(57)【要約】テーパークランプ装置（１０）はシャフト（３）とハブ（１）を接続するために用いられ、該シャフト（３）の外周面（４）と該ハブ（１）の内周面（２）の間の空間内に配置されている。本装置は、一つの円筒状周面（６）及び少なくとも一つのこれと同軸のテーパー周面（９、１１）を有するメインテーパーリング（５）と、前記円筒状周面（２、４）と接する円筒状周面（１４、１５）を有し該メインテーパーリング（５）のテーパー状の周面（９、１１）に同一角度の対応する直径で接するテーパー面（１６、１７）を有する別の少なくとも二つのテーパーリング（１２、１３）と、これらテーパーリング（１２、１３）が該メインテーパーリング（５）のテーパー面（９、１１）上を滑ることにより軸方向に引っ張られて軸方向に拡張し円筒状周面（２、４）とテーパーリング（５、１２、１３）とのクランプを発生させるように全周に亘って分散配置され軸心に平行なクランプネジ（１８、１８’）を、を含んでいる。クランプ時に発生する圧縮力により生じる負荷の大きいほうのテーパーリングが、他のテーパーリングより大きな材料降伏強さをもっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にシャフトのような円筒状の外周面（４）を有する内側部材（３）を、特にハブのような円筒外周面（４）より大きな径の円筒状内周面（２）を規定する空洞部を有する外側部材（１）に接続するテーパークランプ装置であって、
該外周面（４）と内周面（２）の径方向空間内に配置され、円筒状の周面（６、２７）及び軸心に同心で少なくとも一つのテーパーの周面（１６、１７と２８）を有するメインテーパーリング（５、２５）と、
円筒状周面（４と２）に接する円筒状周面（１４、１５と３９、４０）、及びメインテーパーリング（５、２５）のテーパー周面（９、１１と２８）と同じ角度の対応する径で接するテーパー周面（１６、１７と３４、３５）を有する二つのテーパーリング（１２、１３と３２、３３）と、
少なくとも一部がネジ（１８、１８’）の頭部（１９）とは反対側にあるテーパーリング（１３、３３）のネジ穴（２２、３６）とネジで噛み合っており、それによりテーパーリング（１２、１３と３２、３３）が、メインテーパーリング（５、２５）のテーパー面（９、１１と２８）上を滑ることにより、軸方向に引っ張られ、その時に径方向に拡張し、該円筒状周面（２、４）とテーパーリング（５、１２、１３と２５、３２、３３）とのクランプを発生させるような、全周に亘って分散配置され頭部（１９）を有して軸心に平行なクランプネジ（１８、１８’）と、を備えている構成において、
クランプ時に発生する圧縮力により生じる負荷の大きい方のテーパーリングが、他のテーパーリングより大きい降伏強さを持っていることを特徴とするテーパークランプ装置。
【請求項２】
前記テーパーリング（１２、１３と３２、３３）は同じ鋼で出来ており、大きな負荷を受ける方のテーパーリング（１２、３２）が大きな降伏強さになるように熱処理されていることを特徴とする、請求項１に記載のテーパークランプ装置。
【請求項３】
前記テーパーリング（１２、１３と３２、３３）は異なった鋼で出来ており、大きな負荷を受ける方のテーパーリング（１２、１３）がより大きな降伏強さをもつ鋼でつくられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のテーパークランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は請求項１の前提要件部に記載した種類のテーパークランプ装置に関するものである。
【０００２】
この種のテーパークランプ装置は色々な形態のものが公知となっている。一つの例は米国特許第３９５８８８８号明細書に記載のものが挙げられる。これは所謂ダブルテーパークランプ装置に関するもので、メインテーパーリングはダブルテーパーリングで構成しており、その肉厚は中央で最も大きく、中央部から張り出す二つのテーパー面は軸方向外側に向かって肉厚が小さくなっている。両方のテーパー面にはそれぞれ一つのテーパーリングが配置されている。軸方向に一つの方向からクランプネジの頭を締め付けることにより、該テーパーリングをお互いに軸方向に引きつけて、クランプを行っている。
【０００３】
別の例は欧州特許出願公開第１４３９９９Ａ１号明細書に記載のものが挙げられる。この例では、メインテーパーリングは、一つの円筒状内周面と一つのテーパー周面を有する簡単なテーパーリングで構成しており、その上に二つのテーパーリングが並んで配置されている。クランプネジは、メインテーパーリングの肉厚の厚い終端に配置したラジアルフランジを通じて、一つはラジアルフランジに隣接したテーパーリングの部分、もう一つは外側テーパーリングの部分に延伸している。
