   ｄ）軸（１，２）の領域Ａ，Ｂ及びＣと孔（３）の領域Ａ′，Ｂ′及びＣ′とは、同じ文字符号の領域が、受容部（４）に軸（１，２）が固定された場合に互いに対応して位置し、
   ｅ）受容部（４）に軸（１，２）が固定された場合に、領域ＡとＣは、対応する孔（３）の領域Ａ′とＣ′内に互いに直径をほぼ等しくした正確なはめ合いで位置し、
   ｆ）受容部（４）内に軸（１，２）を挿入固定する過程において、軸の歯もしくはローレット目が形成された領域Ｂが形状接続的に孔の領域Ｂ′を切り込む形式のものにおいて、
   ｇ）領域Ｄの歯の歯溝がその歯元領域内で一貫して領域ＣとＢにわたり延びており、
   ｈ）軸（１，２）の領域Ｂ内では、領域Ｄから領域Ｂへ延びる歯溝の間で周方向に位置する領域に歯もしくはローレット目が形成されていることを特徴とする軸固定構造。
2. 軸（１，２）の領域Ｃの幅がこの領域の直径の少なくとも１０パーセントであることを特徴とする請求項１記載の軸固定構造。
3. 軸（１，２）の領域Ｃの幅がこの領域の直径の少なくとも２０パーセントであることを特徴とする請求項２記載の軸固定構造。

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