JPH06503406A - 外側部材と軸の強制拘束的結合のための結合部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 外側部材と軸の強制拘束的結合のための結合部材外側部材と軸の強制拘束的結合 のための結合部材は多種多様な構成が知られている。

一線をなして突合わされる２個の等径の軸端の結合のための」二足の結合部材が ドイツ実用新案１８９５９０７号で明らかである。この接合部は軸端に嵌合する 内側円筒形ブシュ部材によって橋渡しされる。ブシュ部材は１側所が縦に割って あり、軸方向に相前後して外周上にねじ山と円錐面を有し、ねじ山がら遠のくに つれて円錐面の肉厚が増加する。割ってない円錐リングが円錐面上にあって、ね じ山部分にねじ込んだねじ付きリングによって円錐面に押し上げられる。円錐面 は環状引張応力を受け、ブシュ部材を半径方向に圧縮して２つの軸端と強制拘束 的に結合する。

継手フランジと軸の結合のための結合部材がスイス特許２６５２８０号により明 らかである。やはり外側円錐面と軸方向に続くねじ山を備えたブシュ部材がある 。ねじ付きリングが継手フランジを円錐面の上に締め付ける。

フランス特許１．３６１７７６号による結合部材においてはブン１、部材が二重 円錐リングとして形成され、その最大肉厚が中央にあり、−線に並ぶ等径の２個 の軸端の間の接合部を橋渡しする。２つの外側の円錐面上に２個の割ってない外 側円錐リングがあり、周囲に分布する個々のねじによって相互に締め付けられ、 その際二重円錐リングを半径方向に軸端上に緊定する。別の構成においては唯１ 個の単一の円錐リングがあり、半径方向に張り出す外側部材がこの円錐リングで 一体に結合される。周囲に分布し、外側部材に係合する複数個のねじによって外 側円錐リングがブシュ部材の円錐面上に締め付けられる。

類似の構成がドイツ特許出願公開１２９４７５１号の主題である。この場合は外 側部材が円筒形の軸方向張出し部であり、その上に二重円錐リングとして形成さ れた薄肉の据え込みリングが配設され、その円錐面上に２個の割ってない円錐リ ングがある。円錐リングは周囲に分布するねじによって相互に締め付けられ、据 え込みリングと円筒形張出し部を軸上に緊定する。

上述のすべての構成に共通するのは、円錐面と共にねじ山を使用することである 。この円錐面が円錐部材による強制拘束的緊定のために必要な変位を引き起こす のである。円錐面の他にねじ山の存在が必要であることは製作費を高騰するだけ でなく、大きな回転行程を経過しなければならないので組立を面倒にする。周囲 に分布するねじを有する構成においてはあらゆる場合にそうであり、しかもゆが んだ締込みの問題がある。

本発明の根底にあるのはより簡単に構成され、より簡単に操作される、外側部材 と軸の強制拘束的結合のための結合部材を示す課題である。

この課題は請求項１に示す発明によって解決される。

結合部材を軸上に固定するときに締付はリングをブシュ部材に対してねじる。そ の際螺旋面が互いにすべり、ピッチによってブシュ部材の半径方向圧縮及びブシ ュ部材と軸の強制拘束的結合が行われる。適当な許容差のもとて必要な締付はリ ングのねじりはごく僅かで、例えば最大約４５″である。

即ち結合部材を確実に固定するのに締付はリングに作用する回転工具の１回の行 程で済み、複数回の回転や複数個の個別ねじの複数回の回転は不要である。また 端面側から締付はリングへの近寄りやすさは必要でない。即ち結合部材のための 所要場所は実質的に締付はリングの幅に限られている。

強制拘束的緊定までに必要な回転行程は螺旋の周方向ピッチにも関係する。しか しいずれにしてもこの配列が自己ロッキング式であり、即ち緊定状態で補助ロッ キングが不要であるためには、ピッチが小さくなければならない。。

結合部材の弛緩は固定の逆方向に締付はリングをねじることによって行われる。

その場合自己ロッキングに打ち勝たなければならない。即ち事情によっては大き な弛めトルクを加えなければならない。

緊定状態で締付はリングの螺旋面は周囲の大部分、たいてい３１５’以上にわた ってブシュ部材の螺旋面に全面的に接する。この接触は比較的小さな面積押圧力 で均一に行われるから、材料の局部的過度応力を回避することができる。

