JPS62151628A - 調節摩擦を有する装置および調節摩擦を発生させる方法 - Google Patents

調節摩擦を有する装置および調節摩擦を発生させる方法

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JPS62151628A
JPS62151628A JP61278502A JP27850286A JPS62151628A JP S62151628 A JPS62151628 A JP S62151628A JP 61278502 A JP61278502 A JP 61278502A JP 27850286 A JP27850286 A JP 27850286A JP S62151628 A JPS62151628 A JP S62151628A
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レナート　ディスボルグ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の、？Ｔ細ｔ≧説明 本発明は、調節扉’ｆＪ　（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｆ
ｒｉｃｔｉｏｎ　）と称することｂできる新しいタイプ
のＦＪ擦を用いて（１“４成される機械部品装置Ｊ３　
Ｊ、びかかる機械部品を右する装置における調節１プ擦
を、特にそのいずれの１幾械部品のいかなる形状変化を
も生ずること＜Ｚ　り発生させる方法に関づる。
ここで、調節扉１察とは、機械部品の作成に８３いて、
＋’ｐ　ｌ寮係数が装置の種々の方向で異なり、１２７
に、１′Ｔ１察係数が、装置の一方向に対しては実質的
に増入りるが、その他の方向において【ま通常通りかし
しく【ま低く維持される、あるいは、摩擦係数が、一方
向にＪ３いては実′ｔ１的に減少し、その他の方向にＪ
３いては変化することなく通常通りに紺ＩＪＩされるこ
とを言う。
本発明はまた、１情１察係数、例えば、設８１または表
面の作成に依拠Ｊる摩ＩＱ係数が種／イの方向（・変化
づる場合も包含し、したがって、本発明に従λば、＋！
ｐ　Ｅ　１．ｌｉ％改があらゆる方向にＪ′３いて同一
で・ある調節１？１寮を発生さけることらでさる。
本発明は、当初、金属別械部品に対して意図されたもの
であるが、多くの揚台、ぞの他の材料対象物、例えば１
合成樹脂または協ｆｆＨｌ！累の組合わけ、叩Ｉ）、例
えば、一方の機素がプラスデック装であり、他の機素が
金属製である場合に対しても、掩めて石川である。
調節摩擦の例どして、明細？９中で幾つかの異なる場合
について説明する。しかしながら、これらは、単なる説
明例であると考えるべきである。
例１ニジ亀？フ１〜のハブへの取付（）Ｊ３よび取外し
を弔純化するどともにシトフ１〜とハブどの間のトルク
伝’＞’ｌ　１．：ｉＪ３ける高摩１察を付！ｊするた
めには、取イａｔ　４Ｊ　、取外し方向、即ち、一般に
は、軸方向において、冷涼を比較的低く保ｆ？ｊするこ
とがｅｉｉ、ｉ：　シ＜、１〜ルク伝達方向、即ら、回
転方向において、［γ陳を高くすることが好ましい。
例２；ある場合には、軸方向おＪ、び回転方向の両方向
において、シ１ア７１〜結合の摩Ｉとイを増大さ！１、
それど同前に、取付（すの際の摩１？３を低く保持Ｊる
ことが望ましい場合しあり、このような場合には、取付
ＧＪ　Ｇ、Ｌ　、−秤のねじ運動によりなりことかでさ
・る。
例３：ある対象物の他の対象物に関する粘着１争擦能を
増大さけるためには、粘着摩擦方向における摩擦を増大
さけることが望ましいが、他方向にＪ３いて【よＩＩ’
［を低く保持することが右利なことｂあり、あるいはま
た、かかる他方向においては、いかなるタイプの摩擦で
あってム、それ程重要でないこともある。例えば、停車
駅や傾斜面、氷結を牛じかねない場所等において、鉄道
線路と機関車の駆動輪との間の１１■増大させ、それに
より、粘着摩擦能およびブレーキ能を改善することが望
ましいこともある。
例４：さらにある場合には、２つの相互運動可能な対象
物間の摩擦係数が確実に増大する場合らある。例えば、
機関車の駆動輪の鉄道線路に関する１１擦の確実な増大
の如きである。
例５：締結機素として円錐機素を用いる場合のように、
機械的な摩擦継手を取付けたり、取外したりする場合に
