CN109812509A - 联轴器与其固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种联轴器与其固定方法，该联轴器以能够装卸且沿围绕轴的长轴的周向简单地高精度地能够定位的方式安装于轴的端部，并具备：主体部件，其具备使花键轴的端部嵌合的嵌合孔、和与其他部件连接的连接单元，花键轴具备沿周向隔开间隔且沿轴向以直线状延伸的多个花键槽；定位机构，其将主体部件相对于嵌合于嵌合孔中的花键轴沿该花键轴的周向定位；以及固定单元，其将已定位的状态下的主体部件固定于花键轴上，定位机构具备：螺纹孔，其从主体部件的外表面至嵌合孔的内表面为止沿着径向贯穿而设置于主体部件上；螺钉部件，其与螺纹孔紧固；以及横截面圆形的按压部，其设置于螺钉部件的前端，并通过螺钉部件向螺纹孔的紧固而按压于花键槽上。

Description

联轴器与其固定方法

技术领域

本发明涉及联轴器与其固定方法。

背景技术

以往，作为使沿着竖直方向配置于水平多关节型机器人的前端的轴，围绕该轴的中心轴旋转并且沿竖直方向直线移动的机构，已知球花键轴机构(例如，参照专利文献1。)。

而且，在该专利文献1中，在轴的下端固定有安装部件，该安装部件用于安装机器人手等作业装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-257458号公报

发明内容

发明要解决的问题

根据用户，还存在如下情况：不在安装部件上安装作业装置，而是想要将作业装置直接安装于轴上而使用。若考虑这种情况，则需要安装部件能够装卸地安装于轴的下端、或者安装部件相对于轴在围绕长轴的周向上高精度地安装。然而，如专利文献1在轴的下端固定有安装部件的情况下，存在不能满足这种要求的不良情况。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种联轴器与其固定方法，该联轴器以能够装卸且能够沿围绕轴的长轴的周向简单地高精度地能够定位的方式安装于轴的端部。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供以下方案。

本发明的一个方案提供一种联轴器，其具备：主体部件，其具备使花键轴的端部嵌合的嵌合孔、和与其他部件连接的连接单元，所述花键轴具备沿周向隔开间隔且沿轴向以直线状延伸的多个花键槽；定位机构，其将所述主体部件相对于嵌合于该主体部件的所述嵌合孔中的所述花键轴沿该花键轴的周向定位；以及固定单元，其将由该定位机构定位的状态下的所述主体部件固定于所述花键轴上，所述定位机构具备：螺纹孔，其从该主体部件的外表面至所述嵌合孔的内表面为止沿着径向贯穿而设置于所述主体部件上；螺钉部件，其与该螺纹孔紧固；以及横截面圆形的按压部，其设置于该螺钉部件的前端，并通过该螺钉部件向所述螺纹孔的紧固而按压于所述花键槽上。

根据本方案，通过使花键轴的端部与嵌合孔嵌合，从而将主体部件配置于花键轴的端部，在利用定位机构将主体部件相对于花键轴沿周向定位的状态下，利用固定单元将主体部件固定于花键轴上，从而能够以沿花键轴的周向能够定位的方式安装联轴器。另一方面，通过解除由固定单元进行的固定，并解除由定位机构进行的定位，从而能够从主体部件的嵌合孔取出花键轴，而将联轴器拆卸下来。

由于主体部件上设置有用于连接其他部件的连接单元，因此若提前将联轴器安装于花键轴上，则能够利用连接单元将其他部件安装于花键轴上，并且通过提前将联轴器拆卸下来，能够将其他部件直接安装于花键轴上。

在该情况下，由于由定位机构进行的定位利用了设置于花键轴上的花键槽，因此不用实施键槽、D切断等特别的加工，并且能够利用高精度加工的花键槽，对主体部件高精度地定位。

在上述方式中，所述按压部可以是球面。

通过如此，若将螺钉部件向螺纹孔内紧固，则设置于螺钉部件的前端的按压部也与螺钉部件一体旋转，但通过由球面构成的按压部，无论螺钉部件的旋转角度如何，都能够始终在相同的条件下按压至花键槽。

