JPH08510822A - ローターをジャーナルに迅速に軸整合させるための連結機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ローター本体に駆動又は被駆動ジャーナルを迅速に連結するための連結機構が提供され、それにより、かなり制限された空間でそれらの半径方向及び軸線方向の整合が得られる。連結機構は、同軸整合として言及される、ローターとジャーナルの半径方向及び軸線方向の整合のために、面取り割リングを適当に配置して固定的に保持する、割リングカラー及び締め付けリングを有する。

Description

【発明の詳細な説明】 ローターをジャーナルに迅速に軸整合させるための連結機構 【発明の利用分野】 本発明は、特にミキサー内のローター本体にジャーナルを連結するための便利 な手段に関する。さらに特定すると、本発明は、ローター本体及びそのジャーナ ルの回転軸線を軸整合させ、限られた空間内でそうするように、ジャーナルを連 結するための迅速かつ便利な手段に関する。 【発明の背景】 連続ミキサー用ローターは、以前、駆動及び被駆動ジャーナルを一部品として 用いたが、最近は、三部品ローター構造が、そのようなミキサー用に開発された 。そのような三部品ローター構造は、例えば、J.R.Piccoloらの1993年1月19日に 特許された米国特許第5,180,225号に開示される。前記の特許に開示された装置 は、別々の駆動及び被駆動ジャーナルに連結したローター本体を備える。特に、 ローター本体が、ジャーナルをジャーナルハウジングから取り外す必要性、又は ジャーナル軸受を乱さずに収容される、ローター本体の混合チャンバからの取り 外しの容易さに関し、そのような三部品ローター構造の多くの利点が明らかであ る。この利点は、ローターと混合チャンバを清掃するため、又はローター型又は 傷ついたローターを交換するため、又はオイル又はポリマーシールを交換するた めに、ミキサーの管理と中断時間をかなり減らす。前述の特許第5,180,225号で は、迅速な連結／取り外し手段は、ローター本体を適切な同軸にジャーナルへの 連結の達成を開示する。前記特許の連結／取り外し手段は、ねじ付きカラー保持 器とともに、同軸及びパイロット手段を使用する。そのような連結手段の１つの 欠点は、ローターとジャーナルハウジングとの間にかなりの空間が、前記連結要 素の組み立て及び連結を可能にするために必要とされることである。それゆえ、 前記特許の迅速な連結／取り外しの連結要素は、ローターとジャーナルハウジン グとの間の空間が非常に制限される場所で使用できない。 かくして、ローター及びジャーナルの回転軸線の所望の同軸整合を達成しつつ 、 連結手段を配置し、連結するため、使用される連結手段が、ローター本体とジャ ーナル本体との間にあまり空間を必要としない、三部品ローター構造が得られる ことが高く望まれている。加えて、前述の軸整合を与え、それにより、一部品ロ ーターが三部品ローター構造に容易に簡便に変換される、迅速な連結／取り外し 連結手段を提供することが最も望まれている。 【発明の要旨】 本発明は、ジャーナルの端部分とローター本体のほぼ端部分との間を橋渡し、 前記端部分の同軸整合を提供し、保持するために、前記端部分に半径方向内方に 向いた力を同時に及ぼし、前記半径方向内方に向いた力は、ジャーナル及びロー ター本体両方の前記端部分の軸線のまわりにほぼ均一に分配される、連結手段を 提供する。 好ましい実施形態では、橋渡し手段は、軸線方向に互いに末広がりをなす、２ つの半径方向内方に面取りされた面からなる、外周面を有する割リング組立体か らなり、前記割リング組立体は、割リングカラーに軸線方向に固定された締め付 けリングによって、半径方向内方に圧縮され、締め付けリング及び割リングカラ ーは、割リング組立体の面取り外面と合う、面取り内面を有し、それにより、締 め付けリングの割リングカラーへの軸線方向の固定は、所望の同軸整合を提供し 、維持するために、ローターとジャーナルの端部分に半径方向内方の圧縮力を生 じさせる。 ローター本体及びジャーナルの端部分は、割リング組立体を受け、保持するた めの溝及び棚部分を有し、さらに、トルクの伝達のために、軸線方向の面に配置 された合わせキー及びキー溝要素を有する。 