JP5755643B2 - 様々なテーパを備えた1組の固着装置 - Google Patents
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Description
複合材料からなる構造体への固着装置の嵌合による組み込みは、顕著な層間剥離リスクが存在する。これは複合材料からなる構造体に形成された内孔に対する固着装置の摩擦に起因し、層間剥離によって損傷に至り抵抗が低減してしまう。
実際に、固着する対象部品の厚みごとに、適切な工具および装置を提供しなければならず、それにコストがかかり、工具交換の時間もかかる。更に、様々なサイズの内孔を単純な方法で形成することは、固着対象となる部品の構造強度を低くするおそれがある。
C=(D−d)/H
この例では層間剥離の危険はないが、本発明の利点は固着対象となる構造体に円錐状内孔を形成しないで済む点にある。
ピンは軸方向に延びるとともにテーパ軸とヘッドからなり、
ブッシュは内部に前記ピンの軸を収納するためのもので、前記軸と同じ軸に沿って延び外側の円筒状面と内側のテーパ面を有する。
そして特に、本発明の固着装置はブッシュを備えた少なくとも2つの部材(デバイス)からなり、嵌合による固着前のこれら2つのブッシュは、同一径の外面と異なるテーパ率の内面を備える。
ヘッド7はディスク状をなしディスクの表面は軸5に対して直交する。このディスクは基本的に前記構造体の上面13と平行となる。
ヘッド26はディスク状をなしディスクの表面は軸24に対して直交する。このディスクは基本的に前記構造体44の上面32と平行となる。
嵌合による固着の前にあっては、突出距離P2として示すように、ピン23のヘッド26の下面33とブッシュ27の上面34とは離れている。
Δ2が減少する。具体的には、ブッシュ8、27の嵌合による固着前の上端部の厚みe8A、e27Aは、夫々嵌合による固着後の上端部の厚みe8B、e27Bよりも大きくなる。
簡略化の目的のために、厚みにおける変化は、ブッシュの全長に亘って同じとする。
更なる変形例として、決められた領域に対する嵌合を調整するために、テーパ率を1つのテーパ面の中で局所的に変化させることも可能である。
C=(IF+J+Δ)/P
まとめると、
IF1=16B−18 また IF2=16D−18
J1=18−16A また J2=18−16C
Δ1=2(e8A−e8B) また Δ2=2(e27C−e27D)
具体的な数値例として、
J=0.05mm、Δ=0.1mm
IF=0.05mm また P=10mm
を当て嵌めると、
C=(0.05+0.05+0.1)/10=0.2/10=2%
となる。
また固着装置80はピン81に適合するブッシュ87を備えている。ブッシュ87は前記ピン81のテーパ状シャフト83と前記皿状ヘッド84のテーパ部分に倣う円筒−円錐状シャフト88を備える。ブッシュ87は前記軸82に沿って延び円筒状の外周面89とテーパ状の内周面90を有する。
数値で説明すると、ブッシュの直径が15.04mmの場合のブッシュの高さは1倍の15.04mmから10倍の150.4mmの範囲となる。
換言すれば、本発明に係る1組の固着装置に3つのサブファミリーから構成され、これらサブファミリーは内孔が35mmよりも僅かに大きく、厚みが52mm〜142mmの間の構造体を組付けることができる。
この実施例では、内周面の直径のうち最も小さな直径58は3つのサブファミリー46、47、48における最も高さが高いデバイス(ブッシュ)において同じである。
1つの変形例として、1つの組内の各サブファミリーの最も高さが高いデバイスの直径58を異ならせてもよい。
56…テーパ状内周面、58…ブッシュの最小径、74…ブッシュの最大径
77…オーバラップ範囲、78、79…マージン、80…固着装置、81…ピン、82…軸、83…テーパ状シャフト、84…皿状ヘッド、85…ネジ部、87…ブッシュ、88…円筒−円錐状シャフト、89…ブッシュの外周面、90…ブッシュのテーパ状内周面、91…ヘッドの下面、92…ブッシュの上面
J1、J2…イニシャルクリアランス、
P1、P2、P3…突出距離
Δ1、Δ2…ブッシュの厚み
e8A、e27A…ブッシュの嵌合による固着前の上端部の厚み
e8B、e27B…ブッシュの嵌合による固着後の上端部の厚み
C、C1、C2…テーパ率
X、Y、Z…デバイス(ブッシュ)
Claims (11)
- 同じ直径の円筒状の内孔(3,22)が予め形成された複数の要素(40,41,42,43,44,45)を固着するための少なくとも2つのサブファミリーからなる1組の固着装置(1,20,80)であって、
前記サブファミリーの夫々は構成要素としてピン(4,23,81)とピンに係合するブッシュ(8,27,87)とを備え、
前記ピン(4,23,81)は、軸(5,24,82)に沿って延びるテーパ状シャフト(6,25,83)とヘッド(7,26,84)を有し、
前記ブッシュ(8,27,87)は、前記と同じ軸(5,24,82)に沿って延び、円筒状の外周面(9,28,89)とテーパ状の内周面(10,29,90)を有し、
各サブファミリーを構成するブッシュの円筒状外周面の固着前の外径(16A,16C)は等しく、且つ1つのサブファミリーのブッシュのテーパ内周面は、他のサブファミリーのブッシュと異なるテーパ率を有することを特徴とする1組の固着装置。 - 請求項1に記載の1組の固着装置において、前記テーパ率はテーパ内周面の最大直径と最小直径の差の比率に等しく、ブッシュ高さによって分割され、1%〜10%であることを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項1に記載の1組の固着装置において、前記テーパ率はテーパ内周面の最大直径と最小直径の差の比率に等しく、ブッシュ高さによって分割され、1%〜4%であることを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の1組の固着装置において、嵌合による固着後の前記ブッシュの高さは、その外径の1倍〜10倍であることを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の1組の固着装置において、前記ピンのテーパ状シャフトのテーパ率はブッシュのテーパ内周面のテーパ率と等しいことを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の1組の固着装置において、前記ピンのテーパ状シャフトのテーパ率はブッシュのテーパ内周面のテーパ率と異なることを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の1組の固着装置において、前記各サブファミリー(46,47,48)はブッシュの高さが異なる少なくとも2つのデバイスからなることを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の1組の固着装置において、この1組の固着装置は3つのサブファミリーからなり、第1のサブファミリーはブッシュのテーパ率が1%、第2のサブファミリーはブッシュのテーパ率が2.5%、第3のサブファミリーはブッシュのテーパ率が4%であることを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項7または8に記載の1組の固着装置において、異なるブッシュ高さを有する少なくとも2つのデバイスのブッシュの高さは1.5875mmの間隔で漸進的に変化することを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項9に記載の1組の固着装置において、前記同じサブファミリーに属する2つの連続したデバイスは高さにおいて1.5875mm異なり且つ保持範囲としてこれらの間に0.79375mmのオーバラップが設けられていることを特徴とする1組の固着装置。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の1組の固着装置において、前記ピンヘッドの形状は円柱状か皿穴状とされ、このピンヘッドに組み合わされるブッシュもそれに適合する円柱状か皿穴状のヘッドを有することを特徴とする1組の固着装置。
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