JP5290953B2 - 半手動式又は完全自動式多結合システム及びその取付方法 - Google Patents

Description

第１態様において、本発明は、継手ユニットと、継手ユニットが据え付けられるホルダブロックと、継手ユニットをホルダブロックに固定するロックナットとを含む流体継手機器に関し、
継手ユニットは、流体ホースへの接続のためのホース連結端と、相補的な継手ユニットと相互接続するためのノーズ端とを有し、
ノーズ端にはロックナットと協働する外ねじが備えられることにより、ロックナットは、取付け位置において、継手ユニットをホルダブロックに固定する。

第２態様において、本発明は、本発明の流体継手機器に使用するロックナットに関する。
第３態様において、本発明は、本発明の流体継手ナットにおいて、流体継手ユニットをホルダブロックに取付ける取付工具に関する。

第４態様において、本発明は、流体継手ユニットのホルダブロックへの取付け方法に関し、
−流体継手ユニットは、流体継手ユニットがホースと接続される側から、ホルダブロックの貫通穴に挿入され、
−ロックリングは、ホルダブロックの反対側において、流体継手ユニットにねじ止めされる。

掘削機等の工作機械は、様々な種類の工具と共に使用できるように設計されることが多い。１つの工具から他の工具への交換には、機械的接続、流体接続及び電気的接続等の様々な接続を必要とする。工具の作動は、通常は液圧式である。工具の交換を容易にするために、液圧式機械用の様々な種類の迅速継手システムが以前から知られている。これらは、異なる範囲で自動式であってもよく、また、操作者がいたずらに運転室から離れる必要がなく、交換が行われ得ることが望ましい。

複数の液圧ホースを相互接続するための半手動式又は完全自動式多結合システムにおいて、継手ユニットの１つは、ホルダブロック等の取付要素に対して安全且つ堅固に固定され得ることが重要である。このような多結合システムにおいて、機能原理としては、継手ユニットの１つがホルダブロックに固定式に組み付けられると共に、他の継手ユニットが、システムの遊び及び製造誤差を吸収できるように、取付要素に柔軟に取付けられることである。継手ユニットは、雌継手ユニットと、雄継手ユニットとからなる。通常では、固定式に据え付けられるのは雌継手であり、柔軟に据え付けられるのは雄継手であるが、必ずしもそのように取付けられる訳ではない。固定された継手ユニットの適切な取付けを確実にすることが重要である。流体分野における発展により作業圧力が急速に高まっており、これは、継手ユニット間における離脱力が増加することを意味しており、それ故、このような取付けに対する負荷がより大きくなる。鋼鋏、液圧ハンマー、バイブレータキャリッジ、ふるいバケット等の形態をなす工具の使用の増加は、工具キャリアの流体システムに脈動を与え、これはまた、継手ユニットの取付け部により多くの負担をかけることになる。

頻繁に生じる別の問題としては、継手同士の間における空間の狭さ及び欠如である。これは、より多くの機能及びより高い油流に対して継続した需要が増加しているためであり、更に、より大きな継手寸法等への必要性を意味する。継手及びホース連結部の据付け及び取り外しに関連して、工具を据え付けるための空間及び余地は、別の制限要因となる。

固定式に取付けられる継手ユニット−通常は固定式に取付けられるため、以下では雌継手ユニットと呼ぶ−は、通常、ホルダブロックの穴に装着され、継手ユニットのホース連結端は、ホルダブロックの一方側に載置されており、そのノーズ端、即ち雄継手ユニットと相互連結される端部は、ホルダブロックの反対端に載置される。

そのような連結には、雌継手ユニットをホルダブロックに装着するために、様々な代替方法がある。
第１の方法としては、継手ユニットをサークリップによって、そのノーズ端の所定位置に据え付けることである。この方法の利点としては、安価であると共に、継手の取付けが容易である。付加的な利点としては、後方から取付けられる、即ち、継手ユニットがホース連結側からホルダブロックの穴に挿入されることであり、これにより、装着に先だって、接続継手やＬ字継手や液圧ホースの事前取付けが可能になる。ここでの問題点としては、接合部の遊びが完全に無くならないことであり、そのため、脈動及び高圧サージの場合には、サークリップの磨耗及び破損の可能性がある。流体システムにおける大きな離脱力において、明らかな限界を有する。

