(57)【要約】  本明細書では、結合要素をシャフトに固定するための装置が記載されている。より具体的には、必要な部品を参照源に抑え、最適な材料利用を可能にし、締結具の必要性を回避することができる、結合される構成要素の相対的な運動なしに高い伝達力を扱うことができるシャフトに対する、ピストンなどの結合要素の緊密な嵌合を可能にする装置が記載される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトの長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置であって、前記少なくとも１つの結合要素および前記シャフトが、前記シャフトと前記少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合が、
（ａ）前記少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部と前記シャフトとの間に課される干渉嵌合に起因して、前記少なくとも１つの結合要素によって前記シャフトに課されるクランプ力と、
（ｂ）前記少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部と前記シャフトとの接面の周りのクランプ締めによる摩擦効果との組み合わせによって達成される、
装置。
【請求項２】
前記摩擦嵌合が、前記シャフトおよび／または前記少なくとも１つの結合要素の間の相対運動に少なくとも部分的に抵抗するのに十分な摩擦係数を有する、１つまたは複数の前記接面における少なくとも１つの材料を選択することによって達成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記摩擦嵌合が、前記結合要素と前記シャフトとの当接面の一部または全部について、１つまたは複数の前記接面の材料および／または仕上げ技法を選択することによって達成および／または向上される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
シャフトと、
前記シャフトの長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置であって、前記少なくとも１つの結合要素および前記シャフトが、前記シャフトと前記少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合が、
（ａ）前記少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部と前記シャフトとの間に課される干渉嵌合に起因して、前記少なくとも１つの結合要素によって前記シャフトに課されるクランプ力と、
（ｂ）前記少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部と前記シャフトとの接面の周りの、前記少なくとも１つの結合要素と前記シャフトとの間の固定によって達成される、
装置。
【請求項５】
前記固定が、前記シャフトまたは前記少なくとも１つの結合要素からの少なくとも１つの延長部材と、それと対合する、前記シャフトまたは前記少なくとも１つの結合要素内の少なくとも１つの相補的な凹部との間で生じ得、対合すると、前記少なくとも１つの延長部材および前記少なくとも１つの凹部が噛み合って、前記シャフトと前記少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの延長部材および／または前記少なくとも１つの凹部が、結合する前に前記シャフトおよび前記少なくとも１つの結合要素内に予め形成されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの延長部材および／または前記少なくとも１つの凹部が、前記シャフトおよび前記少なくとも１つの結合要素がともに対合されるときに、前記少なくとも１つの結合要素および／または前記シャフトの一部または全部を塑性変形させることによって形成される、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの結合要素が、少なくとも弾性変位の成分で前記シャフトに嵌合されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記シャフト、前記少なくとも１つの結合要素、またはその両方を形成するために使用される材料が、結合の間に弾性的に変位し、前記少なくとも１つの結合要素と前記シャフトとの間にクランプ力を発生させるのに必要な程度の変形のための塑性変形を実質的に受けないために十分な弾性を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記シャフトが、長手方向軸線と、正方形、長円形、楕円形、円形、スプライン、ギヤ形状、多角形形状から選択される断面形状とを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記シャフトが、実質的に中実のロッドである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記シャフトが、少なくとも部分的に中空のチューブである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
駆動力が加えられると、前記シャフトが、
（ａ）長手方向軸線を中心として回転運動し、回転力を前記少なくとも１つの結合要素に伝達し、
（ｂ）長手方向軸線に沿って軸方向に運動し、軸方向運動を前記少なくとも１つの結合要素に伝達する、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記シャフトが、前記シャフトの前記結合要素の領域の周りで連続している、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの結合要素が、２つのシャフトの端部を互いに接合するように作用し、前記シャフト端部が定位置に保持され、前記少なくとも１つの結合要素の周りで動作可能に連結される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの結合要素が、第１のシャフトの端部にわたって、およびまた第２のシャフトの端部にわたって干渉によって嵌合し、前記少なくとも１つの結合要素が、前記第１のシャフトに課された力を前記第２のシャフトに、またはその逆に伝達するように作用する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記シャフトが、ピストンロッドである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの結合要素が、前記シャフトに軸方向に取り付けられている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの結合要素またはその一部分が、前記シャフトの外面の約５０％を超えて延伸する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの結合要素またはその一部分が、前記シャフトの外面の周りで完全に延伸する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの結合要素が、それを通じて前記シャフトが配置される開口部を有し、前記少なくとも１つの結合要素が、非変位および／または非変形状態において、前記