(57)【要約】  本発明は、一方の軸末端に構成される限定的長さの雄スプラインを有する軸と、実質的にハブの長さにわたって延びる雌スプラインを有するハブと、軸とハブとの間で有効でありかつハブの軸への継続摺着を阻止する第１軸線方向固定手段と、軸とハブとの間で有効でありかつハブの軸からの脱離を阻止する第２軸線方向固定手段とを含む組立体であって、雄スプラインと雌スプラインが互いにかみ合って軸とハブとの間でトルクを伝達し、第１軸線方向固定手段がハブの突接面と軸の相手面またはこの軸に結合されたハブの軸柄部側末端の部分とによって形成され、第２軸線方向固定手段が軸末端とハブの軸末端側末端とに設けられるスナップリングを含み、このスナップリングが軸およびハブの半径方向凹部内に係合し、これらの凹部が軸およびハブのスナップリング用の当接面を形成するものに関する。本発明はさらにこのような結合用の軸を製造するための方法に関する。【選択図】図１
2008527250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の軸末端に構成される限定的長さの雄スプライン（２３）を有する軸（１１）と、実質的にハブ（４１）の長さにわたって延びる雌スプライン（４３）を有するハブ（４１）と、軸（１１）とハブ（４１）との間で有効でありかつハブ（４１）の軸（１１）への継続摺着を阻止する第１軸線方向固定手段と、軸（１１）とハブ（４１）との間で有効でありかつハブ（４１）の軸（１１）からの脱離を阻止する第２軸線方向固定手段とを含む組立体であって、雄スプライン（２３）と雌スプライン（４３）が互いにかみ合って軸（１１）とハブ（４１）との間でトルクを伝達し、第１軸線方向固定手段がハブ（４１）の突接面と軸（１１）の相手面またはこの軸に結合されたハブ（４１）の軸柄部側末端（４４）の部分とによって形成され、第２軸線方向固定手段が軸末端（２７）とハブ（４１）の軸末端側末端（４７）とに設けられるスナップリング（５１）を含み、このスナップリングが軸（１１）およびハブ（４１）の半径方向凹部（４８、５４）内に係合し、これらの凹部が軸（１１）およびハブ（４１）のスナップリング用の当接面を形成するものにおいて、軸（１１）の半径方向凹部（５４）がスナップリング（５１）用第１突接面を形成し、半径方向凹部（５４）が、環状溝直径ｄ１と軸末端（２７）方向で続く環状溝段直径ｄ２の環状溝段（５５）とを有する環状溝（２４）として構成されており、ｄ２がｄ１よりも大きく、ハブ（４１）が軸末端側末端（４７）に拡張旋削部（４８）を有し、この旋削部がスナップリング（５１）用第２突接面を形成し、スナップリング（５１）が円形リテーナリングとして構成されていることを特徴とする組立体。
【請求項２】
環状溝段直径ｄ２が軸（１１）の雄スプライン（２３）の歯底円直径よりも小さいことを特徴とする、請求項１記載の組立体。
【請求項３】
環状溝（２４）の間隙幅がスナップリング（５１）のリング横断面の直径以上（＞＝）であり、環状溝段（５５）の間隙幅がスナップリング（５１）のリング横断面の直径以下（＜＝）であることを特徴とする、請求項１または２のいずれか記載の組立体。
【請求項４】
環状溝（２４）の間隙幅が環状溝段（５５）の間隙幅よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の組立体。
【請求項５】
環状溝（２４）の間隙幅が環状溝段（５５）の間隙幅のほぼ２倍であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の組立体。
【請求項６】
環状溝（２４）が、軸軸線（５６）を基準に軸柄部に近い方の垂直側面（３０）と軸末端に近い方の垂直側面（３１）とを有し、環状溝段（５５）が、軸末端に近い方の垂直側面（５７）を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の組立体。
【請求項７】
スナップリング（５１）のリング横断面の直径が環状溝段（５５）の溝底（５８）と凹部（４８）の周面（４９）との間の距離よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の組立体。
