JP5805392B2 - フープ型止め輪 - Google Patents
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Description
[0001]本出願は、２００８年２月２８日に「フープ型止め輪」の名称で出願されている現在係属中の、Michael Greenhill への米国仮特許出願第６１／０３２，３１１号の恩典を主張する。
[0002]本技術は、概括的には、外用的に軸体上又は内用的に穴の内側の何れかで使用することのできる止め輪に関する。
[0003]概していうと、止め輪は、軸体上又は穴の中に装着して、構成要素を、止め輪が置かれている軸体上又は穴の中で或る軸方向位置に保持する締結装置である。止め輪の型式は幾つかある。止め輪の例には、薄板又は条片金属から型押し加工されている「サークリップ」、平ワイヤから形成されていて、単巻きもあれば複巻きもある「螺旋」止め輪、丸ワイヤから形成されている「丸ワイヤ」止め輪などが挙げられる。止め輪は、従来的には、軸方向厚さが、それらの半径方向幅より小さくなっている。このことは、その様なクリップが軸体に垂直な方向に延びている距離、即ち半径方向幅が、それらが軸体に沿って延びている距離、即ち軸方向厚さより大きいことを意味する。
[0004]従来型の止め輪は、軸体の外面又は穴の内面に機械加工された溝に配置される。輪は、溝の中の使用位置に取り付けられているとき、構成要素が乗り掛かる肩部を形成し、それにより構成要素が軸方向に輪を越えて動くのを防止する。従来型の止め輪は、軸方向のスラスト荷重のみに対応するよう設計されている。
[0005]止め輪は、取り外し可能であるのが望ましい。そうすれば、止め輪により所定の位置に保持されている軸体上の構成要素は、先ず止め輪を取り外し、次に構成要素を滑らせて、止め輪が配置されていた溝を通過させることにより、軸体から取り外すことができる。
[0006]止め輪が配置されることになる溝の設計は、一般的には、選択された止め輪の構成によって確定される。例えば、或る従来型の止め輪は、典型的には、止め輪の半径方向幅の大凡３０％−５０％の深さである溝に着座させられる。その様な溝に着座した止め輪は、典型的には、止め輪の半径方向幅の大凡５０％−７０％の距離分、半径方向に軸体の上方又は穴の内側に延びている。
[0007]一般的用途では、溝に取り付けられている止め輪のスラスト容量は、溝の深さが増すにつれて増加する。主たる理由は、溝が浅い程、荷重が掛かったときに輪の捻れや膨出が生じ易いからというものである。図３は、例えば、軸体３０上の溝の中で構成要素３４によってスラスト荷重が掛かっている状態の典型的な止め輪３２を示している。構成要素３４が止め輪３２にスラスト荷重を掛けると、輪は、位置３２ａに変位し、構成要素３４に量Ｘの軸方向変位が生じる。輪に荷重が更に掛かると、溝はどんどん変形し続け、輪の膨出が進むと、終には溝壁に接触し、溝壁を膨れ上がらせ、輪が押し出されて失陥が引き起こされる。溝壁の変形は、例えば図７に示されている。図示の様に、構成要素７２は軸体７０の溝に配置されている止め輪７４にスラスト荷重を掛けている。止め輪７４は量Ｄだけ膨出し、軸体に変形７６を生じさせている。この様な膨出は、どんな矩形断面の止め輪にも最もよく見られる失陥形態である。図７に示されている様な溝の変形は、軸体又は穴が、アルミニウム、冷間圧延鋼、低炭素鋼又は軟鋼、又は他のより軟らかい材料の様な材料で形成されている場合に起こり得る。これに似た状況では、設計技師は、多くの場合、より深い溝用に特別に誂えられる特注の輪か又はより幅広の溝に嵌め込むために厚みを増した輪に仕様を定め、それによりスラスト容量を高めようとするであろう。その様な輪は、なお一層、溝から取り外し難く、取り外し又は再取り付けのときに往々にして傷が付くこともある。
[0008]機械設計師にとっての１つの選択肢は、組立体のスラスト容量が最大になるように溝の深さを増加させることである。代償は、溝の深さを増加させると、軸体の止め輪位置の壁の厚さが減少し、その結果、軸体が脆弱化することである。多くの用途では、溝深さは、軸体の大きさと軸体の構造によって制限される。薄壁スリーブの場合、軸体の半径方向横断面（即ち、管の壁）が溝の深さに制限を課すことになる。この状況では、設計師は、輪が往々にして当該用途には深すぎるはずの溝に合わせて設計されているために、止め輪の使用を阻まれることが多い。時には、技師は、その様な用途で使用するための特別な止め輪を設計するが、それはスラスト容量に制限を課す結果になりがちである。
