JPH0911055A - ２つの構成部材を反復可能に固定結合する装置と方法 - Google Patents
２つの構成部材を反復可能に固定結合する装置と方法Info
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- JPH0911055A JPH0911055A JP8154065A JP15406596A JPH0911055A JP H0911055 A JPH0911055 A JP H0911055A JP 8154065 A JP8154065 A JP 8154065A JP 15406596 A JP15406596 A JP 15406596A JP H0911055 A JPH0911055 A JP H0911055A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 技術的に簡単な形式で、異なる横断面を有す
る２つの構成部材を、任意に反復可能かつ極めて精密に
結合する結合装置及び結合方法を提供する。 【解決手段】 変形可能な構成部材１、６の当初の周輪
郭が、他方の構成部材２、８の周輪郭の内側に位置する
周部分４、９と、外側に位置する周部分３、１０とから
成るようにし、少なくとも一方の構成部材１、６が、こ
の構成部材の周輪郭の特定周部分（３、９）に対する半
径方向加圧力Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 の所期の作用によって変
形され、この変形された構成部材１、６の弾性的な戻り
変形によって、所定周部分での双方の周輪郭が、相互に
固定圧着されるようにした。
る２つの構成部材を、任意に反復可能かつ極めて精密に
結合する結合装置及び結合方法を提供する。 【解決手段】 変形可能な構成部材１、６の当初の周輪
郭が、他方の構成部材２、８の周輪郭の内側に位置する
周部分４、９と、外側に位置する周部分３、１０とから
成るようにし、少なくとも一方の構成部材１、６が、こ
の構成部材の周輪郭の特定周部分（３、９）に対する半
径方向加圧力Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 の所期の作用によって変
形され、この変形された構成部材１、６の弾性的な戻り
変形によって、所定周部分での双方の周輪郭が、相互に
固定圧着されるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特許請求の範囲第
１項上位概念部分に記載された種類の結合装置、すなわ
ち、取外し可能かつ反復可能に２つの構成部材を固定結
合する装置に関するものである。本発明は、更に、特許
請求の範囲第７項の上位概念部分に記載の方法、すなわ
ち、２つの構成部材を取外し可能に固定結合する方法に
関するものである。
１項上位概念部分に記載された種類の結合装置、すなわ
ち、取外し可能かつ反復可能に２つの構成部材を固定結
合する装置に関するものである。本発明は、更に、特許
請求の範囲第７項の上位概念部分に記載の方法、すなわ
ち、２つの構成部材を取外し可能に固定結合する方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大抵は回転対称的な構成部材を、互いに
永久的に、又は一時的に互いに固定結合できる種々の加
圧結合装置が公知である。これら公知の結合装置には、
例えば、工具又は工作物を定心取付けする締付けジョー
や拡げ心棒が属している。これらの結合装置の場合、大
抵は締付けジョーとして構成された固定部材が、相応に
構成された円錐面に対し、軸方向に機械式又は液圧式に
押圧される。機械工学分野で広く用いられているこれら
締付け装置の欠点は、半径方向の寸法が比較的大きい
点、複数対の円錐形滑り面間の軸方向滑り運動により、
摩擦値が比較的高くなる点、円形精度が不正確な点であ
る。
永久的に、又は一時的に互いに固定結合できる種々の加
圧結合装置が公知である。これら公知の結合装置には、
例えば、工具又は工作物を定心取付けする締付けジョー
や拡げ心棒が属している。これらの結合装置の場合、大
抵は締付けジョーとして構成された固定部材が、相応に
構成された円錐面に対し、軸方向に機械式又は液圧式に
押圧される。機械工学分野で広く用いられているこれら
締付け装置の欠点は、半径方向の寸法が比較的大きい
点、複数対の円錐形滑り面間の軸方向滑り運動により、
摩擦値が比較的高くなる点、円形精度が不正確な点であ
る。
【０００３】一方の構成部材を他方の構成部材の内部ま
たは外部に反復可能かつ高い精度で取付ける場合、液圧
式伸縮締付け装置が、チャック又は心棒として使用され
る。この装置の場合、締付け力が、圧力媒体と半径方向
に変形可能な伸縮ブッシュとを介して、被固定構成部材
へ加えられる。これらの締付け装置は、きまって高価な
技術面の出費を必要とする。
たは外部に反復可能かつ高い精度で取付ける場合、液圧
式伸縮締付け装置が、チャック又は心棒として使用され
る。この装置の場合、締付け力が、圧力媒体と半径方向
に変形可能な伸縮ブッシュとを介して、被固定構成部材
へ加えられる。これらの締付け装置は、きまって高価な
技術面の出費を必要とする。
【０００４】更に、回転対称の２つの構成部材をプレス
結合する装置も、知られている。この場合、大抵は円筒
形の内側構成部材の外径が、中空円筒形の外側構成部材
の内径より僅かに大きい。一方又は双方の構成部材を熱
処理することにより、両部材の有効直径を適合させて、
内側部材を外側部材内に挿入し、結合位置に位置決めす
る。次いで、熱処理終了後、各部材が膨張又は収縮する
ことで、内側構成部材への外側構成部材の極めて固いク
ランプばめが可能となる。この結合装置の欠点は、一方
の構成部材を熱処理する場合、つまり、時として著しい
