JPH10281171A - 摩擦式剛性軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸間の締結作業を迅速且つ容易にできるとと
もに、コンパクトで重量や慣性能率が小さく、構造が簡
単で低コストな摩擦式剛性軸継手を提供する。 【解決手段】 ナット部６の両側に一対の軸締付部８，
９を有し、軸Ｘ，Ｙが嵌合する軸孔５が形成された締付
スリーブ２と、それぞれの軸締付部外周面に嵌合される
一対の締付リング３，４とを備えている。軸締付部８，
９の同心円筒状外周面１０，１１が締付リングの同心円
筒状内周面１４，１６に、偏心円筒状外周面１２，１３
が偏心円筒状内周面１５，１７にそれぞれ嵌合し、これ
らの締付リングを締付スリーブに対して回動することで
軸締付部に半径方向の弾性変位が生じ、軸Ｘと軸Ｙがそ
れぞれ軸孔内周面に摩擦固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対向する２軸間を
締結して両軸間で回転の伝達を行う摩擦式剛性軸継手に
関する。

【０００２】

【従来の技術】対向する２軸間、例えばモータ軸とボー
ルネジ軸との間で回転を伝達する場合等に用いられる軸
継手としては、従来、図１７や図１８に示すような構造
の摩擦式剛性軸継手が用いられている。

【０００３】図１７に示す軸継手は、端面を対向させた
軸Ａ１と軸Ｂ１に亘って外嵌されるインナーリングＣ１
と、前記インナーリングＣ１の外周に形成されている中
高のテーパ面に嵌合される一対のテーパリングＤ１，Ｅ
１と、これらのテーパリングＤ１，Ｅ１どうしを軸方向
に引き寄せる、それぞれのテーパリングＤ１，Ｅ１の周
方向に等間隔で配置された複数の締付ボルトＦ１から構
成されている。

【０００４】この軸継手は、締付ボルトＦ１を締め付け
るとテーパリングＤ１とテーパリングＥ１が互いに接近
してインナーリングＣ１外周のテーパ面が半径方向内側
に押圧され、インナーリングＣ１の弾性変形によって、
テーパリングＤ１の内周面が軸Ａ１と軸Ｂ１のそれぞれ
の外周面に圧接し、テーパリングＤ１と両軸Ａ１，Ｂ１
間の摩擦によって、軸継手を介して軸Ａ１と軸Ｂ１とが
締結される。

【０００５】また、図１８に示す軸継手は、軸Ａ２と軸
Ｂ２に跨って外嵌されるインナーリングＣ２と、その外
側に同心状に配置されたアウターリングＤ２と、前記イ
ンナーリングＣ２の外周に形成されている中高のテーパ
面と前記アウターリングＤ２の内周に形成されている両
側が拡開したテーパ面との間に両側から嵌合される一対
のテーパリングＦ２，Ｇ２と、これらのテーパリングＦ
２，Ｇ２どうしを軸方向に引き寄せる複数の締付ボルト
Ｈ２から構成されている。

【０００６】この軸継手では、締付ボルトＨ２を締め付
けるとテーパリングＦ２とテーパリングＧ２が互いに接
近して、インナーリングＣ２のテーパ面とアウターリン
グＤ２のテーパ面との環状の隙間に両側から楔入し、こ
れらのテーパリングＦ２，Ｇ２が前述の図１７のものと
同様にインナーリングＣ２外周のテーパ面を半径方向内
側に押圧し、インナーリングＣ２の弾性変形によって、
軸Ａ２と軸Ｂ２とが締結される。

【０００７】この際、テーパリングＦ２，Ｇ２はインナ
ーリングＣ２から半径方向外向きの反力を受けるが、ア
ウターリングＤ２内周のテーパ面によって、テーパリン
グＦ２，Ｇ２の半径方向外側への拡開変形が抑えられ、
前述した図１７の軸継手より両軸Ａ２，Ｂ２をさらに強
固に締結することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
軸継手は、２つの軸を締結する際に、多数の締付ボルト
をそれぞれ均等に締め付ける必要があるため、締結作業
に手間と時間を要する問題があり、また、軸方向に配置
されている締付ボルトを締付けるための作業スペースを
軸継手の軸方向に広く確保する必要があった。

【０００９】また、締結する軸径に比較して軸継手の外
径寸法が大きいため、広い取付スペースも必要となり、
また、重量や慣性能率が大きくなる問題があった。さら
に、軸継手の構成部品の内周面や外周面をテーパ面に加
工しているため、高い加工精度が要求されるとともに、
多数のボルト孔やネジ孔を加工する必要があるため製造
コストが高くなる問題もあった。