軸と外側部材との間の間隙に重なり合って配列された２個のリングを有し、これ らのリングが相互にねじられて強制拘束を生じる配列は、それ自体としては英国 特許２９３１２２号により知られている。しかしこれは本発明の意味の結合部材 でない。

ブシュ部材の強制拘束により軸に伝達し得るトルクはもちろん締付はリングをい かに強く締め込むかに関係する。トルクを高めるために、請求項２によりブシュ 部材の螺旋面（又はブシュ部材に設けた複数個の螺旋面）に互いに独立に操作し 得る複数個の締付はリングを並置することが望ましい。

その場合、これらの締付はリングを個別に締込むことができ、その際利用可能な 、例えば手で加えられる締込みトルクが多重に利用される。

第１の考えられる構成においては、ブシュ部材と結合機能要素例えば結合フラン ジ又は相手の歯と噛み合うための歯形部分が結合されている。

請求項４による代替構成においては本発明に基づく２個の結合部材が互いに結合 されて本来の継手を形成し、２個の一線に並ぶ又はおおむね−線に並ぶ軸端をこ の継手によって回転不能に互いに固着することができる。

締付はリングは外周に六角面等を有することによって、専ら締め固めのために使 用される。請求項５によれば使用中に適当な装置例えば歯車又は鎖車を介して締 付はリングにトルクを伝達することも可能である。その場合トルクに応じて継手 を絶えず締め固めることができる。

すべての構成で軸の軸線を基準にした螺旋面の半径は周方向に角に比例して増加 し、ある場所で元の半径に復帰する。

一般に約３６０”の後にそうなるのだが、周方向に見て復帰が数回、例えば既に １８０’の後に現れる構成も不可能ではない。

結合部材を緊定したとき、外側部材の内周面及び軸の外周面の復帰点はもはや互 いに隣接せず、この配列が軸上の滑りばめから締りばめに至るまでに要する回転 角だけ周方向に互いに隔たっている。

外側部材の内周面と軸の外周面の移行面の間に開放した場所がおいており、ここ に湿気と空気が進入して周面のこの区域に腐食が生じる恐れがある。特に結合部 材を腐食性環境で使用するときがそうである。

その場合結合部材を弛めようとすると、螺旋面からなる２つの周面が回し戻され 、移行面の端縁が周面の腐食区域に達する。このため結合部材を弛めることが困 難になり、不可能にさえなる。夫々の周面の端縁に隣接する区域が相手面の腐食 部分に食い込むことがある。

そこで弛緩が前述のように妨げられないように上記の種類の結合部材を改良する 更に進んだ課題がある。

この課題は請求項６に示す構成によって解決される。

即ち螺旋面の小さな半径から大きな半径に至る移行面の端縁がもはや相手面に接 することなく、いわば空気中に懸垂するように、螺旋面をある角度範囲で内側又 は外側へ後退させるのである。その場合は部材を相互に回し戻したときに端縁が もはや相手面の腐食区域に達せず、そこに万一ある表面欠陥によって制止されな い。

移行面の端縁をいわば解放する空欠部は、請求項７によれば軸線と同軸の円筒面 であることができる。当該の軸線を中心に部材を回転しながらフライス削りする ことによってこの円筒面を比較的容易に作製することができる。

図面に本発明の実施例を示す。

図１は図２の１．−１．線による結合部材の第１の構成の軸線を通る縦断面図を 示す。

図２は図１の左から見た図を示す。

図３は図１の３．−３．線による横断面拡大図を示す。

図４は結合部材の別の構成の縦断面図を示す。

図５は２個の結合部材を有する本来の継手の縦断面図を示す。

図６は図５の６．−６．線による断面図を示す。

図７及び８は別の構成の図５．６に相当する図を示す。

図９乃至１１は別の継手の縦断面図又は正面図を示す。

図１２は結合部材の別の構成の縦断面図を示す。

図１３は一変型の図３に相当する横断面図を示す。

図１及び２に全体を１００で示す星形板は、図１に鎖線で略示した軸１と結合す るためのものである。星形板は軸１に嵌合する穴１２を具備するフランジ板１１ 及び１２０”ずつずらせた３本の腕１３からなる。腕１３には別の部材例えば弾 性結合板等との結合のためのねじ穴１４が軸線２から間隔を置いて設けられてい る。

