取り付け装置
【解決手段】 機械要素をロータリーシャフト上に同軸上に固定するための取り付け装置である。前記装置は、前記機械要素の内穴部と前記シャフトの円筒状表面との間に適合するものであって、前記シャフトの長手方向の望ましい任意の位置と、前記シャフトの周囲の任意の角度位置で前記機械要素を配置するために有効である。前記装置は、内側スリーブと外側スリーブとを有するものであって、それらの結合面は同様にテーパー状に傾斜しているため、前記スリーブ群の相対的な軸方向変位によって、前記内穴部および組み合わされたそれら要素の外面は、拡張および収縮する。前記装置の一方の端にあるネジ部付きナットの回転によって、前記内側および外側スリーブの相対的な軸方向移動が生じることにより、前記スリーブ群または前記ナットの材料に過度のひずみを与えることなく、前記スリーブ群を拡張および収縮させることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取り付けが原因で起こる滑りを起こさずに、機械要素とシャフト間で全トルクおよび／または推進力を伝達する方法で、機械要素をシャフト上に取り付けるための取り付け装置に関するものである。具体的には、本発明の装置は、機械要素を取り付けるための改善された装置を提供するものであって、前記シャフトの軸方向にもその円周方向にもシャフト上の機械要素の調整を無制限に可能にし、前記機械要素が前記シャフト上に取り付けられた後、固定された軸位置に前記機械要素を維持することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
滑車や歯車のような機械要素をシャフト上に取り付けるための装置を使用することは、よく知られている。円筒状シャフト上に機械要素を取り付けるための既知の装置の１つの難点は、使いにくいことである。幾つかの装置では、例えば、複数の部品を組み立てたり幾つかのネジを調整する必要があったり、或いは機械要素を取り付けるシャフトを修正する必要がある。
【０００３】
度々起こる別の難点は、機械要素をシャフト上に取り付けるとき、シャフト円周上に機械要素を正確に位置づけようとする場合に生じる。具体的には、円周上のある特定の位置に機械要素を位置づけ、前記機械要素がシャフトに取り付けられた後、それがその位置に維持されるのが望ましい。また、シャフトに機械要素を取り付ける前に、前記機械要素を無制限に調整できることが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に従った、使い易い取り付け装置を提供する。前記装置は、単一のナットを締めるだけで摩擦係合をもたらし、前記ナットを緩めることによって摩擦係合を確実に解除するように機械要素を取り付けることを可能にする。前記ナットの締め付けによって生じる摩擦係合は、前記ナットの動作によって確実に解除される。さらに、本装置のデザインは単純な構造であり、製造も比較的安価でできる。
【０００５】
また、本発明は、機械要素を固定位置に維持するための困難も解決するものである。本装置は、取り付け後、機械要素をシャフトに対して軸方向の固定位置に維持する。
【０００６】
本発明は、穴部を有する機械要素をシャフトに同軸上に取り付けるための装置を提供し、その装置には前記機械要素を係合するための外側スリーブと、前記シャフトを係合するための内側スリーブと、前記外側スリーブに対し前記内側スリーブを移動させるためのナットとを含むものである。
【０００７】
好ましくは、前記外側スリーブは、前記機械要素と係合するように構成された外面と、テーパー状内面とを含む。前記テーパー状内面は、前記外側スリーブの前端に近接した小径部と、前記前端から後方に向かって離間した大径部とを有するように構成されている。前記外側スリーブはまた、前記ナット上の対応するコネクタと協働可能なコネクタも含む。好ましくは、前記コネクタは、前記ナットに前記外側スリーブを実質永久的に固定することにより、前記外側スリーブに対して前記ナットが軸方向に大きくずれることを防ぐと同時に、前記外側スリーブに対する前記ナットの回転を可能にするものである。
【０００８】
好ましくは、前記内側スリーブは、前記シャフトを係合するように構成された内穴部と、前記外側スリーブの内面と協働するように構成されたテーパー状外面とを含む。より具体的には、前記外面は、前記内側スリーブの前端に近接した小径部と、前記内側スリーブの前端から後方に向かって離間した大径部とを有する。また、前記内側スリーブは、前記ナット上のネジ部と係合可能なネジ部を含む。
【０００９】
第１の方向に前記ナットを回転させると、前記内側スリーブは前記ナットに対して前方に移動し、それにより、前記内側スリーブの外面の前記大径部が、前記外側スリーブの内面の前記小径部に向かって移動する。前記外側スリーブの内面と前記内側スリーブの外面は、互いに逆向きのテーパー状表面を有しているため、前記スリーブ群の軸方向移動によって、くさび作用が生じる。このくさび作用によって、前記内側スリーブは前記シャフトに向かって収縮し、前記外側スリーブは前記機械要素の穴部に向かって拡張する。第２の方向に前記ナットを回転させると、前記内側スリーブは前記ナットに対して後方に移動し、それにより、前記内側スリーブは前記シャフトから緩まり、前記外側スリーブは前記機械要素の穴部から緩まる。
【００１０】
本発明は、さらに、第１の要素を第２の要素に取り付けるための方法を提供する。この方法は、機械要素をシャフト上に取り付ける場合に特に適している。この方法に従い、内側スリーブが提供される。好ましくは、前記内側スリーブは、テーパー状外面と、前記スリーブの後端に近接したネジ部分と、前記シャフトと協働可能な穴部とを有する。また、外側スリーブも提供される。好ましくは、前記外側スリーブは、前記内側スリーブの外面と協働するテーパー状内穴部と、前記機械要素の穴部と協働可能な外面とを有する。また、前記内側スリーブのネジ部分と協働可能なナットが提供される。前記外側スリーブは前記ナットと接続されることによって、前記外側スリーブが前記ナットに対して軸方向に実質的に移動することが妨げられ、それと同時に前記外側スリーブに対する前記ナットの回転が可能になる。次に、前記内側スリーブおよび外側スリーブを、前記シャフトと前記機械要素の穴部の間に配置する。次に、前記ナットを前方向に回転させて、前記内側スリーブを前記ナットおよび前記外側スリーブに対して前方に駆動することによって、前記内側スリーブの前端を前記ナットから離れるように移動させ、それにより、前記内側スリーブのテーパー状表面は、前記外側スリーブをくさび作用で押し広げ、前記外側スリーブを前記機械要素と接続させ、前記内側スリーブを前記シャフトと接続させる。また、前記ナットを逆方向へ回転させると、前記内側スリーブは前記ナットおよび前記外側スリーブに対して後方に駆動し、前記機械要素から前記外側スリーブを解除し、前記内側スリーブを前記シャフトから解除する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜４を参照し、取り付け装置１０を設計する。前記取り付け装置は、機械要素１２のような第１の要素を、シャフト１５のような第２の要素上に取り付けるように設計される。機械要素１２は、取り付け装置１０の外面に係合する穴部１３を有するものであって、シャフト１５は、機械要素１２の中心を円筒状シャフト１５上に取り付けるよう設計された、取り付け装置１０の内面と係合する表面を有する。この実施例では、機械要素１２はテーパー状の滑らかな穴部１３を有し、この穴部の軸は、シャフト１５の円筒状表面の軸と一致する。前記取り付け装置は、機械要素１２とシャフト１５の間に配置されるように設計され、この取り付け装置の拡張によって、前記機械要素１２は、前記シャフトの軸方向の望ましい任意の位置において、且つ前記シャフトの円周上の任意の角度位置において、前記シャフトに固定される。
【００１２】
取り付け装置１０は、内側スリーブ２０と、外側スリーブ５０と、ロッキングナット４０とを含む。内側スリーブ２０の外面は、以下に説明するように、外側スリーブの内面と協働するように形成される。具体的には、内側スリーブの前端は、フラストコニカル状のテーパー状外面２４を有する。このフラストコニカル状の表面２４は、前記の小径部が前記内側スリーブの前端に近接し、前記の大径部が前端から後方に向かって離間するように構成される。すなわち、フラストコニカル状表面２４の最大直径は、前記内側スリーブの両端の中間に位置し、その表面は前記内側スリーブの前端に向かって内向きにテーパーする。前記スリーブの外面はまた、外向きのネジ部分２５を、前記フラストコニカル状部分の後方に含む。
【００１３】
内側スリーブ２０の形状は円筒状であって、シャフト１５の外面と協働する内穴部を有する。具体的には、前記シャフトの外面がテーパー状若しくはフラストコニカル状であれば、前記内側スリーブの内面は、協働するテーパー状またはフラストコニカル状の表面を有する。この実施例では、前記シャフトは円筒状であって、前記内側スリーブ２０は、シャフト１５の直径に対応する口径の円筒状の穴部を有する。好ましくは、前記内側スリーブの穴部の口径は、シャフト１５よりも若干大きく、それにより、シャフト１５上を動く前記内側スリーブ２０の軸方向および円周方向の自由な滑り運動が可能となるものである。
