JPH0614090Y2 - 軸又は管の継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、形状記憶樹脂と金属バネ部材とを組み合わせ
た軸又は管の継手に関する。

「従来の技術」 従来、軸又は管を接続する継手として各種のものが使用
されている。それらの多くは、金属部材からなるもの
で、例えば第８図(a)、(b)に示すように、金属からなる
筒２１を、２個のストッパーネジ２３、２３で固定する
タイプのものを用いていた。すなわち、筒２１に２本の
軸２２、２２の端部を挿入し、軸２２、２２の端部どう
しの突き合わせ部分が筒２１のほぼ中央になるように位
置決めし、筒２１に取付けたストッパーネジ２３、２３
を締め付けて、軸２２、２２と筒２１とを固定するタイ
プのものが知られている。

また、近年、形状記憶合金からなる継手も提案されてい
る。例えば特開昭６１−１３３１９０号には、形状記憶
合金線をコイルばね状に成形し記憶処理したホースバン
ドが提案されている。また、実開昭６２−１５６７７号
には、形状記憶合金材を円筒状に加工した管継手と、こ
の管継手に挿入された円筒状のライナーとで形成された
形状記憶合金継手と、その両端から挿入される挿入代を
拡管した管、及びその内面に挿入される円筒状のパイプ
によって構成される配管接続構造が提案されている。こ
れらの形状記憶合金からなる継手は、加熱して形状復帰
させるだけで縮径して接続がなされるので、ストッパー
ネジを締める煩雑さがないという利点を有している。

更に、特開昭５３−１３４２２２号には、加熱するとよ
り小さな直径に収縮することのできる管状部材におい
て、(イ)半径方向に伸長状態にあるエラストマ材料から
なる第１の管と、(ロ)第２の管であって、(a)前記第１の
管が内側又は外側表面に直接的に又は間接的に取付けら
れており、(b)室温において、剛性を有しかつ前記第１
の管を伸長状態に保持し、(c)前記第１の管の収縮及び
その結果の管状部材全体としての収縮を可能にするよう
に加熱されると軟化することのできる、第２の管と、を
含むことを特徴とする熱収縮性管状部材が開示されてい
る。

「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、第８図(a)，(b)に示すような従来の継手
は、ストッパーネジ２３を締め付けて軸２２、２２と筒
２１とを固定する必要があり、接続作業が煩雑である。

また、形状記憶合金からなる継手は、コスト的に高いも
のとなるだけでなく、軸又は管の接続端部が角形などを
なす場合、軸又は管と継手との接点が小さくなるので摩
擦力が不足し、十分な接続力を得られないことがある。

更に、これらの金属の継手は、特に回転軸などの接続に
際しては、接続すべき軸又は管の軸心を正確に一致させ
る必要があり、軸心のずれに対する許容度が小さい。

一方、特開昭６２−１５６７７号に示されるような熱収
縮性の樹脂を用いた継手は、形状記憶合金などの継手に
比べると、接続力が十分に得られず、強い回転トルクが
かかる軸の接続などには採用することが困難である。

したがって、本考案の目的は、接続作業が簡単に行な
え、比較的強い接続強度が得られ、軸心のずれや曲がり
などに対する許容度が大きく、しかも安価に提供できる
軸又は管の継手を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本考案の軸又は管の継手は、
形状記憶樹脂からなる筒体と、この筒体の外周に装着さ
れ、筒体を縮径させるように弾性力を付与する金属バネ
部材とを備え、前記筒体が接続すべき軸又は管の外径よ
りも小さい内径となるように一次付形され、かつ、前記
軸又は管の外径よりも大きな内径となるように二次付形
されており、前記金属バネ部材の弾性力は、前記筒体の
形状記憶樹脂がガラス領域にあるときは前記筒体の剛性
の方が強く、前記筒体の形状記憶樹脂がゴム領域にある
ときは前記金属バネ部材の弾性力の方が強くなるように
設定されていることを特徴とする。

以下、本考案について詳細に説明する。

形状記憶樹脂は、高分子材料特有のガラス移転点の上下
の温度での特性変化を積極的に利用した樹脂である。ガ
ラス転移点以下の温度（ガラス領域）では高い剛性を有
しているが、ガラス転移点以上の温度（ゴム領域）では
剛性が低下してゴム状となる。ゴム領域で所望の形状に
変形させ、そのままガラス領域まで冷却すると、変形さ
れた形状を維持して固まる。これを加熱して再びゴム領
域にすると、成形時に記憶されたもとの形状に戻る性質
を有している。

形状記憶樹脂としては、例えばポリノルボルネン（日本
ゼオン（株）製）、スチレン・ブタジエン共重合体（旭
化成工業（株）製）、ポリウレタン（三菱重工業（株）
製）など各種の樹脂が知られており、本考案ではこれら
のいずれを用いてもよい。

