JPH04248045A - 伝動装置の歯車軸およびその製造方法 - Google Patents

伝動装置の歯車軸およびその製造方法

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JPH04248045A
JPH04248045A JP3210228A JP21022891A JPH04248045A JP H04248045 A JPH04248045 A JP H04248045A JP 3210228 A JP3210228 A JP 3210228A JP 21022891 A JP21022891 A JP 21022891A JP H04248045 A JPH04248045 A JP H04248045A
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teeth
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tooth
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    • Y10T74/19219—Interchangeably locked
    • Y10T74/19233—Plurality of counter shafts

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２つの歯車
が支持されている伝動装置の歯車軸およびそ製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】従来から
共転可能に固定された２つ以上の歯車を支持している伝
動装置の歯車軸は公知であり、たとえば米国特許明細書
第３，１０５，３９５　号および第４，７５４，６６５
　号に示されている副軸があり、それらの特許の開示内
容は引例として本説明に含まれる。
【０００３】一体に形成された（多くの場合はインボリ
ュートスプライン／歯車歯型の）１つまたは複数の第１
歯車と、共転可能に永久的または取り外し可能に固定さ
れた１つまたは複数の非一体型の第２歯車とを支持して
いる伝動装置の歯車軸は従来から公知であって、たとえ
ば米国特許明細書第４，４３２，２５１号、第４，７３
５，１０９　号、第４，３７５，１７２　号および再発
行特許第３２，５９１号に記載されており、それらの特
許の開示内容は引例として本説明に含まれる。
【０００４】これらの従来型構造体は、第１歯車と第２
歯車用のスプラインが軸に個別に形成される場合、それ
らは別々の機械および１つの機械から別の機械への移送
、再位置合わせおよび他のそのような時間のかかる段階
および複雑な作業を必要とするため、十分に満足できる
ものではなかった。さらに各々の工具は軸方向の逃げ長
さを必要とするので、軸の歯車間の軸方向長さ部分を利
用できず、空間および素材が無駄になる。スプラインの
代わりに１つまたは複数の長手方向のキー溝を用い、部
材をそれに挿入して突起を形成する場合にも、同様に移
送、再位置合わせ、およびある程度の軸方向長さの無駄
の問題が生じる。
【０００５】また第２歯車を軸に溶接すれば、工具逃げ
はさほど多くなくなるが、これらの歯車は第１歯車に対
して円周方向に位置のずれが生じ、またこれらの第２歯
車はいずれも取り外しができなくなる。
【０００６】とくに多くの場合に第１歯車の直径が小さ
いために半径方向の中間スプラインまたは他の取り付け
装置を設けることができないので、その歯車は軸の素材
で軸上に形成されており、それ以外の歯車は取り外し可
能にすることが望ましく、そこで本発明はスプラインを
仲介させることができる大径になっている伝動装置の歯
車軸を提供し、第１歯車を一体成形し、第２歯車を取り
外せるが共転可能に取り付けた歯車軸用の改良軸構造を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段・作用】上記目的を達成す
るために、第１部分に第１組の歯車歯を一体成形した軸
