JPH0874820A - 軸ハブの軸方向取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は軸上に中空デバイスの取付及び軸方
向クランプ結合のための取付装置を提供する。 【構成】 中空物体（１）を、例えば、軸（２）への取
付および軸方向クランプ結合するための装置であって、
工具や使用部品（１）を当該軸（２）上にクランプ結合
するクランプリング（７）を有し、軸方向内径に隣接し
て、弾性または塑性圧力媒体を内蔵した内側圧力室
（９）を含む二重壁スリーブをもつ、クランプリング
（７）を構成し、軸（２，３）に対面する本スリーブ壁
（８）は比較的薄く、圧力室（９）の圧力媒体の加圧時
に当該壁（８）が半径方向内側へ膨張し、これによって
軸（２）にクランプリング（７）のクランプ結合を可能
にさせ、クランプリング（７）はクランプリング（７）
母材を軸方向に貫通して延びた少くとも１ヶ以上の軸方
向クランプ手段（１２−１５）を構成し、作動時に工具
や使用部品（１）に対して軸方向に押すことが出来、こ
れによって軸またはスピンドル（２，３）上に当該工具
または使用部品（２，３）を軸方向に固定できる装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は軸上の中空デバイスの取付及び軸
方向クランプ結合のための装置、例えば作動中への機械
に工具や機械スピンドル上への部品の取付、一般機械の
設置に関連して、軸へのハブの取付、ネジ継手のボルト
の予備クランプ及び同様な用途範囲のための装置に関す
るものである。

【０００２】

【背景技術】従来は、工具や使用部品は通常機械スピン
ドル上に取付、固定されてきており、当該工具や使用部
品は、スピンドルと外部ピンの間の肩部に接するまでス
ピンドルピンに滑り込ませ、クランプナットでしっかり
と固定される。工具や使用部品はしばしばスピンドルピ
ンよりも短く、このためにクランプナットまでの空隙を
埋めるためにいくつかの中間スペーサーリングを用いる
必要があった。

【０００３】図１に従来の類似技術として示したよう
に、この種の取付は、時間のかかるものである。通常の
ナットを固定的にはめ込むために強い引張り力を要し、
当該固定は取付作業を行う人にとっては非安全で、難し
くかつ力のいる作業である。またスペーサーリングは完
全に面平行ではなく、そのためにナットによって発生し
た軸力が不均一となるような危険性があり、特に数箇の
一連のスペーサーリングを用いている場合には危険性が
高く、これによってスピンドルピン上に曲げ応力を発生
させる。

【０００４】スピンドルピン上に工具や使用部品をクラ
ンプさせるために油圧作動ピストンの方法で軸力を加え
られるように成形されたナットが開発された。また、こ
の種のナットは内ネジを切ってあり、これによってスピ
ンドルピンのネジの中にねじ込むことが出来る。油圧作
動クランプ手段をもったこの種のナットは工具や、使用
部品の取付やクランプ結合を容易にする。がこの場合に
は上述の不利な点を防ぐために、スペーサーリングを積
み上げて用いる必要がある。

【０００５】

【発明の開示】本発明の目的は、機械スピンドルに工具
または使用部品を取り付けるための装置、通常の機械組
立に関連して軸にハブを取付けるための装置、ネジ継手
のボルトへの予備クランプのための装置、また同様な応
用のための装置であって、スペーサーリングの使用なし
でまた実際の場合にはクランプナットを必要としないで
装置の結合をする取付及びクランプ結合の出来る装置を
示唆している。

【０００６】以下簡単なために、機械スピンドルへの工
具の取付やクランプ結合を引合いに出しながら以下に本
発明の説明を行う。しかし、本発明の適用は、本発明を
拘束しない多くの可能な使用分野の中の単なる一つであ
ることは明かである。機械スピンドルは普通外部円筒端
のピンから成り立っており、このピンは主機械スピンド
ルの延長部か端部にあり、ナットが取付けられるように
ネジが切ってある。

【０００７】本発明による装置は軸方向内径に隣接した
型の中空クランプリングを構成し、任意の形の油圧手段
またはネジによって作動される圧力ピストンのような加
圧手段を用いて加圧することの出来る弾性または塑性圧
力媒体によって満たされた内側圧力室を備えた二重壁ス
リーブを構成し、ここでスピンドルピンに面した当該ス
リーブの壁が相対的に薄く、これによって当該壁は圧力
媒体の加圧時には内側へ膨張し当該スピンドルピンにク
ランプリングをクランプ結合させる。