【００１４】
内側スリーブ２０の穴部は、前記シャフトとの協調運動のために好ましくは全体に円筒形であるが、前記穴部は図２〜３が示すような、口径拡大部分を含む。より具体的には、好ましくは、前記内側スリーブの穴部は、フラストコニカル状の部分２４から後方部分では、前記内側スリーブの、前記フラストコニカル状部分の穴部よりも大きい口径を有する。広口径部分の穴部の長さを、上述の長さよりも短くすることは可能だが、好ましくは、前記広口径の穴部は、最低限、内側スリーブの後端からスロット２２の終点を定める線までの部分と同じ長さである。
【００１５】
この実施例では、前記広口径の穴部を提供するために、前記内側スリーブの後方部分に、カウンターボア２７が作られる。カウンターボア２７の前端は、ショルダーになっている。好ましくは、前記カウンターボアは、前記内側スリーブの前端に近接する穴部の口径より大きい。
【００１６】
さらに以下に説明するように、前記内側スリーブは収縮によってシャフト１５を係合することにより、前記シャフトを押さえつけて固定する。この目的のために、内側スリーブ２０は、前記スリーブの前端から縦に延びるスロット群２２によって分割される複数の部分によって形成される。スロット群２２により、前記内側スリーブは、前記取り付け装置の締め付けまたは解除につれて、径方向にたわむことが可能となる。好ましくは、前記スロットは、前記内側スリーブ２０の後端から内向きに離間した線に沿って終結する。こうすれば、前記内側スリーブ２０の端のネジ部のついた部分は、分割されていない連続した環状部分となる。前記内側スリーブにこの連続部分を設けることによって、軸方向の長さ全体にわたって分割されたスリーブに比べ、より高いネジ部強度と、ナット４０とのより優れたネジ係合とが与えられる。この実施例では、前記内側スリーブは１２１５鉄鋼製であって、等間隔に配置された約５／６４"の幅の６つのスロットを有する。しかし、スロット数および前記スロットの幅、長さ、間隔は、望ましい柔軟性を達成するために変えることが可能である。
【００１７】
内側スリーブ２０は、スリーブの後端から軸方向に延びる複数のスロット群５２を有する単一のスリーブである外側スリーブ５０内にはまるように適合される。軸方向に伸びるスロット群５２により、前記外側スリーブ５０は、前記取り付け装置１０の締め付けおよび解除につれて、径方向にたわむことが可能となる。前記外側スリーブ５０の外面は、係合面５３を有し、この係合面は、前記機械要素１２の内穴部１３と協働するように作られる。例えば、前記機械要素穴部１３を円筒状にし、前記外側スリーブの係合面５３もそれに対応して全体に円筒状にすることが可能である。あるいは代わりに、この実施例では、前記外側スリーブの係合面５３をフラストコニカル状にし、テーパー状の穴部１３を有する機械要素と協働させる。前記フラストコニカル状表面の小径部は、前記外側スリーブ５０の前端に近接し、その大径部は離間してその後方に置かれる。すなわち、フラストコニカル状表面５３の最大直径は、前記外側スリーブの両端の中間に位置し、その表面は前記外側スリーブの前端に向かって内向きにテーパーする。加えて、好ましくは、前記係合面５３は、前記取り付け装置が締め付けられていないときの前記機械要素と前記外側スリーブとの間の自由な滑り運動を可能にする程度に、前記機械要素の穴部１３よりも小さい。
【００１８】
図２、４に示すように、前記外側スリーブ５０の内面は、前記内側スリーブの外面と協働するように作られる。前記内側と外側スリーブは、互いに結合するテーパー状表面を有するものであって、それら表面の協働によって、前記外側スリーブが外向きに押されると同時に、前記内側スリーブが内向きに収縮する。より具体的には、前記外側スリーブ５０の内面は、前記内側スリーブ２０のフラストコニカル状部分２４と同じ角度で、前端に向かってテーパーしている。すなわち、前記外側スリーブの穴部は、前記穴部の小径部が前記外側スリーブの前端に近接し、且つ前記穴部の大径部が前記前端から離間して後方に置かれるようにテーパーされる。こうすることにより、前記内側スリーブ２０は、前記外側スリーブ５０に対して前方に移動し（すなわち図２においては左から右に）、前記内側および外側スリーブの対面するテーパー状表面が協働し、テーパー状の前記外側スリーブ外面を拡張し、前記内側スリーブ２０の円筒状内面を収縮する。加えて、前記内側および外側スリーブは同軸であるため、前記内側スリーブ表面の収縮と外側スリーブ表面の拡張は、そのアセンブリの共通中心軸に対し本質的に平行である。
【００１９】
好ましくは、外周フランジ５４が前記外側スリーブ５０上に、前記外側スリーブの後端に近接して形成される。前記フランジ５４は、前記係合面５３の大径部より大きい外径を有する。これにより、前記フランジ５４の前方ショルダー部分５４ａは、前記機械要素の側面に近接するように作られるので、前記取り付け装置１０が締め付けられたときに、外側スリーブと前記機械要素の間の移動を制限するストップとして動作する。
【００２０】
前記外周フランジ５４のほかに、内周フランジ５５があり、これは前記外側スリーブ５０の後端から径方向に内向きに突き出ている。環状溝５６は、前記外側スリーブ５０の内面に沿って円周上に、前記内周フランジ５５に近接して走る溝である。以下にさらに説明するように、ナット４０が前記溝５６を係合することにより、前記ナットと前記外側スリーブ５０とが接続される。
【００２１】
前記外側スリーブ５０は、前記ナット４０によって、前記内側スリーブ２０に対して移動される。これについて、図２〜４が図示するように、前記ナット４０は、前記内側スリーブ２０のネジ部２５とネジ係合する内部ネジ部４２を有する。前記ナット４０を回転することにより、前記内側スリーブは前記ナットに対して軸方向に移動する。前記外側スリーブ５０は前記ナットに接続されているため、このナットの回転につれて、前記内側スリーブは前記外側スリーブに対して移動する。
【００２２】
前記ナット４０は、前記シャフト１５の直径より大きい内穴部を有する。加えて、好ましくは、前記ナットの外径は、前記外側スリーブ５０の外径より小さい。しかし、一部の用途においては、前記装置の使用に影響を与えることなく、前記ナットを前記外側スリーブより大きくすることが可能であり、この例のように、テーパー状の穴部の機械要素を取り付けるために前記装置が構成される場合は、特にこれに当てはまる。
【００２３】
上述のように、前記ナットが前記外側スリーブに接続されることで、前記ナットと前記外側スリーブの間の軸方向移動が実質的に妨げられる。前記ナット４０と前記外側スリーブ５０の接続を提供するために、径方向に外向きに突き出る外周フランジ４８を前記ナットに配備し、前記フランジに近接して、外周溝４６をつける。好ましくは、前記溝４６の前方および後方側壁は、そのアセンブリの共通軸に対して実質的に垂直である。前記ナット外周フランジ４８と外周溝４６は、前記外側フランジの内周フランジ５５および環状溝５６と協働する。
【００２４】
具体的には、前記ナットの外周フランジ４８は前記外側スリーブの環状溝５６を係合し、前記外側スリーブの内周フランジ５５は前記ナットの外周溝４６を係合する。従って、前記ナットの外周フランジ４８の幅は前記外側スリーブの内周溝５６の幅より若干狭く、前記外側スリーブの内周フランジ５５の幅は、前記ナットの外周溝４６の幅より若干狭い。こうすることで、前記ナットの外周フランジ４８の後方面と、前記外側スリーブの環状溝５６の後方面とが対面し、前記ナットが回転されて前記内側スリーブが前記ナットに対して前方に駆動したときに、前記外側スリーブ５０に対して、後方への軸方向の力がかかる。同様に、前記ナットの外周フランジ４８の前方面は、前記外側スリーブの環状溝５６の前方面と対面し、前記外側スリーブの内周フランジ５５の後方面は前記ナット４０の外周溝の後方面と対面し、前記ナットが回転されて前記内側スリーブが前記ナットに対して後方に駆動したときに、前記外側スリーブに対して、前方への軸方向の力がかかる。
【００２５】
前記外側スリーブの内周フランジ５５の内径は、前記ナットの外周フランジ４８の外径より小さく、前記外側スリーブの内周フランジは前記ナットフランジを超えて前記ナットと接続される必要がある。従って、前記一片の外側スリーブ５０を前記ナット４０と接続するには、前記ナットから外側に突き出ているフランジを超えて前記外側スリーブが拡張できるよう、前記外側スリーブに十分な柔軟性を与える必要がある。そのために、前記外側スリーブ５０は、前記スリーブの後端から軸方向に縦に延びるスロット群５２によって分割される複数の部分によって形成される。前記外側スリーブの全長にわたって延びる１つのスロットを除き、残りの全ての前記スロット群５２は、前記外側スリーブ５０の前端から内向きに離間した１つの線上を終点として終結する。
【００２６】