【００１０】そこで、本発明は前述したような従来技術
の問題を解消し、軸間の締結作業を迅速且つ容易にでき
るとともに、コンパクトで重量や慣性能率が小さく、構
造が簡単で低コストな摩擦式剛性軸継手を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的のため、本発明
の摩擦式剛性軸継手は、工具を係合可能なナット部と前
記ナット部の軸方向両側に連設された一対の軸締付部と
を有し、内部に各軸締付部の端面に開口する軸孔が軸方
向に形成されている締付スリーブと、前記一対の軸締付
部外周面にそれぞれ嵌合され、工具で回動可能な一対の
締付リングとを備えている。

【００１２】そして、前記一対の軸締付部はそれぞれ、
前記軸孔と同心状に形成された同心円筒状外周面と前記
同心円筒状外周面と軸方向に隣接し軸孔中心に対して偏
心した偏心円筒状外周面とを有するとともに、隣合う同
心円筒状外周面と偏心円筒状外周面のうち前記ナット部
に隣接する方の外周面は他方の外周面以上に半径方向外
側に突出し、前記一対の締付リングは、対応する各軸締
付部の同心円筒状外周面と偏心円筒状外周面にそれぞれ
嵌合する同心円筒状内周面と偏心円筒状内周面とを有
し、各締付リングの回動により対応する軸締付部に半径
方向の弾性変位を生じさせてそれぞれの軸締付部の端面
から軸孔内に嵌入された両方の軸を軸孔内周面でそれぞ
れ摩擦固定して締結するように構成されている。

【００１３】

【作用】本発明の摩擦式剛性軸継手により２つの軸を締
結する場合には、これらの軸の対向側の軸端どうしを締
付スリーブの両側から軸孔に挿入する。そして、先ず、
締付スリーブ中央のナット部と何れか一方の締付リング
とをそれぞれスパナ等の工具で保持し、前記締付リング
を締付スリーブに対して相対的に回動させて締め付け
る。

【００１４】締付リングが締付スリーブの軸締付部に対
して回動すると、前記軸締付部の同心円筒状外周面に嵌
合している前記締付リングの同心円筒状内周面の回動中
心と、偏心円筒状内周面の回動中心との僅かなずれによ
って、締結リングの偏心円筒状内周面とこれに嵌合する
軸締付部の偏心円筒状外周面との間で略半周部分に亘っ
て面圧が発生する。

【００１５】また、前記締結リングの同心円筒状内周面
とこれに嵌合する軸締付部の同心円筒状外周面の間に
は、前記半周部分の反対側の半周部分に前記面圧と均衡
する面圧が発生する。

【００１６】その結果、軸締付部は半径方向に弾性変位
を生じ、前記軸締付部の位置では軸孔の内周面に一方の
軸が締付けられて摩擦固定される。この際、締付リング
は摩擦力で軸締付部に対してセルフロックされ、締付ス
リーブの軸孔内周面に軸が摩擦固定された状態が維持さ
れる。同様に他方の締付リングも工具で回動して締め付
けることにより、両方の軸が締付スリーブを介して強固
に締結される。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の摩擦式剛性軸継手（以下、単に軸
継手という。）の第１実施例を示す縦断面図、図２はそ
の側面図であって、軸継手１は、締付スリーブ２と２つ
の締付リング３，４の計３つの部品から構成されてい
る。

【００１８】前記締付スリーブ２には軸方向に貫通する
軸孔５が形成されており、前記軸孔５には、同軸線上に
対向する駆動側の軸Ｘと被駆動側の軸Ｙとが両側から嵌
挿されるようになっている。

【００１９】また、締付スリーブ２の軸方向中央部に
は、ナット部６が形成されている。前記ナット部６は、
その外周面がナットやボルト頭部の側面と同様な六角柱
状の工具係合面７で構成され、ここにスパナ等の工具を
係合できるようになっている。

【００２０】また、前記ナット部６の軸方向両側には一
対の軸締付部８，９が連設されている。これらの軸締付
部８，９の外周面は軸孔５と同心状に形成されている同
心円筒状外周面１０，１１とこれらに対して軸方向に隣
接している偏心円筒状外周面１２，１３から構成されて
いる。

【００２１】同心円筒状外周面１０，１１は、それぞれ
軸孔５と同心に形成されているが、偏心円筒状外周面１
２，１３の中心Ｏ’は、軸孔５の中心Ｏから僅かな距離
ｅだけ偏心している。

