JPH066758U - 鋼球を用いた自在軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 回転トルクの伝達を滑らかにするために継手
の加工精度を高めることなく、また組立、分解を容易に
するため機構を簡単にし、在来品に比して安価である。 【構成】 互いに交差した２またのヨーク１ａ，２ａに
軸方向と直角な円筒形の穴をあけ、対応する６面体のセ
ンタブロック４の相隣なる４面にも同様な円筒穴４ａ，
４ｂをあけ、その間に上記穴径より大きな鋼球３を入れ
てなる鋼球を用いた。６面体のセンタブロックの相隣な
る４面に穿った半球形状凹みとの間にヨーク穴径より大
きな鋼球を入れてなる上記と同じ鋼球を入れてなる鋼球
を用いた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自動組立機械、工作機械、産業用ロボット、試験機等産業用機械の動 力伝達に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の継手として代表的なこま形自在軸継手は図６の如く継手中央の こまを挟んで軸方向の両側より２又のヨークが突出し、 ヨーク（１０１ａ）──こま（１０３）──ヨーク（１０１ａ） ヨーク（１０２ａ）──こま（１０３）──ヨーク（１０２ａ） を夫々大ピン、小ピンでヨークとはしまりばめ、こまとはすきまばめで嵌め合わ される。 小ピンは大ピンの中央に軸方向とは直角にあけられた穴を通して十字 形に固定されて、動力は一対のヨーク──こま──他の一対のヨークの順で伝達 される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

両軸がαの角度をもって動力伝達が行われるとき、ヨーク内側平坦部と対応す るこまの４面の平坦部で力の授受が行われるが１回転当り２サイクルの割合で相 対位置が変わるので上記面間で滑り摩擦が発生する。 また、こまの穴内径と十 字軸形のピン外径との間にも滑り摩擦が発生する。

【０００４】 上記十字軸形に嵌め合わされるピンは大ピン（１０４）と大ピンの中央を直角 に貫通する小ピン（１０５）で夫々ヨークにしまりばめで嵌合するため、両ピン の直角度、真直度及び相い対いするヨークの真直度、同心度に加工誤差を生じる と上記こまの内径とピン外径のすきまが一様でなくなり、極端な場合は部分的に 強く接触して大きな曲げ摩擦トルクを生じる。 曲げ摩擦トルクを一定範囲内に 収めるには加工精度を一定値以内に管理しなければならない。

【０００５】 大ピンの中央に軸方向に直角の穴をあけて小ピンを通し、更に大ピンの軸方向 に同心の穴をあけ、スプリングピンを貫通させる等形状は必ずしも単純でないの で極小形は製作が困難である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

図１の如く２つの胴部（１，２）より夫々ヨーク（１ａ，２ａ）を突出させヨ ークに鋼球直径より僅かに小さな直径の円筒穴（１ｂ，２ｂ）をあける。 同ヨ ーク穴と対応する６面体のセンタブロックの相隣なる４面にも同様な円筒穴をあ けるか、半球状の凹みをつけて、その間に上記穴径より大きな鋼球を入れてトル クの伝達を行う。

【０００７】 図２の如くヨーク及びセンタブロックにあけた穴の鋼球との接触側は面取り（ Ａ）を行い、滑らかに接触させる。

【０００８】 ヨークの外周側の穴は合成樹脂又は金属製の栓（５）をつけ、鋼球と栓との間 は潤滑のためのグリース溜りとする。

【０００９】 センタブロックと鋼球をヨーク穴への組立を容易にするため、ヨークの先端は 内周側を外向きに拡げるよう勾配θをつけ、センタブロックの円筒穴又は半球状 の凹みに鋼球を装着した状態で押し込む。 ヨークは弾性変形し、拡がり、鋼球 を所定の位置に保持する。

【００１０】 残り２個の鋼球をセットする場合は図３、図４の如くセンタブロックの片側２ カ所の位置で勾配θの入れ溝を付けた側より鋼球を押し込む。

【００１１】 センタブロック、ヨークの穴と鋼球との接触部は面取りを行うが回転方向の伝 達トルクを大きくするために鋼球径と穴径の比を１に近付ける。

【００１２】 駆動軸より被駆動軸へのトルクの伝達は駆動側ヨーク──鋼球──センタブロ ック──隣の鋼球──被駆動側ヨークの順路となる。

【００１３】 センタブロック及びヨークの入れ溝はトルク伝達方向即ち継手の回転方向とは 直角であり、伝達力を減らさない。

【００１４】

【作用】

図５の如く駆動軸と被駆動軸とが作用角αをもってトルク伝達を行うときは１ 回転あたり２サイクルの割合で鋼球、センタブロックとヨークの相対位置が変わ る。 この運動期間中、鋼球と各穴の座とは滑り運動をするが同箇所の寸法の精 度は夫々独立に影響するので継手のトルク変動は小さくできる。

