(57)【要約】【課題】強大なトルクを伝達するための自在継手の分割された基板を接合した時の基板同士間のずれ移動を確実に防止する。【解決手段】駆動軸１の軸端に軸方向へ平行に延出する一対のアーム２、２が設けられ、このアーム２、２の先端間に十字軸３の一方の軸３ａが軸支され、十字軸の他方の軸３ｂが他の平行な一対のアーム４、４先端に軸支され、他の一対のアーム４、４が従動軸５の軸端に一体結合され、一対のアーム２及び他の一対のアーム４の立設された基板部７が、それぞれアーム２、４間で分割可能とされ、分割されたそれぞれの基板部７、７がヨーク部９を介して一体的に結合可能とされてなる高トルク低速回転伝導用自在継手において、駆動軸側及び従動軸側に配置される、それぞれのアーム２、４を支持する基板部７が、互いの分割面７ａを圧接させて一体に結合させる締結手段１０と、分割面間に強制圧入されるキー部材１６、１７とを備え、これらの共同により分割面７ａにおける相対移動を防止したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の軸端に軸方向へ平行に延出する一対のアームが設けられ、該アームの先端間に十字軸の一方の軸が軸支され、該十字軸の他方の軸が他の平行な一対のアーム先端に軸支され、該他の一対のアームが従動軸の軸端に一体結合された自在継手であって、前記一対のアーム及び他の一対のアームの立設された基盤部が、それぞれ前記アーム間で分割可能とされ、該分割されたそれぞれの基盤部が前記駆動軸端、及び従動軸軸端にヨーク部を介して一体的に結合可能とされてなる自在継手において、前記駆動軸側及び従動軸側に配置される、それぞれのアームを支持する基盤部が、互いの分割面を圧接させて一体に結合させる締結手段と、前記分割面間に強制圧入されるキー部材とを備え、前記締結手段とキー部材との共同により両基盤部の分割面における相対移動を防止したことを特徴とする自在継手。
【請求項２】
請求項１の自在継手において、それぞれのアームを支持する基盤部を一体に結合させる締結手段がヨーク部とされ、前記基盤部の分割面に互いに対向する位置にキー溝が形成され、前記締結手段で前記基盤部を一体に結合した時に前記キー溝によって形成されるキー孔内に勾配キーを圧入することで両基盤部の分割面における相対移動を防止したことを特徴とする自在継手。
【請求項３】
請求項２の自在継手の基盤部の、それぞれの分割面に形成されるキー溝が、分割面に直交する軸線を有するくり抜き孔とされ、前記基盤部を締結部材で互いに固定することで前記くり抜き孔によって分割面に空洞部が形成されるようにされ、該空洞部内にテーパスリーブとテーパピンとからなる勾配キーが挿入配置され、前記基盤部の外面から挿入されたねじロッドを前記テーパピンにネジ嵌合し、締め付けることで前記テーパピンをテーパスリーブの細径側へと強制的に引き寄せて前記テーパスリーブを拡径させ前記空洞内に圧接することで両基盤部の分割面における相対移動を防止したことを特徴とする自在継手。
【請求項４】
請求項３における自在継手において、基盤部の分割面に形成されるキー溝の軸線が、基盤部の軸線方向に沿わせてなるものである自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自在継手に関し、詳しくは、通常の使用状態のほか高トルク伝導も可能な自在継手の改良に関する
【背景技術】
【０００２】
従来、圧延機の駆動軸やプレス機の駆動軸など自在継手として、図１０に示すような自在継手が知られている（特許文献１）。
この自在継手は、通常、駆動軸１の軸端に軸方向へ平行に延出する一対のアーム２、２が設けられ、このアーム２、２の先端間に十字軸３の一方の軸３ａが軸支され、十字軸３の他方の軸３ｂが他の一対のアーム４、４の先端間に軸支され、他のアーム４、４が従動軸５の軸端６に一体結合されたものである。
【０００３】
ところで、高トルクの回転伝導をする自在継手の場合、十字軸３を軸支するアーム２、４には高トルク伝導に耐え得るよう十分な強度とするため、駆動軸１側及び従動軸５側における一対のアーム２、２、４、４はそれぞれ基盤部７、７と一体成形した構造とされ、アーム２、２、４、４は基盤部７、７に対しボルトなどで取り付けるような組立構造(図示省略)とはされていない。
【０００４】
即ち、基盤部にアームを一体成形した方がボルトによる組立構造より強度が遥かに優れることと、取付ボルトをアームの軸方向へ挿通すると、十字軸の軸受の直径もそれだけ小さくしなければならならず、十字軸３の軸径も太く出来ないことなどから、アームは基盤部に一体成形した構造とされるのである。
【０００５】
