JP2008095871A - 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5は、上述した方式の軸継手の一例を示す(特願2005−154090号(図5、図6)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。
FIG. 5 shows an example of the above-described shaft coupling (see Japanese Patent Application No. 2005-154090 (FIGS. 5 and 6)). 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と転接している。また、シャフト55中央部は保持器56の両側のスライダ59に通されており、両スライダ59を連結する連結部材(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
ここで、前記スライダ59は、両回転部材51、52と保持器56から作用点および方向の異なる力を受けるシャフト55を通した状態で保持器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が回転部材軸方向に対して傾いて案内溝53、54に噛み込むトラブルを防止するものである。
Here, the
ところで、この軸継手では、両スライダ59を連結する2本の連結部材60のそれぞれに嵌め込まれた転がり軸受61が保持器56の長孔57の内側面と転接することにより、シャフト55の回転部材径方向の移動を拘束するとともに、スライダ59のシャフト55まわりの自転を防止している。しかし、この構造は、保持器56の長孔57を、シャフト55の両側に配された2つの転がり軸受61を収納できるように両回転部材51、52の偏心量よりも長く形成する必要があり、継手全体をコンパクト化しにくいという難点がある。
By the way, in this shaft coupling, the rolling
また、この軸継手では、スライダ59が保持器56に対してスムーズに相対移動するように、各スライダ59と保持器56との間に直動軸受62を介在させている。しかし、この直動軸受62を収容するスライダ59の凹部63は継手偏心量分だけ直動軸受62よりも長く形成する必要があり、かつ凹部63内で直動軸受62が位置決めされていないため、使用中に直動軸受62の位置がずれてしまい、直動軸受62が凹部63の一端に寄った状態でスライダ59が凹部63の他端の側へ相対移動しようとするときに、直動軸受62のローラが転がることができず、スライダ59の移動抵抗が大きくなって継手の動作特性が悪化したり、直動軸受62が過大な力を受けて破損したりすることがある。
Further, in this shaft coupling, a linear motion bearing 62 is interposed between each
これに対して、図示は省略するが、上記両スライダの連結部材をなくし、シャフト中央部に嵌め込んだ転がり軸受を保持器の長孔内側面と転接させるとともに、保持器両側面の長孔縁部に長孔と平行に延びる凹部を設け、この凹部にすべり軸受(ガイドレール)を介してスライダを嵌め込んで、スライダとすべり軸受とを摺接させれば(特願2005−154090号(図1、図2)参照)、スライダの自転を防止しつつ、長孔を短くして継手全体のコンパクト化を図ることができ、上記直動軸受を設けた場合の問題も解消できる。しかしながら、この場合は、上記の構造に比べると、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗が大きく、偏心時の継手動作が不安定になりやすい。 On the other hand, although not shown in the figure, the connecting members of the two sliders are eliminated, the rolling bearing fitted in the center of the shaft is brought into rolling contact with the inner surface of the long hole of the cage, and the long holes on both side surfaces of the cage A recess extending in parallel with the long hole is provided at the edge, and a slider is fitted into the recess via a slide bearing (guide rail) so that the slider and the slide bearing are in sliding contact (Japanese Patent Application No. 2005-154090 ( 1 and 2)), while preventing the slider from rotating, the long hole can be shortened to make the entire joint compact, and the problems caused by providing the linear bearing can be solved. However, in this case, compared to the above structure, the resistance when the slider moves relative to the cage is large, and the joint operation at the time of eccentricity tends to become unstable.
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、継手全体をコンパクト化し、かつ継手動作の安定性と耐久性の向上を図ることである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the overall size of a joint in a shaft joint that transmits power via cylindrical rolling elements disposed at intersecting positions of guide grooves that are orthogonal to each other between two parallel shafts, and to perform joint operation. The aim is to improve stability and durability.
