JPH08511609A - 流体摩擦クランプ軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 駆動軸（３）に空洞軸（２）を結合するクランプとして用いることができる流体的に作動可能な摩擦クランプ継手であって、スリーブや空洞軸（２）に係合することができ、外部表面で内部リング（４）の長手中心方向にて突き合う２個のネジ部（８、９）を持ち２重かつ逆方向ネジとして形成され、かつ軸方向断面図に見られるような鋸歯状コーン面（１０）をもつネジフランジ部有する可変形内部リング（４）と、断面形状が鋸歯を示し内部リング（４）のコーン表面（１０）に合致するネジ状コーン表面（１１）を持って形成され留二つの外部リング（５、６）とを備え、外部リング（５、６）の中に内部または外部圧力源（７）から加圧されることのできる流体圧力媒体で満たされる共通の密封型圧力チャンバ（１４）を形成し、ここにおいて外部リング（５、６）が押し拡げられて内部リング（４）が圧着され、空洞軸（２）が駆動軸（３）上にクランプされる流体摩擦クランプ継手。押し拡げた状態にあって充分なクランプ作動をする外部リングを機械的にブロックするための手段が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】 流体摩擦クランプ軸継手 本発明は一般的に回転可能なまたは軸方向に変位可能な駆動軸上に可変形スリ ーブまたは空洞軸をクランプ継手として用いることのできる摩擦クランプ継手に 関するものである。本発明は特に以下の構成を持つ摩擦継手に関するものである 。 − 形状が可変であり、スリーブや空洞軸に係合することができ、外面部ではコ ーン形状要素を形成する内部リング。 − 内部面が内部リングのコーン形状要素に合致するコーン要素に形成され、内 部リングの当該コーン要素に適合し、内部リングに対して相対的に外部リングが 軸方向に動くときに、変形可能な当該内部リングが圧迫され、これによってスリ ーブや空洞軸が圧し着けられ、駆動軸または空洞軸にクランプされるような少な くとも１つの外部リング。 この種の摩擦継手は技術の分野で具体案が多くみられる。例えば、スウェーデ ンの公示４２５，１８２（Ｆｏｒｅｎａｄｅ Ｆａｂｒｉｋ-ｓｖｅｒｋｅｎ） は当該タイプの単純コーン型継手装置を発表している。ここでは内部コーンスリ ーブと外部コーンスリーブをある軸方向の相対距離だけ引いたり圧したりでき、 ねじ手段によって駆動軸上にクランプ継手を作っている。 米国特許３，５９３，９４３（Ｗ，Ｆ，Ｋｒａｕｓｓ）は同様なコーン継手装 置を発表しているが、これは、駆動軸などの可動部品をクランプ継手とするため に、ネジ手段によって相互に軸方向に同様な変位をする３つの共動コーン部品を 構成している。 スウェーデンの公示４２９，９９３（ＳＦＫ Ｎｏｖａ ＡＢ）の特殊タイプ の継手では、軸方向断面図に見られるようにコーン要素が共通の鋸歯形状をした 数点の部品要素に分割されている。これによって設計されたコーン要素はクラン プ動作を改善し、摩擦継手の各部品のクランプ力を制御することを可能とし、組 立後の一体型として、スリーブと摩擦継手を製品化することを可能とした。当該 公示によれば鋸歯形状コーン外形状はスリーブの各端からネジが切り始まる２つ の相対するネジを持ち、ネジは内部コーンスリーブの軸方向中心にて突き合わさ るネジを形成する。内部リングのネジ形状に合致した内ネジ形状をもった外部リ ングのように２つに分離され、外部リングは端部接面で各々係合することができ るように外部コーンスリーブを内部リングにねじ込むことができる。外部リング は適当なネジ手段で押し離すことができる。 上記の既知の摩擦クランプ継手はすべてある種のネジ手段によって操作される 。通常は当該コーン継手要素の手段によって駆動軸上の機械部品を完全にクラン プ結合するために大きな力を必要とする。従って、一般的には強力なネジ手段を 用いる必要があり、また、内部リングや外部リングの相対的変位をさせるために 、継手のまわりに数個のネジ手段を分散させて用いる必要がある。場合によって はネジを締めつけるために、使い勝手の悪い強い力を利用することも必要であっ た。