加熱や過冷を要する場合には、種々の措置が必要なこ
と、場合により加熱時に組織変性が生じること、燃焼に
よる負傷の危険があること等であろう。加えて、結合を
完成させるためには、各収縮相手の一様な加熱と冷却に
時間を要する点も欠点である。
結合する装置も、知られている。この場合、大抵は円筒
形の内側構成部材の外径が、中空円筒形の外側構成部材
の内径より僅かに大きい。一方又は双方の構成部材を熱
処理することにより、両部材の有効直径を適合させて、
内側部材を外側部材内に挿入し、結合位置に位置決めす
る。次いで、熱処理終了後、各部材が膨張又は収縮する
ことで、内側構成部材への外側構成部材の極めて固いク
ランプばめが可能となる。この結合装置の欠点は、一方
の構成部材を熱処理する場合、つまり、時として著しい
加熱や過冷を要する場合には、種々の措置が必要なこ
と、場合により加熱時に組織変性が生じること、燃焼に
よる負傷の危険があること等であろう。加えて、結合を
完成させるためには、各収縮相手の一様な加熱と冷却に
時間を要する点も欠点である。
【０００５】ＤＥ−Ｚ“整備技術”誌（第５１巻１９６
１年８月号３９２頁〜３９６頁）により、例えば軸とボ
スとの間の油圧プレス結合が公知である。この場合は、
はめ合い面が、結合工程又は取外し工程の間に、圧力油
により分離される。双方の構成部材のはめ合い面の間に
圧入される油によって、中空円筒形の構成部材が、弾性
的に拡開され、これによって、例えば、内側の中実円筒
形の構成部材が引出し可能となる。このためには、言う
までもなく、最大１５００ｂの極めて高い油圧が必要で
ある。このような油圧を発生させ得る装置は、高度の技
術を要し、したがって出費も大である。加えて、この接
ぎ技術は、円筒形のはめ合い面以外には適用できない。
１年８月号３９２頁〜３９６頁）により、例えば軸とボ
スとの間の油圧プレス結合が公知である。この場合は、
はめ合い面が、結合工程又は取外し工程の間に、圧力油
により分離される。双方の構成部材のはめ合い面の間に
圧入される油によって、中空円筒形の構成部材が、弾性
的に拡開され、これによって、例えば、内側の中実円筒
形の構成部材が引出し可能となる。このためには、言う
までもなく、最大１５００ｂの極めて高い油圧が必要で
ある。このような油圧を発生させ得る装置は、高度の技
術を要し、したがって出費も大である。加えて、この接
ぎ技術は、円筒形のはめ合い面以外には適用できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、技術
的に簡単な形式で、異なる横断面を有する２つの構成部
材を、任意に反復可能かつ極めて高い精度で結合する装
置と方法とを提供することである。
的に簡単な形式で、異なる横断面を有する２つの構成部
材を、任意に反復可能かつ極めて高い精度で結合する装
置と方法とを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り次のようにすることにより解決された。すなわち、変
形可能な構成部材の当初の周輪郭が、他方の構成部材の
周輪郭の内側に位置する周部分と、外側に位置する周部
分とを有するようにし、更に、少なくとも一方の変形可
能な構成部材の変形が、その構成部材の周輪郭の特定部
分に対する半径方向加圧力の所期の作用によって行わ
れ、かつまた、所定周部分での双方の周輪郭相互の固定
圧着が、変形可能な構成部材の弾性的な戻り変形によっ
て可能になるようにしたのである。
り次のようにすることにより解決された。すなわち、変
形可能な構成部材の当初の周輪郭が、他方の構成部材の
周輪郭の内側に位置する周部分と、外側に位置する周部
分とを有するようにし、更に、少なくとも一方の変形可
能な構成部材の変形が、その構成部材の周輪郭の特定部
分に対する半径方向加圧力の所期の作用によって行わ
れ、かつまた、所定周部分での双方の周輪郭相互の固定
圧着が、変形可能な構成部材の弾性的な戻り変形によっ
て可能になるようにしたのである。
【０００８】したがって、本発明の根底をなす技術思想
の眼目は次の点にある。すなわち、少なくとも一方の構
成部材が、一定限界内で弾性変形可能であり、他方の構
成部材と異なる周輪郭を有しており、しかも、この変形
可能な構成部材が、半径方向加圧力により、結合部分で
変形される結果、その周輪郭形状が、他方の構成部材の
有効周輪郭の形状に、十分な遊びをもって、ほぼ合致す
るようにされ、その結果、双方の構成部材を互いにはめ
合い状態で位置決めすることができ、更に、変形された
構成部材が、半径方向加圧力の作用終了後、自動的に弾
性的に戻り変形し、この戻り変形によって、この構成部
材の特定周部分が、他方の構成部材の周輪郭に極めて固
く圧着されるという点にある。
の眼目は次の点にある。すなわち、少なくとも一方の構
成部材が、一定限界内で弾性変形可能であり、他方の構
成部材と異なる周輪郭を有しており、しかも、この変形
可能な構成部材が、半径方向加圧力により、結合部分で
変形される結果、その周輪郭形状が、他方の構成部材の
有効周輪郭の形状に、十分な遊びをもって、ほぼ合致す
るようにされ、その結果、双方の構成部材を互いにはめ
合い状態で位置決めすることができ、更に、変形された
構成部材が、半径方向加圧力の作用終了後、自動的に弾
性的に戻り変形し、この戻り変形によって、この構成部
材の特定周部分が、他方の構成部材の周輪郭に極めて固
く圧着されるという点にある。
【０００９】本発明による結合装置は、種々の形状の構
成部材の固定に、種々の形式で適用できる。例えば、本
発明の好ましい構成によれば、変形可能な構成部材を構
成する中空体を、忠実の軸ないしシャンクに取付ける場
合には、中空体が、それぞれ湾曲内周部分と、それらの
間の湾曲移行部分とから成る多角形状の内周輪郭を有す
