JP2008082361A - Shaft coupling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、互いに平行な2軸を連結して2軸間で動力を伝達する軸継手に関する。 The present invention relates to a shaft coupling that couples two parallel shafts and transmits power between the two shafts.
一般的な機械装置の2つの軸を連結して駆動側から従動側へ動力を伝達する軸継手は、連結する2軸の位置関係によって構造が異なり、2軸が1直線上にあるもの、交差するもの、互いに平行な(かつ同心でない)ものに大別される。 A shaft joint that connects two shafts of a general mechanical device and transmits power from the drive side to the driven side has a different structure depending on the positional relationship between the two shafts to be connected. And those that are parallel to each other (and not concentric).
このうちの平行な2軸を連結する軸継手として、本出願人は、平行な2軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した転動体を介して動力を伝達する方式のものを提案した(特許文献1参照。)。
図4および図5は、上述した方式の軸継手の一例を示す(特願2005−154090号参照。)。この軸継手は、軸方向で対向する2つの回転部材51、52に、複数の案内溝53、54を相手側の案内溝と直交するように設け、各案内溝交差位置にシャフト(円筒状転動体)55を配して、その両端部を各案内溝53、54で案内し、中央部を保持器56の長孔57に通して保持するようにしたものである。なお、図4および図5は、説明上、両回転部材51、52が同心の状態を示しているが、通常は両者の回転軸がずれた(偏心した)状態で使用される。
4 and 5 show an example of the above-described shaft coupling (see Japanese Patent Application No. 2005-154090). In this axial joint, a plurality of
前記各シャフト55は、その両端部の外周に嵌め込まれた転がり軸受58を介して、各案内溝53、54の凹部53a、54aと転接している。また、シャフト55外周からは2枚のスライダ59が保持器56を挟むように鍔状に張り出しており、両スライダ59を連結する柱部材60の外周に保持器56の長孔57内を転動する転がり軸受61が嵌め込まれて、シャフト55が保持器56に回転部材径方向の移動を拘束された状態となっている。そして、この状態でシャフト55が駆動側の回転部材51に押されることにより、案内溝53、54および保持器56の長孔57の内側を転動しながら従動側の回転部材52を押して動力を伝達する。
The
このとき、シャフト55には両回転部材51、52から作用点および方向の異なる力が作用して回転モーメントが発生するが、シャフト55と一体のスライダ59が保持器56と係合してシャフト55の軸を含む平面内での回転を拘束することにより、シャフト55が回転部材軸方向と平行な姿勢を保ち、案内溝53、54へ噛み込むトラブル(以下、「こじり」と記す。)を生じないようになっている。ここで、保持器56を挟んで対向する2枚のスライダ59は、保持器56から両スライダ59を互いに引き離す方向の垂直抗力(以下、「離反力」と記す。)を受けるが、この離反力は両スライダ59を連結する柱部材60で受け止めている。
At this time, forces having different operating points and directions are applied to the
ところで、この軸継手では、各スライダ59が保持器56と係合してシャフト55に発生する回転モーメントを受け止められるよう、スライダ59にある程度の剛性を持たせる必要がある。また、スライダ59をスムーズに直線運動させるために、スライダ59の保持器56との対向面には直線運動軸受(以下、「直動軸受」とも記す。)62を設けており、そのためのスペースも考慮してスライダ59の設計を行う必要がある。その結果、スライダ59が軸方向に厚くなり、継手全体の軸方向寸法が大きくなってしまうという難点がある。
By the way, in this shaft coupling, it is necessary to provide the
また、回転部材周方向で隣り合うスライダ59どうしの間には、各回転部材51、52と保持器56とがスライダ59の厚み分だけ離れた空間が形成されている。この空間の容積が大きいため、両回転部材51、52間の空間の周りをブーツ(図示省略)で塞いでその内部にグリース等の潤滑材を封入するときには、潤滑材の使用量が多くなり、ランニングコストが高くなる。そのうえ、各回転部材51、52と保持器56との間隔が広いため、潤滑材が遠心力によって外周側へ飛散しやすく、継手動作の安定性に対する潤滑効果が得られにくい。
A space is formed between the
さらに、前述したように、スライダ59でシャフト55に発生する回転モーメントを受け止めるにはスライダ59の剛性が必要となるが、それに加えて、スライダ59どうしを連結する柱部材60にも高い剛性が求められる。しかしながら、実際には、柱部材60は保持器56の長孔57を通過できる断面積に形成する必要があるので、十分な剛性を確保することが難しく、これにより継手のトルク負荷能力が制約されることが多い。また、柱部材60が剛性不足により変形してシャフト55の傾きを抑えきれなくなり、こじりが発生してしまうこともある。
Furthermore, as described above, in order to receive the rotational moment generated in the
本発明の課題は、平行な2軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した円筒状転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手において、軸方向寸法の短縮、内部空間の縮小およびトルク負荷能力の向上を図ることである。 An object of the present invention is to reduce axial dimensions and internal space in a shaft coupling that transmits power via cylindrical rolling elements disposed at intersecting positions of guide grooves perpendicular to each other between two parallel axes. And to improve the torque load capacity.
