JP2005098382A - Universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自在継手に関し、詳しくは、通常の使用状態のほか高トルク伝導も可能な自在継手の改良に関する The present invention relates to a universal joint, and more particularly, to an improvement in a universal joint capable of high torque conduction in addition to a normal use state.
従来、圧延機の駆動軸やプレス機の駆動軸など自在継手として、図10に示すような自在継手が知られている(特許文献1)。
この自在継手は、通常、駆動軸1の軸端に軸方向へ平行に延出する一対のアーム2、2が設けられ、このアーム2、2の先端間に十字軸3の一方の軸3aが軸支され、十字軸3の他方の軸3bが他の一対のアーム4、4の先端間に軸支され、他のアーム4、4が従動軸5の軸端6に一体結合されたものである。
Conventionally, a universal joint as shown in FIG. 10 is known as a universal joint such as a drive shaft of a rolling mill or a drive shaft of a press machine (Patent Document 1).
This universal joint is usually provided with a pair of
ところで、高トルクの回転伝導をする自在継手の場合、十字軸3を軸支するアーム2、4には高トルク伝導に耐え得るよう十分な強度とするため、駆動軸1側及び従動軸5側における一対のアーム2、2、4、4はそれぞれ基盤部7、7と一体成形した構造とされ、アーム2、2、4、4は基盤部7、7に対しボルトなどで取り付けるような組立構造(図示省略)とはされていない。
By the way, in the case of a universal joint that conducts rotation with high torque, the
即ち、基盤部にアームを一体成形した方がボルトによる組立構造より強度が遥かに優れることと、取付ボルトをアームの軸方向へ挿通すると、十字軸の軸受の直径もそれだけ小さくしなければならならず、十字軸3の軸径も太く出来ないことなどから、アームは基盤部に一体成形した構造とされるのである。
In other words, the arm is integrally molded on the base, which is far stronger than the assembly structure using bolts, and if the mounting bolt is inserted in the axial direction of the arm, the diameter of the cross shaft bearing must be reduced accordingly. Since the shaft diameter of the
従って、アーム2、2、4、4の軸受8に十字軸3を取り付け出来る構造とするため、基盤部7、7は、それぞれアーム2、2、4、4の間で分割できるようにされ、それぞれの基盤部7、7は分割面7a、7aを当接させて径方向ボルト10で締結後、駆動軸端、あるいは従動軸端にヨーク部9、9を介して一体的に結合されるように構成されている(特許文献1)。なお、ここで図示しているヨーク部9は、基盤部7、7裏面に突設された半円状の突起9c、9cで、二つの突起9cをあわせることで筒状となる突起12と、この半円状の突起9c、と円周状の溝9dを隔てて径方向に設けられた突起9b、9bと、これら突起と隙間無く嵌合する溝9aとから構成されている。
Therefore, in order to make it possible to attach the
ところで、基盤部7はヨーク部9で軸と結合されるとは言え、これらヨーク部9のヨーク溝9aと突起9bとの嵌合部に僅かでも隙間があると、強大なトルクを回転軸間に伝導しようとすると、分割された基盤部7に、図11に示すように径方向ボルト10を中心として矢印T、Tで示すような左右のねじり変位させようとする力が加わり、図に誇張して示すように分割面7aがねじり変位しようとし、基盤部7をヨーク部9(図10参照)へ固定するための軸方向ボルト11がこの力に直接対抗しなければならなくなって、止着ボルト11の耐久性に悪影響を及ぼすことがある可能性があった。
By the way, although the
また、このような変位を抑制するため、図12に示すように二つ割れとされた基盤部7、7の両方にかけ、基盤部7、7の外面に形成した突起12外周にリング13を例えば焼嵌めなどにより締まり嵌めすることや、図13に示すように分割面7a、7aに互いに噛み合うフェイスギヤ14を設けることが行われている(特許文献1)。
しかしながら、リング13を締まり嵌め状態に嵌める手段は、いかに巻き締め力を強くし得たとしても、基盤部7、7の平滑な分割面7a、7a間に滑り移動が生じるのを防止出来ず、分割された基盤部7、7間のずれ移動は完全に防ぐことが出来ない。また、フェイスギヤ14によるものは、ギヤを隙間のない正確な歯型形状に成形するのは非常に困難となり、また、互いに噛み合う歯同士の間に少しでも隙間があると、その隙間の程度に応じてねじり変形が発生するのは防止できず、結局基盤部7、7を駆動軸あるは従動軸端面に固定する軸方向ボルト11…に過大な繰り返し応力が発生するのを防止できない問題があった。
However, the means for fitting the
この発明は、上記問題を解消し、強大なトルクを伝達するための自在継手の分割された基盤同士間のずれ移動を確実に防止することを課題としてなされたものである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to surely prevent displacement movement between divided bases of a universal joint for transmitting a strong torque.