るようにし、この内周輪郭が、半径方向外方から移行部
分に作用する加圧力によって、軸の外周輪郭と完全に合
致するまで弾性変形され、それにより、中空体を軸上の
所定位置に差しはめることができるようにされる。更
に、半径方向の加圧終了後、中空体は、その固有弾性に
基づき、当初の周輪郭に戻り変形し、これにより、特定
内周部分が、中実軸外壁に圧着される。
成部材の固定に、種々の形式で適用できる。例えば、本
発明の好ましい構成によれば、変形可能な構成部材を構
成する中空体を、忠実の軸ないしシャンクに取付ける場
合には、中空体が、それぞれ湾曲内周部分と、それらの
間の湾曲移行部分とから成る多角形状の内周輪郭を有す
るようにし、この内周輪郭が、半径方向外方から移行部
分に作用する加圧力によって、軸の外周輪郭と完全に合
致するまで弾性変形され、それにより、中空体を軸上の
所定位置に差しはめることができるようにされる。更
に、半径方向の加圧終了後、中空体は、その固有弾性に
基づき、当初の周輪郭に戻り変形し、これにより、特定
内周部分が、中実軸外壁に圧着される。
【００１０】中空体、特に、比較的薄壁の鋼製又はその
他類似材料製のスリーブを、極めて精密に軸上に定心さ
せるには、前記の圧着が、互いに角度をずらされた３つ
の内周部分のところで行われるようにする。この目的の
ために、未変形のスリーブの有効内周輪郭が、３つの湾
曲内周部分を有するようにし、これら内周部分の間に、
３つのコーナー状に湾曲した移行部分を設けるようにす
る。これら移行部分に対して、半径方向内方へ加圧力を
作用させることより、スリーブの内周輪郭が、ほぼ円形
に変形される。この円形の直径は、軸の外径より僅かに
大きくされているので、変形されたこのスリーブは、軸
に差しはめることができる。加圧力の作用が終了する
と、位置決めされたスリーブは、自動的に戻り変形する
ことにより、３つの湾曲内周部分が、それぞれ軸の外壁
に高い押圧力をもって圧着される。このようにして行わ
れた結合は、また、極めて高い荷重に耐えることがで
き、とりわけ、工作物の切削加工の場合に、工具シャン
クをスリーブ状又はブッシュ状の工具ホールダにチャッ
クするのに適している。
他類似材料製のスリーブを、極めて精密に軸上に定心さ
せるには、前記の圧着が、互いに角度をずらされた３つ
の内周部分のところで行われるようにする。この目的の
ために、未変形のスリーブの有効内周輪郭が、３つの湾
曲内周部分を有するようにし、これら内周部分の間に、
３つのコーナー状に湾曲した移行部分を設けるようにす
る。これら移行部分に対して、半径方向内方へ加圧力を
作用させることより、スリーブの内周輪郭が、ほぼ円形
に変形される。この円形の直径は、軸の外径より僅かに
大きくされているので、変形されたこのスリーブは、軸
に差しはめることができる。加圧力の作用が終了する
と、位置決めされたスリーブは、自動的に戻り変形する
ことにより、３つの湾曲内周部分が、それぞれ軸の外壁
に高い押圧力をもって圧着される。このようにして行わ
れた結合は、また、極めて高い荷重に耐えることがで
き、とりわけ、工作物の切削加工の場合に、工具シャン
クをスリーブ状又はブッシュ状の工具ホールダにチャッ
クするのに適している。
【００１１】本発明による結合装置は、また、変形可能
な構成部材である中空体を、他の構成部材の孔内に固定
するのにも適している。この目的のためには、中空体の
当初の外周輪郭が、孔の内周輪郭の内側に位置する周部
分と、外側に位置する周部分とから成るようにされる。
この場合には、内側に位置する周部分に対し、半径方向
内方から外方へ加圧力を作用させることにより、中空体
の外周輪郭を変形させ、中空体を孔内に挿入できるよう
にする。加圧力の作用が終了すると、中空体は、当初の
外周輪郭に弾性的に戻り変形し、それによって、当初、
孔の内周輪郭の外側に位置した外周部分が、孔の内壁に
固定圧着される。
な構成部材である中空体を、他の構成部材の孔内に固定
するのにも適している。この目的のためには、中空体の
当初の外周輪郭が、孔の内周輪郭の内側に位置する周部
分と、外側に位置する周部分とから成るようにされる。
この場合には、内側に位置する周部分に対し、半径方向
内方から外方へ加圧力を作用させることにより、中空体
の外周輪郭を変形させ、中空体を孔内に挿入できるよう
にする。加圧力の作用が終了すると、中空体は、当初の
外周輪郭に弾性的に戻り変形し、それによって、当初、
孔の内周輪郭の外側に位置した外周部分が、孔の内壁に
固定圧着される。
【００１２】双方の構成部材を精密に軸定心でき、交番
機械応力にも高い吸収能を有するほかに、本発明の結合
装置が有するもう一つの利点は、結合を、技術的に簡単
かつ迅速に行ない得る点である。一方の構成部材の変形
に要する半径方向加圧力は、適当な装置により迅速に発
生させることができ、双方の構成部材の相互位置決め
後、同じように迅速に除圧できるので、結合工程の実施
には、極めて短い時間しか要しない。この時間は、従来
式の締付けジョー型チャックへの工具シャンクの取付け
に要する時間の範囲内にあり、また、熱収縮結合に要す
る時間より、はるかに短い。更に、本発明の結合装置を
実地に使用する場合、特に好都合な点は、任意の長さの
作業時間後に、固定結合を、同じように簡単に再び外す
ことができる点である。この目的のためには、変形可能
な構成部材の所定部分に半径方向加圧力を作用させるだ
けでよい。相応の変形の後、この変形可能な構成部材
を、他方の構成部材から引出すことができる。その時々
に必要な変形値は、使用材料の弾性の範囲内に含まれる
ので、結合と取外しの工程は、任意の回数だけ反復可能
であり、しかも、熱収縮時に発生する材料特性の変化、
特に組織構造の変性を生じることがない。
機械応力にも高い吸収能を有するほかに、本発明の結合