[0009]多くの輪製造者は、異なるスラスト容量に合わせて止め輪を選定できるようにしている。軽装用途の状況では、溝深さは、より高いスラスト容量に対処するように設計されている他の輪の場合より浅くなるであろう。溝の標準は、何年も前に、米国の軍事及び航空機仕様により制定された。多くの止め輪製造者は、上質な輪の製造にこれらの仕様を採用した。欧州でも同様に、何年か前に止め輪の溝のためのＤＩＮ標準が欧州工業標準として制定され、多くのＯＥＭ（相手先商標製品製造業者）が、これらの計量仕様を標準として採用してきた。何れの標準でも、止め輪と溝は、重スラスト荷重に対処するように設計されている。こういう状況であるので、世界中の仕様が定められている止め輪の大部分は、重スラスト容量用途用に制定された世界標準を使用して設計されている。
[0010]軸体上又は穴の内側に保持される構成要素は、一般的に、半径方向幅が、止め輪の、止め輪を着座させている軸体又は穴を越えて半径方向に延びている半径方向断面より大きくなっている。構成要素の、輪に接触する面は、多くの場合平坦であり、止め輪の半径方向断面全体に亘って均一に押圧する。しかしながら、幾つかの用途では、止め輪を押圧する構成要素は、均一でないかもしれないし、輪の半径方向断面を均一に押圧しない半径又は面取り部を有しているかもしれない。その様な状況の例として、構成要素が面取りされているか又は丸みの付けられた縁を有している場合や、構成要素が軸体又は穴と同心になっておらず、２つの構成要素の間に隙間がある場合が挙げられる。例えば、図１に示されている様に、止め輪１２が軸体１０上の溝に配置されており、面取りされた縁を有する構成要素１４が止め輪１２と接触している。図２では、止め輪２２が軸体２０上の溝にあり、丸みの付けられた縁を有する構成要素２４が止め輪２２と接触している。図４では、止め輪４２が軸体４０上の溝にあり、構成要素４４が止め輪と接触している。構成要素４４と軸体４０の間には隙間Ｃがある。図５は、軸体５０上の溝の止め輪５２と、止め輪５２と接触している構成要素５４を示している。軸体５０上の溝の側面は不均一で、溝の一方の側面と他方の側面の間に量Ｓの段差が生じている。図１、図２、図４、及び図５に示されている状況のそれぞれでは、輪を膨出させ、輪に失陥を引き起こしがちな、モーメントアームが生じることがある。一般的に、機械設計の目的は、その様な条件を回避することである。
[0011]軸体材料、ひいては溝壁の強度もまた、止め輪を利用する組立体の設計に或る役割を果たす。用途のうちの約９５％は、熱処理し、硬化させた止め輪を、輪材料より著しく軟らかい溝材料で利用する傾向がある。軸体又は穴が、硬化鋼の様な硬化材料で形成されている場合、リング剪断が起こりかねない。図６は、リング剪断の一例を示している。図６に示されている様に、硬化鋼で作られている軸体６０の溝に配置された輪６４は、構成要素６２によって輪６４に掛かるスラスト荷重のせいで剪断されてしまっている。その様な事例では、構成要素６２によって外力が輪６４に掛かると、輪６４は、膨出し始めるかもしれないが、軸体６０の硬化材料は、その様な環境下で変形したり膨れ上がったりしがちな軟鋼の様に変形したり膨れ上がったりしない。構成要素６２によって掛かる力が十分に高くなると、止め輪６４は剪断されてしまう。
[0012]本技術は、概括的には、外用的に軸体上又は内用的に穴の内側の何れかで使用することのできる止め輪に関する。その様な止め輪は、構成要素を軸体又は穴に隣接して保持し、よって組立体を形成するのに利用することができる。
[0013]１つの態様では、外用的に軸体上又は内用的に穴の内側で使用するための止め輪において、軸方向厚さと半径方向幅を有する矩形横断面を含んでおり、軸方向厚さが半径方向幅より大きい止め輪が提供されている。
[0014]もう１つの態様では、構成要素を軸体又は穴に隣接して保持するのに止め輪を利用している組立体において、止め輪を受け入れるための溝と、溝内に受け入れられる止め輪と、止め輪と接触していて、止め輪によって軸体又は穴に隣接して保持されている隣接する構成要素と、を含んでいる組立体が提供されている。溝は、軸体上に設置されていてもよいし、穴の中に設置されていてもよい。止め輪は、軸方向厚さと半径方向幅を有する矩形横断面を含んでおり、軸方向厚さは半径方向幅より大きい。
[0015]例示と説明を目的として、具体的な実施例を選定し、本明細書の一部を成す添付図面に示した。
