JPH0781589B2 - 軸継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軸継手に関するものであり、特に、それぞれ軸
受装置にによって回転可能かつ軸方向に移動不能に支持
された駆動軸と従動軸とをそれら両軸の心ずれにかかわ
らず回転伝達可能に連結する軸継手に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

モータ等の駆動装置により駆動される駆動軸（モータの
回転軸自体である場合も含む）とこの駆動軸により駆動
される機械の従動軸とは本来、正確に軸心が一致してい
る必要がある。

したがって、従回転する軸を有する機械と駆動装置とを
据付けるときは、できる限り軸心を一致させるように努
力するのであるが、実際には完全に一致させることは不
可能に近い。駆動軸の軸心と従動軸の軸心とが、互いに
傾いたり、偏心したり、あるいは傾きと偏心との両方が
生じたりする心ずれが生ずることを完全には避け得ない
のであり、それによって、回転伝達効率の低下、装置の
振動、騒音が惹起され、耐久性が低下する。

そこで、心ずれのある駆動軸と従動軸を連結する際に
は、心ずれを吸収しつつ回転を伝達し得る軸継手を用い
るのが普通である。

かかる軸継手としては、両軸端にスプロケットを付け、
これらにダブルチェンをかけて回転を伝達させることに
より、スプロケットの歯部とチェンとの間の遊びに心ず
れを吸収させるダブルチェン継手、両軸端にフランジを
設け、これらをボルト締めする際、ボルトの周囲に可撓
性のブッシュを設けて心ずれを吸収させるフレキシブル
フランジ継手等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のタブルチェン継手やフレキシブルフランジ継手
は、心ずれを吸収する能力を有するが、いずれも、スプ
ロケットやフランジを相対面させて連結する方法である
ため、心ずれ量（偏心量および傾き角度）がわずかなも
のに限られるという不都合があった。

また、ダブルチェンあるいは可撓性ブッシュのように加
工の困難な部品を用いる必要があり、経済的に不利であ
るばかりでなく、構造が複雑なだけに長期間正常に維持
することも困難であった。

第一発明の課題は、かかる従来技術の欠点を解消し、心
ずれが大きい駆動軸と従動軸との間で使用可能でかつ構
造も簡単な軸継手を得ることである。

第二発明の課題は、第一発明に係る軸継手において、ブ
ロックの中心線に平行な方向の自由な移動量を適正量に
規制することを可能にすることである。

第三発明の課題は、第一発明または第二発明に係る軸継
手において回転伝達時の摩擦損失を少なくすることであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、第一発明に係る軸継手は、
（１）概して四角柱状を成し、その四角柱の４周面が、
その四角柱の軸線に平行でかつ互いに平行な一対の平面
である第一平行平面対と、その第一平行平面対と交差す
る方向に延びるとともに前記軸線に平行でかつ互いに平
行な別の一対の平面である第二平行平面対とから成るブ
ロックと、（２）第一平行平面対と、その第一平行平面
対の平面に沿ったあらゆる方向に相対移動可能（相対平
行移動および相対回動可能）に係合する第一ヨーク部を
有し、駆動軸に固定される第一継手部材と、（３）第二
平行平面対と、その第二平行平面対の平面に沿ったあら
ゆる方向に相対移動可能に係合する第二ヨーク部を有
し、従動軸に固定される第二継手部材とを含むように構
成される。

第二発明においては、第一発明に係る軸継手の四角柱状
のブロックの一方の端面が第一平行平面対と直交する方
向に延びる直線を中心線とする部分円筒面を成し、他方
の端面が第二平行平面対と直交する方向に延びる直線を
中心線とする部分円筒面を成すものとされる。

第三発明においては、第一平行平面対および第二平行平
面対の各平面に給油溝が形成されるとともに、その給油
溝に連通する油溜がブロック内に形成される。

〔作用〕

第一発明に係る軸継手は、それぞれ軸受装置によって回
転可能かつ軸方向に移動不能に支持された駆動軸と従動
軸とをそれら両軸の心ずれにかかわらず回転伝達可能に
連結する必要がある場合に使用される。軸継手自体は、
駆動軸と従動軸との軸方向における接近，離間を防止す
る機能も、直径方向における相対移動を防止する機能も
備えていないため、互いに連結される駆動軸と従動軸と
はそれぞれ軸受装置によって軸方向および直径方向の位
置を決められていることが必要なのである。

