JP3145890B2 - 二構成要素間の精密アセンブリ - Google Patents

二構成要素間の精密アセンブリ

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JP3145890B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第一構成要素に雌型部
を有し、第二構成要素に雄型部を有する、大きな締付力
と迅速な切換機能を備えた二構成要素間の精密アセンブ
リに関するものである。
【０００２】本発明は一般的には精密機構に関するもの
であるにも関わらず、締めたり緩めたりする際に支持部
に構成要素を容易かつ迅速にしっかり仮固定することが
望まれる他の数多の応用が可能である。高い締付け精度
（構成要素の芯出し）、あらゆる方向の荷重に対して抵
抗力のある大きな締付力、迅速な切換機能、ならびに最
低可能コストで生産できる構造を実現できることが望ま
れる。
【０００３】
【従来の技術】前述の要求事項をある程度まで満足でき
る締付装置は存在している。これらの装置は、主として
その構造上の複雑さから、たいていは所要条件のいずれ
かについて弱点を有し、比較的高コストなものである。
更に、これらの構造は、小型構成要素に適用できないこ
とが多く、例えば、全体が円筒形の構成要素を考えた場
合、直径１５ｍｍ程度の構成要素を組み付けられること
が望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】二構成要素を締めて組
み付けるのに偏心機構またはカムが知られている。しか
しながら、そのような場合には二つの矛盾する問題が生
じる。即ち、組み付ける構成要素間の軸方向の移動を比
較的大きくするために偏心機構を大きくすると、締付力
があまり高くならず、精密構造におけるアセンブリの品
質を損なう場合があり、その反対に、偏心機構が小さい
と高い締付力は得られるものの、この場合には、構成要
素間の可能移動が非常に短くなり、あらゆる連結具の荷
重に対して大きな剛性を提供する上で不可欠な全部の要
求事項を満足しながら二構成要素の位置決め、特に雌型
構成要素の中の雄型構成要素の位置決め、を得ることは
不可能である。
【０００５】また、二構成要素間の大きなねじり荷重の
伝達も出来るアセンブリを得ることが望まれる場合に
は、これら荷重を伝達できる要素を設ける必要がある。
唯一の方法は、回転軸の周りに設けられ、雌型要素と共
働する雄型要素を使用することである。この場合、一方
で二構成要素を軸方向に保持し、他方でねじり荷重の伝
達ができるアセンブリを得るために、組み付けられる二
構成要素間が比較的十分に軸方向移動ができる必要があ
る。また、高速かつ精密にこの組付けならびに分解が実
施できることは、比較的体積の小さい構成要素でさえ
も、とりわけ完璧に達成されるべきこれら全部の機能に
とって極めて有用である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来技
術の欠点を軽減する、そのようなアセンブリを提案する
ことである。本発明によるアセンブリは、第一構成要素
に雌型部を有し、第二構成要素に雄型部を有する二構成
要素間において、雌型部は連結具を装着する軸方向の開
口部を有してなり、連結具の一端には差込式取付具の雌
型部を構成するようにされた開口状の差込式取付部が設
けられ、更に連結具は、第一構成要素の開口部を横断す
るように設けられた二個の交差孔に収容される二個の軸
部が設けられた主軸を通す交差通路を備えており、ま
た、上記主軸の二個の軸部間にはカムが設けられ、上記
軸部の間の連結具の交差通路の内側部に上記カムが配置
され、該カムの横切断面には少なくとも二箇所の対向す
る壁があり、その距離は連結具の交差通路の軸方向に対
向する二枚の壁の間の距離よりも小さく形成され、第二
構成要素の雄型部は、連結具の雌型部と共働して二構成
要素を軸方向に固定する差込式取付具の雄型部を構成す
るようにされた一端部と、前記開口部の直径と略一致す
る軸部とからなり、前記差込式取付具の一端部を構成す
る係合要素を連結具の通孔部を通過させて孔部に挿入
し、二構成要素を相対的に任意角度回転させることによ
り、各構成要素の軸方向移動を不能とし、前記主軸は、
連結具の交差通路の壁に対するカムの作用により二構成
