JPH02212626A - 組込み軸およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、中空軸、およびその」二の固定されたカムな
いし歯車の如き駆動要素、および／またはその上に固定
された軸受カラーから構成される組込み軸に関するもの
である。

本発明は更に、組込み軸においてカラー要素か管本体内
に滑走せしめられ、一定の変形状態を採りつつ膨張され
るといった、特にクランク軸、駆動軸またはカム軸とい
った組込み軸を製作する方法で、管本体か接合し合い、
および／または互いに嵌合装着し、 および／または駆動要素または軸受カラーが管本体りを
滑走せしめられていて、およびカラー要素を相互に接続
し合・う管本体または互に嵌合装着する管本体と摩擦連
動性を有する接続をさせるべく、あるいは相互に嵌合装
着し合った管体を互に、または滑走せしめられる駆動要
素ないしは軸受カラーを管本体と摩擦連動性を有する接
続をさせるべ（、カラーの膨張が行なわれるという、特
にクランク軸、駆動軸またはカム軸といった組込み軸の
製作法に関するものである。

〈先行技術〉 上記種類の組込み軸で、嵩ぼっていて鍛造または鋳造に
より製作された軸、や中空鋳軸に比して、嵩が小さいと
いう点で有利な点を備えているといった組込み軸が知ら
れている。

それぞれバッキングを備えた加圧材ゾンデが用いられ、
このゾンデ外側径が基本的にはカラー内径に一致してい
る前記軸を製作するいろいろな方法が記述されている。

数千バールの圧力をイ」与されたバッキングは、圧力衝
撃下で、実際にゾンデの誘導・引張り時にもかなりの損
耗に曝されるのであり、その結果、バンキングは規則性
を以て新規に取替えられねばならぬ。寿命が短いために
、かなりの頻度で、予期されぬようなバッキング機能拒
否現象が起るときには、製作されている軸は損傷を受け
ることになる。

〈発明の目的〉 本発明の基本目的は、更に改善された組立て方式で質量
を低減し、捩れや曲げに対する強度を高め−ζいる軸を
得ることにある。

更に本発明の基本目的は、冒頭に挙げた種類の、この種
の軸を製作するのに適切な手法を得て、特にこれを実行
するレイアラ１〜を確保し、従来方式〇の多層バッキン
グ具備のゾンデが放棄され得るような、またこの手法に
よりミス発生囚が良好なコスト低減実施例下で減少され
るという方法を確保することにある。

〈発明の構成〉 本発明目的は、組込み軸において、中空軸が、個々の管
本体から構成されており、本管本体がその末端域を以て
、駆動要素あるいは軸受カラー中に挿入されていて、お
よび本駆動要素やカラー以外に、この内径に比して段階
を付与した拡大外径を有すること： 管本体自体が、それぞれ駆動要素内において、あるいは
軸受カラー内で互に接し合うか、あるいは嵌合している
こと：駆動要素内あるいは軸受カラ内のカラーが相互に
接して配備されるか、あるいは嵌合装着した管本体中に
はめ込まれていること：および管本体は、駆動要素また
は軸受要素およびカラーと摩擦連動性を備えて接続して
いることを特徴とする組込み軸により解決される。

この種の軸は、駆動要素の貫通孔部に比して、径ではよ
り大きく、支持力をもった軸構造を形成する管本体に基
いて、高い耐捩れ−および耐曲げ強度を有する。管本体
の段階は、駆動要素フランジに接触可能であって、これ
により支えられ、これによって而・ｊ曲げ強度は強い影
響を受ける。摩擦連動性を伴なう連結は、本管体の壁厚
が薄くなっている構造様式では、カラーを滑走挿入する
ことによって、完全確保されるが、本カラーは、駆動要
素内で必要とされる部分ピースに低減され、重量を減少
させる。

カラーは、摩擦連動性接続をつくるためにプレス、収縮
加工可能であり、ないし駆動要素は収縮され得る。更に
、機械的機構によるか、あるいは油圧方式によって弾性
限界を越えて定常的に膨張され得る。このため、既知加
圧材ゾンデは上記のカラーと考えられる。

