JP2004197840A - 回転体を軸に締結する締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な操作で締結及び締結解除が可能で、取付け精度が向上でき、回転体の加工コストを低減できる回転体を軸に締結する締結構造を提供する。
【解決手段】締付け部材１２は外周におねじ部１２ａと平面部（工具係合部）１２ｅを有し内周につば部１２ｄを有し、テーパスリーブ１３は内周に軸２が嵌合される軸穴１３ｅを有し外周にスプロケット１の円錐状穴１ａと相補的円錐状をなす円錐状外径面１３ａとフランジ部１３ｂと止め輪用輪溝１３ｄ付き円筒状外径面１３ｃとを有し円錐状外径面１３ａを有する部分には軸方向のスリット１３ｆが形成され、締結具１１はつば部１２ｄの両側面にそれぞれフランジ部１３ｂの側面と止め輪１４の側面が対向するように組み立てられ、おねじ部１２ａをスプロケット１のめねじ部１ｂにねじ込むことにより円錐状外径面１３ａを有する部分が円錐状穴１ａと軸２の外周面間に押し込まれスプロケット１を軸２に締結する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円錐状穴を有するスプロケット、歯車、プーリ、カム等の回転体を軸に締結する締結構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、円錐状穴を有するスプロケット（回転体）を軸に締結する締結構造として、図６に示すような構造のものがある。図６はこの従来のスプロケットを軸に締結する締結構造を示し、（Ａ）は（Ｂ）のＸ−Ｘ線位置における矢印方向に見た軸方向断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。図６に示す円錐状穴１ａを有するスプロケット（回転体）１を軸２に締結する締結構造は、円錐状穴１ａと複数のねじ穴１ｂとを有するスプロケット（回転体）１と、円錐状穴１ａと相補的円錐状をなす円錐状外径面３ａとフランジ部３ｂとを有するテーパスリーブ３と、複数の締付けボルト４とを備え、テーパスリーブ３の円錐状外径面３ａを有する部分には軸方向のスリット３ｃが形成されており、テーパスリーブ３のフランジ部３ｂには複数の締付けボルト４を挿通するボルト挿通穴３ｄが円周方向に等間隔で形成されており、さらに、ボルト挿通穴３ｄ間に取外しボルト用ねじ穴３ｅが形成されており、ボルト挿通穴３ｄを通して複数の締付けボルト４をスプロケット（回転体）１のねじ穴１ｂにねじ込むことにより、円錐状外径面３ａを有する部分がスプロケット（回転体）１の円錐状穴１ａと軸２の外周面の間に押し込まれスプロケット（回転体）１を軸２に締結するものである。
【０００３】
また、この種の別の従来の締結構造として、図７に示すような構造のものがある。図７はこの別の従来の歯車等の回転体を軸に締結する締結構造の軸方向断面図である。図７に示す円錐状穴１ａを有する歯車等の回転体１を軸２に締結する締結構造は、円錐状穴１ａを有する歯車等の回転体１と、円錐状穴１ａと相補的円錐状をなす円錐状外径面５ａとおねじ部５ｂと軸方向のスリット５ｃとを有するテーパスリーブ５と、おねじ部５ｂに螺合するナット６と、回転体１とナット６間に介在する座金７とを備え、ナット６をおねじ部５ｂにねじ込むことにより、円錐状外径面５ａを有する部分が回転体１の円錐状穴１ａと軸２の外周面の間に押し込まれ回転体１を軸２に締結するものである。
【０００４】
また、この種のさらに別の従来の締結構造として、取付相手軸と略々同径の平行孔と該平行孔の軸方向反対側に設けた円錐状取付孔とねじ孔を有する回転体と、前記軸と平行なスリットを具え外周面が前記回転体の円錐状取付孔と相補的円錐状をなす筒状テーパースリーブとを有し、前記筒状テーパースリーブの端部にはフランジが形成され、該フランジには複数のボルトが貫通する孔とねじ孔とが形成され、前記筒状テーパースリーブを前記軸の外周と前記円錐状取付孔との隙間に複数のボルトによって軸方向に押し込むことにより、前記回転体を前記軸に取り付ける回転体の軸取付け構造がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
実開平３−６５０２２号公報 （第１頁左欄第２−１２行、第１図、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示す締結構造は、複数の締付けボルト４を均等に締め付ける必要があるため、対角線上にある締付けボルト４に対して順次均等に締め付けなければならず、一つの締付けボルト４に対して数回締め付ける必要もあり、その結果、締結及び締結解除に多くの時間が必要であり、また、締め付けの偏りにより取付け精度が左右されるという問題があった。さらに、軸方向にＬ形スパナのスペースが必要という問題があった。また、スプロケット（回転体）１に複数のねじ穴１ｂ（タップ穴）の加工が必要があり、フランジ部３ｂに取外しボルト用ねじ穴３ｅの加工も必要であり、加工コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
