JP5247813B2 - トルク伝達軸 - Google Patents
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Description
本発明は、関連する1つまたは2つの自在継手機構を備えたカルダン軸として形成される、回転軸およびトルク伝達軸の少なくとも何れか一つに適用できる。
上記セクションは、安全結合機構と協働するように、および安全結合機構を部分的に含むように形成されている。
このような自在継手は典型的には十字形部品からなり、交差部分は、その4本のアーム上で、一方の組の旋回軸が第1軸の端部において第1ヨークの孔と係合し、他方の組の旋回軸が第2軸の端部において第2ヨークの孔と係合するように配置された旋回軸を有する。
このような構造は、直径が減少したセクションが、さまざまに変化するトルク応力を受けて、それゆえに、疲労状態にも晒されるという欠点を被る。
したがって、本発明は、カルダン軸に代表される、2つの「実際の」サブセクションを含み、トルク遷移軸または伝達軸によって、これらのサブセクションが、上記第1の上述の安全結合機構を介して互いに相互接続されるか、または切り離されるタイプのトルク遷移軸または伝達軸に関する。
カルダン軸の形態のトルク伝達軸が、上記軸の少なくとも一端に第1ヨークを有し、このヨークは、トルクを伝達するために、ボルト連結によって、中間部材と確実に協調するように適合された十字形部品と協働するための対応する孔を有するように適合された、2つの間隔の空いたアームを備える。
第1自在継手ヨークを備えた第1端部セクションを有し、上記第1端部セクションの反対側に、第2自在継手ヨークで形成され得る第2端部セクションを含む、適合された「中間」部材を含むカルダン軸はこれまでに知られおり、上記中間部材は、安全結合機構を介して、相互に接続されるか、または切り離される、2つの別個の部材または関連したサブセクションとして形成されてもよい。
また、従来技術、以下の特許公報で示され、説明された技術を含む。
上記中間要素は、「拡張スロット(11)」を有する安全結合機構として形成および構成されてきた。
入口(12)が加圧オイルに曝されると、軸(10)とスリーブ(20)との間に圧力が作用し、上記の力が摩擦協働を引き起こして、トルク伝達が提供される。
各自在継手ヨークが、ここでは、ボルト連結(2.1)によって、中間部材と協働して、各自在継手ヨーク(1,2)とその中間部材(3)との間の確実なトルク伝達協働を可能にする。
特許文献5は、カルダン軸用のヨーク機構を開示しており、このヨークは上記ヨークの近くに形成され、回転軸に対して、半径方向に延びるように配向されたディスクを有するディスク結合機構の形態の結合機構を有するように形成および設計されている。
上記溝は、上記安全結合機構の拡張可能な中空の円筒形の第1部分を保持、収容するように形成される。
さらに、上記溝の外側円筒形表面と上記第1の端部セクションまたは伸張部の外側円筒形表面との間の材料厚みが、上記第1セクションの半径の0.1〜0.3の比率内にあることが提案される。
上記厚みは、近接の上記閉鎖端部表面を越えて上記半径方向に延びる端部表面に近接する、より厚いセクションを有し、上記のより厚いセクションの軸方向の伸張部は、上記溝の40〜80%の距離で、上記端部表面から、上記溝に沿って軸方向に延びるよう適合されることが、特に提案される。
さらに、上記溝または空洞の外側円筒形状表面の中心領域が、自在継手ヨークに近接する第1の端部伸張部の中心軸から半径方向に、上記第1の端部伸張部の半径に対して、0.95〜0.65、好ましくは約0.9〜0.8の比率に一致する間隔を空けることが提案される。
本発明の主要な特徴は、請求項1の特徴部分に記載されている。
図1は、台車または台車ユニット(1)、(1’)を含む、軌道またはレール上での使用に限定される車両の構造を斜視図で示している。車両は、モータユニット(6)から車輪ペア(4)へトルクを伝達することによって、台車ユニット(1)、(1’)内の2つの車輪ペア(4)、(5)のそれぞれを駆動するための2つのカルダン軸(2)、(3)を備え、カルダン軸(2)に関連付けられた中間部材が、既知の構造の安全結合機構を含むように適合されている。
図2は、カルダン軸(2)の2つのセクションを有する一実施形態の側面図を示す。
本明細書の説明においては、用いられる用語および表現は、本発明の範囲を限定すると見なすべきではなく、例えば、同一または実質的に同一の目的および/または技術的効果を達成するために、同様にまたは実質的に同様に機能するすべての技術的同等物もまた含むと見なすべきである、ということは理解されるであろう。
