JPH05301111A - 固定フランジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連結軸に対して容易に固定状態又は非固定状
態にでき、かつ固定時に連結軸に対して軸心を一致させ
ることができる固定フランジを提供する。 【構成】 嵌合面15の両端部付近が外周面31aに圧接し
て固定フランジは出力軸31に固定されている。嵌合面15
は、非嵌合時において両端部付近から中央に向けて漸次
深くなる凹状に形成され、ボルト(図示省略)を挿通孔12
に挿入して、螺刻部を所定量ねじ孔13に螺入することに
より、溝11の開口幅が狭くなるようにフランジ本体１が
変形し、嵌合面15の最小内径が拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばロータリーナイ
フ，フライスカッター等の回転工具又は入力軸を工作機
械等の出力軸に連結するための固定フランジに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の固定フランジの一例を示す
軸方向断面図である。

【０００３】１は嵌合面２の内径が、連結軸である工作
機械の出力軸31より所定長だけ大きく設定された円筒形
状のフランジ本体であり、このフランジ本体１には出力
軸31の半径方向に貫通する複数のねじ孔３が円周方向に
おいて等間隔で形成されている。

【０００４】前記ねじ孔３には固定ボルト４が螺入し、
フランジ固定時において固定ボルト４は、それぞれの先
端部が出力軸31の外周面31aに圧接するように一定以上
の力で螺入方向に回転させられている。

【０００５】また、フランジ本体１の端面には、中心軸
線Ｌと同心状に段部５が形成されており、この段部５に
回転工具32がボルト６で固定されている。

【０００６】上記のように構成された固定フランジを出
力軸31に固定するには、出力軸31にフランジ本体１の嵌
合面２を嵌合させ、次に固定ボルト４をねじ孔３に均等
に螺入して固定ボルト４の先端部を嵌合面２から突出さ
せることにより、固定ボルト４の先端部が出力軸31の外
周面31aに圧接し、フランジ本体１は出力軸31に固定さ
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の固定フラン
ジにおいては、嵌合面２の内径が出力軸31の直径より所
定長大きく設定されているため、図８に示すように嵌合
面２と出力軸31の外周面31aとの間に間隙７が形成され
る。このため、固定時に均等に固定ボルト４をねじ孔３
に対して螺入しなかった場合、間隙７の半径方向におけ
る幅が円周方向において一定とならなくなる。間隙７の
幅が円周方向において一定でないとき、固定フランジの
中心軸線Ｌfと出力軸31の中心軸線Ｌsとは一致しない。
固定フランジと出力軸31との軸心のずれにより、固定状
態にある固定フランジ及び出力軸31の動的なバランスが
くずれるため、回転時に回転速度に対応する振動が固定
フランジ及び出力軸31に発生する。

【０００８】振動の発生は、回転工具32によって加工さ
れるものの加工精度を悪化させ、さらに回転工具32の寿
命を低下させる。振動の発生を抑制するためには、固定
ボルト４の挿入量を調整したり、あるいはバランスウェ
イトをフランジ本体に固着したりする作業が必要とな
り、これらの作業は煩雑である。

【０００９】本発明の目的は、上記の課題を解決するた
め連結軸に対して容易に固定状態又は非固定状態にで
き、かつ固定時に連結軸に対して軸心を一致させること
ができる固定フランジを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、連結軸に嵌合して固定される固定フランジ
であって、軸方向両端部付近が前記連結軸に対して締ま
りばめの内径を有し、中央部に向かって漸次内径が大き
くなった嵌合孔と、該嵌合孔の軸方向略中央部に位置
し、フランジ本体の外周から径方向に切り込まれた環状
の溝と、連結軸との着脱時に、前記環状溝の開口縁部の
軸方向の幅を狭くして前記嵌合孔の両端部付近の内径を
広げるように前記フランジ本体を弾性変形させる拘束手
段とからなることを特徴とする。

【００１１】さらに、拘束手段は、フランジ本体の側面
から環状溝の一方の側面へ貫通する複数のねじ挿通孔
と、環状溝の他方の側面における前記挿通孔の延長線上
にそれぞれ設けられたねじ孔と、前記挿通孔より大きい
頭部を有し、前記挿通孔を通して前記ねじ孔にねじ込ま
れフランジ本体を弾性変形させるねじとからなることを
特徴とする。

【００１２】

【作用】上記の手段によれば、中央部に向かって漸次内
径が大きくなった嵌合孔と、フランジ本体の外周から径
方向に切り込まれた環状の溝と、この環状溝の開口縁部
の軸方向の幅を狭くするように前記フランジ本体を弾性
変形させる拘束手段とによって、フランジ本体を弾性変
形状態にしたとき前記嵌合孔の両端部付近の内径を広げ
ることができる。

