JP2005106285A

JP2005106285A - 打撃機構に設けられた少なくとも２つの機械部分を結合するための装置

Info

Publication number: JP2005106285A
Application number: JP2004260242A
Authority: JP
Inventors: Romuald Kaulbach; カウルバッハロムアルト; Karlheinz Fritz; フリッツカールハインツ
Original assignee: Atlas Copco Construction Tools GmbH; Atlas Copco Construction Tools AB
Current assignee: Construction Tools GmbH; Construction Tools PC AB
Priority date: 2003-09-27
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2005-04-21
Also published as: DE10344987A1; EP1519056A3; EP1519056A2; EP1519056B1; ES2351211T3; DE502004011791D1

Abstract

【課題】締付けエレメントの組付けが簡単化され、それにもかかわらず、所望される振動減衰の効果が引き下げられることのない装置を提供する。
【解決手段】鍔（１９）が縦軸線の方向で、孔に対して間隔を置いた少なくとも１つの外周領域（２３，２９）を有しているようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、打撃機構（Ｓｃｈｌａｇｗｅｒｋ）に設けられた少なくとも２つの機械部分を結合するための装置であって、機械部分が孔を有しており、該孔内に、締付けエレメント、特に締付けボルトまたは締付けねじが収容されており、該締付けエレメントが、少なくとも一方の端部で機械部分にねじ山結合部を介して螺合されており、かつ両端部間に、少なくとも１つの、振動を減衰する材料から成っていて鍔として形成された保持または支持部分を有しており、該保持または支持部分が圧縮応力下で孔と締付けエレメント外周との間の環状領域に当付けられる形式のものに関する。

そのような装置は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３０４６０１３号明細書に記載される。打撃機構に設けられた機械部分と、機械部分を固定するために使用される締付けボルトまたは締付けねじとは、かなりの衝撃、打撃およびその他の震動に曝されており、このことは、発生させられる振動に基づいて、締付けエレメントが緩んだり、最悪の場合には破損したりする危険が存在することにつながりかねない。この場合、機械部分の損傷の可能性は排除できない。それゆえ、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０４６０１３号明細書で、締付けエレメントと、一貫した孔との間に確定された中間スペース内に、弾性的な材料から成る保持または支持部分を配置することが提案され、この保持または支持部分は、中間スペースの横断寸法よりも若干大きな厚さを有しており、その結果、当該鍔は圧縮応力下に配置されており、かつこれにより、振動は回避されるべきである。取付け箇所として、上記明細書では、実質的に締付けエレメントの中央部が選択される。鍔を取付けた位置が全ての事例で最適であるわけではないという点以外にも、締付けエレメント自体が困難にのみ組付けられ得るという欠点が存在する。弾性的な鍔は締付けエレメントの挿入時に、ボルト長さまたはねじ長さの半分に相当する経路にわたって案内されなければならないので、克服しなければならない静摩擦力および滑り摩擦力と、鍔を経路にわたって案内する際に孔内で発生する剪断応力とに基づき、弾性的な鍔の損傷の可能性は排除できない。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０４６０１３号明細書

それゆえ本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置を改良して、締付けエレメントの組付けが簡単化され、それにもかかわらず、所望される振動減衰の効果が引き下げられることのない装置を提供することである。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、鍔が縦軸線の方向で、孔に対して間隔を置いた少なくとも１つの外周領域を有しているようにした。

この構成の利点は、十分な程度に振動減衰が保証されている以外に、間隔を置いた領域が締付けエレメントの導入を容易にする点にある。加えて、鍔および／または孔の、場合によっては存在する形状公差および支承公差が補償され得る。

有利には、鍔が、複数の、互いに間隔を置いていて、環状、螺旋状または縦軸方向に延びる突起を有しており、該突起の外周面が圧縮応力下で孔周面に当付けられる。そのようなリブ状またはビード状の、相並んで配置された突起は、発生する横振動を、背景技術により原理的に公知であるような円筒形の中空プロファイルと事実上同程度に回避するもしくは減衰する。ただし、本発明による突起は、締付けピンを導入するのに、かなり減じられた力が消費されるだけでよいという決定的な利点を有している。

本発明による装置の、択一的な構成では、鍔が、少なくとも部分的に円錐形に形成された外周を有しており、該外周が、弛緩された状態では、縦軸方向の部分領域でのみ、孔に対する締めしろを有している。この場合、円錐形は、相対的に小径の鍔部分が締付けエレメントの導入時に当該孔内に先導されるように選択されている。