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、前記各回転部材と保持器との間に、前記転動体を貫通孔に通した状態で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、前記各スライダと保持器のそれぞれの対向面に、前記保持器の長孔と平行に延びる溝と半球状の凹部とを、スライダ側と保持器側とで対向させて設け、前記半球状凹部に、前記長孔と平行な溝に案内されて転動する転動ボールと、この転動ボールの周囲に配されて転動ボールを転動自在に保持する複数の保持ボールを装入した構成を採用した。 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, and both ends are guided by the guide grooves to roll. 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 the rolling elements, and the rolling elements are engaged with the cage while passing through the through holes between the rotating members and the cage. A shaft coupling provided with a slider that restrains rotation in a plane including the axis of the rolling element. A groove extending in parallel with the long hole of the cage and a hemispherical recess are provided on the respective opposing surfaces of the slider and the cage, facing the slider side and the cage side, and the hemispherical recess And a rolling ball that rolls while being guided by a groove parallel to the long hole, and a plurality of holding balls that are arranged around the rolling ball and hold the rolling ball freely. It was adopted.
すなわち、スライダと保持器の互いの対向面の一方に、保持器の長孔と平行に延びる溝を、他方に半球状の凹部をそれぞれ設け、その溝と半球状凹部内に保持された転動ボールとを係合させてスライダの転動体まわりの自転を防止する構造とすることにより、保持器の長孔内に従来のスライダ自転防止用の転がり軸受を収納する必要がなくなり、その分だけ長孔を短くして継手径方向サイズを小型化できるようにした。また、その転動ボールを複数の保持ボールで転動自在に保持することにより、直動軸受を設けることなく、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗を小さくして、継手動作を安定させるとともに、耐久性も向上するようにしたのである。 That is, a groove extending in parallel with the long hole of the cage is provided on one of the opposing surfaces of the slider and the cage, and a hemispherical recess is provided on the other, and the rolling retained in the groove and the hemispherical recess. By engaging with the ball to prevent rotation around the rolling element of the slider, there is no need to house a conventional rolling bearing for preventing slider rotation in the long hole of the cage, and the length is increased accordingly. The hole was shortened so that the joint radial size could be reduced. Moreover, by holding the rolling ball with a plurality of holding balls so as to be freely rotatable, the resistance when the slider moves relative to the cage is reduced without providing a linear motion bearing, and the joint operation is performed. In addition to stabilization, durability was also improved.
本発明の軸継手は、上述したように、スライダと保持器の互いの対向面の一方に、保持器の長孔と平行に延びる溝を、他方に半球状の凹部をそれぞれ設け、その溝と半球状凹部内に保持ボールで転動自在に保持された転動ボールとを係合させて、スライダの転動体まわりの自転を防止するようにしたものであるから、保持器の長孔をスライダ自転防止のために偏心量よりも長く形成する必要がなく、継手径方向サイズを小型化することができる。また、直動軸受を設けることなく、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗を小さくできるので、継手動作の安定性と耐久性の向上が図れる。 As described above, the shaft coupling of the present invention is provided with a groove extending in parallel with the long hole of the cage on one of the opposing surfaces of the slider and the cage, and a hemispherical recess on the other, The rolling ball held by the holding ball in the hemispherical recess is engaged with the rolling ball so as to prevent rotation around the rolling element of the slider. It is not necessary to form longer than the amount of eccentricity in order to prevent rotation, and the joint radial size can be reduced. Further, since the resistance when the slider moves relative to the cage can be reduced without providing a linear motion bearing, the stability and durability of the joint operation can be improved.
