(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、回転部材や保持器の製造コストを低減することである。【解決手段】互いの対向面に鋼球（転動体）３を案内する案内溝５、６を有する回転部材としてのプレート１、２と、鋼球３を収容する長孔７を有する保持器４を、一般的な冷間圧延鋼板のプレス加工によって成形することにより、これらの部材の加工時の工程数を少なくするとともに、材料ロスを減らして、製造コストを低減できるようにしたのである。【選択図】図１（ｂ）
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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、前記各回転部材が鋼板をプレス加工して成形したものであることを特徴とする軸継手。
【請求項２】
前記各回転部材を、回転部材と別体の動力伝達軸に、ねじ止め、溶接、摩擦圧接またはリベット止め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、前記保持器が鋼板をプレス加工して成形したものであることを特徴とする軸継手。
【請求項４】
前記転動体が球体であり、前記保持器は、各転動体と対応する位置に長孔を有する一対の保持器片からなり、これらの両保持器片がそれぞれの長孔の縁部を折り曲げて形成した面で前記転動体と接触するように接合されていることを特徴とする請求項３に記載の軸継手。
【請求項５】
前記転動体が球体であり、前記保持器は、各転動体と対応する位置に長孔を有し、その長孔の縁部を折り曲げて形成した面で前記転動体と接触するものであり、前記保持器の長孔縁部の折曲方向が、保持器外周側と内周側とで互いに逆の方向で、かつ保持器周方向で交互に入れかわるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の軸継手。
【請求項６】
前記鋼板がプレス加工後に表面硬化処理を施されている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２００３−２６０９０２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】
この軸継手は、軸方向で対向する２つの回転部材の対向面に、複数の案内溝を相手側の案内溝と直交するように設けて、両回転部材の案内溝の交差位置に配された転動体が、保持器に回転部材径方向の移動を拘束された状態で、駆動側の回転部材に押され、案内溝内を転動しながら従動側の回転部材を押して動力を伝達するようにしたものである。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、両回転部材間の部品が転動体と保持器だけのため、直動ガイドを使用する場合に比べて製造コストが安く、組付性も良い等、多くの特長を有している。
【０００８】
しかしながら、回転部材や保持器を切削加工により成形すると、工程数が多くなり、材料ロスも少なからず発生することから、これらの面でコスト低減の余地があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、回転部材や保持器の製造コストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は、回転部材や保持器を鋼板のプレス加工により成形するようにした。これにより、回転部材や保持器の加工工程を少なくするとともに、材料ロスを減らして、製造コストの低減を図ることができる。
【００１１】
ここで、回転部材を鋼板のプレス加工により成形する場合は、各回転部材を動力伝達軸と別体で成形した後、動力伝達軸に、ねじ止め、溶接、摩擦圧接またはリベット止めのいずれかの手段で締結することが望ましい。
【００１２】
一方、保持器を鋼板のプレス加工により成形する場合で、転動体が球体の場合には、保持器を各転動体と対応する位置に長孔を有する一対の保持器片に分割し、両保持器片をそれぞれの長孔の縁部を折り曲げて形成した面で転動体と接触するように接合することにより、保持器の軸方向移動を抑えて、軸継手の動作の安定化を図ることができる。あるいは、保持器が各転動体と対応する位置の長孔の縁部を折り曲げて形成した面で転動体と接触し、その長孔縁部の折曲方向が、保持器外周側と内周側とで互いに逆の方向で、かつ保持器周方向で交互に入れかわるようにすることにより、保持器が各転動体に一様に内周側または外周側へ押される力の軸方向分力を相殺して、保持器の軸方向移動を抑えることができ、軸継手の動作を安定させることができる。
【００１３】
また、回転部材および保持器のいずれについても、その素材である鋼板をプレス加工した後、表面硬化処理を施すようにすることにより、転動体との接触部の早期摩耗や損傷を生じにくくして、軸継手の耐久性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上述したように、軸継手の回転部材や保持器を鋼板のプレス加工により成形するようにしたので、これらの部材の加工時の工程数を少なくするとともに、材料ロスを減らすことができ、軸継手の低コスト化を実現できる。また、本発明の適用により、回転部材や保持器の肉厚を均一にできるため、余分な駄肉を減らして軸継手を軽量化することもできる。さらに、軸継手が損傷したり寿命に達したりしたときには、安価な回転部材や保持器を交換すれば済むようになるため、メンテナンスコストも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１乃至図３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入出力軸（動力伝達軸）Ａ、Ｂのそれぞれの軸端部に締結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。
