JP5938036B2 - 滑り止めクランピングシステム - Google Patents

Description

本発明は、レンチと係合する凹部を有するねじ接続要素を備え、該ねじ接続要素を締付及び弛緩するレンチが前記凹部に嵌合するカムを備える滑り止めシステムに関する。

ねじ、ナットなどのねじ接続要素、すなわちねじ接続要素を締付及び弛緩するための工具の係合がこれらの端面で行われるものでは、工具が予期せず脱落するリスクが増加する。その結果、一つにはねじ接続要素及び工具が損傷する可能性があり、もう一つには負傷する可能性がある。工作機械に用いる極めて鋭い切削工具のクランピング及びクランピング解除の際は特に負傷するリスクが高い。このリスクを回避するために滑り止めクランピングシステムが開発されている。

ＤＥ２９９０７９９８Ｕにより公知のシステムでは、例えばロックナットが鳩尾形の断面を有して径方向に延在する溝を有する端面を備え、レンチはこのロックナットを締付及び弛緩するために同様の鳩尾形の断面を備えて上記の溝と係合するピン又はカムを有している。このレンチ、ロックナット間の蟻継（dovetail joint）は、クランピング工程中にレンチが予期せず脱落するのを防ぐことを目的としている。

ＤＥ１０３０２５２９により公知の滑り止めクランピングシステムでは、上記鳩尾形の断面を有する溝及びカムの欠点を回避するために、溝及びカムの側面がＳ字形状を有している。

ＥＰ１５６３９５９により公知のロックナットとレンチからなるクランピングシステムでは、脱落に対する安全性を高めるためにロックナット又はレンチの端面カムがさらに切り込み（undercut）を有している。

独国実用新案出願公開第２９９０７９９８号明細書 独国特許出願公開第１０３０２５２９号明細書 欧州特許出願公開第１５６３９５９号明細書

本発明は、端面係合を有するねじ接続要素とレンチが協働する滑り止めの原理を可能にして他のアプリケーションに用いられるようにすることを目的とする。

上記の目的は、ねじ接続要素が円筒状の外側面と円環状の端面と前記外側面の少なくとも一部にわたって前記端面から軸方向に平行に延びる凹部とを有するユニオンナットであり、レンチが前記凹部の中に軸方向に挿入可能なカムを備える本発明により達成される。

好ましい実施形態の例は、下位の請求項に示す特徴によって特徴付けられる。

６つの凹部を有するロックナットを示す図であり、ａ)は端面の軸方向上面図、ｂ)は側面図、ｃ)はＡ−Ａ線に沿う断面図、ｄ)は凹部の部分拡大図である。 図１に示すロックナットの凹部と係合させるためのカムを有するレンチを示す図であり、ａ)はハンドルに対して垂直な側面図、ｂ)はハンドルの側部からの側面図、ｃ)は上面図、ｄ)はＢ−Ｂ線に沿う断面図、ｅ)はカムの部分拡大図である。 異なる形状の凹部を有するロックナットを示す図であり、ａ)は端面の軸方向上面図、ｂ)は側面図、ｃ)はＢ−Ｂ線に沿う断面図、ｄ)は凹部の部分拡大図である。 図３に示すロックナットの凹部と係合させるための４つのカムを有するレンチを示す図であり、ａ)はハンドルに対して垂直な側面図、ｂ)はＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図３に示すロックナットの凹部と係合させるための２つのカムを有するレンチの変形例を示す図であり、ａ)はハンドルに対して垂直な側面図、ｂ)はＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態の例を添付の図面を参照しながら説明する。

図１ａ〜図１ｄに示すユニオンナットの形態のロックナット１は、従来のロックナットにおいて知られているように、コレットチャックの中心保持のための内側コーン２と、工作機械スピンドル又は工具ホルダの雄ねじに螺合するためのねじ山３と、軸に対して垂直に張り出した円環状の端面４と、実質的に円筒状の外側面５と、を有する。

外側面は６つの凹部６を備えており、これらは外側面の周囲に亘って例えば６０°の角距離で一様に配されて端面から外側面へ軸方向に平行に延びている。凹部の径方向の深さはロックナットの肉厚のおよそ１／２である。凹部の底部７は軸方向の距離に応じて湾曲している。端面に面している各凹部の開口あるいはオリフィスはロックナットの外周のおよそ３０°から４０°に対応する接線方向の幅を有する。凹部はそれらの軸方向の長さのおよそ１／２に亘って延びる外側領域１０に亘ってその幅を維持する。この外側領域の平らな側壁８は軸方向の平面によって画定されるため、底部７に対して垂直である。凹部は外側領域に隣接する内側領域において側壁の向かい合うように配された半円形の突出部９によって接線方向に拡張されて外周のおよそ４０°から４５°に対応する最大幅になる。

図２に示すレンチ１１はヘッド１２とハンドル１３を有し、上述のロックナットの締付及び弛緩のために用いられる。ヘッドはおよそ２５０°の部分円環（ring segment）の形状を有する。軸方向に突出するカム１４は６０°の一様な角距離で部分円環上に対称に配され、レンチ挿入時にロックナットの凹部と係合する。側面図及び詳細図において明らかなように、カムはマッシュルームのような形状を有し、細いネック部１５とこれに隣接して両側に位置する半円形の拡大部１６とを有する。拡大部の形状はロックナット１の凹部の突出部８と正確に適合する。

