JP2004162732A - トルク伝達具 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトと、歯車やプーリのような被連結体とを着脱自在に連結すると共に、伝達されるトルクによって強度の低い部分が変形するのを防止する。
【解決手段】シャフト２に隙間嵌めされる環状の支持部１１と、支持部１１の一端面１５から軸方向に突出するキーのようなトルク伝達部１２と、その先端に屈曲形成された鉤状の抜け止め部１３とが一体化されたトルク伝達具１０に、ビス１８のような抜け止め手段を付設する。歯車４のような被連結体は中心穴５のキー溝８においてトルク伝達部１２と嵌合し、抜け止め部１３によって軸方向に抜け止めをされる。トルク伝達部１２はシャフト２のＤカット面３にも面接触する。従って、トルクはシャフト２のＤカット面３からトルク伝達部１２を介して歯車４のキー溝８へ伝達される。支持部１１はビス１８のような抜け止め手段によってシャフト２に抜け止めされるが、この部分にはトルクが作用しない。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフトに歯車やプーリ等を取り付ける際に使用することができるトルク伝達具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸のようなシャフトに歯車やプーリのような部品を取り付ける方法として従来から使用されている代表的なものの１つは、歯車やプーリの中心穴へ、その穴径よりも小さくない外径を有するシャフトを圧入して、締まり嵌め状態にすることである。この圧入方法をとる場合には、歯車やプーリに形成する中心穴が単なる円孔であるし、シャフトも単なる円柱状でよいから、形状が簡単で加工も容易になるが、一旦シャフトを歯車やプーリに圧入してしまうと抜くことが難しいので、歯車の歯面等が損傷した時に歯車等を交換することが容易ではない。
【０００３】
また、最近の小型モータではシャフトの一端部にモータの回転位置を計測するためのエンコーダを設けることが多いので、シャフトの一端部がモータハウジングの内部に包み込まれていて外部に露出していないため、そのシャフトを歯車やプーリの中心穴へ圧入する時に、シャフトの一端部がシャフトに作用する軸方向力を支持することができないので、そのような構造のモータでは、圧入によってシャフトと歯車やプーリ等を結合することが不可能である。
【０００４】
シャフトから歯車やプーリを容易に取り外すことができる代表的な取り付け方法としては、図４に例示したように、モータ１のシャフト２の端部にＤカット面３を加工して、それに歯車４の中心穴５を隙間嵌めすると共に、歯車４の一部に半径方向に形成された螺子穴に固定ビス６をねじ込んで、その先端をシャフト２のＤカット面３に係合させるという方法がある。
【０００５】
更に、他の取り付け方法として、図５に例示したように、シャフト２の端部と歯車４の中心穴５にそれぞれキー溝７及び８を形成すると共に、キー溝７及び８にキー９を軸方向に挿入し、更に半径方向にねじ込んだ２本以上の固定ビス６によって、キー９の抜け止めと、シャフト２に対する歯車４の抜け止めを施すという方法も行なわれている。
【０００６】
しかしながら、図４や図５に示す従来の取り付け方法においては、１本以上使用されている固定ビス６が歯車４やキー９のための抜け止めとなっているだけでなく、固定ビス６の先端と、それに係合するＤカット面３等との接触部においてトルクの少なくとも一部が伝達される場合があるので、そのような場合に接触部に回転方向の変動する大きい力が作用して接触部が変形することにより、回転方向のガタが発生し易いという問題がある。従って、図４や図５に示したような構造によって大きいトルクを伝達することは一般に不可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に鑑み、シャフトに対して歯車やプーリ等の着脱を容易にすると共に、それらをシャフトに取り付けた状態において変形や緩みを生じる箇所がなく、大きいトルクを確実に伝達することができるような、新規な構造のトルク伝達具を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に記載されたトルク伝達具を提供する。
【０００９】
本発明のトルク伝達具は、環状の支持部と、キーのような作用をするトルク伝達部と、その先端において歯車やプーリのような被連結体の側面に係合する鉤状の抜け止め部とが一体化されることによってに構成され、更に、シャフトに対する抜け止め手段が付設されたものであるから、シャフトと被連結体を着脱自在に連結することができる。従って、被連結体の交換のような作業が容易になる。