【０００８】このようなクランプリングは滑らかな軸で
あればどこへでも取付けることが出来、キー溝のある軸
にでも取付けることが出来、それでもクランプリングの
軸方向内径は歪むことはない。従って当該クランプリン
グはスピンドル上のいずれの場所でもスペーサーリング
を用いることなく工具や使用部品を直接接触で取付ける
ことが出来る。

【０００９】機械スピンドルの肩部に接触して工具や使
用部品の軸方向クランプ結合を可能にするために、当該
クランプリングは、クランプリング材を貫通して軸方向
にまっすぐのばした、または工具に対面するヘッド端を
もっていれば更に好ましいが最低３個、または３個以上
の数個の軸方向クランプネジを構成し、そのヘッド端部
は工具に面している。軸方向クランプ手段は半径方向に
任意に配置され、クランプネジ、たとえば、雌ネジの手
段によって作動される滑らかなピンから構成される。ま
た、軸方向クランプ手段は、リング状として形成される
こともできる。

【００１０】本発明のもう一つの具体案として軸方向ク
ランプ装置は内ネジをもっているためにスピンドルピン
のねじへねじ込むことが出来るように作られる。また、
この場合に、クランプリング内圧力媒体を加圧すること
によってスピンドルピンのネジ方向に薄いスリーブ壁を
膨張させ、スピンドルピンの端部のネジにクランプリン
グが確実に保持される。

【００１１】スピンドルピンへクランプリングをクラン
プ結合するために軸方向クランプ装置に内包された圧力
媒体の加圧には少なくとも３種類の方法がある。即ち、
圧力媒体の加圧をさせる加圧ピストンをもった１個また
は１個以上の圧力ネジを引くことによって加圧する方
法、また圧力媒体の加圧に関連して、クランプリング上
のニップルに結合されているグリースポンプまたは油ポ
ンプを用いて加圧する方法、または、機械スピンドル上
に工具または使用部品を、出来れば、自動的に取付ける
ために用いられるような恒久結合された外部油圧力源を
用いる方法などがある。減圧及びクランプリングの取外
しは圧力ネジを緩めるか逃がしネジの方法によって行わ
れる。

【００１２】

【実施例】本発明を添付図を引用しながら、以下により
詳細に説明する。図１は従来の類似技術による機械スピ
ンドルへの工具または使用部品の取付方法を示す図。図
２は本発明によるクランプリングを用いることによって
同様な機械スピンドルに同様な型の工具の取付状態を示
す拡大図である。図３は図２の拡大図であって図２のク
ランプリングの軸方向断面を示す。図４は図３のIV−IV
矢視の断面を示す。図５は機械スピンドルに長尺物体を
取付けた状態を示す。図６は長尺工具または使用部品を
結合したクランプ用の内ネジをもったクランプリングの
今一つの具体案を示す。図７は図６の円形囲い部分の拡
大図を示す。

【００１３】前述の通り、図１に示された従来の類似技
術では、機械スピンドル３のスピンドルピン２に、スピ
ンドルピン２の外ネジ５に嵌るナット４を用いて工具や
使用部品を取付け、クランプ結合することが一般的であ
る。スピンドルピンより短い工具のような一般的に存在
する場合には、ナット４までの空隙を埋めるために、ス
ピンドルピンに取付けられた数個のスペーサーリング６
を用いる必要がある。上述の議論のように、この取付方
法はいくつかの不利な点と欠点をもっている。

【００１４】図２〜７で示す本発明によるクランプは上
述の問題を解決する。クランプリング７は軸方向の孔を
もち、スピンドルピン２の直径に滑り嵌めで取付けられ
ている。当該軸方向孔に隣接して、クランプリングは比
較的薄い内側スリーブ壁８と圧力室９からなる二重壁ス
リーブを構成し、圧力室９の内壁は内側スリーブ壁８で
あり、この圧力室は加圧できる塑性または弾性圧力媒体
で満たされている。ここでスリーブ壁８は膨張し、スピ
ンドルピン２に軸方向にクランプされる。この方法は軸
方向変位や回転に対して軸へのクランプリングの安定し
た取付を与える。