【００２２】また、偏心円筒状外周面１２，１３の外径
は、同心円筒状外周面１０，１１の外径より小さく、ナ
ット部６の両側に隣接している同心円筒状外周面１０，
１１の外周面は、締付スリーブ２の両端側にある偏心円
筒状外周面１２，１３以上に半径方向外側に突出して形
成されている。

【００２３】一方、締付スリーブ２の両側に外嵌されて
いる一対の締付リング３，４の外周面はそれぞれ、締付
スリーブ２の工具係合面７と同様、スパナ等の工具で回
動できるように六角柱状に形成されている。

【００２４】また、締付リング３には前記同心円筒状外
周面１０と偏心円筒状外周面１２にそれぞれ嵌合する同
心円筒状内周面１４と偏心円筒状内周面１５が形成さ
れ、締付リング４には同心円筒状外周面１１と偏心円筒
状外周面１３にそれぞれ嵌合する同心円筒状内周面１６
と偏心円筒状内周面１７が形成されている。

【００２５】前述したように構成されている軸継手１に
よって、軸Ｘと軸Ｙとを締結する場合には、締付スリー
ブ２のナット部６をスパナ等の工具で挟み、締付リング
３，４をそれぞれナット部６に対してスパナ等の工具で
回動させて締め付ける。

【００２６】図３および図４は、図１のＡ−Ａ線位置と
Ｂ−Ｂ線位置のそれぞれの位置における矢印方向に見た
断面図である。これらの図において、一方の締付リング
３に締付スリーブ２に対して原位置から矢印Ｎで示す時
計回りの方向に締付力を作用させると、図３の位置では
軸締付部８の偏心円筒状外周面１２に対して、締付リン
グ３の偏心円筒状内周面１５が嵌合しているため、締付
リング３は中心Ｏ’まわりに回動しようとする。

【００２７】一方、図４の位置では、締付リング３の同
心円筒状内周面１４、軸締付部８の同心円筒状外周面１
０に嵌合しているため、中心Ｏ回りに回動しようとす
る。その結果、軸締付部８の偏心円筒状外周面１２と軸
孔５内周面との間の肉厚が締付リング３の移動方向に増
加している図３の位置の軸締付部８のイの部分では、図
５に示すように、軸Ｘの外周面に沿った方向に移動する
締付リング３に対して、軸締付部８が楔のように作用
し、締付リング３の偏心円筒状内周面１５と軸締付部８
の偏心円筒状外周面１２との間に大きな面圧を発生させ
る。

【００２８】前記面圧は偏心円筒状外周面１２の半周部
分に亘って作用して軸締付部８を半径方向に弾性変位さ
せるため、その軸孔５内周面の半周部分は軸Ｘに締付力
Ｆを及ぼす。

【００２９】これに対し、図３のロの部分を含む残りの
半周部分では、図６の拡大図に示すように、締付リング
３の移動方向に対して軸締付部８の半径方向肉厚は減少
しているため、軸Ｘに対する締付力は生じない。

【００３０】また、前記締付リング３の同心円筒状内周
面１４とこれに嵌合する軸締付部８の同心円筒状外周面
１０の間には、前記面圧の作用している半周部分と反対
側の半周部分に前記面圧と均衡する面圧が発生する。そ
の結果、図４に示す位置における軸締付部８の軸孔５の
内周面の半周部分は、前記締付力Ｆと均衡する締付力
Ｆ’を軸Ｘに及ぼし、軸孔５内周面と軸Ｘ外周面との摩
擦によって、締付スリーブ２に対して軸Ｘが摩擦固定さ
れる。

【００３１】一方、軸Ｙも締付リング４を回動して締付
けることにより、同様にして締付スリーブ２に対して摩
擦固定され、軸継手１を介して軸Ｘと軸Ｙとが強固に締
結される。

【００３２】この際、締付リング３，４が締付スリーブ
８，９に対してそれぞれ摩擦力でセルフロックされ、軸
の回転振動で緩みを生じる恐れがない。なお、両軸Ｘ，
Ｙの締結を解除するには、各締付リング３，４を締付ス
リーブ８，９に対して締付けた方向と逆に回せばよい。

【００３３】次に図７は、本発明の摩擦式剛性軸継手の
第２実施例を示す縦断面図であって、この実施例の軸継
手１Ａは、締結する２つの軸の太さが異なる場合に適用
されるものである。すなわち、軸継手１Ａの締付スリー
ブ２の一方の端面と軸方向中央との間は軸孔５Ａが形成
され、他方の端面と軸方向中央の間は軸孔５Ｂが形成さ
れている。