別の方法としては、継手ユニットが後方からねじ式に取付ける方法がある。これは、各継手ユニットが個々に締結され、或いは、複数の継手ユニットがホルダブロックに連結された固定板によって集合的に締結されることによって行われてもよい。これら２つの取付け方法は、脈動及び振動に抗する安定的な接続をもたらす。欠点としては、作業現場での修理取付けにおいて、接近するのが困難なことである。更に、個々の取付けの場合には、僅かな空間しかないために、取付け部に対して十分な寸法を得ることができないことが多い。後者の問題点は、集合的な取付けの場合には回避されるが、他方では、１つの継手のみを交換する場合に大きな問題が生じる。

第３の方法としては、継手ユニットをねじ式取付け法で、ノーズ端にロックユニットによって取付けることである。この方法により、安定性があり、遊びがなく、更に、脈動及び振動に対して良好な抵抗力を有する接合部がもたらされる。また、適切に寸法が決められるならば、この方法により、流体システムにおいて大きな離脱力に抵抗する強力な接合部がもたらされる。付加的な利点としては、継手が後方から取付けられることであり、これにより、装着に先だって、Ｌ字継手、管継手、又は液圧ホースの事前取付けが可能になる。欠点としては、この方法は、継手を取付け／取外すために、適切に寸法が決められたロックナット及び取付工具に対して相対的に大きな空間を必要とすることである。

本発明に係る流体継手機器は、上記の最後に述べた代替物に対応する種類のものである。

本発明の目的は、このような流体継手機器に関連する欠点を克服することである。

本発明の第１態様において、問題となっている種類の流体継手機器は、ロックナットが回転可能な対称外輪郭を有し、この外輪郭には外周上に配置された複数の溝が設けられており、この溝がホルダブロックから外方に向くロックナットの端部から軸方向内方に延出するという特徴を有する。このことによって、上記目的が達せられる。

この軸方向溝により、ロックナットは、径方向において相当な空間を必要とすることなく回転させられ得、溝はトルクの均一な適用のために使用され得る。
それ故、本発明機器によって、ノーズ端におけるロックナットの原理に基づく、既に周知の取付け法に関連する欠点は、取り除かれる。

本構成は、遊びのない安定した接合部をもたらし、これは、脈動及び振動する液圧工具と合わせて使用され得る。本構成は、安定性を有すると共に部品の緩みを防止する。本機器は、１２００バールまでの非常に高い圧力ピークに抵抗し得る。前方からの据付けは、継手ユニットを取付ける前に、継手機器の後端に継手及び液圧ホースを事前に取付けるという利点を可能にする。また、各継手ユニットは個々に取付けられるため、最適な修理への利便性をもたらす。

回転可能な対称輪郭は、有利には円柱状である。
本発明の流体継手ユニットの好適な実施形態によれば、各溝の軸方向伸長は、ロックナットの全軸方向伸長よりも小さい。
ホルダブロックに最も近接して、ロックナットは連続する回転可能な対称形、例えば円柱状である部分を有する。その結果、ロックナットのこの部分は、強度の観点から他に必要とされるものよりも薄く形成され得る。これにより、利用可能な空間が更にわずかなものになる。ロックナットの外側部分は、接合部を固定するという内側部分と同じ機能を果たさず、またそれ故、溝の強度低減効果は、いかなる問題も生じさせない。溝はロックナットの軸方向外側部に載置されるため、空間の不足は、ホルダブロックに近くなる程顕著にはならず、そのためトルクの適用がより容易となる。

他の好適な実施形態によれば、溝は、ロックナットの軸方向伸長の５０〜７０パーセントに達する軸方向伸長を有する。
この間隔において、接合部の高強度機能、並びにトルクを適用するための十分な係合、及び必須空間を作り出すべくホルダブロックからの十分に大きい距離を得るために、最適な釣り合いが見出される。

他の好適な実施形態によれば、ロックナットは、ホルダブロックと対向するロックナットの端部から軸方向に延出するねじ部を有すると共に、ロックナットの軸方向伸長の３０〜６０パーセントを含む。

その結果、ロックナットの対応部は、接合部によって与えられる強度要件を受ける一方で、ナットの残りの部分はトルク付与のために最適化させられてもよい。
他の好適な実施形態によれば、溝の数は４から１０である。製造及び強度の観点から、溝の数の最適な釣り合いは、この間に見出される。最も適当なのは、６又は８個の溝である。

他の好適な実施形態によれば、継手ユニットは、雌継手ユニットであると共に、ロックナットの穴は、ホルダブロックから外方に向くロックナットの端部において穴部を有し、この穴部は、端部から内方へ減少する直径を有し、この部分の穴壁は、相補的な雄継手ユニットに対して案内面を形成する。

