JP5116631B2 - カップリング構造 - Google Patents
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Description
従来のカップリング構造としては、例えば図7に示すように、一方の回転軸101側に固定される雌スプライン部102と、他方の回転軸103側に固定されて雌スプライン部102に対して径方向に遊びを持たせた状態で嵌められる雄スプライン部104とを備えたものがある(特許文献1参照)。この構成では、雄スプライン部104と雌スプライン部102との嵌めあい状態によって、2つの回転軸101,103の軸線間の偏心を吸収している。
なお、上記構成のカップリング構造では、雄スプライン部104と雌スプライン部102との嵌めあい状態に基づいて、2つの回転軸101,103が回転した際に振動が生じるため、雄スプライン部102と他方の回転軸103との間に弾性部材105を介在させ、この弾性部材105により前述の振動を吸収している。
また、上記従来のカップリング構造は、2つの回転軸101,103の間に配置されているため、2つの回転軸101,103間の距離が長くなってしまい、小型化の要求に応えることができない、という問題がある。
なお、連結される2つの回転軸101,103の軸線は相互に傾斜していることもあるが、スプラインを利用した上記従来のカップリング構造では、この傾斜を吸収することが困難である。そして、2つの回転軸101,103を連結した状態において、これらの軸線間に傾斜が生じていると、2つの回転軸101,103やその軸受部分に応力がかかるため、2つの回転軸101,103の回転に抵抗が生じ、カップリング構造の寿命低下を引き起こすという問題がある。また、上記構成において、一方の回転軸101が例えばモータの出力軸をなしている場合には、モータのトルクを増大させる必要があるため、消費電力の増大を引き起こす、という問題も生じる。
また、本発明のカップリング構造は、2つの回転軸及び1つのカップリング部材のみから構成されているため、従来と比較してその構成部品点数を削減することができる。そして、第2回転軸をカップリング部材の筒状挿入部に固定すると共に、カップリング部材の複数の爪部を複数のスプライン溝に挿入するだけで、簡便に組み立てることが可能となる。
図1及び図2に示すように、この実施形態に係るカップリング構造1は、モータの出力軸(第2回転軸)3と、モータの回転角度を検出するポテンショ抵抗5の回転軸(第1回転軸)5Bと、これら出力軸3及び回転軸5Bが同期して回転するように出力軸3及び回転軸5Bを連結するカップリング部材7とを備えて構成されており、出力軸3及び回転軸5Bが互いに向かい合う方向に突出している。
回転軸5Bは、ポテンショ抵抗5の本体部5Aに対して軸線O2を中心に回転可能とされており、本体部5Aは被駆動側支持枠11に固定されている。回転軸5Bは、全体として円柱状に形成されているが、その突出方向の先端部には外周面の周方向の一部を切り欠いた平坦面6が形成されている。
筒状挿入部21は、回転軸5Bの突出方向前方側を閉塞した有底筒状に形成されている。そして、筒状挿入部21の挿入孔21aの内面形状は、回転軸5Bの先端部形状に対応づけて形成されている。すなわち、挿入孔21aの内周面は、その周方向の一部を円弧状に湾曲した面に形成し、かつ、周方向の残部を平坦面に形成して構成されている。これにより、回転軸5Bの先端部を筒状挿入部21に挿入した状態においては、回転軸5B及びカップリング部材7が相対的に回転することを防止できる。
なお、筒状挿入部21は、回転軸5Bを固定する役割を果たすことから弾性変形しないように形成されることが好ましい。
各爪部23は、筒状挿入部21に対して弾性変形可能となるように形成されている。また、各爪部23は、回転軸5Bの軸線O2を起点とした円弧状に形成されており、その延出方向の先端側が回転軸5Bの突出方向の反対方向に延びている。
さらに、図示例のカップリング部材7において、各爪部23は、回転軸5Bの突出方向前方側に位置する筒状挿入部21の閉塞端に連結されている。また、各爪部23の先端は、回転軸5Bの突出方向後方側に位置する筒状挿入部21の開口端から突出している。すなわち、回転軸5Bの軸線O2に沿う各爪部23の長さ寸法は、筒状挿入部21の長さ寸法よりも長く設定されている。
具体的に、受け部33は、出力軸3の軸線O1方向に延びる円筒状に形成されており、その内側にカップリング部材7及び回転軸5Bの先端部を配置できるように構成されている。
なお、図示例の受け部33においては、4つのスプライン溝35が出力軸3の軸線O1を中心として90度ずつ間隔をあけて配列されている。また、カップリング部材7を受け部33内に配する前の状態においては、回転軸5Bの軸線O2を中心とした複数の爪部23の先端部の外径寸法が、出力軸3の軸線O1を中心とした複数のスプライン溝35の内径寸法よりも若干大きく形成されている。
そして、このように形成される複数のスプライン溝35に複数の爪部23の先端部が個別に挿入された状態においては、カップリング部材7が受け部33に係合することになる。
このように、カップリング構造1を組み立てた状態においては、カップリング部材7全体が受け部33内に配置されている。すなわち、爪部23の先端部と受け部33の開口端との間には隙間が形成されている。また、組み立てられたこのカップリング構造1においては、カップリング部材7の各爪部23が径方向内側に若干弾性変形した状態で各スプライン溝35に挿入されている。