装置が有するもう一つの利点は、結合を、技術的に簡単
かつ迅速に行ない得る点である。一方の構成部材の変形
に要する半径方向加圧力は、適当な装置により迅速に発
生させることができ、双方の構成部材の相互位置決め
後、同じように迅速に除圧できるので、結合工程の実施
には、極めて短い時間しか要しない。この時間は、従来
式の締付けジョー型チャックへの工具シャンクの取付け
に要する時間の範囲内にあり、また、熱収縮結合に要す
る時間より、はるかに短い。更に、本発明の結合装置を
実地に使用する場合、特に好都合な点は、任意の長さの
作業時間後に、固定結合を、同じように簡単に再び外す
ことができる点である。この目的のためには、変形可能
な構成部材の所定部分に半径方向加圧力を作用させるだ
けでよい。相応の変形の後、この変形可能な構成部材
を、他方の構成部材から引出すことができる。その時々
に必要な変形値は、使用材料の弾性の範囲内に含まれる
ので、結合と取外しの工程は、任意の回数だけ反復可能
であり、しかも、熱収縮時に発生する材料特性の変化、
特に組織構造の変性を生じることがない。
【００１３】少なくとも一方の構成部材が、所定の程度
に弾性変形可能である２つの構成部材を取外し可能に固
定結合する方法の場合、少なくとも一方の構成部材が、
結合工程の間に変形され、他方の構成部材に対し、所定
結合位置に位置決めされ、次いで、先に変形された構成
部材が戻り変形することによって、固定結合が生ぜしめ
られる。本発明によれば、少なくとも一方の構成部材
が、他方の構成部材の有効周輪郭の内側に位置する周部
分と、外側に位置する周部分とから成る有効周輪郭を有
するようにされている。変形可能な構成部材の周輪郭の
所定周部分に、半径方向加圧力Ｋを作用させ、双方の構
成部材の相互位置決め後、半径方向加圧力を受けない周
部分が、変形された構成部材の弾性的な戻り変形によ
り、他方の構成部材の周輪郭と固定圧着される。変形可
能な中空体を軸ないしシャンクに反復可能に固定するた
めには、中空体の内周輪郭に、軸の外周輪郭の内側に位
置する周部分と、外側に位置する周部分とを設けてお
き、外側に位置する周部分に対して、半径方向外方から
内方へ加圧力を作用させるようにする。
に弾性変形可能である２つの構成部材を取外し可能に固
定結合する方法の場合、少なくとも一方の構成部材が、
結合工程の間に変形され、他方の構成部材に対し、所定
結合位置に位置決めされ、次いで、先に変形された構成
部材が戻り変形することによって、固定結合が生ぜしめ
られる。本発明によれば、少なくとも一方の構成部材
が、他方の構成部材の有効周輪郭の内側に位置する周部
分と、外側に位置する周部分とから成る有効周輪郭を有
するようにされている。変形可能な構成部材の周輪郭の
所定周部分に、半径方向加圧力Ｋを作用させ、双方の構
成部材の相互位置決め後、半径方向加圧力を受けない周
部分が、変形された構成部材の弾性的な戻り変形によ
り、他方の構成部材の周輪郭と固定圧着される。変形可
能な中空体を軸ないしシャンクに反復可能に固定するた
めには、中空体の内周輪郭に、軸の外周輪郭の内側に位
置する周部分と、外側に位置する周部分とを設けてお
き、外側に位置する周部分に対して、半径方向外方から
内方へ加圧力を作用させるようにする。
【００１４】弾性変形可能な中空体を、他方の構成部材
の孔内に反復可能に固定する場合には、中空体の外周輪
郭に、孔の内周輪郭の内側に位置する周部分と、外側に
位置する周部分とを設けておき、内側に位置する周部分
に対し、半径方向内方から外方へ加圧力を作用させる。
この方法は、例えば熱交換管を支持壁及び／又は支持架
に固定するのに適している。
の孔内に反復可能に固定する場合には、中空体の外周輪
郭に、孔の内周輪郭の内側に位置する周部分と、外側に
位置する周部分とを設けておき、内側に位置する周部分
に対し、半径方向内方から外方へ加圧力を作用させる。
この方法は、例えば熱交換管を支持壁及び／又は支持架
に固定するのに適している。
【００１５】本発明の客体は、更に、軸上に変形可能な
中空体を固定する装置である。この装置は、中心に孔を
有する好ましくは円筒形のケーシングと、この孔内に互
いに角度をずらして配置された複数締付けジョーと、こ
れら締付けジョーを強制移動させる締付け装置とから成
っている。本発明によれば、締付けジョーは、内周面に
それぞれ１つの突出部を有し、この突出部が、孔の周輪
郭の外側に位置する中空体周部分と向かい合っており、
しかも、締付け装置が、各締付けジョーに作用する半径
方向内方への加圧力を発生するように構成されているの
で、各締付けジョーの半径方向内方の突出部が、締付け
装置の作動時に、この外方へ突出している中空体周部分
を押圧する。この装置の好ましい構成によれば、各締付
けジョーには、液圧機械式に構成された締付け装置が配
属され、しかも、各締付けジョーの半径方向外側には、
液圧室が配置され、ケーシング内には各１つの半径方向
に可動のアクチュエータが配属されている。
中空体を固定する装置である。この装置は、中心に孔を
有する好ましくは円筒形のケーシングと、この孔内に互
いに角度をずらして配置された複数締付けジョーと、こ
れら締付けジョーを強制移動させる締付け装置とから成
っている。本発明によれば、締付けジョーは、内周面に
それぞれ１つの突出部を有し、この突出部が、孔の周輪
郭の外側に位置する中空体周部分と向かい合っており、
しかも、締付け装置が、各締付けジョーに作用する半径
方向内方への加圧力を発生するように構成されているの
で、各締付けジョーの半径方向内方の突出部が、締付け
装置の作動時に、この外方へ突出している中空体周部分
を押圧する。この装置の好ましい構成によれば、各締付
けジョーには、液圧機械式に構成された締付け装置が配
属され、しかも、各締付けジョーの半径方向外側には、
