(57)【要約】【課題】パイロット部が変形しても、その補修作業を容易に行うことができるユニバーサルジョイントを提供する。【解決手段】ユニバーサルジョイント１は、十字状に配置された四つの軸部２ｂを有する十字軸２と、各軸部２ｂの外周面に複数の円筒ころ３１を介して回動可能に嵌合された有底円筒状の四つの軸受ケース３２と、互いに同じ軸心方向の一対の軸受ケース３２が連結されるヨーク４とを備えている。ヨーク４は、その端面４１ａの外縁部に形成された円環状の受入部４２と、受入部４２の径方向内方において端面４１ａに突出して形成され一対の軸受ケース３２が取り付けられる取付部４３とを有している。ユニバーサルジョイント１は、ヨーク４とは別体であって、受入部４２に取り付けられたリング部材５を備えている。リング部材５は、取付部４３よりも軸方向外方に突出するパイロット部５２を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字状に配置された四つの軸部を有する十字軸と、前記各軸部の外周面に複数の転動体を介して回動可能に嵌合された有底円筒状の四つの軸受ケースと、互いに同じ軸心方向の一対の前記軸受ケースが連結されるヨークとを備えたユニバーサルジョイントであって、
前記ヨークは、その端面の外縁部に形成された円環状の受入部と、前記受入部の径方向内方において前記端面に突出して形成され前記一対の軸受ケースが取り付けられる取付部とを有し、
前記ヨークとは別体であって、前記受入部に取り付けられたリング部材を備え、
前記リング部材は、前記取付部よりも軸方向外方に突出するパイロット部を有することを特徴とするユニバーサルジョイント。
【請求項２】
前記取付部の最外面は、円弧状に形成されることで前記受入部の少なくとも一部を構成している請求項１に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項３】
前記取付部の前記最外面の軸方向外端部に、その軸方向外端に向かうに従って漸次縮径するテーパ面が形成されている請求項２に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項４】
前記リング部材は、前記取付部に係合されることで当該リング部材が前記受入部に対して周方向に回転するのを規制する規制部を有している請求項１〜３のいずれか一項に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項５】
前記取付部は、前記軸受ケースと嵌め合わされる凹部を有し、
前記規制部は、前記凹部に係合されている請求項４に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項６】
前記軸受ケースは、前記取付部に取り付けられた状態で、前記パイロット部の端面が当接しうる当接部を有している請求項１〜５のいずれか一項に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項７】
前記リング部材は、前記ヨークよりも剛性の低い材料で形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載のユニバーサルジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニバーサルジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄鋼用圧延機のスピンドル装置等に用いられるユニバーサルジョイントとして、特許文献１に示すものが知られている。このユニバーサルジョイントは、十字軸と一対のヨークとが軸受ケースを介して揺動回転自在に連結されたものである。ヨークには、その端面の外周縁に沿って突設された一対のパイロット部（ヨーク爪）の間に凹部が形成されており、この凹部に軸受ケースの側面に設けた突起が嵌め合わされるようになっている。そして、軸受ケースの突起の両側に形成された貫通孔にねじを挿通して、ヨークの端面に形成したねじ穴にねじ込むことによって、軸受ケースとヨークとが連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記ユニバーサルジョイントにあっては、ヨークのパイロット部に、圧延事故等により過負荷が作用すると、パイロット部が径方向外方に折れ曲がって変形する場合がある。この場合、変形したパイロット部を削り取った後に肉盛り施工を行う必要があるため、パイロット部の補修作業に非常に手間がかかるという問題があった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、パイロット部が変形しても、その補修作業を容易に行うことができるユニバーサルジョイント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】