従って、アーム２、２、４、４の軸受８に十字軸３を取り付け出来る構造とするため、基盤部７、７は、それぞれアーム２、２、４、４の間で分割できるようにされ、それぞれの基盤部７、７は分割面７ａ、７ａを当接させて径方向ボルト１０で締結後、駆動軸端、あるいは従動軸端にヨーク部９、９を介して一体的に結合されるように構成されている(特許文献１)。なお、ここで図示しているヨーク部９は、基盤部７、７裏面に突設された半円状の突起９ｃ、９ｃで、二つの突起９ｃをあわせることで筒状となる突起１２と、この半円状の突起９ｃ、と円周状の溝９ｄを隔てて径方向に設けられた突起９ｂ、９ｂと、これら突起と隙間無く嵌合する溝９ａとから構成されている。
【０００６】
ところで、基盤部７はヨーク部９で軸と結合されるとは言え、これらヨーク部９のヨーク溝９ａと突起９ｂとの嵌合部に僅かでも隙間があると、強大なトルクを回転軸間に伝導しようとすると、分割された基盤部７に、図１１に示すように径方向ボルト１０を中心として矢印Ｔ、Ｔで示すような左右のねじり変位させようとする力が加わり、図に誇張して示すように分割面７ａがねじり変位しようとし、基盤部７をヨーク部９(図１０参照)へ固定するための軸方向ボルト１１がこの力に直接対抗しなければならなくなって、止着ボルト１１の耐久性に悪影響を及ぼすことがある可能性があった。
【０００７】
また、このような変位を抑制するため、図１２に示すように二つ割れとされた基盤部７、７の両方にかけ、基盤部７、７の外面に形成した突起１２外周にリング１３を例えば焼嵌めなどにより締まり嵌めすることや、図１３に示すように分割面７ａ、７ａに互いに噛み合うフェイスギヤ１４を設けることが行われている(特許文献１)。
【特許文献１】特開平７−１１３４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、リング１３を締まり嵌め状態に嵌める手段は、いかに巻き締め力を強くし得たとしても、基盤部７、７の平滑な分割面７ａ、７ａ間に滑り移動が生じるのを防止出来ず、分割された基盤部７、７間のずれ移動は完全に防ぐことが出来ない。また、フェイスギヤ１４によるものは、ギヤを隙間のない正確な歯型形状に成形するのは非常に困難となり、また、互いに噛み合う歯同士の間に少しでも隙間があると、その隙間の程度に応じてねじり変形が発生するのは防止できず、結局基盤部７、７を駆動軸あるは従動軸端面に固定する軸方向ボルト１１…に過大な繰り返し応力が発生するのを防止できない問題があった。
【０００９】
この発明は、上記問題を解消し、強大なトルクを伝達するための自在継手の分割された基盤同士間のずれ移動を確実に防止することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明は、駆動軸の軸端に軸方向へ平行に延出する一対のアームが設けられ、該アームの先端間に十字軸の一方の軸が軸支され、該十字軸の他方の軸が他の平行な一対のアーム先端に軸支され、該他の一対のアームが従動軸の軸端に一体結合された自在継手であって、前記一対のアーム及び他の一対のアームの立設された基盤部が、それぞれ前記アーム間で分割可能とされ、該分割されたそれぞれの基盤部が前記駆動軸端、及び従動軸軸端にヨーク部を介して一体的に結合可能とされてなる自在継手において、前記駆動軸側及び従動軸側に配置される、それぞれのアームを支持する基盤部が、互いの分割面を圧接させて一体に結合させる締結手段と、前記分割面間に強制圧入されるキー部材とを備え、前記締結手段とキー部材との共同により両基盤部の分割面における相対移動を防止したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
すなわち、締結手段で一体にされる基盤部の分割面にキー部材を圧入することで、分割部の回転トルク伝達に伴う分割面のずれ移動を確実に防止するのである。なお、この勾配キーを圧入する方向は、分割基盤部に対して径方向、軸方向の二種類がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１はこの発明の実施の形態である自在継手の分解斜視図、図２は要部斜視図、図３は図２のＡ部の組み立てた状態時の拡大断面図である。
図１において、自在継手は、従来と同様、駆動軸１の軸端に形成したヨーク部９によって結合される基盤部７の表面に軸方向へ延出する一対のアーム２、２が設けられ、このアーム２、２の先端間に十字軸３の一方の軸３ａが軸支され、十字軸３の他方の軸３ｂが他の一対のアーム４、４の先端間に軸支され、この他の一対のアーム４、４が基盤部７、７の表面に設けられ、この基盤部７、７が径方向ボルト１０で一体化された後、ヨーク部９を介して従動軸５の軸端６に結合されるように構成されている。
