(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で、継手内部に潤滑材を保持するとともに継手外部からの異物の侵入を防止するシール構造を備えた軸継手において、高速回転時の信頼性を向上させるとともに、良好な作動性が安定して得られるようにすることである。【解決手段】入力側プレート１に、両プレート１、２間の空間の周りを塞ぎ、一端にリップシール８を有するシール部材９を取り付け、出力側プレート２には、リップシール８と摺動するシール面１０を有するフランジ部材１１を取り付けて、シール構造を接触式のものとすることにより、シール構造の遠心力の影響によるトラブルをなくすとともに、両プレート１、２の相対的なスライドに対する抵抗が偏心量によらず一定となり、偏心量が大きくなるときにも良好な作動性が得られるようにしたのである。【選択図】図１（ｂ）
2007162817.tif 000002
【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、継手内部に潤滑材を保持するとともに継手外部からの異物の侵入を防止するシール構造を備えた軸継手において、前記シール構造を、前記両回転部材のいずれか一方に、両回転部材間の空間の周りを塞ぎ、一端に接触式シールを有するシール部材を取り付け、このシール部材のシールと摺動するシール面を他方の回転部材に設けたものとしたことを特徴とする軸継手。
【請求項２】
前記シール面を、前記他方の回転部材の背面に設けたことを特徴とする請求項１に記載の軸継手。
【請求項３】
前記シール部材のシールとして、リップシールを用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の軸継手。
【請求項４】
前記シール部材のシールとして、フェルトシールを用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の軸継手。
【請求項５】
前記シール部材のシールとして、Ｏリングを用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の軸継手。
【請求項６】
前記シール部材に、前記シールをシール面に押し付ける方向に付勢する弾性体を組み込んだことを特徴とする請求項１乃至５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。）。
【特許文献１】特開２００４−３４７１００号公報
【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（特許文献２参照。）。
【特許文献２】特開２００５−１７２２１７号公報
【０００７】
図７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５３、５４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ようになっている。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。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】
ところで、この方式の軸継手では、継手内部にグリース等の潤滑材を保持して、案内溝５３、５４や保持器５６と転動体５５との接触面における摩擦低減および摩耗抑制を図るとともに、継手外部からの異物の侵入を防止できるようなシール構造を設けることが望ましい。このシール構造としては、通常、図７に示すように、両回転部材５１、５２間の空間の周りを、ゴム等のエラストマーで形成したブーツ５８で塞ぐ方式が採られる。
【０００９】
前記ブーツ５８は、蛇腹状の膜部５８ａとその両端の円筒部５８ｂとからなり、各円筒部５８ｂがそれぞれブーツバンド５９で回転部材５１、５２の外周部に取り付けられ、膜部５８ａが両回転部材５１、５２の偏心に追随して弾性変形するようになっている。
【００１０】
しかしながら、上記のようなブーツを備えた軸継手では、そのサイズの大型化に伴ってブーツの径寸法が大きくなるほど、また回転速度が高速になるほど、ブーツに作用する遠心力が増大して、ブーツ膜部の径方向外側への弾性変形（回転膨張）が大きくなったり、ブーツが振れ回りを生じたりしやすくなる。また、回転中のブーツはその内側に封入した潤滑材の遠心力で径方向外側へ押圧されており、このこともブーツの回転膨張や振れ回りを助長する要因となる。そして、このようなブーツの回転膨張や振れ回りが過大になるとブーツが破損してしまうため、高速回転が要求される場合には使用しにくいという難点があった。
【００１１】