在上述方案中，所述按压部是具备圆筒面的圆柱部件，并以能够围绕该螺钉部件的长轴旋转的方式安装于所述螺钉部件的前端。

通过如此，若将螺钉部件向螺纹孔内紧固，则设置于螺钉部件的前端的按压部也与螺钉部件一体旋转，但通过由具有圆筒面的圆柱部件构成的按压部，能够将轴线配置为与花键槽的长轴平行，从而以比球面宽的接触面积稳定地与花键槽接触。而且，通过将圆柱部件设定为能够围绕螺钉部件的长轴旋转，从而无论螺钉部件的旋转角度如何，都能够始终在相同的条件下将圆柱部件按压至花键槽。

在上述方案中，所述按压部可以具有所述花键槽的内径尺寸以上的外径尺寸。

通过如此，能够使按压部与花键槽的宽度方向的两侧两个部位接触，能够更切实地将主体部件相对于花键轴维持在定位状态。

本发明的另一个方案提供一种联轴器的固定方法，其包括以下步骤：

使花键轴的端部与主体部件的嵌合孔嵌合，所述花键轴具备沿周向隔开间隔且沿轴向以直线状延伸的多个花键槽；通过将螺钉部件紧固于从该主体部件的外表面至所述嵌合孔的内表面为止沿着径向贯穿而设置于所述主体部件上的螺纹孔中，从而将设置于螺钉部件的前端的横截面圆形的按压部按压到所述花键槽上，将所述主体部件沿所述花键轴的周向定位；以及在已定位的状态下，将所述主体部件固定于所述花键轴上。

发明效果

根据本发明，起到如下效果：以能够装卸且能够沿围绕轴的长轴的周向简单地高精度地能够定位的方式安装于轴的端部。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的能够装卸地安装联轴器的水平多关节型机器人的主视图。

图2是表示本发明的一个实施方式的联轴器的立体图。

图3是图2的联轴器的主视图。

图4是图2的联轴器的左视图。

图5是图2的联轴器的右视图。

图6是图2的联轴器的俯视图。

图7是图2的联轴器的仰视图。

图8是图2的联轴器的纵向剖视图。

图9是图2的联轴器的圆环状部分的横向剖视图。

图10是说明图2的联轴器的定位机构的横向剖视图。

图11是说明图2的联轴器的固定方法的流程图。

图12是表示用于图2的联轴器的定位机构的变形例的立体图。

附图标记说明：

1：联轴器

2：嵌合孔

3：主体部件

4：定位机构

5：固定单元

7：螺纹孔(连接单元)

8：定位用销孔(连接单元)

9：螺纹孔

10：螺钉部件

11：按压部

18：圆柱部件(按压部)

104：花键轴

105：花键槽

D：长轴

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一个实施方式的联轴器1进行说明。

本实施方式的联轴器1是作为图1所示的水平多关节型机器人100的前端的安装部件而使用的部件。

如图1所示，水平多关节型机器人100具备：第一轴110，其具备第一臂102，该第一臂102相对于基座101围绕竖直的第一轴线A旋转；第二轴120，其具备第二臂103，该第二臂103以能够围绕竖直的第二轴线B旋转的方式支撑于第一臂102的前端；第三轴130，其具备花键轴104，该花键轴104在第二臂103的前端在沿着竖直的第三轴线C的方向上能够直线移动；以及第四轴140，其使花键轴104围绕第三轴线C而旋转。

如图2至图10所示，本实施方式的联轴器1具备：主体部件3，其具有使花键轴104的端部嵌合的嵌合孔2；定位机构4，其将主体部件3和嵌合于嵌合孔2中的花键轴104沿花键轴104的周向定位；以及固定单元5，其以使定位后的主体部件3和花键轴104不移动的方式进行固定。