液圧室が配置され、ケーシング内には各１つの半径方向
に可動のアクチュエータが配属されている。
【００１６】本発明の装置は、その特別な利点、特に、
好ましくはねじボルトとして構成されたアクチュエータ
の簡単な操作と、その僅かな寸法とに基づいて、特に、
工具受容部の薄壁スリーブ内に細い工具シャンクをチャ
ックするのに適している。ドリルシャンクや工具スリー
ブの使用材料に応じて、高い持続的な締付け力が生じ、
この締付け力により、ドリルシャンクの、正確に軸定心
された位置決めが可能になり、高い機械応力に耐えるこ
とが可能になる。変形可能なスリーブが、締付け装置の
作用によって変形され、ほぼ円形にされたスリーブ内部
空間内へ、シャンクが挿入された後、締付け装置の、好
ましくはねじボルトとして構成されたアクチュエータ
が、始めの位置へねじ戻されることにより、スリーブに
対する締付けジョーの作用は終了し、スリーブは、元の
形状に戻ろうとする。この半径方向の戻り変形によっ
て、シャンク外壁に、スリーブの特定内周部分が固定圧
着される。その後で、締付け装置を、結合された構成部
材群から軸方向に引出すことができる。
好ましくはねじボルトとして構成されたアクチュエータ
の簡単な操作と、その僅かな寸法とに基づいて、特に、
工具受容部の薄壁スリーブ内に細い工具シャンクをチャ
ックするのに適している。ドリルシャンクや工具スリー
ブの使用材料に応じて、高い持続的な締付け力が生じ、
この締付け力により、ドリルシャンクの、正確に軸定心
された位置決めが可能になり、高い機械応力に耐えるこ
とが可能になる。変形可能なスリーブが、締付け装置の
作用によって変形され、ほぼ円形にされたスリーブ内部
空間内へ、シャンクが挿入された後、締付け装置の、好
ましくはねじボルトとして構成されたアクチュエータ
が、始めの位置へねじ戻されることにより、スリーブに
対する締付けジョーの作用は終了し、スリーブは、元の
形状に戻ろうとする。この半径方向の戻り変形によっ
て、シャンク外壁に、スリーブの特定内周部分が固定圧
着される。その後で、締付け装置を、結合された構成部
材群から軸方向に引出すことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下で、本発明のその他の特徴及
び利点を図示の複数実施例につき説明する。図１は、円
筒形外面を有するスリーブ１が、円筒形の軸ないしシャ
ンク２に固定される場合を示したものである。本発明の
思想を適用することにより、スリーブ１は、複数の湾曲
周部分３、４から成る多角形状の内周輪郭を有してい
る。図示のように、円筒形軸２の破線で示された円周５
の半径方向外側に、スリーブ内周輪郭の３つの周部分３
が位置し、それらの間の移行部分４が、円周５の半径方
向内側に位置している。円周５の半径方向内側に移行部
分４が位置しているため、この状態では、軸２にスリー
ブ１を差しはめることはできない。
び利点を図示の複数実施例につき説明する。図１は、円
筒形外面を有するスリーブ１が、円筒形の軸ないしシャ
ンク２に固定される場合を示したものである。本発明の
思想を適用することにより、スリーブ１は、複数の湾曲
周部分３、４から成る多角形状の内周輪郭を有してい
る。図示のように、円筒形軸２の破線で示された円周５
の半径方向外側に、スリーブ内周輪郭の３つの周部分３
が位置し、それらの間の移行部分４が、円周５の半径方
向内側に位置している。円周５の半径方向内側に移行部
分４が位置しているため、この状態では、軸２にスリー
ブ１を差しはめることはできない。
【００１８】図３の（ａ）には、未変形のスリーブ１が
示してある。いま、スリーブ１の外周の、円周５の外側
に位置する周部分３に、半径方向の加圧力Ｋ1 、Ｋ2 、
Ｋ3が作用すると、スリーブ１全体に、所期の変形が生
じる。すなわち、それまで円周５の外側に位置していた
周部分３が半径方向内方へ押込まれ、この結果、円周５
の内側に位置していた移行部分４が、外方へ、限定され
た運動を行うことになる。図３の（ｂ）には、この段階
が示されている。この段階で、当初、ほぼ多角形状だっ
たスリーブ内周輪郭が、ほぼ円形に変形されている。こ
の円の直径は、図１の軸２の円周５の直径より大であ
り、また、その場合、スリーブ１の外周が多角形状の形
状となる。この変形状態で、スリーブ１は軸２にはめ込
まれ、所定位置に位置決めされ、図３の（ｃ）に示され
た状態となる。加圧力Ｋ1 〜Ｋ3 の作用が完了すると、
スリーブ１が、その固有弾性により戻り変形し、それに
より、当初、図１の円周５の内側に位置していた移行部
分４が、軸２の外周に極めて固く圧着される。この完了
状態を示したのが、図３の（ｄ）である。
示してある。いま、スリーブ１の外周の、円周５の外側
に位置する周部分３に、半径方向の加圧力Ｋ1 、Ｋ2 、
Ｋ3が作用すると、スリーブ１全体に、所期の変形が生
じる。すなわち、それまで円周５の外側に位置していた
周部分３が半径方向内方へ押込まれ、この結果、円周５
の内側に位置していた移行部分４が、外方へ、限定され
た運動を行うことになる。図３の（ｂ）には、この段階
が示されている。この段階で、当初、ほぼ多角形状だっ
たスリーブ内周輪郭が、ほぼ円形に変形されている。こ
の円の直径は、図１の軸２の円周５の直径より大であ
り、また、その場合、スリーブ１の外周が多角形状の形
状となる。この変形状態で、スリーブ１は軸２にはめ込
まれ、所定位置に位置決めされ、図３の（ｃ）に示され
た状態となる。加圧力Ｋ1 〜Ｋ3 の作用が完了すると、
スリーブ１が、その固有弾性により戻り変形し、それに
より、当初、図１の円周５の内側に位置していた移行部
分４が、軸２の外周に極めて固く圧着される。この完了
状態を示したのが、図３の（ｄ）である。
【００１９】本発明による結合装置は、図２に略示した