前記スロット群５２の終点と、前記全長にわたって延びるスロットとによって、前記分割部分を結合する分割ウェブ６２が前記前端に作られる。この実施例では、前記内側スリーブは１２１５鉄鋼製であって、等間隔に配置された約５／６４"の幅の６つのスロットを有するものであって、前記スロット群のうち５つは終点のあるスロットであって、１つは全長にわたって延びるスロットである。しかし、スロット数および前記スロットの幅、長さ、間隔は、必要な柔軟性を達成するために変えることが可能である。図３において最も明確に示されるように、前記終点のあるスロット２２は前記外側スリーブの前端の直前をスロットの終点とするため、前記ウェブ６２は前記外側スリーブの前端にて最も太く、前記外側スリーブの後端に向かって延びるにつれて内向きにテーパーする。これにより、前端における前記ウェブ６２の軸長は、前記外側スリーブが径方向にたわむために十分に短くなるため、前記外側スリーブと前記ナットとの接続が可能になる。
【００２７】
前記取り付け装置１０は、次のように組み立てられる。前記ナット４０を前記内側スリーブ２０上にネジ止めする。前記外側スリーブ５０を前記内側スリーブ２０にかぶせ、前記外側スリーブの内周フランジ５５が前記ナットの外周フランジ４８と係合するまで滑らせることによって、前記外側スリーブ５０を前記ナット４０に接続する。組み立てを行う間に前記外側スリーブを前記内側スリーブ上で滑らせるため、好ましくは、前記ナットを前記内側スリーブ上に十分な距離にネジ止めすることにより、前記内側および外側スリーブにあって結合するフラストコニカル状表面２４，５３が、組み立て中に互いに係合しないようにする。
【００２８】
前記外側スリーブ５０を前記内側スリーブ２０に被せて滑らせた後、前記外側スリーブを次のようにして前記ナットに被せて駆動することによって、前記外側スリーブを前記ナット４０に接続する。前記外側スリーブと前記ナットが係合すると、前記外側スリーブはたわんで径方向に外側に拡張し、前記ナットフランジ４８を超える。この径方向拡張を可能にするために、前記外側スリーブの内周フランジ５５の後方面は、図２のように面取りされる。前記外側スリーブの内周フランジ５５が前記ナット外周フランジ４８を超えて移動するまで、前記外側スリーブを前記ナットに対して後方に移動する。すると、前記外側スリーブが弾性収縮することにより、前記外側スリーブの内周フランジ５５が、前記ナット外周を取り巻く溝４６と係合し、前記ナット外周フランジ４８が、前記外側スリーブの環状溝５６と係合する。このようにして、前記外側スリーブ５０は前記ナット４０にしっかりと係合される。
【００２９】
上述のように構成された取り付け装置１０は、次のように動作する。前記装置１０をシャフト１５のような第１の要素上に滑らせて前記装置を第１の要素に取り付けることにより、前記シャフトは前記内側スリーブ２０の内穴部および前記ナット４０の穴部を通って滑るようになる。次に、機械要素１２のような第２の要素を前記シャフト上から前記取り付け装置上へと滑らせ、前記第２の機械要素を前記装置に取り付けることによって、前記外側スリーブ５０の外面を前記機械要素の穴部１３と係合させる。好ましくは、前記機械要素の側面が前記外側スリーブ５０の外周フランジ５４の前方のショルダーに当たるように、前記機械要素を前記取り付け装置１０に配置する。あるいは代わりに、前記取り付け装置１０を前記機械要素の穴部１３へ先に挿入してから、前記取り付け装置と前記機械要素とを合わせた状態で前記シャフト１５上を滑らせることも可能である。いずれの方法の場合も、前記内側スリーブ２０の穴部が前記シャフトと向き合い、前記外側スリーブ５０の外部係合面５３が前記機械要素１２の穴部と向き合うように、前記取り付け装置を前記シャフト上に配置する。
【００３０】
前記機械要素を前記シャフト上に固定するために、前記ナットを回転する。図２が示すように、前記外側スリーブに対して前記内側スリーブを前方に移動させることによって、前記内側および外側スリーブのくさび作用が与えられる。具体的には、前記装置が緩められた位置にあるとき、前記内側スリーブは前記外側スリーブ内にあるため、前記内側スリーブのフラストコニカル状部分２４の大径部は、前記内側スリーブのフラストコニカル状部分の大径部と最低限同じ大きさである口径を有する外側スリーブ穴部の一部分に位置づけられる。すなわち、この緩められた位置において、内側スリーブ２０は外側スリーブの穴部とは接触せず、くさび作用ないしクランプ力は与えられない。
【００３１】
前記ナット４０を前方に回転することにより、前記内側スリーブ２０は前記外側スリーブ５０に対して前方へ移動するため、前記内側スリーブのフラストコニカル状部分のテーパー状表面が、前記外側スリーブの内側のテーパー状の穴部を通って進む。前記外側スリーブは、前端より小さい口径の穴部へ向かって内向きにテーパーするため、前記内側スリーブを前方へ駆動することによって前記外側スリーブにくさび力がかかり、前記外側スリーブは径方向に外側へそれて拡張し、前記機械要素の穴部１３へと入り、前記機械要素に固定される。同時に、前記くさび力によって前記内側スリーブが径方向に内側へたわむため、前記内側スリーブの収縮により前記内側スリーブが前記シャフト上に固定される。前記機械要素、取り付け装置、シャフトの間の接続を解除するには、前記ナットを逆方向に回転させるだけである。この逆回転によって、前記内側スリーブは前記外側スリーブに対して後方に移動する。このように前記内側スリーブが後方へ移動することで、前記内側スリーブのフラストコニカル状部分２４の大径部が、前記外側スリーブのテーパー状の穴部の、より大きい口径部分へと引き込まれると同時に、互いに干渉し合うテーパー状表面によって与えられるくさび力が解除される。このようにして、前記ナットを逆方向へ回転することにより、前記外側スリーブが前記機械要素から緩まり、前記内側スリーブが前記シャフトから緩まる。
【００３２】
上述のように、好ましくは、前記ナットを前方に回転して前記取り付け装置を締め付ける。好ましくは、協働する前記内側スリーブ２０のネジ部２５と前記ナット４０のネジ部４２は、左巻きネジ部である。左巻きネジ部にすれば、前記ナット４０を時計回りに回転することによって前記内側スリーブは前記外側スリーブに対して前方向に駆動され、前記装置が締め付けられる。すなわち、左巻きネジ部を用いることにより、前方向は時計回りとなり、逆方向は反時計回りになる。
【００３３】
前記内側スリーブ２０の外面と前記外側スリーブ５０の内面のテーパーの角度は、前記外側スリーブのネジ部分５２の長さと比例して選択される。角度が浅いほど、前記内側スリーブ２０に対する前記外側スリーブ５０の移動は大きくなり、前記取り付け装置１０の拡張は少なくなる。代わりに、角度を深くすれば、前記装置の拡張の前の前記スリーブ群の移動は小さくなる。
【００３４】
前記取り付け装置は、機械に破壊的な過重負担がかかった場合に、シャフトと機械要素の損傷を避ける上で、特に効果的である。本発明の構造の主な利点は、滑る構造であって、機械のシャフトまたは機械要素への損傷なしに、他の機械要素を保護することである。過重負荷によって滑りが生じた場合、装置そのものへの損傷を避けることが可能であり、交換または調整をせずに装置を使用することが可能である。また、この構造は、動作条件によって部品を作る材料の選択が制限される場合に、金属以外の材料を用いて装置を製造することを可能にするものである。
【００３５】
１片で構成された内側スリーブを１片で構成された外側スリーブと合わせて用いることは、正確な回転バランスが必要とされる状況に特に適している。複数片で構成された内側若しくは外側スリーブを取り入れた既知の装置においては、装置を締めたり緩めたりしたときに、そのスリーブを成す複数の片が互いにずれることがあるため、装置の回転バランスが変わってしまう場合がある。そのような複数片スリーブを取り除くことにより、本発明の取り付け装置は、装置使用中の回転アンバランスを削減する。そうすることにより、製造中に前記装置の円周方向のバランスが維持され、前記装置はそのバランスを、通常の動作中も維持することになる。
【００３６】
当業者であれば、本発明の広範な発明概念から逸脱することなく、上述の実施形態に変更若しくは修正を加えられることを認識するであろう。従って、本発明は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、付随の請求の範囲に記述する本発明の範囲と意図の範囲内のあらゆる変更と修正を包含するものと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明の発明の開示、及び発明を実施するための最良の形態は、添付の図面と
合わせて考慮することによって、より理解することができるであろう。
【図１】図１は、取り付け装置の透視図である。
【図２】図２は、図１で図示した取り付け装置の側断面図であり、機械要素およびシャフトと共に示されている。
【図３】図３は、図１で図示した取り付け装置の透視断面図である。
