(57)【要約】【課題】  軸継手主体の円弧状スリットと縮径用スリットによりテーパーキャップでテーパーボス部とフランジ部を縮径として軸締結精度を高める。【解決手段】  テーパーボス部２を両側に一体形成したフランジ部４に両側ボス部の軸孔５をフランジ部の内部で連設した軸継手主体１と、内面に前記テーパーボス部２に合致しかつボルトで前記ボス部に締結可能としたテーパーキャップ８とを備えた軸継手であって、前記フランジ部４は両側のテーパーボス部２との境界１３の半径方向に設けた一対の円弧状スリット１４と、上下のスリットを連結する可撓性連結部１６とを有し、前記テーパーボス部は円弧状スリットから端面まで軸方向に縮径用スリット１５を有す軸継手。【選択図】    図４
2006207677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面をテーパー面としたテーパーボス部を両側に一体に形成したフランジ部に両側ボス部の軸孔をフランジ部の内部で連設し、前記フランジ部は両側のテーパーボス部との境界の上下に半径方向に設けた一対の円弧状スリットと、かつその両側に前記スリットを連結する可撓性連結部とを有し、前記テーパーボス部は円弧状スリットから端面まで軸方向に縮径用スリットを有する軸継手主体と、
内面に前記テーパーボス部に合致するテーパー面を有しかつボルトで前記ボス部に締結可能としたテーパーキャップとを備え、
テーパーキャップで両側のテーパーボス部を真円状に縮径するとともにフランジ部を楕円状に縮径して軸と締結可能とすることを特徴とする軸継手。
【請求項２】
前記軸継手主体の両側のテーパーボス部の先端部と、該ボス部に連続するフランジ部とのいずれか一方或いは両方に芯を揃えるための任意の幅の円筒面を設け、かつ軸継ぎ手主体の両側に嵌合するテーパーキャップの先端内面と、基端内面のいずれか一方或いは両方に前記円筒面に嵌合可能な円筒面を設けたことを特徴とする請求項１記載の軸継手。
【請求項３】
前記フランジ部に振れ測定用端面を有する環状の凸状部を設けた請求項１又は２に記載の軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械、ロボット、ＯＡ機器等において制御用モータの高精度、位置決め等に利用する軸継ぎ手、特にテーパーキャップによりテーパーボス部とフランジ部を縮径して締結する軸締結構造を備えた軸継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の軸継ぎ手として、出願人の既登録の軸継手の軸締結装置がある（特許文献１参照）。この軸締結装置はボス部を一体形成したフランジ部を中間のクロスジョイントピンの両側に設けたもので、そのフレキシブルとしたフランジ部のテーパーボス部に半径方向に切り離した縮径用溝と、フランジ部の内周面にその縮径用溝に連続して内端まで縮径用溝を形成したものです。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、中央のフランジ部の両側にテーパーボス部を一体に形成した固定軸継手で、テーパーキャップを締め付けてテーパーボス部を真円状に締結できるようにしたものはなく、高精度締結が不可能で、工作機械、ロボット、ＯＡ機器等高精度機械に使用することは問題であった。
【０００４】
この発明は、上記問題点を解決するために、フランジ部とテーパーボス部の境に形成した円弧状スリットと軸方向に設けた縮径用スリットとによりテーパーキャップでテーパーボス部とフランジ部を縮径可能として、軸締結精度を高めた軸継手を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、この発明の請求項１の軸継手は、外周面をテーパー面としたテーパーボス部を両側に一体に形成したフランジ部に両側ボス部の軸孔をフランジ部の内部で連設し、前記フランジ部は両側のテーパーボス部との境界の上下に半径方向に設けた一対の円弧状スリットと、かつその両側に前記スリットを連結する可撓性連結部とを有し、前記テーパーボス部は円弧状スリットから端面まで軸方向に縮径用スリットを有する軸継手主体と、
内面に前記テーパーボス部に合致するテーパー面を有しかつボルトで前記ボス部に締結可能としたテーパーキャップとを備え、