【００１３】
なお、ヨーク部９を構成する突起９ｂ、９ｃ及び嵌合用の溝９ａ等は図１０で説明したものと同じであり、基盤部７、７裏面に突設された半円状の突起９ｃを合わせることで筒状となる突起１２と、径方向に設けられた突起９ｂ、９ｂを回転軸側の嵌合溝９ａに嵌合し軸方向ボルト１１…を締結することで締結固定するようにされている。
【００１４】
そして、二分割された基盤部７、７の分割面７ａに外周より径方向中心へ向けて、キー溝１５、１５が対称位置に形成され、対向配置されてできるキー孔１５ｈの中に勾配キー１６、１７が圧入可能とされている。
【００１５】
ここに勾配キー１６、１７とは、図３に拡大して示すように、二つの互いに逆方向で同一傾斜角の傾斜面１８を持ったキー部材１６、１７からなり、キー溝１５に対し奥方へ行くほど厚さが増すキー部材１６をキー孔１５ｈ内に挿入し、次いでキー部材１６の傾斜面１８に沿ってもう一つのキー部材１７を滑らせて圧入し、両者のキー孔１５ｈ内面に対する接触圧を高めて二つの基盤部７、７が互いに相対移動が出来ないように制限したものである。
【００１６】
なお、図３において図中、２０は勾配キー１６の位置決めピン、２１は打ち込んだ勾配キー１６、１７の止めねじ、２２は、勾配キー１７の抜きタップである。
また、図１において図中３０は、軸受ベアリングの内輪、３１はベアリングカバー、３２はＯリング、３３はダストシール、３４は軸受けころ、３５は軸受ベアリングの外輪、３６はスラストワッシャを示し、いずれも十字軸３の軸受ベアリングの構成部材であり、それぞれの軸端に設けられる。
【００１７】
この自在継手によれば、分割面７ａ、７ａに形成したキー溝１５によって形成されるキー孔１５ｈに、勾配キー１６,１７を打ち込むことで、分割面７ａの径方向ボルト１０を中心とした相対移動を防止することができ、高トルク伝導を行ったときの分割面７ａ、７ａの相対的な回転変位が防止される。従って、それぞれの基盤部７を駆動軸１あるいは従動軸５のヨーク部９に固定するための軸方向ボルト１１(図１)に無理な力が加わるのを防止でき、軸方向ボルト１１の疲労破壊などの危険が回避される。
【００１８】
従って、この発明の自在継手は、通常の自在継手として使用できるほか、圧延機などに回転伝導を伝える高トルク伝導用の自在継手としても十分安全に使用できる。
なお、圧延機への回転伝導のように高トルク回転伝導を行う場合は、基盤部７に設けられるキー溝１５内の面圧が高くなることがあるので、この場合はキー溝１５内表面に金属溶射、焼き入れなどの表面処理を行い、表面強度を高めても良い。
【００１９】
上記実施の形態として、キー溝１５を基盤部７に対して径方向へ設けた場合を示したが、軸方向に設けることもできる。
図４はキー溝を分割面７ａの軸方向に設けた場合の要部断面図を示す。
【００２０】
図４において、分割面７ａに、方形のキー溝１９が互いに対称となる位置に、軸方向に沿って設けられ、圧接させた分割面７ａ、７ａによってできるキー孔１９ａの中に軸方向へ向かって勾配キー１６,１７が打ち込まれるように構成されている。一方、分割された基盤部７、７は径方向ボルト１０を締結することで一体的に結合できるようにされている。
【００２１】
この場合は、分割された基盤部７、７を径方向ボルト１０で一体的に結合し、その後勾配キー１６,１７を打ち込むことで両分割面の相対移動は確実に防止される。
従って、この場合も、それぞれの基盤部７を駆動軸１あるいは従動軸５の軸端に固定するための軸方向ボルト１１に無理な力が加わるのを防止でき、軸方向ボルト１１の疲労破壊などの危険が回避される。なお、図示はされていないが、キー１６、１７の抜止構造として、図３に示したような止めねじ並びにぬきタップが設けられる。
【００２２】
また、キー及びキー溝を基盤部７内部に設けることもできる。
図５は、キー溝を基盤部７内部に設けた場合の断面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は図５のＢ−Ｂ線半裁断面側面図である。
【００２３】
図５〜図７において、２４は、基盤部７、７の両方に同軸となるように穿設された軸孔を示し、その中に内径がテーパ状に小さくなる筒体２５が挿入されていると共に、その内部に、外径が前記テーパ角と同じにテーパ状に大きくなる断面とされたキー２６が挿入され、基盤部７側方から軸孔２４へ向け穿設した貫通孔２７にボルト２８が挿入され、このボルト２８先端にキー２６をねじ嵌合させ、ボルト２８を締め付けることでキー２６が筒体２５を拡径させつつ移動するように構成されている。
【００２４】
