(57)【要約】【課題】カップリングとシャフトとの取り合いを一定にすることによって、トルク特性を安定化させるシャフトの連結構造を提供する。【解決手段】本発明に係るシャフトの連結構造は、内壁面に軸方向に延びるスリットを有する筒状のカップリングと、スリットに嵌入されるセレーションを外周面に有し、カップリングの両端から内部に向けて挿入される一対のシャフトとを備え、シャフトのセレーションおよびカップリングのスリットの少なくとも一方が、下記（ａ）または（ｂ）に示す形状を有していることを特徴とするシャフトの連結構造。  （ａ）一対のシャフトにおいて、各シャフトの少なくとも１つのセレーションの幅が、カップリングへの進入方向に向けて狭くなる形状。  （ｂ）少なくとも１つのスリットの幅が、カップリングの端部から中央部に向けて狭くなる形状。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面に軸方向に延びるスリットを有する筒状のカップリングと、
前記スリットに嵌入されるセレーションを外周面に有し、前記カップリングの両端から内部に向けて挿入される一対のシャフトと、
を備えるシャフトの連結構造であって、
前記シャフトのセレーションおよび前記カップリングのスリットの少なくとも一方が、下記（ａ）または（ｂ）に示す形状を有していることを特徴とするシャフトの連結構造。
（ａ）前記一対のシャフトにおいて、各シャフトの少なくとも１つの前記セレーションの幅が、前記カップリングへの進入方向に向けて狭くなる形状。
（ｂ）少なくとも１つの前記スリットの幅が、前記カップリングの端部から中央部に向けて狭くなる形状。
【請求項２】
前記カップリングが少なくとも２層構造を有しており、最外層がケーシングで形成されており、最内層が繊維部材にエラストマーを含浸させた摺動材で形成されている請求項１に記載のシャフトの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク特性を安定化させるシャフトの連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業用機械や自動車用の動力伝達装置などにおいて、モーターのような駆動源の回転軸と減速機などの従動軸との接続には、動力伝達用のカップリングが使用される（例えば、特許文献１）。このようなカップリングに形成されるスリットの幅は、回転軸や従動軸（シャフト）に形成されるセレーションの歯幅に対応している。
【０００３】
このようなスリットの幅がセレーションの幅に対応したカップリングは、軸方向に自由に移動することができ、カップリングとシャフトとの取り合いが安定しない。そのため、このようなカップリングを用いてシャフトを接続する場合、トルク特性が安定しないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、カップリングとシャフトとの取り合いを一定にすることによって、トルク特性を安定化させるシャフトの連結構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）内壁面に軸方向に延びるスリットを有する筒状のカップリングと、スリットに嵌入されるセレーションを外周面に有し、カップリングの両端から内部に向けて挿入される一対のシャフトとを備えるシャフトの連結構造であって、シャフトのセレーションおよびカップリングのスリットの少なくとも一方が、下記（ａ）または（ｂ）に示す形状を有していることを特徴とするシャフトの連結構造。
（ａ）一対のシャフトにおいて、各シャフトの少なくとも１つのセレーションの幅が、カップリングへの進入方向に向けて狭くなる形状。
（ｂ）少なくとも１つのスリットの幅が、カップリングの端部から中央部に向けて狭くなる形状。
（２）カップリングが少なくとも２層構造を有しており、最外層がケーシングで形成されており、最内層が繊維部材にエラストマーを含浸させた摺動材で形成されている上記（１）に記載のシャフトの連結構造。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カップリングとシャフトとの取り合いを一定にすることができ、トルク特性を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るシャフトの連結構造の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図１に示すカップリングを、矢印Ａ方向から見た平面図である。
【図３】図３（Ａ）は図１に示すシャフトを矢印Ｂ方向から見た平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の破線で囲んだ部分の拡大図である。
【図４】図４（Ａ）は図１において矢印Ｃ方向から見た側面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）においてシャフトがカップリングに挿入された後の状態を示す説明図である。
