JP4722310B2 - 軸継手及びこれを用いた回転装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、簡易構造物であるビニルハウスなどの高所に設備され、地上からの回転操作に延長軸が必要な各種用途の回転器と延長軸とを接続する場合に軽便に使用される軸継手の技術分野に属し、更に云えば、必要に応じて直継手と自在継手とに使い分けができる簡易な軸継手、及び同継手を使用した回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビニルハウスによる各種作物の栽培においては、室内温度の上がりすぎを防ぐ温度調節と、新鮮外気を取り入れる換気などを目的として、ビニルハウスの側壁下部（いわゆる裾部）あるいは屋根部分の被覆シートを開閉することが一般的に行われている。そうした被覆シートの開閉手段として、近年はビニルハウスの棟方向に長く配置した巻き軸に被覆シートの一端部を巻き込み、同巻き軸の端部に接続した回転器で巻き軸を必要な回転度だけ回転操作することが行われている。
【０００３】
ビニルハウスの裾部の被覆シートを開閉する場合には、前記回転器の手動操作を作業者の身長の範囲内において何の不足もなく行える。しかし、ビニルハウスの高い屋根部分の被覆シートを開閉する場合には、地上の作業者の身長ではとうてい回転器に手が届かないので、回転器の入力軸へ接続した長い延長軸を利用して地上から楽な姿勢で手動回転操作を行えるようにしている。
【０００４】
一例として図４には、連棟型のビニルハウスにおける谷部分の屋根被覆シートを開閉する回転装置について示している。ビニルハウスの棟方向に長く配置した巻き軸１に被覆シートの一端部を巻き込み、同巻き軸１の端部に出力軸２ｃを接続した回転器２（図１を参照）で巻き軸１を必要な回転度だけ回転操作する構成である。回転器２の入力軸と軸継手５により接続して下方へ垂らした充分長い延長軸３（回転軸）の下端部に手動用ハンドル４を取り付け、この手動用ハンドル４を地上の作業者が回転操作して被覆シートの巻き上げ又は巻き下ろしによる開閉操作を行うのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４から理解されるように、回転器２の延長軸３及びその下端の手動用ハンドル４は、およそ回転器２の直下方向（鉛直方向下向き）にぶら下げられる。したがって、回転器２の直下の地面上に作業者が立って手動用ハンドル４の回転操作を行うことに何ら支障が無い場合は、軸継手５は入力軸と延長軸３とを一直線状に固定して接続する「直継手」であれば良く、「直継手」の回転伝達効率の良さを享受して回転操作を行える。
【０００６】
しかし、回転器２の直下の地面上に作物や何らかの施設などが在って、作業者が直下位置に立って手動用ハンドル４の回転操作を行うのに支障が有る場合には、当然、作業者は前記の支障を避けた位置に立ち、やや斜めの角度で手動用ハンドル４の回転操作を行う他は無い。必然的に軸継手５は前記傾斜角を許容する「自在継手」でなければならない。
【０００７】
つまり、図４に示したような回転装置の場合には、需要者の使用条件に応じて使い分ける「直継手」と「自在継手」の２種類を用意しなければ、回転装置として完全なものとはいえない。しかし、「直継手」と「自在継手」の２種類の軸継手を付属品として含め商品化するときは、たとえそれが簡易なものであっても、必然的に高価な回転装置となり、商品として価格競争に遅れをとることになる。
【０００８】
なお、「自在継手」の１種類のみで双方の使用条件を満たす考え方もある。しかし、「自在継手」は傾斜角を吸収する機構で成り立っている関係上、傾斜角の吸収分だけ回転の伝達効率が悪いことが知られている。また、直下の位置で一直線状に使用する条件が成り立つ場合にも敢えて「自在継手」を使用するときは、その自在性が卓越してグニャグニャと曲がる感触の回転操作となって使い勝手が悪く、使用者に嫌われる。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、簡易構造物であるビニルハウスの資材として適合する程度に簡易な構造で安価に製作でき、しかも需要者の使用条件に応じて直継手と自在継手とに使い分けることができ、それぞれの特色を生かした使用ができる軸継手と、この軸継手を用いた回転装置を提供することである。
【００１０】
上記した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る軸継手は、
直継手と自在継手に使い分けができる軸継手であって、
中空の円筒形状をなす外筒軸と、前記外筒軸の中空部内にその全長に亘って出し入れ可能に嵌め込まれる内軸との組み合わせからなり、
