JP2000009149A - 偏心軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主動軸と被動軸との軸線の大きな角度のずれ
および平行偏倚に対応でき、大きなトルクが伝達できる
偏心軸継手を提供する。 【解決手段】 両軸端に固定した１対のボスフランジ１
４，１５の対向面１６，１７で相互に９０゜だけずらし
た各直径線１８，１９の両端に突設されてこの直径線に
沿う平行な２面２０，２１をもつ一対の突起２２，２３
が、この突起のそれぞれに対応させて中間ディスク１２
の４箇所に形成した球面形状の内壁３１と球状外周面３
２で摺動自在に嵌合する中間支承部材３６の平面部分３
４と摺動自在に咬合して１対のボスフランジ間で回転力
の伝達を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回し板継手に係わ
り、特に円筒状ボスフランジと中間ディスクとの摺接構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】回し板継手は平行に偏倚した主動軸と被
動軸との間で動力を伝達する継手手段で、例えばオルダ
ム継手（Oldham coupuling)などが公知である。しかし
ながら、主動軸と被動軸とが平行に保たれず、軸線が僅
かな角度で交差するように配設されている場合には、そ
れぞれの軸端に対向して装着される円筒状ボスフランジ
から延在する突起の平行な２面が、回転中に主動軸と被
動軸の両軸線を含む平面に対して角度をなす位置では、
中間ディスクとの間で自由度を失うため、円滑に回転を
伝達することが困難となる。また、軸線の大きな角度の
ずれに対応できるようにした従来のこの種の継手は軽荷
重トルクの伝達にしか対応できない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、主動軸と被動軸
との間に厳密な平行度を得ることが困難な組立現場にお
いては、一般に２個の自在継手を用いてこの問題を解消
しているが、２個の自在継手を設ける空間的余裕がない
場合には、依然平行度に対する組立精度確保のために、
高度な技術並びに多くの時間と労力を費やさなければな
らない。一般に回し板継手は軸線の平行なずれには対応
できるが、軸線の角度のずれには対応できず、一方の自
在継手は軸線の角度のずれには対応できるが、軸線の平
行なずれには対応できない。

【０００４】そこで本発明の目的は、主動軸と被動軸の
軸線の組立誤差に関する「平行な偏倚」および「角度の
ずれ」のいずれの誤差に対しても十分大きな許容度を有
し、かつ大きな伝達負荷に耐えることができる偏心軸継
手を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる偏心軸継
手は、上記の目的を達成するために、主動軸と被動軸と
の両軸端にそれぞれ固定され、相対する面で相互に９０
゜だけずらした直径線に沿って平行な２面をもつ一対の
突起を前記直径線それぞれの両端に突設した円筒状ボス
フランジと、前記突起の平行な２面と摺動可能に嵌合す
る溝部を４箇所に具え前記円筒状ボスフランジの対向面
間に挟入して前記円筒状ボスフランジ間で回転の伝達を
行う中間ディスクとからなる回し板継手を構成した。

【０００６】そして、前記溝部を前記円筒状ボスフラン
ジと中間ディスクとの双方に摺接する１対の中間支承部
材で構成して、この中間支承部材を前記突起の平行な２
面とは平面で摺接し、前記中間ディスクとは互いに嵌合
する球面で摺接する割球とした。さらに、前記１対の前
記中間支承部材の割球を弾性部材で連結して一体とし
た。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる偏心軸継手
の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明
に係わる偏心軸継手１０の一実施例における中間ディス
ク１２の回転軸に垂直な平面図で、図２は図１の２−２
線に沿った中間ディスク１２の断面と円筒状ボスフラン
ジ１４，１５の関係を一部断面で示した側面図である。
また図３は、本発明に係わる偏心軸継手１０の理解を容
易にするために図示した分解斜視図である。