【図面の簡単な説明】 本発明の更なる目的、特徴、利点及び態様とともに本発明は、添付図面ととも に考慮される以下の説明からより明確に理解されるだろう。そして、図面は、原 寸で描かれる必要はなく、代わりに本発明の原理を明確に例示するように、強調 されている。同じ参照番号が、異なる図面の同じ部品を示す。 図１は、連続ミキサーのローター本体及びジャーナルの軸に沿った、部分的に 断面を示す長手方向図である 図２は、図１の円Ａ内付近の長手方向部分断面詳細図である。 図３は、本発明の新規で迅速な連結整合手段の種々の構成要素を例示する、分 解斜視図である。 【実施形態】 本発明の使用環境を、図１に示す。一般的に参照番号１０で示す混合装置は、 ミキサーハウジング１２、駆動ジャーナルハウジング２２及び被駆動（又は水端 部）ジャーナルハウジング２６からなる。ミキサーハウジング１２は、混合され るべき材料の導入用のど開口部１４を有する。ミキサーハウジング１２は、１つ またはそれ以上の主ローター本体１６を収容し、主ローター本体は、その一部に 、のどから材料を搬送するためのスクリュー部分１８、及び材料の混合及び加工 のためのローター羽根部分２０がある。ローター本体及びジャーナルが、共通の 回転軸線３０を有するように、主ローター本体１６は、その一端が、駆動ジャー ナルハウジング２２内に置かれた駆動ジャーナル２４に連結され、他方の端が、 被駆動ジャーナルハウジング２６内の被駆動ジャーナル２８に連結される。 ローター本体のジャーナルとの連結は、図１の円Ａの領域付近を詳細に示す図 ２に、又本発明の好ましい実施形態に使用されるブリッジ手段の要素を示す図３ に示されている。ローター本体１６の端部分の軸線方向の面は、ジャーナル２４ の端部分の軸線方向の面に、合わせ相補的な直径方向の突出したキー部分３４を 受け入れるための、直径方向のスロット又はキー溝３２を備える。本発明を示す に当たって簡略の目的で、駆動ジャーナル２４を参照しているが、参照は、被駆 動ジャーナル２８も同様に適用できることが理解されるだろう。また、例示の目 的のために、キー溝３２をローター本体に、又キー部分３４をジャーナルに設け て示しているが、キー溝をジャーナルに、キー部分をローター本体に設けてもよ いことが理解されるだろう。 ローター本体１６と駆動ジャーナル２４又は被駆動ジャーナル２８のどちらか との軸線方向の整合を行わせ、かつ保持するためのブリッジ手段は、好ましい実 施形態として、後述するように、割リング組立体３６、割リングカラー３８及び 締め付けリング４０からなる。 ローター１６及びジャーナル２４の端部分は、割リング組立体３６の着座のた めの、円周の溝部分４２及び４４をそれぞれ設ける。キー３２を、キー溝３４内 に挿入して、着座させたとき、溝４２及び４４の軸線方向の合計幅は、割リング 組立体３６の軸線方向幅とほぼ等しい。溝４２及び４４のそれぞれの溝壁４６及 び４８は、後述するように設置されるとき、割リング組立体３６の着座及び保持 のための保持手段を提供する。 割リング組立体３６は、２つの面取り面５０及び５２からなる外周面を有する 、軸線方向リングからなる。面取り面５０及び５２は、回転軸線３０に対して、 約10°から20°、好ましくは15°の角度に半径方向内側に面取りされ、従って、 ２つの面取り面５０及び５２は、軸線方向に互いに内方に末広がりをなす。割リ ング組立体３６の内周面５４は、本質的に、軸線方向に平らである。割リング３ ６の内径は、溝４２及び４４の外径とほぼ等しく、例えば、2.25インチ（約5.7c m）である。 割リング組立体３６は、機械加工されたリングを本質的に直径方向ののこ引き により半分に切ることによって形成される、２つの半円リングの半分３６ａ及び ３６ｂからなる。のこ引きの幅は、とても小さく、一般的に割リングの内周の約 ２％又はそれ以下である。例えば、内径2.25インチ（約5.7cm）の割リング組立 体については、約0.06インチ（約1.5cm）ののこ引きが用いられる。その結果、 割リング組立体３６は、連結中、ローター１６及びジャーナル２４を本質的に完 全に取り囲み、それにより、ローターとジャーナルの効果的な同軸整合及び連結 を行う。 