本発明による特に適切な方法のポイン１へは、カラー開
放末端中に孔あけした各栓が、加圧材に対しシール機能
を備えて滑走せしめられること、およびそれぞれカラー
によって、および装着された栓によって形成された中空
部分が栓孔部全般に亘って、圧力媒体を介して、カラー
が一定の径方向変形発生まで加圧衝撃を受＆ノるごとに
ある。

第一の好ましい実施態様によれば、カラーの少なくとも
自由内側面、および栓の尖端面外側領域を被覆する被覆
部それぞれが、中空部に加圧衝撃を与えるｎｉＪに、特
に栓孔部全般に亘って付与される。

このように記述される方法によれば、層またはフィルム
状膜面かカラー内部に付与されこのカラーは、栓とカラ
ー間に配置する狭い空隙中に気密性を発揮して浸入し、
完全な気密性を保証することとなる。いわゆる被覆部は
この場合、−度しか使われぬ無駄となる材料であり、こ
うした材料は、必要に応し部分的には膨張後においても
カラー中に残留し得る。バッキング用空隙中への浸入が
傷害を生ずるといったヅンデ本体において頻繁に用いら
れるバンキング用リングにおける以外に、ここに用いら
れる被覆部の挿入が本方法にとり単に傷害なき状況を呈
するにとどまらず、バッキング作用を高めるのに適して
いる。

被覆部の取付けに対しているいろな可能性が用意され、
例えはカラーおよび栓の相互に嵌合した後に、内側被）
ｖ１部が、栓孔部の−・つを通って誘導されるノズルを
介して噴霧塗布される。別途可能性によれば、相互に嵌
合装着したカラーおよび栓は、壁に粘着した状態を維持
している粘着液を注入され得る。この場合、レイアウト
は特にすべての軸の周囲に旋回できる。被覆部を取付け
る第３の可能性のポイントは、栓孔部を通貫して滑走可
能な管が、可塑性で極めて良好に変形できる材料から成
り、栓を通って滑走挿入され、内圧により衝撃作用を受
け、管はカラー壁部にまで接するに至る。

被覆部用材料として、適切な低溶融金属または、その他
の硬化性有機材料がとりあげられる。

第２の好ましい実施態様によれば、カラーと栓との間に
おけるリング状空隙それぞれが、中空部内で、容易に変
形できなるパノキンクにより、特にプラスチックまたは
軟質金属から構成されるパッキングリングにより気密性
を付与され得るのであり、パッキングリングはすてに栓
の滑走はめ込み時に併用されて、システムの絶対的気密
性が与えられるように、パッキングリングは内圧を受り
つつ中空空間内における内側リング用空隙中に配置３ 置し、圧入される。

前記事項の改変内容のポイントは、圧締めフィッティン
グにおける栓かカラーに挿入されるが、必要に応じバ・
７キングば全体として放棄してもよい。このような点は
、例えば熱収縮によっても発生され得るような圧締めフ
ィンティングが、カラの径方向変形が全体的に進行する
間、維持確保されるならば上記の状況が得られる。これ
によれば、栓は完成した管内に滞留することになる。

別の好ましい実施例態様によれば、圧締めフィッティン
グ内での栓はカラー中にセットされ、こうした栓は、栓
自体がカラーの径方向変形時に分離するように、栓の・
Ｖ法が整えられている必要があり、栓はひき続き除去さ
れ得る。この方法は、中空空間をシールさせるため」−
記の付加的機構を前症とする。

本方法の他の好ましい実施態様のポイントは、加圧液と
して高粘性媒質、例えばワックスを用い、こうした媒質
が、栓とカラーとの間における中空空間部内リング状空
隙中にあって気密性を発揮し、特殊なバシキング要素な
く加圧構造を可能とする点にある。水または他の低粘性
媒質による圧力上昇は、次に、栓孔部領域内に、ないし
はそれぞれの外部栓の栓孔部領域内で、多層レイアウト
を行なって行なわれ得る。