ように、スリーブを構成部材の孔内に精密固定する場合
にも、使用できる。この図示の実施例の場合、スリーブ
６は、多角形状の外周輪郭を有し、構成部材８の孔７
は、円筒形横断面を有している。定心に好都合なため、
この実施例の場合も、未変形のスリーブの外周輪郭は、
孔７の内周輪郭内側に位置する３つの周部分９と、これ
らの周部分９の間の湾曲移行部分１０とから成ってい
る。移行部分１０は、孔７の内周輪郭の外側に位置して
いる。図２に示した半径方向内方から外方へ作用する加
圧力Ｋ4 、Ｋ5 、Ｋ 6 により、周部分９は、外方へ押出
され、この結果、外方へ突出していた移行部分１０は、
相応に半径方向内方へ引込む。孔７とスリーブ６との双
方の周輪郭を適合させることが必要であれば、スリーブ
６を変形させることにより、スリーブのほぼ円形となっ
た外周輪郭全体が、孔７の円形内周輪郭の内側に位置す
るようにする。この状態で、スリーブ６を、孔７内へ挿
入することができる。加圧力Ｋ 4 、Ｋ5 、Ｋ6 の作用の
終了後、この場合も、スリーブ６は、その弾性的な材料
特性に基づいて、戻り変形し、突出した周部分１０が、
孔７の対応する内周区域に固定圧着される。
ように、スリーブを構成部材の孔内に精密固定する場合
にも、使用できる。この図示の実施例の場合、スリーブ
６は、多角形状の外周輪郭を有し、構成部材８の孔７
は、円筒形横断面を有している。定心に好都合なため、
この実施例の場合も、未変形のスリーブの外周輪郭は、
孔７の内周輪郭内側に位置する３つの周部分９と、これ
らの周部分９の間の湾曲移行部分１０とから成ってい
る。移行部分１０は、孔７の内周輪郭の外側に位置して
いる。図２に示した半径方向内方から外方へ作用する加
圧力Ｋ4 、Ｋ5 、Ｋ 6 により、周部分９は、外方へ押出
され、この結果、外方へ突出していた移行部分１０は、
相応に半径方向内方へ引込む。孔７とスリーブ６との双
方の周輪郭を適合させることが必要であれば、スリーブ
６を変形させることにより、スリーブのほぼ円形となっ
た外周輪郭全体が、孔７の円形内周輪郭の内側に位置す
るようにする。この状態で、スリーブ６を、孔７内へ挿
入することができる。加圧力Ｋ 4 、Ｋ5 、Ｋ6 の作用の
終了後、この場合も、スリーブ６は、その弾性的な材料
特性に基づいて、戻り変形し、突出した周部分１０が、
孔７の対応する内周区域に固定圧着される。
【００２０】本発明による結合装置は、種々の形状の構
成部材、特に多角形の構成部材の結合に適用することが
できる。その場合には、双方の構成部材の周輪郭は、一
方の構成部材の所期の弾性変形により相互の掴み合いが
可能となるように、相互適合させねばならない。それに
より、自動的な弾性戻り変形によって、固定的な締付け
結合が可能になり、協働する接触面の相対運動や、ひい
ては摩擦力も発生することはない。
成部材、特に多角形の構成部材の結合に適用することが
できる。その場合には、双方の構成部材の周輪郭は、一
方の構成部材の所期の弾性変形により相互の掴み合いが
可能となるように、相互適合させねばならない。それに
より、自動的な弾性戻り変形によって、固定的な締付け
結合が可能になり、協働する接触面の相対運動や、ひい
ては摩擦力も発生することはない。
【００２１】図４の（ａ）と（ｂ）に示した装置は、図
１と図３とに示した技術思想を実際に具体化するために
構成されたものである。図には、構成部材１１のスリー
ブ状端部分を、円筒形の軸ないしシャンク１２の端部に
固定する場合が示されている。装置は、円筒形ケーシン
グ１３を有しており、このケーシングの中心の孔１４内
に、それぞれ１２０度だけ互いに角度をずらされた締付
けジョー１５、１６、１７が配置されている。各締付け
ジョー１５、１６、１７は、それぞれ半径方向内方の突
出部１８、１９、２０を有し、これら突出部の軸方向長
さは、図４の（ａ）から分かるように、結合部分の軸方
向長さによって決定される。締付けジョー１５、１６、
１７の外壁とケーシング１３との間には、たわみリング
２１が配置され、液圧液を充填された圧力室２４と、半
径方向内方部分とを仕切っている。圧力室２４は、ケー
シング内に設けられ、シール部材２５、２６により密封
されている。半径方向内方へ作用する液圧力を発生させ
るために、ケーシング１３内には、ねじボルト形式の半
径方向アクチュエータが配置されている。これらねじボ
ルト２７の操作により、圧力室２４内の液圧が増減でき
る。シールされたねじボルト２７のねじ込みにより、圧
力室２４内の液圧が増圧され、それによって、締付けジ
ョー１５、１６、１７が、突出部１８、１９、２０をス
リーブの所定周部分に対して押圧する。これにより、図
１と図３について説明した、スリーブの変形が生じる。
また、ねじボルト２７をゆるめることで、圧力室２４は
減圧され、所定スリーブ壁部が戻り変形し、図１及び図
３のところで既に説明した技術的効果がえられる。
１と図３とに示した技術思想を実際に具体化するために
構成されたものである。図には、構成部材１１のスリー
ブ状端部分を、円筒形の軸ないしシャンク１２の端部に
固定する場合が示されている。装置は、円筒形ケーシン
グ１３を有しており、このケーシングの中心の孔１４内
に、それぞれ１２０度だけ互いに角度をずらされた締付
けジョー１５、１６、１７が配置されている。各締付け
ジョー１５、１６、１７は、それぞれ半径方向内方の突
出部１８、１９、２０を有し、これら突出部の軸方向長
さは、図４の（ａ）から分かるように、結合部分の軸方
向長さによって決定される。締付けジョー１５、１６、
１７の外壁とケーシング１３との間には、たわみリング
２１が配置され、液圧液を充填された圧力室２４と、半
径方向内方部分とを仕切っている。圧力室２４は、ケー
シング内に設けられ、シール部材２５、２６により密封
されている。半径方向内方へ作用する液圧力を発生させ