【請求項８】
第１軸線方向固定手段が雄スプライン（２３）のスプライン出口（２８）と、ハブ（４１）の雌スプライン（４３）の軸柄部側末端に相応する歯面取り部（４６）とを含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の組立体。
【請求項９】
雌スプライン（４３）と雄スプライン（４６）が熱処理操作によって硬化され、環状溝（２４）および／または環状溝段（５５）が未硬化であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項記載の組立体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項記載の組立体用の軸を製造するための方法において、まっすぐな平滑円筒軸から出発してまず任意の順番で軸末端に環状溝（２４）と環状溝段（５５）が軸末端（２７）から僅かな距離で刻設され、引き続き雄スプライン（２３）が創成され、その際環状溝（２４）および環状溝段（５５）が変化して機能上の影響を受けることがないことを特徴とする方法。
【請求項１１】
雄スプライン（２３）がスプラインダイスを利用して、環状溝（２４）から出発して、軸柄部（２１）のスプライン出口（２８）に至るまで、軸線方向加圧加工によって仕上げられることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
雄スプライン（２３）が転造工具(Rollwerkzeug)によって設けられることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
軸（１１）に対する他のすべての旋削加工過程で軸（１１）の単一の固定部に環状溝（２４）および／または環状溝段（５５）が製造されることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
雄スプライン（２３）を製造するための方法ステップが軸（１１）に対する最終的加工過程であることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の軸末端に構成される限定的長さの雄スプラインを有する軸と、実質的にハブの長さにわたって延びる雌スプラインを有するハブと、軸とハブとの間で有効でありかつハブの軸への継続摺着を阻止する第１軸線方向固定手段と、軸とハブとの間で有効でありかつハブの軸からの脱離を阻止する第２軸線方向固定手段とを含む組立体であって、雄スプラインと雌スプラインが互いにかみ合って軸とハブとの間でトルクを伝達し、第１軸線方向固定手段がハブの突接面と軸の相手面またはこの軸に結合されたハブの軸柄部側末端の部分とによって形成され、第２軸線方向固定手段が軸末端とハブの軸末端側末端とに設けられるスナップリングを含み、このスナップリングが軸およびハブの半径方向凹部内に係合し、これらの凹部が軸およびハブのスナップリング用の当接面を形成するものに関する。本発明はさらにこのような結合用の軸を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイントのボール軌道を有する軸とハブとの間の公知の固定システムは、軸とハブとの間にそれぞれ溝内で案内されるスナップリングが設けられ、このスナップリングが軸からのハブの軸線方向離脱を防止するように構成されている。その際従来は、ハブ内に配置される溝の設計構成が２種類ある。第１構成は分解可能な軸ハブ結合用、第２構成は分解不可能な軸ハブ結合用に予定されている。その際、一方の設計実施の環状溝を有する雄スプラインを有する軸に関しては１つの設計実施があるだけであり、環状溝は０°以下の２つの急峻な側面を有する。
【０００３】
軸ハブ結合の離脱可能な構成では、等速ジョイントの動作中スナップリングが軸上のハブを軸線方向離脱に備えて固定するのに対して、修理もしくは整備を目的に設計構成はハブを基本的に軸から離脱可能とするように選択されている。離脱可能な態様では、ハブ内の固定溝が軸末端に近い方の側面を有し、側面の角度は１５°以上（＞＝）である。ハブの固定溝がスナップリングに対する圧縮力を生成し、スナップリングは圧縮され、ハブは離脱可能である。