【００１０】
また、トルクはシャフトのＤカット面からキーのような作用をするトルク伝達部を介して被連結体のキー溝へ伝達されるため、抜け止め手段のような強度の低い部分があっても、そこにトルクが作用することがないので、強度の低い部分の変形や回転方向のガタ等が生じる恐れはない。
【００１１】
トルク伝達部の断面形状は通常のキーのように長方形であることが望ましい。支持部の抜け止め手段としては支持部に形成された螺子穴に螺合してシャフトに係合する抜け止め用のビスを使用することができる。この場合に、抜け止め用のビスの先端が係合する環状の溝、或いは穴等をシャフトの表面に形成すれば、抜け止め作用が更に確実なものになる。必要に応じて、トルク伝達部を支持部の穴の内部にまで延長して形成することができる。それによってトルク伝達部と支持部との間の移行部分の強度が増加する。
【００１２】
本発明のトルク伝達具を使用することによってシャフトと連結し得る被連結体の代表的なものは、伝動用の歯車及びプーリである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、図１ないし図３を参照しながら、本発明のトルク伝達具の好適な実施例について詳細に説明する。図１は本発明の実施例のトルク伝達具１０だけを取り出して外観を示した斜視図であって、このトルク伝達具１０によって、前述のようなモータ１のシャフト２に、キー溝８を有する歯車４を取り付けた状態が図２に示されている。更に、図２の組み付け状態を分解して、トルク伝達具１０と、それに関連するモータ１のシャフト２及びキー溝８を有する歯車４、更に、後述の抜け止め用のビス１８の各部分をそれぞれ共通の軸線上において展開して示したものが図３の分解斜視図である。
【００１４】
これらの各図面から明らかなように、図１に取り出して示した実施例のトルク伝達具１０は、例えば、モータ１のシャフト２に対して微小な隙間を残して着脱自在に嵌合（隙間嵌め）される円筒形（一般的には環状）の支持部１１と、支持部１１の一端面１５から軸方向に突出して延びていると共に、支持部１１と一体的に形成されたキーのような断面長方形のトルク伝達部１２と、トルク伝達部１２の先端（自由端）において直角方向の外側に向かって鉤状に屈曲して形成された抜け止め部１３とを備えている。
【００１５】
円筒形の支持部１１はシャフト２に対して隙間嵌めされるように実質的に同じ大きさの内径を有する中心穴１４を備えているが、この支持部１１の一端面１５から一体的に軸方向に延びているトルク伝達部１２は、中心穴１４の軸方向の投影面に対してトルク伝達部１２自体の断面積の半分程度が重なるようになっている。しかし、トルク伝達具１０の強度を更に高める必要がある場合には、トルク伝達部１２の一部を中心穴１４の内部にまで延長して形成するとよい。この場合には中心穴１４は単なる円穴ではなく、トルク伝達部１２の一部として半径方向の内方へ突出する突条を有するものとなる、また、この場合には、シャフト２のＤカット面３の軸方向長さを突条に見合うように長くする。
【００１６】
また、支持部１１の端面１５とトルク伝達部１２の先端に形成された抜け止め部１３の軸方向内面１６との間（これをクランプ部１９と呼ぶ）の距離（間隔）は、歯車４（これはプーリ等であってもよいから、一般的には被連結体と言うべきもの）の軸方向における厚さと実質的に同じ大きさとする。なお、支持部１１に形成される中心穴１４の中心は、必ずしも支持部１１全体の中心と一致している必要はないので、中心穴１４は一般的にはシャフト２に対してトルクが作用しない状態で隙間嵌めされる穴であればよい。
【００１７】
更に、円筒形の支持部１１には半径方向に螺子穴１７が形成されていて、図３に明示するような抜け止め用のビス１８を螺合することができる。螺子穴１７とビス１８はそれぞれ１個設ければよいが、複数個設けてもよいことは言うまでもない。なお、図示してはいないが、完全な抜け止めを行うためにビス１８の先端が係合する環状の溝又は穴をシャフト２の一部に形成しておいてもよい。
【００１８】
図示実施例のトルク伝達具１０はこのように構成されているから、それを使用してシャフト２に歯車４を組み付ける際には、まず、トルク伝達具１０のトルク伝達部１２を、シャフト２と実質的に同じ大きさの内径を有すると共にキー溝８を形成されている歯車４の中心穴５の中へ挿入し、それらを相対的に半径方向に移動させることによって、トルク伝達具１０のクランプ部１９に歯車４を嵌入させる。その状態でトルク伝達具１０に対して歯車４を回転させると、キーのような断面形状を有するトルク伝達部１２が歯車４のキー溝８に嵌まり込むと共に、歯車４は円筒形の支持部１１の端面１５と抜け止め部１３の内面１６との間に形成されたクランプ部１９内へ完全に落ち込んで、それらの面の間に挟み込まれるので、歯車４がトルク伝達具１０に対して軸方向にも、また回転方向にも相対的に移動することができなくなる。