は、円錐ａ累が相互牽引する際に、継手で必ず運動が起
こる。かかる運動は、一般に、軸方向であるが、伝達さ
れる継手の最大力は、回転方向に生じる。したがって、
継手を取付（プたり、取外したりＪる際の摩擦は低く、
継手を使用する際の摩擦は高いことが望ましい。
２つの相りに協商する機械部品間の摩擦を増大さける方
法としては、数多くの方法が知られている。***特ｎ第
５５９　、７７９　ｑ　ニ４．１、シ＋ｐ　７　ｈとハ
ブとの間に収縮寸り合わけを有する装置が示されている
。かかる装置においては、シ１１フトは、従来から知ら
れているように、機械加工された多数の平行に仲良する
旋条または溝をシ１シフトに右するように構成されてい
て、２つの機械機素を相互に収縮させる際に、ハブ材料
が旋条または溝に入り込み、したがって、形成された継
手は、回転することがない。こうした方法を利用するた
めには、機械機素の一方を、上記した場合においては、
シ１Ｐフトを切り欠く必要があり、これら機械機素を引
き離したり、再結合させたりすることが難しくなったり
、不可能となったりする。
米国特許第２．３５／１．．６５６号には、収縮すり合
わぜにより２つの機械ｉ素を結合づる別の方法が示され
ている。かかる方法にＪ３いては、雌の結合機素が比較
的変形しにくい材料であり、軸方向に凸状壁を右する。
」、うに構成されていて、この凸状壁は、シ１１フトと
の相互収縮において、シセフトと密着りるような袖壁を
形成する。このり・イブの収縮１つ合わせにおいでは、
機械機素の一方は、特殊な形状を右する必要があり、継
手は、＋１１なる収縮ずり合わＵであって、何らのＩｆ
ｆを増大さける手段でもない。
本発明の基本的な着想は、機械機素の少なくとも一方に
、所定の方法でイ１与したよりｎ硬度かまたはより低硬
度な材料部分を構成Ｊること、つまり【、１、より高硬
度の部分を１木もしりｔｉ数本の線上に設けるか、また
は、ある特定の角１哀、例えば、トルク伝達方向に対し
て直角に設【Ｊること、換、１りれば、シｐフトーハブ
継手にお（］るそれぞれより／：３．硬度かまたはより
低＆Ｊ！度の部分を軸状に、１：だはねじ横ｊ告に設け
ることであって、例えば、鉄道線路と機関車との場合に
あっては、鉄道線路の長手方向に対して直角かまたは駆
動輪の外縁に対して横方向により高硬度かまたはより低
硬度の部分を設けることである。多くの場合、こうした
機械機素の双方に上記したにうな実質上適合し合うＪ：
り高硬度かまたはより低硬度の部分を形成するのがにい
。
機械機素に前記よりｎ硬度かまたはより低硬度な部分を
付与りるには数種の異なる方法があるが、基本的には２
梗類の方法があって、摩擦ＩＡ数を部分的に増大さぼる
かまたは減少させ、好ましくは、広狭部分に亘って、そ
れぞれ、材料の硬度を増大さゼるかまたは減少さける。
４４料の特定な部分の摩擦係数を減少させるためには、
材料を部分的にドープ処理するかまたは１？１察減少粒
子を８利にＪ１縮成形Ｊるかムしくは焼ぎつ１ノること
により１α撓減少を付与するだめの材料処理を行えばよ
い。
摩擦係数を増大させるためには、機械部品を、何らかの
公知の方法、〃１えば、レーザークエンチングにより、
局部的に焼入れづればよく、かくして、機械部品］は、
＋’Ｐ　ＩＥｔを増大ざぜｌυど欲Ｊる方向に映瓜が増
大した焼入れ部分を右ｊノることとなる。
３Ｌだ、Ｊ、り高（酸１良の粒子を、機械機素の一方ま
たは双方の祠訃口こ）ｉ綿成形またｔよ焼きつりてドー
プ刀ることににす、所定の所望な方向の摩擦を増大さけ
、その他の方向のＩＦｌｒ！Ａを変化さ“せイ賞い構造
にりることらできる。
焼入れ、例えば、レーザーク、［ンブングは、このＩ）
法が人ｆ　ｊｉｆ　（ＩＦ、な対象物に対して使１１し
Ｊ゛ることがでさ、かかる方法により前記対象物が影響
されない点で好ｊ、シク、また、焼入れ部分の形状、配
置おＪ、び寸法を、所望の効果が得られるＪ：うに適合
させることができる。対や物のいかなる部分も全ての部
分も、その形状ａ３よび１法とは無関係に焼入れするこ
とかぐきるが、焼入れは、通常、軸状に伸長したり、ね
じ構造またはその他のいかなる＋１°４ｊ告ともするこ
とのできる特定数の平行な線状焼入れ部分の形状とする
ことができる。平行な焼入れ部分の数は、状況およびΔ
図せｌυとする効果に適合さＵる。この場合、本発明は
、双方の機械部品がブレスばめにより結合し、それにＪ
、す、焼入れ部分が相−丁の機素のより低硬瓜な表面部
