(57)【要約】    【課題】  一体に結合された一対の分割ヨークのフランジ部と回転軸のフランジ部との連結時に、一対の分割ヨークが接合面で自在継手の軸方向と平行或いは垂直の方向にずれないようにすると共に、分割ヨークのフランジ部と回転軸のフランジ部との連結作業，接合面の修正・肉盛作業，分割ヨークの組立作業及び解体作業に手間が掛からないようにする。    【解決手段】  一対の分割ヨーク２３は、フランジ部２６の対向する穴３０に亘した状態で埋設されているピン３２によって一体に結合されているので、一体に結合された一対の分割ヨーク２３と駆動側の回転軸３８或いは従動側の回転軸３８との連結時に、各組のボルト４０とナット４１との締付トルクが相違しても、一対の分割ヨーク２３の自在継手の軸方向と平行或いは垂直の方向のずれがピン３２によって阻止されて、対向する２つの軸受穴２４の軸心がずれなくなるので、軸受３１の内部に部分的偏荷重が生じなくなる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字軸の軸部が回転自在に軸支される軸受を組み込む軸受穴が設けられているアーム部を半円柱状のフランジ部の表側に対称に設けた一対の分割ヨークを、前記軸受穴が対向するように一体に結合した上、駆動側或いは従動側の回転軸に連結する自在継手において、
前記フランジ部の接合面に１つ或いは複数の穴を設け、前記フランジ部の裏側或いは裏側及び表側の中心部に半円柱状のボスを突設した前記一対の分割ヨークと、
前記フランジ部の接合面の対向する穴に亘した状態で前記一対の分割ヨークのフランジ部の接合面を接合して埋設するピンと、
円柱状になった前記ボスに被せてボルトで締め付けて、前記一対の分割ヨークを一体に結合するキャップと
を具備することを特徴とする自在継手。
【請求項２】
前記軸受穴の仕上加工は、前記一対の分割ヨークを一体に結合した状態で行うことを特徴とする請求項１記載の自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低速且つ高トルクで回転力を伝達する軸に連結する自在継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低速且つ高トルクで回転する軸の間、例えば鉄鋼圧延機のロールの一端に取り付けた従動側の回転軸と駆動側の回転軸との間に連結される自在継手は、対となるロールが近接して設置されるため、その外径がロールの直径よりも小さくしなければならなくなり、所望の高トルクに耐えるだけの剛性が得られないという課題があった。
【０００３】
そこで、この課題を解決するため、従来、次のような構造の自在継手が提案されている。以下、従来の自在継手について図面により説明する。
【０００４】
図８は従来の自在継手の部分断面図、図９は従来の自在継手において分割ヨークの接合面の構成を示す図、図１０は従来の自在継手において分割ヨークのフランジ部の連結面の構成を示す図で、図面において同一符号のものは同一部分を示す。
【０００５】
１は４本の軸部２を十の字状に突設した十字軸、３は、軸受穴４が凹設されたアーム部５を半円柱状のフランジ部６の表側外周部に突設し、半円形の溝７をフランジ部６の裏側中心部に凹設して溝７の内側に半円柱状のボス８を形設した一対の分割ヨーク、９はフランジ部６の接合面６ａに自在継手の軸方向と平行に設けたセレーション、１０はボス８の外周に焼き嵌めする環状のリング、１１はリング１０のネジ穴に螺合するネジで、このネジ１１をねじ込むと、ボス８に嵌め付けたリング１０がボス８の外周面に沿って浮き上がって、外れる。
【０００６】
１２はラジアル軸受とスラスト軸受とを一体に組み込んだ軸受、１３は駆動側の回転軸１４の端面と従動側の回転軸１４の端面とに設けたフランジ部、１５はフランジ部６とフランジ部１３との連結面に外周部の全周に亘って或いは一部の所定の範囲にそれぞれ放射方向に形設したフェースギア、１６はフランジ部６とフランジ部１３とを連通するボルト穴（図１０参照）、１７はボルト穴１６に嵌挿するボルト、１８はボルト１７に螺着するナットである。
【０００７】