[0016]
軸体上の溝に、面取りされている構成要素と接触して配置されている既知の止め輪の横断面図である。
[0017]
軸体上の溝に、丸みの付けられた構成要素と接触して配置されている既知の止め輪の横断面図である。
[0018]
軸体上の溝に、構成要素と接触して配置されている既知の止め輪の横断面図であり、止め輪は膨出している。
[0019]
軸体上の溝に、面取りされている構成要素と接触して配置されている既知の止め輪の横断面図であり、軸体と構成要素の間には隙間がある。
[0020]
軸体上の溝に、面取りされている構成要素と接触して配置されている既知の止め輪の横断面図であり、溝は段差を含んでいる。
[0021]
軸体上の溝に、構成要素と接触して配置されている既知の止め輪の横断面図であり、輪は剪断されてしまっている。
[0022]
軸体上の溝に、構成要素と接触して配置されている既知の止め輪の横断面図であり、溝は変形を来している。
[0023]
軸体上の溝に配置されている、本技術の止め輪の１つの実施形態の斜視図である。
[0024]
軸体上の溝で利用することのできる、本技術の止め輪の１つの実施形態の上面図である。
[0025]
図９Ａの止め輪の側面図である。
[0026]
穴の中の溝に配置されている、本技術の止め輪の１つの実施形態の斜視図である。
[0027]
穴の中の溝で利用することのできる、本技術の止め輪の１つの実施形態の上面図である。
[0028]
図１１Ａの止め輪の側面図である。
[0029]
軸体上の溝に、面取りされている構成要素と接触して配置されている、本技術の止め輪の１つの実施形態の横断面図である。
[0030]
図１２Ａの止め輪の横断面図であり、構成要素が働かせるスラストの方向成分を示している。
[0031]
軸体上の溝に、丸みの付けられた構成要素と接触して配置されている、本技術の止め輪の１つの実施形態の横断面図である。
[0032]
軸体上の溝に、四角い縁を有する構成要素と接触して配置されている、本技術の止め輪の１つの実施形態の横断面図である。
[0033]
軸体上の溝に、構成要素と接触して配置されている、本技術の止め輪の１つの実施形態の横断面図であり、構成要素は止め輪の上にせり出している。
[0034]
軸体上の溝に配置されている、本技術の止め輪の１つの実施形態の斜視図である。
[0035]
本技術の止め輪の１つの実施形態の斜視図である。
[0036]
図１７Ａの止め輪の上面図である。
[0037]止め輪は、一般的には、それらを軸体上又は穴の内側に設置されている溝に配置することによって使用される。様々な用途では、止め輪は、構成要素を、軸体又は穴に隣接して保持し、よって組立体を形成するのに利用することができる。その様な組立体は、軸体上又は穴の中に設置されている、止め輪を受け入れるための溝と、止め輪と、止め輪と接触していて、止め輪によって軸体又は穴に隣接して保持されている構成要素と、を含むことができる。
[0038]好適な実施形態では、ここに開示されている止め輪は、半径方向の外形が従来型の止め輪より小さく、より浅い深さを有する溝に配置させることができる。ここに開示されている止め輪に掛かるスラスト荷重は、軸方向成分と半径方向成分の両方を有しているのが望ましい。
[0039]本技術の固有の止め輪は、望ましいことに、軸体又は穴に沿う方向の軸方向厚さと、軸体又は穴に垂直な方向の半径方向幅を有する矩形横断面を有している。止め輪の軸方向厚さは、半径方向幅より大きい。
[0040]図８、図９Ａ、及び図９Ｂは、軸体上の溝に取り付けるための外用止め輪の幾つかの実施形態を示している。図８は、軸体８０上の溝に配置されている外用止め輪８２を示している。軸体８０は、円筒形であり、止め輪８２を受け入れるためにその周囲に沿って延びる溝を有している。図９Ａと図９Ｂは、同様に軸体上の溝に配置させることのできる外用止め輪９０を示している。止め輪９０は、第１端９１と、前記第１端から距離９３だけ離隔されている第２端９２と、半径方向幅９４と、軸方向厚さ９６と、を有している。止め輪９０の軸方向厚さ９６は、止め輪９０の半径方向幅９４より大きい。止め輪は、円筒形軸体上の溝内に嵌るように、形状が円形又は実質的に円形であり、止め輪９０は、内径９５を有している。外用止め輪９０の内径９５は、軸体上の溝の直径にうまく納まる大きさとすることができ、溝に密嵌合又は止まり嵌めを形成するのが望ましい。
