JPH05215139A - 継 手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 軸１２に先端部材３８を連結する継手は、先
端部材３８の内部空洞３６の頂部の開口４８を平坦面５
０で閉じる。約１８０度の環状広がりを夫々有する一対
の楔部材２６と、ボルト１６の端部は、空洞３６内に配
置され、楔部材２６はボルト頭部２０に対向して配置さ
れる。ボルト頭部２０と楔部材２６は、相補的な勾配を
有しており、ボルト１６が空洞３６から遠ざかるように
移動すれば、楔部材２６は互に離れるように半径方向に
動かされ、空洞３６の側壁３４に接触するまでになるの
が望ましい。空洞３６は、ボルト１６の柄を通過させる
環状張出し４４によって部分的に閉じられる。ボルト１
６の他方の端部は、軸１２の端部のねじ付き開口穴１９
に螺入し、この穴１９に収容される。一方軸１２の端面
１４は、先端部材３８の面５０に当接する。 【効果】 確実で持続的かつ比較的迅速な連結が達成で
き、また、容易に取外しができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、軸結合の技術に関
し、詳述すれば、軸の端部に部材を取付けるための継手
に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の技術として、軸の端部にハブ部材を取付けるための構
成が知られている。例えば、スリーブが、軸の端部に部
分的にねじ係合させられ、スリーブの他の端部が、ハブ
部材の突起に係合させられる。非金属の部材に金属の軸
を結合させる場合には、種種の接着剤が使用できる。し
かしながら、例えば、先端部材が、セラミック材料から
作られているときには、接着剤の使用は、時には、持続
的な継手を得るに困難に出会う。これに加えて、先端部
材の取代えによる修繕をしようとするときには何時で
も、取代えに先立って、接着継手をしばしば破壊し、結
合された要素を清掃し、注意深く準備することが、必要
である。これは、特に継手が汚れたまたは腐食性の環境
で使用され、清掃および取代えが大きく困難である場合
に、時間を消費する。セラミックの先端部材は別とし
て、容易にろう付けまたはセメント付けできない他の材
料で作られた先端部材が、時には、軸または棒の端部に
結合させたいと望まれる。

【０００３】

【課題を解決するための手段および作用】この発明の実
施によれば、軸の端部に結合すべき先端部材は、しつか
りとした持続的なかつ比較的迅速な連結が達成でき、こ
れが容易に取外しできるように、形成される。この連結
は、先端部材および軸を構成する材料とは無関係であ
る。これは、各種形式の先端部材の結合を可能にし、軸
および先端部材の双方を剛い材料から作ることだけが、
必要である。軸の端部は、円錐状の拡大した頭部を有す
るボルトのねじ付き端部を収容するための、ねじ付き開
口を備える。結合すべき先端部材は、その内部に空洞を
備え、この空洞は、これへの入口を定める肩張出しの開
口を備える。部分円錐面をそれぞれ備える２つの別個の
実質的に半円形の要素で定められるくさび部材が、空洞
の中に配置され、ボルトの円錐形の頭部と接触する。く
さび部材の勾配は、一般に、ボルトの頭部の勾配と相補
的である。後述する特定の実施例において、くさび部材
の勾配は、ボルトの頭部の勾配と同じであるけれども、
しかしながら、勾配のこの正確な一致は、本質的でな
い。ボルトが、軸に向ってねじ込められると、その結果
として、くさび部材は、半径方向外向に押されて、空洞
の側部と、空洞の肩張出しの底部内面とに、係合する。
軸の端部は、先端部材に接し、ボルトは、或る引張りを
受ける。このような構成は、例えばバルブでしばしば出
会うような長手方向の応力または振動に対して、連続し
た抵抗を表わすような、持続的な継手を生じる。

【０００４】継手の典型的な応用は、バルブに使用する
ことであり、ここで先端部材は、交代的にバルブの開口
を開閉するために上下に動くバルブプラグである。

【０００５】

【実施例および発明の効果】以下、図面を参照しなが
ら、この発明の実施例について説明する。

【０００６】図面を参照すれば、継手の長手軸線は、符
号１０で示され、軸１２を通って延長する。軸１２は、
典型的には、金属、セラミックまたは他の剛い材料から
なり、軸線１０は、軸の長手軸線と一致する。軸の端部
（またはその面）は、符号１４で示され、軸線１０に対
して直角になつている。典型的には金属からなるボルト
１６は、一端にねじすじ１８を有し、面１４で開く軸の
ねじ付き開孔１９によつて収容される。ボルトは、約４
５度の円錐面２２を有する拡大した頭部２０を備える。
典型的には金属からなる一対の実質的に半円板のくさび
部材２６は、面２２に相補的な円錐面２８を有し、これ
は、その２つの平行な上面と下面の間で延長する。各く
さび部材は、内周３０および外周３２を有し、これら周
は、各くさび部材を通る開口を限定する。

