JP2008025841A - 固定キット及び接着によりホルダーに軸を固定する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、そのような種類の接続において、相違する種類の材料の脆性及び強度にについて、接続に伴う材料の寿命を高め、経済コストを低減することである。
【解決手段】本発明のキット（１００）は、測定装置のホルダ（１０）の中に軸（３）を固定するものであり、このキット（１００）は穴（１）を有するホルダー（１０）と、第１端部（Ｅ１）と第２端部（Ｅ２）とを備える軸（３）と、を備え、穴（１）は少なくとも１つの縦溝（Ｒ）を有する。また本発明の方法は、接着剤（２）により、ホルダの中に軸（３）を固定するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、固定キット、特に、接着によりホルダーに円柱部品である軸を固定する方法に関する。

今日、製造又は測定工程は、より一層、自動化及び単純化されている。例えば、２つのワークピースを堅固に且つ確実に相互に接続する場合、従来の技術水準によれば、接着、圧着、溶着、溶接等が提供されている。

しかしながら、従来の技術水準にて指摘される解決策の不都合な点は、接続により、材料の寿命が悪いほうに作用することである。

従って、本発明の目的は、そのような種類の接続において、相違する種類の材料の脆性及び強度について、接続に伴う材料の寿命を高め、経済コストを低減することである。

上記目的は、ホルダーの中に軸を固定するキットによって達成される。

さらに有利な態様は、従属請求項において規定される。

本発明の第１の態様は、ホルダー（１０）の中に軸（３）を固定するキット（１００）を提供することである。このキット（１００）は、穴（１）を有するホルダー（１０）と、第１端部（Ｅ１）と第２端部（Ｅ２）とを有する軸（３）と、を備え、穴（１）の所定の領域に少なくとも１つの凹部（Ｇ，Ｒ）を備えたことである。

このキットは、個々の部品、ここでは軸とホルダーのセットが、一体に構成されて、完全にユニットを構成するものである。

ここで固定は、軸がホルダーに、安定的態様、好ましくは、堅固に且つ長期間、ホルダーの中に取り付けられることである。自明のことではあるが、固定は、特定の期間のみ、例えば、計測の期間、持続することも同様に可能である。

ここで軸は、好ましくは、ピストン、シリンダ、スタイラス（Ｔａｓｔｓｔｉｆｔ）、ピン等が好ましい。このような軸は、超硬合金、セラミック（多結晶または単結晶構造の窒化物系、酸化物系、炭化物系、ホウ化物系、フェライト系、シリコン系、またはそれらの化合物を含む上位概念（ｕｂｅｒｇｅｏｒｄｎｅｔｅｒ Ｂｅｇｒｉｆｆ）で提示される）、繊維強化プラスチック等のような材料から製作された、円柱部品が好ましい。

ホルダーは、軸と確実な接続を形成するために機能するものである。ホルダーは、予め定められた長さ、好ましくは、軸の全長の１〜５０％の長さに設定されている。軸をホルダーに挿入するため、ホルダーは、穴の形状の凹部を備えている。

ホルダの中に穴が形成されている。この穴は、所定の、応用明細の形状（ａｎｗｅｎｄｕｎｇｓｓｐｅｚｉｆｉｓｃｈｅ Ａｕｓｆｏｒｍｕｎｇ）を示すことができ、適切な道具、好ましくは、ドリルのビットでホルダの中に取付されている。さらに、穴は、好ましくは、穴のケーシング表面の所定領域に配置された凹部を備えている。本発明による前記凹部は、ネジ（Ｇｅｗｉｎｄｅ）、又は、ネジ山（Ｓｃｈｒａｕｂｇｅｗｉｎｄｅ）、内部ネジ（Ｉｎｎｅｎｇｅｗｉｎｄｅ）、溝等の最も様々な変化のある形状を取りえるものであり、穴のケーシング表面（Ｍａｎｔｅｌｆｌａｃｈｅ）に所望のコース（Ｖｅｒｌａｕｆ）で形成されるものである。これにより、以下の方法により、接着剤が、挿入された軸と穴のケーシング表面に間に、均等かつ全体に分布することができる。

この穴は、好ましくは、上部領域が円柱形状であって、下部領域は、貯留領域（Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｂｅｒｅｉｃｈ）である。この貯留領域は、通常、穴の開口から最も隔てて位置し、穴は円錐形が好ましい。穴にネジがある場合には、このネジは、好ましくは、穴の上部の開口に形成される。

