JPH0266307A - 圧縮―ロッククランプブシュ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、焼ばめ、ブレスばめ及び／又はその他の好ま
しい特性を備え、シャフトとハブとの間の接続装置とし
て用いられる一組の圧縮−ロッククランプブシュに関す
る。

〔従来の技術〕

本来的に、この種の装置は円筒状のバーと、そのバーに
装着される何らかの部品の円筒状のボアとの間の、特に
上記のシャフトとハブとの間の非絶対的な接続装置であ
る。シャフトとハブとの接続装置に関する長年の技術研
究において、このアセンブリの設計には多くの変化がな
されてきた。トルクを伝達する初期の設計は、四角い孔
部を備えた四角い形状のハブ内に同様の四角形のシャフ
トを備えることに係るものであり、後には丸い孔部の中
に円形のシャフトを入れ平坦又は円錐形のキーでもって
半径方向に圧縮してトルクを伝達するようにしたものが
出てきた。これはその後、取り付はキーとキー溝に取っ
て代わられ、それが今日においても使用されている。自
動車用ギア及び機械工具業界において用いられているス
プラインシャフト及びスプライン付きボアは、殆どがこ
の取り付はキーとキー溝のタイプである。

数十年の長きにわたり応用されてきたにもかかわらず、
この機構は多くの欠点を有するものであり、これをより
良い装置によって代替しようとする多くの試みが行われ
てきている。取り付はキーとキー溝の最大の欠点は、ハ
ブ及びシャフトの両者における切り欠き感度である。こ
の欠点を回避するためには、これ′らの部材は両方とも
過大な寸法とされねばならず、そのためシャフトはトル
クの伝達に要するよりも過大な寸法となり、その結果、
部品及びそれに固定される要素、例えば駆動すべきブレ
ーキドラム、ブレーキディスク、はずみ車、軸継手など
の重量が過剰になる。また一方、機械類のユーザーは常
に、最大トルク比が設計段階で知られていたよりも高く
なったり、又は駆動系列においてショックが起きたなら
ば、機械が突然に故障してしまうという危険を負ってい
る。さらに、最大負荷作動の繰り返しの下では、取り付
はキーのフランクと取り付は溝のフランクとの間のフラ
ンク間隔の故に動的作動が不規則となり、速度制御にお
ける問題その他、及び損傷をも引き起こす。以前の四角
いシャフトに似た別の装置は、所謂「Ｋ形状」である。

これは多角形に形成された三角形の断面の軸系であるが
、コストがかかると共に、例えばスプラインシャフト上
の部品のように、緊密な摺動が特に要求される場合にの
み適用されたものである。

これまでに述べた欠点を回避する他の装置は、焼ばめに
基づいている。内側の部材についての従来の加熱焼ばめ
も、また最近のサブゼロ焼ばめにおいても、過剰な材料
の消費は回避されており、また収縮が適切に考慮された
なら切り欠き感度も回避されるが、いずれの場合にもア
センブリのロックを解くのは困難であり、また分解の際
に失くなってしまうこともある。焼ばめを作業場におい
て行うことは困難でありまた高度な技術を要し、収縮が
間違った温度で行われた場合には所要の位置に達する前
に装置が嵌まり込んで動かなくなり、無駄になってしま
うことさえある。油圧ばめ装置は取り扱いがより容易で
あるが、装置に油用のダクトを加工するのにコストがか
かる。特別の工具を用いるのでなければ、装置を加熱す
ることが依然として必要であるが、しかし少なくとも分
解は特に問題なしに可能であるから、アセンブリのロッ
クを解くことはできる。他の焼ばめ装置は、一つ又は二
つのくさび形タイプのリングに基づくシャフトーハブ接
続装置であり、リングはハブの外側からクランプされ、
又はボアの内側からクランプされ、或いはシャフトとハ
ブの間の間隙に軸方向に油圧で押し込まれた円錐形のス
リーブによりクランプされる。これらの装置はすべて、
どちらかといえば多数のタイボルトを要し、複雑であり
、コストが嵩み、適切な、特に装置を同心に位置決めす
るために高度の技術を必要とする。先細りのブシュ様部
材は、その設計時データの高トルク範囲において使用さ
れる場合には、キー及びキー溝さえをも必要とする。