この条件は通常、当然に満たされる。例えば、駆動軸が
モータの回転軸自体である場合には、モータの軸受装置
により位置決めされており、機械の従動軸もその機械の
軸受装置により位置決めされているのが普通であるから
である。むしろ、駆動軸と従動軸とがそれぞれ独立に位
置決めされているから、両軸の心ずれの問題が生じるの
である。

第一発明に係る軸継手は、そのように互いに独立に位置
決めされた駆動軸と従動軸との間に配設される。第一継
手部材の第一ヨーク部と第二継手部材の第二ヨーク部と
の間にブロックが保持された状態で、第一継手部材が駆
動軸に、第二継手部材が従動軸にそれぞれ固定されるの
である。したがって、駆動軸が回転させられれば、その
回転が第一継手部材の第一ヨーク部とブロックの第一平
行平面対との係合によりブロックに伝達され、ブロック
の回転がブロックの第二平行平面対と第二継手部材の第
二ヨーク部との係合により従動軸に伝達される。

駆動軸と従動軸との間に偏心と傾きとが存在する場合に
は、偏心が、第一ヨーク部とブロックとの第一平行平面
対の平面に平行な方向の相対平行移動と、第二ヨーク部
とブロックとの第二平行平面対の平面に平行な方向の相
対平行移動とによって吸収され、傾きは、第一ヨーク部
とブロックとの第一平行平面対の平面に平行な方向の相
対回動と、第二ヨーク部とブロックとの第二平行平面対
の平面に平行な方向の相対回動とによって吸収される。
第一平行平面対と第二平行平面対とは、互いに交差する
状態で形成されているため、上記相対平行移動と相対回
動との組合わせによって、駆動軸と従動軸とのあらゆる
方向の偏心および傾きが吸収される。

しかも、第一，第二継手部材とブロックとの相対平行移
動および相対回動は、第一ヨーク部と第二ヨーク部とが
互いに干渉しない範囲で許容され、両ヨーク部の干渉
は、ブロックおよび第一，第二ヨーク部の形状を適当に
定めることにより容易に回避することができるため、駆
動軸と従動軸との心ずれが大きい場合でも支障なく両軸
を連結することができる。

なお、第一発明に係る軸継手において、ブロックの端面
も、第一，第二ヨーク部のブロック端面に対向する面も
共に平面である場合には、グロックと第一，第二ヨーク
部材との相対回動を許容するために、ブロックの端面と
それに対向する第一，第二ヨーク部材の面との間に隙間
を形成することが必要であり、相対回動の許容角度を大
きくしようとすれば、この隙間を大きくしなければなら
ない。そして、隙間を大きくすれば、ブロックが第一，
第二ヨーク部間で自由に移動できる距離が大きくなり、
振動，騒音が大きくなるのみならず、ブロックと第一，
第二ヨーク部との接触面積の変動が大きくなって望まし
くない。

そこで、第二発明においては、ブロックの端面を部分円
筒面とすることにより、ブロックと第一，第二軸継手と
の相対回動は十分に許容しつつ、ブロックの軸方向の移
動は小さく制限することとしたのである。ただし、ブロ
ックの端面とそれに対向する第一．第二軸継手の面との
間に全く隙間が要らないわけではない。実施例の項で説
明するように、ブロックは軸方向にも多少は移動可能と
することが必要なのである。また、駆動軸と従動軸との
軸方向の位置決め誤差を吸収するための隙間も必要であ
る。

第一，第二発明に係る軸継手においては、駆動軸と従動
軸との心ずれを吸収するためにブロックと第一，第二ヨ
ーク部との間に相対平行移動や相対回動が生じる。した
がって、ブロックと第一，第二継手部材との間の摩擦抵
抗が大きければ、回転動力の伝達効率が悪くなる。そこ
で、第三発明においては、ブロック内にグリース等の潤
滑油脂を溜める油溜を形成し、この油溜と連通する給油
溝を第一，第二平行平面対に形成することにより、ブロ
ックと第一，第二継手部材との間の潤滑を良好にするこ
ととしたのである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、第一発明によれば、駆
動軸と従動軸との心ずれが大きい場合でも、その心ずれ
を吸収しつつ回転を伝達することが可能になる。しか
も、ブロックおよび第一，第二継手部材はいずれも簡単
な形状の部材であり、製造が容易であって、安価な軸継
手が得られる。

また、第二発明によれば、ブロックの軸方向の自由な移
動を小さく制限することができ、振動，騒音の発生を抑
制することができる。また、ブロックと第一，第二ヨー
ク部との接触面積の変動を小さくすることができるた
め、接触面積を必要最小限に小さくして軸継手全体の小
形化を図ることができる。