【図４】図４は、図１で図示した取り付け装置の分解透視図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取り付けが原因で起こる滑りを起こさずに、機械要素とシャフト間で全トルクおよび／または推進力を伝達する方法で、機械要素をシャフト上に取り付けるための取り付け装置に関するものである。具体的には、本発明の装置は、機械要素を取り付けるための改善された装置を提供するものであって、前記シャフトの軸方向にもその円周方向にもシャフト上の機械要素の調整を無制限に可能にし、前記機械要素が前記シャフト上に取り付けられた後、固定された軸位置に前記機械要素を維持することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
滑車や歯車のような機械要素をシャフト上に取り付けるための装置を使用することは、よく知られている。円筒状シャフト上に機械要素を取り付けるための既知の装置の１つの難点は、使いにくいことである。幾つかの装置では、例えば、複数の部品を組み立てたり幾つかのネジを調整する必要があったり、或いは機械要素を取り付けるシャフトを修正する必要がある。
【０００３】
度々起こる別の難点は、機械要素をシャフト上に取り付けるとき、シャフト円周上に機械要素を正確に位置づけようとする場合に生じる。具体的には、円周上のある特定の位置に機械要素を位置づけ、前記機械要素がシャフトに取り付けられた後、それがその位置に維持されるのが望ましい。また、シャフトに機械要素を取り付ける前に、前記機械要素を無制限に調整できることが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に従った、使い易い取り付け装置を提供する。前記装置は、単一のナットを締めるだけで摩擦係合をもたらし、前記ナットを緩めることによって摩擦係合を確実に解除するように機械要素を取り付けることを可能にする。前記ナットの締め付けによって生じる摩擦係合は、前記ナットの動作によって確実に解除される。さらに、本装置のデザインは単純な構造であり、製造も比較的安価でできる。
【０００５】
また、本発明は、機械要素を固定位置に維持するための困難も解決するものである。本装置は、取り付け後、機械要素をシャフトに対して軸方向の固定位置に維持する。
【０００６】
本発明は、穴部を有する機械要素をシャフトに同軸上に取り付けるための装置を提供し、その装置には前記機械要素を係合するための外側スリーブと、前記シャフトを係合するための内側スリーブと、前記外側スリーブに対し前記内側スリーブを移動させるためのナットとを含むものである。
【０００７】
好ましくは、前記外側スリーブは、前記機械要素と係合するように構成された外面と、テーパー状内面とを含む。前記テーパー状内面は、前記外側スリーブの前端に近接した小径部と、前記前端から後方に向かって離間した大径部とを有するように構成されている。前記外側スリーブはまた、前記ナット上の対応するコネクタと協働可能なコネクタも含む。好ましくは、前記コネクタは、前記ナットに前記外側スリーブを実質永久的に固定することにより、前記外側スリーブに対して前記ナットが軸方向に大きくずれることを防ぐと同時に、前記外側スリーブに対する前記ナットの回転を可能にするものである。
【０００８】
好ましくは、前記内側スリーブは、前記シャフトを係合するように構成された内穴部と、前記外側スリーブの内面と協働するように構成されたテーパー状外面とを含む。より具体的には、前記外面は、前記内側スリーブの前端に近接した小径部と、前記内側スリーブの前端から後方に向かって離間した大径部とを有する。また、前記内側スリーブは、前記ナット上のネジ部と係合可能なネジ部を含む。
【０００９】
第１の方向に前記ナットを回転させると、前記内側スリーブは前記ナットに対して前方に移動し、それにより、前記内側スリーブの外面の前記大径部が、前記外側スリーブの内面の前記小径部に向かって移動する。前記外側スリーブの内面と前記内側スリーブの外面は、互いに逆向きのテーパー状表面を有しているため、前記スリーブ群の軸方向移動によって、くさび作用が生じる。このくさび作用によって、前記内側スリーブは前記シャフトに向かって収縮し、前記外側スリーブは前記機械要素の穴部に向かって拡張する。第２の方向に前記ナットを回転させると、前記内側スリーブは前記ナットに対して後方に移動し、それにより、前記内側スリーブは前記シャフトから緩まり、前記外側スリーブは前記機械要素の穴部から緩まる。
【００１０】
本発明は、さらに、第１の要素を第２の要素に取り付けるための方法を提供する。この方法は、機械要素をシャフト上に取り付ける場合に特に適している。この方法に従い、内側スリーブが提供される。好ましくは、前記内側スリーブは、テーパー状外面と、前記スリーブの後端に近接したネジ部分と、前記シャフトと協働可能な穴部とを有する。また、外側スリーブも提供される。好ましくは、前記外側スリーブは、前記内側スリーブの外面と協働するテーパー状内穴部と、前記機械要素の穴部と協働可能な外面とを有する。また、前記内側スリーブのネジ部分と協働可能なナットが提供される。前記外側スリーブは前記ナットと接続されることによって、前記外側スリーブが前記ナットに対して軸方向に実質的に移動することが妨げられ、それと同時に前記外側スリーブに対する前記ナットの回転が可能になる。次に、前記内側スリーブおよび外側スリーブを、前記シャフトと前記機械要素の穴部の間に配置する。次に、前記ナットを前方向に回転させて、前記内側スリーブを前記ナットおよび前記外側スリーブに対して前方に駆動することによって、前記内側スリーブの前端を前記ナットから離れるように移動させ、それにより、前記内側スリーブのテーパー状表面は、前記外側スリーブをくさび作用で押し広げ、前記外側スリーブを前記機械要素と接続させ、前記内側スリーブを前記シャフトと接続させる。また、前記ナットを逆方向へ回転させると、前記内側スリーブは前記ナットおよび前記外側スリーブに対して後方に駆動し、前記機械要素から前記外側スリーブを解除し、前記内側スリーブを前記シャフトから解除する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜４を参照し、取り付け装置１０を設計する。前記取り付け装置は、機械要素１２のような第１の要素を、シャフト１５のような第２の要素上に取り付けるように設計される。機械要素１２は、取り付け装置１０の外面に係合する穴部１３を有するものであって、シャフト１５は、機械要素１２の中心を円筒状シャフト１５上に取り付けるよう設計された、取り付け装置１０の内面と係合する表面を有する。この実施例では、機械要素１２はテーパー状の滑らかな穴部１３を有し、この穴部の軸は、シャフト１５の円筒状表面の軸と一致する。前記取り付け装置は、機械要素１２とシャフト１５の間に配置されるように設計され、この取り付け装置の拡張によって、前記機械要素１２は、前記シャフトの軸方向の望ましい任意の位置において、且つ前記シャフトの円周上の任意の角度位置において、前記シャフトに固定される。
【００１２】
取り付け装置１０は、内側スリーブ２０と、外側スリーブ５０と、ロッキングナット４０とを含む。内側スリーブ２０の外面は、以下に説明するように、外側スリーブの内面と協働するように形成される。具体的には、内側スリーブの前端は、フラストコニカル状のテーパー状外面２４を有する。このフラストコニカル状の表面２４は、前記の小径部が前記内側スリーブの前端に近接し、前記の大径部が前端から後方に向かって離間するように構成される。すなわち、フラストコニカル状表面２４の最大直径は、前記内側スリーブの両端の中間に位置し、その表面は前記内側スリーブの前端に向かって内向きにテーパーする。前記スリーブの外面はまた、外向きのネジ部分２５を、前記フラストコニカル状部分の後方に含む。
【００１３】
内側スリーブ２０の形状は円筒状であって、シャフト１５の外面と協働する内穴部を有する。具体的には、前記シャフトの外面がテーパー状若しくはフラストコニカル状であれば、前記内側スリーブの内面は、協働するテーパー状またはフラストコニカル状の表面を有する。この実施例では、前記シャフトは円筒状であって、前記内側スリーブ２０は、シャフト１５の直径に対応する口径の円筒状の穴部を有する。好ましくは、前記内側スリーブの穴部の口径は、シャフト１５よりも若干大きく、それにより、シャフト１５上を動く前記内側スリーブ２０の軸方向および円周方向の自由な滑り運動が可能となるものである。
【００１４】
内側スリーブ２０の穴部は、前記シャフトとの協調運動のために好ましくは全体に円筒形であるが、前記穴部は図２〜３が示すような、口径拡大部分を含む。より具体的には、好ましくは、前記内側スリーブの穴部は、フラストコニカル状の部分２４から後方部分では、前記内側スリーブの、前記フラストコニカル状部分の穴部よりも大きい口径を有する。広口径部分の穴部の長さを、上述の長さよりも短くすることは可能だが、好ましくは、前記広口径の穴部は、最低限、内側スリーブの後端からスロット２２の終点を定める線までの部分と同じ長さである。
【００１５】
この実施例では、前記広口径の穴部を提供するために、前記内側スリーブの後方部分に、カウンターボア２７が作られる。カウンターボア２７の前端は、ショルダーになっている。好ましくは、前記カウンターボアは、前記内側スリーブの前端に近接する穴部の口径より大きい。
【００１６】
