特許 6203817 平坦な底部及び中央突起を具備するカップリングを製造するための方法及びツール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6203817

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】平坦な底部及び中央突起を具備するカップリングを製造するための方法及びツール

(51)【国際特許分類】

   F16D 11/00 20060101AFI20170914BHJP

   B23F 21/02 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F16D11/00 A

   B23F21/02

【請求項の数】17

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-504882(P2015-504882)

(86)(22)【出願日】2013年1月30日

(65)【公表番号】特表2015-518549(P2015-518549A)

(43)【公表日】2015年7月2日

(86)【国際出願番号】EP2013051780

(87)【国際公開番号】WO2013152876

(87)【国際公開日】20131017

【審査請求日】2014年12月18日

(31)【優先権主張番号】12163735.9

(32)【優先日】2012年4月11日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】508008865

【氏名又は名称】シーメンス アクティエンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】エイドリアン・ブレイスウェイト

(72)【発明者】

【氏名】シェーン・バトラー

【審査官】 増岡 亘

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第２５５８２０３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特公昭３０−２９５０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第０３／０２４６５２（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許第２３８４５８２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第２６５４４５６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ １１／００

Ｂ２３Ｆ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転式カップリングのためのカービックカップリング（４００）であって、
所定の円の上に配置されている複数の歯（４０２，４０３）であって、前記所定の円に関するラジアル方向（４０７）及び周方向（４０９）において延在している円状面から突出している（ｈ）前記複数の歯（４０２，４０３）を備えている前記カービックカップリング（４００）において、
前記複数の歯のうち一方の歯（４０３）の側面（４１１）が、前記複数の歯のうち他方の歯（４０２）の側面（４１３）に対向しており、前記一方の歯（４０３）が、前記他方の歯（４０２）に隣り合っており、分割面（４０４）によって前記他方の歯（４０２）から分割されており、
前記分割面（４０４）が、前記円状面に配置された平面とされ、
前記分割面（４０４）が、前記一方の歯（４０３）の前記側面（４１１）と前記他方の歯（４０２）の前記側面（４１３）との間に中央突出部（４２３）を備えており、前記中央突出部（４２３）が、前記円状面から突出していることを特徴とするカービックカップリング。

【請求項2】

前記分割面が、前記分割面（４０４）のラジアル方向内側部分において平坦であることを特徴とする請求項１に記載のカービックカップリング。

【請求項3】

前記分割面（４０４）が、前記一方の歯の前記側面に隣り合っている前記分割面の一部分において、及び／又は、前記他方の歯の前記側面に隣り合っている一部分において平坦であることを特徴とする請求項１又は２に記載のカービックカップリング。

【請求項4】

前記一方の歯の前記側面に隣り合っている前記分割面の一部分の、及び／又は、前記他方の歯の前記側面に隣り合っている前記分割面の一部分の幅（Ｗ１）が、前記分割面のラジアル方向最内側部分における前記分割面（４０４）の幅（Ｗ２）より小さく、前記幅（Ｗ２）の０．５倍〜０．９倍であることを特徴とする請求項３に記載のカービックカップリング。

【請求項5】

丸められた角部（４１９）が、前記分割面と前記一方の歯の前記側面との間に、及び／又は、前記分割面と前記他方の歯の前記側面との間に形成されており、０．２ｍｍ〜１．００ｍｍの角丸めの半径を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカービックカップリング。

【請求項6】

前記丸められた角部（４１９）が、前記分割面（４０４）のラジアル方向内側部分に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のカービックカップリング。

【請求項7】

前記丸められた角部（４１９）が、ラジアル方向最内側部分（１２１）に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のカービックカップリング。

【請求項8】

前記一方の歯（４０３）及び／又は前記他方の歯（４０２）の前記側面（４１１，４１３）が、凹状に及び／又は凸状に湾曲しており、前記円の曲率半径の１．０倍〜５．０倍とされ、
前記一方の歯（４０３）及び／又は前記他方の歯（４０２）の曲率中心が、前記カービックカップリングのラジアル方向外方において前記円状面と同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のカービックカップリング。

【請求項9】

前記一方の歯（４０２）及び／又は前記他方の歯（４０３）の前記側面（４１１，４１３）が、前記円の曲率半径の１．０倍〜１．５倍とされることを特徴とする請求項８に記載のカービックカップリング。

【請求項10】

前記中央突出部（４２３）が、アキシアル方向において前記一方の歯の高さの１％〜１０％で前記円状面から突出していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のカービックカップリング。

