JPH0594521U - 止め輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 拡径又は縮径変形に伴って開離部の対称位置
の内周に生じる応力集中を効果的に緩和でき、広幅であ
っても十分な拡径又は縮径が可能であり、治具を用いた
能率的な装着を、確実になし得るようにする。 【構成】 円環の一部を適宜幅の開離部1aにより欠損さ
せてなり、平面視にてＣ型をなす環状部1bの外周縁に、
円弧状に切欠いてなる複数の外切欠き部10，10…を、開
離部1aを挾んだ両側に軸対称をなして形成する。また、
開離部1aと対称をなす位置の外周縁に、所定の中心角範
囲に亘って一定深さの外切欠き部11を形成する。更に、
互いに相隣する外切欠き部10，10間、及び外切欠き部11
とこれに相隣する外切欠き部10との間の夫々に、環状部
1bの内周縁を円弧状に切欠いてなる内切欠き部12，12…
を形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、軸方向の位置決め用の機械要素として広く用いられている止め輪に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

軸に外嵌された筒体、又は孔に内嵌された軸体を軸長方向に位置決めすべく用 いられる止め輪は、前記軸又は前記孔への後付けが可能であり、設計の自由度が 高いことから、各種の機械装置に広く用いられている。

【０００３】 図３は一般的な軸用Ｃ型止め輪の平面図である。図示の如くＣ型止め輪３は、 周方向に均一な矩形断面を有する円環を周方向に適宜の幅を有する開離部3aによ り欠損させ、平面視にてＣ型をなす環状部3bを備えてなる。前記開離部3aを挾ん で対向する前記環状部3bの両端縁には、半径方向外向きに張り出し部が設けてあ り、この張出し部には、開離部3aの後述する拡幅操作に用いる操作孔3c，3cが形 成してある。

【０００４】 図４は、軸４に外嵌された筒体５を軸長方向に位置決めする際のＣ型止め輪３ の装着方法の説明図である。図示の如く軸４の外周には、Ｃ型止め輪３の厚さと 略等しい幅を有する係合溝40が周設してある。Ｃ型止め輪３の装着は、開離部3a を拡幅せしめて環状部3bを拡径変形させ、この状態で前記軸４の一側端部から嵌 挿した後、前記係合溝40に整合する位置にて前記変形を解除する手順により行わ れる。これによりＣ型止め輪３は、図示の如く、環状部3bの内周縁を係合溝40内 に係合させ、外周側を適幅突出させた状態で軸４に係着されたことになり、該軸 ４に外嵌された筒体５は、係合溝40から突出する環状部3bにその一側端面を突き 当てた態様にて位置決めされる。

【０００５】 さて、以上の如きＣ型止め輪３の装着に際しては、開離部3aを拡幅させ、この 状態を軸４への嵌挿の間に維持する必要があり、これらは一般的に、前記操作孔 3c，3cに作用端を差し込んだプライヤーの操作により行われるが、同一寸法を有 する多数の軸４，４…に対して各別のＣ型止め輪３，３…を装着することが要求 される製造ラインにおいては、装着作業の能率向上のため、図５に示す如き専用 の治具６が用いられることがある。

【０００６】 治具６は、軸４への遊嵌が可能な円筒形をなす保持部6aの一側に、先端に向け て外径が縮径されたテーパ部6bを連設した構成となっており、この治具６を用い たＣ型止め輪の装着作業は、図５に示す如く、保持部6aに多数のＣ型止め輪３， ３…を保持させた状態でテーパ部6b側から軸４に遊嵌し、１つのＣ型止め輪３を テーパ部6b側に押出し、該テーパ部6bの傾斜に沿わせて滑動させて、先端縁に整 合する係合溝40内に落とし込む手順にて行われる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記治具６を用いたＣ型止め輪３の装着に際しては、正規の装着対 象となる軸４よりも大径の前記保持部6aにＣ型止め輪３を嵌挿しておく必要があ り、この嵌挿に際し環状部3bに多大の拡径変形を強いる結果、半径方向に開離部 3aと対称をなす環状部3bの内周側（図３中のＡ部）に応力集中が生じ、環状部3b が塑性変形して係合溝40への係合が確実に行われず、筒体５の確実な位置決めに 支障を来す場合があった。

【０００８】 また、軸４との間に隙間を有して嵌合された筒体５を位置決めする場合等、内 外径差の大きい広幅のＣ型止め輪３を用いる必要があるが、この種のＣ型止め輪 ３においては、環状部3bの拡径に多大の力を要し、この拡径の程度が大きい前記 治具６の使用は難しく、装着作業の能率低下を招来する難点があった。

