JP2697878B2 - ２つの機械部品の連結装置 - Google Patents

２つの機械部品の連結装置

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JP2697878B2
JP2697878B2 JP63297157A JP29715788A JP2697878B2 JP 2697878 B2 JP2697878 B2 JP 2697878B2 JP 63297157 A JP63297157 A JP 63297157A JP 29715788 A JP29715788 A JP 29715788A JP 2697878 B2 JP2697878 B2 JP 2697878B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、２つの機械部品、とくに工作機械の２つの
工具部品の連結装置に関し、該装置は、一方の工具部品
に設けられてその軸線と同じ方向に延びる環状表面で囲
まれた円筒形取付ピンと、この取付ピンを受入れるため
他方の工具部品に設けられて環状端面によって囲まれた
嵌合内孔を有し、他方の工具部品が、前記嵌合内孔の区
域において、直径方向反対側に延びる２つのねじ孔をも
ち、このねじ孔には軸線方向の延設部または円錐形凹所
を有するねじ軸が螺合し、両端に前記ねじ軸の延設部ま
たは円錐形凹所と協働する凹所または延設部をもつ締付
軸が、取付ピンの軸線と同じ方向に取付ピンの横向内孔
内を滑動可能となっており、さらにねじ孔の軸線と前記
端面との間の距離が、横向内孔の軸線と環状表面との間
の距離よりも大きく構成されている。
従来の技術 GB-A-2094191から知られるこのような装置において、
ねじ軸および締付軸の延設部は円錐形状となっている。
この場合、締付軸はその両端に円錐形延設部をもち、そ
の場合には両方のねじ軸は必然的に円錐形凹所を有する
か、またはこれと逆に両方のねじ軸は締付軸の円錐形凹
所と係合する円錐形延設部をもつか、あるいは締付軸は
一端に円錐形延設部および他端に円錐形凹所をもち、し
たがって一方のねじ軸は円錐形凹所を、他方のねじ軸は
円錐形延設部をもつことになる。いずれの場合も、一方
のねじ軸を締付中に、締付軸は、軸方向成分をもつ締付
力を受ける。この締付力は、向き合って配置されたねじ
軸に、大きさが等しくかつ軸方向の成分をもって締付軸
に作用する反力を作用する。これら２つの軸方向に向く
力の成分は、環状表面および端面を特定の締付力で互い
に押圧させる。
発明が解決しようとする課題 締付力の強さはこのねじ軸に作用された初期トルクに
よって左右される。取付ピンの直径が小さく従って小さ
いねじ軸を用いる場合、初期トルクはねじ軸のねじ山の
破損を起すので勝手に増加できない。取付ピンの直径が
大きく従って大きいねじ軸を用いる場合、締付力は初期
トルクと直線的関係をもつて特定のトルク以上にはもは
や増加できず、増加してもわずかな量に過ぎないことが
知られている。しかし締付力には連結部の剛性およびこ
の連結部を介して伝達されるトルクにも影響される。
ゆえに、本発明の目的は、２つの機械部品、とくに前
記の形式の工具機械の２つの工具部品を連結する装置を
提供することであって、該装置は、ねじ軸の初期トルク
を増さずに、環状表面が端面と当接することによって締
付力の実質的な増加を達成するように構成されている。
課題を解決するための手段 本発明によれば、上記の目的は、締付軸とねじ軸の延
設部がボールによって構成され、それらのボールは締付
軸およびねじ軸のボールソケット内に回動可能に取りつ
けられており、ボールソケットの深さ（ｔ）はボールの
直径の半分よりわずかに大きくて円錐形凹所と協働し、
さらにボールの直径および円錐形凹所の頂角は、ボール
と円錐形凹所が、締付軸とねじ軸の自由端からの軸方向
距離である力の作用点（Ｐ）においてそれぞれ接触する
ような寸法となっている。
この実施例において、ねじ軸の所定の初期トルクにお
いて、可成り高い締付力が環状表面と端面との間で達成
されることが示された。よって、例えば、28mm直径の取
付ピンを用いた場合、ねじ軸および締付軸が既存の円錐
