JPH03503863A - クランプ組立体 - 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】 クランプ組立体 本発明は被締結部材に締めつけ力をかける装置に関する技術分野に関し、特に、 例えば軸、パイプ、ケーブル等のような円筒形被締結部材に放射方向の締めつけ 力をかける改良組立体に関する。

円筒形被締結部材のまわりに放射方向の圧縮力をかけるクランプをは従来よく知 られている。そのようなりランプは２個の円筒形被締結部材を互いに接続させる ために、又、機械部材を被締結部材に着脱自在に固定するために使用される。

これらのクランプの従来の設計はテーパー形ねし部、種々の形のリングクランプ 、偏心リング、コレット、調整ねじをそなえたカラーを使用する。テーパ形ねじ を利用したクランプの設計は、製造費が高くつき、きつい締めつけ作用に反作用 する高摩擦力を発生させる。さらに、そのようなりランプは適切に機能させるに は、そのクランプ組立体を構成する構成部材の正確な組立体を必要とし、クラン プの軸方向の長さを最短にしなければならない場合には、厳密なトレランスを必 要とする。リングクランプは均等な締め圧をかけることがなく、外径と慣性モー メントが比較的大きい。偏心リングは締めつけ圧が制限され、しかもその圧力は 不均等である。コレットは一般に、軸方向への力を生じさせるねじ部材と、円錐 形スライド部材とで成り、このスライド部材は軸方向の力の一部分を放射方向の 分力に分散させてしまう。コレットは形が複雑で、円筒形部材があるために、ね じ部材は肉厚壁にならざるを得ない。コレットにより伝達される締めつげ圧は均 等にすることがむづかしく、コレットの慣性力は一層大きくなってしまう。調整 ねじをそなえたカラーは不均等な締めつけ圧を生じさせ、締めつけられる被締結 部材を物理的に変形させてしまう。

そこで本発明の目的は、例えば軸、パイプ、ケーブル等のような円筒形被締結部 材を締めつける改良型クランプ組立体を提供することである。

本発明のもうひとつの目的は円筒形被締結部材の長さに沿って均等に放射方向の 締めつけ力をかけることのできる改良型クランプ組立体を提供することである。

本発明のさらにもうひとつの目的は２個の円筒形被締結部材に接合したり、機械 部材を円筒形被締結部材に着脱自在に固定する改良型クランプ組立体を提供する ことであり、本発明のさらにもうひとつの目的は、構造が簡単で使用し易く、製 造費が安価であるような円筒形被締結部材用改良型クランプ組立体を提供するこ とである。

本発明のこれらの目的やその他の目的は、約４０〜８８″の側面角により限定さ れる浅いねじ部を有する薄壁ねしスリーブによって第１実施例を構成するような 、クランプ組立体によって実現することができる。スリーブ上に一対の対応する ねじす・ントが支持され、これらのナンドは互いに向って反対方向へ締めつける ことにより軸方向の分力より大きな放射方向の分力を生じさせる。これによって スリーブの直径は均等に縮小し、そのスリーブはその中に挿入された円筒形被締 結部材をしっかりと締めつける。本発明の第２実施例において、スリーブは内ね じが形成されていて、それに対応したねじが形成されているボルトを内部に受入 れ、このボルトはスリーブの端部にきつく当接し、スリーブを外方へ均等に膨張 させることにより平坦な被締結部材に形成された開口の内周に対して締めつけら れる。第３実施例では、ねじスリーブが平坦な被締結部材と一体的に形成され、 １個のナツトを支持し、このナツトは被締結部材に当接して締めつけられ、円筒 形被締結部材を平坦な被締結部材に締めつける。

本発明のその他の目的、ｖＦ＠、効果は添付図面に関連して説明した好ましい実 施例の以下の詳細な説明から明らかであり、図面を通して同一符号は同一部品を 示す。

本発明の第１実施例に従ったクランプ組立体について、第１Ａ、１８図を参照し てから説明する。組立体１は中実軸、中空パイプ又は中空管、ケーブル等の形を した円筒形被締結部材３を締めつけるためのものとして示す。さらに、被締結部 材３は２本のパイプ、又は２本の管間に、又、１本のパイプ、又は管と固形軸と の間に接合部を形成する。組立体１は端部が開いた縦スロット７がスリーブ５の 全長にわたって伸長しているような薄壁ねしスリーブを有する。スロ・ノド７が 形成されているために、スリーブ５を形成する材料や、所望の締結圧の程度次第 でスリーブ５の放射方向の収縮力が増大する。このスリーブ５はまた、スロット ７を有しない連続した形で使用することもできる。