【００３４】これらの軸孔５Ａ，５Ｂは、同一軸線上に
中心を有するが内径が異なり、径差のある駆動側の軸
Ｘ’と被駆動側の軸Ｙ’がそれぞれ嵌合される。なお、
図７中、図１と同一の番号で表している、軸孔５Ａ，５
Ｂ以外の部分については、前述した第１実施例のものと
同じ構造であるため説明は省略する。

【００３５】次に図８は、本発明の摩擦式剛性軸継手の
第３実施例を示す縦断面図、図９はその側面図、図１０
は図８のＣ−Ｃ線位置における矢印方向に見た断面図で
あって、軸継手１Ｂの締付スリーブ２には、その全長に
亘って周方向の一カ所に外周面側と軸孔５の内周面側と
の間を連通するスリットＳが形成されている。

【００３６】なお、図８〜図１０において、図１と同一
の番号で表している部分は、スリットＳを除いて第１実
施例のものと同じ構造である。本実施例ではスリットＳ
を設けたことによって、締付スリーブ２の半径方向の弾
性変形が容易になり、締付リング３，４の締付けに必要
なトルクを軽減することができる。

【００３７】また、図１１は、本発明の摩擦式剛性軸継
手の第４実施例を示す縦断面図、図１２はその側面図、
図１３は図１１のＤ−Ｄ線位置における矢印方向に見た
断面図である。

【００３８】この実施例は、軸継手１Ｃの締付スリーブ
２がナット部６の両側に連設されている軸締付部８，９
の部分にのみ、円周方向に９０度間隔で４カ所形成され
たスリットＳ’によって分割されており、これらの分割
された部分がナット部６で連結されている。（なお、図
面中には一方の軸締付部８しか表れていない。） スリットＳ’を形成したことによって、締付リング３，
４が嵌合される軸締付部の弾性変形が容易になり、前述
した第３実施例のものと同様に、締付リング３，４の締
付けに必要なトルクを軽減することができる。

【００３９】本実施例の軸継手１Ｃは、スリットＳ’を
形成していることを除き、前述した第１実施例及び第３
実施例の軸継手と同一構成となっている。なお、この実
施例では、スリットＳ’の数を４つにしたものを示した
が、スリットの数は必要に応じて増減してもよい。

【００４０】次に図１４は本発明の摩擦式剛性軸継手の
第５実施例を示す縦断面図、図１５はその側面図、図１
６は図１４のＥ−Ｅ線位置における矢印方向に見た断面
図であって、この実施例の軸継手１Ｄも前述した各実施
例の軸継手と同様に締付スリーブ２’と２つの締付リン
グ３’，４’の計３つの部品から構成されている。

【００４１】そして、締付けスリーブ２’に対して両方
の締付リング３’，４’を相対的に回動させて軸Ｘと軸
Ｙとを締結する原理は前述した各実施例の軸継手と同じ
であるが、この実施例の軸継手１Ｄでは、締付スリーブ
２’のナット部６の両側に設けられている軸締付部
８’，９’にそれぞれ形成されている同心円筒状外周面
１０’，１１’は、ナット部６から離れた締付スリーブ
２’の両端側に配置され、偏心円筒状外周面１２’，１
３’はナット部６の両側に隣接して配置されている。

【００４２】なお、この実施例では、締付スリーブ２’
のそれぞれの軸締付部８’，９’へ締付リング３’，
４’を嵌合可能とするため、前述した各実施例の軸継手
とは逆に、偏心円筒状外周面１２’，１３’の外径は、
同心円筒状外周面１０’，１１’の外径より大きく、ナ
ット部６の両側に隣接する側にある偏心円筒状外周面１
２’，１３’の外周面が、締付スリーブ２”の両端側に
ある同心円筒状外周面１０’，１１’以上に半径方向外
側に突出するように形成されている。

【００４３】また、締付リング３’には前記同心円筒状
外周面１０’と偏心円筒状外周面１２’にそれぞれ嵌合
する同心円筒状内周面１４’と偏心円筒状内周面１５’
が形成され、締付リング４’には同心円筒状外周面１
１’と偏心円筒状外周面１３’にそれぞれ嵌合する同心
円筒状内周面１６’と偏心円筒状内周面１７’が形成さ
れている。

