JP2002098162A - オルダム継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハブ側の突起の先端係合部とコマ側の溝との
間で無理な力が作用することがなく、良好に偏心と偏角
を吸収できるオルダム継手の提供。 【解決手段】 駆動軸及び従動軸の一端をそれぞれ嵌挿
固定するための第１、第２軸孔１１、２１が形成されて
いると共に、軸端面において直径方向に延び軸方向に突
出する第１突起１２、１３、１４，１５、第２突起２
２、２４がそれぞれ突設された第１継手本体１０及び第
２継手本体２０と、第１、第２継手本体間に位置し、一
方の軸端面に直径方向に延び第１突起１４、１５と係合
するための第１溝３１が形成され、他方の軸端面に第１
溝と交差し直径方向に延び第２突起２４と係合するため
の第２溝３４が形成された中間伝達体３０とを有する。
第１溝３１及び第２溝３４は、中間伝達体３０の軸端面
方向と平行な同一面上で十文字に直交している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオルダム継手に関し、特
に駆動軸と従動軸間の偏心、偏角を吸収可能なオルダム
継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】オルダム継手は、一般には駆動軸と従動
軸とが平行でわずかに偏心している場合の動力伝達に用
いられる。典型的には、例えば図３、図４に示すような
従来例がある。図３に示される従来のオルダム継手１０
１は、第１ハブ１１０と、第１ハブに対向配置される第
２ハブ１２０と、第１ハブ１１０と第２ハブ１２０とを
接続するコマ１３０とを備える。第１ハブ１１０は、略
円柱状であり、図示せぬ駆動軸の一端を固定するため
に、その軸心に図示せぬ第１軸孔が形成されている。ま
た第１ハブ１１０側の軸端面には、直径全体に延びる断
面矩形の第１溝１１２が形成されている。第２ハブ１２
０も、第１ハブ１１０と同一形状であり、従動軸の一端
を固定するための第２軸孔１２１が形成され、また、第
１ハブ１１０側の軸端面には、直径全体に延びる断面矩
形の第２溝１２２が形成されている。

【０００３】コマ１３０は、略円柱形状をなし、第１ハ
ブ１１０側の軸端面には、第１溝１１２にスライド係合
する第１突起１３１が直径全体に亘って突出して設けら
れ、また、第２ハブ１２０側の軸端面には、第２溝１２
２にスライド係合する第２突起１３２が直径全体に亘っ
て突出して設けられる。ここで、第１突起１３１と第２
突起１３２とは、９０度で交差している。

【０００４】かかるオルダム継手１０１は、その偏心量
を、互いに十文字状に設けた第１、第２突起１３１，１
３２と、第１、第２溝１１２、１２２との相対的な直径
方向のスライドにより吸収する。構造が簡単であり、部
品点数が少ないため、比較的安価であることを特徴とし
ている。

【０００５】図４に示される従来のオルダム継手２０１
は、図３に示されるオルダム継手１０１の溝１１２、１
２２と突起１３１，１３２とを逆にした構成であり、突
起を第１、第２ハブ２１０，２２０に形成し、溝をコマ
２３０の両端面に設けている。材質と駆動トルクによ
り、図３の継手との使い分けがなされるが、基本的概念
は図３の継ぎ手と同様である。

【０００６】図３および図４に示されるオルダム継手１
０１、２０１が、駆動軸と従動軸とが互いに平行である
ことを使用条件としているのに対し、図５に示される他
の従来のオルダム継手３０１は、偏心の許容に加えて駆
動軸と従動軸との間で最大偏角６°程度のわずかな偏角
を許容出釆る構造である。

【０００７】具体的には、第１ハブ３１０には、駆動軸
の一端を固定するための図示せぬ第１軸孔が形成されて
いると共に、軸端面において直径方向に延び軸方向に突
出する第１突起３１２が突設され、第１突起３１２の先
端には、円柱状の第１係合部３１４が設けられる。第２
ハブ３２０は、従動軸の一端を固定するための第２軸孔
３２１が形成されていると共に、軸端面において直径方
向に延び第１ハブ３１０方向に突出する第２突起３２２
が突設され、第２突起３２２の先端には、円柱状の第２
係合部３２４が設けられる。

【０００８】コマ３３０は、略円柱形状をなし、第１ハ
ブ３１０側の軸端面には、第１突起３１２の第１係合部
３１４に係合する断面円筒状の第１溝３３１が直径全体
に亘って形成され、また、第２ハブ２２０側の軸端面に
は、第２突起３２２の第２係合部３２４に係合する断面
円筒状の第２溝３３４が直径全体に亘って形成されてい
る。ここで、第１溝３３１と第２溝３３４とは、９０度
で交差している。