また、継手まわりに分散された締め付けネジに対して正確に同じ力を加えら れるように締め付け力、即ちクランプ力を計算することも困難である。 強力かつ均等に分散される締め付け力の問題を解決する試みが、スウェーデン の公示４４８，３１５（Ｆ Ｄｕｒａｎｄ）に説明されている。当該公示では、 流体圧媒体がクランプ作動のために用いられている。この場合、内部リングは、 先の尖ったコーン端が相互に突き合った２つの独立したコーンリングの形状をし ている。そして、流体媒体の作動によって押し離される２つの外部リングがある 。しかし、内部リング上に２つの外部リングを取り付けられるように、当該内部 リングのコーンリング−圧力リングと呼ばれている−が相互に分離するように形 成されるかまたは当該外部リングが共に動作した後に２つの外部リングの内側が 相互に連結できるようにする必要がある。 したがって、本発明の目的は当初に述べたタイプの摩擦クランプ継手を装備す るための問題点を解決することである。この摩擦クランプ継手は、均一で一般的 に円形の内部表面と鋸歯形状をした２重の相対する方向のネジ形状を持った内部 リングと、外部リングを離す方向に作動させて行うカップリングの締め付けが流 体圧力媒体により伝達される力によってなされ、当該力が完全に継手に均等に分 配され、比較的強いクランプ力から更に強いクランプ力へ任意に変えることので きるクランプ力が作られ、外部圧力源の手段によって迅速かつ簡単に締め付けが 行われ、更にクランプ力の解放が簡単かつ容易に行われることのできる２つの外 部クランプリングとから成る。 このように、本発明によれば、内部リングが２重で相対するネジ型のものであ り、２つの共動する外部リングは流体圧力媒体で満たされた中間部位にある圧力 密封型チャンバを形成し、圧力媒体は内・外部の圧力源から加圧されることがで きる。 共動する外部リング間に、押し拡げた条件の中で当該外部リングを機械的にブ ロックするための機械的手段が有り得る。この機械的手段はリング形状をし、特 に半円環であり、その一部は押し拡げられた外部リング間の部分に導入され、ま た外部リングの一つにネジを切ったネジ手段であって、当該ネジ手段が締め付け られたときに押し拡げられた状態で外部リングを阻止するネジ手段であってもよ い。 更に本発明の特徴と有利さは以下の詳細な説明から明かであろう。ここでは付 属する図に言及される。図１は本発明による摩擦クランプ継手の最初の具体案を 示した主に軸方向断面図で、駆動軸へ空洞軸を結合するクランプに適した具体案 である。図２は空洞軸が駆動軸にクランプされる前のクランプ継手の代替案の軸 方向部分断面図を示している。図３は加圧され駆動軸へクランプ結合した後のク ランプ結合を示す。図４、５、６は本発明による３種の代替案としての摩擦クラ ンプ継手を同様の断面で示す。 本発明による摩擦クランプ継手は、種々の型の対象をクランプ結合するために 用いられ、これはクランプ結合即ち空洞軸を駆動軸へ結合するのに非常に有効で ある。以上の図は本発明の適用例を示している。 図１は回転軸、軸方向変位軸やその他いかなるタイプの軸でもよいが駆動軸３ にハブ１から張り出した空洞軸２へクランプ結合するための摩擦クランプ継手を 示す。 摩擦クランプ継手は一般的に流体作動手段７によって押し拡げることのできる ２つの外部リング５、６と共に動く内部クランプリング４を有する。 内部クランプリング４は空洞軸２の外部寸法に合致する同筒状内部溝を有して いる。内部クランプリング４は既知の技術である２箇所のネジ部８、９を持った ２重ネジを形成し、各ネジは内部スリーブ４の端部から始まり、内部スリーブ４ の軸方向中心近傍で突き合っている。ネジ部８、９は、内部リング４が空洞軸２ にクランプされるコーン状表面１０を備えた滑らかなフランクネジ山側面を形成 している。コーン表面１０を持ったネジ部分またはネジ山８、９は、軸方向断面 図で鋸歯形状を持った２つの外形をしている。テーパーのついたコーン表面は相 互に向かい合っている。フランクネジ山側面やコーン表面１０は、摩擦角よりも 大きなコーンの角を有することが好ましい。