【０００８】本発明に係わる偏心軸継手１０は、１対の
円筒状ボスフランジ（以下ボスフランジと略記）１４，
１５の対向面１６，１７にはそれぞれ一つの直径線１
８，１９に沿って相対する位置に等しい幅ｗで離間する
平行な２面の摺接面２０，２１を備える一対の突起２
２，２３が外周から中心に向けて所用の長さｄで形成さ
れる。このようなボスフランジ１４，１５を９０゜異な
る位相で対置し、この間に中間ディスク１２を介装して
それぞれの突起２２，２３を咬合させ、一種の回し板継
手を構成してボスフランジ１４，１５間で動力の伝達を
行う。

【０００９】ボスフランジ１４，１５は、ステンレス
（ＳＵＳ３０４）粉末冶金の焼結成形品を高圧圧縮した
寸法精度の高い製品が確保できる精密成形（サイジン
グ）で、セットとなる一組のボスフランジ１４，１５で
は、回転軸（図示しない）の軸径に嵌合させるそれぞれ
の軸孔２５および回転軸への取付けに要する僅かな後加
工（例えばキー溝やセット捩子用タップ）以外は同一の
外形を備え、突起２２，２３の平行な摺接面２０，２１
間の幅ｗ、長さｄは総て等しく成形される。

【００１０】中間ディスク１２は、本実施例では軽合金
または適当な強度を有する金属の丸棒から加工され、回
転軸の端面間の近接した組立距離に対応できる逃げ空間
として凹部２６が設けてある。また、中心孔２７は、加
工上の都合によるもので機能的関係はない。中間ディス
ク１２は、直交する直径線１８，１９上で半径ｒの同心
円上に中心を持つ球面空洞３０が４箇所に形成される。
球面空洞３０は型彫りフライスなどで精度よく加工でき
る。

【００１１】この球面空洞３０のそれぞれにおいて、直
径線１８，１９を挟んで相対する内壁３１の球面に沿わ
せて、外周面３２が球状に形成され、弾性部材３３に連
結されて離間する平面部分３４により溝部３５を画定す
る中間支承部材３６を嵌入し、平面部分３４を平行に対
向させる。平面部分３４間の距離はボスフランジの突起
２２，２３の平行な摺接面２０，２１間の幅ｗに遊隙な
く嵌合して摺動するように構成される。

【００１２】従って、正逆回転（図１矢印参照）のいず
れの方向に対しても不感帯を生じることなく正確な回転
が伝達できる。また摺接面２０，２１は、中間支承部材
３６の平面部分３４に挟持されて潤滑により滑らかに摺
動することができる。また、中間支承部材３６は、球状
外周面３２と平面部分３４とが中間ディスクの内壁３１
とに規制されて、中間ディスク１２から脱落することは
なく球面空洞３０内で転動自在である。

【００１３】中間支承部材３６の形状は図３の斜視図で
示されるように基本的には球体で、平面部分３４とボス
フランジの摺接面２０，２１および中間支承部材３６の
外周面３２と中間ディスクの内壁３１とは偏倚した軸心
間で連続的に回転力を伝達するとき、絶えず相対的な滑
りを生じ、特に高いトルク負荷を伝達する場合において
は、中間支承部材３６の平面部分３４と球状外周面３２
とは激しい摩擦作用を受ける。

【００１４】このため、中間支承部材３６は焼結含油合
金または炭素繊維強化プラスチックなど耐摩耗性で滑り
特性に優れた材料で形成して、無給油で適応できるよう
にするとよい。一方、中間支承部材３６は、ボスフラン
ジ１４，１５を回転軸に沿って互いに離間する方向に移
動させるだけで、周辺部材を分解したり取外したりする
ことなく容易に新品と取換えることができるから、耐久
寿命に関与する要因を中間支承部材３６に特定できるよ
うに材質を選定して、中間支承部材３６の摩耗の進行程
度に応じて、交換の必要性を生じたときは適宜交換する
か、あるいは定期的に全数交換するようにすることもで
きる。