拡大部１６の接線方向の幅はロックナットの凹部の外側領域の接線方向の幅よりも僅かに小さい。これにより、レンチは軸方向においてロックナット上に配置されてカム１４が凹部５の中に挿入される。レンチを回転させてロックナットを締付又は弛緩するとき、すなわちトルクが作用しているときに、カムの拡大部が凹部の突出部と係合してレンチが軸方向に脱落不能になる。

このシステムは、レンチの脱落を確実に防止することに加えてロックナットの周囲で必要なスペースが小さくかつその製造が容易なため、有利である。別の利点は、力を伝達する肩部（shoulder）が力の作用に対して直角であること、すなわち力が接線方向に最適に働くことである。最後のさらなる利点は、ナットと上記同様の確実な係合が得られる多様なレンチ形状が可能である点であり、例えば六角レンチ又はトルクレンチとして設計されたソケットを取り付けるためのソケットレンチ又は押込みスリーブ(push-on sleeve)とすること、あるいは更なるインターフェースを有する拡張部分とすることが可能である。

図３に示すロックナット２１は、上述のロックナット１と同様にその外側面２３に６つの凹部２２を備えており、これらはその周囲に亘って配されている。これら凹部の形状はロックナット１の凹部の形状と同様である。すなわち、凹部２２は狭まった外側領域とこれに隣接して向かい合うように配された突出部２４を有する拡張された内側領域とを有する。しかしながら、凹部の接線方向の幅はより小さく、狭まった外側領域において僅かに約１５°、拡張された内側領域において約２５°に対応する。

図４及び図５にこのロックナットに適したレンチを示す。図４に示すレンチ２５はヘッド２６とハンドル２７を有する。ヘッドはおよそ１８０°の部分円環形状を有する。径方向に突出する４つのカム２８が６０°の一様な角距離で部分円環の内側に対称に配置され、レンチ挿入時にロックナットの凹部と係合する。図４ｂの断面図で明らかなように、カムはロックナット２１の凹部の突出部２４と正確に適合する円錐台形状を有する。

カムの幅はロックナットの凹部の外側領域の幅よりも僅かに小さい。これにより、レンチは軸方向においてロックナット上に配置されてカム２８が凹部２２の中に挿入される。ロックナットを締付又は弛緩するためにレンチを回転させるとき、すなわちトルクが作用しているときに、カムが凹部の突出部２４と係合してレンチが軸方向に脱落不能になる。

図５に示すレンチ３０はカム３２を２つだけしか有さない点を除いて図４に係るレンチと同様である。カム３２は部分円環形状のヘッド３１の対向する両端部に配されている。このレンチがロックナット２１上に配置されたときに、向かい合うように配された凹部２２の中にカムが軸方向に挿入される。このレンチが回転するときに、カムは同様に凹部の突出部と係合して脱落不能になる。

Claims (7)

1. レンチと係合する凹部を有するねじ接続要素を備え、該ねじ接続要素を締付及び弛緩するためのレンチが前記凹部に嵌合するカムを有する滑り止めクランピングシステムであって、
   前記ねじ接続要素は、円筒状の外側面と円環状の端面とを有するユニオンナットであり、
   前記凹部は、前記外側面の少なくとも一部にわたって前記端面から軸方向に平行に延び、
   前記凹部の径方向の延びは、前記ユニオンナットの肉厚の一部によって制限され、
   前記凹部は、軸方向に延びる底部と軸方向に延びる側壁を有し、
   前記側壁は、前記端面から前記凹部の軸方向の長さのおよそ半分にわたって延びる第一領域において平坦であり、
   前記第一領域における前記側壁は、軸方向の平面によって画定され、
   前記凹部は、前記側壁の前記第一領域に隣接する第二領域において向かい合うように配された突出部によって拡張され、
   前記レンチは、前記凹部の中に軸方向に挿入可能なカムを備えたヘッドを有する
   ことを特徴とする滑り止めクランピングシステム。
2. 前記凹部は、前記端面から始まる領域の方が軸方向に隣接する拡張された領域よりも接線方向に狭くなっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の滑り止めクランピングシステム。
3. 前記拡張された領域は、前記凹部の前記側壁の向かい合うように配された突出部によって形成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の滑り止めクランピングシステム。
4. 前記突出部は半円形である
   ことを特徴とする請求項３に記載の滑り止めクランピングシステム。
5. 前記レンチのカムは拡大部を備え、
   前記拡大部は前記ヘッドから所定の距離に配されて前記凹部の前記突出部に嵌合する
   ことを特徴とする請求項１に記載の滑り止めクランピングシステム。
6. 前記レンチのヘッドは径方向内側を向いた円錐台形状のカムを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の滑り止めクランピングシステム。
7. 前記カムの接線方向の最大幅が前記凹部の接線方向の最小幅よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の滑り止めクランピングシステム。

Images