内軸の先端部に一方の回転軸を差し込む中空部が設けられており、前記中空部を直径線方向に貫通させるボルトを通すためのボルト孔が前記中空部の周壁及び前記一方の回転軸の端部、並びに外筒軸の上半部の周壁にそれぞれ設けられ、更に内軸の下半部にも直径線方向にボルト孔が設けられており、
内軸の前記中空部に差し込まれた一方の回転軸を、前記ボルトにより内軸と連結すること、及び同内軸の下半部のボルト孔と外筒軸の上半部のボルト孔とへ共通に貫通させたボルトで両軸を連結して自在継手が構成され、
又は内軸の前記中空部内へ差し込まれた前記一方の回転軸と、前記内軸を嵌め込んだ外筒軸とを内軸の先端部のボルト孔、及び外筒軸の上半部のボルト孔とを一致させて共通に貫通させた１本のボルトで三位一体の関係に連結して直継手が構成されること、
前記外筒軸における前記内軸を嵌めた端部とは反対側の端部に他方の回転軸を差し込む接続部が設けられており、同接続部へ差し込まれた前記他方の回転軸を止める手段が設けられていること、
をそれぞれ特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した軸継手において、
内軸を外筒軸の中空部から一定長さ引き出した状態で、外筒軸の上半部と内軸の下半部とを、１本のボルトを共通に直径線方向へ貫通させて自在継手の連結が行われた構成において、前記内軸の下半部の外径と、外筒軸の中空部の内径とを大小に形成して大小差による隙間が形成され、更に、前記ボルトを通す外筒軸及び内軸に設けられたボルト孔の少なくとも一方を軸線方向に長い長孔として形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した軸継手において、
内軸は、一方の回転軸と一体的構造に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載した発明に係る軸継手を使用した回転装置は、
請求項１に記載した軸継手で接続した一方の回転軸は回転器の入力軸であり、他方の回転軸は前記入力軸を回転させる延長軸であり、同延長軸の他端にはクランク型の手動ハンドルが取り付けられていること、及び前記手動ハンドルの下方の垂直軸部及び中間のクランク軸部にそれぞれ回転自在なグリップが取り付けられており、回転器の出力軸に作用する負荷を手動回転可能に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施形態】
請求項１〜３に記載した発明に係る軸継手の実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。本発明の軸継手５は、「直継手」と「自在継手」に使い分けができる簡易な軸継手であることを特徴とする。
【００１６】
即ち、図３の分解状態を示したように、本発明に係る軸継手５は、中空の円筒形状を成す外筒軸５１と、前記外筒軸５１の中空部５２内へその全長に亘って収納且つ出し入れ可能（図２参照））に嵌め込まれた内軸５０との組み合わせで構成されている。
【００１７】
前記内軸５０の先端部（上端部）には、接続対象の一方の回転軸として、図示例の場合には回転器２の入力軸２ａを差し込む中空部５３が設けられている。そして、前記中空部５３を直径線方向に貫通させるボルト６を通すためのボルト孔５４及び２ｂが前記中空部５３の周壁及び前記入力軸２ａの端部（図１も参照）にそれぞれの中心が一致する配置で設けられている。つまり、内軸５０の前記中空部５３内へ差し込まれた入力軸２ａは前記ボルト６を通しナット７をねじ込むことにより内軸５０と強く連結される。内軸５０のほぼ下半部は若干細径に形成されており、この下半部にもその直径線方向にボルトを通すためのボルト孔５５が設けられているが、その用途については後述する。
【００１８】
なお、内軸５０は、その中空部５３が下端部まで貫通した中空構造（所謂パイプ材）で実施することもできる。
【００１９】
一方、前記外筒軸５１の中空部５２における前記内軸５０を嵌めた上側の端部とは反対の下側端部には、接続対象の他方の回転軸として図示した延長軸３を差し込む接続部５６（図１を参照）が設けられている。同接続部５６を形成した筒壁部にはネジ孔５８が設けられ、同接続部５６へ差し込まれた前記延長軸３を回転しないように強く止める手段として押しボルト８がやはり直径線方向にねじ込まれて設けられている。
【００２０】
なお、外筒軸５１のほぼ下半部は、図示例の場合は前記接続部５６を形成する関係上、即ち、延長軸３の外径との関係を経済設計した結果として段状に太径に形成されているが、これは単に設計的事項にすぎない。パイプ構造の延長軸３を外嵌め式に連結するときは細径のままでも良いわけである。一方、細径に形成された上半部には、ボルト９を直径線方向に貫通させるボルト孔５７が設けられている。
