CN108087439B - 旋转传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转传递装置，该旋转传递装置(1)具有第一部件(4)、第二部件(5)、中间部件(6)。第一部件和中间部件由第一转动机构(10)连接，第二部件和中间部件由第二转动机构(20)连接。第二转动机构具有：第二径向销(21)，其支承于第二部件与中间部件中的一者并沿第二转动轴(A2)方向延伸；滚子(24)，其配置在第二径向销的不同位置，在各位置，一对滚子(24)从两侧夹持第二径向销；轴向销(22)，其支承各滚子并支承于第二部件与中间部件中的另一者，且沿旋转轴(A0)方向延伸；在滚子与轴向销之间安装有行程轴承(23)，该行程轴承将滚子旋转自如地且在旋转轴的方向上移动自如地支承于轴向销。

Description

旋转传递装置

技术领域

本发明涉及一种旋转传递装置，涉及一种将两个能够旋转的部件连结而相互传递旋转且能够允许连结的各部件的旋转轴的倾斜、芯错位、轴错位的旋转传递装置。

背景技术

以往，在将两个能够旋转的部件连结而相互传递旋转时，例如在延长旋转轴或在旋转轴端部连接其他旋转构件时，利用各种形式的旋转传递装置。这样的旋转传递装置也被称为联轴器、接头或耦合器。

在这样的旋转传递装置中，作为基本功能，要求在两个连结的旋转部件间相互传递旋转力及旋转角度位置。而且，在用于圆度测定机等高精度旋转机构时，要求能够允许各旋转轴间的倾斜、芯错位、轴错位。

在圆度测定机中，为了高精度地测定工件外周的圆度，提高载置工件的工作台的旋转精度。为了使这样的工作台旋转，连接传递旋转力的驱动轴。

在此，在工作台侧与驱动轴之间，不可避免倾斜(偏角、各旋转中心轴的倾斜)、芯错位(偏心、各旋转中心轴在与轴线交叉的方向上的错位)、轴错位(各种旋转中心轴在轴向上的错位、轴的进退)。

这样的倾斜、芯错位、轴错位直接从驱动轴传递到工作台，会给工作台的旋转精度带来影响。

针对这样的问题，以往提出了各种能够缓解或吸收前述倾斜、芯错位、轴错位的旋转传递装置(万向联轴器、柔性接头或柔性耦合器)。

文献1(日本特开2010-203469号公报)是所谓的盘式旋转传递装置，在将同轴一连串地配置的一对旋转轴连结时，经由与各旋转轴垂直的方向的圆盘部件，进行旋转的传递。并且，利用圆盘的变形，分别允许各旋转轴的倾斜、轴向的错位。

但是，因为各旋转轴的芯位置相对于圆盘部件固定，所以很难应对芯错位。

文献2(日本特开2008-208952号公报)是所谓的十字接头式的旋转传递装置，在将同轴一连串地配置的一对旋转轴连结时，经由沿与各旋转轴垂直的方向且彼此交叉的方向配置的两个连结销，进行旋转的传递。并且，通过以交叉方向的两个销为轴转动，允许旋转轴的倾斜，并且通过沿各销分别在长度方向上位移，允许旋转轴的芯错位。

但是，因为在沿旋转轴的方向上不能位移，所以很难应对轴错位。

文献3(日本实用新型登录第2512843号公报)是所谓的十字头式的旋转传递装置，将两组由沿与旋转轴交叉的方向延伸的凸条和凹槽构成的滑动结构沿彼此交叉的方向组合，进行旋转的传递。并且，通过使各滑动结构在其长度方向上位移，允许各旋转轴的芯错位，通过使各滑动结构的凸条和凹槽位移而倾斜，允许各旋转轴的倾斜，而且通过使各滑动结构的凸条和凹槽在轴向上位移，允许轴向的错位。

但是，在十字头式的旋转传递装置中，使能够在长度方向上滑动的凸条与凹槽彼此嵌合，在组装时需要相互的嵌合间隙，为了进行滑动也需要规定的间隙。由于有这样的间隙，因此在十字头式的旋转传递装置中，在传递旋转时会产生松动，不可避免对旋转角度位置的精度带来影响。

