JP2519628B2 - 固定フランジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリーナイフ，フ
ライスカッター等の回転工具を工作機械等の回転軸に連
結するための固定フランジに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の固定フランジの一例を示す
軸方向断面図である。

【０００３】１は嵌合面２の内径が、回転軸である工作
機械の出力軸３１より所定長だけ大きく設定された円筒
形状のフランジ本体であり、このフランジ本体１には出
力軸３１の半径方向に貫通する複数のねじ孔３が円周方
向において等間隔で形成されている。

【０００４】前記ねじ孔３には固定ボルト４が螺入し、
フランジ固定時において固定ボルト４は、それぞれの先
端部が出力軸３１の外周面３１ａに対して一定以上の力
で圧接するように螺入されている。また、フランジ本体
１には、フランジ本体１の一部が中心軸線Ｌを中心とし
て同心円状に突出することにより段部５が形成されてお
り、この段部５の端面には回転工具３２がボルト６で固
定される。

【０００５】上記のように構成された固定フランジを出
力軸３１に固定するには、出力軸３１にフランジ本体１
の嵌合面２を嵌合させ、次に固定ボルト４をねじ孔３に
均等に螺入して固定ボルト４の先端部を嵌合面２から突
出させることにより、固定ボルト４の先端部が出力軸３
１の外周面３１ａに圧接し、フランジ本体１は出力軸３
１に固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の固定フラン
ジにおいては、嵌合面２の内径が出力軸３１の直径より
所定長大きく設定されているため、図８に示すように嵌
合面２と出力軸３１の外周面３１ａとの間に間隙７が形
成される。このため、固定時に均等に固定ボルト４をね
じ孔３に対して螺入しなかった場合、間隙７の半径方向
における幅が円周方向において一定とならなくなる。間
隙７の幅が円周方向において一定でないとき、固定フラ
ンジの中心軸線Ｌｆと出力軸３１の中心軸線Ｌｓとは一
致しない。この固定フランジと出力軸３１との軸心のず
れにより、固定状態にある固定フランジ及び出力軸３１
の動的なバランスがくずれるため、回転時に回転速度に
対応する振動が固定フランジ及び出力軸３１に発生す
る。

【０００７】振動の発生は、回転工具３２によって加工
されるものの加工精度を悪化させ、さらに回転工具３２
の寿命を低下させる。振動の発生を抑制するためには、
固定ボルト４の挿入量を調整したり、あるいはバランス
ウェイトをフランジ本体に固着したりする作業が必要と
なり、これらの作業は煩雑である。

【０００８】本発明の目的は、上記の課題を解決するた
め回転軸に対して容易に固定状態又は非固定状態にで
き、かつ固定時に回転軸に対して軸心を一致させること
ができる固定フランジを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、回転軸に嵌合して固定されるフランジ本体
を備えた固定フランジであって、軸方向における両端部
付近が前記回転軸に対して締まりばめの内径を有し、か
つ中央部に向かって漸次内径が大きくなるように前記フ
ランジ本体に形成された嵌合孔と、軸方向における中央
部付近でフランジ本体の外周面から前記嵌合孔に向かっ
て切り込まれた環状溝と、フランジ本体の端面から前記
環状溝の一方の内側面に貫通した挿通孔と、前記環状溝
の他方の内側面において前記挿通孔の延長位置に設けら
れたねじ孔と、前記挿通孔より径が大きい頭部を有し、
回転軸に対するフランジ本体の着脱時に、前記挿通孔に
挿通した状態で前記ねじ孔にねじ込まれて、前記環状溝
の開口縁部の幅を狭くするとともに前記嵌合孔の両端部
付近の内径を広げるようにフランジ本体を弾性変形さ
せ、回転軸に対するフランジ本体の固定時に、フランジ
本体から取り外される拘束ねじとを備えたことを特徴と
する。

【００１０】

【作用】上記の手段によれば、挿通孔に挿通した状態で
ねじ孔にねじ込まれた拘束ねじが、回転軸に対するフラ
ンジ本体の着脱時に、環状溝の開口縁部の幅を狭くする
とともに嵌合孔の両端部付近の内径を広げるようにフラ
ンジ本体を弾性変形させることにより、嵌合孔の両端部
付近の内径が締まりばめの内径より広がってフランジ本
体が回転軸に対して着脱可能になり、また回転軸に対す
るフランジ本体の固定時に、拘束ねじをフランジ本体か
ら取り外すことにより、嵌合孔の両端部付近の内径が締
まりばめの内径となってフランジ本体が回転軸に締結固
定される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、以下に説明する各図面において図７に基づい
て説明した部材に対応する部材については、同一符号を
付して説明を省略する。

【００１２】図３及び図４は、それぞれ異なる状態にお
ける本発明の一実施例を示す軸方向断面図である。フラ
ンジ本体１は、特殊鋼を熱処理した後に加工して形成し
たものであり、一定範囲内の外力が加えられた場合に弾
性的に変形する。