栓孔部を通過して加圧液が供給されるようになっている
使用栓は、特に加圧材発生機構と接続していて、このよ
うな接続部はシールされている。

この場合、バッキングがなくとも傷害を生じない。

繰返して使用される栓の場合、加圧材発生機構に対する
栓のいわゆる接続機構は、例えば、絶対的安全性がある
従来型の高圧接続機構でもよい。

本発明による方法によって単一カラーのみが膨張される
場合、栓孔部の水平配備の際に、一つの孔部が加圧液を
誘導し、および他の孔部が脱ガスを行なうべく機能する
。特に、孔部を有する栓を垂直に配備させた場合、栓の
一つは、孔部をもたぬ目隠し栓として構成され得る。

通常、軸において複数の一定カラーが変形されねばなら
ぬため、それぞれ通過孔部をもつ貫通栓が、両隣接カラ
ーの末端部にはめ込まれるならば、特に有利である。

カラー中に栓を限定的に滑走させることを有利ならしめ
るため、栓には有利な実施態様としてリングの段階と特
殊な突起が用意され得る。

本発明による方法を実行する特に都合のよいレイアウト
のポイントはミ少なくとも一つのカラーおよび２個の栓
から成る事前装着ユニットにあり、これ等のカラーや栓
が、相互に接続し、および／または一つの要素上に固定
されることになる一つ以上の管本体に滑走、挿入される
前に、カラーや栓が内側被覆部を具備することになる。

この場合に、栓が前記突起を備えている時には、内側の
加圧衝撃を生ずる前に、それぞれの外側栓を固定するこ
とが必要となるが、これはカラーの後続する内側加圧衝
撃時に、全レイアウト軸方向に安定化するのを保証する
ことをねらったものである。

〈実施例〉 以下、本発明による一実施例を示す添付図面を参照して
本発明を詳述する。

第１図においてはクランク側部１，２を有するクランク
軸の部分が確認され得る。これ等クランク側部の後者は
、均合用の錘りを有する。本クランク側部１，２には、
それぞれ管部として構成されたジャーナル突起５，６，
７．８がセラ１〜され、これ等ジャーナル突起は、隣接
する側部の対応突起４，９とは、基本ジャーナル１．０
．１１　または行程ジャーナル３を形成ずべく相互に嵌
合装着している。基本ジャーナル１０．１１　の相互に
嵌合した基本ジャーナル部分８，９中には、第１の対称
カラー１．２．１３が嵌合していて、行程ジャーナル３
の相互にはめ込まれたジャーナル部分６，７中に、別の
非対称性カラー１４が装着されている。互に向き合った
カラー１２゜１３中に、およびクランク側部１，２内に
おける孔部１．５，１．６を通過して、小さな通過孔部
１８を備えた栓１７がセラＩ・されている。カラー１２
．１．３の内イ則全表面および内側孔部１８を備えた栓
１７の自由表面ば被覆面１９を備え、この被覆面ば栓と
カラーとの間にあるリング状空隙をシールしている。

カラー１４の雨空間部内には、２個の栓２０．２１が通
過、滑走せしめられ、クランク側部の孔部２２゜２３が
」二記の両栓を貫通している。ここでもまた被覆部２４
が認められるが、本被覆部はカラー１４の内側面および
それぞれの内側孔部２５，２６を含めて栓２０．２］の
尖端面を被覆している。

栓１７において確認できるように、隣接カラー内に突出
する栓は、力の均合がとれている時でも圧力作用下にお
かれ、何等、特別な安全対策を要しない。このような安
全対策は、図示されていない栓の場合に限り、末端位置
で必要となる。軸の製作後に栓は容易に圧力により押し
出されるが、というのもカラー１２．１．３．１４．３
６．３７が径で一定の拡張を受けるからである。