突起は孔直径に対して０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ、有利には０．５ｍｍ〜１ｍｍの締めしろを有しており、その際、鍔の、突起に隣接する周面の外径が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ、有利には０．５ｍｍ〜１ｍｍの分だけ孔直径よりも小さい。

複数の、間隔を置いた突起を備えた鍔の場合も、円錐形に形成された外周を備えた鍔の場合も、３ｍｍ〜８ｍｍ、有利には４ｍｍ〜６ｍｍの幅（すなわち肉厚）が最適であることが判っている。

本発明の別の構成では、鍔の、締付けエレメントにおける軸方向での位置および／または異なる孔直径は、締付けエレメントの組付け時に、締付けエレメントが機械部分の受容孔のねじ山に係入して初めて、鍔により生ぜしめられる圧縮応力が効力を発するように選択される。この実施形態の場合、締付けエレメントが鍔と一緒に当初少なくともほぼ摩擦なしに孔内に導入され得る。締付けエレメントのねじ山が回動時に、相応の受容ねじ山、例えばねじ山付盲孔、または機械部分内にまたは機械部分に当付けられて配置されたナットに係合するようになって初めて、振動減衰のために必要な圧縮応力が当該鍔部分に加えられる。

本発明により構成された鍔は必ずしも締付けエレメントの縦軸線に関して中央に配置されている必要はない。振動特性に応じて、鍔の、縦軸線の方向での配置は締付けエレメント端部からの間隔が、締付けエレメントの全長の２０％〜８０％、有利には３０％〜７０％に相当するのが最適であることが判っている。締付けエレメントがさらに別の鍔を備えて構成される場合、鍔相互の間隔は、鍔の、その都度の締付けエレメント端部に対する間隔にほぼ相当する。

さらに、突起、または鍔の、圧縮応力下で孔内に当付けられる部分面は、横断面で見て円形または多角形の外周プロファイルを有している。これにより、鍔における、締付けエレメントの導入時の静摩擦および滑り摩擦は減じられる。それゆえ、導入はさらに簡単化され、かつ鍔は損傷から保護される。

原理的に背景技術により公知であるように、締付けエレメントは有利には一方の端部に雄ねじ山を、対向して位置する端部にねじ頭を有している。ねじ頭は例えば六角頭または六角穴付頭を、ねじ工具、例えば六角穴付ねじのためのねじ回しを設置するために有している。

既に前述の通り、ウェッジ形に形成された周面を備えた鍔は締付けエレメント上に、ねじ山を備えた締付けエレメント端部からの間隔が増すにつれ、周面直径が拡大するように配置される。

締付けエレメント直径次第で、鍔の長さ（すなわち縦軸方向の延び）はより大きくまたはより小さく選択されるべきであって、その際、鍔長さの理想寸法は、締付けエレメント直径の１倍〜４倍、有利には１．５倍〜２倍であることが判っている。

本発明の別の構成では、締付けエレメントにさらに別の鍔が設けられており、該鍔が、機械部分を緊締した状態において、機械部分と（雄ねじ山を備えた）締付けエレメント端部との間のねじ山結合部に対して有利には５ｍｍ〜３０ｍｍの間隔を置いている。場合によっては付加的に、ボルト頭またはねじ頭に対して有利には５ｍｍ〜３０ｍｍの間隔を置いて、付加的な鍔が配置されていることができるので、締付けエレメントは例えば３つの鍔を有している。中央の鍔、ならびにねじ山結合部に隣接する鍔は有利にはポリウレタン、特に８５〜９５のショアＡ硬度を有するポリウレタンから成る。

ノッチ効果を減じるために、ひいてはねじ山結合部の疲れ耐久度を高めるために、ねじ山は丸ねじ山として形成される。

本発明の別の構成では、互いに結合された機械部分の孔の直径が飛躍的に締付けエレメントの導入方向で減少し、その際、直径減少部位が有利にはパーティングラインの領域に位置し、この領域に鍔も配置されているので、結合された機械部分が付加的に回動に抗して保持される。