さらに以下に説明するように、前記内側スリーブは収縮によってシャフト１５を係合することにより、前記シャフトを押さえつけて固定する。この目的のために、内側スリーブ２０は、前記スリーブの前端から縦に延びるスロット群２２によって分割される複数の部分によって形成される。スロット群２２により、前記内側スリーブは、前記取り付け装置の締め付けまたは解除につれて、径方向にたわむことが可能となる。好ましくは、前記スロットは、前記内側スリーブ２０の後端から内向きに離間した線に沿って終結する。こうすれば、前記内側スリーブ２０の端のネジ部のついた部分は、分割されていない連続した環状部分となる。前記内側スリーブにこの連続部分を設けることによって、軸方向の長さ全体にわたって分割されたスリーブに比べ、より高いネジ部強度と、ナット４０とのより優れたネジ係合とが与えられる。この実施例では、前記内側スリーブは１２１５鉄鋼製であって、等間隔に配置された約５／６４"の幅の６つのスロットを有する。しかし、スロット数および前記スロットの幅、長さ、間隔は、望ましい柔軟性を達成するために変えることが可能である。
【００１７】
内側スリーブ２０は、スリーブの後端から軸方向に延びる複数のスロット群５２を有する単一のスリーブである外側スリーブ５０内にはまるように適合される。軸方向に伸びるスロット群５２により、前記外側スリーブ５０は、前記取り付け装置１０の締め付けおよび解除につれて、径方向にたわむことが可能となる。前記外側スリーブ５０の外面は、係合面５３を有し、この係合面は、前記機械要素１２の内穴部１３と協働するように作られる。例えば、前記機械要素穴部１３を円筒状にし、前記外側スリーブの係合面５３もそれに対応して全体に円筒状にすることが可能である。あるいは代わりに、この実施例では、前記外側スリーブの係合面５３をフラストコニカル状にし、テーパー状の穴部１３を有する機械要素と協働させる。前記フラストコニカル状表面の小径部は、前記外側スリーブ５０の前端に近接し、その大径部は離間してその後方に置かれる。すなわち、フラストコニカル状表面５３の最大直径は、前記外側スリーブの両端の中間に位置し、その表面は前記外側スリーブの前端に向かって内向きにテーパーする。加えて、好ましくは、前記係合面５３は、前記取り付け装置が締め付けられていないときの前記機械要素と前記外側スリーブとの間の自由な滑り運動を可能にする程度に、前記機械要素の穴部１３よりも小さい。
【００１８】
図２、４に示すように、前記外側スリーブ５０の内面は、前記内側スリーブの外面と協働するように作られる。前記内側と外側スリーブは、互いに結合するテーパー状表面を有するものであって、それら表面の協働によって、前記外側スリーブが外向きに押されると同時に、前記内側スリーブが内向きに収縮する。より具体的には、前記外側スリーブ５０の内面は、前記内側スリーブ２０のフラストコニカル状部分２４と同じ角度で、前端に向かってテーパーしている。すなわち、前記外側スリーブの穴部は、前記穴部の小径部が前記外側スリーブの前端に近接し、且つ前記穴部の大径部が前記前端から離間して後方に置かれるようにテーパーされる。こうすることにより、前記内側スリーブ２０は、前記外側スリーブ５０に対して前方に移動し（すなわち図２においては左から右に）、前記内側および外側スリーブの対面するテーパー状表面が協働し、テーパー状の前記外側スリーブ外面を拡張し、前記内側スリーブ２０の円筒状内面を収縮する。加えて、前記内側および外側スリーブは同軸であるため、前記内側スリーブ表面の収縮と外側スリーブ表面の拡張は、そのアセンブリの共通中心軸に対し本質的に平行である。
【００１９】
好ましくは、外周フランジ５４が前記外側スリーブ５０上に、前記外側スリーブの後端に近接して形成される。前記フランジ５４は、前記係合面５３の大径部より大きい外径を有する。これにより、前記フランジ５４の前方ショルダー部分５４ａは、前記機械要素の側面に近接するように作られるので、前記取り付け装置１０が締め付けられたときに、外側スリーブと前記機械要素の間の移動を制限するストップとして動作する。
【００２０】
前記外周フランジ５４のほかに、内周フランジ５５があり、これは前記外側スリーブ５０の後端から径方向に内向きに突き出ている。環状溝５６は、前記外側スリーブ５０の内面に沿って円周上に、前記内周フランジ５５に近接して走る溝である。以下にさらに説明するように、ナット４０が前記溝５６を係合することにより、前記ナットと前記外側スリーブ５０とが接続される。
【００２１】
前記外側スリーブ５０は、前記ナット４０によって、前記内側スリーブ２０に対して移動される。これについて、図２〜４が図示するように、前記ナット４０は、前記内側スリーブ２０のネジ部２５とネジ係合する内部ネジ部４２を有する。前記ナット４０を回転することにより、前記内側スリーブは前記ナットに対して軸方向に移動する。前記外側スリーブ５０は前記ナットに接続されているため、このナットの回転につれて、前記内側スリーブは前記外側スリーブに対して移動する。
【００２２】
前記ナット４０は、前記シャフト１５の直径より大きい内穴部を有する。加えて、好ましくは、前記ナットの外径は、前記外側スリーブ５０の外径より小さい。しかし、一部の用途においては、前記装置の使用に影響を与えることなく、前記ナットを前記外側スリーブより大きくすることが可能であり、この例のように、テーパー状の穴部の機械要素を取り付けるために前記装置が構成される場合は、特にこれに当てはまる。
【００２３】
上述のように、前記ナットが前記外側スリーブに接続されることで、前記ナットと前記外側スリーブの間の軸方向移動が実質的に妨げられる。前記ナット４０と前記外側スリーブ５０の接続を提供するために、径方向に外向きに突き出る外周フランジ４８を前記ナットに配備し、前記フランジに近接して、外周溝４６をつける。好ましくは、前記溝４６の前方および後方側壁は、そのアセンブリの共通軸に対して実質的に垂直である。前記ナット外周フランジ４８と外周溝４６は、前記外側フランジの内周フランジ５５および環状溝５６と協働する。
【００２４】
具体的には、前記ナットの外周フランジ４８は前記外側スリーブの環状溝５６を係合し、前記外側スリーブの内周フランジ５５は前記ナットの外周溝４６を係合する。従って、前記ナットの外周フランジ４８の幅は前記外側スリーブの内周溝５６の幅より若干狭く、前記外側スリーブの内周フランジ５５の幅は、前記ナットの外周溝４６の幅より若干狭い。こうすることで、前記ナットの外周フランジ４８の後方面と、前記外側スリーブの環状溝５６の後方面とが対面し、前記ナットが回転されて前記内側スリーブが前記ナットに対して前方に駆動したときに、前記外側スリーブ５０に対して、後方への軸方向の力がかかる。同様に、前記ナットの外周フランジ４８の前方面は、前記外側スリーブの環状溝５６の前方面と対面し、前記外側スリーブの内周フランジ５５の後方面は前記ナット４０の外周溝の後方面と対面し、前記ナットが回転されて前記内側スリーブが前記ナットに対して後方に駆動したときに、前記外側スリーブに対して、前方への軸方向の力がかかる。
【００２５】
前記外側スリーブの内周フランジ５５の内径は、前記ナットの外周フランジ４８の外径より小さく、前記外側スリーブの内周フランジは前記ナットフランジを超えて前記ナットと接続される必要がある。従って、前記一片の外側スリーブ５０を前記ナット４０と接続するには、前記ナットから外側に突き出ているフランジを超えて前記外側スリーブが拡張できるよう、前記外側スリーブに十分な柔軟性を与える必要がある。そのために、前記外側スリーブ５０は、前記スリーブの後端から軸方向に縦に延びるスロット群５２によって分割される複数の部分によって形成される。前記外側スリーブの全長にわたって延びる１つのスロットを除き、残りの全ての前記スロット群５２は、前記外側スリーブ５０の前端から内向きに離間した１つの線上を終点として終結する。
【００２６】
前記スロット群５２の終点と、前記全長にわたって延びるスロットとによって、前記分割部分を結合する分割ウェブ６２が前記前端に作られる。この実施例では、前記内側スリーブは１２１５鉄鋼製であって、等間隔に配置された約５／６４"の幅の６つのスロットを有するものであって、前記スロット群のうち５つは終点のあるスロットであって、１つは全長にわたって延びるスロットである。しかし、スロット数および前記スロットの幅、長さ、間隔は、必要な柔軟性を達成するために変えることが可能である。図３において最も明確に示されるように、前記終点のあるスロット２２は前記外側スリーブの前端の直前をスロットの終点とするため、前記ウェブ６２は前記外側スリーブの前端にて最も太く、前記外側スリーブの後端に向かって延びるにつれて内向きにテーパーする。これにより、前端における前記ウェブ６２の軸長は、前記外側スリーブが径方向にたわむために十分に短くなるため、前記外側スリーブと前記ナットとの接続が可能になる。
【００２７】
前記取り付け装置１０は、次のように組み立てられる。前記ナット４０を前記内側スリーブ２０上にネジ止めする。前記外側スリーブ５０を前記内側スリーブ２０にかぶせ、前記外側スリーブの内周フランジ５５が前記ナットの外周フランジ４８と係合するまで滑らせることによって、前記外側スリーブ５０を前記ナット４０に接続する。組み立てを行う間に前記外側スリーブを前記内側スリーブ上で滑らせるため、好ましくは、前記ナットを前記内側スリーブ上に十分な距離にネジ止めすることにより、前記内側および外側スリーブにあって結合するフラストコニカル状表面２４，５３が、組み立て中に互いに係合しないようにする。
