JP2008051197A - Shaft coupling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、互いに平行な2軸を連結して2軸間で動力を伝達する軸継手に関する。 The present invention relates to a shaft coupling that couples two parallel shafts and transmits power between the two shafts.
一般的な機械装置の2つの軸を連結して駆動側から従動側へ動力を伝達する軸継手は、連結する2軸の位置関係によって構造が異なり、2軸が1直線上にあるもの、交差するもの、互いに平行な(かつ同心でない)ものに大別される。 A shaft joint that connects two shafts of a general mechanical device and transmits power from the drive side to the driven side has a different structure depending on the positional relationship between the two shafts to be connected. And those that are parallel to each other (and not concentric).
このうちの平行な2軸を連結する軸継手として、本出願人は、平行な2軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した転動体を介して動力を伝達する方式のものを提案した(特許文献1参照。)。
図5および図6は、上述した方式の軸継手の一例を示す(特願2005−154090号(図5、図6)参照。)。この軸継手は、軸方向で対向する2つの回転部材51、52に、複数の案内溝53、54を相手側の案内溝と直交するように設け、各案内溝交差位置にシャフト(円筒状転動体)55を配して、その両端部を各案内溝53、54で案内し、中央部を保持器56の長孔57に通して保持するようにしたものである。なお、図5および図6は、説明上、両回転部材51、52が同心の状態を示しているが、通常は両者の回転軸がずれた(偏心した)状態で使用される。
5 and 6 show an example of the above-described shaft coupling (see Japanese Patent Application No. 2005-154090 (FIGS. 5 and 6)). In this axial joint, a plurality of
前記各シャフト55は、その両端部の外周に嵌め込まれた転がり軸受58を介して、各案内溝53、54の凹部53a、54aと転接している。また、シャフト55中央部は保持器56の両側のスライダ59に通されており、両スライダ59を連結する柱部材60の外周に保持器56の長孔57内を転動する転がり軸受61が嵌め込まれて、シャフト55が保持器56に回転部材径方向の移動を拘束された状態となっている。そして、この状態でシャフト55が駆動側の回転部材51に押されることにより、案内溝53、54および保持器56の長孔57の内側を転動しながら従動側の回転部材52を押して動力を伝達する。
The
ここで、前記スライダ59は、両回転部材51、52と保持器56から作用点および方向の異なる力を受けるシャフト55を通した状態で保持器56と係合して、シャフト55の軸を含む平面内での回転を拘束することにより、シャフト55が回転部材軸方向に対して傾いて案内溝53、54に噛み込むトラブルを防止するものである。
Here, the
ところで、この軸継手では、各スライダ59の保持器56との対向面に、保持器56の長孔57と平行に延びる凹部62を設け、この凹部62に保持器56と転接する直動軸受63を収容して、スライダ59がシャフト55とともに保持器56に対してスムーズに相対移動するようにしている。ここで、スライダ59の凹部62は、直動軸受63のローラが滑らずに転がるように、継手偏心量分だけ直動軸受63よりも長く形成されているが、直動軸受63は凹部62内で位置決めされていないため、適切な位置からずれてしまうおそれがある。直動軸受63の位置ずれが生じた場合には、直動軸受63が凹部62の長手方向のいずれか一端に寄った状態でスライダ59が凹部62の他端の側へ相対移動しようとするときに、直動軸受63のローラが転がることができず、スライダ59の移動抵抗が大きくなって継手の動作特性が悪化したり、直動軸受63が過大な力を受けて破損したりすることがある。
By the way, in this shaft coupling, a
これに対して、保持器両側面の長孔縁部に長孔と平行に延びる凹部を設け、この凹部にすべり軸受(ガイドレール)を介してスライダを嵌め込んで、スライダとすべり軸受とを摺接させれば(特願2005−154090号(図1、図2)参照)、上記のような直動軸受の破損の問題はなくなるが、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗がさらに大きくなり、継手の動作特性が悪化しやすい。また、スライダとすべり軸受との間の面圧が高い状態でスライダと保持器の相対移動が高速で行われると、スライダやすべり軸受の早期摩耗や損傷が生じる場合もあった。 On the other hand, a recess extending in parallel with the slot is provided at the edge of the slot on both sides of the cage, and a slider is fitted into the recess via a slide bearing (guide rail) to slide the slider and the slide bearing. If contact is made (see Japanese Patent Application No. 2005-154090 (FIGS. 1 and 2)), the above-mentioned problem of the linear motion bearing is eliminated, but the resistance when the slider moves relative to the cage is reduced. Furthermore, it becomes larger and the operating characteristics of the joint are likely to deteriorate. Further, when the relative movement of the slider and the cage is performed at a high speed while the surface pressure between the slider and the slide bearing is high, the slider and the slide bearing may be prematurely worn or damaged.