【０００７】各くさび部材は、環状の延長において、１
８０度よりやや小さく、おのおのの外周は、少くとも部
分的に、先端部材３８における空洞３６の側壁３４の一
部分に係合する。先端部材３８は、例えば、セラミック
材料から作ることができる。空洞３６は、環状であつ
て、底壁４０、環状側壁３４、および頂壁４２によつて
限定され、頂壁４２は、先端部材の環状の張出し肩部分
４４の下面によつて形成される。肩部分４４によつて限
定される開口４８は、空洞３６と連通し、先端部材の環
状面部分５０に通じる肩開口４８は、ボルト頭部２０の
最大直径より大きい直径を有する。先端部材がセラミッ
クからなる場合には、空洞３６は、セラミック材料の焼
成および焼結またはそのいずれかの以前または以後に、
普通の方法によつて形成できる。

【０００８】図示された要素を組立てるには、次に図２
から図６も参照すれば、ボルト頭部２０の平らな下方部
分２１が、空洞３６の底壁４０に接触するように、ボル
ト頭部２０が、空洞３６の中に配置される。次いで、各
くさび部材２６が、次次とボルトの柄のまわりに配置さ
れ、空洞３６の中に押し下げられる。図３は、１つのく
さび部材が、すでに空洞の中に配置され、かつ他方のく
さび部材が、鎖線位置から挿入される所を示し、その際
にボルトは、図５に示されているように他方の（右手
の）くさび部材を挿入するための空所を作るため、水平
の矢印で示されるように左に動かされている。各くさび
部材の外径は、望ましくは、図５で見ることができるよ
うに、開口４８の直径よりやや小さい。ここで、くさび
部材２６は、底面４０およびボルト頭部２０に載り、或
いは、図４に示されるように底面４０だけに載る。

【０００９】次いで、ボルト１６を掴んで軸１２に対に
対して回転させることによつて、ボルトの端部が、軸１
２の開孔１９の中に部分的にねじ係合させられ、或い
は、軸の開孔の中への部分的ねじ係合の達成のため、ボ
ルトを掴んで軸を回転させることができる。次いで、図
４に矢印で示されるように、軸が上向きに引張られ、或
いは代りに、先端部材が下向きに引張られて、ボルトに
引張りが加えられる。ボルト頭部が上昇するときに、く
さび部材の円錐面２８が、ボルト頭部の円錐面に面係合
するようになり、くさび部材の上面が、引上げられて、
頂部の環状の肩の壁４２の内部に面接触する。次いで、
軸と先端部材の間の引張りを維持しながら、軸に対して
先端部材３８を回転させることによつて、ボルト１６
は、ねじ付き開口１９の中にさらにねじ込まれる。この
相対回転の際の棒と先端部材の間の引張りによれば、ボ
ルトは、ずつと軸開口１９の中にねじ込みできる。すな
わち、（空洞の中で）この際に、くさび、ボルト頭部お
よび先端部材の間の相対回転は生じない。かくして、先
端部材の回転は、ボルトの回転を生じさせる。

【００１０】この回転の最終段階は、くさび込み作用を
生じさせ、頭部２０の円錐面２２が、くさび部材２６を
半径方向外向きに圧して、その周部分３２が、空洞３６
の環状側壁３２に係合させられる。また、くさび部材の
（図１で見て）上面が、張出し肩４４によつて定められ
る環状上面４２と係合する。継手が完成したときに、面
１４と５０は、面接触し、かつ互にしつかりと接し、か
くして、軸１２と先端部材２８の間の持続的な継手すな
わち連結が提供される。ボルト頭部の円錐面２２とくさ
び部材の円錐面とが、ほぼ相補的な勾配を有することに
よつて、いずれか１つの継手の２つのくさび部材２６の
間の、或いは多くのかかる継手の一対のくさび部材の間
の、寸法のいずれの小さい変化も、自動的に補償され
る。すなわち、継手の完成の際に、頭部２０が、さらに
僅かに軸線方向に空洞３６から動くか、空洞の中でさら
に僅かに軸線方向にとどまる。さらに、セラミック先端
部材の肩張出し部分４４の圧縮が、この区域における先
端部材を強化する、すなわち、この区域が、予め応力を
加えられる。

【００１１】空洞３６は、先端部材３８の中に中央配置
されるとして図示される。この発明の実施のためには、
くぼみすなわち空洞３６が開口４８および張出し４４を
有すること、および面１４と５０が互に接すること、だ
けが必要である。

【００１２】図１の最終組立体でのボルト１６における
引張りは、振動が継手を弛ませることを阻止する。さら
に、最後に継手を組立たのちにおけるねじ付き開口１９
の中でのボルトの相対回転は、横ピン止めのような多く
の知られている技術によつて阻止でき、軸１２およびボ
ルト１８における小さな開孔に締付ピンを通すことによ
つて阻止できる。或いは、ねじすじ１６の部分を露出さ
せるために、開孔が、軸１２を通して部分的に穿設で
き、次いでこの部分が、回転を阻止するために衝撃によ
つて変形できる。２つのくさび部材が図示されているけ
れども、３つまたはそれ以上のくさび部材が採用できる
ことは、明らかである。更に、くさび部材は、比較的剛
いプラスチックまたはエラストマの材料からなることが
でき、また金属からなることができる。空洞、ボルト頭
部、開口４８、およびくさび部材は、環状であるとし
て、すなわちわん曲しているとして、図示され説明され
た。しかしながら明らかに、これら要素が直角四角形の
形であるとしても、同じ特徴を有する継手が、得ること
ができる。すなわち、くぼみすなわち空洞３６が、４つ
の側壁を有することができ、直角四角形の開口４８を備
えることができ、４辺を備えた傾斜したボルト頭部が、
真直な傾斜したくさび要素（くさび部材）と連携でき
る。面１４と５０は、平らである必要はない。これら
は、例えば、相補的なリブおよび溝を備えることができ
る。さらにまた、面１４は、軸の長手軸線に対して直交
する必要はない。