【０００５】
本発明のユニバーサルジョイントは、十字状に配置された四つの軸部を有する十字軸と、前記各軸部の外周面に複数の転動体を介して回動可能に嵌合された有底円筒状の四つの軸受ケースと、互いに同じ軸心方向の一対の前記軸受ケースが連結されるヨークとを備えたユニバーサルジョイントであって、前記ヨークは、その端面の外縁部に形成された円環状の受入部と、前記受入部の径方向内方において前記端面に突出して形成され前記一対の軸受ケースが取り付けられる取付部とを有し、前記ヨークとは別体であって、前記受入部に取り付けられたリング部材を備え、前記リング部材は、前記取付部よりも軸方向外方に突出するパイロット部を有することを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、パイロット部を有するリング部材がヨークとは別体に取り付けられるため、パイロット部が過負荷によって変形した場合、リング部材をヨークから取り外し、新たなリング部材に交換することができる。したがって、パイロット部が変形しても、その補修作業を容易に行うことができる。
【０００７】
前記ユニバーサルジョイントにおいて、前記取付部の最外面は、円弧状に形成されることで前記受入部の少なくとも一部を構成していることが好ましい。この場合、取付部の最外面が受入部の少なくとも一部として兼用されるため、受入部の形状を簡素化することができる。
【０００８】
前記ユニバーサルジョイントは、前記取付部の前記最外面の軸方向外端部に、その軸方向外端に向かうに従って漸次縮径するテーパ面が形成されているのが好ましい。この場合、リング部材を受入部に取り付ける際に、取付部のテーパ面に沿ってリング部材を案内することで、リング部材をヨークに容易に取り付けることができる。
【０００９】
前記ユニバーサルジョイントにおいて、前記リング部材は、前記取付部に係合されることで当該リング部材が前記受入部に対して周方向に回転するのを規制する規制部を有しているのが好ましい。この場合、リング部材が受入部に対して周方向に回転することに起因するヨークの摩耗損傷を防止することができる。
【００１０】
前記ユニバーサルジョイントにおいて、前記取付部は、前記軸受ケースと嵌め合わされる凹部を有し、前記規制部は、前記凹部に係合されているのが好ましい。この場合、取付部の軸受ケースが係合する凹部を、規制部が係合する凹部として兼用することができるため、取付部の形状を簡素化することができる。
【００１１】
前記ユニバーサルジョイントにおいて、前記軸受ケースは、前記取付部に取り付けられた状態で、前記パイロット部の端面が当接しうる当接部を有していることが好ましい。この場合、リング部材は、ヨークと軸受ケースとによって軸方向両側から挟み込まれるので、リング部材が軸方向に移動するのを規制することができる。
【００１２】
前記ユニバーサルジョイントにおいて、前記リング部材は、前記ヨークよりも剛性の低い材料で形成されているのが好ましい。この場合、リング部材をヨークと同一の材料で形成する場合に比べて安価に製作することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のユニバーサルジョイントによれば、パイロット部が変形しても、その補修作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るユニバーサルジョイントを示す分解斜視図である。
【図２】上記ユニバーサルジョイントのヨークと軸受ケースとの連結構造を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るユニバーサルジョイントを示す分解斜視図である。このユニバーサルジョイント１は、例えば鉄鋼用圧延機のスピンドル装置（図示省略）に用いられるものである。図１に示すように、ユニバーサルジョイント１は、十字状に配置された四つの軸部２ｂを有する十字軸２と、各軸部２ｂに取り付けられた四つの軸受３と、一対のヨーク４と、ヨーク４とは別体のリング部材５とを備えている。十字軸２は、中心に配置された本体部２ａと、この本体部２ａから互いに直交する四方向に延びる前記四つの軸部２ｂとを有し、本体部２ａの中心を通過する中心軸Ｃ回りに回転可能である。
