JP5236678B2

JP5236678B2 - 軸継手

Info

Publication number: JP5236678B2
Application number: JP2010076885A
Authority: JP
Inventors: 俊二藤井; 真一梅田
Original assignee: 株式会社ツバキエマソン
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: CN102207135A; JP2011208722A; KR20110109833A; KR101682172B1; TWI513921B; TW201135094A

Description

本発明は、軸と軸をつなぐための軸継手に関する。

軸継手は、軸を延長したり、一方の軸から他方の軸へ動力を伝達するために使用され、従来から種々のものが提案されている。
その一例として、特許文献１と２に示すものがある。

特開２００５−２７３７９０号公報特許第３３８２５８５号公報

特許文献１には、軸固定部の外周面から軸孔と軸線と交差する方向に形成された軸直角方向スリットの底部の径方向断面が、ほぼ直線状となっており、外周側を円弧状に後退させた凸状端面を有する撓み軸継手が開示されている。特許文献１の発明によれば、軸固定部の外周側にかかる応力が最大になることに鑑み、前述した形状の凸状端面を設けることで、外周側への応力集中により発生していた、軸継手の亀裂や破損を防止できる、とされている。
特許文献２の発明では、スリット底部の径方向断面が円弧状となっている。このようにすることで、軸固定部に対するスリットの切込み量が浅くても、軸の締結強度を維持できる上に、製造も容易である、とされている。

図５（ａ）は、特許文献１の撓み軸継手の軸固定部４０の径方向断面を示した図である。
図５（ａ）に示すように、特許文献１の発明は、スリット底部４１の径方向断面がほぼ直線状となっている。
このように、スリット底部４１の径方向断面が直線状の場合、残肉部４２の断面積が小さくなるため、軸固定部の強度が弱く、また、伝達トルク、ねじり剛性が低くなる。さらに、特許文献１の発明では、スリット底部４１の外周側を円弧状に後退させているため、その分、残肉部４２の面積が小さくなっている。

図６は、底部が直線状である軸直角方向スリット４１’の製造工程を示した図である。
まず、軸固定部４０’の外周端４４ａでメタルソー６０を下ろし、軸心までメタルソー６０を移動させる（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
その後、図６（ｃ）に示すように、軸固定部４０’のもう一方の外周端４４ｂまでメタルソー６０を移動させ、メタルソー６０をそのまま上に移動させて完成させる。
従って、メタルソー６０の移動距離は、軸固定部４０’の外径相当となることから、製造に時間がかかる、という問題もある。特許文献１のように、外周端４４ａと４４ｂを円弧状に後退させれば、さらに製造に時間を要することは明白である。

次に、図５（ｂ）は、特許文献２の軸継手の軸固定部５０の径方向断面を示した図である。
前述したとおり、特許文献２の発明では、軸直角方向スリット底部５１の径方向断面が円弧状となっている。
スリット底部５１が円弧状である場合、軸直角方向スリットの切込みの深さを同一とした場合の底部が直線状の軸継手よりも、残肉部５２の面積が大きくなる。これは、いずれの場合も、スリット底部の中心方向延長線は軸芯を通るように設計されるためである。また、製造においても、メタルソーを軸心まで移動させて、そのまま上に移動させた後に後退させるだけで完了するため、製造が容易で時間もかからない。
しかし、クランプ用ボルト５４の中心から、スリット底部５１の端部５６までの長さＬ’の長さは、スリット底部が直線状の場合よりも短くなる。従って、スリット底部が直線状の軸継手に比べて、クランプ部が撓みにくく、軸の締結力が弱い、という問題があった。

そこで、本発明は、従来技術の上記問題点に鑑み、残肉部の断面積を確保することにより軸固定部の強度を高め、且つ、軸の締結力が強く製造にも時間を要さない、軸継手の提供をその目的とする。

