(57)【要約】  本発明はギアホイール（１０；２０）に関するものであり、該ギアホイール（１０；２０）は：それぞれの第１及び第２軸方向端部を有し、かつ回転軸の回りに配置されるように構成されるハブ（１５；２５）であって、前記ハブの第１及び第２軸方向端部のうちの少なくとも一方の端部が、一体連結治具（１６；２６）を有し、該一体連結治具が、前記ギアホイール（１０；２０）を隣接ギアホイールのギアホイールハブに回転可能に係止するように構成される、前記ハブ（１５；２５）と；それぞれの第１及び第２軸方向端部を有し、かつ歯付きリム（１２；２２）が設けられた外周を有する円形ギアリング（１１；２１）と；そして前記ハブ（１５；２５）が前記ギアリング（１１；２１）の略中心に固定されるように前記ギアリング（１１；２１）及び前記ハブ（１５；２５）を連結する少なくとも１つの中間壁（１４；２４）と、を備え；前記ギアリング（１１；２１）及び前記ハブ（１５；２５）は、締結接合（１７；２７）によって接合されることによりギアホイール（１０；２０）を形成する２つの別体部品である。本発明によるギアホイールは、前記ハブ（１５；２５）の前記軸方向両端部が、長軸シャフトに直交する前記ギアリング（１１；２１）の軸方向両端部で画定される平面で終端するか、または該平面内で終端し、前記長軸シャフトの回りに、前記ギアホイールが配置されるように構成されることを特徴とする。
2013504024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギアホイール（１０；２０）であって：
それぞれの第１及び第２軸方向端部を有し、かつ回転軸の回りに配置されるように構成されるハブ（１５；２５）と；
それぞれの第１及び第２軸方向端部を有し、かつ歯付きリム（１２；２２）が設けられた外周を有する円形ギアリング（１１；２１）と；
前記ハブ（１５；２５）が前記ギアリング（１１；２１）の略中心に固定されるように前記ギアリング（１１；２１）及び前記ハブ（１５；２５）を連結する少なくとも１つの中間壁（１４；２４）と、を備え、前記ハブのそれぞれの第１及び第２軸方向端部のうちの少なくとも一方が、一体連結治具（１６；２６）を有し、該一体連結治具は、前記ギアホイール（１０；２０）を隣接ギアホイールのハブに回転可能に係止するように構成されることを特徴とし、前記連結治具を備える前記ハブ（１５；２５）の前記軸方向端部／軸方向両端部は、長軸シャフトに直交する前記ギアリング（１１；２１）の対応する軸方向端部で画定される平面で終端するか、または該平面内で終端し、前記長軸シャフトの回りに、前記ギアホイールが配置されるように構成されることを特徴とし、そして前記ギアリング（１１；２１）及び前記ハブ（１５；２５）は、締結接合（１７；２７）によって接合することによりギアホイール（１０；２０）を形成する２つの別体部品であることを特徴とする、
ギアホイール（１０；２０）。
【請求項２】
前記ギアリング（１１；２１）、前記中間壁（１４；２４）、及び／又は前記ハブ（１５；２５）は、異なる材料により作製されることを特徴とする、請求項１に記載のギアホイール（１０；２０）。
【請求項３】
前記ギアリング及び前記ハブは、２つの中間壁を介して接合され、これらの中間壁は、前記ハブから前記ギアリングにまで略放射状に延びることを特徴とする、請求項１又は２に記載のギアホイール。
【請求項４】
前記締結接合はプレス締結を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のギアホイール。
【請求項５】
前記締結接合（１７；２７）は溶接接合を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のギアホイール（１０；２０）。
【請求項６】
前記締結接合は接着接合を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のギアホイール。
【請求項７】
前記締結接合は螺合接続を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のギアホイール。
【請求項８】
前記ギアリング（１１）の内周は、１つ以上の突出隆起部（１３）を有し、これらの突出隆起部（１３）に、前記中間壁（１４）を圧接させることができることを特徴とする、前出請求項のいずれか一項に記載のギアホイール（１０）。
【請求項９】
