特許 6338646 駆動軸用の長さ調節装置および当該長さ調節装置を備える駆動軸

(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】6338646

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】駆動軸用の長さ調節装置および当該長さ調節装置を備える駆動軸

(51)【国際特許分類】

   F16D 1/02 20060101AFI20180528BHJP

   F16C 3/03 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   F16D1/02 210

   F16C3/03

【請求項の数】8

【外国語出願】

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-243288(P2016-243288)

(22)【出願日】2016年12月15日

(65)【公開番号】特開2017-110812(P2017-110812A)

(43)【公開日】2017年6月22日

【審査請求日】2016年12月15日

(31)【優先権主張番号】15200280.4

(32)【優先日】2015年12月15日

(33)【優先権主張国】EP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516178778

【氏名又は名称】スパイサー ゲレンクヴェレンバウ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｓｐｉｃｅｒ Ｇｅｌｅｎｋｗｅｌｌｅｎｂａｕ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】トーマス シュタイン

(72)【発明者】

【氏名】マンフレート マイネケ

(72)【発明者】

【氏名】ハメド サルザイエム

【審査官】 西藤 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１３５６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 西独国特許出願公告第０１０８１２８６（ＤＥ，Ｂ）

【文献】 実開昭５１−０２１０５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６３−１０６４２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ １／０２

Ｆ１６Ｄ １／０６

Ｆ１６Ｃ ３／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動軸（１）用の長さ調節装置（７）であって、該長さ調節装置（７）は、
第１の長手方向歯列（１１）を備える第１の回転エレメント（９）と、
第２の長手方向歯列（１２）を備える第２の回転エレメント（１０）と、を有し、
前記第１の長手方向歯列（１１）および前記第２の長手方向歯列（１２）は互いに噛み合いかつ互いに対して軸方向に可動であり、
前記第１の回転エレメント（９）の端部において、前記第１の長手方向歯列（１１）の２つの長手方向歯（１３，１３’）の間の歯間隙（２５）に障害物が置かれており、
前記第２の長手方向歯列（１２）の長手方向歯（２８）の半径方向高さは、他の長手方向歯（２４）に対して減じられており、これにより、半径方向高さが減じられた前記長手方向歯（２８）のみを、前記障害物が置かれた前記歯間隙（２５）に軸方向に挿入することができ、
前記歯間隙（２５）には、前記第１の回転エレメント（９）のロッキング部分（２７）によって障害物が置かれており、該ロッキング部分（２７）は、前記第１の回転エレメント（９）の端面（１４）に凹部（２６）を加工することによって生じる半径方向外方への材料の蓄積の結果として形成されたものであり、前記ロッキング部分（２７）は、前記歯間隙または前記歯間隙（２５）までの軸方向延長部に配置されている、長さ調節装置（７）。

【請求項2】

前記第２の長手方向歯列（１２）の減じられた半径方向高さを備える前記長手方向歯（２８）は、前記第１の長手方向歯列（１１）と前記第２の長手方向歯列（１２）との間のトルク伝達中に、減じられた半径方向高さを備える前記長手方向歯（２８）が、障害物が置かれた前記歯間隙（２５）を形成する前記長手方向歯（１３，１３’）のうちの１つと当接するように形成されている、請求項１記載の長さ調節装置（７）。

【請求項3】

前記第１の長手方向歯列（１１）の、直径方向で反対側の２つの前記歯間隙（２５）に障害物が置かれており、
前記第２の長手方向歯列（１２）の、直径方向で反対側の２つの前記長手方向歯（２８）の半径方向高さが減じられている、請求項１または２記載の長さ調節装置（７）。

【請求項4】

前記第１の長手方向歯列（１１）の前記長手方向歯（１３，１３’）は前記端面（１４）から延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載の長さ調節装置（７）。

【請求項5】

前記第１の回転エレメント（９）は軸ジャーナルであり、前記第１の長手方向歯列（１１）は外側長手方向歯列であり、
前記第２の回転エレメント（１０）はハブスリーブであり、前記第２の長手方向歯列（１２）は内側長手方向歯列である、請求項１から４までのいずれか１項記載の長さ調節装置（７）。

【請求項6】

前記ハブスリーブ（１０）の前記内側長手方向歯列（１２）は、コールドプレスによって形成されている、請求項５記載の長さ調節装置（７）。

【請求項7】

駆動軸（１）が、前記第２の回転エレメント（１０）に固定された第１の継手（２）と、前記第１の回転エレメント（９）に固定された第２の継手（３）とを有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の長さ調節装置（７）を備える駆動軸。