カムとカムシャフトといった部材の間で油圧による拡開
を行わせる最近の技術はやはり公知であり、自動車業界
において適用されている。

その製造は極めて精密でなければならず、シャフトは内
側にボアを備えねばならない。収縮は不可逆的である。

別のクランプ装置は二重壁ブシュである。このブシュの
一端は溶接により閉じられており、他端は開放されて環
状のピストンを受容しており、二つの壁の間に充填され
たプラスチックを圧縮するようになっている。圧縮は、
ブシュをその軸に対して垂直な両方向へと膨張させる。

クランプのためには、環状のピストンを動かすよう、ボ
ルトが必要である。この装置はその圧力を常時維持する
訳ではないので、クランプ効果を失うことになる。そこ
で過大な寸法とせねばならず、そのためコスト高となる
。円錐形の要素でクランプする上述の装置はみな、特に
ハブ上に外部的なリングを用いてクランプする場合には
、取り付け、取り外し、及び時には全体の組み立てのた
めに、多くのスペースを必要としている。

最後に広げ心棒について言及しておく必要がある。これ
は隣接する部材を収容゛するために内側にボアを要し、
また非常に長さがあり、ハブとシャフトの接続について
採用できるものではない。

〔発明の解決しようとする課題〕

本発明は、上述したすべての欠点を回避し、二つの部品
のみを使用し、迅速に装着及び取り外しかでき、安価に
製造できる、簡単なハブ−シャフト接続装置をもたらす
という課題に基づいている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、この装置はその目的を、入れ子穴で同
心の一組だけのブシュによって果たすものである。この
うち外側ブシュは円筒形の外径を、内側ブシュは円筒形
の内径を備え、外側ブシュの内径部分及び内側ブシュの
外径部分は両方とも、ある角度的な位置においては両方
のブシュが嵌まり合いこれに隣接する別の位置では両方
のブシュが外側のハブ及び内側のシャフトにクランプす
るよう寸法取りされている楕円状のジヨイント表面を備
えてい、る。両方のブシュに捩じりを加えると、クラン
プは焼ばめの場合のように作用する弾性変形をハブ及び
シャフトに対して生ずる。焼ばめ的な効果について見る
と、変形はジヨイントの周縁全体にわたって均一ではな
いが、しかし例えばディスク、クランク、大歯車、継ぎ
手その他に関して知られているようなトルク比でもって
伝達を行うためには十分なものである。ハブ及びシャフ
トは中心にあり、同心のまま維持される。本発明の装置
の外寸は比較的小さく、部品の数も二つに限られ、ボル
トは用いられていない。クランプする部品の位置決めは
シャフトの肩やハブのリングなどに依存せず、それでも
所期の軸方向の位置に正確に配置できる。ロックを外し
た後に外側ブシュ上でハブを滑らせることにより、部品
は垂直方向に取り外すことができる。設置した際の全長
は、はぼハブの寸法程度に限られたままとなる。本発明
の装置の接続は、どの部品にもダメージを与えることな
くロックを外すことができる。本装置の部品はシャフト
の軸に関して対称であるから、バランスを失することは
ない。本発明の装置は安価である。取り付はキーも取り
付は溝も存在しない。

外側ブシュの内径部分及び内側ブシュの外径部分の両方
のジヨイント表面の楕円形状は、二つ又はそれ以上の焦
点を有する楕円面をもって形成することができる。二つ
のブシュを相互に入れ予成に簡単に嵌め合うためのほぼ
−様なギャップを有するように、ジヨイント公差を除い
ては、楕円面の輪郭はほぼ等しくあるのが適切である。

