(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転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手において、その内部に潤滑材を保持するブーツの膜長を短くすることである。【解決手段】入力側回転部材１と保持器４の間に掛け渡される第１サブブーツ８と、出力側回転部材２と保持器４の間に掛け渡される第２サブブーツ９とで、両回転部材１、２間の空間の周りを塞ぐブーツを形成することにより、両回転部材１、２間に掛け渡される従来のブーツに比べて、１つのサブブーツに要求される変形量が小さくなり、各サブブーツ８、９の膜長を短くできるようにしたのである。これにより、ブーツ全体のコンパクト化が図れるとともに、各サブブーツ８、９の剛性を下げて両回転部材１、２の相対的なスライドに対する抵抗を小さくし、偏心時の継手動作を安定させることができる。【選択図】図２
2008240961.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、各案内溝に案内されて転動する転動体を配し、これらの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、前記両回転部材間の空間の周りを、両回転部材の偏心に追随して弾性変形する膜部を有するブーツで塞いだ軸継手において、前記ブーツを、前記一方の回転部材と保持器の間に掛け渡される第１サブブーツと、前記他方の回転部材と保持器の間に掛け渡される第２サブブーツとで構成したことを特徴とする軸継手。
【請求項２】
前記第１サブブーツと第２サブブーツを一体に形成し、この一体に形成されたブーツの一端部を前記一方の回転部材に、他端部を前記他方の回転部材に、中央部を前記保持器にそれぞれ固定したことを特徴とする請求項１に記載の軸継手。
【請求項３】
前記各サブブーツの膜部が、それぞれ回転部材径方向に伸縮するように蛇腹状に折り畳まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の軸継手。
【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７は上述した方式の軸継手の一例を示す。この軸継手は、軸方向で対向する２つの回転部材５１、５２の対向面に、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て、各案内溝５３、５４交差位置に転動体５５を配するとともに、各転動体５５を保持器５６の長孔５７に収納したもので、各転動体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で駆動側の回転部材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ようになっている。なお、図７は両回転部材５１、５２が同心の状態を示しているが、通常は、図８に示すように、両者の回転軸がずれた（偏心した）状態で使用される。
【０００５】
ところで、この方式の軸継手では、図７および図８にも示したように、両回転部材５１、５２間の空間の周りを、両回転部材５１、５２に取り付けたブーツ５８で塞ぐことにより、継手内部にグリース等の潤滑材を保持して、案内溝５３、５４や保持器５６と転動体５５との接触面における摩擦低減および摩耗抑制を図るとともに、継手外部からの異物の侵入を防止することが望ましい。
【０００６】
前記ブーツ５８は、ゴム等のエラストマーで形成されており、両端部がそれぞれブーツバンド５９で回転部材５１、５２の外周部に固定され、両回転部材５１、５２が偏心したときには、その偏心に追随して両端部間の蛇腹状の膜部５８ａが大きく弾性変形するようになっている（図８参照）。
【０００７】
しかしながら、上述したようなブーツを備えた軸継手では、ブーツの膜部を両回転部材の最大偏心時にも追随できる膜長に形成する必要があり、その膜長が長いために、以下のような問題点を有している。
【０００８】
まず、ブーツの膜長が長いと、ブーツ膜部の遠心力による径方向外側への弾性変形（回転膨張）に対する剛性が低下してブーツが破損しやすくなる。一方、破損防止のために、ブーツの膜厚を厚くしたり材料を硬くしたりして剛性を高めると、両回転部材の偏心に伴うブーツ膜部の弾性復元力が増大し、両回転部材の相対的なスライドに対する抵抗が大きくなって、偏心時の継手動作が不安定になる場合がある。
【０００９】
次に、ブーツの膜長が長いほど、ブーツ内側空間の容積も大きくなり、その空間に封入されるグリース等の潤滑材の量が多くなるので、潤滑材のコストが上がるだけでなく、潤滑材がその遠心力によりブーツ膜部を径方向外側へ押圧する力が大きくなって、ブーツ膜部の回転膨張や異常変形を助長し、ブーツが破損しやすくなる。また、ブーツ内側空間の容積が大きいと、遠心力を受けた潤滑材がブーツ径方向外側へ移動することにより、継手内部の転動部（両回転部材の案内溝や保持器と転動体との接触面）等、摩擦の生じる部位の潤滑材がなくなって、これらの部位が摩耗しやすくなることがある。