【００１３】さらに、前記拘束手段は、前記フランジ本
体の挿通孔及びねじ孔と、前記挿通孔より大きい頭部を
有し、挿通孔を通して前記ねじ孔にねじこまれるねじと
からなることにより、前記ねじによって前記環状溝の開
口縁部の軸方向の幅を狭くするようにフランジ本体を弾
性変形させることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、以下に説明する各図面において図７に基づい
て説明した部材に対応する部材については、同一符号を
付して説明を省略する。

【００１５】図３及び図４は、それぞれ異なる状態にお
ける本発明の一実施例を示す軸方向断面図である。フラ
ンジ本体１は、特殊鋼を熱処理した後に加工して形成し
たものであり、一定範囲内の外力が加えられた場合に弾
性的に変形する。

【００１６】フランジ本体１の外周面１aには、円周方
向に環状の溝11が形成されている。さらに、フランジ本
体１には、端面から溝11の一方の内側面に貫通する挿通
孔12が形成され、さらに他方の内側面における挿通孔12
の延長位置にねじ孔13が形成されている。

【００１７】図５は図３に示したフランジ本体のＡ方向
からの正面図である。

【００１８】前記挿通孔12及びねじ孔13は、円周方向に
おいて等間隔で複数形成されている。

【００１９】図３に示す状態のフランジ本体１におい
て、各挿通孔12にボルト14を挿入し、さらにボルト14に
形成された螺刻部14aをねじ孔13に螺入していくことに
より、ボルト14の頭部14bがフランジ本体１の端面に当
接する。この状態から各ボルト14を均等に挿入方向に回
転させることにより、図４に示すように溝11を中間に介
在させてフランジ本体１に対して螺刻部14aがＦ１方向
の力を、さらに頭部14bがＦ２方向の力を作用させるた
め、溝11の中心軸線Ｌ方向における開口幅が狭くなるよ
うにフランジ本体１がＥ方向に弾性変形し、溝11の変形
と共に嵌合面15も弾性変形する。

【００２０】フランジ本体１の内周面を形成する嵌合面
15は、図３に示すように非変形状態で両側端部付近から
中央に向けて漸次深くなるように凹状になっている。こ
の状態で嵌合面15の内径は、略中央で最大内径ｒ１とな
り、両端部付近で最小内径ｒ２となる。

【００２１】また、嵌合面15は、図４に示すように弾性
変形状態で両端部付近を除き中心軸線Ｌに略平行な面に
なっており、この平行面での内径はｒ３となる。

【００２２】ここで、ｒ２＜ｒ３＜ｒ１の関係があり、
嵌合面15の略中央で内径が弾性変形と共にｒ１からｒ３
に小さくなるのは、嵌合面15の中央付近が湾出するよう
に弾性変形するためである。

【００２３】図２は出力軸に対して非固定状態の本実施
例を示す軸方向断面図である。

【００２４】ここで、フランジ本体１には、ボルト14に
よって弾性変形を生じさせる力が作用しているため、嵌
合面15の内径はｒ３となっている。また出力軸31の直径
はｒであり、嵌合面15の内径との関係がｒ＜ｒ３となる
ように構成されている。このため、フランジ本体１の嵌
合面15と出力軸31の外周面31aとの間には間隙があり、
固定フランジは出力軸31に固定されていない。

【００２５】図１は出力軸に対して固定状態の本実施例
を示す軸方向断面図である。

【００２６】ここで、フランジ本体１には、ボルト14が
挿入されておらず弾性変形を生じさせる力が作用してい
ないため、嵌合面15の内径は、出力軸31の外周面31aに
当接していない非固定時、図３に示したように非弾性変
形状態で両側端部付近でｒ２、略中央でｒ１ある。前述
したように出力軸31の直径はｒであり、嵌合面15の内径
との関係がｒ２＜ｒとなるように構成されている。この
ため、出力軸31の外周面31aに嵌合した嵌合面15は、両
端部付近が外周面31aに圧接し、固定フランジは出力軸3
1に固定される。

【００２７】固定状態にある固定フランジを非固定状態
とするには、フランジ本体１にボルト14を挿入して弾性
変形をさせることにより嵌合面15の内径がｒ３となり、
固定フランジは出力軸31に対して非固定状態となる。

【００２８】以上、説明したように、ボルト14の螺刻部
14aをねじ孔13に所定量螺入することにより、嵌合面15
の内径が拡大するようにフランジ本体１を弾性変形させ
ることができるため、出力軸31に対して固定状態にある
固定フランジを容易に非固定状態にすることができ、ま
たボルト14を緩めることにより嵌合面15を凹形状に復元
できるため、出力軸31に対して固定フランジを容易に固
定状態にすることができる。さらに嵌合面15の両端部付
近が出力軸31の外周面31aに対して密着するため、固定
フランジと出力軸31の軸心を一致させることができる。