ブシュを涙しると、ジヨイントギャップは零になり、ま
たさらに捩じるとギャップはマイナスになる。これは、
隣接する部材が二つの両側の領１ｔｉ（焦点二つ）又は
三つの領域（焦点三つ）で可塑的に変形し、円の残りの
領域は僅かに拡がることを意味している。ブシュ、ハブ
及びシャフトのすべての取り付は公差を考慮したとして
も、論理的には、内側ブシュの外径のより長い半径の部
分（楕円の軸）は外側ブシュの内径のより短い半径の部
分以上にわたって延在しなければならない。この寸法取
りは、特に残りの角度が９０°（焦点二つ）又は６０’
以下（焦点三つ）の下で、さらに捩じることにより過剰
なりランプを行うことが不可能であることを考慮してい
る。楕円面の半径の異なりが非常に僅かであれば、ねじ
り振動、ねじり衝撃及び逆衝撃などに抗して、安全保持
角度約１°程度でもって安全に保持する効果を有する利
点がある。

ブシュの捩じりを行うために、ブシュの一方の前端部分
は六角形のナツト、或いはスロット付きのナツト或いは
ギア付き縁部として形成されており、両口レンチ、スパ
ナ或いはリングギアが使用される。ロックを解いた後の
ハブの軸方向への摺動を容易にするため、平ら部の最大
幅は外側ブシュの内径を越えない。クランプをより良く
するため、ブシュは摩擦係数の低い、及び／又は摩擦腐
食性の低い材料で形成することができ、振動下で一定期
間作動させた後にもクランプ効果を維持しまた取り外し
が適切に行えるようにしうる。またブシュは同様の摩擦
係数の低い、及び／又は摩擦腐食性の低い材料で被覆す
ることもできる。

ブシュの別の特徴は、その壁部に中心軸と平行にスロッ
トを設けることであるが、これは半径方向の膨張に対す
る抵抗を減少させるものである・この場合スロットは軸
と平行であるか、一方のブシュのみにおいて、又は逆の
ねじれ角でもってブシュの双方において、螺旋状に傾斜
している。これらのスロットは全長にわたって延在して
いてもよく、また六角形の縁部がらある距離の所で終端
していてもよい。

〔実施例〕

添付図面には本発明の実施例が示されている。

第１図及び第２図によれば、内側ブシュ（３）と外側ブ
シュ（４）からなる装置（５）を用いて、ハブ（２）が
シャフト（１）へと取り付けられている。内側ブシュ（
３）の一端は、六角形端部（７）に作成された補強リン
グ（６）として形成されている。外側ブシュ（４）の一
端もまた、六角形のリング（８）を備えている。基本的
に同じ部品は、第３図及び第４図においても同じ参照符
号（１−６）で示されている。しかし内側ブシュ（３）
の六角形の補強リング（６）及び外側ブシュ（４）の六
角形のリング（８）の代わりに、スロット付きナツト輪
郭（９及び１０）のそれぞれが、ブシュ端部に設けられ
ている。内側ブシュ（３）及び外側ブシュ（４）は、六
角形の補強リング（６）及び六角形のリング（８）のそ
れぞれに両口レンチを用いることにより、或いはスロッ
ト付きナツト輪郭（９及び１０）のそれぞれにスパナを
用いることにより相対的に捩じられ、それによりシャフ
ト（１）とハブ（２）がクランプされる。

クランプによりもたらされる内側ブシュ（３）及び外側
ブシュ（４）の表面形状がらの変形は、第５図、第６図
及び第７図のそれぞれに示されている。第５図によれば
、楕円形輪郭を有する内側ブシュ（３）及び外側ブシュ
（４）が互いに接しており、壁を構成する材料が圧迫さ
れている。