るために、ケーシング１３内には、ねじボルト形式の半
径方向アクチュエータが配置されている。これらねじボ
ルト２７の操作により、圧力室２４内の液圧が増減でき
る。シールされたねじボルト２７のねじ込みにより、圧
力室２４内の液圧が増圧され、それによって、締付けジ
ョー１５、１６、１７が、突出部１８、１９、２０をス
リーブの所定周部分に対して押圧する。これにより、図
１と図３について説明した、スリーブの変形が生じる。
また、ねじボルト２７をゆるめることで、圧力室２４は
減圧され、所定スリーブ壁部が戻り変形し、図１及び図
３のところで既に説明した技術的効果がえられる。
【００２２】締付けジョーは、液圧機械式に操作する代
わりに、他の適当な形式で作用する締付け手段で操作す
ることもできる。特に図２の結合装置の場合は、半径方
向外方へスリーブ壁に対して作用する加圧力Ｋ4 、
Ｋ5 、Ｋ6 を、例えば中心円錐体によって発生させるこ
ともできる。この円錐体は、円錐形内面を有する３個の
締付けジョーによって取囲まれ、軸方向に移動すること
により、これら締付けジョーを加圧力Ｋ4 、Ｋ5 、Ｋ6
の作用方向でスリーブ６の内壁に押圧する、というもの
である。変形可能な構成部材の多角形状の周輪郭は、切
削加工によって形成できる。その場合、図１から図３ま
でに示したように、壁厚の異なる部分を設けておく。言
い換えると、中空円筒形の構成部材１〜６の壁厚は、加
圧力を受ける周部分３、９が、戻り変形後に対応構成部
材２、８の壁部に圧着される周部分４、１０より薄手に
されている。この多角形状の周輪郭は、しかし、加圧成
形加工、例えばプレス加工によっても形成できる。その
場合には、中空体の壁厚は、全周にわたってほぼ等しく
てもよい。
わりに、他の適当な形式で作用する締付け手段で操作す
ることもできる。特に図２の結合装置の場合は、半径方
向外方へスリーブ壁に対して作用する加圧力Ｋ4 、
Ｋ5 、Ｋ6 を、例えば中心円錐体によって発生させるこ
ともできる。この円錐体は、円錐形内面を有する３個の
締付けジョーによって取囲まれ、軸方向に移動すること
により、これら締付けジョーを加圧力Ｋ4 、Ｋ5 、Ｋ6
の作用方向でスリーブ６の内壁に押圧する、というもの
である。変形可能な構成部材の多角形状の周輪郭は、切
削加工によって形成できる。その場合、図１から図３ま
でに示したように、壁厚の異なる部分を設けておく。言
い換えると、中空円筒形の構成部材１〜６の壁厚は、加
圧力を受ける周部分３、９が、戻り変形後に対応構成部
材２、８の壁部に圧着される周部分４、１０より薄手に
されている。この多角形状の周輪郭は、しかし、加圧成
形加工、例えばプレス加工によっても形成できる。その
場合には、中空体の壁厚は、全周にわたってほぼ等しく
てもよい。
【図１】円筒形の軸に結合されるスリーブの略示断面図
である。
である。
【図２】工作物の円筒形孔内に固定されるスリーブの略
示断面図である。
示断面図である。
【図３】本発明の結合装置の作用形式を、図１に示した
スリーブを円筒形の軸上に固定するさいの作業段階によ
り示した横断面図で、（ａ）は、変形前のスリーブの
図、（ｂ）は、スリーブに半径方向外方から加圧力を加
え、スリーブ内周を円形にした段階の図、（ｃ）は、ス
リーブを軸にはめ込んだ段階を示した図、（ｄ）は、ス
リーブが戻り変形し、軸に圧着固定された段階を示した
図である。
スリーブを円筒形の軸上に固定するさいの作業段階によ
り示した横断面図で、（ａ）は、変形前のスリーブの
図、（ｂ）は、スリーブに半径方向外方から加圧力を加
え、スリーブ内周を円形にした段階の図、（ｃ）は、ス
リーブを軸にはめ込んだ段階を示した図、（ｄ）は、ス
リーブが戻り変形し、軸に圧着固定された段階を示した
図である。
【図４】図３のスリーブを軸上に固定する装置の図で、
（ａ）は、装置の軸方向断面図、（ｂ）は、装置の平面
図である。
（ａ）は、装置の軸方向断面図、（ｂ）は、装置の平面
図である。
１、６ スリーブ ２、１２ 軸 ３ 軸の外周輪郭の外側に位置するスリーブ内周部分 ４ 軸の外周輪郭の内側に位置するスリーブ内周部分 ５ 軸の円周 ７ 孔 ８ 孔を有する構成部材 ９ 孔の内周輪郭の内側に位置するスリーブ外周部分 １０ 孔の内周輪郭の外側に位置するスリーブ外周部分 １３ ケーシング １５、１６、１７ 締付けジョー １８、１９、２０ 突出部 ２１ たわみリング ２４ 圧力室 ２５、２６ シール部材 ２７ ねじボルト Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 半径方向内方への加圧力 Ｋ4 、Ｋ5 、Ｋ6 半径方向外方への加圧力
Claims (13)
- 【請求項１】 ２つの構成部材を反復可能に固定結合す
る装置であって、構成部材（１、６）が結合工程の間に
一時的に変形されることによって、一方の構成部材の有
効周輪郭が、他方の構成部材（２、８）の対応有効周輪
郭に、所定の遊びをもって合致せしめられ、かつまた、
双方の構成部材（１、６；２、８）の位置決め工程後
に、少なくとも部分的に戻し変形させることにより、双
方の有効周輪郭が固定圧着される形式のものにおいて、 一方の変形可能な構成部材（１、６）の当初の周輪郭
が、他方の構成部材（２、８）の周輪郭の内側に位置す
る周部分（４、９）と外側に位置する周部分（３、１
０）とを有しており、また、 少なくとも一方の構成部材（１、６）の変形が、この構
成部材の周輪郭の特定周部分に対する半径方向の加圧力
（Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 ）の所期の作用によって行われ、か
つまた、所定周部分での双方の周輪郭の相互固定圧着
が、変形可能な構成部材（１、６）の弾性的な戻り変形