要素を締めたり緩めたりするために回転される手段が設
けられていることを特徴とするものである。
【０００７】本発明の利点は以下の通りである。まず、
差込式取付具を使用することによって、二構成要素の軸
方向の固定が容易に達成される。雌型構成要素の開口部
の中を移動できる連結具と、軸方向の間隙を許容する形
状および寸法の交差通路壁に作用するカムを利用するこ
とにより、組付けおよび分解の速さが向上する。現実に
は、カムと連結具が静止しているときに、差込式取付具
の雄型部を雌型部にかみ合わせ、好ましくは９０°回転
させて確実に軸方向に保持させ、その後、締付け方向に
連結具を移動するために交差主軸を作用させる、すなわ
ち、雄型部と雌型部を密着状態にさせるだけで十分であ
る。
【０００８】実施例によれば、戻し手段、特にばねは、
連結具に作用して、連結具を静止位置方向に押しやり、
それにより、二構成要素を緩めるときに開口部の外側に
向かって連結具を最大移動できるようにして、二構成要
素を分解できるようにする。
【０００９】二構成要素間の軸方向の移動は、アセンブ
リがねじり荷重も伝達しなくてはならないとき、およ
び、回転軸の周りにある雄型部の雄型要素が雌型部の雌
型要素と結合しなくてはならないときに、特に重要であ
る。実際には、このような作業が可能なアセンブリの場
合、差込式取付具の周りに二構成要素を回転するときに
雌型部の表面と接触しないようにねじり荷重を伝達でき
るようにするために、組付けられる二構成要素の軸受け
面の間の距離が雄型構成要素にとって十分な距離である
ことが要求される。それ故、これは、一好適実施例によ
れば、ばねによって前方に押される連結具の軸方向の移
動の働きにより得られる。このように、差込式の取付け
を達成するために構成要素が回転されると、ねじり荷重
を伝達する雄型要素と雌型要素が同時に向かい合わせら
れ、カムを用いて交差主軸を動かすことにより、連結具
に対する作用がばねに作用し、二部分を相互に近づけ、
それらを締め付ける。
【００１０】別の実施例によれば、組付け時に迅速かつ
容易な芯合わせを得るために、無限に小さなはめあい間
隙にも関わらず、差込式取付具の雄型部にあるスタブ
と、連結具の軸上の差込式取付具の雌型部にある孔部と
によって、差込取付け時に雄型部と雌型部が予め案内さ
れる。
【００１１】一方向にだけ作動することによってアセン
ブリを締めたり緩めたりするために、カムの輪郭は、そ
の側面に沿って非対称な構造を有する。従って、静止位
置において、旋回軸および交差軸への距離が、他のカム
軸受け面への距離よりも小さい平坦部が、組付け側とは
反対側にある交差通路の壁と接触し、この小平坦部の隣
には、差込式取付具の雄型部が雌型部にかみ合わせられ
た後、恐らくは雄型部と雌型部がねじり荷重を記録器に
伝達できるようにした後に、二構成要素が相互に急速接
近できるようにする急増勾配を有する第一区分があり、
その隣には、構成要素間の高締付力を提供するために緩
やかな一定変化勾配を備えた区分があり、その隣には、
旋回軸と同心な短い円弧があり、その隣には、アセンブ
リを静止状態で開いたままにできるようにする、平坦部
で終わる急減勾配を備えた区分がある。最後の急変化区
分と、円弧形区分により、アセンブリが誤った方向に締
め付けられるのを防止することが可能となる。事実、必
ず交差主軸を所定方向に回転しているときに締付けが生
じることが好ましい。そのために、この方向を示す矢印
が第二構成要素上に記される。それにも関わらず、誰か
が誤った方向に回転して締付けを行おうとした場合に
は、極めて緩やかな勾配によりシステムの故障が防止さ
れる。
【００１２】このように、本発明による装置は、その最
も完璧な仕様において、非対称な輪郭を有し、その距離
が連結具の交差ハウジングの二壁間の距離よりも小さい
対向する少なくとも二部分を有し、それによりカムの前
記部分が最適に配向された場合に軸方向の移動が可能と
なるためにカムと接触するカムの働きと、ならびに、連
結具を常に外側に押し続けるばねの働きにより、迅速か
つ精密に、高い締付力で二構成要素を組付けることが出
来る。
【００１３】
【実施例】図１から図３までを参照しながら、組み付け
られる二構成要素を以下に説明する。雌型部が設けられ
ている構成要素１は本体２より成り、本体２は何れか所
望の形状で構わないのだが、単純化するために、但しこ