割リングカラー３８が、本質的には、一緒に接合されるように寸法決めされた 、２つの半円形リング又はフランジ半部３８a及び３８ｂからなる、特別に形成 かつ寸法決めされたフランジであり、前記割リングカラー半部は、接合されると 、後述するように、割リング組立体３６の外面を円周的に取り囲み、かつ割リン グ組立体３６の外面に半径方向内方に圧縮力を及ぼす、本質的に一体のリングに なる。 割リングカラー３８は、六角頭ねじ６０のような適当な取付け手段によって、 ２つの分割カラー部分を係合関係に適当に接合し、かつ維持するためのねじ付き ソケット５８を外周面に備える。後述するように、締め付けリング４０を割リン グカラーの一方の軸線方向の面３９に係合及び係止するための複数の間隔を隔て たねじ付きソケット６２が、割リングカラー部分の一方の軸線方向の面３９にあ る。割リングカラー３８の内周面の少なくとも一部は、半径方向外方に面取りさ れた、面取り内面６４として設けられ、この面取り内面６４は、内面６４と合う ために、割リング組立体３６の面取り外面５０の１つと相補的である。割リング カラーの内周面のさらなる部分６６は、ローター本体１６の端部分の平らな棚部 分６８に当たるために、軸線方向に平らである。棚部分６８は、割リング組立体 ３６に加わる所望の半径方向内方に向いた力を生じさせるために、主ローター本 体１６の方へ軸線方向に割リングカラー３８のさらなる移動を制限するための壁 ７０で終わる。所望ならば、さらなる部分６６は、棚壁７０に対して割リングカ ラー３８の他方の軸線方向の面４１を位置決めするのを容易にするために、斜面 ６７で終わるのがよい。 締め付けカラー４０は、本質的に、面取り内周面７２を備えたフランジであり 、内周面７２は、外面５２と合わせるために、割リング組立体３６の他方の面取 り外面５２と相補的に面取りされる。複数の軸線方向に向いた、適当に間隔を隔 てたソケット７４が、取付け手段７６、好ましくは適応な六角頭ねじを受けるた めに、締め付けリング４０に貫通して設けられ、六角頭ねじは、締め付けリング ４０を割リングカラー３８に連結するために、割リングカラー３８の軸線方向の 面３９のねじ付きソケットにねじ込まれ、それにより、割リングカラー３８及び 締め付けリング４０のそれぞれ面取り面６４及び７２を、割リング組立体３６の 面取り面５０及び５２と接触した状態に係合させる。締め付けリング４０と割カ ラー３８は、ねじ付きソケット６２にねじ７６を締めることにより、互いにきつ く係合すると、半径方向内方に向いた力が、割リング組立体３６に及ぼされ、ロ ーター１６及びジャーナル２４の端部分を同軸整合状態にして保持する。 面６４及び７２の面取りの角度は、面５０及び５２の面取りの角度と相補的で あり、これは、一般的に、回転軸線に対して、約10°から約20°、好ましくは15 °である。割リングカラー３８の内径、即ち平らな面６６の内径及び締め付けカ ラー４０の内径、即ち面取り面７２の半径方向最内部分の内径は、割リング組立 体３６の面５０及び５２の最小の直径より小さくなるように寸法決めされ、従 って、締め付けカラー４０及び割リングカラー３８が、前述のように、互いにき つく係合されると、面取り面６４及び７２は、面５０及び５２と合い、半径方向 内方に圧縮力を面に生じさせ、割リング組立体の半分３６ａ及び３６ｂを端部分 のまわりに付かせて、溝４２及び４４に位置させ、かつ保持することによって、 ローターの端１６とジャーナルの端２４を同軸方向に整合した構成に連結する。 本発明の連結手段によるローター本体のジャーナルへの設置かつ連結は、容易 にそしてとても簡単に達成され、後述の設置の説明から理解されるように、ジャ ーナルの端部分とローター本体の端部分との間にほとんど隙間がない場所でもな される。 前述されたローター本体及びジャーナルの端部分は、新しいローター及びジャ ーナルの一体部品でも良く、或いは、もし、古いローター−ジャーナル構成を変 更し、そして交換するならば、それらの端部分は、キー溝３２、キー３４、溝４ ２及び４４、溝端壁４６及び４８、棚６８及び棚壁７０を持つように機械加工さ れ、或いは、そのような特徴を有する端部分が作られ、次いで、既存の主ロータ ー本体又はジャーナルの端部に適当に取付けられてもよいことが理解されるだろ う。 図２を再び参照すると、ローター本体１６を、端部分に、上述の特徴を有する ジャーナル２４に接合して、迅速に連結する方法が、例示される。