軸は第１端部及び第２端部を備えている。第１端部は、第２端部から最も隔たった位置にあり、軸がホルダに挿入された後には、ホルダの穴からの距離が最大となる。

第１端部は、以下に説明する通り、本発明の方法による力Ｆが加えられる端部である。第２端部は穴に挿入される軸の端部である。

本発明の態様に従えば、凹部は、穴の所定の領域に少なくとも１つのネジを備えている。このネジは、好ましくは、スクリューネジ、特に内部ネジであり、これは、好ましくは、鋸歯ネジ（Ｓａｇｅｇｅｗｉｎｄｅ）、丸ネジ（Ｒｕｎｄｇｅｗｉｎｄｅ）、平ネジ（Ｆｌａｃｈｇｅｗｉｎｄｅ）である。このネジは、穴の所定の領域のみに配置されるか、又は、穴の全表面にわたって拡がることが好ましい。このネジは、好ましくは、穴の端部から貯留領域に形成され、後に接着剤が、貯留領域からネジに流れるために、形成されるものである。ネジのコースは、好ましくは、穴のケーシング表面に均等にわたって形成された特定のピッチを備えた螺旋、又は、螺旋形状である。しかし、穴のケーシング表面にわたって相違するコースであってもよい。所定領域のネジの態様は、ホルダの中の軸の固定強度が、応用された明細での態様（Ｈａｌｔｅｒｕｎｇ ａｎｗｅｎｄｕｎｇｓｓｐｅｚｉｆｉｓｃｈ）に対して、最適化できることである。

さらに本発明の態様によれば、穴（Ｇ）の内径ｄは、穴と軸（３）とがロック保持形状（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｓｓｉｎｇｅｒ Ｈａｌｔ ｅｎｔｓｔｅｈｔ）となるように、軸（３）の外径Ｄに対して設定されることが好ましい。内径は、穴の表面の点の最も近い距離であり、正確にいえば、穴の他の側の対向点からの距離が提示される。

軸の外径は、例えば、スライド測径器又はバニヤ測径器で軸を計測したときに得られる直径である。

穴の内径は、軸の外径よりも小さい。その差異は、％で示すと、好ましくは、０．１〜５％であり、軸と穴とでいわゆるロック保持形状を形成する。これは、後で、接着剤を利用して穴に軸を固定する際、使用される。接着剤が固化する間、軸が穴の中で固く保持され、外側或いは外部から保持する必要がないことが好ましい。

本発明の態様によれば、穴に形成される凹部は少なくとも１つの溝であることが好ましい。

さらに、ホルダーの穴は少なくとも１つの溝を備えることが好ましい。この溝は、穴の開口に位置する上端部から、貯留領域に向かって、ある程度の、予め定めた長さを超えて、穴に形成されることが好ましい。本発明のさらに発展した方法によれば、接着剤が貯留領域から溝を経て、穴の端部まで移動することが保証できる。

少なくとも１つの溝Ｒ、又は、複数の溝Ｒの長さは、相互に相違させることができる。溝Ｒは、好ましくは、同じ長さであり、穴の内面の中の溝は、等間隔に形成されている。

さらに、穴の中の、単数の溝、又は、複数の溝は、可能なネジをプロファイルする深さと比較できる凹部を備えている。しかしながら、溝の深さは、また、可能なネジをプロファイルする深さよりも大きいか、または、小さいか、いずれかでもよい。

本発明の態様によれば、穴の中の凹部は少なくとも１つの縦方向の溝を備えることが好ましい。この溝が縦方向である理由により、この縦溝の形状及び方向（ｖｅｒｌａｕｆ）は、上述の溝より好まれる態様となり、ホルダーの中で接着された本発明の軸を安定化させることができる。

本発明の態様によれば、穴（１）は、その下部領域又は貯留領域に、円錐形の空洞（Ｋ）を備えている。円錐空洞は、特定のドリルのビットで形成され、軸がホルダーの穴に挿入された後、軸の第２端部が穴の底に接触せず、穴の加担部にエアーギャップを残存させ、本発明方法の発展した形態により、穴、ネジ、及び縦溝の中に接着剤が均等に分布し、穴の中に十分な接着力を与えるように適応させることができるといった利点を示している。

