(57)【要約】【課題】製作が容易で、大きな動力を伝達できるキー締結具を提供すること。【解決手段】Ｄカットされた内軸３０と、内軸３０が挿入される軸方向の穴１２を有する外軸１０であって、軸方向に交差する方向に形成された横貫孔１４であって、内軸３０のＤカットされた面３２と外軸の穴１２とで形成される空間に連通する横貫孔１４が形成された、外軸１０と、横貫孔１４に挿入され、内軸３０のＤカットされた面３２に面接触する面を有するキー４０とを備える、軸横貫キー締結具１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｄカットされた内軸と、
記内軸が挿入される軸方向の穴を有する外軸であって、該軸方向に交差する方向に形成された横貫孔であって、前記内軸のＤカットされた面と該外軸の穴とで形成される空間に連通する横貫孔が形成された、外軸と、
前記横貫孔に挿入され、前記内軸のＤカットされた面に面接触する面を有するキーとを備える、軸横貫キー締結具。
【請求項２】
前記キーは楔形状を有する、請求項１に記載の軸横貫キー締結具。
【請求項３】
前記横貫孔の一の端部に雌ネジが切られ、該雌ネジと螺合して前記キーを押し込む保持ボルトをさらに備える、請求項２に記載の軸横貫キー締結具。
【請求項４】
前記横貫孔の他の端部に雌ネジが切られる、請求項３に記載の軸横貫キー締結具。
【請求項５】
前記横貫孔は、前記軸方向に長い長穴である、請求項１または２に記載の軸横貫キー締結具。
【請求項６】
前記横貫孔の軸心は、前記外軸の軸心と交差し、前記横貫孔の径は、前記内軸の外径と同じかそれ以上である、請求項１~４のいずれか一項に記載の軸横貫キー締結具。
【請求項７】
前記横貫孔の軸心は、前記外軸の軸心に対して偏心し、前記横貫孔の径は、前記内軸の外径より小さい、請求項１~４のいずれか一項に記載の軸横貫キー締結具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸からの動力を他の機械要素へ伝えるためのキー締結具に関する。特に回転軸に交差するキーを備えるキー締結具に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機などの出力軸には、周面に軸方向のキー溝が加工され、また、電動機の動力が伝達されるプーリなどの機械要素では、出力軸が嵌合される孔に軸方向のキー溝が加工され、出力軸のキー溝と機械要素のキー溝とにキーを挿入して、機械部品を出力軸に締結することは、よく知られている。しかし、キー溝の加工には、スロッターが用いられ、加工費用が高くなるという問題がある。
【０００３】
また、キー溝を加工せずに、Ｄカット面を有する出力軸を用いることも多い。しかし、動力を伝達される機械要素の孔を対応する形状に加工し、あるいは、孔にキー溝を加工する必要性が、依然として残る。
【０００４】
そこで、Ｄカット面に接するように、軸直交方向にボルトを挿入し、回転トルクを伝達させることが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５００５８４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された発明では、同文献の図１３に示されるように、Ｄカット面と接触するのはボルト軸であり、アンダーカット部（１５２）を形成して接触面を広げても、大きな動力を伝達するには不十分である。さらに、接触面が少ないために、長く使用すると、緩みが生じて易いという欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、製作が容易で、大きな動力を伝達できるキー締結具を提供することを目的とする。また、大きな動力で長期に使用しても緩みにくいキー締結具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】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る軸横貫キー締結具１は、例えば図１および２に示すように、Ｄカットされた内軸３０と、内軸３０が挿入される軸方向の穴１２を有する外軸１０であって、軸方向に交差する方向に形成された横貫孔１４であって、内軸３０のＤカットされた面３２と外軸の穴１２とで形成される空間に連通する横貫孔１４が形成された、外軸１０と、横貫孔１４に挿入され、内軸３０のＤカットされた面３２に面接触する面を有するキー４０とを備える。