上記課題を解決するため、この発明は、駆動軸の軸端に軸方向へ平行に延出する一対のアームが設けられ、該アームの先端間に十字軸の一方の軸が軸支され、該十字軸の他方の軸が他の平行な一対のアーム先端に軸支され、該他の一対のアームが従動軸の軸端に一体結合された自在継手であって、前記一対のアーム及び他の一対のアームの立設された基盤部が、それぞれ前記アーム間で分割可能とされ、該分割されたそれぞれの基盤部が前記駆動軸端、及び従動軸軸端にヨーク部を介して一体的に結合可能とされてなる自在継手において、前記駆動軸側及び従動軸側に配置される、それぞれのアームを支持する基盤部が、互いの分割面を圧接させて一体に結合させる締結手段と、前記分割面間に強制圧入されるキー部材とを備え、前記締結手段とキー部材との共同により両基盤部の分割面における相対移動を防止したことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention is provided with a pair of arms extending in the axial direction at the shaft end of the drive shaft, and one of the cross shafts is pivotally supported between the tips of the arms, A universal joint in which the other shaft of the cross shaft is pivotally supported at the tip of another pair of parallel arms, and the other pair of arms is integrally coupled to the shaft end of the driven shaft. The base portions on which the pair of arms are erected can be divided between the arms, respectively, and the divided base portions are integrated with the drive shaft end and the driven shaft shaft end through yoke portions. In the universal joint that can be coupled, the fastening means disposed on the drive shaft side and the driven shaft side, each supporting the arm, presses the divided surfaces of each other, and integrally couples, A key member forcibly press-fitted between the divided surfaces, It is characterized in that to prevent relative movement in the dividing plane of the two base portions by cooperation with the key member and the.
すなわち、締結手段で一体にされる基盤部の分割面にキー部材を圧入することで、分割部の回転トルク伝達に伴う分割面のずれ移動を確実に防止するのである。なお、この勾配キーを圧入する方向は、分割基盤部に対して径方向、軸方向の二種類がある。 In other words, the key member is press-fitted into the split surface of the base portion integrated by the fastening means, thereby reliably preventing the shift of the split surface due to the rotational torque transmission of the split portion. There are two types of directions in which the gradient key is press-fitted in the radial direction and the axial direction with respect to the divided base portion.
図1はこの発明の実施の形態である自在継手の分解斜視図、図2は要部斜視図、図3は図2のA部の組み立てた状態時の拡大断面図である。
図1において、自在継手は、従来と同様、駆動軸1の軸端に形成したヨーク部9によって結合される基盤部7の表面に軸方向へ延出する一対のアーム2、2が設けられ、このアーム2、2の先端間に十字軸3の一方の軸3aが軸支され、十字軸3の他方の軸3bが他の一対のアーム4、4の先端間に軸支され、この他の一対のアーム4、4が基盤部7、7の表面に設けられ、この基盤部7、7が径方向ボルト10で一体化された後、ヨーク部9を介して従動軸5の軸端6に結合されるように構成されている。
1 is an exploded perspective view of a universal joint according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a main part, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a state A in FIG.