さらに本発明の別の態様によれば、軸は円柱形であって、第２端部（Ｅ２）が先細形状に形成されていることが好ましい。軸の円柱形状は、ホルダの穴の中に容易に挿入できる効果を生じる。軸の先細形状は、上述した通り、軸の穴への完全な挿入後、穴の底と第２端部の間にエアーギャップが形成され、後に、タンクとして用いられ、接着剤の貯留を可能とするのである。

本発明の目的は、軸（３）をホルダー（１０）に固定する方法であって、次の工程を備える。
接着剤（２）の所定量をホルダー（１０）の穴（１）に導入する工程、及び、
所定の力（Ｆ）を加えることにより、穴（１）の中に軸（３）の第２端部（Ｅ２）を挿入する工程。

ホルダーの穴に所定量の接着剤を導入するステップは、ユーザーが特定の量の接着剤を手作業、又は、自動手段により、ホルダーの穴の中に導入することである。接着剤は、液体状、又は、接着カプセルが好ましい。接着カプセルの外面形態より軸が通過する際にこれと接触することから、軸の挿入後、後に破裂するようになっている。

接着剤は、好ましくは、プラスチック接着剤、エポキシ樹脂、又は、熱はんだ及び熱金属であり、穴の中に導入される。接着剤は、相違する材料特性を備えた材料の間で適切で信頼性のある接続を提供することが好ましく、これが、穴の中にある軸から構成されるスタイラス（Ｔａｓｔｓｔｉｆｔｓ）の、後の特性に影響を与える。予め定めた力（Ｆ）で穴（１）へ軸（３）の第２端部（Ｅ２）を挿入する工程は、接着剤が導入された後、ユーザーは、軸を手作業又は自動手段で穴の中に挿入し、その間、予め定めた特定の力が軸に加えられる。穴へ軸を挿入している間、接着剤は、凹部に配送される。例えば、接着剤は、穴のケーシング表面の貯留領域からホルダーの外部領域へ、溝を経て、配送される。

これと同時に、接着剤は穴に導入され、最初に、第２端部に、次に軸の表面領域に接着剤が接触し、力Ｆが加わることによって、穴の円錐形凹部からより多くの接着剤が排出される。プラスチックの量は、好ましくは、穴の容積と、穴に適応される軸の可能な容積との間の容積の差異に対応させることが好ましい。この場合、接着剤は、穴の上端まで延伸させることが好ましく、また、このように、溝とすべてのネジ付穴を十分にシールすることになる。

本発明の別の形態によれば、軸（３）の第２端部（Ｅ２）に加わる力（Ｆ）の方向は、軸（３）の長手方向の軸に平行である。これにより、軸がホルダーの穴に対して傾かず、穴の開口の面に対して垂直になる。したがって、後に実行される測定の正確性が高くなる。

さらに本発明の別の形態によれば、力（Ｆ）は軸（３）の第１端部（Ｅ１）に加えられる。これにより、接着剤の満たされた貯留領域に軸を経て最適な力を伝達することができ、接着剤を穴に分散させることができる。

上述の方法請求項による方法によれば、前記の力（Ｆ）は外部機器（Ｅ）により加えられる。この外部機器は、好ましくは、あらなじめ定められた力を軸に加える自動機器が好ましい。これにより、穴の中の接着剤により軸の取り付けが自動化、簡素化され、時間とコストの節約となる。

さらに本発明の別の態様によれば、接着剤（２）が固まるまで、外部機器（Ｅ）が力（Ｆ）を軸（３）に加えることを許容する。これにより、外部機器により軸が解放された後、軸は、もはや、上述の通り、移動したり、押されたりせず、穴の開口の開口面に対して垂直に動くことになる。