内側ブシュ（３）の外径輪郭は（１１）で示され、点線
でもって二つの角度的に異なる位置に描がれている。外
側ブシュ（４）の内径輪郭は（１２）で示され、実線の
みにより一つの角度的な位置に描かれている。組み付け
に当たっては、まず内側ブシュ（３）及び外側ブシュ（
４）はいずれも相互に緩やかにセットされる。図で言え
ば実線の部分と点線の部分とが平行になる位置であり、
両者の間には僅かな間隔のみがあるがそれは公差を示す
ものである。クランプを行うために、内側ブシュ（３）
と外側ブシュ（４）は相対的に捩じられ、実線部分の上
下の最大に離れた両端部分は、第５図の二つの鎌形表面
によって示される分だけ点線部分を越えて延在する。こ
のことは外側ブシュ（４）をこれらの表面（１３）を介
して拡張し、また内側ブシュ（３）の対応する表面を圧
縮することによってのみ可能となり、これによって全体
をクランプすることができる。第５図の角度的に異なる
位置は９０°ずれている。実際にはクランプは、より少
ない程度の捩じりによっても有効となる。

第６図によれば、表面は二つの半円状によって形成され
た非円形のものである。ここでも、（１４）で示された
内側ブシュ（３）の外径輪郭は点線でもって二つの角度
的に異なる位置に描かれており、（１２）で示された外
側ブシュ（４）の内径輪郭は実線のみにより一つの角度
的な位置に描かれている。外側ブシュ（４）の内径の半
径Ｒ１及び内側ブシュ（３）の外径の半径Ｒ２が描かれ
ている。

第７図によれば、第６図による二つの代わりに、表面は
三つの円断面によって形成されており、二つのブシュの
表面は三つのカムを有することになる。この図面はしか
しながら、第６図に示すものと本質的には同じである。

内側ブシュ（３）の外径輪郭は（１６）で示され、外側
ブシュ（４）の内径輪郭は（１７）で示されており、半
径Ｒ１及びＲ２が記されている。

六角形状及びスロット付きナツト輪郭は、別途製造して
内側ブシュ（３）と外側ブシュ（４）に溶接又はプレイ
ズ溶接することもできる。

ブシュはスチールから、例えばスチール５０又はスチー
ル金属パウダーから製造できる。表面の改質が必要な場
合には、硬質クロムメツキ又は化学ニッケルメッキを考
慮すべきである。

ハブ及びシャフトは長さに関して制限のないものである
ことが理解されるべきである。つまり、本発明の装置は
、より短い差し込み等についてもやはり適用されうるの
である。