为了解决这样的十字头式的旋转传递装置的问题，本申请发明人提出了新的旋转传递装置(文献4(日本特开2014-34996号公报))。

文献4的旋转传递装置以十字头式的特征即交叉方向的滑动结构为基础，设置了相对于引导面调整滑动结构的滑动件的位置的机构，由此消除了动作时的松动。

另外，本申请发明人提出了将前述圆盘式及十字接头式组合来解决各问题的新的旋转传递装置(文献5(日本特开2014-34997号公报))。

文献5的旋转传递装置在十字接头式的结构上组合了圆盘，能够利用其弹性来应对对于十字接头式而言很难的轴错位。

通过前述文献4或文献5的旋转传递装置，允许了对于以往的旋转传递装置而言都很难的旋转轴的倾斜、芯错位、轴错位。

但是，即使是这些文献4或文献5的旋转传递装置，在追求更高精度的过程中，也产生了以下的技术问题。

即，在文献4中，通过交叉方向的滑动结构可顺利地应对芯错位。但是，旋转轴的倾斜会伴有引导面与滑动件的滑动引导，轴错位要专门通过引导面与滑动件的滑动引导来应对。如果存在这样的滑动引导，则会传递摩擦力，有可能对高精度的旋转传递带来影响。

另外，在文献5中，通过交叉方向的十字接头结构可顺利地应对旋转轴的倾斜及芯错位。但是，轴错位要专门利用圆盘的弹性变形，会传递弹性力，有可能对高精度的旋转传递带来影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可充分允许旋转轴的倾斜、芯错位、轴错位且能够避免传递弹性力和摩擦力的旋转传递装置。

本发明的旋转传递装置将以相同的旋转轴为中心旋转的一对旋转部件相互连结，其特征在于，具有与所述一对旋转部件中的任一者连接的第一部件、与所述一对旋转部件中的另外任一者连接的第二部件和将所述第一部件与所述第二部件连结的中间部件，所述第一部件和所述中间部件经由第一转动机构连接，该第一转动机构能够绕与所述旋转轴交叉的第一转动轴转动且能够在所述第一转动轴的方向上移动，所述第二部件和所述中间部件经由第二转动机构连接，该第二转动机构能够绕与所述旋转轴及所述第一转动轴交叉的第二转动轴转动且能够在所述第二转动轴的方向上移动，所述第二转动机构具有：第二径向销，其支承于所述第二部件与所述中间部件中的任一者并在所述第二转动轴的方向上延伸；滚子，其配置在所述第二径向销的不同位置，在各位置，一对所述滚子从两侧夹持所述第二径向销；轴向销，其支承各所述滚子且支承于所述第二部件与所述中间部件中的另外任一者，在所述旋转轴的方向上延伸；在所述滚子与所述轴向销之间安装有第二行程轴承，该第二行程轴承分别将所述滚子旋转自如地且在所述旋转轴的方向上移动自如地支承于所述轴向销。

在本发明中，利用第一转动机构及第二转动机构，可获得十字接头式的基本功能。即，在传递旋转时，因为能够分别相对于第一转动轴及第二转动轴转动，所以能够允许旋转轴的倾斜。另外，因为能够分别沿第一转动轴及第二转动轴移动，所以能够允许旋转轴的芯错位。

而且，在本发明中，在第二转动机构中，利用第二径向销及滚子，能够允许相对于第二转动轴的旋转及轴线移动，利用滚子与轴向销之间的行程轴承，能够允许轴向的移动。

也就是说，在本发明中，在第二转动机构中，能够允许轴错位。此时，在行程轴承中，不会在轴向销与滚子之间的相对移动中产生弹性力，能够不产生摩擦力或产生极微量的摩擦力。

因此，根据本发明的旋转传递装置，可充分允许旋转轴的倾斜、芯错位、轴错位，且能够避免传递弹性力和摩擦力。

本发明中采用的行程轴承是也被称为行程衬套、滑动旋转衬套、线性轴承或者线性衬套的结构构件。

行程轴承作为具体结构，具有筒状的套筒(或者衬套)、同轴地插入到套筒内侧的销(或者轴)和安装在套筒的内周面与销的外周面之间的多个滚珠。这些滚珠相对于套筒的内周面及销的外周面以极小的游隙滚动自如，由此，套筒与销彼此旋转自如且在旋转轴线方向上移动自如。

