(57)【要約】【課題】平行キーが二軸の軸端部間に脱落してカップリング装置が機能しなくなるのを防止することにある。【解決手段】互いに対向する軸端部間に空間がある二軸にそれぞれ平行キーを介して相対的に回り止めされて装着される二つのボスと、それらのボス間を前記二軸の軸心同士の不一致を許容しつつ連結するとともに、中心部に前記二軸の軸端部の軸径以上の内径の空間を有する動力伝達部材と、を具えて前記二軸間で動力伝達を行うカップリング装置において、前記動力伝達部材の前記空間内に嵌挿されたキー脱落防止体を具え、前記キー脱落防止体の両端部がそれぞれ、前記二軸の前記軸端部の軸径以上の外径を有して、前記二軸の軸端部に近接もしくは接触状態で対向していることを特徴とするものである。【選択図】図１
2020045977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する軸端部間に空間がある二軸にそれぞれ平行キーを介して相対的に回り止めされて装着される二つのボスと、
それらのボス間を前記二軸の軸心同士の不一致を許容しつつ連結するとともに、中心部に前記二軸の軸端部の軸径以上の内径の空間を有する動力伝達部材と、
を具えて前記二軸間で動力伝達を行うカップリング装置において、
前記動力伝達部材の前記空間内に嵌挿されたキー脱落防止体を具え、
前記キー脱落防止体の両端部がそれぞれ、前記二軸の前記軸端部の軸径以上の外径を有して、前記二軸の軸端部に近接もしくは接触状態で対向していることを特徴とするカップリング装置。
【請求項２】
前記キー脱落防止体の一端部とそれに対向する前記軸端部とが接触した状態での、前記キー脱落防止体の他端部とそれに対向する前記軸端部との間の距離は、前記平行キーの長さ未満であることを特徴とする、請求項１記載のカップリング装置。
【請求項３】
前記キー脱落防止体は、柔軟な材料からなるものであることを特徴とする、請求項１または２記載のカップリング装置。
【請求項４】
前記柔軟な材料は、ポリウレタン樹脂であることを特徴とする、請求項３記載のカップリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸端部同士が互いに対向する二軸間で軸心間の不一致を許容しつつ動力伝達を行うカップリング装置に関し、特には、それらの軸とカップリング装置のボスとの間を回り止めするキーの脱落を防止するカップリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カップリング（軸継手）装置とは、駆動機側の軸から被駆動機側の軸へ常時動力を伝達する機械要素であり、その動力伝達の際に衝撃や振動を抑え、スムーズに回転を伝達するという役目を担う。
【０００３】
駆動機側の軸と被駆動機側の軸との二軸の間には、設備据付時の完全な芯合わせの困難さや、運転中の温度変化、軸受けの摩耗などによって軸心同士の心ずれや曲がり等の不一致が発生するので、そのような不一致があっても二軸間で動力伝達を行うためにカップリング装置が必要となる。
【０００４】
代表的なカップリング装置としては、対向する二個のハブをたわみ板で連結するマイクロカップリング装置等のたわみカップリング装置、対向する二個の外歯歯車を共通の内歯歯車で連結する歯車形カップリング装置、対向する二個のスプロケットを共通のダブルチェーンで連結するチェーン形カップリング装置、対向する二個のハブをゴムタイヤで連結するタイヤ形カップリング装置等がある。
【０００５】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、従来のマイクロカップリング装置を例示する断面図およびそのマイクロカップリング装置のハブを示す端面図であり、この従来のマイクロカップリング装置は、互いに対向する二個のハブ１と、それらのハブ１間に配置される中継部材２と、それら二個のハブ１の各々のフランジ１ａと中継部材２の両端部のフランジ２ａとに図示しない四本のボルトで互いに９０度ずれた周辺部位を結合されてそれら二個のハブ１と中継部材２との間を連結する弾性たわみ変形可能なたわみ板３とを具えて構成され、これにより、二個のハブ１をそれぞれ軸端部Ｓｅに装着した二軸Ｓを、軸心同士の不一致を許容しつつ連結する。
【０００６】
