JP6833222B2 - シュミットカップリング - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施例のシュミットカップリング1は、第1エンドプレート10と第2エンドプレート20とマルチリンク構造30とを含み、マルチリンク構造30が第1エンドプレート10と第2エンドプレート20との間を連結する。シュミットカップリング1は、動力伝達機械要素であり、2つの機械装置(例えばモータ或いはボールねじ)の回転軸を連結するために用いられ、2つの機械装置がシュミットカップリング1を通じて動力伝達させることができると共に一定程度の芯ずれ量を許容できる。
図2に示すように、本実施例の第1枢着部11、第2枢着部12及び第3枢着部13は、第1エンドプレート10の表面に凸設された軸棒であり、かつ各軸棒の軸方向が第1中心軸A1に平行である。
第2エンドプレート20と第1エンドプレート10は、互いに平行になるように設けられる。すなわち、第1エンドプレート10と第2エンドプレート20が互いに距離を保つことで接触せず、かつ第1エンドプレート10の第1中心軸A1が第2エンドプレート20の第2中心軸A2と互いに平行或いは重なる。本実施例において、別の機械装置の回転軸3の組立のため、第2エンドプレート20の中心に軸孔201が設けられ、第2エンドプレート20と回転軸3を同時回転させるが、本実施例は、これに限られるものではなく、その他の実施例において、第2エンドプレート20も他の形状(例えば方形、楕円形、長方形或いはその他の不規則形)のプレートとすることができる。若しくは、別の実施例において、第2エンドプレート20も機械装置の回転軸3と一体成形した構造とすることができる。
図2に示すように、本実施例の第4枢着部21、第5枢着部22及び第6枢着部23は、第2エンドプレート20の表面に凸設された軸棒であり、かつ各軸棒の軸方向が第2中心軸A2に平行である。
第1中心軸A1及び第2中心軸A2に相対する第2枢着部12及び第5枢着部22の位相角差も180度で、第1中心軸A1及び第2中心軸A2に相対する第3枢着部13及び第6枢着部23の位相角差も180度であり、ここでは詳細な説明を省略する。しかしながら、上記第1位相角θ1と第2位相角θ2の位相差は、例を挙げただけであって、実際上、第1位相角θ1と第2位相角θ2の位相差は、シュミットカップリング1の製作公差或いはその他の需要により異なる場合もある。
第1リンクセット31、第2リンクセット32及び第3リンクセット33は、各々Z字型のリンク部材であり、第1リンクセット31が第1ラジアル方向リンク311と、第1ラジアル方向リンク311の両端に各々枢着された2本の第1クランク312とを含む。第2リンクセット32は、第2ラジアル方向リンク321と、第2ラジアル方向リンク321の両端に各々枢着された2本の第2クランク322とを含む。第3リンクセット33は、第3ラジアル方向リンク331と、第3ラジアル方向リンク331の両端に各々枢着された2本の第3クランク332とを含む。第1ラジアル方向リンク311、第2ラジアル方向リンク321及び第3ラジアル方向リンク331は、いずれも第1エンドプレート10及び第2エンドプレート20の径方向に向けて延伸し、かつ第1ラジアル方向リンク311、第2ラジアル方向リンク321及び第3ラジアル方向リンク331が互いに同軸に枢設されることで枢着軸M(図5)となり、かつ枢着軸Mが第1エンドプレート10の第1中心軸A1及び第2エンドプレート20の第2中心軸A2に平行で、第1ラジアル方向リンク311、第2ラジアル方向リンク321及び第3ラジアル方向リンク331に各々枢着軸Mを回転軸として互いに相対して回転させることができる。
第2リンクセット32の2本の第2クランク322は、第2枢着部12及び第5枢着部22に各々枢着され、本実施例において、いずれかの第2クランク322の両端が第2ラジアル方向リンク321及び第1エンドプレート10の第2枢着部12に各々枢着し、もう1本の第2クランク322の両端が第2ラジアル方向リンク321及び第2エンドプレート20の第5枢着部22に各々枢着され、各第2クランク322を第1エンドプレート10、第2エンドプレート20及び第2ラジアル方向リンク321に相対して回転揺動させることができる。
第3リンクセット33の2本の第3クランク332は、第3枢着部13及び第6枢着部23に各々枢着され、本実施例において、いずれかの第3クランク332の両端が第3ラジアル方向リンク331及び第1エンドプレート10の第3枢着部13に各々枢着され、もう1本の第3クランク332の両端が各々第3ラジアル方向リンク331及び第2エンドプレート20の第6枢着部23に各々枢着され、各第3クランク332を第1エンドプレート10、第2エンドプレート20及び第3ラジアル方向リンク331に相対して回転揺動させることができる。