を含む歯車軸アセンブリが提供されており、前記歯の延
長部分が、軸と共転するように第２歯車を取り付けるた
めの隣接小径第２部分に亙って軸方向に設けられている
。
【０００８】本発明によれば、従来技術の欠点は、少な
くとも１つの第１歯車を一体成形した伝動装置の歯車軸
アセンブリを提供することによって解決されるか、最小
限に抑えられ、これは従来技術の問題を解決するととも
に、第１歯車を加工支持している軸に１つまたは複数の
第２歯車を取り外し可能に、また第１歯車とそれに最隣
接した、または唯一の第２歯車との間で軸方向空間を無
駄にしないで取り付けることができる。
【０００９】本発明によれば、第２歯車用の外側スプラ
インまたはキー溝は第１歯車の歯自体から形成され、そ
の方法として、スプラインを歯から形成する軸方向位置
の軸の直径を最初に小さくしておく方法、第１歯車の歯
を形成してからそれらの歯の歯先を削るか取り除く（こ
れによってそれぞれの歯と自動的に整合した一連のスプ
ラインが形成される）方法、１つまたは複数の歯隙間を
加工することによって歯隙間と自動的に整合した１つま
たは複数のキー溝を形成し、他の歯はすべて十分に取り
除く方法がある。スプラインは、不整合の原因となる製
造の後段階での側部の加工を避けることが好ましい。好
ましくは、すべての第１歯車を利用して１組のスプライ
ンを形成し、その場合には不要の歯を完全に削り取らな
くてもよいので好都合である。一般的に、歯車歯の形状
はインボリュートになっており、したがってスプライン
の側部も自動的にインボリュートになっており、これは
スプラインにおいては決して珍しいことではない。
【００１０】歯車軸に一体に形成された歯車歯から形成
されたスプラインを利用すること自体は知られており（
米国特許明細書第４，３８８，８３８　号を参照された
い。この特許の開示内容は引例として本説明に含まれる
）、円周方向に整合するとともに素材および空間を節約
できるというそれの利点は認識されている。
【００１１】しかし、本発明にしたがって第１歯車の歯
を必要以上に軸方向に長く形成してから、すでに形成さ
れた歯から歯先を取り除いたり削ることによって、また
は予め小径にした軸部分からスプライン部分を歯車歯の
形成作業と同時にこれらの歯の連続延長部分として形成
することによって次の歯車を滑り嵌めさせるためのスプ
ラインまたはキー溝を歯車歯の軸方向延長部分から形成
することによって間接的に軸のスプラインまたはキー溝
を形成することは従来技術には教示されていない。
【００１２】個々の加工具の「逃げ」長さをなくすこと
によって軸方向空間が節約させるだけでなく、取り外し
可能な第２歯車をスプラインまたはキー溝に滑り嵌めさ
せるための垂直方向の当接肩部が、第１歯車の歯の隣接
側歯先部分によって形成される。
【００１３】本発明の上述した他の目的および利点は、
添付の図面を参照した以下の実施例の説明から明らかに
なるであろう。
【００１４】
【実施例】つぎに本発明の一実施例を図について以下に
詳細に説明する。なお、ここで使用する「第１」および
「第２」という言い方は、運転者が理解しているような
比を表すものではない。ここでは１つだけの「第２」歯
車が記載されているが、さらなる「第２」歯車が存在す
ることもあり、さらなる目的としてそれらのさらなる「
第２」歯車も隣接の「第２」歯車と同じ精度で第１歯車
と整合させるものと考える必要がある。
【００１５】図１を参照しながら説明すると、２本副軸
複式伝動装置には、入力軸１と、主部２と、補助部３と
、出力軸４とが設けられている。ここでは、歯元の間に
溝を刻み、歯をインボリュートまたは他の標準型ローリ
ングカーブに形削りする加工、ホブ切り等によって歯車
（歯車歯）６を備えた前副軸５についてのみ説明する。 この一般形式の伝動装置は、前述した米国特許明細書第
４，４３２，２５１　号、第４，７３５，１０９　号、
第４，３７５，１７２　号、第３，１０５，３９５　号
および再発行特許第３２，５９１号に記載されている。
【００１６】前副軸５の左側の陰影線（ハッチング）が