【０００９】
このように構成すると、内軸を外軸の軸方向の孔に挿入し、横貫孔にキーを挿入し、キーと内軸のＤカットされた面とを面接触させ、キーと外軸とは横貫孔の内面とキーとが接触することになる。よって、接触面を大きくし、大きな動力を伝達できる軸横貫キー締結具となる。
【００１０】
本発明の第２の態様に係る軸横貫キー締結具１は、例えば図１に示すように、キー４０は楔形状を有する。このように構成すると、キーが楔形状をしているので、横貫孔から挿入し、内軸のＤカットされた面と面接触し易い。さらに、キーが楔形状をしているため、内軸を軸方向の穴に押しつける力を生じ、内軸と外軸の間にガタが生じることが防止され、内軸と外軸の軸方向の相対変位を拘束することもでき、また、長期に使用してもキーが緩むことを防止できる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る軸横貫キー締結具１は、例えば図１に示すように、横貫孔１４の一の端部に雌ネジ１６が切られ、雌ネジ１６と螺合してキー４０を押し込む保持ボルト２０をさらに備える。このように構成すると、キーを保持ボルトで押し込み、且つ、キーが内軸のＤカット面と面接触した状態を維持できる。
【００１２】
本発明の第４の態様に係る軸横貫キー締結具１は、例えば図１に示すように、横貫孔１４の他の端部に雌ネジ１７が切られる。このように構成すると、横貫孔に挿入したキーを取り外すときに、保持ボルトを他の端部の雌ネジと螺合してキーを押し込むことにより、容易にキーを取り外すことができる。
【００１３】
本発明の第５の態様に係る軸横貫キー締結具４は、例えば図４に示すように、横貫孔１９は、軸方向に長い長穴である。このように構成すると、横貫孔が軸方向に長い長穴なので、幅の広いキーを用いることが可能になり、内軸のＤカット面と広く面接触することが可能になり、大きな動力を伝達できる。
【００１４】
本発明の第６の態様に係る軸横貫キー締結具２は、例えば図２に示すように、横貫孔１４の軸心は、外軸１０の軸心と交差し、横貫孔１４の径は、内軸３０の外径と同じかそれ以上である。このように構成すると、横貫孔を外軸の軸心と交差する位置に形成できるので、すなわち、偏心させる必要がないので、加工が容易となる。
【００１５】
本発明の第７の態様に係る軸横貫キー締結具３は、例えば図３に示すように、横貫孔１８の軸心は、外軸１０の軸心に対して偏心し、横貫孔１８の径は、内軸３０の外径より小さい。このように構成すると、横貫孔の径を小さくできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による軸横貫キー締結具によれば、Ｄカットされた内軸と、内軸が挿入される軸方向の穴を有する外軸であって、軸方向に交差する方向に形成された横貫孔であって内軸のＤカットされた面と外軸の穴とで形成される空間に連通する横貫孔が形成された外軸と、横貫孔に挿入され内軸のＤカットされた面に面接触する面を有するキーとを備えるので、接触面を大きくし、大きな動力を伝達できる軸横貫キー締結具となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態としての軸横貫キー締結具であり、（ａ）は軸直交方向から見た正面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図を示す。
【図２】図１に示す軸横貫キー締結具の変形例であり、（ａ）は正面図を、（ｂ）は組立前の外軸、内軸およびキーを分解して示す図である。
【図３】図１とは別の軸横貫キー締結具の図であり、（ａ）は正面図を、（ｂ）は組立前の外軸、内軸およびキーを分解して示す図である。