通常，多个滚珠被保持架保持。另外，利用唇形密封圈等，实现收纳滚珠及保持架的部分的防水及防尘。

代替多个滚珠的滚动，也能够利用聚缩醛类树脂等低摩擦性材料作为滑动面。

在本发明的旋转传递装置中，优选的是，所述第一转动机构具有：第一径向销，其支承于所述第一部件与所述中间部件中的任一者并在所述第一转动轴的方向上延伸；托架，其支承于所述第一部件与所述中间部件中的另外任一者，所述第一径向销插入于该托架；在所述第一径向销与所述托架之间安装有第一行程轴承，该第一行程轴承分别将所述第一径向销旋转自如地且在所述第一转动轴的方向上移动自如地支承于所述托架。

在本发明中，第一部件与中间部件经由第一径向销、行程轴承及托架连结。此时，第一径向销与托架经由行程轴承连结，能够顺畅地绕作为第一转动机构的第一转动轴转动并沿第一转动轴移动。

根据本发明的旋转传递装置，可充分允许旋转轴的倾斜、芯错位、轴错位，且能够避免传递弹性力和摩擦力。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的第二部件侧的立体图。

图2是表示所述第一实施方式的第一部件侧的立体图。

图3是表示所述第一实施方式的立体分解图。

图4是表示本发明的第二实施方式的立体分解图。

图5是表示本发明的第三实施方式的立体分解图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

〔第一实施方式〕

图1至图3表示本发明的第一实施方式。

如图1及图2所示，本实施方式的旋转传递装置1将以相同的旋转轴A0为中心进行旋转的一对旋转部件2、3相互连结。

在本实施方式中，旋转传递装置1应用在例如圆度测定机的载物工作台与驱动轴之间的连结部分，将圆柱状的轴部件(驱动轴侧)设为旋转部件2，将圆盘状的部件(工作台侧)设为旋转部件3。

还如图3所示，旋转传递装置1具有与旋转部件2、3的旋转轴A0同轴地排列的第一部件4、第二部件5及中间部件6。

第一部件4具有块状的主体41，主体41通过螺栓42与旋转部件2的端部紧固。

第二部件5具有圆盘状的主体51，主体51通过螺栓52与旋转部件3紧固。

中间部件6具有块状的主体61，在中间部件6与第一部件4之间形成有第一转动机构10，在中间部件6与第二部件5之间形成有第二转动机构20。

第一转动机构10将第一部件4与中间部件6连接。

在第一转动机构10处，能够绕第一转动轴A1转动，且能够沿第一转动轴A1方向移动，第一转动轴A1向与旋转轴A0交叉的方向延伸。

为此，第一转动机构10具有以下结构。

在中间部件6的主体61上，在彼此相反侧的侧面上，通过压入等固定有沿第一转动轴A1方向延伸的一对第一径向销11。

在第一部件4的主体41上，在彼此相反侧的侧面上，通过螺栓14固定有一对托架12。

行程轴承13嵌入于托架12，第一径向销11插入于行程轴承13，托架12和第一径向销11能够沿第一转动轴A1方向移动且能够绕第一转动轴A1转动。

利用这些第一径向销11、托架12、行程轴承13，构成第一转动机构10。

第二转动机构20将第二部件5与中间部件6连接。

在第二转动机构20处，能够绕第二转动轴A2转动，且能够沿第二转动轴A2方向移动，第二转动轴A2向与旋转轴A0及第一转动轴A1分别交叉的方向延伸。

为此，第二转动机构20具有以下结构。

在中间部件6的主体61上，以从一个侧面向相反侧的侧面贯通的状态设置有沿第二转动轴A2方向延伸的第二径向销21。第二径向销21经由一对轴承27旋转自如地支承于主体61，被保持成两端的小径部从两侧面露出的状态(从主体61沿第二转动轴A2方向突出的状态)。

此外，也可以省略轴承27，通过压入等将第二径向销21固定于主体61。

在第二部件5的主体51的下表面(中间部件6所处的一侧)上，通过螺栓54固定有沿第一转动轴A1延伸的一对支承部件53。在支承部件53上，分别通过压入等固定有沿旋转轴A0方向延伸的轴向销22(各固定一对，共计四个)。固定于各支承部件53的一对轴向销22以分别从两侧夹持第二径向销21的状态配置(参照图1及图2)。

在轴向销22上分别安装有滚子24，该滚子24在内侧嵌入有行程轴承23。通过行程轴承23，滚子24能够相对于轴向销22沿旋转轴A0方向移动且能够绕旋转轴A0旋转。

滚子24中成对的滚子24从两侧夹持第二径向销21，并且能够在第二径向销21上滚动。为了传递绕旋转轴A0的旋转力，一对一对的滚子24以夹持尽可能分离的位置的方式配置在第二径向销21的不同位置。