【図５】図５（Ａ）はセレーションの別の形状を説明するための平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の破線で囲んだ部分の拡大図である。
【図６】セレーションのさらに別の形状を説明するための側面図である。
【図７】カップリングに形成されるスリットの別の形状を示す説明図である。
【図８】セレーションとスリットとの両方がテーパー状に形成された実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施形態に係るシャフトの連結構造を図１〜４に基づいて説明する。図１に示すシャフトの連結構造は、カップリング１とシャフト２とを備える。カップリング１は、図２に示すように２層構造を有しており、外層がケーシング１１で形成され、内層が摺動材１２で形成されている。カップリング１は筒状で、内壁面に軸方向に延びるスリット１３を有している。
【００１０】
ケーシング１１の材質は特に限定されず、例えば、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属などが挙げられる。ケーシング１１は、図１に示すように、スリット１３の形状に応じて凹凸を表面に設けてもよく、滑らかな表面であってもよい。ケーシング１１の大きさは特に限定されず、一実施形態に係るシャフトの連結構造が採用される用途に応じて適宜設定される。ケーシング１１はカップリング１の最外層を形成しているため、ケーシング１１の大きさがカップリング１の大きさとなる。
【００１１】
摺動材１２は、例えば、エラストマーと繊維部材とで形成されており、帆布などの繊維部材にエラストマーを含浸させることによって得られる。エラストマーは特に限定されず、例えば、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ミラブルウレタン、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、カルボキシル化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらのゴムは、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１２】
繊維部材を形成している繊維としては、例えば、木綿、絹、麻、アラミド繊維、ナイロン、ウレタン、ポリエステル、アセテート、レーヨンなどが挙げられる。また、帆布としては、例えば、織物や編布、不織布などが挙げられる。
【００１３】
摺動材１２は、ケーシング１１の内周面に取り付けられている。摺動材１２をケーシング１１取り付ける方法は特に限定されず、例えば接着剤を用いて取り付ける方法が挙げられる。接着剤としては、例えば、アクリル樹脂系接着剤、オレフィン樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤などが挙げられる。
【００１４】
摺動材１２は、シャフト２と接触し得るようにカップリング１の最内層、すなわちカップリング１の内壁面を形成している。この内壁面には、軸方向に延びるスリット１３が形成されている。一実施形態に係るシャフトの連結構造では、カップリング１の内壁面に８本のスリット１３が形成されている。スリット１３は、一定の幅で一方の端部から他方の端部まで形成されている。
【００１５】
カップリング１が、このようなゴムと繊維部材とで形成された摺動材１２を有していることによって、後述する斜面状に形成されたセレーションを有するシャフトをカップリング１に挿入するだけで、予変形（予圧）を与えることができる。その予変形によって、カップリング１の軸方向の自由な移動を抑制することができ、カップリング１を定位置で固定することができる。さらに、ゴムと繊維部材とで形成された摺動材１２を用いることによって、使用時に騒音の発生も抑制される。
【００１６】
次に、シャフト２を、回転軸２１および従動軸２２を例に挙げて説明する。シャフト２は、外周面にセレーション２３を有している。セレーション２３は、カップリング１のスリット１３に対応するように、回転軸２１および従動軸２２のそれぞれに８本形成されている。
【００１７】
セレーション２３は一定の大きさ（幅）で形成されていない。図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、セレーション２３は、カップリング１への進入方向（図３（Ａ）の矢印方向）に向けて幅が狭く形成され、テーパー状を有している。セレーション２３の側面は、軸方向に対して、好ましくは約２〜７度傾斜している。回転軸２１および従動軸２２に形成されたセレーション２３は、回転軸２１および従動軸２２のそれぞれにおいて、少なくとも１つのセレーション２３がテーパー状を有していればよい。しかし、カップリング１をより確実に固定するには、すべてのセレーション２３がテーパー状を有していることが好ましい。