分にいくらか押圧されくい込むように設置１されている
ことを前記ど１）る。双方の機械機素が、焼入れ部分を
右するように構成されている場合には、これら機械機素
を相ｑに押しつ（Ｊる際に、前記焼入れ部分が相互に一
致して、一方の□械機素の焼入れ部分が、協働する他の
機械機素の焼入れは素の間に位置することが予見される
。
上記したような機械機素の結合は、比較的容易に起こる
が、機械機素は、対応ザる通常の押圧または収縮Ｊり合
わせの場合に、１３いて１！１られろよりも実質的に強
い力により回転方向にＪ３いてロックされる。
上記したように、焼入れ部分は、ねじ構造とづることが
できるが、その場合、結合およびその後の取外しは、同
様にねじ運動により行われる。かかる装置にあっては、
軸方向においても回転方向においても摩擦が増大するが
、このような系は、逆方向のトルク伝達運動に対しては
適合しないことは明らかである。
ポイントク■ンブングによる点１こより焼入れ部分をイ
・１勺することもできるが、その場合、焼入れ部分は、
上記したリニアリイークｒンチングにお（〕るど１１１
１様に相互にＡンライン状に位置することが予見される
。
より高硬度な粒子を）履域機素の一方の材料にドープさ
辻る場合に【よ、市販の機械機素を出発として、Ｊ、り
高硬度の粒子を機械機素の−ｆｉま／ｊは双りの表面ｆ
（ｊに圧縮成形することらでさ・、あるいは、一方の機
械）幾素または双方の機械）１素を、鍛造操Ｖ１−中ま
たは纏素製造の他のいずれかの［稈において、予めより
高硬度の粒子を用いて構ＩＡすることもできる。機械機
−＋Ｉ【よ、ス・１象物全体としては、粉末化した材料
をプレス加工することにより作成づることｌ）け（”　
ｙ、ぞれ故（こ、ｊ、す／；３＋　１小１隻をイ１づろ
わ）末を、ある所定のＩＩ向に、例えば、列または線状
ＩＺ　４４１．１’ｌ　ニ甲ｔｒ　／）Ｉ　Ｊ、り＋、
ｉ　ｂＵ　Ｒ４ｊ’ｉ　的Ｌ　塗Ｗ）　スルコ（！：が
予見される。かかる粒子は、高硬度の金属粒子、焼結材
￥３１の粒子、セラミック粒子または粉末冶金学の分野
で広く知られたその伯の高硬度の粒子であってもにい。
以下、本発明を、添付する図面を参照しながら、更に詳
細に説明する。
第１図において、旬日１はシャ７１へを示す。シ１１７
１〜１の末端は、幾つかの軸状に伸長し、焼入れされた
広狭のゾーン２の形状に局部的に？：′Ｓ硬度化または
焼入れされている。ゾーン２の材料は、焼入れ操作後、
その中間部分３の＋Ａ　ＩＩより６高硬匹化されている
。第１図に図示した例において、ハブ４は、焼入れされ
ていない部分を右する。シ１１フトとハブとは、よく知
られているに・うに、押Ｙ［継手または収縮寸り合わけ
継子を構成する。取（＝Ｉりられた状態において、焼入
れ部分２は、ハブの祠＄＋１にわずかにくい込み、した
がって、シャフト、とハブとの間の回転に対して低抗が
増入り−る、。
しかしながら、シＡ１−７１〜を軸方向にハブから牽引
１〕ることにＪ、リハブをシ１７フトから容易に取り（
よずりことがでさる１゜ 第２図に示ｔＸ首は、シャツ１〜の末端とハブとの双Ｉ
Ｊが焼入れされた軸状に伸長する部分２および５を右し
、この符シーう２および５の部分が、それぞれ、実質［
相ｑに同一・の分布をなし、したがって、２つのは累の
焼入れ部分２．］３よび５が、これら機素を結合りる際
に、ぞれぞれ、相丁の機素のより低硬庶の部分３　Ｊ３
　Ｊ、び６に位置するように構成されている魚以外は、
第１図の装置と異イ【ることはない。
第３図に示す装置しまた、シＶ７１への末端が、シトフ
トの残りの部分の材料よりも高１／１！麿の材料粒子７
をドープされていて、かかる粒子が、相互に１−記した
焼入れ部分と同様に刺ンライン状に位置している以外は
、第１図に示Ｊ″装置と同様である。
第４図は、鉄道線路と鉄ｎ　ｆｔ１輪との闇の摩擦を増
大させるために、表面横断面に多数の焼入れ部分９を右
し、これにより、中輪と鉄道線路との間のＷ）りをｉｊ
ｌ能／Ｚ限り減少させ、したがって、機関車の中輪の鉄
道線路に対する粘着摩擦能を増大さぜ、ブレーキを／Ｊ
ｌ　けだ際の中輪の線路に対重る摩擦を増大ざＵるよう
にした鉄道線路８の小部分を示１゜ 第５図は、機関中の駆動輪１０または中両のその他の中
輪が、横に仲良した焼入れ８１Ｓ分１１または中輪の材
料よりｂ高硬度の材料粒子を右する部分を用いて構成さ
