JPH083335B2 - 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、互いに軸線方向に摺動しうるが相対的に回
転しないように嵌合するおす部材とめす部材とから成る
軸継手、とくにトラクタと農耕機器とを連結する軸継手
に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の軸継手は、おす及びめす部材の一方がトラク
タに他方の部材が農耕機器にそれぞれ設けられ、おす部
材およびめす部材はそれぞれ昇降アームから移動可能に
吊下げられる。

おす部材とめす部材とを連結する際おす部材をめす部
材に挿入して連結するが、従来はその不整合状態を解消
して両部材を結合するため、長い螺旋形の溝に沿って一
方の部材を他方の部材に対して回転させていたので、こ
の種の軸継手は全体構造が大型になる欠点があつた。

そこで、この問題を解決するため、おす部材の中心孔
内に摺動自在に収容され先端に爪を有し前記おす部材内
で摺動する際軸線の周りに回転するための前記おす部材
の案内ピンに沿う螺旋形の溝を形成した案内軸と、この
案内軸を前記おす部材の外方に押圧するばねと、前記お
す部材の位相決めのための突起とを前記おす部材に設
け、前記案内軸の前記爪を収容する溝を有し前記おす部
材を収容する前記めす部材の孔に嵌合するカラーと、こ
のカラーを前記めす部材の外方に押圧するばねと、前記
めす部材の位置決めのための凹部とをめす部材に設けた
軸継手が提案された。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記軸継手は従来のものに比してかなり簡単でコンパ
クトなものであつたが、それでもめす部材にカラーを設
けるため、部品の数を十分少なくすることができず、し
たがつて必ずしも簡単な構造とは言えず、加工にも手間
がかかつた。

さらに爪とカラーとの組合わせは、爪が比較的薄いた
め破損し易いという欠点があつた。

本発明は、前記爪とカラーの組合わせに代わる手段を
用いることにより、一層簡単でかつ破損のおそれの少な
い頑丈な構造の軸継手を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明の軸継手は、互いに軸線方向に摺動しうるが相
対的に回転しないように嵌合するおす部材とめす部材と
から成る軸継手において、前記おす部材が、その中心孔
内に摺動自在に収容され先端の拡大した頭部に位相決め
突起又は溝を有しかつ前記おす部材内で摺動する際軸線
の周りで回転するように前記おす部材の案内部材に沿つ
て螺旋形のリード溝を形成した案内軸と、前記案内軸を
前記おす部材の外方に押圧するばねとを備えたことを特
徴とすものである。

本発明によれば、前記案内軸頭部の位相決め突起又は
溝がめす部材と共働して案内軸を軸線の周りに回転する
ことによりめす部材と整合させ、おす部材とめす部材と
が結合しうるようすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明をカルダン継手のような180゜対称のも
のに適用した場合について説明するが、本発明はそれ以
外のものにも適用しうることは当然である。

第１実施例 第１図の右側に示すおす部材10は、ヨークを嵌合、固
定した前半分が中空のスプライン軸11を備えている。ス
プライン軸11の後端のヨークには軸受21を介して円筒形
カバー20がスプライン軸11と同心にかつ回転可能に支持
されている。スプライン軸11は、スプライン間の１つの
歯を歯切りしないで形成された位相決め突起13を備えて
いる。すなわち、この位相決め突起13の幅はスプライン
12の１つの歯山の約３倍の幅となつている。スプライン
軸11先端の中心孔22には案内軸15が摺動可能に挿入さ
れ、案内軸15の先端にはほヾ円錐形の拡大した頭部16が
設けられ、頭部16の裾部周囲にはそれぞれ前記スプライ
ン12および位相決め突起13と同じ大きさのスプライン17
および位相決め突起18が設けられている。さらに、案内
軸15の長手方向ほヾ中間部の外周には螺旋状のリード溝
19が形成されている。この溝19には、スプライン軸11の
スプライン12の前方部分に設けられた孔14Aから内方に
突出する案内部材としてのガイドボール14が突出して設
けられていて、これがリード溝19に係合して案内軸15の
運動を規制するようになつている。

おす部材10はカバー後端に設けられた吊下用アーム２
およびワイヤ24を利用して、図示しないトラクタから吊
下げられる。

おす部材のスプライン軸11の中心孔22にはばね25が挿
入され、案内軸15をつねに外方に押している。案内軸15
をばね25に抗して押込むと、案内軸15はリード軸19とガ
イドボール14との共働により、その軸線の周りに回転
し、頭部16の位相決め突起18がスプライン軸11の位相決
め突起13に対して所望の角度だけ回転することができる
ようになっている。

一方、めす部材30は一端にヨークを一体に備えかつ内
周面にスプライン32を形成された中空スプライン軸31を
備え、その内周面の直径的に対向する２箇所に前記スプ
ライン軸11の先端頭部16に設けられた位相決め突起18と
共働するスプライン間の１つの歯溝より幅が約３倍広い
溝33が設けられている。この実施例の場合、回転トルク
の伝達は両側の２つの自在継手を介して行われるので、
自在継手の固有な同期性（等速性）の理由から、継手ヨ
ークが同一の位相をとる必要があり、従って180度の位
相合わせが必要である。