【図４】さらに別の軸横貫キー締結具の図であり、（ａ）は正面図を、（ｂ）は組立前の外軸、内軸およびキーを分解して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一または相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。図１は、本発明の一実施の形態としての軸横貫キー締結具１を説明する図であり、（ａ）は軸直交方向から見た正面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図を示す。軸横貫キー締結具１は、内軸３０と、内軸３０が挿入される軸方向の穴１２が形成された外軸１０とを備える。
【００１９】
内軸３０は、例えば、電動機等の動力源の出力軸であって、軸廻りに回転する。内軸３０の先端近傍はＤカットされ、Ｄカット面３２が形成される。Ｄカット面３２の長さおよびＤカットされる深さは特に限定されず、用途により適宜決定される。Ｄカット面３２は、先端には形成されず、すなわち、内軸の途中にだけ形成されてもよい。Ｄカット面３２は、例えばフライス盤で削ることで形成できるので、加工が容易である。
【００２０】
外軸１０は、軸方向の穴１２が断面中心に形成される。穴１２は、内軸３０が挿入される大きさを有する。穴１２は、外軸１０の全長にわたって延在しても、途中までの長さであってもよい。穴１２には、内軸３０が挿入される。穴１２の断面形状、および、内軸３０の断面形状は、典型的には円形であるが、限定はされない。外軸１０は、例えば、内軸３０からの動力を受けて回転するプーリなどの入力軸であって、内軸３０の動力を受けて軸廻り回転する。
【００２１】
外軸１０には、穴１２と交差する横貫孔１４が形成される。横貫孔１４は、外軸１０の軸方向に交差する方向に形成された孔であり、内軸３０を穴１２に挿入したときに、内軸３０のＤカット面３２と穴１２とで形成される空間に連通する。Ｄカット面３２と穴１２とで形成される空間とは、Ｄカット面３２と穴１２とで囲われていなくてよく、横貫孔１４が形成されないと仮定した場合にＤカット面３２と穴１２とで形成される空間である。横貫孔１４は、外軸１０の軸方向に長い略長方形であり、外軸１０の軸心から偏心して形成されるが、後述するように、これには限定されない。横貫孔１４の断面の略長方形では、角は丸みを帯びていてよい。よって、横貫孔１４は、ドリル等での穴加工により形成できる。横貫孔１４は、典型的には外軸１０に対し軸直交方向に形成されるが、限定はされない。
【００２２】
軸横貫キー締結具１は、横貫孔１４に挿入されるキー４０をさらに備える。キー４０は、略薄板形状を有するが、これには限定されない。横貫孔１４は内軸３０のＤカット面３２と穴１２とで形成される空間に連通しており、横貫孔１４に挿入されることによりキー４０は、内軸３０のＤカット面３２と穴１２とで形成される空間に進入する。キー４０が内軸３０のＤカット面３２と穴１２とで形成される空間に進入することにより、略薄板形状のキー４０の平面（薄板としての面）が内軸３０のＤカット面３２と面接触する。また、キー４０は、横貫孔１４に挿入された場合に、内軸３０のＤカット面３２を越えて、外軸１０の穴１２が形成された部分を越えて、横貫孔１４に進入する。横貫孔１４は、外軸１０を貫通するので、キー４０は、挿入される側の横貫孔１４から、内軸３０あるいは穴１２を越えて反対側の横貫孔１４に延在する。
【００２３】
キー４０は、挿入される先端が薄い楔形状とされるのが好ましい。キー４０が楔形状を有することにより、横貫孔１４に挿入され、Ｄカット面３２と面接触をし、さらに深く挿入するように押されることにより、内軸３０はＤカット面３２と反対側に押される。そのために内軸３０は穴１２に押圧され、内軸３０と穴１２、すなわち外軸１０との間に大きな摩擦力が生じる。よって、内軸３０と外軸１０との相対変位、すなわち軸方向変位が拘束される。
【００２４】
横貫孔１４のキー４０を挿入する側の端部に雌ネジ１６が切られ、軸横貫キー締結具１は、雌ネジ１６と螺合する保持ボルト２０を備えるのが好ましい。保持ボルト２０は、頭部を有さず、ネジ部の端面にすりわり、十字穴、六角穴等の保持ボルト２０を工具で回すための溝や穴が形成されると、雌ネジ１６に螺合されたときに外軸１０の表面から突出しないので、好ましい。横貫孔１４にキー４０を挿入後に、保持ボルト２０を雌ネジ１６に螺合させることにより、保持ボルト２０でキー４０を押し込むことができ、かつ、キー４０が戻って内軸３０と外軸１０の締結が緩みことを防止できる。よって大きな動力で長期に使用しても緩みにくい軸横貫キー締結具１となる。