雄及び雌継手ユニットの相互接続において、これらのユニットが中心に置かれて適切に相互接続されるように、ガイディングインが必要とされる。これは、柔軟に取付けられた雄継手部分が中心に置かれるように案内するガイディングイン機器を、雌継手部分と合わせて配置することにより、最も単純に行われる。通常は、これは、傾斜させられた開口壁を備えたガイディングイン開口を有する特別な板を配置することにより行われる。この好適な実施形態において、ロックナットに傾斜案内面を設けることにより、このようなガイディングイン機能がロックナットに一体化されるため、特別なガイディングイン板の必要性が排除される。このことにより、製造が簡易化されると共に構成要素がより少なくなるため、より大きな操作信頼性が得られる。

他の好適な実施形態によれば、案内面は円錐形状を有する。
円錐形状は、効率のよいガイディングインを単純な方法で可能にすると共に、例えば曲線カーブのような輪郭を有する案内面を備えた減少直径よりも、製造コストの点でより安価である。

他の好適な実施形態によれば、案内面は、３０〜５０度の間隔で、好適には３５〜４５度の間隔で、軸方向に対して角度をなす。
雄継手ユニットが中心に置かれるための迅速且つ安全なガイディングインの最適角度は、この領域内に見出される。

本発明の流体継手ユニットの上記好適な実施形態は、請求項１に従属する請求項において定義される。
本発明の第２態様において、流体継手機器に使用するロックナットは、回転可能な対称外輪郭を有し、この外輪郭には外周上に配置された複数の軸方向溝が形成されるという特徴を有する。このことによって、記載された目的が達成される。

問題となっている機器に使用する時には、本発明のロックナットは、本発明の機器に伴い得られると共に、上記で説明されている対応効果をもたらす。
本発明のロックナットの好適な実施形態において、そのようなロックナットは、本発明の流体継手機器の好適な実施形態のロックナットに与えられている対応する特徴を有する。このことに関連して、上記に示されている対応効果が得られる。

本発明の第３態様によれば、流体継手ユニットを取付ける際に、本発明の取付工具が流体継手機器に含まれるロックナットを回転させるために配置され、取付工具は、内部に、径方向に向けられると共に軸方向に延出する突起が備えられたリングとして形成される。この突起は、ロックナットの軸方向溝に係合するように配置され、またこのリングは、外部に、トルクレンチによるリングの回転を可能にするために配置される手段を有する。

本発明の取付工具によって、本発明に係る流体継手機器は、単純な方法で取付けられ得る。
最後に、本発明の第４態様において、問題となっている種類の取付け方法は、ロックナットがリング状工具によってねじ止めされ、この工具は軸方向に差し込まれると共に、ロックナットの一部を包囲し、ロックリングには軸方向に向けられた溝が設けられると共に、工具には、ロックナットと工具との間の回転可能な固定係合を可能にするために、軸方向に向けられた相補的突起が備えられており、工具はトルク工具によって回転させられるという手段を含む。このことによって、上記目的は達成される。

本発明の方法に関する好適な実施形態によれば、本発明に係る流体継手機器又は本発明に係る流体継手機器の好適な実施形態のいずれかを取付けるために実行される。
その結果、本発明の流体継手機器及びその好適な実施形態によって達成されると共に、上記に説明されている対応効果が得られる。

本発明は、添付の図面を参照して、本発明の有利な実施形態例についての後続の詳細な説明によって詳細に説明される。
これらの図面は、必ずしも正しい縮尺で描かれている訳ではない。

図１は、本発明に含まれる構成要素の斜視図を示しており、ホルダブロック１と、雌型の流体継手ユニット３と、ロックナット５と、取付工具７とを備える。

ホルダブロック１は、工作機械の工具アタッチメントに取付けられており、このホルダブロックは、２個の案内バー１２，１３上を変位可能である。工具が工具アタッチメントと結合させられる時に、機械的な連結、並びに工作機械から工具への流体管の連結が行われる。そのような連結を行う際に、ホルダブロック１の流体継手ユニットは、ホルダブロック１がガイド１２，１３に沿って流体制御により変位させられるために、対応する工具の継手ユニットと相互連結させられる。

