JP4068698B2

JP4068698B2 - 自在軸継手

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Publication number: JP4068698B2
Application number: JP29122597A
Authority: JP
Inventors: 正典望月
Original assignee: ISEL Co Ltd
Current assignee: ISEL Co Ltd
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: JPH11125265A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自在軸継手に関し、特に、第１継手主体と第２継手主体とが板バネ中間体によって締結される自在軸継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の自在軸継手を示した図である。図７に示される自在軸継手は、回転入力又は出力側の軸(101a)，軸(101b)を締結するための第１継手主体(103a)と第２継手主体(103b)との周縁に、板ばね中間体(105) のそれぞれ一対の第１延長片(109) ，第２延長片(111) を固定したものである。
【０００３】
板ばね中間体(105) は、軸線に略直角な平面となる板状部(107) と、これの周縁の対称位置から第１継手主体(103a)側に延びる一対の第１延長片(109) と、第２継手主体(103b)側に延びる一対の第２延長片(111) とから構成される。そして、一対の第１延長片(109) と一対の第２延長片(111) とは、軸線を中心にして相互に略９０度ずれている。
【０００４】
第１延長片(109) の先端部は、第１継手主体(103a)のフランジ(113a)の周縁に設けられた取付け平面にネジ止めされている。同様に、第２延長片(111) の先端部は、第２継手主体(103b)のフランジ(113b)の周縁に設けられた取付け平面にネジ止めされている。
さらに、フランジ(113a)の周縁に形成された一対のリブ(115a)の端縁部により構成された側壁部(119a)には、第１延長片(109) の先端側両側辺から突出する一対の矩形状の突出片(117a)が密に嵌入している。同様に、フランジ(113b)の周縁に形成された一対のリブ(115b)の端縁部により構成された側壁部(119b)には、第２延長片(111) の先端側両側辺から突出する一対の矩形状の突出片(117b)が密に嵌入している。
【０００５】
このような自在軸継手では、板状部(107) 及び第１継手主体(103a)，第２継手主体(103b)が撓むことが可能な結果、第１継手主体(103a)の軸線と第２継手主体(103b)の軸線が段違いになった状態（いわゆる偏心）、第１継手主体(103a)の軸線と第２継手主体(103b)の軸線が交差する状態（いわゆる偏角）が生じても、伝動可能であり、伝達トルクを出力側から入力側に伝えることができる。また、トルク伝達状態では、各延長片には、延長片を取付け平面に沿って摺動させる力が作用するものの、延長片の先端が各側壁部(119a)，(119b)に対接し、突出片(117a)，(117b)がリブ(115a)，(115b)間に密嵌しているので、作用力が伝導されてトルク伝達が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自在軸継手では、薄肉の弾性金属板から構成される第１延長片(109) 及び第２延長片(111) の取付け先端部のみが第１継手主体(103a)，第２継手主体(103b)に接触し、その接触部分、具体的には突出片が前述の作用力を直接受けるため、例えば衝突が生じるほどの何らかの原因で過負荷が加わって突出片が撓んで変形してしまう場合があった。
【０００７】
ゆえに、本発明は、過負荷に耐え得る自在軸継手を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、第１継手主体と、第２継手主体と、第１継手主体と第２継手主体とを連結させる板バネ中間体とを備えた自在軸継手であって、板バネ中間体が、軸線に略直角な平面となる板状部と、板状部の周縁の対称位置から第１継手主体側に延びる一対の第１延長片と、軸線を中心に一対の第１延長片に対して板状部の周方向に略９０度ずれた周縁の他の対称位置から第２継手主体側に延びる一対の第２延長片とを備え、第１継手主体には、側部に各第１延長片を固定するための一対の第１凹み部が形成されており、第２継手主体には、側部に各第２延長片を固定するための一対の第２凹み部が形成されており、各第１延長片の両側辺の少なくとも一方の所定部分と各対応の第１凹み部の側面との間に介在する第１介在部材と、各第２延長片の両側辺の少なくとも一方の所定部分と各対応の第２凹み部の側面との間に介在する第２介在部材とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