また、図７に示す締結構造は、ナット６を締め付け、歯車等の回転体１の円錐状穴１ａとテーパスリーブ５の円錐状外径面５ａとの楔作用で締結するが、締結の解除はナット６を緩めてもテーパスリーブ５を回転体１から引き抜く機構がないため、円錐状穴１ａと円錐状外径面５ａ間がロックし、テーパスリーブ５を引き抜くことが困難であるという問題があった。また、円錐状穴１ａと円錐状外径面５ａ間がロックしないようにするためには、円錐状穴１ａと円錐状外径面５ａのテーパ角を大きくする必要があるが、テーパ角を大きくすると、両者間の楔作用が低下し、締結能力が低くなるという問題があった。
【０００８】
また、上記実開平３−６５０２２号公報に開示された回転体の軸取付け構造は、複数のボルトの締付けで締結するため、上述した図６に示す締結構造と同様の問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前記問題点を解決し、簡単な操作で締結及び締結解除が可能で、取付け精度が向上でき、回転体の加工コストを低減できる回転体を軸に締結する締結構造を提供することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、前記問題点を解決するために、円錐状穴を有する回転体を軸に締結する締結構造において、前記円錐状穴と同心状のめねじ部を有する前記回転体と、締付け部材とテーパスリーブと止め輪とから構成される締結具とを備え、前記締付け部材は外周におねじ部が形成され内周につば部が形成されているとともに工具係合部を有し、前記テーパスリーブは内周側に前記軸が嵌合される軸穴を有し外周側に前記円錐状穴と相補的円錐状をなす円錐状外径面とフランジ部と止め輪用輪溝が形成された円筒状外径面とを有し少なくとも前記円錐状外径面を有する部分には軸方向のスリットが形成され、前記締結具は前記つば部の一方の側面と前記フランジ部の側面が対向し前記つば部の他方の側面と前記止め輪の側面が対向するように組み立てられ、前記おねじ部を前記めねじ部にねじ込むことにより前記円錐状外径面を有する部分が前記円錐状穴と前記軸の外周面の間に押し込まれ前記回転体を前記軸に締結するものである。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、締付け部材の回転操作に伴って締結具が軸方向に変位するので、締付け部材の回転操作だけで簡単に締結及び締結解除が可能であり、締結及び締結解除の時間が大幅に短縮できる。また、従来のような複数の締付けボルトによる締付けでは、均等な締付けが難しく不均一な締付けによる取付け精度の低下を生じやすいが、締付け部材の締付けで軸方向に均一な締付けができ、取付け精度を向上させることができる。また、回転体の円錐状穴及びめねじ部の加工が旋盤加工の一工程で製作加工でき、従来のような複数のねじ穴（タップ穴）の加工が不要であるので、回転体の加工コストを低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について以下に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るスプロケットを軸に締結する締結構造を示し、（Ａ）は軸方向断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。図２は図１に示すテーパスリーブの斜視図である。
【００１３】
図１に示すスプロケット（回転体）１を軸２に締結する締結構造は、円錐状穴１ａと同心状のめねじ部１ｂと回り止め用穴１ｃとを有するスプロケット（回転体）１と、締付け部材１２とテーパスリーブ１３と止め輪１４とから構成される締結具１１とを備えている。
【００１４】
締付け部材１２は略筒状体であり、外周におねじ部１２ａが形成され、両端部にそれぞれ環状の凹部１２ｂ，１２ｃが形成され、この環状の凹部１２ｂ，１２ｃが形成されることにより内周に内向きのつば部１２ｄが形成されている。また、おねじ部１２ａに連続する位置で円周方向等間隔に４個の平坦部１２ｅが形成されている。この４個の平坦部１２ｅは汎用スパナが係合する工具係合部を構成している。なお、平坦部１２ｅは４個の限定されるものではなく、６個あるいは８個等の偶数個形成されていてもよい。