【００２５】
さらに、横貫孔１４のキー４０を挿入する側と反対側の端部にも雌ネジ１７が切られることが好ましい。内軸３０と外軸１０との締結を外す際には、キー４０を取り外す必要がある。そのときに、保持ボルト２０を雌ネジ１６から外し、雌ネジ１７と螺合して、キー４０を挿入するのと反対側から押すことができる。そのために、キー４０を容易に取り外すことができる。
【００２６】
軸横貫キー締結具１では、キー４０が内軸３０とはＤカット面３２で広く面接触し、外軸１０とは、Ｄカット面３２の両側で横貫孔１４と長く、すなわち広く接触するので、内軸３０と外軸１０の間で大きな動力を伝達することが可能となる。さらに、内軸３０のＤカット面３２の形成が容易で、また、外軸１０の加工も容易である。すなわち、軸横貫キー締結具１は、製作が容易である。
【００２７】
次に、図２を参照して、軸横貫キー締結具１の変形例である軸横貫キー締結具２について説明する。軸横貫キー締結具２では、横貫孔１４の軸心が外軸１０の軸心と交差している。すなわち、横貫孔１４と外軸１０の中心が一致した高さとなる。また、横貫孔１４は円形断面を有し、その外径は内軸３０の外径と同じかそれ以上である。なお、内軸３０の断面形状が円形でない場合には、横貫孔１４が内軸３０あるいは穴１２と交差するところで、内軸３０あるいは穴１２の高さと同じかそれ以上である。横貫孔１４が、外軸１０と中心が一致し、また、円形断面を有するため、横貫孔１４の加工がさらに容易になる。なお、キー４２は、Ｄ形状の断面を有し、内軸３０のＤカット面３２と、平面同士で面接触してもよい。キー４２の断面が、先端に向けて徐々に小さくなるくさび状の形状を有していてもよい。
【００２８】
次に、図３を参照して、軸横貫キー締結具３について説明する。軸横貫キー締結具３では、横貫孔１８が円形断面を有し、キー４２がＤ形状断面を有する点で、軸横貫キー締結具１と異なり、他は同様である。横貫孔１８が円形断面を有しているので、横貫孔１８の断面およびキー４２の断面を小さくすることができ、加工が容易になる。特に、キー４２をＤ形状断面とすることにより、横貫孔１８の断面を小さくすることができるので、好ましい。
【００２９】
次に、図４を参照して、軸横貫キー締結具４について説明する。軸横貫キー締結具４では、横貫孔１９が長穴に形成されている点で、軸横貫キー締結具１と異なり、他は同様である。横貫孔１９を長穴に形成することにより、加工が容易になる。
【００３０】
これまで説明した軸横貫キー締結具１、２、３、４によれば、キー４０、４２が内軸３０とはＤカット面３２で広く面接触し、外軸１０とは、Ｄカット面３２の両側で横貫孔１４と長く、すなわち広く接触するので、動力を伝達する際の内軸３０、外軸１０およびキー４０、４２に生ずる応力を低減することが可能となる。すなわち、軟らかい材料をキー締結具に用いることができる。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などの軽量材料をキー締結具に用いることができるようになり、例えばロボット、自動車、航空機など、軽量化が望まれる用途においても好的に用いられる。
【００３１】
これまで説明した軸横貫キー締結具１、２、３、４は代表的な形状の例示である。横貫孔１４は、他の断面形状や他の位置に形成されてもよく、キー４０は、他の断面形状を含む形状を有してもよいことは、明らかである。
【符号の説明】
【００３２】
１、２、３、４  軸横貫キー締結具
１０  外軸
１２  穴
１４、１８、１９  横貫孔
１６、１７  雌ネジ
２０  保持ボルト
３０  内軸
３２  Ｄカット面
４０、４２  キー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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