JPH0512495Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、環状の軸部品を軸上に固定する技術
分野において利用され、特に上記軸部品を軸線に
対して精度のよい直角度をもつてしかも簡単に固
定できる装置に関する。

（従来の技術及び問題点） 軸上に軸部品を軸線に対して精度よく直角に固
定することが要求される場合がある。例えば、工
作機械の主軸に軸受等の部品を固定する際、従来
間座等を介して軸上のねじ部にてナツトを用いた
り、いわゆるステツプドスリーブを使用してい
た。

先ず、ナツトを用いたねじ固定にあつては、ね
じ面、特にめねじ面での精度が出しにくく、した
がつてナツトの固定端面の平面度がいかに正確で
あつてもねじの中心線と端面との直角度が良くな
いこと、またねじ部分でのクリアランスが比較的
大きいためにナツトが傾いて締められることによ
つて上記中心線を挟んだ両側で締付力に差が出る
ことによつて軸に曲げ応力をもたらし、主軸の中
心の精度が確保できない。

次に、ステツプドスリーブであるが、この方式
では軸の僅かな径差の段部に一致した段差内径を
もち段部に環状溝が形成されたスリーブを焼ばめ
にて上記軸の段部のほぼ所定位置に挿着し、室温
まで降温した時点で上記段部の環状溝に油を高圧
のもとに注入して環状溝の両側の段差面に油膜を
形成して軸方向に移動可能とする。かかる状態で
スリーブに押圧力を加えてスリーブが軸部品に当
接したことを確認した後に上記油の圧力を解除す
る。すると上記油膜は消滅し軸部品は上記位置に
強固に固定されることとなる。かかるステツプド
スリーブの形状は概ね円筒体をなすもので、内径
面そして端面はきわめて精度よく製作することが
でき、その高い精度をそのまま軸部品の固定の精
度となり、前述のねじ固定の問題は解決される。
しかしながら、上記ステツプドスリーブは作業性
ひいてはコストの面で次のような問題点を有して
いた。

スリーブの当初の挿着が焼ばめ方式のため、
挿着に先立ち約150℃程度まで加熱する作業が
必要となる。

焼ばめ挿着の後、スリーブ及びこれによつて
昇温してしまつた軸、その他環状部品が室温に
降下するまで、次の作業（油の注入、押し付け
作業等）が実施できない。

通常軸を垂立させた状態で作業を行なうが、
環状溝内に注入された油の一部は嵌合面を透過
して、スリーブの下端側から流出するため、作
業を速やかに行わないと、上記流出した油が直
下に位置する軸受等に進入する危険性がある。

一台の油圧ポンプで嵌合部分に油膜を形成さ
せながら、他の油圧ポンプ等でスリーブに押圧
力を印加するため、一人での作業が困難であ
る。

固定の際、ステツプドスリーブの移動量は、
数十ミクロンメートル程度であるため、ダイア
ルインジケータ等でその移動を確認する必要が
ある。

また、軸及びステツプドスリーブの内径段差
加工は、高精度かつ多工数の加工を要してコス
ト高となる上に、高い加工技術が必要となる。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上述の従来装置の有していた諸問題
点を解決し、きわめて簡単な作業で精度よく環状
軸部品を固定することのできる装置を提供するこ
とを目的とするものである。

本考案は、上記目的を達成するために、 テーパ内径面をもつ厚肉の外スリーブと、該外
スリーブの内径面と同じテーパの外径面をもつて
上記外スリーブ内に組込まれる薄肉の内スリーブ
とを備え、 外スリーブは、大内径端近傍の内径面にＯリン
グを収容する環状溝を有しかつ該環状溝から大内
径端までの内径面が上記テーパ面の延長面の径よ
り僅か大径に形成されていると共に、小内径端部
の内径には上記テーパ面の延長面の径より大径で
かつ小内径端に開放せられる環状の段部を有し、
上記テーパ内径面に、外部から油を圧入する油孔
が設けられ、 内スリーブの小外径端部と外スリーブの上記段
部の内径面との間の環状空間に、両者間をシール
して軸方向内方に油圧室を形成する封止部材が配
され、 上記内スリーブは、外スリーブ内への正規の組
込位置にあつて、大外径端が外スリーブの大内径
端よりそして小外径端が上記封止部材よりもそれ
ぞれ軸方向に突出している、 ことによつて構成される。

（作用） 以上の構成になる本考案による軸部品の固定の
要領は、次のごとくである。

先ず、外スリーブ内に緩く内スリーブを挿入
し、両者の間の環状空間にピストン体を配し、
さらに内スリーブに固定部材を取りつけて、一
体ユニツトとして用意する。

かかるユニツト化された内外スリーブ等を、
軸上の固定すべき環状部品に上記内スリーブの
大径端面を当接するように軸上に組込む。

次に、上記内スリーブの小径端面を、適宜手
段によつて軸に平行な力によつて上記環状部品
に押圧せしめその状態を維持する。

この状態下で、油圧ポンプ等で、油孔からテ
ーパ面に高圧油を注入する。するとテーパ面に
は油膜が形成され、またその高圧により内スリ
ーブはわずかではあるが縮径、外スリーブは拡
径する。そして引続き高圧油の注入を行なう
と、テーパ面での油は大径端部ではＯリングで
シールされているのでここで留まるが、小径端
部では内外スリーブ間から流出して油圧室に入
り込んで該油圧室に溜まりその圧力は次第に上
昇する。したがつて、外スリーブは油膜によつ
て移動しやすい状態にあつて、しかも油圧室か
ら大径端方向にテーパ面上で押し込まれること
となる。