【００１５】
図２に示すように、テーパスリーブ１３は略筒状体であり、外周側にスプロケット（回転体）１の円錐状穴１ａと相補的円錐状をなす円錐状外径面１３ａと、円錐状外径面１３ａに連続するフランジ部１３ｂと、フランジ部１３ｂに連続する円筒状外径面１３ｃとを有し、円筒状外径面１３ｃの端部外周には止め輪用輪溝１３ｄが形成されている。また、内周側には軸２が嵌合される軸穴１３ｅが中心部を軸方向に貫通して形成されている。また、円錐状外径面１３ａを有する部分には、円周方向に等間隔に４個の軸方向のスリット１３ｆが形成されており、これらのスリット１３ｆによって円錐状外径面１３ａを有する部分の半径方向の弾性変位を容易にしている。なお、図２に示すように、各スリット１３ｆは円錐状外径面１３ａを有する部分に形成されているが、フランジ部１３ｂまで延長して形成してもよく、また、スリット１３ｆの数は４個に限定されるものではなく、テーパスリーブ１３のサイズや伝達トルク等に応じて適宜増減してもよい。
【００１６】
そして、締付け部材１２とテーパスリーブ１３と止め輪１４とから構成される締結具１１は、次のように組み立てられる。すなわち、まず、テーパスリーブ１３をフランジ部１３ｂの側面がつば部１２ｄの一方の側面と対向するように締付け部材１２の内周に挿入する。次に、止め輪１４の側面がつば部１２ｄの他方の側面と対向するように止め輪１４を止め輪用輪溝１３ｄに装着する。このとき、止め輪１４は環状の凹部１２ｃ内に位置しているので外部に露出しない。そして、このように組み立てられた締結具１１において、締付け部材１２とテーパスリーブ１３は相互に回転自在であり、また、つば部１２ｄはフランジ部１３ｂと止め輪１４によって挟まれた状態にあるので、テーパスリーブ１３は締付け部材１２から軸方向に抜け出すことが規制されている。なお、締付け部材１２とテーパスリーブ１３間の相対回転、すなわち締付け部材１２の締付けあるいは取外しを容易にするために、締付け部材１２の内周面及びテーパスリーブ１３の外周面に固体潤滑剤または摩擦低減剤を塗布または焼き付けしておくことが好ましい。
【００１７】
次に、締結具１１によりスプロケット（回転体）１を軸２に締結する場合について説明する。締結具１１を構成する締付け部材１２のおねじ部１２ａをスプロケット（回転体）１のめねじ部１ｂに手で緩くねじ込むと、スプロケット（回転体）１の円錐状穴１ａにテーパスリーブ１３の円錐状外径面１３ａが挿入される。この状態で、軸２をテーパスリーブ１３の軸穴１３ｅに嵌挿し、スプロケット（回転体）１の位置を調整して軸２に対する締結位置を位置決めした後、汎用スパナを締付け部材１２の平面部（工具係合部）１２ｅに係合し、締付け部材１２のおねじ部１２ａをスプロケット（回転体）１のめねじ部１ｂにさらにねじ込むと、締付け部材１２のつば部１２ｄの一方の側面がテーパスリーブ１３のフランジ部１３ｂの側面を軸方向に押し、スプロケット（回転体）１の円錐状穴１ａにテーパスリーブ１３の円錐状外径面１３ａが押し込まれ、円錐状外径面１３ａを有する部分は半径方向に弾性変位して軸穴１３ｅの円錐状外径面１３ａを有する部分の内周面が軸２の外周面を押圧し、その摩擦力によってテーパスリーブ１３は軸２に強固に摩擦固定される。一方、円錐状外径面１３ａと円錐状穴１ａとの間の楔作用によって、両者の間にも大きな摩擦力が作用して、スプロケット（回転体）１とテーパスリーブ１３とが強固に摩擦固定され、結果的にテーパスリーブ１３を介してスプロケット（回転体）１が軸２に締結される。
【００１８】
次に、軸２に対してスプロケット（回転体）１の締結位置を変更したり、取り外す場合について説明する。汎用スパナを締付け部材１２の平面部（工具係合部）１２ｅに係合し逆回転することにより、締付け部材１２のおねじ部１２ａとスプロケット（回転体）１のめねじ部１ｂの螺合を緩める。この際、締付け部材１２のつば部１２ｄの他方の側面が止め輪１４の側面を軸方向に押し、止め輪１４を介してテーパスリーブ１３が軸方向に変位する。その結果、円錐状外径面１３ａと円錐状穴１ａとの間の楔結合及び円錐状外径面１３ａを有する部分の内周面と軸２の外周面の摩擦固定が解消し、スプロケット（回転体）１と軸２の締結を解除することができる。
【００１９】
また、スプロケット（回転体）１と軸２との締結及び締結解除に際して、汎用スパナで締付け部材１２を回転させる時に、スプロケット（回転体）１が締付け部材１２の回転に伴って共回りすることがある。この共回りは、スプロケット（回転体）１に設けられた回り止め用穴１ｃに別の工具を差し込んでスプロケット（回転体）１の回転を止めながら、汎用スパナで締付け部材１２を回転させることにより、防ぐことができる。