ホルダブロックには複数の穴１１が形成されており、この穴１１に流体継手ユニットは取付けられる。図面において、ホルダ部分の左側を、以後、ホルダ部分の裏側１４と称し、反対側をホルダ部分の表側１５と称する。液圧ホース連結部が、裏側１４に配置される一方で、表側は、作業工具の継手ユニットに対して連結されるために配置される。

雌継手ユニット３は、裏側からホルダブロック１の穴１１の１つに挿入されることにより、ホルダブロック１に取付けられる。継手ユニット３は、そのノーズ端３１にねじ３３が形成されている。継手ユニット３が穴１１に配置される時に、ねじを有する継手ユニット３のノーズ端３１は、ホルダブロック１の表側１５まで達する。ロックナット５は、取付工具７によって、継手ユニット３のねじ３３にねじ入れられる。継手ユニット３の反対端３２において、液圧ホースが連結される。

図２は、継手ユニット３のねじ３３に締結されるロックナット５によって、ホルダブロック１に固定して取付けられる継手ユニット３を示す。
図３〜図５には、ロックナット５の構成がより詳細に示されている。ロックナットの外輪郭は、完全に円柱状をなす第１セグメント５１を有し、次に、僅かに円錐状の外側テーパセグメント５２が続く。最も外側には、更なる円柱セグメント５４がある。円錐セグメント５２と円柱セグメント５４との間には、円形アーチ状輪郭を有する移行セグメント５３がある。

更に、外側において、ロックナット５には８個の軸方向に延びる溝５５が形成されており、ロックナットの外側端面５６に達する。各溝５５は、２個の隣接する溝の間の距離に略対応する幅を有する。溝５５はロックナット５上を内方に延び、外側円柱セグメント５４及び円錐セグメント５２まで延出し、そこで円形アーチによって終端となる。

ロックナットは、その内端に面取り６３を有する。
従って、ロックナットの外輪郭は、面取り６３を含む連続円柱面からなる第１部分、即ち第１セグメント５１を有する。円錐セグメント５２、移行セグメント５３及び円柱セグメント５４は、第２部分を形成し、その回転可能な対称輪郭は、溝５５によって分割される。

内部において、ロックナットの内端には、ねじ切りセグメント５７と、次に、短い円柱セグメント５８と、その外側にフランジ５９とが設けられている。
フランジ５９は、その内方対向側に、平坦な半径方向面６０を有すると共に、その外方対向側に、円錐面６２を有し、雌継手ユニット３が相互連結させられる雄継手ユニットに対して案内面を構成する。

図示例において、ロックナット５は、５９ミリメートルの外径を有し、外側円柱セグメント５４は、５５ミリメートルの直径を有する。ねじ５７はＭ４８×１．５であると共に、フランジの内径は４０ミリメートルである。

各溝は５１ミリメートルの内径を有しており、これは、移行セグメント５３の内端において、９ミリメートルまで増加するように、外側円柱セグメントにおいて、溝深さが２ミリメートルであることを示している。ロックナット５の軸方向伸長は１８ミリメートルであると共に、各溝５５は約１１ミリメートルの長さを有する。ねじ５７の高さは１０．５ミリメートルであると共に、案内面６２の軸方向伸長は、５．５ミリメートルである。案内面６２から軸方向への角度は、３８度である。

図６〜図８には、取付工具の構成が示されている。外側において、取付工具は、より短い軸方向円柱セグメント７２を有する六角ナット７の輪郭を概ね有する。内側において、工具には、中間溝７４を有する８個の突起７３が設けられている。突起７３は、ロックナット５と係合可能であるように、ロックナット５の溝５５の夫々と対応する形状及び輪郭を有する。

工具７は２５ミリメートルの軸方向伸長を有し、その円柱セグメントは、７ミリメートルを占める。六角形７１の幅は６５ミリメートルであると共に、円柱セグメントの直径は、５９ミリメートルである。

図１に関して、雌継手ユニット３をホルダブロック１に取付ける方法が説明された。ここで、締結工程がより詳細に説明され、従って、ロックナットのねじ５７が、ホルダブロック１の表側１５に突出する継手ユニット３のねじ３３と係合させられる。図１に示されるように、継手ユニットを取付けるためにホルダブロック１の穴１１は、互いに極めて近接して配置されるため、トルクレンチによって夫々のロックナット５を締結するための空間が存在しない。