結合部材１０はフランジ板１１とボス状に一体に連結されている。結合部材１０ はフランジ板１１の穴１２と一線に並ぶ円筒形の内周４及び軸線２に平行な母線 により螺旋面として形成された外周面を有するブシュ部材３を有する。外周面は 周方向に９０°ずつずれた４個所に、フランジ板１１の直前まで達し、半径方向 に貫通する縦スリット６を有する。周方向に閉じた締付はリング８が螺旋面５の 上に配設され、その内周面は対応する螺旋面７として形成されている。締付はリ ング８は外周に六角スパナ面９を有する。

ブシュ部材３はフランジ板１１の反対側で１付はリング８から軸方向に突出し、 そこの外側に図１では省略したスナップリング４２（図４）を受けるための円周 溝４１を有する。

緊定しない状態でゆるい締付はリング８はこのスナップリングによりブシュ部材 ３に保持される。

結合部材１０の構造の細部を図３に基づいて説明する。直径１６の仮想の円筒面 １５を断面図に破線で略示した。締付はリング８の内周面をなす螺旋面７は初め の２つの象限では仮想の円筒面１５の外にあり、終りの２つの象限ではその中に ある。螺旋面７及び螺旋面５の局部的半径は図３の「１２時」位置１７から時計 回りに約３６０’にわたり角度に比例して減少し、最小直径の位置１８から狭い 移行区域を置いて再び位置１７の最大直径へ移行する。軸の直径が１００ｍｍの 場合位置１７．１８の間の半径差は例えば２ｍｍである。

従って螺旋面５．７を相互に３６″の角度だけねじることにより０．２ｍｍの半 径差を橋渡しすることができる。たいていの場合これで十分である。考えられる ねじ戻し回転行程は決して４５″を超えないでよいであろう。

肉厚が最大の又は螺旋面５の半径が最大のブシュ部材３の位置２０を考察するこ とによって、緊定機能を明らかにすることができる。図３により締付はリングを 保持してこの位置を時計回りに動かすと、位置２０“は次第に減少する半径を有 する螺旋面７の各位置に逐次当接する。こうして位置２０は内側へ圧迫され、軸 １の上に強制拘束的に緊定される。

締付はリング８の外周面を六角スパナ面として構成することは、図１ないし３の 実施例でもその他の実施例でも単に一例と見るべきである。締付はリング８の回 転駆動を容易にするための別の構造、例えば引っかけスパナの作用のための空欠 部を有する円筒形外周面を設けることももちろん可能である。

その他の実施例で機能が同じ部分がある場合は、同じ参照番号を使用する。

全体を２００で示す図４の継手においては図１ないし３に基づいて説明したのと 同様に形成された結合部材１０に平歯車２１が一体に結合されている。平歯車２ １の歯２２は結合スリーブ２４の対応する歯２３と噛み合う。

全体を３００で示す図５及び６の継手には、互いに向き合う側につめ継手３０を 有する２個の結合部材１０がある。図５の左の結合部材１０は結合機能要素とし て右端にっめ２５を有し、これが右の結合部材１０の、図５で左の端部の二又脚 ２７の間の空欠部２６に係合し、こうして確実拘束的回転継手を作る。

図７及び８の継手４００においては結合部材１０は例えば六角面２９の形の円形 でない外周面を持つ軸方向張出し部２８を有し、この外周面は対応する空欠部３ １を有する弾性プラスチックの結合ブシュ４０に係合する。継手４００により２ つの軸端１′及び１＃を緩衝効果と共に回転結合することができる。

図９の継手５００でもやはり２個の結合部材１０があり、対応する軸端に固着す ることができ、結合機能要素として軸方向張出し部３８を有する。軸方向張出し 部３８は端面側が相対し、そこに軸平行な、互いに一線に並ぶ穴３２がある。

