JPH04331631A - 温度補償取付け部 - Google Patents

温度補償取付け部

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JPH04331631A
JPH04331631A JP3351245A JP35124591A JPH04331631A JP H04331631 A JPH04331631 A JP H04331631A JP 3351245 A JP3351245 A JP 3351245A JP 35124591 A JP35124591 A JP 35124591A JP H04331631 A JPH04331631 A JP H04331631A
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JP
Japan
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component
mounting
temperature
compensated
thermal expansion
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JP3351245A
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Jr Ernest Grossenbacher
アーネスト・グロセンバッハー，ジュニア
Thomas A Kowalczyk
トーマス・アンソニー・コワルチク
Douglas F Davis
ダグラス・フェアフィールド・デビス
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
    • B23Q1/36—Springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0003—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
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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】
この発明は、温度変化があっても、部品の所要の取付け
位置を維持すると共に、熱膨張係数の違いによる取付け
個所での応力を最小限に抑える様な温度補償構造に関す
る。
【０００１】
【発明の背景】温度が大幅に変動する様な動作環境で部
品を支持構造に取付けるには、熱膨張係数が異なる材料
を使う時、施工に慎重な配慮が必要である。部品と支持
構造の熱膨張の違いにより、部品が頻繁に熱サイクルを
経由する時、取付け個所でかなりの機械的な応力が生じ
、最終的には疲労による破損を招くことがある。多くの
用途で設計で考慮すべきもう１つの点は、大幅な温度変
動があっても、支持構造に対する一定位置に取付けた部
品を保つことである。
【０００２】疲労による破損と位置ぎめの観点の両方が
決定的に重要である用途は、伝動作用をする部品を伝動
装置のケ―スに取付ける場合である。軍用車輌、例えば
戦車に於ける様な流体機械式舵取伝動装置の様な伝動装
置は、広い範囲にわたる温度サイクルを受ける。氷点下
以下での低温での始動から、戦車の伝動装置は使用中に
は華氏数百度まで加熱することがある。伝動装置の動作
部品は典型的には鋼で作られているが、取付けケ―スは
重量を節約する為に、アルミニウムにするのが典型的で
ある。鋼とアルミニウムの熱膨張係数が違う結果、部品
とケ―スの間の共通の取付け個所での熱膨張が異なるこ
とになる。熱サイクルが繰返されると、こう云う取付け
個所で発生された応力は、最終的には一方の部品、最も
典型的にはアルミニウムのケ―スの疲労による破損を招
くことがある。更に、この様な相異なる熱膨張は、伝動
装置の動作部品の間の重要な整合状態を変えることがあ
り、軸受及び歯車の疲労やその他の悪影響を招くことが
ある。
【０００３】
【発明の要約】従って、この発明の目的は、部品を支持
体に取付ける温度補償取付け部を提供することである。
【０００４】別の目的は、上に述べた性格であって、部
品と支持体の熱膨張の違いに対処する様な温度補償取付