この関連で、菱形のワイヤから成る螺旋もしくはつる巻線の形状をしたねじ山インサート（Ｇｅｗｉｎｄｅｅｉｎｓａｔｚ）を受容ねじ山にはめ込むことも有利であることが判っており、この受容ねじ山は申し分のないフランク当接、ひいては均等な荷重分配および応力分配を生ぜしめる。螺旋形のねじ山インサートは特に、ほぼ菱形の横断面を備えたワイヤから成ることができ、つまり、菱形の横断面のエッジは丸み付けられていることができる。横断面のエッジは種々異なる長さを有していてもよい。さらに、互いに滑動するねじ山面を早期的な磨耗から保護するために、ねじ山面は、有利にはアルミニウム合金または銀合金により被覆されることができる。

以下に図面を参照しながら本発明に実施例につき詳説する。

図１には、上側の機械部分１０と、中間機械部分１２と、盲孔状のねじ山付孔１３を備えた下側の機械部分１１とが示されている。機械部分１０，１２はそれぞれ孔１４，１５を有しており、これらの孔１４，１５の縦軸線はねじ山付孔１３の縦軸線に一直線に並んでいる。締付けねじ１６は孔１４，１５内に配置されており、かつねじ山１３に螺入されている。締付けねじ１６はその一方の端部にねじ頭１７を、対向して位置する端部に雄ねじ山１８を有している。振動減衰のために、鍔１９が中央の領域に、別の鍔２０が下側の領域に、付加的な鍔２１が上側の領域に設けられている。少なくとも中央の鍔１９は、図２〜図４に示したように構成されていることができる部分領域を有しており、部分領域は弛緩された状態で、該当する孔（ここでは１５）の直径に対して過大な寸法もしくは締めしろを有している。鍔２０，２１は主に締付けねじ１６をセンタリングするために役立ち、その際、条件的に鍔２１は、ねじ頭側のセンタリングが座金により保証されているならば、省略されることができる。さらに、締付けねじ１６のセンタリングは傾斜２２と、場合によってはこれに対応する、図５に示した座金および／または機械部分１０に設けられた傾斜面とにより保証される。鍔２１は円筒形の外周面を備えた中空円筒状の環状鍔として形成されている。鍔１９，２０の形状構成は実施例では図２〜図４に示した実施形態に応じて選択される。有利には、鍔１９は縦軸線の方向で見て、締付けねじ１６のねじ山１８の前端が、盲孔状のねじ山付孔のねじ山１３内に噛み込むようになって初めて、圧縮荷重が鍔の部分領域に加えられるように位置付けられる。鍔１９はｌ_１およびｌ_２で表示した間隔の間に配置され、その際、ｌ_１は締付けねじ全長の約８０％、ｌ_２は締付けねじ全長の約２０％である。

第１の、図２に示した実施形態で、鍔１９（または２０）は環状の突起２４を備えた中空円筒形のプロファイル２３を有している。突起２４の外周面は圧縮応力下で孔周面２５に当付けられる。突起は、図２に示されているように、同じまたは異なる縦軸方向の延びを有していることができ、その際、突起のプロファイルは実質的に規則的に、図２および突起２６を備えた図４に応じて形成されている。いずれにせよ重要なのは、鍔が背景技術のように中空円筒形に形成されているのではなく、少なくとも１つの、孔２５に対して間隔を置いた外周領域を有していることである。

図３には、鍔２７を備えた別の実施形態が示されている。鍔２７は円錐形に形成された外周を有しており、この外周は符号２８で表示された領域でのみ圧縮応力下で孔内に収容され、領域２８の下側に位置する領域２９では孔壁２５に対して間隔を置いている。この実施形態が有する利点は、下側の領域２９が容易に、存在する上側の孔内に導入され得る点にある。図３の例では、領域３０の直径Ａと領域２５の直径Ｂとに差があることは明らかであり、その結果、プラスチック鍔２７はその最大の直径においても圧縮応力なしに、直径Ａを有する孔３０内に（上方から下方に）通し案内されることができる。孔２５の、その下に位置する直径Ｂは孔３０の直径Ａよりも小さく、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの分だけ、弛緩された状態にある領域２８の最大の直径よりも小さい。理想的な形で、まず締付けねじの雄ねじ山１８が盲孔状のねじ山付孔１３の、第１番目のねじ山ピッチに係合し、その際、ねじ頭１７を介した締付けねじ１６の回動操作により、盲孔状のねじ山付孔内へのさらなる螺入時に、圧縮応力が加えられる。