【０００９】 そこで特公昭55-25288号公報には、広幅であっても十分な拡径が可能であり、 また拡径時における応力集中の程度を緩和して、一般的なＣ型止め輪３における 前述した難点の解消を図ったＣ型止め輪が開示されている。図６は、このＣ型止 め輪の平面図である。

【００１０】 図示の如くこのＣ型止め輪２は、図３に示す一般的なＣ型止め輪３と同様、周 方向に均一な矩形断面を有する円環を周方向に適宜の幅を有する開離部2aにより 欠損させ、平面視にてＣ型をなす環状部2bを備え、また開離部2aを挾んで対向す る環状部2bの両端縁近傍に夫々操作孔2c，2cを備えると共に、環状部2bの外周縁 に、内周側を所定幅残して円弧状に切欠く複数の切欠き部20，20…を、前記開離 部2aを挾んだ両側に軸対称をなして形成し、更に、前記開離部2aと対称をなす位 置の外周縁に略一定の深さを有する切欠き部21を形成してなる。

【００１１】 つまりこのＣ型止め輪２は、前記切欠き部20，20…及び前記切欠き部21の形成 により、環状部2bの周方向複数箇所に弱い部分を設け、これらの部分に環状部2b の拡径により発生する応力を分散させて、開離部2aと対称をなす位置の内周側、 即ち、図３中に示すＡ部への応力集中を緩和しようとするものである。

【００１２】 このように特公昭55-25288号公報に開示されたＣ型止め輪２は、装着時の拡径 に伴う塑性変形の程度が小さく、前述した治具６を用いた能率的な装着が可能と なる優れたものであるが、最大主応力分布の線形ＦＥＭ（有限要素法）解析の結 果を示す図７に明らかな如く、応力集中の緩和は不十分である。

【００１３】 なお、解析に用いたＣ型止め輪２は、環状部2bの内径（Ｄ₁ ）が17.6mm、外径 （Ｄ₂ ）が24.6mmであり、共に半径（Ｒ₁ ）が３mmの円弧により外周縁を切欠い て形成された６つの切欠き部20，20…を備え、これらの内、開離部2aの中心から 両側に各50°の位置にある２つは内周側に 1.6mmなる幅を残すように、またこれ らから各35°の位置にある２つは内周側に 1.8mmなる幅を残すように、更にこれ らから各35°の位置にある２つは内周側に 2.4mmなる幅を残すように順次深さを 減じてある。また、前記開離部2aの幅（＝Ｗ）は３mmであり、この開離部2aと対 称をなす位置の外周縁には、両側夫々30°の中心角範囲に亘り、１mmの深さを有 して切欠き部21が形成してある。なお、以上の説明におけるＤ₁ ，Ｄ₂ ，Ｒ₁ 及 びＷは、図６に示してある。

【００１４】 図７は、前述した寸法を有するＣ型止め輪２を前記内径Ｄ₁ が20.5mmとなるま で拡径させた状態での最大主応力分布を示しており、図中のハッチングの密度が 応力の大小（所定の基準応力に対する相対値）に対応させてある。本図に明らか な如く、６つの切欠き部20，20…夫々の内周側には応力が高い部分が生じており 、周方向の応力分散が図られることがわかるが、開離部3aとの対称位置の内周側 には、前記各部分よりも高い応力状態にある応力集中部（図中の黒塗り部分）が 生じており、応力集中の緩和が十分に果たされているとは言えない。

【００１５】 なお以上の如き問題は、縮径変形せしめた状態で円孔に内挿され、該円孔に内 嵌された軸体の位置決めのために内周面に周設された係合溝に係着して用いられ る穴用Ｃ型止め輪においても全く同様に生じるものである。

【００１６】 本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、装着時における拡径又は縮 径変形に伴って開離部の対称位置に生じる応力集中を効果的に緩和でき、広幅で あっても十分な拡径又は縮径が可能であり、治具を用いた能率的な装着をなし得 るＣ型止め輪を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る止め輪は、周方向に適宜幅に亘る開離部により円環の一部を欠損 させた環状部を備え、該環状部を前記開離部の拡幅又は縮幅を伴って変形させ、 円形断面を有する軸の外側又は孔の内側に挿入して、夫々の周面に係着せしめて 用いる止め輪において、前記開離部の両側に軸対称をなして並設され、前記環状 部の外周縁を切欠く複数の外切欠き部と、周方向に相隣する外切欠き部間に夫々 位置し、前記環状部の内周縁を切欠く複数の内切欠き部とを具備することを特徴 とする。