シャフトの外部よりも小さな開口部を有する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの結合要素が、前記少なくとも１つの結合要素の本体部分からの延長部を備え、前記延長部が、フランジ、シール、アーム、突起、バルク、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記延長部が、前記シャフトから力を伝達する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記延長部が、前記シャフトに力を伝達する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記延長部が、前記少なくとも１つの結合要素の前記本体の周囲に延伸するフランジである、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記結合要素および前記フランジが、プランジャヘッドまたはピストンヘッドである、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記シャフトが、前記少なくとも１つの結合要素が結合される領域を中心として一定の幅および／または直径を有する、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記シャフトに当接する前記少なくとも１つの結合要素の接面が、前記シャフト接面に対して一定の相補形状を有する、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記シャフトが、長手方向軸線に沿ったある点におけるシャフト断面積が別の点におけるシャフト断面積から変化するように、前記シャフトの長手方向軸線に実質的に沿ってテーパを有し、前記少なくとも１つの結合要素が、このテーパ領域の周りに嵌合される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの結合要素が、前記シャフトテーパ領域を補完するテーパ接面を有する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの結合要素が、前記少なくとも１つの結合要素および前記シャフトの最初の重複の時点で、前記少なくとも１つの結合要素が最初に干渉なしに前記シャフトに嵌合し、前記少なくとも１つの結合要素が前記シャフトの前記テーパに完全に嵌合すると、干渉嵌合が生じるように、漸進的プロセスにおいて前記シャフトと対合する、請求項２９または３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの結合要素および／または前記シャフトが、実質的に熱伝導性であるように選択され、また、
（ａ）加熱中の寸法膨張率、および／または
（ｂ）冷却中の寸法収縮率
の特性をも有する、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの結合要素が、
（ａ）前記少なくとも１つの結合要素を膨張させるための加熱、
（ｂ）前記シャフトのサイズを小さくするための冷却、
（ｃ）前記少なくとも１つの結合要素と前記シャフトとの間にベアリングシステムを設けるための静水圧、
（ｄ）前記少なくとも１つの結合要素における弾性変形、
（ｅ）前記シャフトにおける弾性変形、および
（ｆ）それらの組み合わせ
から選択される方法によって、前記少なくとも１つのシャフトに嵌合される、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの結合要素の周囲の環境またはその一部が、前記少なくとも１つの結合要素のシャフトに接しない表面領域に加圧力を加え、それによって、前記少なくとも１つの結合要素の前記シャフトに対するクランプ力を増大させる、請求項１〜３３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３５】
前記装置が、前記少なくとも１つの結合要素に外部負荷を加える少なくとも１つのクランプ部材をさらに備える、請求項１〜３４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３６】
前記装置が、少なくとも１つのクランプ部材をさらに備え、前記少なくとも１つのクランプ部材が、前記少なくとも１つの結合要素にクランプ力を課し、前記少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部と前記シャフトとの当接面を介して少なくとも部分的に間接的に、前記シャフトにクランプ力を課す、請求項１〜３４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３７】
結合が、第１のクランプ力および第２のクランプ力によって課され、前記シャフトに対する前記第１のクランプ力が、前記少なくとも１つの結合要素と前記シャフトとの間の一次干渉嵌合によってもたらされ、前記第２のクランプ力が、前記少なくとも１つのクランプ部材と前記少なくとも１つの結合要素との間の二次干渉嵌合によってもたらされる、請求項３５または３６に記載の装置。
【請求項３８】
結合がまた、前記少なくとも１つのクランプ部材と前記少なくとも１つの結合要素との間の摩擦嵌合によって実現される、請求項３５または３６に記載の装置。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの結合要素が、テーパ形状のシャフトに対向しない表面を有する、請求項１〜３８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの結合要素のテーパが、前記少なくとも１つの結合要素の第１の側から、長手方向において前記少なくとも１つの結合要素の中心および／または対向する第２の側に向かって延伸し、前記第１の側から、前記少なくとも１つの結合要素の前記中心および／または前記第２の側へ、より大きい断面積に移行する、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記少なくとも１つの結合要素の前記テーパが、前記シャフトの軸線に軸方向に整列する、請求項３９または４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記少なくとも１つのクランプ部材が、前記結合要素の前記テーパと実質的に同様の内部テーパ接面を有する、請求項３９〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４３】
前記少なくとも１つのクランプ部材の前記内部テーパ接面が、前記少なくとも１つのクランプ部材および前記少なくとも１つの結合要素の最初の重複の時点で、前記少なくとも１つのクランプ部材が最初に干渉なしに前記少なくとも１つの結合要素に嵌合し、前記少なくとも１つのクランプ部材が前記少なくとも１つの結合要素の前記テーパに完全に嵌合すると、干渉嵌合が生じるように、漸進的プロセスにおいて前記少なくとも１つの結合要素と対合する、請求項３９〜４２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４４】
嵌合すると、前記少なくとも１つのクランプ部材が、前記少なくとも１つの結合要素と前記シャフトとの間に半径方向の静的クランプ力を提供する、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記少なくとも１つのクランプ部材が、