ここでは、上記カルダン軸2は、第1自在継手ヨーク21を有する第1端部セクション11と、第2自在継手ヨーク22を有する第2端部セクション12とを含む、ことに留意されたい。
本発明は特に、上記第1ヨーク21と上記軸2の第1端部セクションまたは伸張部11bとが一体化されて単一ユニットを形成することを提案する(図4)。
上記距離は、上記溝13の選択された内側半径「R3」に対して0.2〜0.5の比率になるように適合されている。
上記厚みは、端部13eに近接する厚い部分11a’’に比べて、上記半径方向に延びる端部表面に近接するより厚いセクション11a’’’を有する。
上記中間部材10は、上記第1自在継手ヨーク21とその第1端部伸張部と、ボルト連結によって、回転剛性を有して共働し、これによりスリップしないように形成される。また上記中間部材10は、上記第1端部セクション11の反対側の第2端部セクション12において、第2継手ヨーク22と好ましくは回転剛性を有して共働するように構成される。
上記の部分は、上記第1部分17’の実際の設定または位置に応じて、相互に回転運動するためまたは自由に回転運動するために、上記安全結合機構7を介して、特に機構7の安全ユニット部分17’とディスク17’’とによって、相互に関連付けされるか、または互いに協働する。
端部セクション11とこの端部セクション11に一体化された自在継手ヨーク21との上側部分の、中心線11’より上側を示す図8および9を参照すると、下側部分は同様に形成されているため、示されていない。
上記第1セクション11aとこの第1セクションに一体化された自在継手ヨーク21との間の、仮想交差線21’からの軸方向伸張部「L1」は、半径「R1」に対して、0.3〜0.7の比率、例えば0.4〜0.6、特に約0.5になる。
空洞17aは、空洞17aの拡張可能部分17c内の、オイル加圧を封止または包囲できるように形成され、適合されている。
ドッキング要素は3個あり、その端部が軸関連部分の方向を向いている。
表面11a’、11a’’および/または11a’’’は、「R1」に対して、1.0;0.9および1.1の半径を有する。
円筒形表面11a’は、上記端部表面13eの近くに位置し、かつ端部表面13eを僅かに通過して延びる半径が減少するセクション「L3」を有する。その後方には、セクション「L4」が一定半径を有し、さらに、中心領域13dを通過して延びるセクション「L5」がより大きい半径を有し、さらに支持リム「L6」を有する。
セクション「L7」は上記端部セクション11a+11bの全長を表し、セクション「L2」は中空の円筒形第1部分17’の作用面の提案される長さである。
本発明は上記の例示的な実施形態に限定されるものではなく、この実施形態は、以下の特許請求の範囲に示す本発明の概念の範囲内で変更可能であることは理解されるであろう。
Claims (24)
- トルク伝達軸(2)であって、
前記軸の少なくとも一方の端部セクション(11)は第1ヨーク(21)を有し、該第1ヨーク(21)は、十字形部品と協働する対応孔を有するように適合され、かつトルクを伝達するためにボルト連結を介して中間部材(10)と確実に協調するように適合された、間隔を空けて配置された2つのアームを備え、
第1設定または位置で係合し、第2設定または位置で切り離されるように適合された安全結合機構(7)を有するトルク伝達軸において、
前記第1ヨーク(21)と前記軸(2)の第1端部伸張部または第1端部セクション(11b)とが一体化されて単一ユニットを形成し(図4)、
前記第1端部伸張部(11b)は、中空円筒形の軸方向に延びる溝(13)を備えて形成され、
前記溝(13)は、前記第1端部伸張部の環状の半径方向に延びる端部表面(14)の方向に開く(13c)ように形成され、
前記溝(13)は、前記安全結合機構(17)の拡張可能な中空円筒形の第1部分(17’)を収容し、かつ保持するように形成され、
前記第1部分(17’)は、前記中間部材(10)と対向するように、第2部分(17’’)と強固にまたは一体化して円筒形ディスク形に形成され、
前記円筒形ディスク(17’’)は、周囲に分布したボルト接続用の手段(14)であって、前記中間部材(10)に関連する前記ボルト接続用の対応する手段と協働するボルト接続用の手段を有することを特徴とするトルク伝達軸。 - 前記第1端部セクション(11b)および前記溝(13)は、前記アームの間の中間に置かれた、外側の曲線部分から所定の距離において、閉鎖端部(13e)を有することを特徴とする、請求項1に記載のトルク伝達軸。
