(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面で回転軸に固着され、外歯を有する筒状のピニオンと、
前記ピニオンの外周に対向し、前記外歯に噛合する内歯を有する円筒状のスリーブと、
前記スリーブに固着されて、前記スリーブの軸方向の端面を覆う導電性の端カバーと、
前記端カバーに接触する導電性の外周リング、前記ピニオンに接触する導電性の内周リング、および、外周の縁が前記外周リングの外周側に位置して前記端カバーの内周面に接触し、内周の縁が前記内周リングの内周側に位置して前記回転軸の外周面に接触するゴム膜を含み、前記回転軸と前記端カバーの間の開口を覆う水よけと、
前記外周リングと前記内周リングに接続され、前記端カバーを介して、前記ピニオンと前記スリーブとを電気的に接続する可撓性を有する導線と、
を備える歯車形軸継手。
【請求項２】
前記導線は、前記回転軸の中心軸に対して回転対称の位置に設けられる、請求項１に記載の歯車形軸継手。
【請求項３】
前記導線は、導体から形成されたより線である、請求項１または請求項２に記載の歯車形軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯車形軸継手に関する。より詳しくは、歯車形軸継手における歯面の電食防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車形軸継手は、電動機の駆動軸と歯車装置の被動軸とを接続し、駆動軸と被動軸の変位を吸収しながら電動機のトルクを被動軸に伝達する継手である。歯車形軸継手は、内周面で駆動軸または被動軸である回転軸に接続される外歯を有する筒状のピニオン（内筒）と、ピニオンの外周に対向しピニオンの外歯に噛み合う内歯を有する円筒状のスリーブ（外筒）から構成される。歯車形軸継手は、駆動軸に取り付けたスリーブのフランジと、被動軸に取り付けたスリーブのフランジを対向させ、駆動軸と被動軸を１直線上に配置してフランジ同士を固定して用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１に示されるように、ピニオンに対してスリーブの長手方向のスライドを制限するストッパ手段が設けられる場合がある。特許文献１の伝達継手では、ノイズおよび金属間の衝撃を取り除くためにストッパにゴムまたは合成材などの吸振材からなるコーティングを施すことが好ましいとされる。
【０００４】
また場合によっては歯車形軸継手内部への水や塵の侵入を防ぐことを目的とする、回転軸と端カバーに接続されそれらの隙間を塞ぐ部品（以降「水よけ」と記す）が用いられる。水よけは軸間変位吸収時のスリーブと回転軸の角度が大きい場合においても破損、裂断することなくシールとしての機能を果たせるようにゴム材が用いられる。
【０００５】
歯車形軸継手では電動機の駆動軸と歯車装置の被動軸との間に車両の帰線電流やインバーターからの高調波電圧、帯電作用などの要因から電位差が生じることがある。この電位差が原因で回転中の噛み合う歯面の間で、薄い潤滑油膜を通して放電がおこり、歯表面が凸凹となる現象「電食」が起こることがある。特許文献１のように、ストッパにゴムなどのコーティングを施したり、水よけとして絶縁物を用いる場合は、電食を防ぐことができない。
【０００６】
電食を防止するためには歯面間で電位差が生じないように別途通電経路を設けることが有効である。例えば特許文献２では、ピニオンとスリーブの側面を覆う導電性の端カバーとを備える歯車形軸継手において、回転軸と端カバーとの間に導電性橋絡部材が設けられている。特許文献２では、導電性橋絡部材には、水よけ部品に導電材としてのカーボンブラックを混練することや、水よけ部品に接着した金属箔などが用いられる。
【０００７】
軸継手以外でも、特許文献３の転がり軸受のように、カーボンブラックと導電性繊維を混入して成形した導電性接触ゴムシールを、その外径を外輪に嵌合すると共に、内径を内輪に摺接可能に配して、導電性を向上させることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００１−５０９８６２号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６６６２号公報
【特許文献３】特開２００２−０８９５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２のように、導電材としてのカーボンブラックの混練や、金属箔の接着では、水よけとしてのゴム特性の劣化や導電性が十分でないなどの課題があった。
