JPH086753B2 - 外側部材と軸の強制拘束的結合のための結合部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、外側部材と軸の強制拘束的（摩擦によ
る）結合のための結合部材に関する。

［背景技術］ 外側部材と軸の強制拘束的結合のための結合部材は、
多種多様な構成が知られている。

一線をなして突合わされる２個の等径の軸端の結合の
ための上記の結合部材がドイツ実用新案1895907号で明
らかである。この接合部は軸端に嵌合する内側円筒形ブ
シュ部材によって橋渡しされる。ブシュ部材は１個所が
縦に割ってあり、軸方向に相前後して外周上にねじ山と
円錐面を有し、ねじ山から遠のくにつれて円錐面の肉厚
が増加する。割ってない円錐リングが円錐面上にあっ
て、ねじ山部分にねじ込んだねじ付きリングによって円
錐面に押し上げられる。円錐面は環状引張応力を受け、
ブシュ部材を半径方向に圧縮して２つの軸端と強制拘束
的に結合する。

継手フランジと軸の結合のための結合部材がスイス特
許265280号により明らかである。やはり外側円錐面と軸
方向に続くねじ山を備えたブシュ部材がある。ねじ付き
リングが継手フランジを円錐面の上に締め付ける。

フランス特許1361776号による結合部材においてはブ
シュ部材が二重円錐リングとして形成され、その最大肉
厚が中央にあり、一線に並ぶ等径の２個の軸端の間の接
合部を橋渡しする。２つの外側の円錐面上に２個の割っ
てない外側円錐リングがあり、周囲に分布する個々のね
じによって相互に締め付けられ、その際二重円錐リング
を半径方向に軸端上に緊定する。別の構成においては唯
１個の単一の円錐リングがあり、半径方向に張り出す外
側部材がこの円錐リングで一体に結合される。周囲に分
布し、外側部材に係合する複数個のねじによって外側円
錐リングがブシュ部材の円錐面上に締め付けられる。

類似の構成がドイツ特許出願公開1294751号の主題で
ある。この場合は外側部材が円筒形の軸方向張出し部で
あり、その上に二重円錐リングとして形成された薄肉の
圧縮リングが配設され、その円錐上に２個の割ってない
円錐リングがある。円錐リングは周囲に分布するねじに
よって相互に締め付けられ、圧縮リングと円筒形張出し
部を軸上に緊定する。

上述のすべての構成に共通するのは、円錐面と共にね
じ山を使用することである。この円錐面が円錐部材によ
る強制拘束的緊定のために必要な変位を引き起こすので
ある。円錐面の他にねじ山の存在が必要であることは製
作費を高騰するだけでなく、大きな回転行程を経過しな
ければならないので組立を面倒にする。周囲に分布する
ねじを有する構成においてはあらゆる場合にそうであ
り、しかもゆがんだ締込みの問題がある。

［本発明の概要］ 本発明の目的は、より簡単に構成され、より簡単に操
作される、外側部材と軸の強制拘束的結合のための結合
部材を提供することである。

この目的は、外側部材を軸に強制拘束的に結合する結
合部材によって達成され、この結合部材は、軸上に配さ
れる円周面を具備するブシュ部材を有している。ブシュ
部材は、少なくともその長さに渡って延出し、円周方向
において少なくとも１カ所設けられた長手溝を有する。
回転可能で、周方向において分割されていない締め付け
リングが、前記長手溝及び内側円周面を具備したブシュ
部材上に配されている。

締め付けリングは、それが回転されたときに、ブシュ
部材の外周面と相互作用し、ブシュ部材を半径方向に押
さえ付け軸に対して摩擦係合を伴って素早くクランプさ
せる。

ブシュ部材は、前記長手溝と同じ高さで外側螺旋面を
有している。ブシュ部材に設けられた外側螺旋面は、ブ
シュ部材の内周面の軸と同軸であり、前記軸に平行な母
線によって形成され、自己ロッキング範囲内のピッチを
有している。

締め付けリングの内周面は、ブシュ部材の螺旋面と対
応した螺旋面となっている。

結合部材を軸上に固定するときに締付けリングをブシ
ュ部材に対してねじる。その際螺旋面が互いにすべり、
前記ピッチによってブシュ部材の半径方向圧縮及びブシ
ュ部材と軸の強制拘束的結合が行われる。適当な許容差
のもとで必要とされる締付けリングの回転はごく僅か
で、例えば最大約45゜である。即ち締付けリングに作用
する回転工具の１回のストロークのみで、結合部材を確
実に固定することができ、複数回の回転や複数個の個別
ねじの複数回の回転は不要である。また、締付けリング
には、軸方向の端部から締め付け工具が近寄り易いとい
うことは要求されない。即ち、結合部材のために必要と
されるスペースは、ほぼ締付けリングの幅に限定され
る。

