(57)【要約】【課題】平行な２軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した円筒状転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手において、継手全体をコンパクト化し、かつ継手動作の安定性と耐久性の向上を図ることである。【解決手段】スライダ１０と保持器４の互いの対向面の一方に、保持器４の長孔７と平行に延びる溝１１を、他方に半球状の凹部１２を設け、その溝１１と半球状凹部１２内に保持された転動ボール１３とを係合させてスライダ１０のシャフト（円筒状転動体）３まわりの自転を防止する構造とすることにより、従来のスライダ自転防止用の転がり軸受が不要となる分だけ長孔７を短くして小型化できるようにした。また、転動ボール１３を多数の保持ボール１４で転動自在に保持することにより、直動軸受を設けることなく、スライダ１０の相対移動抵抗を小さくして、継手動作の安定性と耐久性を向上させた。【選択図】図２
2008095871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向で対向し、回転軸が互いに平行でかつ同心でない状態に保持される２つの回転部材のそれぞれの対向面に、複数の直線状に延びる案内溝を相手側の回転部材の対応する位置の案内溝と直交するように設け、前記両回転部材の案内溝が交差する位置に、各案内溝に両端部を案内されて転動する円筒状の転動体を配し、前記各案内溝と所定の角度をなす直線状の長孔に前記各転動体の中央部を通して各転動体の回転部材径方向の移動を拘束する保持器を設けて、前記各転動体を介して前記両回転部材間で動力を伝達するようにし、前記各回転部材と保持器との間に、前記転動体を貫通孔に通した状態で前記保持器と係合して転動体の軸を含む平面内での回転を拘束するスライダを設けた軸継手において、前記各スライダと保持器のそれぞれの対向面に、前記保持器の長孔と平行に延びる溝と半球状の凹部とを、スライダ側と保持器側とで対向させて設け、前記半球状凹部に、前記長孔と平行な溝に案内されて転動する転動ボールと、この転動ボールの周囲に配されて転動ボールを転動自在に保持する複数の保持ボールを装入したことを特徴とする軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに平行な２軸を連結して２軸間で動力を伝達する軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な機械装置の２つの軸を連結して駆動側から従動側へ動力を伝達する軸継手は、連結する２軸の位置関係によって構造が異なり、２軸が１直線上にあるもの、交差するもの、互いに平行な（かつ同心でない）ものに大別される。
【０００３】
このうちの平行な２軸を連結する軸継手として、本出願人は、平行な２軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した転動体を介して動力を伝達する方式のものを提案した（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１７２２１７号公報
【０００４】
図５は、上述した方式の軸継手の一例を示す（特願２００５−１５４０９０号（図５、図６）参照）。この軸継手は、軸方向で対向する２つの回転部材５１、５２に、複数の案内溝５３、５４を相手側の案内溝と直交するように設け、各案内溝交差位置にシャフト（円筒状転動体）５５を配して、その両端部を各案内溝５３、５４で案内し、中央部を保持器５６の長孔５７に通して保持するようにしたものである。なお、図５は、説明上、両回転部材５１、５２が同心の状態を示しているが、通常は両者の回転軸がずれた（偏心した）状態で使用される。
【０００５】
前記各シャフト５５は、その両端部の外周に嵌め込まれた転がり軸受５８を介して、各案内溝５３、５４と転接している。また、シャフト５５中央部は保持器５６の両側のスライダ５９に通されており、両スライダ５９を連結する連結部材（柱部材）６０の外周に保持器５６の長孔５７内を転動する転がり軸受６１が嵌め込まれて、シャフト５５が保持器５６に回転部材径方向の移動を拘束された状態となっている。そして、この状態でシャフト５５が駆動側の回転部材５１に押されることにより、案内溝５３、５４および保持器５６の長孔５７の内側を転動しながら従動側の回転部材５２を押して動力を伝達する。