上記の課題を解決するため、本発明は、軸方向で対向し、回転軸が互いに平行でかつ同心でない状態に保持される2つの回転部材のそれぞれの対向面に、複数の直線状に延びる案内溝を相手側の回転部材の対応する位置の案内溝と直交するように設け、前記両回転部材の案内溝が交差する位置に、各案内溝に両端部を案内されて転動する円筒状の転動体を配し、前記各案内溝と所定の角度をなす直線状の長孔に前記各転動体の中央部を通して各転動体の回転部材径方向の移動を拘束する保持器を設けて、前記各転動体を介して前記両回転部材間で動力を伝達するようにし、前記転動体の外周から鍔状に張り出し、前記保持器と係合して転動体の軸を含む平面内での回転を拘束するスライダを設けた軸継手において、前記保持器を、前記スライダを挟む位置に配された2つの保持器片を連結したものとした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plurality of linearly extending guides on opposing surfaces of two rotating members that are axially opposed and are held in a state where the rotation axes are parallel to each other and not concentric. A cylindrical shape is provided in which a groove is provided so as to be orthogonal to a guide groove at a corresponding position of the counterpart rotating member, and the guide grooves of both the rotating members intersect with each other to be guided by the guide grooves at both ends. A rolling element is provided, and a retainer for restraining movement of each rolling element in the radial direction of the rotating member through a central portion of each rolling element is provided in a linear long hole having a predetermined angle with each guide groove, Power is transmitted between the rotating members via each rolling element, projecting from the outer periphery of the rolling element in a bowl shape, engaged with the retainer, and rotated in a plane including the axis of the rolling element. In a shaft coupling provided with a slider for restraining, the cage is connected to the slide. Two retainer pieces arranged at positions sandwiching the was a concatenation.
すなわち、各転動体の外周から張り出すスライダを1枚とし、このスライダを挟んで軸方向で対向するように2つの保持器片を配し、両保持器片を連結して保持器を形成する構造とすることにより、各転動体にスライダを2枚ずつ設けて柱部材で連結した従来のものに比べて、軸方向寸法が短縮でき、内部空間が小さくなるようにしたのである。また、従来の2枚のスライダに作用していた離反力に相当する力を、径方向サイズの制約が少ない2つの保持器片で受け止めるようにしたので、両保持器片の連結部を剛性の高いものとして、トルク負荷能力を向上させることができる。 That is, one slider is projected from the outer periphery of each rolling element, two cage pieces are arranged so as to face each other in the axial direction with this slider interposed therebetween, and both cage pieces are connected to form a cage. By adopting the structure, the axial dimension can be shortened and the internal space can be reduced as compared with the conventional structure in which two rolling elements are provided on each rolling element and connected by a column member. In addition, since the force corresponding to the separation force acting on the two conventional sliders is received by the two cage pieces with little radial size restriction, the connecting portion of both cage pieces is rigid. As a high thing, torque load capability can be improved.
上記の構成において、前記スライダと各保持器片との間に直線運動軸受を介在させることにより、スライダおよびシャフトを保持器に対してスムーズに相対移動させ、偏心時の継手動作を安定させることができる。 In the above configuration, by interposing a linear motion bearing between the slider and each cage piece, the slider and the shaft can be smoothly moved relative to the cage to stabilize the joint operation at the time of eccentricity. it can.
また、前記スライダと転動体を一体成形すれば、部品点数および組立工数の削減が図れるうえ、転動体の強度向上によるトルク負荷能力の向上も期待できる。 If the slider and the rolling element are integrally formed, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced, and an improvement in torque load capacity can be expected by improving the strength of the rolling element.
前記2つの保持器片を連結する手段としては、ねじ、止め輪、かしめ、溶接のいずれかを採用するとよい。 As a means for connecting the two cage pieces, any one of a screw, a retaining ring, caulking, and welding may be employed.