れ、この焼入れ部分１１または高硬度部分が、中輪のま
わりに適当に分子ｌｉ　している別の実施例を示η。
第６図は、継手を取イ・Ｈノた場合、即ら、ねじ１３を
引っばった場合にハブ１２を１袖方向に動かすようなｙ
！、擦継手を右するシャフト−ハブ結合を示ｉｌ。した
がって、部品１４とハブ１２とは円錐機素１４上を軸方
向に動く。継手は、取付【ノた際には、主として回転方
向に力を伝達し、かかる伝達は、部品１４もしくは円錐
機素１５またはこれら双方を、軸状および平行摩藻を増
大ざＵるかまたｔａ共通表面のまわりの摩擦を減少さけ
る広狭部分を用いて構成し、かかる部分が意図した調節
摩擦を発生することによりなされる。
第７図は、継手を連結する際に、ハブ１６を軸方向に動
かさないＪζうな摩ｆ！Ａ継手タイプのシｐフｌ−結合
を示寸。このような構成とすると、円錐機、＋＋１７の
フランジ部分がハブ１６の内径の外側に伸ｆｆ１ｌるの
が防止される。ねじ１８を引っばった場合には、ハブ１
６のみが円８１１１１　ｆｉフランジに対して押圧され
る。継手を取付けた揚台には、円錐部品′１９が内３１
１機素１７に抑圧され、ハブ１６方向に牽引されて、円
錐部品１９は、円ｌｔ機１１７とハブ１６どにス＝Ｉ　
Ｉ、てスライドしな（）れば／、′にらず、それと同１
１．１に、前記２つの接触表面が、可能な限り人さな摩
擦力を伝達する必要がある。こうしたこと（よ、一方に
ａ３いて、円錐部品１９ど、他方において、円Ｉｔ　Ｐ
３　Ｘ（１７６３よびハブ１６との間の表面または全表
面を、上記定義した調節摩擦を勺えるＪ、うに構成Ｊれ
ば、実７′１上’１ｉｅｔｉ化され、これにＪ、す、継
手の取（’Ｊ　Ｇ］、取外しのための表面のＩ？　！？
’＋が低下１ノるどと６に、継手ｔよ、回転方向に大き
な（ヘルク伝達をりることができる。
上記例の多くの場合において、機械部品は、金属製であ
るが、これら機械部品は、その他の材料で作成すること
もできる。したがって、第１〜第３図の例にあって、シ
トフトは、金属で作成し、ハブは、適当なプラスチック
月利、圧縮成形された繊維材料または同様の材ｒ１で作
成するのが右利であり、また、シせフトとハブとの双方
をプラスチック材料、１１雑材Ｉｔまた（、１、特に、
一方らしくは双りの機械部品を高硬度の材料にドープし
て利用す゛るための材料と同一の材料で作成りることも
できる。
本発明によれば、２つの相互結合した機械部品間の摩擦
係数を増大さけることができ、こうした摩擦係数を５０
％以上も増大させることしできる。
以上、図面に１４示し、明細湯中に記載した本発明の実
施例は、単に、本発明の特徴を例示するためのらのであ
って、本発明の技術思想に従えば、種々の変形が可能で
あることは言うＪ、でらなく理解される′Ｃ″あろう。
【図面の簡単な説明】
第１図はシＩＩ〕１−−ハブ継手の第１の実施例を概略
的に示す図、第２図はシＶフ１−−ハブ継手の第２の実
施例を叫略的に承り図、第３図はシトフ１−−−ハブ継
千の第３の実施例を（■路内に示す図、第４図は本発明
に従って４１′４成された鉄道線路を概略的に承り図、
第５図は鉄道線路上を走行する機関１１１の駆１ＦＩ）
輪を概略的に示１図、第Ｇ図Ｊ３よび第７図１．１その
表面部分を摩擦を利用しで変形させた円錐結合継手を概
略的に示す図である。 １．１′・・・・・・シャフト、 ２．５．９．１’ｌ・・・・・・焼入れ部分、３．３’
　、６・・・・・・中間部分、／１．４’　、４″、１
２．１６・・・・・・ハブ、７・・・・・・粒子、８・
・・・・・鉄道線路、１０・・・・・・駆ｆｈ輪、１３
．１８・・・・・・ねじ、１５．１７・・・・・・円相
ｂ１素。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）調節摩擦を発生するための手段を用いて構成され
    た相互に連結されたもしくは連結可能なまたは相互に運
    動可能なもしくは置換可能な機械部品（例えば、１、４
    ；１４、１５；１７、１９、１６）装置において、機械
    部品の一方または双方（１、４；１４、１５；１７、１
    ９、１６）が複数の、好ましくは、相互に平行な、機械
    部品（１、４；１４、１５；１７、１９、１６）の残り
    部分の材料よりもより高硬度なまたはより低硬度な材料
    製の伸長部分（２、５；７）を有するように構成され、
    調節摩擦が発生されることを特徴とする調節摩擦を有す