そして、この自在継手の場合、基盤７内の軸孔２４にキー２６をセットした筒体２４を挿入配置し、キー２６にボルト２８をネジ嵌合し、ついでヨーク部９の基盤部７、７裏面に突設された二つの突起９ｃをあわせることで筒状となる突起１２と、突起９ｂ、９ｂをヨーク溝９ａに嵌合した後、ボルト２８を締め付けることで筒体２５を軸孔２４内で弾性拡径させて、軸孔２４内面に強く密着させ、この固定力により分割された基盤部７、７が相対回転してしまうのを防止するのである。
【００２５】
なお、この実施の形態において、筒体２５に軸方向割りを設け、容易に拡径するような構成とすることもできる。
また、軸孔２４と、これに挿入される筒体２５とキー２６として断面円形をなすものを示したが、断面が楕円やその他方形などの断面形状をなすものであっても同様に実施できる。
【００２６】
次に、軸孔２４を設ける方向は、図８に示すように軸方向に沿う方向であってもよい。
即ち、図８は要部破断側面図、図９は平面図である。
図８において、自在継手の基盤部７は、図９に示されているように分割面７ａを挟んで両側に軸方向に沿う半円状の切り欠き部２９、２９が形成され、図示のように分割面７ａ、７ａを合わせたときに軸方向の軸孔３０が形成されるように構成されている。図８に示した例の場合、軸孔３０はヨーク部９方向へ行くに従って径の小さくなるテーパ孔とされ、その内部に、軸孔３０のテーパ角と同じ角度で逆方向に傾斜するテーパ状外面を有するピン３１が挿入され、ヨーク部９側にアタッチメント３２ａを配置し、このアタッチメントの中心孔３２ｂに挿入したボルト３２をピン３１にネジ嵌合させ締め付けることが出来るようにされ、一方、一対の基盤部７、７は、軸孔３０を避けた位置に分割面７ａに対し直交する方向へ穿設されたボルト孔３３、３３に挿通されるそれぞれのボルト３４、３４により一体に締結されるようにされている。
【００２７】
従って、ボルト３４により基盤部７、７を一体的に結合し、次いで軸孔３０にテーパピン３１を挿入し、ボルト３２を締め付けることで二つの基盤部７、７が相対移動しないように固定出来るようにされている。
【００２８】
また、軸孔３０と、これに挿入されるピン３１として断面円形をなすものを示したが、断面が楕円やその他方形などの断面形状をなすものであっても同様に実施できる。
従って、このようにして組み立てたアームをヨーク部９に取り付け、ボルト１１…で固定しても、それぞれの基盤部７を駆動軸１あるいは従動軸５の軸端に固定するためのボルト１１に無理な力が加わるのを防止でき、止着ボルト１１の疲労破壊などの危険が回避される。
【００２９】
以上説明したように、この発明の自在継手は、通常の回転伝導は勿論のこと、高トルクの回転伝導であっても、自在継手のアーム部に無理な変位を生じさせること無く回転伝導を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態である自在継手の分解斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態である自在継手の要部斜視図である。
【図３】図２のＡ部の組み立てた状態時の説明図であり、(ａ)は横拡大断面図、(ｂ)は(ａ)図の右側面図である。
【図４】キー溝を分割面７ａの軸方向に設けた場合の要部断面図である。
【図５】キー溝を基盤部７内部に設けた場合の断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】他の構成例の要部破断側面図である。
【図９】図８の構成例の平面図である。
【図１０】従来例の斜視図である。
【図１１】従来例の問題点を説明する斜視図である。
【図１２】従来例の側面図である。
【図１３】従来の自在継手の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      駆動軸
２      一対のアーム
３      十字軸
３ａ    一方の軸
３ｂ    他方の軸
４      他の一対のアーム
５      従動軸
６      軸端
７      基盤部
７ａ    分割面
９      ヨーク部
１０      径方向ボルト
１５      キー溝
１５ｈ    キー孔
１６      勾配キー
１７      勾配キー
２４      軸孔
２５      内径がテーパ状に小さくなる筒体
２６      外径がテーパ状に大きくなる断面円形のキー
２７      貫通孔
２８      ボルト
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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