第三発明によれば、ブロックと第一，第二継手部材との
相対平行移動および相対回動を円滑にし、回転動力の伝
達効率を向上させることが容易となる。また、ブロック
と第一，第二継手部材との摩耗を回避して軸継手の寿命
を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１〜６図は本発明の第１実施例を示している。駆動軸
１の先端にはコの字形のヨーク部を有する第一継手部材
２が固定され、従動軸３には同様な第二継手部材４が固
定されている。駆動軸１と従動軸３の軸心は上面から見
たとき角度αの傾きを有し、正面から見たとき距離ｄだ
け偏心しているものとする。

第一継手部材２は駆動軸１を嵌入固定できる嵌合部５、
ヨーク部の座部を構成する矩形の底板６、および舌状に
突出する２枚のヨーク片７から成り、第二継手部材４も
同形である。ただし、ヨーク片は符号７′で表すことと
する。

第一継手部材２と第二継手部材４はそれらのヨーク片7,
7′が互いに入り組んだ位置に固定され、これら４枚の
ヨーク片7,7′の間にブロック８が挿入されている。

ブロック８は概して四角柱状を成し、それの４周面が、
一辺の長さが２枚のヨーク片7,7′間の距離より僅かに
小さい矩形を成している。ブロック８の４周面が、互い
に平行な第一平行平面対と、その第一平行平面対の直交
する第二平行平面対とから成っているのである。ブロッ
ク８は４枚のヨーク片7,7′間に嵌合されているだけで
あり、第一継手部材２の一対のヨーク片７はブロック８
の第一平行平面対に対して、その第一平行平面対の平面
に平行な方向に相対平行移動および相対回動可能であ
る。また、第二継手部材４の一対のヨーク片７′はブロ
ック８の第二平行平面対に対して、その第二平行平面対
の平面に平行な方向に相対平行移動および相対回動が可
能である。

また、各ヨーク片7,7′とブロック８との摺動を円滑に
するためにブロック８の摺動面中心部には連続した給油
溝９が刻設され、かつ、各摺動面における給油溝中央部
には給油孔10がブロック中心部に向かって設けられてい
る。ブロック８の中心部にはグリース溜（図示せず）が
グリース注入、封止可能に設けられており、上記給油孔
10はこのグリース溜に連通している。

第７〜８図は本発明における第２実施例を示すものであ
る。

この実施例ではブロック８の形状が第１実施例と異なっ
ており、ヨーク片7,7′に摺接しない２面、すなわち四
角柱状のブロックの両端面が、凸面11,11′を成してい
る。

凸面11は第一継手部材２から突出したヨーク片７の先端
から相対する他方のヨーク片７の先端に向かう方向のみ
に凸状を有する、いわゆるカマボコ状凸面である。詳し
くは、第一継手部材２のヨーク片７が摺動可能に係合す
る第一平行平面対に直角な直線を中心線とする部分円筒
面とされているのである。

一方、反対側の凸面11′は同じくカマボコ状凸面である
が、その向きは90度ずれている。

次に本発明の軸継手の作動を説明する。

第１〜２図において駆動軸１が回転するとその回転力は
第一継手部材２のヨーク片７からブロック８に伝わり、
ブロック８から従動軸側の第二継手部材４のヨーク片
７′に伝わり、従動軸３を回転させる。このとき、駆動
軸１と従動軸３は軸心が角度αだけ傾いているため、第
１図において駆動軸１が丁度半回転した状態を想像すれ
ば、ヨーク片７′とブロック８とが第二平行平面対の平
面に沿って相対回動することが明らかである。また、両
軸1,3が距離ｄだけ偏心しているため、第２図において
駆動軸１が丁度半回転した状態を想像すれば、ヨーク片
７とブロック８とが第一平行平面対の平面に沿って相対
平行移動することが明らかである。

そして、第１図および第２図において、駆動軸１が90度
回転した状態を想像すれば、第一継手部材２と第二継手
部材４とは第二平行平面対の平面に平行な方向に偏心し
た状態となる。両継手部材2,4の関係が、第１図および
第２図における関係と丁度逆になるのである。

したがって、駆動軸１の軸心と従動軸３の軸心との間に
傾きと偏心との両方が存在すれば、ヨーク片７とブロッ
ク８とは第一平行平面対の平面に沿った正逆両方向の相
対平行移動および相対回動を行い、ヨーク片７′とブロ
ック８とは第二平行平面対の平面に沿った正逆両方向の
相対平行移動と相対回動とを行うことが明らかである。

それのみではない。実際にはブロック８は駆動軸１およ
び従動軸３の回転につれて、第一継手部材２および第二
継手部材４に対して、僅かではあるがブロック８の中心
線に平行な方向にも移動する。