【０００４】
軸ハブ結合の離脱不可能な構成では、等速ジョイントの動作中スナップリングが軸上のハブを軸線方向離脱に備えて固定し、設計構成はハブを基本的に軸から離脱不可能にするように選択されている。離脱不可能な態様では、ハブ内の固定溝が軸末端に近い方の側面を有し、側面の角度は６°以下（＜＝）である。この態様ではハブの固定溝がスナップリングに対する圧縮力を生成せず、スナップリングが圧縮されず、ハブは離脱不可能である。
【０００５】
従って技術の現状によれば、離脱可能な態様と離脱不可能な態様とを提供するために２種類の設計構成のハブを生産しなければならない。これにより、２つの態様を製造して保管しなければならないので生産費が著しく高まる。なかんずく、生産時もしくは組付け時に両方のハブ態様は、特徴「離脱可能」または「離脱不可能」に関して事前に相応に標識付けられない場合相互に区別することがきわめて困難となり得るのが欠点である。離脱可能な態様と離脱不可能な態様との区別は固定溝の側面角度の違いがきわめて小さいので視覚的にほとんど区別できない。組付け後でもなお視認可能な「識別溝」またはその他の標識を付加的に設けることは付加的費用の原因となる。
【０００６】
軸線方向固定手段を有する組立体が特許文献１により公知である。そこでは、第１軸線方向固定手段が雄スプラインの軸出口と、ハブまたは雌スプラインの正面と、これから成形された塑性中間リングとで形成される。第２軸線方向固定手段は単一の矩形リングからなり、この矩形リングはハブの軸末端側末端に当接し、軸の突出した軸末端にある単一の矩形溝内に嵌挿されている。この第２軸線方向固定手段、組付けおよび分解のためにそれらの空間的配置への自由通路が存在する場合にのみ使用することができる。これは、例えば、組付け終了して片側が閉鎖されたスイベルジョイントのボールハブを軸に組付けねばならない場合には該当しない。ここでは軸の環状溝内に予め組付けられた自縛スナップリングが必要である。
【０００７】
特許文献２により公知の組立体はハブ体と軸とを含み、ハブ体は差動歯車装置の傘歯車として構成されている。そこでは、ハブ体が軸線方向でハウジングで支えられ、このハウジング内で軸が支承されているので、ハブ体と軸との間に第１軸線方向固定手段がまったく欠落している。そこでは、雄スプラインが軸末端まで案内されている。軸末端から若干距離を置いて、面取り側面を有する環状溝がスプラインの領域に刻設されている。環状溝に嵌挿されたスナップリングを有する軸をハブ体に差し込むことがその際可能である。円形横断面を有するスナップリングは環状溝内に弾力的に押し込まれ、ハブの摺着後にハブの傾斜側面に弾力的に弾みながら当接し、摺着後には環状溝の接近性があってはならない。しかし環状溝は硬化された雄スプラインの領域に刻設されているので、ハブの摺着時にその雌スプラインでもって、特に加圧遮断時に、歯稜に切屑が引き寄せられ、切屑が制御不能な組付け力の原因となることがある。
【０００８】
特許文献３により雌スプライン付きスリーブと環状円板要素との間の結合が公知であり、円板要素はばね弾性環状要素を軸線方向で張架するのに役立ち、環状要素は雄スプラインでスリーブの雌スプラインとかみ合う。その際、円板体は雄スプラインでやはりスリーブの雌スプラインとかみ合い、スリーブおよび円板要素の凹部内で保持されるスナップリングによって軸線方向で固定されている。その際円板要素は、スリーブの雌スプラインの歯先円直径および円板要素の短い雄スプラインの歯底円直径よりも小さな外径の受け部延長部を有する。スリーブと円板要素との間でトルクの伝達は起きない。
【０００９】
特許文献４によりハブと軸とからなる組立体が公知であり、この組立体では円形横断面のスナップリングがハブおよび軸の凹部内に係合し、これらの凹部はハブの軸柄部側末端近傍に形成されている。その際、軸では完全に通過した雄スプラインに環状溝が刻設されているのに対して、ハブでは雌スプラインに環状溝が刻設されているが、しかし雌スプラインは環状溝からハブの軸柄部側末端に至るまで歯丈が著しく低減している。そこに述べられている手段は両方の軸線方向における軸線方向固定装置である。
【００１０】