- 前記距離は、前記溝(13)の選択された内側半径(R3)に対して0.2〜0.5の比率になるように適合されていることを特徴とする、請求項2に記載のトルク伝達軸。
- 前記溝(13)の外側円筒形表面(13a)と前記第1端部伸張部(11a)の外側円筒形表面(11a’)との間の材料の厚みは、前記第1端部伸張部または第1端部セクションの半径(R1)に対して0.1〜0.3の範囲内の比率にあることを特徴とする、請求項2に記載のトルク伝達軸。
- 前記溝(13)の軸方向伸張部(L2)は、前記溝の半径およびその内側半径(R3)に一致するように適合されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のトルク伝達軸。
- 前記厚みは、前記閉鎖端部(13e)近傍の部分(11a’’)よりも厚く、かつ半径方向に延びる端部表面に近接する厚いセクション(11a’’’)を有することを特徴とする、請求項4に記載のトルク伝達軸。
- 前記厚いセクションの軸方向伸張部(L5、L6)は、前記端部表面から前記溝(13)に沿って軸方向に、前記溝(13)の全長の40〜60%の距離だけ延びるように適合されていることを特徴とする、請求項6に記載のトルク伝達軸。
- カルダン軸(2)の形態のトルク伝達軸であって、
このカルダン軸は、適合した中間部材(10)を含み、
前記中間部材の第1端部セクション(11)は、第1自在継手ヨーク(21)と回転剛性を有して共働するように形成され、反対側の端部セクション(12)は、第2自在継手ヨーク(22)と回転剛性を有して共働するように形成され、
前記中間部材(10)は、
少なくとも2つのサブセクション(10a、10b)を備えて構成され、該少なくとも2つのサブセクションは相互に、トルク伝達、安全結合機構(7)および安全ユニット第1部分(17’)に関連付けられ、
前記中間部材(10)はさらに、
前記少なくとも2つのサブセクション(11b、11a、13、14)が、第1設定において相互に係合し、第2設定において相互に自由に相対的に回転可能にすることを保証する、ことを意図し、
前記第2設定は、
前記少なくとも2つのサブセクション(11b、10a)間のトルクが、前記安全結合機構(7)とそのユニット部分(17’、17’’)の構造により決定される所定の値を超えると即時に、前記第2設定を作動することができる、トルク伝達軸において、
前記第1自在継手ヨーク(21)に近接して軸方向に向く円筒形の溝(13)または空洞が存在し、該空洞は前記溝(13)の第1端部伸張部(11b)内に形成され、前記溝(13)または空洞は前記中間部材(10)に向かって軸方向に延び、前記溝(13)の中心軸(13’)は前記少なくとも2つのサブセクション(11、11a、11b)とその協調された自在継手ヨーク(21)に割り当てられた回転軸(11’)に位置合わせされるか又は同一直線上にあり、
前記円筒形の溝(13)の寸法は、安全ユニット第1部分(17’)の形態で、前記安全結合機構(7)の軸方向に延びる大部分(17’)を収容するような寸法とされ、前記安全結合機構(7)は、前記中間部材(10)の端部表面と協働するための、ディスク(17’’)とボルト連結(14)とを有することを特徴とするトルク伝達軸。 - トルク伝達から発生するまたは生じるせん断力に対応できる寸法に形成された、軸に関連する第1部分または伸張部は、中心軸(13’)が前記回転軸(11’)と同一直線上にある、ボルト連結(14)のための手段を有する環状要素(17’’)と一体化されて形成されていることを特徴とする、請求項8に記載のトルク伝達軸。
- 前記環状要素(17’’)は前記中間部材(10)の端部表面と固定的に共働することを特徴とする、請求項9に記載のトルク伝達軸。
- 前記溝(13)または空洞の外側円筒形状表面(13a)の中心領域は、前記第1自在継手ヨーク(21)に近接する第1端部セクションまたは第1端部伸張部(11a)の中心軸(11’)から半径方向に間隔(R2)を空けており、前記第1端部セクション(11a)の半径(R1)に対して、0.95〜0.65の比(R2/R1)に一致させていることを特徴とする、請求項8から10のいずれか一項に記載のトルク伝達軸。
- 前記溝(13)または空洞の内側円筒形状表面(13b)の中心領域は、前記第1自在継手ヨーク(21)あるいは第1端部セクションまたは第1端部伸張部(11a)の中心軸(11’)から半径方向に間隔(R3)を空けており、前記第1自在継手ヨークの半径(R1)に対して、0.80〜0.50の比(R3/R1)に一致していることを特徴とする、請求項8から11のいずれか一項に記載のトルク伝達軸。