【００２８】
前記外側スリーブ５０を前記内側スリーブ２０に被せて滑らせた後、前記外側スリーブを次のようにして前記ナットに被せて駆動することによって、前記外側スリーブを前記ナット４０に接続する。前記外側スリーブと前記ナットが係合すると、前記外側スリーブはたわんで径方向に外側に拡張し、前記ナットフランジ４８を超える。この径方向拡張を可能にするために、前記外側スリーブの内周フランジ５５の後方面は、図２のように面取りされる。前記外側スリーブの内周フランジ５５が前記ナット外周フランジ４８を超えて移動するまで、前記外側スリーブを前記ナットに対して後方に移動する。すると、前記外側スリーブが弾性収縮することにより、前記外側スリーブの内周フランジ５５が、前記ナット外周を取り巻く溝４６と係合し、前記ナット外周フランジ４８が、前記外側スリーブの環状溝５６と係合する。このようにして、前記外側スリーブ５０は前記ナット４０にしっかりと係合される。
【００２９】
上述のように構成された取り付け装置１０は、次のように動作する。前記装置１０をシャフト１５のような第１の要素上に滑らせて前記装置を第１の要素に取り付けることにより、前記シャフトは前記内側スリーブ２０の内穴部および前記ナット４０の穴部を通って滑るようになる。次に、機械要素１２のような第２の要素を前記シャフト上から前記取り付け装置上へと滑らせ、前記第２の機械要素を前記装置に取り付けることによって、前記外側スリーブ５０の外面を前記機械要素の穴部１３と係合させる。好ましくは、前記機械要素の側面が前記外側スリーブ５０の外周フランジ５４の前方のショルダーに当たるように、前記機械要素を前記取り付け装置１０に配置する。あるいは代わりに、前記取り付け装置１０を前記機械要素の穴部１３へ先に挿入してから、前記取り付け装置と前記機械要素とを合わせた状態で前記シャフト１５上を滑らせることも可能である。いずれの方法の場合も、前記内側スリーブ２０の穴部が前記シャフトと向き合い、前記外側スリーブ５０の外部係合面５３が前記機械要素１２の穴部と向き合うように、前記取り付け装置を前記シャフト上に配置する。
【００３０】
前記機械要素を前記シャフト上に固定するために、前記ナットを回転する。図２が示すように、前記外側スリーブに対して前記内側スリーブを前方に移動させることによって、前記内側および外側スリーブのくさび作用が与えられる。具体的には、前記装置が緩められた位置にあるとき、前記内側スリーブは前記外側スリーブ内にあるため、前記内側スリーブのフラストコニカル状部分２４の大径部は、前記内側スリーブのフラストコニカル状部分の大径部と最低限同じ大きさである口径を有する外側スリーブ穴部の一部分に位置づけられる。すなわち、この緩められた位置において、内側スリーブ２０は外側スリーブの穴部とは接触せず、くさび作用ないしクランプ力は与えられない。
【００３１】
前記ナット４０を前方に回転することにより、前記内側スリーブ２０は前記外側スリーブ５０に対して前方へ移動するため、前記内側スリーブのフラストコニカル状部分のテーパー状表面が、前記外側スリーブの内側のテーパー状の穴部を通って進む。前記外側スリーブは、前端より小さい口径の穴部へ向かって内向きにテーパーするため、前記内側スリーブを前方へ駆動することによって前記外側スリーブにくさび力がかかり、前記外側スリーブは径方向に外側へそれて拡張し、前記機械要素の穴部１３へと入り、前記機械要素に固定される。同時に、前記くさび力によって前記内側スリーブが径方向に内側へたわむため、前記内側スリーブの収縮により前記内側スリーブが前記シャフト上に固定される。前記機械要素、取り付け装置、シャフトの間の接続を解除するには、前記ナットを逆方向に回転させるだけである。この逆回転によって、前記内側スリーブは前記外側スリーブに対して後方に移動する。このように前記内側スリーブが後方へ移動することで、前記内側スリーブのフラストコニカル状部分２４の大径部が、前記外側スリーブのテーパー状の穴部の、より大きい口径部分へと引き込まれると同時に、互いに干渉し合うテーパー状表面によって与えられるくさび力が解除される。このようにして、前記ナットを逆方向へ回転することにより、前記外側スリーブが前記機械要素から緩まり、前記内側スリーブが前記シャフトから緩まる。
【００３２】
上述のように、好ましくは、前記ナットを前方に回転して前記取り付け装置を締め付ける。好ましくは、協働する前記内側スリーブ２０のネジ部２５と前記ナット４０のネジ部４２は、左巻きネジ部である。左巻きネジ部にすれば、前記ナット４０を時計回りに回転することによって前記内側スリーブは前記外側スリーブに対して前方向に駆動され、前記装置が締め付けられる。すなわち、左巻きネジ部を用いることにより、前方向は時計回りとなり、逆方向は反時計回りになる。
【００３３】
前記内側スリーブ２０の外面と前記外側スリーブ５０の内面のテーパーの角度は、前記外側スリーブのネジ部分５２の長さと比例して選択される。角度が浅いほど、前記内側スリーブ２０に対する前記外側スリーブ５０の移動は大きくなり、前記取り付け装置１０の拡張は少なくなる。代わりに、角度を深くすれば、前記装置の拡張の前の前記スリーブ群の移動は小さくなる。
【００３４】
前記取り付け装置は、機械に破壊的な過重負担がかかった場合に、シャフトと機械要素の損傷を避ける上で、特に効果的である。本発明の構造の主な利点は、滑る構造であって、機械のシャフトまたは機械要素への損傷なしに、他の機械要素を保護することである。過重負荷によって滑りが生じた場合、装置そのものへの損傷を避けることが可能であり、交換または調整をせずに装置を使用することが可能である。また、この構造は、動作条件によって部品を作る材料の選択が制限される場合に、金属以外の材料を用いて装置を製造することを可能にするものである。
【００３５】
１片で構成された内側スリーブを１片で構成された外側スリーブと合わせて用いることは、正確な回転バランスが必要とされる状況に特に適している。複数片で構成された内側若しくは外側スリーブを取り入れた既知の装置においては、装置を締めたり緩めたりしたときに、そのスリーブを成す複数の片が互いにずれることがあるため、装置の回転バランスが変わってしまう場合がある。そのような複数片スリーブを取り除くことにより、本発明の取り付け装置は、装置使用中の回転アンバランスを削減する。そうすることにより、製造中に前記装置の円周方向のバランスが維持され、前記装置はそのバランスを、通常の動作中も維持することになる。
【００３６】
当業者であれば、本発明の広範な発明概念から逸脱することなく、上述の実施形態に変更若しくは修正を加えられることを認識するであろう。従って、本発明は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、付随の請求の範囲に記述する本発明の範囲と意図の範囲内のあらゆる変更と修正を包含するものと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明の発明の開示、及び発明を実施するための最良の形態は、添付の図面と
合わせて考慮することによって、より理解することができるであろう。
【図１】図１は、取り付け装置の透視図である。
【図２】図２は、図１で図示した取り付け装置の側断面図であり、機械要素およびシャフトと共に示されている。
【図３】図３は、図１で図示した取り付け装置の透視断面図である。
【図４】図４は、図１で図示した取り付け装置の分解透視図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴部を有する機械要素をシャフトに同軸上に取り付けるための装置であって、
ネジ部と第１のコネクタとを有するナットと、
前記機械要素と係合するための外側スリーブであって、
前記機械要素の前記穴部と協働するように構成された外面と、
テーパー状内面であって、前記内面は前記外側スリーブの前端に近接する小径部と前記前端から後方に向かって離間した大径部とを有するものである、前記テーパー状内面と、
前記外側スリーブに沿って長手方向に延出する少なくとも１つの軸方向スロットであって、前記外側スリーブの外面の拡張を可能にするものである、前記軸方向スロットと、
第２のコネクタであって、第１のコネクタと協働して前記外側スリーブを前記ナットに接続することにより、前記ナットに対して前記外側スリーブの実質的な軸方向変位を妨げ、それと同時に前記内側スリーブに対する前記外側スリーブの回転を可能にするものである、前記第２のコネクタと
を有するものである、前記外側スリーブと、
前記シャフトを取り囲む内側スリーブであって、
テーパー状外面であって、前記外側スリーブの前記テーパー状内面のテーパー角に対応し、前記内側スリーブの前端に近接する小径部と前記内側スリーブの前端から後方に向かって離間した大径部とを有するものである、前記テーパー状外面と、
前記シャフトの直径に対応するする内穴部と、