【００１３】フランジ本体１の外周面１ａには、環状の
溝１１が半径方向に向かって切り込まれている。さら
に、フランジ本体１には、一端面から溝１１の一方の内
側面に貫通する挿通孔１２が形成され、さらに溝１１の
他方の内側面における挿通孔１２の延長位置にねじ孔１
３が形成されている。

【００１４】図５は図３に示したフランジ本体を矢印Ａ
方向から見たときの正面図である。前記挿通孔１２及び
ねじ孔１３は、円周方向において等間隔で複数形成され
ている。

【００１５】図３に示す状態のフランジ本体１に対し
て、拘束ねじであるボルト１４を各挿通孔１２に挿入
し、さらにボルト１４に形成された螺刻部１４ａをねじ
孔１３に螺入していくことにより、ボルト１４の頭部１
４ｂがフランジ本体１の端面に当接する。この状態から
各ボルト１４を均等に挿入方向に回転させることによ
り、図４に示すように溝１１を中間に介在させてフラン
ジ本体１に対して螺刻部１４ａが矢印Ｆ１方向の力を、
頭部１４ｂが矢印Ｆ２方向の力をそれぞれ作用させるた
め、溝１１の軸方向における開口幅が狭くなるようにフ
ランジ本体１が矢印Ｅ方向に弾性変形し、溝１１の変形
と共に嵌合面１５も弾性変形する。

【００１６】フランジ本体１の内周面を形成する嵌合面
１５は、図３に示すように非変形状態で両側端部付近か
ら中央に向けて漸次深くなるように凹状になっている。
この状態で嵌合面１５の内径は、略中央で最大内径ｒ１
となり、両端部付近で最小内径ｒ２となる。

【００１７】また、嵌合面１５は、図４に示すように弾
性変形状態で両端部付近を除き中心軸線Ｌに対して略平
行な面になっており、この平行面での内径はｒ３とな
る。ここで、ｒ２＜ｒ３＜ｒ１の関係があり、嵌合面１
５の略中央で内径が弾性変形と共にｒ１からｒ３に小さ
くなるのは、嵌合面１５の中央付近が湾出するように弾
性変形するためである。

【００１８】図２は出力軸に対して非固定状態の本実施
例を示す軸方向断面図である。この状態で、フランジ本
体１には、ボルト１４によって弾性変形を生じさせる力
が作用しているため、嵌合面１５の内径はｒ３となって
いる。また出力軸３１の直径はｒであり、嵌合面１５の
内径との関係がｒ＜ｒ３となるようにフランジ本体１は
弾性変形している。このため、フランジ本体１の嵌合面
１５と出力軸３１の外周面３１ａとの間には間隙が生
じ、フランジ本体１は出力軸３１に固定されていない。

【００１９】図１は出力軸に対して固定状態の本実施例
を示す軸方向断面図である。この状態で、フランジ本体
１からは全てのボルト１４が取り外されており、フラン
ジ本体１にはボルト１４による弾性変形を生じさせる力
が作用していないため、嵌合面１５の内径は、出力軸３
１の外周面３１ａに当接していない状態では図３に示し
たように両側端部付近でｒ２に、略中央でｒ１になる。
前述したように出力軸３１の直径はｒであり、嵌合面１
５の内径との関係がｒ２＜ｒとなるように構成されてい
る。このため、出力軸３１の外周面３１ａに嵌合した嵌
合面１５は、両端部付近が外周面３１ａに圧接し、フラ
ンジ本体１は出力軸３１に締結固定される。

【００２０】固定状態にあるフランジ本体１を非固定状
態とするには、フランジ本体１に挿入されたボルト１４
によって溝１１の開口幅が狭くなるようにフランジ本体
１を弾性変形させることにより、前述したように嵌合面
１５の内径がｒ３となりフランジ本体１は出力軸３１に
対して非固定状態になる。

【００２１】以上、説明したように、ボルト１４の螺刻
部１４ａをねじ孔１３に所定量螺入することにより、嵌
合面１５の両端部での内径が拡大するようにフランジ本
体１を弾性変形させることができるため、出力軸３１に
対して固定状態にある固定フランジを容易に非固定状態
にすることができ、またボルト１４を取り外すことによ
り、嵌合面１５の両端部での内径が出力軸３１に対する
締まりばめの内径になるので、出力軸３１に対して固定
フランジを容易に固定状態にすることができる。さらに
嵌合面１５の両端部付近が均一に出力軸３１の外周面３
１ａに対して密着するため、固定フランジと出力軸３１
の軸心とを一致させることができる。

【００２２】図６は本実施例における嵌合面の加工方法
の説明図である。

【００２３】フランジ本体１には、溝１１，挿通孔１２
及びねじ孔１３が形成され、さらに嵌合面１５として加
工される加工面１６が形成される。加工面１６は、フラ
ンジ本体１が弾性変形していない状態で、中心軸線Ｌを
中心として内径ｒ３の面により形成されている。