本考案の継手は、上記のような形状記憶樹脂からなる筒
体を備えている。筒体の形成は、例えば形状記憶樹脂を
円柱、角柱などの形状に押出し成形した後、この柱状体
の中心部を穿設して筒体としてもよく、あるいは押出し
成形によって最初から筒体に押出して形成してもよい。
そして、本考案において、上記形状記憶樹脂からなる筒
体は、軸又は管の突き合わせ部が見えるように透明又は
半透明なものとされることがより好ましい。

この筒体は、接続すべき軸又は管の外径よりも小さい内
径を有する筒状に成形して一次付形し、これを形状記憶
樹脂のゴム領域に加熱した状態で前記軸又は管の外径よ
りも大きい内径を有する筒状に拡径し、その形状を維持
しつつガラス領域まで冷却して二次付形される。

また、本考案においては、上記形状記憶樹脂からなる筒
体の外周に金属のバネ部材が装着されている。金属のバ
ネ部材としては、各種の構造が採用できるが、例えばス
テンレス等の金属からなる断面Ｃ字形で筒状に湾曲され
た板バネが好ましい。金属のバネ部材は、筒体の外周に
装着されることにより、筒体を縮径させるように弾性力
を付与する。金属のバネ部材の弾性力は、形状記憶樹脂
からなる筒体がガラス領域にあるときは筒体の剛性の方
が強く、形状記憶樹脂からなる筒体がゴム領域にあると
きはバネ部材の弾性力の方が強くなるように設定されて
いる。

なお、本考案の好ましい態様においては、形状記憶樹脂
からなる筒体の内周にシーリング材が設けられる。この
ようなシーリング材としては、形状記憶樹脂からなる筒
体を変態温度以上に加熱して形状復帰させる際に、溶融
する接着剤、軟質合成樹脂等が好ましく採用される。

また、軸又は管の接続端部の形状は、丸軸又は円筒であ
ってもよいが、角形、切欠きを有する形状、又は凹凸を
有する形状とすることにより、形状記憶樹脂からなる筒
体を縮径させて締め付けたとき、軸又は管の接続端部の
角、切欠き、凹凸などが筒体の内周に係合し、強い回転
伝達力や、引き抜き強度を得ることができる。

「作用」 本考案の継手の使用に際しては、接続すべき一対の軸又
は管の端部をそれぞれ筒体の内部に挿入し、軸心をでき
るだけ整合させて筒体の内部でそれぞれの端部を突き合
わせる。この状態で形状記憶樹脂のゴム領域まで加熱す
ると、筒体の剛性が低下してゴム状になり、成形時の形
状、すなわち縮径された形状に戻ろうとする。このと
き、金属のバネ部材の弾性力が作用し、筒体の縮径力を
増大させる。その結果、形状記憶樹脂の筒体によって軸
又は管の突き合わせた端部が強く把持され、接続がなさ
れる。

形状記憶樹脂からなる筒体は、上記のように拡径させた
後、ゴム領域まで加熱すると、径状復帰して縮径する
が、ゴム領域における剛性は弱いので、軸又は管を強く
締め付けることができない。しかし、本考案では、ゴム
領域まで加熱して筒体を縮径させるとき、金属のバネ部
材による弾性力が筒体を縮径させるように作用するの
で、筒体による軸又は管の締め付け力を高め、接続強度
を高めることができる。

本考案の好ましい態様において、形状記憶樹脂からなる
筒体の内周に、接着剤、軟質合成樹脂等からなるシーリ
ング材を設けることにより、ゴム領域まで加熱して筒体
を縮径させ、更に金属のバネ部材で締め付けたときに、
シーリング材が溶融又は軟化し、筒体の内周と軸又は管
の外周との間隙を埋め、軸又は管への密着力を高める。

本考案では、上記のように比較的簡単な操作で軸又は管
を確実に接続することができる。また、形状記憶樹脂か
らなる継手で軸又は管を接合する場合は、接続されるべ
き一対の軸又は管の軸心が正確に整合していなくても、
わずかの曲がりやずれは形状記憶樹脂に吸収されるの
で、金属からなる継手を用いる場合に比べて心出し精度
の許容度が大きくなる。

本考案の継手は、形状記憶樹脂からなる筒体と、その外
周に装着される金属のバネ部材とから構成されるが、形
状記憶樹脂からなる筒体に金属のバネ部材を装着する時
期は、筒体に軸又は管を挿入する前であっても、筒体に
軸又は管を挿入した後であってもよい。筒体に軸又は管
を挿入した後に金属のバネ部材を装着する場合、形状記
憶樹脂の筒体を透明又は半透明としておくことにより、
筒体内部の軸又は管の突き合わせ部を目視することがで
き、突き合わせ部を筒体の中央に位置させることが容易
である。

「実施例」 第１図には、本考案による軸又は管の継手の一実施例が
示されている。

この継手１は、形状記憶樹脂からなる筒体２と、その外
周に装着された金属のバネ部材３とで構成されている。
金属のバネ部材３は、断面Ｃ字形に屈曲された筒状をな
し、筒体２を縮径させるように弾性力を付与している。

