(57)【要約】【課題】右回転用のフレキシブルシャフトと左回転用のフレキシブルシャフトを設けて、両フレキシブルシャフトの使用長さの中間または中央でそれぞれのフレキシブルシャフトを接合させることにより、正回転時と逆回転時とで同等または同一の伝達特性を確保することができるフレキシブルシャフト構造の提供を目的とする。【解決手段】芯線上に素線群が順次逆方向に螺旋状に巻回され、上記素線群による複数の巻線層を備えたフレキシブルシャフト構造であって、右回転用のフレキシブルシャフト１０と左回転用のフレキシブルシャフト１６とを設け、これら両フレキシブルシャフト１０，１６の使用長さの中間または中央で両フレキシブルシャフト１０，１６を接合させたことを特徴とする。【選択図】　　図６
2004084904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線上に素線群が順次逆方向に螺旋状に巻回され、上記素線群による複数の巻線層を備えたフレキシブルシャフト構造であって、
右回転用のフレキシブルシャフトと左回転用のフレキシブルシャフトとを設け、これら両フレキシブルシャフトの使用長さの中間または中央で両フレキシブルシャフトを接合させた
フレキシブルシャフト構造。
【請求項２】
上記両フレキシブルシャフトの接合部を溶接手段にて接合した
請求項１記載のフレキシブルシャフト構造。
【請求項３】
上記両フレキシブルシャフトの接合部をかしめ金具にて接合した
請求項１記載のフレキシブルシャフト構造。
【請求項４】
上記両フレキシブルシャフトの接合部を自在継手にて接合した
請求項１記載のフレキシブルシャフト構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動側の回転力を被駆動側に対して任意の方向に向きを変えて伝達するようなフレキシブルシャフト構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例のフレキシブルシャフト構造としては、断面円形の鋼線の芯線上に複数の素線からなる素線群を巻回して第１の巻線層を形成し、この第１の巻線層上に複数の素線からなる素線群を第１の巻線層と巻回方向が逆になるように巻回して第２の巻線層を形成し、第２の巻線層上に複数の素線からなる素線群を第２の巻線層と巻回方向が逆になるように巻回して第３の巻線層を形成し、この第３の巻線層上に複数の素線からなる素線群を第３の巻線層と巻回方向が逆になるように巻回して第４の巻線層を形成し、この第４の巻線層上に複数の素線からなる素線群を第４の巻線層と巻回方向が逆になるように巻回して第５の巻線層を形成したものである。
【０００３】
つまり、芯線上に素線群が順次逆方向に螺旋状に巻回され、上記素線群による複数の巻線層（この場合は５層）を備えたフレキシブルシャフトである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２５７３３５号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のフレキシブルシャフトを用いると、駆動側の回転力を被駆動側に対して任意の方向に向きを変えて伝達することができる。
しかし、フレキシブルシャフトは一般的にその最上層（最外層）の巻線層の素線または素線群の巻き方向により回転方向が特定される。つまり、最外層を締り方向に回転させる場合が正回転となり、逆方向に回転させる場合が逆回転となる。
【０００６】
このため、上記フレキシブルシャフトを正回転、逆回転させると回転トルクの任意はできるものの負荷に対するねじれ角度が異なるので、逆方向に回転させた場合の伝達トルクは正回転時の約６０％以下に低下する。
【０００７】
このように正回転時と逆回転時とで伝達トルク値が異なり、伝達特性に差異が生ずるので、開閉バルブのように正転逆転同特性値が要求される被駆動対象物をコントロールする場合、従来においては正回転時と逆回転時の回転角度に差をつける必要があった。
【０００８】
この発明は、右回転用のフレキシブルシャフトと左回転用のフレキシブルシャフトを設けて、両フレキシブルシャフトの使用長さの中間または中央で両フレキシブルシャフトを接合させることにより、正回転時と逆回転時とで同等または同一の伝達特性を確保することができるフレキシブルシャフト構造の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明によるフレキシブルシャフト構造は、芯線上に素線群が順次逆方向に螺旋状に巻回され、上記素線群による複数の巻線層を備えたフレキシブルシャフト構造であって、右回転用のフレキシブルシャフトと左回転用のフレキシブルシャフトとを設け、これら両フレキシブルシャフトの使用長さの中間または中央で両フレキシブルシャフトを接合させたものである。
