(57)【要約】【課題】簡易な構成によって、所定量の偏角を許容する。【解決手段】回転駆動力の伝達構造１は、挿通穴１３Ｈが設けられたカップリング１３と、挿通穴１３Ｈに挿通された回転軸体１１と、カップリング１３から回転駆動力を伝達される出力軸４ｂと、を備える。回転軸体１１は、挿通穴１３Ｈの内周面Ｃに対向する複数の外周面Ｂと、外周面Ｂの間に位置し、挿通穴１３Ｈの内周面Ｃから離隔する面取りＫと、を有する。複数の外周面Ｂのうち、２つの外周面Ｂ３、Ｂ４と、挿通穴１３Ｈの内周面Ｃ３、Ｃ４との間には隙間Ｇが形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧搾部が有する一対のローラに連結された第１回転軸体と、前記ローラに回転駆動力を提供する回転駆動発生部に連結された第２回転軸体と、の間に介在する回転駆動力の伝達構造であって、
挿通穴が設けられた伝達部と、
前記挿通穴に挿通された前記第１回転軸体と、
前記伝達部から回転駆動力を伝達される前記第２回転軸体と、を備え、
前記第１回転軸体は、
前記挿通穴の内周面に対向し、周方向に並んだ複数の平面部と、
前記周方向において、互いに隣接する前記平面部の間に位置し、前記挿通穴の前記内周面から離隔する離隔面部と、を有し、
前記周方向に並んだ複数の前記平面部のうち、前記周方向に隣接する少なくとも２つの前記平面部と、前記挿通穴の前記内周面との間には隙間が形成されている、回転駆動力の伝達構造。
【請求項２】
前記離隔面は、平坦面である請求項１に記載の、回転駆動力の伝達構造。
【請求項３】
前記第１回転軸体の軸線方向に交差する前記挿通穴の断面は、ｎ角形状であり、
前記第１回転軸体の軸線方向に交差する前記第１回転軸体の断面は、ｎ×ｍ角形状である、請求項１又は２に記載の回転駆動力の伝達構造。
【請求項４】
前記挿通穴の断面は、四角形（ｎ＝４）であり、
前記第１回転軸体の断面は、四角形（ｎ＝４且つｍ＝１）である、請求項１〜３の何れか一項に記載の回転駆動力の伝達構造。
【請求項５】
前記挿通穴の断面は、四角形（ｎ＝４）であり、
前記第１回転軸体の断面は、八角形（ｎ＝４且つｍ＝２）である、請求項１〜３の何れか一項に記載の回転駆動力の伝達構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動力の伝達構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜４は、動力を伝達可能な軸の連結構造を開示する。例えば、特許文献１は、動力伝達用接続具を開示する。この接続具は、接続部が異なる径や形であっても対応でき、簡易な構造とすると共に少数の部品によって確実な動力伝達を行う。また、特許文献２は、動力伝達シャフトを開示する。このシャフトは、高トルク領域での捩じり剛性を高め、且つ、低トルク領域での捩じり剛性を低くする。さらに、このシャフトは、部品点数を少なくし、且つ、新規な構造を提供する。さらに、特許文献３は、メータケーブルの取付部構造を開示する。この構造は、インナーケーブルの軸部に対する回転軸の嵌合穴の位相をあわせやすくすることにより、メータケーブルの取付作業の容易化を図る。そして、特許文献４は、手動操作機構付きバルブ用アクチュエータを開示する。このアクチュエータは、操作時及びメンテナンス時における操作性と作業の安全性とを確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６９４３２号公報
【特許文献２】特開２００９−２５７３９２号公報
【特許文献３】特開２００６−２７３０３４号公報
【特許文献４】特開２００４−２１８７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軸継手と回転軸体とを連結するとき、軸継手に対する回転軸体の姿勢のズレ（いわゆるミスアライメント）に注意が払われる。例えば、軸継手の回転軸線と回転軸体の回転軸線とは、同一の仮想線上に配置される構成が理想的である。しかし、軸継手の回転軸線に対して回転軸体の回転軸線が傾くことがあり得る。この傾きは、偏角と呼ばれる。比較的小さい偏角を許容する軸継手として、スリット型やオルダム型と呼ばれる軸継手が知られている。また、比較的大きい偏角を許容する軸継手として、ユニバーサルジョイント型と呼ばれる軸継手が知られている。しかし、これらの軸継手では、構造が複雑になってしまう。
【０００５】
