(57)【要約】【課題】  内側継手部材に対するシャフトの軸方向変位の可動域が広範囲に及んでも、ブーツの長寿命化を図る。【解決手段】  開口部１４を有する外側継手部材１５と、その外側継手部材１５との間でボール１７を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材１６とを備え、その内側継手部材１６に対してシャフト１３を軸方向変位可能に連結し、外側継手部材１５の開口部１４を閉塞する伸縮自在なブーツ２６を外側継手部材１５とシャフト１３との間に張設した等速自在継手１２であって、シャフト１３に対して筒状部材３２を軸方向摺動可能に外挿し、その筒状部材３２の一方の端部３３を内側継手部材１６に固定すると共に、筒状部材３２の他方の端部３４をブーツ２６の小径端部３０に固着する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記内側継手部材に対して軸部材を軸方向変位可能に連結し、前記外側継手部材の開口部を閉塞する伸縮自在なブーツを外側継手部材と前記軸部材との間に張設した等速自在継手であって、
前記軸部材に対して筒状部材を軸方向摺動可能に外挿し、前記筒状部材の一方の端部を前記内側継手部材に固定すると共に、筒状部材の他方の端部を前記ブーツの小径端部に固着したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記筒状部材を内側継手部材に取り付け部材により固定し、前記取り付け部材は、筒状部材が圧入される取り付け孔と、内側継手部材と外側継手部材との間に配されたトルク伝達部材との干渉を防止する逃げ部とを有する請求項１に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば製紙設備や鉄鋼設備などの各種産業機械の動力伝達機構に使用され、継手外部からの異物侵入や継手内部からの潤滑剤漏洩を防止するブーツを備えた等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、製紙設備や鉄鋼設備などの各種産業機械の動力伝達機構に使用される等速自在継手には、固定式等速自在継手がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
鉄鋼設備において、各種ロールに駆動力を伝達するロール駆動力伝達装置は、図７に示すように、一対の固定式等速自在継手１１１，１１２を有し、両者の等速自在継手１１１，１１２をシャフト１１３で連結した構造を具備する。このロール駆動力伝達装置では、一対の等速自在継手１１１，１１２を繋ぐシャフト１１３が作動角をとっても、その角度変位を許容しながら等速で回転トルクを伝達する構造を備えている。
【０００４】
それぞれの等速自在継手１１１，１１２は、外側継手部材１１５と、内側継手部材１１６と、外側継手部材１１５と内側継手部材１１６との間に配されて回転トルクを伝達するボール１１７と、そのボール１１７を保持するケージ１１８とを備え、内側継手部材１１６の軸孔１１９にシャフト１１３をスプライン嵌合によりトルク伝達可能に挿入した構造を具備する。
【０００５】
ロール駆動力伝達装置では、一対の等速自在継手１１１，１１２のうち、一方の等速自在継手１１１を固定側（図示右側）として、内側継手部材１１６の軸孔１１９にスプライン嵌合するシャフト１１３を止め輪１２４，１２５により内側継手部材１１６に対して軸方向変位不可とし、他方の等速自在継手１１２を自由側（図示左側）として、内側継手部材１１６の軸孔１１９にスプライン嵌合するシャフト１１３を内側継手部材１１６に対して軸方向変位可能としている。
【０００６】
このロール駆動力伝達装置に組み込まれる等速自在継手１１１，１１２では、外部からの粉塵等の異物や水の侵入およびグリース等の潤滑剤の漏洩を防止するためのシール構造として、ゴム製あるいは樹脂製のブーツ１２６を採用している。
【０００７】
このシール構造では、固定側の等速自在継手１１１におけるシャフト１１３の角度変位と、自由側の等速自在継手１１２におけるシャフト１１３の角度変位および軸方向変位とに対応するため、伸縮自在な蛇腹状ブーツ１２６を採用している。
【０００８】
この蛇腹状ブーツ１２６は、外側継手部材１１５の外周面にブーツバンド１２７により締め付け固定された大径端部１２８と、シャフト１１３の外周面にブーツバンド１２９により締め付け固定された小径端部１３０と、大径端部１２８と小径端部１３０とを繋ぎ、大径端部１２８から小径端部１３０へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部１３１とで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−３６５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述の等速自在継手１１１，１１２が組み込まれたロール駆動力伝達装置では、モータ等の駆動源から等速自在継手１１１，１１２を介して各種ロールに駆動力を伝達するようにしている。