付けられていない部分には、副軸歯車７，８，９が押し
付けるように取り付けられ、それに溶接されており、こ
れらの副軸歯車７，８，９は主軸１３の主軸歯車１０，
１１，１２と噛み合っている。歯車６は本発明の目的で
記載されている「第１」歯車であり、陰影線で示された
断面形状で表されている前副軸５に長手方向の切れ目を
付けて歯が形成されている。歯の間の切れ目は、切削（
ホブ切り）工具のバイトが順次はずれること（ここでは
「逃げ」と呼ぶ）によって「逃げ」部分１４で減少して
いく。 歯車７は、ここで言う隣接の「第２」歯車であり、図示
のように逃げ部分１４の上まで延出している。しかし、
この逃げ部分１４の下側には嵌め合いスプラインが存在
できず、したがって逃げ部分１４は回転支持することが
できない。
【００１７】第１歯車６は第１速主軸歯車４０と常時噛
み合っており、またアイドラ（図示せず）を介して予備
主軸歯車４１とも噛み合っていることに注意されたい。
【００１８】隣接の第２歯車７は取り外し可能ではなく
、第２歯車７の端部１５を図１中、真横方向の当接部す
なわちストッパに当接するまで摺動させることにより、
第２歯車７を逃げ部分１４の上方へ延出できるようにす
ることが望ましい。端部１５のためのストッパは、第１
歯車６の歯先を前副軸５の陰影線が付けられていない部
分１６の外径まで削って、押し込み取り付けして溶接さ
れた第２歯車７の内径に等しくすることによって形成さ
れる。 当接部１５を設けるためには別の加工段階すなわち第１
歯車６の歯先削りが必要であり、そのような別の加工工
程は、いずれの場合もできれは排除したいものである。
【００１９】本発明の歯車軸アセンブリである副軸アセ
ンブリ４２が図２に示されている。第２歯車７のための
スプライン歯１７は、従来技術で考えられていたように
前副軸５から直接的に個別に加工して形成されるのでは
なく、第１歯車６の歯の延長部分からその歯先のほとん
どまたはすべて、および場合によっては（必要なスプラ
インの構造および強度に応じて）それらの歯元の一部も
取り除くことによって形成される。好ましくは１組の歯
全部の延長部分を利用し、その場合にはスプラインセッ
トの強度および力分布が向上するだけでなく、歯全体を
削り取る時間および費用がかからない。
【００２０】あるいはスプライン歯１７は、軸の小径部
分に第１歯車６の延長部分として形成してもよい。
【００２１】アセンブリ４２では前副軸５に逃げのため
に無駄になる軸方向部分がなく、適切な横方向の当接肩
部１８が第１歯車６のすべての歯先によって形成できる
。当接できるようにするために、隣接の第２歯車７に内
部スプラインのない延長部分を設ける必要がなくなるの
で、第２歯車７は右向きに摺動させたときに第１歯車６
の歯先に当接するまで右側がスプラインによって完全に
支持される。
【００２２】スプライン歯１７は第１歯車６の歯から形
成されたのであるから、スプライン歯１７と第１歯車６
の歯との間に円周方向のずれが生じるはずはなく、その
いずれかのフランクすなわち側面処理をスプラインの形
成後に施す必要はない。
【００２３】第２歯車７の軸方向の位置決めは、肩部１
８とスナップリング４５等によって行われる。
【００２４】スプライン歯１７の代わりにキー溝（たと
えばフライス削り半月キー溝）を用いる場合、これらは
歯の間すなわち谷から加工され、すべてのスプライン歯
自体は加工によって完全に取り除かなければならない。 しかし、そのような加工量から、キー溝を第１歯車６か
ら加工する方法は、１組の歯を部分的に加工してそれぞ
れのインボリュートまたは他のスプラインを形成する方
法ほど好まれないのが一般的である。キー溝を設けるこ
とをやめて１つの歯から直接的に一体状のキーを形成す
る（その他の歯は取り除く）こともできる。
【００２５】隣接の第２歯車７および他の第２副軸歯車
８，９，４４の第１歯車６に対する寸法は、軸に形成さ
れた外側スプラインと第２歯車７側の内側スプラインと
を利用できるものでなければならず、これによってスプ
ラインおよびそれらの歯車の実際の寸法が決まる。本発