【００１０】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、歯車形軸継手の歯面間での放電を防ぎ電食を防止する性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の観点に係る歯車形軸継手は、内周面で回転軸に固着され、外歯を有する筒状のピニオンと、ピニオンの外周に対向し、ピニオンの外歯に噛合する内歯を有する円筒状のスリーブと、スリーブに固着されて、スリーブの軸方向の端面を覆う導電性の端カバーと、端カバーに接触する導電性の外周リング、ピニオンに接触する導電性の内周リング、および、外周の縁が外周リングの外周側に位置して端カバーの内周面に接触し、内周の縁が内周リングの内周側に位置して回転軸の外周面に接触するゴム膜を含み、回転軸と端カバーの間の開口を覆う水よけと、外周リングと内周リングに接続され、端カバーを介して、ピニオンとスリーブとを電気的に接続する可撓性を有する導線と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ピニオンとスリーブを可撓性を有する導線で電気的に接続するので、歯車形軸継手の歯面間での放電を防ぎ電食を防止する性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る歯車形軸継手の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る歯車形軸継手の水よけ部の拡大断面図である。
【図３】実施の形態１の導線の配置例を示す図である。
【図４Ａ】実施の形態１に係る歯車形軸継手の組み立て工程を示す図である。
【図４Ｂ】回転軸にピニオンを嵌めた状態を示す図である。
【図４Ｃ】回転軸にナットを固定した状態を示す図である。
【図４Ｄ】ピニオンをスリーブに挿入した状態を示す図である。
【図４Ｅ】スリーブと端カバーを固定した状態を示す図である。
【図４Ｆ】駆動軸側と被動軸側とを対向させた状態を示す図である。
【図４Ｇ】スリーブ同士を締結した状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る歯車形軸継手の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る歯車形軸継手の断面図である。図１は、回転軸１の中心を通る歯車形軸継手１０の断面を示す。歯車形継手１０は、駆動軸側と被動軸側が向き合った形で、締結ボルトを除いて鏡面対称になっている。例えば、図１の左の回転軸１が電動機の駆動軸であるとすると、右の回転軸１が歯車装置の入力になる被動軸である。トルクは常に駆動軸側から被動軸側に伝達されるとは限らない。回生制動を行う場合は逆に、負荷の慣性で被動軸側から駆動軸側にトルクが伝達し電動機が回転させられる。歯車形軸継手１０は、駆動軸側と被動軸側が対称なので、駆動軸と被動軸を総称して回転軸１として説明する。
【００１５】
回転軸１の先端に、ピニオン２が嵌合されて固定されている。ピニオン２は、その内周面で回転軸１に固着されている。ピニオン２は、外周に外歯２１を有する。ピニオン２の外周を囲む形で円筒状のスリーブ３が配置されている。スリーブ３は、ピニオン２の外周に対向し、外歯２１に噛合する内歯３１を有する。ピニオン２の外歯２１とスリーブ３の内歯３１の歯数は同じで、外歯２１と内歯３１が噛み合った状態で回転軸１の中心軸周りに共に回転する。外歯２１は、軸方向に沿って山形に形成されているので、ピニオン２の中心軸とスリーブ３の中心軸が傾斜しても回転が伝達される。また、ピニオン２とスリーブ３は歯幅の範囲でスライドできる。
【００１６】
駆動軸側の回転軸１（駆動軸）と被動軸側の回転軸１（被動軸）が対向して配置され、駆動軸側のスリーブ３と被動軸側のスリーブ３とが向き合って当接した状態で、スリーブ３同士が締結される。駆動軸のトルクは、駆動軸側の回転軸１からピニオン２へ、ピニオン２からスリーブ３へ、スリーブ３から対向する被動軸側のスリーブ３へ、そして被動軸側のスリーブ３から駆動軸側のピニオン２を経由して、被動軸側の回転軸１に伝達される。前述のとおり、ピニオン２とスリーブ３は、中心軸の傾斜と軸方向のスライドが許容されるので、駆動軸と被動軸が許容範囲で変位しても回転を伝えることができる。
【００１７】