【００１０】
上記構成の素線群の条数は任意に設定してもよく、複数の巻線層の層数は３層およびそれ以上に設定してもよい。また素線群はバックラッシュ低減を図るために密に巻回されることが望ましい。
【００１１】
上記構成によれば、右回転用のフレキシブルシャフトと左回転用のフレキシブルシャフトとを両フレキシブルシャフトの使用長さの中間または中央で接合させたので、正回転時と逆回転時とで同等または同一の伝達特性を確保することができる。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、上記両フレキシブルシャフトの接合部を溶接手段にて接合したものである。
上記構成によれば、接続部材を用いることなく溶接にて両フレキシブルシャフトを接合することができる。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、上記両フレキシブルシャフトの接合部をかしめ金具にて接合したものである。
上記構成によれば、かしめ金具の塑性変形により両フレキシブルシャフトを強固に固定することができる。
【００１４】
この発明の一実施態様においては、上記両フレキシブルシャフトの接合部を自在継手にて接合したものである。
上記構成によれば、接合部においても適切なフレキシブル性（可撓性）を得ることができる。
【００１５】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面はフレキシブルシャフト構造を示し、外観図で示す図１において内設されたフレキシブルシャフトを外部から支えて、該シャフトのねじれ、うねりを防止する保護管としてのフレキシブルチューブ１を設けている。
【００１６】
上述のフレキシブルチューブ１の両端部には、当該フレキシブルチューブ１を非回動に支持すると共に、駆動軸２および被駆動軸３を回転自在に支持する接続金具４，５を設けている。
【００１７】
上述の接続金具４，５とおよびその内部構造は左右ほぼ対称に構成されているので、以下、図２を参照して駆動軸２側の構成について説明する。
【００１８】
図２に示すように上述の接続金具４は軸受部材６とチューブ金具７との２部材から成り、これら両部材６，７は何れも円筒状に形成されると共に、チューブ金具７には外周段部７ａと内周段部７ｂとが形成されている。
【００１９】
上述のチューブ金具７の外周段部７ａに軸受部材６を配設して、複数のボルト８，８（六角穴付きボルトなど）により両部材６，７を締結する一方、チューブ金具７の内周段部７ｂにはフレキシブルチューブ１を配設し、チューブ金具７のかしめ部７ｃにより上記フレキシブルチューブ１を非回動に固定している。
【００２０】
また上述のチューブ金具７の所定部（大型タイプ）にはグリースニップル９を取付けて、フレキシブルチューブ１内に潤滑油を封入して、後述するフレキシブルシャフト１０（図３参照）、１６（図４参照）の回転を滑らかにすべく構成している。
【００２１】
フレキシブルシャフト１０の端部には、駆動軸２と一体形成されたかしめ金具１１を設け、このかしめ金具１１の複数箇所をかしめることにより、フレキシブルシャフト１０と駆動軸２とを一体に連結している。
【００２２】
さらに、上述の駆動軸２はベアリング１２，１３（または軸受けメタル）を介して軸受部材６に回転自在に軸支されている。また図２において１４はスペーサ、１５は係止リング、２ａは必要に応じて形成されたキー溝である。なお、図１における被駆動軸３側は駆動軸２側と対称に構成されているので、同一の作用を奏する部分には駆動軸３側と同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００２３】
図３は右回転用のフレキシブルシャフト１０を示し、図４は左回転用のフレキシブルシャフト１６を示す。
まず、図３を参照して右回転用のフレキシブルシャフト１０の構成について説明すると、硬鋼線（例えばＪＩＳ　Ｇ３５２１、ＳＷＣなど）から成る芯線１７を設け、この芯線１７上に４本程度の素線１８からなる素線群１９を巻回して第１の巻線層２０を形成し、この第１の巻線層２０上に４本程度の素線２１からなる素線群２２を第１の巻線層２０と巻回方向が逆になるように巻回して第２の巻線層２３を形成し、この第２の巻線層２３上に４本程度の素線２４からなる素線群２５を第２の巻線層２３と巻回方向が逆になるように巻回して第３の巻線層２６を形成したものである。
【００２４】