摩擦クランプのポイントに至るために必要な回転行程
は、周方向の螺旋のピッチにも依存する。しかし、いず
れにしてもこのピッチは、自己ロッキングが成される配
列のため、即ちクランプ状態で付加的なロッキングを不
要とするためには十分小さくすべきである。

結合部材の弛緩は固定の逆方向に締付けリングをねじ
ることによって行われる。その場合、自己ロッキングに
打ち勝たなければならず、事情によっては大きな弛める
トルクを加えなければならない。

緊定状態で締付けリングの螺旋面は、周囲の大部分、
大抵315゜以上にわたってブシュ部材の螺旋面に全面的
に接する。この接触は比較的小さな面積押圧力で均一に
行われるから、材料の局部的過度応力を回避することが
できる。

軸と外側部材の凹部との間の間隙に重なり合って配列
された２個のスパイラルリングを有し、これらのリング
が相互にねじられて摩擦結合を生じる配列は、それ自体
としては英国特許293122号により知られている。しかし
これは本発明の意味の結合部材でない。

ブシュ部材の摩擦結合により、軸に伝達し得るトルク
は、もちろん締付けリングをいかに強く締め込むかに関
係する。このトルクを高めるために、ブシュ部材の螺旋
面（又はブシュ部材に設けた複数個の螺旋面）に、互い
に独立に操作し得る複数個の締付けリングを並置するこ
とが望ましい。

これらの締付けリングは個別に締込むことができ、こ
の場合、例えば手によって加えられる締込みトルクは、
何倍も大きくなる。

第１の考えられる構成においては、結合機能要素例え
ば結合フランジ又は相手の歯と噛み合うための歯形部分
がブシュ部材と結合されている。

他の代替構成においては、本発明に基づく２個の結合
部材が互いに結合されて本来の継手を形成し、２個の一
線に並ぶ又はおおむね一線に並ぶ軸端をこの継手によっ
て回転不能に互いに固着することができる。

締付けリングは外周に六角面等を有することによっ
て、専ら締め固めのために使用される。しかしながら、
使用中に適当な装置例えば歯車又は鎖車を介して締付け
リングにトルクを伝達することも可能である。その場
合、トルクに応じて継手を絶えず締め固めることができ
る。

すべての構成で軸の軸線を基準にした螺旋面の半径は
周方向に角に比例して増加し、ある場所で元の半径に復
帰する。一般に約360゜の後にそうなるのだが、周方向
に見て復帰が数回、例えば180゜の後に現れる構成も不
可能ではない。

結合部材を緊定したとき、外側部材の内周面及び軸の
外周面の復帰点はもはや互いに隣接せず、この配列が軸
上の滑り適合から締り適合に至るまでに要する回転角だ
け周方向に互いに隔たっている。

外側部材の内周面の移行面と軸の外周面の移行面との
間に開放した場所が開いており、ここに湿気と空気が進
入して周面のこの区域に腐食が生じる恐れがある。特に
結合部材を腐食性環境で使用するときが生じやすい。

その場合、結合部材を弛めようとすると、螺旋面から
なる２つの周面が互いに回し戻され、移行面の端縁が周
面の腐食区域に達する。このため結合部材を弛めること
が困難になり、不可能にさえなる。夫々の周面の端縁に
隣接する区域が相手面の腐食部分に食い込むことがあ
る。

そこで弛緩が前述のように妨げられないように上記の
種類の結合部材を改良する更に進んだ課題がある。

この課題は、以下に述べる螺旋面を有する構成によっ
て解決される。

即ち螺旋面の小さな半径から大きな半径に至る移行面
の端縁がもはや相手面に接することなく、いわば空気中
に懸垂するように、螺旋面をある角度範囲で内側又は外
側からそらすのである。その場合は部材を相互に回し戻
したときに端縁がもはや相手面の腐食区域に達せず、そ
こに万一ある表面欠陥によって制止されない。

移行面の端縁をいわば解放する空欠部は、軸線と同軸
の円筒面であることができる。当該の軸線を中心に部材
を回転しながらフライス削りすることによってこの円筒
面を比較的容易に作製することができる。