特許文献５によりハブと雄スプラインを有する軸と雌スプラインを有するハブとからなる組立体が公知であり、この組立体では、雄スプラインの歯先円直径から小さな直径の受け部直径への移行円錐部が軸末端に設けられており、受け部はねじ付受け部として構成されている。ハブでは軸末端側末端から若干距離を置いて雌スプラインが成端し、内側環状溝が刻設されており、環状溝から軸末端側ハブ末端に至るまで内径は雌スプラインの歯底円直径にほぼ一致している。ねじ付受け部にナットが螺着され、このナットがハブに当接する。円形横断面を有するスナップリングは軸の移行円錐部とナットの相手円錐部との間にあり、ハブの環状溝内に嵌着されている。
【００１１】
特許文献６によりハブと軸との間の軸線方向固定装置が公知であるが、しかしこの固定装置ではトルク伝達手段、すなわち特にスプラインが設けられていない。スナップリングがハブの凹部内と軸末端近傍の環状溝内とにあり、軸の直径は軸の環状溝と軸末端との間で低減している。
【特許文献１】独国特許出願公開第４２２９７２６号明細書
【特許文献２】特公平５‐２２０８９号公報
【特許文献３】英国特許第１５１１２９０号明細書
【特許文献４】英国特許第８５５２８２号明細書
【特許文献５】独国実用新案第７８０９２８４号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第４０４０３３７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、軸線方向固定手段を受容するための、容易な識別性において軸とハブとの離脱不可能な結合を保証する凹部が軸に設けられているようにハブおよび軸の凹部が実施されており、その際軸の強度が不必要に弱められることがなく、簡単かつ安価に製造することができる、冒頭に指摘した種類の組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このための解決は、軸の半径方向凹部がスナップリング用第１突接面を形成し、半径方向凹部が、環状溝直径ｄ１と軸末端方向で続く環状溝段直径ｄ２の環状溝段とを有する環状溝として構成されており、ｄ２がｄ１よりも大きく、ハブが軸末端側末端に拡張旋削部を有し、この旋削部がスナップリング用第２突接面を形成し、スナップリングが円形リテーナリングとして構成されていることにある。
【００１４】
軸末端の直接的近傍で軸およびハブに凹部を配置すると、スプライン領域全体および軸柄部の全領域で非弱化軸断面が可能になる。
【００１５】
環状溝および環状溝段を本発明により造形することによって、ハブが破壊されることなく軸から分解可能となることが確保されている。というのも、ハブを軸から脱離するためにハブと軸との間に軸線方向引張力が加えられるとリテーナリングがハブの当接面によって環状溝内に押し戻されるのでなく、環状溝段と軸末端側側面との間の稜に押し付けられるからである。ハブを脱離するためにハブと軸との間に軸線方向荷重が加わるとスナップリングが押し潰されることがあり、こうして強制的脱離時にハブが完全に挟まれて動かなくなり、それとともに場合によっては雌スプラインの破損も生じる。
【００１６】
本発明の有利な構成において、環状溝段直径ｄ２は軸の雄スプラインの歯底円直径よりも小さい。
【００１７】
本発明のやはり有利な構成において、環状溝の間隙幅はスナップリングのリング横断面の直径以上（＞＝）であり、環状溝段の間隙幅はスナップリングのリング横断面の直径以下（＜＝）である。
【００１８】
本発明の付加的に有利な構成において、環状溝の間隙幅は環状溝段の間隙幅よりも大きい。
【００１９】
本発明の他の有利な構成において、環状溝の間隙幅は環状溝段の間隙幅のほぼ２倍である。
【００２０】
本発明のやはり有利な構成において、環状溝は、軸軸線を基準に軸柄部に近い方の垂直側面と軸末端に近い方の垂直側面とを有し、環状溝段は、軸末端に近い方の垂直側面を有する。
【００２１】
本発明の特別有利な構成において、スナップリングのリング横断面の直径は環状溝段の溝底と凹部の周面との間の距離よりも大きい。
【００２２】
