JPS6318806Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、小径軸と該軸が伸長する穴を有する
充分に大きなロータとの連結を容易とする構造に
関する。本考案の重要な適用の一つは、遠心分離
ロータと該ロータを駆動する回転軸との間の連結
を提供する。

遠心分離ロータは、必要とされる高速での振動
問題を最少とするために、通常、極めて小さな軸
すなわちスピンドルで駆動されている。そのよう
なスピンドルを、その端部に位置する大径の構造
物たる遠心分離ロータに一端で、また駆動モータ
に他端で連結するには、製造上および構造上の重
要な問題が生じる。

本考案は、例えば、スピンドルと、モータ駆動
軸の充分に大きな直径の穴との間のトルク伝動連
結器を提供する目的を達成する。しかしながら、
本考案は、同様な問題が生じる如何なる箇所へも
適用することができる。

直径の異なる軸を連結するのに多数の方法が存
在するが、それらはそれぞれ欠点を有する。有効
な方法として、(1)「強力」プレスばめの使用、(2)
止めねじの使用、(3)種々の結合剤による組み立
て、(4)テーパ連結の使用、(5)前記回転軸の端部に
はんだ付けされたハブの前記モータ軸への取り付
け、および(6)中ぐりすなわちみぞ削りおよびクラ
ンプ手段を設けることによる「自己コレツト」の
形成が在る。

プレスばめは、高い公差制御を必要とする。止
めねじは、それ程に厳密ではないがやはり公差の
問題が生じ、製造が困難であり、激しい「侵食」
腐食を生じやすい。結合剤による組立ては、信頼
性の問題を生じ、また組立工程中における厳密な
要求を必要とする。テーパ連結は、本質的に極め
て高価である。前記モータ軸に適合するハブの使
用は、軸材料の熱処理に限界を生ぜしめ、貴重な
垂直空間を使い果たしてしまう。また、「自己コ
レツト」は作動上の問題を生じる恐れがあり、
「侵食」破損を生じる恐れがある。

本考案の目的は、前記した欠点を除去し次に述
べる長所を有するスピンドルと穴との連結器を提
供することにあり、その長所とは、(a)組立てを容
易としかつ公差問題を避けることによる比較的安
価な製造、(b)異なる寸法要求に対しての迅速な適
応性および回転軸、ロータおよび相互連結手段の
異質材料の使用に対する適応性、および(c)有効な
トルク伝動能力による機能の信頼性である。

本考案は、スピンドルを取り巻くスリーブと、
該スリーブおよび穴の壁面の両者に作用的に係合
する１以上のフランジとの組み合わせによつて、
前記スピンドルを前記穴内に締め付けるための構
造を提供し、前記フランジは初めに有効空間に入
る截頭円錐形状であり、続いてほぼ環状形に強い
られ、その環形の内径で前記スピンドルを締め付
け、またその環形の外径で前記穴の前記壁面を締
め付け、これによりトルク伝動連結を提供する。
好ましくは、２つの前記フランジが前記スリーブ
の両端もしくはその近傍に設けられる。

前記フランジを前記スリーブの一体部分として
形成することができ、また前記スリーブとの係合
によつて拘束される分離部材とすることができ
る。

本考案に係るスピンドル連結方法は最初に遠方
のフランジを、次いで近接するフランジをその環
状のトルク伝動位置に押しやるための２つのステ
ツプである内方および外方ポンチの組み合わせの
使用にある。

本考案が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。

第１図は本考案の使用に好適な対象を示す。遠
心分離ロータ１２およびその駆動装置が示されて
おり、該駆動装置はモータ１４、スピンドルすな
わちスピンドル軸１６、該スピンドルと前記ロー
タ１２との間の第１のトルク伝動連結器１８、お
よびスピンドル１６とモータ１４との間の第２の
トルク伝動連結器２０を含む。

本考案が前記モータとスピンドルとの間の第２
のトルク伝動連結器２０として示されている。本
考案をこれと同様な、すなわち、類似する種々の
構造要素にも適用することができる。第１図に明
確に示されているように、スピンドル１６は、該
スピンドルが相互に連結する回転対象物である前
記ロータおよびモータに比較して小さな直径を有
する。例えば、３インチ（約7.62cm）長さのスピ
ンドルは、0.1インチ（約0.254cm）の直径を有
し、0.3ないし0.5インチ（約0.762ないし1.27cm）
の直径を有する両端部を備えてもよい。