【００１５】図４は軽負荷のときに使用できる中間ディ
スク４２の部分斜視図である。図示がら容易に理解され
るように、中間支承部材３６の球状外周面３２と摺接す
る内壁４１が浅く形成できるので加工は容易になる。こ
の場合、負荷の受圧面積が少なくなるだけで中間支承部
材３６の保持機能や動力の伝達機能は図３の中間ディス
ク１２の場合と同様である。

【００１６】中間支承部材３６の相対する割球３８を所
定の距離に離間して連結している弾性部材３３は、割球
３８を外向きに付勢しており、内壁３１または４１に嵌
装された割球３８を内壁３１または４１に圧着して、平
面部分３４を平行にし、ボスフランジの摺接面２０，２
１の幅ｗが容易に嵌挿されるようにそれ自体が変形す
る。

【００１７】図面では弾性部材３３を中間ディスク１２
の中心に向けて嵌装してあるが、中間支承部材３６は基
本的には球形で方向性がないから、支障がなければ弾性
部材３３を中間ディスクの外周面３９に沿わて嵌装する
ことも可能で、また場合によっては、対応するボスフラ
ンジの突起２２，２３の先端面を覆うように中間ディス
ク１２の側面に位置させてもよい。

【００１８】また、図示の弾性部材３３は薄い板状で、
板面の方向に湾曲する弾性変形で割球３８に付勢力を作
用させているが、割球３８を平行に離間する方向の圧縮
弾性を構造的に付与する波型の段付き形状としたり、線
状の部材で同様に機能する構造体を形成してもよい。こ
のような弾性部材３３の付勢力により、中間支承部材３
６は嵌装された球面空洞３０内に安定に支持されるの
で、溝部３５と突起２２，２３との咬合は極めて容易に
行われ、中間ディスク１２とボスフランジ１４，１５と
の連結は熟練を要することなく簡単に達成することがで
きる。

【００１９】以下に本発明に係わる偏心軸継手の作用に
ついて説明する。図５は、例えば主動軸の軸心Ｃ１に対
して被動軸の軸心Ｃ２が距離ｅだけ相対的に偏倚してい
るときの回転の伝達を説明する図で、両軸端にそれぞれ
固定されたボスフランジ１４，１５の突起２２，２３の
位置が方向の異なる破線のハチングで示される。両３ボ
スフランジ１４，１５の間に中間ディスク１２が挟装さ
れる。

【００２０】中間ディスク１２に９０゜の等間隔で中間
支承部材３６によって形成された溝部３５に両ボスフラ
ンジ１４，１５のそれぞれの突起２２，２３が９０゜位
相をずらして咬合し、両ボスフランジ１４，１５の間に
介在する中間ディスク１２が突起２２，２３の摺接面２
０，２１に沿って摺動しながら回転力を伝達する。Ｃ３
は中間ディスク１２の中心で両ボスフランジ１４，１５
の回転に連動し円弧を描いて移動する。このように主動
軸の軸心Ｃ１と被動軸の軸心Ｃ２との間に偏倚ｅが存在
しても、ボスフランジの摺接面２０，２１と中間ディス
クの溝部３５は十分大きな受圧面と強度を有するので、
大きな回転トルク伝達が可能になる。

【００２１】図６は、主動軸の軸線Ａ１が被動軸の軸線
Ａ２と角度δだけずれているときの回転力の伝達態様を
ずれ角度δを誇張して図示したものである。軸線Ａ１お
よび軸線Ａ２が形成する平面（図示の紙面と同一面）に
平行となる位置では平面部分３４と突起２２との位置関
係は自由になるのでずれ角度δを吸収することができ
る。このとき中間支承部材３６は回転方向には平面部分
３４が突起２２の摺接面２０に拘束されているが、紙面
と垂直な軸の回りの回動は自在である。