このように構成された従来の自在継手は、一対の分割ヨーク３のアーム部５の軸受穴４に組み込んだ軸受１２に十字軸１の軸部２をそれぞれ挿入し、一対の分割ヨーク３のセレーション９を噛み合わせて、一対の分割ヨーク３をフランジ部６の接合面６ａで接合した状態で、加熱したリング１０を円形になった溝７に嵌入させて冷却すると、リング１０が円形のボス８を握持して、一対の分割ヨーク３が一体に結合されるため、十字軸１と一対の分割ヨーク３とが連結される。
【０００８】
そこで、フランジ部６のフェースギア１５とフランジ部１３のフェースギア１５とを噛み合わせて、フランジ部６とフランジ部１３とを突き合わせた上、ボルト穴１６に嵌挿したボルト１７にナット１８を螺着させて締め付けると、フランジ部６がフランジ部１３に固着されて、駆動側の回転軸１４と従動側の回転軸１４とが自在継手を介して連結される。
【０００９】
このように構成された従来の自在継手は、フランジ部６の中心部に設けたボス８にリング１０を焼き嵌めして、一対の分割ヨーク３を一体に結合しているので、フランジ部６の外径がロールの直径まで大きくできるようになって、所望の高トルクに耐えるだけの剛性を有する自在継手が提供できるようになる。
【特許文献１】特公平８−６７５９号公報（第６−１０欄、第１−８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、一対の分割ヨーク３は、その接合面６ａのセレーション９が噛み合った状態で、フランジ部６の裏側中心部のボス８の外周面がリング１０によって握持，結合されるので、フランジ部６とフランジ部１３との連結時に、各組のボルト１７とナット１８との締付トルクが相違して、２つの分割ヨーク３のフランジ部６に加わる力がそれぞれ相違すると、一対の分割ヨーク３の相対位置が自在継手の軸方向と平行の方向にずれて、対向すべき２つの軸受穴４が図１１に示すように図中上下方向にずれるため、軸受１２の内部に部分的偏荷重が生じて、軸受１２のカジリや、焼付き等の故障を発生し、軸受１２の寿命を短くしてしまう。
【００１１】
又、２つの軸受穴４の上下方向のずれをなくそうとしても、２つの軸受穴４の位置関係を直視できない状態でボルト１７とナット１８との締付トルクを調整しなければならないため、一体に結合された一対の分割ヨーク３のフランジ部６と回転軸１４のフランジ部１３との連結作業に非常に手間が掛かってしまう。
【００１２】
更に、一対の分割ヨーク３の接合面６ａは、回転軸１４の駆動時に磨耗したり、冷却水が掛かって錆付いたりするので、定期的に修正して肉盛しなければならないが、セレーション９が設けられているため、修正・肉盛作業に手間が掛かってしまう。
【００１３】
更に、この修正・肉盛作業の手間を省くために、一対の分割ヨーク３の接合面６ａを、セレーション９を設けることなく、平面に形成すると、一対の分割ヨーク３の相対位置が自在継手の軸方向と平行の方向及び垂直の方向にずれて、対向すべき２つの軸受穴４が図１１に示すように図中上下方向にずれたり、図１２に示すように図中左右方向にずれたりするため、軸受１２の内部に部分的偏荷重が生じて、軸受１２のカジリや、焼付き等の故障を発生し、軸受１２の寿命を一層短くしてしまう上、この故障を発生しないようにフランジ部６とフランジ部１３との連結作業を行おうとすると、連結作業に一層の手間が掛かってしまう。
【００１４】
更に、一対の分割ヨーク３は、ボス８にリング１０を焼き嵌めすることにより、一体に結合されるため、一対の分割ヨーク３の組立作業及び解体作業に手間が掛かってしまう。
【００１５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、一体に結合された一対の分割ヨークのフランジ部と回転軸のフランジ部との連結時に、一対の分割ヨークが接合面で自在継手の軸方向と平行或いは垂直の方向にずれないようにすると共に、一体に結合された一対の分割ヨークのフランジ部と回転軸のフランジ部との連結作業，一対の分割ヨークの接合面の修正・肉盛作業，一対の分割ヨーク３の組立作業及び解体作業に手間が掛からない自在継手を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１に記載した自在継手は、十字軸の軸部が回転自在に軸支される軸受を組み込む軸受穴が設けられているアーム部を半円柱状のフランジ部の表側に対称に設けた一対の分割ヨークを、軸受穴が対向するように一体に結合した上、駆動側或いは従動側の回転軸に連結する自在継手において、フランジ部の接合面に１つ或いは複数の穴を設け、フランジ部の裏側或いは裏側及び表側の中心部に半円柱状のボスを突設した一対の分割ヨークと、フランジ部の接合面の対向する穴に亘した状態で一対の分割ヨークのフランジ部の接合面を接合して埋設するピンと、円柱状になったボスに被せてボルトで締め付けて、一対の分割ヨークを一体に結合するキャップとを具備するものである。
