JP2020003009A - 半月キー - Google Patents

Abstract

【課題】更なる工夫により、軸への装着時に削り粉が生じるおそれがないようにしながら、軸からのズレ動きや抜け出しが防止されて、軸への組付けが簡単容易に行えるように改善された半月キーを提供する。【解決手段】キー側面３，４における外周面１の近傍部位に、キー幅方向で外側に膨出する張出し部５，６が、外周面１にポンチ打ちすることで形成されている半月キー。張出し部５，６は、外周面１の周方向中央１Ａと周方向端１Ｂとの中間位置、詳しくは、外周面１の周方向中央１Ａから周方向端１Ｂに向かって前記外周面１の径中心Ｐに関する４５度離れた箇所１Ｃに設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、半月キーの改良に関するものである。

一般に、キーは軸とギヤ、或いはプーリなどの回転体を一体回転状態に固定する機械部品であって、産業用エンジン、自動車、工作機械、モータなどに多く用いられている。半月キーではキー溝の加工は簡単であり、また溝に対してキーの傾きが自由に調整できるので、部品同士の組み付けも容易である。半月キーは、テーパ軸などにも用いられる。半月キーを用いた構造としては、特許文献１において開示されたものが知られている。

例えば、図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、回転軸１１とボス１２とを連動連結すべく半月キーＡが用いられる。回転軸１１の外周部には円弧状キー溝１３が形成されており、円弧状キー溝１３に円弧状の外周面１５が、回転軸１１の軸心Ｑ側となる姿勢で半月キーＡが挿入されている。ボス１２の内周部には軸心方向に長い直線キー溝１４が形成されており、直線キー溝１４に半月キーＡの直線面１６の側の部分が入り込む状態で、回転軸１１に外嵌されている。

通常、ボスと軸とをキー連結するには、まず、軸に半月キーを挿入し、それからその半月キー付きの軸にボスを差し込むことによる組付けが行われる。ところが、ボスを軸に差し込む際に、ボスの端面で半月キーを押して脱落させてしまうおそれがある。また、半月キー付き軸に他物が当って半月キーが取れたり位置ズレしてしまうおそれもある。従って、半月キーを用いて回転体を軸にセットする組付け作業には慎重さが要求される。

そこで、半月キーＡが軸から容易に動いたり抜け出たりしないようにして、半月キーを用いた上記組付け作業を簡単化する工夫が考えられた。半月キーＡの幅と円弧状キー溝１３とは、組付け性を考慮して隙間嵌めとなる寸法公差が定められているのであるが、それを意図的に軽圧入される寸法設定にする手段である。
即ち、図３（Ａ）に示されるように、半月キーＡの幅ｄと回転軸１１の円弧状キー溝１３の幅ｔとを「締り嵌め」の関係（ｄ≧ｔ）に設定する工夫である。

軽く圧入されるようにすれば、半月キーＡを円弧状キー溝１３に打ち込む作業が必要にはなるが、軸にセットされた半月キーがズレ動いたり抜け出たりすることはなく、前述の不具合を解消させることが可能に思われる。

特開２００７−６４４２４号公報

しかしながら、図３（Ｂ）に示されるように、半月キーＡを円弧状キー溝１３に打ち込む際に、場合によっては半月キーＡの角、或いは回転軸１１の外周面における円弧状キー溝１３の角が削れ、削り粉ｒの生じることが分かってきた。エンジンのカム軸やクランク軸、或いは燃料噴射ポンプ軸などの場合には、削り粉が回転部に入り込んで不具合を起すおそれが考えられるため、軽圧入手段は不採用とせざるを得なかった。

本発明の目的は、更なる工夫により、軸への装着時に削り粉が生じるおそれがないようにしながら、軸からのズレ動きや抜け出しが防止されて、軸への組付けが簡単容易に行えるように改善された半月キーを提供する点にある。

本発明は、半月キーにおいて、
キー側面における外周面の近傍部位に、キー幅方向で外側に膨出する張出し部が形成されていることを特徴とする。

例えば、張出し部は、外周面における周方向中央と端との中間位置の部分にポンチ打ちされることにより、キー側面の外周面に臨む箇所が外側に隆起されるものが好ましい。

本発明によれば、詳しくは実施形態の項で説明するが、半月キーの周方向中央がキー溝への挿入ガイドとして機能し、円滑な挿入開始が行えながら、張出し部がキー溝に緩い角度でもって無理入れされることにより、削り粉が生じることなく円滑に半月キーをキー溝に軽圧入された組付け状態が齎されている。

従って、多少回転体や他物が半月キーに当っても、また回転軸が手荒く移動されたりしても、半月キーがキー溝にてズレ動いたり抜け出たりすることが防止され、組付け状態が維持される。