[0041]止め輪９０は、意図されている用途に適したどんな寸法を有していてもよい。幾つかの例では、止め輪９０は、矩形横断面を有する金属の一巻きから形成することができる。第１の実施例では、止め輪９０は、約０．０２３５インチ（０．０５９６９ｃｍ）から約０．０２６５インチ（０．０６７３１ｃｍ）の半径方向厚さと、約０．０８４インチ（０．２１３３６ｃｍ）から約０．０９２インチ（０．２３３６８ｃｍ）の軸方向厚さと、約０．０１５インチ（０．０３８１ｃｍ）から約０．０６５インチ（０．１６５１ｃｍ）の、第１端９１と第２端９２の間の離隔距離と、約０．６９６インチ（１．７６７８４ｃｍ）から約０．７１１インチ（１．８０５９４ｃｍ）の内径と、を有することができる。その様な寸法を有する止め輪９０は、例えば、約０．７５インチ（１．９０５ｃｍ）の直径を有し、約０．７２６インチ（１．８４４０４ｃｍ）の溝直径と約０．０９３インチ（０．２３６２２ｃｍ）の最小溝軸方向厚さを有する溝を備えている軸体で利用することができる。第２の実施例では、止め輪９０は、約０．０３３インチ（０．０８３８２ｃｍ）から約０．０３７インチ（０．０９３９８ｃｍ）の半径方向厚さと、約０．１４６インチ（０．３７０８４ｃｍ）から約０．１５４インチ（０．３９１１６ｃｍ）の軸方向厚さと、約０．０２０インチ（０．０５０８ｃｍ）から約０．０９０インチ（０．２２８６ｃｍ）の、第１端９１と第２端９２の間の離隔距離と、約１．４１６インチ（３．５９６６４ｃｍ）から約１．４３６インチ（３．６４７４４ｃｍ）の内径と、を有することができる。その様な寸法を有する止め輪９０は、例えば、約１．５インチ（３．８１ｃｍ）の直径を有し、約１．４６６インチ（３．７２３６４ｃｍ）の溝直径と約０．１５６インチ（０．３９６２４ｃｍ）の最小溝軸方向厚さを有する溝を備えている軸体で利用することができる。第３の実施例では、止め輪９０は、約０．０４４インチ（０．１１１７６ｃｍ）から約０．０４８インチ（０．１２１９２ｃｍ）の半径方向厚さと、約０．２２０インチ（０．５５８８ｃｍ）から約０．２３０インチ（０．５８４２ｃｍ）の軸方向厚さと、約０．０２５インチ（０．０６３５ｃｍ）から約０．１５０インチ（０．３８１ｃｍ）の、第１端９１と第２端９２の間の離隔距離と、約２．８６５インチ（７．２７７１ｃｍ）から約２．８９５インチ（７．３５３３ｃｍ）の内径と、を有することができる。その様な寸法を有する止め輪９０は、例えば、約３インチ（７．６２ｃｍ）の直径を有し、約２．９５５インチ（７．５０５７ｃｍ）の溝直径と約０．２３２インチ（０．５８９２８ｃｍ）の最小溝軸方向厚さを有する溝を備えている軸体で利用することができる。
[0042]図１０、図１１Ａ、及び図１１Ｂは、穴の内側の溝に取り付けるための内用止め輪の幾つかの実施形態を示している。図１０は、穴１０２の破断図と、穴１０２の内側の溝に配置されている内用止め輪１００を示している。図１１Ａと図１１Ｂは、同様に穴の中の溝に配置させることのできる内用止め輪１１０を示している。止め輪１１０は、第１端１１２と、前記第１端から距離１１６だけ離隔されている第２端１１４と、半径方向幅１１８と、軸方向厚さ１２２と、を有している。止め輪１１０の軸方向厚さ１２２は、止め輪１１０の半径方向幅１１８より大きい。止め輪１１０は、円筒形穴の溝内に嵌るように、形状が円形又は実質的に円形であり、止め輪１１０は、外径１２０を有している。内用止め輪１１０の外径１２０は、穴の溝の周方向寸法内にうまく納まる大きさとすることができる。
[0043]止め輪１１０は、意図されている用途に適したどんな寸法を有していてもよい。幾つかの実施例では、止め輪１１０は、矩形横断面を有する金属の一巻きから形成することができる。第１の実施例では、止め輪１１０は、約０．０２３５インチ（０．０５９６９ｃｍ）から約０．０２６５インチ（０．０６７３１ｃｍ）の半径方向厚さと、約０．０８４インチ（０．２１３３６ｃｍ）から約０．０９２インチ（０．２３３６８ｃｍ）の軸方向厚さと、約０．０１５インチ（０．０３８１ｃｍ）から約０．０６５インチ（０．１６５１ｃｍ）の、第１端１１２と第２端１１４の間の離隔距離と、約０．７８９インチ（２．００４０６ｃｍ）から約０．８０４インチ（２．０４２１６ｃｍ）の外径と、を有することができる。その様な寸法を有する止め輪１１０は、例えば、約０．７５インチ（１．９０５ｃｍ）の内径を有し、約０．７７４インチ（１．９６５９６ｃｍ）の溝直径と約０．０９３インチ（０．２３６２２ｃｍ）の最小溝軸方向厚さを有する溝を備えている穴で利用することができる。第２の実施例では、止め輪１１０は、約０．０２３５インチ（０．