(57)【要約】【課題】径方向のずれを防止する二つの部材を連結する軸継手の提供。【解決手段】伝導素子、ギアなどを有する伝導素子のような二つの部材を連結する軸継手は、少なくとも１つのベローズ５により互いに軸方向に移動可能に連結した固定ハブ１及び中心ハブ２を備え、更に固定ハブ１と中心ハブ２を噛み合い連結により径方向の捩れを防止するように構成した。【選択図】図２
2006234167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝導素子、ギアなどを有する伝導素子のような二つの部材を連結する軸継手であって、少なくとも１つのベローズ（５）により互いに軸方向に移動可能に連結した固定ハブ（１）及び中心ハブ（２）を有し、
固定ハブ（１）と中心ハブ（２）を噛み合い連結により径方向の捩れを防止するように構成したことを特徴とする二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項２】
伝導素子、ギアなどを有する伝導素子のような二つの部材を連結する軸継手であって、少なくとも１つのベローズ（５）により互いに軸方向に移動可能に連結した固定ハブ（１）及び中心ハブ（２）を有し、
固定ハブ（１）と中心ハブ（２）を噛み合い連結により径方向の軸受として構成し、径方向の軸受としての固定ハブ（１）と中心ハブ（２）の間又は中心ハブ（２）と固定ハブ（１）の間に相互のずれを防止するために少なくとも１つのＯ−リングを挿入したことを特徴とする二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項３】
固定ハブ（１）と中心ハブ（２）少なくとも１つのベローズ（５）、特に折畳式ベローズ継手により、固定ハブ（１）並びに中心ハブ（２）が径方向に互いに強固に連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項４】
固定ハブ（１）と中心ハブ（２）は、固定ハブ（１）の少なくとも１つの突出部（７）を介して中心ハブ（２）の凹部（８）と噛み合うか又は中心ハブ（２）の突出部が固定ハブ（１）の凹部と噛み合って嵌合していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項５】
中心ハブ（２）及び／又は固定ハブ（１）の突出部（７）は複数の突起又はフランジ状に形成したことを特徴とする請求項４に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項６】
固定ハブ（１）又は中心ハブ（２）の突出部（７）と径方向に整列している凹部（８）は袋穴又はスリット状凹部として形成したことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項７】
突出部（７）は中心ハブ（２）又は固定ハブ（１）の前面にフランジ状に形成され、対応する固定ハブ（１）又は中心ハブ（２）の凹部（８）にぴたりと嵌合するように構成したことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項８】
突出部（７）並びに凹部（８）は中心ハブ（２）及び固定ハブ（１）の中心軸（Ｍ）に対して偏心及び／又は楕円状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項９】
中心ハブ（２）又は固定ハブ（１）の凹部（８）と嵌合している固定ハブ（１）又は中心ハブ（２）の突出部（７）は、多角形状、多角形の形材、特に角型形材として形成されていることを特徴とする請求項４ないし請求項８のいずれか１項に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項１０】
固定ハブ（１）又は中心ハブ（２）の突出部（７）に少なくとも１つのナット（１１）を備え、径方向の心合わせのため該ナットにＯ−リングを配置し、突出部（７）が対応する固定ハブ（１）又は中心ハブ（２）の凹部（８）への嵌合により２つの構成部材（１、２）の互いの径方向のずれを防止するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項１１】
少なくとも１つのナット（１１）領域である突出部（７）の外面（１２）を僅かに球面状に形成し、中心ハブ（２）又は固定ハブ（１）が中心軸（Ｍ）に対して０ないし２°の角度（α）の範囲において可動であるように構成したことを特徴とする請求項４ないし請求項１０のいずれか１項に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項１２】