【００１８】
セレーション２３の最も狭い部分の幅が、カップリング１のスリット１３の幅に対応している。また、上述のように、カップリング１の摺動材１２はエラストマーと繊維部材とで形成されている。そのため、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、カップリング１のスリット１３にシャフト２のセレーション２３を挿入すると、摺動材１２に予変形を与えることができる。したがって、図４（Ｂ）に示すように、カップリング１の両端から挿入されたセレーション２３は、一定の位置で固定されるため、カップリング１も固定されて移動を拘束することができる。
【００１９】
その結果、上述の一実施形態に係るシャフトの連結構造を採用すれば、回転軸２１の動力を、安定したトルク特性で従動軸２２に伝えることが可能となる。この一実施形態に係るシャフトの連結構造は、例えば、各種産業用機械や自動車用の動力伝達装置（例えば、ＮＣ旋盤などの工作機械、電動パワーステアリング装置など）などにおいて好適に採用され得る。
【００２０】
本発明に係るシャフトの連結構造は、上述の一実施形態に限定されない。例えば、シャフトに形成されるセレーションの形状は、カップリングの両端から挿入した際に、一定の位置で固定され、カップリングの移動を拘束し得る形状であれば特に限定されない。このようなセレーションとしては、例えば図５および６に示すような形状のセレーションが挙げられる。
【００２１】
図５（Ａ）はセレーションの別の形状を説明するための平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の破線で囲んだ部分の拡大図である。上述のセレーション２３は、カップリング１への進入方向（図３の矢印方向）に向けて両側面が内側に傾き狭くなる形状を有している。これに対し、図５（Ａ）に示すセレーション２３’は、カップリング１への進入方向（図５（Ａ）の矢印方向）に向けて一方の側面のみが内側に傾き狭くなる形状を有している。
【００２２】
図６はセレーションのさらに別の形状を説明するための側面図である。図６に示すセレーション２３’’は、側面ではなく上面がカップリング１への進入方向（図６の矢印方向）に向けて下方に傾き狭くなる形状を有している。
【００２３】
図５および６に示すようなセレーション２３’、２３’’であっても、カップリングの両端から挿入すると一定の位置で固定される。したがって、カップリングを固定することができ、移動を拘束することができる。なお、図６に示すセレーション２３’’において、図３または図５に示すように、少なくとも一方の側面を内側に傾けた形状を有するセレーションであってもよい。
【００２４】
さらに、別の実施形態では、図７に示すように、カップリング１’のスリット１３１がテーパー状に形成されている。すなわち、スリット１３１の幅が、カップリング１’の端部から中央部に向けて狭くなっている。スリット１３１がこのような形状を有している場合、シャフトをカップリングの両端から挿入した際に、シャフトのセレーション２３１の先端がスリット１３１の中央付近でスリット１３１の壁面（摺動材１２１）と接触する。そのため、カップリング１’は左右のいずれにも移動することができず、拘束することができる。
【００２５】
さらに、別の実施形態では、図８に示すように、カップリング１’’のスリット１３２とシャフトのセレーション２３２との両方がテーパー状に形成されている。スリット１３２とセレーション２３２との両方がテーパー状に形成されている場合も、シャフトをカップリングの両端から挿入した際に、シャフトのセレーション２３２の先端がスリット１３２の中央付近でスリット１３２の壁面（摺動材１２２）と接触する。そのため、カップリング１’’は左右のいずれにも移動することができず、拘束することができる。
【００２６】
上述の一実施形態に係るシャフトの連結構造では、８本のスリット１３が形成されたカップリング１が使用されている。スリットの数は特に限定されず、カップリングに少なくとも１本形成されていればよく、好ましくは４〜１０本程度形成される。シャフトに形成されるセレーションの数は、カップリングに形成されるスリットの数に応じて適宜設定される。
【符号の説明】
【００２７】
１、１’、１’’  カップリング
１１  ケーシング
１２  摺動材
１３  スリット
２、２’、２’’  シャフト
２１  回転軸
２２  従動軸
２３、２３’、２３’’  セレーション
１２１  摺動材
１３１  スリット
２３１セレーション
１２２  摺動材
１３２  スリット
２３２  セレーション
【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】
2017116021.tif 000009
【図８】
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