【００１６】
前記各プレート１、２は、それぞれ鋼板をプレス加工して成形した円盤状のもので、中央部の４箇所を入力軸Ａおよび出力軸Ｂの軸端部にねじ止めされ、軸方向で対向する状態で固定されている。なお、各プレート１、２の入力軸Ａおよび出力軸Ｂとの締結手段は、メンテナンスの際にプレート１、２を簡単に交換できるようにねじ止めとしたが、溶接、摩擦圧接、リベット止め等を採用してもよい。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、プレスにより押し出し成形されている。また、前記保持器４は、鋼板をプレス加工して成形した環状のもので、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。
【００１７】
ここで、各プレート１、２および保持器４は、素材として一般的な冷間圧延鋼板を使用しており、それぞれの素材の鋼板をプレス加工した後、浸炭焼入や窒化等の熱処理を施すことにより表面硬度を高めて、鋼球３との接触部が早期摩耗や損傷を生じにくいようにしている。なお、このような熱処理を行う代わりに、ショットピーニング等の表面硬化処理を行うようにしてもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
そして、この軸継手では、前述のように、各プレート１、２および保持器４が鋼板のプレス加工により成形されているので、これらの部材の加工時の工程数や材料ロスが少なく、製造コストが安いし、これらの部材の肉厚が均一化されることで全体の重量も軽くなっている。また、この軸継手が損傷したり寿命に達したりしたときには、これらの安価な部材を交換すればよいので、メンテナンスも簡単かつ低コストで行うことができる。
【００２１】
図２および図３は、それぞれ第２および第３の実施形態を示す。これらの実施形態では、保持器４のみを鋼板のプレス加工により成形しており、入力側および出力側の回転部材８、９は、第１の実施形態よりも大きな動力を伝達できるように、それぞれ図１のプレート１、２と入出力軸Ａ、Ｂに相当する部分を鋼材の切削加工により一体に成形したものとなっている。その他の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。
【００２２】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示す第２の実施形態の保持器４は、各鋼球３と対応する位置に長孔７を有する一対の保持器片１０、１１を、それぞれの長孔７の縁部を折り曲げて形成した面１２で鋼球３と接触するように接合したもので、両保持器片１０、１１が鋼板のプレス加工により成形されている。なお、両保持器片１０、１１の接合は、十分な接合強度が得られるように、電気抵抗溶接やリベット止め等によって行うとよい。
【００２３】
この実施形態では、上述したように、保持器４が両保持器片１０、１１の長孔７縁部の面１２で鋼球３と接触するので、第１の実施形態に比べて、保持器４の軸方向移動が抑えられ、動力伝達動作の安定化が図れる。
【００２４】
一方、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す第３の実施形態の保持器４は、１枚の鋼板のプレス加工により成形されたもので、各鋼球３と対応する位置に長孔７を有し、その長孔７の縁部を折り曲げて形成した面１２で鋼球３と接触する。そして、各長孔７の縁部の折曲方向は、保持器４外周側と内周側とで互いに逆の方向で、かつ保持器４周方向で交互に入れかわるようになっている。これは、動力伝達時には、入力側回転部材８に押された鋼球３が保持器４に拘束された状態で出力側回転部材９を回転させ、保持器４は各鋼球３から一様に内周側または外周側へ押される（力の方向は回転部材の回転方向で決まる）ため、長孔７縁部の折曲方向が一定だと、保持器４が鋼球３から受ける力の軸方向分力で軸方向に移動してしまうからである。
【００２５】
すなわち、この軸継手では、動力伝達時に保持器４が各鋼球３に一様に内周側または外周側へ押される力の軸方向分力を相殺して、保持器４の軸方向移動を抑えることができ、軸継手の動作を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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（ａ）】第２の実施形態の軸継手の側面図
【図２（ｂ）】図２（ａ）のII−II線に沿った断面図
【図３（ａ）】第３の実施形態の軸継手の側面図
【図３（ｂ）】図３（ａ）のIII−III線に沿った断面図
【符号の説明】
【００２７】
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、９  回転部材
１０、１１  保持器片
１２  面
Ａ  入力軸
Ｂ  出力軸
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２（ａ）】
2007162811.tif 000005
【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
2007162811.tif 000007
【図３（ｂ）】
2007162811.tif 000008