(57)【要約】【課題】  連結軸間の三方向誤差を吸収補正する軸継手を実現する。【解決手段】  ヨークハブ１のＹ字のＵ形部分のアーチ形アーム２の先端部が二股に分かれたフォーク３をなし、該フォーク３の長手方向にアーチ形に縁取りしたアーチ形スロット４を各々のフォーク３を横断して貫通するように設けたヨークハブ１のＵ形部分を対面するように２個向かい合わせ、片側を直角にずらし、フォーク３の二股の割れ目に挿入したトルクピン５に、固型コネクター７の両端側位置に直角にずらして埋込んだリニアボールベアリング８、及び、９をはめ合わせて連結し、各々のフォーク３のアーチ形スロット４内にまたがって横断貫通する横断固定ピン６でトルクピン５を固定し、該固定ピン６がスロット４内をアーチに沿って移動する時、同時にトルクピン５も割れ目の中を追従移動することを特徴とする。【選択図】図１
2007132504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ字形にくびれたヨークハブ１のＹ字のＵ形部分のアーチ形アーム２の先端部が二股に分かれたフォーク３をなし、該フォーク３の長手方向にアーチ形に縁取りしたアーチ形スロット４を各々のフォーク３を横断して貫通するように設けたヨークハブ１のＵ形部分を対面するように２個向かい合わせ、片側を直角にずらし、フォーク３の二股の割れ目に挿入したトルクピン５に、固型コネクター７の両端側位置に互いに直角にずらして埋込んだ垂直方向リニアボールベアリング８、及び、水平方向リニアボールベアリング９をはめ合わせて連結し、各々のフォーク３のアーチ形スロット４内にまたがって横断貫通する横断固定ピン６でトルクピン５を固定し、該固定ピン６がスロット４内をアーチに沿って移動する時、同時にトルクピン５も二股の割れ目の中を追従移動するように構成した軸継手。
【請求項２】
上記１の請求に於いて、固型コネクター７の代わりに、二つの片側コネクター１３を軸の長手方向にはめ合わせて構成する合体型コネクター１２を使用するもので、片側コネクター１３の正面側中央の直角に突き出たストレートアーム１４にリニアボールベアリング１５を埋込み、片側コネクター１３の背面部中央垂直方向外縁部周辺にストレートアーム１６を上下に離した位置で垂直に２個設け、ストレートアーム１６にスラスト方向リニアボールベアリング１８をそれぞれ埋込み、背面側のストレートアーム１６がなす垂直線と直角にずれた位置の背面部中央水平方向外縁部周辺に２個のスラストピン１７を左右に離して水平に取付け、２個の片側コネクター１３のそれぞれの背面側を直角にずらした位置で互いに向かい合わせると、各々の片側コネクター１３の２個のスラストピン１７と、２個のスラスト方向リニアボールベアリング１８がはめ合い位置にくるので、両者をはめ合い連結させて１個の合体型コネクター１２を構成する。ヨークハブ１のトルクピン５を片側コネクター１３の正面側中央のリニアボールベアリング１５にそれぞれはめ合わせて構成した軸継手。
【請求項３】
上記２の請求に於いて、ヨークハブ１の代わりに、プレーンハブ２１を使用する軸継手。
【請求項４】
上記１の請求に於いて、固型コネクター７の中央部を二つに切り離し、その切断部がスプライン軸とナットのはめ合い構造になっている軸継手。
【請求項５】
上記１の請求に於いて、固型コネクター７のリニアボールベアリング８、及び、９の代わりに、スチールボールをボール溝２２に埋込む軸継手。
【請求項６】
上記５の請求に於いて、固型コネクター７の両端側端末形状が欠円形状になっている欠円形固型コネクター２４を固型コネクター７の代わりに使用する軸継手。
【請求項７】