スリーブ５の内径は被締結部材３を自由に挿入できる程度の寸法を有する。スリ ーブ５の外周にはその全長に沿って浅し１ねし部９が形成される。スリーブ５に は、ねじ部９に対応したねし部を有する一対の同一ナノ目１，１３が嵌められる 。第１Ｂ図から明らかなように、スリーブ５上で互いに向って軸方向ヘナノ目１ ，１３を回転させると、どこかで接触を生じる。これが生しるとき、ナツトＩＬ 　１３をさらに互いに向って回転させると、放射方向への力がスリーブ５へ伝達 され、それによって、そのスリーブの直径が小さくなり、次に、被締結部材３の まわりに圧縮線めつげ力がかかる。スリーブ５はその全長にわたって直径が均等 であるので、均等な締めつけ力がスリーブ５とナンド１１、１３との間の縦方向 のねし結合の範囲にわたって被締結部材３の長さに沿って作用する。第１Ｂ図に 示すように、ナンド１１と１３の合計幅を、スリーブ５の全長に事実上等しくす るのが好ましい。

クランプ組立体１のナノ）ＩＬ　１３が互いに締めつけられて、放射方向への力 を生じさせる時、軸方向への力が働く方法については、第２図に関連しながら説 明する。図示のように、スリーブ５とナツト１１は各々、対応する浅いねし山の 形を有し、それは基本的には、頂部１５と、ピンチ】７と、根元１９と、側面角 ２１とを有する。この構造体はナツト１３（図示せず）の場合にもあてはまる。

ナツト１１を矢印Ｔの方向へ対応ナツト１３に対して締めつける時、ナツト１１ とスリーブ５の対応するねし面の接触により、軸方向への分力ＦＡと、放射方向 への分力Ｆ、が生じ、その両方の力によって強力Ｆ、が生じ、その合力はねじ面 に対して直角、即ち垂直をなす。

組立体１により適切な締めつけ力を生しさせるために、さらに、本発明の全ての 実施例を実現するために、Ｆ、対Ｆ、の比が１以上となるように、放射方向の分 力ＦＲが軸方向の分力ＦＡより大となるようにする。そのようにすると、スリー ブ５とナノ１−１１．１３との間の螺合の範囲に沿って均等な放射方向の分力が 効果的に生じ、それによって、被締結部材３が均等に締めつけられる。この目的 を実現するために、側面角２１は約４０〜８８６であり、好ましくは５５°〜８ ５＠である。この角度にすると、放射方向の分力が軸方向の分力より大となり、 軸方向の分力ＦＡが放射方向の分力Ｆ１１より大きい従来のねじ組立体とは反対 の結果となる。

ここで第３Ａ、３Ｂ図を参照すれば、このクランプ組立体１は、この場合、モー タの駆動軸である被締結部材３に対して全体を符号２５で示すプーリーのハブ２ ３を締めつけるハブクランプの機能として示されている。第３Ａ図にはっきりと 示すように、ハブ２３は複数の周囲方向へ間隔をおいて位置する縦スロット２７ を有し、これらのスロット２７はハブ２３を複数の弧状部分に分割し、これらの 弧状部分は、組立体１を前述の方法で軸３に装着する時、その軸に対して内方へ 締めつける。第３Ｂ図にも示すように、組立体１によって包囲されるハブ２３部 分はスリーブ５直径より小さい直径を有し、長さはスリーブ５に事実上しくする のが好ましい。この方法で組立体１を使用することにより、プーリー２５を軸３ に取付けたり、取り外す作業を迅速にすることができる。

ここで、第４Ａ、４Ｂ図に関連しながら、本発明の第２実施例を説明する。図示 のように、クランプ組立体２９はねじボルト３１と、パイプ３５の端部に隣接し て形成された内ねじスリーブ３３とによって形成される。第４Ｂ図に示すように 、ボルト３１はスリーブ３３の内ねし部分３９に対応するねじの形をもった外ね じ部分３７を有する。ボルト３１はまた、レンチやその他の適切な工具をはめる のに通した形の周囲フランジ４１を有する。スリーブ３３は端部の開いた一対の 対向して位置する縦スロット４３を有し、そのために、ボルト３１をねじ係合す る時、スリーブ３３が放射方向へ一層膨張することができる。組立体２９は平坦 な構造体４７の対応する形の開口４５を通って挿入される。ボルト３１がスリー ブ３３内にねじ係合して、フランジ４１がパイプ３５の端部に接触すると、ボル ト３１を更に締めつけることにより、スリーブ３３は均等に、しかも放射方向へ 外方に膨張するので、その末端の周囲は開口４５の内周と締めつけ結合状態とな り、それによって、パイプ３５が構造体４７に締めつけられる。従って、組立体 ２９はパイプの端部をプレート、又は同様の構造体に取付けるために膨張する８ 棒の基本的なやり方で機能する。