また、両回転部材が偏心した状態では、その偏心に追随して変形したブーツに偏心量にほぼ比例する弾性復元力が生じるため、偏心量が大きくなるときには、ブーツの弾性復元力の増大により両回転部材の相対的なスライドに対する抵抗が大きくなり、作動性が悪化する場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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で、継手内部に潤滑材を保持するとともに継手外部からの異物の侵入を防止するシール構造を備えた軸継手において、高速回転時の信頼性を向上させるとともに、良好な作動性が安定して得られるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明は、軸継手のシール構造を、両回転部材のいずれか一方に、両回転部材間の空間の周りを塞ぎ、一端に接触式シールを有するシール部材を取り付け、他方の回転部材にシール部材のシールと摺動するシール面を設けたものとした。すなわち、従来のブーツに代えて接触式のシール構造を採用することにより、シール構造の遠心力の影響によるトラブルをなくすとともに、両回転部材の相対的なスライドに対する抵抗が偏心量によらず一定となり、偏心量が大きくなるときにも良好な作動性が得られるようにしたのである。
【００１４】
上記の構成において、前記シール面を他方の回転部材の背面（一方の回転部材との対向面と反対側の面）に設けるようにすれば、シール面を一方の回転部材との対向面に設ける場合に、その位置が案内溝よりも回転部材外周側に限定されるのに比べて、シール面の位置をより回転部材中心側に設定できるので、継手全体の外径を小さくしてコンパクト化を図れるし、シールの径寸法を小さくしてシールをより安価で取り扱いやすくすることができる。
【００１５】
ここで、前記シール部材のシールとしては、リップシールやフェルトシール、あるいはＯリングを用いることができる。
【００１６】
また、前記シール部材にそのシールをシール面に押し付ける方向に付勢する弾性体を組み込むことにより、シール性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の軸継手は、上述したように、継手内部に潤滑材を保持するとともに継手外部からの異物の侵入を防止するシール構造を接触式としたものであるから、シール構造がブーツ採用時のように遠心力の影響でトラブルを発生するおそれがなく、高速回転に対応可能である。また、両回転部材の相対的なスライドに対する抵抗が偏心量によらず一定となるため、偏心量が大きくなるときにも良好な作動性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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乃至図４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とを備え、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、両プレート１、２が同心の状態を示しているが、通常は後述するように両プレート１、２の回転軸がずれた（偏心した）状態で使用される。
【００１９】
前記各プレート１、２は、それぞれ円盤部の中央に軸部が一体に形成されており、円盤部どうしが軸方向で対向している。各プレート１、２の円盤部の対向面には、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し、かつプレート径方向と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。また、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。
【００２０】
また、入力側プレート１には、両プレート１、２間の空間の周りを塞ぎ、一端にリップシール（接触式シール）８を有するシール部材９が、出力側プレート２には、リップシール８と摺動するシール面１０を有するフランジ部材１１がそれぞれ取り付けられており、これらのシール部材９とフランジ部材１１とで構成されるシール構造により、継手内部にグリース等の潤滑材を保持して、案内溝５、６や保持器４と鋼球３との接触面における摩擦低減および摩耗抑制を図るとともに、継手外部からの異物の侵入を防止している。
【００２１】
前記シール部材９は、一端にフランジ部材１１のシール面１０に向かって開口する環状の凹部１２ａを有する金属環１２が、その他端に形成された円筒部１２ｂで入力側プレート１の外周縁部に固定され、この金属環１２の環状凹部１２ａに前記リップシール８が嵌め込まれている。そのリップシール８は、弾性を有するゴム等のエラストマーで形成され、先端側の２枚のリップ８ａが軸方向の押圧によって撓んだ状態でシール面１０に接触するようになっている。
【００２２】
一方、前記フランジ部材１１は、金属薄板製で、内周に形成された円筒部１１ａで出力側プレート２の外周縁部に固定されている。また、その鍔部１１ｂは、図２に示すように、両プレート１、２の偏心量が最大になってもシール面１０にシール部材９のリップ８ａの全周が接触する大きさに形成されている。なお、このように出力側プレートにフランジ部材を取り付ける代わりに、出力側プレートを拡径し、その拡径部の入力側プレートとの対向面をシール面としてリップと接触させるようにしてもよい。
