(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝動軸が連結される円筒状の、第１ハブ本体からなる第１ハブ及び第２ハブ本体からなる第２ハブと、
円筒状のスリーブ本体を有し、断面形状が内径方向に開口する割円状で軸方向に延びる複数のトルク伝達体嵌合い溝が円周方向に間隔をおいて前記スリーブ本体に設けられたスリーブと、
前記第１ハブ本体及び第２ハブ本体がそれぞれ軸方向に貫通する貫通穴を有し、前記スリーブ本体の両端にそれぞれ着脱可能に取り付けられた環状の第１カバー及び第２カバーと、
前記第１ハブ本体及び第２ハブ本体のそれぞれの先端部寄りに円周方向に間隔をおいて固定され、外径方向に突出する複数のトルク伝達体支持ピンと、及び
球心を通る水平面を対称面とし上、下の水平面で球を切断した形状であり、前記各トルク伝達体支持ピンに回転可能かつピン軸方向に変位可能に嵌め合う第１トルク伝達体及び第２トルク伝達体と、
を有し、
前記第１トルク伝達体及び第２トルク伝達体がそれぞれ前記トルク伝達体嵌合い溝に嵌め合った状態で、前記第１ハブの先端部と前記第２ハブの先端部とが互いに向かい合い、前記第１ハブ本体が前記第１カバーの貫通穴を、第２ハブ本体が第２カバーの貫通穴をそれぞれ貫通しており、前記第１ハブ本体の外周面と第１カバーの貫通穴との間及び第２ハブ本体の外周面と第２カバーの貫通穴との間、前記第１ハブの先端と第２ハブの先端との間、前記トルク伝達体支持ピンの先端とトルク伝達体嵌合い溝の周面との間、前記トルク伝達体と円筒状溝との間、及び前記トルク伝達体とカバー内面との間にそれぞれ軸心調整に必要な大きさの隙間が設けられていること、
を特徴とするたわみ軸継手。
【請求項２】
前記トルク伝達体が鋼製である請求項１記載のたわみ軸継手。
【請求項３】
前記トルク伝達体がエンジニアリングプラスチック製である請求項１記載のたわみ軸継手。
【請求項４】
前記トルク伝達体がブッシュを介して前記トルク伝達体支持ピンに嵌め合っている請求項１、２または３記載のたわみ軸継手。
【請求項５】
前記ブッシュが自己潤滑材料製である請求項４記載のたわみ軸継手。
【請求項６】
前記トルク伝達体が周方向に隣り合う多数の針状コロを介して前記トルク伝達体支持ピンに嵌め合っている請求項１、２または３記載のたわみ軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トルク伝達要素が回転体からなるたわみ軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鐵設備、例えば熱間圧延機テーブルローラー用等、伝達トルクが比較的大きい、例えば５ｋＮｍを超えるトルクを伝達するたわみ軸継手として歯車形軸継手が広く用いられている。歯車形軸継手は、外筒の内歯車と内筒の外歯車とをかみ合わせてトルクを伝達する。バックラッシ、頂隙、および外歯の歯先と歯面とに設けたクラウニングにより、偏心（軸心の径方向誤差）、軸方向誤差、偏角などの軸心の狂いを吸収する。歯車形軸継手は、伝達トルクが大きく、長寿命、安全性で信頼性が高く、トルク基準で比較すると他のたわみ軸継手に比べて最も低コストであるなどの利点により、永年にわたり広い範囲で用いられている。歯車形軸継手は、特に大形機械設備に適している。
【０００３】
歯車形軸継手では、伝動軸に偏角が生じた場合、歯面が接触する歯数が少くなり、少ない歯数で荷重を負担しなければならないので、歯は大きな荷重を受ける。また、外歯および内歯は、それぞれ歯面が一定の部分で接触するので、歯面の磨耗が早くなる。歯面の磨耗を防ぐために、頻繁に、例えば６箇月ごとに継手内に充填したグリースなどの潤滑剤を交換しなければならない。したがって、メンテナンスに多くの人手と時間を要し、またメンテナンス中に設備を停止する損失も大きい。また、歯の磨耗が許容限界を超えると部品の交換では済まず、継手全体を交換しなければならない。
【０００４】
トルク伝達要素が、球面を有し、回転可能な等速自在継手が知られている（例えば、特許文献１参照）。この等速自在継手は、外輪の内面に軸方向に３本の円筒型トラック溝を形成し、外輪の内側に組み込んだトリポード部材には上記各トラック溝に挿入される半径方向の３本の脚軸を設け、各脚軸の外側に回転自在に取り付けた球形外面を有するスフェリカルローラをトラック溝内に嵌合したものである。この等速自在継手では、ローラの損耗などでスフェリカルローラを交換する場合、トリポードを外輪から引き出さねばならない、つまり駆動軸と従動軸とを切り離さなければならないので、交換作業が面倒かつ長時間を要し、特に大形機械設備、ではメンテナンスが容易でない。