特に固定ハブ（１）及び／又は中心ハブ（２）並びに／又はベローズ（５）、特に折畳式ベローズ（６）の捩れ防止部に少なくとも１つのセンサを配置し、ベローズ（５）、特に折畳式ベローズ（６）の破断の検出又は固定ハブ（１）と中心ハブ（２）の間の突出部（７）及び凹部（８）領域の接合度を検出するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【請求項１３】
ベローズ（５）、特に折畳式ベローズ（６）の破断の検出により、固定ハブ（１）と中心ハブ（２）の間、特に突出部（７）と凹部（８）の間に機械的に捩れ防止を作動させ、少なくとも１つのセンサを介しての検出信号に基づき、軸継手（Ｒ１〜Ｒ６）及び／又はベローズ（５）、特に折畳式ベローズ（６）を必要に応じて交換可能にしたことを特徴とする請求項１２に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝導素子、ギアなどを有する伝導素子のような、少なくとも１つのベローズにより互いに軸方向に移動可能に連結した固定ハブ及び中心ハブを備えた二つの部材を連結するための軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような軸継手は既に種々の形状の製品が市場に出回っている。その大部分は、ある部材から他の部材へトルクを伝達するように回転しない補償軸継手として知られている継手である。例えば電気モータ、サーボモータなどのように、多くの軸継手は固定ハブ、伝導素子に連結して、中心ハブを介して任意の伝導装置にトルクを伝達するように構成している。このような軸継手は磨耗を受け、熱負荷のため伝導素子の駆動軸が伸びるので、その補償を要するという問題がある。更に、しばしば伝導素子が十分正確には作動しないので、軸継手の遊び、振動、熱膨張に関連する伝導素子の変動を補償、吸収するか又は相殺する必要がある。
【０００３】
その上、従来の軸継手、特にベローズ又は折畳式ベローズにより連結した固定ハブ及び中心ハブより構成する軸継手は、高負荷、特に軸方向の負荷を受けると磨耗し、折畳式ベローズが破断し作動しなくなることがある。
【０００４】
更に、伝導素子の振動、不均衡などが連結した伝導装置に伝達されても、軸継手により相殺されるようにすべきである。固定ハブを介して中心ハブへと遊びが無くトルクを伝達と同時に、伝導装置へ大きなトルクを遊び無く導入できるようにすべきである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の課題に基づき、上記の問題点を解決し、簡単、安価且つ効果的な方法により、遊びが無く極めて精密にトルクを伝達することができる軸継手を提供することにある。更に、耐用期間が遥かに長く且つ固定ハブと中心ハブの間のベローズ、特に折畳式ベローズが故障しても、トルクの伝達が可能な軸継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、請求項１及び請求項２に記載の特徴により解決される。より具体的には下記の構成により上記課題を解決できる。
【０００７】
（１）伝導素子、ギアなどを有する伝導素子のような二つの部材を連結する軸継手であって、少なくとも１つのベローズにより互いに軸方向に移動可能に連結した固定ハブ及び中心ハブを有し、固定ハブと中心ハブを噛み合い連結により径方向の捩れを防止するように構成したことを特徴とする二つの部材を連結するための軸継手。
【０００８】
（２）伝導素子、ギアなどを有する伝導素子のような二つの部材を連結する軸継手であって、少なくとも１つのベローズにより互いに軸方向に移動可能に連結した固定ハブ及び中心ハブを有し、固定ハブと中心ハブを噛み合い連結により径方向の軸受として構成し、径方向の軸受としての固定ハブと中心ハブの間又は中心ハブと固定ハブの間に相互のずれを防止するために少なくとも１つのＯ−リングを挿入したことを特徴とする二つの部材を連結するための軸継手。
【０００９】
（３）固定ハブと中心ハブ少なくとも１つのベローズ、特に折畳式ベローズ継手により、固定ハブ並びに中心ハブが径方向に互いに強固に連結されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１０】