In FIG. 1, the universal joint is provided with a pair of
なお、ヨーク部9を構成する突起9b、9c及び嵌合用の溝9a等は図10で説明したものと同じであり、基盤部7、7裏面に突設された半円状の突起9cを合わせることで筒状となる突起12と、径方向に設けられた突起9b、9bを回転軸側の嵌合溝9aに嵌合し軸方向ボルト11…を締結することで締結固定するようにされている。
The
そして、二分割された基盤部7、7の分割面7aに外周より径方向中心へ向けて、キー溝15、15が対称位置に形成され、対向配置されてできるキー孔15hの中に勾配キー16、17が圧入可能とされている。
ここに勾配キー16、17とは、図3に拡大して示すように、二つの互いに逆方向で同一傾斜角の傾斜面18を持ったキー部材16、17からなり、キー溝15に対し奥方へ行くほど厚さが増すキー部材16をキー孔15h内に挿入し、次いでキー部材16の傾斜面18に沿ってもう一つのキー部材17を滑らせて圧入し、両者のキー孔15h内面に対する接触圧を高めて二つの基盤部7、7が互いに相対移動が出来ないように制限したものである。
The
なお、図3において図中、20は勾配キー16の位置決めピン、21は打ち込んだ勾配キー16、17の止めねじ、22は、勾配キー17の抜きタップである。
また、図1において図中30は、軸受ベアリングの内輪、31はベアリングカバー、32はOリング、33はダストシール、34は軸受けころ、35は軸受ベアリングの外輪、36はスラストワッシャを示し、いずれも十字軸3の軸受ベアリングの構成部材であり、それぞれの軸端に設けられる。
In FIG. 3, 20 is a positioning pin for the
In FIG. 1, 30 is an inner ring of a bearing, 31 is a bearing cover, 32 is an O-ring, 33 is a dust seal, 34 is a bearing roller, 35 is an outer ring of the bearing, and 36 is a thrust washer. It is a structural member of the bearing bearing of the
この自在継手によれば、分割面7a、7aに形成したキー溝15によって形成されるキー孔15hに、勾配キー16,17を打ち込むことで、分割面7aの径方向ボルト10を中心とした相対移動を防止することができ、高トルク伝導を行ったときの分割面7a、7aの相対的な回転変位が防止される。従って、それぞれの基盤部7を駆動軸1あるいは従動軸5のヨーク部9に固定するための軸方向ボルト11(図1)に無理な力が加わるのを防止でき、軸方向ボルト11の疲労破壊などの危険が回避される。
According to this universal joint, the
従って、この発明の自在継手は、通常の自在継手として使用できるほか、圧延機などに回転伝導を伝える高トルク伝導用の自在継手としても十分安全に使用できる。
なお、圧延機への回転伝導のように高トルク回転伝導を行う場合は、基盤部7に設けられるキー溝15内の面圧が高くなることがあるので、この場合はキー溝15内表面に金属溶射、焼き入れなどの表面処理を行い、表面強度を高めても良い。
Therefore, the universal joint of the present invention can be used not only as an ordinary universal joint, but also as a universal joint for high torque conduction that transmits rotational conduction to a rolling mill or the like.
In addition, when performing high torque rotation conduction like rotation conduction to a rolling mill, since the surface pressure in the
上記実施の形態として、キー溝15を基盤部7に対して径方向へ設けた場合を示したが、軸方向に設けることもできる。
図4はキー溝を分割面7aの軸方向に設けた場合の要部断面図を示す。
Although the case where the
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the main part when the key groove is provided in the axial direction of the dividing
図4において、分割面7aに、方形のキー溝19が互いに対称となる位置に、軸方向に沿って設けられ、圧接させた分割面7a、7aによってできるキー孔19aの中に軸方向へ向かって勾配キー16,17が打ち込まれるように構成されている。一方、分割された基盤部7、7は径方向ボルト10を締結することで一体的に結合できるようにされている。
In FIG. 4,
この場合は、分割された基盤部7、7を径方向ボルト10で一体的に結合し、その後勾配キー16,17を打ち込むことで両分割面の相対移動は確実に防止される。
従って、この場合も、それぞれの基盤部7を駆動軸1あるいは従動軸5の軸端に固定するための軸方向ボルト11に無理な力が加わるのを防止でき、軸方向ボルト11の疲労破壊などの危険が回避される。なお、図示はされていないが、キー16、17の抜止構造として、図3に示したような止めねじ並びにぬきタップが設けられる。
In this case, the divided
Therefore, in this case, too much force can be prevented from being applied to the
また、キー及びキー溝を基盤部7内部に設けることもできる。
図5は、キー溝を基盤部7内部に設けた場合の断面図、図6は図5のA−A線断面図、図7は図5のB−B線半裁断面側面図である。
In addition, a key and a key groove can be provided inside the
5 is a cross-sectional view when the key groove is provided inside the
図5〜図7において、24は、基盤部7、7の両方に同軸となるように穿設された軸孔を示し、その中に内径がテーパ状に小さくなる筒体25が挿入されていると共に、その内部に、外径が前記テーパ角と同じにテーパ状に大きくなる断面とされたキー26が挿入され、基盤部7側方から軸孔24へ向け穿設した貫通孔27にボルト28が挿入され、このボルト28先端にキー26をねじ嵌合させ、ボルト28を締め付けることでキー26が筒体25を拡径させつつ移動するように構成されている。
5-7, 24 shows the shaft hole drilled so that it may become coaxial with both the
そして、この自在継手の場合、基盤7内の軸孔24にキー26をセットした筒体24を挿入配置し、キー26にボルト28をネジ嵌合し、ついでヨーク部9の基盤部7、7裏面に突設された二つの突起9cをあわせることで筒状となる突起12と、突起9b、9bをヨーク溝9aに嵌合した後、ボルト28を締め付けることで筒体25を軸孔24内で弾性拡径させて、軸孔24内面に強く密着させ、この固定力により分割された基盤部7、7が相対回転してしまうのを防止するのである。