結局、ブロック８は第一継手部材２に対して、第一平行
平面対の平面に沿ったあらゆる相対移動を行い、第二継
手部材４について第二平行平面対の平面に沿ったあらゆ
る相対移動を行うことになる。このブロック８の移動に
より、移動軸１と従動軸３との心ずれが吸収され、心ず
れの存在にもかかわらず回転伝達が支障なく行われるの
である。

上記のように、ブロック８はそれの中心線に平行な方向
にも移動するため、その移動を許容する状態、すなわ
ち、ブロック８の両端面と第一，第二継手部材2,4のそ
れら両端面に対向する面との間に隙間が存在する状態に
しておくことが必要である。ブロック８の中心線に平行
な方向の移動量は角度αによって変わるが、通常は角度
αが小さいため、移動量もごく小さい、上記隙間はごく
小さくてよいはずである。

しかし、第１図および第２図に示すように、ブロック８
の端面を平面とする場合には、上記ブロックの移動を許
容するための外に、ブロック８と第一，第二継手部材2,
4との相対回動を許容するためにも隙間が必要であり、
この隙間はブロックの中心線方向の移動を許容するため
の隙間に比較して非常に大きい。

そのために、第１図及び第２図の実施例においては隙間
ｌが大きくされているが、この隙間ｌが大きければブロ
ック８がヨーク片7,7′の長手方向に大きく移動し、振
動，騒音や動力損失の発生原因になるのみならず、両者
の接触面積が一定しないことになって望ましくない。接
触面積が一定しなければ、最も接触面積が小さい場合で
も、接触面圧が過大とならないようにするために、第
一，第二継手部材2,4およびブロック８を大形にせざる
を得なくなるからである。

第７〜８図の例はブロックの２面を凸面にしたことによ
り、上記隙間ｌを小さくしたものである。大きな隙間ｌ
が必要となる原因は、上述のようにブロック８の稜線と
第一，第二継手部材2,4とが干渉するからであり、稜線
を欠いた凸面にすることにより、隙間ｌを小さくするこ
とができ、その結果として、ブロックの中心線に平行な
方向の往復動が小さくなり、振動，騒音，動力損失等を
低減させることができる。

ブロック８内の油溜に注入されているグリースはブロッ
クの高速回転によって、表面に出る力が与えられ、給油
孔10から給油溝９へ出てきて、常に摺動を円滑にする。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の第１実施例を示し、第１図は全体
の平面図、第２図はその正面図、第３図はヨークの平面
図、第４図はその正面図、第５図はブロックの平面図、
第６図はその正面図、第７〜８図は第２実施例を示し、
第７図はブロックの平面図、第８図はブロックの正面図
である。 １……駆動軸、２……第一継手部材、３……従動軸、４
……第二継手部材、５……軸嵌合部、６……底板、7,
7′……ヨーク片、８……ブロック、９……給油溝、10
……給油孔、11,11′……凸面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ軸受装置によって回転可能かつ軸
   方向に移動不能に支持された駆動軸と従動軸とを、それ
   ら両軸の心ずれにかかわらず回転伝達可能に連結する軸
   継手であって、 概して四角柱状を成し、その四角柱の４周面が、その四
   角柱の軸線に平行でかつ互いに平行な一対の平面である
   第一平行平面対と、その第一平行平面対と交差する方向
   に延びるとともに前記軸線に平行でかつ互いに平行な別
   の一対の平面である第二平行平面対とから成るブロック
   と、 前記第一平行平面対と、その第一平行平面対の平面に沿
   ったあらゆる方向に相対移動可能に係合する第一ヨーク
   部を有し、前記駆動軸に固定される第一継手部材と、 前記第二平行平面対と、その第二平行平面対の平面に沿
   ったあらゆる方向に相対平行移動可能に係合する第二ヨ
   ーク部を有し、前記従動軸に固定される第二継手部材と を含むことを特徴とする軸継手。
2. 【請求項２】前記四角柱状のブロックの一方の端面が前
   記第一平行平面対と直交する方向に延びる直線を中心線
   とする部分円筒面を成し、他方の端面が前記第二平行平
   面対と直交する方向に延びる直線を中心線とする部分円
   筒面を成すことを特徴とする請求項１に記載の軸継手。
3. 【請求項３】前記第一平行平面対および前記第二平行平
   面対の各平面に給油溝が形成されるとともに、その給油
   溝に連通する油溜が前記ブロック内に形成されたことを
   特徴とする請求項１または２に記載の軸継手。