ところで、図３のマイクロカップリング装置で示すように、カップリング装置では通常、二軸Ｓとそれらに装着されるハブ１のボス１ｂとの間で回転運動やトルクを伝達する目的でキーが利用される。キーは、回転部品のボスとそれを装着する軸とに切削加工したキー溝又は平坦部分に挿入されてボスと軸とを相対的に回り止めし、それらの間でトルクを伝達する機械要素である。最も一般的に利用されているキーに、図３に示す如き、互いに平行な上下面を持つ平行キー４がある。
【０００７】
平行キー４は、図３のマイクロカップリング装置で示すように、二軸Ｓの互いに対向する軸端部Ｓｅ間に空間Ｃが存在する場合には、ボス１ｂに設けたセットビス５でボス１ｂと軸Ｓとに固定して使うのが一般的であるが、軸Ｓから伝わる振動等でセットビス５が緩んで平行キー４が移動して、その空間Ｃ内に脱落する場合があり、かかる平行キー４の脱落が生じると、カップリング装置のトルク伝達が機能しなくなって、設備を長時間停止させて復旧させなければならないトラブルとなる。
【０００８】
このような問題に対処するため、特許文献１は、キーの脱落を防止した信頼性の高いカップリング装置を提供することを目的として、二軸間で動力伝達を行うカップリング装置の内部の左右部分にそれら二軸の軸径より大きいキー脱落防止板を固定するとともに、そのキー脱落防止板と二軸の軸端部との間隔をキー長さ未満にしたタイヤ形カップリング装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２２０６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、キー脱落防止板をカップリング装置の内部に固定するための処置が必要であり、二軸の何れかとカップリング装置とが接近移動してキー脱落防止板に軸端部が衝突すると、その衝突の衝撃でキー脱落防止板が外れる可能性がある。これは先に述べたセットネジの緩みの問題と同様、平行キーを二軸とカップリング装置のボスとに固定するための処置を行う際に生じる課題と言える。
【００１１】
それゆえ本発明は、カップリング装置が動力伝達を行う二軸の互いに対向する軸端部間に空間がある場合に、それらの軸とカップリング装置のボスとに平行キーをセットネジ等で留めていても振動等でセットネジ等が外れ、平行キーが二軸の軸端部間に脱落してカップリング装置が機能しなくなるという従来の課題を有利に解決するカップリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する本発明のカップリング装置は、
互いに対向する軸端部間に空間がある二軸にそれぞれ平行キーを介して相対的に回り止めされて装着される二つのボスと、
それらのボス間を前記二軸の軸心同士の不一致を許容しつつ連結するとともに、中心部に前記二軸の軸端部の軸径以上の内径の空間を有する動力伝達部材と、
を具えて前記二軸間で動力伝達を行うカップリング装置において、
前記動力伝達部材の前記空間内に嵌挿されたキー脱落防止体を具え、
前記キー脱落防止体の両端部がそれぞれ、前記二軸の前記軸端部の軸径以上の外径を有して、前記二軸の軸端部に近接もしくは接触状態で対向していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のカップリング装置にあっては、動力伝達部材が、二軸にそれぞれ平行キーを介して相対的に回り止めされて装着される二つのボス間を軸心同士の不一致を許容しつつ連結するとともに、中心部に前記二軸の軸端部の軸径以上の内径の空間を有しており、その空間内に嵌挿されたキー脱落防止体の両端部がそれぞれ、前記二軸の軸径以上の外径を有して、前記二軸の軸端部に近接もしくは接触状態で対向しているので、二軸とボスとの間にそれぞれ配置された二本の平行キーの少なくとも一方が、当該カップリング装置に加わる振動等によって緩んで、動力伝達部材の中心部の空間に向って移動しようとすると、キー脱落防止体の両端部のうち、その移動しようとする平行キーが配置された側の軸の軸端部に近接もしくは接触状態で対向している一端部がその平行キーに当接して、その平行キーの、軸とボスとの間からの抜け出しを阻止し、平行キーの脱落を防止する。
【００１４】