【００１５】図示された例では、圧力室９の圧力媒体が
加圧され、通路１０は外部から接近できる圧力ネジ１１
をもつ加圧部と連絡し、この圧力ネジ１１は引き抜かれ
ているときは圧力室９の圧力媒体を加圧し、スピンドル
ピン２に圧力リングをクランプ結合させる。前述のごと
く、一時的に結合されたグリースまたはオイルポンプを
用いて加圧することもでき、また工具や使用部品の自動
操作の場合には、恒久結合の外部圧力源を用いることも
できる。

【００１６】機械スピンドル３の肩部に対して工具の軸
力を与えるために、クランプリング７は軸押し手段をも
っており、図示の例では、クランプリングはそのまわり
に適当な半径で均一に分散した５箇の軸押し具をもって
いる。各軸押し具は圧力ピストン１２を含み、肩部の面
上に圧力を分配するためのヘッド１３から構成される。
この圧力ピストンは機械的または油圧的ないずれかの方
法でも加圧されることができる。図では、ネジ１４を含
む簡単な機械的押し装置を示しているが、これは貫通口
１５の中にネジを切ったものであり、工具１に対して、
クランプリング側から接近できる。ネジは雌ネジ型であ
って簡単な六角スッパナー１６によって動かすことが出
来る。圧力ピストン１２およびヘッド１３は工具や使用
部品の端面に変形くぼみを付けたり、その他の損傷を与
える恐れのあるような高い面圧力を発生しない構造とな
っている。また、ピストン１２はヘッド１３よりも均一
な圧力分配を与えるような完全なリングに代えてもよ
い。

【００１７】図示例の装置は、工具または使用部品１を
スピンドルピン２に滑りこませスピンドル肩部に隣接し
た位置まで押し込み、軸方向クランプリング７をスピン
ドルピン２に差し込み、工具１に隣接するかまたは接す
る位置まで滑り込ませ、クランプリング７の半径方向圧
力ネジ１１を締め付け、圧力室９の圧力媒体を加圧し、
これによって工具の軸方向変位や回転の可能性を防いで
クランプリング７をしっかりとスピンドルピン２に固定
し、軸方向クランプ具のネジ１４が締め付けられ、これ
によって、ヘッド１３をもった圧力ピストン１２が工具
１を押しつけスピンドル３の肩部にしっかりと固定され
るように迅速かつ非常に簡単に取扱われる。クランプリ
ング７はスピンドルピン２上の任意の位置でクランプす
ることが出来、従って軸方向長さの異なる工具や使用部
品に対しても当該クランプリンク７が用いられることは
明かである。

【００１８】図５は長尺工具１や部品が図２に示された
と同様な方法でクランプ結合された例を示している。工
具や使用部品１がスピンドルピン２の滑らかな部分とほ
とんど同じ長さであるとき、または僅かに長い場合に
は、図６及び７に図示されたように軸方向口径の１７の
点でネジを切ったクランプリング７’を用いることも可
能であり、これによっって、スピンドルピン２のネジ部
５にクランプリングを柔らかに締め付けることが出来
る。これ以外では、クランプリングは上述の如き構造と
する。この場合には、内側壁８を膨張させるためにクラ
ンプリングの圧力媒体が用いられこれによってスピンド
ルピンのネジ５にクランプリングを固定する。工具や使
用部品を取外すためには、単純に、圧力室９の圧力を解
放し、軸方向クランプネジ４を緩め、これによってクラ
ンプリング７及び工具１を緩め、スピンドルから取外す
ことができる。

【００１９】

【産業上の利用可能性】以上のように、本発明の軸方向
取付装置は、その構造から、工作機械用のクランプ装置
としてばかりでなく、産業用機械、一般機械等のクラン
プ装置としても使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の類似技術による機械スピンドルへの取付
方法を示す図である。

【図２】本発明の１実施例を示す図である。

【図３】図２におけるクランプリングの軸方向断面図で
ある。

【図４】図３のIV −IV 矢視断面図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す、機械スピンドルに
長尺物体を取付けた状態を示す図である。