前記中間壁に１つ以上の凹部を設けて、前記ギアホイールの重量、及び使用される材料の量を減らすことを特徴とする、前出請求項のいずれか一項に記載のギアホイール。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の少なくとも２つのギアホイール（１０；２０）を備えるギアボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文に記載のギアホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ギアホイールは非常に多くの用途において使用され、例えばギアボックスに使用されて回転速度を適合させ、そして原動機から最終利用先に至る動力伝達に使用される。
【０００３】
異なるサイズ及び構成のギアホイールはギアボックスに使用されて、回転速度及び動力伝達の所望の変化を可能にする。ギアボックスでは、ギアホイールは長軸メインシャフト及びカウンタシャフトの周囲に配置される。各ギアホイールは、シャフトを取り囲み、かつギアリングの中心に位置するハブを有し、当該ギアリングには、その外周の周りに複数の歯が設けられる。シャフトに沿って配置されるギアホイール群は、これらのギアホイールのハブを介して隣接するギアホイール群に接続されて、シャフト回りの相対回転を防止する。しかしながら、これは、これらのハブをギアリングよりも長くして、隣接するハブの間の確実な係合を保証して、隣接するギアリングの間にギャップが生じるようにする必要があることを意味する。ギアリングの幅は、当該ギアリングを介して伝達すべきトルクに基づいて寸法決定され、従って、これらのギャップによって、ギアボックスの合計長が大きくなる。この問題を解決するように構成され、かつ特許文献１に記載されている可変ギアホイールは、ギアリングの長さよりも長くはない複数の歯が設けられたハブを有する。これらの歯は、別体部品として製造され、この別体部品はその後、鍛造ギアホイールハブに締結される。しかしながら、この構成のギアホイールは製造費用が高い。
【０００４】
従って、ギアボックス内の利用可能な空間の利用効率を高めることができ、かつ適正なコストで製造することができるギアホイールが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第ＥＰ  １  ４６４  ８７４号
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、上述の必要性を満たすギアホイールを提供することにある。
【０００７】
この目的は、独立請求項に記載のギアホイールにより達成され、該ギアホイールは、ハブ、円形ギアリング、ならびに前記ギアリング及び前記ハブを連結する少なくとも１つの中間壁を備える。前記ギアホイールは、前記ハブの軸方向両端部のうちの少なくとも一方が一体連結治具を有し、該一体連結治具は、前記ギアホイールを隣接ギアホイール群のハブに回転可能に係止するように構成されることを特徴とし、そして各々が１つの連結治具を備える前記ハブの前記軸方向端部／両端部は、長軸シャフトに直交する前記ギアリングの対応する軸方向端部で画定される平面で終端するか、または該平面内で終端し、前記長軸シャフトの回りに、前記ギアホイールが配置されるように構成されることを特徴とする。ギアリング及びハブは別体として製造されて、最終的に１つ以上の締結接合によって接合されることによりギアホイールを形成する２つの別体部品である。
【０００８】
ギアホイールを上のように構成することにより、ハブ及びギアリングを、これらの部品が接合される前に、別々に製造し、そして機械加工することができるので、前記ギアリングを超えて軸方向に延びることがない複数の歯を持つハブを実現することができ、例えばギアボックス内に並んで配置される多数のギアホイールを備えるギアボックスの長さ全体に亘って非常に良好な効果をもたらすことができる。
【０００９】
本発明によるギアホイールは、従来のギアホイールよりも良好に作動するが、その理由は、構成部品群の表面の全てを、より高い精度で機械加工することができることにより、ギアホイールのバランスが良好になり、従ってギアホイールの振動が少なくなり、その結果、長期間で見たときの破損の危険が少なくなる。
【００１０】
ギアホイールの中間壁は、ハブまたはギアリングと一体化することができるか、または別体部品とすることができるかのいずれかである。
【００１１】
本発明によるギアホイールによって更に、該ギアホイールの種々の部品に対応する異なる材料の選択が可能になり、これにより、ギアホイールの性能に関して、材料及び機械加工コストの両方の面で良好な効果をもたらすことができる。