れによって何ら制限が課せられることはないのだが、発
明者等は外径の円筒形の本体２を選択した。本体２に
は、高精密に仕上げた大径部とその奥側の小径部とから
なる開口部３が設けられており、その内側には断面が角
を丸めた長方形である交差通路５を有する連結具４があ
り、連結具４を介してその端部に雄型構成要素２１への
結合が行われる。上記連結具４には、長楕円形の通孔部
６ａと、これに連接した円筒形の孔部６ｂとを備えてな
る雌型差込式の取付部６が設けられており、この円筒形
の孔部６ｂはその直径が少なくとも長楕円形の通孔部６
ａの縦長さに等しい円形をしてなる。本体２には、直径
の異なる二本の交差孔７と８が上記開口部３を横断する
ようにして設けられており、それらの中には二個の軸部
１０と１１を有する主軸９（図７）が収まっており、軸
部１０と１１の寸法は本体の二本の交差通路７と８の寸
法に一致している。主軸９は大経の軸部１０と小経の軸
部１１の間にカム１２を有した形状に構成されてなる。
【００１４】連結具４の交差通路５の内部には、主軸９
のカム１２が偏心部品として配置されている。主軸９
は、一方では図２に示す固定ネジ１３によって、他方で
は図７に示す段部１４によって、本体２に軸方向に保持
される。主軸９の直径が大きい方の軸部１０の外側面部
には、適合形状および適合寸法の雄型工具によって主軸
９を回転するための、好ましくは六角形の開口溝１５が
設けられている。最後に、開口部３の直径が小さい方の
延長奥部にばね１６が収容され、開口部３内に装着した
連結具４の端面に押圧作用し、常に連結具４を開口外側
に押圧している。言い換えると、交差通路５の対応表面
を主軸９のカム１２に押し付けている。一方、本体２に
は連結具４に対峙してスクリュ１７を装着してあり、こ
のスクリュ７の回動により、上記ばね１６の押す力を調
整することが出来る。本体２には、ねじり荷重が伝達で
きるように、雄型部である他方の構成要素２１の二個の
対応雄型構成要素であるキー２７を係合する少なくとも
二個の切欠き部１８が設けられている。この二個の切欠
き部１８は、図２に示すように、上記した長楕円形の通
孔部６ａの長手方向に対し直交位置に配設されている。
本体２には、組付け時に、他方の構成要素２１の二本の
通路３０に対応する二本の通路２０を有しており、相互
に連通して液体を流すことが出来る。
【００１５】他方の構成要素２１は、ここでは、単純化
するという理由から、やはり円筒形の本体２２を有する
が、これはいずれか制限を課すものではない。本体２２
には、一方の構成要素１の開口部３の直径よりも僅かに
小さい直径を有し、且つ、組付け時の芯合わせを補助す
るために面取りが施された軸部２３が設けられている。
この軸部２３の先端部には、連結具４の長楕円形の通孔
部６ａに寸法が一致する角を丸めた長方形の係合要素２
４ｂを備えた円筒形の突起２４ａから構成されている雄
型の差込式取付具２４が設けられている。この差込式取
付具２４の雌型の取付部６に対する位置決めするときの
芯合わせのために、雄型部の前方部分には、連結具４の
交差通路５の内側を潤滑する円筒形の孔部６ｂの奥部に
ある孔２６と共働させるための芯合わせスタブ２５が設
けられている。
【００１６】雄型の構成要素２１には、スクリュ２８に
よってハウジング２９に固定される二個のキー２７（係
合子）が設けられており、この係合子たるキー２７は、
二個の溝からなる上記ハウジング２９内に位置してその
一部先端をハウジング２９から突出しており、二つの構
成要素１と２１が組み付けられるときに雌型部の切欠き
部１８に係合するように共働する。また、雄型の本体２
２には、雌型の本体２の通路２０と共働して液体を通す
通路３０が設けられている。雌型の構成要素１に対する
上記キー２７の配置は、雄型および雌型の各構成要素
１、２１が係合させられ、雄型の構成要素２１である差
込式取付具２４が約９０°回転して固定されたときに、
上記キー２７が構成要素１の切欠き部１８に対峙するよ
うな配置になっている（図５）。すなわち、図５に示す
ように、取付具２４の長方形の係合要素２４ｂを同形状
にて形成された連結具４の長楕円形の通孔部６ａを通過
させて円筒形の孔部６ｂに挿入し、次に、構成要素１と
２１を相対的に９０°回転させることにより、上記キー
２７が構成要素１の切欠き部１８に対峙する位置に配置
される。そこで、構成要素１と２１を後述するように主