このような発明によって、何らかの原因で過負荷が加わっても、第１延長片の両側辺の少なくとも一方の所定部分と各対応の第１凹み部の側面との間に第１介在部材が介在し、第２延長片の両側辺の少なくとも一方の所定部分と各対応の第２凹み部の側面との間に第２介在部材が介在して、過負荷を介在部材で受けることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、過負荷が加わった場合に第１介在部材が各対応の第１凹み部の側面に接触するように、第１介在部材と各対応の第１凹み部の側面との間には隙間が設けられ、過負荷が加わった場合に第２介在部材が各対応の第２凹み部の側面に接触するように、第２介在部材と各対応の第２凹み部の側面との間には隙間が設けられる、ことを特徴としている。
【００１３】
請求項１の発明において、通常の回転状態で介在部材と各対応の凹み部の側面とが接触していたとしても、樹脂のような硬度の小さな介在部材であれば、各対応の凹み部の側面を摺動しても傷等がつかないが、請求項２の発明によれば、通常の回転状態では、介在部材と各対応の凹み部の側面との間には隙間が設けられているため、通常回転状態で接触による弊害が生じる可能性を確実に抑えることができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、各第１延長片の両側辺の所定部分及び各第２延長片の両側辺の所定部分の位置が、板状部側である、ことを特徴としている。
このような発明によって、過負荷を効果的に抑える位置である板状部側の所定部分又はその所定部分に対応する介在部材が、過負荷が加わった場合に各凹み部の側面に接触して全体として過負荷を効果的に抑えるような受け方となる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、何らかの原因で過負荷が加わっても、第１延長片の両側辺の少なくとも一方の所定部分が対応の第１凹み部の側面に直接接触せず、第１介在部材が対応の第１凹み部の側面に接触し、第２延長片の両側辺の少なくとも一方の所定部分が対応の第２凹み部の側面に直接接触せず、第２介在部材が対応の第２凹み部の側面に接触して、過負荷を介在部材で受けることができるので、固定された部分のみで過負荷を受ける場合に比べて延長片の受ける過負荷を抑えることができる。従って、従来のような過負荷が加わって先端部が変形してしまうことが生じにくく、過負荷に耐え得る自在軸継手が得られる。特に、介在部材として樹脂のような硬度の小さなものを用いることができ、各延長片と凹み部との過負荷時の接触に比べて衝撃を吸収するような柔らかな衝突の接触状態で済ますことができる。従って、その分だけ、軸継手の受ける過負荷が小さくなり、より過負荷に耐え得る自在軸継手が得られる。
【００１８】
ここで、請求項１の発明において、通常の回転状態で介在部材と各対応の凹み部の側面が接触していたとしても、介在部材として硬度の小さなものを用いることができるため、傷がつかないような摺動も可能である。これに対し、請求項２の発明は、通常の回転状態では、介在部材と各対応の凹み部の側面とが接触しないように隙間を設けており、傷がつくような破損、損傷が生じることをより確実に防ぐことができる。
【００１９】
請求項３の発明は、過負荷を効果的に抑える位置である板状部側の所定部分又は板状部側の一部に装着された介在部材が、過負荷が加わった場合に各凹み部に接触して全体として過負荷を抑えることができ、請求項１又は２のいずれかの発明に比べて、より過負荷に耐え得る自在軸継手を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る自在軸継手を示した一部破断させた図であり、図２は、図１の板バネ中間体を示した斜視図であり、図３は、図１のＡ部分の拡大図であり、図４は、図１の介在部材の斜視図であり、図５は、図１のＶ−Ｖライン拡大端面図である。
【００２１】
図１を参照して、自在軸継手(201) は、回転を出力する側の軸(203a)又は軸(203b)の回転を入力側の軸(203b)又は軸(203a)に伝える継手であり、第１継手主体(205a)と、第２継手主体(205b)と、板バネ中間体(207) と、介在部材(209) とを備える。