【００１１】
ここで、各種ロールの軸方向変位を吸収するため、一対の等速自在継手１１１，１１２のうち、一方の等速自在継手１１２を自由側として、図５に示すように、内側継手部材１１６の軸孔１１９にシャフト１１３をスプライン嵌合により挿入することにより、内側継手部材１１６に対してシャフト１１３を軸方向変位可能としている。
【００１２】
自由側に配置された等速自在継手１１２では、シャフト１１３が作動角をとった時、図６に示すように、内側継手部材１１６に対するシャフト１１３の軸方向変位（破線部分および白抜き矢印参照）に伴って、外側継手部材１１５とシャフト１１３との間に張設されたブーツ１２６も角度変位および軸方向変位により伸縮する。
【００１３】
この時、内側継手部材１１６に対するシャフト１１３の軸方向変位の可動域が広範囲に及ぶ場合、そのシャフト１１３の軸方向変位に伴うブーツ１２６の伸縮（図６の破線矢印参照）で、ブーツ１２６の蛇腹部１３１（図６のＸ部分参照）にストレスが集中することになる。その結果、ブーツ１２６の寿命が低下するおそれがある。
【００１４】
そこで、本発明は前述の改善点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、内側継手部材に対するシャフトの軸方向変位の可動域が広範囲に及んでも、ブーツの長寿命化を図り得る等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る等速自在継手は、開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、内側継手部材に対して軸部材を軸方向変位可能に連結し、外側継手部材の開口部を閉塞する伸縮自在なブーツを外側継手部材と軸部材との間に張設した構造を具備する。
【００１６】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、軸部材に対して筒状部材を軸方向摺動可能に外挿し、その筒状部材の一方の端部を内側継手部材に固定すると共に、筒状部材の他方の端部をブーツの小径端部に固着したことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、以上のような筒状部材を備えた構造を採用する。これにより、内側継手部材に対して軸部材が角度変位および軸方向変位しても、軸部材の角度変位に伴うブーツの伸縮はあるが、軸部材の軸方向変位に伴うブーツの伸縮はないので、ブーツの自然長が保持される。
【００１８】
その結果、内側継手部材に対する軸部材の軸方向変位の可動域が広範囲に及んでも、ブーツの自然長が保持されることから、ブーツの長寿命化が図れる。
【００１９】
本発明において、筒状部材を内側継手部材に取り付け部材により固定し、その取り付け部材は、筒状部材が圧入される取り付け孔と、内側継手部材と外側継手部材との間に配されたトルク伝達部材との干渉を防止する逃げ部とを有する構造が望ましい。
【００２０】
このような構造を採用すれば、内側継手部材に装着される取り付け部材に逃げ部を設けることで、内側継手部材に対する軸部材の角度変位時、トルク伝達部材が取り付け部材と干渉することを回避できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、内側継手部材に対してシャフトが角度変位および軸方向変位しても、軸部材の軸方向変位に伴うブーツの伸縮がないので、ブーツの自然長が保持される。その結果、内側継手部材に対する軸部材の軸方向変位の可動域が広範囲に及んでも、ブーツの自然長が保持されることから、ブーツの長寿命化が図れる。これにより、長寿命で信頼性の高い等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態で、等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の取り付け部材を示す側面図である。
【図３】図１のシャフトが作動角をとった状態を示す断面図である。
【図４】図１の等速自在継手を組み付けたロール駆動力伝達装置を示す断面図である。
【図５】従来の等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図６】図５のシャフトが作動角をとった状態を示す断面図である。
【図７】図５の等速自在継手を組み付けたロール駆動力伝達装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。