【０００９】第１、第２係合部３１４，３２４は、第１
溝３３１，及び第２溝３３４よりも小さく形成される。
そして、第１、第２係合部３１４，３２４は、第１、第
２溝３３１，３３４に対して、溝の長手方向にスライド
可能であると共に、第１、第２溝の中心線Ａ、Ｂを略中
心として回動可能となる。略中心として、としたのは、
第１、第２係合部３１４，３２４が第１、第２溝３３
１，３３４内を駆動軸、従動軸の軸方向に移動すること
を考慮したからである。なお、ここで中心線ＡとＢと
は、軸方向において距離Ｗだけ離間している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図３、図４に示される
従来のオルダム継手１０１、２０１では、駆動軸と従動
軸とをを完全に平行（偏角を０°）にすることは非常に
難しく、その調整には多くの時間と高度な技術が必要で
ある。両軸が完全に平行にならない場合や、許容値以上
の偏心量を与えると、溝と突起に無理な力が働き、短時
間の運転で過大な摩耗が発生し、異音や振動やバックラ
ッシュの増大や破損が発生することになる。

【００１１】また図５に示される従来のオルダム継手３
０１では、わずかな偏角を吸収することが可能となって
いるが、第１溝３３１の中心線Ａを通る駆動軸側の先端
係合部３１４の回転面と、第２溝３３４の中心線Ｂを通
る従動軸側の先端係合部の回転面とが離れているため、
比較的大きな偏角が与えられると、一般にエンドプレイ
と呼ばれる幾何学的に上記面どおしの距離が回転角度に
伴って変動する現象が発生し、溝と突起に軸方向の無理
な力が発生する。上述したように第１、第２係合部３１
４，３２４を、第１溝３３１，及び第２溝３３４よりも
小さく形成したのは、この面同士の距離の変動を考慮し
たためである。

【００１２】従って、溝と突起の隙間でこの寸法変動が
吸収できる範囲が、偏角の許容範囲となり、軸のずれが
なく偏角だけの許容値でも最大６°、偏心と偏角を共に
許容できる最大許容値は偏心２mm、偏角３°程度と、極
めてわずかとなる。しかしこの範囲に調整することも多
くの時間と高度な技術が必要であり、許容範囲を越えて
設定すると、前記と同様に、突起と溝に無理な力が働
き、短時間の運転で過大な摩耗が発生し、異音や振動や
バックラッシュの増大や破損が発生することになる。

【００１３】そこで本発明は、ハブ側の突起の先端係合
部とコマ側の溝との間で無理な力が作用することがな
く、良好に偏心と偏角を吸収できるオルダム継手を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、駆動軸の一端を固定するための第１軸孔が
形成されていると共に、軸端面において直径方向に延び
軸方向に突出する第１突起が突設された第１継手本体
と、従動軸の一端を固定するための第２軸孔が形成され
ていると共に、軸端面において直径方向に延び第１継手
本体方向に突出する第２突起が突設された該第１継手本
体に対向配置される第２継手本体と、該第１、第２継手
本体間に位置し、一方の軸端面に直径方向に延びる該第
１突起と係合するための第１溝が形成され、他方の軸端
面に該第１溝と交差する直径方向に延びる該第２突起と
係合するための第２溝が形成された中間伝達体とを有
し、該第１突起及び該第２突起の先端は略円柱状をなし
て該第１溝及び該第２溝にそれぞれ係合して、該第１継
手本体及び該第２継手本体が該中間伝達体に対してその
直径方向にスライド可能かつ回動可能に設けられて、該
駆動軸と該従動軸との偏心及び偏角を吸収するオルダム
継手において、該第１溝及び該第２溝は、該中間体の軸
端面方向と平行な同一面上で十文字に直交しており、該
第１突起及び該第２突起のうちの少なくとも一方の先端
係合部は、他の先端係合部と干渉しない範囲で欠除離間
して設けられて、該第１、第２溝が直交する部分での該
第１第２突起どおしの衝突を避けているオルダム継手を
提供している。

【００１５】ここで、該第１溝及び該第２溝は、該第１
突起及び該第２突起の先端形状に略合致する略円筒形状
をなし、該第１溝、第２溝の面のうち少なくとも一方に
は、樹脂がライニング又はコーティングされているのが
好ましい。

【００１６】また、該第１溝及び該第２溝は、該第１突
起及び該第２突起の先端形状に略合致する略円筒形状を
なし、該第１溝、第２溝の周面の円周方向に、少なくと
も１本のグリース保持溝が形成されているのが好まし
い。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によるオルダ
ム継手について図１及び図２に基づき説明する。図１に
おいて（ａ）は、オルダム継手を部品毎に分解し、組立
てられる角度に並べた斜視図であり、同図（ｂ）は組立
て後の斜視図である。