け部を提供することである。
【０００５】別の目的は、上に述べた性格であって、取
付け部と支持体の間の取付け個所に於ける機械的な応力
が、熱サイクル状態でも実質的になくなる様な温度補償
取付け部を提供することである。
【０００６】別の目的は、上に述べた性格であって、大
幅な温度変動があっても、支持体に対する部品の位置が
維持される様な温度補償取付け部を提供することである
。
【０００７】この発明のその他の目的は、一部分は明白
であろうし、一部分は以下の説明から明らかになろう。
【０００８】この発明では、部品を支持体に取付ける為
に、熱膨張係数が異なる部品と支持体の間に介在配置さ
れて、部品を支持体に取付ける取付け部を提供する。取
付け部は、１対の取付け部として用いた場合、部品と支
持体の熱膨張の違いに対処して、取付け部と支持体の間
の取付け個所に於ける機械的な応力をなくすと共に、温
度変動があっても、部品と支持体の相対位置を変えない
様にする。
【０００９】この目的の為、各々の取付け部は弯曲した
支持ばりを含み、このはりの各々の端は外側の取付け突
片で終端し、これらの突片が相隔たる取付け個所で部品
に固定される。外側突片の間の中心位置で、支持ばりか
ら横方向外向きに伸びる突片が、中間の取付け個所で支
持体に固定される。１対の取付け部は全体的に部品の脇
に添う様に配置される。
【００１０】各々の取付け部の形状、並びに取付け部の
熱膨張係数と部品及び支持体の熱膨張係数の関係は、温
度が変化する状態で、部品と取付け部の膨張（又は収縮
）の違いによって、支持ばりに荷重が生じ、支持ばりが
撓む様に選ばれる。はりの撓みにより、中心の突片の所
での取付け個所の移動が、各々の取付け部に対する支持
体の所での取付け個所の移動に追随し、その結果、これ
らの取付け個所に於ける機械的な応力は事実上なくなる
。それに伴って、部品と支持体の位置関係が変らない様
に保たれる。
【００１１】従って、この発明は何れも以下説明する様
な構造の特徴、要素の組合せ及び部品の配置で構成され
ており、この発明の範囲は特許請求の範囲に限定してあ
る。
【００１２】この発明の性質及び目的が十分理解される
様に、次に図面について詳しく説明するところを参照さ
れたい。図面全体に亙り、同じ部分には対応する参照数
字を用いている。
【００１３】
【詳しい説明】伝動装置の伝動作用をする部品を組立て
るには、部品を伝動装置のケ―スに直接的に取付けるこ
とが必要となるのが典型的であった。即ち図１に見られ
る様に、従来の方式は、流体機械式舵取伝動装置の静圧
駆動装置の様な動作部品１０に、向い合って横方向に伸
びる耳又は突片１２を設け、これらの突片が伝動装置の
ケ―ス８と一体に形成されたリブ１６のプラットフォ―
ム取付け部１４にのっかる。この集成体がボルト２０を
用いて固定される。都合の悪いことに、部品１０及びケ
―ス１８は、熱膨張係数の異なる異質の金属で形成され
るのが典型的である。重量を節約する為、伝動装置のケ
―スはアルミニウムであるが、動作部品は典型的には鋼
である。アルミニウムは鋼よりも熱膨張係数が大きい。 その為、使用中に起る様な温度が大幅に変動する状態で
は、部品とケ―スの共通の取付け個所２２は、これらの
部品が熱膨張及び収縮する時、異なる割合で移動しよう
とする。部品及びケ―スの取付け個所が相対的に移動す
ることが、ボルト２０によって拘束されることは勿論で
あり、この為こう云う取付け個所に応力が発生する。熱
サイクルを繰返すと、プラットフォ―ム面１４と平行な
剪断力が、ボルトのねじ孔を取巻くリブ１６にひゞ割れ
を生じ、弱体の方のアルミニウムのケ―ス材料の疲労に
よる最終的な破損を招く。
【００１４】図２に示す様に、この発明では、動作部品
１０は、全体を２４で示した１対の中間の温度補償取付
け部を介して伝動装置のケ―ス１８に取付けられる。部
品は、取付け部２４を脇に添えた状態で受ける様に、図
１に示した突片２２を除く様に形を変える。各々の取付
け部が外向きに弯曲した（部品に対して）支持ばり２６
を持ち、その端は夫々上側及び下側の突片２８，３０に
終端する。これらの突片がボルト３２によって部品１０
に固定され、対の上側（３４）及び下側（３６）の取付
け個所を設定する。突片２８，３０の間の中心の場所で
、耳又は突片３８が各々の支持ばり２６の凸の側から横