【００４４】前述した各実施例で説明した軸継手におい
ては、締付スリーブのナット部の工具係合面や締付リン
グの外周面をボルトの頭部やナットど同様に六角柱状に
形成してスパナを係合するようにしているが、前記ナッ
ト部や締付リングの外周面は、スパナやプライヤ等の工
具で回動させたり保持できる形状であればよく、例えば
四角柱等に形成したり、あるいは、鍵スパナ等で回動で
きるように、外周面に工具係合用の突起や溝、穴等を形
成してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の摩擦式
剛性軸継手によれば、一対のテーパリングどうしを複数
の締付ボルトで軸方向に引き寄せて軸どうしを締結する
構造の従来の軸継手と比較して、締付スリーブに対して
一対の締付リングをそれぞれスパナ等の工具で締付ける
操作のみで軸どうしを締結できるため、締結作業を迅速
且つ容易に行うことができるとともに、締結作業に必要
なスペースを少なくすることができる。

【００４６】また、締付ボルトを用いていないため部品
点数を減少でき、また、ボルト孔やネジ孔の加工、及
び、高い精度が必要なテーパ面の加工を必要としないた
め、製造コストを下げることができる。

【００４７】また、軸継手の外径が小さく重量や慣性能
率を小さくできるため、高速回転を行う軸どうしの締結
に好適に用いることができる。さらに、締付リングの締
付け時に偏心円筒状内周面と締付スリーブの軸締付部偏
心円筒状外周面との間の楔作用で発生する大きな摩擦力
によって、締付リングが締付スリーブに対してセルフロ
ックされ、軸の回転振動で緩みを生じる恐れがないた
め、軸どうしを確実且つ精度よく締結することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第１実施例を示
す縦断面図。

【図２】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第１実施例を示
す側面図。

【図３】 図１のＡ−Ａ線位置における矢印方向に見た
断面図。

【図４】 図１のＢ−Ｂ線位置における矢印方向に見た
断面図。

【図５】 図３のイ部の拡大断面図。

【図６】 図３のロ部の拡大断面図。

【図７】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第２実施例を示
す縦断面図。

【図８】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第３実施例を示
す縦断面図。

【図９】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第３実施例を示
す側面図。

【図１０】 図８のＣ−Ｃ線位置における矢印方向に見
た断面図。

【図１１】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第４実施例を
示す縦断面図。

【図１２】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第４実施例を
示す側面図。

【図１３】 図１１のＤ−Ｄ線位置における矢印方向に
見た断面図。

【図１４】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第５実施例を
示す縦断面図。

【図１５】 本発明の摩擦式剛性軸継手の第５実施例を
示す側面図。

【図１６】 図１４のＥ−Ｅ線位置における矢印方向に
見た断面図。

【図１７】 従来の摩擦式剛性軸継手の一例を示す縦断
面図。

【図１８】 従来の摩擦式剛性軸継手の別の例を示す縦
断面図。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 軸継手 ２ 締付スリーブ ３，４ 締付リング ５，５Ａ，５Ｂ 軸孔 ６ ナット部 ７ 工具係合面 ８，９ 軸締付部 １０，１０’，１１，１１’ 同心円筒状外周面 １２，１２’，１３，１３’ 偏心円筒状外周面 １４，１４’，１６，１６’ 同心円筒状内周面 １５，１５’，１７，１７’ 偏心円筒状内周面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具を係合可能なナット部と前記ナット
   部の軸方向両側に連設された一対の軸締付部とを有し、
   内部に各軸締付部の端面に開口する軸孔が軸方向に形成
   されている締付スリーブと、 前記一対の軸締付部外周面にそれぞれ嵌合され、工具で
   回動可能な一対の締付リングとを備え、 前記一対の軸締付部はそれぞれ、前記軸孔と同心状に形
   成された同心円筒状外周面と前記同心円筒状外周面と軸
   方向に隣接し軸孔中心に対して偏心した偏心円筒状外周
   面とを有するとともに、隣合う同心円筒状外周面と偏心
   円筒状外周面のうち前記ナット部に隣接する方の外周面
   は他方の外周面以上に半径方向外側に突出し、 前記一対の締付リングは、対応する各軸締付部の同心円
   筒状外周面と偏心円筒状外周面にそれぞれ嵌合する同心
   円筒状内周面と偏心円筒状内周面とを有し、 各締付リングの回動により対応する軸締付部に半径方向
   の弾性変位を生じさせてそれぞれの軸締付部の端面から
   軸孔内に嵌入された両方の軸を軸孔内周面でそれぞれ摩
   擦固定して締結するように構成されていることを特徴と
   する摩擦式剛性軸継手。