以下、図1乃至図4に基づき、本発明の実施形態を説明する。この軸継手は、図1および図2に示すように、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 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the shaft coupling is a plate (rotating member) 1 that is fixed to each of the input / output shafts A and B that are opposed to each other in the axial direction and are held in parallel with each other. 2, a plurality of shafts (cylindrical rolling elements) 3 disposed between the
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。
Each of the
前記保持器4は、環状に形成され、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が周方向に等間隔で複数設けられており、これらの各長孔7にシャフト3の中央部を通して保持するようになっている。一方、シャフト3は、その中央部の外周に嵌め込まれた転がり軸受8を介して保持器4の長孔7内側面と転接し、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。また、シャフト3の両端部の外周にも転がり軸受9が嵌め込まれており、これらの転がり軸受9が各案内溝5、6の凹部5a、6aと転接している。そして、各プレート1、2と保持器4との間には、シャフト3を貫通孔10aに通した状態で保持器4と係合する平板状のスライダ10が設けられ、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ている。
The
また、図3にも示すように、保持器4の両側面(各スライダ10との対向面)には、長孔7を挟んで長孔7と平行に延びるV字状溝11が2本ずつ設けられ、各スライダ10の保持器4との対向面には、V字状溝11と対向する位置に半球状の凹部12が設けられている。そして、各スライダ10の半球状凹部12には、V字状溝11に案内されて転動する転動ボール13と、この転動ボール13の周囲に配されて転動ボール13を転動自在に保持する多数の保持ボール14が装入され、各ボール13、14の凹部12からの脱出を防止する環状の抜止片15が圧入されている。
Further, as shown in FIG. 3, two V-
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、シャフト3を通すスライダ10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
このとき、各スライダ10もシャフト3とともに保持器4に対して長孔7の延びる方向に相対移動するが、各スライダ10の半球状凹部12に保持されている転動ボール13が、保持器4のV字状溝11と点接触し保持ボール14に点接触で支えられた状態で転動するため、スライダ10はスムーズに相対移動することができる。また、スライダ10をシャフト3まわりに自転させようとするモーメントが作用しても、転動ボール13がV字状溝11と係合しているので、スライダ10が自転することはない。
At this time, each
この軸継手は、上記の構成であり、保持器4の長孔7と平行な溝11と、この溝11に対向するスライダ10の凹部12内に転動自在に保持された転動ボール13とを係合させて、スライダ10の自転を防止するようにしたので、保持器4の長孔7の長さを偏心量とシャフト3中央の軸受8の直径との和とすればよく、長孔内に2つのスライダ自転防止用転がり軸受を収納する従来構造のものに比べて、継手径方向サイズの小型化が可能である。そして、直動軸受を設けることなく、スライダ10が保持器4に対して相対移動するときの抵抗を小さくできるので、継手動作の安定性に優れ、耐久性の面でも有利である。
This shaft coupling is configured as described above, and includes a
また、転動ボール13がスライダ10の自転防止と相対移動抵抗の低減の両機能を兼ね備えているので、保持器4の長孔7内に収納する転がり軸受8を1つにすることができ、部品点数が少なくてすむ。さらに、スライダ10には直動軸受を収納する凹部を形成する必要がないので、スライダ10を従来よりも小型化することができる。
Further, since the rolling
上述した実施形態では、転動ボールを案内する溝をV字状に形成したが、その底部に若干の曲率をもたせたり、全体をU字状に形成したりしてもよい。このようにした場合は、スライダの相対移動抵抗が若干増加する可能性はあるが、転動ボールと溝との間の面圧を低減することができ、耐久性の面で有利となる。 In the above-described embodiment, the groove for guiding the rolling ball is formed in a V shape. However, the bottom may have a slight curvature, or the entire portion may be formed in a U shape. In such a case, the relative movement resistance of the slider may slightly increase, but the surface pressure between the rolling ball and the groove can be reduced, which is advantageous in terms of durability.
また、転動ボールとそれを案内する溝の位置は、実施形態と逆にすることもできる。すなわち、図4に示すように、各スライダ10の保持器4との対向面にV字状溝11を設け、保持器4の両側面にV字状溝11と対向させて設けた半球状凹部12に、転動ボール13と保持ボール14を装入して抜止片15を圧入するようにしてもよい。
Moreover, the position of the rolling ball and the groove for guiding it can be reversed from the embodiment. That is, as shown in FIG. 4, a hemispherical concave portion provided with a V-shaped
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
5、6 案内溝
7 長孔
8、9 転がり軸受
10 スライダ
10a 貫通孔
11 V字状溝
12 半球状凹部
13 転動ボール
14 保持ボール
15 抜止片
A 入力軸
B 出力軸
1, 2 Plate (Rotating member)
3 Shaft (cylindrical rolling element)
4
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006279578A JP2008095871A (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Shaft coupling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006279578A JP2008095871A (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Shaft coupling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008095871A true JP2008095871A (en) | 2008-04-24 |
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ID=39378929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006279578A Pending JP2008095871A (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Shaft coupling |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008095871A (en) |
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2006
- 2006-10-13 JP JP2006279578A patent/JP2008095871A/en active Pending
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