【０００６】
ここで、前記スライダ５９は、両回転部材５１、５２と保持器５６から作用点および方向の異なる力を受けるシャフト５５を通した状態で保持器５６と係合して、シャフト５５の軸を含む平面内での回転を拘束することにより、シャフト５５が回転部材軸方向に対して傾いて案内溝５３、５４に噛み込むトラブルを防止するものである。
【０００７】
ところで、この軸継手では、両スライダ５９を連結する２本の連結部材６０のそれぞれに嵌め込まれた転がり軸受６１が保持器５６の長孔５７の内側面と転接することにより、シャフト５５の回転部材径方向の移動を拘束するとともに、スライダ５９のシャフト５５まわりの自転を防止している。しかし、この構造は、保持器５６の長孔５７を、シャフト５５の両側に配された２つの転がり軸受６１を収納できるように両回転部材５１、５２の偏心量よりも長く形成する必要があり、継手全体をコンパクト化しにくいという難点がある。
【０００８】
また、この軸継手では、スライダ５９が保持器５６に対してスムーズに相対移動するように、各スライダ５９と保持器５６との間に直動軸受６２を介在させている。しかし、この直動軸受６２を収容するスライダ５９の凹部６３は継手偏心量分だけ直動軸受６２よりも長く形成する必要があり、かつ凹部６３内で直動軸受６２が位置決めされていないため、使用中に直動軸受６２の位置がずれてしまい、直動軸受６２が凹部６３の一端に寄った状態でスライダ５９が凹部６３の他端の側へ相対移動しようとするときに、直動軸受６２のローラが転がることができず、スライダ５９の移動抵抗が大きくなって継手の動作特性が悪化したり、直動軸受６２が過大な力を受けて破損したりすることがある。
【０００９】
これに対して、図示は省略するが、上記両スライダの連結部材をなくし、シャフト中央部に嵌め込んだ転がり軸受を保持器の長孔内側面と転接させるとともに、保持器両側面の長孔縁部に長孔と平行に延びる凹部を設け、この凹部にすべり軸受（ガイドレール）を介してスライダを嵌め込んで、スライダとすべり軸受とを摺接させれば（特願２００５−１５４０９０号（図１、図２）参照）、スライダの自転を防止しつつ、長孔を短くして継手全体のコンパクト化を図ることができ、上記直動軸受を設けた場合の問題も解消できる。しかしながら、この場合は、上記の構造に比べると、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗が大きく、偏心時の継手動作が不安定になりやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、平行な２軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した円筒状転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手において、継手全体をコンパクト化し、かつ継手動作の安定性と耐久性の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明は、軸方向で対向し、回転軸が互いに平行でかつ同心でない状態に保持される２つの回転部材のそれぞれの対向面に、複数の直線状に延びる案内溝を相手側の回転部材の対応する位置の案内溝と直交するように設け、前記両回転部材の案内溝が交差する位置に、各案内溝に両端部を案内されて転動する円筒状の転動体を配し、前記各案内溝と所定の角度をなす直線状の長孔に前記各転動体の中央部を通して各転動体の回転部材径方向の移動を拘束する保持器を設けて、前記各転動体を介して前記両回転部材間で動力を伝達するようにし、前記各回転部材と保持器との間に、前記転動体を貫通孔に通した状態で前記保持器と係合して転動体の軸を含む平面内での回転を拘束するスライダを設けた軸継手において、前記各スライダと保持器のそれぞれの対向面に、前記保持器の長孔と平行に延びる溝と半球状の凹部とを、スライダ側と保持器側とで対向させて設け、前記半球状凹部に、前記長孔と平行な溝に案内されて転動する転動ボールと、この転動ボールの周囲に配されて転動ボールを転動自在に保持する複数の保持ボールを装入した構成を採用した。
【００１２】