【００１０】
さらに、ブーツの製造面では、ブーツの膜長が長いと、ブーツを金型で成形する際に、材料が金型内に回りにくいため成形品内部に空洞ができやすく、品質・歩留まりの向上が難しいという問題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手において、その内部に潤滑材を保持するブーツの膜長を短くすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、各案内溝に案内されて転動する転動体を配し、これらの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、前記両回転部材間の空間の周りを、両回転部材の偏心に追随して弾性変形する膜部を有するブーツで塞いだ軸継手において、前記ブーツを、前記一方の回転部材と保持器の間に掛け渡される第１サブブーツと、前記他方の回転部材と保持器の間に掛け渡される第２サブブーツとで構成するようにした。
【００１３】
すなわち、従来は両回転部材間に掛け渡されていたブーツを、一方の回転部材と保持器の間の第１サブブーツと、他方の回転部材と保持器の間の第２サブブーツとに分けて掛け渡す構造とすることにより、従来のブーツに比べて、１つのサブブーツに要求される変形量が小さくなり、各サブブーツの膜長を短くできるようにしたのである。
【００１４】
上記の構成において、前記第１サブブーツと第２サブブーツを一体に形成し、この一体に形成されたブーツの一端部を前記一方の回転部材に、他端部を前記他方の回転部材に、中央部を前記保持器にそれぞれ固定するようにしてもよい。
【００１５】
また、前記各サブブーツの膜部を、それぞれ回転部材径方向に伸縮するように蛇腹状に折り畳まれたものとすれば、その膜部が凹凸の並ぶ方向に遠心力を受けるようになって、回転膨張による破損を生じにくくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の軸継手は、上述したように、両回転部材間の空間の周りを塞ぐブーツを、一方の回転部材と保持器の間の第１サブブーツと、他方の回転部材と保持器の間の第２サブブーツとに分けて掛け渡す構造として、各サブブーツの膜長を従来のブーツよりも短くできるようにしたものであるから、ブーツ全体のコンパクト化が図れる。しかも、各サブブーツは、従来よりも膜長が短い分、回転膨張による破損のおそれが少なくなるため、膜厚を薄くしたり材料を軟らかくしたりして剛性を下げることができ、これにより両回転部材の相対的なスライドに対する抵抗を小さくして、偏心時の継手動作を安定させることができる。
【００１７】
また、ブーツ内側空間の容積も小さくなるので、潤滑材の使用量を減らしてコストの低減を図れるし、潤滑材がブーツ膜部を押圧する力が小さくなって、ブーツ膜部が回転膨張や異常変形を生じにくくなる。従って、上記と同様に、各サブブーツの剛性を下げて継手動作の安定化を図ることができる。また、継手内部の転動部等における潤滑不良を防止でき、これらの部位の摩耗の進行を抑えることができる。
【００１８】
さらに、ブーツ製造面では、１つのブーツあたりの膜長が短くなるため、ブーツ成形時のトラブル（空洞の発生）を抑えることができ、品質・歩留まりの向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１乃至図６に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。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回転部材１、２と、両回転部材１、２間に配される複数の鋼球（転動体）３と、各鋼球３の回転部材径方向の移動を拘束する保持器４とを備え、各鋼球３を介して両回転部材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、両回転部材１、２が同心の状態を示しているが、通常は後述するように両回転部材１、２の回転軸がずれた（偏心した）状態で使用される。
【００２０】
前記各回転部材１、２は、それぞれの軸部１ａ、２ａの一端に形成された円板部１ｂ、２ｂに、複数の案内溝５、６が周方向に等間隔で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られており、各案内溝交差位置に鋼球３が組み込まれている。
【００２１】
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に鋼球３を収納している。これにより、各鋼球３は、保持器４に回転部材径方向の移動を拘束された状態で、案内溝５、６に案内されて転動するようになっている。
【００２２】