図面の簡単な説明 図１は図２のＩ−Ｉ線による結合部材の第１の構成の
軸線を通る縦断面図を示す。

図２は図１の左から見た図を示す。

図３は図１のIII−III線による横断面拡大図を示す。

図４は結合部材の別の構成の縦断面図を示す。

図５は２個の結合部材を有する本来の継手の縦断面図
を示す。

図６は図５のVI−VI線による断面図を示す。

図７及び８は別の構成の図５、６に相当する図を示
す。

図９乃至11は別の継手の縦断面図又は正面図を示す。

図12は結合部材の別の構成の縦断面図を示す。

図13は一変型の図３に相当する横断面図を示す。

［本発明の好ましい実施例］ 図１及び２に全体を100で示す星形板は、図１に鎖線
で略示した軸１と結合するためのものである。星形板は
軸１に嵌合する穴12を具備するフランジ板11及び120゜
ずつずらせた３本の腕13からなる。腕13には別の部材例
えば弾性結合板等との結合のためのねじ穴14が軸線２か
ら間隔を置いて設けられている。

結合部材10はフランジ板11とボス状に一体に連結され
ている。結合部材10はフランジ板11の穴12と一線に並ぶ
円筒形の内周４及び軸線２に平行な母線により螺旋面と
して形成された外周面を有するブシュ部材３を有する。
外周面は周方向に90゜ずつずれた４個所に、フランジ板
11の直前まで達し、半径方向に貫通する縦スリット６を
有する。周方向に閉じた締付けリング８が螺旋面５の上
に配設され、その内周面は対応する螺旋面７として形成
されている。締付けリング８は外周に六角スパナ面９を
有する。

ブシュ部材３はフランジ板11の反対側で締付けリング
８から軸方向に突出し、そこの外側に図１では省略した
スナップリング42（図４）を受けるための円周溝41を有
する。緊定しない状態でゆるい締付けリング８はこのス
ナップリングによりブシュ部材３に保持される。

結合部材10の構造の細部を図３に基づいて説明する。
直径16の仮想の円筒面15を断面図に破線で略示した。締
付けリング８の内周面をなす螺旋面７は初めの２つの象
限では仮想の円筒面15の外にあり、終りの２つの象限で
はその中にある。螺旋面７及び螺旋面５の局部的半径は
図３の「12時」位置17から時計回りに約360゜にわたり
角度に比例して減少し、最小直径の位置18から狭い移行
区域を置いて再び位置17の最大直径へ移行する。軸の直
径が100mmの場合、位置17,18の間の半径差は例えば2mm
である。従って螺旋面５、７を相互に36゜の角度だけね
じることにより0.2mmの半径差を橋渡しすることができ
る。たいていの場合これで十分である。考えられるねじ
戻し回転行程は決して45゜を超えないでよいであろう。

肉厚が最大の又は螺旋面５の半径が最大のブシュ部材
３の位置20を考察することによって、緊定機能を明らか
にすることができる。図３に示すように、締付けリング
を保持してこの位置を時計回りに動かすと、位置20は次
第に減少する半径を有する螺旋面７の各位置に逐次当接
する。こうして位置20は内側へ圧迫され、軸１の上に強
制拘束的に緊定される。

締付けリング８の外周面を六角スパナ面として構成す
ることは、図１ないし３の実施例でもその他の実施例で
も単に一例と見るべきである。締付けリング８の回転駆
動を容易にするための別の構造、例えば引っかけスパナ
の作用のための空欠部を有する円筒形外周面を設けるこ
とももちろん可能である。

その他の実施例で機能が同じ部分がある場合は、同じ
参照番号を使用する。

全体を200で示す図４の継手においては図１ないし３
に基づいて説明したのと同様に形成された結合部材10に
平歯車21が一体に結合されている。平歯車21の歯22は結
合スリーブ24の対応する歯23と噛み合う。

全体を300で示す図５及び６の継手には、互いに向き
合う側につめ継手30を有する２個の結合部材10がある。
図５の左の結合部材10は結合機能要素として右端につめ
25を有し、これが右の結合部材10の、図５で左の端部の
二又脚27の間の空欠部26に結合し、こうして確実拘束的
回転継手を作る。

図７及び８の継手400においては結合部材10は例えば
六角面29の形の円形でない外周面を持つ軸方向張出し部
28を有し、この外周面は対応する空欠部31を有する弾性
プラスチックの結合ブシュ40に係合する。継手400によ
り２つの軸端１′及び１″を緩衝効果を伴って回転結合
することができる。