【００２４】次にボルト１４が挿通孔１２に挿入され、
所定の深さまでねじ孔１３に螺刻部１４ａが螺入される
ことにより、ボルト１４によってフランジ本体１に矢印
Ｆ１方向及び矢印Ｆ２方向の力が加わって加工面１６を
中心軸線Ｌの方向に湾出させるようにフランジ本体１が
弾性変形する。この時、加工面１６は、軸方向における
中央位置の内径がｒ４になるまで湾出させられる。ここ
で、出力軸３１の直径と加工面１６の内径と嵌合面１５
の内径との関係はｒ４＜ｒ＜ｒ３となる。

【００２５】加工面１６は、内径がｒ３より内側に突出
した湾出部を研削加工されることにより、フランジ本体
１が弾性変形した状態で両端部付近以外の領域が中心軸
線Ｌと平行な嵌合面１５に形成される。

【００２６】この後、ボルト１４をフランジ本体１から
抜き取ることにより、フランジ本体１に加っていた矢印
Ｆ１方向及び矢印Ｆ２方向の力が消失するため、フラン
ジ本体が非弾性変形状態となり、嵌合面１５が図３に示
す形状となる。

【００２７】以上説明した嵌合面の加工方法によれば、
加工面１６を直線的に研削加工することにより、フラン
ジ本体１が弾性変形していない状態で、中央部に向かっ
て内径が漸次拡大する嵌合面１５を加工できるため、嵌
合面１５の加工工程を簡素化することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、挿
通孔に挿通した状態でねじ孔にねじ込まれた拘束ねじ
が、回転軸に対するフランジ本体の着脱時に、環状溝の
開口縁部の幅を狭くするとともに嵌合孔の両端部付近の
内径を広げるようにフランジ本体を弾性変形させること
により、嵌合孔の両端部付近の内径が締まりばめの内径
より広がってフランジ本体が回転軸に対して着脱可能に
なり、かつ回転軸に対するフランジ本体の固定時に、拘
束ねじをフランジ本体から取り外すことにより、嵌合孔
の両端部付近の内径が締まりばめの内径となってフラン
ジ本体が回転軸に締結固定されるので、フランジ本体を
回転軸に対して容易に着脱することができる。また、回
転軸に対するフランジ本体の固定時には、嵌合孔の両端
部が均一に収縮することにより、フランジ本体を回転軸
の軸心に対して常に一定の位置にすることができるの
で、フランジ本体の軸心と回転軸の軸心とを容易に一致
させることができる。また、回転軸に対するフランジ本
体の固定時には、拘束ねじがフランジ本体から取り外さ
れていることにより、回転時のフランジ本体を軽量化す
ることができ、かつ拘束手段の変形や破壊等による事故
を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】出力軸に対して固定状態である本発明の一実施
例を示す軸方向断面図である。

【図２】出力軸に対して非固定状態である本実施例を示
す軸方向断面図である。

【図３】非弾性変形状態にある本実施例を示す軸方向断
面図である。

【図４】弾性変形状態にある本実施例を示す軸方向断面
図である。

【図５】図３に示したフランジ本体を矢印Ａ方向から見
たときの正面図である。

【図６】本実施例における嵌合面の加工方法の説明図で
ある。

【図７】従来の固定フランジの一例を示す軸方向断面図
である。

【図８】従来の固定フランジにおける課題の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…フランジ本体、 １１…溝、 １２…挿通孔、 １
３…ねじ孔、 １４…ボルト、 １４ａ…螺刻部、 １
４ｂ…頭部、 １５…嵌合面、 １６…加工面、３１…
出力軸、 ３１ａ…外周面。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に嵌合して固定されるフランジ本
   体を備えた固定フランジであって、 軸方向における両端部付近が前記回転軸に対して締まり
   ばめの内径を有し、かつ中央部に向かって漸次内径が大
   きくなるように前記フランジ本体に形成された嵌合孔
   と、 軸方向における中央部付近でフランジ本体の外周面から
   前記嵌合孔に向かって切り込まれた環状溝と、 フランジ本体の端面から前記環状溝の一方の内側面に貫
   通した挿通孔と、 前記環状溝の他方の内側面において前記挿通孔の延長位
   置に設けられたねじ孔と、 前記挿通孔より径が大きい頭部を有し、回転軸に対する
   フランジ本体の着脱時に、前記挿通孔に挿通した状態で
   前記ねじ孔にねじ込まれて、前記環状溝の開口縁部の幅
   を狭くするとともに前記嵌合孔の両端部付近の内径を広
   げるようにフランジ本体を弾性変形させ、回転軸に対す
   るフランジ本体の固定時に、フランジ本体から取り外さ
   れる拘束ねじと、 を備えたことを特徴とする固定フランジ。