【請求項11】

前記中央突出部（４２３）が、前記一方の歯の前記側面に対向している一方の側面を有しており、
前記中央突出部（４２３）が、前記他方の歯の前記側面に対向している他方の側面を有しており、
前記中央突出部（４２３）の前記一方の側面が、前記円状面に対して５°〜４５°の角度で傾斜している一方の突出側面を含んでおり、
前記中央突出部（４２３）の前記他方の側面が、前記円状面に対して５°〜４５°の角度で傾斜している他方の突出側面を含んでいることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のカービックカップリング。

【請求項12】

前記中央突出部（４２３）の前記一方の側面と前記中央突出部（４２３）の前記他方の側面とが、前記一方の歯と前記他方の歯との間における中央において、ラジアル方向に延在している頂部（４２５）であって、アキシアル方向における前記一方の歯の高さの１％〜１０％で前記円状面から突出している前記頂部（４２５）において結合していることを特徴とする請求項１１に記載のカービックカップリング。

【請求項13】

前記分割面（４０４）に最も近位に位置する前記一方の歯の前記側面の一部分が、一方の側面角度で前記円状面に対して傾斜しており、
前記一方の側面角度が、１５０°〜１１０°であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のカービックカップリング。

【請求項14】

前記分割面（４０４）から最も遠位に位置する前記一方の歯の前記側面の一部分が、前記一方の側面角度より小さい他方の側面角度で前記円状面に対して傾斜している他方の側面を含んでおり、
前記他方の側面の角度が、１７０°〜１４０°であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のカービックカップリング。

【請求項15】

前記カービックカップリングの少なくとも一部分が、前記一方の歯と前記他方の歯と前記分割面とを含んでおり、前記一方の歯と前記他方の歯との間に位置する鏡面に関して鏡面対称になっており、
前記鏡面が、前記円状面に対して垂直であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のカービックカップリング。

【請求項16】

請求項１〜１５のいずれか一項に記載の一方のカービックカップリング（４００）であって、凹状の側面を具備する歯を有している前記カービックカップリング（４００）と、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の他方のカービックカップリング（４００）であって、凸状の側面を具備する歯を有している前記カービックカップリング（４００）と、
を備えているカップリングシステムにおいて、
前記一方のカービックカップリングと前記他方のカービックカップリングとが、前記一方のカービックカップリングの歯の側面（４１１，４１３）と前記他方のカービックカップリングの歯の側面との間における少なくとも１つの接触を介して互いに係合するように構成されていることを特徴とするカップリングシステム。

【請求項17】

請求項１〜１５のいずれか一項に記載のカービックカップリングを製造するための研削工具（４５０）において、
前記カービックカップリングの２つの隣り合う歯を離隔させる分割面の平面を研削するための、所定の円の上に配置されている円状リング面（４５３）と、
前記カービックカップリングの前記２つの隣り合う歯のうち一方の歯の側面を研削するための、前記円状リング面（４５３）と結合していると共に前記円状面に対して傾斜している側面（４５７）と、
前記カービックカップリングの前記２つの隣り合う歯の間に中央突出部（４２３）を形成するための、前記円状リング面（４５３）と結合していると共に前記円状面に対して傾斜している表面部分（４６３）と、
を備えていることを特徴とする研削工具（４５０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、平坦な底部及び中央突起を具備する２つのカップリング要素を製造するための方法に関する。さらに、本発明は、平坦な底部及び中央突起を製造するための研削工具の形状に関する。

【背景技術】

【0002】

２つの係合するカービックカップリングは、カービックカップリングそれぞれに接続される、例えば回転シャフトのような２つの要素を回転可能に結合するために利用される。また、カービックカップリングは、クラッチ部材又はクラッチホイールとも呼称される。特に、カービックカップリングは、歯付フェイスクラッチとも呼称される。

【0003】

特許文献１は、クラッチ部材が長手方向に螺旋状に形成された螺旋状側面を有している歯を具備する、歯付フェイスクラッチと該歯付フェイスクラッチを製造するための方法とを開示している。

【0004】

特許文献２は、２つの面が長手方向において凸状又は凹状に形成されているフェイスクラッチと該フェイスクラッチを製造するための方法を開示している。

【0005】

特許文献３は、一方のカップリング部材が凹状の側壁構成を具備する突起要素を有している一方、他方のカップリング部材が凸状の側壁を具備する突起要素を有している、周方向応力を解放するための手段を具備するカップリング装置を開示している。

【0006】

また、湾曲した側面を有しているカップリング要素又はカービックカップリングは、カービックカップリングホイール又はカービックカップリング要素と呼称される。従来、カービックカップリングは、状況観察すべき歯やフィンを切断することなく一貫した歯型を確実に製造するために、所定の形状（溝状の）ベースに切妻角が形成されて製造されていた。適切な形状が得られるまで設計を改善するために、設計パラメータの繰り返しが利用される。