【００１７】
本発明の請求項２に記載した自在継手は、軸受穴の仕上加工を、一対の分割ヨークを一体に結合した状態で行うものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に記載した自在継手によれば、一対の分割ヨークが、一対の分割ヨークのフランジ部対向する穴に亘した状態で埋設されているピンによって一体に結合されているので、一対の分割ヨークの自在継手の軸方向と平行或いは垂直の方向のずれがピンによって阻止されて、軸受の内部に部分的偏荷重が生じなくなるので、軸受のカジリや、焼付き等の故障を発生しなくなり、軸受の寿命が長くなる。
【００１９】
又、一対の分割ヨークの接合面が磨耗したり、錆付いたりしても、接合面が平面であるため、修正・肉盛作業が簡単になる。
【００２０】
更に、一対の分割ヨークは、第１のボスに第１のキャップを被せてボルトをネジ穴に締め付けたり、第２のボスに第２のキャップを被せてボルトをネジ穴に締め付けたりすることにより、一体に結合しているので、一対の分割ヨークの組立作業及び解体作業が簡単になる。
【００２１】
本発明の請求項１に記載した自在継手によれば、一対の分割ヨークは、一対の分割ヨークを一体に結合した状態で、中心が一致するように２つの軸受穴に仕上加工を施した上、合マークを刻印しているので、一体に結合された一対の分割ヨークのフランジ部と回転軸のフランジ部との連結作業の手間が簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面において同一符号のものは同一部分を示す。
【００２３】
図１は本発明の自在継手の構成を示す部分断面図、図２は十字軸に軸受を取り付けた状態を示す部分断面図、図３は図１の本発明の自在継手の左側面図であり、２１は潤滑剤の油溜り２２ａが端面中心部に設けられた４本の軸部２２を十の字状に突設した十字軸、２３は、軸受穴２４を貫通させたアーム部２５を半円柱状のフランジ部２６の表側外周部に、半円柱状の第１のボス２７をフランジ部２６の表側中心部に、半円柱状の第２のボス２８をフランジ部２６の裏側中心部に、キー２９をフランジ部２６の裏面外周部にそれぞれ突設した一対の分割ヨークで、第１のボス２７及び第２のボス２８の平面部にはネジ穴が設けられている。３０は一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６の接合面２６ａの中央の１箇所とその両側の対称な位置の２箇所とに凹設した穴である。
【００２４】
３１は、内輪３１ａ，転動体３１ｂ，外輪３１ｃ，スラスト受け板３１ｄ，オイルシール３１ｅ, Ｏリング３１ｆ，蓋３１ｇ,この蓋３１ｇに設けた給脂部３１ｈ，蓋３１ｇを外輪３１ｃに固定する止め輪３１ｉからなる軸受で、この軸受３１はアーム部２５の軸受穴２４の中に止め輪３１ｊで固定される。
【００２５】
３２は断面形状が穴３０の断面形状と合同の位置決め用のピン、３３は、中央断面が凹の字状で、内径が第１のボス２７の外径と等しい円形の第１のキャップ、３４は第１のキャップ３３を第１のボス２７に固定するボルト、３５は中央断面が凹の字状で、内径が第２のボス２８の外径と等しい円形の第２のキャップ、３６は第２のキャップ３５を第２のボス２８に固定するボルト、３７は駆動側の回転軸３８の端面と従動側の回転軸３８の端面とに設けたフランジ部、３９は回転軸３８のフランジ部３７の外周部に凹設したキー溝、４０は分割ヨーク２３のフランジ部２６と回転軸３８のフランジ部３７とを連通するボルト穴に貫通させるボルトで、このボルト４０の両端部にネジが切ってある。４１はボルト４０の両端部に螺着するナットである。
【００２６】
このように構成された本発明の自在継手は、一対の分割ヨーク２３を仮組立てして軸受穴２４を仕上加工した後、自在継手の組立作業及び自在継手と回転軸３８との連結作業を行うものである。
