JP4964206B2 - たわみ軸継手 - Google Patents

Description

本発明は、駆動軸と被動軸とを連結するたわみ軸継手に関する。

従来、下記特許文献１に見られるように、工作機械等の駆動軸と加工工具が連結された被動軸との間に設けられ、駆動軸に対して被動軸を変位自在としてワークに対する加工工具の位置調整を可能とするたわみ軸継手が知られている。

特許文献１におけるたわみ軸継手３０は、図３に示すように、ワークである内燃機関のシリンダヘッド３１のカムシャフト用軸受孔３２に中ぐり加工を施す中ぐり加工装置３３に設けられ、中ぐり加工装置３３の駆動軸３４と加工工具３５を備える被動軸３６とを連結している。たわみ軸継手３３は、図３及び図４に示すように、駆動軸３４が連結される第１連結部材３７と、該第１連結部材３７から駆動軸３４の軸線方向に離間して配置され、被動軸３６が連結される第２連結部材３８と、前記第１連結部材３７と第２連結部材３８との間に配置された仕切り部材３９とを備えている。更に、第１連結部材３７と仕切り部材３９との間には一対の第１弾性板４０が設けられており、仕切り部材３９と第２連結部材３８との間には一対の第２弾性板４１が設けられている。

また、一対の第１弾性板４０は、第１連結部材３７と仕切り部材３９との間に回転軸線を挟んで互いに平行配置されている。一対の第２弾性板４１は、仕切り部材３９と第２連結部材３８との間に回転軸線を挟んで互いに平行配置されている。そして、第２弾性板４１は、第１弾性板４０に対して直角方向を向くように配置され、たわみ軸継手３０の回転軸線に直角な平面におけるＸ−Ｙ方向の弾性変位が可能とされている。

一方、図３に示すように、ワークであるシリンダヘッド３１を受け入れる支持治具４２には、加工工具３５の被動軸３６が挿入される支持孔４３と、加工工具３５が挿入される支持孔４４とがその軸線を上下方向に向けて形成されている。

そして、加工工具３５をその軸線方向に下降させるに際し、支持孔４３，４４の軸線が完全に鉛直方向を向いていない場合や支持孔４３，４４の軸線が加工工具３５の軸線に対して平行にずれている場合には、たわみ軸継手３０の第１弾性板４０や第２弾性板４１の弾性変形によって上記ずれが吸収され、これにより、加工工具３５の軸線を支持孔４３，４４の軸線に一致させてカムシャフト用軸受孔３２の中ぐり加工が精度良く行えるようになっている。

しかし、上記のように、加工時に加工工具３５をその軸線方向に下降させる場合にあっては、前記支持孔４３，４４による規制部分を設けて容易に高精度な加工が行えるが、例えばＮＣ加工等における工具交換時のように、加工工具をその軸線に交差する方向に移動させる動作が頻繁に行われる場合には、たわみ軸継手３０の第１弾性板４０や第２弾性板４１がその回転軸線に直角な平面におけるＸ−Ｙ方向に過剰に弾性変形し、場合によっては第１弾性板４０や第２弾性板４１に亀裂等の損傷が発生して高い回転伝達精度が維持できなくなるおそれがある。
特開平５−３０２６２８号公報

本発明は、上記の点に鑑み、たわみ軸継手の第１弾性板及び第２弾性板の過剰な弾性変位を抑制してその損傷を防止することができ、高い回転伝達精度を長期に亘り維持することができるたわみ軸継手を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するために、本発明は、駆動軸が連結される第１連結部材と、該第１連結部材から前記駆動軸の軸線方向に離間して配置され、被動軸が連結される第２連結部材と、前記第１連結部材と第２連結部材との間に配置された仕切り部材と、前記第１連結部材と前記仕切り部材との間に互いに平行配置され、各一端部が前記第１連結部材に連結され各他端部が前記仕切り部材に連結された一対の第１弾性板と、前記仕切り部材と前記第２連結部材との間に互いに平行配置され、各一端部が前記仕切り部材に連結され各他端部が前記第２連結部材に連結された一対の第２弾性板とを備え、前記第２弾性板が、前記第１弾性板に対して直角方向を向くように配置されてなるたわみ軸継手において、前記第１連結部材と、前記仕切り部材と、前記第２連結部材との夫々に、駆動軸の軸線方向に貫通する貫通孔を形成し、前記第１連結部材、前記仕切り部材及び前記第２連結部材にわたって各貫通孔を介して各貫通孔に対して間隙を存して挿着され、前記第１弾性板及び前記第２弾性板の弾性変形を所定の変形量に規制する規制ロッドを設け、前記第１連結部材の貫通孔と前記第２連結部材の貫通孔との少なくとも何れか一方に、該貫通孔と前記規制ロッドと間隙に装着して該規制ロッドを前記駆動軸と同一軸線に付勢保持させる弾性部材を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、上記の構成によって、第１弾性板及び第２弾性板の弾性変形による回転軸線に直角な平面におけるＸ−Ｙ方向の変位を可能にしながら、その弾性変形が前記規制ロッドにより所定の変形量に規制することができる。これによって、第１弾性板及び第２弾性板がその回転軸線に直角な平面におけるＸ−Ｙ方向に過剰に弾性変形することがなく、第１弾性板及び第２弾性板の損傷を防止して、高い回転伝達精度を長期に亘り維持することができる。