【００１８】

【作用】 本考案においては、外周縁を切欠いて形成された複数の外切欠き部に加え、こ れらの外切欠き部の中間位置、即ち、外切欠き部により幅が減じられていない部 分に内周縁を切欠く内切欠き部を形成して、外切欠き部の形成位置の内周側及び 内切欠き部の形成位置への応力分散を図り、開離部の対称位置に生じる応力集中 をより効果的に緩和する。

【００１９】

【実施例】

以下本考案をその実施例を示す図面に基づいて詳述する。図１は本考案に係る Ｃ型止め輪の平面図である。図示の如くこのＣ型止め輪１は、図３に示すＣ型止 め輪３、及び図６に示すＣ型止め輪２と同様、周方向に均一な矩形断面を有する 円環を周方向に適宜の幅を有する開離部1aにより欠損させ、平面視にてＣ型をな す環状部1bを備え、また開離部1aを挾んで対向する環状部1bの両端縁近傍に夫々 操作孔1c，1cを備えている。

【００２０】 前記環状部1bの外周縁には、前記開離部1aを挾んだ両側に軸対称をなし、内周 側に所定幅を残して円弧状に切欠いてなる複数（本実施例においては６つ）の外 切欠き部10，10…が形成され、また、前記開離部1aと対称をなす位置の両側に所 定の中心角範囲に亘って、一定の深さを有する外切欠き部11が形成されていると 共に、本考案に係るＣ型止め輪１は、環状部1bの内周縁にもまた複数の内切欠き 部12，12…を備えている。

【００２１】 図示の如く内切欠き部12，12…は、外周縁に形成された外切欠き部10，10…及 び外切欠き部11の内、互いに相隣するものの略中央に位置し、内周側に所定幅を 残して円弧状に切欠いて、環状部1bの周方向に複数（本実施例においては６つ） 形成されている。

【００２２】 つまり本考案に係るＣ型止め輪１は、図６に示すＣ型止め輪２の内周縁側に複 数の内切欠き部12，12…を追加したものに相当し、装着時の拡径に伴って環状部 1bに生じる応力を、前記内切欠き部12，12…の形成部位と、外周縁側における外 切欠き部10，10…の形成部位の内周側とに分散させて、開離部1aと対称をなす部 分（図３中のＡ部）における応力集中を緩和しようとするものである。従って、 外切欠き部10，10…と同じ周方向位置に内切欠き部12，12…を形成することは無 意味であり、内切欠き部12，12…は、互いに相隣する外切欠き部10，10間、又は 外切欠き部11とこれに相隣する外切欠き部10との間に形成され、更に、夫々の間 の中央に形成されてもよい。

【００２３】 以上の如く構成された本考案に係るＣ型止め輪１における応力分布のＦＥＭ解 析の結果を図２に示す。本図は、図７に示す従来のＣ型止め輪２と同寸、即ち、 環状部1bの内径（Ｄ₁ ）が17.6mm、外径（Ｄ₂ ）が24.6mmであり、また開離部1a の幅（＝Ｗ）を３mmとしたＣ型止め輪１に対し、同一の解析条件下、即ち、内径 Ｄ₁ が20.5mmとなるまで拡径させた条件下での最大主応力分布を解析した結果を 示しており、図中のハッチングの密度が応力の大小（所定の基準応力に対する相 対値）に対応させてある。

【００２４】 Ｃ型止め輪１の外周縁側の６つの外切欠き部10，10…は、Ｃ型止め輪２におけ る切欠き部20，20…と同じく、共に半径（Ｒ₁ ）が３mmの円弧により切欠いて形 成されており、これらの内、開離部1aの中心から両側に各50°の位置にある２つ は内周側に 1.6mmなる幅を残すように、またこれらから各35°の位置にある２つ は内周側に 1.7mmなる幅を残すように、更にこれらから各35°の位置にある２つ は内周側に 2.1mmなる幅を残すように順次深さを減じてある。また、前記開離部 1aと対称をなす位置の外周縁には、両側夫々30°の中心角範囲に亘り、１mmの深 さを有して外切欠き部11が形成してある。

【００２５】 一方、Ｃ型止め輪１の内切欠き部12，12…は、互いに相隣する外切欠き部10， 10間の中央、又は外切欠き部10と外切欠き部11との間の中央において、共に半径 （Ｒ₂ ）が２mmの円弧により内周縁を切欠いてなり、これらの内、開離部1aに近 い位置にある２つは外周側に 2.7mmなる幅を残し、他の４つは外周側に 2.9mmな る幅を残して夫々形成されている。なお、以上の説明におけるＤ₁ ，Ｄ₂ ，Ｒ₁ ，Ｒ₂ 及びＷは、図１に示してある。