（４）固定ハブと中心ハブは、固定ハブの少なくとも１つの突出部を介して中心ハブの凹部と噛み合うか又は中心ハブの突出部が固定ハブの凹部と噛み合って嵌合していることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１１】
（５）中心ハブ及び／又は固定ハブの突出部は複数の突起又はフランジ状に形成したことを特徴とする前記（４）に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１２】
（６）固定ハブ又は中心ハブの突出部と径方向に整列している凹部は袋穴又はスリット状凹部として形成したことを特徴とする前記（４）又は（５）に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１３】
（７）突出部は中心ハブ又は固定ハブの前面にフランジ状に形成され、対応する固定ハブ又は中心ハブの凹部にぴたりと嵌合するように構成したことを特徴とする前記（４）ないし（６）のいずれかに記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１４】
（８）突出部並びに凹部は中心ハブ及び固定ハブの中心軸に対して偏心及び／又は楕円状に形成されていることを特徴とする前記（１）ないし（７）のいずれかに記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１５】
（９）中心ハブ又は固定ハブの凹部と嵌合している固定ハブ又は中心ハブの突出部は、多角形状、多角形の形材、特に角型形材として形成されていることを特徴とする前記（４）ないし（８）のいずれかに記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１６】
（１０）固定ハブ又は中心ハブの突出部に少なくとも１つのナットを備え、径方向の心合わせのため該ナットにＯ−リングを配置し、突出部が対応する固定ハブ又は中心ハブの凹部への嵌合により２つの構成部材の互いの径方向のずれを防止するようにしたことを特徴とする前記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１７】
（１１）少なくとも１つのナット領域である突出部の外面を僅かに球面状に形成し、中心ハブ又は固定ハブが中心軸に対して０ないし２°の角度の範囲において可動であるように構成したことを特徴とする前記（４）ないし（１０）のいずれかに記載の二つの部材を連結するための軸継手手。
【００１８】
（１２）特に固定ハブ及び／又は中心ハブ並びに／又はベローズ、特に折畳式ベローズの捩れ防止部に少なくとも１つのセンサを配置し、ベローズ、特に折畳式ベローズの破断の検出又は固定ハブと中心ハブの間の突出部及び凹部領域の接合度を検出するようにしたことを特徴とする前記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【００１９】
（１３）ベローズ、特に折畳式ベローズの破断の検出により、固定ハブと中心ハブの間、特に突出部と凹部の間に機械的に捩れ防止を作動させ、少なくとも１つのセンサを介しての検出信号に基づき、軸継手及び／又はベローズ、特に折畳式ベローズを必要に応じて交換可能にしたことを特徴とする前記（１２）に記載の二つの部材を連結するための軸継手。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、確実にトルクを伝達できるハブ間にずれの無い安定して作動する軸継手の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明において、固定ハブ及び／又は中心ハブの前後のずれを補償するため、対応する中心ハブの凹部又は突出部に嵌合する突出部をハブの前面に連結することが有効であることが判明した。更に、少なくとも１つのベローズ又は折畳式ベローズを介して径方向を巡る固定ハブと中心ハブを連結すると、固定ハブと中心ハブの軸方向の動きを保証し、ハブ間のずれを防止し且つトルクを遊び無く固定ハブから中心ハブへと伝達することができる。固定ハブには、例えば任意の伝導素子、電気モータ、サーボモータなどの軸を連結する。それにより径方向のずれが無くなり、固定ハブと中心ハブの軸方向の動きも保証されるので、僅かな遊びでもって固定ハブに連結した突出部が中心ハブの凹部に嵌合する。
【００２２】
固定ハブと中心ハブの中心を合わせるのに、径方向を巡るナット及びＯ−リングを挿入することが好適であることが判明した。
【００２３】