しかる後、外スリーブが十分に大径端方向に
押し込まれたときに上記油圧を解除する。する
と内外スリーブは元の径に戻ろうとするため油
膜はなくなり、両スリーブ間には高摩擦力が生
ずるようになつて外スリーブは軸方向には最早
移動することはなく、その位置が堅持される。

最後に、上記での内スリーブの押圧力を解
除するが、このときには内スリーブは外スリー
ブによつて緊締されているのでで設定された
位置はそのまま固定される。

（実施例） 以下、本考案の実施例装置を添付図面にもとづ
いて説明する。

第１図は本考案実施例装置の使用状態における
縦断面図である。

同図において、工作機械の主軸１は基台Ｓ上に
垂立状態にあつて、環状部品としての軸受Ｂが間
座B′と共に組込まれている。

上記主軸１には、テーパ内径面をもつ外スリー
ブ２に挿入された内スリーブ３が挿着されてい
る。

外スリーブ２は、十分なる剛性をもつように厚
肉に作られており、その内径面は緩いテーパ状に
なつている。図示の例では内径面は、後述する相
手方との内スリーブ３とのテーパを容易に一致で
きること等の製造の理由でモールド成形による硬
質樹脂層２１でなつているが、必ずしもこれに制
約されるものではなく、単一の肉厚金属スリーブ
として形成されていてもよい。

上記外スリーブ２の内径面２２の大径端部は下
位にあつて、そこにはＯリング２４を収容する環
状溝２５が形成されている。そして該環状溝２５
から大径端までの部分２３は上記テーパ状の内径
面２２の延長面の径よりも大きめの径となつてい
る。

上記外スリーブ２の内径面２２の小径端部は上
部にあつてそこには上記テーパ状の内径面２２の
延長面の径よりも大きくかつ上方に開放せられる
環状の段部２６が設けられている。さらに、上記
外スリーブ２には、テーパ状の内径部２２と上記
段部の底面に至る油孔２７，２８がそれぞれ設け
られている。

一方、内スリーブ３は、上記外スリーブの内径
部２２と一致したテーパの外径面３２を有して薄
肉に作られている。該内スリーブ３は下部の大径
端及び上部の小径端が上記外スリーブ２よりも軸
方向に突出している。そしてその大径端及び小径
端は製作時において軸線に対して直角度がきわめ
て精度よく作られている。

上記内スリーブ３の小径端部の外周面には、ね
じ部３３が設けられており、固定部材としてのフ
ランジ体３４が取付けられ、該フランジ体３４に
は軸方向に向く押しねじ３５が周方向の複数位置
に配設されている。上記フランジ体３４の直下
の、内スリーブ３の外径面と外スリーブ２の段部
２６の内周面との間には環状の空間が形成され、
そこに封止部材としてのピストン体４が配されて
いる。該ピストン体４の外径及び内径には環状溝
が形成されてＯリング４１及び４２がそれぞれ嵌
められており、密封された油圧室５が形成されて
いる。

さらに、上記内スリーブ３の上方位置には、本
実施例装置の操作に用いられる押圧手段６が挿着
されている。押圧手段６は、端面の平行度が精度
よく製作されたスペーサ６１、油圧シリンダ体６
２Ａ内にピストン体６２Ｂを収容して成る油圧押
圧部材６２、そして主軸のねじ部に螺着されたナ
ツト６３で構成されている。

次に、以上のごとく構成される本実施例装置を
用いた軸部品の固定の要領を説明する。

先ず、基台Ｓに垂立された主軸１に、固定す
べき軸部品、例えば図示の場合軸受Ｂ及び間座
B′を挿着する。

次に、外スリーブ２内に内スリーブ３が緩く
挿入され、これらにピストン体４そしてフラン
ジ体３４が組込まれたユニツトを、内スリーブ
３及び外スリーブ２の外径端部が下方に位置す
るように、主軸に挿着する。このとき、内スリ
ーブ３はその下端の大径端面が最上の軸受Ｂの
端面と当接する。

次に、押圧手段６を、スペーサ６１、油圧押
圧部材６２そしてナツト６３の順に挿着する。

かかる状態で、押圧手段６のナツト６３を軽
く締めた後に、矢印Ｐのごとく油圧を印加して
ピストン体６２Ｂを下方に押圧する。この押圧
力はスペーサ６１を介して内スリーブ３を軸方
向に押圧し、該内スリーブ３そして軸受Ｂ及び
間座B′が所定の位置に保たれる。このとき、
上記ピストン体６２Ｂはシリンダ体６２Ａ内に
てクリアランス分だけ傾斜する自由度を有して
おり、スペーサ６１の端面が軸線に対して精度
よい直角度をもつていれば、内スリーブ３は周
方向に均一な押圧力を得ることができる。