０５９６９ｃｍ）から約０．０２６５インチ（０．０６７３１ｃｍ）の半径方向厚さと、約０．０８４インチ（０．２１３３６ｃｍ）から約０．０９２インチ（０．２３３６８ｃｍ）の軸方向厚さと、約０．０１５インチ（０．０３８１ｃｍ）から約０．０６５インチ（０．１６５１ｃｍ）の、第１端１１２と第２端１１４の間の離隔距離と、約１．０４４インチ（２．６５１７６ｃｍ）から約１．０６４インチ（２．７０２５６ｃｍ）の外径と、を有することができる。その様な寸法を有する止め輪１１０は、例えば、約１．０インチ（２．５４ｃｍ）の直径を有し、約１．０２４インチ（２．６００９６ｃｍ）の溝直径と約０．０９３インチ（０．２３６２２ｃｍ）の最小溝軸方向厚さを有する溝を備えている軸体で利用することができる。第３の実施例では、止め輪１１０は、約０．０３３インチ（０．０８３８２ｃｍ）から約０．０３７インチ（０．０９３９８ｃｍ）の半径方向厚さと、約０．１４６インチ（０．３７０８４ｃｍ）から約０．１５４インチ（０．３９１１６ｃｍ）の軸方向厚さと、約０．０２０インチ（０．０５０８ｃｍ）から約０．０９０インチ（０．２２８６ｃｍ）の、第１端１１２と第２端１１４の間の離隔距離と、約１．５６４インチ（３．９７２５６ｃｍ）から約１．５８４インチ（４．０２３３６ｃｍ）の外径と、を有することができる。その様な寸法を有する止め輪１１０は、例えば、約１．５インチ（３．８１ｃｍ）の直径を有し、約１．５３４インチ（３．８９６３６ｃｍ）の溝直径と約０．１５６インチ（０．３９６２４ｃｍ）の最小溝軸方向厚さを有する溝を備えている軸体で利用することができる。
[0044]止め輪の好適な実施形態は、輪を溝に着座させ易くする自然なばね張力又は半径方向の力を有している。止め輪の安定性は、その軸方向厚さを増加させ、それによって止め輪の自然なばね張力を増加させることにより、高めることができる。しかしながら、輪の安定性が高まると、可撓性は低下する。所望のレベルの安定性と可撓性は、止め輪が溝の中で自身の位置を保持しながらも、なお且つ簡単に取り付けたり取り外したりできるほどの可撓性を有するように実現されるものである。好適な止め輪の幾つかの例は、約２０：１又はそれより小さい、望ましくは約３：１又はそれより大きい軸方向厚さ対半径方向幅の比を有することができる。比が３：１を超えると、止め輪の安定性は増すが、軸方向厚さの増加は、止め輪を受け入れるのに必要な溝厚さの増加に繋がる。
[0045]更に、本技術の止め輪は、溝の深さをできる限り多く満たすために、円形又は実質的に円形であるのが望ましい。幾つかの例では、止め輪の周囲の最小８５％は、輪と溝の間に約０．００２インチ（０．００５０８ｃｍ）までの最大隔離を有することができる。他の例では、止め輪の周囲の最大１５％は、輪と溝の間に約０．００４インチ（０．０１０１６ｃｍ）までの最大隔離を有することができる。
[0046]ここに開示されている止め輪用の好適な溝深さは、従来型の止め輪と普通に関係付けられている溝深さより相当小さくすることができる。従って、本技術の止め輪は、比較的浅い溝に取り付け又は配置させることができる。従来的には、従来型の止め輪の半径方向幅の約３０％から約５０％の溝深さを仕様として定めることがよく行われている。同じ仕様を本技術の止め輪と共に利用することもできる。しかしながら、現止め輪の半径方向幅は、従来型の止め輪の半径方向幅より実質的に小さくすることができるため、得られる溝深さは従来の溝深さに比べ実質的に小さくなる。本技術の止め輪を取り付けるのに、浅い溝深さを利用することができることは、薄壁スリーブにおける有意な利点をもたらすことができる。溝深さが５０％値で計算されている少なくとも１つの例では、直径１インチ（２．５４ｃｍ）の止め輪は、半径方向に軸体又は穴より上方に約０．０１２インチ（０．０３０４８ｃｍ）延び、深さ約０．０１２インチ（０．０３０４８ｃｍ）が溝深さを形成することになる。溝が浅いため、輪を所定の位置に着座させるための溝深さの従来の量は無い。従って、止め輪が溝壁の実質的な部分、望ましくは溝壁全体に当接するやり方で、止め輪を正しく着座させることができるように、溝の角がくっきり画定されているのが望ましい。