従って、本発明のカップリング装置によれば、キー脱落防止体を動力伝達部材の中心部の空間内に嵌挿して、二軸の軸端部間にキー脱落防止状態で配置するので、キー脱落による長時間操業停止を防止して、カップリング装置の機能を十分に活かした操業を可能とすることができる。
【００１５】
なお、本発明のカップリング装置においては、前記キー脱落防止体の一端部とそれに対向する前記軸端部とが接触した状態での、前記キー脱落防止体の他端部とそれに対向する前記軸端部との間の距離は、前記平行キーの長さ未満であると、キー脱落防止体が前記空間内に移動自在に遊嵌されている場合に、平行キーの脱落防止上好ましい。
【００１６】
また、本発明のカップリング装置においては、前記キー脱落防止体は、柔軟な材料からなるものであると、動力伝達部材の中心部の空間内への嵌挿が容易であるので好ましく、特にポリウレタン樹脂製であると、安価で加工しやすいので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態のカップリング装置を示す断面図およびそのカップリング装置のハブを示す端面図である。
【図２】本発明の他の一実施形態のカップリング装置を示す断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、従来のカップリング装置を例示する断面図およびそのカップリング装置のハブを示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明の一実施形態のカップリング装置としてのマイクロカップリング装置を示す断面図およびそのマイクロカップリング装置のハブを示す端面図である。
【００１９】
この実施形態のマイクロカップリング装置は、例えば製鉄所の厚板製造ラインにおいて、ワークに押し当てられてワークの送り移動に伴い回転するメジャーリングロールの出力軸と、そのメジャーリングロールの回転数に応じてワークの速度および位置を示すパルスを発生させて出力するパルスジェネレータの入力軸との間の動力伝達を行うもので、図３に示す従来のマイクロカップリング装置と同様、互いに対向する二個のハブ１を具えるとともに、動力伝達部材として、それらのハブ１間に配置される中継部材２と、二個のハブ１の各々のフランジ１ａと中継部材２の両端部のフランジ２ａとに図示しないボルトで互いに９０度ずれた周辺部位を結合されてそれら二個のハブ１と中継部材２との間を連結する弾性たわみ変形可能なたわみ板３とを具えて構成され、これにより、二個のハブ１をそれぞれ軸端部Ｓｅに装着した二本の軸（二軸）Ｓを、軸心同士の不一致を許容しつつ連結する。
【００２０】
また、この実施形態のマイクロカップリング装置では、二軸Ｓとそれらに装着されるハブ１のボス１ｂとの間で回転運動やトルクを伝達するために、ボス１ｂとそれを装着する軸Ｓの軸端部Ｓｅとに切削加工したキー溝に平行キー４を装着してボス１ｂと軸Ｓとを相対的に回り止めしている。
【００２１】
さらに、この実施形態のマイクロカップリング装置では、図３に示す従来のマイクロカップリング装置と同様、二軸Ｓの互いに対向する軸端部Ｓｅ間および二個のハブ１のフランジ１ａ間で、中継部材２とたわみ板３とのそれぞれの中心部の孔によって二軸Ｓの軸端部Ｓｅの軸径以上の内径の略円筒状の空間Ｃが生じているので、平行キー４がキー溝から抜け出してその空間Ｃ内へ脱落するのを防止すべく、ボス１ｂに螺合させたセットビス５で平行キー４をボス１ｂと軸Ｓとに固定している。
【００２２】
しかしながらこのセットビス５だけでは、長期間にわたる当該マイクロカップリング装置の使用の間に特にメジャーリングロール側の軸Ｓ等から伝わる振動等でセットビス５が緩んで平行キー４がキー溝から抜け出してその空間Ｃ内へ脱落する可能性がある。そこで、この実施形態のマイクロカップリング装置では空間Ｃ内にキー脱落防止体６を、中継部材２とたわみ板３とのそれぞれの中心部の孔に僅かに遊嵌する状態で嵌挿して配置している。
【００２３】
このキー脱落防止体６は、キー脱落防止体６の一端部とそれに対向する軸端部Ｓｅとが接触した状態でのキー脱落防止体６の他端部とそれに対向する軸端部Ｓｅとの間の距離が平行キー４のキー長さ未満となる軸線方向長さと、二軸Ｓの軸端部Ｓｅの軸径以上の外径とを有する、中実の略円柱形の回転体状をなしており、例えばポリウレタン樹脂等の柔軟な材料にて形成されている。