第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)について説明する。第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)は、それぞれ全体としてはリング状をなしており、中心部には入力軸又は出力軸となる軸(203a)，軸(203b)を嵌入するための軸孔部(211) が形成されて貫通している。また、第１継手主体(205a)の外周面には、後述の一対の第１延長片(305a)が嵌め込まれる第１凹み部(215a)が対応して一対形成されており、第２継手主体(205b)の外周面には、後述の一対の第２延長片(305b)が嵌め込まれる第２凹み部(215b)が対応して一対形成されている。第１凹み部(215a)と同様の形状をした第２凹み部(215b)は、板バネ中間体(207) の第２延長片(305b)の先端部が取付けられる取付け平面(217) と、後述の板状部(303) 側に向かって深くなるように傾斜した傾斜部(219) とで底面が形成されている。また、第１凹み部(215a)及び第２凹み部(215b)の幅は、板状部(303) 側の傾斜部(219) に対応する部分が幅Ｌ１であり、取付け平面(217) に対応する部分が幅Ｌ２であり、Ｌ２はＬ１よりも大きく設定されている。
【００２２】
次に、図２を参照して板バネ中間体(207) について説明する。板バネ中間体(207) は、中心部に孔(301) が設けられているものの、軸線に略直角な平面となる板状部(303) と、板状部(303) の周縁の対称位置から第１継手主体(205a)側に延びる一対の第１延長片(305a)と、軸線を中心に一対の第１延長片(305a)に対して板状部(303) の周方向に略９０度ずれた周縁の他の対称位置から第２継手主体(205b)側に延びる一対の第２延長片(305b)とを備えている。より具体的には、板状部(303) は、外周が八角形をなしており、対向する辺から第１延長片(305a)が一対延び、第１延長片(305a)が延びた一対の辺から２つずらした対向する辺から第２延長片(305b)が一対延びている。
【００２３】
第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)の板状部(303) 側は、共に幅がＬ３であり、前述の第１凹み部(215a)及び第２凹み部(215b)の幅Ｌ１より小さく設定されている。これに対し、第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)の先端部は、前述の第１凹み部(215a)及び第２凹み部(215b)の幅Ｌ２に等しく設定されて、第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)の先端部両側辺から延びた突出部(307) が第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)に嵌入するようになっている。
【００２４】
なお、突出部(307) は、第１凹み部(215a)及び第２凹み部(215b)の取付け平面(217) に対してくい込むようにへの字状をなして突出しており、挿入の際の挿入方向とは逆方向に折れにくいような工夫がなされている。
また、各第１延長片(305a)，第２延長片(305b)の先端部には、ネジ孔(309) が形成されている。
【００２５】
図３を参照して図２の板バネ中間体(207) のさらに構成を説明すると共に、板状部(303) と第１延長片(305a)との接続部分及び板状部(303) と第２延長片(305b)との接続部分について説明する。
板バネ中間体(207) は、それぞれが薄い板バネ(401a)〜(401d)が積層された構成をしており、板状部(303) の部分、第１延長片(305a)の部分、及び第２延長片(305b)の部分自体は接触するように重なっているが、板状部(303) と第２延長片(305b)等との接続部分には隙間があくように重ねられている。即ち、板バネ中間体(207) の曲がり部である接続部分は円弧状で、その円弧状接続部(403a)，(403b)，(403c)，(403d)が隙間をあけつつ重なっている。
【００２６】
具体的には、板バネ(401a)の円弧状接続部(403a)の内面(405) と板バネ(401b)の円弧状接続部(403b)の外面(407) とは接触しておらず隙間(409) が形成されている。同様に、板バネ(401b)の円弧状接続部(403b)の内面(405) と板バネ(401c)の円弧状接続部(403c)の外面(407) とも接触しておらず隙間(409) が形成されており、板バネ(401c)の円弧状接続部(403c)の内面(405) と板バネ(401d)の円弧状接続部(403d)の外面(407) とも接触しておらず隙間(409) が形成されている。
【００２７】
次に、図１の介在部材(209) について図４及び図５を用いて説明する。介在部材(209) は、プラスチック製のスライドであり、直方体の内部がくり抜かれて孔部(501) が形成されたリング状をなしたものである。孔部(501) に板バネ中間体(207) の第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)の板状部(303) 側が係合して介在部材(209) が装着されるため、孔部幅がＬ３に設定されている。これに対し、全体の幅は、前述の第１凹み部(215a)の幅及び第２凹み部(215b)の幅であるＬ１に設定されている。