例えば、寿命又は過負荷のために、外側又は内側から固定ハブと中心ハブの前面を連結しているベローズ又は折畳式ベローズが破断した場合には、固定ハブ又は中心ハブの突出部を多角形、楕円状多角形などに形成し、対応する中心ハブ又は固定ハブに形成した凹部と嵌合させる本発明による構成が有効であることが判明した。
【００２４】
折畳式ベローズが破断しても、径方向の捩れを防止することによりトルクが固定ハブから中心ハブへと伝達される重複システムが確実に作動する。いわゆる「フェールセーフ」機能が作動する。
【００２５】
互いに噛み合った嵌合部の径方向の捩れの防止することができる。更に、特に固定ハブの前面から突出している突出部は楕円状に形成され、対応する中心ハブの楕円状凹部に噛み合って嵌合させてもよい。これにより、捩れ防止又はいわゆる径方向の係留システムも構成される。
【００２６】
更に、ベローズ、特に折畳式ベローズの不時の破断に対して、固定ハブの突出部をその中心軸に関して偏心した突出部としても形成し、対応する中心ハブに形成した偏心した凹部と嵌合さることにより、径方向の捩れ防止又は径方向の係留システムを構成してもよい。
【００２７】
例えば、突出部を栓、円筒状ペグ、段付ペグなどに形成して固定ハブから突出させ、対応する中心ハブの凹部を袋穴、開口などとして形成して嵌合させると同時に、「フェールセーフ」機能を有する重複システムとして径方向の捩れ防止又は径方向の係留システムを構成してもよい。更に、径方向の捩れを防ぐのに、例えば栓状、円形とは異なった他の形状の突出部であっても本発明の範囲内である。
【００２８】
更に、ベローズ又は折畳式ベローズの故障又は破断した場合、固定ハブと中心ハブの間のベローズ、特に折畳式ベローズ及び／又は連結位置にセンサを配置し、突出部と凹部が噛み合った嵌合部の接合度を検出することもできる。センサが折畳式ベローズの破断を検出すると、径方向の係留システムは固定ハブの突出部から凹部を介して中心ハブへトルクを伝達する。次いで、例えば次の点検又は保守期間に、連結部又はベローズを交換又は修復することができる。これも本発明の範囲内である。
【実施例】
【００２９】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００３０】
図１に示すように、本発明による軸継手Ｒ１は連結部材としての固定ハブ１、不図示のギア、電気モータ、サーボモータなどより構成され、伝動装置３を組み込んでいる。
【００３１】
中心ハブ２は伝動装置３に正確に嵌合しており、伝動装置３の平歯車４にトルクを伝達するように構成している。
【００３２】
特にギアの加熱による軸方向の伸びを補正するため、固定ハブ１は、中心軸Ｍに沿う図のＸ方向に中心ハブ２に対して僅かに変位可能に構成している。
【００３３】
任意のギアのトルクは、固定ハブ１からベローズ５、特に折畳式ベローズ６を介して中心ハブ２に伝達される。固定ハブ１と中心ハブ２に中心を合わせて配置したベローズ５、特に折畳式ベローズ６により、トルクは中心ハブ２、特に伝導装置３の平歯車４に軸方向に均一になるように伝導されることになる。
【００３４】
図２に軸方向を拡大した軸継手Ｒ１を示す。固定ハブ１は、前面域のベローズ５又は折畳式ベローズ６の領域の開口部を越えてフランジ状突出部７を備えており、該突出部は対応する凹部８に嵌合するようになっている。
【００３５】
更に、図示していないか又は符号を付していない中心ハブ２の突出部が固定ハブ１の凹部にぴたりと嵌合して、固定ハブ１の中心ハブ２の中心軸Ｍに対する径方向のずれを防ぐという逆の場合も考えられる。
【００３６】
本発明において、固定ハブ１と中心ハブ２の間の連結位置９の領域にＯ−リング１０を挿入すると固定ハブ１と中心ハブ２の中心合わせが確実にでき、有効であることが判明した。
【００３７】
例えばＯ−リング１０を突出部７の周辺のナット１１に挿入してもよい。
【００３８】
中心ハブ２の凹部８にナット１１を備え、Ｏ−リング１０を嵌合することも考えられる。本発明はこれに限定されるものではない。
【００３９】
突出して、伝導装置３に強固に嵌合している中心ハブ２に対する固定ハブ１の僅かの角度のずれ又は動きが可能なので、僅かな遊びでもって固定ハブ１は突出部７及凹部８を介して中心ハブ２に連結できることが判明した。その場合、図２の（ｂ）の部分拡大断面図に示すように、突出部７の外面１２のナット１１への対応域は球状に形成してもよい。
【００４０】