第２図には、カム軸部分が示されているが、このカム軸
は個々のそれぞれ段階を付与した管部分３１、．３２．
３３から成り、この管部分末端にはそれぞれカム３４．
３５か固定されるべき要素として滑走せしめられていて
、対応する管領域では完全に円筒状のカラー３６．３７
が装着されている。このようなカラー３６．３７の末端
にはそれぞれ通過孔部４Ｌ４２，４３を具備する栓３８
，３９．４０が装着されていて、中央の栓は確認できる
ように、両隣接カラー３６．３７中へ末端を突出させて
いる。カラー３６．３７の自由末端域および栓３８，３
９．４０の尖端面ならひにその内側孔部４Ｌ４２，４３
は被覆部４４を以て外装されている。被覆部を含め、カ
ラーおよび栓から成るユニットば、事前に組立てられて
、管部分３１．．３２．３３中に、この上にセットされ
る駆動要素３４　、３５を伴なって挿入され、ならびに
内側の加圧打撃後およびカラー３６゜３７の弾性膨張後
にここに滞留したまま固定されていることもでき、ある
いは完成装着軸から取出すごともできる。

第３図では、第２図に示されたのと同様のレイアウトが
基本的に図示されていて、同し照合番号が用いられてい
る。被覆部の代りに容易に事前変形能力を備えたパッキ
ングリング４５．４６，４．７，４．８がそれぞれ栓の
前に嵌合セットされている。

第４図では、第３図に示されたのと同様のレイアウトが
基本的に図示されているかバンキングリングが使用され
ていない。またカラー３６．３７の径方向膨張時におい
ても分離せぬ圧締めフィッティングが必要になり、ある
いは栓３８．３９．４０とカラー３６．３７との間にお
ける空隙を埋める高粘性液活用が実行されねばならぬ。

第５図では、カム３４．．３５およびカラー３６．３７
から構成されるカム軸中に挿入される加圧機構ゾンデが
示されていて、この加圧機構ゾンデは内側孔部５０、径
孔部５１　、５２および後者の孔部に対して対称性をな
し、対になったバッキング５３，５４．：５５，５６を
有する。加圧衝撃作用があると、カラー３６．３７は径
方向で、弾性限度を越えて変形し、カム領域において管
部分３１，３２．３３の摩擦連動性を有する応力を生ず
る。

図での左半分では、管部分３１、３２の末端部分５７゜
５８が相互に嵌合していて、反面、図での右半分では、
管部分３２．３３の末端ピース５９，６０が径一定にな
っていて、およびカム３５の長さ半分の所で相互に接続
し合っている。

第６図は第５図と同様の照合番号を用いて本発明による
カム軸を示し、前述の方法の一つにより、あるいは収縮
ないし加圧の如き他の方法によりこうしたカム軸は作ら
れ、または本カム軸は、溶接またはハンダ付けにより製
作されている材料融合型の結合方式をとることができる
。

〈発明の効果〉 栓がすでに圧締めフィッティングにおいてカラー末端に
はめ込まれているような状況となるよう、カラーおよび
栓からの事前組立てユニットが構成されている点は有利
である。

このような措置は、内側被覆によって必要な気密化と同
様に、全体的組立てをも容易にする。カラー膨張時にお
いて、圧締めフィッティングか解かれ、および栓の軸方
向押圧を容易ならしめる。

相互に嵌合し合った管、および栓を装着したカラーから
成る全体構成物は一種のダイス型にはめ込まれ、このダ
イス型により各要素ないし管部分の角度位置は固定され
、および同時に、軸方向一方の側で自由に開放された栓
の軸方向作動圧が捕えられることになるといった点、都
合がよい。