【００２０】
次に、図１に示す締結構造を軸径が異なる軸に適用する場合について説明する。図３は図１に示す締結構造を軸径が異なる軸に適用したものを示し、（Ａ）は軸径が大きい場合の軸方向断面図であり、（Ｂ）は軸径が小さい場合の軸方向断面図である。図１に示す締結構造が備える締結具１１は軸２の軸径がある範囲のものまで対応することができる。そのために、軸径が異なる軸２に対応する軸穴１３ｅを有する複数のテーパスリーブ１３を用意しておく。そして、軸２の軸径に対応する軸穴１３ｅを有するテーパスリーブ１３を選択して締結具１１に組み込み、使用することができる。この際、この複数のテーパスリーブ１３は軸穴１３ｅの寸法が相違するのみで、その他の寸法は共通であるから、テーパスリーブ１３を選択することにより締結具１１の共通化を図ることができる。そして、図３（Ｂ）に示すように、軸径が小さい軸２に適用する場合のテーパスリーブ１３の厚みは、図３（Ａ）に示すものより厚くなっている。そこで、テーパスリーブ１３の厚みが厚い場合、円錐状外径面１３ａを有する部分の半径方向への弾性変位を容易にするために図３（Ｂ）に示すように、テーパスリーブ１３の内周に内周輪溝１３ｇが形成されている。このように、軸穴１３ｅの異なる複数のテーパスリーブ１３を用意しておき、この中から選択して使用することにより、締結具１１の共通化を図ることができ、共通の寸法のスプロケット（回転体）１に対して軸径が異なる軸２を締結することができる。
【００２１】
上述のように、図１に示す締結構造によれば、締付け部材１２の回転操作に伴って締結具１１が軸方向に変位するので、締付け部材１２の回転操作だけで簡単に締結及び締結解除が可能であり、締結及び締結解除の時間が大幅に短縮できる。また、従来のような複数の締付けボルトによる締付けでは、均等な締付けが難しく不均一な締付けによる取付け精度の低下を生じやすいが、締付け部材１２の締付けで軸方向に均一な締付けができ、取付け精度を向上させることができる。また、スプロケット（回転体）１の円錐状穴１ａ及びめねじ部１ｂの加工が旋盤加工の一工程で製作加工でき、従来のような複数のねじ穴１ｂ（タップ穴）の加工が不要であるので、スプロケット（回転体）１の加工コストを低減できる。さらに、軸穴１３ｅの異なる複数のテーパスリーブ１３を用意し、この中から選択して使用することにより締結具１１の共通化を図ることができ、共通の寸法のスプロケット（回転体）１に対して軸径が異なる軸２を締結することもできる。
【００２２】
次に、本発明の他の実施の形態について以下に説明する。図４は本発明の他の実施の形態に係るスプロケットを軸に締結する締結構造を示し、（Ａ）は軸方向断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【００２３】
図４に示す回転体を軸に締結する締結構造は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、締付け部材１２のおねじ部１２ａに連続する位置で外周に円周方向等間隔に６個の係合溝１２ｆが軸方向に形成されている。この６個の係合溝１２ｆはＣ型スパナが係合する工具係合部を構成している。なお、係合溝１２ｆは６個の限定されるものではなく、８個等の偶数個形成されていてもよい。
【００２４】
図４に示す回転体を軸に締結する締結構造は、締付け部材１２を締め付けるときあるいは緩めるとき、Ｃ型スパナの先端部が係合溝１２ｆに係合し、且つ締付け部材１２の外周部で保持されるため、Ｃ型スパナが締付け部材１２から外れることなく、安定して締め付けあるいは緩め操作を行なうことができる。そして、図４に示す締結構造は、図１に示す締結構造に対して工具係合部（係合溝１２ｆ）が相違するのみでその他の構成及び効果は略同一であるので、その他の構成及び効果の説明は省略する。
【００２５】
次に、本発明のさらに他の実施の形態について以下に説明する。図５は本発明のさらに他の実施の形態に係るスプロケットを軸に締結する締結構造を示し、（Ａ）は軸方向断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【００２６】
図５に示す回転体を軸に締結する締結構造は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、締付け部材１２の側面に円周方向等間隔に８個の係合穴１２ｇが軸方向に形成されている。この８個の係合穴１２ｇはスパナが係合する工具係合部を構成している。このスパナは直径方向に対向する２個あるいは偶数個のピンを有するスパナで、このスパナのピンを係合穴１２ｇに係合して操作する。なお、係合穴１２ｇは８個の限定されるものではなく、直径方向に対向するように偶数個形成されていてもよい。