【請求項8】

前記第１の継手（２）および前記第２の継手（３）はそれぞれ自在継手である、請求項７記載の駆動軸。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動軸用の長さ調節装置に関し、この長さ調節装置は、第１の長手方向歯列を備える第１の回転エレメントと、第２の長手方向歯列を備える第２の回転エレメントとを有する。第１の長手方向歯列と第２の長手方向歯列とは互いに噛み合い、かつ互いに対して軸方向に可動であり、これにより、トルクを２つの回転エレメントの間で伝達することができ、長さ調節のための相対移動が可能である。第１の回転エレメントの端部において、第１の長手方向歯列の２つの長手方向歯の間の歯間隙に障害物が置かれている。さらに、第２の長手方向歯列の１つの長手方向歯の半径方向高さは、第２の長手方向歯列の他の長手方向歯に対して減じられており、これにより、半径方向高さが減じられた長手方向歯のみを、第１の長手方向歯列の妨害された歯間隙に軸方向に挿入することができる。

【0002】

このような長さ調節装置は、独国特許公告第１０８１２８６号明細書より公知である。回転エレメントの組立て中の互いに対する２つの回転エレメントの所定の相互角度位置を保証するために、第１の回転エレメントの端部に挿入体が取り付けられており、この挿入体は、スプライン軸歯列として形成された長手方向歯列のスプライン溝における突出部と係合する。第２の回転エレメントの長手方向歯は除去される。互いにおける２つの回転エレメントの組立て中、すなわち互いの中への２つの長手方向歯列の軸方向挿入中、第２の回転エレメントの長手方向歯を、挿入体を備えたスプライン溝内へ挿入することはできない。挿入体を備えたスプライン溝と、第２の回転エレメントの除去された歯とが互いに対して同じ角度で配置される１つの角度位置においてのみ、回転エレメントを互いに接続することができるまたは互いの中へ挿入することができる。挿入体は、この場合、ばねワイヤクランプとして形成されており、このばねワイヤクランプは、Ｕ字形に形成されており、中間片を介して互いに接続された２つの平行な突出部を有する。平行な突出部のうちの一方は、スプライン溝において係合する。他方の平行な突出部は、ジャーナルとして形成された第１の回転エレメントの中央ボア内へ挿入される。

【0003】

容易に取外し可能でありかつひいては容易に緩めることができる別個の構成部材が設けられ、これがさらに、不均衡につながるかなりの付加的な質量に相当すると、不利である。

【0004】

本発明の課題は、単純に構成されておりかつ可能な限り小さな不均衡を生じる、駆動軸用の長さ調節装置を提供することである。

【0005】

前記課題は、上述の長さ調節装置によって解決され、前記歯間隙は、成形または材料接続によって、または第１の回転エレメントのボアに当接するピンによって形成された、第１の回転エレメントのロッキング部分によって障害物が置かれており、ロッキング部分またはピンは、歯間隙に配置されているかまたは歯間隙までの軸方向延長部に配置されている。

【0006】

ロッキングエレメントが成形によって形成されていると、付加的な質量が第１の回転エレメントに付加されず、これは、不均衡に関して有利な効果を有する。第１の回転エレメントへの材料接続によって接続されたロッキングエレメントを提供する場合、従来技術と比較して極めて小さな付加的な質量のみが加えられる。第１の回転エレメントのボアに当接するピンによる解決手段もまた、小さな付加的な質量にしかつながらない。なぜならば、第１の回転エレメント内へボアを形成することによって初めに質量が除去され、この質量は次いでピンによって再び代替され、ピンが突出して形成される場合には、小さな付加的な質量のみが付加されるからである。

【0007】

さらに、１つの角度位置においてのみ組立てを保証することは極めて単純な手段であり、別個のエレメントが設けられている場合でさえも、損失に対する保護が保証される。

【0008】

その半径方向高さに関して減じられた長手方向歯をその半径方向高さ全体にわたって減じることができ、これにより、長手方向歯がもはや存在しないか、または長手方向歯の半径方向高さを部分的にのみ減じることができる、すなわち低くすることができる。

【0009】

この場合、第２の歯列の減じられた長手方向歯は、第１の長手方向歯列と第２の長手方向歯列との間のトルク伝達中に歯間隙が長手方向歯のうちの一方と当接し、ロックされた歯間隙を形成するように形成することができる。これにより、減じられた長手方向歯はトルク伝達に関与し、これは、円周に沿った長手方向歯のより均衡の取れた荷重につながる。

【0010】

複数の歯間隙に障害物を置くことができ、複数の長手方向歯の半径方向高さを減じることができる。好適には、第１の長手方向歯列の、直径方向で反対側の２つの歯間隙に障害物が置かれ、第２の長手方向歯列の、直径方向で反対側の２つの長手方向歯の半径方向高さが減じられる。これにより、互いに対して１８０°回転させられた２つの異なる角度位置において第１の回転エレメントと第２の回転エレメントとの組立てが可能である。これは、第１の長手方向歯列の１つの歯間隙のみに障害物が置かれ、第２の長手方向歯列の２つの長手方向歯の半径方向高さが減じられるように達成することもできる。概して、複数の異なる角度位置における組立てを可能にするために、異なる数の、ロックされた歯間隙、および半径方向高さが減じられた長手方向歯を設けることもできる。

