CN100580266C - 轴接头 - Google Patents

Abstract

提供一种轴接头，其以通过在平行的两轴间互相正交的导向槽的交差位置配置的滚动体来传递动力的方式，总是可得到稳定的动作状态。各滚动体(3)形成为圆筒形状，由两板(1、2)的导向槽(5、6)引导其两端部，使中央部通过在保持器(4)上设置的长孔(7)来进行保持，并且设有滑块(10)，其从各滚动体(3)的外周呈凸缘状突出，与保持器(4)卡合来限制滚动体(3)的在包含轴的平面内的旋转，使板轴方向的力不起作用并且消除轴方向的晃动，并且将滚动体(3)保持成与板轴方向平行，防止滚动体(3)向导向槽(5、6)的咬合，总是可以得到稳定的动作状态。

Description

轴接头

技术领域

本发明涉及连结互相平行的两轴且在两轴之间传递动力的轴接头。

背景技术

一般连结机械装置的两个轴并从驱动侧向从动侧传递动力的轴接头，根据连结的两个轴的位置关系而有不同的结构，大致分为两个轴在一条直线上的轴接头、两个轴交差的轴接头、两个轴互相平行(并且不同心)的轴接头。

作为这其中的连结平行的两个轴的轴接头，欧氏(Oldham)接头被广泛熟知。但是，该欧氏接头如果传递大的动力，则有时在安装在两轴之间的滑块彼此间的摩擦面上发生润滑不良而不能顺利地传递动力，也有不能允许大的偏心量(两轴的径向的错位量)的问题。

而且，在欧氏接头以外提出一种传递动力的机构，在轴向相对的两个旋转部件(盘)间插入板，在该板的表背面的多个地方配置直线运动引导件，使其动作方向在板的表背互相正交，通过板和直线运动引导件在两旋转部件间传递动力(参照专利文献1)。

如果采用该机构，只通过改变直线运动引导件的长度就可以得到所需的偏心量，并且通过在直线运动引导件内的相对移动面上配置多个钢球，可以平稳地传递大动力。但是，由于使用多个直线运动引导件，导致制造成本变得很高，使高精度组装直线运动引导件变得困难，使组装作业变得非常费事。

因此，本申请人，在本发明以前提出一种轴接头，其传递动力的方式是通过在平行的两轴间互相正交的导向槽的交差位置配置的滚动体来传递动力(日本特愿2004-183559号)。

图11是表示上述方式的轴接头的一例。该轴接头，在轴向相对的两个旋转部件51、52的相对面，将多个导向槽53、54设置成与对方侧的导向槽正交，在各导向槽交差位置配置滚动体55，并且将各滚动体55收容在保持器56的长孔57内。另外，图11在说明上虽然表示了两旋转部件51、52为同心的状态，但通常是在两者的旋转轴错开了(偏心了)的状态下使用。

并且，各滚动体55，通过在被保持器56限制旋转部件径向的移动的状态下被压向驱动侧的旋转部件51，从而一边在导向槽53、54及保持器56的长孔57的内侧转动，一边按压从动侧的旋转部件52来传递动力。因此，动力传递时的磨擦阻力小，可以传递大的动力，并且只需通过改变导向槽53、54及保持器56的长孔57的长度，就可以得到必要的偏心量。而且，因为两旋转部件51、52间的零件只有滚动体55和保持器56，所以具有制造成本低，组装性良好等多种优点。

另外，在该轴接头中，在滚动体为球体的情况下，因为球体以一定的接触角与导向槽接触，所以作用有轴向力，该力与传递动力成比例地拉开两旋转部件。因此，为了防止动力传递时的轴方向的不稳，优选设有限制两旋转部件的轴向间隔的变化的轴向限制机构。但是，如果设置轴向限制机构，则轴接头整体的构造将复杂化，并且由于在与各旋转部件的接触部产生磨擦阻力，所以在两旋转部件相对滑动时，有时其动作不能顺利地进行。

另一方面，如果滚动体为滚柱(圆筒体)，将滚柱与旋转部件轴方向平行地组装，由于以其外径面与各旋转部件的导向槽的内侧面接触，所以在动力传递时旋转部件轴方向的力不起作用，不会发生轴方向的不稳。因此，没有必要设置上述的轴向限制机构，只是这点就能简化轴接头整体的构造，两旋转部件相对滑动时的动作也可以顺利地进行。但是，因为滚柱从各旋转部件及保持器承受的力的作用点及方向不在同轴上，所以在滚柱上产生转矩，产生滚柱相对于旋转部件轴方向成倾斜状态并容易在导向槽内咬合的问题。

并且，在滚动体为球体和滚柱中任意一种的情况下，滚动体因为与各旋转部件的导向槽及保持器的长孔同时接触，所以至少一个接触点为滑动接触，这成为两旋转部件的相对滑动时的阻力。