（ａ）前記少なくとも１つのクランプ部材を膨張させるための加熱、
（ｂ）前記少なくとも１つの結合要素のサイズを小さくするための冷却、
（ｃ）前記少なくとも１つの結合要素と前記シャフトとの間にベアリングシステムを設けるための静水圧、
（ｄ）前記少なくとも１つのクランプ部材における弾性変形、
（ｅ）前記少なくとも１つの結合要素における弾性変形、および
（ｆ）それらの組み合わせ
から選択される方法によって、前記少なくとも１つの結合要素と対合される、請求項３５〜４４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４６】
前記少なくとも１つのクランプ部材がカラーである、請求項３５〜４５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも１つのクランプ部材が、実質的に熱伝導性であるように選択され、また、
（ａ）加熱中の寸法膨張率、および／または
（ｂ）冷却中の寸法収縮率
の特性を有するように選択される、請求項１〜４６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４８】
前記少なくとも１つのクランプ部材の周囲の環境またはその一部が、前記少なくとも１つのクランプ部材に加圧力を加え、それによって、前記少なくとも１つのクランプ部材の前記少なくとも１つの結合要素に対するクランプ力を増大させる、請求項３５〜４７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４９】
シャフトと、
前記シャフトの長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置であって、
前記少なくとも１つの結合要素および前記シャフトが、前記シャフトと前記少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合が、
（ａ）前記少なくとも１つの結合要素が、前記少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部と前記シャフトとの間に干渉嵌合を課されるように、前記少なくとも１つの結合要素に外部負荷を加えることによって、少なくとも１つのクランプ部材に課されるクランプ力と、
（ｂ）前記少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部と前記シャフトとの接面の周りのクランプ締めによる摩擦効果との組み合わせによって達成される、
装置。
【請求項５０】
少なくとも１つのシャフトおよび少なくとも１つの結合要素を選択し、請求項１〜４９のいずれか一項に記載の装置を使用して前記シャフトおよび１つまたは複数の要素を結合することによって、シャフトおよび少なくとも１つの結合要素を結合する方法。
【請求項５１】
前記装置が粘性ダンパ内で使用される、請求項１〜４９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５２】
前記装置が液圧シリンダ内で使用される、請求項１〜４９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、参照により本明細書に組み込まれるニュージーランド特許出願第７０５５１４号から優先権を得る。
【技術分野】
【０００２】
本明細書では、結合要素をシャフトに固定するための装置が記載されている。より具体的には、結合される構成要素の相対的な運動なしに高い伝達力を扱うことができるシャフトに対する、ピストンなどの少なくとも１つの結合要素の緊密な嵌合を可能にする装置が記載される。装置は、必要な部品を最小限に抑え、最適な材料利用を可能にし、締結具の必要性を回避することができる。
【背景技術】
【０００３】
シャフトは、幅広い装置の機械構造に広く使用されている。本明細書の目的のためのシャフトは、設定された経路に沿って運動するロッドまたはチューブを指し、その運動は、回転、振動、線形および／または角運動である。シャフトの運動は、ピストンのような機械的要素を駆動してもよく、ピストンは、ピストンとシャフトとの間の一定の固定関係を維持するために、シャフトに連結される。
【０００４】
ピストンのような結合要素は、使用中に急速に運動し、急速に加速または減速し、著しい力／トルクで動く可能性があるシャフトに係合する必要があるため、シャフトに沿った点でこの連結を達成することは困難であり得る。さらに、シャフトとピストンとの間の運動なしに、運動および力をピストンに伝達する必要があり得る。単一シャフトの実施形態の１つの従来技術実施形態は、シャフトに一体化されている（ピストンはシャフトに一体化されている）か、または、シャフトとピストンの間に融合または接合されている、より大きな肩部を使用する。これらのアプローチは、装置の複雑さを増し、材料に局部的な応力を導入する可能性があるため、理想的ではない。
【０００５】
上記と同様の理由から、２つの別個のシャフト（例えば、マスタおよびスレーブ構成）を連結することもまた、達成することが困難であり得、２つのシャフト間のスリップを回避することも困難であり得る。
【０００６】
２つのシャフトを連結する１つの解決策は、米国特許第４，１３４，６９９号明細書に開示されており、これは、スリーブであって、２つの整列したシャフトの端部を受け入れるように適合された通路と、互いに向かって円錐状に広がる２つの軸方向に離間した区画を有する外周面と、それらの区画に介在する半径方向フランジとを有するスリーブと、各々区画のうちの１つを取り囲み、それぞれ取り囲まれている区画と相補的な円錐形テーパ内周面を有する一対の圧力リングと、圧力リングをフランジに接続し、圧力リングを互いに向かって、かつフランジに向かって軸方向に引っ張るように作用し、それによりスリーブを半径方向内側に圧縮して通路内に位置するシャフト端部と摩擦係合させるボルトとを備える。
【０００７】
米国特許第３，７８２，８４１号明細書は、シャフト上に円滑に嵌合するように適合された、内側が円滑で円周方向に連続した非分割構成を有するハブスリーブによって、環状部材をシャフトに固定しそれらの間でトルクを伝達する装置を開示している。二重圧縮リングがスリーブ上に着座し、弾性的に圧縮可能である。圧縮リングは、等間隔の孔が設けられた１対の環状のスラストリングの間にクランプ締めされ、この孔を介してボルトがねじ込まれてスラストリングをともに引き出し、シャフトに対する半径方向の圧縮を受けてスリーブを駆動する。
【０００８】
上記の解決策は、結合要素を１つまたは複数のシャフトに固定するための締結具の使用を必要とするという欠点を有する。締結具は、以下の理由により、結合要素がピストンである場合、必ずしも常に実用的であるか、または、望ましいとは限らない。
・締結具のための穴をシャフトに挿入することは、シャフト構造を弱める可能性がある。
・締結具の周りの隙間は、汚染、流体の滞留および蓄積、ならびに蓄積エリア周辺の腐食および／または微生物形成をもたらすデブリおよび／または流体の排出手段を提供し得る。
・締結具は適所に固定し、取り外すのに時間が掛かり、それによって、製造および整備に関わる労力が増する可能性がある。
・締結具は、動作中に緩む可能性があり、これは、他の連結態様による場合よりも、より定期的に整備が必要であることを意味する。
【０００９】