【００１８】オルダム継手１は、第１ハブ（第１継手本
体）１０と、第１ハブに対向配置される第２ハブ（第２
継手本体）２０と、第１ハブ１０と第２ハブ２０とを接
続するコマ（中間伝達体）３０とを備える。第１ハブ１
０は、略円柱状であり、駆動軸２（図２）の一端を嵌挿
固定するために、その軸心に第１軸孔１１が形成されて
いる。また第２ハブ２０側の軸端面には、互いに直径方
向に延び軸方向に突出する一対の第１突起１２、１３が
突設されている。第１突起１２，１３の先端は略円柱形
の先端係合部１４，１５が一体に設けられており、従っ
て第１突起１２，１３は先太り形状となる。

【００１９】第２ハブ２０は、第１ハブ１０と同一形状
である。即ち、第２ハブ２０は、略円柱状であり、従動
軸３（図２）の一端を嵌挿固定するために、その軸心に
第２軸孔２１が形成されている。また第１ハブ１０側の
軸端面には、互いに直径方向に延び軸方向に突出する一
対の第２突起２２、２３（図２（ｂ））が突設されてい
る。第２突起２２，２３の先端は略円柱形の先端係合部
２４，２５（図２（ｂ））が一体に設けられており、従
って第２突起２２，２３も先太り形状となる。

【００２０】コマ３０は、略円柱形状をなし、第１ハブ
１０側の軸端面には、直径方向に延びる第１溝３１が形
成され、第２ハブ２０側の軸端面には、第１溝３１と直
交し直径方向に延びる第２溝３４が形成されている。第
１溝３１及び該第２溝３４は、第１突起１２、１３の先
端係合部１４、１５及び第２突起２２，２３の先端係合
部２４，２５の形状に略合致する略円筒形状をなし、先
端係合部１４，１５、２４，２５は、第１溝３１，第２
溝３４内で、所定範囲で回転可能、且つ、第１溝３１、
第２溝３４が延びる直径方向でスライド可能な構成であ
る。第１溝３１の開口端側は、溝の底部に向って徐々に
互いの間隔が減少する傾斜面３２，３３が形成され、こ
の傾斜面３２，３３によって、コマ３０に対する第１突
起１２，１３の相対的な回動がし易くなる。同様に第２
溝３４の開口端側は、溝の底部に向って徐々に互いの間
隔が減少する傾斜面３５，３６が形成され、この傾斜面
３５，３６によって、コマ３０に対する第２突起２２，
２３の相対的な回動がし易くなる。よって、該１ハブ１
０及び該第２ハブ２０がコマ３０に対して直径方向にス
ライド可能かつ回動可能に設けられ、駆動軸２と従動軸
３との偏心及び偏角を吸収する構成となる。

【００２１】ここで、第１溝３１及び第２溝３４は、コ
マ３０の軸端面方向と平行な同一面上で十文字に直交し
ており、従って交差部においては、第１溝３１と第２溝
３４とは連通している。より厳密には、第１溝３１内で
の先端係合部１４，１５の中心Ａと、第２溝３４内での
先端係合部２４，２５の中心Ｂとは、コマ３０の軸端面
方向と平行な同一面上にある（図１（ｂ）の破線上にあ
る）。なお、第１突起１４と１５及び第２突起２４と２
５とは、突起先端係合部の円柱の直径に許容偏心量の２
倍を加えた寸法分離間して設けられ、第１、第２溝３
１、３４が交差する部分での第１第２突起どおしの衝突
が避けられる。

【００２２】第１ハブ１０、第２ハブ２０は、比較的安
価で強度や剛性が高いＳ４５Ｃ等の機械構造用炭素鋼鋼
材、又は、軽量で強度、剛性が高く錆びにくいアルミニ
ウム合金を用いたダイカストまたは鍛造にて形状を付与
した素材とする事が好ましく、アルミニウム合金製の場
合には、完成加工後の表面に陽極酸化処理を施すことが
より好ましい。また、鉄系材料の焼結又はＭＩＭ（金属
射出成形）による方法も好ましい。

【００２３】一方コマ３０は、耐摩耗性と機械的特性に
優れ、振動吸収性も併せ持ったナイロン６６、アセター
ルコポリマー（デルリン）、ＰＰＳ、ＰＥＳ、ＰＥＥＫ
等のエンジニアリングプラスチックを用い、射出成形に
よって形状を付与することが好ましい。また、アルミニ
ウム合金のダイカスト鋳造品でも好く、完成加工後の表
面に陽極酸化処理を施すことが好ましい。更に、鉄系材
料の焼結又はＭＩＭによる方法も好ましい。

