JPS59166758A - 軸線方向に固定した軸及び歯車製品 - Google Patents

軸線方向に固定した軸及び歯車製品

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JPS59166758A
JPS59166758A JP59044210A JP4421084A JPS59166758A JP S59166758 A JPS59166758 A JP S59166758A JP 59044210 A JP59044210 A JP 59044210A JP 4421084 A JP4421084 A JP 4421084A JP S59166758 A JPS59166758 A JP S59166758A
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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】 この発明は、歯車ポンプ及び極めて大きな負荷のかかる
類似装置などのような設備に於いて、歯車を軸に固着す
ることに関するものである。この発明は、更に詳細に云
うならば、振動、衝撃荷重又はその他の異常に苛酷な作
動状態のもとに周期的に曲がる軸て軸線方向に歯車を保
持又は固着することに関するものである。
周知のように、歯車又は軸に於て金属を著しく切削又は
取除くことは、その歯車又は軸の疲労破壊の確度を増大
させる。このような理由で歯車と軸とを連結する通常の
方法としては、歯車を軸に焼ばめする方法がある。この
方法では、歯車の内径を軸の直径よりも僅かに小さくシ
、歯車を華氏の数百塵に加熱することが必゛要である。
同時に、軸を冷却して歯車の穴に入れ込む。温度が等し
くなり始めるにつれ軸の膨張と歯車の収縮とによって両
者の連結が起り、この場合軸と歯車との接触域には不断
の圧縮力がかかる。
この特殊の方法は、比較的標準的負荷状態、即ち大きな
力がただ単に歯車の軸に対する相対的回転を強制しよう
としているに過ぎないような状態のもとでは、軸に対す
る歯車の半径方向の固着を確実に行なうためには十分満
足される方法であつた。しかし、苛酷な半径方向の負荷
を受ける歯車ポンプ及びその他の場合には、回転してい
る軸の周期的たわみのため歯車の穴がラッパぐぢの形に
なり易い。この現象はしばしば軸に沿う歯車の軸線方向
の変位となって現われ、歯車ポンプその他の装置の破壊
の原因となる。
疲労破壊の可能性が増大しているのにも拘わらず、苛酷
な負荷のもとて前記変位を避けるために軸へ歯車を軸線
方向に固着する従来の方法は、局部的切削を必要とする
キー、ピン、止め輪、その他の軸線方向保持帰構を必要
としている。その結果は、苛酷な負荷状態で使われる歯
車−軸装置に短い疲労寿命が期待されるに過ぎなかった
。
ここに開示した発明は、軸への歯車の軸線方向の固着を
強化すると共に、歯車−軸装置のより長い疲労寿命を得
させる。この発明は、同心的に縮小した直径部分を、両
軸端の中間に置いた軸を採入＼れている。この縮小した
直径部分の上に、歯車を固着して位置させる。軸の外端
はこの縮小した直径部分よりも大きな直径部分を持って
いるので、この大きな直径部分の内端は互に向き合った
環状保持壁になっており、この保持壁が、軸の直径縮小
部分の上の両壁間に歯車を固着状態に位置させる働らき
をする。
好適実施例に於ては、歯車は半径方向の固着及びねじり
固着を強化するため歯車を軸に焼はめする。軸の中間部
分に於ける望ましい半径方向の縮小塵は、軸の外端部の
直径１インチ毎にｖ１１０００インチである。
以下この発明をその実施例につき添付図を用いて詳細に
説明する。
第１図に於て、歯車ポンプ１０は駆動歯車１２及び被駆
動歯車１４をそれぞれ備えている。これらの歯車１２，
１４は常時かみ合い状態にあり、矢印で示す方向に流体
を吸入口１６から排出口１８へ移動させるように回転す
る。これらの歯車１２．１４はハウジング１１内の内部
穴２０゜２２内でそれぞれ回転し、流体を穴２０．２２
の壁２６と歯２８のすき間又は歯みぞ２７とにより形成
された移動ポケット２４内に送入する。
第２図に示すように、駆動及び被駆動歯車１２゜１４は
駆動軸３０及び被駆動軸３２にそれぞれ固定して取付け