【0007】

カップリング要素又はカービックカップリングは、例えばカービックカップリングを製造するために未加工の円状のワークピースから切り出すのに適している（研削輪郭とも呼称される）断面形状を有している円状の研削工具のような、研削工具を利用して研削することによって製造される。これにより、研削工具又は切削工具は、回転され、アキシアル方向において未加工のワークピースに至るまで加工される。これにより、研削工具又は切削工具が、製造すべきカービックカップリングの離隔配置された２つの歯の２つの側面を同時に研削又は機械加工する。２つの隣り合う歯の間に形成された一方の溝が、特に隣り合う歯から成る２組の間に形成された２つの溝（特に凹所）が研削された場合に、切削工具又は研削工具は、ワークピースから退避させるために持ち上げられる。その後に、ワークピースは、他の回転位置に到達するまで回転される。研削工具は、他の回転位置に到達すると、２つの他の組又は隣り合う歯の間に２つの他の溝を研削又は機械加工するために再び降下される。

【0008】

カップリング要素は、点検のための原型から成る校正されたセットに容易にアクセスできないので、カップリング要素の形状の精度について点検又は管理されない場合がある。典型的には、カップリングの形状それぞれのために利用可能とされる少数のセットのみが、例えばＧｌｅａｓｏｎ Ｗｏｒｋｓのような工具業者によって販売されている例えば一のセット、及び、カップリング製造の構成のためのＯＥＭ製品の一のセットが存在する。

【0009】

回転式カップリングのためのカービックカップリングについてのニーズ、２つのこのようなカービックカップリングを具備するカップリングシステムのついてのニーズ、及びカービックカップリングを製造するための研削工具についてのニーズが存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】英国特許第５９２６４８号明細書

【特許文献2】英国特許第５７２６１２号明細書

【特許文献3】英国特許第１４３９７０７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

このようなニーズは、本発明における主題によって満たされる。本発明における優位な実施例については、従属請求項に記載されている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一の実施例では、回転式カップリングのためのカービックカップリングは、所定の円の上に配置されている複数の歯であって、ラジアル方向及び周方向において延在している円状面から突出している複数の歯を備えており、複数の歯のうち一方の歯の側面が、複数の歯のうち他方の歯の側面に対向しており、一方の歯が、他方の歯に隣り合っており、分割面によって他方の歯から分割されており、分割面が、円状面に配置された平面とされ、分割面が、一方の歯の側面と他方の歯の側面との間に中央突出部を備えており、中央突出部が、円状面から突出している。

【0013】

カービックカップリングは、円状のカービックカップリングとされる場合がある。カービックカップリングは、例えば鋼のような金属から作られている。カービックカップリングは、２つの係合するカービックカップリングのうちの一のカービックカップリングであり、それぞれの構成部品が、カービックカップリングそれぞれに接続されている。

【0014】

例えばカービックカップリングは、例えばガスタービン、圧縮機、ポンプや蒸気タービンのようなターボタービンの２つの回転シャフトを結合させるために利用される。例えばカービックカップリングは、圧縮機のシャフト部分とガスタービンのタービンのシャフト部分とを結合するか、又は、タービンシャフトの第１の部分とタービンシャフトの第２の部分とを結合する。特定のタービンの動作中に、特定のシャフト部分又はシャフトが互いに接続されている一方、他の動作中には、シャフト部分又はシャフトは互いから分離している。

【0015】

２つのカービックカップリングの結合は、一方のカービックカップリングの一方の歯と他方のカービックカップリングの他方の歯との係合である。特に２つのカービックカップリングが互いに対して結合されている場合には、一方のカービックカップリングの側面は、他方のカービックカップリングの他方の歯の側面と係合している。第１のカービックカップリングが第２のカービックカップリングに結合された場合には、第１のカービックカップリング及び第２のカービックカップリングのうち一方のカービックカップリングの回転運動が、他方のカービックカップリングの回転運動に伝達される。

【0016】

カービックカップリングは、複数の歯が突出している基本構造を有している。当該基本構造は、円状のリングとして形成されている。当該基本構造は、複数の歯と一体に形成されている。

【0017】

カービックカップリングは、例えば未加工のワークピースを型成形した後に本発明の一の実施例における研削工具を利用することによって未加工のワークピースを機械加工することによって製造される。研削工具は、未加工のワークピースから材料を除去することによってこのように形成された歯同士の間に溝を生成するための、特定の断面形状（又は輪郭）を具備する円状のリング構造とされる。

【0018】

カービックカップリングは、例えば３０枚〜５０枚の歯を、特に４０枚の歯を備えている。円状の平面は、２つのカービックカップリングを介して結合されるべき２つのシャフト又はシャフト部分の回転軸線に対して垂直とされる。回転軸線は、アキシアル方向を規定しており、ラジアル方向は、アキシアル方向及び周方向に対して垂直とされる。さらに、周方向は、アキシアル方向及びラジアル方向に対して垂直とされる。