次に、上記押圧手段６の押圧力をそのまま維
持した状態で、外スリーブ２の押圧室５に通ず
る油孔２８を封止し、テーパ内径面２２に通ず
る油孔２７に高圧油を注入する。この高圧油は
内スリーブ３のテーパ外径面３２との間に油膜
を形成しながら、スリーブの両端部へ進入して
行く。しかし、外スリーブ２の大内径端部には
Ｏリング２４があつて内スリーブ３との間はシ
ールされているために、下方に向け成長する油
膜はここで停止する。一方、小内径端部に向け
（上方に）成長する油膜はスリーブ間から流出
して油圧室５に溜まることとなる。そして、油
圧室５内の油圧は次第に上昇し供給圧にまで達
する。

上記テーパ面での高圧油膜のために、内スリ
ーブ３は縮径し外スリーブ２もわずか拡径し、
しかも外スリーブ２は油圧室５から下方に押圧
力を受けるために、上記内スリーブ３のテーパ
面上に押し込まれるように移動する。この移動
は、テーパ面上での楔作用による面圧力の軸方
向成分力に抗して油圧室５内からの押圧力によ
つて外スリーブ２が押し込まれ、内スリーブ３
が主軸１を締める圧力が所定値となる位置に達
したときに上記油孔２７への油圧の印加を停止
する。すると外スリーブ２と内スリーブ３の間
のテーパ面での油膜は消滅し、それに伴い両ス
リーブ２，３は元の直径に戻ろうとし、両者は
きわめて高い面圧で接触しその結果高い摩擦力
が生ずる。したがつて最早外スリーブ２は軸方
向に移動できず、その強い緊締力によつて内ス
リーブ３も軸方向の位置が固定される。

かかる状態で押圧手段６の油圧を解除し、ま
た押圧手段６を主軸１から取り外す。

また、と共に、油孔２８を開放して押しね
じ３５でピストン体４を押圧すれば、ピストン
体４の移動によつて押圧室５内の油は上記油孔
２８を通して駆出せられて油圧室内には残留し
なくなる。したがつて、主軸が使用の際高速回
転しても、上記油圧室５内に気泡をもつ油が残
留することによる不釣合を生ずることもなくな
る。かくして、軸部品の固定は完了する。

なお、軸部品の取り外しの際には、上記押圧
手段６を用いることなく、油孔２７より高圧油
を注入すれば、テーパ面での油膜の圧力の軸方
向成分によつて外スリーブ２は上方（小内径端
の方向）に移動して、締付力はなくなる。な
お、その際押しネジ３５は外スリーブ２の移動
に支障のない位置まで上方に移動させて、ピス
トン体４が自由に後退できる状態にしておく必
要がある。

（考案の効果） 本考案は以上のごとくであるので、次のような
効果をもたらす。

従来のねじによる軸部品固定に比し軸線に対
する直角度がきわめて精度よく軸部品を固定で
きる。また、ステツプドスリーブに比しては、
短時間でしかも一人で作業が済むので作業性の
向上が図れる。

外スリーブの大内径端部にはＯリングを配し
たので、油膜形成時に該部分から油が流出する
ことがなく、直下に位置する軸受等に油が流入
してしまう虞れもなくなる。

油膜は内スリーブと外スリーブとの間に形成
され、内スリーブと軸との間には油は介在しな
いので、ステツプドスリーブの場合のごとく、
油圧解除時にスリーブが移動してしまうという
危険もなくなり、確実な位置決めが図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例装置の操作時におけ
る縦断面図である。 ２……外スリーブ、３……内スリーブ、４……
封止部材（ピストン体）、５……油圧室、２２…
…テーパ内径面、２４……Ｏリング、２５……環
状溝、２６……段部、２７……油孔、２８……油
孔、３２……テーパ外径面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 テーパ内径面をもつ厚肉の外スリーブと、該外
   スリーブの内径面と同じテーパの外径面をもつて
   上記外スリーブ内に組込まれる薄肉の内スリーブ
   とを備え、 外スリーブは、大内径端近傍の内径面にＯリン
   グを収容する環状溝を有しかつ該環状溝から大内
   径端までの内径面が上記テーパ面の延長面の径よ
   り僅か大径に形成されていると共に、小内径端部
   の内径には上記テーパ面の延長面の径より大径で
   かつ小内径端に開放せられる環状の段部を有し、
   上記テーパ内径面に、外部から油を圧入する油孔
   が設けられ、 内スリーブの小外径端部と外スリーブの上記段
   部の内径面との間の環状空間に、両者間をシール
   して軸方向内方に油圧室を形成する封止部材が配
   され、 上記内スリーブは、外スリーブ内への正規の組
   込位置にあつて、大外径端が外スリーブの大内径
   端よりそして小外径端が上記封止部材よりもそれ
   ぞれ軸方向に突出している、 こととする環状軸部品の固定装置。