当該角度によって、軸方向に押し拡 げられるとき、外部リング５、６が内部リング４を空洞軸２の方向に押しつけ、 この結果当該空洞軸２が駆動軸３に押しつけられ、これによってハブ１を含む空 洞軸２と駆動軸３間にしっかりした相互連結を発生させる。 内部リング４には軸方向の１カ所以上の場所にすき間を切ることができるが、 内部リングと空洞軸の間が比較的狭い場合は、内部リングにすき間を切る必要性 はない。理由は駆動軸上に空洞軸を安全にクランプすることができるように当該 内部リングを十分に圧縮することができるからである。同様に空洞軸２も軸方向 にすき間を切っても切らなくてもよい。 また代替案として、空洞軸の軸方向にすき間を切ることもできるが、そのすき間 は内部リングとほぼ同じ長さのものでなければならない。 更に数種の内部リング部品によって内部リングを形成することができ、これら の部品は樹脂性取付リングによって相互に結合され、これによって複数の内部リ ング部品が一体型となる。 外部リングは構造的に相互に向かい合った端面に対してほぼ鏡面対称をなし、 内面に添って、内部リング４のネジ８、９に対応した内部ネジ部品１１を構成し ている。外部リング５、６は両端から内部リング４にねじ込まれ、当初位置で両 端面が相互に噛み合うように締め付けられるのが好ましい。 ２つの外部リング間に少なくとも２つのシールリング１２、１３が設けられ、 このシールリングが環状チャンバ１４を形成し、それが既知の流体圧力媒体で満 たされる。圧力媒体で満たされたチャンネル１５を通して、チャンバ１４は圧力 媒体を加圧するためのニップル１６または同様な手段に連絡している。ニップル は外部圧力ポンプなどの外部圧力源に連結されるか、また図４に示すように、外 部リング５、６間のチャンネル１５内または圧力チャンバ１４内の圧力媒体の内 部加圧のための圧力ピストンを持ったネジであってもよい。 外部リング間の圧力チャンバ１４とシールは、多くの異なった型で形成される ことができる。例えば図２、３に示されているように、一つの外部リング５’は ピストン部品１７として形成され、もう一方の外部リング６’はシリンダー部品 １８として構成され、シール１２’と１３’はピストンシリンダー表面上のＯリ ングシールの役目をする。図２は非結合または強固ではない相互連結状態での結 合を示し、図３は駆動軸１に強く押しつけられた状態での同じ結合を示している 。内部シール１３’を省くことは可能であり、これによって流体圧力媒体が外部 リングと内部リングのコーン表面１０と１１間の領域を部分的に加圧して、内部 リング上の外部リングの変位を可能にさせるべく潤滑することができる。加圧段 階での流体の多少の漏洩は許容される。 押し拡げる位置にある外部リング５’と６’をブロックするために、図３に示 されるように、リング５’と６’間に半環状のロッキング部品１９を導入するこ ともできる。これを実施した後は圧力チャンバ１４の圧力を解放しても問題はな い。 図４はクランプ結合を示す。これは図２、図３と基本的には同じタイプである が外部圧力ポンプは外部リング５にねじ込まれ、圧力流体の加圧用の圧力ピスト ン２１を作動させる圧力ネジ２０を替わりに用いている。 図５は、取付状態および押し拡げる状態にある外部リングをブロックする方法 を示す。この場合一つの外部リング５’を通して軸方向にネジを切ったいくつか のブロックネジ２２の手段によってブロックされる。ブロックネジの目的は外部 リングをすでに押し拡げた状態に安全に保つためである。しかし、ネジ２２は、 当該リングを押し拡げることのできるように特別にネジが作られたものではない 。 図６は押し拡げ状態での外部リング５’、６’をブロックすることのできる代 替案を示す。これは一つの外部リング６’上にネジを切ったブロックリング２３ の手段や、圧力媒体チャンバ１４’の仕切りとなるシール２４、２５の手段によ って達成される。これはネジを切ったブロックリング２３を回して、一方の外部 リング５’とはめ合い、これによって外部リングが押し拡げ状態に保持される。 リングが押し拡げられている状態で、ネジを回してリングを回転することによ って、更に外部リング５、６を押し拡げ状態に保持する可能性がある。これによ って当該リングは、クランプ力を変えることなく、相互に突き合わせるようにな る。