利用这些第二径向销21、轴向销22、行程轴承23及滚子24，构成第二转动机构20。

在第二转动机构20中，通过使滚子24在第二径向销21滚动，第二部件5和中间部件6能够沿第二转动轴A2方向移动。

另外，因为供滚子24滚动的第二径向销21能够利用轴承27相对于主体61转动，所以第二部件5和中间部件6能够绕第二转动轴A2转动。

而且，通过使滚子24沿轴向销22移动，第二部件5和中间部件6能够沿旋转轴A0方向移动。

在这样的本实施方式中，利用第一转动机构10及第二转动机构20，可获得十字接头式的基本功能。

即，在传递旋转时，因为旋转部件2、3能够分别相对于第一转动轴A1及第二转动轴A2转动，所以能够允许旋转部件2、3的旋转轴A0方向的倾斜。另外，因为能够分别沿第一转动轴A1及第二转动轴A2移动，所以能够允许旋转部件2、3的旋转轴A0的芯错位。

而且，在本实施方式中，在第二转动机构20中，利用第二径向销21及滚子24，能够允许相对于第二转动轴A2的旋转及轴线移动，利用滚子24与轴向销22之间的行程轴承23，能够允许旋转轴A0方向的移动。

也就是说，在本实施方式中，在第二转动机构20中，能够允许旋转部件2、3的旋转轴A0方向的轴错位。此时，在行程轴承23中，不会在轴向销22与滚子24之间的相对移动中产生弹性力，能够不产生摩擦力或产生极微量的摩擦力。

以上，根据本实施方式的旋转传递装置1，可充分允许旋转轴A0的倾斜、芯错位、轴错位，并且能够避免传递弹性力和摩擦力。

〔第二实施方式〕

图4表示本发明的第二实施方式。

本实施方式改变了前述第一实施方式的一部分，其基本结构与第一实施方式相同。因此，对应相同结构将省略重复的说明，以下仅对不同部分进行说明。

在前述第一实施方式的旋转传递装置1(参照图3)中，第一径向销11固定于中间部件6的主体61，行程轴承13嵌入于托架12。

相对于此，在本实施方式的旋转传递装置1A(参照图4)中，行程轴承13嵌入于中间部件6的主体61A，第一径向销11固定于托架12A。此外，主体61A为了嵌入行程轴承13而增大了厚度。

在这样的本实施方式中，与前述第一实施方式相同，利用第一径向销11、托架12、行程轴承13构成第一转动机构10。并且，利用第一转动机构10，能够将第一部件4和中间部件6以能够沿第一转动轴A1方向移动且能够绕第一转动轴A1转动的方式连接。

因此，通过本实施方式，也能够获得与前述第一实施方式相同的效果。

此外，作为其他实施方式，也可以在第一部件4的主体41上固定第一径向销11，在中间部件6的主体61上固定托架12，在托架12中嵌入行程轴承13，由此构成第一转动机构10。

或者，也可以在第一部件4的主体41中嵌入行程轴承13，在中间部件6的主体61上固定托架12，在托架12上固定第一径向销11，由此构成第一转动机构10。

通过这样的实施方式，也能够分别获得与前述第一实施方式相同的效果。

〔第三实施方式〕

图5表示本发明的第三实施方式。

本实施方式改变了前述第一实施方式的一部分，其基本结构与第一实施方式相同。因此，对于相同结构将省略重复的说明，以下仅对不同部分进行说明。

在前述第一实施方式的旋转传递装置1(参照图3)中，在中间部件6的主体61上固定有第二径向销21，在第二部件5的主体51上设置有轴向销22、行程轴承23及滚子24。

相对于此，在本实施方式的旋转传递装置1B(参照图5)中，在中间部件6的主体61B上设置有轴向销22、行程轴承23及滚子24，在第二部件5的主体51B上设置有第二径向销21B。

中间部件6的主体61B为了将一对一对的轴向销22和滚子24设置在分离的位置而被拓宽为足够宽的平面形状。

在第二部件5的主体51B上，在沿第二转动轴A2方向对置的外周的相反侧位置利用螺栓54B固定有一对支承部件53B。通过这些支承部件53B，支承与旋转轴A0交叉且沿第二转动轴A2方向延伸的第二径向销21B。第二径向销21B代替前述第一实施方式中的一对第二径向销21。