【０００５】
また、トルク伝達要素が、球面を有し、回転可能な自在継手が知られている（特許文献２参照）。この自在継手は、駆動部材と、被駆動部材と、該駆動部材と被駆動部材との間に介在しているトルク伝達部材と、駆動部材と被駆動部材との間に先導部材とを有し、該先導部材が前記駆動、被駆動両部材の何れか一つに対して、両部材中の他の一つの周方向に限られた範囲内でピボット運動をするように構成されている。この自在継手も、トルク伝達部材または先導部材が損耗した場合、駆動部材から被駆動部材を引き抜く、つまり駆動軸と被駆動軸とを切り離さなければならないので、特に大型機械設備では、メンテナンスが容易でない。
【特許文献１】特開平３−２７７８２３号公報（特許請求の範囲（１）、第１図、第２図）
【特許文献２】特公昭４４−２７０８６号公報（特許請求の範囲１、第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、伝達トルクが大きく、メンテナンスが容易なたわみ軸継手を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明のたわみ軸継手は、
伝動軸が連結される円筒状の、第１ハブ本体からなる第１ハブ及び第２ハブ本体からなる第２ハブと、
円筒状のスリーブ本体を有し、断面形状が内径方向に開口する割円状で軸方向に延びる複数のトルク伝達体嵌合い溝が円周方向に間隔をおいて前記スリーブ本体に設けられたスリーブと、
前記第１ハブ本体及び第２ハブ本体がそれぞれ軸方向に貫通する貫通穴を有し、前記スリーブ本体の両端にそれぞれ着脱可能に取り付けられた環状の第１カバー及び第２カバーと、
前記第１ハブ本体及び第２ハブ本体のそれぞれの先端部寄りに円周方向に間隔をおいて固定され、外径方向に突出する複数のトルク伝達体支持ピンと、及び
球心を通る水平面を対称面とし上、下の水平面で球を切断した形状であり、前記各トルク伝達体支持ピンに回転可能かつピン軸方向に変位可能に嵌め合う第１トルク伝達体及び第２トルク伝達体と、
を有し、
前記第１トルク伝達体及び第２トルク伝達体がそれぞれ前記トルク伝達体嵌合い溝に嵌め合った状態で、前記第１ハブの先端部と前記第２ハブの先端部とが互いに向かい合い、前記第１ハブ本体が前記第１カバーの貫通穴を、第２ハブ本体が第２カバーの貫通穴をそれぞれ貫通しており、前記第１ハブ本体の外周面と第１カバーの貫通穴との間及び第２ハブ本体の外周面と第２カバーの貫通穴との間、前記第１ハブの先端と第２ハブの先端との間、前記トルク伝達体支持ピンの先端とトルク伝達体嵌合い溝の周面との間、前記トルク伝達体と円筒状溝との間、及び前記トルク伝達体とカバー内面との間にそれぞれ軸心調整に必要な大きさの隙間が設けられている。
【０００８】
上記たわみ軸継手において、前記トルク伝達体を鋼製またはエンジニアリングプラスチック製とすることができる。また、前記トルク伝達体がブッシュを介して前記トルク伝達体支持ピンに嵌め合う構成としてもよい。このブッシュを自己潤滑材料製としてもよい。さらに、このブッシュに代えて、周方向に隣り合う多数の針状コロを介して前記トルク伝達体支持ピンに嵌め合う構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のたわみ軸継手は、スリーブから一方のカバーを取り外してカバーを後退させ、スリーブと他方のカバーを一体として軸方向に後退させると、駆動軸と従動軸とを切り離すことなく、トルク伝達体を取り出すことができる。したがって、たわみ軸継手のメンテナンスが簡便、かつ短時間で行うことができる。この結果、機械設備の停止時間は短縮され、設備稼働率の低下を最小限に抑えることができる。トルクを伝達時は、すべてのトルク伝達体が円筒状溝に常に接触しているので、５ｋＮｍを超えるような大きなトルクを伝達することができる。また、トルク伝達中はトルク伝達体が回転し、トルク伝達体は当り面が常に変化するので、磨耗が少なく、長期の使用に耐える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１および図２はこの発明の一形態を示すもので、図１はたわみ軸継手の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図である。たわみ軸継手は、主として第１および第２ハブ１０、２０、スリーブ３０、第１および第２カバー４０、５０、第１および第２トルク伝達体支持ピン６０、６１、ならびに第１および第２トルク伝達体７０、７１からなっている。