ここで、本発明の第４実施例を第５Ａ、５Ｂ図に関連して説明する。この実施例 において、クランプ組立体４９はねじナツト５１と、例えばプーリー、綱車、或 いはそれに類似した構造体のような平らな被締結部材５５から垂直に伸長するス リーブ５３とによって形成される。スリーブ５３は好ましくは被締結部材５５と 一体的に形成され、対応すねし部分５７と円筒形シェル５９とを有する。スリー ブ５３もまた、放射方向への収縮層を制御するため周囲方向に間隔をおいて位置 する複数の開放縦スロット６１を有する。ナツト５１の軸方向は事実上、スリー ブの全長に等しい。

リーブ５３の内径はそこに挿入される円筒形軸６３の直径よりわずかに大きい。

従って、組立体４９は軸５３を被締結部材５５に取付けるために使用される。こ れは第６Ａ、６Ｂ、６Ｃ図に関連して説明する方法で取付けられる。

第６Ａ図に示すように、ナノ）５１はそれが被加工部材５５の垂直面６５に当接 するまでねじ部分５７上にねじ係合する。ナツト５１を垂直面６５に対して締め つけ続けると、その外端から円筒形シェル５９へ向って次第にねじ部分５７を放 射方向へ締めつけ始める。

ねじ部分５７による軸６３の締めつけはこの段階で一部行われるけれども、特に 第６Ｂ図に示すように、ねじ部分５７の一部は軸６３の周囲面と事実上接触しな い。ナツト５１を垂直面６５に対して締め続けると、円筒形シェル５９が剪断方 向へ変形を生じ、それによって、ねじ部分５７の長さに沿ってさらに放射方向の 締めつけが生じる。このため、第６Ｃ図に示すように、ナツト５１とねじ部分５ ７との間の全ねじ係合部分に沿ってねじ部分５７が軸６３に対して均等に放射方 向の締めつけを行う。ねじ部分５７のそのような均等な締めつけは、シェル５９ が剪断変形を行う時に生じる剪断応力から直接的に生じ、そのような剪断応力は 小さいので、シェル５９の可塑流や破断を生じさせることはない。それは、シェ ル５９の放射方向の厚みに対する軸方向の長さの比を特定の比率にすることによ って達成される。この特定比は、以後、アスベクトレーシオと呼ぶ。テストの結 果、本発明のこの実施例の実施に対するアスペクトレーシオは、プラス千ンク材 料で形成したスリーブ５７の場合、約２．０をこえるのが最適であり、スリーブ ５７を金属で形成する場合には、４．０をこえるのがよいことが判った。組立体 ４９により軸６３を放射方向へ均等に締めっけるには、このアスベクトレーンオ が重要である。

本発明の全てのクランプ組立体のねしスリーブは所望の放射方向の締めつけや膨 張度を制御するために、１個以上の開放スロットをそのなえてもいいし、そなえ なくてもよい。スリーブはプラス千ンク、金属、或いは他の適切な材料で形成す ることができ、その材料の性質は放射方向の締めつけ度や膨張度を制御するのに 役立つ。例えば、ねじスリーブが少なくとも１本の縦スロ・７トを有する場合、 そのスリーブはスリーブのオリジナル直径の約２％の範囲内で放射方向へ収縮又 は膨張することができる。スリーブが連続していて、スロットを有しない場合、 有用な締めつけ範囲は約０．２％である。

ここに図示し、説明してきた本発明の形はその好ましい実施例として解釈すべき であり、部品の形、材料、寸法、配置に関して、本発明の本旨から、即ち、請求 項の範囲から逸脱することなしに種々の変形をなしうることは理解すべきである 。

図面の簡単な説明 第１Ａ図は本発明の第１実施例のクランプ組立体の前面図であり、 第１Ｂは第１Ａ図のＩＢ−ＩＢ線に沿ってとった横断面図であり、 第２図は第１Ａ、１８図に示すクランプ組立体のねしスリーブとねしナンドとの ねじ係合の詳細を示す拡大断面図であり、第３Ａ図は第１Ａ、１８図のクランプ 組立体の前面図であって、ハブを駆動軸に締めつける場合を示す。

第３Ｂ図は第３Ａ図の３　Ｂ−３Ｂ線に沿ってとった横断面図であり、 第４Ａ図は本発明の第２実施例のクランプ組立体の前面図であり、 第４Ｂ図は第４Ａ図の４Ｂ−４８ｍに沿ってとった断面図であり、 第５Ａ図は本発明の第３実施例のクランプ組立体の前面図であり、 第５Ｂ図は第５Ａ図の５Ｂ−５Ｂ線に沿ってとった断面図であり、 第６Ａ、６Ｂ、６Ｃ図は第５Ａ、５Ｂ図に示すクランプ組立体を通用する順序を 示す拡大断面図である。

