(57)【要約】【課題】平行な２軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手において、保持器と回転部材との接触を防止することである。【解決手段】鋼球（転動体）３を保持する保持器４の長孔７の断面形状を、鋼球３半径とほぼ同じ曲率半径の曲面で形成するか、Ｖ字溝とし、長孔７の保持器４側面での幅ＬＡを鋼球３の直径よりも小さくして、鋼球３を抱え込むようにすることにより、保持器４のプレート（回転部材）軸方向の移動を両プレート１、２間に挟み込んだ鋼球３で規制して、保持器４とプレート１、２との接触を防止したのである。そして、組立時には鋼球３を長孔７へ組み入れられるように、長孔７の一端を延長して保持器４外方に開口させたり、長孔７の延長部を鋼球３の挿入が可能な大きさに拡げたりするようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向で対向し、回転軸が互いに平行でかつ同心でない状態に保持される２つの回転部材のそれぞれの対向面に、複数の案内溝を相手側の回転部材の対応する位置の案内溝と直交するように設け、前記両回転部材の案内溝が交差する位置に、各案内溝に案内されて転動する転動体を配し、これらの各転動体の回転部材径方向の移動を拘束する保持器を設けて、前記各転動体を介して前記両回転部材間で動力を伝達するようにした軸継手において、前記各回転部材と保持器との間に、回転部材側と保持器側のいずれか一方に固定されて他方と摺動する保持器ガイドを設けたことを特徴とする軸継手。
【請求項２】
前記保持器ガイドを摺動部材で形成したことを特徴とする請求項１に記載の軸継手。
【請求項３】
軸方向で対向し、回転軸が互いに平行でかつ同心でない状態に保持される２つの回転部材のそれぞれの対向面に、複数の案内溝を相手側の回転部材の対応する位置の案内溝と直交するように設け、前記両回転部材の案内溝が交差する位置に、各案内溝に案内されて転動する球体を配し、これらの各球体の回転部材径方向の移動を拘束する保持器を設けて、前記各球体を介して前記両回転部材間で動力を伝達するようにした軸継手において、前記球体を保持するように前記保持器に設けられる長孔の断面形状を、前記球体を抱え込む形状とするとともに、前記保持器にその長孔への球体の組入れを可能とする機構を設けたことを特徴とする軸継手。
【請求項４】
前記保持器の長孔への球体の組入れを可能とする機構が、前記長孔の一端を延長して保持器外方に開口させたものであることを特徴とする請求項３に記載の軸継手。
【請求項５】
前記保持器の長孔への球体の組入れを可能とする機構が、前記長孔の一端を延長し、その延長部を前記球体の挿入が可能な大きさに拡げたものであることを特徴とする請求項３に記載の軸継手。
【請求項６】
前記保持器の長孔への球体の組入れを可能とする機構が、前記保持器を長孔の深さ方向で２つの保持器片に分割し、これらの両保持器片を、前記球体を抱え込んだ状態で締結するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の軸継手。
【請求項７】
前記両保持器片を、リベット止め、ねじ止め、溶接、かしめのうちのいずれかの手段で締結するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の軸継手。
【請求項８】
前記保持器の長孔の断面形状を、その深さ方向中心の両側から前記球体と接触するものとしたことを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに平行な２軸を連結して２軸間で動力を伝達する軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な機械装置の２つの軸を連結して駆動側から従動側へ動力を伝達する軸継手は、連結する２軸の位置関係によって構造が異なり、２軸が１直線上にあるもの、交差するもの、互いに平行な（かつ同心でない）ものに大別される。
【０００３】
このうちの平行な２軸を連結する軸継手としては、オルダム継手がよく知られている。しかし、このオルダム継手は、大きな動力を伝達すると、２軸間に介装されるスライダどうしの摩擦面に潤滑不良が生じて動力伝達がスムーズに行われなくなる場合があるし、大きな偏心量（２軸の径方向のずれ量）を許容できない問題もある。
【０００４】
また、オルダム継手以外では、軸方向で対向する２つの回転部材（ディスク）間にプレートを挿入し、このプレートの表裏面の複数箇所に直動ガイドをその作動方向がプレートの表裏で互いに直交するように配し、プレートと直動ガイドを介して両回転部材間で動力を伝達する機構が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
この機構を採用すれば、直動ガイドの長さを変えるだけで必要な偏心量を得ることができるし、直動ガイド内の相対移動面に複数の鋼球を配することにより、大きな動力をスムーズに伝達することもできる。しかし、直動ガイドを多数使用するため、製造コストがかなり高くなるし、直動ガイドを精度よく組み付けることが難しく、組付作業に非常に手間がかかるようになる。