、これらの軸は従来使われているジャーナル軸受３４に
支える。駆動軸３０は原動機と連結するためのスフ０ラ
イン付き端部３５（図示してないが、このうちにはキー
その他の結合機構を含む）を備えている。
周知のように、１組の圧力板３６を、歯車１２゜１４に
対して軸線方向内向きにかかる流体圧力によって、歯車
１２，１４の側面に押付ける。これらの圧力板３６は、
歯２８の歯みぞ２７及び穴壁２６と共に流体を送る移動
ポケット２４の周囲を形成する。シール３８によって駆
動軸３０のスプライン付き端部３５の漏洩を防止する。
その他の軸端部はすべて歯車ポンプ１０のハウジング１
１に内包されている。
第６図は第１、第２図の歯車ポンプ１０に於て使用する
被駆動軸３２の拡大図である。前述のように、被駆動軸
３２には被駆動歯車１４を固定して取付ける。この被駆
動歯車１４は９、貫通穴８を持つハブ部分４及びこのハ
ブ部分から半径方向に延びる複数の爾２８を備えている
。
歯車を軸に固定する一般的方法は、半径及び軸線の両方
向に於ける固着を確実ならしめる別個の処理を含んでい
る。即ち、通常の半径方向処理によって歯車がねじり荷
重を受けた軸の回りに回転しないようにし、また軸線方
向の固着方法によって歯車が軸に沿い＠線方向に移動す
るのを防止する。この発明はこの後者を対象とするもの
で、歯車−軸の固着技術に対して新規な改善された軸線
方向固着構造を提供するものである。
前述のように、歯車は、苛酷な負荷のもとでたとべ軸に
充分な固着が行なわれていたとしても、軸上を正常位置
から軸線方向に移動することができる。従って第３図に
示すように、軸３２の直径を小さくした直径縮小部分４
０を軸の外方部分４２．４４の中間て置く。ハブ４は必
ずしも必要ではないがなるべく後述の焼はめによって小
さくした直径縮小部分４０上に於て軸に固着する。軸３
２の直径縮小部分４０はなるべく軸の外方部分４２．４
４と同心とするのがよく、従ってそれぞれの軸部分はす
べて共通軸線、Ａ’−Ａを共有している。このように、
直径縮小部分４０は外方部分４２．４４の中間に軸の１
つの区間を形成し、ここでは軸の直径は減小していて、
以後この減小を半径方向の縮小量Ｃと呼ぶ（第６図）。
このようにしてできた中間部分４０は外方部分４２．４
４よりも僅かに細いに過ぎず、この実施例では両部分４
２．４４は同じ寸法にしである（必ずしも同じにする必
要はない）。外方部分４２．４４が１ないし６インチの
範囲内の直径Ｂを持つ軸に対しては、外方部分の直径１
インチ毎に１／ｌ　ｌ　０００インチに等しい半径方向
縮小Ｘａで、歯車ポンプの場合には、歯車の軸への充分
な固着が得られる。この縮小量Ｃは機械加工工程で行な
うのがよいが、鍛造などのような他の手段で代行するこ
ともできる。
このように、この発明によれば、外方軸部分４２．４４
の直径Ｂを１インチとすれば、軸線方向に向き合った一
体の環状保持壁４６（外方細部分４２．４４と直径を縮
小した軸３２の部分４０との間の直径差によって生ずる
）は、半径方向のｌ／１１０００インチの大きさを持つ
に過ぎないことが判る。これらの壁４６は、比較的小さ
な寸法を持っているに拘わらず、典型的な歯車ポンプの
場合軸を歯車に対して軸線方向に充分に固着することが
できる。更にまた、半径方向の縮小量Ｃが・１／１１０
００インチの場合、直径縮小部分４０の直径Ｄ！１＠Ｂ
＝２０であるので、この部分４０の直径りはＢ即ち外方
部分４２．４４の直径１インチよりも”／：ｚｏｏｏイ
ンチだけ小さいことが、判る。
軸線方向に向き合った環状保持壁４６は、このように、
眼で視るよりも指で触った方がよりよく感する半径方向
の寸法を持っており、特に中間及び外方の両部分の面に
同じ表面処理を施しである場合、例えば両者共高度に研
磨してあったり或いは荒い研削を施してあったりする場
合の軸についてこのことが云える。また、直径縮小部分
４０は、これを機械加工の工程で作った場合、比較的不
経済な軸線方向の固着機構となり、環状保持壁４６は軸
３２に歯車１４を軸線方向に且つ永久的に固定するのに
充分である。
軸に対する歯車の半径方向の好適な固着には、軸の外径
が歯車の穴の直径よりも例えば直径１インチの軸に対し
てなるべく１３〜”３／１０１０００　　インチだけ大
きな寸法を持つ軸部材を使用する。この軸部材は強力鋼
材又はその低炭素含量の高い金属組成のものがよい。歯