【００１９】
このようにして相互に拘束するように結合させたトルク伝達具１０の中心穴１４と歯車４の中心穴５は、同径、同軸心のものとして整合して連続した中心穴を形成するので、連続する中心穴１４，５の中へモータ１のシャフト２の先端を挿入して隙間嵌めする。この際には、トルク伝達具１０のキーのようなトルク伝達部１２をシャフト２のＤカット面３に合致させる。
【００２０】
そして最後に、螺子穴１７にねじ込まれたビス１８を軽く締め付けて内方へ突出させることにより、トルク伝達具１０がシャフト２から抜け出すのを防止する。このようにして、トルク伝達具１０がシャフト２に対して軸方向の相対的な移動をすることが阻止されるので、トルク伝達具１０の一部であるトルク伝達部１２の先端の鉤形をした抜け止め部１３が歯車４の側面２０を捉えて、歯車４がシャフト２から抜け出すのを確実に阻止することができる。
【００２１】
図示実施例のトルク伝達具１０は、前述のようにきわめて簡単にシャフト２及び歯車４に組み付けて、シャフト２の端部に歯車４を確実に取り付けることができるだけでなく、抜け止め用のビス１８を緩めることだけで、トルク伝達具１０と歯車４との組立体をシャフト２から抜き取ることができるので、抜き取った後にそれらを容易に分離させることができる。従って、シャフト２に対する歯車４等の着脱、交換等がきわめて容易になる。
【００２２】
しかも、シャフト２から歯車４へ伝達されるトルクは、シャフト２のＤカット面３と、Ｄカット面３に対して面接触をしているトルク伝達具１０のトルク伝達部１２と、更に、トルク伝達部１２に対して面接触をしている歯車４のキー溝８の壁面を介して伝達されるので、抜け止め用のビス１８や、その先端が接触するシャフト２の一部等に、トルク伝達による回転方向の力が作用することがない。従って、そのような比較的に強度の低い部分が変形する恐れもなくなるので、本発明のトルク伝達具はきわめて大きいトルクを伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のトルク伝達具のみを示す斜視図である。
【図２】組み付け状態を示す斜視図である。
【図３】展開した状態を示す分解斜視図である。
【図４】従来技術を示す斜視図である。
【図５】他の従来技術を示す斜視図である。
【符号の説明】
２…シャフト
３…Ｄカット面
４…歯車（或いはプーリ等の被連結体）
８…キー溝
１０…トルク伝達具
１１…円筒形の支持部
１２…キーのような形状のトルク伝達部
１３…鉤状の抜け止め部
１４…中心穴
１８…抜け止め用のビス
１９…クランプ部

Claims (6)

1. シャフトに対してトルクが作用しないように隙間嵌めされる穴を備えている環状の支持部と、前記支持部の一端面から突出して前記シャフトの方向に延びていると共に前記シャフトに形成されたＤカット面に対して面接触する面と被連結体の穴に形成されたキー溝に対して嵌合する部分とを備えていることによってキーとして作用してトルクを前記シャフトから前記被連結体へ伝達するトルク伝達部と、前記トルク伝達部の先端に屈曲形成されて前記被連結体の側面に係合することによって前記被連結体の抜け止めを行なう鉤状の抜け止め部とが一体化されることによって構成され、更に、前記支持部の前記シャフトに対する抜け止め手段が付設されていることを特徴とするトルク伝達具。
2. 請求項１において、前記トルク伝達部の断面形状が長方形であることを特徴とするトルク伝達具。
3. 請求項１又は２において、前記支持部の抜け止め手段が、前記支持部に形成された螺子穴と、前記螺子穴に螺合して前記シャフトに係合する抜け止め用のビスからなることを特徴とするトルク伝達具。
4. 請求項３において、前記支持部の抜け止め手段が、前記抜け止め用のビスの先端が係合するように前記シャフトに形成された環状の溝或いは穴を含んでいることを特徴とするトルク伝達具。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記トルク伝達部が前記支持部の穴の内部にまで延長して形成されていることを特徴とするトルク伝達具。
6. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記被連結体が歯車及びプーリのいずれかであることを特徴とするトルク伝達具。

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