ここで、特例は除外し第１の巻線層２０を形成する素線１８の直径よりも第２の巻線層２３の形成する素線２１の直径が大で、さらに、第２の巻線層２３を形成する素線２１の直径よりも第３の巻線層２６を形成する素線２４の直径が大となるように設定している。
【００２５】
つまり、特例は除外し各層２０，２３，２６の素線径は外層に近い程、太くなるように設定していて、最外層の巻き方向によってフレキシブルシャフト１０の主たる回転方向が特定され、図３のフレキシブルシャフト１０は右回転用に設定されたものである。
【００２６】
なお、上記素線１８，２１，２４としては鋼線を用い、素線群１９，２２，２５としては４条のものを例示したが、これは３条，５条等の他の複数条であってもよく、さらに巻線層の層数としては３層のものを例示したが、これは４層以上であってもよい。また、バックラッシュを低減させる目的で上述の素線１８，２１，２４および素線群１９，２２，２５を密に巻き付けることが望ましい。
【００２７】
次に、図４を参照して左回転用のフレキシブルシャフト１６の構成について説明すると、硬鋼線（例えばＪＩＳ　Ｇ３５２１、ＳＷＣなど）から成る芯線２７を設け、この芯線２７上に４本の素線２８からなる素線群２９を巻回して第１の巻線層３０を形成し、この第１の巻線層３０上に４本程度の素線３１からなる素線群３２を第１の巻線層３０と巻回方向が逆になるように巻回して第２の巻線層３３を形成し、この第２の巻線層３３上に４本程度の素線３４からなる素線群３５を第２の巻線層３３と巻回方向が逆になるように巻回して第３の巻線層３６を形成したものである。
【００２８】
ここで、特例は除外し第１の巻線層３０を形成する素線２８の直径よりも第２の巻線層３３の形成する素線３１の直径が大で、さらに、第２の巻線層３３を形成する素線３１の直径よりも第３の巻線層３６を形成する素線３４の直径が大となるように設定している。
【００２９】
つまり各層３０，３３，３６の素線径は外層に近い程、太くなるように設定していて、最外層の巻き方向によってフレキシブルシャフト１６の回転方向が特定され、図４のフレキシブルシャフト１６は左回転用に設定されたものである。
【００３０】
なお、上記素線２８，３１，３４としては鋼線を用い、素線群２９，３２，３５としては４条のものを例示したが、これは３条，５条等の他の複数条であってもよく、さらに巻線層の層数としては３層のものを例示したが、これは４層以上であってもよい。また、バックラッシュを低減させる目的で上述の素線２８，３１，３４および素線群２９，３２，３５を密に巻き付けることが望ましい。
【００３１】
要するに図３に示す右回転用のフレキシブルシャフト１０および図４に示す左回転用のフレキシブルシャフト１６は、芯線１７，２７上に素線群１９，２２，２５，２９，３２，３５が順次逆方向に螺旋状に巻回され、上述の素線群１９，２２，２５，２９，３２，３５による複数の巻線層２０，２３，２６，３０，３３，３６を備えたものである。
【００３２】
ここで、素線群の条数および巻線層の層数は図３、図４に例示したものに限定されるものではないが、右回転用のフレキシブルシャフト１０と左回転用のフレキシブルシャフト１６とを、その使用長さの中間または中央で接合するので、この場合には各フレキシブルシャフト１０，１６の素線径、素線群の条数、巻線層の層数を左右同一に設定する。
【００３３】
図３で示した右回転用のフレキシブルシャフト１０と、図４で示した左回転用のフレキシブルシャフト１６とを設け、これら両フレキシブルシャフト１０，１６の使用長さ、つまり各フレキシブルシャフト１０，１６の長さの総和の中間または中央で、図５に示すようにこれら両フレキシブルシャフト１０，１６を溶接手段による溶接部３７で互に接合させている。
【００３４】
図６、図７は両フレキシブルシャフト１０，１６の接合構造の他の実施例を示し、図６に示す実施例においては、両フレキシブルシャフト１０，１６の使用長さの中間または中央の接合部にかしめ金具３８を配設し、このかしめ金具３８の一側の複数のかしめ部３９により右回転用のフレキシブルシャフト１０を締結し、他側の複数のかしめ部４０により左回転用のフレキシブルシャフト１６を締結して、上記かしめ金具３８により左右のフレキシブルシャフト１０，１６を一体に連結したものである。また上記かしめ金具３８はそのかしめ完了後の外径が最外層の巻線層２６，３６に近似することが望ましい。
【００３５】
図７に示す実施例においては、両フレキシブルシャフト１０，１６の使用長さの中間または中央の接合部をユニバーサルジョイント４１で一体に連結したものである。
【００３６】