【０００６】
そこで、本出願人は、本発明より先に、平行な２軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手を提案した（特願２００４−１８３５５９号）。
【０００７】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、上述した方式の軸継手の一例を示す。この軸継手は、軸方向で対向する２つの回転部材５１、５２の対向面に、複数の案内溝５３、５４を相手側の案内溝と直交するように設けて、各案内溝交差位置に転動体５５を配するとともに、各転動体５５を保持器５６の長孔５７に収納したもので、各案内溝５３、５４は回転部材径方向と４５度をなす方向に直線状に延び、保持器５６の各長孔５７は対応する位置の案内溝５３、５４と４５度をなす方向に延びるように形成されている。なお、図７は、説明上、両回転部材５１、５２が同心の状態を示しているが、通常は両者の回転軸がずれた（偏心した）状態で使用される。
【０００８】
そして、各転動体５５が、保持器５６に回転部材径方向の移動を拘束された状態で駆動側の回転部材５１に押されることにより、案内溝５３、５４および保持器５６の長孔５７の内側を転動しながら従動側の回転部材５２を押して動力を伝達する。従って、動力伝達時の摩擦抵抗が少なく、大きな動力を伝達できるし、案内溝５３、５４および保持器５６の長孔５７の長さを変えるだけで必要な偏心量を得られる。また、両回転部材５１、５２間の部品が転動体５５と保持器５６だけのため、製造コストが安く、組付性も良い等、多くの特長を有している。
【０００９】
ところで、この方式の軸継手では、通常、図８（ａ）にも示すように、保持器５６の長孔５７の断面形状は、長孔５７の深さ方向と平行な平面で形成している。また、図８（ｂ）に示すように、保持器５６と球体である転動体５５との接触面圧を低く抑えるため、転動体５５の半径よりも大きい曲率半径を有する曲面で形成する場合もある。ただし、この場合も、長孔５７内に転動体５５を組み込めるように、長孔５７の保持器５６側面での幅ＬＢが転動体５５の直径よりも大きくなるように形成されている。
【００１０】
しかしながら、上記のような断面形状の長孔を有する保持器は、軸継手を組み立てた状態で回転部材軸方向に移動可能であるため、作動中にも両回転部材の間で位置決めされず、両回転部材のいずれかに接触するおそれがある。保持器が両回転部材のいずれかに接触すると、両回転部材の偏心量を変化させるときに摩擦抵抗が生じ、両回転部材および保持器の相対的なスライドがスムーズに行われなくなるし、異音や振動の発生要因ともなる。また、接触部が摩耗することにより、金属粉等の異物が発生して軸継手の作動性が悪化したり、早期の交換が必要になったりすることもある。
【特許文献１】特開２００３−２６０９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、平行な２軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手において、保持器と回転部材との接触を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決する第一の手段として、各回転部材と保持器との間に、回転部材側と保持器側のいずれか一方に固定されて他方と摺動する保持器ガイドを設けた。これにより、保持器の回転部材軸方向の移動を規制して、保持器と回転部材とが直接接触しないようにすることができる。
【００１３】
上記の構成において、前記保持器ガイドは、摺動特性に優れた合成樹脂等の摺動部材で形成することが望ましい。
【００１４】
また、本発明は、保持器と回転部材との接触を防止する第二の手段として、転動体が球体である場合に、球体を保持するように保持器に設けられる長孔の断面形状を、球体を抱え込む形状とするとともに、保持器にその長孔への球体の組入れを可能とする機構を設けるようにした。
【００１５】
すなわち、保持器の長孔内に球体を抱え込むようにすることにより、保持器の回転部材軸方向の移動を両回転部材間に挟み込んだ球体で規制して、保持器と回転部材との接触を防止するとともに、組立てが可能となるように、球体を抱え込む断面形状の長孔へ球体を組入れるための機構を保持器に設けたのである。
【００１６】
ここで、前記保持器の長孔への球体の組入れを可能とする機構としては、長孔の一端を延長して保持器外方に開口させたものや、長孔の一端を延長し、その延長部を球体の挿入が可能な大きさに拡げたもの、あるいは、保持器を長孔の深さ方向で２つの保持器片に分割し、これらの両保持器片を球体を抱え込んだ状態で締結するようにしたものを採用することができる。保持器を２つの保持器片に分割する場合は、両保持器片を、リベット止め、ねじ止め、溶接、かしめのうちのいずれかの手段で締結するとよい。