前記スピンドルと、該スピンドルを駆動しある
いは該スピンドルにより駆動される、より大きな
直径の回転部材とのトルク伝動連結器を提供する
ための手段として、前記スピンドルから分離する
単一もしくは複数の要素を使用することが極めて
有利である。小径のスピンドル本体部分と、これ
に一体の大径端部とを有するスピンドルを形成す
るには、高い製造費を要するという問題が生じ、
また電気モータの場合には行ない得ない。また、
スピンドルの本体部分とトルク伝動をなす大径の
端部とに異質材料を使用することが好ましい。

第２図は、本考案の好適な実施例における部品
の最初の組み立てを示す。モータ１４によつて駆
動されるモータシヤフト２２は、前記スピンドル
すなわちスピンドル軸１６の下端を受け入れる穴
２４を有する。穴２４の直径は、スピンドル１６
の直径よりも充分に大きい。

前記スピンドルと穴２４の壁との間に、安価で
ありしかも機能上能率的なトルク伝動連結器を提
供すべく、部材２６が両者間に挿入されており、
部材２６は、初めに第２図に示された形状を有
し、最終的に第４図に示された形状となる。

部材２６は、スリーブ部分２８と、該部分に一
体の２つの截頭円錐形の端部フランジ３０および
３２から成る。部材２６の初期形状では、端部フ
ランジ３０、３２は、環状の広がりに加えてそれ
ぞれスリーブ部分２８の長さを越えて伸びる軸方
向への広がりを有する。

第２図に示されているように、スピンドル１６
と穴２４の前記壁面との間での該穴への部材２６
の初期挿入は、両フランジ３０、３２の内孔がス
ピンドル軸１６の滑動を許すに充分な大きさを有
し、また、フランジ３０、３２の外周が穴２４内
を滑動するに充分に小さいことから、スリーブ部
分２８の前記回転軸に対する滑動および前記フラ
ンジ３０、３２の外周面の前記穴に対する滑動に
干渉を生じることはない。極めて精密な許容誤差
を必要としない。前記スピンドル軸１６および部
材２８を正しい位置に配置する順序は重要ではな
い。

次のステツプが第３図に示されており、小径の
環状のポンチすなわち押込み具３４がスリーブ部
分２８を穴２４の底部に向けて押し下げ、その結
果、截頭円錐形であつた下方のフランジ３０が平
らになつている。完全な円錐形であつたフランジ
３０は、径方向へ完全に圧縮されている。その結
果、フランジ３０の内孔はスピンドル１６の外面
を強く締め付けるに充分小さくなり、またフラン
ジ３０の外周は穴２４の内面を締め付けるに充分
に大きくなることからフランジ３０の外周面３６
は穴２４の前記壁面に干渉して適合し、スリーブ
２８の下端面でもあるフランジ３０の内周面３８
はスピンドル１６に干渉して適合する。

部材２６を形づくる最終ステツプが第４図に示
されており、大径の環状ポンチすなわち押込み具
４０が截頭円錐形であつたフランジ３２を平らな
ワツシヤ形状にし、円錐形であつたフランジ３２
は径方向へ完全に圧縮されている。その結果、フ
ランジ３２の内孔はスピンドル１６の外面を強く
締め付けるに充分小さくなり、またフランジ３２
の外周は穴２４の内面を締め付けるに充分に大き
くなることから、フランジ３２の外周面４２は穴
２４の前記壁面に干渉して適合し、スリーブ２８
の上端面でもあるフランジ３２の内周面４４はス
ピンドル１６に干渉して適合する。

フランジ３０、３２の材料はその弾性限界を越
えて圧縮されることから、前記フランジは、前記
押抜き具３４、４０が取り除かれた後も平らに維
持される。これにより、スピンドル１６と前記モ
ータシヤフト２２との間に有効なトルク伝動連結
器が形成される。

スピンドル１６がその上端でロータ１２に接続
されていなければ、前記ポンチ３４、４０を前記
スピンドル１６にその上端から挿入することによ
つて初期位置に移動し、前記フランジ３０、３２
の形を変えた後に前記押込み具を取り外すことが
できる。しかしながら、一般には各ポンチ３４、
４０を割り型形態とすることが望ましく、前記ス
ピンドルの末端連結具の組立て後に前記ポンチを
取り外すことができる。