【００１２】
本発明によるギアホイールによって更に、これらの部品の機械加工操作が極めて容易になり、かつこれらの部品が接合される前に、これらの部品の処理を完了することができるので、種々の部品の品質を向上させることが可能になる。
【００１３】
本発明によるギアホイールのもう１つの利点は、種々の部品を組み立てる前に、これらの部品を個別に製造することにより、更に有利な方法でギアホイールを組み付けることができるという点にある。更に最適化された構成によって、ギアホイールの特定の部品群に使用される材料の厚さ、及び量を更に減らすことができる。ギアホイールの構成が更に最適化されることは、既存の方法による製造に必要な現存する開口及び穴を無くすことができ、これによって強度などに良好な効果をもたらすことができることも意味する。
【００１４】
本発明によるギアホイールによって、中間壁をギアホイールの中心線から更に離すことも可能になるが、これは、ギアホイールに加わる荷重が、何らかの理由によって、一方の側で他方の側よりも大きくなるかどうかに関連している可能性がある。
【００１５】
本発明によるギアホイールの１つの実施形態では、前記ギアリング、前記中間壁、及び／又は前記ハブは異なる材料により作製され、これにより、種々の部品を互いに別々に最適化することが可能になる。
【００１６】
本発明によるギアホイールの１つの実施形態では、前記ギアリング及び前記ハブは、２つの中間壁を介して接合されており、これらの中間壁は、前記ハブから前記ギアリングにまで略放射状に延びる。この実施形態は、例えばギアホイールに加わる荷重が大きい場合、または２つの壁の間の空間を冷却媒体または潤滑媒体に使用することができる場合には、非常に有利となり得る。
【００１７】
本発明によるギアホイールの１つの実施形態では、前記締結接合はプレス締結の形態を採る。従って、中間壁の長さはハブとギアリングの内周との間の距離よりもやや長いため、ハブ及び中間壁をギアリングの中心の空間に圧入するときには、種々の部品を互いに固定して保持するために必要な力が、生じるようになる。
【００１８】
本発明によるギアホイールの１つの実施形態では、前記締結接合は溶接接合の形態を採る。該溶接接合では、従来の溶接接合を行って材料をシーム溶接部に積層するか、または摩擦溶接による溶接接合が行われて、隣接する部品の間の接触面の材料が可塑化されることにより、接合されるかのいずれかとすることができる。
【００１９】
本発明によるギアホイールの１つの実施形態では、前記締結接合は接着接合または螺合接続の形態を採る。
【００２０】
これらの各種の締結接合を組み合わせる構成を、締結接合の信頼性を高めるために考案すること、あるいはこれらの部品の原材料が特殊な要求を伴う場合に考案することもできる。
【００２１】
本発明によるギアホイールの１つの実施形態では、前記ギアリングの内周は、１つ以上の突出隆起部を有し、これらの突出隆起部に、前記中間壁を圧接させることができる。ギアリングの内周のこの構成によって、これらの部品が締結されて永久に一体化するまで、中間壁をこの隆起部に押し付けることができるので、ギアホイールの製造が容易になる。
【００２２】
本発明によるギアホイールの１つの実施形態では、前記中間壁に１つ以上の凹部を設けて、前記ギアホイールの重量、及び使用される材料の量を減らす。これにより、これらの凹部が中間壁のうちの荷重が小さい領域に位置する場合には、大幅な節約が可能になる。
【００２３】
本発明は更に、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の少なくとも２つのギアホイールを備えるギアボックスに関するものである。
【００２４】
本発明は、図面を参照しながら以下で更に詳細に説明されるが、これらの図面は、ギアホイールの１／２断面、すなわちギアホイールの中心から当該ギアホイールの歯付きリムまでを切り出した断面を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明によるギアホイールの第１の実施形態を示している。
【図２】図２は、本発明によるギアホイールの第２の実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、円形ギアリング１１を備えるギアホイール１０を示しており、この円形ギアリ