接合部を橋渡しし、トルクを伝達するピンがこの穴に嵌合する。

図１０の継手６００においては２個の結合部材１０のブシュ部材３が中空円筒形 連結部３４によって互いに連結されている。適当なくり抜き３５によって連結部 ３４に螺旋ばね３６か形成され、２個の結合部材１０の開にばね継手５０を形成 する。互いに連結される軸端のある程度の整列誤差を継手６００で補償すること ができる。

図１１の継手７００においても２個の結合部材１０及び１０′の間に中空円筒形 の連結部４４があるが、この場合は剛直である。

図１１の左半分の軸端１′にがさ歯車３７と薄肉のボス３９が配設されており、 ボス３９の上に結合部材１０が嵌合する。従って結合部材１０を締め込むと継手 ７００が一方でばかさ歯車３７と、他方では軸端１′　と連結される。

図１１の右側ではそこの結合部材１０′がブシュ部材３の同じ螺旋面５の上に２ 個の並置された締付はリング８を有する。締付はリング８はいずれも限界トルク まで締め込むことができ、軸端１”に伝達できるトルクを増加することを可能に する。例えば連結部４４を二重ローラチェーン用鎖車４３として形成することに より、連結部４４にもトルクが作用し得ることを図１１の中央に鎖線で示唆した 。

なお継手７００においては軸端１＃の直径が軸端１′の直径より大きい。他の構 成の場合もそれが可能である。

図１２の構成８００においては軸１に結合部材１ｏによって鎖車４５が固着され ている。この場合結合部材１ｏの締付はリング８はその他の構成のように、結合 部材１ｏの本来の使用開始の前、即ち軸１の回転の前の初期の締め込みにしか用 いられないスパナ面を具備しないで、この場合は締付はリング８に鎖車４５が取 付けられている。運転中即ち軸１が回転する時に鎖車４５によって締付はリング ８に絶えずトルクが伝達される。この場合締付はリング８はいわば鎖車４５のボ スである。トルクの回転方向に対して螺旋面５．７を適当に方向づければ、トル クの負荷が高ければ高い程継手がますます強く締め込まれるように螺旋面５．７ が働Ｘ０一般に最初のトルクを受けるための初期の締込みは、手で又は工具によ り行うことができる。このようにして構成８００においては結合部材１０の使用 中に締付はリング８が依然として機能するのである。

図１ないし３の星形板１００には４個の縦スリット６があるが、これは単なる一 例と理解すべきである。他の構成のブシュ部材は１個所にだけスリットが設けら れている。重要なのは、半径方向圧縮の発生が特に変形しゃすい区域に生じ、大 きな力損失が生じることがないように、螺旋面５．７が軸方向に縦スリット６の 区域にあることだけである。

図１３には前述の構成の結合部材に適用することができる螺旋面５．７の構造が 示されている。

図３に相当する図１３の断面図に直径１６の仮想の円筒面１５を破線で略示した 。締付はリングの内周面１３をなす螺旋面７は横断面の初めの２つの象限では仮 想の円筒面１５の外にあり、終りの２つの象限ではその中にある。螺旋面５の局 部的半径は図２の最大半径の位！！１７から時計回りに角度に比例してほぼ３６ ０”にわたって減少し、移行面１９の最小半径の位置１８で再び最大半径に復帰 する。移行面１９は位置２０で螺旋面５の大きな肉厚の区域に移行する。

締付はリング８の内周面１３をなす螺旋面７にも同じことが当てはまる。螺旋面 ７は最小半径の位置５１から移行面１９′を経て位ｉ！５２で最大半径の区域に 移行する。位置５１に端縁５０′が形成されている。