[0047]本技術の止め輪は、力が掛かったときに、膨出したり捻れたりする傾向がなく、そのおかげで止め輪が取り付けられる組立体のスラスト容量が遥かに大きくなる。如何なる特定の理論にも結びつけられるものではないが、本技術の止め輪の形態によって生み出される機械的利点が膨出に抵抗し、且つ従来型の止め輪のモーメントアームは、スラスト容量が少なくとも第一義的には、溝によって提供される支持によって決まるほど、著しく小さくなるか又は無くなるものと確信される。組立体のスラスト容量は、よって、縁マージンを含む溝の仕様によって確定されることになる。縁マージンは、溝が軸体又は穴の端から離されている距離である。縁マージンの計算は、一般的に、組立体のスラスト容量を求める際に考慮される。溝の失陥も、一般的に、本技術の止め輪のスラスト容量を求める際に考慮されるが、従来型の止め輪とは異なり、膨出が存在しないので、より大きな溝の容量が許容される。もう１つ、溝材料が止め輪と等しいかそれより大きい硬さに熱処理されている場合に、考慮すべきことがある。その様な実施例では、溝は力が掛かっても変形しないことから、止め輪のスラスト容量は、リング剪断によって確定及び制限されることになる。
[0048]本技術の止め輪は、隣接する構成要素によって掛かるスラスト荷重が、軸方向成分と半径方向成分の両方を有する二方向性になるであろう組立体で利用されるのが望ましい。如何なる特定の理論にも結びつけられるものではないが、本開示の止め輪の固有な設計パラメータは、その様な条件下でスラスト容量の増加をもたらすものと確信される。図１２Ａと図１２Ｂに示されている様に、軸体１２０上の溝に配置されている止め輪１２２に当接している隣接する構成要素１２４は、接触点１２６で止め輪１２２に接触する、角度のある接触面を有していることもある。接触点１２６で止め輪に働く構成要素１２４のスラスト１２８は、軸方向成分１２８ａと半径方向成分２８ｂを有している。図１３に示されている様に、もう１つの実施例では、隣接する構成要素１３４は、接触点１３８で止め輪１３２と接触する丸みの付けられた縁を有していることもある。止め輪１３２は、軸体１３０上の溝に配置されている。図１４に示されている様に、止め輪１４２が軸体１４０上の溝内に配置されている幾つかの例では、典型的に従来型の止め輪で用いられている接触の型式の様な、隣接する構成要素１４４と止め輪１４２の間の直接接触は、接触面１４６で起こり得る。その様な直接接触は、幾つかの用途には適しているかもしれないが、止め輪１４２のスラスト容量は、止め輪１４２の最大潜在スラスト容量と比べると小さくなるかもしれない。
[0049]図１５は、止め輪１５２が軸体１５０上の溝に配置されている或る用途を示している。面取りされた縁を有している隣接する構成要素１５４は、接触点１５６で止め輪１５２に接触し、隣接する構成要素１５４の一部分が、或る量１５８だけ止め輪１５２に重なっている。止め輪１５２の半径方向の外形が低いので、隣接する構成要素１５４は、止め輪１５２の上にせり出して、振動、衝撃荷重、又は回転容量の様な事柄で、止め輪が脱出してしまわないように支援することができる。止め輪と隣接する構成要素の間の接触角度は、所望の重なり量を達成するのに適した何れの角度であってもよい。従来型の止め輪では、振動、回転、又は他の外力が原因で止め輪が脱出し、恐らくは組立体を傷つける結果になりかねないその様な重なりは回避される。
[0050]止め輪は、それらを現場で取り外して、止め輪が支持する構成要素を取り外すことができるように、取り外し可能であるのが望ましい。本技術の止め輪には、従来型の止め輪よりも、溝への取り付け及び取り外しが著しく簡単になる傾向がある。如何なる特定の理論にも結びつけられるものではないが、本技術の止め輪は、薄い半径方向幅を有しているため、それらは、横断面の寸法が厚い方とは反対に寸法が薄い方に関して撓むので、しなり易いものと確信される。従来型の止め輪は、遥かに幅広の半径方向寸法を有しており、よって、それらは輪の当該の厚い寸法の周りに撓むことから、より撓み難い。
[0051]止め輪の取り付け及び取り外しについては、業界が、止め輪を操縦するのに使用される用具を開発している。幾つかの止め輪の設計では、それぞれの輪の端に、止め輪用に設計されたプライヤーと共に使用するための孔がある。プライヤーは、輪の孔に嵌めて、取り付け又は取り外しのために輪を展開又は収縮させる、丸みのある先端を有している。他にも、輪は、ねじ回し又は楊枝の様な鈍器を使って取り外されてもよい。図１６、図１７Ａ、及び図１７Ｂは、輪を軸体上又は穴の内側の溝から取り外す場合の用具の使用に対応することのできる特徴を有する本技術の止め輪を示している。穴の内側で使用するための止め輪は、取り外し中に止め輪が溝内でぐるぐる回るのを防ぐことによって、簡単な取り外しを確実にすることを支援するのに、その様な特徴を備えて形成されるのが特に望ましい。