本発明は、簡易な構成によって、所定量の偏角を許容する回転駆動力の伝達構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態は、圧搾部が有する一対のローラに連結された第１回転軸体と、ローラに回転駆動力を提供する回転駆動発生部に連結された第２回転軸体と、の間に介在する回転駆動力の伝達構造であって、挿通穴が設けられた伝達部と、挿通穴に挿通された第１回転軸体と、伝達部から回転駆動力を伝達される第２回転軸体と、を備え、第１回転軸体は、挿通穴の内周面に対向し、周方向に並んだ複数の平面部と、周方向において、互いに隣接する平面部の間に位置し、挿通穴の内周面から離隔する離隔面部と、を有し、周方向に並んだ複数の平面部のうち、周方向に隣接する少なくとも２つの平面部と、挿通穴の内周面との間には隙間が形成されている。
【０００７】
この回転駆動力の伝達構造において、第１回転軸体の平面部と伝達部の挿通穴との間には、隙間が設けられている。この隙間によれば、挿通穴の軸線に対して第１回転軸体の軸線を傾けることが可能となる。つまり、伝達部に対する回転軸体の所定量の偏角を許容することができる。
【０００８】
上記の形態において、離隔面は、平坦面であってもよい。この構成によれば、回転軸体の摩耗を低減することができる。
【０００９】
上記の形態において、第１回転軸体の軸線方向に交差する挿通穴の断面は、ｎ角形状であり、第１回転軸体の軸線方向に交差する第１回転軸体の断面は、ｎ×ｍ角形状であってもよい。この構成によれば、軸継手から回転軸体に確実に動力を伝えることができる。
【００１０】
上記の形態において、挿通穴の断面は、四角形（ｎ＝４）であり、第１回転軸体の断面は、四角形（ｎ＝４且つｍ＝１）であってもよい。この構成によれば、軸継手から回転軸体にさらに確実に動力を伝えることができる。
【００１１】
上記の形態において、挿通穴の断面は、四角形（ｎ＝４）であり、第１回転軸体の断面は、八角形（ｎ＝４且つｍ＝２）であってもよい。この構成によれば、回転軸体を２つの配置構成とすることが可能となる。従って、回転軸体の交換回数を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な構成によって、所定量の偏角を許容できる回転駆動力の伝達構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係る回転駆動力の伝達構造を適用した圧搾装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、回転駆動力の伝達構造を示す分解斜視図である。
【図３】図３の（ａ）部〜（ｄ）部は、隙間の態様を例示する正面図である。
【図４】図４は、挿し込み深さを説明するための断面図である。
【図５】図５の（ａ）部及び図５の（ｂ）部は、変形例に係る回転駆動力の伝達構造を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１に示されるように、実施形態に係る回転駆動力の伝達構造１は、圧搾装置２に適用される。いわゆるシュガーミルである圧搾装置２は、例えば、カッターによって粉砕されたサトウキビを受け入れて、当該サトウキビを圧搾する。この圧搾により、糖分を含む搾り汁を得る。
【００１６】
圧搾装置２は、モータ３と、減速機４と、ミル６（圧搾部）と、を有する。モータ３は、ミル６に提供される回転駆動力を発生する。モータ３及び減速機４は、回転駆動発生部５を構成する。モータ３の出力軸３ａは、軸線Ａ３を中心として回転し、例えば、毎分１０００回転する。出力軸３ａは、カップリング７を介して減速機４へ連結される。減速機４は、入力軸４ａと出力軸４ｂと遊星歯車機構４ｃとを有し、当該入力軸４ａ及び出力軸４ｂは軸線Ａ４を中心として回転する。減速機４は、入力軸４ａに受けた回転速度を遊星歯車機構４ｃによって減速し、出力軸４ｂから出力する。入力軸４ａの回転数と出力軸４ｂの回転数との比は、いわゆる減速比である。出力軸４ｂには、この減速比に応じたトルクが発生する。
【００１７】
ミル６は、駆動ローラ８と、従動ローラ９と、を有する。駆動ローラ８は、回転軸体１１（第１回転軸体）によって減速機４と連結される。従って、駆動ローラ８は、モータ３の駆動によって回転する。従動ローラ９は、一対の軸受１２によって回転可能に支持される。従動ローラ９は、その軸線Ａ９が駆動ローラ８の軸線Ａ８に対して略平行である。なお、ミル６は、例えば、１個の駆動ローラ８と、２個の従動ローラ９と、を有してもよい。駆動ローラ８の外周面と従動ローラ９の外周面との間には、被圧搾物（例えばサトウキビ）が挟まれる。
【００１８】
減速機４と駆動ローラ８とは、実施形態に係る伝達構造１によって連結される。この伝達構造１により、減速機４において発生したトルクが、駆動ローラ８に伝達される。
【００１９】