【0019】

特に、複数の歯のうちすべての歯が、円状の平面から同程度に突出している。特に、複数の歯それぞれが、歯の側面同士の間に（その大部分が円状の平面から突出している）頂面を有している。第１のカービックカップリングが第２のカービックカップリングに係合した場合に、頂面は、２つの他の歯の分割面に接近する。しかしながら、第１のカービックカップリングの歯の頂面は、第２のカービックカップリングの他の歯同士の間において分割面に接触していない。その代りに、第１のカービックカップリングの歯の頂面と第２のカービックカップリングの歯同士の間に形成された分割面との間には、所定の間隙が維持される。これにより、異なるカービックカップリングの歯の側面のみが相互に接触することによって、第１のカービックカップリングと第２のカービックカップリングとが係合される。

【0020】

従来技術に基づくカービックカップリングでは、一方の歯と他方の歯との間に形成された分割面は、ゲーブル面すなわち円状面に対して傾斜している２つの面部分を有している表面とされる。しかしながら、当該実施例では、分割面は、円状面内にある平坦な表面（部分又は部位）とされる。一方の歯と他方の歯と間に平坦な表面を設けることによって、製造されたカービックカップリングが、例えば座標計測器（ＣＭＭ）のような計測装置を利用することによって高精度で管理又は計測可能となる。計測装置は、カービックカップリングの幾何学的形状特性を決定するために、カービックカップリングの形状を、特に歯及び分割面の形状を正確に検査することができる。特に、歯の高さは、すなわち、円状面から歯の頂面に至る計測される歯のアキシアル方向寸法は、高精度の座標計測器を利用することによって決定される。このことは、分割面の従来の輪郭又は幾何学的形状を利用しても不可能である。これにより、カービックカップリングの計測が改善される。

【0021】

一方の歯と他方の歯との間に形成された分割面は、その全体において平坦である必要は無い。しかしながら、分割面の一部分は平坦な表面である。これにより、平坦な表面から計測すべき歯の頂面に至る距離を計測することによって、歯の高さは容易に計測される。

【0022】

中央突出部は、中央尖端部とも呼称される。中央突出部は、丸められた角部が歯の側面と分割面との間において切断されることを防止したことの結果物である。

【0023】

特に（カービックカップリングを製造するために利用される）研削工具の円状リング面の幅は、ラジアル方向中央部分の一方の歯と他方の歯との間における周方向長さより小さいので、形成すべき一方の歯と他方の歯との間の材料を除去するために研削工具を利用した場合に、一方の歯と他方の歯との間の中央領域における材料は維持され（従って、除去され）、最終的には中央突出部を形成する。しかしながら、研削工具の円状リング面のラジアル方向内側端部における分割面の周方向長さより小さくするために、研削工具の円状リング面の幅を選定することによって、一方の歯の側面と分割面との間における丸められた角部を切断、研削、又は除去することが防止される。

【0024】

本発明における一の実施例では、分割面は、分割面のラジアル方向内側部分において平坦とされ、及び／又は、特に分割面のラジアル方向外側部分において平坦とされる。これにより、特に、歯の高さは、円状のカービックカップリングのラジアル方向内側領域又はラジアル方向外側領域において計測可能とされる。

【0025】

本発明の一の実施例では、分割面が、一方の歯の側面に隣り合っている分割面の一部分において、及び／又は、他方の歯の側面に隣り合っている分割面の一部分において平坦とされる。特に、一方の歯の側面に隣り合っている分割面の一部分の幅、及び／又は、他方の歯の側面に隣り合っている分割面の一部分の幅は、分割面のラジアル方向最内側部分における分割面の幅より小さく、特に当該幅の０．５倍〜０．９倍とされる。

【0026】

これにより、分割面のラジアル方向内側端部から分割面のラジアル方向外側端部に至るすべてのラジアル方向位置において、高さが正確に計測可能とされる。また、分割面のラジアル方向内側部分は、一方の歯のラジアル方向内側端部に対応しており、分割面のラジアル方向外側部分は、一方の歯のラジアル方向外側端部に対応している。特に一方の歯の側面に隣り合っている分割面の一部分の幅が、分割面のラジアル方向最内側部分における分割面の幅より小さい場合には、一方の歯の側面と分割面との間における丸められた縁部の切断が確実に防止される。

【0027】

特に、研削工具は、研削工具の円状リング面が特定の幅を有しているように構成されており、一方の歯の側面と分割面との間に形成された丸められた縁部を切断しないように、当該特定の幅は、分割面のラジアル方向内側部分の幅に相当するか、当該幅より小さくなっている。