図９の継手500でもやはり２個の結合部材10があり、
対応する軸端に固着することができ、結合機能要素とし
て軸方向張出し部38を有する。軸方向張出し部38は端面
側が相対し、そこに軸平行な、互いに一線に並ぶ穴32が
ある。接合部を橋渡しし、トルクを伝達するピンがこの
穴に嵌合する。

図10の継手600においては２個の結合部材10のブシュ
部材３が中空円筒形連結部34によって互いに連結されて
いる。適当なくり抜き35によって連結部34に螺旋ばね36
が形成され、２個の結合部材10の間にばね継手50を形成
する。互いに連結される軸端のある程度の整列誤差を継
手600で補償することができる。

図11の継手700においても２個の結合部材10及び10′
の間に中空円筒形の連結部44があるが、この場合、連結
部は剛直である。

図11の左半分の軸端１′にかさ歯車37と薄肉のボス39
が配設されており、ボス39の上に結合部材10が嵌合す
る。従って結合部材10を締め込むと継手700が一方では
かさ歯車37と、他方では軸端１′と連結される。

図11の右側ではそこの結合部材10′がブシュ部材３の
同じ螺旋面５の上に２個の並置された締付けリング８を
有する。締付けリング８はいずれも限界トルクまで締め
込むことができ、軸端１″に伝達できるトルクを増加す
ることを可能にする。例えば連結部44を二重ローラチェ
ーン用鎖車43として形成することにより、連結部44にも
トルクが作用し得ることを図11の中央に鎖線で示唆し
た。

なお継手700においては軸端１″の直径が軸端１′の
直径より大きい。他の構成の場合もそれが可能である。

図12の構成800においては軸１に結合部材10によって
鎖車45が固着されている。この場合、結合部材10の締付
けリング８は、その他の構成のように、結合部材10の本
来の使用開始の前、即ち軸１の回転の前の初期の締め込
みにしか用いられないスパナ面を具備しておらず、代わ
りに締付けリング８に鎖車45が取付けられている。運転
中、即ち軸１が回転すると、鎖車45によって締付けリン
グ８に絶えずトルクが伝達される。この場合、締付けリ
ング８はいわば鎖車45のボスである。トルクの回転方向
に対して螺旋面５、７を適当に方向づければ、トルクの
負荷が高ければ高い程継手がますます強く締め込まれる
ように螺旋面5,7が働く。一般に最初のトルクを受ける
ための初期の締込みは、手で又は工具により行うことが
できる。このようにして構成800においては結合部材10
の使用中に締付けリング８が依然として機能するのであ
る。

図１ないし３の星形板100には４個の縦スリット６が
あるが、これは単なる一例と理解すべきである。他の構
成のブシュ部材は１個所にだけスリットが設けられてい
る。重要なのは、半径方向圧縮の発生が特に変形しやす
い区域に生じ、大きな力損失が生じることがないよう
に、螺旋面5,7が縦スリット６の軸方向の区域にあるこ
とだけである。

図13には前述の構成の結合部材に適用することができ
る螺旋面5,7の構造が示されている。

図３に相当する図13の断面図に直径16の仮想の円筒面
15を破線で略示した。締付けリングの内周面13をなす螺
旋面７は、横断面の初めの２つの象限では仮想の円筒面
15の外にあり、終りの２つの象限ではその中にある。螺
旋面５の局部的半径は最大半径の位置17から時計回りに
角度に比例してほぼ360゜にわたって減少し、移行面19
の最小半径の位置18で再び最大半径に復帰する。移行面
19は位置20で螺旋面５の大きな肉厚の区域に移行する。

締付けリング８の内周面13をなす螺旋面７にも同じこ
とが当てはまる。螺旋面７は最小半径の位置51から移行
面19′を経て位置52で最大半径の区域に移行する。位置
51に端縁20′が形成されている。

移行面19,19′が互いに隣接する初期位置から図示の
緊定位置に至るまでに約35゜の角53を経過している。

締付けリング８の内周面13が螺旋面７の方向に延長さ
れて移行面19,19′の間に続くとすると、仮想の面54に
従うことになる。また、螺旋面５は仮想の面55に従うこ
とになる。締付け配列10を締め込んだ時、移行面19及び
19′の間の区域56は開放している。即ち外部から湿気と
腐食性雰囲気が進入することができる。内周面13が仮想
の面54に沿って延長されていたとすると区域57で、また
外周面11が面55に沿って延長されていたとすると区域58
でそれぞれ腐食されるであろう。もしその場合、締付け
配列を弛めるとすると、堅く保持された締付けリング８
に対してブシュブ３を矢印59の方向に回し戻さなければ
ならず、端縁20,20′が腐食帯57,58に出会うことにな
る。このため、この場所から腐食生成物を掻き取るか又
は端縁20,20′が腐食生成物の上にすべり上がることが
必要であり、その結果、配列が引っ掛かり弛めることは
不可能になる。

