JPH0570018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、歯車と回転体とを連結する連結軸
に関する。

【従来の技術】

歯車と歯車の回転を連結するための連結軸は、
軸部の両端近くに歯車が切つてあり、端部又は中
間部が軸受によつて回転自在に支持されるように
なつている。軸受がなければ連結軸を支持するこ
とができないので、軸受は不可欠である。 本発明が対象とするのはそのような連結軸では
ない。歯車と中心心軸の定まつた回転体とをその
中心軸上で連結する連結軸である。のような軸は
あまり必要とされる機会が少ないが、特別な目的
に於て必要とされる。この連結軸は一方の端で中
心軸の定まつた回転体に取付けられ片持ち支持さ
れるから、軸受で支持する必要がない。 従来の軸として挙げるほどのものはないが、た
とえば第３図のような一体型の連結軸が考えられ
る。 この連結軸は、直径の大きい歯車部５１と、回
転体軸孔差込部５２と、これら両端の部位を連結
するやや細い径の中間部５３とよりなつている。
これは歯車部５１も回転体軸孔差込部５２も同じ
ように歯車形状になつているが、要求される構造
は必ずしも同じではない。歯車部５１は他の歯車
（図示せず）と噛み合い歯面の一部分のみで接触
するものであるから、動的な線速度一様という条
件を満足するためにインボリユート歯形でなけれ
ばならない。しかし左方の回転体軸孔差込部５２
は軸孔の形状と同じであつて廻り止め構造にさえ
なつていればよいので、スブライン、セレーシヨ
ン、Ｄ型の軸孔であつてもよい。 中間の軸部はこれらの歯形よりも直径の小さい
ものになつている。これは一つには他の回転部材
や歯車と接触しないためである。もうひとつは、
左右の歯車部５１、差込部５２の直径や構造が全
く違うので両者を独立に形成するため中間に細径
部が必要なのである。左右の歯形形状の同一であ
れば、一本の一様な歯形を切つた長い歯車とする
ことができるが、そうできないので、中間部５３
が細径化されなければならない。

【発明が解決しようとする課題】

このようなアレイ型の連結棒を作ろうとすれば
次のようにしなければならない。 (1) 一本の棒材から、短い棒を切り出す。 (2) 中間部５３を削り落す。 (3) 両側又は片側の円形部を所望の直径に研削す
る。 (4) 片側の円形部にインボリユート歯面である歯
車を切る。 (5) 反対側の円形部に所望の廻り止め構造を切削
加工する。これはスプライン、セレーシヨン、
Ｄ字断面、角形断面など回転体の軸孔の形状に
従う。 以上のような工数を必要とする。特に両側の歯
形、凸形の形状が異なる場合は作業がやりにくく
なり極めて煩労であり、結果としてコスト高にな
つてしまう。これは棒から切削加工する場合であ
る。他の製法で作れば簡単かと思われるがそうで
はない。中間部５３が両側より細くなつているか
ら、焼結、ダイキヤスト、鍛結などで作ることが
できない。プラスチツクにして射出成形で作るこ
ともできない。 このように一体型のものは堅牢であるが上記の
ような製作上の難点があることの他、互換性にも
欠けるという問題がある。回転体の軸孔に取付け
る差込部５２は歯形とは限らず多様な廻り止め構
造が採用されており、軸孔の直径が同一であると
しても、差込部５２の形状は多様なバライテイが
ありうる。また軸孔差込部５２は回転体の軸孔の
寸法が異なればそれに合つたものを作らなければ
ならない。 歯車部５１もそのように多様性が要求されるは
ずであるが、これはインボリユート歯面であるこ
とが予め決まつており、直径が決まれば（モジユ
ールは決まつていることが多いので）歯数も自動
的に決まつてしまう。つまり歯車部５１の方が、
軸孔差込部５２よりも選択性の幅が狭い。 このような問題に鑑み、製作容易であつて互換
性の高い連結軸を提供しようとするのが本発明の
目的である。

【課題を解決するための手段】

本発明の連結軸は、シヤフトと継ぎブツシユと
の２部材よりなり、これらを組合わせてなる。シ
ヤフトは一方の端に歯車部、他方の端に廻り止め
形状の廻り止め凸部を形成したものである。中間
のシヤフト軸部は歯車部の歯底円よりも小さい。
廻り止め凸部の最大半径は軸部の半径よりも小さ
い。軸部は平滑な円柱面を有するがこれは軸受に
よつて支持されない。継ぎブツシユは円形の部材
で中心の穴が穿たれこの穴には、廻り止め形状の
廻り止め凹部が形成されている。外周には回転部
材の軸孔の廻り止め形状と同じ（雌雄の関係にあ
る）孔差込部を形成してある。継ぎブツシユの廻
り止め凹部にシヤフトの廻り止め凸部を差込むこ
とにより両者を一体化できる。これはゆるやかな
嵌合であつてもよいし、かなりかたい嵌合であつ
てもよい。しかし着脱が自由でなければならな
い。