前記内側スリーブの前端から離れた位置にあり、前記ナットのネジ部分と協働するネジ部分と
を有するものである、前記内側スリーブと
を有する装置であり、
前記ナットを第１の方向に回転すると、前記内側スリーブは前記ナットに対して前方に移動し、それにより、前記内側スリーブの外面の前記大径部は前記外側スリーブ内面の前記小径部に向かって移動し、それにより、前記内側スリーブは収縮して前記シャフトを押さえつけて、前記外側スリーブは前記機械要素の前記穴部に向かって拡張するものであり、且つ、前記ナットを第２の方向に回転すると、前記内側スリーブは前記ナットに対して後方に移動し、それにより、前記内側スリーブは前記シャフトから緩まり、前記外側スリーブは前記機械要素の穴部から緩まるものである、装置。
【請求項２】
請求項１の装置において、前記外側スリーブは、前記外側スリーブに沿って長手方向に延出する複数の軸方向スロットを有するものであって、前記スロットの構成および配向は、前記外側スリーブがたわんで前記ナットの第１のコネクタに適合することが可能となるように径方向に十分な柔軟性を提供するものである。
【請求項３】
請求項２の装置において、前記第１のコネクタは、外周を取り巻く溝を有するものであって、前記第２のコネクタは、径方向に内向きに突き出たフランジを有するものであって、前記外側スリーブは、前記外側スリーブが収縮して前記フランジが前記溝に適合できるよう、十分な弾性を有するものである。
【請求項４】
請求項１の装置において、前記外側スリーブの外面は小径部を有し、前記ナットは、前記外側スリーブの外径の小径部より大きい外径を有するものである。
【請求項５】
請求項１の装置において、前記外側スリーブの外面は大径部を有し、前記外側スリーブは、前記外側スリーブ外面の大径部に近接する、径方向に外向きに延出した外周フランジを有するものである。
【請求項６】
請求項１の装置において、前記内側スリーブの一端は、円周に沿って連続しているものである。
【請求項７】
請求項１の装置において、前記外側スリーブは、前記外側スリーブが径方向に弾性によりたわむことが可能となるウェブにより接続された複数の部分を形成する複数のスロットを有する１片のスリーブである。
【請求項８】
請求項１の装置において、前記外側スリーブは、前記機械要素と係合可能なストップを有するものであって、このストップにより、前記外側スリーブと前記機械要素の間の相対的な軸方向変位が妨げられるものである。
【請求項９】
穴部を有する機械要素をシャフトに同軸上に取り付けするための装置であって、
前記シャフトを取り囲み、前端と後端を有するワンピースの内側スリーブであって、
前記後端に近接するネジ部分と、
前記ネジ部分に近接する大径部と、前記大径部から前記内側スリーブの前端に向かって離間した小径部とを有するフラストコニカル状外面と、
前記シャフトと協働するように構成された内穴部と
を有するものである、前記内側スリーブと、
ネジ部を一方の端に有し、外周を取り巻くフランジを遠端に有するナットと、
前記機械要素と係合する、前端と後端を有する外側スリーブであって、
前記内側スリーブのテーパー状外面の傾斜角度に対応する、後端に近接する大径部と前端に近接する小径部とを有するフラストコニカル状内面と、
前記機械要素の穴部に対応する外面と、
前記ナットのフランジと係合する、円周上のインターロックと
を有するものである、前記外側スリーブと
を有し、
前記ナットを回転させると、前記ナットのネジ部は前記内側スリーブのネジ部と係合して、前記ナットに対し１つの方向に前記内側スリーブを移動させ、それにより、前記外側スリーブは前記内側スリーブ外面の大径部を前記内側スリーブ内面の小径部に向けて移動し、これらの移動によって、前記内側スリーブの内穴部が収縮して前記シャフトを押さえつけ、前記外側スリーブの外面は前記機械要素の穴部に向かって拡張するものである、装置。
【請求項１０】
請求項９の装置において、前記フランジは径方向に外向きに延出し、前記ナットはさらに、前記フランジに近接する環状溝を有するものであって、前記外側スリーブは、前記フランジを覆って適合するよう曲がってから収縮するために十分な弾性を有する１片のスリーブであって、それにより、前記円周上インターロックを移動して前記円周を取り巻く溝と係合させるものである。
【請求項１１】
請求項９の装置において、前記外側スリーブは、前記外側スリーブの前端に近接する小径部と、前記小径部から後方に向かって離間した大径部とを有するフラストコニカル状外面とを有するものである。
【請求項１２】
請求項１１の装置において、前記ナットは、前記外周スリーブ外面の大径部より大きい外径を有するものである。
【請求項１３】
請求項９の装置において、前記外側スリーブは、前記機械要素と係合可能なストップを有するものであって、このストップにより、前記外側スリーブと前記機械要素の間の相対的な軸方向変位が妨げられるものである。
【請求項１４】
請求項９の装置において、前記内側スリーブの一端は、円周に沿って連続しているものである。
【請求項１５】
機械要素をシャフト上に取り付けるための方法であって、
前端と後端を有する内側スリーブを提供する工程であって、
テーパー状外面と、
後端に近接するネジ部分と、
前記シャフトと協働可能な穴部と
を有する前記内側スリーブを提供する工程と、
外側スリーブを提供する工程であって、
前記内側スリーブの外面と協働するようテーパー状に構成された内穴部と、
前記機械要素の穴部と協働する外面と
を有する前記外側スリーブを提供する工程と、
前記内側スリーブのネジ部分と協働可能なネジ部分を有するナットを提供する工程と、
前記外側スリーブを前記ナットに接続する工程であって、前記ナットに対して前記外側スリーブが軸方向に実質的に移動することを妨げると同時に、前記外側スリーブに対する前記ナットの回転を可能にするものである、前記接続する工程と、
前記内側スリーブと前記外側スリーブを、前記シャフトと前記機械要素の前記穴部の間に配置する工程と、
前記内側スリーブを前記ナットおよび前記外側スリーブに対して前方に駆動するように前記ナットを前方向で回転させる工程であって、これにより、前記内側スリーブの前端を前記ナットから離れるように移動することにより、前記内側スリーブのテーパー状表面は前記外側スリーブをくさび作用で押し広げ、前記外側スリーブは前記機械要素と接続し、前記内側スリーブは前記シャフトと接続するものである、前記ナットを前方向で回転させる工程と
を有し、
前記ナットの逆方向への回転は、前記内側スリーブを前記ナットおよび前記外側スリーブに対して後方に駆動し、前記機械要素から前記外側スリーブを解除し、前記内側スリーブを前記シャフトから解除する。
【請求項１６】
請求項１５の方法において、前記外側スリーブのテーパー状の穴部は、ナットから離れて、前記外側スリーブの前端に近接する小径部を有し、前記内側スリーブを前記小径部に通すように駆動する前方向で前記ナットを回転させる工程を有するものである。
【請求項１７】
請求項１５の方法において、前記ナットは第１のインターロッキング要素を有し、前記外側スリーブは第２のインターロッキング要素を有し、前記外側スリーブを前記ナットに接続する工程は、前記外側スリーブを前記ナットに向けて駆動することを有し、それにより、前記外側スリーブを径方向にたわませ、第２のインターロッキング要素が第１のインターロッキング要素を乗り越えるようにするものである。
【請求項１８】
請求項１７の方法において、前記外側スリーブは、前記第２のインターロッキング要素が前記第１のインターロッキング要素を乗り越えた後に、径方向に弾性移動し、それにより、前記第１と第２のインターロッキング要素を相互連結するものである。
【請求項１】
穴部を有する機械要素をシャフトに同軸上に取り付けるための装置であって、
ネジ部と第１のコネクタとを有するナットと、
前記機械要素と係合するための外側スリーブであって、
前記機械要素の前記穴部と協働するように構成された外面と、
テーパー状内面であって、前記内面は前記外側スリーブの前端に近接する小径部と前記前端から後方に向かって離間した大径部とを有するものである、前記テーパー状内面と、
前記外側スリーブに沿って長手方向に延出する少なくとも１つの軸方向スロットであって、前記外側スリーブの外面の拡張を可能にするものである、前記軸方向スロットと、
第２のコネクタであって、第１のコネクタと協働して前記外側スリーブを前記ナットに接続することにより、前記ナットに対して前記外側スリーブの実質的な軸方向変位を妨げ、それと同時に前記内側スリーブに対する前記外側スリーブの回転を可能にするものである、前記第２のコネクタと
を有するものである、前記外側スリーブと、
前記シャフトを取り囲む内側スリーブであって、
テーパー状外面であって、前記外側スリーブの前記テーパー状内面のテーパー角に対応し、前記内側スリーブの前端に近接する小径部と前記内側スリーブの前端から後方に向かって離間した大径部とを有するものである、前記テーパー状外面と、
前記シャフトの直径に対応するする内穴部と、
前記内側スリーブの前端から離れた位置にあり、前記ナットのネジ部分と協働するネジ部分と
を有するものである、前記内側スリーブと