実施の形態１の歯車形軸継手１０では、外歯２１と内歯３１を保護するために、スリーブ３の軸方向の端面を覆う端カバー４が取り付けられている。さらに、スリーブ３に水と塵埃が侵入するのを防ぐために、回転軸１と端カバー４の間の開口を覆う水よけ５が備えられている。ピニオン２の外歯２１とスリーブ３の内歯３１には、グリースが塗布されており、外歯２１と内歯３１の歯面の間には、潤滑油膜が形成される。
【００１８】
歯車形軸継手１０の回転中に、噛み合う外歯２１と内歯３１の間に電位差が生じると、潤滑油膜を通して放電し、歯の表面が凹凸になる電食が発生する。実施の形態１の歯車形軸継手１０では、端カバー４とピニオン２を電気的に接続する導線９が備えられている。端カバー４は鋼製で導電性を有し、スリーブ３と端カバー４は金属接触しているので、導線９は、端カバー４を介してスリーブ３とピニオン２を電気的に接続する。
【００１９】
図２は、実施の形態１に係る歯車形軸継手の水よけ部の拡大断面図である。図２は、図１の右側の水よけ部を拡大したものである。水よけ５は、ゴム膜６と、端カバー４に接触する鋼製の外周リング７と、ピニオン２または回転軸１に接触する鋼製の内周リング８から構成されている。ゴム膜６の外周の縁は端カバー４に接触し、内周の縁は回転軸１に接触する。水よけ５は、外周リング７と内周リング８の剛性と、ゴム膜６の弾性によって把握力を得ている。このような構成を採ることで、回転軸１の外周面および端カバー４の内周面に金属接触しないので、水よけ５の焼嵌めなどを行う必要がなく、取付が簡単に行える。
【００２０】
導線９は、導体、例えば銅線から形成されたより線で構成され、可撓性を有する。好適には、細径の軟銅線を数本〜十数本まとめてより合わせた線を、さらに複数本まとめてより合わせた複合軟銅より線を用いる。導線９は、ゴム膜６の表面に沿って配置され、外周リング７と内周リング８に接続している。外周リング７と内周リング８は導電性を有し、外周リング７は端カバー４に、内周リング８はピニオン２にそれぞれ接触している。その結果、端カバー４とピニオン２は導線で導通し、等電位に保たれる。端カバー４とスリーブ３は導通しているので、導線９は、端カバー４を介してスリーブ３とピニオン２を電気的に接続している。
【００２１】
図３は、実施の形態１の導線の配置例を示す図である。図３は、図１の水よけ５をピニオン２の側から見た図である。図３の例では、４本の導線９が円周に沿って等間隔に配置されている。導線９は１本でも構わない。導線９を複数備える場合でも、導線９を等間隔に配置しなくてもよい。導線９は、ピニオン２およびスリーブ３と共に回転するので、回転のバランスをとるために、回転軸１の中心軸に対して回転対称に配置されるのが好ましい。
【００２２】
本実施の形態１の歯車形軸継手１０によれば、ピニオン２とスリーブ３を可撓性を有する導線９で電気的に接続するので、歯車形軸継手１０の歯面間での放電を防ぎ電食を防止する性能を向上できる。さらに、水よけ５のゴム材にカーボンブラックを混練したり、導電性繊維を混入したりしないので、水よけ５としてのゴム特性が劣化することがない。
【００２３】
図４Ａ〜図４Ｇは、実施の形態１に係る歯車形軸継手の組み立て工程を示す図である。歯車形軸継手１０の組み立てに先立って、導線９を組み込んだ水よけ５を用意する。まず、図４Ａに示されるように、水よけ５と端カバー４を回転軸１に取り付ける。次に、図４Ｂに示されるように、ピニオン２を回転軸１にはめ込む。この状態で、水よけ５の外周リング７は端カバー４に、内周リング８はピニオン２にそれぞれ接触している。その状態で、図４Ｃに示されるように、回転軸１にナット１１を取り付けて、ピニオン２を確実に回転軸１に固定する。
【００２４】
図４Ｄは、ピニオンをスリーブに挿入した状態を示す図である。ピニオン２の外歯２１とスリーブ３の内歯３１にグリースを塗布し、ピニオン２を回転軸１に固定した状態でピニオン２をスリーブ３に挿入し、外歯２１と内歯３１を噛み合わせる。スリーブ３と端カバー４のボルト穴が合うように調整し、図４Ｅに示されるように、スリーブ３と端カバー４をボルト１２で締結する。
【００２５】
図４Ｆは、駆動軸側と被動軸側とを対向させた状態を示す図である。駆動軸側と被動軸側それぞれで、図４Ａから図４Ｅに示される組み立てを行う。図示されていないが、例えば駆動軸側の電動機と被動軸側の歯車装置を、図４Ｆに示されるようにスリーブ同士が対向するように配置する。スリーブ３（回転軸１）を回転させて、スリーブ３同士のボルト穴が合うように調整し、スリーブ３同士をボルト１３で締結する。図４Ｇは、スリーブ同士を締結した状態を示す図である。
【００２６】
