JP2000512555A - 軸上に設けられる少なくとも１つの部材を軸に相対回転しないように結合する方法及びこのための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カム、歯車、円板等のような部材２を中空軸１上へ相対回転しないように取付けるため、僅かな継目遊隙３を持つ部材を通した後、軸に広げ心金５を引き通すことによって軸を広げ、それにより軸と部材との間で少なくとも摩擦結合を行うことが提案される。部材の穴が異形顔面を持ち、広げ心金により押しやられる軸の材料がこの異形断面へ押込まれる時、特に固定的な結合を行うことができる。段階的に増大する有効直径を持つ１つの広げ心金又はそれぞれ大きくなる直径を持つ複数の広げ心金を順次使用することによって、軸の広げを段階的に行うことができる。心金５へ及ぼされる引張り力の増大を検出して、部材２の望まれる固定的なはまりが行われているか否か指標として用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 軸上に部材を相対回転しないように設ける方法 本発明は、継目遊隙をおいて部材を軸上へもたらし、特定の位置で継目遊隙の 解消によりこの軸上に取付ける、中空軸に設けられる少なくとも１つの部材に軸 を相対回転しないように結合する方法に関する。 例えば管状軸の収縮又は広げによって軸上にカムを取付けることが公知である 。収縮（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３０１７４９号明細書）のため、加 熱されたカムが軸上へはめられ、冷却の際収縮により軸上へ固定的に収縮する。 軸上に設けられるカムの穴へ摩擦接触するため適当な高さの液圧を印加すること により、管状の軸を広げることができる(ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８ ０３６８７号明細書)。 断面が非円形の外側輪郭を持つ軸を使用し、この軸上へ対応する非円形の内側 輸郭を持つカムを取付けることも既に提案されている(ドイツ連邦共和国特許出 願公開第３６３８３１０号明細書)。多角形軸上へのカムの取付けは、多角形の 締付けにより行われ、カムをはめる際多角形面の広げ又は圧縮及び続いて多角形 管の弾性によりこの締付けが行われる。 更にカムの座を非円形に構成し、管状軸をその内部空間における高い圧力の発 生によりカムの非円形座の中へ変形させることも既に提案されている(ドイツ連 邦共和国特許第２５４６８０２号明細書)。 しかし軸の運転の際生じる力の伝達に必要な摩擦結合が必要な確実さで常には 得られないことがわかった。内圧による管状軸の広げは、必要な非常に高い圧力 を確立するのにかなりの時間を必要とするので、この製造のためのサイクル時間 従ってその費用が高い。 従ってカム，円板，歯車等のような部材を特にねじれないように軸上に取付け る簡単かつ安価な可能性を提示することが、本発明の基礎になっている。本発明 は、この課題を請求項１の特徴にあげた方法及び請求項４の特徴を持つ装置によ って解決する。 軸を通って動かされる心金により中空軸を広げることは、見通し可能でよく制 御可能な変形技術的過程である。部材の望まれる確実な座を得るため中空軸を広 げねばならない程度は、一般に小さく、従って加工技術的にも材料的にも問題を 生じない。極端な場合、次第に大きくなる広げ直径を持つ複数の心金を順次に又 は段付き心金を中空軸に通して動かすことによって、広げを段階的にも行うこと ができる。この実施形態に伴う利点は、変形過程後材料が応力を除かれ、それか ら次の伸び過程が行われることである。こうして組織損傷の危険を回避すること ができる。 心金は軸を通して押すことができるが、心金を引張るのが好ましい。 一般に中空軸の内外の断面は、中空軸上に取付けるべき部材の穴とちょうど同 じように円形である。しかしこれらの部分の互いに係合する輪郭は、非円形例え ば長円形又は多角形で一致するか又は互いに僅か相違する断面を持つこともでき る。 中空軸上に取付けるべき部材の特に確実なはまりは、この部材の穴が例えば歯 の形の異形断面を持ち、中空軸を広げる際押しやられる材料がこの歯へ流れ込ん で、部材と軸とのかみ合い結合を行う時に、行われる。 図には、前記の方法を実施するのに適した装置が、例のために概略的に示され ている。図は、中空軸を広げる際の装置をその縦断面で示している。軸上へ取付 けるべき部材としてカムが選ばれているが、方法及び装置が別の種類の部材の取 付けにも使用できることは明らかである。 中空軸１上に３つのカム２が並べられ、図示してない保持装置により、軸に沿 う所定の位置に軸に対して所定の角度で保持されている。カム２は初期状態で軸 に対して並べるのを可能にする継目遊隙３を持っている。軸１の端面は定置スト ツパ４に当たっている。 ピストン状心金５が引張り棒６に取付けられ、この引張り棒の環状溝７は、心 金から遠い方の端部で、連行頭部９の爪８を介して、液圧操作素子１１のピスト ン棒１０に連結可能である。 心金５の外径は、少なくとも軸１とカム２との間の継目遊隙３だけ、中空軸１ の内径より大きい。