【００１３】標準の面粗さのセラミック先端部材３８
で、金属ボルト頭部および金属くさび部材のかなり滑ら
かな面で、継手の図示された要素は、上述したように組
立てられる。しかしながら、セラミックが極めて滑らか
で、ボルト頭部およびくさび部材も極めて滑らかである
場合には、或いは構成の材料として、滑らかで硬いプラ
スチックが使用される場合には、上述したような継手組
立体を可能にするために、すなわち、軸とセラミック先
端部材を相対回転させながら、これらの間に引張りを配
置するために、要素の間に必要な摩擦を生じさせるに、
ローレット切り３５（図３および図６だけに図示）が使
用できる。かかるローレット切りは、ボルト頭部２０の
面およびくさび部材の面２８と３２におけるいくつかの
十字によつて示され、くさび部材の上面および肩張出し
４４の面４２におけるリードラインによつて、一般に示
される。ローレット切りの特性および程度は、含まれる
面の滑らかさ／粗さに依存する。上述したような直角四
角形のボルト頭部の場合には、継手組立体を達成するた
めに、セラミック先端部材の回転と共のボルトの回転を
確保するためには、ローレット切りは必要でない。

【００１４】発明の説明を容易にするため、継手軸線１
０は垂直であるとして記載され、用語上方、下方、底部
などが、ここに、また特許請求の範囲に使用されている
が、これらは、何らかの特定配向にこの発明を限定しよ
うと意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の継手の部分長手断面図。

【図２】 図１の断面２−２に沿って取った図。

【図３】 先端部材の空洞の中へのくさび部材の配置を
示す、図１と同様の図。

【図４】 継手の形成に先立ついくつかの継手要素を図
示する、図３と同様の図。

【図５】 図３の断面５−５に沿って取った図。

【図６】 くさび部材の他の図における上側を下にして
図示した、くさび部材の斜視図。

【符号の説明】

１２ 軸 １６ ボルト ２６ くさび部材 ３６ 空洞 ３８ 先端部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剛い先端部材を剛い軸の端部に結合させ
   るための継手において、前記継手が、１つの端部を有す
   る軸を包含し、前記軸が、その前記端部に開くねじ付き
   のボルト収容用開孔を有し、前記継手が、頭部付きでね
   じ付きの剛いボルトを包含し、前記ボルトが、前記軸の
   前記のねじ付き開孔の中にねじ込まれるその１つの端部
   を有し、前記ボルトが、その他方の端部に、拡大され広
   がる傾斜した頭部を有し、前記継手が、前記軸の前記端
   部に接する面を備えた先端部材を包含し、前記先端部材
   が、内部の空洞を有し、前記先端部材が、その前記面の
   ところに張出しを有し、前記張出しが、前記空洞の上に
   位置し、これを部分的に閉じ、かつ前記先端部材の前記
   面から前記空洞に達する開口を形成し、前記張出しの底
   が、前記空洞を部分的に限定する面を構成し、前記空洞
   が、側壁を有し、前記継手が、前記空洞の中に配置され
   るくさび部材を有し、前記くさび部材が、前記ボルトの
   前記の傾斜した頭部と相補的な面接触をする傾斜した面
   を有し、前記くさび部材が、前記張出しの前記底の前記
   面の少くとも一部分と少くとも部分的な面接触をする上
   面を有し、前記ボルトが、引張り状態にあること、を特
   徴とする継手。
2. 【請求項２】 くさび部材の一部分が、空洞の側壁の一
   部分とも面接触する、請求項１に記載の継手。
3. 【請求項３】 少くとも２つの前記くさび部材が存す
   る、請求項２に記載の継手。
4. 【請求項４】 各くさび部材が、環状であつて、環状の
   広がりで１８０度より大きくなく、ボルトの頭部の最大
   直径が、張出しの開口の直径より小さく、空洞の側壁お
   よび張出しの開口が、環状である、請求項２に記載の継
   手。
5. 【請求項５】 前記先端部材が、セラミック材料で形成
   される、請求項１に記載の継手。
6. 【請求項６】 ボルトの頭部の傾斜が、約４５度であ
   る、請求項１に記載の継手。
7. 【請求項７】 ボルトの頭部が、円錐形である、請求項
   ２に記載の継手。
8. 【請求項８】 ボルトの頭部およびくさび部材が、それ
   らの面接触の少くとも一部分に渉って、ローレット切り
   されている、請求項３に記載の継手。