专利文献1：日本特开2003-260902号公报

发明内容

本发明的课题是提供一种轴接头，其以通过在平行的两轴间互相正交的导向槽的交差位置配置的滚动体来传递动力的方式，总能得到稳定的动作状态。

为了解决上述的课题，本发明所述各滚动体形成为圆筒形状，由所述各导向槽引导滚动体的两端部，使中央部通过在所述保持器设置的长孔而对其进行保持，并且设有滑块，其从各滚动体的外周呈凸缘状突出，与所述保持器卡合来限制滚动体的在包含轴的平面内的旋转。如此将滚动体形成为圆筒形状，通过在其外周设置与保持器卡合的滑块，使旋转部件轴向的力不作用且没有轴向的晃动，不需要轴向限制机构，并且将滚动体保持成与旋转部件轴向平行，可以防止滚动体向导向槽的咬合。

在上述的结构中，如果在所述各滑块与保持器之间设置滑动部件或直动轴承，则可以使滑块及滚动体相对于保持器平稳地相对移动。

作为所述各滑块，如果在所述滚动体的两侧至少各配置一个滚动轴承，该滚动轴承具有与所述保持器的长孔缘部卡合并在长孔内滚动的外圈，这些滚动轴承的内圈结合为一体，则因为该多个滚动轴承不仅有作用于滚动体的转矩，而且还作用有从保持器作用到滚动体上的旋转部材径向的法线力，所以可以更顺利地进行滑块及滚动体相对于保持器的相对移动。

并且，如果在所述各滚动体的两端部及中央部的外周嵌入滚动轴承，通过这些滚动轴承使所述各滚动体与所述两旋转部件的导向槽及保持器的长孔分别旋接，则可以使滚动体与导向槽及保持器的长孔相对移动时的阻力进一步变小。

本发明，如上所述，将轴接头的滚动体形成为圆筒形状，通过在其外周设置与保持器卡合的滑块，消除了轴方向的晃动，不需要轴向限制机构并且将滚动体保持成与旋转部件轴向平行，由于可以防止滚动体向导向槽的咬合，所以可以使轴接头总在稳定的状态下工作。

并且，通过使各滚动体通过滚动轴承与两旋转部件的导向槽及保持器的长孔分别旋接，可以进一步减少滚动体与导向槽及保持器的长孔相对移动时的阻力，可以使两旋转部件的相对滑动时的动作更加顺利地进行。并且，可以抑制由于滚动体与各旋转部件及保持器间的磨擦引起的发热，由于消除了滑动接触的部分，所以还具有在高旋转时或传递大动力时难以产生烧粘等损伤的效果。

附图说明

图1是第一实施方式的轴接头的侧视图(旋转轴同心)；

图2a是图1的IIa-IIa线剖面图，图2b是图1的IIb-IIb线剖面图；

图3是表示图1的轴接头的使用状态的侧视图(旋转轴偏心)；

图4是沿着图3的IV-IV线的剖面图；

图5是第二实施方式的轴接头的侧视图(旋转轴同心)；

图6a是图5的VIa-VIa线剖面图，图6b是图5的VIb-VIb线剖面图；

图7是第三实施方式的轴接头的侧视图(旋转轴同心)；

图8a是图7的VIIIa-VIIIa线的剖面图，图8b是图7的VIIIb-VIIIb线剖面图；

图9是第四实施方式的轴接头的侧视图(旋转轴同心)；

图10a是图9的Xa-Xa线剖面图，图10b是图9的Xb-Xb线剖面图；

图11是现有的轴接头的侧视图(滚动体同心)。

符号说明

1、2-板

3-滚动体

4-保持器

5、6-导向槽

7-长孔

8-导轨

9-球轴承

10-滑块

11-直动轴承

12-柱部件

13-球轴承

14-滑块

15-直动轴承

16-滚动轴承

17-柱部件

18-滑块

A-输入轴

B-输出轴

具体实施方式

以下，基于图1至图10说明本发明的实施方式。图1至图4表示第一实施方式。如图1及图2(a)、(b)所示，该轴接头由板1、2，多个圆筒形的滚动体3，及保持器4构成，是通过各滚动体3在两板1、2间传递动力的装置，所述板1、2在轴方向相对，作为旋转部件被嵌入到同径的输入输出轴A、B各自的轴端部，所述同径的输入输出轴A、B被保持在旋转轴互相平行的状态；所述多个圆筒形的滚动体3配置在两板1、2间；所述保持器4限制各滚动体3的板径向的移动。另外，图1在说明上虽然表示了输入输出轴A、B为同心的状态，但通常如后所述是在输入输出轴A、B的旋转轴错开了(偏心了)的状态下使用。