【００１６】
軸受３は、複数の円筒ころ（転動体）３１と、四つの軸受ケース３２とを備えている。円筒ころ３１は、各軸部２ｂの外周面に転動可能に配置されている。軸受ケース３２は、有底円筒形状に形成されており、円筒ころ３１を介して軸部２ｂの外周面に嵌合されている。したがって、円筒ころ３１は、軸受ケース３２の内周面を外輪軌道部、軸部２ｂの外周面を内輪軌道部として転動し、これによって軸受ケース３２が軸部２ｂの軸心Ｘ回りに回動可能とされている。なお、円筒ころ３１の軸方向一方側（図１の上側）には、スラストワッシャ３３が配設されている。また、円筒ころ３１の軸方向他方側（図１の下側）には、ころガイド３４、オイルシール３５及びスリンガ３６がこの順に配設されている。
【００１７】
軸受ケース３２の一側面には、凸部３２ａが一体に突設されている。また、軸受ケース３２には、ヨーク４の取付部４３に螺着されるボルト６を挿通するための一対の挿通孔３２ｂが厚さ方向に貫通して形成されている。
ヨーク４は、互いに同じ軸心方向の一対の軸受ケース３２が連結されるものである。具体的には、図１に示すように、図中のＹ軸方向右側のヨーク４には、Ｘ軸方向を軸心方向とする一対の軸受ケース３２が連結され、図中のＹ軸方向左側のヨーク４には、Ｚ軸方向を軸心方向とする一対の軸受ケース３２が連結される。
【００１８】
図２は、ヨーク４と軸受ケース３２との連結構造を示す分解斜視図である。図２において、ヨーク４は、例えばクロムモリブデン鋼鋼材（ＳＣＭ４４０）によって形成されており、円筒状又は円柱状に形成されたヨーク本体４１と、リング部材５を受け入れる円環状の受入部４２と、一対の軸受ケース３２が取り付けられる取付部４３とを有している。
【００１９】
受入部４２は、ヨーク本体４１の端面４１ａの外縁部に沿って形成された円環状の段差溝４１ｂと、取付部４３の最外面である外周面４３ａとによって構成されている。段差溝４１ｂは、断面Ｌ字形に形成されており、軸方向に延びる段差面４１ｂ１と、径方向に延びる支持面４１ｂ２とを有している。段差面４１ｂ１の直径寸法は、リング部材５の内径寸法よりも若干小さく設定されている。また、段差面４１ｂ１の軸方向の長さ寸法は、例えば１０ｍｍに設定されている。
【００２０】
取付部４３は、受入部４２の径方向内方においてヨーク本体４１の端面４１ａに突出して形成されている。取付部４３は、平面視において略Ｈ字形に形成されており（図１参照）、その端面４３ｂには中心部を挟んで径方向に直線状に配置された二つの凹部４３ｃが形成されている。各凹部４３ｃは、軸受ケース３２の凸部３２ａが嵌め合わされる大きさに形成されている。
【００２１】
また、取付部４３には、前記ボルト６が螺着されるねじ穴４３ｄが各凹部４３ｃの周方向両側に二つ（合計四つ）形成されている。取付部４３の前記外周面４３ａは、各ねじ穴４３ｄの径方向外方においてそれぞれ円弧状に形成されており、その曲率半径は前記段差面４１ｂ１の半径と同一寸法に設定されている。各外周面４３ａの軸方向外端部には、その軸方向外端に向かうに従って漸次縮径するテーパ面４３ｅが形成されている。
【００２２】
リング部材５は、ヨーク４の受入部４２に着脱自在に取り付けられるものであり、例えば炭素鋼など、ヨーク４よりも剛性の低い材料によって形成されている。リング部材５は、円環部５１と、この円環部５１から軸方向外側に突出する一対のパイロット部５２と、各パイロット部５２の内周面に突設された一対の規制部５３とを有している。
【００２３】
円環部５１の軸方向の厚さは、受入部４２を構成する段差面４１ｂ１の軸方向の長さと略同一寸法に設定されている。また、円環部５１の外径は、ヨーク本体４１の外径と略同一寸法に設定されている。さらに、円環部５１の径方向の厚さは、受入部４２を構成する支持面４１ｂ２の径方向の長さと略同一寸法に設定されいる。これにより、円環部５１を受入部４２に取り付けた状態で、円環部５１の軸方向内側の端面５１ａが、前記支持面４１ｂ２に接触して支持される。
【００２４】