明は副軸に形成された歯車およびそれにスプライン結合
された歯車に制限されることはなく、それらは本発明の
好都合な用途にすぎない。歯車４４は、ＰＴＯ装置（動
力取り出し装置〜Ｐｏｗｅｒ　Ｔａｋｅ　Ｏｆｆ）等に
用いられる副軸歯車である。
【００２６】第２歯車７をスプライン歯１７に嵌め付け
るとともに肩部１８を形成するため、スプライン歯は、
第１歯車６が形成されている第１軸部分５１に隣接した
第２軸部分５０の軸方向全長に亙って設けられ、第２軸
部分の最終形状の外径５２が第１歯車６の歯の内径より
も大きいがそれの外径ほど大きくない、好ましくはそれ
よりも小さいことが重要である。
【００２７】つぎに図３を参照しながら従来型歯車歯１
９を本発明と比較して説明すると、工具軸２０と、軸方
向端縁部２１と、谷部（歯）２２と逃げ部２３とが示さ
れている。 スプラインは、谷部２４の逃げ部分だけしか示されてい
ないが、実質的に逃げの２つの軸方向部分２３，２４の
長さだけ歯車歯１９から離れている。別の歯車の内部に
スプラインを付けて、図１の第２歯車７の右端面に設け
られているようなスプラインなしのオーバハング部分を
設けても、スプライン結合された第２歯車７に駆動強さ
を与えるかを問題にすれば、この軸方向長さ部分は無駄
になる。それとは対照的に、図４に示されている本発明
の歯車軸は、最初はスプライン（キー）２７用に延長し
た長さ２６の歯２５が設けられ、スプライン２７分の長
さの歯の歯先を削ってスプラインまたは一体状のキーが
形成されている。歯先は削らなくてもよいが、歯先を削
ることによって、第２歯車７をスプラインまたはキー２
７に滑り嵌めさせる際の位置決めに利用できる当接部（
台）２８を形成できるという利点が得られる。第２歯車
（図示せず）７を溶接する必要がなく、別にスプライン
を形成する必要もない。したがって図１または図４に示
されている無駄な逃げ２３がなくなる。
【００２８】１つの一体型歯／スプライン２５，２７が
示されているだけであるが、通常は１組の歯全部の歯先
を削ってスプラインを形成する。１つ以上の所望数の歯
を削ってキーを形成し、残りの歯は長さ２７に亙って完
全に取り除くようにしてもよい。
【００２９】図５は、キー溝２９を設けた場合の歯１９
の逃げ部２３を示しており、この場合にも軸方向長さの
無駄が明らかである。図６は、キー溝２９に挿入できる
公知の３種類の典型的な変更形キー３０Ａ，３０Ｂ，３
１を示している。本発明のキー２７は一体状であるため
、別に取り付ける必要がない点で安全性および経済性が
向上する。
【００３０】図７は、図３に示されている従来構造の別
の欠点を示しているすなわちスプライン２７と歯１９と
を別々に加工すれば、逃げの利用不能軸方向長さが生じ
るだけでなく、２つの加工工程を別々に段取りしなけれ
ばならないため、円周の軸心不整合も生じることを示し
ている。このずれは、３２で示されており、ある工具を
段取りして取り付け、歯車歯１９を加工してから取り外
し、別の機械へ移送（またはおそらくは同じ機械でプロ
グラムを変更）し、取り付けてスプライン２７を加工し
、取り外すことを行わなければならないことから、ずれ
は不可避である。段階が多いだけでなく、上記の逃げお
よびずれの問題が生じる。ある歯車の他のものに対する
向きすなわちタイミングは、常時噛み合い式多副軸伝動
装置では考慮しなければならない重要点である。
【００３１】それに対して、歯車歯を形成してから、歯
車歯の軸方向延長部分としてスプラインを加工する場合
、１度の取り付けと段取り作業だけでよく、直線状逃げ
およびずれはなくなるが、場合によっては歯またはスプ
ライン（一般的に標準型インボリュート）の側面および
隅部を加工することもある。スプラインは前述したよう
に一般的に歯先が削られて、第２歯車７用の当接肩部２
８が歯で形成される（図４および図８参照）が、歯先を
削ることは本発明に必須ではなく、第１歯車６および第
２歯車７の相対直径によっては、スプライン２７および
歯１９を同じ全高にすることもできる。
【００３２】あるいはスプラインセットを形成する予定
の軸部分の直径を、スプラインセットの所定の外径まで