【００２２】一方、紙面と垂直な平面位置に回動してき
た突起２３は、摺接面２１で回転方向に中間支承部材３
６の平面部分３４を拘束しており、ずれ角度δを吸収す
る自由度はない。しかしながら、球面をなす外周面３２
が紙面と垂直な軸の回りに自由度を確保して、回動に対
応して角度δの一部を吸収することができる。軸線Ａ１
および軸線Ａ２が形成する紙面相当の平面位置から紙面
に垂直な平面位置までは、上記した平面部分３４と球状
外周面３２との摺動が連続して円滑に移行し、軸線Ａ１
および軸線Ａ２がずれ角度δをなすにも拘らず、回転力
を円滑に伝達することができる。またこの場合も、摺接
面２０，２１と溝部３５は十分に大きな受圧面積と強度
が確保でき、大きな伝達トルク負荷に耐えることができ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係わる偏心軸継手によれば、構造が簡単で極めて高い精
度で加工できる一方、主動軸と被動軸との間に大きな接
続空間必要とせず、軸線が平行に偏倚している場合、軸
線の角度がずれている場合のいずれにも対応でき、しか
も大きなトルクが伝達できるから、動力伝達系の構成精
度に対する許容度が大きくでき、適用装置の組立が極め
て容易になる。従って、ロボットなど限られた空間の中
での伝動部品として好適である。

【００２４】また摩耗部分が中間支承部材に限定され、
中間支承部材だけの交換は極めて容易であるから、本発
明に係わる偏心軸継手を使用した生産機械では、摩耗に
よる単品の交換はもとより、定期的に中間支承部材の全
数を交換することが可能で保守管理が容易となり、また
交換に要する休止時間も短かくて済むから、生産管理面
の負担が軽減され十分に経済効果を挙げることができ
る。しかも表面処理を施すことなく、高温や腐食性の雰
囲気中での使用に対応できるように、耐熱性、耐蝕性を
付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる偏心軸継手の一実施例における
中間ディスクの回転軸に垂直な正面図である。

【図２】図１の２−２線に沿って中間ディスクを断面で
示し、円筒状ボスフランジとの関係を含む側面図であ
る。

【図３】本発明に係わる偏心軸継手の一実施例の構造を
説明する分解斜視図である。

【図４】本発明に係わる偏心軸継手における中間ディス
クの別の実施例の部分斜視図である。

【図５】本発明に係わる偏心軸継手における軸線の平行
な偏倚に対応する動力伝達機構を説明するための正面図
である。

【図６】本発明に係わる偏心軸継手における軸線の角度
のずれに対応する動力伝達機構を説明するための側面図
である。

【符号の説明】

１０ 偏心軸継手 １２ 中間ディスク １４，１５ 円筒状ボスフランジ ２２，２３ 突起 ３０ 球面空洞 ３１ 内壁 ３２ 球状外周面 ３３ 弾性部材 ３４ 平面部分 ３５ 溝部 ３６ 中間支承部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主動軸と被動軸との両軸端にそれぞれ固
   定され、相対する面で相互に９０゜だけずらした直径線
   に沿って平行な２面をもつ一対の突起を前記直径線それ
   ぞれの両端に突設した円筒状ボスフランジと、 前記突起の平行な２面と摺動可能に嵌合する溝部を４箇
   所に具え前記円筒状ボスフランジの対向面間に挟入して
   前記円筒状ボスフランジ間で回転の伝達を行う中間ディ
   スクとからなる回し板継手において、 前記溝部を前記円筒状ボスフランジと中間ディスクとの
   双方に摺接する１対の中間支承部材で構成して、この中
   間支承部材を前記突起の平行な２面とは平面で摺接し、
   前記中間ディスクとは互いに嵌合する球面で摺接する割
   球としたことを特徴とする偏心軸継手。
2. 【請求項２】 前記１対の中間支承部材の割球を弾性部
   材で連結し一体としたことを特徴とする請求項１に記載
   の偏心軸継手。