[0052]図１６は、軸体１７０上の止め輪１７２を示している。止め輪１７２は、従来型のスナップリングプライヤーを使った輪の取り外しをやり易くするため、止め輪１７２の両端に取り外し孔１７８と１８０を有している。プライヤーは、孔に嵌め込む先端を有しており、輪は、輪を絞ったり輪を拡げたりすることによって、展開又は縮小させることができる。具体的には、止め輪１７２は、半径方向幅１７４と、軸方向厚さ１７６と、第１取り外し孔１７８を有する第１端１８２と、第２取り外し孔１８０を有する第２端１８４と、を有している。
[0053]図１７Ａと図１７Ｂは、半径方向幅１８２と軸方向厚さ１８４を有する止め輪１８０の一例を示している。止め輪１８０の少なくとも一端は、更に、ねじ回し又は他の鈍器を差し込んで、輪を半径方向にこじ起こし、そしてそれを取り外すための小さい空間を輪と溝の間に提供する曲がり１８６を含んでいる。曲がりは、止め輪１８０の第１端に設置されていてもよいし、第２端に設置されていてもよい。代わりに、止め輪は、止め輪の第１端と第２端の両方に曲がりを含むこともできる。
[0054]本技術の止め輪は、限定するわけではないが、例えば、高炭素ばね鋼、硬質３０２ステンレス鋼、ベリリウム銅、リン青銅、及びインコネルの様な、ばね特性を実現することのできる金属を含め、止め輪業界で通常使用されている材料から製造することができる。
[0055]本技術の止め輪の用途は、実質上、制限が無い。例えば、軸受は、通常は、軸体上に置かれ、組立体の止め輪に押し当てて設置されている。止め輪は、軸受を外し、取り換えることができるようにするため、現場で取り外される必要がある。軸受は、典型的には、それらの角の半径が大きく、それが止め輪に対して荷重を掛けることになり、その結果、軸方向と半径方向の両方の荷重が生じる。従来型の止め輪は、軸方向の荷重のみに対応するように設計されているので、その様な用途では、限られたスラスト容量を提供するのに対し、本開示の止め輪は、軸方向と半径方向の両方のスラスト荷重に対応するように設計されているので、増加したスラスト容量を提供することができる。薄壁スリーブの場合は、溝ができる限り浅く保たれなくてはならないということが制限になっていることが多い。技師は、長年、浅い溝に対応する特別な止め輪として設計しなければならなかったが、溝の深さは、主に、輪の膨出に起因するモーメントアームの結果としてのスラスト容量に対処するには、或る特定の寸法でなければならない。これについては、本技術の止め輪が使用されれば、止め輪に対応するのに必要な溝深さがより浅いので、懸念はそれほどでなくなる。更に別の用途は、ｏ．ｄ．（外形）／ｉ．ｄ．（内径）ロックシステムと呼ばれるものであろう。この設計では、軸体及び穴は、軸体及び穴の溝内に埋められる止め輪と共に一体に組み立てられる。典型的な設計では、一方、即ち軸体又は穴の何れかの溝は、一般仕様に作られている。当該組立体の他方の構成要素の溝は、組み立て時に輪を埋没させるため、輪の少なくとも２倍の半径方向幅のある溝を有している。従来型の止め輪を使用する場合は、よって、溝の深さが設計上深刻な制限要因となり得る。その様な用途でフープ型止め輪を利用した場合は、溝深さに関する一般仕様がより浅いので、溝深さに関する全体的な要件が緩和される。
実施例
[0056]下表１−４には、本技術の例示的な止め輪、並びに従来型の止め輪の比較例で実施された試験に関する試験結果が記載されている。表１と表２には、本技術の例示的な止め輪の試験結果が記載されている。表３と表４には、従来型の止め輪の比較例の試験結果が記載されている。各表の収縮力と展開力と表記されている列は、止め輪を展開又は収縮させるのに必要な力を示している。データから見てとれる様に、例示的な止め輪を取り付けたり取り外したりするのに必要な力は、比較例の場合より実質的に小さくなっている。
実施例
[0056]下表１−４には、本技術の例示的な止め輪、並びに従来型の止め輪の比較例で実施された試験に関する試験結果が記載されている。表１と表２には、本技術の例示的な止め輪の試験結果が記載されている。表３と表４には、従来型の止め輪の比較例の試験結果が記載されている。各表の収縮力と展開力と表記されている列は、止め輪を展開又は収縮させるのに必要な力を示している。データから見てとれる様に、例示的な止め輪を取り付けたり取り外したりするのに必要な力は、比較例の場合より実質的に小さくなっている。