    る装置。
  2. （２）前記高硬度部分（２；９）が、入手可能な機械部
    品のその他の部分は変化することなく、はだ焼きまたは
    表面硬化された部分であることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の装置。
  3. （３）前記高硬度部分が、機械機素のその他の材料より
    も高硬度な粒子（７）を機械部品の一方または双方（１
    ′、４″）の材料にドープさせて形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
  4. （４）前記高硬度な材料部分（２、５）が、シャフト（
    １）の末端および／または協働するハブ（４；４′；４
    ″）の内腔内に、シャフトおよびハブの取付け方向に実
    質上平行に付与されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項または第２項に記載の装置。
  5. （５）前記高硬度部分（９）が、２つの機械部品間の運
    動方向に対して横方向に相互に実質上平行に付与されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３
    項に記載の装置。
  6. （６）前記低硬度部分が、軟化された部分であるか、あ
    るいは、機械部品の残りの材料よりもより低硬度な粒子
    か自動注油型の粒子を機械部品に圧縮成形もしくは焼き
    つけることによりドープされた部分であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の装置。
  7. （７）相互に、協働する機械部品、例えば、シャフト−
    ハブ継手（１、４）または相互に運動可能もしくは置換
    可能な２つの部品（８、１０）に調節摩擦を発生させる
    方法において、一方または双方の機械部品が、非破壊的
    な方法により、機械部品の材料よりも高硬度かまたは低
    硬度の材料製の一または複数の部分（２；７；９）を有
    するように構成され、所望の方向の摩擦が増大または減
    少され、その他の方向、特に、前記所望の方向に対して
    垂直な方向の摩擦が実質上変化することなく維持される
    ように、方向性をもたせて摩擦を発生させる方法。
  8. （８）より高硬度な材料部分（２；９）が、はだ焼きま
    たは表面硬化、例えば、機械部品（１；８）のレーザー
    ハードニングにより、平行な広狭部分（２）または焼入
    れ点の列が、シャフト−ハブ継手またはそれと同様な手
    段にあって、機械部品（１、４）に対する取付け方向に
    実質上平行に伸長するか、あるいは、相互に運動可能も
    しくは置換可能な機械部品（８、１０）にあって、運動
    置換方向に対して実質上横に伸長するような形状に付与
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
    の方法。
  9. （９）前記高硬度および低硬度な材料部分が、それぞれ
    、機械部品の材料よりもそれぞれ高硬度かまたは低硬度
    な材料粒子（７）を機械部品の一方または双方にドープ
    イン、例えば圧縮成形および焼入れすることにより付与
    され、それにより、粒子が、実質上、シャフト−ハブ継
    手に対する取付け方向に相互にオンラインか、または２
    つの相互に運動可能もしくは置換可能な部品（８、１０
    ）に対する運動方向に垂直に付与されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第７項記載の方法。
  10. （１０）より高硬度かまたはより低硬度な部分が、ねじ
    構造に付与されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第７項〜第９項のいずれか１項に記載の方法。
JP61278502A 1985-11-21 1986-11-21 調節摩擦を有する装置および調節摩擦を発生させる方法 Pending JPS62151628A (ja)

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