【0028】

本発明における一の実施例では、分割面と一方の歯の側面との間には、及び／又は、分割面と他方の歯の側面との間には、０．２ｍｍ〜１．００ｍｍの、特に０．４ｍｍ〜０．７５ｍｍのフィレット半径を特に有している丸められた角部が形成されている。

【0029】

丸められた角部は、その大部分がラジアル方向に延在しているが、一方の歯の側面の湾曲に従って湾曲している丸められた縁部である。分割面と一方の歯の側面との間に丸められた角部が形成されているので、当該位置に尖った縁部が存在していたとしたら発生する応力が低減される。丸められた角部は、分割面のラジアル方向内側端部から分割面のラジアル方向外側端部に至る経路全体に沿って延在している。これにより、高い疲労に耐え得る特定の安定した構成が形成される。

【0030】

本発明の一の実施例では、丸められた角部が、分割面のラジアル方向内側部分に形成されている。特に、丸められた角部は、分割面のラジアル方向最内側部分に形成されている。特に、丸められた角部は、研削工具による機械加工を利用する、又は、形成すべき一方の歯と他方の歯との間から材料を除去する、製造プロセスに起因して切断されることはない。特に、研削工具は、一方の歯の側面が機械加工される際に、一方の歯に隣り合っている他方の歯の側面は切断されない。特に、他方の歯の側面と分割面との間に形成された少なくとも丸められた角部は、丸められた角部から材料をさらに研削することによって切断されない。

【0031】

これにより、分割面のラジアル方向内側部分における応力が、又は、一方の歯若しくは他方の歯の側面における応力が低減される。

【0032】

本発明の一の実施例では、一方の歯及び／又は他方の歯の側面が、凹状に又は凸状に湾曲しており、その曲率半径は、円の半径の１．０倍〜５．０倍、特に１．０倍〜１．５倍である。湾曲の中心は、特にカービックカップリングのラジアル方向外側において円状面に配置されている。

【0033】

一方の歯及び／又は他方の歯の側面を凹状の形状又は凸状の形状とすることによって、本発明の実施例における研削工具を利用してカービックカップリングを製造することができる。特に、研削工具の半径は、カービックカップリングの半径より大きい。これにより、カービックカップリングを製造することが単純化される。

【0034】

本発明の一の実施例では、中央突出部が、歯のアキシアル方向長さの１％〜１０％の長さで円状面から突出している。

【0035】

本発明の一の実施例では、中央突出部は、一方の歯の側面の反対側に位置する側面を有しており、中央突出部は、他方の歯の側面の反対側に位置する他の側面を有しており、中央突出部の側面は、円状面に対して５°〜４５°の突出側面角度で傾斜しており、中央突出部の他方の側面は、円状面に対して５°〜４５°の突出側面角度で傾斜している。

【0036】

特に、突出側面角度は、ラジアル方向最内側端部における分割面の幅に基づいて、平面の周方向における幅に基づいて、丸められた角部の特性、特にフィレット半径に基づいて選定される。特に、突出側面角度は、製造作業中にカービックカップリングが加工中の側面の反対側の側面において材料を除去せず、その結果として丸められた角部に悪影響を与えない研削工具によって、中央突出部が製造可能とされるように選択される。

【0037】

本発明の一の実施例では、中央突出部の一方の側面と中央突出部の他方の側面とが、一方の歯と他方の歯との中央において、特にラジアル方向に延在していると共に一方の歯のアキシアル方向長さの１％〜１０％の長さで円状面から突出している頂部において結合している。

【0038】

中央突出部の長さを上述の範囲に維持することによって、中央突出部が、係合している第２のカービックカップリングの一方の歯の頂面と相互干渉しないことが確実となる。これにより、結合プロセスが阻害されなくなる。

【0039】

本発明の一の実施例では、分割面に最も近接している一方の歯の側面の一部分が、円状面に対して１５０°〜１１０°の側面角度を有している。これにより、一方の歯の側面を特定の向きに定めることができるので、カービックカップリングを他のカービックカップリングに効果的に結合することができる。

【0040】

本発明の一の実施例では、分割面から最も遠位に位置する一方の歯の側面の一部分が、円状面に対して１７０°〜１４０°の他の側面角度を有している。

【0041】

これにより、歯の隣り合う粗面同士が形成する角度が、特に尖鋭な縁部を回避するために小さくされる。

【0042】

本発明の一の実施例では、一方の歯と他方の歯と分割面とを含むカービックカップリングの少なくとも一部分が、一方の歯と他方の歯との間に位置する鏡面に関して鏡面対称とされ、鏡面は、円状面に対して垂直とされる。