第８図及び第９図は、ブシュの全長にわたって軸と平行
なスロット（１８）を備え、六角形の補強リング（６）
を備えた内側ブシュ（３）を示している。第１０図は平
行なスロット（１８）の代わりに僅かにねじれて傾斜し
たスロット（１９）を示しており、これは外側ブシュ（
４）に対しても、或いは両方のブシュに対しても設ける
ことができるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、クランプ装置は僅かに二
つのブシュのみからなり、簡単に製造できると共にコス
トもかからない。それにもかかわらず、本発明のクラン
プ装置の作動は信頼できるものであり、作動も両口レン
チ等を用いてブシュを相互に捩じるだけで簡単に行うこ
とができる。またロックを解くことも同様に容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はハブ−シャフト継手アセンブリのシャフトに対
するクランプを、継手の上半分は断面で、下半分は側面
図で示す図である。 第２図はブシュの端部が六角形であるブシュの前端及び
継手半休の背面を第１国人手から見た図を示す。 第３図は端部がスロット付きナツトである第１図と同様
のアセンブリを上半分は断面で、下半分は側面図で示す
図である。 第４図はこのスロット付きナツト形状で形成されたブシ
ュの前端を示す図である。 第５図はブシュ内部の二焦点の楕円面に基づいた場合の
クランプ作用の原理を示し、外側ブシュの内径の楕円（
１２）と内側ブシュの外径の楕円（１１）とが相互に嵌
め込まれる位置、及び９０゜捩じった後の内側ブシュの
外径の楕円（１１）により外側ブシュの壁部の材料が圧
迫されている状態を示す説明図である。 第６図は第５図と同様の原理を、各々の中心が半径に比
して僅かな距離だけ離隔している二つの円により形成さ
れたブシュの表面を示し、このうち半径Ｒ１は外側ブシ
ュの内径表面を規定し、半径Ｒ２は捩じれなしの位置及
び９０°涙じった後に外側ブシュの輪郭（１５）と内側
ブシュの輪郭（１４）の間で材料が圧迫変形している部
分を持つ位置で描かれた内側ブシュの外径表面を規定し
ている図である。 第７図は第５図及び第６図と同様の原理を三つの円から
なる、従って輪郭（１６）と輪郭（１７）の間で材料が
三箇所で圧迫変形されているものについて示す図である
。 第８図は壁の全長にわたってスロット（１８）が設けら
れた六角形端部（７）を備えるブシュの側面図を示す図
である。 第９図は第８図のブシュの正面図を示す図である。 第１０図は少しのねじれ角でスロットが設けられた第８
図と同様のブシュを示す図である。 １−シャフト　　２−・ハブ ３−内側ブシュ　　４−外側ブシュ ５・−装置　　６・−補強リング ７−・−六角形端部　　８−　リング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　円筒形のバーに取り付けられる円筒形のボアを有す
   る部品（２）を前記バーと非絶対的に接続するための、
   特にハブ（２）をシャフト（１）に取り付けるための装
   置であって、ハブの前記ボア内に挿入されまたシャフト
   上へと装着される二つの同軸のブシュ（３、４）と、ハ
   ブ（２）のボア径に対応する外周とシャフト（１）の径
   に対応する内周を有する前記ブシュのそれぞれのボアと
   、外側ブシュ（４）の内側輪郭（１２、１５、１７）及
   び内側ブシュ（３）の外側輪郭（１１、１４、１６）が
   、両方のブシュ（３、４）が一つの角度的な位置におい
   ては互いに緩く嵌まり合い別の角度的な位置においては
   外側ブシュ（４）をハブのボアに対して拡げ同時に内側
   ブシュ（３）をシャフト（１）に対して圧縮することに
   よりハブ（２）及びシャフト（１）を一緒に固定する程
   度に楕円状に形成されていることを特徴とする装置。 ２　外側ブシュ（４）の内側輪郭（１２、１５、１７）
   及び内側ブシュ（３）の外側輪郭（１１、１４、１６）
   が、二つの半円形状（１４、１５）又は多数の弧（１６
   、１７）から形成されていることを特徴とする、請求項
   １記載の装置。 ３　ブシュをクランプするため両口レンチ又はスパナを
   使用すべく、何れかのブシュ（３、４）の一端が六角形
   の縁部（７、８）又はスロット付きナット輪郭（９、１
   ０）とされていることを特徴とする、請求項１記載の装
   置。 ４　六角形の縁部（７、８）又はスロット付きナット輪
   郭（９、１０）が、ハブ（２）のボアの内径を越えない
   外径となる寸法で形成されていることを特徴とする、請
   求項３記載の装置。 ５　ブシュ（４、３）が低摩擦腐食特性を備えた低磨耗
   材料から、或いはブシュを同様の特性の合金で被覆して
   形成されていることを特徴とする、請求項１から４の何
   れか一つに記載の装置。 ６　ブシュ（３）又はブシュ（４）に当該ブシュの中心
   軸と平行な長手スロットが形成されていることを特徴と
   する、請求項１から５の何れか一つに記載の装置。 ７　前記スロットはブシュの中心軸に対して僅かに傾斜
   していることを特徴とする、請求項６記載の装置。