すなわち、スライダと保持器の互いの対向面の一方に、保持器の長孔と平行に延びる溝を、他方に半球状の凹部をそれぞれ設け、その溝と半球状凹部内に保持された転動ボールとを係合させてスライダの転動体まわりの自転を防止する構造とすることにより、保持器の長孔内に従来のスライダ自転防止用の転がり軸受を収納する必要がなくなり、その分だけ長孔を短くして継手径方向サイズを小型化できるようにした。また、その転動ボールを複数の保持ボールで転動自在に保持することにより、直動軸受を設けることなく、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗を小さくして、継手動作を安定させるとともに、耐久性も向上するようにしたのである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の軸継手は、上述したように、スライダと保持器の互いの対向面の一方に、保持器の長孔と平行に延びる溝を、他方に半球状の凹部をそれぞれ設け、その溝と半球状凹部内に保持ボールで転動自在に保持された転動ボールとを係合させて、スライダの転動体まわりの自転を防止するようにしたものであるから、保持器の長孔をスライダ自転防止のために偏心量よりも長く形成する必要がなく、継手径方向サイズを小型化することができる。また、直動軸受を設けることなく、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗を小さくできるので、継手動作の安定性と耐久性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１乃至図４に基づき、本発明の実施形態を説明する。この軸継手は、図１および図２に示すように、軸方向で対向し、回転軸が互いに平行な状態に保持される入出力軸Ａ、Ｂのそれぞれに固定されるプレート（回転部材）１、２と、両プレート１、２間に配される複数のシャフト（円筒状転動体）３と、各シャフト３のプレート径方向の移動を拘束する保持器４とを備え、各シャフト３を介して両プレート１、２間で動力を伝達するものである。なお、図１および図２は、説明上、入出力軸Ａ、Ｂが同心の状態を示しているが、通常は後述するように入出力軸Ａ、Ｂの回転軸がずれた（偏心した）状態で使用される。
【００１５】
前記各プレート１、２は、それぞれドーナツ状の円盤で、入力軸Ａおよび出力軸Ｂの軸端部外周に嵌め込まれて、軸方向で対向する状態で固定されている。各プレート１、２には、それぞれ複数の案内溝５、６が周方向に等間隔で相手側のプレートの対応する位置の案内溝と直交するように設けられており、各案内溝交差位置にシャフト３がプレート軸方向と平行に組み込まれている。
【００１６】
前記各案内溝５、６は、それぞれ直線状に延びるように形成されており、その内側面には一定の深さの凹部５ａ、６ａが設けられ、この凹部５ａ、６ａでシャフト３の両端部を案内するようになっている。
【００１７】
前記保持器４は、環状に形成され、各案内溝５、６と４５度をなす方向に直線状に延びる長孔７が周方向に等間隔で複数設けられており、これらの各長孔７にシャフト３の中央部を通して保持するようになっている。一方、シャフト３は、その中央部の外周に嵌め込まれた転がり軸受８を介して保持器４の長孔７内側面と転接し、保持器４にプレート径方向の移動を拘束された状態となっている。また、シャフト３の両端部の外周にも転がり軸受９が嵌め込まれており、これらの転がり軸受９が各案内溝５、６の凹部５ａ、６ａと転接している。そして、各プレート１、２と保持器４との間には、シャフト３を貫通孔１０ａに通した状態で保持器４と係合する平板状のスライダ１０が設けられ、これによりシャフト３の軸を含む平面内での回転が拘束されている。
【００１８】
また、図３にも示すように、保持器４の両側面（各スライダ１０との対向面）には、長孔７を挟んで長孔７と平行に延びるＶ字状溝１１が２本ずつ設けられ、各スライダ１０の保持器４との対向面には、Ｖ字状溝１１と対向する位置に半球状の凹部１２が設けられている。そして、各スライダ１０の半球状凹部１２には、Ｖ字状溝１１に案内されて転動する転動ボール１３と、この転動ボール１３の周囲に配されて転動ボール１３を転動自在に保持する多数の保持ボール１４が装入され、各ボール１３、１４の凹部１２からの脱出を防止する環状の抜止片１５が圧入されている。
【００１９】