【0043】

鏡面対称は、少なくとも概ね成立している。特に第１の製造ステップの際に、一方の歯の側面が、研削工具を利用することによって機械加工される。その後に、研削工具がカービックカップリングから持ち上げられ、研削工具の研削面が製造すべき他方の歯の側面と接触するように反転される。鏡面対称の結果として、鏡面対称の製造ステップにおいて、一方の歯の側面及び他方の歯の側面を形成することができる。

【0044】

本発明の一の実施例では、上述の実施例に従った凹状の側面を具備する歯を有している一方のカービックカップリングと、上述の実施例に従った凸状の側面を具備する歯を有している他方のカービックカップリングとを備えているカップリングシステムであって、一方のカービックカップリングと他方のカービックカップリングとが、一方のカービックカップリングの一方の歯の側面と他方のカービックカップリングの他方の歯の側面との少なくとも１つの接触（点又は面）を介して互いに係合するように構成されている、カップリングシステムが提供される。

【0045】

一方のカービックカップリングは、本発明の一の実施例における研削工具を利用することによって製造され、他方のカービックカップリングは、本発明の一の実施例における他の研削工具を利用することによって製造される。

【0046】

一の実施例では、カービックカップリング、特に上述の実施例のうち一の実施例におけるカービックカップリングを製造するための研削工具であって、カービックカップリングの２つの隣り合っている歯を分割している平面を研削するための円状面に位置する円状リング面と、円状リング面に結合していると共に、カービックカップリングの２つの隣り合っている歯のうち一方の歯を研削するための円状面に対して傾斜している側面と、円状リング面に結合ていると共に、カービックカップリングの歯同士の間に中央突出部を形成するための円状面に対して傾斜している側面部部分と、を備えている研削工具が提供される。

【0047】

凸状の歯を有するカービックカップリングを製造するためではなく、凹状の歯を有するカービックカップリングを製造するために、異なる研削工具が利用される場合がある。

【0048】

上述の実施形態及び本発明のさらなる実施形態は、以下に説明する例示的な実施例から明らかとなり、本発明の実施例を参照しつつ説明される。本発明については、実施例の例示を参照しつつ、以下に詳述するが、本発明は、当該例示に限定される訳ではない。

【0049】

“内側”及び“外側”並びに“最内側”及び“最外側”については、カービックカップリングが所定の円の上―すなわち環状又は円筒状―に配置された複数の歯を備えており、当該円が、中心を有しており、“内側”が、“外側”ではなく中央に近接している位置を意味するという点において理解すべきである。“内側”表面又は“内側”部分は、当該表面及び部分の外側部分ではなく、中央に近接している表面又は部分の区域を意味する。

【0050】

本発明の実施例については、添付図面を参照しつつ説明する。本発明は、説明又は図示された実施例に限定される訳ではない。

【図面の簡単な説明】

【0051】

【図1】本発明の実施例における研削工具とカービックカップリングとの斜視図である。

【図2】図１に表わすカービックカップリングを製造するために利用する本発明の実施例における研削工具の断面図である。

【図3】２つの歯の間における、図１に表わすカービックカップリングのラジアル方向内側部分の詳細な斜視図である。

【図4】本発明の他の実施例における研削工具を含むカービックカップリングの斜視図である。

【図5】本発明の実施例における図４に表わす研削工具の断面図である。

【図6】カービックカップリングを製造するために位置決めされた研削工具と、図４に表わすカービックカップリングの歯同士の間の凹部との詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0052】

図１は、本発明の実施例におけるカービックカップリング１００及び研削工具１５０の斜視図である。カービックカップリング１００の形態は、中心１０１を有する円状とされる。カービックカップリング１００は、中心１０１を有する円上に互いに対して隣接して配置されている複数の歯１０２，１０３を備えている。歯１０２，１０３は、隣り合う歯１０２，１０３の間に位置する平面部分１０５が配設されている平面によって形成されている円状面から突出している。円状面は、アキシアル方向１０８に対して垂直とされるラジアル方向１０７及び周方向１０９の両方向において延在している。一方の歯１０３の側面１１１は、一方の歯１０３に隣り合っている他方の歯１０２の側面１１３に対向している。歯１０３は、分割面によって、隣り合っている歯１０２から分割されている。当該分割面は、当該実施例では、隣り合う歯１０２，１０３の間の長さ全体に亘って平坦とされる平面１０５によって形成されている。歯１０２，１０３は、凹状に形成されている側面１１１，１１３を有している。

【0053】

他の実施例では、カービックカップリングは、凸状に形成されている側面１１１，１１３を有しており、凹状に形成された側面を具備するカービックカップリングが凸状に形成された側面を具備するカービックカップリングと係合することによって、カービックカップリングそれぞれに接続された２つの要素が回転可能に結合されている。