本発明の課題は、平行な2軸間で互いに直交する案内溝の交差位置に配した円筒状転動体を介して動力を伝達する方式の軸継手において、継手動作の安定性と耐久性の向上を図ることである。 An object of the present invention is to improve the stability and durability of joint operation in a shaft joint that transmits power via a cylindrical rolling element disposed at the intersection of guide grooves that are orthogonal to each other between two parallel shafts. It is to plan.
上記の課題を解決するため、本発明は、軸方向で対向し、回転軸が互いに平行でかつ同心でない状態に保持される2つの回転部材のそれぞれの対向面に、複数の直線状に延びる案内溝を相手側の回転部材の対応する位置の案内溝と直交するように設け、前記両回転部材の案内溝が交差する位置に、各案内溝に両端部を案内されて転動する円筒状の転動体を配し、前記各案内溝と所定の角度をなす直線状の長孔に前記各転動体の中央部を通して各転動体の回転部材径方向の移動を拘束する保持器を設けて、前記各転動体を介して前記両回転部材間で動力を伝達するようにし、前記各回転部材と保持器との間に、前記転動体を貫通孔に通した状態で前記保持器と係合して転動体の軸を含む平面内での回転を拘束するスライダを設けた軸継手において、前記スライダと保持器の互いの対向面のいずれか一方に設けた凹部の内側に、外周に転がり軸受を嵌め込んだ軸部材を前記保持器の長孔の幅方向と平行に向けた状態で固定して、前記転がり軸受の外輪を前記凹部と対向するスライダまたは保持器の対向面と転接させた。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plurality of linearly extending guides on opposing surfaces of two rotating members that are axially opposed and are held in a state where the rotation axes are parallel to each other and not concentric. A cylindrical shape is provided in which a groove is provided so as to be orthogonal to a guide groove at a corresponding position of the counterpart rotating member, and the guide grooves of both the rotating members intersect with each other, and both ends are guided by the guide grooves to roll. A rolling element is provided, and a retainer for restraining movement of each rolling element in the radial direction of the rotating member through a central portion of each rolling element is provided in a linear long hole having a predetermined angle with each guide groove, Power is transmitted between the rotating members via the rolling elements, and the rolling elements are engaged with the cage while passing through the through holes between the rotating members and the cage. A shaft coupling provided with a slider that restrains rotation in a plane including the axis of the rolling element. In the state where the shaft member in which the rolling bearing is fitted on the outer periphery is oriented in parallel with the width direction of the long hole of the cage, inside the recess provided on one of the opposing surfaces of the slider and the cage Fixed, the outer ring of the rolling bearing was brought into rolling contact with the facing surface of the slider or cage facing the recess.
すなわち、スライダと保持器との間に、その一方の部材に固定した軸部材に嵌め込まれて他方の部材と転接する転がり軸受を設けることにより、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗を安定して小さくして、継手動作を安定させるとともに、両部材間の部品の破損や早期摩耗を生じにくくしたのである。 That is, the resistance when the slider moves relative to the cage is provided between the slider and the cage by providing a rolling bearing fitted into a shaft member fixed to one of the members and in rolling contact with the other member. Is made stable and the joint operation is stabilized, and the parts between the two members are not easily damaged or prematurely worn.
上記の構成において、前記転がり軸受の外輪が転接するスライダまたは保持器の対向面に、前記保持器の長孔と平行に延び、転がり軸受の外輪の一部が嵌まり込む溝を設ければ、スライダが保持器と相対移動するときの直進性が向上し、継手動作をさらに安定させることができる。 In the above configuration, on the facing surface of the slider or cage where the outer ring of the rolling bearing is in rolling contact, a groove that extends in parallel with the long hole of the cage and into which a part of the outer ring of the rolling bearing fits is provided. The straightness when the slider moves relative to the cage is improved, and the joint operation can be further stabilized.