〈図中符号〉 １、２９．４９　　　　クランプ組立体３、３１．５５　　　　被締結部材 ５、３３．５３　　　　スリーブ ７、２７．４３．６１　　縮スロ・７ト９　　　　　　　浅いねじ部 １１、１３．５１　　　　ナツト １５　　　　　　　　ねじの頂部 ２１　　　　　　　　側面角 ２３　　　　　　　　ハブ ２５　　　　　　　　　プーリー 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８の規定による補正書）平成２年１０月２２日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）均等な直径を有する外ねじスリーブと、その中に対応する寸法の円筒形 被締結部材が挿入されること、ｂ）前記スリーブに螺合状態で嵌められる一対の ねじナットと、各ナットのねじの形はスリーブのねじの形に対応すること、 ｃ）スリーブとナットの対応するねじの形は約４０〜８８°の範囲内の側面角に より限定され、２個のナットをスリーブ上で互いに向って反対方向へ回転する時 、軸方向の分力より放射方向の分力が大となるようにし、それによってスリーブ とナットとの間のねじ係合の事実上全範囲に沿ってスリーブは被締結部材に対し て均等に放射方向へ縮小することとから成る、円筒形被締結部材の締めつけ組立 体。
2. ２．前記側面角が、約４５〜８５°の範囲内にあることを特徴とする請求項１に 記載の組立体。
3. ３．前記スリーブはその側壁の全長にわたって伸長する開放縦スロットを有する ことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
4. ４．ａ）パイプの端部に隣接して形成さた直径の均一な内ねじスリーブと、その スリーブは被締結部材の開口を通って挿入されるような寸法を有すること、 ｂ）前記スリーブ内にねじ係合状態で配置されるねじボルトと、そのボルトは、 スリーブのねじの形に対応したねじの形を有し、パイプの端部に当接する周囲フ ランジを有すること、 ｃ）前記スリーブとボルトとの対応するねじの形は、フランジをパイプの端部に 当接させて締めつける時、外向きの放射方向の分力の方が軸方向の分力より大き くなるように十分に浅い側面角により限定されるので、スリーブとボルトとの間 のねじ係合の事実上全範囲に沿って、開口の内周に対してスリーブが均等に放射 方向へ膨張を生じることとから、成り、貫通開口を有する事実上平坦な被締結部 材に円筒形パイプの端部を締めつける組立体。
5. ５．前記側面角は約４０〜８８°の範囲内にあることを特徴とする請求項４に記 載の組立体。
6. ６．前記側面角は約５５〜８８°の範囲内にあることを特徴とする請求項５に記 載の組立体。
7. ７．前記スリーブはその側壁の事実上全長にわたって伸長する少くとも１個の開 放縦スロットを有することを特徴とする請求項４に記載の組立体。
8. ８．ａ）平坦な被締結部材に対して外方へ伸長し、円筒形被締結部材を挿入させ る軸方向の通路を形成するスリーブと、ｂ）前記スリーブは均等な直径の外ねじ 部分と、円筒形内側シェルとを有し、前記円筒形シェルはねじ部分と平坦な被締 結部材との間に配置されること、ｃ）スリーブのねじ部分上にねじ係合状態で配 置され、そのねじ部分のねじの形に対応するねじの形を有するねじナットと、 ｄ）スリーブとナットのねじ部分の対応するねじの形は、ほぼ４０〜８８°の範 囲内の側面角により限定され、ナットをねじ部分にねじ係合させ、平坦な被締結 部材に対して回転させる時、内向きの放射方向の分が軸方向の分力より大となる ようにし、それによって、前記ねじ部分とナットとの間のねじ係合の事実上全範 囲に沿ってねじ部分が円筒形被締結部材に対して放射方向へ均等に縮小すること と、ｅ）前記円筒形シェルの放射方向の厚みに対する軸方向の長さの比が約２． ０以上であって、そのシェルはナットを平坦な被締結部材に対して締めつける間 、剪断方向への変形を生じ、スリーブを放射方向へ均等に縮小させることとで成 る、事実上平坦な被締結部材に円筒形被締結部材を締めつける組立体。
9. ９．側面角は約５５〜８５°の範囲内にあることを特徴とする請求項９に記載の 組立体。
10. １０．スリーブはその側壁の全長にわたって伸長する少くとも１本の開放縦スロ ットを有することを特徴とする請求項９に記載の組立体。