ング１１の外周の周りに歯付きリム１２が設けられる。この歯付きリム１２のこれらの歯は、真っ直ぐになっているか、または斜めになっており、そしてギアホイール１０から伝達されるように設計された予想荷重に基づいて寸法決定される。ギアリング１１の軸方向長さ（幅）は、従って歯付きリム１２の軸方向長さ（幅）も、ギアホイール１０から伝達されるべき荷重に基づいて決定される。ギアホイール１０は更に、中間壁１４を備え、この中間壁１４は、ギアホイールの中心に位置するハブ１５から外側に略放射状に延びる。ギアホイールのこの実施形態では、中間壁１４は、ハブとの一体化部品であるが、複数製造段階のうちの１つにおいてギアリング及びハブに締結されるように構成される完全に別体の部品の形態を採ることもできる。中間壁１４は、ギアリング１１及びハブ１５を連結する。
【００２７】
ギアホイール１０の製造を容易にするために、ギアリングの内周に支持隆起部１３を設けることができ、永久締結接合１７が行われるまで、この場合はギアリング１１と中間壁１４との間の遷移部の所定の位置で、種々の部品を互いに固定する溶接接合が行われるまで、支持隆起部１３に対して中間壁１４を圧接させることができる。支持隆起部１３は普通、中間壁１４がギアホイール１０の中心に位置して、種々の部品の間の角度誤差を発生させる虞がある斜め荷重がギアホイールに作用するのを防止するように配置される。ギアホイールは更に、ギアホイール内に対称に位置することが好ましい２つ以上の中間壁を備えることができる。従って、これらの支持隆起部は、各中間壁に対応して使用されると有利である。
【００２８】
ハブ１５は、中心円形穴１８が当該ハブ１５を貫通して延びる構成の略円筒形状を不図示のシャフトに対応して有している。ハブの一方の軸方向端部に複数の噛合歯１６を設けてギアホイール１０が、対応する複数の噛合歯を設けた隣接ギアホイールに回転可能に噛み合うようにする。当該ギアホイールが両側の隣接ギアホイールに回転可能に噛み合うようにする必要がある場合、ハブの両方の端部に複数の歯を設ける。複数の噛合歯１６を設けたハブの軸方向端部または軸方向両端部は、長軸シャフトに直交するギアリング１１の対応する軸方向両端部で画定される平面で終端するか、または当該平面内で終端し、この長軸シャフトの回りに、ギアホイールが配置されるように構成される。
【００２９】
これらの噛合歯１６は、ハブの端部表面から放射状に突出するか、またはハブの端部表面から軸方向に突出するかのいずれかである。しかしながら、これらの噛合歯１６は決して、ギアリング１１よりも軸方向に突出して延びることがなく、ハブ１５の長さがギアリングの長さよりも長い場合に隣接するギアリングの間に形成される不所望空間を最小に抑える。
【００３０】
図２は、本発明によるギアホイール２０の第２の実施形態を示している。このギアホイール２０は、上に説明した部品群と同様の部品群、すなわち歯付きリム２２を設けたギアリング２１、中間壁２４及びハブ２５を備え、当該ハブ２５には、複数の噛合歯２６がハブ２５の一方の端部に接続されるように配置され、かつ略円形状に設けられた穴２８がシャフトに対応し、このシャフトの回りに、ギアホイール２０が配置されるように構成される。しかしながら、この場合、ギアリング２１の内周は略直線状になっており、かつ支持隆起部が無く、そして中間壁２４及びギアリング２１は、中間壁２４とギアリング２１の内周との間の遷移部に接続される溶接接合部２７により接合される。
【００３１】
部品群の間の種々の代替的な締結接合について上に説明してきたが、これらの締結接合を互いに組み合わせて使用すると、締結部の確実性が更に高まるため有利である。螺合接続を用いる場合、ギアリングの内周、及び／又はハブの外周に、放射状に突出するフランジを設け、このフランジに中間壁を押し付けると有利である。ネジを軸方向にフランジ及び中間壁を通すように締めて、種々の部品を確実に締結させる。
【００３２】
本発明について、ギアホイールの１つの実施形態に基づいて記載してきた。しかしながら、別の変形を、例えば種々の部品の寸法及び詳細構造に加える構成を想到することができる。更に、ギアホイールの中間壁をギアホイールの中心平面から変位させることにより、ギアホイールを、大部分の荷重が付加される状態に応じて最適化することができる。
【００３３】
本発明について、種々の例示的な実施形態に基づいて記載してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、添付の請求項に基づいて定義される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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