【図６】本発明の更に他の実施例を示す、内ネジをもっ
たクランプリングを有する取付け状態を示す図である。

【図７】図６の円形囲い部分の拡大図である。

【符号の説明】

１ 工具／使用部品 ２ スピンドルピン ３ スピンドル ４ ナット ５ ネジ ６ スペーサーリング ７ クランプリング ８ 内側スリーブ壁 ９ 圧力媒体室 １０ 半径方向通路 １１ 圧力ネジ １２ 圧力ピストン １３ ヘッド １４ 圧力ネジ １５ 口径 １６ 六角スッパナー １７ ネジ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸（２，３）上に中空体（１）の取付お
   よび軸方向クランプ結合のための装置、例えば作動中機
   械の機械スピンドル上への工具または使用部品の取付、
   一般機械の組立に関連した軸上へのハブの取付、ネジ継
   手におけるボルトの予備クランプ及び類似の適用、およ
   び、軸または機械スピンドル（２，３）上に滑り込ませ
   ることが出来、当該軸上や、機械スピンドル（２，３）
   上の任意の位置に保持でき、これによって工具または使
   用部品（１）の軸または機械スピンドル（２，３）上で
   の軸方向変位や回転を止めることが出来るクランプ結合
   を可能ととするクランプリング（７）をもつ装置であっ
   て、この装置ではクランプリング（７）は軸または機械
   スピンドル（２，３）上に予め決めた嵌合で取り付ける
   ことのできる軸方向内径をもっていることを特徴とし、
   クランプリング（７）は、この軸方向内径に隣接して弾
   性的または塑性的圧力媒体を内包する内側圧力室（９）
   を形成する二重壁スリーブをもち、この圧力室は外部ま
   たは内部加圧手段（１０，１１）によって加圧されるこ
   とが出来、スピンドル軸（２，３）に面するスリーブ壁
   （８）は比較的薄く、このために圧力室（９）内の圧力
   媒体の加圧時には、当該壁（８）は半径方向に内側に向
   かって膨張し、軸またはスピンドル（２，３）にクラン
   プリング（７）をクランプ結合させることを特徴とし、
   そしてクランプリング（７）は、クランプリング（７）
   を貫通して軸方向に延びる１箇または１箇以上の軸方向
   クランプ手段（１２−１５）をもち、作動中には工具ま
   たは使用部品（１）を軸方向に押しつけることが出来、
   これによって軸またはスピンドル（２，３）上に当該工
   具や使用部品を軸方向に固定することが出来ることを特
   徴とする軸ハブの軸方向取付装置。
2. 【請求項２】 油圧または機械的加圧手段（１４）を働
   かせて、工具または使用部品を軸方向に押しつけること
   が出来るように配置された加圧ピストン（１２）である
   軸方向クランプ手段を特徴とする請求項１記載の軸ハブ
   の軸方向取付装置。
3. 【請求項３】 当該装置がクランプリングの軸方向孔の
   周辺に任意の半径方向位置に均等に配置された３箇以上
   が好ましいが、少なくとも３箇の軸方向クランプ手段
   （１２−１５）を構成することを特徴とする請求項１又
   は２記載の軸ハブの軸方向取付装置。
4. 【請求項４】 クランプリング（７）の自由端から接近
   でき、かつクランプリング母材の貫通孔（１５）の中へ
   ねじ込まれるネジ機構（１４）によって作動されるよう
   にクランプ手段が配置されていることを特徴とする請求
   項１又は２記載の軸ハブの軸方向取付装置。
5. 【請求項５】 工具または使用部品（１）の延長表面上
   に加圧ピストン（１２）の押しつけ面を拡げるためにヘ
   ッド（１３）をもった各ピストンを有していることを特
   徴とする請求項２記載の軸ハブの軸方向取付装置。
6. 【請求項６】 加圧ピストン（１２）が完全な円環状加
   圧リングで構成されていることを特徴とする請求項２記
   載の軸ハブの軸方向取付装置。
7. 【請求項７】 クランプリング（７）の内側スリーブ壁
   （８）にはネジが切られ、これによってクランプリング
   （７）はネジ（５）上に柔らかく締め付けられることが
   出来、圧力媒体室（９）の圧力媒体を加圧することによ
   って、また軸方向クランプ手段（１２−１５）が作動す
   ることによって当該クランプリングが軸またはスピンド
   ル（２，３）の外部端に保持されることを特徴とする請
   求項１記載の軸ハブの軸方向取付装置。