JPH0796891B2 - 組立て式の軸 - Google Patents

組立て式の軸

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JPH0796891B2 JP1324106A JP32410689A JPH0796891B2 JP H0796891 B2 JPH0796891 B2 JP H0796891B2 JP 1324106 A JP1324106 A JP 1324106A JP 32410689 A JP32410689 A JP 32410689A JP H0796891 B2 JPH0796891 B2 JP H0796891B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カム軸、歯車軸又はクランク軸のような組立
て式の軸であって、少なくとも１つの管状体と、この管
状体上に互いに間隔をおいて管状体の軸線方向区分の拡
張によって摩擦結合的に固定されたカム、歯車、軸受ス
リーブ又はクランクアームのような多数の伝動部材とか
ら成る形式のものに関する。
〔従来の技術〕
この種の軸が西独特許出願第3803 683.5号明細書に記載
されている。この軸の利点は２つのシエルによる二分割
の構造形式に基く良好な曲げ強度並びにねじり強さにあ
る。製作技術的にもこの軸は、もっぱら固定すべき伝動
部材の範囲における管状体の拡張によって、高価な鍛造
型の使用を省略できるという利点を有する。その代り特
別な拡張ゾンデを必要とし、これらの拡張管によれば個
個の軸線方向区分のみへ給圧することができる。しかし
この拡張管の場合依然としてシールの問題が残る。多く
の個所にわたるシール部材の内の１つだけ不備な場合で
も全体にわたって圧力供給が不能になる。また、多くの
シール部材が必ずしも所定の、かつ一致した耐用寿命を
有しているわけではないので、安全確実性が常に十全と
はいえない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の組立て式の軸にお
いて、個個の軸線方向区分の拡張時のシール問題を軽減
することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は前記の課題を解決するために、カム軸、歯車軸
又はクランク軸のような組立て式軸であって、少くとも
１つの管状体と、この管状体上に互いに間隔をおいて、
管状体の軸線方向区分の、弾性限界を超えた拡張によっ
て摩擦結合的に固定されたカム、歯車、軸受スリーブ、
又はクランクアームのような複数の伝動部材とからなる
形式の組立て式の軸において、 管状体がほぼ一様な壁厚のもとにそれぞれ隣接する２つ
の伝動部材の間の範囲において直径を減少され、 隣接する２つの伝動部材の間において、管状体より直径
の大きなスリーブが管状体と伝動部材の間に締めつけら
れていることを特徴とする組立て式の軸を得たものであ
る。
〔作用〕
本発明によれば、公知の法則性に基き、適切な圧力を加
えた場合それぞれ伝動部材の下、つまり内側に位置する
直径の大きな区分を可塑化し、直径の小さな区分を同じ
圧力に耐えさせることが可能になる。
本発明による管状体の前記のような形状によるだけでも
既に、管状体の両端をシールするだけに限った著しく簡
単な拡張方法が可能である。管状体の一方の端部を栓で
閉鎖するならば、特に直立状態にして管状体を気泡発生
なしに圧力液体で満たし、次いで通例の圧力発生器によ
って圧力を高めることができる。圧力液体として従来利
用される水の代りに、ワックス状の物質等を利用するこ
ともできる。圧力発生は次のようにして行なうことがで
きる。すなわち、管状体の内部室を圧力液体で完全に満
たした後に、１つのラムを一方の開放されていない管端
部内へか又は２つのラムを両方の開放された管端部内へ
挿入するのである。
原則的には、本発明の方法は、例えば伝動部材間におけ
る直径の大きな付加的なスリーブを介して接続されてな
い軸、つまり所要の強度を得るために中間区分の小さな
直径自体が既に比較的大きくされている軸の場合にも適
用できる。しかしこの構造形式の主な目的は、管状体と
伝動部材との間に直径を拡大されたスリーブを挿入し
て、管状体に対する大きな抵抗モーメントに基いて著し
く高めたねじり強さ並びに曲げ強度をあたえるという点
にある。かくして、従来公知の例に比較して変形強さは
そのまま維持するか又は一層増大させながらも著しい重
量軽減を達成することができる。このように重量軽減さ
れた管状体はスリーブ上に伝動部材を固定するための純
然たる補助手段の役割を果たすことができる。単一のス
リーブの代りに、既述のように２つのシエルから成る二
分割の構造形式のスリーブを使用することができる。こ
の場合の第１の有利な実施態様によれば、スリーブがそ
れぞれ伝動部材相互間において、伝動部材が固定されて
いる管状体区分よりもさらに拡大されている。この場合
各スリーブが伝動部材の内側において互いに突き合わさ
れるか又は嵌まり合うようにスリーブ分割を行なう。第
２の実施態様、それも前記の例を組み合わせることもで
きる実施態様によれば、スリーブとして、一様な直径の
一貫した管片が使われる。このようなスリーブの場合、
大きな抵抗モーメントの点での断念を意味するが、その
代りにスリーブの単一性および成形加工を要しない点に
よって製作技術上の利点が得られる。スリーブの特に軽
量の構造形式の場合固定される個個の伝動部材を平滑な
軸受スリーブとして構成してもよい。スリーブ材料の適
切な選択および相応の熱処理によればスリーブ自体が各
２つの伝動部材間に軸受区分を形成することもできる。
有利な実施態様の場合、直径の大きな管区分から直径の
小さな管区分への移行区分が円すい形をなしており、こ
れによって直径の大きな管区分の縁部範囲の一様な半径
方向の塑性変形が容易になる。
〔実施例〕
次に、図面に示した実施例に従って本発明を説明する； 第１図の実施例において、管状体１は直径の大きな区分
2,3およびその間に位置する直径の小さな区分4,5,6を有
している。この管状体１上には段付けされたスリーブ7,
8,9が押し嵌められていて、これらのスリーブ7,8,9は、
管状体１の区分2,3とこれらの区分2,3上に固定された伝
動部材10,11との間に固定されている。直径の大きな区
分2,3から直径の小さな区分4,5,6への移行区分13,14,1
5,16は伝動部材10,11に対して外向きに円すい形をなし
ている。これらの移行区分13,14,15,16において管状体
１の内孔12が内部室17,18へ移行しており、内部室17,18
は、形状結合を目的として伝動部材10,11内に弾性的な
プレストレスを生ぜしめるために、管状体１内への圧力
供給によって塑性変性される。
第２図に示す実施例の場合、管状体21は直径の大きな区
分22,23およびこれらの区分の間に位置する直径の小さ
な区分24,25,26を有している。直径の大きな区分22,23
上には単に１つのスリーブ27が差し嵌められており、こ
のスリーブ27は伝動部材30,31を差し嵌めた状態で直径
の大きな区分22,23が油圧式に拡張されることによって
固定されている。直径の小さな区分24,25,26から直径の
大きな区分22,23への移行区分33,34,35,36は伝動部材3
0,31に対して内向きに円すい形をなしている。これらの
移行区分33,34,35,36において管状体１の内孔32が内部
室37,38へ移行しており、この内部室37,38は内側への圧
力供給によって伝動部材の弾性的なプレストレスに抗し
て塑性変形される。
第３図は管状体1,21を形成するためのパイプ50を示して
いる。そして一様な径のパイプ50から第４図に示すよう
な大径部2,3及び小径部4,5,6を有する管状体１を形成す
る。
第５図に示す例では別体の大径部2,3を溶接等によって
小径部に接合している。
第２図の例ではスリーブ7,8,9は伝動部材10,11の内側の
中央で突き合わされているが、第６図に示す例では、ス
リーブ7,8,9は伝動部材10,11の内側でオーバーラップし
ている。
〔効果〕
本発明は前記のような構成であって、スリーブは管状体
より高い降伏点を有し、伝動部材はスリーブより高い降
伏点を有している。又管状体は伝動部材の内側において
大きな径を有しているので、内部に圧力をかけたとき、
材料力学の周知の法則により、大径部に大きな拡張力が
働き、大径部は弾性限界を超えて拡張して、塑性変形を
行い、一方小径部は同じ圧力に耐えることができるの
で、両者の間のシールの問題が全く生じないという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による軸の縦断面図、第２図は別な実施
例の縦断面図、第３図は管状体の素材を示す図、第４図
は管状体形成後の状態を示す図、第５図は管状体の別な
例を示す図、第６図はスリーブの接合方法の異なる例を
示す図である。 図中符号 １……管状体 2,3,22,23……直径の大きな管区分 4,5,6,24,25,26……直径の小さな管区分 7,8,9,27,28,29……スリーブ 10,11,30,31……伝動部材（カム） 12,32……内孔 13,14,15,16,33,34,35,36……移行区分 17,18,37,38……内部室