第２図には、本考案による軸又は管の継手の他の実施例
が示されている。

この継手１も、上記実施例と同様に、形状記憶樹脂から
なる筒体２と、その外周に装着された金属のバネ部材３
とから構成されているが、筒体２の内周にシーリング材
４を設けた点が異なっている。シーリング材４は、前述
したような接着剤、軟質合成樹脂等からなっている。

第３図(a)、(b)、(c)、(c′)、(d)、(e)は、本考案によ
る継手で軸を接合する方法の一例が示されている。

まず、第３図(a)に示すように、形状記憶樹脂を押出し
成形又は射出成形し、必要に応じて切削加工して筒体２
を得る。この筒体２は、上記成形時の形状を記憶してい
る。

次に、筒体２をゴム領域になるまで加熱して、同図(b)
に示すように、筒体２の内径を例えば円錐形の拡張具５
等により拡張し、その状態でガラス領域になるまで冷却
して拡径した形状とする。なお、拡径した筒体２の内径
は、持続すべき軸が容易に挿入できる程度の径とするこ
とが必要である。

次いで、同図(c)に示すように、筒体２の外周に金属の
バネ部材３を装着して、継手１を形成する。次いで、同
図(d)に示すように、継手１の筒体２の内部に、一対の
軸６、６の接続端部を挿入する。

なお、同図(c′)に示すように、軸６、６の接続端部を
予め筒体２の内部に挿入してから、同図(d)に示すよう
に金属のバネ部材３を装着してもよい。その場合、筒体
２が透明又は半透明であれば、軸６、６の突き合わせ部
を外部から目視しながら筒体２の中央に位置させること
ができる。

この状態で形状記憶樹脂からなる筒体２をゴム領域まで
加熱すると、形状記憶樹脂からなる筒体２が形状復帰す
るとともに、金属のバネ部材３の弾性力が作用するの
で、同図(e)に示すように、筒体２が縮径して軸６、６
を強く締め付ける。

その後、ガラス領域まで冷却すれば、筒体２は縮径した
形状に固まり、かつ、強い剛性を有する状態となる。こ
うして、一対の軸６、６を継手１で強固に接続すること
ができる。

なお、第２図に示した継手１を用いた場合には、形状記
憶樹脂のゴム領域まで加熱して筒体２を縮径させたと
き、シーリング材４がその熱によって溶融又は軟化し、
軸６、６の外周に密着するので、より強い結合力を得る
ことができる。

なお、第４図は軸６の接続端部に切欠き７を形成したも
のであり、第５図は軸６の接続端部に面取り８を施した
ものである。また、第６図は軸６の接続端部にセレーシ
ョン加工による凹凸９を形成したものであり、第７図は
軸６の接続端部にローレット加工による凹凸１０を形成
したものである。軸６の接続端部を上記のように加工し
ておき、これを上記継手１で接続した場合には、軸６の
切欠き７、面取り８、凹凸９、１０などが筒体２の内周
に係合するので、回転伝達力や引き抜き強度をより高め
ることができる。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案の軸又は管の継手は、形状
記憶樹脂からなる筒体と、その外周に装着された金属の
バネ部材とからなるので、筒体を拡径させてその内部に
軸又は管の端部を挿入し、ゴム領域まで加熱して筒体を
縮径させるとき、同時に金属のバネ部材の弾性力が作用
して強い縮径力が得られるので、軸又は管を強く締め付
けて強固に接続することができる。また、筒体の内周に
シーリング材を設けておけば、筒体と軸又は管の密着性
を高めてより強固に接続することができる。また、形状
記憶樹脂の筒体を用いたことにより、軸又は管の軸心の
若干のずれや曲がりは吸収することができ、軸又は管の
位置決め精度を厳密にする必要がなく、許容度が高めら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の継手の一実施例を示す斜視図、第２図
は本考案の継手の他の実施例を示す斜視図、第３図は同
継手で軸と軸を接続する工程を示す斜視図、第４図、第
５図、第６図及び第７図は本考案の継手を適用する軸の
端部形状のそれぞれ異なる例を示す斜視図、第８図(a)
は従来の継手で軸を接続した状態を示す斜視図、第８図
(b)は第８図(a)の断面図である。 図中、１は継手、２は形状記憶樹脂からなる筒体、３は
金属のバネ部材、４はシーリング材、５は拡張具、６は
軸である。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】形状記憶樹脂からなる筒体と、この筒体の
   外周に装着され、筒体を縮径させるように弾性力を付与
   する金属バネ部材とを備え、前記筒体が接続すべき軸又
   は管の外径よりも小さい内径となるように一次付形さ
   れ、かつ、前記軸又は管の外径よりも大きな内径となる
   ように二次付形されており、前記金属バネ部材の弾性力
   は、前記筒体の形状記憶樹脂がガラス領域にあるときは
   前記筒体の剛性の方が強く、前記筒体の形状記憶樹脂が
   ゴム領域にあるときは前記金属バネ部材の弾性力の方が
   強くなるように設定されていることを特徴とする軸又は
   管の継手。
2. 【請求項２】前記筒体の内周にシーリング材が設けられ
   ている請求項１記載の軸又は管の継手。