【作用】

継ぎブツシユは、回転体の軸孔に差込む。歯車
部は予め噛合う事が決められている歯車に噛み合
わせる。シヤフトの廻り止め凸部は継ぎブツシユ
の廻り止め凹部へ差込んで両者を組合わせる。シ
ヤフトは軸受によつて支持する必要はない。片持
ちであるが回転体の軸孔によつて支持されるから
である。 このようにして歯車の回転と、回転体の回転と
を、この連結軸によつて結合することができる。

【実施例】

第１図は本発明の実施例に係る連結軸の分解斜
視図である。この連結軸はシヤフト９と継ぎブツ
シユ１８とを組合わせたものである。シヤフト９
は一方の端に歯車部１を他方の端に廻り止め凸部
２０を形成している。中間の軸部２８は平坦な外
周面を有する。この部分は単にトルクを伝達する
だけで軸受によつて支持されない。 歯車部１はインボリユート歯面など歯車として
適する歯形と歯数、モジユールを持つ。歯車部の
歯底円よりも軸部２８の方が小さい。従つて、歯
車部１は軸部２８が邪魔になることなく、自由に
切削加工或は鍛造で作ることができる。しかしシ
ヤフト９は一体で作られる。軸部に歯車部１を溶
接したり嵌合したりしない。 廻り止め凸部２０はスプライン歯形、セレーシ
ヨンなど任意の廻り止め形状であればよいが、軸
方向に一様な形状であることが望ましい。廻り止
め凸部２０の半径の最大値は軸部２８の半径を越
えない。つまり丸棒形状である軸部２８の先端を
切削することによつて廻り止め凸部２０を形成す
ることができる。 継ぎブツシユ１８は短円柱状であるが、中心に
穴が穿たれ、この穴に廻り止め凹部１９が形成さ
れている。廻り止め凹部１９は、前記シヤフト９
の廻り止め凸部２０と雌雄型の関係にある。廻り
止め凸部２０もスプライン、セレーシヨン、Ｄ型
穴など任意であつて軸方向に断面形状が一定して
いる。廻り止め凹部１９へ廻り止め凸部２０を差
し込むことにより、シヤフト９と継ぎブツシユ１
８が一体化される。 両者の間にトルクを伝達することができる。 継ぎブツシユ１８の外表面には、対象である回
転体の軸孔と雌雄型の関係にある孔差込部２３が
形成されている。これもスプライン、セレーシヨ
ン、角形、Ｄ形など任意の廻り止め形状であつて
よい。外径は対象となる回転体の軸孔に合わせて
決める。 さらに継ぎブツシユ１８の外表面のシヤフト９
が出入する方の端周には孔差込部２３が最大半径
より小さくない半径の鍔板部２７がある。これは
継ぎブツシユ１８を軸孔に挿入した時に、反対側
に抜け出てしまわないためである。軸孔の外側面
に鍔板部２７が当つてそれ以上継ぎブツシユ１８
が入つてゆかない。シヤフト９の軸部２８が廻り
止め凸部２０よりも太いので軸部が継ぎブツシユ
１８の廻り止め凹部１９の中へ深く入りこまな
い。 次に、本発明の連結軸を遊星歯車装置相互の連
結に用いた例を説明する。もちろんこの他にも多
様な用途がありうる。 第２図に於て、３つの遊星歯車装置Ａ，Ｂ，Ｃ
が多段連結されているが、これらの連結のために
本願発明の連結軸を用いている。 ３つの装置Ａ，Ｂ，Ｃはいずれも同じ構造を持
つ。中心に太陽歯車１を持ち、この周囲に遊星歯
車２を有する。遊星歯車２は外殻内歯歯車３に噛
み合つている。遊星歯車２は遊星軸５によつて貫
かれ、遊星軸５の両端はキヤリヤ４の内壁間に支
持されている。 これは本願発明者の創作になる歯先円方式の遊
星歯車装置（特開昭58−94656）を採用している。
遊星歯車２は、中間の歯車を切つてあるリング状
の遊星ギヤ７と、この両側に設けられる遊星円板
６，６とよりなつている。３部材よりなる歯車で
ある。 遊星円板６は、遊星ギヤ７の裏面を支持すべき
内円筒部２１と、遊星ギヤ７の側面に接し歯先円
より大きい円板部２２とを有する回転対称の部材
である。中心の軸通し穴２４に遊星軸５が挿通さ
れる。 外殻内歯歯車３は、外殻ギヤ部２５とこの両側
にあり歯底円より大きい直径の外殻円筒部２６，
２６を有する。 キヤリヤ４は、主キヤリヤ盤４ａと副キヤリヤ
盤４ｂとを結合したものである。隣接する遊星軸
５，５の二等分線上に、凸部１０、凸部１２が
主、副キヤリヤ盤４ａ，４ｂに形成されている。
凸部１０の上にはさらにより細い差込突部１１が
形成される。副キヤリヤ盤４ｂの凸部１２の差込
穴１３に、差込突部１１を差込み、突出端をかし
める。かしめ１４の作用で主、副キヤリヤ盤４
ａ，４ｂが一体結合される。 これら遊星歯車装置Ａ，Ｂ，Ｃの入出力を相互
に連結するために本発明の連結軸が用いられる。
シヤフト９の歯車部１を太陽歯車として遊星歯車
装置Ｂ，Ｃの中に予め組込んでおく。継ぎブツシ
ユ１８を主キヤリヤ盤４ａのキヤリヤ軸孔１５に
差込む。シヤフト９の先端の廻り止め凸部２０
を、継ぎブツシユ１８の廻り止め凹部１９に差込
む。こうして、前段の遊星歯車装置Ａ，Ｂのキヤ
リヤと後段の遊星歯車装置Ｂ，Ｃの太陽歯車とが
連結されたことになる。 ケーシング３６は円筒形の容器である。外殻内
歯歯車が空滑りしてはならないので、ケーシング
３６の内壁に軸方向のケーシング溝３７を切つて
おく。一方外殻内歯歯車の外周には軸方向に廻り
止め突起３８を形成しておく。３つの連結された
遊星歯車装置の廻り止め突起３８をケーシング溝
３７に入れ、軸方向にこれら装置をケーシング内
へ押し込む。 ケーシング３６の端板には出力軸３４が予め取
り付けてある。終端の遊星歯車装置Ｃのキヤリヤ
軸孔１５に出力軸３４の後端が嵌り込む。入力軸
３３を予め取付けたケーシング蓋３９をケーシン
グ３６の開口に当てがう。入力軸３３の先端が初
段の太陽歯車１′の軸孔３１に嵌り込む。 ケーシング蓋３９とケーシング３６はボルト及
びナツトによつて締結される。このようにして３
段減速の装置が組立てられる。 遊星歯車装置を多段連結すれば、その減速比の
積にあたる減速比が得られる。また出力軸と入力
軸が同一直線上にあるので多段連結に好適であ
る。本発明のような連結軸によつて段間を連結す
ることとすれば連結のための手数も僅かで済むし
全体の組立ても迅速にゆく。 さらにこのような連結であれば剛結合すること
がないので、寸法誤差が組立誤差があつてトルク
が偏在しようとしても連結部が半径方向に偏位す
るから自動的にトルクが均一化されるのである。