在本实施方式中，滚子24中成对的滚子24从两侧夹持第二径向销21B，并且能够在第二径向销21B上滚动。

为了传递绕旋转轴A0的旋转力，一对一对的滚子24以夹持尽可能分离的位置的方式配置在第二径向销21B的不同位置。

利用这些第二径向销21B、轴向销22、行程轴承23及滚子24，构成第二转动机构20。

在这样的本实施方式中，也能够获得与前述第一实施方式相同的效果。

〔其他实施方式〕

本发明不限于前述各实施方式，在能够达成本发明的目的的范围内作出的变形等也包含于本发明中。

如第一实施方式及第二实施方式中说明的那样，可以适当改变第一转动机构10中的第一径向销11、托架12及行程轴承13的配置。

另外，在第一转动机构10中使用了一对第一径向销11，但是也可以与第三实施方式的第二转动机构20的第二径向销21B相同地设置一系列的部件。

而且，第一转动机构10只要能够使第一部件4和中间部件6能够绕第一转动轴A1转动且能够沿第一转动轴A1移动，从而传递绕旋转轴A0的旋转力即可，也可以利用其他结合构件实现相同的功能。

如第一实施方式及第三实施方式中说明的那样，可以适当改变第二转动机构20中的第二径向销21、21B、轴向销22、行程轴承23及滚子24的配置。

此时，第二转动机构20利用第二径向销21、21B及滚子24使第二部件5和中间部件6能够绕第二转动轴A2转动且能够沿第二转动轴A2移动，从而能够传递绕旋转轴A0的旋转力。而且，只要构成为经由行程轴承23支承轴向销22和滚子24从而能够沿旋转轴A0移动即可。

在前述实施方式中，作为由旋转传递装置1连结的一对旋转部件2、3，可以都是圆柱状的通常的轴部件，或者都是圆盘状的部件，只要是应用于以相同的旋转轴A0为中心进行旋转且要求高精度的一对旋转部件2、3，就能够获得本发明的优秀的效果。

作为这样的旋转部件2、3，如前述实施方式那样，能够应用于圆度测定机的驱动轴、被该驱动轴驱动而旋转的载物工作台等，但是也可以应用于其他测定机的旋转传递部分和测定机以外的装置的旋转传递部分，只要是传递规定的转矩且要求角度位置精度的一对旋转部件的连结部分，就能够通过应用本发明的旋转传递装置1来获得优秀的效果。

Claims (2)

1.一种旋转传递装置，该旋转传递装置将以相同的旋转轴为中心旋转的一对旋转部件相互连结，其特征在于，

具有与所述一对旋转部件中的任一者连接的第一部件、与所述一对旋转部件中的另外任一者连接的第二部件和将所述第一部件与所述第二部件连结的中间部件，

所述第一部件和所述中间部件经由第一转动机构连接，该第一转动机构能够绕与所述旋转轴交叉的第一转动轴转动且能够在所述第一转动轴的方向上移动，

所述第二部件和所述中间部件经由第二转动机构连接，该第二转动机构能够绕与所述旋转轴及所述第一转动轴交叉的第二转动轴转动且能够在所述第二转动轴的方向上移动，

所述第二转动机构具有：

第二径向销，其支承于所述第二部件与所述中间部件中的任一者并在所述第二转动轴的方向上延伸；

滚子，其配置在所述第二径向销的不同位置，在各位置，一对所述滚子从两侧夹持所述第二径向销；

轴向销，其支承各所述滚子且支承于所述第二部件与所述中间部件中的另外任一者，在所述旋转轴的方向上延伸；

在所述滚子与所述轴向销之间安装有第二行程轴承，该第二行程轴承分别将所述滚子旋转自如地且在所述旋转轴的方向上移动自如地支承于所述轴向销。

2.如权利要求1所述的旋转传递装置，其特征在于，

所述第一转动机构具有：

第一径向销，其支承于所述第一部件与所述中间部件中的任一者并在所述第一转动轴的方向上延伸；

托架，其支承于所述第一部件与所述中间部件中的另外任一者，所述第一径向销插入于该托架；

在所述第一径向销与所述托架之间安装有第一行程轴承，该第一行程轴承分别将所述第一径向销旋转自如地且在所述第一转动轴的方向上移动自如地支承于所述托架。

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