心金５は、円錐部１２により引張り棒６からその外径へ移行 している。 図では、第１のカム２と軸１との間の継目遊隙３が解消されるだけでなく、カ ムをその規則正しい機能のために必要な保持力で軸上に取付けるような大きさの 面圧で軸とカムとの間に圧力ばめが行われる程度に、心金５が既に中空軸１を通 して引張られ、この中空軸を永久に広げて変形されている。軸１の全長を通して 心金５を引張ると、他のカムも取付けられる。 それから爪８を管状溝７から外すことにより、心金５と係合頭部９との連結を 解き、引張り棒６を加工すべき次の中空軸へ通した後、再び係合頭部に連結する ことができる。 特に継目遊隙３、心金５の外径と中空軸１の内径、軸１及びカム２の材料の弾 性係数、及び軸上におけるカムの保持力等のパラメータを互いに合わせねばなら ないことは、もちろんである。 図示した実施例の変形では、順次に複数の心金を使用するか又は１つの段付き 心金を使用することができ、心金の直径は同じ段又はなるべく減少する段で最終 的な寸法まで増大する。その際個々の心金又は段の外側輪郭は相違していてもよ い。 軸１を広げることにより、カム２の円形の滑らかな穴で摩擦結合が行われる。 カム２の穴が例えば歯の形の異形断面を持っていると、軸１の心金５により押し やられる材料がこの異形断面へ押込まれ、著しく大きい保持力でかみ合い結合が 行われる。その際異形断面は非常に粗く、例えば波形でもよく、心金５が適当な 異形断面を持つことができるので、軸の材料は異形断面の谷へ適当に押し込まれ る。 心金５を中空軸１に通すために、液圧操作素子１１により有利に生じることが できる著しい引張り力が必要である。もちろん例えば送りねじのように異なる種 類の操作素子も使用可能である。 必要な引張り力は、中空軸１の肉厚、軸の材料のこわさ、心金５にある円錐部 の勾配、心金の引張り速度等のような複数の因子に関係している。広げに対する 中空軸の抵抗従って引張り力が、軸上にカムがはまっている個所で著しく高めら れることは明らかである。なぜならば、このカムは軸の広げを妨げるからである 。 これらの個所における引張り力の増大を検出して、カムの望ましい固定的なは め合いが行われたか否かの指標として用いることができる。 このため連行頭部９に例えばひずみ計の形の力測定部材が取付けられ、及ぼさ れる引張り力を検出して比較装置１４へ送る。連行頭部９には更に直線目盛１５ が枢着され、同様に比較装置１４へ接続されるセンサ１６により走査される。 第１の段階で、中空軸１上におけるカム２の望まれる保持力のために必要な引 張り力、及びこの引張り力が生じねばならない中空軸上の場所を求めることがで きる。これらの値を比較装置１４へ与えることができる。次の段階で比較装置１ ４は、所定の値が得られるか否かを検査し、得られない場合欠陥信号を発生する 。これは、例えばカム２の穴が過大寸法を持ち、中空軸の肉厚が場合によっては 該当個所のみで小さすぎ、カムが意図した個所にはまっていないか又は全く存在 しない等の場合に、起こり得る。 他の種類の測定値検出器、例えばロードセル又は変位発信器の使用、及び他の 個所例えば操作素子１１の取付け部又は固定ストツパ４へのそれらの配置も可能 なことは明らかである。 符号リスト １ 中空軸 ２ カム ３ 継目遊隙 ４ ストツパ ５ 心金 ６ 引張り棒 ７ 環状溝 ８ 爪 ９ 連行頭部 １０ ピストン棒 １１ 液圧操作素子 １２ 円錐部 １３ ひずみ計 １４ 比較装置 １５ 直線目盛 １６ センサ

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成９年１１月２８日（１９９７．１１．２８） 【補正内容】 明細書 軸上に設けられる少なくとも１つの部材を軸に相対 回転しないように結合する方法及びこのための装置 本発明は、継目遊隙をおいて軸上へ部材を通し、特定の位置でこの軸上に保持 し、それから軸の内径より大きい直径を持ちかつ中空軸に通して動かされる心金 により、軸上の部材に対して望まれる保持力に達するまで、軸を広げる、軸上に 設けられる少なくとも１つの部材を軸に相対回転しないように結合する方法、及 びこの場合使用可能な装置に関する。 中空に構成される軸に通して引張られる心金により軸とカムとの圧力ばめまで 軸を広げることによって、力を軸上に取付けることは公知である。(ＭＴＺ Ｍ ｏｔｏｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ，５７(１９９６)，Ｎ ｒ．５，Ｓｅｉｔｅ２８４)。 軸を通して動かされる心金により中空軸を広げることは、概観可能でよく制御 可能な変形技術過程である。しかし部材が必要な保持力で軸上に取付けられない ことが起こる。その原因は例えば、部材の穴が過大寸法を持つか、又は管状中空 軸の肉厚が考えられているより小さいことである。このような欠陥をなくすため 、すべての工作物上のすべての部材の保持力を適当に検査せねばならないが、こ れは製造を耐えられないほど高価にする。 従って本発明の基礎になっている課題は、中空軸の広げにより軸上の部材の望 まれる保持力が得られるのを監視できる簡単な方法を提供することができる。 