当該リングの回転は流体がリングを押し拡げると同時に行われなければなら ない。 符号の説明 １．ハブ １４．圧力チャンバ ２．空洞軸 １５．流路 ３．駆動軸 １６．圧力ニップル ４．内部クランプリング １７．ピストン部品 ５．外部リング １８．シリンダー部品 ６．外部リング １９．ブロック部品 ７．流体システム ２０．圧力ネジ ８．ネジ部品（４の） ２１．圧力ピストン ９．ネジ部品（４の） ２２．ブロックネジ １０．コーン状部品（５、６の） ２３．ブロックリング １１．スクリュー部（５、６の） ２４．シール １２．シールリング ２５．シール １３．シールリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． スリーブや空洞軸（２）に係合することができ外面にコーン要素（１０） をもつ可変形内部リング（４）と、内面に内部リング（４）のコーン要素（１０ ）に合致するコーン要素（１１）が形成され該内部リング（４）のコーン要素（ １０）と共に作動するように配置された少なくとも一つの外部リング（５、６） を備え、内部リング（４）に対する外部リング（５、６）の変位に応じて、変形 可能な内部リングを圧迫してスリーブや空洞軸（２）の方向に押しつけ、駆動軸 （１）の上に空洞軸（２）をクランプする外部リング（５、６）を構成してなる 、回転可能または軸方向に変位可能な駆動軸（３）に可変形スリーブや空洞軸（ ２）をクランプ結合するために用いられる流体的に作動できる摩擦クランプ継手 であって、 内部リング（４）の外表面が、数セットのコーン要素を有して、あるいは内部 リング（４）の軸方向中心においてほぼ向き合う２つのネジ部（８、９）を持つ 逆方向ネジとして形成され、かつ軸方向断面図に見られるような鋸歯状のコーン 面（１０）を呈するネジフランジ部を持って形成され、 内部リング（４）が、内部溝部で断面図にある鋸歯形状を有し内部リング（４ ）のコーン表面と一致するネジ状コーン面（１１）を持って形成される２つの外 部リング（５、６）と共に動き、 ２つの外部リング（５、６）が、内部または外部圧力源（７）から加圧される 流体圧力媒体で満たされる共通の中間シール圧力チャンバ（１４）を形成し、そ こにおいて外部リング（５、６）が押し拡げられて内部リング（４）を圧迫し、 これによって駆動軸（３）上に空洞軸（２）をクランプすることを特徴とする流 体摩擦クランプ継手。 ２． 相互に押し拡げた位置にある外部リング（５、６）を機械的にブロックす るために、共動する外部リング（５、６）間に機械的手段（１９、２２、２３） を設けたことを特徴とする請求項１記載の摩擦クランプ継手。 ３． 前記機械的ブロック手段が、環状部品、好ましくは押し拡げられた外部リ ング（５、６）間に導入された環状または半環状部品（１９）により構成される ことを特徴とする請求項２記載の摩擦クランプ継手。 ４． 前記機械的ブロック手段が、外部リングの一方を通してネジが切られてお り、締め付けられることによって他方の外部リングをはめ込ませ、押し拡げられ た位置で当該外部リングをブロックする一つ以上のネジ（２２）から構成される ことを特徴とする請求項２記載の摩擦クランプ継手。 ５． 前記機械的ブロック手段が、外部リングの一方の外縁にネジが切られ、か つ押し拡げられた位置に当該外部リングをブロックするブロックリング（２３） から形成されることを特徴とする請求項２記載の摩擦クランプ継手。 ６． 前記機械的ブロック手段が、内部リング（４）に関して円錐状のネジ表面 （１１）で回転できるように一つ以上の外部リング（５、６）が配置され、これ によって当該内部リングが十分に締め付けられた時、外部リング（５、６）が相 互に対面した端面上で係合することを特徴とする請求項２記載の摩擦クランプ継 手。 ７． 内部リング（４）が軸方向に貫通すき間をもって形成されることを特徴と する請求項１記載の摩擦クランプ継手。 ８． 内部リング（４）、空洞軸（２）または内部リング（４）と空洞軸の両者 が、内部リング（４）とほぼ同じ長さだけの軸方向すき間、空洞軸（２）すき間 をもって形成されることを特徴とする請求項１記載の摩擦クランプ継手。