本発明は、上述したように、軸継手の各転動体についてスライダを1枚とし、このスライダを挟んで軸方向で対向する2つの保持器片を連結して保持器を形成するようにしたので、各転動体にスライダを2枚ずつ設けた従来のものに比べて、軸方向寸法を短縮でき、トルク負荷能力を維持したまま薄型化することができる。また、内部空間が小さくなって無駄な空間の容積が減ることにより、潤滑材の使用量が少なくなってランニングコストを抑えられるし、各回転部材と保持器との間隔が狭くなるため、潤滑材が外周側へ飛散しにくくなり、継手動作の安定性を確実に向上させることができる。さらに、転動体に発生する回転モーメントを受け止める部分の剛性を高めることにより、トルク負荷能力を向上させるとともに、転動体の傾きを抑えてこじりを確実に防止することができる。 In the present invention, as described above, a single slider is provided for each rolling element of the shaft coupling, and two cage pieces facing each other in the axial direction with this slider interposed are connected to form a cage. Compared with the conventional one in which each rolling element is provided with two sliders, the axial dimension can be shortened, and the thickness can be reduced while maintaining the torque load capability. In addition, since the internal space is reduced and the volume of the useless space is reduced, the amount of lubricant used is reduced, the running cost is reduced, and the interval between each rotating member and the cage is reduced. Can hardly be scattered to the outer peripheral side, and the stability of the joint operation can be reliably improved. Furthermore, by increasing the rigidity of the portion that receives the rotational moment generated in the rolling elements, it is possible to improve the torque load capability and to suppress the tilting of the rolling elements and prevent the twisting.
以下、図1乃至図3に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1および図2は、第1の実施形態を示す。この軸継手は、軸方向で対向し、回転軸が互いに平行な状態に保持される入出力軸A、Bのそれぞれに固定されるプレート(回転部材)1、2と、両プレート1、2間に配される複数のシャフト(円筒状転動体)3と、各シャフト3のプレート径方向の移動を拘束する保持器4とを備え、各シャフト3を介して両プレート1、2間で動力を伝達するものである。なお、図1および図2は、説明上、入出力軸A、Bが同心の状態を示しているが、通常は後述するように入出力軸A、Bの回転軸がずれた(偏心した)状態で使用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 and 2 show a first embodiment. This shaft coupling is opposed to the plates (rotary members) 1 and 2 fixed to the input / output shafts A and B, which are opposed to each other in the axial direction and whose rotation shafts are held in parallel with each other. Are provided with a plurality of shafts (cylindrical rolling elements) 3 and a
前記各プレート1、2は、それぞれドーナツ状の円盤で、入力軸Aおよび出力軸Bの軸端部外周に嵌め込まれて、軸方向で対向する状態で固定されている。各プレート1、2には、それぞれ複数の案内溝5、6が周方向に等間隔で相手側のプレートの対応する位置の案内溝と直交するように設けられており、各案内溝交差位置にシャフト3がプレート軸方向と平行に組み込まれている。
Each of the
前記各案内溝5、6は、それぞれ直線状に延びるように形成されており、その内側面には一定の深さの凹部5a、6aが設けられ、この凹部5a、6aでシャフト3の両端部を案内するようになっている。なお、各案内溝は、必ずしもこの実施形態のようにプレートを貫通する必要はなく、両プレートの対向面に設けられていればよい。
Each of the
前記保持器4は、ドーナツ状に形成された2つの保持器片4a、4bを軸方向で対向させて連結したものである。両保持器片4a、4bは、それぞれ各案内溝5、6と45度をなす方向に直線状に延びる長孔7が周方向に同じ間隔で複数設けられており、対応する位置の長孔7にシャフト3を通し、その中央部の外周から鍔状に張り出すスライダ8を挟んだ状態で連結されている。また、その連結は、入力側保持器片4aの外側面から出力側保持器片4bにねじ9をねじ込むことによって行われているが、これ以外の連結手段として、止め輪、かしめ、溶接等を採用することもできる。
The
前記各シャフト3は、その両端部の外周に嵌め込まれた転がり軸受10を介して、各案内溝5、6の凹部5a、6aと転接している。また、その中央部外周に嵌め込まれた前記スライダ8には2本の軸部材11がシャフト3と平行に貫通しており、各軸部材11の両端に保持器4の長孔7内を転動する転がり軸受12が嵌め込まれて、シャフト3が保持器4にプレート径方向の移動を拘束された状態となっている。
The
また、前記スライダ8はその両側面の凹部に取り付けられた直動軸受13で各保持器片4a、4bの長孔7縁部と転接しており、これによりシャフト3の軸を含む平面内での回転が拘束されるとともに、スライダ8およびシャフト3が保持器4に対してスムーズに相対移動できるようになっている。なお、直動軸受13には、平板状の保持器に針状ころを組み込んだものが使用されている。