図２に示されるように、伝達構造１は、回転軸体１１と、カップリング１３（伝達部）と、を有する。カップリング１３は、減速機４の出力軸４ｂ（第２回転軸体）を回転軸体１１に連結する。カップリング１３は、軸線Ａ１３（第１回転軸線）のまわりに回転することにより、出力軸４ｂのトルクを回転軸体１１に伝達する。カップリング１３は、筒状を呈し、第１端面１３ａと、第２端面１３ｂとを有する。第１端面１３ａ及び第２端面１３ｂは、軸線Ａ１３に対して直交する。第２端面１３ｂは、第１端面１３ａの逆側の端面である。そして、カップリング１３は、第１端面１３ａに開口を有する第１連結穴１３ｃと、第２端面１３ｂに開口を有する第２連結穴１３ｄと、を有する。本実施形態に係るカップリング１３では、第１連結穴１３ｃ及び第２連結穴１３ｄはそれぞれ軸線Ａ１３に沿って延びており、第１連結穴１３ｃが第２連結穴１３ｄと連通する。つまり、カップリング１３は、第１端面１３ａから第２端面１３ｂまで貫通する挿通穴１３Ｈを有する。第１連結穴１３ｃ及び第２連結穴１３ｄは、この挿通穴１３Ｈを構成する。第１連結穴１３ｃには、出力軸４ｂが挿し込まれる。第２連結穴１３ｄには、回転軸体１１が挿し込まれる。
【００２０】
挿通穴１３Ｈにおける第２連結穴１３ｄは、その軸線Ａ１３の方向から見て多角形状を呈する。例えば、第２連結穴１３ｄの軸線Ａ１１に交差する断面は、ｎ角形状（ｎは４以上の整数）である。ここでいう「ｎ角形状」とは、ｎ角形の角部に角アールを設けた形状や、角部を面取りをした形状等を含む。本実施形態では、第２連結穴１３ｄの断面は、矩形状であり、さらに詳細には正方形（ｎ＝４）である。第２連結穴１３ｄは、内周面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を有する（図３の（ａ）部参照）。特に指定しない場合には、単に、内周面Ｃと呼ぶ。
【００２１】
回転軸体１１は、所定の方向に延びる棒体である。回転軸体１１は、軸線Ａ１１（軸線）のまわりに回転することにより、駆動ローラ８へトルクを伝達する。回転軸体１１は、カップリング１３に挿し込まれる連結端部１１ａと、駆動ローラ８に連結される駆動端部１１ｂ（図１参照）と、を有する。連結端部１１ａは、外周面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４（複数の平面部）及び面取りＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４（離隔面部）を有する（図３の（ｃ）部参照）。特に指定しない場合には、単に、外周面Ｂ及び面取りＫと呼ぶ。回転軸体１１の連結端部１１ａは、カップリング１３に挿し込まれる。つまり、回転軸体１１の連結端部１１ａとは、第２連結穴１３ｄに挿し込まれる部分をいう。回転軸体１１は、連結端部１１ａから駆動端部１１ｂまで同一の断面形状を有する。例えば、回転軸体１１の断面形状はｎ×ｍ角形状（ｎは１以上の整数、ｍは４以上の整数）である。本実施形態では、回転軸体１１の断面は矩形状であり、さらに詳細には正方形（四角形：ｎ＝４、ｍ＝１：ｎ×ｍ＝４×１）である。そして、回転軸体１１の長手方向における角部には、面取りＫ（面取り部）が設けられる。このような回転軸体１１によれば、回転軸体１１の作製に要するコストを低減できる。
【００２２】
図３の（ａ）部に示されるように、回転軸体１１をカップリング１３に挿し込んだとき、回転軸体１１の外周面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と、カップリング１３の内周面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４との間には、隙間Ｇが形成される。カップリング１３は、カップリング１３に対する回転軸体１１の位置を固定する構成を備えない。従って、回転軸体１１は、カップリング１３に対して相対的に姿勢を変更し得る。
【００２３】
この隙間Ｇの態様は、種々の態様を取り得る。例えば、図３の（ｂ）部に示されるように、外周面Ｂ１、Ｂ２はそれぞれ内周面Ｃ１、Ｃ２と当接するが、外周面Ｂ３、Ｂ４はそれぞれ内周面Ｃ３、Ｃ４と離間し、隙間Ｇが形成されてもよい。また、図３の（ｃ）部に示されるように、面取りＫと外周面Ｂとの間の稜線がそれぞれ内周面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と当接し、面取りＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４及び外周面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は内周面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と離間し、隙間Ｇが形成されてもよい。また、図３の（ｄ）部に示されるように、外周面Ｂ４の基端側が内周面Ｃ４と当接し、外周面Ｂ４の先端側が内周面Ｃ４から離間し、隙間Ｇが形成されてもよい。