米国特許第４，８１５，３６０号明細書は、ピストンロッド上の対応する複数の浅い溝と対合するように適合された複数の浅い内部溝を備えた２つ以上のセグメントを有する分割リングを利用するロッド接続を開示しており、分割リングの外周は、分割リングの全幅にわたって延在するテーパ面を有し、ピストン内のキャビティ内の雌ねじ面に係合するねじ山を備える周面を有する圧縮ブッシングの孔内に画定された、対応する幅広テーパ面と対合するように適合されている。圧縮スリーブに螺合トルクを加えることによって、２つのテーパ面によって力が生成され、スリーブをピストンとよりよく接触させ、分割リングをピストンロッドとより良好に接触させる。
【００１０】
一体化されたシャフト肩部、溝付きまたはねじ切りされた表面および鍛造されたまたは機械加工された構成要素などに関して、これらの技術はカスタムシャフト設計を必要とし、必然的に著しい応力集中および材料の非効率性を招く。さらに、ねじ切りおよび融着または接合による結合は、プロセスのばらつきが大きく、かさばった構造をもたらす可能性がある。
【００１１】
堅牢であり、高圧力に耐えることができるシャフトに機械的要素を固定するための結合装置を提供すること、または少なくとも要素をともに結合するための代替的な選択肢を公衆に提供することが有利であり得ることを理解されたい。
【００１２】
装置のさらなる態様および利点は、例としてのみ与えられる以下の説明から明らかになるであろう。
【発明の概要】
【００１３】
本明細書では、結合要素をシャフト上に固定するための取付接続部を備えた装置が記載され、この取付接続部は、非常に高い力に対処し、結合要素とシャフトとの間の相対運動を防止することができる。この設計はまた、必要な部品を最小限に抑え、最適な材料利用を実現することも、加えて、この設計は、締結具の使用を避けることができる。
【００１４】
第１の態様では、
シャフトと、
シャフト長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置が提供され、少なくとも１つの結合要素およびシャフトは、当該シャフトと少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合は、
（ａ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの間に課される干渉嵌合に起因して、少なくとも１つの結合要素によってシャフトに課されるクランプ力と、
（ｂ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの接面の周りのクランプ締めによる摩擦効果との組み合わせによって達成される。
【００１５】
第２の態様では、
シャフトと、
シャフト長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置が提供され、少なくとも１つの結合要素およびシャフトは、当該シャフトと少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合は、
（ａ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの間に課される干渉嵌合に起因して、少なくとも１つの結合要素によってシャフトに課されるクランプ力と、
（ｂ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの接面の周りの、少なくとも１つの結合要素とシャフトとの間の固定によって達成される。
【００１６】
第３の態様では、
シャフトと、
シャフト長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置が提供され、少なくとも１つの結合要素およびシャフトは、当該シャフトと少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合は、
（ａ）少なくとも１つの結合要素が、少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの間に干渉嵌合を課されるように、少なくとも１つの結合要素に外部負荷を加えることによって、少なくとも１つのクランプ部材により課されるクランプ力と、
（ｂ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの接面の周りのクランプ締めによる摩擦効果との組み合わせによって達成される。
【００１７】
第４の態様では、少なくとも１つのシャフトおよび少なくとも１つの結合要素を選択し、実質的に上述のような装置を使用してシャフトおよび１つまたは複数の要素を結合することによって、シャフトおよび少なくとも１つの結合要素を結合する方法が提供される。
【００１８】
上述の装置の利点は、スリップまたは分離を回避しながら、堅牢で、相当の力に対処することができる接続を提供することを含む。この設計は締結具を使用する必要性を回避し、したがって締結具に関連する従来技術の問題を回避する。この設計はまた、製造が比較的容易な少数の部品によって達成することもできる。さらなる利点を以下に説明する。
【００１９】
装置のさらなる態様は、例としてのみ与えられる以下の説明から、添付の図面を参照することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】連続的なシャフトによるピストンとシャフトとのジョイントの概略斜視断面図である。
【図２】ピストンがシャフトの２つの端部を連結している、マスタシャフトおよびスレーブシャフトによるピストンとシャフトとのジョイントの概略側断面図である。
【図３ａ】代替的な部品構成の側断面図である。
【図３ｂ】代替的な部品構成の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
上述したように、本明細書では、結合要素をシャフト上に固定するための取付接続部を備えた装置が記載され、この取付接続部は、非常に高い伝達される力に対処し、結合要素とシャフトとの間の相対運動を防止することができる。この設計はまた、必要な部品を最小限に抑え、最適な材料利用を実現することも、加えて、この設計は、締結具の使用を避けることができる。
【００２２】
本明細書の目的では、「約」または「およそ」という用語およびその文法上の変化形は、基準となる量、レベル、程度、値、数、頻度、割合、寸法、サイズ、量、重量または長さに対して３０，２５，２０，１５，１０，９，８，７，６，５，４，３，２または１％程度だけ変化する量、レベル、程度、値、数、頻度、割合、寸法、サイズ、量、重量または長さを意味する。
【００２３】
用語「実質的に」またはその文法上の変化形は、少なくとも約５０％、例えば７５％、８５％、９５％または９８％を指す。
【００２４】
用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」およびその文法上の変化形は、包括的な意味を有するものとする。すなわち、それが直接参照する列挙された構成要素だけでなく、他の指定されていない構成要素または要素をも含むことを意味する。
【００２５】
「粘性ダンパ」という用語またはその文法的変形は、粘性抵抗挙動の使用によって主に達成される運動に対する抵抗力を提供するデバイスを指し、それによって、ダンパが運動を受けるとエネルギーが伝達される。粘性抵抗挙動がここでは記載されているが、当業者であれば、他の方法も可能であるので、このような定義は限定的であると見なされるべきではないことを理解するであろう。これは、衝撃減衰または振動減衰が有益な用途に使用することができる。
【００２６】