削って小さくしてから、歯およびその延長部分を形成し
てもよい。その場合、スプラインは歯の延長部分として
同時に同じ段階で部分的または完全に形成される。
【００３３】したがって少なくとも１つの第１歯車６を
一体状に形成し、１つの第２歯車７を取り外せるが共転
可能に取り付けた改良形伝動装置の歯車軸が提供される
。
【００３４】以上に本発明の好適な実施例について説明
してきたが、本発明の精神から逸脱しない範囲内におい
て部品の様々な変更および／または配置変更を行うこと
ができることは当業者には明らかであろう。
【００３５】
【発明の効果】第２歯車のスプライン歯は、前副軸から
直接的に個別に設けられているのではなく、第１歯車の
歯の延長部分からその歯先またはそれらの歯元の一部も
取り除くことによって形成されている。このためスプラ
インセットの寸法精度、強度および力分布が向上するだ
けでなく、移送、再位置合わせなどに要する工程は不要
になることから作業性が良好になり、かつ、歯全体の削
り取りに係るコストアップを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図である。
【図２】図１の第２歯車およびさらなる後続の歯車のた
めのスプラインが第１歯車の歯から形成されている断面
図である。
【図３】従来技術によって第１歯車とスプラインセット
とを別々に切削して形成された歯およびスプラインの概
略図である。
【図４】図３と同様な図であるが、本発明にしたがって
第１歯車歯を形成し、その歯からスプラインセットが形
成されている。
【図５】別々に切削された歯とインサートがはまってい
ない半月キー溝とを示す概略図であり、逃げ部の影響を
概略的に示している。
【図６】図５のキー溝に嵌められるインサートを示して
いる図である。
【図７】従来技術によって形成された歯とスプラインと
の間に円周方向のずれが生じることを示す図である。
【図８】本発明によって形成された歯とスプラインとは
円周方向に整合することを示す図である。
【符号の説明】
５　歯車軸 ６　　第１歯車 １７　スプライン歯 ５０　第２軸部分 ５１　第１軸部分 ５２　スプライン歯の外径

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　外径と内径とを備えて軸方向に延在して
    いる１組の歯車歯（６）を一体状に設けた第１部分（５
    １）と、前記第１部分に隣接しており、前記歯車歯の外
    径ほど大きくないが前記歯車歯の内径よりも大きい外径
    （５２）を備えている第２部分（５０）とが設けられて
    おり、少なくとも１つのスプライン歯（１７）が前記第
    ２部分の軸方向全長に亙って設けられ、前記歯車歯の１
    つの軸方向延長部分を有していることを特徴とする伝動
    装置の歯車軸。
  2. 【請求項２】　歯車歯の各々は、第２部分の軸方向全長
    に渡る軸方向延長部分を備えて、１組のスプライン歯を
    形成していることを特徴とする請求項１に記載の伝動装
    置の歯車軸。
  3. 【請求項３】　第２部分の外径が歯車歯の外径よりも小
    さくなっており、これによって第１および第２部分の交
    差部分に半径方向の肩部（１８）が形成されていること
    を特徴とする請求項１または請求項２に記載の伝動装置
    の歯車軸。
  4. 【請求項４】　歯車歯がほぼインボリュート歯の断面形
    状を有し、スプライン歯はそれに対応した断面形状であ
    ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伝
    動装置の歯車軸。
  5. 【請求項５】　歯車歯がほぼインボリュート歯の断面形
    状を有し、スプライン歯はそれに対応した断面形状であ
    ることを特徴とする請求項３に記載の伝動装置の歯車軸
    。
  6. 【請求項６】　少なくとも第１歯車（６）　と、共転可
    能に固定された第２歯車（７）　とを設けた軸（５）　
