JPH01216114A - 多層中空駆動軸 - Google Patents

多層中空駆動軸

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JPH01216114A JP1005053A JP505389A JPH01216114A JP H01216114 A JPH01216114 A JP H01216114A JP 1005053 A JP1005053 A JP 1005053A JP 505389 A JP505389 A JP 505389A JP H01216114 A JPH01216114 A JP H01216114A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項第１項のプレアンブルに記載の中空軸
に関する。出願人の１人は、そのＥＰ−Ａ−０２１３５
２９において、中空軸に駆動要素（例えば、カム、歯車
、軸受シェル）を固定する方法を提案している。この場
合、市販のパイプから成る中空軸に要素をはめ込み、要
素の下にあるパイプ部分を拡張して要素をパイプに固定
する。この場合、パイプ自体の材料は塑性変形されるが
、要素の材料は弾性的にのみ変形され、かくして、要素
の材料の復元によって、中空軸に対して強固なはめ合い
が達成される。その未公開の***特許出願Ｐ　３Ｂ　３
３４３５．９およびＰ　３７１７５１６．５において、
出願人ｊ、ｔ、更に、部材間に空転のない力結合を達成
するため、パイプおよび駆動要素の材料性質（特に、弾
性率および降伏点）に依存して幾何学的条件（例えば、
パイプの内径および外径）を定める設計則を提示してい
る。特に、臼動車エンジンのカムシャフトに本発明を適
用する場合、上記設計則にもとづき必要な部材寸法は、
構造的理由またはｆｆｌ量的理由から、必ずしも得られ
ないと云うことが判った。更に、所望の軽量化のために
、中空軸の半径方向外側層は、ねじり応力に対して、内
側層よりも大きい抵抗モーメントを示すことが重要であ
る。
本発明の目的は、中空軸および駆動要素の可能な寸法が
上記設計則を順守できない場合も、上述の中空駆動軸に
駆動要素を十分に確実に固定できるよう、上記駆動軸を
改良することにある。更に、ねじり応力および曲げ応力
に鑑みて、使用材料の強度性質を最適に利用することを
目的とする。
上記目的は、請求項第１項の特徴記載部分に開示の特徴
によって達成される。多くの用例において、２層構造が
十分であるが、多くの目的のために、即ち、さもなけれ
ば相互に結合できないまたは結合困難な材料を相互に結
合する場合、多数の層（例えば、金属／合成樹脂／金属
または金属／セラミック／金属の組合せ）も考え得る。
中空軸上に駆動要素を確実に固定するため、特定の最小
区間にわたって中空軸を塑性変形する必要がある。即ち
、上記観点および抵抗モーメントの最適な活用の観点か
ら、請求項第２項記載の構成が好ましい。請求項第３〜
５項に、駆動軸に課せられるすべての要求を考慮した場
合に本発明の目的の達成のために最善の結果を予想でき
る材料組合せを開示した。
請求項第６項に記載した本発明の構成によれば、前記軸
は外側層の焼嵌めによって内側層の上に設けられ、従っ
て、駆動要素を備えた軸部分を後で拡張するときに最初
に取り除かれる予備緊張状態にされる。このことは、若
しそうしないときには、必要な伸びのために軸の中に不
当に大きな緊張が生じるようなときに、有利である。
更に、請求項第７項には、独立した作業工程において、
または駆動要素を固定するために軸を拡張する途中で、
内側層をそれぞれの外側層の中で１１塑的に拡張するこ
とが提案されている。
請求項第８項によれば、中空軸が固定すべき要素の範囲
内で段階的にのみ拡張されるような駆動軸の好ましい組
立に対して、中空軸の全部の層が可塑性であり、駆動要
素自体だけが弾性領域内で専ら拡張されることが提案さ
れている。
本発明の実施例を図面によって説明する。図面はカム軸
の長さ方向の断面図である。中空軸１にはカム２および
端部フランジ３が固定されていて、カムは駆動要素（こ
こではカム２と端部フランジ３）の外方を占める範囲内
で内側から拡張されて固定される。中空軸１は、重量軽
減のために、高強度の材料、例えば鋼製の外側層５と、
低強度の材料、例えばアルミニウム製の内側層５から構
成することができる。そして外側層５は、その強度およ
び表面とにより、再に加工することなく、図示していな
い滑り軸受またはコロ軸受の対向部材として使用できる
ように作ることができる。カム２および端部フランジ３
の固定は、中空軸内に導入される水圧用圧力ゾンデ７に
より、一つの作業で行うのが好ましく、該ゾンデの内部
には分支管を有する水路８を介して圧力液体が拡張領域
９に導入され、この領域は環状バッキング１０によって
軸方向で制限されている。ここで中空軸１の対応する範
囲は可塑性であるが、カム２および端部フランジ３は弾
性範囲内でのみ変形するので、拡張作業終了後には元に
戻り、各部材の間には力で閉じた強固な結合が生じる。
各部材の寸法やその材料特性が十分な伸長を許さないと
きには、支持環４を設けることができ、こうして中空軸
１の少なくとも個々の可塑性の層５，６は駆動要素２゜
３と同様に弾性的に変形することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例を示す断面図である。 １・・・中空軸、　　　　　　　２・・・カ　ム、３・
・・端部フランジ、　　　４・・・支持環、５・・・中
空軸の外側層、　　６・・・中空軸の内側層、７・・・
ゾンデ、　　　　　　８・・・圧力液体水路、９・・・
拡張領域、　　　　　ｌＯ・・・バッキング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）駆動要素（２、３）を固定した中空軸（１）におい
    て、該中空軸が、少くとも２つの同心の層（５、６）か
    ら成ることを特徴とする中空駆動軸。 ２）外側層（５）が、強度がより大きい、場合によって
    はより重い材料から成り、内側層（６）が、強度がより
    低い、場合によってはより軽い材料から成ることを特徴
    とする請求項第１項記載の中空軸（１）。 ３）外側層（５）が、高強度鋼から成り、内側層（６）
    が、アルミニウムまたはチタンから成ることを特徴とす
    る請求項第２項記載の中空駆動軸（１）。 ４）外側層（５）が、高強度鋼から成り、内側層（６）
    が、合成樹脂から成ることを特徴とする請求項第２項記
    載の中空駆動軸（１）。 ５）外側層（５）が、高強度鋼から成り、内側層（６）
    が、低級鋼から成ることを特徴とする請求項第２項記載
    の中空駆動軸（１）。 ６）外側層（５）が、内側層（６）上に焼嵌してあるこ
    とを特徴とする請求項第１〜５項の１つまたは複数に記
    載の中空駆動軸（１）。 ７）内側層（６）が、外側層（５）内に塑性的に拡張さ
    れていることを特徴とする請求項第１〜５項の１つまた
    は複数に記載の中空駆動軸（１）。 ８）請求項第７項記載の中空軸（１）であって、該中空
    軸に駆動要素（２、３）を段階的拡張によって固定した
    形式のものにおいて、内側層（６）および外側層（５）
    が、弾性的に拡張された駆動要素（２、３）内に塑性変
    形されていることを特徴とする中空駆動軸（１）。
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