【００２７】
先ず、ピン３２を一対の分割ヨーク２３の対向する穴３０に亘した状態で、一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６の接合面２６ａを接合して、２つのフランジ部２６にピン３２を埋入させた上、円柱状になった第１のボス２７に第１のキャップ３３を被せてボルト３４をネジ穴に締め付けると共に、円柱状になった第２のボス２８に第２のキャップ３５を被せてボルト３６をネジ穴に締め付けて、一対の分割ヨーク２３を一体に結合する。
【００２８】
そして、一体に結合された一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６のキー２９を円板状固定治具（図示しない）の外周部に凹設したキー溝に嵌合させた状態でフランジ部２６に円板状固定治具を接合した上、フランジ部２６及び円板状固定治具のボルト穴に貫通させたボルト４０の両端部にナット４１を螺着して所定の締付トルクで締め付けることにより、一体に結合された分割ヨーク２３のフランジ部２６に円板状固定治具を組み付ける。
【００２９】
そこで、下穴加工された２つの軸受穴２４に、２つの軸受穴２４の中心が一致するように仕上加工を施して、一対の分割ヨーク２３に合マーク(図示しない)を刻印した上、一対の分割ヨーク２３を円板状固定治具から取り外して一旦分解する。
【００３０】
次に、軸受穴２４に十字軸２１の軸部２２を挿入しつつ、再度、ピン３２を一対の分割ヨーク２３の対向する穴３０に亘した状態で、合マークを合せながら一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６の接合面２６ａを接合して、２つのフランジ部２６にピン３２を埋入させた上、円柱状になった第１のボス２７に第１のキャップ３３を被せてボルト３４をネジ穴に締め付けると共に、円柱状になった第２のボス２８に第２のキャップ３５を被せてボルト３６をネジ穴に締め付けて、一対の分割ヨーク２３を一体に結合する。
【００３１】
そして、一体に結合された一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６のキー２９を円板状固定治具のキー溝に嵌合させた状態でフランジ部２６に円板状固定治具を接合した上、フランジ部２６及び円板状固定治具のボルト穴に貫通させたボルト４０の両端部にナット４１を螺着して所定の締付トルクで締め付けることにより、一体に結合された一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６に円板状固定治具を再度組み付けた上、十字軸２１の軸部２２と軸受穴２４との間に軸受３１を挿入して、その軸受３１を止め輪３１ｊで軸受穴２４に固定すると、軸部２２の軸心と軸受穴の軸心とが一致した状態で、軸部２２が軸受穴２４の中の軸受３１に回転自在に取り付けられる。
【００３２】
そこで、十字軸２１を取り付けた状態で一体に結合された一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６の外周に、リング状固定治具（図示しない)を取り付けた上、ボルト４０とナット４１とを外して、フランジ部２６から円板状固定治具を取り外す。
【００３３】
最後に、リング状固定治具によって保持された分割ヨーク２３のフランジ部２６のキー２９を駆動側の回転軸３８のキー溝３９或いは従動側の回転軸３８のキー溝３９に嵌合させた状態でフランジ部２６を駆動側の回転軸３８のフランジ部３７或いは従動側の回転軸３８のフランジ部３７に接合して、フランジ部２６及びフランジ部３７のボルト穴に貫通させたボルト４０にナット４１を螺着して締め付けることにより、一体に結合された一対の分割ヨーク２３を駆動側の回転軸３８と従動側の回転軸３８とに連結した上、一体に結合された一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６からリング状固定治具を取り外す。
【００３４】