    を有する歯車軸アセンブリ（４２）であって、歯車軸（
    ５）　は、外径と内径とを備えて軸方向に延在している
    １組の第１歯車（６）　を一体状に設けた第１部分（５
    １）と、前記第１部分に隣接しており、前記歯車歯の外
    径ほど大きくないが前記歯車歯の内径よりも大きい外径
    （５２）を備えている第２部分（５０）とが設けられて
    おり、少なくとも１つのスプライン歯（１７）が前記第
    ２部分の軸方向全長に亙って設けられ、前記歯車歯の１
    つの軸方向延長部分を有しており、前記第２歯車に内側
    スプラインが形成されて、前記軸の前記第２部分に設け
    られた前記スプライン歯と駆動係合しているアセンブリ
    を有することを特徴とする伝動装置の歯車軸。
  7. 【請求項７】　歯車歯の各々は、前記第２部分の軸方向
    全長に渡る軸方向延長部分を備えて、１組のスプライン
    歯を形成しているアセンブリを有することを特徴とする
    請求項６に記載の伝動装置の歯車軸。
  8. 【請求項８】　第２部分の外径が歯車歯の外径よりも小
    さくなっており、これによって第１および第２部分の交
    差部分に半径方向の肩部（１８）が形成されているアセ
    ンブリを有することを特徴とする請求項６または請求項
    ７に記載の伝動装置の歯車軸。
  9. 【請求項９】　歯車歯がほぼインボリュート歯の断面形
    状を有し、スプライン歯はそれに対応した断面形状であ
    るアセンブリを有することを特徴とする請求項６または
    請求項７に記載の伝動装置の歯車軸。
  10. 【請求項１０】　歯車歯がほぼインボリュート歯の断面
    形状を有し、スプライン歯はそれに対応した断面形状で
    あるアセンブリを有することを特徴とする請求項８に記
    載の伝動装置の歯車軸。
  11. 【請求項１１】　外径と内径とを備えて軸方向に延在し
    ている１組の歯車歯（６）　を一体状に設けた第１部分
    （５１）と、前記第１部分に隣接しており、前記歯車歯
    の外径ほど大きくないが前記歯車歯の内径よりも大きい
    外径（５２）を備えている第２部分（５０）とが設けら
    れており、スプライン歯（１７）が前記第２部分の軸方
    向全長に亙って設けられ、前記歯車歯の軸方向延長部分
    を有している歯車軸（５）　を製造する方法であって、
    前記第１および第２部分が同一の直径である軸を提供し
    、前記第２部分の外径を小さくし、前記歯車歯と前記ス
    プライン歯とを単一の連続作業で形成することを特徴と
    する伝動装置の歯車軸の製造方法。
  12. 【請求項１２】　　歯車歯をほぼインボリュート歯の断
    面形状に形成し、スプライン歯をそれに対応した断面形
    状に形成することを特徴とする請求項１１に記載の伝動
    装置の歯車軸の製造方法。
  13. 【請求項１３】　外径と内径とを備えて軸方向に延在し
    ている１組の歯車歯（６）　を一体状に第１部分（５１
    ）に設け、前記第１部分に隣接させ、前記歯車歯の外径
    ほど大きくないが前記歯車歯の内径よりも大きい外径（
    ５２）を第２部分（５０）に設け、前記第２部分の軸方
    向全長に亙ってスプライン歯（１７）に設けた前記歯車
    歯の軸方向延長部分を有している伝動装置の歯車軸（５
    ）　を製造する方法であって、前記第１および第２部分
    が同一の直径である軸を提供し、前記歯車歯と前記スプ
    ライン歯とを単一の連続作業で形成し、前記第２部分の
    外径を小さくすることを特徴とする伝動装置の歯車軸の
    製造方法。
  14. 【請求項１４】　　歯車歯の断面形状をほぼインボリュ
    ート歯に形成し、スプライン歯をそれに対応した断面形
    状に形成することを特徴とする請求項１３に記載の伝動
    装置の歯車軸の製造方法。
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