【００２４】
以下の実施形態では、製紙設備や鉄鋼設備などの各種産業機械の動力伝達機構、例えば、鉄鋼設備において、各種ロールに駆動力を伝達するロール駆動力伝達装置に組み込まれる等速自在継手を例示する。
【００２５】
このロール駆動力伝達装置は、図４に示すように、一対の固定式等速自在継手１１，１２を有し、両者の等速自在継手１１，１２を軸部材であるシャフト１３で同軸的に連結した構造を具備する。この実施形態の固定式等速自在継手１１，１２としては、ツェッパ型等速自在継手を例示するが、アンダーカットフリー型等速自在継手などの他の固定式等速自在継手も適用可能である。
【００２６】
このロール駆動力伝達装置では、一対のツェッパ型等速自在継手１１，１２（以下、単に等速自在継手と称す）を繋ぐシャフト１３が作動角をとっても、その角度変位を許容しながら等速で回転トルクを伝達する構造を備えている。
【００２７】
それぞれの等速自在継手１１，１２は、開口部１４を有する外側継手部材１５、内側継手部材１６、トルク伝達部材である複数個のボール１７、およびケージ１８で主要部が構成されている。ボール１７は、６個、８個あるいはそれ以外であってもよく、その個数は任意である。内側継手部材１６の軸孔１９には、シャフト１３の一端がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に挿入されている。
【００２８】
外側継手部材１５は、軸方向に延びる円弧状トラック溝２０が球面状内周面２１の円周方向複数箇所に形成されている。内側継手部材１６は、外側継手部材１５のトラック溝２０と対をなして軸方向に延びる円弧状トラック溝２２が球面状外周面２３の円周方向複数箇所に形成されている。
【００２９】
ボール１７は、外側継手部材１５のトラック溝２０と内側継手部材１６のトラック溝２２との間に介在して回転トルクを伝達する。ケージ１８は、外側継手部材１５の内周面２１と内側継手部材１６の外周面２３との間に配されてボール１７を保持する。
【００３０】
ロール駆動力伝達装置では、一対の等速自在継手１１，１２のうち、一方の等速自在継手１１を固定側（図示右側）として、内側継手部材１６の軸孔１９にスプライン嵌合するシャフト１３を止め輪２４，２５により内側継手部材１６に対して軸方向変位不可とし、他方の等速自在継手１２を自由側（図示左側）として、内側継手部材１６の軸孔１９にスプライン嵌合するシャフト１３を内側継手部材１６に対して軸方向変位可能としている。
【００３１】
このロール駆動力伝達装置に組み込まれる等速自在継手１１，１２は、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するためのシール構造として、樹脂製あるいはゴム製のブーツ２６を採用している。
【００３２】
このシール構造では、固定側の等速自在継手１１におけるシャフト１３の角度変位と、自由側の等速自在継手１２におけるシャフト１３の角度変位および軸方向変位とに対応するため、伸縮自在な蛇腹状ブーツ２６を採用している。このブーツ２６は、外側継手部材１５とシャフト１３との間に張設することにより、外側継手部材１５の開口部１４を閉塞している。
【００３３】
固定側に位置する等速自在継手１１において、ブーツ２６は、外側継手部材１５の開口部１４の外周面にブーツバンド２７により締め付け固定された大径端部２８と、シャフト１３の外周面にブーツバンド２９により締め付け固定された小径端部３０と、大径端部２８と小径端部３０とを繋ぎ、大径端部２８から小径端部３０へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部３１とで構成されている。
【００３４】
自由側に位置する等速自在継手１２において、ブーツ２６は、外側継手部材１５の開口部１４の外周面にブーツバンド２７により締め付け固定された大径端部２８と、内側継手部材１６から延びる筒状部材３２（後述）の外周面にブーツバンド２９により締め付け固定された小径端部３０と、大径端部２８と小径端部３０とを繋ぎ、大径端部２８から小径端部３０へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部３１とで構成されている。
【００３５】
この等速自在継手１１，１２では、外側継手部材１５の内部空間に潤滑剤を封入することにより、継手作動時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材１５に対して、内側継手部材１６、ボール１７およびケージ１８で構成される内部部品の摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【００３６】
