(57)【要約】【課題】 外軸と内軸とを互いに離隔する方向に付勢する弾性体を設けるとともに、この場合に懸念される異音や摩耗の発生を抑えることができるドライブシャフトを提供する。【解決手段】  外軸4の左端部に設けられた外軸側保持部材31と内軸5の突出部9外周に設けられた内軸側保持部材32との間に、両軸4,5を互いに離隔する方向に付勢するコイルばね8が介在させられている。両保持部材31,32間に、両軸4,5が軸方向に相対移動した際の保持部材31,32同士の干渉を防止する間隙33が設けられている。外側保持部材31がコイルばね8の軸方向中央部8a,8bを保持している。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の外軸と、外軸の一端部側から外軸内に嵌め入れられ一部が外軸から軸方向外方に突出する内軸とを有し、両軸が一体回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に連結されているドライブシャフトにおいて、外軸の一端部に設けられた外軸側保持部材と内軸の突出部外周に設けられた内軸側保持部材との間に、両軸を互いに離隔する方向に付勢する弾性体が介在させられており、両保持部材間に、両軸が軸方向に相対移動した際の保持部材同士の干渉を防止する間隙が設けられるとともに、いずれか一方の保持部材が弾性体の軸方向長さの半分より大きい部分を保持するようになされていることを特徴とするドライブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄鋼圧延機等で使用されるドライブシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼の圧延設備において、モータと圧延ロールとの間に設けられるドライブシャフトは、圧延ロールの軸方向シフトに対応するために、筒状の外軸と、外軸内に嵌め入れられた内軸とを有し、両軸が一体回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に連結されている構成とされている（特許文献１）。
【特許文献１】実開平４−３９４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種のドライブシャフトでは、ロール交換作業を容易とするために圧延ロールとの間に隙間が設けられており、外軸と内軸とが軸方向に相対移動するものでは、内軸が外軸内に入り込む量が大きくなってドライブシャフトの全長が短くなった場合に、ドライブシャフトが圧延ロールから外れる可能性がある。したがって、両軸を互いに離隔する方向に付勢する弾性体を設けることが好ましいが、弾性体を追加した場合、弾性体が遠心力で変形することで異音や摩耗が大きくなることが懸念される。
【０００４】
この発明の目的は、外軸と内軸とを互いに離隔する方向に付勢する弾性体を設けるとともに、この場合に懸念される異音や摩耗の発生を抑えることができるドライブシャフトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明によるドライブシャフトは、筒状の外軸と、外軸の一端部側から外軸内に嵌め入れられ一部が外軸から軸方向外方に突出する内軸とを有し、両軸が一体回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に連結されているドライブシャフトにおいて、外軸の一端部に設けられた外軸側保持部材と内軸の突出部外周に設けられた内軸側保持部材との間に、両軸を互いに離隔する方向に付勢する弾性体が介在させられており、両保持部材間に、両軸が軸方向に相対移動した際の保持部材同士の干渉を防止する間隙が設けられるとともに、いずれか一方の保持部材が弾性体の軸方向長さの半分より大きい部分を保持するようになされていることを特徴とするものである。
【０００６】
外軸の他端部は、例えば、モータの駆動部分に連結され、内軸の突出部の端部は、例えば、圧延ロールに連結される。外軸とモータとの連結および内軸と圧延ロールとの連結は、いずれもユニバーサル継手を介して行われ、これにより、モータから圧延ロールに駆動力が伝達されるとともに、圧延ロールの軸方向シフトが外軸と内軸との軸方向相対移動によって吸収される。
【０００７】
外軸と内軸との連結は、例えば、スプライン嵌合によるものとされるが、これに限定されるものではなく、スプライン溝間に複数のボールを介在させたボールスプラインによるものでもよい。