如图8所示，主体部件3形成为长度方向的一端堵塞的大致圆筒状。如图7所示，在设置于所堵塞的一端的凸缘部6的前端面设置有用于安装手等的作业部件(其他部件)的多个螺纹孔(连接单元)7以及定位用销孔(连接单元)8。

如图10所示，定位机构4具备：螺纹孔9，其从外周面至嵌合孔2内表面为止沿径向贯穿而设置于主体部件3上；螺钉部件10，其与该螺纹孔9紧固，并通过围绕长轴旋转，从而沿径向进退；以及按压部11，其设置于该螺钉部件10的径向内侧的前端。

按压部11例如是具有与花键槽105(参照图10)的横截面的内径尺寸大致相等的外径尺寸的球体，并以中心配置在中心轴上的方式固定于螺钉部件10的前端。

如图2至图5、图8以及图9所示，固定单元5具有圆环状部分13，该圆环状部分13通过设置沿径向部分地切断与主体部件3的凸缘部6为相反侧的端部的第一缝隙12，从而与主体部件3部分地连接，并且利用第一缝隙12从主体部件3划分出。圆环状部分13通过设置切断周向的一部分的第二缝隙14，从而构成为具有大致C字状的横截面。

如图9所示，在固定单元5上，在隔着第二缝隙14而对置的位置设置有螺纹孔15和贯穿孔16。图中，附图标记17是锪孔。而且，固定单元5具备从贯穿孔16侧插入并与螺纹孔15紧固的螺栓(省略图示)。若紧固螺栓，则能够利用螺栓的拉力使隔着第二缝隙14而对置的面的距离靠近。

即，若使第二缝隙14的宽度缩小，则圆环状部分13的内径变得小于主体部件3的嵌合孔2的内径，因此从径向外侧对嵌合于嵌合孔2的状态下的花键轴104进行紧固，并通过摩擦将主体部件3固定于花键轴104上。

以下对用于将如此构成的本实施方式的联轴器1固定于花键轴104的端部的固定方法进行说明。

在将本实施方式的联轴器1固定于花键轴104的端部时，如图11所示，使花键轴104的端部贯穿联轴器1的固定单元5的圆环状部分13，并与主体部件3的嵌合孔2嵌合(步骤S1)。

在该状态下，将花键轴104的端面按压至嵌合孔2的底面(步骤S2)。由此，联轴器1被定位于花键轴104的长轴方向。

接着，使联轴器1围绕花键轴104的长轴旋转，并且使设置于主体部件3上的螺纹孔9与设置于花键轴104的外表面的多个花键槽105中的任意一个大致对准位置(步骤S3)。

在该状态下，从按压部11侧将螺钉部件10插入主体部件3的螺纹孔9并紧固进去，并且将按压部11按压至任意一个花键槽105上(步骤S4)。

由此，使主体部件3以及花键轴104沿周向微小地相对移动，以使构成按压部11的球体落入花键槽105内，并使球体与花键槽105的内表面紧贴。其结果是，主体部件3相对于花键轴104沿周向被定位。

之后，从固定单元5的圆环状部分13的贯穿孔16侧插入螺栓，并将螺栓向设置于隔着第二缝隙14而对置的一侧的螺纹孔15紧固进去(步骤S5)。由此，利用螺栓的拉力将第二缝隙14向使其宽度减少的方向压缩，使圆环状部分13的内表面的周长减少，因此能够利用圆环状部分13将主体部件3在定位的状态下固定于花键轴104的端部。

根据本实施方式的联轴器1，将设置于螺钉部件10上的按压部11按压到设置于花键轴104上的花键槽105上，从而沿周向定位，因此能够将原本为了使花键轴104沿长轴方向移动而设置的花键槽105利用于周向的定位。其结果是具有以下优点：不需要通过用于定位的D切断等进行平面、键槽等的加工，能够简单地构成。