【００２１】
ところで、図１は上記構成の軸継手５を「自在継手」として使用する状態、即ち請求項２に係る発明の実施形態を示している。
【００２２】
この場合、外筒軸５１とその中空部５２内へ嵌め込まれた内軸５０とは、内軸５０をその下半部のボルト孔５５が外筒軸５１の上半部に設けたボルト孔５７と中心が一致するまで引き出し、一致したボルト孔５５と５７へ共通にボルト９を直径線方向へ貫通させ、反対側からナット１０をねじ込んで連結されている。
【００２３】
つまり、回転器２の入力軸２ａと延長軸３とは、上下２本のボルト６と９によって連結した２カ所をピン構造とされているので、その分の自在性があり、自在継手の機能を発揮するのである。更にこの「自在継手」の機能を十分に発揮させるための手段として、内軸５０の下半部の外径と、外筒軸５１の中空部５２の内径との間に大小差があって隙間を有するので、前記自在性の許容傾斜角度を十分に確保できる。その上で図３に示すように、ボルト９を通す外筒軸５１のボルト孔５７を軸線方向に長い長孔として設けると、そのガタ分だけ自在性が増す。もっとも内軸５０のボルト孔５５を長孔とすること、或いは双方のボルト孔５７と５５を長孔として実施することもできる。
【００２４】
図１の実施形態において、上下２本のボルト６と９は同じ向き（紙面と平行）に平行に配置されているが、この限りではない。いずれか一方のボルト６又は９を紙面と垂直な方向に直交する配置として実施することもできる。
【００２５】
次に、図２は、回転器２の入力軸２ａと延長軸３とを一直線状に固定して接続した「直継手」として使用する状態の実施形態を示している。
【００２６】
この場合、内軸５０は、その中空部５３を形成する周壁に設けられたボルト孔５４と、外筒軸５１の上半部に設けられたボルト孔５７と中心が一致する位置まで中空部５２内へ深く差し込まれ（沈み込まされ）、更には入力軸２ａのボルト孔２ｂとも中心が合わされ、そこへボルト６’を共通に貫通させナット７をねじ込んで三位一体の連結が行われている。
【００２７】
図２の場合、前記したように深く沈み込ませた内軸５０の下部は中空構造をなす延長軸３の中空部内に進入して、直継手の効能を高らしめているが、この構造の限りではない。延長軸３が中実棒である場合には、外筒軸５１の中空部５２を図２のように内軸５０が沈み込むことを可能にする長さにして実施することもできる。
【００２８】
なお、図示例の場合、内軸５０は逐一回転器２の入力軸２ａとボルト６又は６’で連結する構成を示しているが、予め内軸５０と入力軸２ａとを一体的構造に製作して連結操作を省く構成で実施することもできる。つまり、図１の実施形態ではボルト６による連結が無用の構成とし、図２の実施形態ではボルト６’にて外筒軸５１との連結を行うためのボルト孔を用意しておくのである。かくすれば、連結の作業工数を一つ省けて能率が良いものとなる（以上、請求項３に記載した発明）。
【００２９】
次に図３は、請求項４に記載した発明の実施形態を示している。即ち、上記構成の軸継手５を使用した回転装置を示しているので、以下これを説明する。
【００３０】
回転器２の入力軸２ａと、延長軸３とを上記構成の軸継手５で接続することについては、上述したとおりである。
【００３１】
一方、同延長軸３の他端には、地上の作業員が手動で回転操作するハンドルを取り付けて使用することも既に述べた。従来一般のハンドルは、通例図４に示したＬ型の手動用ハンドル４が使用されている。しかし、このＬ型ハンドル４の適用範囲は、せいぜいビニルハウスの棟方向長さ、つまり巻き軸１の長さが５０ｍ程度までが限度である。それ以上に長い巻き軸１を回転操作する場合には、回転負荷が大きすぎて日常的な回転操作には不適当である。一方、最近では棟方向の長さが１００ｍにも及ぶような大型ビニルハウスも珍しくはなく、よって回転装置の能力に不満があった。
【００３２】
そこで提案するものは、図３に示すクランク型の手動ハンドル１４の使用である。このクランク型ハンドル１４は、延長軸３の下端へ継手１５と押しネジ１６及び通しボルト１７で接続する中心軸１４ａから、コ字形状のクランク部を一連に形成し、更に前記中心軸１４ａの位置を超えて反対側まで偏心した位置から垂直下方へ下ろした垂直軸とから成り、前記下端の垂直軸及び中間位置のクランク軸部にそれぞれ回転自在なグリップ１４ｃ、１４ｂを取り付けた構成である。
【００３３】
このクランク型ハンドル１４は、１人の作業者がその両手で前記２個のグリップ１４ｂ、１４ｃをつかみ、両手を回転操作にフル活用できる。特に上位のグリップ１４ｂを作業者の利き腕の手でつかむ体勢で使用するときは、同作業者の腕力をフル活用できるので、それなりに大きな回転力を発生できる。よって、実質１００ｍにも及ぶような長い巻き軸１の回転操作も可能であり、上記した大型ビニルハウスの開閉操作に好適に適用できる回転装置を提供できるのである。