一対のパイロット部５２は、円環部５１の周方向に１８０度の角度差をもって形成されており、各パイロット部５２の周方向の長さは、リング部材５を受入部４２に取り付けた状態で、取付部４３における凹部４３ｃを挟んで周方向に隣り合う一対の外周面４３ａを全て覆う長さ寸法に設定されている。また、各パイロット部５２の軸方向の長さは、リング部材５を受入部４２に取り付けた状態で、取付部４３の端面４３ｂよりも軸方向外方に突出する長さ寸法に設定されている。
【００２５】
軸受ケース３２の凸部３２ａ側の側面における外縁部には、リング部材５を受入部４２に取り付けるとともに軸受ケース３２を取付部４３に取り付けた状態で、パイロット部５２の端面５２ａが当接しうる当接面（当接部）３２ｃが形成されている。これにより、リング部材５は、ヨーク本体４１の支持面４１ｂ２と軸受ケース３２の当接面３２ｃとによって軸方向両側から挟み込まれた状態となっている。
【００２６】
リング部材５の規制部５３は、例えば直方体状であって、リング部材５を受入部４２に取り付けた状態で、取付部４３の凹部４３ｃの径方向外端部に係合する大きさに形成されている（図１参照）。これにより、規制部５３は、リング部材５が受入部４２に対して周方向に回転するのを規制している。
【００２７】
以上、本実施形態のユニバーサルジョイント１によれば、パイロット部５２を有するリング部材５がヨーク４とは別体に取り付けられているため、パイロット部５２が過負荷によって変形した場合、リング部材５をヨーク４から取り外し、新たなリング部材５に交換することができる。したがって、パイロット部５２が変形しても、その補修作業を容易に行うことができる。
【００２８】
また、ヨーク４の取付部４３の外周面４３ａは、受入部４２の一部を構成しているため、取付部４３の外周面４３ａが受入部４２の少なくとも一部として兼用することができる。これにより、受入部４２の形状を簡素化することができる。
また、取付部４３の外周面４３ａの軸方向外端部にテーパ面４３ｅが形成されているため、リング部材５を受入部４２に取り付ける際に、取付部４３のテーパ面４３ｅに沿ってリング部材５を案内することで、リング部材５をヨーク４に容易に取り付けることができる。
【００２９】
また、リング部材５は、受入部４２に対して周方向に回転するのを規制する規制部５３を有しているため、リング部材５が受入部４２に対して周方向に回転することに起因するヨーク４の摩耗損傷を防止することができる。
また、リング部材５の規制部５３は、取付部４３における軸受ケース３２の凸部３２ａと嵌め合わされる凹部４３ｃに係合されるため、この凹部４３ｃを、規制部５３が係合する凹部として兼用することができる。これにより、取付部４３の形状を簡素化することができる。
【００３０】
また、軸受ケース３２は、取付部４３に取り付けられた状態で、パイロット部５２の端面５２ａが当接しうる当接部（当接面３２ｃ）を有するため、リング部材５をヨーク４と軸受ケース３２とによって軸方向両側から挟み込むことができる。これにより、リング部材５が軸方向に移動するのを規制することができる。
また、リング部材５は、ヨーク４よりも剛性の低い材料で形成されているため、リング部材５をヨーク４と同一の剛性の高い材料で形成する場合に比べて安価に製作することができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態における受入部４２は、段差溝４１ｂと取付部４３の外周面４３ａとによって構成されているが、段差溝４１ｂのみで構成されていても良い。また、受入部４２は、断面Ｌ字形の段差溝４１ｂを有しているが、この段差溝４１ｂの替わりに凹溝によって形成されていても良い。また、上記実施形態におけるリング部材５の規制部５３は、取付部４３の凹部４３ｃに係合されているが、取付部４３に別途設けた専用の凹部に係合されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１：ユニバーサルジョイント、２：十字軸、２ｂ：軸部、４：ヨーク、５：リング部材、３１  円筒ころ（転動体）、３２：軸受ケース、３２ｃ：当接面（当接部）、４２：受入部、４３：取付部、４３ａ：外周面（最外面）、４３ｃ：凹部、４３ｅ：テーパ面、５２：パイロット部、５３：規制部
【図１】
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【図２】
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