方向外向きに伸びる。これらの突片は、プラットフォ―
ム取付け面１４にのっかり、ボルト２０によってリブ１
６に締付けられ、共通の取付け個所２２を定める。取付
け部は、鋼の部品１０よりも熱膨張係数の大きい金属で
形成される。
【００１５】取付け部２４の温度補償作用を説明する為
、図３に示した１つの取付け部の拡大図を参照されたい
。伝動装置が動作しておらず、部品とケ―スが環境の周
囲温度にある時、取付け個所２２，３４，３６にかゝる
応力は、部品の重量によるものだけである。リブ１６に
対する荷重は、プラットフォ―ム面１４に対して法線方
向の圧縮力であり、アルミニウムのケ―スはこれに容易
に耐えることが出来る。伝動装置の動作中、部品、ケ―
ス及び取付け部が加熱されるにつれて、支持ばり２６は
伝動装置の部品よりも一層速い割合で伸びる。その結果
、部品１０が支持ばりに圧縮荷重を加え、破線２６ａで
示す様に、それを外向きに撓ませる。この作用により、
突片３８の取付け個所２２が外向きに移動する。ケ―ス
１８が熱膨張するにつれて、ケ―スのリブ１６の取付け
個所２２も外向きに移動する。取付け部２４を適当な寸
法及び形状にすると共に、部品及びケ―スの材料に対し
て熱膨張係数が正しい関係を持つ様な材料で取付け部２
４を構成することにより、突片３８及びケ―スのリブ１
６の取付け個所２２が、これらの部品の熱サイクルの間
、同じ割合で移動する、即ち、互いに相手に追随する様
になる。プラットフォ―ム面１４で取付け突片とケ―ス
のリブの間の相対的な動きを生じさせようとする力がな
ければ、共通の取付け個所２２に於ける剪断作用を持つ
横方向の応力は実効的になくなる。その為、温度変動に
よる伝動装置のケ―スの疲労による破損が避けられる。 支持ばり２６の設計通りの弯曲により、撓みの方向及び
程度は予め決定することが出来、制御可能である。 はりの撓みは、部品と取付け部の間の取付け個所３４，
３６に於ける過度の剪断応力を避けるのに有効であるこ
とが理解されよう。
【００１６】部品の各々の側で取付け部の作用が繰返し
て働くから、熱サイクルの間、部品とケ―スの間の位置
関係は乱れが生じない。図２及び３に示した実施例では
、温度変動に対する取付け部の反作用も同じである。 取付け個所２２は部品１０の水平中心線４０と整合して
おり、取付け個所３４，３６は垂直方向に整合していて
、中心線４０の上下の等しい距離の所にある。更に取付
け部を取付ける時、はり２６の曲率半径４２は、部品１
０の軸線４４を中心とする。この他の伝動作用をする部
品もケ―ス１８に取付けられているから、部品１０に対
するそれらの整合状態も変らない様に保たれる。
【００１７】はり２６は、剛体の支持部材を構成するの
に十分な断面を持ち、従ってケ―スに対する部品の取付
けはどんな温度でも剛性を持つことが理解されよう。こ
の為、はりの撓みは、伝動装置の動作に伴う振動又は機
械的な衝撃に応答してゞはなく、温度変動のみに応答し
て発生する。取付け個所２２，３４，３６がこゝで用い
られたのは、部品の温度変動に対する反作用を説明する
便宜としてゞある。これらの取付け個所は、突片と部品
とケ―スの間の面間接触区域の幾何学的な中心にある点
に対応する。
【００１８】この発明の温度補償取付け部を伝動部品を
取付ける用途の場合について説明したが、こゝで説明し
たことが、温度変動に伴う物体と支持体の熱膨張の違い
が支持の完全さ及び整合状態を脅かす様な場合に、物体
を支持体に取付ける場合に適用し得ることは云うまでも
ない。
【００１９】以上述べた所から、詳しい説明で明らかに
なったものも含めて、最初に述べた目的が効率よく達成
されたことが理解されよう。この発明の範囲内で、こゝ
で述べた構成に変更を加えることが出来るから、こゝで
述べた細部は例であって、この発明を制約するものと解
してはならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】伝動部品を伝動装置のケ―スに取付ける従来の
方式を一部分破断して示す端面図。
【図２】伝動部品を伝動装置のケ―スに取付けるこの発
明による温度補償取付け部の一部分を破断した端面図。
【図３】図２の１つの温度補償取付け部の拡大断面図。
【符号の説明】
１０　　部品 １６　　リブ ２２，３４，３６　　取付け個所 ２６　　はり ２８，３０，３８　　突片