【０００８】
保持部材が外軸の一端部と内軸の突出部外周とに設けられることにより、弾性体は、内軸のうちの外軸が嵌合されていない部分の外周側に配置される。このようにすると、内軸外周と外軸内周との間において嵌め合わせ部のほぼ全長にわたって弾性体が配置される場合に比べて、弾性体の軸方向の長さを短くすることができ、弾性体を径方向に変形しにくくすることができる。
【０００９】
弾性体は、例えば、コイルばねとされるが、これに限定されるものではない。
【００１０】
外軸と内軸とが軸方向に相対移動すると、保持部材同士が接近・離隔し、弾性体が軸方向に圧縮または伸張され、これにより、外軸と内軸とは、互いに離隔する方向（ドライブシャフト全体としての長さが長くなる方向）に付勢されながら、軸方向に相対移動する。保持部材間には、両軸の軸方向相対移動に伴って保持部材同士が最も接近したときに０以上となる大きさの間隙が設けられ、これにより、保持部材同士が干渉することが防止される。
【００１１】
各保持部材は、弾性体の端面を受ける端面受け部と、これに連なって軸方向に延び弾性体に径方向内方からあてがわれるガイド部とからなるものとされる。保持部材のガイド部の軸方向の長さは、弾性体の径方向の動きを抑える点から、できるだけ長くする（保持部材間の間隙を両軸の軸方向相対移動距離にほぼ等しくする）ことが好ましく、また、ガイド部の軸方向の長さを２つの保持部材で同じにするのではなく、一方の保持部材が弾性体の軸方向（長さ）の中央部を保持しているものとされる。すなわち、一方の保持部材のガイド部の軸方向長さは、外軸と内軸との相対移動を考慮したときの弾性体の最大長さの半分よりも大きい値とされ、これに伴い、他方の保持部材は、一方の保持部材に所定の間隙をおいて対向するようにそのガイド部の軸方向の長さが短くされる。このようにすると、たわみが最も大きくなる弾性体の軸方向の中央部を一方の保持部材により保持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のドライブシャフトによると、外軸と内軸とを互いに離隔する方向に付勢する弾性体が設けられているので、ドライブシャフトが圧延ロールから外れることが防止され、いずれか一方の保持部材が弾性体の軸方向長さの半分より大きい部分を保持することで、たわみが最も大きくなる弾性体の軸方向の中央部を一方の保持部材により保持することができ、弾性体が保持部材に衝突することが抑えられ、弾性体の使用に伴う異音や摩耗の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、左右は、図の左右をいうものとする。
【００１４】
図１は、この発明によるドライブシャフト(1)を示している。
【００１５】
このドライブシャフト(1)は、鉄鋼圧延機において駆動装置と被駆動装置との間に介在されてトルクの伝達を行うもので、モータ等の駆動装置（図示略）に連結される駆動側フィッテイングヨーク(2)と、この駆動側フィッテイングヨーク(2)に左端部が連結された調心用のユニバーサル継手(3)と、このユニバーサル継手(3)の右端部に連結された駆動側軸体としての筒状の外軸(4)と、この外軸(4)に一体回転可能に連結された被駆動側軸体としての内軸(5)と、内軸(5)の右端部に連結された調心用のユニバーサル継手(6)と、ユニバーサル継手(6)の右端部に連結され内部に被駆動装置としての圧延ロールのロールネック（図示略）が一体回転可能に嵌入される被駆動側フィッテイングヨーク(7)と、両軸(4)(5)を互いに離隔する方向に付勢する弾性体としてのコイルばね(8)とを備えている。
【００１６】
内軸(5)は、外軸(4)の右端部側から外軸(4)内に嵌め入れられており、外軸(4)から右方（軸方向外方）に突出している突出部(9)を有している。
【００１７】
外軸(4)と内軸(5)とは、スプライン嵌合(10)とされており、外軸(4)に設けられた軸方向へ延びる複数のスプライン溝(4a)と内軸(5)に設けられた軸方向へ延びる複数のスプライン突起(5a)とが嵌め合わされることにより、外軸(4)と内軸(5)とが軸方向に相対移動可能に連結され、これにより、圧延ロールの軸方向シフトに合わせて、ドライブシャフト(1)の全長を伸縮させることができる。
【００１８】