軸９の回転により近接させてキー２７を切欠き部１８に
係合させる。
【００１７】すなわち、主軸９を図５に示すように矢印
３４の方向に適当な工具で回転して、主軸９のヘッドに
付いている基準マーク３３を基準マーク３１と基準マー
ク３２の間を通過させることによって、二個の構成要素
１と２１は、ばね１６の弾力に抗して相互に近接されて
（構成要素２１が構成要素１側に軸部２３の軸長さ分引
き寄せられる）、図６に示されているように、軸方向に
も回転方向にも締付けられる。すなわち、軸方向の締付
けは、連結具４の交差通路５の壁５ａに作用して、それ
をばね１６に押し当てるのと同時に差込式取付具２４に
よって構成要素１を引張って構成要素２１に当てるカム
１２によって得られる。このように、二構成要素１と２
１は差込式取付具２４によって軸方向に保持され、ねじ
り荷重はキー２７によって伝達される。
【００１８】このアセンブリの重要部分は、主軸９の下
側から見た図８に示されたカム１２の形状にある。ここ
では交差通路５の内部に配置されているこのカム１２
は、交差通路５の壁５ａと接触状態となるときに、二構
成要素１，２１の緩め位置に対応する平坦部Ｐを有す
る。この図８に記載されている矢印Ｆは、締付けを得る
ために主軸９を回転した方向を示す。
【００１９】図８に記載されているカム１２の平坦部Ｐ
の締付け方向とは反対側の隣には、特に前図記載の二構
成要素１，２１の場合は、切欠き部１８へのキー２７の
かみ合わせ対応する、二構成要素１と２１の相互急速接
近を可能にする、勾配が急増変化する第一区分Ｓ１があ
り、その隣には、強力で効果的な締付けが得られる、勾
配が徐々に一定増変化する区分Ｘがある。現実には、締
付けは、区分Ｘの中に含まれる区分Ｙで得られなくては
ならない。しかしながら、種々の材料の弾性ならびに製
造時誤差を考慮に入れるために、締付けは区分Ｘの範囲
内で得られなくてはならないと仮定している。その隣に
は、旋回軸Ａに芯合わせされた円弧に対応し、カム１２
の完全輪郭の基準管理部分として作用する短い区分Ｓ２
が続き、更にその隣には、誤った方向へのカム主軸回転
により締付けシステムが故障するのを防止するために非
常に急勾配の傾斜を有する区分Ｓ３が続いている。
【００２０】このカム１２の形状以外に、アセンブリの
正しい動作に交差通路５の寸法が重要な役割を演じてい
ることを強調することも重要である。このように、交差
通路５の寸法について説明すると、特に側壁に対してカ
ム１２を正しく作動できることが必要であり、そのため
に、交差通路５はカム１２の上側寸法よりも大きな寸法
を有している。また、平坦部Ｐが壁５ａと接触状態のと
きに分解位置で十分な軸方向間隙が連結具４に与えられ
るように、カム１２の平坦部Ｐと区分Ｘの間の寸法は、
交差通路５の壁５ａの間の軸方向の距離よりずっと小さ
い寸法となっている。好ましくない環境で非常に長い間
組み付けられていた後に「結着」が生じる場合があり、
緩める際にばね力が不十分でアセンブリを自由にしてや
ることができないときには、カム１２を連結具４を分解
方向に押すこともできる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、差込式取付具を使用す
ることによって、二構成要素の軸方向の固定が容易に達
成される。また雌型構成要素の開口部の中を移動できる
連結具と、軸方向の間隙を許容する形状および寸法の交
差通路壁に作用するカムを利用することにより、組付け
および分解の速さが向上する。
【００２２】また最後の急変化区分と、円弧形区分によ
り、アセンブリが誤った方向に締め付けられるのを防止
することが可能となる。さらに誰かが誤った方向に回転
して締付けを行おうとした場合には、極めて緩やかな勾
配によりシステムの故障が防止される。連結具を常に外
側に押し続けるばねの働きにより、迅速かつ精密に、高
い締付力で二構成要素を組付けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】雌型部が設けられている構成要素の軸方向断面
図である。
【図２】前述の構成要素の側面図である。
【図３】雄型部が設けられている構成要素の側面図であ
る。
【図４】図３の構成要素の側面図である。
【図５】部分的にかみ合わされている二個の構成要素の
側面図で、部分的に断面図となっている。
【図６】二構成要素が組付け位置にあるときの、雌型部