本発明によれば、一対の分割ヨーク２３は、一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６の対向する穴３０に亘した状態で埋設されているピン３２によって一体に結合されているので、一体に結合された一対の分割ヨーク２３と駆動側の回転軸３８或いは従動側の回転軸３８との連結時に、各組のボルト４０とナット４１との締付トルクが相違して、一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６に加わる力がそれぞれ相違しても、一対の分割ヨーク２３の自在継手の軸方向と平行或いは垂直の方向のずれがピン３２によって阻止されて、対向する２つの軸受穴２４の軸心がずれなくなるので、軸受３１の内部に部分的偏荷重が生じなくなって、軸受３１のカジリや、焼付き等の故障を発生しなくなり、軸受３１の寿命が長くなる。
【００３５】
又、一対の分割ヨーク２３の接合面２６ａが磨耗したり、錆付いたりしても、接合面２６ａが平面であるため、修正・肉盛作業が簡単になる。
【００３６】
更に、一対の分割ヨーク２３は、第１のボス２７に第１のキャップ３３を被せてボルト３４をネジ穴に締め付けたり、第２のボス２８に第２のキャップ３５を被せてボルト３６をネジ穴に締め付けたりすることにより、一体に結合しているので、一対の分割ヨーク２３の組立作業及び解体作業が簡単になる。
【００３７】
更に、一対の分割ヨーク２３は、一対の分割ヨーク２３を一体に結合した状態で、中心が一致するように２つの軸受穴２４に仕上加工を施した上、合マークを刻印しているので、合マークを合わせて一体に結合すれば、２つの軸受穴２４の軸心が一致するようになり、一体に結合された一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６と回転軸３８のフランジ部３７との連結作業の手間が簡単になる。
【００３８】
なお、本発明において第１のボス部２７及び第１のキャップ３３は必ずしも必要なものではなく、第２のボス部２８及び第２のキャップ３５だけ設けてもよい。
【００３９】
又、位置決め用のピン３２及び穴３０の断面形状は、図１に示したように円柱状のものであっても、図４に示したように正方形のものであっても、図５に示したように長方形のものであってもよく、図５に示したように異なる断面形状のものを組み合わせてもよい。
【００４０】
更に、一対の分割ヨーク２３のフランジ部２６のキー２９及び駆動側の回転軸３８のキー溝３９或いは従動側の回転軸３８のキー溝３９の代わりに、フェースギアを設けてもよい。
【００４１】
更に、第１のボス部２７及び第２のボス部２８の外周壁面と第１のキャップ３３及び第２のキャップ３５の内周壁面とを図６に示すようにテーパー嵌合とすれば、一対の分割ヨーク２３の結合はより確実になる。
【００４２】
更に、アーム部２５の強度を高めたい場合には、軸受穴は、実施の形態において説明した図１に示したような貫通型の軸受穴２４の代わりに、図７に示すような非貫通型の軸受穴４２を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の自在継手の構成を示す部分断面図
【図２】本発明の自在継手における十字軸に軸受を取り付けた状態を示す部分断面図
【図３】図１の本発明の自在継手の左側面図
【図４】本発明の自在継手における位置決め用のピン及び穴の他の断面形状を示す図
【図５】本発明の自在継手における位置決め用のピン及び穴の更に他の断面形状を示す図
【図６】本発明の自在継手のボス部の外周壁面とキャップの内周壁面の他の断面形状を示す図
【図７】本発明の自在継手のアーム部に設ける軸受穴の他の断面形状を示す図
【図８】従来の自在継手の部分断面図
【図９】従来の自在継手において分割ヨークの接合面の構成を示す図
【図１０】従来の自在継手において分割ヨークのフランジ部の連結面の構成を示す図
【図１１】従来の自在継手において対向する２つの軸受穴のずれ方向を示した図
【図１２】従来の自在継手において対向する２つの軸受穴の他のずれ方向を示した図
【符号の説明】
【００４４】
２３  分割ヨーク
２４  軸受穴
２６  フランジ部
３０  穴
３１  軸受
３２  ピン
３８  回転軸
４０  ボルト
４１  ナット
【図１】
2005114017.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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