その結果、更なる工夫により、軸への装着時に削り粉が生じるおそれがないようにしながら、軸からのズレ動きや抜け出しが防止されて、軸への組付けが簡単容易に行えるように改善された半月キーを提供することができる。

本発明の半月キーを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図 半月キーの使用例を示し、（Ａ）は軸とボスとの断面図、（Ｂ）は軸とボスとの軸心方向図 幅広な半月キーの打ち込みによる不具合を示す作用図であり、（Ａ）は打ち込み直前、（Ｂ）は打ち込み時 実施形態２の半月キーを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図 実施形態３の半月キーを示し、（Ａ）は底面図、（Ｂ）はポンチ打痕を周方向で切った拡大断面図 実施形態４の半月キーを示し、（Ａ）は底面図、（Ｂ）はタガネ打痕を周方向で切った拡大断面図 半月キーのテーパ軸への使用例を示す要部の縦断面図

以下に、本発明による半月キーの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、工具打痕７とは、ポンチ打痕、タガネ打痕、その他の打ち工具を含む概念である。

〔実施形態１〕
図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、本発明による半月キーＡは、外周面１、直線面２、一方及び他方のキー側面３，４を有し、側面視で略半月形状を呈する炭素鋼などの金属製のキーである。外周面１は、直線面２の中央から外方に少し外れた位置の仮想の径中心Ｐに関する半径に沿った円弧面に形成されている。

一方及び他方のキー側面３，４における外周面１の近傍部位に、キー幅ｄ方向で外側に膨出する張出し部５，６が形成されている。これら一方の張出し部５及び他方の張出し部６は、外周面１の周方向中央１Ａから周方向端１Ｂに向かって外周面１の径中心Ｐに関する４５度離れた箇所である適合箇所（中間位置の一例）１Ｃに形成されている。

張出し部５，６は、適合箇所１Ｃのキー幅ｄの中央にポンチ打痕（工具打痕の一例）７が形成されるようにポンチ打ちされることにより構成されている。つまり、適合箇所１Ｃにおける外周面１にポンチ打痕７が形成されるように、径中心Ｐに向かってポンチ打ちすると、ポンチ打痕７の左右の部分がキー幅ｄ方向で外側に塑性変形して、それによってキー側面３，４が膨出変形され、張出し部５，６が形成されている。

図１に示される半月キーＡは、そのキー幅ｄは、キー溝１３の溝幅ｔ（図３参照）よりも僅かに小さい値に、即ち、一般的な隙間嵌めとなる嵌め合い交差に設定されており、張出し部５，６の箇所の幅は、キー溝１３の幅ｔより極僅かに大きくなる状態に設定されている。なお、図１においては、張出し部５，６の膨出量は、理解し易くするために誇張して描いてある。

これら張出し部５，６を有する半月キーＡを回転軸に組付けるには、まず周方向中央１Ａの箇所から半月キーＡをキー溝に挿入する一般的な組付け操作を行う。次第に深く挿入すると、幅の広い張出し部５，６に差し掛かると、打ち込む又は工具などを用いて強く押すことにより、張出し部５，６をキー溝１３に押し込む。そして、外周面１がキー溝１３の円弧状底面（符記省略）に当接することにより、半月キーＡのキー溝１３への組付けが完了する。

適合箇所１Ｃに形成されている張出し部５，６は、キー側面３，４の外縁部が緩やかな角度でもって隆起しているので、半月キーＡの軸心Ｑに向かう圧入方向に対して非常に緩い角度で張出し部５，６が挿入されることになり、従って、半月キーＡが削れることが生じないようになる。そして、キー溝１３に組付けられた半月キーＡは、張出し部５，６によって軽く圧入された状態になっているので、多少回転体や他物が当っても、また回転軸が移動されたりしても、ズレ動いたり抜け出たりすることなく組付け状態が維持される。

つまり、通常のキー幅ｄを有する周方向中央１Ａが挿入のガイドとなり、半月キーＡのキー溝１３への最初の挿入操作を簡単に行えながら、その後の張出し部５，６の強制押し込み操作により、半月キーＡをこれ自身や軸１１の削れなく軽圧入の状態でキー溝１３に組付けることができる。

〔比較例１〕
ところで、図示は省略するが、本発明の半月キーＡの前の試行錯誤段階において、比較的強いポンチ打ちをキー側面３（又は４）に行い、ポンチ打痕７の周囲部分がキー幅ｄで外側に若干盛り上がることによる張出し部を設けた比較例１の構成による半月キーの軸への組付けも試された。

しかしながら、この比較例１による構成の半月キーでは、キー側面での張出し部は比較的急激な盛上り角度になり、キー溝に押し込むことにより、図３（Ｂ）に示される場合と同様に削り粉（コンタミ）ｒが生じ易いことが分かった。従って、キー側面３，４にポンチ打ちして張出し部を形成する構成には不都合があり、その採用は見送られた。