また、入力側回転部材１と保持器４の間には第１サブブーツ８が掛け渡され、出力側回転部材２と保持器４の間には第２サブブーツ９が掛け渡されて、これらの２つのサブブーツ８、９で両回転部材１、２間の空間の周りを塞ぐブーツが形成されており、これにより継手内部にグリース等の潤滑材を保持して、案内溝５、６や保持器４と鋼球３との接触面における摩擦低減および摩耗抑制を図るとともに、継手外部からの異物の侵入を防止している。なお、両回転部材１、２と保持器４は等速回転するため、各サブブーツ８、９には捩れ等の問題は生じない。
【００２３】
前記各サブブーツ８、９は、ゴム等のエラストマーで形成されており、それぞれの一端部がブーツバンド１０で回転部材１、２の外周部に固定され、他端部が保持器４外周に形成された環状溝に圧入固定されて、両端部間の膜部８ａ、９ａが両回転部材１、２の偏心に追随して弾性変形するようになっている（図４参照）。
【００２４】
図３および図４は、両回転部材１、２が偏心量（両者の回転中心間の距離Ｏ１−Ｏ２）Ｅだけ偏心した状態を示す。このとき、各回転部材１、２と保持器４の回転中心間距離（Ｏ１−Ｏ３、Ｏ２−Ｏ３）は、それぞれＥ／√２となる。このため、従来のようにブーツを両回転部材１、２間に掛け渡す場合に比べると、ブーツ１つあたりの変形量は小さくてすむようになり、その分各サブブーツ８、９の膜長が短くなっている。
【００２５】
この軸継手は、上記の構成であり、入力側の回転部材１が回転すると、その案内溝５に周方向から押された鋼球３が、保持器４で回転部材径方向の移動を拘束された状態で、出力側の回転部材２の案内溝６を押すことにより、出力側回転部材２に動力が伝達される。なお、入力側回転部材１の回転方向が変わったり、両回転部材１、２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。
【００２６】
上記動力伝達メカニズムは、両回転部材１、２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３および図４に示したように、各回転部材１、２が偏心すると、案内溝５、６の交差位置が回転部材周方向で変化し、各鋼球３が案内溝５、６および保持器４の長孔７内を転動しながら両回転部材１、２間の動力伝達を行うようになる。
【００２７】
また、この軸継手では、前述のように、各サブブーツ８、９の膜長が従来のブーツよりも短くなっているので、ブーツ全体をコンパクトに設計でき、回転膨張しにくい形状とすることができる。その結果、従来よりもブーツの膜厚を薄くしたり材料を軟らかくしたりしてブーツの剛性を下げることにより、両回転部材１、２の相対的なスライドに対する抵抗を小さくして、偏心時の継手動作の安定化を図ることができる。また、ブーツ内側空間の容積も小さくなるので、潤滑材使用量を減らせるし、潤滑材のブーツ径方向外側への移動に伴うトラブルを生じにくくすることができる。さらに、ブーツが製造しやすくなり、ブーツの品質・歩留まりの向上が図れる利点もある。
【００２８】
図５は第２の実施形態を示す。この実施形態では、第１実施形態の第１サブブーツ８と第２サブブーツ９を一体に形成し、この一体に形成されたブーツ１１の一端部を入力側回転部材１に、他端部を出力側回転部材２に、中央部を保持器４にそれぞれ固定している。そのブーツ１１の機能および他の部分の構成は第１実施形態と同じである。
【００２９】
図６は第３の実施形態を示す。この実施形態では、各サブブーツ８、９を、それぞれの膜部８ａ、９ａが回転部材径方向に伸縮するように蛇腹状に折り畳まれたものとした。これにより、サブブーツ８、９の膜部８ａ、９ａは、凹凸の並ぶ方向に遠心力を受けるようになって回転膨張による破損を生じにくくなる。従って、第１実施形態よりもブーツの剛性を下げて、継手動作をさらに安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態の軸継手の側面図（回転軸が同心）
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１の軸継手の使用状態を示す側面図（回転軸が偏心）
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】第２実施形態の軸継手の図２に対応する断面図
【図６】第３実施形態の軸継手の図２に対応する断面図
【図７】従来の軸継手の図２に対応する断面図
【図８】図７の軸継手の使用状態を示す図４に対応する断面図
【符号の説明】
【００３１】
１、２  回転部材
３  鋼球（転動体）
４  保持器
５、６  案内溝
７  長孔
８、９  サブブーツ
８ａ、９ａ  膜部
１０  ブーツバンド
１１  ブーツ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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