【0011】

自在継手軸の形式の駆動軸において、互いに１８０°ずらされたまさに２つの角度位置における組立てが好ましい。駆動軸用の長さ調節装置において、第１の回転エレメントは第１の自在継手の第１の継手ヨークに接続されており、第２の回転エレメントは第２の自在継手の第２の継手ヨークに接続されている。均一な回転運動を保証するために、２つの継手ヨークは鏡像対照的に配置されているかまたは互いに対して９０°ずれていることが必要である。これは、第１の回転エレメントと第２の回転エレメントとが、例えば互いに対して１８０°ずれた２つの角度位置において互いに接続可能であるように達成することができる。

【0012】

ボアがねじ山付きボアとして形成されており、ピンはねじ山付きピンとして形成されている。これにより、ねじ山付きボアにおけるピンの単純な組立てが達成される。しかしながら、一般的に、ピンがねじ山付きボアに締まりばめによって挿入されることも可能である。

【0013】

好適には、第１の回転エレメントの端部において、歯間隙は、端面への凹部によって、または端面における軸方向ボアに当接するピンによって障害物が置かれている。第１の長手方向歯列の長手方向歯が端面から延びていると特に有利である。特に、第１の長手方向歯列の歯間隙に障害物を置くために、端面に凹部を形成し、材料を半径方向外方へ押し付けることは有利であると見られている。なぜならば、第１の回転エレメントに付加的なエレメントおよび付加的な質量が取り付けられなくてよく、１つの歯間隙に障害物を置くことは、１回の別の単純なプロセスステップにおいて達成可能であるからである。

【0014】

発明の１つの実施の形態では、第１の回転エレメントは軸ジャーナルであり、第１の長手方向歯列は外側長手方向歯列である。さらに、第２の回転エレメントはハブスリーブであり、第２の長手方向歯列は内側長手方向歯列である。ハブスリーブの内側長手方向歯列はコールドプレスによって製造される。この場合、第２の長手方向歯列の、直径方向で反対側の２つの長手方向歯の半径方向高さが減じられていると特に有利である。これにより、ハブスリーブの長手方向軸線に沿ったコールドプレス中に、長手方向軸線に対して横断方向で、コールドプレスステップの軌道のずれにつながる恐れがある横断力が生ぜしめられることがない。

【0015】

さらに、本発明の課題は、上述の長さ調節装置を備える駆動軸であって、駆動軸は、第２の回転エレメントに堅く接続された第１の継手と、第１の回転エレメントに堅く接続された第２の継手とを有する、駆動軸によって解決される。

【0016】

本発明による長さ調節装置を備える駆動軸の好適な実施の形態は、以下に図面を参照して詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明による長さ調節装置を備える駆動軸の縦断面図である。

【図2】図１の断面線ＩＩ−ＩＩに沿った長さ調節装置の断面図である。

【図3】図１の長さ調節装置の軸ジャーナルの縦断面図の一部である。

【0018】

図１は、３つの継手、すなわち第１の継手２と、第２の継手３と、第３の継手４とを備える駆動軸１を示している。全ての継手２，３，４は自在継手であり、駆動軸１を、第１の継手２と第２の継手３との間の第１の駆動軸部分５と、第２の継手３と第３の継手４との間の第２の駆動軸部分６とに分離させている。

【0019】

第１の駆動軸部分５には長さ調節装置７が設けられており、これにより、第１の継手２と第３の継手４とを長手方向軸線Ｌに沿って互いに対して軸方向へ移動させることができる。第２の駆動軸部分６は長さ調節可能ではない。

【0020】

長さ調節装置７の領域において、駆動軸１は支持軸受８によって支持されている。

【0021】

長さ調節装置７は、軸ジャーナルの形式の第１の回転エレメント９と、ハブスリーブの形式の第２の回転エレメント１０とを有する。ハブスリーブ１０は、この場合、ジャーナル９に当接しており、軸方向に可動に保持されている。このために、軸ジャーナル９は、第１の長手方向歯列１１を有する。ハブスリーブ１０は、第２の長手方向歯列１２を有する。２つの長手方向歯列１１，１２は、相補的に配置されていて、互いに噛み合っており、これにより、トルクを長手方向軸線周りに伝達することができ、２つの回転エレメント９，１０の、長手方向軸線Ｌの方向での相対的な移動が保証されている。

【0022】

第１の長手方向歯列１１は、軸ジャーナル９の端面１４から軸方向へ延びた長手方向歯１３を有する。第１の長手方向歯列１１は、外側長手方向歯列として形成されている。

【0023】

第２の長手方向歯列１２は、第１の長手方向歯列１１の長手方向歯１３に対して相補的に形成された長手方向歯２４を有し、第２の長手方向歯列１２は内側長手方向歯列として形成されている。