が設けられている構成要素の軸方向断面図である。
【図７】締付けたり緩めたりするための交差主軸の側面
図である。
【図８】連結具の交差ハウジングの内側のカムの輪郭の
拡大線図である。
【符号の説明】
１ 構成要素 ２ 本体 ３ 開口部 ４ 連結具 ５ 交差通路 ６ 差込式取付部 ６ａ 長楕円形の通孔部 ６ｂ 円筒形の孔部 ７、８ 交差孔 ９ 主軸 １０、１１ 軸部 １２ カム １３ 固定ネジ １４ 段部 １５ 開口溝 １６ ばね １７ スクリュ １８ 切欠き部 ２０ 通路 ２１ 構成要素 ２２ 本体 ２３ 軸部 ２４ 差込式取付具 ２４ａ 突起 ２４ｂ 長方形の係合要素 ２５ 芯合わせスタブ ２６ 孔 ２７ キー ２８ スクリュ ２９ ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16B 2/00 - 2/24 F16B 7/00 - 7/22

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一構成要素に雌型部を有し、第二構成
    要素に雄型部を有する二構成要素間の精密アセンブリに
    おいて、 雌型部は連結具を装着する軸方向の開口部を有してな
    り、連結具の一端には差込式取付具の雌型部を構成する
    ようにされた開口状の差込式取付部が設けられ、更に連
    結具は、第一構成要素の開口部を横断するように設けら
    れた二個の交差孔に収容される二個の軸部が設けられた
    主軸を通す交差通路を備えており、 また、上記主軸の二個の軸部間にはカムが設けられ、上
    記軸部の間の連結具の交差通路の内側部に上記カムが配
    置され、該カムの横切断面には少なくとも二箇所の対向
    する壁があり、その距離は連結具の交差通路の軸方向に
    対向する二枚の壁の間の距離よりも小さく形成され、 第二構成要素の雄型部は、連結具の雌型部と共働して二
    構成要素を軸方向に固定する差込式取付具の雄型部を構
    成するようにされた一端部と、前記開口部の直径と略一
    致する軸部とからなり、 前記差込式取付具の一端部を構成する係合要素を連結具
    の通孔部を通過させて孔部に挿入し、二構成要素を相対
    的に任意角度回転させることにより、各構成要素の軸方
    向移動を不能とし、 前記主軸は、連結具の交差通路の壁に対するカムの作用
    により二構成要素を締めたり緩めたりするために回転さ
    れる手段が設けられていることを特徴とするアセンブ
    リ。
  2. 【請求項２】 組み付けられた二構成要素の間のねじり
    荷重を伝達するために、雄型部の側方表面近くに、雌型
    部の側方表面にある合わせ切欠き部と共働させる係合子
    を具備することを特徴とする前記請求項１に記載のアセ
    ンブリ。
  3. 【請求項３】 雄型部に、第一構成要素の開口部に第二
    構成要素の軸部がかみ合う前に二構成要素の芯合わせを
    するために連結具の孔と共働する雄型のガイド要素が設
    けられていることを特徴とする前記請求項１又は２に記
    載のアセンブリ。
  4. 【請求項４】 前記主軸のカムは、前記主軸の一回転方
    向にのみ締付けができるように軸平面について非対称な
    輪郭を有しており、その輪郭は、差込式取付具の雄型部
    が対応する雌型部にかみ合わせられた後に二構成要素が
    相互に急速接近できるようにする急増勾配を備えた区分
    と、それに続く、構成要素間の高締付け力を提供するた
    めに緩やかな一定変化勾配を備えた区分と、それに続
    く、旋回軸と同心の短い円弧と、それに続く平坦部で終
    わる急減勾配を備えた区分を有することを特徴とする前
    記請求項１及至３に記載のアセンブリ。
  5. 【請求項５】 前記連結具は、第二構成要素にカムを押
    し付ける軸方向の戻り力を受けることを特徴とする前記
    請求項１及至４に記載のアセンブリ。
  6. 【請求項６】 前記戻り力は、第一構成要素の開口部の
    底部のハウジング内にあるばねによって生じることを特
    徴とする前記請求項４に記載のアセンブリ。
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