【００２４】
この実施形態のマイクロカップリング装置にあっては、動力伝達部材としての中継部材２とたわみ板３とが、二軸Ｓにそれぞれ平行キー４を介して相対的に回り止めされて装着される二つのボス１ｂ間を二軸Ｓの軸心同士の不一致を許容しつつ連結するとともに、中心部に二軸Ｓの軸端部Ｓｅの軸径以上の内径の空間Ｃを有しており、その空間Ｃ内に遊嵌状態で嵌挿されたキー脱落防止体６の軸線方向両端部がそれぞれ、二軸Ｓの軸端部Ｓｅの軸径以上の外径を有して、二軸Ｓの軸端部Ｓｅに近接もしくは接触状態で対向しているので、二軸Ｓとボス１ｂとの間にそれぞれ配置された二本の平行キー４の少なくとも一方が、当該カップリング装置に加わる振動等によって緩んで、中継部材２とたわみ板３との中心部の空間Ｃに向って移動しようとすると、キー脱落防止体６の両端部のうち、その移動しようとする平行キー４が配置された側の軸Ｓの軸端部Ｓｅに近接もしくは接触状態で対向している一端部がその平行キー４に当接して、その平行キー４の、軸Ｓとボス１ｂとの間からの抜け出しを阻止し、平行キー４の脱落を防止する。
【００２５】
従って、この実施形態のマイクロカップリング装置によれば、キー脱落防止体６を中継部材２とたわみ板３との中心部の空間Ｃ内に嵌挿して、二軸Ｓの軸端部Ｓｅ間にキー脱落防止状態で配置するので、平行キー４の脱落による長時間操業停止を防止して、マイクロカップリング装置の機能を十分に活かした操業を可能とすることができる。
【００２６】
また、この実施形態のマイクロカップリング装置によれば、キー脱落防止体６の一端部とそれに対向する軸端部Ｓｅとが接触した状態での、キー脱落防止体６の他端部とそれに対向する軸端部Ｓｅとの間の距離が平行キー４の長さ未満であるので、キー脱落防止体６を空間Ｃ内に容易に嵌挿できるようにキー脱落防止体６が空間Ｃ内に遊嵌されて移動自在とされているにもかかわらず、平行キー４の脱落を確実に防止することができる。
【００２７】
さらに、この実施形態のマイクロカップリング装置によれば、キー脱落防止体６は、柔軟な材料からなるものであるので、中継部材２とたわみ板３との中心部の空間Ｃ内への嵌挿が容易であり、特に、ポリウレタン樹脂からなる場合には、安価で容易に加工することができる。
【００２８】
図２は、本発明の他の一実施形態のカップリング装置としてのタイヤ形カップリング装置を示す断面図であり、この実施形態のタイヤ形カップリング装置は、例えば製鉄所の形鋼製造ラインにおいて、ワークに押し当てられてワークの送り移動に伴い回転するメジャーリングロールの出力軸と、そのメジャーリングロールの回転数に応じてワークの速度および位置を示すパルスを発生させて出力するパルスジェネレータの入力軸との間の動力伝達を行うもので、互いに対向する二個のハブ１を具えるとともに、それらのハブ１間に配置されてそれら二個のハブ１のフランジ１ａ間を連結する弾性たわみ変形可能なタイヤ形動力伝達部材７とを具えて構成され、これにより、二個のハブ１をそれぞれ軸端部Ｓｅに装着した二本の軸（二軸）Ｓを、軸心同士の不一致を許容しつつ連結する。
【００２９】
また、この実施形態のタイヤ形カップリング装置では、二軸Ｓとそれらに装着されるハブ１のボス１ｂとの間で回転運動やトルクを伝達するために、ボス１ｂとそれを装着する軸Ｓの軸端部Ｓｅとに切削加工したキー溝に平行キー４を装着してボス１ｂと軸Ｓとを相対的に回り止めしている。
【００３０】
さらに、この実施形態のタイヤ形カップリング装置では、図３に示す従来のマイクロカップリング装置と同様、二軸Ｓの互いに対向する軸端部Ｓｅ間および二個のハブ１のフランジ１ａ間で、タイヤ形動力伝達部材７のゴムタイヤ７ａを支持する二個のハブ７ｂの中心部の孔によって二軸Ｓの軸端部Ｓｅの軸径以上の内径の略円筒状の空間Ｃが生じているので、長期間にわたる当該タイヤ形カップリング装置の使用の間に特にメジャーリングロール側の軸Ｓから伝わる振動等で平行キー４がキー溝から抜け出してその空間Ｃ内へ脱落するのを防止するべく、空間Ｃ内にキー脱落防止体６を、二個のハブ７ｂの中心部の孔に密嵌する状態で嵌挿して配置している。
【００３１】