特に単純な方法論によって、それぞれ外側配（＋ｔＮＩ の栓か気密性を備え、および軸方向に滑走せしめられる
ことにより、あるいは軸方向外側配備の栓の貫通孔部中
に小さなピストンか押圧されることによって、装置内で
の圧力発生が可能となるが、その際、カラーの内部空間
および通過孔部が前取て加圧液、特に水を満たされるこ
とが前提とならねば成らぬ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、組込みクランク軸を製作する配備状況を示し
、 第２図は、第１実施態様において糾込みクランク軸を製
作する配備状況を示し、 第３図は、第２実施態様において組込みクランク軸を製
作する配備状況を示し７、 第４図は、第３実施態様において組込みクランク軸を製
作する配ｆＪ１η状況を示し、第５図は、本発明カム軸
を製作する既知の加圧機構ロンｌζを示し、 第６図は、本発明によるカムを軸承ず。 なお図面での照合番号は下記の機械部分を示す。 １．２・・・クランク側部、３・・・行程ジャーナル、
４゜５，６，７，８．９・・・ジャーナル突起、１．０
．１１・・・基本ジャーナル、１２．１３．１４・・・
カラー、１５．１６・・・孔部、１７・栓、１８・・・
内側孔部、１９・・・被覆部（内側）　、２０．２１・
・・栓、２２．２３・・・内側孔部、２４　、２５・・
・孔部、２Ｇ・・・被覆部（内側）　、３１、３２，３
３・・・管部分、３４．３５・・・力１３．３６．３７
・・・カラー、３８．３９．４０・・・栓、４］、４２
．４３・・・内側孔部、４４・・・被覆部（内側）　、
４５，４．６，４７．４８・・・パッキングリング、４
９・・・加圧機構ゾンデ、５０・・・内側孔部、５１．
５２・・・径方向孔部、５３，５４，５５．５６パツギ
ング、５７．５８，５９．６０・・・末端ピース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中空軸およびこの上に固定されるカムまたは歯車の
   ような駆動要素、および／またはこの上に固定される軸
   受カラーから構成される組込み軸において、 中空軸が、個々の管本体から構成されており、本管本体
   がその末端域を以て、駆動要素あるいは軸受カラー中に
   挿入されていて、および本駆動要素やカラー以外に、こ
   の内径に比して段階付与した拡大外径を有すること： 管本体自体が、それぞれ駆動要素内において、あるいは
   軸受カラー内で互いに接し合うか、あるいは嵌合してい
   ること： 駆動要素内あるいは軸受カラー内のカラーが相互に接し
   て配備されているか、あるいは嵌合装着した管本体中に
   はめ込まれていること： および管本体は、駆動要素または軸受要素およびカラー
   と摩擦連動性を備えて接続していることを特徴とする組
   込み軸。 ２、組込み軸においてカラー要素が管本体中に滑走せし
   められ、一定の変形状態を採りつつ膨張されるといった
   、特にクランク軸、駆動軸またはカム軸といった組込み
   軸を製作する方法で、管本体が接合し合い、および／ま
   たは互に嵌合装着し、および／または駆動要素または軸
   受カラーが管本体上を滑走せしめられていて、およびカ
   ラー要素を相互に接続し合う管本体または互に嵌合装着
   する管本体と摩擦連動性を有する接続をさせるべく、あ
   るいは相互に嵌合装着し合った管体を互に、または滑走
   せしめられる駆動要素ないしは軸受カラーを管本体と摩
   擦連動性を有する接続をさせるべく、カラーの膨張が行
   なわれるという組込み軸の製作法において、 カラー（１２、１３、１４、３６、３７）開放末端中に
   孔あけした各栓（１７、２０、２１、３８、３９、４０
   ）が、加圧材に対しシール機能を備えて滑走せしめられ
   ること、およびそれぞれカラー（１２、１３、１４、３
   ６、３７）によって、および装着された栓（１７、２０
   、２１、３８、３９、４０）によって形成された中空部
   分が圧力媒体を介して、カラー（１２、１３、１４、３
   ６、３７）が一定の径方向変形発生まで加圧衝撃を受け
   ることを特徴とする製作法。 ３、カラー（１２、１３、１４、３６、３７）の少なく
   とも自由内側面、および栓（１７、２０、２１、３８、
   ３９、４０）の尖端面外側領域を被覆する被覆部（１９
   、２６、４４）それぞれが、中空部に加圧衝撃を与える
   前に、特に栓孔部（１８、２２、２３、４１、４２、４
   ３）全般に亘って付与されることを特徴とする特許請求