形延設部をもった状態で、締付力は本発明による装置を
用いた場合、1.5tonから2.5tonに増大された。さらに本
発明による装置は、ねじ軸と締付軸が受ける摩耗および
ちぎれが極めて僅かであるという利点をもつている。
実施例 本発明の他の有用な実施例は従属クレームにおいて特
徴づけられている。
図面を参照して、実施例について本発明を以下に詳細
する。
本発明を工作機械の２つの工具部品を例として以下に
述べる。しかし、本発明による装置は最高レベルの心出
し精度と、高レベルの締付力を要求する任意の状態の下
で同じ利点をもつて適用できる。よって、本発明は工具
部品を工作機械のスピンドルに連結すること、あるいは
他の機械部品の精密な相互整合および締付にも適用でき
る。
一方の工具部品１は、円筒形取付ピン２を有し、この
ピン２はピンの軸線Ａと同じ方向に延びる環状表面３に
よって囲まれている。他方の工具部品４は取付ピンを受
入れる嵌合内孔５を有している。取付ピン２は横向内孔
６を有し、その中で締付軸７がピンの軸線Ａに対して半
径方向に移動できる。締付軸７は一方の端部に円錐形凹
所８をもっている。締付軸７は他端にボール９を担持
し、このボール９はボールソケット10内に回転可能に収
容されている。このボールソケット10の深さはボール９
の直径ｄよりわずかに大きい。ボール９を囲む締付軸７
の末端区域7aはボールに向って球形にかしめられている
ので、ボール９は締付軸７内に保持され、しかもボール
ソケット10内で回転できる。
他方の工具部品４に形成された嵌合内孔５は、ピンの
軸線Ａに対して同じ方向に配置された環状端面11によっ
て同心的に囲まれている。他方の工具部品４は、嵌合内
孔５の区域内で、２つの直径上で対向する。半径方向に
延びるねじ孔12をもち、このねじ孔12に２つのねじ軸1
3,14が螺合されている。この場合、一方のねじ軸14は作
用ねじ軸として用いられ、他方のねじ軸13は工具部品４
内に堅く螺合されて当接部を形成する。ねじ軸13は円錐
形凹所15を有する。この円錐形凹所15の頂角αは、締付
軸７の円錐形凹所８と同様に約40°と120°との間の大
きさをもつている。この頂角が小さい程、得られる締付
力は増大するが、ねじ軸の軸線A1の方向にねじ軸14の修
正経路も大きくなる。
ねじ軸14はさらに、ボール17をもち、このボール17
は、ボール９がボールソケット10内に配置されるのと同
じ要領でボールソケット16内に配置されている。
第１図から分かるようにねじ軸13,14の軸線A1の端面1
1からの距離a1は、横向内孔６または締付軸７の軸線A2
の環状表面３からの距離a2よりもわずかに大きい。この
ように、第１図に示された締付位置において、各ボール
9,17は、組合わされた円錐形凹所15,8と片側配置係合状
態となるように配置される。ボール9,17が円錐形凹所1
5,8内に当接する接触点は、力の作用点Ｐによって示さ
れ、その理由は、これらの点において緊付力はねじ軸1
3,14から締付軸に伝達される。
本発明によれば、力の作用点Ｐは、ねじ軸13の端面13
bからγ２または締付軸７の端面7bからγ１の軸方向距
離に配置されるようになっている。これによって、それ
ぞれの円錐形凹所8,15と、関連する端面7b,13bとの間の
縁部に沿った接触または力の伝達を避ける。これにより
表面加圧及び縁圧力が端面に発生するのが防がれる。力
の伝達は、締付軸７またはねじ軸13が相対的に大きい壁
強度をあらわしている場所で行われる。円錐形凹所8.15
の頂角α、その底部の直径およびボールの直径ｄを調節
することによって、力の作用点はそれぞれ端面7b,13bか
ら所望の軸方向距離γ1,γ２において整合状態となる。
もしボール9,17が硬質金属合金で造られていれば有用
であることが示されている。
ボールの直径ｄは、締付ねじ軸14の直径Ｄの約2/3と
すべきである。
ねじ軸14を締付けると、まずそのボール17が締付軸７
の円錐形凹所８内に位置し、締付軸７をねじ軸13の円錐
形凹所15内にそのボール９が位置するまで図において左
方へ向けて移動する。ゆえに、２つの軸線A1,A2の軸方
向の相互移動は、ボール9,17を関連する円錐形凹所15,8