先ず、ジャー ナル２４を、設置し、或いは、適当なジャーナルハウジング内にすでにあり、そ して、軸受ピン８０及びスペーサー８２、８４を有する軸受組立体７８内に収容 される。適当な面密封組立体８６が、ジャーナル２４に設けられる。連結方法の 設置を開始するために、締め付けリング４０を、ジャーナル２４に緩く嵌める。 それから、主ローター本体１６を、ローター本体１６のキー溝がジャーナル２４ のキー３４にきっちり嵌まるように、整列させる。割リング組立体３６を、ロー ター本体１６とジャーナル２４を橋渡しする、隣接した溝４２及び４４内に置く 。それから、割リングカラー３８を、その軸線方向の面３９を締め付けカラー４ ０に面するローターの端部分のまわりに位置決めする。ねじ６０を、ねじ付きソ ケット５８にねじ込むとき、面取り面６４が、押されて、割リング組立体３６の 面取り面５０と係合する。その後、締め付けカラー４０を、割リングカラーの方 へ 軸線方向に滑らせ。ねじ７６を、ソケット７４に差し込んで、割リングカラーの 軸線方向の面３９のねじ付きソケット６２へ締め込み、それによって、面取り面 ７２を割リング組立体３６の面取り面５２と合わせ係合状態にする。その後、ね じ７６は、締め付けリング４０と割リングカラー３８との間に本質的に均一な隙 間を維持するように、ソケット６２にさらにねじ込む。ねじ７６をソケット６２ へ締め込むと、半径方向内方に向いた力が、割リング組立体３６に生じ、主ロー ター本体１６及びジャーナル２４の端部分を同軸し、かつ保持する。ローター本 体は、適当な予備固形密封部材８８、固形クリッパーシール９０及び予備密封リ ング９０で、図１及び２に示されるように、混合チャンバ内に設置されるが、こ れらは、本発明の一部を形成しない。 前述の工程を逆にすると、使用者は、ジャーナルの設置を乱さず、主ローター 本体及びジャーナルの端部分の軸線方向の面間の隙間を本質的に必要とせずに、 ジャーナルから主ローター本体を容易に迅速にはずすことができる。かくして、 使用者は、ローター又は混合チャンバを清掃するため、又は傷つき、損傷を受け たローター本体又はジャーナルを修理するため、又はローター本体型式を交換す るために、混合チャンバからローター本体を容易に取り外すことができる。 割リング組立体３６の割り平面と割リングカラーの割り平面は、好ましくは、 約90°離れた角度に置かれ、即ち、平面は、互いにほぼ直交する。また、割リン グ組立体３６の割り平面は、一般的に、キー溝３２の直径方向に対して、約90° の角度に向けられる。そのような配向が、連結手段の最大の強度及び安定度を確 保し、ローターとジャーナルの同軸の整合を最も効果的に得て、保持するために 望ましい。 本発明の上述の説明により、当業者は、本発明の精神を逸脱することなく、本 発明の変更をなしうることが理解されるだろう。それゆえ、本発明の範囲は、例 示され、説明された特定の実施形態に限定されることは、意図されていない。

【手続補正書】 【提出日】１９９６年４月１８日 【補正内容】 請求の範囲 １．ローター本体（１６）をジャーナル（２４）に連結し、前記ローター本体及 びジャーナルに共通の回転軸線を（３０）を提供する連結組立体であって、 前記連結組立体は、ジャーナル（２４）の端部分及びローター本体（１６） のほぼ端部分との間を橋渡し、前記端部分の同軸整合を提供し、保持するために 、前記端部分に半径方向内方に向いた力を同時に及ぼす手段（３６、３８、４０ ）を備え、前記半径方向内方に向いた力は、ジャーナル（２４）とローター本体 （１６）の両方の前記端部分の軸線（３０）の周囲にほぼ均一に分配され、 ジャーナルとローターの端部分間を橋渡す前記手段は、 ２つの面（５０、５２）からなる面取り外周面を有し、前記面取り面は、半 径方向内方に面取りされ、軸線方向に互いに内方に末広がりをなし、軸線方向に 本質的に平らである内周面（５４）を有する割リング組立体（３６）と、 相補的に面取りされ、前記割リング組立体（３６）の面取り外面の１つと合 う、面取り内面（６４）を有する割リングカラー（３８）と、 前記割リング組立体（３６）の他の面取り面（５２）と相補的で、合う、面 取り内面（７２）を有する締め付けリング（４０）とを備え、 前記割リングカラー（３８）は、ともに固定され、前記締め付けリング（４ ０）は、割リングカラー（３８）に固定され、それによって、割リングカラー（ ３８）の面取り内面（６４）を割リング組立体（３６）の面取り面（５０）の一 方との合わせ及び締め付けリング（４０）の面取り内面（７２）を割リング組立 体（３６）の他方の面取り面（５２）との合わせは、前記割リング組立体（３６ ）からローター（１６）とジャーナル（２４）の端部分への前記半径方向内方に 向いたほぼ均一に周囲に分配される力を生じさせ、前記端部分の同軸整合を与え 、保持する、連結組立体。 ２．トルクの伝達のために、ローター（１６）とジャーナル（２４）の端部分の 軸線方向の面に配置された、合わせキー（３４）及びキー溝（３２）要素をさら に備える、請求の範囲１に記載の連結組立体。 ３．面取り面の面取り角度は回転軸線に対して約15°である、請求の範囲１又は ２のいずれか一つに記載の連結組立体。 ４．ジャーナル（２４）とローター本体（１６）の端部分は、前記ジャーナルと ローター本体の端部に割リング組立体（３６）を着座させるための溝（４２、４ ４）を各々備え、前記溝は、割リング組立体の本質的に平らな内周面（５４）の 幅に等しい軸線方向の合計幅を有する、請求の範囲１乃至３のいずれか一つに記 載の連結組立体。 ５．割リングカラー（３８）の２つの半円形リングの半部（３８ａ、３８ｂ）は 、ねじ切られたネジ（６０）に一緒に固定される、請求の範囲１乃至４のいずれ か一つに記載の連結組立体。 ６．割リングカラー（３８）の内周面の実質的に軸線方向に平らな部分（６６） は、ローター本体（１６）の実質的に軸線方向に平らな棚部（６８）に当接する 、請求の範囲１乃至５のいずれか一つに記載の連結組立体。 ７．ローター本体（１６）の棚部（６８）は、ローター本体に沿って、割リング カラー（３８）の軸線方向の移動を制限するための半径方向に横切る壁（７０） で終わる、請求の範囲１乃至６のいずれか一つに記載の連結組立体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ローター本体（１６）をジャーナル（２４）に連結し、前記ローター本体及 びジャーナルに共通の回転軸線を（３０）を提供する連結組立体において、 ジャーナル（２４）の端部分及びローター本体（１６）のほぼ端部分との間 を橋渡し、前記端部分の同軸整合を提供し、保持するために、前記端部分に半径 方向内方に向いた力を同時に及ぼす手段（３６、３８、４０）を備え、 前記半径方向内方に向いた力は、ジャーナルとローター本体の両方の前記端 部分の軸線の周囲にほぼ均一に分配される、前記連結組立体。 ２．ジャーナルとローターの端部分間を橋渡す前記手段は、 ２つの面（５０、５２）からなる面取り外周面を有し、前記面取り面は、半 径方向内方に面取りされ、軸線方向に互いに内方に末広がりをなし、軸線方向に 本質的に平らである内周面（５４）を有する割リング組立体（３６）と、 相補的に面取りされ、前記割リング組立体（３６）の面取り外面の１つと合 う、面取り内面（６４）を有する割リングカラー（３８）と、 前記割リング組立体（３６）の他の面取り面（５２）と相補的で、合う、面 取り内面（７２）を有する締め付けリング（４０）とを備え、 前記割リングカラー（３８）は、ともに固定され、前記締め付けリング（４ ０）は、割リングカラー（３８）に固定され、それによって、割リングカラー（ ３８）の面取り内面（６４）を割リング組立体（３６）の面取り面（５０）の一 方との合わせ及び締め付けリング（４０）の面取り内面（７２）を割リング組立 体（３６）の他方の面取り面（５２）との合わせは、前記割リング組立体（３６ ）からローター（１６）とジャーナル（２４）の端部分への前記半径方向内方に 向いたほぼ均一に周囲に分配される力を生じさせ、前記端部分の同軸整合を与え 、保持する、 請求の範囲１に記載の連結組立体。 ３．トルクの伝達のために、ローター（１６）とジャーナル（２４）の端部分の 軸線方向の面に配置された、合わせキー（３４）及びキー溝（３２）要素をさら に備える、請求の範囲２に記載の連結組立体。 ４．面取り面（６４、５０、５２、７２）の面取り角度は回転軸線（３０）に対 して約15°である、請求の範囲２に記載の連結組立体。