JP4179516B2 - 歯車の締結方法および締結構造 - Google Patents

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Description

本発明は、キーやノックピンなどを用いることなく、歯車のボスを被締結側部材の円形開口部に確実に締結固定するための締結方法および締結構造に関するものである。
歯車を被締結側部材に締結固定する方法としては、特許文献１に開示されているように、歯車の軸端に形成されている小径のボスを被締結側部材に形成した圧入用の円形開口部に圧入する方法が一般的である。回転出力軸に同軸状態で歯車を締結固定する場合などのように大きな締結強度が必要とされる場合には、キー、ノックピンなどを用いて歯車の締結強度を確保している。
特開平８−２４７２２３号公報
しかしながら、設計上、キー、ノックピンなどを取り付けるスペースを確保できない場合がある。
本発明の課題は、キーやノックピンを用いることなく、十分な締結強度を確保することのできる歯車の締結方法および締結構造を提案することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は、歯車の軸端部を被締結側部材の円形開口部に圧入固定することにより、歯車を被締結側部材に締結する歯車の締結方法において、歯車の軸端部の外周面部分に、他の部分に比べて、歯先円径が大きく、しかも歯先が尖っている圧入用外歯部分を、当該歯車の歯切加工時に創成することにより形成し、被締結側部材の円形開口部に、圧入用外歯部分の歯先円径よりも小径の圧入穴を形成し、圧入用外歯部分を圧入穴に圧入して、圧入用外歯部分の歯先部分を圧入穴の内周面部分に食い込ませることを特徴としている。
また、本発明では、軸端部の圧入用外歯部分の先端面から、圧入用外歯部分の歯底円径と同一外径のボスを同軸状態で突出させておき、被締結側部材の円形開口部に、圧入穴よりも小径の心出し用のボス圧入穴を同軸状態に形成しておき、ボス圧入穴にボスを圧入して歯車と被締結側部材の心出しを行いながら、圧入用外歯部分を圧入穴に圧入固定することを特徴としている。
次に、本発明は歯車の締結構造に関するものであり、上記の方法により歯車が締結されていることを特徴としている。
本発明では、歯車の軸端部の外歯部分のみを、歯切加工時に創成することにより、歯先円を大きくすると共に、その歯先を尖った形状のものとしてある。この圧入用外歯部分を被締結側部材の圧入穴に圧入すると、歯先部分が圧入穴の内周面部分に食い込み、これによって締結強度を確保できる。
また、本発明では、圧入用外歯部分から同軸状態でボスを突出させ、このボスを被締結側部材に形成したボス圧入穴に圧入しながら、圧入用外歯部分を圧入穴に圧入している。両部材の心ずれを防止しながら両部材を十分な強度で締結することができる。
以下に、図面を参照して、本発明を適用した歯車の締結方法の例を説明する。
図１は本例の歯車の締結方法を示す説明図であり、図２は得られた歯車の締結構造を示す説明図である。まず、図１を参照して説明すると、１は歯車であり、例えば二段遊星歯車装置の後段ピニオンであり、２は被締結側部材であり、例えば二段遊星歯車装置の前段遊星キャリアである。
後段ピニオン１は、所定の歯先円径の外歯１１が形成されているピニオン本体部分１２を備え、このピニオン本体部分１２の軸端部の外歯部分のみが、それ以外の部分の外歯１１の歯先円径よりも一回り大きな寸法の圧入用外歯部分１３となっている。この圧入用外歯部分１３は歯切加工時に創成することで歯先が尖った形状となっている。このような形状の圧入用外歯部分１３は、ピニオン１の軸端部の歯先円を一定幅で大きく設計し、歯底を特殊Ｖ字形状にしたホブカッター若しくは研削砥石により歯切り加工を行うことにより得ることができる。また、本例の後段ピニオン１では、圧入用外歯部分１３の端面から同軸状態で、その歯底円径と同一径のボス１４が突出している。このボス１４の先端の外周縁部分はテーパ面１５とされている。
例えば、後段ピニオン１の外歯１１の歯先円径Ｄ（１１）は１７．６ｍｍである。創成歯切の結果として得られる圧入用外歯部分１３のエッジの先端を包絡した外径Ｄ（１３）は１７．８ｍｍであり、その軸線１ａの方向の幅（軸長）Ｌ（１３）は３ｍｍである。また、ボス１４の外径Ｄ（１４）は１４ｍｍであり、その軸長Ｌ（１４）は４．５ｍｍである。