【００２６】 図２に明らかな如く、本考案に係るＣ型止め輪１においては、６つの外切欠き 部10，10…夫々の内周側と、６つの内切欠き部12，12…の中央部とに応力が高い 部分が生じており、周方向の応力分散が実現されていると共に、外切欠き部11の 両側に位置する内切欠き部12，12の中央、更に、これらの他側に位置する外切欠 き部10，10の内周側には、外切欠き部11の内周側、即ち、開離部3aと対称をなす 位置の内周側と同等の応力状態にある応力集中部（図中の黒塗り部分）が生じて おり、図７に示すＣ型止め輪２の結果と比較した場合、より有効に応力集中の緩 和がなされていることがわかる。

【００２７】 また、応力の大小を示すハッチングの密度の面から本考案に係るＣ型止め輪１ と従来のＣ型止め輪２とを比較した場合、図２に示すＣ型止め輪１においては、 図７に示すＣ型止め輪２におけるよりも全般的に高密度となっているが、前述の 如く、ハッチングの密度は所定の基準応力に対する相対値を示すものであり、高 密度の部分が多いＣ型止め輪１においては、応力分散が良好に行われていること を示している。この分散の結果、本考案に係るＣ型止め輪１の前述した条件下に おける最大主応力の最大値は、従来のＣ型止め輪２のそれに対して約29％の減少 が達成されている。

【００２８】 また、前述した拡径の解除後における内径寸法Ｄ₁ を調べた結果、従来のＣ型 止め輪２においては、Ｄ₁ ＝18.60 mmであったのに対し、本考案に係るＣ型止め 輪１においては、Ｄ₁ ＝18.27 mmであり、変形量が約33％減少することが確かめ られた。このことは、本考案に係るＣ型止め輪１においては、拡径解除後の塑性 変形量が小さく保たれ、前述した如き治具６の使用による能率的な装着を確実に 行い得ることを示している。

【００２９】 なお、外切欠き部10，10…及び内切欠き部12，12…の形状は、本実施例中に示 す円弧形に限らず、また夫々の数及び周上の形成位置も本実施例に示すものに限 らない。また本実施例においては、軸用Ｃ型止め輪について説明したが、本考案 は、穴用Ｃ型止め輪においても同様に適用可能であることは言うまでもない。更 に、平面視においてＣ型をなすＣ型止め輪に限らず、他の平面形状を有する止め 輪にも適用できる。

【００３０】

【考案の効果】

以上詳述した如く本考案に係る止め輪においては、外周縁を切欠いて形成され た複数の外切欠き部と、これらの間にて内周縁を切欠いて形成された内切欠き部 とを備え、両切欠き部の形成位置への応力分散が良好になされ、装着時における 拡径又は縮径変形に伴って開離部の対称位置に生じる応力集中が有効に緩和され るから、広幅であっても十分な拡径又は縮径が可能であり、治具を用いた能率的 な装着を確実になし得る等、本考案は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るＣ型止め輪の平面図である。

【図２】本考案に係るＣ型止め輪における最大主応力分
布の解析結果を示す図である。

【図３】一般的なＣ型止め輪の平面図である。

【図４】Ｃ型止め輪の装着方法の説明図である。

【図５】治具を用いたＣ型止め輪の装着方法の説明図で
ある。

【図６】装着時の変形に伴って生じる応力集中の緩和を
図った従来のＣ型止め輪の平面図である。

【図７】従来のＣ型止め輪における最大主応力分布の解
析結果を示す図である。

【符号の説明】

１ Ｃ型止め輪 1a 開離部 1b 環状部 10 外切欠き部 11 外切欠き部 12 内切欠き部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に適宜幅に亘る開離部により円環
   の一部を欠損させた環状部を備え、該環状部を前記開離
   部の拡幅又は縮幅を伴って変形させ、円形断面を有する
   軸の外側又は孔の内側に挿入して、夫々の周面に係着せ
   しめて用いる止め輪において、前記開離部の両側に軸対
   称をなして並設され、前記環状部の外周縁を切欠く複数
   の外切欠き部と、周方向に相隣する外切欠き部間に夫々
   位置し、前記環状部の内周縁を切欠く複数の内切欠き部
   とを具備することを特徴とする止め輪。