「液圧シリンダ」という用語またはその文法的変形は、１つまたは複数の液圧力を少なくとも部分的に介してシリンダ内の部材間に結合力を課すデバイスを指す。
【００２７】
本明細書で使用される用語「シリンダ」またはその文法上の変形は、シリンダの長手方向軸線に沿ってその中に孔を有するシリンダを指す。
【００２８】
本明細書で使用される用語「締結具」またはその文法上の変形は、２つ以上の物体を互いに接合または固定する機械的締結具を指す。本明細書で使用される場合、この用語は、材料の単純な当接または対向を排除し、典型的には、障害物を通じて接合または固定する１つまたは複数の部品を指す。締結具の非限定的な例には、ねじ、ボルト、釘、クリップ、だぼ、カムロック、ロープ、紐またはワイヤが含まれる。
【００２９】
「弾性変位」という用語またはその文法的変化形は、力が加えられたときに形状が弾性的に（すなわち非永久的に）変位される材料抵抗力、および、力が除去されたときにこの変位を回復する材料の能力を指す。材料の弾性係数は、弾性変位または変形領域における材料の応力−歪み曲線の傾きとして定義される。
【００３０】
用語「干渉によってフィットする」またはその文法上の変形は、その他の締結手段によってではなく、部品が重ね合わされた後に１つまたは複数の部品に寸法変化が加えられたときに、１つまたは複数の部品の弾性変位の結果として生じるクランプ締め圧力によって達成される部品間の接続を指す。
【００３１】
「摩擦によって嵌合する」、「摩擦力」、「摩擦効果」、「摩擦嵌合」という用語またはそれらの文法的変形は、シャフトの面および結合要素の面が摩擦によってともに保持されることを指し、接続は界面圧力と界面圧力に起因する摩擦力の両方の結果としてなされる。
【００３２】
「シール」という用語またはその文法的変形は、２つの流体ボリュームの間に障壁を形成するように作用する特徴のデバイスまたは構成を指す。
【００３３】
第１の態様では、
シャフトと、
シャフト長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置が提供され、少なくとも１つの結合要素およびシャフトは、当該シャフトと少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合は、
（ａ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの間に課される干渉嵌合に起因して、少なくとも１つの結合要素によってシャフトに課されるクランプ力と、
（ｂ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの接面の周りのクランプ締めによる摩擦効果との組み合わせによって達成される。
【００３４】
上述の装置は、例えば、結合要素とシャフトとの間の高度な同心の位置合わせを同時に維持しながら、デバイス内の負荷伝達のために、結合要素（ピストンなど）をシャフト（ピストンロッドなど）に取り付けるための単純な方法を提供することができる。
【００３５】
摩擦嵌合は、シャフトおよび／または少なくとも１つの結合要素の間の相対運動に少なくとも部分的に抵抗するのに十分な摩擦係数を有する、１つまたは複数の接面における少なくとも１つの材料を選択することによって達成され得る。さらに、摩擦嵌合は、結合要素とシャフトとの当接面の一部または全部について、１つまたは複数の接面の材料および／または仕上げ技法を選択することによって達成および／または向上させることができる。仕上げ技法は、表面を粗面化すること、材料表面上に摩擦強化特徴部を使用すること、およびそれらの組み合わせから選択することができる。
【００３６】
上記のような干渉または摩擦嵌合は、締結具または他の接続手段を利用した従来技術の方法とは異なり、結合要素とシャフトとの間の同心性を緊密に制御できるという利点を有し得る。
【００３７】
第２の態様では、
シャフトと、
シャフト長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置が提供され、少なくとも１つの結合要素およびシャフトは、当該シャフトと少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合は、
（ａ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの間に課される干渉嵌合に起因して、少なくとも１つの結合要素によってシャフトに課されるクランプ力と、
（ｂ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの接面の周りの、少なくとも１つの結合要素とシャフトとの間の固定によって達成される。
【００３８】
上記のような固定は、シャフトまたは少なくとも１つの結合要素からの少なくとも１つの延長部材と、それと対合する、シャフトまたは少なくとも１つの結合要素内の少なくとも１つの相補的な凹部との間で生じ得、対合すると、少なくとも１つの延長部材および少なくとも１つの凹部は噛み合って、シャフトと少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止する。
【００３９】
上述した少なくとも１つの延長部材および／または少なくとも１つの凹部は、結合する前にシャフトおよび少なくとも１つの結合要素内に予め形成されてもよい。
【００４０】
上記の少なくとも１つの延長部材および／または少なくとも１つの凹部は、シャフトおよび少なくとも１つの結合要素がともに対合されるとき、少なくとも１つの結合要素および／またはシャフトの一部または全部の、弾性変位、塑性変形、または弾性および塑性変位／変形の組み合わせによって形成されてもよい。
【００４１】
少なくとも１つの結合要素は、弾性変位の少なくとも成分によってシャフトに嵌合されてもよい。嵌合は、完全な弾性変位または弾性変位といくらかの塑性（非弾性）変形との混合によるものであってもよい。上述したように、クランプ圧力を提供するためにそれらの弾性を利用するために、構成要素に意図的に変位を課すことができる。これは、材料の選択によって部分的に達成されてもよく、例えば、シャフトまたは結合要素のいずれかまたは両方に使用される材料が、ある程度の弾性および／または変形能力を有し、このようにしてともに結合することができる。
【００４２】
干渉嵌合および摩擦嵌合は、摺動要素がシャフト上を摺動し、摩擦または干渉嵌合によってではなく、少なくとも１つの追加要素を介して定位置に固定される「摺動嵌合」とは異なることに留意されたい。
【００４３】
シャフト、少なくとも１つの結合要素、またはその両方を形成するために使用される材料は、結合の間に弾性的に変位し、少なくとも１つの結合要素とシャフトとの間にクランプ力を発生させるのに必要な程度の変形のための塑性変形を実質的に受けないように十分な弾性を有する。
【００４４】
シャフトは、長手方向軸線と、正方形、長円形、楕円形、円形、スプライン、ギヤ形状、多角形形状から選択される断面形状とを含むことができる。形状は依然として上記の機能を達成しながら変化することができるため、これは、限定と考えられるべきではない。
【００４５】
シャフトは、一実施形態では中実ロッドであってもよい。代替的に、シャフトは、少なくとも部分的に中空のチューブであってもよい。強度および構造的完全性のために、シャフトは実質的に中実のロッドであることが見込まれる。しかしながら、結合要素は、中空チューブの一部または全部を変形、変位または他の様態で変化させないように、正確なクランプ力を受ける中空ロッドのために使用することもできる。
【００４６】