本発明の別の形態によれば、前記接着剤は、次の群から選択される。シアノアクリレート接着剤、メチルメタクリレート接着剤、嫌気性接着剤、不飽和ポリエステル（ＵＰ樹脂）、放射線固化接着剤（ｓｔｒａｈｌｅｎｈａｒｔｅｎｄｅｒＫｌｅｂｓｔｏｆｆ）、重縮合接着剤、フェノールホルムアルデヒド接着剤、シリコン接着剤、シラン架橋ポリマ接着剤、ポリイミド接着剤、重付加接着剤、エポキシド接着剤、ポリウレタン接着剤、重合接着剤、接触結合接着剤、ホットメルト接着剤、溶媒含有接着剤（ｌｏｓｅｍｉｔｔｅｌｈａｌｔｉｇｅｒＫｌｅｂｓｔｏｆｆ）、湿式接着剤、接触接着剤、分散接着剤、水系接着剤（ｗａｓｓｅｒｂａｓｉｅｒｔｅｒ Ｋｌｅｂｓｔｏｆｆ）、プラスチゾル、プラスチック接着剤（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｋｌｅｂｓｔｏｆｆ）、エポキシ樹脂、熱はんだ、粘着接着剤（Ａｄｈａｓｉｏｎｋｌｅｂｓｔｏｆｆ）であることが好ましい。少なくとも１つの上述の種類の接着剤、又は、それらの種類の組み合わせが穴の中に導入される。接着剤がカプセル形状の場合、このカプセルは、軸が挿入された後に潰れ、接着剤がホルダーの穴の中に均等に分配される。

接着剤は、対応するワークピース、即ち、、軸と、支持器具である穴、また、それらに配置されるネジ又は溝、を一体に結合する材料又は製品を意味する。即ち、接着剤は、一体に結合すべきワークピースの表面の間を接続するものである。上述した通り、一般的に意味するプラスチック系接着剤のような接着剤である必要はなく、例えば、熱はんだ、熱金属等もまた使用可能であり、軸と支持器具との間の信頼性ある堅固な接続を創造することができる。

さらに、接着剤は固まることが好ましく、特に、好ましくは、接着の固定プロセスを加速するため、適切な機器により、熱定着されることが好ましい。

以下に、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は接着剤２により、ハイグレードな鉄のホルダー１０の穴１に展伸金属からなる軸（３）を固定したキット（１００）を示す。

図１の第１工程Ｓ１に示す通り、接着剤２、本実施形態では、化合物であるシアノアクリレートを含有する瞬間接着剤であり、最初に穴１に滴下される。１０ｍｌの分量が使用される。

この穴１は、１００ｍｌの容積を有し、その上部区域は、円柱形に形成され、その内部には、丸ネジ形状であるネジＧが形成されている。内部ネジは、穴１の端部から円錐形の空洞部Ｋを有する穴の底部区域又は貯留区域に向かって、穴のケース表面に沿って、形成されている。このネジは、螺旋状の等間隔で分布したネジピッチを有している。このネジＧは、図１の穴の左側部分にのみ形成され、一方、穴１の右側部分には形成されていない。

さらに、穴は、８個の縦溝Ｒを有しているが、図１では２つの縦溝Ｒのみを図示してある。この縦溝Ｒは、２５ｍｍの長さで、０．５ｍｍの深さに設定してある。

円柱形の軸３は、１００ｍｍの長さで１５ｍｍの幅に設定してある。軸３は、第２端部Ｅ２では切頭形状である。

さらに、図１の第１工程Ｓ１に示す通り、力Ｆが、外部機器Ｅ、例えば、ロボットの形態の自動機器により、軸３の穴１の方向に関する長手方向軸に平行に加わる。

本実施形態の方向の第２工程Ｓ２に示す通り、力Ｆにより、軸３は継続的に所定の速度で穴１に挿入される。軸３は、いまだに、貯留領域に分布した接着剤２には接触しておらず、いまだに押しのけていない。接着剤は、本実施形態では、下から第３番目のネジ部まで満たされており、この結果、穴の円錐部の下部は、完全に接着剤で覆われている。

第２工程Ｓ２の上図の円で囲った部分の詳細が、下図に示されている。同図においては、軸３の第２端部Ｅ２の先細形状、穴１のケーシング表面に沿ったネジのコース、また、接着剤２の充填レベルを見ることができる。

最後に、図１の第３工程Ｓ３に示す通り、軸３が徐々に穴１に挿入されてゆき、ここには図示しないが、内部ネジのネジ通路（Ｇｅｗｉｎｄｅｇａｎｇ）及び、溝、に接着剤を排出する。この工程Ｓ３において、接着剤２が固まるまで、外部機器Ｅにより、力Ｆが働き続ける。そして、外部機器が軸（図示略）から離れ、新たな軸３がさらなるホルダー１０に固定されることができる。