スプライン軸31の周囲には、軸受35を介して円筒形の
カバー34がスプライン軸31と同心にかつ回転可能に取付
けられている。カバー34は吊下用アーム36およびワイヤ
37を利用して図示しない農業機器から吊下げらる。

以下、本発明軸継手の連結操作について説明する。継
手のおす部材10およびめす部材30は、それぞれ例えばト
ラクタおよび農耕機器に取付けられる。

（Ｉ） 解離状態 第１図に示す解離状態では、おす部材10とめす部材30
とは同図ｃ、ｄに示すように通常位相がずれている。お
す部材10を基準にとると、めす部材30は角度αだけずれ
ている。すなわち、おす部材とめす部材との相対位相差
はαである。なお、位相決め溝33が一対設けてあるた
め、αは当然180゜以下である。

この状態において、前記のように、おす部材のスプラ
イン軸11の位相決め突起13と、案内軸15の頭部16の位相
決め突起18との位相は、ガイドボール14と螺旋状のリー
ド溝19の作用により一致している。

なお、案内軸15はスプライン軸11との間に設けたばね
25によつて外方へ押し出されようとするが、ガイドボー
ル14が螺旋状のリード溝19の端部に係合するため軸方向
に移動を規制されるので、図示の位置で停止している。

もちろん、おす部材とめす部材との結合はスプライン
に限定されるものでなく、すなわち円形以外の全ての形
状を利用しうるが、この実施例においては便宜上スプラ
インによるものとする。また、スプライン軸11における
位相決め突起13は、下記に説明するように、スプライン
軸32の位相決め溝33と頭部16の位相決め突起18によつて
両部材の位相を規定し得るため、必ずしも設ける必要は
ないが、ここでは便宜上設けるものとして説明する。

（II）探り状態 めす部材30を第１図において右へ移動し、おす部材10
の案内軸15の先端頭部16をめす部材10のスプライン軸31
の端面に設けたラツパ状の案内面38に突き当てて押し込
む。このとき、おす部材10とめす部材30とは位相が一致
していれば問題なくそのまま差し込むことが出来るが、
通常は一致していないので、頭部16の位相決め突起18が
スプライン軸31のスプライン32の端面に衝突して、おす
部材とめす部材とはそれ以上接近することはできない。

めす部材30をさらに右に移動すると、おす部材10の案
内軸15はガイドボール14と螺旋状のリード溝19との係合
によってを規制されるため、案内軸15は軸線の周りに回
転しながらさらに右に移動する。すなわちスプライン軸
11内先端の中心孔22内に設けたばね25の作用に抗して引
つ込められる。そして、第２図に示すように、案内軸15
が、リード溝19とガイドボール14の案内作用により相対
位相角αだけ回転すると、めす部材30のスプライン軸31
に設けられたスプライン32および溝33は案内軸15先端の
頭部16に設けた位相決め突起18およびスプライン17を受
け入れる。

このときは、おす部材10のスプライン軸11の位相とめ
す部材のスプライン軸31の位相とはまだ整合していな
い。

（III）位相合せ状態 第２図の状態において、おす部材10の案内軸15の位相
決め突起18およびスプライン17と、めす部材30のスプラ
イン軸31のスプライン32および位相決め溝33とは位相が
一致している。したがつて案内軸15はスプライン32内へ
軸方向に摺動可能な状態になつている。

そこで、案内軸15はスプライン軸11の孔内に設けたば
ね25の作用により外方へ押し出され、スプライン32内を
左へ移動する。

このとき案内軸15は、ガイドボール14とリード溝19の
作用によつて回転しながら、即ち位相角αだけ反対方向
に戻りながらスプライン32内を移動する。そして、案内
軸15と一部係合しためす部材30のスプライン軸31も案内
軸15とともに位相角αだけ戻り第３図に示す整合状態と
なる。（上記の説明はおす部材を基準として考えた場合
で、スプライン軸11が相対的に回転しないときには、め
す部材はカバー34に対して位相角αだけ回転することに
なる。） （IV）結合状態 第３図のおす部材10の案内軸15とめす部材30のスプラ
イン32の位相が一致した状態からさらにめす部材30をお
す部材10のスプライン軸11に押し込めば、案内軸15とお
す部材10のスプライン軸11との位相は、第１図と同様に
一致しているので、めす部材30のスプライン32とおす部
材10のスプライン12との位相が一致することになり、お
す部材10とめす部材30とは完全に結合できる。

したがつて、おす部材とめす部材とは伸縮自在に結合
された状態となり、運転作業を行うことができる。なお
第４図はおす部材とめす部材の結合が最も深く行なわれ
た場合を示し、その際、案内軸15の頭部16はめす部材30
とスプライン軸の後端を通過してフリーの状態になる。