本発明は、軸を固定するための軸孔部と、該軸孔部と平行に設けられた縦スリットを具え、該縦スリットを前記軸と直角方向に締付けるクランプ用ボルトにより前記縦スリットを変形させて前記軸に締結される軸固定部を有する軸継手であって、
前記縦スリットの変形を可能にする横スリットが前記軸固定部の軸直角方向に設けられ、
前記横スリットの残肉部が、前記縦スリットを境として不等分に形成され、
前記横スリットの底部の径方向断面が、軸心を境として、前記縦スリットに近い方が前記横スリットの底部の外周側が前進する凹円弧状、遠い方が直線状であることを特徴とする軸継手により前記課題を解決した。

本発明によると、横スリットの底部の径方向断面が、その外周側が前進する凹円弧状と直線状を組合せたものとなっている。このようにすることで、下記の効果を有する。
１．横スリットの底部の径方向断面が直線状のみのものに比べて、残肉部の断面積が大きくなるため、軸固定部の強度が増し、伝達トルク、ねじり剛性を高くすることができる上に、製造も容易である。
２．横スリットの底部の径方向断面が円弧状のみのものに比べて、クランプ部が撓みやすいため、軸の締結力を向上させることができる。

本発明の軸継手の正面図。本発明の軸継手の一方の軸固定部を示した図で、（ａ）は径方向の断面図、（ｂ）は軸固定部を径方向から見た図。（ａ）は、本発明の軸継手と横スリットの底部の径方向断面が直線状の軸継手の残肉部の断面積の差を示した図、（ｂ）は、本発明の軸継手と横スリットの底部の径方向断面が円弧状の軸継手のクランプ用ボルトの中心から、クランプ部までの長さの差を示した図、（ｃ）は、本発明の軸継手と横スリットの底部の径方向断面が円弧状の軸継手のクランプ用ボルトの中心から、クランプ部までの長さを同一とした場合の、残肉部の断面積の差を示した図。本発明の軸継手の横スリットの製造工程を示した図。（ａ）は、横スリットの底部の径方向断面が直線状の軸継手の径方向の断面図、（ｂ）は、横スリットの底部の径方向断面が円弧状の軸継手の径方向の断面図。（ａ）〜（ｃ）は、横スリットの底部の径方向断面が直線状の軸継手の横スリットの製造工程を示した図。

以下、添付図面１〜４を参照して、本発明の実施形態を説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１において、軸継手１は、一対の軸固定部２０、３０が連結手段１０によって固定されてなる。また、軸固定部２０と軸固定部３０の間には、板ばね１２が設けられている。
なお、軸固定部２０、３０の形状は、円筒形状が好適である。

軸固定部２０、３０には、軸を挿入するための軸孔部２２、３２が各々設けられている。軸孔部２２、３２に挿入された軸は、クランプ用ボルト１４を締めることにより、軸固定部２０、３０に各々締結される。

軸固定部２０、３０には、軸固定部２０、３０の外周壁部２０ｂ、３０ｂから、軸固定部２０、３０の軸直角方向に、横スリット２４、３４が設けられている。なお、横スリット２４、３４を設ける際、軸固定部２０、３０の反対側のもう一方の外周壁部２０ｃ、３０ｃまで貫通させず、スリット残部である残肉部２０ａ、３０ａが残され、横スリットの底部（以下、「スリット底部」と称することがある。）２５、３５が形成される。

図２（ａ）に示すように、縦スリット２８は、軸孔部２２を通って、さらに残肉部２０ａに切込むように、軸孔部２２と平行に設けられる。クランプ用ボルト１４を締込み、縦スリット２８を幅が縮小するように変形させて、軸（図示せず。）を、軸孔部２２に、面圧により締結する。

残肉部２０ａは、縦スリット２８を境として不等分に分けられている。
スリット底部２５の径方向断面は、軸心を境として、縦スリット２８に近い方（２５ａ）がその外周側が前進する凹円弧状、遠い方（２５ｂ）が直線状をなすように形成されている。