図３は軸継手Ｒ２の斜視図であり、固定ハブ１及び中心ハブ２を示している。ベローズ５又は折畳式ベローズ６は固定ハブ１及び中心ハブ２を組み合わせ連結した後、固定ハブ１と中心ハブ２の間の外皮に強固に連結、特に溶接される。
【００４１】
図３の斜視図から固定ハブ１の前面域において突出部７はナット１１及び嵌合しているＯ−リング１０から突出しており、組み立てると中心ハブ２に凹部８に正確に配列して嵌合する。
【００４２】
更に、図４に示すように軸継手Ｒ３では、固定ハブ１と中心ハブ２において、突出部７は多角形、特に四角形状に形成され、固定ハブ１と中心ハブ２とを組み合わせると対応する中心ハブ２の凹部８と嵌合でき、有効である。上記のように、径方向の噛み合いにより、固定ハブ１のトルクを中心ハブ２に確実に且つ同時に伝達できるようになる。
【００４３】
突出部７及び対応する凹部８を介して、固定ハブ１の中心ハブ２への捩れも確実に防ぐことができる。詳細には図示していないが、例えばベローズ５又は折畳式ベローズ６が過負荷などにより脱落するか又は破断しても、突出部７は凹部８を介してトルクを中心ハブに伝達することができる。従って、噛み合い連結を介してトルクを伝導装置３に伝えることができる。このように、いわゆる「フェールセーフ」機能を有する重複したシステムが形成される。従って、例えばベローズ５、特に折畳式ベローズ６の破断又は作用する際には、噛み合い連結は径方向の捩れを防ぐことができる。
【００４４】
図５の（ａ）の実施例には軸継手Ｒ４を示し、上記の例と同様にベローズ５又は折畳式ベローズ６は図示しておらず、固定ハブ１及び中心ハブ２は上記の例とほぼ同様に形成されている。ここでは、重複したずれ防止として、突出部７は楕円状に形成され、対応する中心ハブ２の楕円状の凹部８に正確に嵌合するようになっている。固定ハブ１と中心ハブ２の間の例えば、詳細に図示していない連結又はベローズ５が破断しても、固定ハブ１から楕円状に形成した突出部を介し、対応する中心ハブ２の凹部８の噛み合い連結を通じてトルクが伝達される。
【００４５】
楕円状の突出部７又は凹部８の代わりに、図５（ｂ）に示す実施例の軸継手Ｒ５のように、固定ハブ１及び中心ハブ２の中心軸Ｍに対して偏心した形状又は配列も可能である。
【００４６】
更に、図６に示すように、径方向のずれを防ぐために突出部７を複数の突起として形成し対応する凹部８を袋穴などとして形成した軸継手Ｒ６も考えられる。同時に、ここでは図示していないベローズ５による軸方向の僅かな移動も確実に防止できる。更に、各々の突出部７又は突起は径方向のずれを重ねて防止することになる。
【００４７】
図７に示すように、固定ハブ１と中心ハブ２の間に、径方向のずれを防止するために突起の代わりに突出部７を対応する凹部８と噛み合う任意の形状に形成した軸継手Ｒ７としてもよい。本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】固定ハブ及び中心ハブを備えた軸継手を有する伝導装置を模式的に示す縦断面図
【図２】ベローズ又は折畳式ベローズを介して連結された固定ハブ及び中心ハブを備えた軸継手を示し、（ａ）全体の構成を示す断面図、（ｂ）部分拡大断面図
【図３】固定ハブ及び中心ハブを備えたＯ−リングを備えた噛み合い連結を有する軸継手を示す斜視図
【図４】固定ハブ及び中心ハブを備えた多角形の噛み合い連結を有する軸継手を示す斜視図
【図５】固定ハブ及び中心ハブを備えた径方向のずれを防止する構成を有する軸継手を示し、（ａ）楕円状の噛み合い連結を有する軸継手の斜視図、（ｂ）偏心した噛み合い連結を有する軸継手の斜視図
【図６】固定ハブ及び中心ハブを備えた複数の突起と袋による噛み合い連結を有する軸継手を示す斜視図
【図７】固定ハブ及び中心ハブを備えた任意の形状の噛み合い連結を有する軸継手を示す斜視図
【符号の説明】
【００４９】
１    固定ハブ
２    中心ハブ
３    伝導装置
４    平歯車
５    ベローズ
６    折畳式ベローズ
７    突出部
８    凹部
９    連結位置
１０  Ｏ−リング
１１  ナット
１２  外面
Ｒ１〜Ｒ６  軸継手
Ｍ    中心軸
【図１】
2006234167.tif 000003
【図２】
2006234167.tif 000004
【図３】
2006234167.tif 000005
【図４】
2006234167.tif 000006
【図５】
2006234167.tif 000007
【図６】
2006234167.tif 000008
【図７】
2006234167.tif 000009