【００２４】金属同士の摺動は、場合によって異常摩耗
の原因となることもあるので、コマ３０を金属製とした
場合には、コマ３０の溝３１、３４の内周面に、耐摩耗
性と摺動抵抗を改善する目的で、グリースを保持する溝
を周方向に少なくとも１個形成するのが好ましい。又は
テフロン（登録商標）系若しくはポリエチレン系の高摺
動特性を持つライニング若しくはコーティングを施すこ
とがより好ましい。

【００２５】次に、上述した実施の形態によるオルダム
継手１の具体的作用について説明する。

【００２６】駆動軸２と従動軸３との偏心は、通常のオ
ルダム継手と同様に、第１突起１２，１３及び第２突起
２２，２３が、第１溝３１，第２溝３４の長手方向にそ
れぞれ摺動し、コマ３０がそれにつれて移動することに
より吸収される。また偏角は、第１、第２ハブ１０、２
０の第１、第２突起１２，１３，２２，２３の先端係合
部１４，１５，２４，２５が、円筒状の第１、第２溝３
１，３４の円周方向に回転することにより吸収される。

【００２７】より詳しく説明すると、図２（ａ）は駆動
軸２と従動軸３が互いに偏心と偏角を同時に与えられ、
第１ハブ１０の突起１２、１３が紙面に対し平行、第２
ハブ２０の突起２２、２３が紙面に対し直角となった状
態を示し、同図（ｂ）は、前記（ａ）の状態から９０度
駆動軸２、従動軸３を回転した状態を示す。これらの図
から明らかなように、図２（ａ）の状態において、第１
ハブ１０側の第１溝３１の中心線Ａに沿って、コマ３０
が第２ハブ２０側の第２溝３４の中心線Ｂの位置まで、
偏心量Ｘだけ移動することにより、偏心が吸収される。
また偏角は、第２突起２２，２３の先端係合部２４，２
５が第２溝３４内を偏角量θだけ回動することにより、
無理なく吸収される。ここで偏角量θは、第１溝１４の
中心線Ａを通る駆動軸２側の先端係合部１４の回転面α
に対する、第２溝３４の中心線Ｂを通る従動軸３側の先
端係合部２４の回転面βのなす角度である。

【００２８】図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態から、軸
が９０度回転した状態である。同様にコマ３０が、
（ｂ）の状態において、第２ハブ２０側の第２溝３４の
中心線Ｂに沿って、第１ハブ１０側の第１溝３１の中心
線Ａの位置まで、偏心量Ｙだけ移動することにより、偏
心が吸収される。また偏角は、上述の回転面α、βのな
す偏角量θだけ回動することにより無理なく吸収され
る。これは十文字に設けられた第１、第２溝３１，３４
が同一平面上に存在することにより、回転面α、βが、
第１溝３１、第２溝３４の交差部で常に交差しているか
らである。

【００２９】本発明によるオルダム継手は上述した実施
の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で
種々の変形や改良が可能である。例えば、上述した実施
の形態では、第１突起１２，１３及び第２突起２２、２
３のいずれも、互いに離間して二股状に設けられている
が、第１突起又は第２突起のいずれかを例えば図５に示
される従来の第突起３１２のように、直径方向全体に延
びるように設け、他方の突起を二股にしても良い。かか
る場合であっても、第１溝３１と第２溝３４の交差部分
において、第１突起と第２突起との機械的干渉は避けら
れるからである。

【００３０】また、上述した実施の形態では、第１溝３
１の開口端側と、第２溝の開口端側には、溝の底部に向
って徐々に互いの間隔が減少する傾斜面３２，３３、３
５，３６が形成されているが、面３２と面３３及び面３
５と３６とを互いに平行にしてもよい。例えば面３２と
面３３間の距離が、突起１２の肉厚よりも大きければ、
突起１２はコマ３０に対してある程度回動できるからで
ある。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載のオルダム継手によれば、
第１溝と第２溝とが、中間体の軸端面方向と平行な同一
面上で十文字に直交しているので、比較的大きな偏心と
偏角が与えられても、駆動軸や従動軸の回転に伴う両軸
間の寸法変化は発生せず、良好な回転力の伝達が可能と
なり、オルダム継手でありながら、自在継手のような作
用を良好に果すことができる。