【００１７】
また、前記保持器の長孔の断面形状を、その深さ方向中心の両側から球体と接触するものとすれば、保持器と球体との接触面圧を低減することが可能となり、軸継手のトルク負荷能力の向上および耐久性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上述したように、軸継手の各回転部材と保持器との間に、回転部材側と保持器側のいずれか一方に固定されて他方と摺動する保持器ガイドを設けるか、あるいは、転動体が球体である場合には、保持器の長孔の断面形状を球体を抱え込む形状とするようにしたので、保持器の回転部材軸方向の移動を規制して、保持器と回転部材との直接接触をなくすことができる。従って、この発明を適用した軸継手は、両回転部材の偏心量を変化させるときの摩擦抵抗が少なく、両回転部材および保持器の相対的なスライドがスムーズに行われるし、異音や振動も発生しにくい。また、回転部材および保持器の摩耗が抑えられ、信頼性および耐久性に優れたものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１乃至図６に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は第１の実施形態を示す。この軸継手は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、軸方向で対向し、回転軸が互いに平行な状態に保持される同径の入出力軸Ａ、Ｂのそれぞれの軸端部に嵌め込まれる回転部材としてのプレート１、２と、両プレート１、２間に配される複数の転動体としての鋼球３と、各鋼球３のプレート径方向の移動を拘束する保持器４とから成り、各鋼球３を介して両プレート１、２間で動力を伝達するものである。なお、図１は、説明上、入出力軸Ａ、Ｂが同心の状態を示しているが、通常は後述するように入出力軸Ａ、Ｂの回転軸がずれた（偏心した）状態で使用される。
【００２０】
前記各プレート１、２は、それぞれドーナツ状の円盤で、内周に形成された筒部で入力軸Ａおよび出力軸Ｂの軸端部に嵌め込まれ、軸方向で対向する状態で固定されている。各プレート１、２の対向面には、それぞれ４つの案内溝５、６が、周方向に等間隔で相手側のプレートの対応する位置の案内溝と直交するように設けられている。また、各案内溝５、６は、それぞれプレート径方向と４５度をなす方向に直線的に延びるように形成されている。一方、前記保持器４は、環状に形成され、その径方向と直交する方向に直線的に延びる長孔７が周方向に等間隔で４箇所に設けられている。そして、前記各鋼球３は、それぞれ両プレート１、２の案内溝５、６の交差位置に配され、保持器４の長孔７に収納されてプレート径方向の移動を拘束された状態で、案内溝５、６に案内されて転動するようになっている。
【００２１】
また、各プレート１、２の保持器４との対向面には、案内溝５、６どうしの間の４箇所に、保持器４と摺動する保持器ガイド８が固定されている。この保持器ガイド８は、円板状の摺動部８ａと円筒状の取付部８ｂとからなり、全体が摺動特性に優れた合成樹脂等の摺動部材で形成されている。そして、その取付部８ｂを各プレート１、２に形成された取付孔１ａ、２ａに嵌め込まれて、摺動部８ａで保持器４のプレート軸方向の移動を規制するようになっている。
【００２２】
この軸継手は、上記の構成であり、入力軸Ａが回転駆動されて、これに固定されたプレート１が回転すると、この入力側プレート１の案内溝５に周方向から押された鋼球３が、保持器４でプレート径方向の移動を拘束された状態で、出力軸Ｂに固定されたプレート２の案内溝６を押して出力側プレート２を回転させることにより、出力軸Ｂに動力が伝達される。なお、入力軸Ａの回転方向が変わったり、入出力軸Ａ、Ｂの駆動側と従動側が逆になったりしても、同じメカニズムで動力伝達が行われる。
【００２３】
上記動力伝達メカニズムは、入出力軸Ａ、Ｂの回転軸がずれた通常の使用状態でも基本的に同じである。すなわち、図示は省略するが、各プレート１、２の回転軸がずれると、案内溝５、６の交差位置がプレート周方向で変化し、各鋼球３が案内溝５、６および保持器４の長孔７内を転動しながら両プレート１、２間の動力伝達を行うようになる。
【００２４】
ここで、各プレート１、２と保持器４との間には、前述のように、プレート１、２に固定されて保持器４と摺動する保持器ガイド８が設けられているので、作動中に保持器４とプレート１、２とが直接接触することはない。従って、両プレート１、２の偏心量を変化させるときの摩擦抵抗が少なく、両プレート１、２および保持器４の相対的なスライドがスムーズに行われる。また、保持器４と保持器ガイド８とは摺動するが、保持器ガイド８が摺動部材で形成されているので、異音や振動は発生しにくく、摺動する部分の摩耗も少ない。
【００２５】
なお、上述した実施形態では、保持器ガイドをプレート側に固定したが、保持器の両面に固定して各プレートと摺動させるようにしてもよい。
【００２６】