上述のユニバーサルジョイント４１は、そのかしめ部４２により右回転用のフレキシブルジョイント１０の端部に締結された一側のヨーク４３と、かしめ部４４により左回転用のフレキシブルシャフト１６の端部に締結された他側のヨーク４５と、ジョイントピン４６，４７を介してこれら両ヨーク４３，４５を接続する中間ヨーク４８とを備えている。また上述のユニバーサルジョイント４１の外径は最外層の巻線層２６，３６に近似するものが望ましい。
【００３７】
なお、図５、図６、図７で示した各フレキシブルシャフト１０，１６はその接合部（溶接部３７、かしめ金具３８、ユニバーサルジョイント４１）を含めて図１のフレキシブルチューブ１内に回転自在に内設され、駆動軸２側の回転力を被駆動軸３側に対して任意の方向に向きを変えて伝達するか、例えば原子力発電所の機器に設けられる正逆回転が必要な開閉弁（いわゆるバルブ）のような危険場所に対するリモートコントロール用、並びにその他の各要素の正逆駆動用として有効である。
【００３８】
このように上記実施例のフレキシブルシャフト構造は、芯線１７，２７上に素線群１９，２２，２５，２９，３２，３５が順次逆方向に螺旋状に巻回され、上記素線群１９，２２，２５，２９，３２，３５による複数の巻線層２０，２３，２６，３０，３３，３６を備えたフレキシブルシャフト構造であって、右回転用のフレキシブルシャフト１０と左回転用のフレキシブルシャフト１６とを設け、これら両フレキシブルシャフト１０，１６の使用長さの中間または中央で両フレキシブルシャフト１０，１６を図５、図６、図７に示すように接合させたものである。
【００３９】
この構成によれば、右回転用のフレキシブルシャフト１０と左回転用のフレキシブルシャフト１６とを両フレキシブルシャフト１０，１６の使用長さの中間または中央で接合させたので、正回転時と逆回転時とで同等または同一の伝達特性を確保することができる。
【００４０】
また、各フレキシブルシャフト１０，１６の素線径、素線群の条数、巻線層の層数を左右同一に設定すると、正逆の回転時におけるトルク伝達特性をより一層均等と成すことができる。
【００４１】
また、図５で示したように、上記両フレキシブルシャフト１０，１６の接合部を溶接手段にて接合すると、接続部材を別途用いることなく溶接にて両フレキシブルシャフト１０，１６を接合することができる。
【００４２】
さらに、図６で示したように、上記両フレキシブルシャフト１０，１６の接合部をかしめ金具３８にて接合すると、かしめ金具３８の塑性変形により両フレキシブルシャフト１０，１６を強固に固定することができる。
【００４３】
加えて、上記両フレキシブルシャフト１０，１６の接合部を自在継手（ユニバーサルジョイント４１参照）にて接合すると、接合部においても適切なフレキシブル性（可撓性）を得ることができる。
【００４４】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の自在継手は、実施例のユニバーサルジョイントに対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば、右回転用のフレキシブルシャフトと左回転用のフレキシブルシャフトを設けて、両フレキシブルシャフトの使用長さの中間または中央で両フレキシブルシャフトを接合させたので、正回転時と逆回転時とで同等または同一の伝達特性を確保することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレキシブルシャフト構造を示す外観図。
【図２】駆動軸側の内部構造を示す断面図。
【図３】右回転用のフレキシブルシャフトを示す説明図。
【図４】左回転用のフレキシブルシャフトを示す説明図。
【図５】溶接による両シャフトの接合構造を示す側面図。
【図６】かしめ金具による両シャフトの接合構造を示す側面図。
【図７】自在継手による両シャフトの接合構造を示す側面図。
【符号の説明】
１０…右回転用のフレキシブルシャフト
１６…左回転用のフレキシブルシャフト
１７…芯線
１９，２２，２５…素線群
２０，２３，２６…巻線層
２７…芯線
２９，３２，３５…素線群
３０，３３，３６…巻線層
３７…溶接部（接合部）
３８…かしめ金具
４１…ユニバーサルジョイント（自在継手）
【図１】
2004084904.tif 000003
【図２】
2004084904.tif 000004
【図３】
2004084904.tif 000005
【図４】
2004084904.tif 000006
【図５】
2004084904.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004084904.tif 000009