【００２８】
また、介在部材(209) には、リングを分断するような切れ目(503) が形成されている。このような切れ目(503) が形成されているのは、第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)の先端部の幅がＬ３より大きなＬ２に設定されているため、先端部側から差し込むことが難しく、切れ目(503) 部分で端部を両側に開いて装着部に容易に装着するためである。
【００２９】
このような介在部材(209) がそれぞれの第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)に装着された板バネ中間体(207) は、図１に示すように、第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)の先端部が取付けネジ(221) によって締結されて第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)と接続し、板バネ中間体(207) が接続された第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)は締付けネジ(213) によって軸(203a)及び軸(203b)に締結されて接続する。接続状態においては、図５に示すように、介在部材(209) の接触面(505a)及び接触面(505b)が第１凹み部(215a)等の側壁に摺動可能な状態で接触している。
【００３０】
以上のように、板バネ中間体(207) の第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)の両側辺の板状部(303) 側の一部は、第１継手主体(205a)の対応の各第１凹み部(215a)の側面及び第２継手主体(205b)の対応の各第２凹み部(215b)の側面に直接接触せず、介在部材(209) が介在するようになっている。このように介在部材(209) を介在させたことで、何らかの原因で過負荷が加わっても、衝撃が和らぎ、先端側の突出部(307) 及び介在部材(209) の装着部（板状部(303) 側の一部）に加わる過負荷を小さくでき、突出部(307) が変形したりせず耐久性を向させて、固定部である突出部(307) のみで過負荷を受ける場合に比べて過負荷に耐え得る自在軸継手が得られる。
【００３１】
ところで、過負荷の場合のみならず、通常の回転伝達状態でも、介在部材(209) の回転側及び逆回転側が各対応の凹み部(215a)(215b)の側面に接触して摺動するが、介在部材(209) は、凹み部(215a)(215b)の硬度よりも小さなものとしているので、延長片(305a)(305b)と硬度の大きな凹み部(215a)(215b)とが接触しながらずれて傷がつくような破損、損傷が生じることもない。
【００３２】
但し、通常の回転伝達状態では、介在部材(209) が各対応の凹み部(215a)(215b)の側面に接触しないように、微小の隙間を設けておき、過負荷が加わった場合にのみ接触するようにしておけば、回転伝達時の破損、損傷を確実に防止できるうえに、過負荷に耐え得る自在軸継手が得られる。
【００３３】
なお、図６に示すように、継手主体の他の例として、リングの形を分断するようなすり割りを形成し、ボルトで両端部を固定するものでもよい。さらに、介在部材(209) を装着させる観点からは、板バネが複数積層された板バネ中間体(207) である必要はない。仮に、積層させたとしても、接続部で隙間をあける必要もない。
【００３４】
また、延長片が接続する板状部には、孔が形成されている必要もない。
さらに、図４に示すように介在部材には切り目を入れたが、延長片の先端側が小さく又は同じ大きさであれば切れ目を入れる必要もない。
さらに、図４の介在部材では、切れ目の部分の端部どうしを接触させたが端部どうしが離れて隙間があいたものであってもよい。
【００３５】
さらに、一の延長片に対して一の介在部材である必要はなく、コの字状の二つの介在部材を延長片の両側辺に嵌め込むようなものであってもよい。ただし、コの字状の介在部材を延長片の両側辺から嵌め込む場合には、本来の装着位置から延長片に沿ってスライドしてしまうような装着度合の低下が生じないような工夫が必要であり、図４の場合でさえ小さな介在部材をさらに二つにして小さくなった介在部材を装着する手間がかかる欠点がある。
【００３６】
さらに、二つのコの字状の介在部材を延長片の両側辺に嵌め込まず一方のみ（例えば回転時又は停止時のみの過負荷を考慮して）を取付けることができるが、回転時及び停止時いずれの場合の過負荷にも対処し、さらに、例えば回転時の場合も回転側及び逆回転側の両側辺に介在部材を介在させた方が効果が確実に得られるので、図４のように回転側及び逆回転側の両側辺にも介在部材を介在させるものが好ましい。