本発明は、軸上へ通される部材が、この軸を通して動かされる心金による軸の 広げを阻止するか、この広げに対して少なくとも付加的な抵抗を及ぼす、という 事実を利用している。従って並べられる部材の範囲で軸を広げるため、又は材料 をこの範囲から押しやるため、部材を備えていない範囲における軸を広げるため よりも大きい力が必要である。広げるために必要なこの大きい力は、軸を通る心 金の運動にも、この範囲で大きい特徴を与える。中空軸を通して心金を動かすた めの押し力又は引張り力は、多数のパラメータに関係しているが、いずれにせよ 軸を広げる力の関数である。 従って本発明は、中空軸を通して心金を動かすための最小押し力又は引張り力 への到達を監視し、この力から、軸を広げるため加えられる力、従って軸上へは められる部材の望まれる保持力への到達を推論する。 広げるための力と心金を押すか又は引張るための力との相関関係は、後者の力 を前者の力の確実な監視のために利用できるほど密接であることがわかった。こ の監視は完全であるだけでなく、破壊なしであり、直接製造過程において行うこ とができるので、一般に付加的な検査工程も検査装置への工作物の輸送又は再度 の受入れも必要でない。 その際本発明は、軸上の部材の望まれる保持力へ到達するために必要な押し力 又は引張り力を計算する試みを不要にし、検査工作物の１回又は複数回の検査操 作の際この力を前もって経験的に求める。 方法の請求項には、本発明による方法の過程の段階が示されている。装置の請 求項は、本発明による方法を実施できる装置の特徴を記載している。心金は軸を 通して押すことができるが、心金を引張ることも考慮されている。 請求の範囲 １ 継目遊隙をおいて軸上へ部材を通し、特定の位置でこの軸上に保持し、それ から軸の内径より大きい直径を持ちかつ中空軸に通して動かされる心金により 、軸上の部材に対して望まれる保持力に達するまで、軸を広げる、軸上に設け られる少なくとも１つの部材を軸に相対回転しないように結合する方法におい て、 少なくとも１つの検査工作物の少なくとも１回の検査過程において、軸の部 材を備えた範囲に心金を通して動かすための力が少なくともどんな大きさでな ければならないかを求め、続いて検査工作物において軸上の部材の検査された 保持力に達し、 求められた力及びそれに対応する範囲を軸に沿って記憶し、後続の製造過程 において、記憶されている力にそれに対応する範囲で少なくとも達するか否か をそのつど監視し、 達しない場合欠陥信号を発生する ことを特徴とする、軸上に設けられる少なくとも１つの部材を軸に相対回転しな いように結合する方法。 ２ 中空軸の内径より大きい直径を持ちかつ中空軸を通して運動可能な心金を有 し、この心金により軸が、軸上の部材のために望まれる保持力に達するまで広 げられるものにおいて、心金（５）の運動装置（４，６，９，１１）に力測定 装置（１３）及び変位測定装置（１５，１６）が付属して、比較装置（１４） に接続され、中空軸（１）を通る心金の運動の際その運動経路に沿う所定の位 置で所定の押し力又は引張り力に達することを、この比較装置において検出可 能であることを特徴とする、軸上にはまる少なくとも１つの部材を軸に相対回 転しないように結合する装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空軸をこの軸上に設けられる少なくとも１つの部材に相対回転しないよう に結合するため、継目遊隙をおいて部材を軸上へ通し、特定の位置で継目遊隙 の解消により軸上に取付ける方法において、軸（１）の内径より大きい直径を 持つ少なくとも１つの心金（５）をこの軸に通して動かすことによって、中空 軸（１）を広げることにより継目遊隙（３）を解消することを特徴とする、中 空軸をこの軸上の設けられる少なくとも１つの部材に相対回転しないように結 合する方法。 ２ 軸（１）を通して心金（５）を引張ることを特徴とする、請求項１に記載の 方法。 ３ それぞれ大きい外径を持つ少なくとも２つの心金（５）を順次に軸（１）を 通して引張ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ４ 部材が継目遊隙をおいて軸上に通され、特定の位置で継目遊隙の解消により 軸上に取付けられるものにおいて、軸の内径より大きい外径を持ちかつ軸（１ ）を通して運動可能な心金（５）を有することを特徴とする、中空軸をこの軸 上の設けられる少なくとも１つの部材に相対回転しないように結合する装置。 ５ 心金（５）の外径がその軸（１）を通る運動方向に円錐状に増大しているこ とを特徴とする、請求項４に記載の装置。 ６ 心金（５）が軸（１）を通して引張り可能であることを特徴とする、請求項 ４に記載の装置。 ７ 心金（５）の運動装置（６，９，１１）に力測定装置（１３）及び変位測定 装置（１５，１６）が付属して、比較装置（１４）に接続され、心金の運動の 際中空軸（１）を通る心金の運動経路に沿う所定の個所で所定の押し力又は引 張り力に達したことが、この比較装置（１４）において検出可能であることを 特徴とする、請求項４に記載の装置。