図2及び図3に示すように、第1リンクセット31を例にすると、第1枢着部11から第1中心軸A1までの距離と第4枢着部21から第2中心軸A2までの距離は、距離の比(例えば1:1、1:2或いは2:1)を有し、第1リンクセット31の第1枢着部11に枢着された第1クランク312と第4枢着部21に枢着された第1クランク312の長さ比が上記距離の比に等しい。第1リンクセット31の第1ラジアル方向リンク311は、更に枢着軸Mによって第1リンクセクション3111及び第2リンクセクション3112(図2)に区分し、第1リンクセクション3111が第2リンクセクション3112に比べると第1枢着部11に近く、かつ第1リンクセクション3111と第2リンクセクション3112の長さの比も上記距離の比に等しい。
例を挙げると、図3に示すように、本実施例において、第1枢着部11から第1中心軸A1までの距離は、第4枢着部21から第2中心軸A2までの距離(すなわち、第1距離の比が1:1)に等しく、第2枢着部12から第1中心軸A1までの距離が第5枢着部22から第2中心軸A2までの距離(すなわち、第2距離の比が1:1)に等しく、第3枢着部13から第1中心軸A1までの距離が第6枢着部23から第2中心軸A2までの距離(すなわち、第3距離の比が1:1)に等しい。ただしこれに限定されず、その他の実施例において、上記第1距離の比、第2距離の比及び第3距離の比も1:2、2:1、1:3或いは3:1とすることができる。
また、従来のカップリングに対比すると、本発明の実施例に係る第1エンドプレート10と第2エンドプレート20は、比較的大きな芯ずれ量を許容し、かつずれ過程においてやはり同時等速回転を保持でき、次に、複数のリンクセット(第1リンクセット31、第2リンクセット32及び第3リンクセット33)の機構配置方式を通じて動力伝達し、各リンクセットの受けた力を分散することで寿命の延長を実現できる。ここで、更に図面を基に次の通り説明する。
更に図6及び図7を対照して見る。第1エンドプレート10と第2エンドプレート20のずれ過程で、第1ラジアル方向リンク311、第2ラジアル方向リンク321及び第3ラジアル方向リンク331が互いに相対的に回転でき、かつ各リンクセットの2本のクランクの回転揺動角度が同じである。例を挙げると、第1リンクセット31、第2リンクセット32及び第3リンクセット33のモーション状況を明確に説明するため、ここで図6及び図7に示すように第1リンクセット31、第2リンクセット32及び第3リンクセット33を各々異なる線型で示す。例えば第1リンクセット31を実線で示し、第2リンクセット32を一点鎖線で示し、第3リンクセット33を破線で示している。この点について、先ず説明しておく。
図6及び図7の視点方向から言えば、第1エンドプレート10と第2エンドプレート20のずれ過程(例えば第1エンドプレート10が矢印Lの方向に向けてずれ)において、第1リンクセット31の第1ラジアル方向リンク311が時計回り方向にやや回転し、2本の第1クランク312が同一方向に向けて同じ角度を回転揺動する。第2リンクセット32の第2ラジアル方向リンク321は、反時計回り方向に向けて回転し、2本の第2クランク322も同一方向に向けて同じ角度を回転揺動する。第3リンクセット33の第3ラジアル方向リンク331は、時計回り方向に向けて回転し、2本の第3クランク332が同一方向に向けて同じ角度を回転揺動する。これにより、第1リンクセット31、第2リンクセット32及び第3リンクセット33のモーションを通じて、第1エンドプレート10と第2エンドプレート20の芯ずれ方向が制限を受けず、比較的大きな芯ずれ量を許容し、かつずれ過程においてやはり同時等速回転を保持できる。
第1ラジアル方向リンク311、第1エンドプレート10の第1枢着部11及び第2エンドプレート20の第4枢着部21は、上記軸受313、314に各々枢着される。第2ラジアル方向リンク321、第1エンドプレート10の第2枢着部12及び第2エンドプレート20の第5枢着部22は、上記軸受323、324に各々枢着される。第3ラジアル方向リンク331、第1エンドプレート10の第3枢着部13及び第2エンドプレート20の第6枢着部23は、上記軸受333、334に各々枢着される。これにより、第1エンドプレート10と第2エンドプレート20が互いに芯ずれが生じた時、マルチリンク構造30のモーション時の摩擦力を大幅に軽減させることで寿命を延ばすことができる。
101 軸孔
1 シュミットカップリング
2、3 回転軸
11 第1枢着部
12 第2枢着部
13 第3枢着部
20 第2エンドプレート
201 軸孔
21 第4枢着部
22 第5枢着部
23 第6枢着部
30 マルチリンク構造
31 第1リンクセット
311 第1ラジアル方向リンク
3111 第1リンクセクション
3112 第2リンクセクション
312 第1クランク
313、314 軸受
32 第2リンクセット
321 第2ラジアル方向リンク
322 第2クランク
323、324 軸受