In the case of this universal joint, a
なお、この実施の形態において、筒体25に軸方向割りを設け、容易に拡径するような構成とすることもできる。
また、軸孔24と、これに挿入される筒体25とキー26として断面円形をなすものを示したが、断面が楕円やその他方形などの断面形状をなすものであっても同様に実施できる。
In this embodiment, the
Further, the
次に、軸孔24を設ける方向は、図8に示すように軸方向に沿う方向であってもよい。
即ち、図8は要部破断側面図、図9は平面図である。
図8において、自在継手の基盤部7は、図9に示されているように分割面7aを挟んで両側に軸方向に沿う半円状の切り欠き部29、29が形成され、図示のように分割面7a、7aを合わせたときに軸方向の軸孔30が形成されるように構成されている。図8に示した例の場合、軸孔30はヨーク部9方向へ行くに従って径の小さくなるテーパ孔とされ、その内部に、軸孔30のテーパ角と同じ角度で逆方向に傾斜するテーパ状外面を有するピン31が挿入され、ヨーク部9側にアタッチメント32aを配置し、このアタッチメントの中心孔32bに挿入したボルト32をピン31にネジ嵌合させ締め付けることが出来るようにされ、一方、一対の基盤部7、7は、軸孔30を避けた位置に分割面7aに対し直交する方向へ穿設されたボルト孔33、33に挿通されるそれぞれのボルト34、34により一体に締結されるようにされている。
Next, the direction in which the
That is, FIG. 8 is a cutaway side view of the main part, and FIG. 9 is a plan view.
In FIG. 8, the
従って、ボルト34により基盤部7、7を一体的に結合し、次いで軸孔30にテーパピン31を挿入し、ボルト32を締め付けることで二つの基盤部7、7が相対移動しないように固定出来るようにされている。
Accordingly, the
また、軸孔30と、これに挿入されるピン31として断面円形をなすものを示したが、断面が楕円やその他方形などの断面形状をなすものであっても同様に実施できる。
従って、このようにして組み立てたアームをヨーク部9に取り付け、ボルト11…で固定しても、それぞれの基盤部7を駆動軸1あるいは従動軸5の軸端に固定するためのボルト11に無理な力が加わるのを防止でき、止着ボルト11の疲労破壊などの危険が回避される。
In addition, although the
Therefore, even if the arm assembled in this way is attached to the
以上説明したように、この発明の自在継手は、通常の回転伝導は勿論のこと、高トルクの回転伝導であっても、自在継手のアーム部に無理な変位を生じさせること無く回転伝導を行うことができる。 As described above, the universal joint according to the present invention conducts rotation conduction without causing excessive displacement in the arm portion of the universal joint, as well as normal rotation conduction, as well as high-torque rotation conduction. be able to.
1 駆動軸
2 一対のアーム
3 十字軸
3a 一方の軸
3b 他方の軸
4 他の一対のアーム
5 従動軸
6 軸端
7 基盤部
7a 分割面
9 ヨーク部
10 径方向ボルト
15 キー溝
15h キー孔
16 勾配キー
17 勾配キー
24 軸孔
25 内径がテーパ状に小さくなる筒体
26 外径がテーパ状に大きくなる断面円形のキー
27 貫通孔
28 ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The universal joint according to claim 3, wherein the axis of the keyway formed on the split surface of the base portion is along the axial direction of the base portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003332595A JP2005098382A (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Universal joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005098382A true JP2005098382A (en) | 2005-04-14 |
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ID=34460846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003332595A Pending JP2005098382A (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Universal joint |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005098382A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010216637A (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-30 | Denso Wave Inc | Rotation coupling mechanism of industrial machine |
CN102444674A (en) * | 2010-10-11 | 2012-05-09 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Cardan joint with three degrees of freedom |
KR102209950B1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-02-01 | (주)동우정기 | Wide angle universal joint device for narrow installation spaces |
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2003
- 2003-09-25 JP JP2003332595A patent/JP2005098382A/en active Pending
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