以上説明したように、実施の形態１に係る歯車形軸継手１０の組み立ては、水よけ５に導線９が組み込まれていること以外に、従来の歯車形軸継手に比べて特別なことはない。
【００２７】
実施の形態１では、内周リング８はピニオン２に接触しているが、内周リング８を回転軸１に接触するように構成することもできる。例えば、回転軸１につばをつけておき、水よけ５を端カバー４のスリーブ３側から嵌めるように段をつける。そして、水よけ５を嵌める向きを図２と反対にすれば、内周リング８が回転軸１のつば部分に接触するようにできる。
【００２８】
さらに、水よけ５の外周リング７と内周リング８を端カバー４とピニオン２または回転軸１に接触させる構成には限られない。端カバー４とピニオン２に導線９を接続してもよいし、スリーブ３とピニオン２に直接導線を接続することもできる。例えば、回転軸１の先端側のスリーブ３内の空間で、導線９に適切なたわみを持たせて、スリーブ３とピニオン２に導線９を接続することができる。
【００２９】
実施の形態１の導線９は、電気の良導体で、可撓性があってピニオン２と端カバー４の相対変位に追随できれば、銅のより線でなくても構わない。導線９には、アルミ、鉄その他の金属を用いることができる。また、より線の他、コイルばねを用いることもできる。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る歯車形軸継手の断面図である。実施の形態２の歯車形軸継手１０は、水よけ５がなく、端カバー４とピニオン２とを導線９で接続する。歯車形軸継手１０に水がかかることがなく、塵埃が少ない場合は、水よけ５はなくてもよい。塵埃が少ない環境で使用する場合に、このように水よけ５がない歯車型軸継手１０が用いられる場合がある。
【００３１】
図５に示されるように、実施の形態２の歯車形軸継手１０は、回転軸１、ピニオン２およびスリーブ３の構成は実施の形態１と同様である。実施の形態２では、水よけ５がなく、その代わり端カバー４の内周がピニオン２の近くまで延びている。実施の形態２では、外周リング７が端カバー４の段差部分に嵌められ、内周リング８が回転軸１に嵌められる。例えば、外周リング７の内周側と、内周リング８の内周側がゴム材になっていて、外周リング７と内周リング８はゴム材の弾性で保持される。外周リング７と内周リング８がバネになっていて、その弾性で保持されてもよい。
【００３２】
図２と同じように、外周リング７の金属部分が端カバー４に接触し、内周リング８の金属部分がピニオン２に接触する。導線９は、外周リング７の金属部分と内周リング８の金属部分に接続している。その結果、端カバー４とピニオン２は導線で導通し、等電位に保たれる。図５の構成では、図１水よけからゴム膜が除去された形になっている。実施の形態２でも、実施の形態１と同様に組み立てることができる。
【００３３】
本実施の形態２の歯車形軸継手１０によれば、水よけ５がなくても、ピニオン２とスリーブ３を可撓性を有する導線９で電気的に接続するので、歯車形軸継手１０の歯面間での放電を防ぎ電食を防止する性能を向上できる。
【００３４】
実施の形態２でも、端カバー４とピニオン２に導線９を接続してもよいし、スリーブ３とピニオン２に直接導線を接続することもできる。また、導線９は、電気の良導体で、可撓性があってピニオン２と端カバー４の相対変位に追随できれば、銅のより線でなくても構わない。導線９には、アルミ、鉄その他の金属を用いることができる。また、より線の他、コイルばねを用いることもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１  回転軸、２  ピニオン、３  スリーブ、４  端カバー、５  水よけ、６  ゴム膜、７  外周リング、８  内周リング、９  導線、１０  歯車形軸継手、１１  ナット、１２  ボルト、１３  ボルト、２１  外歯、３１  内歯。
【図１】
0006316142.tif 000002
【図２】
0006316142.tif 000003
【図３】
0006316142.tif 000004
【図４Ａ】
0006316142.tif 000005
【図４Ｂ】
0006316142.tif 000006
【図４Ｃ】
0006316142.tif 000007
【図４Ｄ】
0006316142.tif 000008
【図４Ｅ】
0006316142.tif 000009
【図４Ｆ】
0006316142.tif 000010
【図４Ｇ】
0006316142.tif 000011
【図５】
0006316142.tif 000012