JPH0686886B2 - 動力伝達用軸継手 - Google Patents

動力伝達用軸継手

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JPH0686886B2
JPH0686886B2 JP58105261A JP10526183A JPH0686886B2 JP H0686886 B2 JPH0686886 B2 JP H0686886B2 JP 58105261 A JP58105261 A JP 58105261A JP 10526183 A JP10526183 A JP 10526183A JP H0686886 B2 JPH0686886 B2 JP H0686886B2
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JP
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shaft
drive shaft
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coupling
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政已 川渕
昌三 山田
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B35/00Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
    • B21B35/14Couplings, driving spindles, or spindle carriers specially adapted for, or specially arranged in, metal-rolling mills
    • B21B35/142Yielding spindle couplings; Universal joints for spindles
    • B21B35/143Yielding spindle couplings; Universal joints for spindles having slidably-interengaging teeth, e.g. gear-type couplings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/18Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth
    • F16D3/185Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth radial teeth connecting concentric inner and outer coupling parts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Steering Controls (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は例えば圧延機のワークロールの駆動部に設けら
れ、駆動軸に対し従動軸が軸方向移動および角度変化す
ることを許容する型式の動力伝達用軸継手に関する。
〔発明の背景〕 従来、回転駆動力を内外周ギアが噛合するギアカツプリ
ングを介して伝達される駆動軸と従動軸とを有し、この
軸の一方、例えば従動軸が他方例えば駆動軸に対し軸方
向に摺動可能かつカツプリング部を介して角度変化可能
とされたものがある。
即ち、第1図に示す圧延機の駆動系にみられるように、
軸方向移動および上下移動を行うワークロール1,2をモ
ータ3によつて回転駆動する場合、モータ3に連結した
ピニオンスタンド4とワークロール1,2の支軸5,6との間
に、軸方向移動および角度変化可能な動力伝達用軸継手
7を介在させている。この動力伝達用軸継手7は入力軸
8と出力軸9との間にこれらの間隔および角度変化を許
容する中間軸10からなつている。ここで、入力軸8は駆
動軸、中間軸10は従動軸の関係にある。以下、8,10を駆
動軸および従動軸として説明する。なお、中間軸10と出
力軸9も同様の関係にあるが、これらは同軸上に保持さ
れる場合が多く、特に改善する必要性も少ないので説明
を省略する。駆動軸8から従動軸10への回転駆動力の伝
達は、内外周ギア11,12が噛合するギアカツプリング13
を介して、いわゆるギアタイプスピンドルカツプリング
により行われるようにしてある。つまり、外周ギア11は
円筒面に沿つて所定長さの歯幅を有し、内周ギア12は歯
先が湾曲し、第2図〜第4図に示すように軸方向の摺動
(第3図)および角度変化(第4図)がカツプリング部
を介して可能である。従動軸10は管状をなし、内装した
付勢スプリング14を介して駆動軸8から離間する方向
(図の右方向)に押圧されており、この付勢スプリング