すなわち、各爪部23の先端部がスプライン溝35に挿入されている状態では、各爪部23はスプライン溝35に対してその幅方向に移動することができない。このため、受け部33内に配されたカップリング部材7が出力軸3に対してその軸線O1回りに回転することを防止できる。また、前述したように、回転軸5Bの先端部を筒状挿入部21に挿入した状態においては回転軸5B及びカップリング部材7が相対的に回転することも防止される。
したがって、各爪部23の先端部をスプライン溝35に挿入し、回転軸5Bを筒状挿入部21に挿入することで、カップリング部材7を介して出力軸3の回転力を回転軸5Bに伝達することができる。
具体的に説明すると、回転軸5Bの軸線が出力軸3の軸線に対して平行にずれている場合には、出力軸3の軸線O1と共に回転軸5Bの軸線O2を挟み込む位置に配される爪部23Aの先端部が径方向内側に弾性変形し、回転軸5Bの軸線O2と共に出力軸3の軸線O1を挟み込む位置に配される爪部23Bの先端部が径方向外側に弾性変形する。
すなわち、この実施形態のカップリング部材7では、複数の爪部23が円弧状に形成されているため、複数の爪部23がスプライン溝35に挿入された状態を保持しながら、円弧形状の曲率中心C1を中心としてカップリング部材7を滑らかに揺動させることができる。したがって、出力軸3の軸線O1に対する回転軸5Bの軸線O2の傾斜角度にあわせてカップリング部材7が揺動することで、出力軸3及び回転軸5Bの軸線O1,O2同士の傾斜を吸収することができる。
なお、出力軸3及び回転軸5Bの軸線O1,O2が互いに大きく傾斜している場合でも、上述した爪部23の弾性変形及びカップリング部材7の揺動を組み合わせることで、この大きな傾斜を十分に吸収することができる。
さらに、このカップリング構造1は、出力軸3、回転軸5B及び1つのカップリング部材7のみから構成されているため、従来と比較してその構成部品点数を削減することができる。そして、回転軸5Bをカップリング部材7の筒状挿入部21に固定すると共に、カップリング部材7の複数の爪部23を複数のスプライン溝35に挿入するだけで、簡便に組み立てることが可能となる。
例えば図5に示すように、回転軸5Bに対向する受け部33の先端側には、各スプライン溝35の底面から径方向内側に突出する突起37が形成されてもよい。この場合には、爪部23の先端部がスプライン溝35に挿入された状態において、爪部23が受け部33の先端側から抜け出ることを防止することができる。
なお、この突起37の突出高さは、カップリング構造1を組み立てる際に各スプライン溝35に対する爪部23の位置決めを容易に行うことができるように、スプライン溝35の深さ寸法よりも小さく設定されることがより好ましい。
また、筒状挿入部21に対する各爪部23の相対的な寸法は、上記実施形態のものに限らず、任意の寸法に設定することができる。さらに、筒状挿入部21に対する各爪部23の連結位置は、筒状挿入部21の外周面であれば、軸線O2方向の任意の位置に設定することができる。ただし、カップリング構造1の小型化を考慮すれば、軸線O2に沿うカップリング部材7の全長が小さくするように、各爪部23は筒状挿入部21の閉塞端に連結されることが最も好ましい。
また、受け部33は円筒状に形成されるとしたが、少なくともカップリング部材7を挿入でき、また、爪部23の先端側を挿入できるスプライン溝35が形成可能な筒状に形成されていればよい。したがって、受け部33は例えば多角形の筒状に形成されてもよい。
3 出力軸(第2回転軸)
5B 回転軸(第1回転軸)
7 カップリング部材
21 筒状挿入部
23 爪部
33 受け部
35 スプライン溝
O1 出力軸3の軸線
O2 回転軸5Bの軸線
Claims (1)
- 互いに向かい合う方向に突出する2つの回転軸と、これら2つの回転軸が同期して回転するように前記2つの回転軸を連結するカップリング部材とを備え、
該カップリング部材が、第1回転軸の先端部を挿入して固定する筒状挿入部から、前記第1回転軸の径方向外側に突出する複数の爪部を、前記第1回転軸の軸線回りに配列して構成され、
各爪部が、前記筒状挿入部に対して弾性変形可能とされると共に、少なくともその延出方向の先端側が前記第1回転軸の突出方向の反対方向に延びるように形成され、
前記第1回転軸に対向する第2回転軸の先端側は、前記カップリング部材を配置する受け部とされ、
当該受け部には、前記爪部の先端部を前記第2回転軸の軸線方向に挿入するスプライン溝が複数形成され、
前記複数の爪部の先端部が前記複数のスプライン溝に個別に挿入された状態で、前記カップリング部材が前記受け部に係合し、
さらに、前記複数の爪部は、それぞれ前記第1回転軸の軸線を起点とした円弧状に形成されていることを特徴とするカップリング構造。
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JP2008275896A JP5116631B2 (ja) | 2008-10-27 | 2008-10-27 | カップリング構造 |
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