   項２に記載記載の方法。 ４、カラー（１２、１３、１４、３６、３７）と栓（１
   ７、２０、２１、３８、３９、４０）との間におけるリ
   ング状空隙それぞれが、中空部内で、特にプラスチック
   または軟質金属による容易に変形可能なパッキングリン
   グにより気密性を付与されることを特徴とする特許請求
   項２に記載の製作法。 ５、栓（１７、２０、２１、３８、３９、４０）が、加
   圧衝撃時に得られる圧締めフィッティングにおいてカラ
   ー（１２、１３、１４、３６、３７）中に挿入されてい
   ることを特徴とする特許請求項２から４までの一つに記
   載の製作法。 ６、栓（１７、２０、２１、３８、３９、４０）が、カ
   ラーの径方向変形末端部で開放される圧締めフィッティ
   ングにおいて、カラー（１２、１３、１４、３６、３７
   ）にはめ込まれていることを特徴とする特許請求項２か
   ら３までの一つに記載の製作法。 ７、カラー（１２、１３、１４、３６、３７）と栓（１
   ７、２０、２１、３８、３９、４０）との間におけるリ
   ング状空隙を中空空間部内で添加される高粘性媒質−例
   えばワックス−が加圧衝撃のために用いられることを特
   徴とする特許請求項２から５までの一つに記載の製作法
   。 ８、複数の同軸配備カラー（１２、１３：３６、３７）
   において、それぞれ一つの栓（１７：３９）が２つの隣
   接カラー（１２、１３、３６、３７）の開放末端中に滑
   走挿入せしめられていることを特徴とする特許請求項２
   から７までの一つに記載の製作法。 ９、少なくとも一つのカラー（１４：１２、１３：３６
   、３７）およびこの内部に装着される栓（２０、２１：
   １７：３８、３９、４０）から成る構成部分が、管本体
   （６、７：４、５：８、９：３１、３２、３３）中に取
   付ける前に事前装着されることを特徴とする特許請求項
   ２から８までの一つに記載の製作法。 １０、被覆部（１９、２６、４４）が、相互に嵌合し合
   うカラーおよび栓内に、硬化性ある液状物を誘導し、必
   要に応じてこれ等素材から成る構成部分を揺動旋回させ
   ることによって付与されることを特徴とする特許請求項
   ２または３の一つに記載の製作法。 １１、可塑性を有して簡単に変形できる材料から成る小
   管を、相互に嵌合装着するカラーおよび栓から成る構成
   部分に差し込み、膨張させることにより、被覆部（１９
   、２６、４４）がつくられることを特徴とする特許請求
   項２または３の一つに記載の製作法。 １２、嵌合装着し合うカラーおよび栓の内部に栓孔部の
   一つを通って誘導されるノズルを介して被覆部（１９、
   ２６、４４）が噴霧塗工されて得られることを特徴とす
   る特許請求項２または３の一つに記載の製作法。 １３、カラーを膨張させるため、その内部空間および栓
   孔部が、特に直立型構成を採りつつ、わずかな圧力付与
   のもと、加圧液を満たされ、および圧力がひき続き高ま
   ることを特徴とする特許請求項２から１２に至るまでの
   一つに記載の製作法。 １４、圧力が、栓孔部の一つに気密性高く接続している
   圧力発生器を介して高まることを特徴とする特許請求項
   １３に記載の製作法。 １５、各外側栓内における栓孔部が閉ざされている際に
   、栓を滑走させることによって圧力が生ずることを特徴
   とする特許請求項１３に記載の方法。 １６、各外側栓の孔部中にピストンを誘導することによ
   って圧力が生ずることを特徴とする特許請求項１３に記
   載の方法。 １７、圧締めフィッティングにおいて孔を開けられた栓
   が、カラーの開放末端中に滑走、挿入されていること、
   およびカラーの少なくとも自由内側面、ならびに気密性
   を付与された内側被覆部の尖端面が支持されていること
   を特徴とする、 前記諸特許請求項の一つに記載の方法による組込み軸の
   製作レイアウト。 １８、双方のカラーの末端にはめ込まれた栓により、そ
   れぞれ２つの隣接カラーが接続していることを特徴とす
   る特許請求項１７に記載のレイアウト。 １９、被覆部が熱可塑性工作材料から成ることを特徴と
   している特許請求項１７または１８に記載のレイアウト
   。 ２０、被覆部が亜鉛または、他の容易に溶融でき、およ
   び簡単に可塑変形可能な金属から構成されることを特徴
   とする特許請求項１７または１８に記載のレイアウト。