上記１の請求に於いて、Ｙ字形にくびれたヨークハブ１のＹ字のＵ形部分のアーチ形アーム２の先端部が二股に分かれたフォーク３の先端部を閉じてフォーク２６を形成し、残った二股の割れ目をトルクピンスロット２７に替える以外の他の構成は全てヨークハブ１と同一のヨークハブ２５を使用する軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は回転軸を連結する軸継手に於いて、軸連結時、及び、回転時に不可避的に生じる軸間誤差を吸収補正する軸継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】連結軸間誤差を軸継手が吸収補正すれば、軸連結作業は容易となる。市販の軸継手に就いて考察してみる。例えば鉄の丸棒に軸穴を明けて作る固定型軸継手は軸間の心ずれ、角度ずれを吸収補正する機構を備えていない。１個のユニバーサルジョイントは軸間の心ずれを吸収補正する機構を備えていない。弾性継手は、これを構成する素材や、バネのように加工した形状等を利用するものであり、誤差を吸収補正するための機構を別途には備えていない。オルダムカップリングは回転中に生じる軸間距離の伸縮量を吸収補正する機構を別途に持たない。このように三方向誤差を同時に吸収補正する機構を１個の軸継手が具備するものは現状では市販されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】上述したように、連結軸間誤差が充分に吸収補正されない状態での回転は不等速回転であり、回転は円滑さを欠き、連結機器に悪影響を及ぼす可能性が大きい。現実には継手の疲労破壊や軸受の片磨耗、及び連結機器の不具合や破損等の誘因となる。作業現場では連結軸間誤差を最小にするための心出し作業等に手間取る。このような場合の継手取付作業は容易ではない。【０００４】実験により、電動モーターと被回転側機器を連結して、その状態を更に考察する。所定位置に固定された電動モーターの回転軸中心は常に一定であり、回転中心の位置は変わらない。同様に固定された被回転側機器の回転軸中心も一定であり、回転中心の位置は変わらない。しかし、両軸間には不可避的誤差として平行及び角度の二方向誤差が存在する。この誤差は回転を阻害する抵抗となる。この誤差により、回転中に軸の長さ方向に継手が伸縮しようとする力が生じる。これは新たな誤差となり、回転を阻害する抵抗となる。【０００５】本発明はこのような理由に基づいてなされたものであり、連結軸間の誤差、即ち、偏心、偏角、及び回転時に生じる軸間距離伸縮誤差の三方向誤差を同時に吸収補正するそれぞれ独立した機構を軸継手に具備することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】上記の目的を達成する本発明の軸継手は、Ｙ字形にくびれたヨークハブのＹ字のＵ形部分のアーチ形アームの先端部が二股に分かれたフォークをなし、該フォークの長手方向にアーチ形に縁取りしたアーチ形スロットを各々のフォークを横断して貫通するように設けたヨークハブのＵ形部分を対面するように２個向かい合わせ、片側を直角にずらし、フォークの二股の割れ目に挿入したトルクピンに、固型コネクター７の両端側位置に互いに直角にずらして埋込んだ垂直方向リニアボールベアリング、及び、水平方向リニアボールベアリングをはめ合わせて連結し、各々のフォークのアーチ形スロット内にまたがって横断貫通する横断固定ピンでトルクピンを固定し、該固定ピンがスロット内をアーチに沿って移動する時、同時にトルクピンも二股の割れ目の中を追従移動する構成を特徴とする。【０００７】一例として、前記の軸継手に於いて、固型コネクターの代わりに、二つの片側コネクターを軸の長手方向にはめ合わせて構成する合体型コネクターを使用するもので、片側コネクターの正面側中央の直角に突き出たストレートアームにリニアボールベアリングを埋込み、片側コネクターの背面部中央垂直方向外縁部周辺にストレートアームを上下に離した位置で垂直に２個設け、ストレートアームにスラスト方向リニアボールベアリングをそれぞれ埋込み、背面側のストレートアームがなす垂直線と直角にずれた位置の背面部中央水平方向外縁部周辺に２個のスラストピンを左右に離して水平に取付け、２個の片側コネクターのそれぞれの背面側を直角にずらした位置で互いに向かい合わせると、各々の片側コネクターの２個のスラストピンと、２個のスラスト方向リニアボールベアリングがはめ合い位置にくるので、両者をはめ合い連結させて１個の合体型コネクターを構成する。ヨークハブのトルクピンを片側コネクターの正面側中央のリニアボールベアリングにそれぞれはめ合わせて構成する。