本発明の軸継手は、上述したように、スライダと保持器との間に、その一方の部材に固定されて他方の部材と転接する転がり軸受を設けたものであるから、直動軸受やすべり軸受を設けたものに比べて、スライダが保持器に対して相対移動するときの抵抗を安定して小さくでき、継手動作を安定させることができる。また、その転がり軸受は直動軸受のように過大な力を受けて破損するおそれがないし、スライダと保持器の相対移動が高速で行われてもすべり軸受のような早期摩耗や損傷が生じにくいので、耐久性の面でも有利である。 As described above, the shaft coupling according to the present invention is provided with the rolling bearing fixed to one member of the slider and the cage so as to make rolling contact with the other member. Compared with the one provided with a bearing, the resistance when the slider moves relative to the cage can be stably reduced, and the joint operation can be stabilized. In addition, the rolling bearing is unlikely to be damaged by receiving excessive force like a linear motion bearing, and even if the slider and the cage are moved at high speed, they are unlikely to be worn or damaged early like a sliding bearing. Therefore, it is advantageous in terms of durability.
以下、図1乃至図4に基づき、本発明の実施形態を説明する。この軸継手は、図1および図2に示すように、軸方向で対向し、回転軸が互いに平行な状態に保持される入出力軸A、Bのそれぞれに固定されるプレート(回転部材)1、2と、両プレート1、2間に配される複数のシャフト(円筒状転動体)3と、各シャフト3のプレート径方向の移動を拘束する保持器4とを備え、各シャフト3を介して両プレート1、2間で動力を伝達するものである。なお、図1および図2は、説明上、入出力軸A、Bが同心の状態を示しているが、通常は後述するように入出力軸A、Bの回転軸がずれた(偏心した)状態で使用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the shaft coupling is a plate (rotating member) 1 that is fixed to each of the input / output shafts A and B that are opposed to each other in the axial direction and are held in parallel with each other. 2, a plurality of shafts (cylindrical rolling elements) 3 disposed between the
前記各プレート1、2は、それぞれドーナツ状の円盤で、入力軸Aおよび出力軸Bの軸端部外周に嵌め込まれて、軸方向で対向する状態で固定されている。各プレート1、2には、それぞれ複数の案内溝5、6が周方向に等間隔で相手側のプレートの対応する位置の案内溝と直交するように設けられており、各案内溝交差位置にシャフト3がプレート軸方向と平行に組み込まれている。
Each of the
前記各案内溝5、6は、それぞれ直線状に延びるように形成されており、その内側面には一定の深さの凹部5a、6aが設けられ、この凹部5a、6aでシャフト3の両端部を案内するようになっている。なお、各案内溝は、必ずしもこの実施形態のようにプレートを貫通する必要はなく、両プレートの対向面に設けられていればよい。
Each of the
前記保持器4は、環状に形成され、各案内溝5、6と45度をなす方向に直線状に延びる長孔7が周方向に等間隔で複数設けられており、これらの各長孔7にシャフト3の中央部を通して保持するようになっている。
The
前記各シャフト3は、その両端部の外周に嵌め込まれた転がり軸受8を介して、各案内溝5、6の凹部5a、6aと転接している。また、シャフト3中央部は保持器4の両側に設けられたスライダ9の貫通孔9aに通されており、両スライダ9を連結する2本の柱部材10の外周に保持器4の長孔7内を転動する転がり軸受11がそれぞれ嵌め込まれて、シャフト3が保持器4にプレート径方向の移動を拘束された状態となっている。
The
前記各スライダ9は、矩形の板状部材で、保持器4との対向面に、保持器4の長孔7に沿って延びる溝とこれに直交する複数の溝からなる凹部12が2つずつ設けられており、これらの凹部12の内側に、外周に転がり軸受13を嵌め込んだ軸部材14が保持器4の長孔7の幅方向と平行な状態で固定され、その転がり軸受13の外輪が保持器4側面と転接している。これにより、シャフト3の軸を含む平面内での回転が拘束されるとともに、スライダ9およびシャフト3が保持器4に対してスムーズに相対移動できるようになっている。
Each of the
次に、この軸継手の動力伝達のメカニズムについて説明する。この軸継手の入力軸Aが回転駆動されて、これに固定されたプレート1が回転すると、この入力側プレート1の案内溝5に周方向から押されたシャフト3が、保持器4でプレート径方向の移動を拘束された状態で、出力軸Bに固定されたプレート2の案内溝6を押して出力側プレート2を回転させることにより、出力軸Bに動力が伝達される。なお、入力軸Aの回転方向が変わったり、入出力軸A、Bの駆動側と従動側が逆になったりしても、同じメカニズムで動力伝達が行われる。
Next, the power transmission mechanism of this shaft coupling will be described. When the input shaft A of the shaft coupling is driven to rotate and the