従って、ロックナット５を継手ユニット３に対して締結させる時には、図６〜図８に関連して説明した取付工具７によって行われる。そのような締結を行う際には、取付工具７は、工具７の突起７３がロックナット５の溝５５と係合し、その結果、回転可能な固定連結が確立されるように、工具７の円柱セグメント７２がロックナット５と対向する状態で、ロックリングに軸方向にねじ入れられる。取付工具は次に、トルクレンチによって回転させられ、ロックナット５は、継手ユニット３のノーズ端においてねじ３３に締結される。取付工具７により、トルクレンチのグリップは、適切なねじ切りジョイント５７，３３から軸方向に所定距離だけ移動させられ、トルクレンチに接近するために必要な空間が作られる。

雄継手ユニットが取付けられた雌継手ユニットと相互連結させられる、即ち図３において右側から軸方向に挿入させられる時に、円錐案内面６２は、雄継手ユニットが中心に置かれるように、雄継手ユニットのノーズ部分に対してガイディングインとして作用する。

本発明に係る流体継手機器に含まれる構成要素を示す斜視図。 本発明に係る流体継手機器の一部を示す軸方向断面図。 本発明に係るロックナットを示す軸方向断面図。 図３のロックナットを右側から示す端面図。 図３及び図４のロックナットを示す斜視図。 本発明に係る取付工具を示す軸方向断面図。 図６の取付工具を右側から示す端面図。 図６及び図７の取付工具を示す斜視図。

Claims (7)

1. 複数の継手ユニット（３）と、ホルダブロック（１）であって、継手ユニット（３）の各々がホルダブロック（１）に形成された貫通穴（１１）の各々に取付けられるホルダブロックと、各継手ユニット（３）をホルダブロック（１）に固定するためのロックナット（５）と、を含む流体継手機器を備える、工作機械において工具の交換を行うための半手動式又は完全自動式多結合システムであって、
   前記継手ユニット（３）の各々は、液圧ホースへの連結のためのホース連結端（３２）と、相補的継手ユニットとの相互連結のためのノーズ端とを有しており、
   前記ロックナット（５）が取付け位置において前記継手ユニット（３）を前記ホルダブロックに固定するように、前記ノーズ端（３１）には該ロックナット（５）と協働するための外部ねじ（３３）が設けられており、
   前記ロックナット（５）は、回転可能な対称外輪郭（６３，５１，５２，５３，５４）を有しており、該外輪郭には、外周上に配置された複数の溝（５５）が設けられており、該溝（５５）は、前記ホルダブロック（１）から外方に向くロックナット（５）の端部（５６）から軸方向内方に延出すると共に、前記ロックナット（５）の軸方向伸長の５０〜７０パーセントに達する軸方向伸長を有し、前記ロックナット（５）はホルダブロック（１）に対向するロックナットの端部から軸方向に延出すると共に、ロックナットの軸方向伸長の３０〜６０パーセントを含むねじ部（５７）を有することを特徴とするシステム。
2. 溝（５５）の数は４から１０であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記流体継手ユニット（３）は雌継手ユニットからなり、且つ前記ロックナット（５）は、前記ホルダブロックから外方に向く該ロックナットの端部に穴部（６２）を有し、該穴部（６２）は前記端部（５６）から内方に減少する直径を有しており、該穴部において該穴の壁部は、相補的雄継手ユニットの案内面（６２）を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記案内面（６２）は円錐形状を有することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 前記案内面（６２）は、３０〜５０度の間隔で軸方向に対する角度を形成することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 工作機械において工具の交換を行うための半手動式又は完全自動式多結合システムにおいて、複数の流体継手ユニットをホルダブロックに取付ける方法であって、該方法において、
   −各流体継手ユニットが、流体継手ユニットがホースに連結される側から、ホルダブロックの貫通穴に挿入させられ、
   −ロックナットが、前記ホルダブロックの反対側から前記流体継手ユニットにねじ入れられ、
   前記ロックナットは、軸方向に差し込まれると共に、該ロックナットの一部を包囲するリング形工具によってねじ入れられ、また、該ロックナットは、ホルダブロックに対向するロックナットの端部から軸方向に延出すると共に、ロックナットの軸方向伸長の３０〜６０パーセントを含むねじ部を有しており、また、該ロックナットには軸方向に向けられた溝が設けられており、各溝は前記ロックナットの軸方向伸長の５０〜７０パーセントに達する軸方向伸長を有し、前記リング形工具には、前記ロックナットと該工具との回転可能な固定係合を可能にするために、軸方向に向けられた相補的突起が形成されており、さらに前記リング形工具はトルクレンチによって回転させられることを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の流体継手機器を取付けるために実行されることを特徴とする請求項６に記載の方法。

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