【０００８】他には、ヨークハブの代わりに、プレーンハブを使用する実施例、及び、固型コネクターの中央部を二つに切り離し、その切断部がスプライン軸とナットのはめ合い構造になっている実施例、更に、固型コネクターのリニアボールベアリングの代わりに、スチールボールをボール溝に埋込む実施例、又、固型コネクターの両端側端末形状が欠円形状になっている欠円形固型コネクターを固型コネクターの代わりに使用する実施例、並びに、Ｙ字形にくびれたヨークハブのＹ字のＵ形部分のアーチ形アームの先端部が二股に分かれたフォークの先端部を閉じてフォークを形成し、残った二股の割れ目をトルクピンスロットに替える以外の他の構成は全てヨークハブと同一の他のヨークハブを使用する実施例である。
【発明の効果】
【０００９】上記の説明のように、本発明によれば、ヨークハブのトルクピンを固型コネクターとはめ合い結合して構成する軸継手は１個で三方向誤差を同時に吸収補正し、等速回転を伝達するから、規定トルク内では壊れ難く、長寿命であり、構成部材数も少なく、組立ては簡単で、現場毎に異なる取付作業に於いても、芯だし作業は容易である。又、各部のはめ合いの位置移動が、継手を破壊しようとする外力を解放し、継手自体の損傷を防止し、関連軸受の片磨耗、及び、連結機器の不具合や破損等を防止する。更に、機器全体の省スペース化や小型化を計ることも可能となる。取付作業に要する時間の短縮や作業の簡易化等の産業上の多くの利点が本発明によりもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】以下に、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。【００１１】図１〜図５は本発明の第一の実施形態に関するものである。図１は二つに分割した軸継手構成図、図２は固形コネクターの中央縦断面図、図３は各はめ合い部のはめ合い移動を示す展開図、図４はトルクピンの動きを示す展開図である。
図５は便宜的に、二つに切り離した固形コネクターのリニアボールベアリング毎の滑り運動を示すはめ合い滑り図である。図６〜図８は本発明の第二の実施形態に関するものである。図６は合体型コネクターを構成する片側コネクターの正面図、図７は図６の右側面図部分断面図、図８は合体型コネクターの部分断面図、図９は第二の実施形態に関する軸継手の部分断面図、図１０は第三の実施形態に関する軸継手の部分断面図である。図１１は第五の実施形態に関する固形コネクターのボール溝の上面図、図１２は第六の実施形態に関する固形コネクターの両端側端末を欠円形状にした欠円形固型コネクターのボール溝の上面図である。図１３は第七の実施形態に関するもので、先端を閉じたフォークとトルクピンスロットを設けるヨークハブの上面図である。【００１２】本発明の理解を助けるため、最初に本発明の主要な構成部材を説明する。
構成部材は図１、図２、図３、図４のヨークハブ１を２個、固型コネクター７は一種類１個を使用する。又、図６、図７、図８、図９の片側コネクター１３は一種類２個を使用する。更に、図１０のプレーンハブ２１は２個を使用する。【００１３】図１〜図４に示すように、Ｙ字形にくびれたヨークハブ１のＹ字のＵ形部分のアーチ形アーム２の先端部が二股に分かれたフォーク３をなし、フォーク３の長手方向にアーチ形に縁取りしたアーチ形スロット４を各々のフォーク３を横断して貫通するように設けたヨークハブ１のＵ形部分を対面するように２個向かい合わせ、片側を直角にずらし、フォーク３の二股の割れ目に挿入したトルクピン５に、固型コネクター７の両端側位置に互いに直角にずらして埋込んだ垂直方向リニアボールベアリング８、及び、水平方向リニアボールベアリング９をはめ合わせて連結した後に、各々のフォーク３のアーチ形スロット４内にまたがって横断貫通する横断固定ピン６でトルクピン５を固定し、固定ピン６がスロット４内をアーチに沿って移動する時、同時にトルクピン５も二股の割れ目の中を追従移動するように構成した軸継手である。【００１４】図５に示すように、ヨークハブ１のトルクピン５とはめ合い連結した固型コネクター７はリニアボールベアリング８、及び、９により、垂直方向滑り運動１０、及び、水平方向滑り運動１１を繰返す。