【0024】

ハブスリーブ１０は、チューブ１５に堅く接続されている。チューブ１５は、ハブスリーブ１０とは反対側に面した端部において、第１の継手２の内側ヨーク１６に接続されている。内側ヨーク１６は、十字継手１７を介して関節式に外側ヨーク１８に接続されている。外側ヨーク１８は、駆動軸１を、被駆動または駆動構成部材に接続するためのフランジ１９を有する。

【0025】

長さ調節装置７の軸ジャーナル９は、第２の継手３の第１のヨーク２０に接続されている。第１のヨーク２０は、十字継手２１を介して関節式に第２のヨーク２２に接続されている。第２のヨーク２２は、チューブ２３を介して第３の継手４に接続されており、第３の継手４は、被駆動または駆動エレメントに接続することができる。

【0026】

第１の継手２に接続されたエレメントと、第３の継手４に接続されたエレメントとにおける均一な回転運動を保証するために、第１の継手２および第３の継手４における関節の角度が同じ大きさであることが保証されなければならない。さらに、第１の継手２および第３の継手４の外側ヨークは、互いに平行に整列させられなければならない。これにより、長さ調節装置７の組立て中、第１の回転エレメント９および第２の回転エレメント１０が２つの角度位置においてのみ組み立てることができることが重要である。

【0027】

この実施の形態では、これは、図２および図３に示したように、凹部２６が成形によって端面１４に加工されるように達成される。凹部２６は、軸方向で見ると、第１の長手方向歯列１１の２つの長手方向歯１３，１３’の間の歯間隙２５と整列させられている。

【0028】

特に図３に見られるように、端面１４に凹部２６を加工することによって半径方向外方へ材料の蓄積が生じ、これは、歯間隙２５の長手方向歯１３，１３’の間に配置された障害部２７を形成する。

【0029】

概して、凹部２６が端面に加工され、これが、円筒状突出部の一部を形成し、この一部に、長手方向歯１３，１３’が、端面までの軸方向距離だけ従っていることも可能である。必要なことは、ロッキング部分２７が軸方向で歯間隙２５と整列させられていることである。

【0030】

第２の長手方向歯列１２は、半径方向高さが減じられた長手方向歯２８を有する。この低くなった長手方向歯２８は、第２の長手方向歯列１２の他の長手方向歯２４よりも小さな半径方向高さを有する。この場合、障害部２７の半径方向高さは、低くなっていない第２の長手方向歯列１２の長手方向歯２４を軸方向に歯間隙２５へ挿入することができないように形成されている。これにより、ハブスリーブ１０における軸ジャーナル９の組立て中、低くなっていない長手方向歯２４が障害部２７に当接するので、組立てが防止される。

【0031】

これに対して、低くなった長手方向歯２８は、低くなった長手方向歯２８を障害部２７を超えて押し込むことができるほど低い半径方向高さを有する。

【0032】

言い換えれば、第２の長手方向歯列１２の低くなっていない長手方向歯２４は、障害部２７の歯先円直径よりも小さな歯先円直径を有するのに対し、低くなった長手方向歯２８の歯先円直径は、障害部２７の歯先円直径よりも大きい。

【0033】

概して、障害部２７が内側長手方向歯列に配置され、外側長手方向歯列が低くなった長手方向歯を有することも可能である。

【0034】

合計で２つの凹部２６が端面１４に設けられており、互いに直径方向で反対側に配置されている。これと同様に、２つの低くなった長手方向歯２８が設けられており、これらの長手方向歯２８もまた互いに直径方向で配置されている。これにより、軸ジャーナル９とハブスリーブ１０とは、互いに対して１８０°回転させられた２つの角度位置において取り付けることができる。

【符号の説明】

【0035】

１ 駆動軸
２ 第１の継手
３ 第２の継手
４ 第３の継手
５ 第１の駆動軸部分
６ 第２の駆動軸部分
７ 長さ調節装置
８ 支持軸受
９ 第１の回転エレメント（スタブシャフト）
１０ 第２の回転エレメント（ハブスリーブ）
１１ 第１の長手方向歯列
１２ 第２の長手方向歯列
１３，１３’ 第１の長手方向歯列の長手方向歯
１４ 端面
１５ チューブ
１６ 内側ヨーク
１７ 十字継手
１８ 外側ヨーク
１９ フランジ
２０ 第１のヨーク
２１ 十字継手
２２ 第２のヨーク
２３ チューブ
２４ 第２の長手方向歯列の長手方向歯
２５ 歯間隙
２６ 凹部
２７ 障害部
２８ 高さが減じられた長手方向歯
Ｌ 長手方向軸線

【図1】

【図2】

【図3】