スリット底部２５ａの径方向断面をその外周側が前進する凹円弧状にすることにより、図３（ａ）に示すように、直線状（２５ａ’）にした場合よりも、残肉部２０ａの面積が２０ａ’分だけ大きくなる。従って、スリット底部２５全体が直線状である軸継手よりも、軸固定部の強度が増し、伝達トルク、ねじり剛性も高くなる。
また、スリット底部２５ｂを直線状にすると、クランプ用ボルト１４の中心からスリット底部２５ｂの端部までの長さＬ１が、円弧状（２５ｂ’）にした場合の長さＬ２よりも長くなる（図３（ｂ）参照。）。クランプ用ボルト１４の中心からスリット底部２５ｂの端部までの長さが長いほど、クランプ部が撓みやすくなるため、軸の締結力が向上する。

仮に、スリット底部２５全体が円弧状の軸継手で、クランプ用ボルト１４の中心からスリット底部の端部までの長さをＬ１まで確保したとすると、図３（ｃ）に示すように、円弧状のスリット底部２５’は、本発明のスリット底部２５よりも深く切り込まれた箇所に位置しなければならない。従って、残肉部２０ａの面積が２０ａ’’分小さくなるため、軸固定部の強度が弱くなり、伝達トルク、ねじり剛性も低減する。

以上、一方の軸固定部２０について説明したが、他方の軸固定部３０に関しても同様である。

上述した構成により、一方の軸を、軸固定部２０の軸孔部２２に固定するとともに、もう一方の軸を、軸固定部３０の軸孔部３２に固定する。そして、軸固定部２０と軸固定部３０は、連結手段１０によって連結される。それにより、軸継手１は、高さの違い（偏心）、或いは傾きの違い（偏角）等を有する２本の軸の回転を伝達することができる。

次に、図４を参照して、本発明の軸継手の横スリットの製造工程について説明する。

まず、軸心までメタルソー１６を移動させる（図４（ａ）、（ｂ）参照）。次に、メタルソー１６を横方向（図４（ｂ）矢印方向）に移動させ、メタルソー１６を後退させる（図４（ｃ）参照。）。これにより、横スリットが完成する。この工程において、メタルソー１６の横方向の移動距離は、軸心からスリット底部２５ｂの端部までであり、軸固定部２０の外径の半分に相当する。
前述したとおり、スリット底部全体が直線状の軸継手では、メタルソーの移動距離は、軸固定部の外径相当であるから、本発明の横スリットの方が製造に時間がかからない。

以上説明したように、本発明によれば、スリット底部の径方向断面をその外周側が前進する凹円弧状と直線状を組合せた形状とすることで、スリット底部が直線状のみで形成された軸継手とスリット底部が円弧状のみで形成された軸継手が有する欠点を解消しつつ、双方の利点を取入れた軸継手を提供することができる。
すなわち、スリット底部が円弧状のみの軸継手は、スリット底部が直線状のみの軸継手に比べて、軸固定部の強度が強く、伝達トルク、ねじり剛性が高い。また、製造も容易である。その反面、クランプ部が撓みにくいため、軸の締結力が弱い。
本願発明は、スリット底部径方向断面の一部をその外周側が前進する凹円弧状としているため、スリット底部が直線状のみの軸継手に比べて、軸固定部の強度が強く、伝達トルク、ねじり剛性が高いことに加え、製造時間も短い利点がある。また、スリット底部の一部を直線状としているため、スリット底部が円弧状のみの軸継手よりも、クランプ部が撓みやすく、その結果、軸の締結力が強くなる。

１軸継手
１４クランプ用ボルト
２０、３０、４０、５０軸固定部
２０ａ残肉部
２２、３２軸孔部
２４、３４横スリット
２５、２５ａ、２５ｂ横スリットの底部
２８縦スリット

Claims

軸を固定するための軸孔部と、該軸孔部と平行に設けられた縦スリットを具え、該縦スリットを前記軸と直角方向に締付けるクランプ用ボルトにより前記縦スリットを変形させて前記軸に締結される軸固定部を有する軸継手であって、
前記縦スリットの変形を可能にする横スリットが前記軸固定部の軸直角方向に設けられ、
前記横スリットの残肉部が、前記縦スリットを境として不等分に形成され、
前記横スリットの底部の径方向断面が、軸心を境として、前記縦スリットに近い方が前記横スリットの底部の外周側が前進する凹円弧状、遠い方が直線状であることを特徴とする、
軸継手。