【００１５】 ヨーク、センタブロックと鋼球のすきまを０又はプリロードをかけることがで きるのでがたつきがなく、滑らかな運動が期待できる。

【００１６】 すきまを付けても鋼球と各穴の座との滑り運動は可能である。

【００１７】 使用時トルク伝達部分の摩耗に対してはヨークの弾性変位で追随し、すきまを なくし継手の振れも小さくすることができる。

【００１８】 回転時にセンタブロックを継手内で安定させるためにセンタブロックの鋼球を 押圧しない２面を球面とし、胴の内径部に蓋（７）をしてその前面平坦部に接触 させる。 または胴の軸取付穴を底付きとし、底の裏面で接触することも可能で あり特に小形の場合は後者を利用すると一段と小形化できる。

【００１９】

【実施例】

実施例について図面を参照して説明する。 図１〜図５において円筒状の継手胴（１，２）は主として鉄鋼または他の金属 にて作られる。 胴部より軸方向に突き出した断面が矩形の２又のヨークを作り 、ヨーク中心線上に軸方向と直角に円筒穴をあける。 ヨーク内周側の円筒穴よ り先端に向けて勾配θの拡がりをつける。 同傾斜部に曲率は鋼球径より僅かに 大きく勾配θの鋼球の入れ溝（２ｃ）をつける。 センタブロック（４）の相隣なる４面にヨークにあけた円筒穴と略同寸法の円 筒穴（４ａ，４ｂ）をあける。 鋼球との接触部は面取りを行う。 センタブロ ックの残りの２面は球面とする。

【００２０】 組立は胴部（１，２）に蓋（７）をはめ合わせる。 次いでセンタブロックの 円筒穴に所定のグリースを詰め、１８０゜の位置に鋼球を２個セットし鋼球の入 れ溝を通し、ヨークの弾註変形を利用して所定の位置に嵌め込む。 一旦入ると 鋼球はヨークの弾性変形が起こらない限り分離はしない。 残る２個の鋼球を組 みつける場合は他の継手ヨークの円筒穴（１ｂ）に夫々鋼球をセットし、センタ ブロックの入れ溝側を通して押し込んでヨークの弾性変形を利用して所定の位置 に嵌め込む。 ヨーク円筒穴の外側にグリース溜り（６）にグリースが入る状態で合成樹脂ま たは金属製の栓（５）をはめ込む。 以上で組立ては完了するが必要な場合は継手外周へゴムブーツを付けてグリー スの洩れを防止する。

【００２１】 αの作用角をもってトルク伝達を行うとき力は駆動側ヨーク──一対の鋼球─ ─センタブロック──他の一対の鋼球──被駆動側ヨークへと伝達される。 そ のときセンタブロックは力の不均衡により軸方向に変位する。 この変位を抑制 するために胴部に取り付けた蓋（７）と接触させる。 この接触による摩擦を小 さくするために球面と平面の形状とする。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は上記のとおり構成されているので下記の効果がある。 ２つの軸がαをなして交わるときの回転トルクの伝達は在来形のこま形軸継手 に比して滑り摩擦が小さく、寸法精度の影響が小さくなるので継手の振れが小さ いので滑らかになる。

【００２３】 また形状が簡単になるので小形化が可能であり、製造コストが安価になる。

【００２４】 軸との取付けのためのキー溝、その他の加工をする場合は継手部分の分解が必 要でそのときは胴またはヨーク部を掴んで軸方向に引き離したり、組付けで押込 むときの何れも鋼球と入れ溝部の弾性変形を利用するので簡単である。

【００２５】 センタブロックを合成樹脂またはゴム等で製作して振動、騒音を少なくするこ とができる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明実施例である。 １ ；継手胴 １ａ；継手ヨーク １ｂ；継手ヨークの円筒穴 ２ ；継手胴 ２ａ；継手ヨーク ２ｂ；継手ヨークの円筒穴 ２ｃ；鋼球の入れ溝 ３ ；鋼球 ４ ；センタブロック ４ａ；センタブロックの円筒穴 ４ｂ；センタブロックの円筒穴 ４ｃ；センタブロックの幅面（球面） ５ ；栓 ６ ；グリース溜 ７ ；蓋 Ａ ；面取 図２は面取部分の詳細図である。図３はセンタブロック
の入れ溝の詳細図である。図４はセンタブロックの入れ
溝の詳細図である。図５はαの作用角をもってトルク伝
達を行うときの断面図である。図６は在来のこま形自在
軸継手の説明図である。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに交差した２又のヨーク（１ａ，２
   ａ）に軸方向と直角な円筒形の穴をあけ、対応する６面
   体のセンタブロック（４）の相隣なる４面にも同様な円
   筒穴（４ａ，４ｂ）をあけ、その間に上記穴径より大き
   な鋼球（３）を入れてなる鋼球を用いた自在軸継手。
2. 【請求項２】 ６面体のセンタブロックの相隣なる４面
   に穿った半球形状凹みとの間にヨーク穴径より大きな鋼
   球を入れてなる請求項１記載の鋼球を用いた自在軸継
   手。