【0054】

アキシアル方向１０８は、ラジアル方向１０７に対して垂直とされると共に、周方向１０９に対して垂直とされる。隣り合う歯の間に分割面１０４が形成されている当該実施例における平面１０５は、カービックカップリング１００の光学的性質又は幾何学的性質を計測するための、特に歯１０２，１０３の高さｈを計測するための、座標計測器を利用するのに適している。高さｈは、平面１０５と歯１０２，１０３の上面１１５とによって形成された円状面からの歯１０２，１０３それぞれのアキシアル方向１０８における高さを表わす。

【0055】

側面１１１，１１３は、平面１０５に対して角度χで傾斜している。ここで、角度χ（１８０°−α；図２参照）は１５０°〜１１０°である。側面１１１，１１３と上面１１５との間には、幅狭結合面１１７が、円状面に対して１７０°〜１４０°の角度δ（１８０°−β；図２参照）で傾斜して配設されている。図３に詳細に表わすように、側面１１１，１１３と平面１０５として表わされる分割面との間には、丸められた角部１１９が形成されている。

【0056】

円状区間のみが図１に表わされている研削工具１５０は、カービックカップリング１００の歯１０２，１０３の間に溝を研削するための特定の形状を有する、円状のリング構造体とされる。研削工具１５０の形態は、中心１５１を有する円状とされる。カービックカップリング１００を製造するために機械加工又は研削する際に、研削工具１５０は、中心１５１の周りにアキシアル方向１０８に沿って回転する。

【0057】

図２は、研削工具１５０の周方向に沿って見た場合における、研削工具１５０の断面図を表わす。図２には、アキシアル方向１０８が示されている。研削工具１５０は、研削工具を利用する機械加工プロセス又は研削プロセスが完了した場合に円状面１５５内に形成されている、円状リング面１５３を有している。ここで、円状面１５５は、平面部分１０５によって形成されているカービックカップリング１００（図１参照）の円状面に対応している。従って、特に円状リング面１５３によって、カービックカップリング１００の隣り合う歯１０２，１０３の間に平面１０５を形成することができる。

【0058】

さらに、研削工具は、丸められた角部を介して、特に丸められた外側角部１５９を介して円状リング面１５３に結合している側面１５７を備えている。研削工具１５０の側面１５７は、機械加工プロセス又は研削プロセスの際に、歯１０３の側面１１１又は１１３を形成する。さらに、丸められた外側角部１５９は、研削プロセスの際に、平面部分１０５とカービックカップリング１００の側面１１１，１１３との間に丸められた角部又は縁部１１９を形成する。

【0059】

さらに、研削工具１５０は、カービックカップリング１００の側面１１１，１１３と上面１１５との間に幅狭面部分１１７を等間隔で形成する、他のさらなる幅狭側面部分１６１を備えている。

【0060】

図３は、図１に表わすカービックカップリング１００の２つの歯１０３，１０２の間に形成された溝の詳細図、特に詳細な斜視図である。歯１０３，１０２はそれぞれ、側面１１１，１１３を備えている。これら側面１１１，１１３は、平面１０５によって分割されており、平面１０５と側面１１１との間には、丸められた外側角部１１９が配設されている。図３は、２つの隣り合う歯１０３，１０２の間の領域のラジアル方向内側部分を表わす。円１２１によって指示される領域では、丸められた縁部１１９が、研削工具１５０の円状リング面１５３の研削作用に起因して多面的に形成されている。

【0061】

図４は、本発明の他の実施例における他のカービックカップリング４００の斜視図であって、カービックカップリング４００を製造するように形成された研削工具４５０を表わす。

【0062】

機能及び／又は構造において類似している要素又は構造体については、図１及び図２並びに図４及び図５において、上一桁のみ相違するが、同一の参照符号が付されている。

【0063】

カービックカップリング４００は、分割面４０４によって互いから分割されている複数の歯４０３，４０２を備えている。歯４０３，４０２は、分割面４０４に包含されている平面部分４０５によって形成されている円状面から突出している。特に平面又は平面部分４０５は、分割面４０４のラジアル方向内側部分に配置されている。さらに、分割面４０４は、一方の歯４０３の側面４１１に隣り合っている分割面４０４の一部分において平坦とされ、且つ、他方の歯４０２の側面４１３に隣り合っている分割面４０４の一部分において平坦とされる。側面４１１，４１３と分割面４０４の平坦部分との間には、丸められた角部又は丸められた縁部４１９が配設されており、これにより作業中における応力を低減させることができる。