このキー脱落防止体６は、キー脱落防止体６の一端部とそれに対向する軸端部Ｓｅとが接触した状態でのキー脱落防止体６の他端部とそれに対向する軸端部Ｓｅとの間の距離が平行キー４のキー長さ未満となる軸線方向長さと、二軸Ｓの軸端部Ｓｅの軸径以上の両端部外径とを有する、中実の略つづみ形の回転体状をなしており、例えばポリウレタン樹脂等の柔軟な材料にて形成されている。
【００３２】
この実施形態のタイヤ形カップリング装置にあっては、タイヤ形動力伝達部材７が、二軸Ｓにそれぞれ平行キー４を介して相対的に回り止めされて装着される二つのボス１ｂ間を二軸Ｓの軸心同士の不一致を許容しつつ連結するとともに、中心部に二軸Ｓの軸端部Ｓｅの軸径以上の内径の空間Ｃを有しており、その空間Ｃ内に密嵌状態で嵌挿されたキー脱落防止体６の軸線方向両端部がそれぞれ、二軸Ｓの軸端部Ｓｅの軸径以上の外径を有して、二軸Ｓの軸端部Ｓｅに近接もしくは接触状態で対向しているので、二軸Ｓとボス１ｂとの間にそれぞれ配置された二本の平行キー４の少なくとも一方が、当該カップリング装置に加わる振動等によって緩んで、タイヤ形動力伝達部材７の中心部の空間Ｃに向って移動しようとすると、キー脱落防止体６の両端部のうち、その移動しようとする平行キー４が配置された側の軸Ｓの軸端部Ｓｅに近接もしくは接触状態で対向している一端部がその平行キー４に当接して、その平行キー４の、軸Ｓとボス１ｂとの間からの抜け出しを阻止し、平行キー４の脱落を防止する。
【００３３】
従って、この実施形態のタイヤ形カップリング装置によれば、キー脱落防止体６をタイヤ形動力伝達部材７の中心部の空間Ｃ内に嵌挿して、二軸Ｓの軸端部Ｓｅ間にキー脱落防止状態で配置するので、セットビス５がない場合でも平行キー４の脱落による長時間操業停止を防止して、タイヤ形カップリング装置の機能を十分に活かした操業を可能とすることができる。
【００３４】
また、この実施形態のタイヤ形カップリング装置によれば、キー脱落防止体６の一端部とそれに対向する軸端部Ｓｅとが接触した状態での、キー脱落防止体６の他端部とそれに対向する軸端部Ｓｅとの間の距離が平行キー４の長さ未満であるので、キー脱落防止体６が空間Ｃ内に密嵌されて軸線方向に移動しづらくされているにもかかわらず振動等で移動したとしても、平行キー４の脱落を確実に防止することができる。
【００３５】
さらに、この実施形態のタイヤ形カップリング装置によれば、キー脱落防止体６は、柔軟な材料からなるものであるので、タイヤ形動力伝達部材７の中心部の空間Ｃ内への密な嵌挿が容易であり、特に、ポリウレタン樹脂からなる場合には、安価で容易に加工することができる。
【００３６】
（実施例）
実際にポリウレタン樹脂製のキー脱落防止体６を従来のマイクロカップリング装置内に配置して構成した上記実施形態のマイクロカップリング装置を用いて操業しているが、操業開始から一年以上経ってもキー脱落防止体６の磨耗がほとんどなく、カップリング装置の交換目安の１０年間はキ−脱落防止体６を交換することなく使用可能との検証結果が出ている。
【００３７】
以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば上記実施形態では本発明をマイクロカップリング装置とタイヤ形カップリング装置とに適用したが、本発明を他の形式のカップリング装置に適用してもよい。また、キー脱落防止体６の材質や形状は、それを適用するカップリング装置に応じて適宜変更してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
かくして本発明のカップリング装置によれば、キー脱落防止体を動力伝達部材の中心部の空間内に嵌挿して、二軸の軸端部間にキー脱落防止状態で配置するので、キー脱落による長時間操業停止を防止して、カップリング装置の機能を十分に活かした操業を可能とすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  ハブ
１ａ  フランジ
１ｂ  ボス
２  中継部材
３  たわみ板
４  平行キー
５  セットビス
６  キー脱落防止体
７  タイヤ形動力伝達部材
７ａ  ゴムタイヤ
７ｂ  ハブ
Ｃ  空間
Ｓ  軸
Ｓｅ  軸端部
【図１】
2020045977.tif 000003
【図２】
2020045977.tif 000004
【図３】
2020045977.tif 000005