付加的に、領域２８でプラスチック鍔は、同時に回動保持手段もしくはリテーナとして役立つアウタプロファイルを有していることができる。その結果、締付けねじの緩みは付加的に防止される。同じことが突起２４，２６にも成立し、突起２４，２６は択一的に螺旋形に、または縦軸方向のリブとして形成されていてもよい。

さらに、図５および図６にはそれぞれ、座金３１を備えた締付けねじ１６の実施例が示されている。座金３１は鍔２１と相俟ってまたは鍔２１の代わりに、導入時の締付けねじのセンタリングを請け負う。座金３１はその内周面に締付けねじ頭に向かって、締付けねじ頭１７を収容するための円錐形の領域３２を有しており、その円錐角の大きさは締付けねじ頭１７の下端に設けられた円錐形の外周面２２の角度の大きさに等しい。それに加えて、図５に示されているように、座金３１は機械部分１０に面した側に付設部３３を有していることができ、付設部３３は機械部分の孔１４内に係合し、機械部分内での座金のセンタリングを請け負う。

図６に示した別の実施形態において、座金３１のセンタリングは、機械部分１０が孔１４に切欠き３４を有しており、切欠き３４の内半径が座金の外半径に等しく、それにより、座金がほぼ遊びなしに切欠き３４内に嵌合され得ることにより達成される。ただしこのことは、座金３１の外周面が機械部分１０に向かってやはり円錐形の領域を有しており、この円錐形の領域により、座金が、これに対応する、機械部分に設けられた同じ円錐角を有する傾斜面に当付けられることにより行われてもよい。

盲孔ねじ山１３の代わりに、孔内に装填されるねじ山付ナットまたは構成部分に当付けられるねじ山付ナットが使用されてもよい。雌ねじ山は付加的に被覆されていることができる。締付けねじのねじ山および受容ねじ山の長さおよび位置は、受容ねじ山が両側で締付けねじのねじ山を凌駕するように選択されている。

プラスチック鍔１９の位置は中央に選択されることができる、または全長に関して３０％の分だけ締付けねじ中央部の外側に選択されることができる。鍔２０および２１は有利にはそれぞれねじ頭１７もしくは雄ねじ山１８から５ｍｍ〜３０ｍｍの箇所に配置されている。図１に示した実施形態では、全ての鍔１９，２０，２１が緩み防止に働くと共に、締付けねじの横振動を制限するためにも働く。

締付けねじのねじ山１８は転造され、かつ丸ねじ山から成る。

打撃機構の、締付けねじにより互いに結合されている複数の機械部分の原理図である。

締付けねじに設けられた鍔の構成の詳細図である。

締付けねじに設けられた鍔の別の構成の詳細図である。

座金を備えた締付けエレメントの構成の詳細図である。

座金を備えた締付けエレメントの別の構成の詳細図である。

符号の説明

１０上側の機械部分、１１下側の機械部分、１２中間機械部分、１３ねじ山付孔、１４孔、１５孔、１６締付けエレメント、１７ねじ頭、１８雄ねじ山、１９鍔、２０鍔、２１鍔、２２傾斜、２３外周領域、２４突起、２５孔周面、２６突起、２７鍔、２８外周領域、２９外周領域、３０孔、３１座金、３２内周領域、３３付設部、３４切欠き