【0064】

２つの隣り合う歯４０３，４０２の間における中央領域には、平面部分４０５によって形成された円状面から突出している中央突出部４２３が配置されている。

【0065】

図５は、研削工具４５０の周方向に沿って見た場合における、研削工具４５０の断面図である。アキシアル方向４０８は、図５に指示されている。研削工具４５０は、研削工具４５０を利用したカービックカップリング４００の製造が完了した場合に円状面４５５内に形成されている、円状リング面４５３を有している。ここで、円状面４５５は、平面部分４０５によって形成されているカービックカップリング４００の円状面に対応している。さらに、研削工具４５０は、カービックカップリング４００の側面４１１，４１３を研削するために設けられている側面４５７を備えている。研削工具４５０の側面４５７は、丸められた角部４５９を介して円状リング面４５３に結合している。（製造の際に）側面４１１，４１３の間に位置する丸められた縁部４１９とカービックカップリング４００の平面部分４０５とを形成する。側面４５７は、上面４５３に対して（３６０°−χ）の角度で傾斜して配置されている。従って、歯４０３の側面１１１は、平面部分４０５によって形成された円状面４５５に対して角度χ（例えば１１０°〜１５０°）で傾斜して配置されている。さらに、円状リング構造体４５３又は円状面４５５は、研削工具４５０の側面４５７から所定の角度で傾斜している。角度α（１８０°−χに等しい）は、カービックカップリング４００の側面４１１，４１３とカービックカップリング４００の平面部分４０５との間の角度とされる。

【0066】

さらに、研削工具４５０は、円状面４５５に対して角度βで傾斜して配置されているさらなる表面部分４６１を備えている。

【0067】

図２に表わす研削工具４５０とは異なり、図５に表わす研削工具４５０は、より幅狭の円状リング面４５３を有しており、特に研削工具４５０のラジアル方向における円状リング面４５３の幅Ｗ１が、図４及び図６に表わすように、分割面４０４のラジアル方向内側端部における且つ隣り合う歯４０２，４０３の間の分割面４０４の周方向長さである幅Ｗ２より小さい。特に、研削工具４５０は、円状面４５５ひいては円状リング面４５３に対して角度γ（例えば１０°〜３０°）で傾斜して配置されているさらなる上面部分４６３を備えている。特に、幅Ｗ１と角度γとは、研削プロセスの際に丸められた縁部４１９が
十分に機能するように選定される。カービックカップリング１００を製造するために研削工具１５０を利用した場合には、丸められた縁部の機能不全となる場合があるからである。

【0068】

図６は、製造プロセス又は研削プロセスの際における、歯４０２，４０３同士の間に配置された研削工具４５０を有している、カービックカップリング４００の隣り合う歯４０２，４０３の間に形成された溝の概略図である。図５は、上下反転させた研削工具４５０を表わす。（研削工具４５０の）ラジアル方向における円状リング面４５３の幅Ｗ１が歯４０３，４０２同士の間に位置する分割面４０４，４０５の（周方向４０９における）幅Ｗ２より小さいことに起因して、側面４１３，４１１と分割面４０４又は分割面４０４の平面部分４０５との間に位置する丸められた縁部４１９は、製造プロセスの際に機能不全に形成されたり、省かれたりしない。

【0069】

研削工具４５０のさらなる上面４６３が円状リング面４５３に対して傾斜しているので、中央突出部４２３が形成される。従って、図５に表わすように、研削工具４５０は、その上側部分に傾斜した外形を有している。これにより、丸められた縁部４１９が形成されないということが防止される。それにも関わらず、隣り合う歯同士の間には、例えば歯４０２，４０３の高さｈを正確に計測するための平面部分４０５が設けられている。計測することを目的として、例えば座標計測器が利用される場合がある。

【0070】

“備えている（comprising）”との用語は、他の要素を除外するものではなく、“一の（‘a’又は‘an’）”との用語が、複数の要素を除外するものでないことに留意すべきである。また、様々な実施例に関連して説明された要素が組み合わされる場合がある。請求項中の参照符号は、特許請求の範囲に規定される技術的範囲を限定するように解釈すべきでないことに留意すべきである。

【符号の説明】

【0071】

１００ カービックカップリング
１０１ 中心
１０２ 歯
１０３ 歯
１０４ 分割面
１０５ 平面（部分）
１０７ ラジアル方向
１０８ アキシアル方向
１０９ 周方向
１１１ 側面
１１３ 側面
１１５ 上面
１１７ 幅狭結合部分
１１９ 丸められた角部
１５０ 研削ツール
１５３ 円状リング面
１５５ 円状面
１５７ 側面
１５９ 丸められた外側角部
１６１ 幅狭側面部分
４００ カービックカップリング
４０１ 中心
４０２ 歯
４０３ 歯
４０４ 分割面
４０５ 平面（部分）
４１１ 側面
４１３ 側面
４１９ 丸められた縁部
４２３ 中央突出部
４５０ 研削ツール
４５３ 円状リング面（上面）
４５５ 円状面
４５７ 側面
４５９ 丸められた角部
４６１ さらなる表面部分
４６３ さらなる上面部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】