次に、前段遊星キャリア２には、その中心部分を貫通する円形開口部２１が形成されている。円形開口部２１における軸線２ａの方向における一方の側が圧入穴２２とされ、他方の側がこれより小径のボス圧入穴２３とされ、これらの間には円環状の段面２４が形成されている。圧入穴２２の開口縁部分はテーパ面２５とされ、ボス圧入穴２３における圧入穴２２の側の開口縁部分もテーパ面２６とされている。
圧入穴２２の内径Ｄ（２２）は、創成歯切により得られた圧入用外歯部分１３の外径Ｄ（１３）よりも小径とされ、当該圧入用外歯部分１３の歯先が適正なくいこみ代でくいこむ寸法とされる。当該圧入穴２２の軸長Ｌ（２２）は圧入用外歯部分１３と同一とされる。また、ボス圧入穴２３の内径Ｄ（２３）はボス１４の外径Ｄ（１４）と同一とされる。
例えば、後段ピニオン１が上記寸法の場合には、前段遊星キャリア２の円形開口部２１における圧入穴２２の内径Ｄ（２２）は、０．０５〜０．０７ｍｍ程度のくいこみ代が得られる内径寸法とされ、例えば１７．６ｍｍとされ、その軸長Ｌ（２２）は例えば３ｍｍとされる。ボス圧入穴２３の内径Ｄ（２３）は１４ｍｍとされ、その軸長Ｌ（２３）は例えば４ｍｍとされる。
このような形状および寸法となるように、後段ピニオン１および前段遊星キャリア２を製作する。しかる後に、図において矢印Ａで示すように、後段ピニオン１の軸端部を前段遊星キャリア２の円形開口部２１に圧入する。圧入は、ボス１４がボス圧入穴２３に差し込まれ、これによって、双方の部材１、２に心ずれが発生しない状態で行われる。
後段ピニオン１の軸端部の圧入用外歯部分１３が圧入穴２２に圧入されると、図２（ｂ）に模式的に示すように、当該圧入用外歯部分１３の尖った歯先部分が圧入穴２２の内周面部分に食い込んだ状態になる。この結果、図２（ａ）に示すように、大きな締結強度で後段ピニオン１が前段遊星キャリア２に締結固定された歯車の締結構造３が得られる。
（その他の実施の形態）
本発明は、例えば、段付き歯車の製造にも適用できる。段付き歯車は従来においてはピニオンカッターでの加工に頼っている。本発明の方法を採用した場合には、段付き歯車を分割して、それぞれをホブカッター或いは研削砥石により歯切り加工を施して仕上げる。例えば、図３に示すように、一方の分割した歯車３１の軸端部に歯先円径の大きな圧入用外歯部分３２を形成し、他方の分割した歯車３３の中心部分に圧入穴３４を形成しておく。そして、圧入用外歯部分３２を圧入穴３４に圧入固定して、一体化された段付き歯車３０を組み立てる。このようにすれば、安価に高精度の段付き歯車３０を得ることができる。
なお、本発明の歯車の締結方法は、被締結側部材が、遊星キャリア、歯車以外の部品であっても適用可能なことは勿論である。
本発明を適用して後段ピニオンを前段遊星キャリアに締結固定する方法を示す説明図である。 本発明の方法により得られた、後段ピニオンが前段遊星キャリアに締結固定されている締結構造を示す縦断面図、および、締結状態を示す模式図である。 本発明を段付き歯車に適用した例を示す説明図である。
符号の説明
１ 後段ピニオン
１ａ 軸線
２ 前段遊星キャリア
２ａ 軸線
３ 歯車の締結構造
１１ 外歯
１２ ピニオン本体部分
１３ 圧入用外歯部分
１４ ボス
１５ テーパ面
２１ 円形開口部
２２ 圧入穴
２３ ボス圧入穴
２４ 段面
２５、２６ テーパ面
３０ 段付き歯車
３１、３３ 歯車
３２ 圧入用外歯部分
３４ 圧入穴

Claims (3)

  1. 歯車の軸端部を被締結側部材の円形開口部に圧入固定することにより、歯車を被締結側部材に締結する歯車の締結方法において、
    歯車の軸端部の外周面部分に、他の部分に比べて、歯先円径が大きく、しかも歯先が尖っている圧入用外歯部分を、当該歯車の歯切加工時に創成することにより形成し、
    被締結側部材の円形開口部に、圧入用外歯部分の歯先円径よりも小径の圧入穴を形成し、
    圧入用外歯部分を圧入穴に圧入して、圧入用外歯部分の歯先部分を圧入穴の内周面部分に食い込ませることを特徴とする歯車の締結方法。
  2. 請求項１において、
    軸端部の圧入用外歯部分の先端面から、圧入用外歯部分の歯底円径と同一外径のボスを同軸状態で突出させておき、
    被締結側部材の円形開口部に、圧入穴よりも小径の心出し用のボス圧入穴を同軸状態に形成しておき、
    ボス圧入穴にボスを圧入して歯車と被締結側部材の心出しを行いながら、圧入用外歯部分を圧入穴に圧入固定することを特徴とする歯車の締結方法。
  3. 請求項１または２に記載の方法によって歯車が締結されていることを特徴とする歯車の締結構造。
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