テーパーキャップで両側のテーパーボス部を真円状に縮径するとともにフランジ部を楕円状に縮径して軸と締結可能とすることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、前記軸継手主体の両側のテーパーボス部の先端部と、該ボス部に連続するフランジ部とのいずれか一方或いは両方に芯を揃えるための任意の幅の円筒面を設け、かつ軸継ぎ手主体の両側に嵌合するテーパーキャップの先端内面と、基端内面のいずれか一方或いは両方に前記円筒面に嵌合可能な円筒面を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記フランジ部に振れ測定用端面を有する環状の凸状部を設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、両側のテーパーボス部の真円状の縮径とフランジ部の楕円状の縮径作用で正確な軸締結ができ、フランジ部とボス部間の締結時こじれ等変形がなく、フランジ部の楕円状曲げで軸とテーパーボス部の軸孔が確実な密着状態で高精度の軸締結ができる。従って、この発明の軸継手は、工作機械、ロボット、ＯＡ機器等において制御用モータの高精度、位置決め等に利用することができる。
【０００９】
この発明によれば、前記軸継手主体の両側のテーパーボス部の先端部と、該ボス部に連続するフランジ部とのいずれか一方或いは両方に芯を揃えるための任意の幅の円筒面を設け、かつ軸継ぎ手主体の両側に嵌合するテーパーキャップの先端内面と、基端内面のいずれか一方或いは両方に前記円筒面に嵌合可能な円筒面を設けたので、テーパーキャップをテーパーボス部に予め嵌合するとき、ボス部、フランジ部とテーパーキャップの芯を正確に合わせて締結時の狂いをなくすことができる。
【００１０】
この発明によれば、フランジ部の環状の凸状部に振れ測定用端面を設けたので、該測定用端面に計測器を当てて回転時の軸継手の振れを簡単かつ正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明を実施するための最良の形態を図に示す。図１はこの発明の軸継手の正面図、図２は同左側面図、図３は同右側面図、図４は同縦断面図、図５は図３のＡ−Ａ’断面図、図６は図４のＢ−Ｂ’断面図、図７は締結前の図４のＣ−Ｃ’断面図、図８は締結前の図４のＤーＤ’断面図、図９は締結後の図４のＣ−Ｃ’断面図、及び図１０は締結後の図４のＤーＤ’断面図、図１１は一部拡大断面図である。
【００１２】
図１乃至図１１に示すように、この発明の軸継手は、軸継手主体１とテーパーキャップ８とにより構成されている。１は金属製軸継手主体で、外周面をテーパー面３としたテーパーボス部２を両側に一体に形成したフランジ部４に両側ボス部２の軸孔５をフランジ部４の内部で連設し、両側の軸孔５には軸６が挿入される。実施形態では両側のテーパーボス部２の外径を異径とし、ボス部２とフランジ部４の内部に一連に設ける軸孔５ａ、５ｂも異径としてあり、異径の軸孔５ａ、５ｂの内端がフランジ部４の内部で連設されている。すなわち、左側のテーパーボス部２ａの外径が右側のテーパーボス部２ｂの外径より小径としてあり、小径の軸孔５ａが大径の軸孔５ｂとフランジ部４の内部で連設されている。ボス部の端面には同心円の数カ所例えば４箇所に等間隔に螺孔７が設けられ、均等に締付けできるようにしてある。螺孔７の位置がボス部の同心円上で縮径用スリット１５の軸線の両側に対称位置に設けられている。
８は円筒状周面を有する金属製テーパーキャップで、端面の中心に軸６を遊挿可能な貫通孔９が形成され、かつ前記螺孔７に合致するように周囲の同心円上の数カ所にボルト挿通用円孔１０が形成され、かつ内周面に前記テーパーボス部２に合致するテーパー面１１が形成されている。ボルト１２をテーパーキャップ８の円孔１０から挿入してボス部２の螺孔７にねじ込みボス部に締結する。実施形態では、テーパーボス部の外径が異径であり、テーパーキャップ８ａ、８ｂもそれに合致するように内径を異径としてある。図に示す軸継手は両側のテーパーボス部を異径としてあるが、これに限られるものではなく、同径としてもよい。その場合、テーパーキャップの内径も同径とする。
【００１３】
軸継手の軸締結構造は、フランジ部４に一体形成したテーパーボス部２の境界１３に上下半径方向に円弧状スリット１４が形成され、かつテーパーボス部２には前記円弧状スリット１４と連続して縮径用スリット１５が形成され、かつフランジ部４とテーパーボス部２の結合部の周囲に可撓性連結部１６が形成されている。前記フランジ部４と両側のテーパーボス部２との境界１３の上下には半径方向に一対の円弧状スリット１４が設けられ、かつ該円弧状スリット１４間には可撓性連結部１６が形成されている。
そして前記テーパーボス部２には前記円弧状スリット１４の中心から端面まで軸方向に縮径用スリット１５が形成されている。