[0057]以上より、本発明の特定の実施形態を説明を目的としてここに説明してきたが、本発明の精神又は範囲から逸脱すること無く、様々な修正が加えられてもよいことが理解されるであろう。従って、以上の詳細な説明は、制限を課すのではなく説明を目的とするものと見なされるものとし、また、本発明と見なされる主題を具体的に指摘し、明確に主張することを意図しているのは、全ての等価物を含め以下の特許請求の範囲である旨理解されるものとする。
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 軸体
１２、２２、３２、４２、５２、６４、７４ （先行技術による）止め輪
１４、２４、３４、４４、５４、６２、７２ 構成要素
３２ａ 変位位置
７６ 変形
Ｃ 隙間
Ｓ 段差量
Ｄ 膨出量
８０ 軸体
８２、９０、１００、１１０ 止め輪
９１、１１２ 第１端
９２、１１４ 第２端
９３、１１６ 端間距離
９４、１１８ 半径方向幅
９５ 内径
９６、１２２ 軸方向厚さ
１０２ 穴
１２０ 外径
１２０、１３０、１４０、１５０、１７０ 軸体
１２２、１３２、１４２、１５２、１７２、１８０ 止め輪
１２４、１３４、１４４、１５４ 隣接する構成要素
１２６、１３８、１５６ 接触点
１２８ スラスト
１２８ａ スラストの軸方向成分
１２８ｂ スラストの半径方向成分
１３６ 丸みの付けられた縁
１４６ 接触面
１５８ 重なり量
１７４、１８２ 半径方向幅
１７６、１８４ 軸方向厚さ
１７８、１８０ 取り外し孔
１８２ 第１端
１８４ 第２端
１８６ 曲がり
１８８ 空間
１２、２２、３２、４２、５２、６４、７４ （先行技術による）止め輪
１４、２４、３４、４４、５４、６２、７２ 構成要素
３２ａ 変位位置
７６ 変形
Ｃ 隙間
Ｓ 段差量
Ｄ 膨出量
８０ 軸体
８２、９０、１００、１１０ 止め輪
９１、１１２ 第１端
９２、１１４ 第２端
９３、１１６ 端間距離
９４、１１８ 半径方向幅
９５ 内径
９６、１２２ 軸方向厚さ
１０２ 穴
１２０ 外径
１２０、１３０、１４０、１５０、１７０ 軸体
１２２、１３２、１４２、１５２、１７２、１８０ 止め輪
１２４、１３４、１４４、１５４ 隣接する構成要素
１２６、１３８、１５６ 接触点
１２８ スラスト
１２８ａ スラストの軸方向成分
１２８ｂ スラストの半径方向成分
１３６ 丸みの付けられた縁
１４６ 接触面
１５８ 重なり量
１７４、１８２ 半径方向幅
１７６、１８４ 軸方向厚さ
１７８、１８０ 取り外し孔
１８２ 第１端
１８４ 第２端
１８６ 曲がり
１８８ 空間
Claims (8)
- 構成要素を軸体又は穴に隣接して保持するのに止め輪を利用している組立体において、
軸体上又は穴の中に設置されている、止め輪を受け入れるための溝と、
前記溝内に受け入れられている止め輪であって、軸方向厚さと半径方向幅を有する矩形横断面を含んでおり、前記軸方向厚さは前記半径方向幅より大きい、止め輪と、
前記止め輪の上にせり出しており且つ前記止め輪と接触する凸形状の特徴を有する丸みの付けられた縁を有する隣接する構成要素であって、軸方向成分及び半径方向成分を有するスラスト荷重を前記止め輪に作用させ、これによって、前記止め輪が前記溝内に固定され、前記隣接する構成要素が前記止め輪によって前記軸体又は前記穴に隣接して保持されている、隣接する構成要素と、を備えている、組立体。 - 前記止め輪は、円形で、或る周囲を有し、前記止め輪の前記周囲の最小８５％が、前記止め輪と前記溝の間に０．００２インチ（０．００５０８ｃｍ）までの最大隔離を有している、請求項１に記載の組立体。
- 前記止め輪は、円形で、或る周囲を有し、前記止め輪の前記周囲の最大１５％が、前記輪と前記溝の間に０．００４インチ（０．０１０１６ｃｍ）までの最大隔離を有することができる、請求項１に記載の組立体。
- 前記止め輪は、第１端と、前記第１端から或る距離だけ離隔されている第２端と、を更に備えている、請求項１に記載の組立体。
- 前記止め輪は、前記第１端の第１取り外し孔と、前記第２端の第２取り外し孔を有している、請求項４に記載の組立体。
- 前記止め輪の少なくとも一端は曲がりを含んでいる、請求項４に記載の組立体。
- 前記止め輪は、軸方向厚さ対半径方向幅の比が２０：１又はそれより小さい、請求項１に記載の組立体。
- 前記止め輪は、軸方向厚さ対半径方向幅の比が３：１又はそれより大きい、請求項１に記載の組立体。
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