【００２７】
図５に示す回転体を軸に締結する締結構造は、締付け部材１２の側面に係合穴１２ｇが軸方向に形成されているので、スプロケット（回転体）１の内部に締結具１１を収めることができ、図１，４に示す締結構造のように工具係合部（平面部１２ｅまたは係合溝１２ｆ）がスプロケット（回転体）１の外側に突出することなく、締結構造全体をコンパクトにすることができる。そして、図５に示す締結構造は、図１，４に示す締結構造に対して工具係合部（係合穴１２ｇ）が相違するのみでその他の構成及び効果は略同一であるので、その他の構成及び効果の説明は省略する。
【００２８】
なお、本発明の各実施の形態では、回転体としてスプロケット１の例を示したが、請求項１記載の発明では、回転体としてはスプロケット１に限定されることはなく、歯車、プーリ、カム等の回転体にも適用できるものである。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、締付け部材の回転操作だけで簡単に締結及び締結解除が可能であり、締結及び締結解除の時間が大幅に短縮できる。また、従来のような複数の締付けボルトによる締付けでは、均等な締付けが難しく不均一な締付けによる取付け精度の低下を生じやすいが、締付け部材の締付けで軸方向に均一な締付けができ、取付け精度を向上させることができる。また、回転体の円錐状穴及びめねじ部の加工が旋盤加工の一工程で製作加工でき、従来のような複数のねじ穴（タップ穴）の加工が不要であるので、回転体の加工コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るスプロケットを軸に締結する締結構造を示し、（Ａ）は軸方向断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【図２】図１に示すテーパスリーブの斜視図である。
【図３】図１に示す締結構造を軸径が異なる軸に適用したものを示し、（Ａ）は軸径が大きい場合の軸方向断面図であり、（Ｂ）は軸径が小さい場合の軸方向断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るスプロケットを軸に締結する締結構造を示し、（Ａ）は軸方向断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態に係るスプロケットを軸に締結する締結構造を示し、（Ａ）は軸方向断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【図６】従来のスプロケットを軸に締結する締結構造を示し、（Ａ）は（Ｂ）のＸ−Ｘ線位置における矢印方向に見た軸方向断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【図７】別の従来の歯車等の回転体を軸に締結する締結構造の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１ スプロケット（回転体）
１ａ 円錐状穴
１ｂ めねじ部
１ｃ 回り止め用穴
２ 軸
１１ 締結具
１２ 締付け部材
１２ａ おねじ部
１２ｂ 凹部
１２ｃ 凹部
１２ｄ つば部
１２ｅ 平面部（工具係合部）
１２ｆ 係合溝（工具係合部）
１２ｇ 係合穴（工具係合部）
１３ テーパスリーブ
１３ａ 円錐状外径面
１３ｂ フランジ部
１３ｃ 円筒状外径面
１３ｄ 止め輪用輪溝
１３ｅ 軸穴
１３ｆ スリット
１３ｇ 内周輪溝
１４ 止め輪

Claims (1)

1. 円錐状穴を有する回転体を軸に締結する締結構造において、前記円錐状穴と同心状のめねじ部を有する前記回転体と、締付け部材とテーパスリーブと止め輪とから構成される締結具とを備え、前記締付け部材は外周におねじ部が形成され内周につば部が形成されているとともに工具係合部を有し、前記テーパスリーブは内周側に前記軸が嵌合される軸穴を有し外周側に前記円錐状穴と相補的円錐状をなす円錐状外径面とフランジ部と止め輪用輪溝が形成された円筒状外径面とを有し少なくとも前記円錐状外径面を有する部分には軸方向のスリットが形成され、前記締結具は前記つば部の一方の側面と前記フランジ部の側面が対向し前記つば部の他方の側面と前記止め輪の側面が対向するように組み立てられ、前記おねじ部を前記めねじ部にねじ込むことにより前記円錐状外径面を有する部分が前記円錐状穴と前記軸の外周面の間に押し込まれ前記回転体を前記軸に締結することを特徴とする回転体を軸に締結する締結構造。

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