駆動力が加えられると、シャフトは、
（ａ）長手方向軸線を中心として回転運動し、回転力を少なくとも１つの結合要素に伝達する、
（ｂ）長手方向軸線に沿って軸方向に運動し、軸方向運動を少なくとも１つの結合要素に伝達する。
【００４７】
駆動力は、実質的に回転力（トルク）、実質的に加圧力（圧力、すなわち一定の領域に分散される力）、および／または実質的に線形の力（力）であってもよい。これらの力の組み合わせも使用することができる。
【００４８】
シャフトは、シャフトの結合要素の領域の周りで連続的とすることができる。この実施形態では、少なくとも１つの結合要素は、シャフトの長さに沿った任意の点に位置することができる。
【００４９】
少なくとも１つの結合要素は、代わりに２つのシャフトの端部を互いに接合するように作用し、シャフト端部は定位置に保持され、少なくとも１つの結合要素の周りで動作可能に連結される。この実施形態では、少なくとも１つの結合要素は、第１のシャフトの端部にわたって、およびまた第２のシャフトの端部にわたって干渉によって嵌合することができ、少なくとも１つの結合要素は、第１のシャフトに課された力を第２のシャフトに、またはその逆に伝達するように作用する。例えば、一方のシャフトは、従動運動を有するマスタシャフトまたは駆動シャフトであってもよく、結合要素は、マスタシャフトの端部にわたって、およびまたスレーブシャフトの端部にわたって干渉によって嵌合し、結合要素は、マスタシャフトまたは駆動シャフト上の力をスレーブシャフトに伝達するように作用する。このようにして、結合要素をシャフトに干渉嵌合することにより、２ピースアセンブリにおける正確なシャフトの位置合わせが保証される。
【００５０】
シャフトは、シャフトの長さに沿って力を伝達するのに十分な構造的完全性を有することができる。所望の程度の構造的完全性を達成するために、シャフトは金属または金属合金材料から製造することができるが、最終用途に応じて繊維複合材のような他の材料を使用することもできる。
【００５１】
上記から理解されるように、装置構造は、特に連続シャフトの実施形態において高い構造的剛性を提供することができ、従来のボルト締め／栓接続よりも良好な材料効率を提供することができる。上述の設計は、シャフトが側方負荷を受ける用途において特に有益であり得るが、回転荷重も可能である。
【００５２】
一実施形態では、シャフトはピストンロッドであってもよい。
【００５３】
上述のように、干渉および摩擦および／または固定の両方を、結合のためにまとめて使用することができる。
【００５４】
取付クランプ力は、干渉および／または摩擦／固定接続を介して、結合要素の全軸方向荷重力容量を提供するような大きさに調整することができる。クランプ力の大きさの調整は、材料組み合わせの間の摩擦係数、干渉嵌合によって提供される半径方向のクランプ力、および随意選択的に、例えば、以下にさらに説明する少なくとも１つのクランプ部材のような少なくとも１つの追加の部材からの補助クランプ力によるものであり得る。
【００５５】
クランプ力の影響は、結合要素とシャフトとの間の干渉／摩擦嵌合によって最大化され、ここで、隙間をなくすために実質的に付加的なクランプ力は使用されない。
【００５６】
少なくとも１つの結合要素は、シャフトに軸方向に取り付けられ得る。少なくとも１つの結合要素の非軸方向の取り付けが、シャフトまたは装置内の他の要素に損傷をもたらし得るため、これは、シャフトが回転する場合に特に有利であり得る。
【００５７】
少なくとも１つの結合要素またはその一部分は、シャフトの外面の５０、または５５、または６０、または６５、または７０、または７５、または８０、または８５、または９０、または９５％を超えて延伸することができる。少なくとも１つの結合要素またはその一部は、シャフトの外面にわたって完全に延伸することができる。結合要素は、必要な所望の強度に適合するように寸法決めされた長手方向長さを有してもよく、要素の結合される長さが大きいほど接触面積が大きくなり、したがって、シャフトと結合要素との間の干渉嵌合がより強くなる。
【００５８】
少なくとも１つの結合要素は、それを通じてシャフトが配置される開口部を有してもよく、少なくとも１つの結合要素は、非変位および／または非変形状態において、シャフトの外部よりも小さな開口部を有してもよい。
【００５９】
少なくとも１つの結合要素は、少なくとも１つの結合要素の本体部分からの延長部を備えてもよい。延長部は、フランジ、シール、アーム、突出部、バルク、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つから選択されてもよい。延長部は、シャフトから力を伝達することができる。代替的に、延長部は、シャフトに力を伝達することができる。一実施形態における延長部は、少なくとも１つの結合要素の本体の周囲に延伸するフランジであってもよい。結合要素およびフランジは、プランジャヘッドまたはピストンヘッドであってもよい。
【００６０】
シャフトは、少なくとも１つの結合要素が結合される領域の周りに一定の幅／直径を有することができる。
【００６１】
代替的に、シャフトに当接する少なくとも１つの結合要素接面は、シャフト接面に対して一定の相補形状を有してもよい。この実施形態では、表面は、連続的または可変の幅／直径を有することができる。
【００６２】
シャフトは、長手方向軸線に沿ったある点におけるシャフト断面積が別の点におけるシャフト断面積から変化するように、シャフトの長手方向軸線に実質的に沿ってテーパを有することができ、少なくとも１つの結合要素は、このテーパ領域の周りに嵌合される。少なくとも１つの結合要素は、シャフトテーパ領域を補完するテーパ接面を有することができる。このテーパ実施形態では、少なくとも１つの結合要素は、少なくとも１つの結合要素およびシャフトの最初の重複の時点で、少なくとも１つの結合要素が最初に干渉なしにシャフトに嵌合し、少なくとも１つの結合要素が少なくともシャフトのテーパに完全に嵌合すると、干渉嵌合が生じるように、漸進的プロセスにおいてシャフトと対合することができる。
【００６３】
少なくとも１つの結合要素および／またはシャフトは、実質的に熱伝導性であるように選択することができ、また、
（ａ）加熱中の寸法膨張率、および／または
（ｂ）冷却中の寸法収縮率
の特性を有することもできる。
【００６４】
少なくとも１つの結合要素および／またはシャフトは、少なくとも約５Ｗ／（ｍ・Ｋ）またはそれを超える熱伝導率を有することができる。結合要素のための高熱伝導材料を選択することの潜在的に有益な態様は、装置が相互作用する液圧流体のような作動流体から熱を放散するヒートシンクを提供する能力であり得る。さらに、ボルト締め構造と比較して、干渉嵌合は、熱放散が必要とされる場合に熱伝導の利点をもたらす。
【００６５】
少なくとも１つの結合要素は、
（ａ）少なくとも１つの結合要素を膨張させるための加熱、
（ｂ）シャフトのサイズを小さくするための冷却、
（ｃ）少なくとも１つの結合要素とシャフトとの間にベアリングシステムを設けるための静水圧、
（ｄ）少なくとも１つの結合要素における弾性変形、
（ｅ）シャフトにおける弾性変形、および
（ｆ）それらの組み合わせ
から選択される方法によって、少なくとも１つのシャフトに嵌合することができる。
【００６６】
少なくとも１つの結合要素の周囲の環境またはその一部は、少なくとも１つの結合要素のシャフトに接しない表面領域に加圧力を加えることができ、それによって、少なくとも１つの結合要素のシャフトに対するクランプ力を増大させる。
【００６７】