しかし、実際には締付けリング８の内周面13は、移行
面19′から始まって螺旋面７の仮想の延長54の外に位置
する空欠部60を有する。空欠部60は、軸線２と同軸の円
筒面からなる。円筒面は、移行面19′すなわち位置52か
ら締付け配列を弛める時に起こるブシュ部材３に対する
変位61の方向に続いて、間隔を置いて仮想の面54の外に
あり、締付けの時に最大限現れる部材３及び８の相互の
ねじり角に相当する約45゜の角範囲に渡って伸張してい
る。これに対応して、移行面19および位置18に続いて空
欠部64が、螺旋面５の仮想の延長55の半径方向内側にあ
る。空欠部64がいる。空欠部64は、位置18から始まっ
て、弛める時に堅く保持された締付けリング８に対して
ブシュ部材３をねじらなければならない方向65へ、最大
限現れる締付け角に相当する角66にわたって伸張してい
る。

このようにして２つの端縁20,20′は図面で明らかな
ように解放されており、腐食した材料表面の抵抗に打ち
勝って締付け配列を弛める必要はない。

空欠部60,64の半径方向伸張は図面に誇張して示され
ている。実際には0.5ないし1mmの半径方向解放の値で十
分である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外側部材を軸に強制拘束的結合を行うため
   の結合部材であり、この結合部材は、 軸（1,1′,1″）上に配され、内周面を有するブシュ部
   材（３）であり、少なくともその円周長手方向の一部に
   渡って配される、少なくとも１つの縦スリット（６）を
   有する、ブシュ部材（３）と、 縦スリット（６）の上方部分において、ブシュ部材
   （３）上に配され、回転可能で、周方向に分割されてい
   ない少なくとも１つの締付けリング（８）と、 前記締付けリング（８）の回転により、ブシュ部材
   （３）が半径方向に圧縮されて、軸（1,1′,1″）上に
   強制拘束的な緊定が成されるよう、前記ブシュ部材
   （３）の外周面と相互作用する締付けリング（８）の円
   周内周面と、を備えており、 ブシュ部材（３）の外周面上で縦スリット（６）の上方
   部分に、ブシュ部材（３）の内周面（４）の軸線（２）
   と同軸となる螺旋面（５）が軸方向に配設され、かつこ
   の螺旋面（５）は、内周面の軸線（２）と平行な母線に
   より形成されると共に、周方向において自己ロッキング
   範囲にあるピッチを有しており、 締付けリング（８）の内周面がブシュ部材（３）の前記
   螺旋面（５）に対応する螺旋面（７）であり、 前記ブシュ部材の外周面上および締め付けリングの内周
   面上に形成された空欠部を有しており、 この空欠部は、それぞれ、前記螺旋面（5,7）の仮想の
   延長面の半径方向内側および外側に向けて延出すると共
   に、螺旋面の最大回転に対応する角度の範囲にあり、両
   空欠部は、各円周面の移行位置（18,52）から、クラン
   プを解放する方向（61,65）に向けて形成されている、
   ことを特徴とする結合部材。
2. 【請求項２】複数個の締付けリング（８、８′）をブシ
   ュ部材（３）上に並置し、各締付けリングは独立に操作
   されることを特徴とする、請求項１に記載の結合部材。
3. 【請求項３】ブシュ部材（３）と結合機能要素（11;21;
   25;27;28;38;34;44）を結合したことを特徴とする請求
   項１に記載の結合部材。
4. 【請求項４】前記結合部材は、少なくとも１つの結合部
   （25,27;40;33;50;44）を介して、追加の軸（１′,
   1″）に連結するための前記結合部材と同じ構造の同軸
   に配された追加の結合部材に連結したことを特徴とする
   請求項１に記載の結合部材。
5. 【請求項５】前記締め付けリングは、クランプ操作にお
   いて、トルクを締め付けリングに伝達するための装置
   （45）を有することを特徴とする請求項１に記載の結合
   部材。
6. 【請求項６】前記空欠部（60,64）は、ブシュ部材
   （３）の内周面の軸（２）に一致する軸を中心とし、そ
   れぞれ異なる半径の円周面であることを特徴とする請求
   項１に記載の結合部材。