325、326 軸棒
33 第3リンクセット
331 第3ラジアル方向リンク
332 第3クランク
333、334 軸受
A1 第1中心軸
A2 第2中心軸
M 枢着軸
L 矢印
θ1 第1位相角
θ2 第2位相角
Claims (9)
- 第1中心軸と第1枢着部と第2枢着部と第3枢着部とを含み、前記第1枢着部、前記第2枢着部及び前記第3枢着部は前記第1中心軸を取り囲むように設けられた第1エンドプレートと、
第1エンドプレートと互いに平行になるように設けられ、第2中心軸と第4枢着部と第5枢着部と第6枢着部とを含み、前記第4枢着部、前記第5枢着部及び前記第6枢着部は第2中心軸を取り囲むように設けられ、かつ前記第1枢着部及び前記第4枢着部が各々前記第1中心軸の対向両側に位置し、前記第2枢着部及び前記第5枢着部が各々前記第1中心軸の対向両側に位置し、前記第3枢着部及び前記第6枢着部が各々前記第1中心軸の対向両側に位置する第2エンドプレートと、
前記第1エンドプレートと前記第2エンドプレートとの間に位置し、第1リンクセットと第2リンクセットと第3リンクセットとを含み、前記第1リンクセットは第1ラジアル方向リンクと各々第1ラジアル方向リンクの両端に枢着された2本の第1クランクとを含み、前記第2リンクセットが第2ラジアル方向リンクと各々第2ラジアル方向リンクの両端に枢着された2本の第2クランクとを含み、前記第3リンクセットが第3ラジアル方向リンクと各々第3ラジアル方向リンクの両端に枢着された2本の第3クランクとを含み、前記第1ラジアル方向リンク、前記第2ラジアル方向リンク及び前記第3ラジアル方向リンクが互いに同軸に枢設されることにより枢着軸となり、かつ前記第1リンクセットの前記2本の第1クランクが各々前記第1枢着部及び前記第4枢着部に枢着され、前記第2リンクセットの前記2本の第2クランクが各々前記第2枢着部及び前記第5枢着部に枢着され、前記第3リンクセットの前記2本の第3クランクが各々前記第3枢着部及び前記第6枢着部に枢着されたマルチリンク構造と、を含み、
前記第2ラジアル方向リンクの軸方向に2本の軸棒が凸設され、
前記第1ラジアル方向リンク及び前記第3ラジアル方向リンクは、前記2本の軸棒に各々枢着され、
前記第1枢着部、前記第2枢着部及び前記第3枢着部は、前記第1中心軸を基準として120度の等角を成して並んで配置されることを特徴とする、
シュミットカップリング。 - 前記第1枢着部、前記第2枢着部及び前記第3枢着部が前記第1エンドプレートの外周に沿って並んで設けられることを特徴とする、請求項1に記載のシュミットカップリング。
- 前記第1枢着部、前記第2枢着部及び前記第3枢着部は、前記第1中心軸を中心に等角度で配置されることを特徴とする、請求項1に記載のシュミットカップリング。
- 前記第1枢着部から前記第1中心軸までの距離と前記第4枢着部から前記第2中心軸までの距離は、第1距離の比を有し、前記第2枢着部から前記第1中心軸までの距離と前記第5枢着部から前記第2中心軸までの距離が第2距離の比を有し、前記第1距離の比が前記第2距離の比に等しいことを特徴とする、請求項1に記載のシュミットカップリング。
- 前記第1枢着部から前記第1中心軸までの距離と前記第4枢着部から前記第2中心軸までの距離は、距離の比を有し、前記第1枢着部に枢着された前記第1クランクと前記第4枢着部に枢着された前記第1クランクの第1長さ比が前記距離の比に等しく、前記第1ラジアル方向リンクは前記枢着軸によって第1リンクセクションと第2リンクセクションに区分し、前記第1リンクセクションが前記第2リンクセクションに比べると前記第1枢着部に近く、かつ前記第1リンクセクションと前記第2リンクセクションの第2長さの比が前記距離の比に等しいことを特徴とする、請求項1に記載のシュミットカップリング。
- 前記第1枢着部から前記第1中心軸までの距離は、前記第4枢着部から前記第2中心軸までの距離に等しく、前記第1リンクセットの前記2本の第1クランクの長さが同じで、前記第1ラジアル方向リンクの前記第1リンクセクションの長さと前記第2リンクセクションの長さが同じであることを特徴とする、請求項5に記載のシュミットカップリング。
- 前記第1枢着部は、前記第1中心軸に相対して第1位相角を有し、前記第4枢着部が前記第2中心軸に相対して第2位相角を有し、前記第1位相角と前記第2位相角の位相差が180°であることを特徴とする、請求項1に記載のシュミットカップリング。
- 各前記第1クランクの一端には、軸受が設けられ、前記第1ラジアル方向リンクの両端が前記軸受に各々枢着されることを特徴とする、請求項1に記載のシュミットカップリング。
- 前記第1枢着部及び前記第4枢着部に各々枢着するため、各前記第1クランクの一端には、軸受が設けられることを特徴とする、請求項1に記載のシュミットカップリング。
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