- 前記溝(13)または空洞の軸方向伸張部の長さ(L2)は、前記第1自在継手ヨーク(21)の半径(R1)に一致するように適合されていることを特徴とする、請求項8から12のいずれか一項に記載のトルク伝達軸。
- 前記第1端部セクション(11a)および前記第1自在継手ヨーク(21)と、前記溝(13)の終端部(13e)との間の、仮想交差線(21’)からの軸方向伸張部(L1)の長さは、半径(R1)に対して、0.3〜0.7の範囲内の比率であることを特徴とする、請求項8から13のいずれか一項に記載のトルク伝達軸。
- 前記仮想交差線(21’)から前記溝(13)または空洞の方向への第1軸方向伸張部(L3)は、外側円筒形表面(11a’)の減少する半径を有し、前記第1自在継手ヨーク(21)の半径(R1)に対して、0.4〜0.9の比率を有することを特徴とする、請求項14に記載のトルク伝達軸。
- 前記第1軸方向伸張部(L3)と前記仮想交差線(21’)とから前記溝(13)または空洞方向に前記溝(13)または空洞を越えて延びる第2軸方向伸張部(L4)は、外側円筒形表面(11a’’)の連続的な半径を有し、前記第1自在継手ヨーク(21)の半径(R1)に対して、0.5〜0.2の比率を有することを特徴とする、請求項15に記載のトルク伝達軸。
- 前記第1および第2軸方向伸張部(L3、L4)と前記仮想交差線(21’)とから前記溝(13)または空洞を越えて延びる第3軸方向伸張部(L5)は、外側円筒形表面(11a’’’)の連続的ではあるがより大きい半径を有し、前記第1自在継手ヨーク(21)の半径(R1)に対して、0.1〜0.3の比率を有することを特徴とする、請求項16に記載のトルク伝達軸。
- 前記第1、第2および第3軸方向伸張部(L3、L4、L5)と前記仮想交差線(21’)とから前記溝(13)または空洞を越えて延びて近接して終端する第4軸方向伸張部(L6)は、外側円筒形表面の連続的または不連続なさらにより大きい半径を有し、前記第1自在継手ヨークの半径(R1)に対して、0.02〜0.2の比率を有することを特徴とする、請求項17に記載のトルク伝達軸。
- 前記中間部材(10)は、1つの手段によって相互に軸方向にずれている、2つのサブセクション(10a、10b)を含むように適合されていることを特徴とする、請求項1から18のいずれか一項に記載のトルク伝達軸。
- 前記2つのサブセクションのうち一方の第1サブセクション(11)が2つの部分に分割され、前記第1サブセクション(11)の第1の部分が、前記自在第1ヨーク(21)に割り当てられ、前記第1サブセクション(11)の第2の部分が前記第1サブセクションの残り部分(11b)に割り当てられ、
前記安全結合機構(7)は、前記安全結合機構(7)に含まれる安全ユニット部分(17’)によって第1位置設定を取ることにより、トルク伝達のために前記2つのサブセクション(11b、10a)の間の回転運動を停止させ、一方で、安全ユニット部分(17’)が別の位置設定を取ることを可能にすることにより、前記2つのサブセクションの間の回転運動を可能にして、トルクが伝達しないようにすることを特徴とする、請求項19に記載のトルク伝達軸。 - 前記安全結合機構(7)は、前記第1端部セクション(11b)内に、コンパートメント形状の、軸方向に向く空洞(17a、17b)を含み、
前記コンパートメントは、前記空洞内で拡張可能な前記部分(17’)内の加圧を包囲できるように形成及び適合されていることを特徴とする、請求項8または20に記載のトルク伝達軸。 - 前記拡張可能な部分(17’)は、軸方向に向く溝表面(13a、13b)の全体に対して作用するように適合され、割り当てられた溝表面部分が、拡張可能な部分(17’)の対向する表面部分と摩擦により共働するように適合されていることを特徴とする、請求項21に記載のトルク伝達軸。
- 軸(10)の前記少なくとも2つのサブセクションは内側の軸関連部分(10a)と、外側のスリーブ関連部分(10b)とを備え、スプラインが、同スプラインのそれぞれの溝と共に、前記スリーブ関連部分上に配置されていることを特徴とする、請求項8から22のいずれか一項に記載のトルク伝達軸。
- トルク伝達作用を受ける表面は、大きい摩擦効果を受けるように前処理されたものであることを特徴とする、請求項1から23のいずれか一項に記載のトルク伝達軸。
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