【発明の効果】 連結軸が２部材よりなるので、第３図に示す一
体型のものよりも製造容易である。この連結軸は
一方が歯車で他方が単なる廻り止め構造であるの
で一般には半径や形状が異なるので、一体型のも
のは加工しにくい。しかしこのように２部材に分
けていれば、両者を独立に加工できるので製造容
易である。シヤフト、継ぎブツシユともに金属な
らば焼結、鍛造、アルミニウムダイキヤストなど
で作ることができ、プラスチツクなら射出成形で
製作することができる。 鍔板部があるので継ぎブツシユは対象となる回
転体の軸孔に嵌合した時、軸方向に動かない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る連結軸の分解斜
視図。第２図は本発明の連結軸を使つた多段連結
した遊星歯車減速機の縦断面図。第３図は連結軸
を一体のものとして製作したものの一部切断正面
図。 １……歯車部、９……シヤフト、１８……継ぎ
ブツシユ、１９……廻り止め凹部、２０……廻り
止め凸部、２３……孔差込部、２７……鍔板部、
２８……軸部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平滑な表面の軸部２８の先端に廻り止め形状
   の廻り止め凸部２０を有し他端に歯車に部１を備
   え軸部２８の半径は歯車部１の歯底円半径より小
   さく廻り止め凸部２０の最大半径より小さくない
   ようにしたシヤフト９と、中心の穴に前記廻り止
   め凸部２０に適合した廻り止め凸部１９が形成し
   てあり外周には廻り止め形状の孔差込部２３を形
   成してあり外周の一端には孔差込部２３の最大半
   径より小さくない半径の鍔板部２７が形成してあ
   る継ぎブツシユ１８とよりなり、シヤフト９の廻
   り止め凸部２０を継ぎブツシユ１８の廻り止め凸
   部に着脱することができ、シヤフト歯車部１は歯
   車系のいずれかの歯車に噛み合い、継ぎブツシユ
   １８の孔差込部２３は回転部材の孔に挿入するこ
   ととしたことを特徴とする連結軸。