更に、前記弾性部材を設けたことにより、第１連結部材に対する規制ロッドの動きを許容しながら、弾性部材の付勢により規制ロッドを駆動軸と同一軸線となる姿勢にすることができ、回転伝達精度を一層向上させることができる。

また、本発明において、前記規制ロッドは、前記第１連結部材と前記第２連結部材との少なくとも何れか一方の連結部材側に位置する外周に張り出す鍔部を備え、当該連結部材は、該鍔部を遊びを持って保持する受け部を備えることが好ましい。これによれば、第１連結部材に対する規制ロッドの動きを許容しながら、規制ロッドの動きを鍔部の遊び範囲に規制することができ、第１弾性板及び第２弾性板の変形量を一層確実に規制して損傷を防止することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のたわみ軸継手を示す断面説明図、図２は図１のII−II線断面説明図である。

図１に示すように、本実施形態のたわみ軸継手１は、図外の加工装置に備える駆動軸２と加工工具側の被動軸３とを連結するものである。たわみ軸継手１は、第１連結部材４と、第２連結部材５と、仕切り部材６とを備えると共に、一対の第１弾性板７と、一対の第２弾性板８とを備え、これらがブロック状のバネ材等を用いて切削加工によって一体に形成されている。また、第１連結部材４、仕切り部材６、及び第２連結部材５にわたって貫通する規制ロッド９が設けられている。

第１連結部材４は、円形に形成された比較的厚手の板部材である大径部１０を備えており、大径部１０の軸心には、前記規制ロッド９が貫通する第１貫通孔１１が形成されている。大径部１０の中央には、前記駆動軸２の連結部１２に装着する筒状の小径突出部１３がその軸線を大径部１０の軸線に一致させて形成されている。また、第１連結部材４の大径部１０にはネジ孔１４が形成されており、小径突出部１３を駆動軸２の連結部１２に装着した状態で大径部１０がネジ１５により駆動軸２の連結部１２に固定される。

第２連結部材５は、第１連結部材４と軸心が一致する円形に形成された比較的厚手の板部材であり、その軸心に第２貫通孔１６が形成されている。また、後述するように、該第２貫通孔１６には前記規制ロッド９が貫通して挿着される。

仕切り部材６は、第１連結部材４及び第２連結部材５と軸心が一致する円形に形成された比較的厚手の板部材であり、その外径は第１連結部材４の外径とほぼ同一になっている。仕切り部材６の軸心には、前記規制ロッドが貫通する第３貫通孔１７が形成されている。

第１弾性板７は、上下方向に長い長方形状をなし、図２に示すように、第１連結部材４と仕切り部材６との間に回転軸線を挟んで互いに平行配置されている。そして、第１弾性板７は、図１に示すように、上端部が第１連結部材４の下端面に一体に連結され、下端部が仕切り部材６の上端面に一体に連結されている。

第２弾性板８は、第１弾性板７と同様に、上下方向に長い長方形状をなし、図１に示すように、仕切り部材６と第２連結部材５との間に回転軸線を挟んで互いに平行配置されている。そして、第２弾性板８は、上端部が仕切り部材６の下端面に一体に連結され、下端部が第２連結部材５の上端面に一体に連結されている。更に、第２弾性板８は、第１弾性板７に対して直角方向を向くように配置されている。これにより、たわみ軸継手１の回転軸線に直角な平面におけるＸ−Ｙ方向の弾性変位を可能としている。

規制ロッド９は、図１に示すように、第１連結部材４と第２連結部材５との間にわたり、たわみ軸継手１の回転軸線に沿って延びる棒状の基体部１８を備えている。基体部１８は、中空の管状に形成されており、内部には長尺のボルト軸１９が挿入されている。基体部１８は、仕切り部材６の第３貫通孔１７に間隙を存して貫通されている。また、基体部１８の上端部には第１連結部材４の下端面に沿って外周に張り出す鍔部２０が形成されており、鍔部２０の上方に延出して第１連結部材４の第１貫通孔１１に挿通する延出端部２１が形成されている。延出端部２１は第１連結部材４の第１貫通孔１１に間隙を存して挿着され、この間隙には弾性部材である円筒形のゴムブッシュ２２が設けられている。ゴムブッシュ２２は、延出端部２１を介して規制ロッド９が第１連結部材４の軸線及び駆動軸２の軸線と同一になるように付勢保持する。これにより、第１連結部材４に対する規制ロッド９の動きを許容しながら、規制ロッド９の動きをゴムブッシュ２２の圧縮変形の範囲に規制することができる。なお、本実施形態においては、弾性部材としてゴムブッシュ２２を採用しているが、これに限るものではなく、例えば図示しないが、延出端部２１と第１貫通孔１１との間隙にコイルバネを放射状に配設してもよい。