以上の構成からなるロール駆動力伝達装置では、モータ等の駆動源から等速自在継手１１，１２を介して各種ロールに駆動力を伝達する。
【００３７】
ここで、各種ロールの軸方向変位を吸収するため、一対の等速自在継手１１，１２のうち、一方の等速自在継手１２を自由側として、図１に示すように、内側継手部材１６の軸孔１９にシャフト１３をスプライン嵌合により挿入することにより、内側継手部材１６に対してシャフト１３を軸方向変位可能としている。
【００３８】
自由側の等速自在継手１２では、シャフト１３が作動角をとった時、内側継手部材１６に対するシャフト１３の軸方向変位に伴ってブーツ２６が伸縮することを防止するため、以下の構造を具備する。
【００３９】
この実施形態において、自由側に位置する等速自在継手１２は、図１に示すように、シャフト１３に対して筒状部材３２を軸方向摺動可能に外挿し、その筒状部材３２の一方の端部３３を内側継手部材１６に固定すると共に、筒状部材３２の他方の端部３４をブーツ２６の小径端部３０に固着した構造を具備する。
【００４０】
筒状部材３２の一方の端部３３は、取り付け部材３５により内側継手部材１６に固定される。また、筒状部材３２の他方の端部３４の外周面には、ブーツ２６の小径端部３０がブーツバンド２９により締め付け固定されている。
【００４１】
取り付け部材３５は、図２に示すように、円筒部３６と、その円筒部３６の外周の複数箇所に等間隔で形成されたフランジ部３７とを備えている。取り付け部材３５の円筒部３６には、筒状部材３２が圧入される取り付け孔３８が形成されている。
【００４２】
取り付け部材３５の各フランジ部３７には、ボルト取り付け用の小孔３９が形成されている。取り付け部材３５の各フランジ部３７間の外周には、ボール１７との干渉を防止するための逃げ部４０が、内側継手部材１６のトラック溝２２の形状と合致するように形成されている。つまり、フランジ部３７および逃げ部４０は、ボール１７の個数およびトラック溝２２の個数と同じ個数だけ形成されている。
【００４３】
図１に示すように、この取り付け部材３５の円筒部３６の取り付け孔３８に筒状部材３２の一方の端部３３を圧入すると共に、取り付け部材３５のフランジ部３７の小孔３９を利用することにより、取り付け部材３５を内側継手部材１６の端面にボルト４１で締め付ける。このようにして、筒状部材３２の一方の端部３３を取り付け部材３５により内側継手部材１６に固定することができる。筒状部材３２の内側継手部材１６への固定については、ボルト４１による締め付けを例示したが、レーザ溶接、電子ビーム溶接など他の固定方法であってもよい。
【００４４】
以上のようにして、筒状部材３２の一方の端部３３を内側継手部材１６に取り付け部材３５により固定すると共に、筒状部材３２の他方の端部３４をブーツ２６の小径端部３０にブーツバンド２９により締め付け固定する。
【００４５】
これにより、内側継手部材１６に対してシャフト１３が軸方向に変位しても、ブーツ２６が外側継手部材１５と内側継手部材１６から延びる筒状部材３２との間に張設されているので、シャフト１３の軸方向変位によりブーツ２６が伸縮することはない。
【００４６】
このような構造を採用したことにより、図３に示すように、内側継手部材１６に対してシャフト１３が作動角をとった時、内側継手部材１６に対してシャフト１３が角度変位および軸方向変位しても、シャフト１３の角度変位に伴うブーツ２６の伸縮はあるが、シャフト１３の軸方向変位（破線部分および白抜き矢印参照）に伴うブーツ２６の伸縮はないので、ブーツ２６の自然長が保持される。
【００４７】
その結果、内側継手部材１６に対するシャフト１３の軸方向変位の可動域が広範囲に及んでも、ブーツ２６の自然長が保持されることから、ブーツ２６の長寿命化が図れる。
【００４８】
また、内側継手部材１６に対してシャフト１３が作動角をとった状態では、筒状部材３２を内側継手部材１６に固定するための取り付け部材３５に逃げ部４０を設けていることにより、内側継手部材１６のトラック溝２２に位置するボール１７が取り付け部材３５と干渉することを回避できる。
【００４９】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５０】
１１，１２  等速自在継手
１３  軸部材（シャフト）
１４  開口部
１５  外側継手部材
１６  内側継手部材
１７  トルク伝達部材（ボール）
２６  ブーツ
３０  小径端部
３２  筒状部材
３３  一方の端部
３４  他方の端部
３５  取り付け部材
３８  取り付け孔
４０  逃げ部
【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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