【０００４】
前記クランプネジを締め付けると、前記テーパーリングは種々な負荷を受けることになる。上述のダブルテーパークランプ装置では、摩擦の状態にもよるが、クランプネジの締め付け時に、ネジの頭部に隣接したテーパーリングがより大きな負荷を受ける。簡単なテーパーリングで構成したメインテーパーリングでは、ラジアルフランジに隣接したテーパーリングが、そこでのメインテーパーリングの肉厚が大きいため、シャフトに十分な面圧を与えるように、より大きな径方向のクランプ力を発生させねばならない。ゆえに、本テーパーリングは多くの数のクランプネジあるいは強力なクランプネジを有し、それにより負荷がさらに大きくなる。
【０００５】
ネジの締め付け時、そして殊に曲げ張力が重なる時に、前記テーパーリングは降伏強さを超えるような大きな負荷により塑性変形を始めるようなことがしばしば起きる。それにより、伝達可能な回転モーメントが低下する場合がある。さらに、永久変形したテーパーリングは、変形や形くずれにより、分解が困難となる。
【０００６】
本発明の課題は、拡張クランプ装置で強く負荷を受けるテーパーリングの塑性変形を避けることにある。
【０００７】
上記課題は請求項１で記載している本発明の構成により解決される。
【０００８】
本発明では、両テーパーリングは異なる降伏強さを有しており、大きな負荷のテーパーリングがより大きな降伏強さを有している。こうすることにより、大きな力を受けるテーパーリングが早期に塑性変形することを防いでいる。
【０００９】
請求項２に記載の実施形態では、必要に応じて選んだ鋼を熱処理することにより大きな降伏強さを得ており、それにより両方のテーパーリングを同じ鋼とすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の実施形態では、必要とするテーパーリングに合わせて対応材料を選ぶことにより、大きな降伏強さを持たせることもあり、それによりテーパーリングを色々な鋼とすることも可能である。
【００１１】
次に添付図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１の実施形態では、空洞部４２のあるハブの構造をした外側部材１に円筒状の内周面２を設けている。空洞部４２の中には、内側部材３としてのシャフトが配置されており、軸心Ａに同心で円筒状のその外周面４は内周面２より小さい径となっている。内周面２と外周面４の間の径方向空間には、３つの別々のテーパーリングからなり全体として番号１０で示しているテーパークランプ装置を設けている。メインテーパーリング５は円筒状の外周面６をもっており、その外周面は内側から内周面２に接している。メインテーパーリング５は、軸方向に見て中央部に径方向内側に突出したセンターリブ７を有しており、該リブは、その円筒状内周面８で内側部材３（シャフト）の外周面４に接している。センターリブ７から径方向外側において軸方向両側に向かって、内周面を構成するテーパー面９ないし１１が拡がっており、最大の肉厚が中央部になるような構造になっている。テーパー面９、１１は軸心Ａに対して同心であり、一般的に自己クランプを発揮できる範囲、即ち７°以下のテーパー角度を有している。
【００１３】
いわゆるダブルテーパーリングの構造となっているメインテーパーリング５は、追加の二つのシングルテーパーリング１２、１３（テーパー部が一つのテーパーリング）と共に機能し、これらテーパーリングはそれぞれ円筒状内周面１４、１５をもっており、これら内周面は内側構成部材３の外周面４に接している。テーパーリング１２、１３の外周面１６、１７にはテーパー面９、１１と同じテーパー角度とテーパー面を設けており、テーパー面９と１６及びテーパー面１１と１７がお互いに接するような径になっている。
【００１４】
テーパーリング１２、１３及びセンターリブ７には、軸方向に並んだ穴が設けられており、その穴には軸心Ａに平行なクランプネジ１８がネジ留めされている。これらネジは全周に分散配置されている。クランプネジ１８には頭部１９があり、該頭部はテーパーリング１２の左側に位置しており、テーパーリング１２の端面に接している。各クランプネジは、テーパーリング１２ないしセンターリブ７にある貫通穴２０と２１の中を通っており、そのネジ部にてテーパーリング１３のネジ穴２２と噛み合っている。各クランプネジを締め付けると、テーパーリング１２、１３はお互いに移動し、お互いが径方向に膨脹することにより、外側構成部材１と内側構成部材２をクランプする。
【００１５】