を有する装置であり、
前記ナットを第１の方向に回転すると、前記内側スリーブは前記ナットに対して前方に移動し、それにより、前記内側スリーブの外面の前記大径部は前記外側スリーブ内面の前記小径部に向かって移動し、それにより、前記内側スリーブは収縮して前記シャフトを押さえつけて、前記外側スリーブは前記機械要素の前記穴部に向かって拡張するものであり、且つ、前記ナットを第２の方向に回転すると、前記内側スリーブは前記ナットに対して後方に移動し、それにより、前記内側スリーブは前記シャフトから緩まり、前記外側スリーブは前記機械要素の穴部から緩まるものである、装置。
【請求項２】
請求項１の装置において、前記外側スリーブは、前記外側スリーブに沿って長手方向に延出する複数の軸方向スロットを有するものであって、前記スロットの構成および配向は、前記外側スリーブがたわんで前記ナットの第１のコネクタに適合することが可能となるように径方向に十分な柔軟性を提供するものである。
【請求項３】
請求項２の装置において、前記第１のコネクタは、外周を取り巻く溝を有するものであって、前記第２のコネクタは、径方向に内向きに突き出たフランジを有するものであって、前記外側スリーブは、前記外側スリーブが収縮して前記フランジが前記溝に適合できるよう、十分な弾性を有するものである。
【請求項４】
請求項１の装置において、前記外側スリーブの外面は小径部を有し、前記ナットは、前記外側スリーブの外径の小径部より大きい外径を有するものである。
【請求項５】
請求項１の装置において、前記外側スリーブの外面は大径部を有し、前記外側スリーブは、前記外側スリーブ外面の大径部に近接する、径方向に外向きに延出した外周フランジを有するものである。
【請求項６】
請求項１の装置において、前記内側スリーブの一端は、円周に沿って連続しているものである。
【請求項７】
請求項１の装置において、前記外側スリーブは、前記外側スリーブが径方向に弾性によりたわむことが可能となるウェブにより接続された複数の部分を形成する複数のスロットを有する１片のスリーブである。
【請求項８】
請求項１の装置において、前記外側スリーブは、前記機械要素と係合可能なストップを有するものであって、このストップにより、前記外側スリーブと前記機械要素の間の相対的な軸方向変位が妨げられるものである。
【請求項９】
穴部を有する機械要素をシャフトに同軸上に取り付けするための装置であって、
前記シャフトを取り囲み、前端と後端を有するワンピースの内側スリーブであって、
前記後端に近接するネジ部分と、
前記ネジ部分に近接する大径部と、前記大径部から前記内側スリーブの前端に向かって離間した小径部とを有するフラストコニカル状外面と、
前記シャフトと協働するように構成された内穴部と
を有するものである、前記内側スリーブと、
ネジ部を一方の端に有し、外周を取り巻くフランジを遠端に有するナットと、
前記機械要素と係合する、前端と後端を有する外側スリーブであって、
前記内側スリーブのテーパー状外面の傾斜角度に対応する、後端に近接する大径部と前端に近接する小径部とを有するフラストコニカル状内面と、
前記機械要素の穴部に対応する外面と、
前記ナットのフランジと係合する、円周上のインターロックと
を有するものである、前記外側スリーブと
を有し、
前記ナットを回転させると、前記ナットのネジ部は前記内側スリーブのネジ部と係合して、前記ナットに対し１つの方向に前記内側スリーブを移動させ、それにより、前記外側スリーブは前記内側スリーブ外面の大径部を前記内側スリーブ内面の小径部に向けて移動し、これらの移動によって、前記内側スリーブの内穴部が収縮して前記シャフトを押さえつけ、前記外側スリーブの外面は前記機械要素の穴部に向かって拡張するものである、装置。
【請求項１０】
請求項９の装置において、前記フランジは径方向に外向きに延出し、前記ナットはさらに、前記フランジに近接する環状溝を有するものであって、前記外側スリーブは、前記フランジを覆って適合するよう曲がってから収縮するために十分な弾性を有する１片のスリーブであって、それにより、前記円周上インターロックを移動して前記円周を取り巻く溝と係合させるものである。
【請求項１１】
請求項９の装置において、前記外側スリーブは、前記外側スリーブの前端に近接する小径部と、前記小径部から後方に向かって離間した大径部とを有するフラストコニカル状外面とを有するものである。
【請求項１２】
請求項１１の装置において、前記ナットは、前記外周スリーブ外面の大径部より大きい外径を有するものである。
【請求項１３】
請求項９の装置において、前記外側スリーブは、前記機械要素と係合可能なストップを有するものであって、このストップにより、前記外側スリーブと前記機械要素の間の相対的な軸方向変位が妨げられるものである。
【請求項１４】
請求項９の装置において、前記内側スリーブの一端は、円周に沿って連続しているものである。
【請求項１５】
機械要素をシャフト上に取り付けるための方法であって、
前端と後端を有する内側スリーブを提供する工程であって、
テーパー状外面と、
後端に近接するネジ部分と、
前記シャフトと協働可能な穴部と
を有する前記内側スリーブを提供する工程と、
外側スリーブを提供する工程であって、
前記内側スリーブの外面と協働するようテーパー状に構成された内穴部と、
前記機械要素の穴部と協働する外面と
を有する前記外側スリーブを提供する工程と、
前記内側スリーブのネジ部分と協働可能なネジ部分を有するナットを提供する工程と、
前記外側スリーブを前記ナットに接続する工程であって、前記ナットに対して前記外側スリーブが軸方向に実質的に移動することを妨げると同時に、前記外側スリーブに対する前記ナットの回転を可能にするものである、前記接続する工程と、
前記内側スリーブと前記外側スリーブを、前記シャフトと前記機械要素の前記穴部の間に配置する工程と、
前記内側スリーブを前記ナットおよび前記外側スリーブに対して前方に駆動するように前記ナットを前方向で回転させる工程であって、これにより、前記内側スリーブの前端を前記ナットから離れるように移動することにより、前記内側スリーブのテーパー状表面は前記外側スリーブをくさび作用で押し広げ、前記外側スリーブは前記機械要素と接続し、前記内側スリーブは前記シャフトと接続するものである、前記ナットを前方向で回転させる工程と
を有し、
前記ナットの逆方向への回転は、前記内側スリーブを前記ナットおよび前記外側スリーブに対して後方に駆動し、前記機械要素から前記外側スリーブを解除し、前記内側スリーブを前記シャフトから解除する。
【請求項１６】
請求項１５の方法において、前記外側スリーブのテーパー状の穴部は、ナットから離れて、前記外側スリーブの前端に近接する小径部を有し、前記内側スリーブを前記小径部に通すように駆動する前方向で前記ナットを回転させる工程を有するものである。
【請求項１７】
請求項１５の方法において、前記ナットは第１のインターロッキング要素を有し、前記外側スリーブは第２のインターロッキング要素を有し、前記外側スリーブを前記ナットに接続する工程は、前記外側スリーブを前記ナットに向けて駆動することを有し、それにより、前記外側スリーブを径方向にたわませ、第２のインターロッキング要素が第１のインターロッキング要素を乗り越えるようにするものである。
【請求項１８】
請求項１７の方法において、前記外側スリーブは、前記第２のインターロッキング要素が前記第１のインターロッキング要素を乗り越えた後に、径方向に弾性移動し、それにより、前記第１と第２のインターロッキング要素を相互連結するものである。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００７−５０９２９８（Ｐ２００７−５０９２９８Ａ）
【公表日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３６７７６（Ｐ２００６−５３６７７６）
【出願日】平成１６年１０月２０日（２００４．１０．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３４８３０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４２９８９
【国際公開日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（５０６１３９５０９）フェナー ユー．エス．、インク． (2)
【公表日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２０日（２００４．１０．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３４８３０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４２９８９
【国際公開日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（５０６１３９５０９）フェナー ユー．エス．、インク． (2)
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