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】カム軸、歯車軸又はクランク軸のような組
    立て式の軸であって、少くとも１つの管状体と、この管
    状体上に互いに間隔をおいて、管状体の軸線方向区分
    の、弾性限界を超えた拡張によって摩擦結合的に固定さ
    れたカム、歯車、軸受スリーブ、又はクランクアームの
    ような複数の伝動部材とからなる形式の組立て式の軸に
    おいて、 管状体（1;21）がほぼ一様な壁厚のもとにそれぞれ隣接
    する２つの伝動部材（10,11;30,31）の間の範囲におい
    て直径を減少され、 隣接する２つの伝動部材（10,11;30,31）の間におい
    て、管状体より直径の大きなスリーブ（7,8,9;27）が管
    状体（1;21）と伝動部材（10,11;30,31）の間に締めつ
    けられていることを特徴とする組立て式軸。
  2. 【請求項２】前記の管状体（1;21）が伝動部材（10,11;
    30,31）の内側に位置する区分から伝動部材相互間の直
    径の小さな区分への移行部において円すい形をなしてい
    ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の組
    立て式の軸。
  3. 【請求項３】前記の管状体（1;21）が円筒形のスリーブ
    とこのスリーブ内に挿入されて溶接又はすう接された薄
    壁の管とから構成されていることを特徴とする前記特許
    請求の範囲第１項記載の組立て式の軸。
  4. 【請求項４】前記の管状体（1;21）の移行部の円すい形
    部分（13,14,15,16;33,34,35,36）は各伝動部材に対し
    て外向き、又は内向きの円すい形であることを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第１項ないし第３項の何れか１項
    に記載の組立て式の軸。
  5. 【請求項５】前記のスリーブ（7,8,9）は互いに伝動部
    材（10,11）の内側の中央で突き合わされていることを
    特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の組立て式の
    軸。
  6. 【請求項６】前記のスリーブ（27）は複数の伝動部材を
    受容する一体の管として構成されていることを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第１項記載の組立て式の軸。
  7. 【請求項７】前記のスリーブ（27）はほぼ一様な直径を
    有していることを特徴とする前記特許請求の範囲第６項
    記載の組立て式の軸。
  8. 【請求項８】前記のスリーブ（7,8,9）は互いに相手側
    に挿入され、伝動部材の下方で重なり合っていることを
    特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の組立て式の
    軸。
  9. 【請求項９】前記のスリーブ（7,8,9,27）の降伏点は管
    状体（1;21）より高く、伝動部材（10,11;30,31）より
    は低いことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載
    の組立て式の軸。
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