テーパーリング１２とセンターリブ７には、センターリブ７ないしはテーパーリング１３の穴のあいていない位置に、クランプ解除用ネジ２３、２４が設けられており、それにより、該メインテーパーリング５からテーパーリング１２が、そして該メインテーパーリング５からテーパーリング１３が押し出し可能になっている。
【００１６】
図２と図３から分かるように、本実施形態ではネジ穴２２を切っている１１カ所のクランプネジがテーパーリング１３に円周に亘って分散配置されている。加えて、ネジ穴２３を切った５カ所の押し出し用ネジと更に５カ所の貫通穴２４’をテーパーリング１２に設けており、押し出し用ネジ２４に到達できるようにしている。
【００１７】
図１の左側のテーパーリング１２は、クランプネジ１８を締めると強く負荷を受ける。特に曲げ応力が重なるときに塑性変形を避けるために、テーパーリング１２はテーパーリング１３よりも高い降伏強さを持たせている。テーパーリング１２と１３はそれ自体同じ鋼であるが、テーパーリング１２では熱処理により降伏強さを例えば７００Ｎ／ｍｍ２から９００Ｎ／ｍｍ２にアップし、一方でテーパーリング１３は熱処理をしないままにしている。テーパーリング１２にはテーパーリング１３と異なる材料で元々、テーパーリング１３の鋼より高い降伏強さを持っているものを選ぶことによって、同じ効果を得ることもある。
【００１８】
図４から図６の実施形態では、機能的に対応する部材についての参照符号は先の実施形態と同じである。この実施形態においても、外側部材１の内周面２と内側部材３の外周面４の間にクランプ装置３０を配置している。このクランプ装置３０を構成しているのはメインテーパーリング２５であり、そのテーパーリングは、径方向に突出したリブ２６と、外周面４に接している円筒状の内周面２７と、唯一の外周面を形成しているテーパー面２８とを有しており、このテーパー面はハッチングを付していない複数の箇所において軸心Ａを通る面に切り込み部を有している。メインテーパーリング２５の肉厚は円周リブ２６の方向に向かって大きくなっている。テーパー面２８上には軸方向に隣接した二つのテーパーリング３２、３３が配置されており、その内周面３４、３５はテーパー面２８と共働するように、同じ角度で且つ基本的に同じ径で構成している。テーパーリング３２、３３の外周面３９、４０は円筒状であり、外側部材１の内周面２に接している。
【００１９】
クランプネジ１８は、円周リブ２６とテーパーリング３２にある貫通穴２９、３１を突き抜けて、延長線上のテーパーリング３３にあるネジ穴３６に噛み合っている。クランプネジ１８を締めつけることにより、テーパーリング３３は円周リブ２６に向かって引きつけられ、それによりクランプされる。
【００２０】
テーパーリング３２には短いが強力なクランプネジ１８’を設けてあり、該ネジは円周リブ２６の貫通穴２９’を突き抜けて、該テーパーリング３２のネジ穴３７に噛み合っている。クランプ装置３０の軸方向移動により、内周面２７にはほぼ均等な面圧力ができるようにする必要があるが、メインテーパーリング２５の肉厚がリブ２６よりに大きくなるために、テーパーリング３２には大きな径方向の力を加えねばならず、作動状態では強く負荷を受ける。塑性変形を避けるために、メインテーパーリング２５の肉厚の大きい端部に当たるテーパーリング３２は、テーパーリング３３よりも大きな降伏強さを持たせることにより、図１から図３の該テーパーリング１２、１３で説明した同様なことを実現することができる。
【００２１】
図５と図６から分かるように、７つのクランプネジ１８がテーパーリング３３の対応するネジ穴に噛み合っている。テーパーリング３２の対応する位置に貫通穴３１がある。テーパーリング３２用に７つのクランプネジ１８’も用意されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダブルテーパークランプ装置を構成するクランプ機構の配置を示す長手方向断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面での左側テーパーリングの外観図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面での右側テーパーリングの外観図である。
【図４】別の実施形態の軸心に沿う長手方向断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面での左側テーパーリングの外観図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面での右側テーパーリングの外観図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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