内で前記のように片側配列させることができる。ねじ軸
14に作用する締付力F1は、ねじ軸13に大きさが等しく方
向が相反する反力F2を生じさせる。締付力F1と反力F2は
力の作用点に作用して対角線上で内向きの力Ｆを生じ、
この力の方向は円錐形凹所8,15の母面に垂直に延びる。
これらの力Ｆは、力の成分FAをもち、それぞれピンの軸
線Ａの方向に向く。
力の成分FAが２つのねじ軸13,14のそれぞれによって
発生されると、環状表面３および端面11は互いに締付力
Ｖで押圧され、この締付力は力の成分FAの２倍の大きさ
をもつ。
さらに締付力Ｖを増加するためには、第２図により、
ねじ軸13′の円錐形凹所15′の頂角α１、締付軸７の円
錐形凹所８の頂角を、たとえば50°まで減ずることがで
きる。
本発明は、図示の実施例に限定されるものでなない。
たとえば、締付軸の両端にボールを配設することもで
き、その場合、両方のねじ軸は円錐形凹所をもつことに
なる。さらに必要ならば、ボールを２つのねじ軸のそれ
ぞれに配設することもでき、その場合締付軸には両端に
円錐形凹所が設けられる。
第３図に示された実施例において、同一の機能を果た
す部品は第１図に示されたものと同一の符号をもって示
されている。ゆえに、上述の説明は第２図に示された実
施例について述べたものと同様である。結合部の締付お
よび弛めが半径方向外側から行われる第１図に示された
実施例とは異り、第３図に示された実施例では、中央作
用装置が配設されている。この場合、締付軸は、２つの
同一の締付軸７′からなり、それぞれの締付軸７′は、
その外側端に設けたボールソケット10内に取りつけられ
たボール９を担持している。これらのボール17の取りつ
け構造およびねじ軸13とのそれらの協働作業は、第１図
に示された実施例と対応する。この場合、両方のねじ軸
13は工具機械のスピンドル20内に堅く螺合された状態に
維持される。これらのねじ軸は摩耗したときは容易に交
換できる。
２つの締付軸７′はそれぞれ、その内側端7cに対向表
面21をもち、この２つの対角表面21は互いに反対向きに
傾斜されている。締付軸７′の内側端7c間には、作用棒
24と剛接された締付くさび部材23が配置され、これによ
り、取付ピンの軸線Ａの方向に調節できる。作用棒24は
押込棒25に結合することもできる。この押込棒25の把持
は、図示しない引棒のコレットチャックの作用をなし、
この引棒は工作機械のスピンドル20内で軸方向に移動さ
れる。作用棒24にＢの方向の引張力を作用すると、締付
軸７′は、締付くさび部材23のくざび面23aの作用によ
って半径方向外方へ押圧される。円錐形凹所15内にボー
ル17が接触すると、つぎに工具部品１の環状表面３は工
作機械のスピンドル20の端面20aに押圧される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１実施例の軸方向断面図、第２図
はこの発明の第２実施例の一部の軸方向断面図、第３図
は、この発明の第３実施例の軸方向断面図である。 １……工具部品、３……環状表面 ４……工具部品、５……嵌合内孔 7,7′……締付軸、８……円錐形凹所 ９……ボール、10……ボールソケット 11……環状端面、13,14……ねじ軸 15,15′……円錐形凹所、16……ボールソケット 17……ボール、21……対角表面 23……締付くさび部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー ミュンドレイン ドイツ連邦共和国，ディ‐7120 ビーテ ィクハイム‐ビスインゲン，ハーゼルヴ ェーク 11番地 (56)参考文献 特開 昭60−207736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−102443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−297045（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−221909（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−45347（ＪＰ，Ａ) 実公 昭35−6496（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２つの機械部品、とくに工作機械の２つの