上記円弧状スリット１４と縮径用スリット１５をフランジ部とその両側のテーパーボス部に対称的に設け、それぞれのテーパーキャップをテーパーボス部に嵌合締結時、テーパーキャップ８のテーパー面１１で両側のテーパーボス部２のテーパー面３を真円状に縮径するとともにフランジ部４を楕円状に縮径して軸６を締結可能とする。
前記可撓性連結部１６は図７ないし図１０に示すように軸６の両側に断面形状がフランジ部の肉厚より若干幅広の扇状で、左右対称に形成されている。該連結部１６はボス部の縮径による応力を伝えてフランジ部を楕円状に縮径できるように可撓性を有し、十分な幅が必要である。
ボス部２とフランジ部４の境界１３に円弧状スリット１４に対してその中心に縮径用スリット１５が設けられ、両側の可撓性連結部１６で上下の円弧状スリット１４が連結されているので、テーパーキャップ８をボス部２に嵌合してボルトで軸方向に締め付ける際の挟圧力で縮径用スリット１５が先端から円弧状スリット１４まで狭まり、ボス部が真円状に均等に軸に締付けられてるとともにボス部を締付けることにより両側の連結部１６が狭まる方向に応力が働き、それに繋がるフランジ部４の外径と内径が図１０に示すように横方向に狭まり、縦方向に広がって楕円状に縮径されて軸を両側から挟持状に締付けることができる。
【００１４】
図４、図５、図１１では前記軸継手主体１の両側のテーパーボス部２の先端部と、該ボス部２に連続するフランジ部４との両方に芯を揃えるための任意の幅の円筒面１７を設け、かつ前記テーパーキャップ８の先端内面と、基端内面の両方に前記円筒面に嵌合可能な円筒面１８を設けた場合を示す。
すなわち、テーパーボス部２の先端部の外周に円筒面１７ａが形成され、かつフランジ部４とテーパーボス部２の境１３からフランジ部４の外周面に円筒面１７ｂが形成されている。また、テーパーキャップ８にはその先端部の内面に前記フランジ４の円筒面１７ｂに合致する円筒面１８ｂが形成され、かつその基端内面に前記テーパーボス部２の先端の円筒面１７ａに合致する円筒面１８ａが形成され、テーパーボス部の円筒面１７ａとテーパキャップ６の円筒面１８ａ、フランジ部の円筒面１７ｂとテーパーキャップ８の円筒面１８ｂとを嵌合してフランジ部４、テーパーボス部２とテーパーキャップ８の芯を正確に合わせて締結できるようにする。実施形態では、フランジ部４とテーパーボス部２の両方に円筒面を形成した場合を説明したが、これに限られるものではなく、前記軸継手主体１の両側のテーパーボス部２の先端部と、該ボス部２に連続するフランジ部４とのいずれか一方に芯を揃えるための任意の幅の円筒面が設けられ、かつ軸継ぎ手主体１の両側に嵌合するテーパーキャップ８には前記ボス部の円筒面に対応して、先端内面と、基端内面のいずれか一方に前記円筒面に嵌合可能な円筒面を設けてもよい。
テーパーキャップ８の基端円筒面１８ａはボス部２の先端円筒面１７ａより若干長くしてテーパーキャップ８をボルト１２で締付けるときに端面の内面がボス部に当たらないようにする。また、テーパーキャップ８の先端円筒面１８ａはフランジ部４の円筒面１７ｂより短くして先端がフランジ部４の凸状部１９に当たらないようにする。テーパーキャップ８の円筒面１８ａとテーパー面１１との境には断面円弧の凹部２０が形成され、テーパーキャップ８の円筒面１８ａをボス部２の円筒面１７ａに嵌合するときに円筒面１８ａがテーパー面３に乗り上げることなく締結できるようにしてある。また、テーパーキャップ８の先端円筒面１８ａとテーパー面１１との境にも断面円弧の凹部２０が形成され、テーパーキャップの締付け時に円筒面１８ａはフランジ部４の円筒面１７ａに乗り上げることなく締結できるようにしてある。前記テーパーキャップ８の円筒面１８ａはボス部２のテーパー面３に乗り上げて押し込み締結することも可能である。
【００１５】
前記フランジ部４に振れ測定用端面１９ａを有する環状の凸状部１９が形成される。この環状凸状部１９は、締結後の同芯度確認のために設けたもので、同芯度計測器（図示せず）を関連させて測定する。軸継手主体１の成形時、フランジ部を拘持して、テーパーボス部２の軸孔２箇所と計測用端面１９ａは同時加工される。軸孔の取付が悪ければ、端面振れが大となる。
【００１６】
この発明の構造によれば、それぞれの軸孔に軸を挿入し、テーパーキャップをテーパーボス部に嵌め込み、ボルトで締め付けることによりテーパーキャップを軸方向に押し込んでテーパーキャップとボス部のテーパー面を均等に締め付けて軸締結するものである。このとき、テーパーボス部双方からテーパーキャップがテーパーボス部に嵌め込まれ、図のように軸と軸継手の軸孔、テーパーボス部の内径全体が密着しており、確実な軸締結が行われる。フランジ部４は両側面のテーパーボス部２との可撓性連結部１６に支えられ、均等に軸方向に圧縮され、テーパーキャップ８で両側のテーパーボス部２を真円状に縮径するとともにフランジ部４を楕円状に縮径して正確な軸締結ができ、フランジ部とボス部間の締結時のこじれ等変形が全くなく、フランジ部円筒の単純な楕円状曲げのみで軸とテーパーボス軸孔が確実に前面密着状態で強力な軸締結ができる。