【００２４】
つまり、回転軸体１１は、第２連結穴１３ｄの内周面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４にそれぞれ対向し、周方向に並んだ複数の外周面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と、周方向において、互いに隣接する外周面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の間に位置し、第２連結穴１３ｄの内周面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４から離隔する面取りＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４と、を有する。そして、図３の（ｂ）部に示されるように、周方向に並んだ複数の外周面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４のうち、周方向に隣接する少なくとも２つの外周面（例えば、外周面Ｂ３、Ｂ４）と、第２連結穴１３ｄの内周面（例えば内周面Ｃ３、Ｃ４）との間には、隙間Ｇが形成されている。そして、本実施形態における面取りＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４は、平坦面である。内周面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、外周面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４とおおよそ平行となっている。つまり、駆動力の伝達に際し、内周面Ｃ１と外周面Ｂ１はわずかに傾いて当接する。一方、内周面Ｃ１のうち外周面Ｂ１に面する領域は、内周面Ｃ１のうち外周面Ｂ４に面する領域より大きい。また、駆動力の伝達に際し、面取りＫ１と内周面Ｃ１とは、外周面Ｂ１と面取りＫ１の境界が当接する。そして、当該境界を起点（線）に面取りＫ１と内周面Ｃ１との間には楔状に隙間が生じる。また、外周面Ｂ１と内周面Ｃ１とが当接した場合、及び外周面Ｂ２と内周面Ｃ２が当接した場合でも、面取りＫ２は挿通孔の内周面から離隔する。つまり、面取りＫ２と内周面との間に軸方向に延伸する空隙が生じる。
【００２５】
図４に示されるように、挿し込み深さＬ１とは、連結端部１１ａの端面１１ｄから第２端面１３ｂまでの軸線Ａ１１に沿った長さをいう。ここで、挿し込み深さＬ１は、連結端部１１ａにおける端面１１ｄの一辺の長さＬ２よりも短く、且つ、当該一辺の長さＬ２の１／２以上であってもよい。例えば、挿し込み深さＬ１は、当該一辺の長さＬ２の１／２としてよい。なお、必要に応じて、挿し込み深さを規定する位置決め部材（不図示）を設けてもよい。位置決め部材は、端面１１ｄからの距離が、当該一辺の長さＬ２の１／２となる長さ（挿し込み深さＬ１）となる位置に設けられる。
【００２６】
ところで、サトウキビを圧搾するようなシュガーミルにあっては、大きなトルクが要求される。そこで、確実なトルク伝達のために、断面形状が矩形状の回転軸体１１を用いている。そして、シュガーミルでは、上述したようにサトウキビを圧搾するときに、駆動ローラ８が移動するので、この移動に起因して回転軸体１１とカップリング１３との間でミスアライメントが生じる。ミスアライメントを許容する構成としては、歯車継手、自在継手、高弾性継手などがあり得る。しかし、これらの継手構成は、コストの面から不利である。
【００２７】
そこで、回転軸体１１の外周面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４とカップリング１３の第２連結穴１３ｄとの間には、隙間Ｇが設けられている。この隙間Ｇによれば、第２連結穴１３ｄの軸線に対して回転軸体１１の軸線を傾けることが可能となる。つまり、カップリング１３に対する回転軸体１１の所定量の偏角を許容することができる。
【００２８】
第２連結穴１３ｄの断面形状は、四角形（ｎ＝４）であり、連結端部１１ａの断面形状は、四角形（ｎ＝４且つｍ＝１）である。この構成によれば、カップリング１３の回転を回転軸体１１に確実に伝えることができる。
【００２９】
連結端部１１ａの角部には、平坦面である面取りＫが設けられる。この構成によれば、回転軸体１１の摩耗を低減することができる。
【００３０】