【００２９】図６は本実施例における嵌合面の加工方法
の説明図である。

【００３０】フランジ本体１には、溝11，挿通孔12及び
ねじ孔13が形成され、さらに嵌合面15として加工される
加工面16が形成される。加工面16は、非弾性変形状態で
中心軸線Ｌと平行に内径ｒ２で形成される。

【００３１】次にボルト14が挿通孔12に挿入され、所定
の深さまでねじ孔13に螺刻部14aが螺入されることによ
り、ボルト14によってフランジ本体１にはＦ１方向及び
Ｆ２方向の力が加わり加工面16を内側に湾出させるよう
に弾性変形させる。この時、加工面16は、略中央の内径
がｒ４となるまで湾出させられる。ここで、出力軸31の
直径と加工面16の内径と嵌合面15の内径との関係はｒ４
＜ｒ＜ｒ３となる。

【００３２】加工面16は、内径がｒ３より内側に突出し
た湾出部を研削加工されることにより、弾性変形状態で
両端部付近以外の領域が中心軸線Ｌと平行な嵌合面15に
形成される。

【００３３】ボルト14を抜脱方向に回転させることによ
り、フランジ本体１に加っていたＦ１方向及びＦ２方向
の力が消失するため、フランジ本体が非弾性変形状態と
なり、嵌合面15が図３に示す形状となる。

【００３４】以上説明した嵌合面の加工方法によれば、
加工面16を直線的に研削加工することにより、非弾性変
形状態で湾曲面となる嵌合面15を加工できるため、加工
工程を簡素化することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
中央部に向かって漸次内径が大きくなった嵌合孔と、フ
ランジ本体の外周から径方向に切り込まれた環状の溝
と、この環状溝の開口縁部の軸方向の幅を狭くするよう
に前記フランジ本体を弾性変形させる拘束手段とによっ
て、フランジ本体を弾性変形状態にしたとき前記嵌合孔
の両端部付近の内径を広げることができるため、締まり
ばめの内径を有していた嵌合孔の両端部付近の内径を広
げることができるので、フランジ本体が連結軸に対して
着脱可能となり、さらに前記拘束手段は、前記フランジ
本体の挿通孔及びねじ孔と、前記挿通孔より大きい頭部
を有し、挿通孔を通して前記ねじ孔にねじ込まれるねじ
とからなることにより、前記ねじによって前記環状溝の
開口縁部の軸方向の幅を狭くするようにフランジ本体を
弾性変形させることができるため、前記嵌合孔の両端部
付近の内径を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】出力軸に対して固定状態である本発明の一実施
例を示す軸方向断面図である。

【図２】出力軸に対して非固定状態である本実施例を示
す軸方向断面図である。

【図３】非弾性変形状態にある本実施例を示す軸方向断
面図である。

【図４】弾性変形状態にある本実施例を示す軸方向断面
図である。

【図５】図３に示したフランジ本体のＡ方向からの正面
図である。

【図６】本実施例における嵌合面の加工方法の説明図で
ある。

【図７】従来の固定フランジの一例を示す軸方向断面図
である。

【図８】従来の固定フランジにおける課題の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…フランジ本体、 11…溝、 12…挿通孔、 13…ね
じ孔、 14…ボルト、14a…螺刻部、 14b…頭部、 15
…嵌合面、 16…加工面、 31…出力軸、31a…外周
面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連結軸に嵌合して固定される固定フラン
   ジであって、軸方向両端部付近が前記連結軸に対して締
   まりばめの内径を有し、中央部に向かって漸次内径が大
   きくなった嵌合孔と、該嵌合孔の軸方向略中央部に位置
   し、フランジ本体の外周から径方向に切り込まれた環状
   の溝と、連結軸との着脱時に、前記環状溝の開口縁部の
   軸方向の幅を狭くして前記嵌合孔の両端部付近の内径を
   広げるように前記フランジ本体を弾性変形させる拘束手
   段とからなることを特徴とする固定フランジ。
2. 【請求項２】 拘束手段は、フランジ本体の側面から環
   状溝の一方の側面へ貫通する複数のねじ挿通孔と、環状
   溝の他方の側面における前記挿通孔の延長線上にそれぞ
   れ設けられたねじ孔と、前記挿通孔より大きい頭部を有
   し、前記挿通孔を通して前記ねじ孔にねじ込まれフラン
   ジ本体を弾性変形させるねじとからなることを特徴とす
   る請求項１記載の固定フランジ。