【００１７】
テーパーキャップ８とテーパーボス部２、フランジ部４に円筒面１７、１８を設けたので、テーパーボス部とテーパーキャップを嵌合するとき、加工後の残留応力によるミクロン単位の変形があるも、正確に製作されている円筒面にテーパーキャップを予め嵌合して芯を揃えて後、テーパー部の締結を行うことができるので、より高精度な軸締結を簡単に行うことができる。
【００１８】
図７に示す開放時（締結前）のボス部２は、ボス部２と軸６が同心で円周に隙間Ｓがあり、また図８に示す開放時（締結前）のフランジ部４も、フランジ部４と軸６が同心で円周に隙間Ｓがある。
図９に示す締結後のボス部は、ボス部と軸６が同心で真円状に縮径されて密接状態となり、図１０に示す締結後のフランジ部は、フランジ部の外径及びフランジの穴径（内径）は少し楕円になって上下の隙間Ｓ’が縦に広がりフランジ部の内径の両面が軸６に密接される。これはテーパーボス部の軸孔と軸が確実に密着できるようフランジ部が楕円となることで各部の複雑な変形になることを吸収している。従って、フランジ部とボス部と軸が複雑な変形がなく高精度に軸締結ができる。図７ないし図１０において、作図上ボス部と軸との締結前と締結後を明確に表すために、ボス部と軸、フランジ部と軸との間の隙間Ｓを表し、また図１０で、軸の円形に対してフランジ部が楕円状となり上下に隙間Ｓ’を表してありますが、実際にはフランジ部の外径と内径はミクロン単位で楕円状に変形するもので、隙間はミクロン単位である。
また、軸締結するとき、テーパーキャップをテーパーボス部に嵌め込み、テーパー部に円筒面が両側又は片側に設けられているので、残留応力によるテーパーボス部に変形があるとき、この円筒面により予めテーパーボス部とテーパーキャップの芯を揃え、テーパーボス部で正確に締結することができる。
また、フランジ部の計測用端面は軸締結された結果を測定するもので、正確に軸締結されているときは、端面振れが０（零）となり、固定軸継ぎ手の高精密軸締結が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の軸継手の正面図である。
【図２】同左側面図である。
【図３】同右側面図である。
【図４】同縦断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ’断面図である。
【図７】締結前の図４のＣ−Ｃ’断面図である。
【図８】締結前の図４のＤーＤ’断面図である。
【図９】締結後の図４のＣ−Ｃ’断面図である。
【図１０】締結後の図４のＤーＤ’断面図である。
【図１１】一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  軸継手主体
２  テーパーボス部
４  フランジ部
５  軸孔
６  軸
８  テーパーキャップ
１３  境界
１４  円弧状スリット
１５  縮径用スリット
１６  可撓性連結部
１７  円筒面
１８  円筒面
１９  凸状部
１９ａ  振れ測定用端面
【図１】
2006207677.tif 000003
【図２】
2006207677.tif 000004
【図３】
2006207677.tif 000005
【図４】
2006207677.tif 000006
【図５】
2006207677.tif 000007
【図６】
2006207677.tif 000008
【図７】
2006207677.tif 000009
【図８】
2006207677.tif 000010
【図９】
2006207677.tif 000011
【図１０】
2006207677.tif 000012
【図１１】
2006207677.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月9日(2005.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
従来、この種の軸継ぎ手として、出願人の既登録の軸継手の軸締結装置がある（特許文献１参照）。この軸締結装置はボス部を一体形成したフランジ部を中間のクロスジョイントピンの両側に設けたもので、そのフレキシブルとしたフランジ部のテーパーボス部に半径方向に切り離した縮径用溝と、フランジ部の内周面にその縮径用溝に連続して内端まで縮径用溝を形成したものです。
【特許文献１】特許第３４１５４２３号公報