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　部品と支持体が熱膨張係数が異なる場
    合に部品を支持体に堅固に取付ける温度補償取付け部に
    於て、（Ａ）伸びる方向に弯曲していて、部品の方を向
    く全体的に凹の側及び部品と反対の方向を向く全体的に
    凸の側を持つはりと、（Ｂ）該はりの第１の端に設けら
    れていて、第１の共通の取付け個所で部品に固定される
    第１の突片と、（Ｃ）前記はりの第２の端に設けられて
    いて、第２の共通の取付け個所で部品に固定される第２
    の突片と、（Ｄ）前記第１及び第２の突片の中間の場所
    で、前記はりから横方向に伸びていて、第３の共通の取
    付け個所で支持体に固定される第３の突片とを有し、温
    度が上昇する状態では、部品及びはりの熱膨張により前
    記はりに圧縮荷重が加わって、前記支持体の熱膨張によ
    って生じた前記支持体に対する第３の取付け個所の動き
    を追随する様な前記第３の突片に於ける第３の取付け個
    所の動きを発生する方向に、前記はりの撓みが生じる温
    度補償取付け部。
  2. 【請求項２】　　前記第１、第２及び第３の突片が前記
    はりと一体に形成されている請求項１記載の温度補償取
    付け部。
  3. 【請求項３】　　前記取付け部が前記部品よりも熱膨張
    係数が大きい材料で形成されている請求項２記載の温度
    補償取付け部。
  4. 【請求項４】　　前記第３の突片が前記はりの凸の側か
    ら横方向に伸びている請求項３記載の温度補償取付け部
    。
  5. 【請求項５】　　前記第３の取付け個所が前記第１及び
    第２の取付け個所から等間隔である請求項４記載の温度
    補償取付け部。
  6. 【請求項６】　　前記取付け部が１対設けられて、前記
    部品の両側で向い合う様に前記部品及び支持体に固定さ
    れている請求項５記載の温度補償取付け部。
  7. 【請求項７】　　部品もケ―スも温度膨張係数が異なる
    様な伝動作用をする部品を伝動装置のケ―スに取付ける
    １対の温度補償取付け部に於て、各々の取付け部が、（
    Ａ）伸びる方向に永久的に弯曲していて、部品の方を向
    いた全体的に凹の側、及び凸の側を有する堅固なはりと
    、（Ｂ）該はりの第１の端に設けられていて、第１の共
    通の取付け個所で部品に固定されている第１の突片と、
    （Ｃ）前記はりの第２の端に設けられていて、第２の共
    通の取付け個所で部品に固定されている第２の突片と、
    （Ｄ）前記はりの凹の側から横方向に伸びていて、第３
    の共通の取付け個所でケ―スに固定されている第３の突
    片とを有し、前記取付け部を部品の両側に配置した時、
    温度が上昇する状態での部品及びはりの熱膨張により、
    前記はりに圧縮荷重が加わって、ケ―スの熱膨張によっ
    てケ―スの第３の取付け個所に生じた動きに追随する様
    な前記第３の突片に於ける第３の取付け個所の動きを生
    ずる様に、前記部品から遠ざかる向きの前記はりの撓み
    が生じる１対の温度補償取付け部。
  8. 【請求項８】　　前記第１、第２及び第３の突片が各々
    の前記取付け部のはりと一体に形成されている請求項７
    記載の１対の温度補償取付け部。
  9. 【請求項９】　　各々の前記取付け部が前記部品よりも
    熱膨張係数が大きい材料で形成されている請求項８記載
    の１対の温度補償取付け部。
  10. 【請求項１０】　　各々の前記取付け部の第３の突片に
    於ける第３の共通の取付け個所が前記部品の水平中心線
    と略整合している請求項９記載の１対の温度補償取付け
    部。
  11. 【請求項１１】　　各々の前記取付け部の第１及び第２
    の突片に於ける第１及び第２の取付け個所が垂直方向に
    略整合している請求項１０記載の１対の温度補償取付け
    部。
  12. 【請求項１２】　　前記第１及び第２の取付け個所が前
    記水平中心線の上下の等距離の所に配置されている請求
    項１０記載の１対の温度補償取付け部。
  13. 【請求項１３】　　前記はりが、前記部品の軸線を略中
    心とする所定の曲率半径を持つ曲線に沿って弯曲してい
    る請求項１２記載の１対の温度補償取付け部。
JP3351245A 1990-12-17 1991-12-13 温度補償取付け部 Withdrawn JPH04331631A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US629,327 1990-12-17
US07/629,327 US5138903A (en) 1990-12-17 1990-12-17 Temperature compensating transmission mount

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JPH04331631A true JPH04331631A (ja) 1992-11-19

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ID=24522529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3351245A Withdrawn JPH04331631A (ja) 1990-12-17 1991-12-13 温度補償取付け部

Country Status (6)

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US (1) US5138903A (ja)
EP (1) EP0491485B1 (ja)
JP (1) JPH04331631A (ja)
KR (1) KR920012783A (ja)
CA (1) CA2056536A1 (ja)
DE (1) DE69118136T2 (ja)

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