ドライブシャフト(1)の右端部と圧延ロールとは、ロール交換作業性の向上のために、隙間による嵌合となっている。したがって、圧延作業中の振動によって、外軸(4)と内軸(5)とが互いに接近する方向に移動した場合、ドライブシャフト(1)が圧延ロールから外れる可能性がある。コイルばね(8)は、ドライブシャフト(1)が圧延ロールから外れる方向に外軸(4)と内軸(5)とが相対移動することを防止するためのもので、図２に拡大して示すように、外軸(4)の右端部に設けられた外軸側保持部材(31)と内軸(5)の突出部(9)外周に設けられた内軸側保持部材(32)との間に挟持されている。保持部材(31)(32)間には、両軸(4)(5)が軸方向に相対移動した際の保持部材(31)(32)同士の干渉を防止する間隙(33)が設けられている。
【００１９】
なお、図２に示すように、キャリヤ(16)には、内軸(5)を支持する転がり軸受(20)が保持されており、外軸(4)の外周部に設けられたブラケット(21)と内軸(5)の段差部(9a)のブラケット(19)との間には、軸方向に伸縮可能でコイルばね(8)を径方向外方から覆う弾性カバー(22)が設けられている。
【００２０】
保持部材(31)(32)間に間隙(33)が必要なことから、これらの保持部材(31)(32)を同じ形状にすると、コイルばね(8)の長さの中央部は、保持部材(31)(32)によって保持されないことになり、ドライブシャフト(1)の回転によって遠心力が作用した際、コイルばね(8)の長さの中央部におけるたわみが大きくなり、コイルばね(8)の中央部が、各保持部材(31)(32)に衝突し、異音や摩耗が発生することが懸念される。
【００２１】
そこで、この発明によるドライブシャフト(1)では、たわみが最も大きくなるコイルばね(8)の長さの中央部を一方の保持部材(31)により保持して、コイルばね(8)の長さの中央部におけるたわみを少なくするために、同じ形状の保持部材を対称状に配置するのではなく、一方の保持部材(31)の軸方向の長さが相対的に大きくされ、その分、他方の保持部材(32)の軸方向の長さが小さくされている。
【００２２】
すなわち、外軸側保持部材(31)は、外軸(4)の右端面に設けられたキャリヤ(16)に左方から当接しコイルばね(8)の左端面を受ける端面受け部(34)と、端面受け部(34)から内軸(5)の外周面に沿って右方に延びコイルばね(8)の左側の軸方向長さの半分より大きい部分にわたって径方向内方からあてがわれる円筒状のガイド部(35)とからなり、また、内軸側保持部材(32)は、内軸(5)の突出部(9)に設けられた段差部(9a)に設けられたブラケット(19)に左方から当接しコイルばね(8)の右端面を受ける端面受け部(37)と、端面受け部(37)から内軸(5)の突出部(9)の外周面に沿って軸方向に延びコイルばね(8)の右端部に径方向内方からあてがわれる円筒状のガイド部(38)とからなり、これらの保持部材(31)(32)によって、両軸(4)(5)を互いに離隔する方向に付勢するコイルばね(8)が保持されている。外軸側保持部材(31)のガイド部(35)の軸方向長さは、両軸(4)(5)が互いに離隔する方向に移動することも考慮して、コイルばね(8)の最大長さの半分以上とされている。
【００２３】
したがって、図２（ａ）に示すように、(8a)(8b)で示しているコイルばね(8)の中央部は、外軸側保持部材(31)のガイド部(35)で支持されてたわむことができないようになっており、図２（ｂ）に示すように、両軸(4)(5)が互いに離隔する方向に移動して、両軸(4)(5)間の間隙(33)が大きくなったとしても、コイルばね(8)の中央部(8a)(8b)が外軸側保持部材(31)に保持され、これにより、同じ形状の保持部材を対称状に配置した場合に比べて、コイルばね(8)のたわんだ部分が保持部材(31)(32)のガイド部(35)(38)の先端部分に接触（衝突）する力が大幅に低減し、この接触に伴う異音や摩耗の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、この発明によるドライブシャフトの１実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図２は、要部の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
(1)     ドライブシャフト
(4)     外軸
(5)     内軸
(8)     コイルばね
(9)     突出部
(31)    外軸側保持部材
(32)    内軸側保持部材
(33)    間隙
【図１】
2008275013.tif 000003
【図２】
2008275013.tif 000004