さらに、第１軸線方向固定手段は雄スプラインのスプライン出口と、ハブの雌スプラインの軸柄部側末端に相応する歯面取り部とを含む。これは設計上好ましい解決である。しかし、前文を構成する技術の現状による実施も可能である。
【００２３】
ハブと軸との離脱可能な結合では、ハブが傾斜当接面を有し、軸軸線に垂直な２つの側面を有する単に１つの環状溝が設けられており、ハブを軸から脱離するためにハブと軸との間に軸線方向引張力が加えられるとリテーナリングはハブの当接面によって環状溝内に押し戻され、ハブはそれを越えて脱離することができる。
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施例が４つの図面を基に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に軸１１、ハブ４１およびスナップリング５１が示してあり、それらから以下の細部を認めることができる。軸１１では、切欠き図示された軸柄部２１の右から左へと雄スプライン２３と環状溝２４と環状溝段５５とを認めることができる。雄スプライン２３を有する軸１１は正面２７の面取り部２６で成端しており、この面取り部は用語上軸末端とも称することができる。雄スプライン２３はスプライン出口５９内で成端しており、このスプライン出口内で軸溝が終わっている。環状溝２４は軸柄部側に急峻な半径方向側面３０と、スナップリングに適合された円形横断面の溝底と、半径方向側面３０よりも低い高さを有する急峻な半径方向側面３１とを有する。
【００２６】
ハブ４１は、結合にとって別段意味を持たない図示しないボール軌道と、回転方向で雄スプライン２３と形状接合式にかみ合う雌スプライン４３とを有する。さらにハブには軸柄部側正面４４と軸末端側正面４７が描かれており、これらは用語上それぞれ末端と同一視することができる。軸柄部側正面４４から出発してハブ４１に内側円錐部４５が構成されており、その開口角度は雄スプライン２３のスプライン出口５９の傾斜角度に一致させることができる。さらに、内側円錐部が設けられており、これは雌スプライン４３に傾斜角度の大きい面取り部４６を形成し、この面取り部はスプライン出口２８と協動し、設計上決定された端位置に達したとき軸上でのハブの継続摺着に備えた第１突接手段を形成する。選択的にこれは、第１突接手段を形成するために、例えば内側円錐部４５の領域でも傾斜出口５９と協動して行うことができよう。ハブ４１の軸末端側正面４７にハブが凹部４８を有し、この凹部は一方で円筒状周面４９、他方でスナップリング用円錐状突接面５０を形成する。凹部の直径は雌スプライン４３の歯底円直径よりも小さくすることができ、面４９、５０は雌スプライン４３の軸溝によって中断しておくことができる。
【００２７】
図１においてハブ４１はその雌スプライン４３が軸１１の雄スプライン２３に軸線方向で完全に摺着されている。ここで環状溝２４内に嵌着されたスナップリング５１は固有応力下に半径方向外方に押圧する。ハブの摺着中、スナップリング５１は内側円錐部４５とこれに続く雌スプライン４３とによって溝底内に加圧される。内側円錐面４５は止め面として役立ち、側面３０の半径方向面は相手面または案内面として役立つ。ハブ４１は雌スプライン４３の面取り部４６に突接するまで雄スプライン２３のスプライン出口２８に摺着される。スナップリング５１は溝底から弾性進出し、外側で円筒内面４９に当接する。
【００２８】
環状溝２４および環状溝段５５を本発明により造形することによって、ハブ４１が破壊されることなく軸１１から分解可能であることが確保されている。というのも、ハブ４１を軸１１から脱離するためにハブ４１と軸１１との間に軸線方向引張力が加えられるとリテーナリング５１がハブ４１の当接面５０によって環状溝２４内に押し戻されるのでなく、環状溝段５５と軸末端側側面３１との間の稜６０に押しつけられるからである。ハブ４１を脱離するためにハブ４１と軸１１との間に軸線方向荷重が加わるとスナップリング５１が押し潰されることがあり、こうして強制的脱離時にハブ４１が完全に挟まれて動かなくなり、それとともに場合によっては雌スプライン４３の破損も生じる。
【００２９】
図２は分解不可能な組立体実施について図１による軸とスナップリングとハブとからなる本発明に係る組立体を拡大図で示す。