所述各板1、2，分别是环状的圆盘，以内周形成的筒部嵌入到输入轴A及输出轴B的轴端部，并被固定成在轴向相对的状态。在各板1、2的相对面，分别设有4个导向槽5、6，使得在圆周方向上以等间隔与对方侧的板的对应位置的导向槽正交，在两板1、2的导向槽5、6交叉的位置，与板轴方向平行地组装有滚动体3。

所述导向槽5、6形成为分别在与板径方向呈45度的方向上直线延伸，在其内侧面设有一定深度的凹部5a、6a，通过该凹部5a、6b来引导滚动体3的两端部。

所述保持器4形成为环状，在圆周方向上以等间隔在四个位置设置有长孔7，所述长孔7在与保持器4的径向正交的方向上直线延伸，在这些各长孔7处通过滚动体3的中央部进行保持。并且，在保持器4的两侧面，在各长孔7的周缘部设置与长孔7在相同方向延伸的凹部，在该凹部处安装有由滑动部件形成的导轨8。

所述各滚动体3在其两端部及中央部的外周嵌入作为滚动轴承的球轴承9，通过这些各球轴承9与各导向槽5、6的凹部5a、6a及保持器4的长孔7分别旋接。并且，在球轴承9彼此之间设有平板状的滑块10，该滑块10从滚动体3外周突出成凸缘状，并与在保持器4上安装的导轨8滑动接触，由此滚动体3的在包含轴的平面内的旋转受到限制。另外，各球轴承9及各滑块10，为了使它们不在滚动体3的轴方向上移动，而被滚动体3的一端的突出部或嵌入到另一端的挡圈、垫片、螺钉等固定。

接着，对于该轴接头的动力传递的机理进行说明。若旋转驱动该轴接头的输入轴A，在此固定的板1旋转，则从圆周方向被压向该输入侧板1的导向槽5的滚动体3，在被保持器4限制了板径向的移动的状态下，按压在输出轴B固定的板2的导向槽6，通过使输出侧板2旋转，向输出轴B传递动力。另外，即使输入轴A的旋转方向变化，或输入输出轴A、B的驱动侧和从动侧颠倒，也能按照相同的机理进行动力传递。

此时，各滚动体3，由于从各板1、2及保持器4受到力的作用点及方向不在同轴上，所以产生转矩，但因为通过在其外周设置的滑块10和保持器4的卡合，可以限制在包含轴的平面内的旋转，所以可以保持与板轴向平行的姿势。另外，虽然从各滚动体3通过滑块10对保持器4作用有转矩，但是因为各个转矩大小大致相同但方向不同，所以保持器4整体相对于两板1、2不会倾斜。

上述动力传递机理，如图3及图4所示，即使在输入输出轴A、B的旋转轴错开的通常的使用状态下，也基本上相同。在图3、图4的状态中，由于各板1、2的旋转轴错开，导向槽5、6的交差位置在板圆周方向发生变化，各滚动体3在导向槽5、6及保持器4的长孔7内一边移动，一边进行两板1、2间的动力传递。另外，在该状态下，滑块10也被导轨8引导，和滚动体3一起相对于保持器4在长孔7的方向上直线地相对移动。

该轴接头是上述的结构，由于滚动体3是圆筒形状，所以在动力传递时不会作用板轴方向的力，不会发生轴方向的晃动。因此，与滚动体为球体的情况相比，不需要轴向限制机构，只因这点整体的结构就简化，两板1、2相对滑动时的磨擦阻力小。而且，在滚动体3外周设置与保持器4卡合的滑块10，因为使滚动体3相对于板轴方向不发生倾斜，所以不会发生滚动体3向导向槽5、6内的咬合，总可以得到稳定的动作状态。

并且，在保持器4与各滑块10的滑动接触部设置滑动部件(导轨8)，减小滑块10相对于保持器4相对移动时的阻力，并且使滚动体3通过球轴承9与导向槽5、6及保持器4的长孔7分别旋接，减小滚动体3与导向槽5、6或保持器4的长孔7相对移动时的阻力，因此，两板1、2的相对滑动时的动作也能顺利地进行。

在上述的实施方式中，虽然在各滚动体的外周嵌入的滚动轴承是球轴承，但也可以用滚子轴承。并且，在保持器与滑块之间的滑动部件，虽然安装在保持器侧，但也可以安装在滑块侧。

图5及图6(a)、图6(b)表示第二实施方式。该轴接头将第一实施方式作为基础，代替在保持器4的两侧面的凹部安装滑动部件(导轨8)，而在各滑块10的内侧面以沿着保持器4的长孔7的方式设置两个凹部，在这些凹部安装直动轴承11。直动轴承11使用在平板状的保持器上组装了针状滚子的轴承。并且，在滚动体3的两侧方用通过保持器4的长孔7的两根柱部件12连结两滑块10，通过在各柱部件12的外周嵌入与保持器4的长孔7抵接的球轴承13，防止各滑块10的自转，并且施加作用于滚动体3的转矩及从保持器4作用于滚动体3的板径方向的法线力。