移行面１９．１９′が互いに隣接する初期位置から図示の緊定位置に至るまでに 約３５°の角５３を経過している。

締付はリング８の内周面１３が螺旋面７の方向に延長されて移行面１９．１９′ 　の間に達するとすれば、仮想の面５４に従ってそうなるのである。螺旋面５は 仮想の面５５に従って延長されることになる。締付は配列１０を締め込んだ時、 移行面１９及び１９′　の間の区域５６は開放している。即ち外部から湿気と腐 食性雰囲気が進入することができる。仮想の面５４に沿って延長された内周面１ ３は事情によっては区域５７で、また面５５に沿って延長された外周面１１は区 域５８で腐食される。もしその場合締付は配列を弛めると、それは保持された締 付はリング８に対してブシュブ３を矢印５９の方向に回し戻すことを意味し、端 縁２０，２０’　が−腐食帯５７に出会うことになる。それにはこの場所から腐 食生成物を掻き取るか又は端縁２０．２０′が腐食生成物の上にすべり上がるこ とが必要であり、その結果配列が引っ掛かり、弛めることは不可能になる。

しかし実際には締付はリング８の内周面１３は、移行面１９′から始まって螺旋 面７の仮想の延長５４の外に置かれた空欠部６０を有する。空欠部６０は軸線２ と同軸の円筒面からなる。円筒面は間隔を置いて仮想の面５４の外にあり、移行 面１９′又は位置５２から、締付は配列を弛める時にブシュ部材３に対して起こ る変位６１の方向に続き、締付けの時に最大眼視れる部材３及び８の相互のねじ り角に相当する、即ち約４５°の角範囲にわたって伸張する。これに対応して螺 旋面５の仮想の延長５５の半径方向内側にある空欠部６４が移行面１９又は位置 １８に続く。空欠部６４は位置１８から始まって、弛める時に保持された締付は リング８に対してブシュ部材３をねじらなければならない方向６５へ、最大眼視 れる締付は角に相当する角６６にわたって伸張する。

このようにして２つの端縁２０．２０’　は図面で明らかなように解放されてお り、締付は配列を弛めるときに腐食した材料表面の形の抵抗に打ち勝つ必要はな い。

空欠部６０．６４の半径方向伸張は図面に誇張して示されている。実際には０． ５ないし１ｍｍの半径方向解放の値で十分である。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成５年６月４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．長さの少なくとも一部で、周方向に見て少なくとも１個所に縦スリット（６ ）を有する、内周面（４）を軸（１、１′、１′′）上に配列するためのブシュ 部材（３）と、ブシュ部材（３）の外周面上で縦スリット（６）の高さに軸方向 に配列され、ブシュ部材（３）と結合され、ブシュ部材（３）の内周面（４）の 軸線（２）と同軸であり、軸線（２）と平行の母線により形成され、周方向に自 己ロッキング区域にあるピッチを有する螺旋面（５）と、螺旋面（５）上に配列 され、回転可能であり、周方向に分割してない締付けリング（８）とを有し、締 付けリング（８）の内周面がブシュ部材（３）の螺旋面（５）に対応する螺旋面 （７）であり、このため締付けリング（８）の回転と共にブシュ部材（３）が半 径方向に圧縮され、軸（１、１′、１′′）上に強制拘束的に緊定される、 外側部材と軸（１、１′、１′′）の強制拘束的結合のための結合部材。 ２．互いに独立に操作し得る複数個の締付けリング（８、８）をブシュ部材（３ ）上に並置したことを特徴とする請求項１に記載の結合部材。 ３，ブシュ部材（３）と結合機能要素（１１；２１；２５；２７；２８；３８； ３４；４４）を結合したことを特徴とする請求項１又は２に記載の結合部材。 ４．軸端（１′、１′′）の連結のために結合部（２５、２７：４０；３３；５ ０；４４）を介して結合部材（１０）に別の同じ構造の、同軸に配列された結合 部材（１０）を連結したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記 載の結合部材。 ５．使用中にトルクを伝達するための装置（４５）を締付けリング（８）に設け たことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の結合部材。 ６．夫々大きな半径から隣接する小さな半径への周面（１１、１３）の移行部（ １８、５２）から弛め方向（６１、６５）に最大ねじり角に相当する角度範囲（ ６２、６６）で、周面（１１又は１３）が螺旋面（５、７）の仮想の延長（５４ 、５５）の半径方向内側又は外側に配置された空欠部（６４、６０）を有するこ とを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の結合部材。 ７．空欠部（６０、６４）が共通の軸線（２）に相当する軸線を有するが半径が 異なる円筒面であることを特徴とする請求項６に記載の結合部材。