【００３０】
図３において軸１１、ハブ４１およびスナップリング５１が示してあり、これらから以下の細部を認めることができる。軸１１では、切欠き図示された軸柄部２１の右から左へと雄スプライン２３と環状溝２４とを認めることができる。雄スプライン２３を有する軸１１は正面２７の面取り部２６で成端しており、この面取り部は用語上軸末端とも称することができる。雄スプライン２３はスプライン出口５９内で成端しており、このスプライン出口内で軸溝が終わっている。環状溝２４は軸柄部側に急峻な半径方向側面３０と、スナップリングに適合された円形横断面の溝底と、半径方向側面３０に一致した高さを有する急峻な半径方向側面３１とを有する。
【００３１】
ハブ４１は、結合にとって別段意味を持たない図示しないボール軌道と、回転方向で雄スプライン２３と形状接合式にかみ合う雌スプライン４３とを有する。さらにハブには軸柄部側正面４４と軸末端側正面４７が描かれており、これらは用語上それぞれ末端と同一視することができる。軸柄部側正面４４から出発してハブ４１に内側円錐部４５が構成されており、その開口角度は雄スプライン２３のスプライン出口５９の傾斜角度に一致させることができる。さらに、内側円錐部が設けられており、これは雌スプライン４３に傾斜角度の大きい面取り部４６を形成し、この面取り部はスプライン出口２８と協動し、設計上決定された端位置に達したとき軸上でのハブの継続摺着に備えた第１突接手段を形成する。選択的にこれは、第１突接手段を形成するために、例えば内側円錐部４５の領域でも傾斜出口５９と協動して行うことができよう。ハブ４１の軸末端側正面４７にハブが凹部４８を有し、この凹部は一方で円筒状周面４９、他方でスナップリング用円錐状突接面５０を形成する。凹部の直径は雌スプライン４３の歯底円直径よりも小さくすることができ、面４９、５０は雌スプライン４３の軸溝によって中断しておくことができる。
【００３２】
図３においてハブ４１はその雌スプライン４３が軸１１の雄スプライン２３に軸線方向で完全に摺着されている。ここで環状溝２４内に嵌着されたスナップリング５１は固有応力下に半径方向外方に押圧する。ハブの摺着中、スナップリング５１は内側円錐部４５とこれに続く雌スプライン４３とによって溝底内に加圧される。内側円錐面４５は止め面として役立ち、側面３０の半径方向面は相手面または案内面として役立つ。ハブ４１は雌スプライン４３の面取り部４６に突接するまで雄スプライン２３のスプライン出口２８に摺着される。スナップリング５１は溝底から弾性進出し、外側で円筒内面４９に当接する。
【００３３】
環状溝２４を本発明により造形することによって、ハブ４１が破壊されることなく軸１１から分解可能であることが確保されている。というのも、ハブ４１を軸１１から脱離するためにハブ４１と軸１１との間に軸線方向引張力が加えられるとリテーナリング５１がハブ４１の当接面５０によって環状溝２４内に押し戻され、側面３１が相手面または案内面として働くからである。
【００３４】
図４は分解不可能な組立体実施について図１による軸とスナップリングとハブとからなる本発明に係る組立体を拡大図で示す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】分解不可能な組立体実施について軸とスナップリングとハブとからなる本発明に係る組立体を示す。
【図２】分解不可能な組立体実施について図１による軸とスナップリングとハブとからなる本発明に係る組立体の拡大図である。
【図３】分解可能な組立体実施について軸とスナップリングとハブとからなる本発明に係る組立体を示す。
【図４】分解可能な組立体実施について図１による軸とスナップリングとハブとからなる本発明に係る組立体の拡大図である。
【図１】
2008527250.tif 000003
【図２】
2008527250.tif 000004
【図３】
2008527250.tif 000005
【図４】
2008527250.tif 000006
【国際調査報告】
2008527250.tif 000007
2008527250.tif 000008
2008527250.tif 000009
2008527250.tif 000010