(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、軸方向寸法の短縮、内部空間の縮小およびトルク負荷能力の向上を図ることである。【解決手段】各シャフト（円筒状転動体）３にその外周から鍔状に張り出す１枚のスライダ８を設け、このスライダ８を挟んで軸方向で対向する２つの保持器片４ａ、４ｂを連結して保持器４を形成し、スライダ８と保持器４との係合によりシャフト３の軸を含む平面内での回転を拘束する構造とすることにより、各シャフトにスライダを２枚ずつ設けていた従来のものに比べて、軸方向寸法が短縮でき、内部空間が小さくなるようにしたのである。また、両保持器片４ａ、４ｂの連結部を剛性の高いものとすることにより、トルク負荷能力を向上させることもできる。【選択図】図２
2008082361.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、前記転動体の外周から鍔状に張り出し、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、前記保持器を、前記スライダを挟む位置に配された２つの保持器片を連結したものとしたことを特徴とする軸継手。
【請求項２】
前記スライダと各保持器片との間に直線運動軸受を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の軸継手。
【請求項３】
前記スライダと転動体を一体成形したことを特徴とする請求項１または２に記載の軸継手。
【請求項４】
前記２つの保持器片を連結する手段として、ねじ、止め輪、かしめ、溶接のいずれかを採用したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の軸継手。
【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４および図５は、上述した方式の軸継手の一例を示す（特願２００５−１５４０９０号参照。）。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４および図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の凹部５３ａ、５４ａと転接している。また、シャフト５５外周からは２枚のスライダ５９が保持器５６を挟むように鍔状に張り出しており、両スライダ５９を連結する柱部材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】
このとき、シャフト５５には両回転部材５１、５２から作用点および方向の異なる力が作用して回転モーメントが発生するが、シャフト５５と一体のスライダ５９が保持器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が回転部材軸方向と平行な姿勢を保ち、案内溝５３、５４へ噛み込むトラブル（以下、「こじり」と記す。）を生じないようになっている。ここで、保持器５６を挟んで対向する２枚のスライダ５９は、保持器５６から両スライダ５９を互いに引き離す方向の垂直抗力（以下、「離反力」と記す。）を受けるが、この離反力は両スライダ５９を連結する柱部材６０で受け止めている。
【０００７】
ところで、この軸継手では、各スライダ５９が保持器５６と係合してシャフト５５に発生する回転モーメントを受け止められるよう、スライダ５９にある程度の剛性を持たせる必要がある。また、スライダ５９をスムーズに直線運動させるために、スライダ５９の保持器５６との対向面には直線運動軸受（以下、「直動軸受」とも記す。）６２を設けており、そのためのスペースも考慮してスライダ５９の設計を行う必要がある。その結果、スライダ５９が軸方向に厚くなり、継手全体の軸方向寸法が大きくなってしまうという難点がある。
【０００８】
また、回転部材周方向で隣り合うスライダ５９どうしの間には、各回転部材５１、５２と保持器５６とがスライダ５９の厚み分だけ離れた空間が形成されている。この空間の容積が大きいため、両回転部材５１、５２間の空間の周りをブーツ（図示省略）で塞いでその内部にグリース等の潤滑材を封入するときには、潤滑材の使用量が多くなり、ランニングコストが高くなる。そのうえ、各回転部材５１、５２と保持器５６との間隔が広いため、潤滑材が遠心力によって外周側へ飛散しやすく、継手動作の安定性に対する潤滑効果が得られにくい。
【０００９】
さらに、前述したように、スライダ５９でシャフト５５に発生する回転モーメントを受け止めるにはスライダ５９の剛性が必要となるが、それに加えて、スライダ５９どうしを連結する柱部材６０にも高い剛性が求められる。しかしながら、実際には、柱部材６０は保持器５６の長孔５７を通過できる断面積に形成する必要があるので、十分な剛性を確保することが難しく、これにより継手のトルク負荷能力が制約されることが多い。また、柱部材６０が剛性不足により変形してシャフト５５の傾きを抑えきれなくなり、こじりが発生してしまうこともある。
【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、軸方向寸法の短縮、内部空間の縮小およびトルク負荷能力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、前記転動体の外周から鍔状に張り出し、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、前記保持器を、前記スライダを挟む位置に配された２つの保持器片を連結したものとした。
【００１２】
すなわち、各転動体の外周から張り出すスライダを１枚とし、このスライダを挟んで軸方向で対向するように２つの保持器片を配し、両保持器片を連結して保持器を形成する構造とすることにより、各転動体にスライダを２枚ずつ設けて柱部材で連結した従来のものに比べて、軸方向寸法が短縮でき、内部空間が小さくなるようにしたのである。また、従来の２枚のスライダに作用していた離反力に相当する力を、径方向サイズの制約が少ない２つの保持器片で受け止めるようにしたので、両保持器片の連結部を剛性の高いものとして、トルク負荷能力を向上させることができる。
【００１３】
上記の構成において、前記スライダと各保持器片との間に直線運動軸受を介在させることにより、スライダおよびシャフトを保持器に対してスムーズに相対移動させ、偏心時の継手動作を安定させることができる。
【００１４】
また、前記スライダと転動体を一体成形すれば、部品点数および組立工数の削減が図れるうえ、転動体の強度向上によるトルク負荷能力の向上も期待できる。
【００１５】