【００１１】
第１ハブ１０は円筒状のハブ本体１１からなり、ハブ本体１１の先端部寄りの外周面から環状のボス１２が突出している。ボス１２には、円周方向に等間隔をおいて複数（この形態例では８箇）のトルク伝達体支持ピン穴１３がハブ本体１１の円形断面の中心に向かってあけられている。ハブ本体１１の軸穴１６に伝動軸（図示しない）を連結するキー溝１７が設けられている。第２ハブ２０も第１ハブ１０と同様にボス２２が突出するハブ本体２１を有し、ボス２２にトルク伝達体支持ピン穴２３があけられている。ハブ本体２０は、軸穴２６にキー溝２７が設けられている。
【００１２】
スリーブ３０は、図３および図４に示すように、円筒状のスリーブ本体３１からなっている。スリーブ本体３１の両端の外周部は本体軸方向に突出するフランジ３２となっている。フランジ３２の内側隅部は斜めに切り取られた切欠き３３となっている。本体内周面に前記トルク伝達体支持ピン穴６０、６１に対応する位置に、本体軸方向に延び、円筒状内周面を有する円筒状溝３６が設けられている。スリーブ３０の両端面に、複数の取付けボルト用のめねじ３４が、円周方向に隣り合う２つの円筒状溝３６のちょうど中間に切られている。
【００１３】
第１カバー４０は、軸方向に貫通穴４２が貫通する環状のカバー本体４１からなっている。カバー本体内周面にＯリング溝４３が切られている。カバー本体４１の外周部の内側は段４４となっており、段４４は前記スリーブ３０の切欠き３３とともにＯリング溝３８を形成する。第２カバー５０も第１カバー４０と同様に、貫通穴５２が貫通する環状のカバー本体５１を有し、カバー本体５１にＯリング溝５３、および段５４が設けられている。前記スリーブ３０の取付けボルト用めねじ３４に対応する位置に、複数の取付けボルト用穴４６があけられている。第１および第２カバー４０、５０は、スリーブ３０の両端に取付けボルト５８で固定される。Ｏリング溝４３、５３にＯリング８４が、またＯリング溝３８にＯリング８５がそれぞれ装着され、継手内部からの潤滑剤の漏れを防ぐとともに、外部からの水分、ダストなどの侵入を防ぐ。
【００１４】
第１および第２トルク伝達体支持ピン６０、６１は、ピン本体６２が中間に形成されたフランジ６５により基部６３と支持部６４に分けられている。基部６３は前記トルク伝達体支持ピン穴１３、２３に、例えば焼きばめにより、しまりばめされている。複数（この形態例では８本）のトルク伝達体支持ピン６０、６１は、ハブ本体１１、２１から放射状に外径方向に突出している。
【００１５】
第１および第２トルク伝達体７０、７１は、外周面が球面を平行な２平面で切り取った球帯となっており、前記円筒状溝３６に隙間をもって嵌め合っている。円筒状溝３６とトルク伝達体７０、７１との間の隙間は、直径方向で、例えば０．３〜０．５ｍｍ程度である。トルク伝達体７０、７１の材料は、この形態例では鋼であるが、銅合金、アルミニウム合金などの合金、またはエンジニアリングプラスチックであってもよい。エンジニアリングプラスチックとして、例えばポリアセタール、ポリアミド、変性ＰＰＥ、ポリカーボネート、熱可塑性ポリエステルなどが用いられる。トルク伝達体７０、７１の材料が金属の場合、継手内部の空間にグリースなどの潤滑剤を充填する必要があるが、エンジニアリングプラスチックの場合、潤滑剤は不要である。
【００１６】
トルク伝達体７０、７１は、トルク伝達体支持ピン６０、６１にブッシュ６７を介して回転可能かつピン軸方向に変位可能に嵌め合っている。ブッシュ６７の材料として、この形態例ではＳＮＣＭ−４４を用いているが、自己潤滑材料を用いてもよい。自己潤滑材料として、例えば鉄または銅系含油焼結金属、二硫化モリブデンまたは二硫化タングステン充填銅合金、繊維強化四フッ化エチレン系複合材などが用いられる。また、トルク伝達体７０、７１が鋼製である場合、トルク伝達体支持ピン６０、６１に嵌め合う鋼製スリーブとトルク伝達体７０，７１との間に針状コロ軸受を構成するように多数の針状コロを挿入してもよい。
【００１７】