第２実施例 以上が本発明の第１実施例の説明であるが、おす部材
のスプライン軸11とめす部材のスプライン32の結合の重
畳（ラツプ、重なり合うこと）する部分をさらに十分に
長い領域にわたって噛み合わせるため、案内軸15の先端
や位相合わせ用スプライン17および位相決め突起18など
の回転トルクの伝達のため、スプラインの重畳に無関係
の部分を第５図に示すように形成するとさらに好ましい
結果が得られる。すなわち、第４図の状態よりもさらに
めす部材30内をおす部材が左側に移動できるように、お
す部材10のスプライン軸11の長さを延長する。このとき
めす部材のスプライン32の長さはそのまゝとする。すな
わちめす部材30の右端とおす部材10とはまだ衝突してい
ない。ここで、めす部材を右に移動すると、たとえば、
クロスジヨイント38に設けたストツパ39に案内軸15の頭
部16の先端が突当る。そこでさらにめす部材30を右に移
動すると、おす部材10に設けられた案内軸15はガイドボ
ール14と螺旋状のリード溝19に規制されているので、回
転しながらさらに右に移動する。すなわち、案内軸15は
スプライン軸11の孔内に設けられたばね25の力に抗して
引込む。

なお、めす部材30のスプライン軸31のスプライン32は
スプライン軸31の全長に亘つておらず、第５図の如く途
中から案内軸15のスプライン17よりやや大きい径の丸孔
40となつているので、案内軸15は丸孔40内で、スプライ
ン軸11に対して自由に回転することができるようになっ
ている。そして、案内軸15は回転角180度だけ回転して
からスプライン軸11の先端に突当る。

第４図の軸継手と第５図の軸継手とを比較すると、お
す部材10のスプライン軸11の長さを延長した分だけ、お
す部材10のスプライン軸11とめす部材のスプライン32の
結合の重畳する部分が増加することになり、第５図のも
のは第４図のものより回転トルクの伝達に対して一層好
ましい結果が得られる。また、めす部材の孔の端部が丸
孔となっているので、そとスプラインの加工が容易とな
る。

なお、上記の各実施例は軸継手の結合をスプラインに
よつたものであるが、軸の結合は必ずしもスプラインに
よるばかりでなく、たとえば、軸を楕円、レモン型、長
方形、各種多角形等の各種の断面のものとすることがで
きる。

またスプラインの結合の際に位相を合わせるのに位相
決め突起および溝を用いたが、これをおす、めす反対に
設けることもできる。たとえば第６図ａ、ｂに示すよう
に、スプライン軸31′のスプライン32′の一部に位置決
め突起33′をこれに対してスプライン軸11（または頭部
16′）のスプライン12′（またはスプライン17′）の一
部に溝13′（または18′）を設けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは本発明継手の第１実施例の解離位置にお
ける側断面およびそのＸ、Ｙ方向に見た側面図。第２図
ａ〜ｃは両継手部分の結合開始における第１図と同様の
図。第３図ａ〜ｃは両継手部材の整合状態における第２
図と同様の図。第４図は両継手部材の結合状態を示す側
断面図。第５図は本発明の第２実施例を示す側断面図。
第６図はスプライン結合の変型を示す端面図。 10……おす部材、11……スプライン軸、12……スプライ
ン、13……位相決め突起、14……ガイドボール、14A…
…ガイドボール用の孔、15……案内軸、16……頭部、17
……スプライン、18……位相決め突起、19……リード
溝、20……円筒形カバー、21……軸受、22……中心孔、
23……吊下げ用アーム、24……ワイヤ、25……ばね、30
……めす部材、31……中空スプライン軸、32……スプラ
イン、33……溝、34……カバー、35……軸受、36……吊
下げ用アーム、37……ワイヤ、38……クロスジヨイン
ト、39……ストツパ、40……丸孔、11′（または16′）
……スプライン軸（または頭部）、12′（または17′）
……スプライン、13′（または18′）……溝、31.……
軸、32′……スプライン、33′……位置決め突起、38…
…ラツパ状の案内面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに軸線方向に摺動しうるが相対的に回
   転しないように嵌合するおす部材とめす部材とから成る
   軸継手において、前記おす部材（10）が、その中心孔
   （22）内に摺動自在に収容され先端の拡大した頭部（1
   6）に位相決め突起（18）又は溝（18′）を有しかつ前
   記おす部材（10）内で摺動する際軸線の周りで回転する
   ように前記おす部材（10）の案内部材（14）に沿つて螺
   旋形のリード溝（19）を形成した案内軸（15）と、前記
   案内軸（15）を前記おす部材の外方に押圧するばね（2
   5）とを備え、前記案内軸頭部（16）の位相決め突起（1
   8）又は溝（18′）がめす部材（30）と共働して案内軸
   （15）を軸線の周りに回転することによりめす部材と整
   合し、おす部材とめす部材とが結合しうるようにしたこ
   とを特徴とする軸継手。