    工具部品を連結する装置であって、一方の工具部品に設
    けられて、その軸線と同じ方向に延びる環状表面で囲ま
    れた円筒形取付ピンと、この取付ピンを受入れるために
    他方の工具部品に設けられて、環状端面によって囲まれ
    た嵌合内孔とを有し、他方の工具部品が、前記嵌合内孔
    の区域において、直径方向反対側に延びる２つのねじ孔
    をもち、このねじ孔には軸線方向の延設部または円錐形
    凹所を有するねじ軸が螺合し、両端に前記ねじ軸の延設
    部または円錐形凹所と協働する凹所または延設部をもつ
    締付軸が、取付ピンの軸線と同じ方向に延びる取付ピン
    の横方向内孔内を滑動可能となっており、さらにねじ孔
    の軸線と前記端面との距離（a1）が、前記横向内孔の軸
    線と前記環状表面との間の距離（a2）よりも大きく、締
    付軸（7,7′） およびねじ軸（14）の延設部が、ボー
    ル（９）（17）によって構成され、それらのボールがそ
    れぞれ締付軸（７）およびねじ軸（14）のボールソケッ
    ト（10）（16）内に回転可能に取り付けられ、ボールソ
    ケットの深さ（ｔ）がボールの直径（ｄ）の半分よりわ
    ずかに大きくて円錐形凹所（８）（15,15′）と協働
    し、さらにボールの直径（ｄ）および円錐形凹所（８）
    （15,15′）の頂角（α，α１）の角度が、ボール
    （９）（17）と円錐形凹所（８）（15,15′）とに力が
    加わった際、締付軸（７）とねじ軸（13）の自由端（7
    b）（13b）から軸方向距離（γ１）（γ２）にある力の
    作用点（Ｐ）において、互いに接触するような寸法とな
    っていることを特徴とする２つの機械部品の連結装置。
  2. 【請求項２】締付軸（7,7′）のそれぞれの端部（7
    a）、またはボール（９）（17）を囲むねじ軸（14）の
    区域がボール（９）（17）に向ってかしめられているこ
    とを特徴とする請求項１記載の連結装置。
  3. 【請求項３】ボール（９）（17）が、硬質の金属合金で
    造られている請求項１または２記載の連結装置。
  4. 【請求項４】ボールの直径（ｄ）が、ねじ軸（14）の直
    径（Ｄ）のほぼ2/3の大きさをもつていることを特徴と
    する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の連結装
    置。
  5. 【請求項５】円錐形凹所（８）（15,15′）の頂角
    （α，α１）が、ほぼ40°と120°との間の値をもつて
    いることを特徴とする請求項１記載の連結装置。
  6. 【請求項６】締付軸が、互いに対面する内側端（7c）に
    設けられた反対方向に傾斜された対角表面（21）をもつ
    ２つの別個の締付軸（７′）からなり、内側端（7c）間
    に取付ピンの軸線（Ａ）の方向に調節可能であって、対
    角表面（21）と当接するくさび表面（23a）を有する締
    付くさび部材（23）が配設されていることを特徴とする
    請求項１ないし５のいずれか１項に記載の連結装置。
JP63297157A 1987-11-24 1988-11-24 ２つの機械部品の連結装置 Expired - Lifetime JP2697878B2 (ja)

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DE8715525.7 1987-11-24

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DE (1) DE8715525U1 (ja)
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