車１４は華氏数百度、なるべく４５０−５００度の範囲
に加熱して膨張させる。
同時に軸３２は華氏零下３００−、！１５０度に冷却す
る。次いで軸を穴８内の正規位置に置き、各部材の温度
を等し、＜シて軸を膨張させ歯車を収縮させる。この処
理が終ると強固な機械的継手が残留圧縮力を通して形成
され、歯車及び軸のねしりに対し安全な固着が得られる
。
以上述べた歯車固着構造は、駆動歯車１４及び被駆動軸
３２に限定しであるが、同じようなことが駆動歯車１２
の駆動軸３ｏへの固着にも当てはまることは云うまでも
ない。
前述のように、歯車部材及び軸部材は金属材料であるこ
とが特に歯車を軸に焼ばめする場合に望ましい。しかし
、非金属材料が加熱てより、溶融を伴うことなく、膨張
させ得る場合、しかも／又は熱を断つことにより、もろ
くなったり、ひび割れが入ったりすることなく、収縮さ
せ得る場合には、このような代り材料をこの発□明に於
て使用することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明により製作した２個の相互に作動する
歯車−軸装置を組込んだ歯車ポンプの部分的切断側面図
、第２文は第１図の２−２線に沿う同じポンプの切断側
面図、第６図は第２に示す２個の歯車−軸装置のうちの
上部装置の拡大側面図である。 １０・・・歯車ポンプ、１１・・・ハウジング、１２゜
１４・・・被駆動歯車、２０．２２・・・１１の内部穴
、２４・・・移動ポケット、２６・・・２２の壁、２７
・・・歯みぞ、２８・・・歯、３０・・・駆動軸、３２
・・・被駆動軸、３６・・・圧力板、３８・・・シール
、４０・・・３２の直径縮小部分、４２．４４・・・軸
の外方部分、４６　環状保持壁、４・・ハブ、８・・・
４の内径。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）軸とこの軸如固定した歯車とで構成し、この歯車
    に軸線方向にこれを貫通して延びる穴を持たせ、この穴
    を通して前記軸を延ばすようにした製品に於て、軸には
    その両端の中間に直径を縮小させた直径縮小部分を設け
    、軸の前記歯車の外方に位置する部分により前記軸の直
    径縮小部分に前記歯車を固定するための軸線方向に向い
    合う一体の保持壁を形成するようにした軸及び歯車製品
    。
  2. （２）軸の直径縮小部分を該軸の外方部分と同心状態に
    した特許請求の範囲第（１）項記載の製品。
  3. （３）軸の直径縮小部分に該軸の外方部分の直径１イン
    チにつき約１／ＩＩ　０００インチの半径方向の縮小量
    を持たせるようにした特許請求の範囲第（２）項記載の
    製品。
  4. （４）軸線方向に向き合わせた一体の保持壁により、軸
    の直径縮小部分に歯車を軸線方向に固定する環状面を形
    成するようにした特許請求の範囲第（３）項記載の製品
    。
  5. （５）歯車及び軸を金属材料で形成した特許請求の範囲
    第（４）項記載の製品。
  6. （６）歯車を軸の直径縮小部分に焼はめした特許請求の
    範囲第（５）項記載の製品。 （ケ）軸とこの軸に固定した歯車とで構成し、この歯車
    に軸線方向にこれを貫通して延びる穴を持たせ、前記軸
    にその両端の中間に直径縮小部分を持たせ、前記歯車や
    穴を前記軸の直径縮小部分に固定すると共に、前記軸の
    前記歯車の外方に位置する部分により、前記軸の直径縮
    小部分に前記歯車を軸線方向に固定するための軸線方向
    に向き合う一体の保持壁を形成した軸及び歯車製品。
JP59044210A 1983-03-09 1984-03-09 軸線方向に固定した軸及び歯車製品 Pending JPS59166758A (ja)

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DE (1) DE3406767A1 (ja)
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IT (1) IT1199080B (ja)

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