トルク伝達体支持ピン６０、６１の先端に、ストッパ８２が取り付けられている。ストッパとして、例えば止め輪が用いられる。トルク伝達体７０、７１の上端面とストッパ８２との間に、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度の隙間が設けられている。トルク伝達体７０、７１はこの隙間だけピン軸方向に変位することができる。
【００１８】
たわみ軸継手は、上記部材で次のように構成されている。
第１ハブ１０の先端部と第２ハブ２０の先端部とが向き合い、ハブ１０、２０の円筒状本体１１、２１が第１および第２カバー４０、５０の貫通穴４２、５２を貫通した状態で、両端にカバー４０、５０が固定されたスリーブ３０内に収納されている。この状態で、第１および第２トルク伝達体７０、７１が円筒状溝３６にそれぞれ嵌め合っている。第１および第２ハブ本体１１、２１の外周面と第１および第２カバー貫通穴４２、５２との間に隙間ａ、第１ハブ１０と第２ハブ２０の先端との間に隙間ｂ、円筒状溝３６の周面とトルク伝達体支持ピン６０、６１の先端との間に隙間ｃ、円筒状溝３６とトルク伝達体７０、７１との間に隙間ｄ、およびカバー４０、５０の内面とトルク伝達体７０、７１との間に隙間ｅが設けられている。隙間ａ〜ｅは、軸心調整に必要な大きさとなっている。
【００１９】
上記のように構成されたたわみ軸継手において、トルクが第１ハブ１０から第２ハブ２０に伝達されるとすると、駆動軸からキー（いずれも図示しない）を介して第１ハブ１０に伝達され、次いで順次第１トルク伝達体支持ピン６０、第１トルク伝達体７０、スリーブ３０、第２トルク伝達体７１、第２トルク伝達体支持ピン６１、第２ハブ２０、キー、従動軸（いずれも図示しない）と伝達される。
【００２０】
トルク伝達時に、軸方向誤差はトルク伝達体７０、７１が円筒状溝３０を転動しながら、第１および第２ハブ１０、２０が軸方向に変位して吸収される。偏心（軸心の径方向誤差）は図５に示すように、偏心の大きさｈに応じて、第１および第２ハブ１０、２０が径方向に、かつトルク伝達体７０、７１がトルク伝達体支持ピン軸方向にそれぞれ変位するとともに、スリーブ３０が傾斜して吸収される。偏角は、偏角の大きさに応じて、第１および第２ハブ１０、２０、ならびにスリーブ３０が傾斜するとともに、トルク伝達体７０、７１がトルク伝達体支持ピン軸方向に変位して吸収される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一形態を示すもので、たわみ軸継手の縦断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１に示すスリーブを示すもので、図４の３−３線断面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】この発明のたわみ軸継手における偏心調整の模式的説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０、２０：ハブ                        １１、２１：ハブ本体
１３、２３：トルク伝達体支持ピン孔      ３０：スリーブ
３１：スリーブ本体                      ３４：取付けボルト用めねじ
４０、５０：カバー                    ４１、５１：カバー本体
４２、５２：カバー貫通孔              ４６、５６：取付けボルト用穴
５８：取付けボルト                    ６０、６１：トルク伝達体支持ピン
６２：ピン本体                        ６２：ピン本体基部
６４：ピン本体支持部                  ６７：ブッシュ
７０、７１：トルク伝達体              ７３：トルク伝達体の本体
７４：トルク伝達体の軸穴              ７５：トルク伝達体のハブ側端面
７６：トルク伝達体のスリーブ側端面    ８２：ストッパ（止め輪）
８４、８５：Ｏリング
【図１】
0005043593.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005043593.tif 000005
【図５】
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