このとき、各シャフト3は、各プレート1、2から受ける力の作用点および方向が同軸上にないため回転モーメントが発生するが、シャフト3を通すスライダ9と保持器4との係合により軸を含む平面内での回転を拘束されているので、プレート軸方向と平行な姿勢を保つことができ、案内溝5、6へ噛み込むおそれがない。
At this time, each
上記動力伝達メカニズムは、入出力軸A、Bが偏心した通常の使用状態でも基本的に同じである。すなわち、図示は省略するが、入出力軸A、Bが偏心すると、案内溝5、6の交差位置がプレート周方向で変化し、各シャフト3が案内溝5、6および保持器4の長孔7の内側を移動しながら両プレート1、2間で動力を伝達するようになる。
The power transmission mechanism is basically the same even in a normal use state where the input / output shafts A and B are eccentric. That is, although illustration is omitted, when the input / output shafts A and B are decentered, the intersecting position of the
このとき、各スライダ9もシャフト3とともに保持器4に対して長孔7の延びる方向に相対移動するが、スライダ9の保持器4との対向面に設けられた転がり軸受13の外輪が転動するため、スライダ9はスムーズに相対移動することができる。
At this time, each
この軸継手は、上記の構成であり、スライダ9に固定されて保持器4と転接する転がり軸受13を設けることにより、スライダと保持器との間に直動軸受やすべり軸受を設けたものに比べて、スライダ9が保持器4に対して相対移動するときの抵抗が安定して小さくなるようにしたので、継手動作の安定性に優れている。また、転がり軸受13が直動軸受のように過大な力を受けて破損するおそれがないし、すべり軸受のような早期摩耗や損傷も生じにくいので、耐久性の面でも有利である。
This shaft coupling has the above-described configuration, and is provided with a linear bearing or a plain bearing between the slider and the cage by providing a rolling
ここで、図3(a)、(b)に示すように、保持器4の各スライダ9との対向面(両側面)に、長孔7と平行に延び、スライダ9に固定された転がり軸受13の外輪の一部が嵌まり込む溝15を設ければ、スライダ9が保持器4と相対移動するときの直進性が向上し、継手動作をさらに安定させることができる。なお、この例では、軸受13外輪の外周面およびこれと転接する溝15底面を球面とすることにより、両者の間に作用する面圧の低減を図っている。
Here, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), rolling bearings that extend in parallel to the
また、上述した実施形態では、スライダ9の側に保持器4と転接する転がり軸受13を設けたが、図4に示すように、転がり軸受13を設ける位置を保持器4側に変えることもできる。すなわち、図4の例では、保持器4の両側面に、図1乃至図3の例と同様の凹部12を設け、これらの凹部12の内側に転がり軸受13を嵌め込んだ軸部材14を固定して、転がり軸受13の外輪がスライダ9の内側面と転接するようにしている。なお、この例では、保持器4の両側面の凹部12を連通させて、加工しやすくしている。
In the above-described embodiment, the rolling
1、2 プレート(回転部材)
3 シャフト(円筒状転動体)
4 保持器
5、6 案内溝
7 長孔
8 転がり軸受
9 スライダ
9a 貫通孔
10 柱部材
11 転がり軸受
12 凹部
13 転がり軸受
14 軸部材
15 溝
A 入力軸
B 出力軸
1, 2 Plate (Rotating member)
3 Shaft (cylindrical rolling element)
4
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006227548A JP2008051197A (en) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Shaft coupling |
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JP2006227548A JP2008051197A (en) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Shaft coupling |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011013223A1 (en) | 2009-07-29 | 2011-02-03 | パイオニア株式会社 | Speaker device |
WO2013069325A1 (en) | 2011-11-07 | 2013-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | Engine cooling control device |
-
2006
- 2006-08-24 JP JP2006227548A patent/JP2008051197A/en active Pending
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WO2011013223A1 (en) | 2009-07-29 | 2011-02-03 | パイオニア株式会社 | Speaker device |
WO2013069325A1 (en) | 2011-11-07 | 2013-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | Engine cooling control device |
US9267420B2 (en) | 2011-11-07 | 2016-02-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine cooling control device |
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