規制ロッド９の鍔部２０は、図１及び図２に示すように、第１連結部材４の下端面にボルト２３（図２示）により固定された一対の保持ブロック２４に保持されている。保持ブロック２４には、鍔部２０を遊びを持って保持する受け部２５が形成されており、第１連結部材４に対する規制ロッド９の動きを許容しながら、規制ロッド９の動きを鍔部２０の遊び範囲に規制することができる。また、規制ロッド９の鍔部２０が保持ブロック２４の受け部２５により保持されているので、万が一第１弾性板７或いは第２弾性板８が破損したとしても、被動軸３側の部分が駆動軸２側から落下することを防止できる。

また、規制ロッド９の基体部１８の下端部は第２連結部材５の第２貫通孔１６に挿着され、第２連結部材５の下端面に沿って外周に拡径された大径部２６が形成されている。そして、規制ロッド９はその大径部２６がネジ２７により第２連結部材５に固定されており、更に、規制ロッド９の内部のボルト軸１９が被動軸３に羅着して連結されている。

このように構成されたたわみ軸継手１によれば、駆動軸２の回転を加工工具側の被動軸３に伝達し、その際に、駆動軸２の軸線と被動軸３の軸線とが僅かに一致していないとき、第１弾性板７や第２弾性板８の弾性変形によってずれが吸収され、駆動軸２の回転を被動軸３に円滑に伝達することができる。そして更に、加工工具の交換等において駆動軸２がその軸線に交差する方向に移動され、それに伴って第１弾性板７や第２弾性板８に過剰に変形させるような力が付与されても、規制ロッド９により第１弾性板７や第２弾性板８の変形が許容範囲内で規制されるので、第１弾性板７及び第２弾性板８の損傷を確実に防止することができ、たわみ軸継手１による高い回転伝達精度を長期に亘り維持することができる。

本発明の一実施形態のたわみ軸継手を示す断面説明図。 図１のII−II線断面説明図。 従来のたわみ軸継手を採用した加工装置を示す説明図。 従来のたわみ軸継手を示す説明的断面図。

符号の説明

１…たわみ軸継手、２…駆動軸、３…被動軸、４…第１連結部材、５…第２連結部材、６…仕切り部材、７…第１弾性板、８…第２弾性板、９…規制ロッド、１１，１６，１７…貫通孔、２０…鍔部、２２…ゴムブッシュ（弾性部材）、２５…受け部。

Claims (2)

1. 駆動軸が連結される第１連結部材と、該第１連結部材から前記駆動軸の軸線方向に離間して配置され、被動軸が連結される第２連結部材と、前記第１連結部材と第２連結部材との間に配置された仕切り部材と、前記第１連結部材と前記仕切り部材との間に互いに平行配置され、各一端部が前記第１連結部材に連結され各他端部が前記仕切り部材に連結された一対の第１弾性板と、前記仕切り部材と前記第２連結部材との間に互いに平行配置され、各一端部が前記仕切り部材に連結され各他端部が前記第２連結部材に連結された一対の第２弾性板とを備え、前記第２弾性板が、前記第１弾性板に対して直角方向を向くように配置されてなるたわみ軸継手において、
   前記第１連結部材と、前記仕切り部材と、前記第２連結部材との夫々に、駆動軸の軸線方向に貫通する貫通孔を形成し、
   前記第１連結部材、前記仕切り部材及び前記第２連結部材にわたって各貫通孔を介して各貫通孔に対して間隙を存して挿着され、前記第１弾性板及び前記第２弾性板の弾性変形を所定の変形量に規制する規制ロッドを設け、
   前記第１連結部材の貫通孔と前記第２連結部材の貫通孔との少なくとも何れか一方に、該貫通孔と前記規制ロッドと間隙に装着して該規制ロッドを前記駆動軸と同一軸線に付勢保持させる弾性部材を設けたことを特徴とするたわみ軸継手。
2. 前記規制ロッドは、前記第１連結部材と前記第２連結部材との少なくとも何れか一方の連結部材側に位置する外周に張り出す鍔部を備え、当該連結部材は、該鍔部を遊びを持って保持する受け部を備えることを特徴とする請求項１記載のたわみ軸継手。

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