前記２つの保持器片を連結する手段としては、ねじ、止め輪、かしめ、溶接のいずれかを採用するとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上述したように、軸継手の各転動体についてスライダを１枚とし、このスライダを挟んで軸方向で対向する２つの保持器片を連結して保持器を形成するようにしたので、各転動体にスライダを２枚ずつ設けた従来のものに比べて、軸方向寸法を短縮でき、トルク負荷能力を維持したまま薄型化することができる。また、内部空間が小さくなって無駄な空間の容積が減ることにより、潤滑材の使用量が少なくなってランニングコストを抑えられるし、各回転部材と保持器との間隔が狭くなるため、潤滑材が外周側へ飛散しにくくなり、継手動作の安定性を確実に向上させることができる。さらに、転動体に発生する回転モーメントを受け止める部分の剛性を高めることにより、トルク負荷能力を向上させるとともに、転動体の傾きを抑えてこじりを確実に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】
【００１７】
以下、図１乃至図３に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。この軸継手は、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。なお、各案内溝は、必ずしもこの実施形態のようにプレートを貫通する必要はなく、両プレートの対向面に設けられていればよい。
【００２０】
前記保持器４は、ドーナツ状に形成された２つの保持器片４ａ、４ｂを軸方向で対向させて連結したものである。両保持器片４ａ、４ｂは、それぞれ各案内溝５、６と４５度をなす方向に直線状に延びる長孔７が周方向に同じ間隔で複数設けられており、対応する位置の長孔７にシャフト３を通し、その中央部の外周から鍔状に張り出すスライダ８を挟んだ状態で連結されている。また、その連結は、入力側保持器片４ａの外側面から出力側保持器片４ｂにねじ９をねじ込むことによって行われているが、これ以外の連結手段として、止め輪、かしめ、溶接等を採用することもできる。
【００２１】
前記各シャフト３は、その両端部の外周に嵌め込まれた転がり軸受１０を介して、各案内溝５、６の凹部５ａ、６ａと転接している。また、その中央部外周に嵌め込まれた前記スライダ８には２本の軸部材１１がシャフト３と平行に貫通しており、各軸部材１１の両端に保持器４の長孔７内を転動する転がり軸受１２が嵌め込まれて、シャフト３が保持器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。
【００２２】
また、前記スライダ８はその両側面の凹部に取り付けられた直動軸受１３で各保持器片４ａ、４ｂの長孔７縁部と転接しており、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るとともに、スライダ８およびシャフト３が保持器４に対してスムーズに相対移動できるようになっている。なお、直動軸受１３には、平板状の保持器に針状ころを組み込んだものが使用されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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、その外周に設けたスライダ８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。
【００２５】
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。
【００２６】
この軸継手は、上記の構成であり、各シャフト３についてスライダ８を１枚とし、これらのスライダ８を挟んで対向する２つの保持器片４ａ、４ｂを連結して保持器４を形成するようにしたので、各シャフトにスライダを２枚ずつ設けた従来のもの（図４、図５参照）に比べて、軸方向寸法の短縮を図ることができる。この軸方向寸法の短縮は、スライダが占めるスペースの減少だけでなく、シャフトに発生する回転モーメントの減少につながるので、その分回転モーメントを受け止める部分の剛性や直動軸受の負荷容量を小さく設計することにより、一層の薄型化を図ることが可能となる。
【００２７】
また、従来のものに比べて、各プレート１、２と保持器４の間の間隔が狭くなっているので、軸受内部の無駄な空間の容積が小さく潤滑材の使用量が少なくてすむし、潤滑材が外周側へ飛散しにくい。しかも、潤滑材が保持器４の内側（２つの保持器片４ａ、４ｂの間）に保持されやすい構造となっているため、スライダ８は従来よりもスムーズに保持器４に対して相対移動することができる。
【００２８】
さらに、従来の２枚のスライダに作用していた離反力に相当する力は、互いに連結される２つの保持器片４ａ、４ｂで受け止めるようになっている。そこで、径方向サイズの制約が少ない各保持器片４ａ、４ｂの連結部の断面積を大きくするとともに、両者を直接接触させてねじ９で締結することにより、その連結部の剛性を上げてトルク負荷能力を向上させることができる。
【００２９】
図３は、第２の実施形態を示す。この実施形態では、第１の実施形態のシャフト３とスライダ８を一体成形している。これにより、シャフト３とスライダ８を別体の組立構造とした第１の実施形態よりも、部品点数および組立工数の削減が図れるうえ、転動体の強度向上によるトルク負荷能力の向上が期待できる。なお、図示は省略するが、シャフト３のみならず、両端に転がり軸受１２を嵌め込まれる２本の軸部材１１もスライダ８と一体成形するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の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】第２の実施形態の軸継手の図２に対応する断面図
【図４】従来の軸継手の一部切欠き側面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図
【符号の説明】
【００３１】
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
４ａ、４ｂ  保持器片
５、６  案内溝
７  長孔
８  スライダ
９  ねじ
１０  転がり軸受
１１  軸部材
１２  転がり軸受
１３  直動軸受
Ａ  入力軸
Ｂ  出力軸
【図１】
2008082361.tif 000003
【図２】
2008082361.tif 000004
【図３】
2008082361.tif 000005
【図４】
2008082361.tif 000006
【図５】
2008082361.tif 000007