次に、この軸継手の動力伝達のメカニズムについて説明する。この軸継手の入力軸Ａが回転駆動されて、これに固定されたプレート１が回転すると、この入力側プレート１の案内溝５に周方向から押されたシャフト３が、保持器４でプレート径方向の移動を拘束された状態で、出力軸Ｂに固定されたプレート２の案内溝６を押して出力側プレート２を回転させることにより、出力軸Ｂに動力が伝達される。なお、入力軸Ａの回転方向が変わったり、入出力軸Ａ、Ｂの駆動側と従動側が逆になったりしても、同じメカニズムで動力伝達が行われる。
【００２０】
このとき、各シャフト３は、各プレート１、２から受ける力の作用点および方向が同軸上にないため回転モーメントが発生するが、シャフト３を通すスライダ１０と保持器４との係合により軸を含む平面内での回転を拘束されているので、プレート軸方向と平行な姿勢を保つことができ、案内溝５、６へ噛み込むおそれがない。
【００２１】
上記動力伝達メカニズムは、入出力軸Ａ、Ｂが偏心した通常の使用状態でも基本的に同じである。すなわち、図示は省略するが、入出力軸Ａ、Ｂが偏心すると、案内溝５、６の交差位置がプレート周方向で変化し、各シャフト３が案内溝５、６および保持器４の長孔７の内側を移動しながら両プレート１、２間で動力を伝達するようになる。
【００２２】
このとき、各スライダ１０もシャフト３とともに保持器４に対して長孔７の延びる方向に相対移動するが、各スライダ１０の半球状凹部１２に保持されている転動ボール１３が、保持器４のＶ字状溝１１と点接触し保持ボール１４に点接触で支えられた状態で転動するため、スライダ１０はスムーズに相対移動することができる。また、スライダ１０をシャフト３まわりに自転させようとするモーメントが作用しても、転動ボール１３がＶ字状溝１１と係合しているので、スライダ１０が自転することはない。
【００２３】
この軸継手は、上記の構成であり、保持器４の長孔７と平行な溝１１と、この溝１１に対向するスライダ１０の凹部１２内に転動自在に保持された転動ボール１３とを係合させて、スライダ１０の自転を防止するようにしたので、保持器４の長孔７の長さを偏心量とシャフト３中央の軸受８の直径との和とすればよく、長孔内に２つのスライダ自転防止用転がり軸受を収納する従来構造のものに比べて、継手径方向サイズの小型化が可能である。そして、直動軸受を設けることなく、スライダ１０が保持器４に対して相対移動するときの抵抗を小さくできるので、継手動作の安定性に優れ、耐久性の面でも有利である。
【００２４】
また、転動ボール１３がスライダ１０の自転防止と相対移動抵抗の低減の両機能を兼ね備えているので、保持器４の長孔７内に収納する転がり軸受８を１つにすることができ、部品点数が少なくてすむ。さらに、スライダ１０には直動軸受を収納する凹部を形成する必要がないので、スライダ１０を従来よりも小型化することができる。
【００２５】
上述した実施形態では、転動ボールを案内する溝をＶ字状に形成したが、その底部に若干の曲率をもたせたり、全体をＵ字状に形成したりしてもよい。このようにした場合は、スライダの相対移動抵抗が若干増加する可能性はあるが、転動ボールと溝との間の面圧を低減することができ、耐久性の面で有利となる。
【００２６】
また、転動ボールとそれを案内する溝の位置は、実施形態と逆にすることもできる。すなわち、図４に示すように、各スライダ１０の保持器４との対向面にＶ字状溝１１を設け、保持器４の両側面にＶ字状溝１１と対向させて設けた半球状凹部１２に、転動ボール１３と保持ボール１４を装入して抜止片１５を圧入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態の軸継手の一部切欠き側面図
【図２】図１のII−II線断面図
【図３】図２の要部拡大断面図
【図４】転動ボールの配置を変えた例の図３に対応する断面図
【図５】従来の軸継手の一部切欠き側面図
【符号の説明】
【００２８】
１、２  プレート（回転部材）
３  シャフト（円筒状転動体）
４  保持器
５、６  案内溝
７  長孔
８、９  転がり軸受
１０  スライダ
１０ａ  貫通孔
１１  Ｖ字状溝
１２  半球状凹部
１３  転動ボール
１４  保持ボール
１５  抜止片
Ａ  入力軸
Ｂ  出力軸
【図１】
2008095871.tif 000003
【図２】
2008095871.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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