図１の第３工程Ｓ３に示す円の部分の詳細を図２に示す。

図２から明らかなように、接着剤が穴のネジ通路の左側部分、及び縦溝（図示略）に充填されている。接着剤がホルダーの表面にまで到達するまで、ネジ通路に沿って、第２端部Ｅ２におけるネジ通路に沿って、貯留区域を経て、螺旋状に接着剤が走るようになっている。穴と軸との間のスペースは、接着剤が完全にかつ均等に分布される。接着剤が固まった後に接着化合物の安定性に影響を与える可能性のあるガス又は泡の発生を防止する。

本実施形態における前記中間のスペース、即ち、ネジ通路及び縦溝への接着剤の完全な充填の結果、第２端部Ｅ２を備えた軸３の下部は、完全に接着剤に包囲され、その後、接着剤が固まり、軸３の下部を固く包囲し、ホルダーの中で安定させる。

本発明のキットと本発明の方法により、軸、例えば、多孔質の材料からなるが、容易に固定でき、ホルダーの穴に関して好ましいコストを提供し、このように固定された軸を備えた測定装置の正確性を一層確保するという有利な効果を奏する。

ホルダに中に軸を固定する方法の工程Ｓ１〜Ｓ３の過程を示す説明図である。 穴と穴に固定された軸の中に接着剤が分布する詳細図である。

符号の説明

１・・・穴 ２・・・接着剤 ３・・・軸 １０・・・ホルダ
１００・・・キット Ｄ・・・軸の外径 ｄ・・・穴の内径
Ｅ・・・外部機器 Ｅ１・・・軸３の第１端部 Ｅ２・・・軸３の第２端部
Ｆ・・・力 Ｇ・・・ネジ Ｋ・・・穴の円錐空洞 Ｒ・・・縦溝

Claims (12)

1. 固定するキット（１００）であって、次の含む、
   ａ．穴（１）を有するホルダー（１０）、及び
   ｂ．第１端部（Ｅ１）と第２端部（Ｅ２）とを有する軸（３）、前記第２端部（Ｅ２）は穴（１）に挿入できること、
   ｃ．前記穴（１）は少なくとも１つの凹部（Ｇ，Ｒ）を穴（１）の所定の領域に備えること。
2. 前記凹部は、少なくとも１つのネジ（Ｇ）を備える請求項１のキット（１００）。
3. 前記凹部は、少なくとも１つの溝（Ｒ）を備える請求項１のキット（１００）。
4. 前記凹部は、溝（Ｒ）は縦方向に形成される請求項３のキット（１００）。
5. 前記穴は、円錐形の空洞（Ｋ）を有する貯留領域を備えた請求項１ないし４いずれかのキット（１００）。
6. 前記軸（３）は、円柱形状であり、その第２端部（Ｅ２）は先細形状である請求項１ないし５いずれかのキット（１００）。
7. 前記請求項１ないし６に規定する軸（３）をホルダー（１０）に固定する方法であって、次の工程を備える。
   接着剤（２）の所定量をホルダー（１０）の穴（１）に導入する工程、及び、
   所定の力（Ｆ）を加えることにより、穴（１）の中に軸（３）の第２端部（Ｅ２）を挿入する工程。
8. 前記軸（３）の第１端部（Ｅ１）に力（Ｆ）を加える請求項７の方法。
9. 前記力（Ｆ）は外部機器（Ｅ）により加えられる請求項７又は８の方法。
10. 軸（３）の第１端部（Ｅ１）に加わる力（Ｆ）の方向は、前記軸（３）の長手方向の軸と平行に設定される請求項７ないし９いずれかの方法。
11. 前記接着剤が固まるまで、力（Ｆ）を加える請求項７ないし１０いずれかの方法。
12. 前記接着剤は、次の群から選択される請求項７ないし１１いずれかの方法。
    シアノアクリレート接着剤、メチルメタクリレート接着剤、嫌気性接着剤、不飽和ポリエステル（ＵＰ樹脂）、放射線固化接着剤、重縮合接着剤、フェノールホルムアルデヒド接着剤、シリコン接着剤、シラン架橋ポリマ接着剤、ポリイミド接着剤、重付加接着剤、エポキシド接着剤、ポリウレタン接着剤、重合接着剤、接触結合接着剤、ホットメルト接着剤、溶媒含有接着剤、湿式接着剤、接触接着剤、分散接着剤、水系接着剤、プラスチゾル、粘着接着剤、プラスチック接着剤、ポリマー接着剤、熱はんだ、エポキシ樹脂、又は、それらの組み合わせ。