【００３４】
なお、図３に示す符号２０は偏心座金であり、これは図４中に示すロープ２２の一端を結束するロープ孔２１を有する。ロープ２２は、回転器２に固有の問題として、巻き軸１の回転を止める反力が延長軸３及びハンドル４の鉛直自重によるモーメントで不足する場合の不用意な回転を止めるためのものであり、その他端はビニルハウスの骨組へ止着されている。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１〜３に記載した発明に係る軸継手によれば、直継手と自在継手とを必要に応じて使い分けることができるので、この軸継手を使用した回転装置が設置された場所、或いはその周辺の環境条件に応じて適切な使用が行えて至便であるし、１個の軸継手で足りるのですこぶる経済的である。もとより、簡易な構造であるから、同じく簡易構造物であるビニルハウスなどの資材としても分相応な実用品として使用できる。
【００３６】
また、請求項４に記載した発明に係る回転装置は、クランク型の手動用ハンドルを使用するので、従来は大型ビニルハウスなどで作業者が難渋していた日常的な回転操作が容易になり、ビニルハウスの通風換気や温度調節をこまめに行うこと、ひいては作物の良好な栽培に寄与するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸継手を自在継手として使用する場合の断面図である。
【図２】本発明に係る軸継手を直継手として使用する場合の断面図である。
【図３】本発明に係る回転装置を分解して示した斜視図である。
【図４】ビニルハウスに適用された回転装置の一例（開閉装置）を示した斜視図である。
【符号の説明】
５１ 外筒軸
５０ 内軸
５２ 中空部
５３ 中空部
２ａ 入力軸
５４ ボルト孔
２ｂ ボルト孔
５６ 接続部
８ 押しネジ
９ ボルト
３ 延長軸
１４ クランク型ハンドル
１４ｂ グリップ
１４ｃ グリップ

Claims (4)

1. 直継手と自在継手に使い分けができる軸継手であって、
   中空の円筒形状をなす外筒軸と、前記外筒軸の中空部内にその全長に亘って出し入れ可能に嵌め込まれる内軸との組み合わせからなり、
   内軸の先端部に一方の回転軸を差し込む中空部が設けられており、前記中空部を直径線方向に貫通させるボルトを通すためのボルト孔が前記中空部の周壁及び前記一方の回転軸の端部、並びに外筒軸の上半部の周壁にそれぞれ設けられ、更に内軸の下半部にも直径線方向にボルト孔が設けられており、
   内軸の前記中空部に差し込まれた一方の回転軸を、前記ボルトにより内軸と連結すること、及び同内軸の下半部のボルト孔と外筒軸の上半部のボルト孔とへ共通に貫通させたボルトで両軸を連結して自在継手が構成され、
   又は内軸の前記中空部内へ差し込まれた前記一方の回転軸と、前記内軸を嵌め込んだ外筒軸とを内軸の先端部のボルト孔、及び外筒軸の上半部のボルト孔とを一致させて共通に貫通させた１本のボルトで三位一体の関係に連結して直継手が構成されること、
   前記外筒軸における前記内軸を嵌めた端部とは反対側の端部に他方の回転軸を差し込む接続部が設けられており、同接続部へ差し込まれた前記他方の回転軸を止める手段が設けられていること、
   をそれぞれ特徴とする、軸継手。
2. 内軸を外筒軸の中空部から一定長さ引き出した状態で、外筒軸の上半部と内軸の下半部とを、１本のボルトを共通に直径線方向へ貫通させて自在継手の連結が行われた構成において、前記内軸の下半部の外径と、外筒軸の中空部の内径とを大小に形成して大小差による隙間が形成され、更に、前記ボルトを通す外筒軸及び内軸に設けられたボルト孔の少なくとも一方を軸線方向に長い長孔として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載した軸継手。
3. 内軸は、一方の回転軸と一体的構造に構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した軸継手。
4. 請求項１に記載した軸継手で接続した一方の回転軸は回転器の入力軸であり、他方の回転軸は前記入力軸を回転させる延長軸であり、同延長軸の他端にはクランク型の手動ハンドルが取り付けられていること、及び前記手動ハンドルの下方の垂直軸部及び中間のクランク軸部にそれぞれ回転自在なグリップが取り付けられており、回転器の出力軸に作用する負荷を手動回転可能に構成されていることを特徴とする、軸継手を使用した回転装置。

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