【００３７】
さらに、介在部材を介在させる意味からは、本来は、前述のように介在部材の硬度が継手主体の硬度よりも小さなものでなければならないが、継手主体としては金属製、単なる樹脂製、ガラス又は炭素繊維入り樹脂製等が考えられ、それぞれの製品の材質よりも硬度の低い介在部材を用いることが好ましいものの、必ずしも硬度が小さい必要はない。
【００３８】
さらに、特開平８−２７７８４６号公報で示されるように、突出部(307) を山形にし、その山形に嵌合するような山形を第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)に設けて、さらに突出部(307) の変形を抑える工夫を行ってもよい。
さらに、延長片の継手主体への取付けには、ネジの締結という手段を用いたが、特開平８−２７７８４６号公報で示されるように、カシメ止めによって固定したものであってもよい。このカシメ止めの方法としては、第１継手主体(205a)を樹脂で成形し、取付平面に突出した軸部を図２のネジ孔(309) に嵌入し、その軸を潰すような場合の他、板バネ中間体(207) の突出部(307) を山形にし、その山形に嵌合するような山形を第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)に設け、山形を上から押し潰すようにする場合であってもよい。
【００３９】
さらに、突出部(307) の突出方向は、第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)にくい込むような方向である必要はなく、取付け平面(217) に対して平行な方向に延びる場合の他、逆に第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)から離れる方向に突出したものであってもよい。特に、第１継手主体(205a)及び第２継手主体(205b)から離れるように突出したものの場合は、係合最終位置で圧接し、取り外す際には余分な力が要らずに簡単な取り外しができるという効果がある。
【００４０】
さらに、介在部材(209) の取付位置は、過負荷を受けるのに最も効果的な第１延長片(305a)及び第２延長片(305b)の板状部(303) 側にしたが、必ずしもこちら側に設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自在軸継手を示した図であって、一部を破断させた図である。
【図２】図１の板バネ中間体を示した斜視図である。
【図３】図１のＡで囲まれた部分の拡大図である。
【図４】図１の介在部材の斜視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖライン拡大断面図である。
【図６】継手主体の他の例を示した図である。
【図７】従来の自在軸継手を示した図である。
【符号の説明】
(201) (601) ・・・自在軸継手
(205a)・・・第１継手主体
(205b)・・・第２継手主体
(207) (603) ・・・板バネ中間体
(209) ・・・介在部材
(215a)・・・第１凹み部
(215b)・・・第２凹み部
(303) ・・・板状部
(305a)(605a)・・・第１延長片
(305b)(605b)・・・第２延長片
(503) ・・・切れ目

Claims

第１継手主体と、第２継手主体と、前記第１継手主体と前記第２継手主体とを連結させる板バネ中間体とを備えた自在軸継手であって、
前記板バネ中間体は、軸線に略直角な平面となる板状部と、前記板状部の周縁の対称位置から前記第１継手主体側に延びる一対の第１延長片と、前記軸線を中心に前記一対の第１延長片に対して前記板状部の周方向に略９０度ずれた周縁の他の対称位置から前記第２継手主体側に延びる一対の第２延長片とを備え、
前記第１継手主体には、側部に前記各第１延長片を固定するための一対の第１凹み部が形成されており、
前記第２継手主体には、側部に前記各第２延長片を固定するための一対の第２凹み部が形成されており、
前記各第１延長片の両側辺の少なくとも一方の所定部分と前記各対応の第１凹み部の側面との間に介在する第１介在部材と、
前記各第２延長片の両側辺の少なくとも一方の所定部分と前記各対応の第２凹み部の側面との間に介在する第２介在部材とを備えた、自在軸継手。
過負荷が加わった場合に前記第１介在部材が前記各対応の第１凹み部の側面に接触するように、前記第１介在部材と前記各対応の第１凹み部の側面との間には隙間が設けられ、
過負荷が加わった場合に前記第２介在部材が前記各対応の第２凹み部の側面に接触するように、前記第２介在部材と前記各対応の第２凹み部の側面との間には隙間が設けられる、請求項１記載の自在軸継手。
前記各第１延長片の両側辺の所定部分及び前記各第２延長片の両側辺の所定部分の位置は、前記板状部側である、請求項１又は２に記載の自在軸継手。