〔実施形態２〕
図４（Ａ），（Ｂ）に示される半月キーＡでもよい。実施形態２による半月キーＡは、１箇所の張出し部５のみ有するものであって、外周面１の周方向中央１Ａと周方向端１Ｂとの間の中央箇所（中間位置の一例）１Ｄに形成されている。つまり、周方向中央１Ａから周方向端１Ｂの方向へ、又は周方向端１Ｂから周方向中央１Ａへ互いに同じ値である角度α離れた箇所が中央箇所１Ｄである。

この場合、ポンチ打痕（工具打痕の一例）７は、キー幅ｄの中央より一方のキー側面３側に寄った箇所に形成されており、従って、ポンチ打ちによる膨出箇所である張出し部５は一方のキー側面３にだけ形成されている。この実施形態２による半月キーＡの回転軸１１のキー溝１３への組付け方法は、実施形態１による半月キーＡを用いる前述の組付け方法と同じである。

〔実施形態３〕
図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、キー幅の方向に２箇所並べて形成されたポンチ打痕（工具打痕の一例）７，７による張出し部５，６を有する構造の半月キーＡでもよい。これは、図１に示される実施形態１の半月キーＡのポンチ打痕７を小さくして並列に２箇所設けたものであり、左右の側面３，４それぞれに張出し部５，６が形成されている。

外周面１に打たれたポンチ打痕７の一例としては、角度β（例：６０度）で深さｈ（例：０．５ｍｍ）であり、その周囲には塑性変形による円環状（径方向視の形状）の盛上り部８が形成されていてもよい。なお、実施形態１，２の半月キーＡでは、微細な盛上り部８は省略して描いてある。

〔別実施形態〕
また、図示は省略するが、ポンチ打痕７を、周方向中央１Ａに対応する外周面１に形成することでなる張出し部を設けた構成による半月キーも試された。この構成による半月キーでは、実施形態１の場合と同様の組付け方法を行った場合、最初のキー溝へ挿入箇所である周方向中央１Ａの幅が広いためにいきなり圧入になり、やはり削り粉ｒ〔図３（Ｂ）を参照〕が生じ易いことが知見された。

しかしながら、例えば、テーパ軸のキー溝へ半月キーを組付ける場合には、斜め下方に移動しながらキー溝に挿入させる操作を行うことがあり、このように斜め移動で挿入する方法とすれば、周方向中央１Ａの近くの通常のキー幅ｄの箇所から挿入を開始させることが可能である。従って、周方向中央１Ａに対応する外周面１に張出し部５を設ける構成の半月キーも採用可能であり、これを別実施形態による半月キーとする。

〔実施形態４〕
図６（Ａ），（Ｂ）に示されるように、外周面１の周方向中央１Ａに形成されたタガネ打痕（工具打痕の一例）７による張出し部５，６を有する構造の半月キーＡでもよい。タガネ打痕７は、外周面１をキー幅の方向に横断形成されており、周方向の両側に直線状の盛上り部１０，１０が形成されるとともに、左右の側面３，４に張出し部５，６も形成される。

外周面１に打たれたタガネ（鏨）打痕７の開き角度γは、例えば６０度に形成されている。なお、タガネ打痕７による張出し部５，６は、外周面１における周方向中央１Ａと周方向端１Ｂとの間の箇所に設けても良く、また、一方の側面３のみに張出し部５を設ける構成の半月キーＡでもよい。

１ 外周面
１Ａ 周方向中央
１Ｂ 周方向端
１Ｃ ４５度離れた箇所（中間位置）
１Ｄ 周方向中央と周方向端との中央箇所（中間位置）
３ 一方のキー側面
４ 他方のキー側面
５ 一方の張出し部
６ 他方の張出し部
７ 工具打痕（ポンチ打痕、タガネ打痕）
Ｐ 径中心

Claims (6)

1. キー側面における外周面の近傍部位に、キー幅方向で外側に膨出する張出し部が形成されている半月キー。
2. 前記張出し部は、前記外周面の周方向中央と周方向端との中間位置に設定されている請求項１に記載の半月キー。
3. 前記張出し部は、前記外周面の周方向中央から周方向端に向かって前記外周面の径中心に関する４５度離れた箇所、又は前記外周面の周方向中央と周方向端との間の中央箇所に形成されている請求項２に記載の半月キー。
4. 前記外周面における周方向で前記張出し部に対応する箇所に工具打痕が形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の半月キー。
5. 前記工具打痕は、前記外周面における幅方向の中央に形成されている請求項４に記載の半月キー。
6. 前記工具打痕は、前記外周面における幅方向の中央から前記張出し部存在側の前記キー側面に寄った箇所に形成されている請求項４に記載の半月キー。

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