由于将设置于螺钉部件10的前端的按压部11按压到花键槽105上，因此能够使按压部11与花键槽105在花键轴104的周向上卡合。由于花键槽105加工的精度高，因此能够将主体部件3在沿周向高精度定位的状态下固定于花键轴104上。由于按压部11与花键槽105在花键轴104的周向上卡合，因此具有以下优点：即使不用较大的按压力按压按压部11，也能够维持二者的定位状态。

在将联轴器1从花键轴104拆卸下来时，只要松缓构成定位机构4的螺钉部件10的紧固，解除按压部11与花键槽105的卡合，松缓紧固于构成固定单元5的螺纹孔15中的螺栓的紧固，就能够简单地拆卸下来。

在本实施方式中，作为安装于螺钉部件10的前端的按压部11例示了球体，但也可以采用将前端加工成球面状的螺钉部件10，还可以在螺钉部件10的前端固定半球体。

将球体的外径尺寸构成为与花键槽105的内径尺寸大致相等，但不限于此，还可以将球体的外径尺寸构成得若干大于花键槽105的内径尺寸。

通过如此，球体虽然不能与花键槽105的内表面紧贴，但具有如下优点：能够在周向的两个部位接触花键槽105与花键轴104的外周面的边界的边缘，能够更加切实地使球体与花键槽105在周向上卡合。

在本实施方式中，作为按压部11例示了具有球面的按压部，但取而代之，如图12所示，还可以采用具有圆筒面的圆柱部件18。由于圆柱部件18以其轴线与花键槽105的长轴平行的方式与花键槽105卡合，因此优选以相对于螺钉部件10的长轴D能够旋转的方式安装。

由此，与由球面构成的按压部11相比，能够使按压部11与花键槽105以更宽的接触面积进行接触，从而能够使接触压力分散，抑制花键槽105的损伤。

在本实施方式中，对用作水平多关节型机器人100的安装部件的联轴器1举例进行了说明，但不限于此，还可以是能够装卸地且在沿周向定位的状态下固定于花键轴104上，并能够与其他部件连接的用于其他用途的联轴器1。

Claims (5)

1.一种联轴器，其特征在于，具备：

主体部件，其具备使花键轴的端部嵌合的嵌合孔、和与其他部件连接的连接单元，所述花键轴具备沿周向隔开间隔且沿轴向以直线状延伸的多个花键槽；

定位机构，其将所述主体部件相对于嵌合于该主体部件的所述嵌合孔中的所述花键轴沿该花键轴的周向定位；以及

固定单元，其将由该定位机构定位的状态下的所述主体部件固定于所述花键轴上，

所述定位机构具备：

螺纹孔，其从该主体部件的外表面至所述嵌合孔的内表面为止沿着径向贯穿而设置于所述主体部件上；

螺钉部件，其与该螺纹孔紧固；以及

横截面圆形的按压部，其设置于该螺钉部件的前端，并通过该螺钉部件向所述螺纹孔的紧固而按压于所述花键槽上。

2.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于，

所述按压部是球面。

3.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于，

所述按压部是具备圆筒面的圆柱部件，并以能够围绕该螺钉部件的长轴旋转的方式安装于所述螺钉部件的前端。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的联轴器，其特征在于，

所述按压部具有所述花键槽的内径尺寸以上的外径尺寸。

5.一种联轴器的固定方法，其特征在于，包括以下步骤：

使花键轴的端部与主体部件的嵌合孔嵌合，所述花键轴具备沿周向隔开间隔且沿轴向以直线状延伸的多个花键槽；

通过将螺钉部件紧固于从该主体部件的外表面至所述嵌合孔的内表面为止沿着径向贯穿而设置于所述主体部件上的螺纹孔中，从而将设置于螺钉部件的前端的横截面圆形的按压部按压到所述花键槽上，将所述主体部件沿所述花键轴的周向定位；以及

在已定位的状态下，将所述主体部件固定于所述花键轴上。