【００２３】
この軸継手は、上記の構成であり、入力側のプレート１が回転すると、その案内溝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、出力側のプレート２の案内溝６を押すことにより、出力側プレート２に動力が伝達される。なお、入力側プレート１の回転方向が変わったり、両プレート１、２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。
【００２４】
上記動力伝達メカニズムは、両プレート１、２が偏心した通常の使用状態でも基本的に同じである。すなわち、図２に示したように各プレート１、２が偏心すると、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。
【００２５】
そして、この軸継手では、前述のように、潤滑材の保持と異物侵入防止のためのシール構造を接触式としたので、シール構造の遠心力の影響によるトラブルが発生するおそれがなく、高速回転に対応できるし、両プレート１、２の相対的なスライドに対する抵抗が偏心量によらず一定であるため、偏心量が大きくなるときにも良好な作動性が得られる。
【００２６】
図３は前記シール構造に使用される接触式シールの変形例を示す。図３（ａ）は、フェルトシールを使用した例で、一種または数種の羊毛や合成繊維をからみ合わせて布状にしたフェルト１３を、金属環１２の環状凹部１２ａに詰め込んでフランジ部材１１のシール面１０に押し付けるようにしている。なお、フェルト１３およびシール面１０の摩耗を抑えるため、フェルト１３には油脂類を染み込ませるとよい。また、図３（ｂ）は、Ｏリング１４をシール面１０と接触するように環状凹部１２ａに嵌め込んだ例で、リップシールやフェルトシールを使用する場合に比べてシール構造が簡素なため、安価に製造できる。
【００２７】
図４はシール部材のシール組込部の変形例を示す。この例では、リップシール８と金属環１２の環状凹部１２ａの底部との間に、リップシール８をフランジ部材１１のシール面１０に押し付ける方向に付勢する弾性体としてのコイルばね１５を組み込んで、安定したシール性能が確保できるようにしている。なお、弾性体は、コイルばねのほかにも、板ばねや皿ばね等を用いることができる。また、リップシールに代えて上述したフェルトシールやＯリングを使用した場合も、この例と同様にシール部材に弾性体を組み込んでシール性能の向上を図ることができる。
【００２８】
図５および図６は第２の実施形態を示す。この軸継手は、第１の実施形態をベースとして、出力側プレート２の背面にシール面１６を設けるようにしたもので、入力側プレート１を拡径するとともに、シール部材１７の金属環１８を出力側プレート２の外周部を覆う形状として、その一端の環状凹部１８ａに嵌め込んだリップシール８を出力側プレート２の背面側のシール面１６に接触させている。
【００２９】
そして、第１の実施形態においては出力側プレート２のシール面１０が入力側プレート１との対向面の案内溝６よりも外周側に設けられているのに対して（図１、図２参照）、この実施形態では、シール面１６のプレート径方向位置が案内溝６とほぼ同じ位置になっている。このため、第１の実施形態よりも、継手全体の外径が小さくコンパクト化されているし、リップシール８の径寸法が小さい分、リップシール８が安価で取り扱いやすい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１（ａ）】第１の実施形態の軸継手の側面図（回転軸が同心）
【図１（ｂ）】図１（ａ）の縦断面図
【図２】図１の軸継手の偏心状態を示す縦断面図
【図３】ａ、ｂは、それぞれ図１の軸継手のシールの変形例を示す要部の縦断面図
【図４】図１の軸継手のシール部材の変形例を示す要部の縦断面図
【図５】第２の実施形態の軸継手の縦断面図（回転軸が同心）
【図６】図５の軸継手の偏心状態を示す縦断面図
【図７】従来の軸継手の縦断面図
【符号の説明】
【００３１】
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  リップシール
８ａ  リップ
９  シール部材
１０  シール面
１１  フランジ部材
１１ａ  円筒部
１１ｂ  鍔部
１２  金属環
１２ａ  環状凹部
１２ｂ  円筒部
１３  フェルト
１４  Ｏリング
１５  コイルばね（弾性体）
１６  シール面
１７  シール部材
１８  金属環
１８ａ  環状凹部
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007162817.tif 000008
【図６】
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【図７】
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