在该实施方式中，由于使各滑块10与保持器4的接触为滚动接触，所以与第一实施方式相比，两板1、2的相对滑动时的动作变得更顺利。

图7及图8(a)、图8(b)表示第三实施方式。该轴接头是这样的轴接头，将第一实施方式作为基础，代替保持器4的两侧的滑块10、对其进行引导的导轨8、及在滚动体3中央部嵌入的球轴承9，设置在保持器4的长孔7内嵌入的滑块14，在该滑块14与长孔7的互相相对面上设置V字槽，通过在相对的槽彼此之间配置多个球体，形成有直动轴承15。

在该实施方式中，滑块14通过直动轴承15与保持器4卡合，限制滚动体3的在包含轴的平面内的旋转。并且，与第二实施方式相同，滑块14与保持器4的接触为滚动接触，与第一实施方式相比，两板1、2的相对滑动时的动作变得更顺利。而且，由于滑块14收纳在保持器4的长孔7内，所以可以减小轴接头整体的轴向尺寸。

另外，在图7、图8的例子中，虽然直动轴承的滚动体为球体，但也可以将互相间倾斜方向不同的圆筒滚子交互排列。并且，直动轴承的构造，不限于图示例的有限轨道用的构造，还可以采用钢球等滚动体循环类型的无限轨道用的构造。在该情况下，虽然构造多少有些变得复杂，但由于滚动体的偏移等消失，可以提高动作的可靠性。

图9及图10(a)、图10(b)表示第四实施方式。该轴接头在滚动体3的两侧分别配置一个滚动轴承(球轴承或滚子轴承)16，该滚动轴承16具有在保持器4的长孔7内滚动的外圈，将在这些轴承16的内圈中压入的柱部件17，通过相当于第一实施方式的滑块10的平板而结合成一体，形成滑块18。

该滑块18，由于结合柱部件17的平板与保持器4不接触，所以没有必要设置第一实施方式的导轨8。

在所述滑块18的两个轴承16及在滚动体3中央部嵌入的球轴承9，在外圈外径面设置V字槽，通过该V字槽与形成为山形的长孔7内表面卡合，限制滚动体3的在包含轴的平面内的旋转。另外，三个轴承16、9的外圈外径面与长孔7内表面的凹凸的关系即使相反也可，槽形状也可以是曲面。并且，在保持器4的长孔7的互相相对面的一方与滑块18的各轴承16相接，另一方与滚动体3中央部的球轴承9相接。如此配置三个轴承16、9，是为了减小滑块18相对于保持器4进行相对移动时的阻力。

在该实施方式中，与第二、第三实施方式相同，由于滑块18与保持器4的接触为滚动接触，并且保持器4的长孔7内的三个轴承16、9，不仅有作用在滚动体3上的转矩，而且还作用有从保持器4作用在滚动体3上的板径向的法线力，所以可以使两板1、2更顺利地相对滑动。并且，如第二、第三实施方式那样，与使用直动轴承的情况相比，滑块18及保持器4的各部的尺寸精度或安装精度不必很严格，可以廉价地制造。

Claims (5)

1.一种轴接头，在轴向相对、且保持在旋转轴互相平行且不同心的状态下的两个旋转部件的各自的相对面上设置有多个导向槽，使所述导向槽与对方侧的旋转部件的对应位置的导向槽正交，在所述两旋转部件的导向槽交差的位置，配置有被各导向槽引导而滚动的滚动体，并设置限制这些各滚动体在旋转部件径向上的移动的保持器，通过所述各滚动体在所述两旋转部件之间传递动力，

其特征在于，

所述各滚动体形成为圆筒形状，由所述各导向槽引导滚动体的两端部，使中央部通过在所述保持器设置的长孔而对其进行保持，并且设有滑块，其从各滚动体的外周呈凸缘状突出，与所述保持器卡合来限制滚动体在包含轴的平面内的旋转。

2.如权利要求1所述的轴接头，其特征在于，

在所述各滑块和保持器之间设置滑动部件。

3.如权利要求1所述的轴接头，其特征在于，

在所述各滑块与保持器之间设置直动轴承。

4.如权利要求1所述的轴接头，其特征在于，

所述各滑块在所述滚动体的两侧至少各配置一个滚动轴承，该滚动轴承具有与所述保持器的长孔缘部卡合并在长孔内滚动的外圈，这些滚动轴承的内圈结合为一体。

5.如权利要求1～4中任一项所述的轴接头，其特征在于，

在所述各滚动体的两端部及中央部的外周嵌入滚动轴承，通过这些滚动轴承使所述各滚动体与所述两旋转部件的导向槽及保持器的长孔分别旋接。

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