第５図は、前記スピンドル軸とモータとの間の
トルク伝動部材の変形例を示す。この変形例で
は、スリーブ部分２８ａの両端と截頭円錐形のフ
ランジ３０ａ、３０ａとの間に弱い接続部が意図
的に設けられている。溝４６および４８が前記各
フランジに近接して前記スリーブ部分に設けられ
ている。これは、前記フランジを截頭円錐形から
平担な形状に変えるのに要する力を低減する。

第６図および第７図は、本考案の他の実施例を
示し、前記回転軸を前記モータに締め付ける両フ
ランジは前記スリーブ部分と一体ではない。当該
実施例では、内方スリーブ２８ｂはスピンドル軸
１６を取り囲み、外方管５０は前記穴２４の内側
面に適合する。下方の截頭円錐形弾性部材３０ｂ
および上方の截頭円錐形弾性部材３２ｂによつて
ロツキングフランジが設けられており、該部材は
分離要素である。

前記弾性部材３０ｂ、３２ｂは初めに第６図に
示されるような断面形状を有する。前記スリーブ
２８ｂは、弾性部材３０ｂの外周面よりも高い位
置にある該弾性部材の内周面と、弾性部材３２ｂ
の外周面よりも低い位置にある該弾性部材の内周
面との間のスペーサを構成する。

小径の前記ポンチによつてスリーブ２８ｂが押
し下げられると、下方の弾性部材３０ｂが第７図
に示された位置に押し込められ、該弾性部材はそ
の内周面でスピンドル１６に干渉して適合し、か
つ外周面で穴２４の前記壁面に干渉して適合す
る。前記部材３０ｂは、弾性部材から成ることか
ら、永久変形を生じることはなく、その内周部が
小径リング５２によつて支持された外周部の下方
に位置することから、反転位置では下方へのばね
偏倚力をもつ。

その後、大径の前記ポンチによつて、上方の弾
性部材３２ｂの外周面は、第７図に示されている
ように、前記管５０の上端に係合するように押し
下げられる。この位置では、弾性部材３２ｂはそ
の内周面でスピンドル１６と干渉して適合し、ま
たその外周面で穴２４の壁面に干渉して適合し、
部材３２ｂの両内、外周面は、図示のとおり、ほ
ぼ同一水平レベルに位置する。

第６および７図の実施例の特徴は、前記弾性部
材３０ｂ、３２ｂがその弾性限界内で機能するこ
とから、前記スピンドル１６に上方への強い引張
力を作用させることによつてトルク伝動連結を解
除できることにある。

第６および７図に示された本考案の実施例は、
スリーブ２８ｂおよび外方管５０の本来の機能が
２つのロツキングフランジ、すなわち、トルク伝
動フランジ３０ｂおよび３２ｂに一定の間隔を保
持することにあることを強調する。しかしなが
ら、この間隔保持機能は、また前記他の実施例に
関係する。

単一のロツキングフランジを用いることができ
るが、通常、間隔保持用スリーブすなわちスペー
サスリーブの両端に２つのフランジを設けること
が望ましい。特別なトルク伝動能力を必要とする
場合、多数のスリーブおよびフランジの組み合わ
せを用いることができ、各スリーブはその両端に
フランジを有する。そのような組み合わせ装置で
は、有効な穴内に多数のスリーブの挿入を許すべ
く、比較的短かいスリーブが用いられる。信頼性
のために、そのような多重すなわち積み重ね装置
の各ユニツトは、この多数のユニツトの同時的な
圧縮に代えて、前記した２ポンチ法によつて個々
に圧縮される。