１つの代替の実施形態では、装置は、少なくとも１つの結合要素に外部負荷を加える少なくとも１つのクランプ部材を備えてもよい。
【００６８】
上述したように、上記の装置は、少なくとも１つのクランプ部材を介して少なくとも１つの結合要素とシャフトとの間の半径方向クランプ力を高めることができるというさらなる利点を有することができる。クランプ力は、外部漏れに対して内部通路をシールすることもできる。
【００６９】
結合要素および／または外側カラー（複数可）に作用する装置内の動的な動作圧力は、静的クランプ力をさらに補うことができ、複合負荷容量を同期して増加させる。
【００７０】
装置は、少なくとも１つのクランプ部材を備えてもよく、少なくとも１つのクランプ部材は、少なくとも１つの結合要素にクランプ力を課し、少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの当接面を介して少なくとも部分的に間接的に、シャフトにクランプ力を課す。
【００７１】
結合は、第１のクランプ力および第２のクランプ力によって課されることができ、シャフトに対する第１のクランプ力は、少なくとも１つの結合要素とシャフトとの間の一次干渉嵌合によってもたらされ、第２のクランプ力は、少なくとも１つのクランプ部材と少なくとも１つの結合要素との間の二次干渉嵌合によってもたらされる。
【００７２】
結合はまた、少なくとも１つのクランプ部材と少なくとも１つの結合要素との間の摩擦嵌合によって実現されてもよい。
【００７３】
少なくとも１つのクランプ部材またはその一部分は、少なくとも１つの結合要素の５０％、または６０％、または７０％、または８０％、または９０％、または９５％、または９６％、または９７％、または９８％、または９９％を超えて延伸することができる。少なくとも１つのクランプ部材またはその一部は、結合要素の周囲にわたって完全に延伸することができる。
【００７４】
少なくとも１つの結合要素は、テーパ形状のシャフトに対向しない表面を有してもよい。少なくとも１つの結合要素のテーパは、少なくとも１つの結合要素の第１の側から、長手方向において少なくとも１つの結合要素の中心および／または対向する第２の側に向かって延伸することができ、第１の側から、少なくとも１つの結合要素の中心および／または第２の側へ、より大きい断面積に移行する。少なくとも１つの結合要素のテーパは、シャフトの軸線に軸方向に整列し得る。
【００７５】
少なくとも１つのクランプ部材は、結合要素のテーパと実質的に同様の内部テーパ接面を有してもよい。少なくとも１つのクランプ部材の内部テーパ接面は、少なくとも１つのクランプ部材および少なくとも１つの結合要素の最初の重複の時点で、少なくとも１つのクランプ部材が最初に干渉なしに少なくとも１つの結合要素に嵌合し、少なくとも１つのクランプ部材が少なくとも１つの結合要素のテーパに完全に嵌合すると、干渉嵌合が生じるように、漸進的プロセスにおいて少なくとも１つの結合要素と対合することができる。
【００７６】
嵌合すると、少なくとも１つのクランプ部材は、少なくとも１つの結合要素とシャフトとの間に半径方向の静的クランプ力を提供することができる。少なくとも１つのクランプ部材は、
（ａ）少なくとも１つのクランプ部材を膨張させるための加熱、
（ｂ）少なくとも１つの結合要素のサイズを小さくするための冷却、
（ｃ）少なくとも１つの結合要素とシャフトとの間にベアリングシステムを設けるための静水圧、
（ｄ）少なくとも１つのクランプ部材における弾性変形、
（ｅ）少なくとも１つの結合要素における弾性変形、および
（ｆ）それらの組み合わせ
から選択される方法によって、少なくとも１つの結合要素と対合することができる。
【００７７】
少なくとも１つのクランプ部材には、必要に応じて液圧手段によるリングの嵌合および取り外しを可能にするために、結合要素／シャフト界面への流体通路が設けられてもよい。
【００７８】
少なくとも１つのクランプ部材は、一実施形態では、カラーであってもよい。
【００７９】
少なくとも１つのクランプ部材は、実質的に熱伝導性であるように選択することができ、また、
（ａ）加熱中の寸法膨張率、および／または
（ｂ）冷却中の寸法収縮率
の特性を有するように選択することができる。
【００８０】
少なくとも１つのクランプ部材は、少なくとも約５Ｗ／（ｍ・Ｋ）またはそれを超える熱伝導率を有することができる。少なくとも１つのクランプ部材のための高熱伝導材料を選択することの潜在的に有益な態様は、液圧流体のような作動流体から熱を放散するヒートシンクを提供する能力であり得る。さらに、ボルト締め構造と比較して、クランプ締め干渉は、熱放散が必要とされる場合に熱伝導の利点をもたらす。
【００８１】
少なくとも１つのクランプ部材は、結合要素の中心から遠位の点に取り付けられてもよい。これは、結合要素の外周がクランプ力によって影響されないことを保証するのに有用であり得る。
【００８２】
少なくとも１つのクランプ部材の周囲の環境またはその一部は、少なくとも１つのクランプ部材に加圧力を加えることができ、それによって、少なくとも１つのクランプ部材の少なくとも１つの結合要素に対するクランプ力を増大させる。
【００８３】
第３の態様では、
シャフトと、
シャフト長手方向長さの少なくとも一領域の周りに位置する少なくとも１つの結合要素と
を備える装置が提供され、少なくとも１つの結合要素およびシャフトは、当該シャフトと少なくとも１つの結合要素との間の相対運動を防止するように結合され、結合は、
（ａ）少なくとも１つの結合要素が、少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの間に干渉嵌合を課されるように、少なくとも１つの結合要素に外部負荷を加えることによって、少なくとも１つのクランプ部材により課されるクランプ力と、
（ｂ）少なくとも１つの結合要素の少なくとも一部とシャフトとの接面の周りのクランプ締めによる摩擦効果との組み合わせによって達成される。
【００８４】
第４の態様では、少なくとも１つのシャフトおよび少なくとも１つの結合要素を選択し、実質的に上述のような装置を使用してシャフトおよび１つまたは複数の要素を結合することによって、シャフトおよび少なくとも１つの結合要素を結合する方法が提供される。
【００８５】
一実施形態では、この装置は粘性ダンパに使用されてもよい。この実施形態では、システムはクローズドシステムであり、ロッドシャフトに力が加わってピストンを運動させ、その後、ロッドシャフトの運動エネルギーから剪断力の発生および熱エネルギーへのエネルギーの移行によって生じるロッドシャフトの運動を減衰させる。
【００８６】
別の実施形態では、この装置は液圧シリンダ内で使用される。この実施形態では、システムはオープンであり、それによって、例えば外部ソースからの液圧流体がシリンダ内のピストンおよびロッドシャフトに力を加えることができ、それによりシリンダ内のピストンおよびロッドシャフトの運動が駆動される。
【００８７】
上記の説明から理解できるように、記載された設計は締結具の使用を必要としない。したがって、この設計は、背景技術の議論において上述したように、従来技術における欠点を克服し得る。
【００８８】
上述の装置のさらなる利点には、上の議論に記載されたものと、以下のうちの１つまたは複数をもたらすことが含まれる。
・同時に少なくとも１つの結合要素と１つまたは２つのシャフト端部との間の負荷伝達手段を提供し、正確な軸方向の位置合わせを達成するための簡単な組立技法。
・少なくとも１つの結合要素およびシャフトの界面を、少なくとも１つの結合要素にわたる漏れに対してシールするための半径方向の静的クランプ力。