Claims

打撃機構に設けられた少なくとも２つの機械部分（１０，１１，１２）を結合するための装置であって、機械部分（１０，１１，１２）が孔（１４，１５）を有しており、該孔（１４，１５）内に、締付けエレメント（１６）、特に締付けボルトまたは締付けねじが収容されており、該締付けエレメント（１６）が、少なくとも一方の端部で機械部分（１１）にねじ山結合部（１３，１８）を介して螺合されており、かつ両端部間に、少なくとも１つの、振動を減衰する材料から成っていて鍔（１９）として形成された保持または支持部分を有しており、該保持または支持部分が圧縮応力下で孔（１５）と締付けエレメント外周との間の環状領域に当付けられる形式のものにおいて、鍔（１９）が縦軸線の方向で、孔に対して間隔を置いた少なくとも１つの外周領域（２３，２９）を有していることを特徴とする、打撃機構に設けられた少なくとも２つの機械部分を結合するための装置。
鍔が、複数の、互いに間隔を置いていて、環状、螺旋状または縦軸方向に延びる突起（２４，２６）を有しており、該突起（２４，２６）の外周面が圧縮応力下で孔周面（２５）に当付けられる、かつ／または突起（２４，２６）が孔直径に対して０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ、有利には０．５ｍｍ〜１ｍｍの締めしろを有しており、かつ鍔の、突起（２４，２６）に隣接する周面の外径が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ、有利には０．５ｍｍ〜１ｍｍの分だけ孔直径よりも小さい、請求項１記載の装置。
鍔（２７）が、少なくとも部分的に円錐形に形成された外周（２８，２９）を有しており、該外周（２８，２９）が、弛緩された状態では、縦軸方向の部分領域（２８）でのみ、孔（２５）に対する締めしろを有している、かつ／または鍔（１９）が３ｍｍ〜８ｍｍ、有利には４ｍｍ〜６ｍｍの幅（すなわち肉厚）を有している、請求項１記載の装置。
鍔の、締付けエレメント（１６）における軸方向での位置によりかつ／または異なる孔直径により、締付けエレメント（１６）の組付け時に、締付けエレメント（１６）が機械部分（１１）の受容孔のねじ山（１３）に係入して初めて、鍔により生ぜしめられる圧縮応力が効力を発する、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
突起（２４，２６）、または鍔（１９）の、圧縮応力下で孔内に当付けられる部分面（２８）が、横断面で見て円形または多角形の外周プロファイルを有している、かつ／または締付けエレメント（１６）が、一方の端部に雄ねじ山（１８）を、対向して位置する端部にねじ頭（１７）を有している、請求項２から４までのいずれか１項記載の装置。
鍔（２７）が縦軸線の方向で、ウェッジ形に形成された周面を有しており、ねじ山（１８）を備えた締付けエレメント端部からの間隔が増すにつれ、周面の直径が拡大する、請求項３から５までのいずれか１項記載の装置。
さらに別の鍔（２０）が設けられており、該鍔（２０）が、機械部分を緊締した状態において、機械部分と締付けエレメント端部との間のねじ山結合部に対して有利には５ｍｍ〜３０ｍｍの間隔を置いている、かつ／またはボルト頭またはねじ頭（１７）に対して有利には５ｍｍ〜３０ｍｍの間隔を置いて、付加的な鍔（２１）が配置されており、その際、有利には少なくとも１つの鍔（１９，２０，２１）がポリウレタン、さらに有利には８５〜９５のショアＡ硬度を有するポリウレタンから成る、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
締付けエレメントのねじ山（１８）が、ノッチ効果を減じるために、丸ねじ山として形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
互いに結合された機械部分の孔の直径が飛躍的に締付けエレメントの導入方向で、有利にはパーティングラインの領域で減少し、かつ鍔がこの領域に位置するので、結合された機械部分が付加的に回動に抗して保持される、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
機械部分の受容ねじ山に、螺旋の形状をした、有利には実質的に菱形の横断面を有するワイヤから成るねじ山インサートがはめ込まれており、該ねじ山インサートに、締付けエレメントのねじ山が係入し、その際有利にはねじ山面、特に受容ねじ山面、および／またはねじ山インサートの面が被覆されている、さらに有利にはアルミニウム合金または銀合金で被覆されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
機械部分の受容ねじ山が、締付けエレメントを挿入した際に、両側で締付けエレメントのねじ山を越えて突出する、かつ／または締付けエレメントのセンタリングのために、締付けエレメントの頭に面した円錐形の内周領域（３２）を備えた座金（３１）が使用され、該内周領域（３２）の円錐角の大きさが、締付けエレメント頭（１７）の下端に設けられた、傾斜した外周面（２２）の円錐角の大きさに等しい、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
座金（３１）のセンタリングのために、座金（３１）が、機械部分（１０）に面した側に、環状の付設部（３３）を有しており、該付設部（３３）の外径が孔（１４）の内径に相当する、かつ／または座金（３１）のセンタリングのために、機械部分（１０）が孔（１４）に切欠き（３４）を有しており、該切欠き（３４）の内径が座金の外径に相当し、かつそれにより座金がほぼ遊びなしに切欠き（３４）内にはめ込まれることができる、かつ／または座金（３１）のセンタリングのために、座金の外周面が機械部分に向かって円錐形の領域を有しており、該領域の円錐角が、機械部分の孔（１４）に設けられた、傾斜した受容面の円錐角に等しい、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。