二方向のはめ合い位置の移動により、両軸間の偏心、偏角の誤差が吸収補正され、回転を阻害する第一の抵抗が除去される。【００１５】図４に示すように、ヨークハブ１のトルクピン５は、軸の長さ方向に継手を伸縮しようとする力を吸収するため、二股の割れ目の中を横断固定ピン６に追従して移動する。トルクピン５の追従移動により、回転を阻害する第二の抵抗が除去され、等速回転軸継手が実現する。抵抗がある時、誤差吸収補正量は最小となり、無抵抗の時、誤差補正量は最大となる。【００１６】以上をまとめると、トルクピン５の追従移動、及び、固型コネクター７の垂直方向、及び水平方向のはめ合い位置移動により、三方向誤差が全て吸収補正される。【００１７】図６〜図９は第二の実施形態に関するものであり、【００１３】に於ける固型コネクター７の代わりに、図８に示す合体型コネクター１２を使用するもので、図６〜図７に示す片側コネクター１３を軸の長手方向に２個はめ合わせて構成する。
片側コネクター１３の正面側中央にストレートアーム１４を直角に突き出るように設け、ストレートアーム１４にリニアボールベアリング１５を埋込む。片側コネクター１３の背面部中央垂直方向外縁部周辺にストレートアーム１６を上下に離した位置で垂直に２個設け、ストレートアーム１６にスラスト方向リニアボールベアリング１８をそれぞれ埋込む。背面側のストレートアーム１６がなす垂直線と直角にずれた位置の背面部中央水平方向外縁部周辺に２個のスラストピン１７を左右に離して水平に取付ける。図８に示すように、２個の片側コネクター１３のそれぞれの背面側を直角にずらした位置で互いに向かい合わせると、各々の片側コネクター１３の２個のスラストピン１７と、２個のスラスト方向リニアボールベアリング１８がはめ合い位置にくるので、両者をはめ合い連結させて１個の合体型コネクター１２を構成する。【００１８】ヨークハブ１のトルクピン５を片側コネクター１３の正面側中央のリニアボールベアリング１５にそれぞれはめ合わせて軸継手を構成する。２個の片側コネクター１３は、スラスト方向にはめ合い伸縮しながら、軸の長さ方向に作用する外力を吸収する。当該第二実施形態の軸継手の三方向誤差吸収補正量は最大である。【００１９】図１０は第三の実施形態に関するものであり、【００１８】に於けるヨークハブ１の代わりに、同図に示すようなプレーンハブ２１を使用する。プレーンハブ２１のトルクピン５を、合体型コネクター１２を構成する片側コネクター１３の正面側中央のリニアボールベアリング１５にそれぞれはめ合わせて構成する。【００２０】第四の実施形態に関するものとして、【００１３】に於いて、図２に示す固型コネクター７を中央部で二つに切り離し、その切断部がスプライン軸とナットのはめ合い構造となる構成である。【００２１】第五の実施形態として、【００１３】に於ける固型コネクター７の垂直方向リニアボールベアリング８、及び、水平方向リニアボールベアリング９の代わりに、図１１に示すように、スチールボールをボール溝２２に埋込み構成する。又、第六の実施形態は【００１３】に於ける固型コネクター７の代わりに、図１２に示すように、両端側端末形状が欠円形状になっている欠円形固型コネクター２４を使用し、そのボール溝２３にスチールボールを埋込み構成する。【００２２】第七の実施形態は【００１３】に於けるＹ字形にくびれたヨークハブ１のＹ字のＵ形部分のアーチ形アーム２の先端部が二股に分かれたフォーク３の先端部を閉じてフォーク２６を形成し、残った二股の割れ目をトルクピンスロット２７とする。図１３に示すように先端部を閉じ、残った二股の割れ目がトルクピンスロット２７となる以外の他の構造は全てヨークハブ１と同一のヨークハブ２５を使用するものである。
【実施例】