図２乃至図６は、第２乃至第４の実施形態を示す。これらの実施形態では、両プレート１、２に図１で示した保持器ガイド８が設けられていないことを除いて、基本的な構成および動力伝達のメカニズムは第１の実施形態と同じなので、以下では第１の実施形態との相違点について説明する。
【００２７】
図２および図３に示す第２の実施形態では、保持器４の長孔７の一端を延長して保持器４外方に開口させるとともに、長孔７の断面形状を鋼球３を抱え込む形状とし、鋼球３が保持器４からプレート軸方向に抜け出さないようにした。すなわち、保持器４の長孔７内に鋼球３を抱え込むようにすることにより、保持器４のプレート軸方向の移動を両プレート１、２間に挟み込んだ鋼球３で規制して、保持器４と各プレート１、２との接触を防止するとともに、組立てが可能となるように、鋼球３を保持器４の外方から長孔７に組み入れられる構造としたのである。
【００２８】
前記保持器４の長孔７の断面形状は、図３（ａ）に示すように、鋼球３半径とほぼ同じ曲率半径の曲面で形成されている。また、図３（ｂ）に示すようなＶ字溝とすることもできる。いずれの場合も、長孔７の保持器４側面での幅ＬＡが鋼球３の直径よりも小さく、鋼球３を抱え込むようになっている。
【００２９】
図４は第３の実施形態を示す。この軸継手は、保持器４の長孔７の断面形状を、図３に示した第２の実施形態のものと同じく、鋼球３を抱え込む形状とするとともに、保持器４の長孔７の一端を延長し、その延長部を鋼球３の挿入が可能な大きさに拡げたもので、この部分から鋼球３を長孔７に組み入れられるようになっている。
【００３０】
なお、上述した第２および第３の実施形態では、鋼球３は両プレート１、２を偏心させたときの長孔７内の移動範囲を外れた位置から組み入れられるようになっており、作動中に鋼球３が保持器４から抜け出すことはない。
【００３１】
図５および図６は第４の実施形態を示す。この実施形態では、保持器４がその長孔７の深さ方向で２つの保持器片９、１０に分割され、これらの両保持器片９、１０が組立時に鋼球３を抱え込んだ状態でリベット１１により締結されている。なお、保持器片９、１０の締結手段としては、リベット止め以外にも、ねじ止め、電気抵抗溶接等の溶接、かしめ等を採用することができる。保持器４の長孔７の断面形状は、第２、第３の実施形態と同じく、図６（ａ）に示すように鋼球３半径とほぼ同じ曲率半径の曲面で形成するか、図６（ｂ）に示すようなＶ字溝とし、いずれの場合も、長孔７の保持器４側面での幅ＬＡを鋼球３の直径よりも小さくして、鋼球３を抱え込むようにしている。
【００３２】
上述した第３および第４の実施形態も、第２の実施形態と同じく、保持器４の長孔７内に鋼球３を抱え込むようになっているので、保持器４のプレート軸方向の移動を両プレート１、２間に挟み込んだ鋼球３で規制して、保持器４と各プレート１、２との接触を防止することができる。従って、これらの３つの実施形態では、第１の実施形態よりも、両プレート１、２および保持器４の相対的なスライドがスムーズに行われ、異音や振動が発生することもない。また、プレート１、２や保持器４の摩耗も生じないので、信頼性および耐久性の面でも優れている。
【００３３】
さらに、保持器４の長孔７の断面形状を、図３（ｂ）や図６（ｂ）に示したＶ字溝形状とした場合は、保持器４が長孔７の深さ方向中心の両側から鋼球３と接触するので、保持器４と鋼球３との接触面圧を低減でき、軸継手のトルク負荷能力の向上や耐久性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１（ａ）】第１の実施形態の軸継手の側面図
【図１（ｂ）】図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図
【図２】第２の実施形態の軸継手の側面図
【図３】ａ、ｂは、それぞれ図２の保持器の長孔の断面形状の例を示す断面図
【図４】第３の実施形態の軸継手の側面図
【図５】第４の実施形態の軸継手の側面図
【図６】ａ、ｂは、それぞれ図５の保持器の長孔の断面形状の例を示す断面図
【図７（ａ）】従来の軸継手の側面図
【図７（ｂ）】図７（ａ）のVII−VII線に沿った断面図
【図８】ａ、ｂは、それぞれ図７の保持器の長孔の断面形状の例を示す断面図
【符号の説明】
【００３５】
１、２  プレート（回転部材）
３  鋼球（転動体）
４  保持器
５、６  案内溝
７  長孔
８  保持器ガイド
９、１０  保持器片
１１  リベット
Ａ  入力軸
Ｂ  出力軸
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
2007162797.tif 000004
【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（ａ）】
2007162797.tif 000010
【図７（ｂ）】
2007162797.tif 000011
【図８】
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