また、ミスアライメントは、カップリング１３から回転軸体１１へのトルク伝達時に曲げモーメントを生じさせる。この曲げモーメントは、減速機４にも伝達され、減速機４が備える内部軸受の損傷の要因となり得る。従って、曲げモーメントの許容値は、例えば、減速機４の軸受が有する耐荷重に基づいて決定される。
【００３１】
そこで、回転軸体１１の伝達構造１では、回転軸体１１の所定量の偏角を許容する隙間Ｇを採用している。そして、カップリング１３に挿し込まれる回転軸体１１の挿し込み深さを所定の長さとすることにより、カップリング１３に作用する曲げモーメントを低減することが可能である。挿し込み深さは、例えば、第２端面１３ｂから連結端部１１ａの端面１１ｄまでの長さ（挿し込み深さＬ１）は、連結端部１１ａの断面形状における一辺の長さＬ２より小さく且つ一辺の長さＬ２の１／２としてもよい。そうすると、回転軸体１１の伝達構造１は、カップリング１３の第２連結穴１３ｄに、カップリング１３の連結端部１１ａを挿し込むだけという単純な構成によって、曲げモーメントを低減することができる。
【００３２】
本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。
【００３３】
例えば、図５の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、カップリング１３の第２連結穴１３ｄの断面形状は、四角形（ｎ＝４）であり、回転軸体１１Ａの連結端部１１ａの断面形状は、八角形（ｎ＝４且つｍ＝２）であってもよい。この構成によれば、回転軸体１１Ａを２つの配置構成とすることが可能となる。具体的には、図５の（ａ）部に示されるように、四角柱状をなす内周面Ｃの各平面は、八角柱状をなす回転軸体１１Ａのうち４つの平面に対して、それぞれおおよそ平行である。回転軸の回転により、わずかに角度が付きうる。八角柱状をなす回転軸体１１Ａのうち４つの平面は、それぞれ、４つの角部Ｅ１と、４つの角部Ｅ２とを備える。また、４つの平面の間にはそれぞれ内周面Ｃから離隔する離隔面がある。
【００３４】
連結端部１１ａにおける８カ所の角部のうち、４カ所の角部Ｅ１が回転軸体１１Ａの反回転方向側の位置において、第２連結穴１３ｄの内周面Ｃに接するように配置する。このとき、角部Ｅ１と隣接し、内周面Ｃとおおよそ平行に延在する平面の別の４カ所の角部Ｅ２は、内周面Ｃに接しない。なお、角部Ｅ２は、内周面Ｃに接していても、軸の回転に伴う内周面Ｃから受ける反力が角部Ｅ１と比べ小さくなる。この配置によれば、角部Ｅ１は四角形断面である場合と比べ、内周面Ｃと接する角部Ｅ１の内角が大きい。従って、角部Ｅ１は、軸の回転に起因する内周面Ｃから受ける反力による変形が抑制される。そして、図５の（ｂ）部に示されるように、角部Ｅ１の摩耗が進行した場合には、４カ所の角部Ｅ２が回転軸体１１Ａの反回転方向側の位置において、第２連結穴１３ｄの内周面Ｃに接するように、再配置する。具体的には、回転軸体１１Ａを４５度回転させる。換言すると、図５の（ａ）部に示す形態において離隔面となっていた面を、内周面Ｃとおおよそ平行となるように配置するともいえる。つまり、回転軸体１１Ａの摩耗が進行した場合でも、再配置することが可能になる。従って、回転軸体１１Ａの交換回数を低減することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  回転駆動力の伝達構造
２  圧搾装置
３  モータ
３ａ  出力軸
４  減速機
４ａ  入力軸
４ｂ  出力軸（第２回転軸体）
４ｃ  遊星歯車機構
５  回転駆動発生部
６  ミル（圧搾部）
７  カップリング
８  駆動ローラ
９  従動ローラ
１１，１１Ａ  回転軸体（第１回転軸体）
１１ａ  連結端部
１１ｂ  駆動端部
１１ｄ  端面
１２  軸受
１３  カップリング（伝達部）
１３ａ  第１端面
１３ｂ  第２端面
１３ｃ  第１連結穴
１３ｄ  第２連結穴
１３Ｈ  挿通穴
Ａ１１，Ａ１３  軸線
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４  外周面（複数の平面部）
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  内周面
Ｅ１  角部
Ｅ２  角部
Ｇ  隙間
Ｋ，Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４  面取り（離隔面部）
Ｌ１  挿し込み深さ
Ｌ２  一辺の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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