【００２３】以上に本発明の実施形態及び実施例を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されない。はめ合い部に於いては、含油合金等の滑りブッシュ、及び、合成樹脂等の滑りブッシュ、その他の滑りの良い材料を選定したり、又、円滑な位置移動が可能なはめ合い連結機構であれば、いずれも本発明の構成要件を満たす。状況に応じて適宜選択する。【００２４】実施例では、構造体の材質に就いて限定していない。鉄鋼、非鉄金属、合成樹脂等、又、製作方法は鍛造、鋳造、鋳物、ロストワックス、樹脂成形、その他、更に、構造体として適当、且つ、任意の材質の使用を含め、形状や大きさも本発明に限定されるものではなく、任意に選定し、使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】本発明は軸連結を必要とする機械工業その他の産業分野で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一の実施形態に関する軸継手を二つに分割した軸継手構成図である。
【図２】図１の軸継手の固形コネクターの中央縦断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に関する軸継手の各はめ合い部のはめ合い移動を示す展開図である。
【図４】図３の軸継手のトルクピンの動きを示す展開図である。
【図５】便宜的に、二つに切り離した固形コネクターのリニアボールベアリング毎の滑り運動を示すはめ合い滑り図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に関する軸継手の合体型コネクターを構成する片側コネクターの正面図である。
【図７】図６の右側面図部分断面図である。
【図８】合体型コネクターの部分断面図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に関する軸継手の部分断面図である。
【図１０】本発明の第三の実施形態に関する軸継手の部分断面図である。
【図１１】本発明の第五の実施形態に関する軸継手の固型コネクターのボール溝の上面図である。
【図１２】本発明の第六の実施形態に関する固型コネクターの両端側端末形状を欠円形状にした欠円形固型コネクターのボール溝の上面図である。
【図１３】本発明の第七の実施形態に関するもので、先端を閉じたフォークとトルクピンスロットを設けるヨークハブの上面図である。
【符号の説明】
【００２７】１、２５      ヨークハブ
２            ア−チ型アーム
３、２６      フォーク
４            ア−チ型スロット
５            トルクピン
６            横断固定ピン
７            固型コネクター
８            垂直方向リニアボールベアリング
９            水平方向リニアボールベアリング
１０          垂直方向滑り運動
１１          水平方向滑り運動
１２          合体型コネクター
１３          片側コネクター
１４、１６    ストレートアーム
１５          リニアボールベアリング
１７          スラストピン
１８          スラスト方向リニアボールベアリング
１９          ネジ
２０          軸
２１          プレーンハブ
２２、２３    ボール溝
２４          欠円形固型コネクター
２７          トルクピンスロット
【図１】
2007132504.tif 000003
【図２】
2007132504.tif 000004
【図３】
2007132504.tif 000005
【図４】
2007132504.tif 000006
【図５】
2007132504.tif 000007
【図６】
2007132504.tif 000008
【図７】
2007132504.tif 000009
【図８】
2007132504.tif 000010
【図９】
2007132504.tif 000011
【図１０】
2007132504.tif 000012
【図１１】
2007132504.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2007132504.tif 000015