【００３２】また、中間伝達体は、第１溝と第２溝とを
同一面で直交するように形成されているので、中間伝達
体の軸方向の長さを低減でき、その結果、第１継手本体
と中間伝達体と第２継手本体全体の長さを小さくでき、
狭い空間内での配置が可能となり、簡単小型な構造なが
ら偏心のみでなく比較的大きな偏角をも吸収し、長期的
に亘ってガタの発生がなく正確に作動できる。

【００３３】更に、本発明によれば突起の機械的強度を
高めることができる。即ち、図５に示される従来のオル
ダム継手では、溝が同一面で交差していないので、コマ
の軸方向寸法を小さくするためには、先端係合部のサイ
ズも小さくする必要があり、すると、先端係合部に一体
の突起の肉厚も大きくできず、突起の機械的強度を確保
することが困難である。一方本発明では、溝が同一面で
交差しているので、先端係合部のサイズを大きくして
も、そのことにより、コマの軸方向長さを大きくする必
然性が低く、先端係合部のサイズを大きくできること
で、それと一体の突起の肉厚も大きくでき、突起全体の
機械的強度を高めることができる。

【００３４】請求項２記載のオルダム継手によれば、第
１溝、第２溝の面には、樹脂がライニング又はコーティ
ングされおり、請求項３記載のオルダム継手によれば、
第１溝、第２溝の周面の円周方向に、少なくとも１本の
グリース保持溝が形成されているので、溝と先端係合部
との間で良好な相対的摺働運動が発揮でき、特に継手本
体と中間伝達体とを共に金属製とした場合に有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるオルダム継手を示
し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は、組立てた状態を示
す斜視図。

【図２】駆動軸と従動軸が偏心、偏角した状態で、本発
明の実施の形態によるオルダム継手の動作を示す説明図
であり、（ｂ）は（ａ）の状態から９０度回転した状態
を示す。

【図３】従来のオルダム継手を示し、（ａ）は分解斜視
図、（ｂ）は、組立てた状態を示す斜視図。

【図４】他の従来のオルダム継手を示し、（ａ）は分解
斜視図、（ｂ）は、組立てた状態を示す斜視図。

【図５】更に他の従来のオルダム継手を示し、（ａ）は
分解斜視図、（ｂ）は、組立てた状態を示す斜視図。

【符号の説明】

１ オルダム継手 １０ 第１ハブ（第１継手本体） １２，１３ 第１突起 １４，１５ 先端係合部 ２０ 第２ハブ（第２継手本体） ２２，２３ 第２突起 ２４，２５ 先端係合部 ３０ コマ（中間伝達体） ３１ 第１溝 ３４ 第２溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸の一端を固定するための第１軸孔
   が形成されていると共に、軸端面において直径方向に延
   び軸方向に突出する第１突起が突設された第１継手本体
   と、 従動軸の一端を固定するための第２軸孔が形成されてい
   ると共に、軸端面において直径方向に延び第１継手本体
   方向に突出する第２突起が突設された該第１継手本体に
   対向配置される第２継手本体と、 該第１、第２継手本
   体間に位置し、一方の軸端面に直径方向に延びる該第１
   突起と係合するための第１溝が形成され、他方の軸端面
   に該第１溝と交差する直径方向に延びる該第２突起と係
   合するための第２溝が形成された中間伝達体とを有し、 該第１突起及び該第２突起の先端は略円柱状をなして該
   第１溝及び該第２溝にそれぞれ係合して、該第１継手本
   体及び該第２継手本体が該中間伝達体に対してその直径
   方向にスライド可能かつ回動可能に設けられて、該駆動
   軸と該従動軸との偏心及び偏角を吸収するオルダム継手
   において、 該第１溝及び該第２溝は、該中間体の軸端面方向と平行
   な同一面上で十文字に直交しており、該第１突起及び該
   第２突起のうちの少なくとも一方の先端係合部は、他の
   先端係合部と干渉しない範囲で欠除離間して設けられ
   て、該第１、第２溝が直交する部分での該第１第２突起
   どおしの衝突を避けていることを特徴とするオルダム継
   手。
2. 【請求項２】 該第１溝及び該第２溝は、該第１突起及
   び該第２突起の先端形状に略合致する略円筒形状をな
   し、該第１溝、第２溝の面のうち少なくとも一方には、
   樹脂がライニング又はコーティングされていることを特
   徴とする請求項１記載のオルダム継手。
3. 【請求項３】 該第１溝及び該第２溝は、該第１突起及
   び該第２突起の先端形状に略合致する略円筒形状をな
   し、該第１溝、第２溝の周面の円周方向に、少なくとも
   １本のグリース保持溝が形成されていることを特徴とす
   る請求項１又は２記載のオルダム継手。