第６および７図の実施例におけるような、一体
に形成されていないスリーブおよびフランジのユ
ニツトの組立ての能率化のために、前記下方フラ
ンジの隅発的な反転組立てを排除すべく、接合剤
またはその他の手段によつて予備組立てがなされ
る。多くの場合、接合剤、微細研摩剤、グリツト
噴射、エツチング、ローレツト切りあるいはこれ
らの手段の組み合わせによつて、前記回転軸、ト
ルク伝動連結器および穴壁の摩擦を高めることが
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る遠心分離機、その駆動モ
ータおよびスピンドルを示す部分縦断面図であ
り、第２図は本考案に係るスピンドル連結器の形
成における最初のステツプを示す第１図のモータ
接続部すなわち駆動スピンドルの下端を拡大して
示す縦断面図であり、第３図は前記スピンドル連
結器の形成における第２ステツプを示す同様な図
面であり、第４図は前記スピンドルとモータとを
完全に連結する第３ステツプを示す同様な図面で
あり、第５図は穴と該穴内に伸びるスピンドルと
の間に配置されるスリーブの変形例を示す縦断面
図であり、第６図はスリーブおよび伝動フランジ
が分離部材である本考案の他の実施例の最初の予
備組立てがなされた組立体を拡大して示す縦断面
図であり、第７図はポンチによつてトルク伝動連
結を完了した後第６図の構造を示す縦断面図であ
る。 １２……遠心分離ロータ、１６……スピンドル
軸、１８、２０……トルク伝動連結器、２２……
モータシヤフト、２４……穴、２８、２８ｂ、２
８ｄ……スリーブ、３０、３０ｂ、３０ｄ、３
２、３２ｂ、３２ｄ……フランジ、４２……フラ
ンジ内周面、４４……フランジ外周面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 小径のスピンドル軸を該軸が伸長する穴を有
   する大型部材に取付けるためのトルク伝動連結
   器であつて、前記穴内で前記軸の一部を取巻く
   スリーブと、前記スリーブに該スリーブの一端
   近傍で作動的に係合し、最初に前記スリーブと
   同軸のほぼ凹状截頭円錐形状を有しかつ前記ス
   リーブの軸線に直角なほぼ円盤形状を有すべく
   前記スリーブの軸線に平行な圧力下でゆがみ可
   能のフランジとを含み、前記スリーブは、該ス
   リーブおよび前記フランジが前記穴内に収容さ
   れたとき、前記フランジの前記凹状截頭円錐形
   の効力により前記穴の底面から離されており、
   前記フランジは、最初に、前記軸を滑動させる
   に充分に大きな内孔を有しかつ前記穴内を滑動
   するに充分に小さな外周を有し、また前記穴内
   で前記軸を取巻いて配置されかつ円盤形状を有
   すべく圧力下でゆがみを生じたとき、前記軸の
   外面を強く締め付けるに充分に小さな内孔を有
   しかつ前記穴の内面を強く締め付けるに充分に
   大きな外周を有する、トルク伝動連結器。 (2) 前記スリーブの他端近傍で該スリーブに作動
   的に係合する第２のフランジが設けられ、該第
   ２のフランジは最初に前記スリーブと同軸のほ
   ぼ凹状截頭円錐形状を有しかつ前記スリーブの
   軸線に直角なほぼ円盤形状を有すべく前記スリ
   ーブの軸線に平行な圧力下でゆがみ可能であ
   り、さらに前記第２のフランジは、最初に、前
   記軸を滑動させるに充分に大きな内孔を有しか
   つ前記穴内を滑動するに充分に小さな外周を有
   し、また前記穴内で前記軸を取巻いて配置され
   かつ円盤形状を有すべく圧力下でゆがみを生じ
   たとき、前記軸の外面を強く締め付けるに充分
   に小さな内孔を有しかつ前記穴の内面を強く締
   め付けるに充分に大きな外周を有する、実用新
   案登録請求の範囲第(1)項に記載のトルク伝動連
   結器。 (3) 前記大型部材は前記軸が伸長する穴を有する
   ロータであり、前記トルク伝動連結器は前記軸
   と前記穴の壁面との間に挿入されまた截頭円錐
   形状を有する前記フランジを少なくとも一端に
   備え、該フランジは前記穴と前記軸の軸線に直
   角なほぼ平坦形状に強いられてその内周部分で
   前記軸に強固に係合し、またその外周部分で前
   記穴の前記壁面に強固に係合し、これにより前
   記軸および前記ロータ間のトルク伝動係合が提
   供される、実用新案登録請求の範囲第(1)項に記
   載のトルク伝動連結器。 (4) 前記フランジは前記連結器の他の端部と一体
   に形成されている、実用新案登録請求の範囲第
   (1)項、第(2)項または第(3)項に記載のトルク伝動
   連結器。 (5) 前記フランジは前記連結器の他の端部から分
   離されて形成されている、実用新案登録請求の
   範囲第(1)項、第(2)項または第(3)項に記載のトル
   ク伝動連結器。 (6) 前記フランジは組付け時にその弾性限界を越
   える圧力を加えられる、実用新案登録請求の範
   囲第(4)項に記載のトルク伝動連結器。 (7) 前記フランジは、弾性を有し、組付け時にそ
   の弾性限界を越えることのない圧力を加えられ
   る、実用新案登録請求の範囲第(1)項に記載のト
   ルク伝動連結器。