によって行われることを特徴とする、２つの構成部材を
反復可能に固定結合する装置。 - 【請求項２】 変形可能な構成部材（１）として構成さ
れた中空体を中実の軸（２）に取付けるための、請求項
１記載の装置において、 中空体（１）が、軸（２）の外周輪郭（５）の内側に位
置する湾曲した内周部分（４）と、外側に位置する湾曲
した移行部分（３）とから成る多角形状の内周輪郭を有
し、軸（２）の外周輪郭（５）と完全に一致するまで弾
性変形可能であることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の装置において、中空体
（１）が、円筒形スリーブとして構成され、中実の軸
（２）が、円筒形外周輪郭（５）を有しており、しか
も、スリーブ（１）の有効内周輪郭が、３つの湾曲内周
部分（４）と、それらの間の３つの湾曲移行部分（３）
とから成り、これら移行部分（３）に加えられる半径方
向内方への加圧力（Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 ）によって、ほぼ
円形に変形可能であり、更に、変形されたスリーブ
（１）の内周輪郭の最大直径が、軸（２）の直径より僅
かに大であることを特徴とする装置。 - 【請求項４】 変形可能な構成部材を構成する中空体を
他方の構成部材の孔内に取付けるための、請求項１記載
の装置において、 中空体（６）の当初の外周輪郭が、孔（７）の内周輪郭
の内側に位置する周部分（９）と外側に位置する周部分
（１０）とを有し、前記外周輪郭が、内側に位置する周
部分（９）に加えられる半径方向外方への加圧力
（Ｋ4 、Ｋ5 、Ｋ6 ）によって変形可能であることを特
徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
装置において、双方の構成部材（１、２；６、８）の有
効周輪郭が、湾曲部分（３、４；９、１０）から成る４
角形状又は多角形状であることを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項に記載の
装置において、変形可能な中空円筒形の構成部材（１、
６）が、半径方向の加圧力Ｋの作用を受ける部分（３、
９）の壁厚を、他の部分の壁厚より薄くされていること
を特徴とする装置。 - 【請求項７】 ２つの構成部材を取外し可能に固定結合
する方法であって、少なくとも一方の構成部材が、結合
工程の間に、半径方向の加圧力によって変形され、他方
の構成部材に対し所定の結合位置に位置決めされた後、
この変形された構成部材の弾性的な戻り変形によって、
固定結合が行われる形式のものにおいて変形可能な構成
部材の周輪郭が、他方の構成部材の有効周輪郭の内側に
位置する周部分（４、９）と、外側に位置する周部分
（３、１０）とから成り、 半径方向の加圧力Ｋが、変形可能な構成部材の周輪郭の
所定周部分に作用することにより、その有効周輪郭が、
他方の構成部材の有効周輪郭に、所定の遊びをもって合
致せしめられ、 双方の構成部材の位置決め後、半径方向の加圧力を受け
ない周部分（４、１０）が、変形された構成部材の弾性
的な戻り変形によって、他方の構成部材の周輪郭と固定
圧着されることを特徴とする、２つの構成部材を取外し
可能に固定結合する方法。 - 【請求項８】 変形可能な中空体を軸上に反復可能に取
付け固定するための、請求項７記載の方法において、 中空体の内周輪郭が、他方の構成部材の有効外周輪郭の
内側に位置する部分（４）と、外側に位置する周部分
（３）とから成り、 外側に位置する周部分（３）に対し、半径方向外方から
内方へ加圧力を作用させることを特徴とする方法。 - 【請求項９】 弾性変形可能な中空体を他方の構成部材
の孔内へ反復可能に取付け固定するための、請求項７記
載の方法において、 中空体の外周輪郭が、他方の構成部材の有効内周輪郭の
内側に位置する周部分（９）と、外側に位置する周部分
（１０）とから成るようにし、 内側に位置する周部分（９）に対し、半径方向内方から
外方へ加圧力（Ｋ4 、Ｋ5 、Ｋ6 ）を作用させることを
特徴とする方法。 - 【請求項１０】 請求項７から９のいずれか１項に記載
の方法において、変形可能な構成部材（１、６）の多角
形状の周輪郭が、切削加工により形成されることを特徴
とする方法。 - 【請求項１１】 請求項７から９のいずれか１項に記載
の方法において、 変形可能な構成部材（１、６）の多角形様の周輪郭が、
非切削加圧変形加工によって形成されることを特徴とす
る方法。 - 【請求項１２】 軸上に変形可能な構成部材を取付け固
定する装置であって、中心の孔（１４）を有するケーシ
ング（１３）と、この孔（１４）内に互いに角度をずら
して配置された複数締付けジョー（１５〜１７）と、こ
れら締付けジョーを強制移動させるための締付け装置
（２４〜２７）とから成る形式のものにおいて、 締付けジョー（１５〜１７）が、その内周面に、それぞ
れ少なくとも１つの突出部（１８〜２０）を有してお
り、この突出部が、孔（１４）の周輪郭の外側に位置す
る中空体（１１）周部分に向かい合っており、 締付け装置（２４〜２７）が、締付けジョー（１５〜１
７）に対して半径方向内方へ作用する圧力を発生させる
ように構成されていることを特徴とする、軸上に変形可
能な構成部材を取付ける装置。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の装置において、 液圧機械式に構成された締付け装置が、各締付けジョー
（１５〜１７）の半径方向外側に、各１つの液圧室（２
４）と、ケーシング（１３）内に可動に配置された各１
つのアクチュエータ（２７）とを有していることを特徴
とする装置。
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