・正確なクランプ力は、シャフト／結合要素（複数可）、随意選択的にまた結合要素（複数可）および少なくとも１つのクランプ部材に関して説明したテーパおよび組立技法の使用によって達成することができる。
・設計は、結合要素（単数または複数）とシャフト（および使用される場合は少なくとも１つのクランプ部材）との間の高い熱伝導率を達成して、熱放散を増加させることができる。
・装置内の動的な液圧が、シャフトに対する結合要素の追加のクランプ力を与えることができる。
・設計は、最適な材料の使用および締結具をなくすことに起因して疲労耐性を潜在的に高める。
・特に連続ロッドの実施形態において、高い横方向の構造剛性を達成することができる。
・特に従来のボルト締め／栓接続に比べて、必要な材料が少なくすることができる。また、
・少なくとも１つの結合要素の外周は、クランプ機構によって影響され得ない。
【００８９】
上述した実施形態は広範に、本出願の明細書において個別にまたは集合的に参照されるかまたは示される部品、要素および特徴、ならびに、上記部分、要素または特徴の任意の２つ以上のうちのいずれかまたはすべての組み合わせからなると広く言及することもでき、実施形態が関係する技術分野において既知の等価物を有する特定の整数が本明細書で言及されている場合、そのような既知の等価物は、個々に記載されているように本明細書に組み込まれると考えられる。
【００９０】
本発明が関係する技術分野において既知の等価物を有する特定の整数が本明細書で言及されている場合、そのような既知の等価物は、個々に記載されているように本明細書に組み込まれると考えられる。
【実施例】
【００９１】
上述の装置について、ここで具体例を参照して説明する。参照を容易にするために、シャフトおよびピストンの応用例が提供されるが、本明細書に記載された結合構成は、以下に記載されるピストン／シャフト結合以外の様々な異なる用途において使用され得るため、これは限定と考えられるべきではない。
【００９２】
実施例１
図１および図２を参照すると、ピストン１のような結合要素が、シリンダ（図示せず）内に収容された連続的なロッドまたはピストンシャフト３に取り付けられて示されている。
【００９３】
この装置は、各端部２ａ、２ｂで軸方向に先細になった外側錐体を組み込んだピストン１を含み、このピストンは、境界面１ａにおいて、ピストンシャフト３との干渉嵌合している。外側クランプ部材／カラー４（以下、「クランプリング」と呼ぶ）が、シャフト長手方向長軸線Ｙに向かってピストン１とピストンシャフト３との間で方向Ｘにおいて半径方向の静止クランプ力を提供するために、干渉嵌合される。クランプリング４のピストン１に対する遠位配置は、ピストン１の外周がクランプ力の影響を受けないことを保証する。また、相補的なテーパクランプリング４は、ピストン１とシャフト３との間の干渉を増加させ、それによってピストン１からシャフト３へ軸方向負荷を伝達する追加の手段を提供する。ただし、クランプリング４は必須ではなく、取り外すことができ、ピストンとシャフト３とは、ピストン１とシャフト３との境界面１ａの周りの干渉嵌合および摩擦に基づいて、結合される。
【００９４】
静的クランプ力による摩擦接続は、さらに、ピストン１とピストンシャフト３との間の同心性が緊密に制御されることを可能にする。取付クランプ力は、摩擦接続部を介してピストン１の全軸方向負荷容量を提供するような大きさに調整される。クランプ力の大きさの調整は、材料組み合わせの間の摩擦係数、一次クランプリング４によって提供される半径方向クランプ力、ピストン１の干渉接続、およびピストン１からシャフト３の境界面１ａへの二次クランプ力による。
【００９５】
ピストン１とシャフト３との間の高い軸方向負荷容量が要求される用途では、図１に示すような、連続シャフト３の実施形態が有用であり得る。シャフト３が２ピース設計ではなく連続的である実施形態は、シャフト３とシリンダ７との間、ならびにシャフト３とピストン１との間の正確な整列を容易にする。しかし、シャフトがピストン１の周りに接合される２つの部品３ａ、３ｂから形成される、図２に示すような、２ピースシャフト設計も可能である。
【００９６】
クランプ力の作用は、ピストン１とシャフト３との間の摩擦接続１ａによって最大にされ、隙間をなくすためにクランプ力は使用されない。ボルト締め構造と比較して、ピストン１／シャフト３境界面１ａに沿ったクランプ締め摩擦接続は、熱放散が必要とされる場合に熱伝導の利点をもたらす。
【００９７】
クランプリング４とピストン１の境界面の周りにテーパ２ａ、２ｂを使用することによって、クランプリング４の最終位置が初期のゼロ隙間位置から制御される漸進的プロセスによる一次干渉嵌合の正確な設定が可能になる。テーパ２ａ、２ｂは、大きな軸方向のクランプリング４の変位が半径方向の干渉の小さな変化を引き起こす微調整手段を提供する。漸進的手順により、さらに、クランプリング４とピストン１との間の干渉嵌合が、テーパ２ａ、２ｂの外周の製造公差とは独立して設定することが可能である。
【００９８】
軸方向力の追加的な抵抗力は、クランプ力の影響下でピストン１がシャフト３に対して固定されるようにシャフト３の表面を溝切りまたはテクスチャ加工することによって達成することができる。
【００９９】
半径方向クランプ力は、ピストン１の２つの側の間の漏れに対してピストン１／シャフト３境界面１ａをシールする。これらクランプ力はまた、外部漏れに対して内部通路（図示せず）をシールする。クランプリング４およびピストン１に作用するデバイス内の動的な動作圧力は、ピストン１／シャフト３境界面１ａの間の静的クランプ力をさらに補い、複合負荷容量を同期して増加させる。
【０１００】
装置構造は、特に連続シャフト３の実施形態において高い構造的剛性を提供することができ、従来のボルト締め／栓接続よりも良好な材料効率を提供する。この構造は、シャフト３が側方荷重を受ける用途において特に有益である。
【０１０１】
クランプリング４には、ピストン１／クランプリング４境界面までの液圧通路（図示せず）を設けて、必要に応じて液圧手段によるリング４の嵌合および取り外しを可能にすることができる。代替的に、リング４を熱膨張によって嵌合することができる。
【０１０２】
実施例２
図２を参照すると、ピストン１のような結合要素（図１による）が示されているが、マスタ端３ａとスレーブ端３ｂとの２つの別個の部品を含むピストンシャフトに取り付けられている。
【０１０３】
ピストン１のシャフト３ａ、３ｂに対する摩擦接続は、２ピースアセンブリにおける正確なシャフトの整列を保証する。
【０１０４】
２つの別個のシャフト部材３ａを備えたこの実施形態は、同じ参照符号を付された特徴を含み、上記の実施例１について記載したのと同じ方法で動作する。
【０１０５】
実施例３
図３ａおよび図３ｂは、２つの代替的なピストン／シャフト／クランプリングの実施形態を示す。図は、部品がどのように相互関連し得るかについて２つの異なる手法を示す。
【０１０６】
装置の態様は、単なる例示として記載されており、本明細書の特許請求の範囲から逸脱することなく、修正および追加が可能であることを理解されたい。
【図１】
2018511014.tif 000003
【図２】
2018511014.tif 000004
【図３ａ】
2018511014.tif 000005
【図３ｂ】
2018511014.tif 000006
【国際調査報告】
2018511014.tif 000007
2018511014.tif 000008
2018511014.tif 000009