The
次に、この軸継手の動力伝達のメカニズムについて説明する。この軸継手の入力軸Aが回転駆動されて、これに固定されたプレート1が回転すると、この入力側プレート1の案内溝5に周方向から押されたシャフト3が、保持器4でプレート径方向の移動を拘束された状態で、出力軸Bに固定されたプレート2の案内溝6を押して出力側プレート2を回転させることにより、出力軸Bに動力が伝達される。なお、入力軸Aの回転方向が変わったり、入出力軸A、Bの駆動側と従動側が逆になったりしても、同じメカニズムで動力伝達が行われる。
Next, the power transmission mechanism of this shaft coupling will be described. When the input shaft A of the shaft coupling is driven to rotate and the
このとき、各シャフト3は、各プレート1、2から受ける力の作用点および方向が同軸上にないため回転モーメントが発生するが、その外周に設けたスライダ8と保持器4との係合により軸を含む平面内での回転を拘束されているので、プレート軸方向と平行な姿勢を保つことができ、案内溝5、6へ噛み込むおそれがない。
At this time, each
上記動力伝達メカニズムは、入出力軸A、Bが偏心した通常の使用状態でも基本的に同じである。すなわち、図示は省略するが、入出力軸A、Bが偏心すると、案内溝5、6の交差位置がプレート周方向で変化し、各シャフト3が案内溝5、6および保持器4の長孔7の内側を移動しながら両プレート1、2間で動力を伝達するようになる。
The power transmission mechanism is basically the same even in a normal use state where the input / output shafts A and B are eccentric. That is, although illustration is omitted, when the input / output shafts A and B are decentered, the intersecting position of the
この軸継手は、上記の構成であり、各シャフト3についてスライダ8を1枚とし、これらのスライダ8を挟んで対向する2つの保持器片4a、4bを連結して保持器4を形成するようにしたので、各シャフトにスライダを2枚ずつ設けた従来のもの(図4、図5参照)に比べて、軸方向寸法の短縮を図ることができる。この軸方向寸法の短縮は、スライダが占めるスペースの減少だけでなく、シャフトに発生する回転モーメントの減少につながるので、その分回転モーメントを受け止める部分の剛性や直動軸受の負荷容量を小さく設計することにより、一層の薄型化を図ることが可能となる。
This shaft coupling is configured as described above, and one
また、従来のものに比べて、各プレート1、2と保持器4の間の間隔が狭くなっているので、軸受内部の無駄な空間の容積が小さく潤滑材の使用量が少なくてすむし、潤滑材が外周側へ飛散しにくい。しかも、潤滑材が保持器4の内側(2つの保持器片4a、4bの間)に保持されやすい構造となっているため、スライダ8は従来よりもスムーズに保持器4に対して相対移動することができる。
Moreover, since the space | interval between each
さらに、従来の2枚のスライダに作用していた離反力に相当する力は、互いに連結される2つの保持器片4a、4bで受け止めるようになっている。そこで、径方向サイズの制約が少ない各保持器片4a、4bの連結部の断面積を大きくするとともに、両者を直接接触させてねじ9で締結することにより、その連結部の剛性を上げてトルク負荷能力を向上させることができる。
Further, the force corresponding to the separating force acting on the two conventional sliders is received by the two
図3は、第2の実施形態を示す。この実施形態では、第1の実施形態のシャフト3とスライダ8を一体成形している。これにより、シャフト3とスライダ8を別体の組立構造とした第1の実施形態よりも、部品点数および組立工数の削減が図れるうえ、転動体の強度向上によるトルク負荷能力の向上が期待できる。なお、図示は省略するが、シャフト3のみならず、両端に転がり軸受12を嵌め込まれる2本の軸部材11もスライダ8と一体成形するようにしてもよい。
FIG. 3 shows a second embodiment. In this embodiment, the
1、2 プレート(回転部材)
3 シャフト(円筒状転動体)
4 保持器
4a、4b 保持器片
5、6 案内溝
7 長孔
8 スライダ
9 ねじ
10 転がり軸受
11 軸部材
12 転がり軸受
13 直動軸受
A 入力軸
B 出力軸
1, 2 Plate (Rotating member)
3 Shaft (cylindrical rolling element)
4
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006260066A JP2008082361A (en) | 2006-09-26 | 2006-09-26 | Shaft coupling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006260066A JP2008082361A (en) | 2006-09-26 | 2006-09-26 | Shaft coupling |
Publications (1)
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---|---|
JP2008082361A true JP2008082361A (en) | 2008-04-10 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006260066A Pending JP2008082361A (en) | 2006-09-26 | 2006-09-26 | Shaft coupling |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008082361A (en) |
-
2006
- 2006-09-26 JP JP2006260066A patent/JP2008082361A/en active Pending
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