14は一端を駆動軸の軸端から突出したスラスト受ボタン
15に保持部材としてのロツド16を介して圧接保持されて
いる。即ち第5図に示すように、スラスト受ボタン15は
駆動軸8の軸端に設けた端板17に固定されており、ロツ
ド16は付勢スプリング14内を挿通した軸体の鍔部16Aを
付勢スプリング14に当接され、突軸部の軸端に形成さた
湾曲面16Bをスラスト受ボタン15の平坦面15Aに当接して
ある。
しかし、このような従来の保持部材構造によると、第6
図〜第8図に示すように、場合により従動軸10の角度変
化に応じ摩耗を生じることがある。即ち、駆動軸8と従
動軸10とは、ギアカツプリングを介して一体的に回転す
るものであり、第6図の如く駆動軸8の軸心Aとロッド
16の軸心Bとの交点Cが安定していれば、軸心Bが角度
変化しても各軸心A,Bから接触点Sまでの距離r1,r2
等しい値をとり、スラスト受ボタン15とロツド16との間
では回転ずれを発生することなく、つまり非滑り状態の
接触が維持できるはずである。ところが、実際には第7
図又は第8図に示すように各軸心A,Bの交点Cが従動軸1
0の軸方向変化あるいは角度変化により変化する場合が
多く、この結果接触点Sに対する各軸心からの距離r1
r2が異なり、この接触点Sにおけるスラスト受ボタン15
とロツド16との回転速度の差による回転ずれの発生で、
両者間に異常な摩耗が生じることがある。
具体的に説明すると、各軸心(回転中心)A,Bから、ス
ラスト受ボタン15とロツド16との接触点Sまでの距離を
夫々r1,r2とした場合、各接触点での周速v,v′は、回
転数をnrpmとすると、スラスト受ボタン15では、v=n
÷60×2×r1×π(m/s)、ロツド16では、v′=n÷6
0×2×r2×π(m/s)となる。また、接触点Sで滑らず
に転がる条件はv=v′即ち、r1=r2のときのみであ
る。r1≠r2では、必ず滑り接触になる。
第9図,第10図および第1表に具体的計算例を示す。
第9図は、従動軸10の最大傾斜角度θが、θ=1.42°で
ある圧延機を対象として、θ=1.42°におけるスラスト
受ボタン15とロツド16との各接触部の回転半径r1,r2
交点Cの位置変化に対応して変化する状態を観察したも
のである。
なお、交点Cがロツド表面にある位置をイ、最大限位置
ずれする接触位置をハその中間位置をロとして示してあ
る。この第9図に示す如く、軸心交差位置が接触位置か
ら離間するほど回転半径の差が大きくなる傾向がみられ
る。第10図は位置イロハを示す模式図である。
なお上記表は、スラスト受ボタン15の曲率半径250mm、
ギアカツプリング傾斜角θ=1.42°、回転数609rpmの場
合である。この場合、スラスト受ボタン15の軸心とロツ
ド16の軸心との交点Cが位置イでは、理論的にr1=r2
なり、常に転がり接触となる。しかし、位置ロ又はハで
は、r1≠r2となり滑り接触となる。このことは、スラス
ト受ボタン15及びロツド16の接触状態は種々に変化し、
摩耗、かじりの面で不安定な要因を残すことを示す。ま
た、この接触点Sは、第9図によつても明らかな如く、
回転中心付近であり、例え強制的に油を与えても、遠心
力により油が吹き飛ばされ、ほとんど無潤滑となるので
潤滑手段のみでは有効な対策とならない。
従来、以上のようなギアカツプリングによつて回転トル
クを伝達するようにした動力伝達用軸継手にあつて、従
動軸の軸方向を一方向に付勢するための付勢スプリング
保持用の保持部材に摩耗やかじりが起ることが見逃さ
れ、適当な滑り防止手段も見当らないのが実状である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記の如き駆動軸と従動軸とのスプリ
ング保持部材における滑り接触を除去あるいは減少する
ことができる動力伝達用軸継手を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明に係る動力伝達用軸継手は、回転駆動源により回
転される駆動軸と、この駆動軸とギアカップリングを介
して連結され該駆動軸の回転駆動力が伝達される従動軸
とを有し、この従動軸は前記駆動軸に対し軸方向に摺動
可能かつ前記ギアカップリング部を介して角度変化可能
に形成されると共に管状に形成され、前記従動軸内に内
装された付勢スプリングの一端を前記駆動軸のスラスト
受け部に保持部材を介して当接することにより、従動軸
が駆動軸から離間する方向に付勢されている動力伝達用
軸継手において、前記保持部材又はスラスト受け部は、
従動軸の軸心線と駆動軸の軸心線との交点が、該従動軸
の該駆動軸に対する前記角度変化に起因して当該駆動軸
の軸芯線上で位置ずれすることにより保持部材とスラス
ト受け部とのその接点を境にした軸心まわりの回転速度
に生ずる差異を、該保持部材又はスラスト受け部との間
に生じる転がりによって吸収する転がり接触部を備えた
ことを特徴とするものである。ここで転がり接触部は保
持部材に設けられ内部に転がり軸受を有するユニバーサ
ル継手、又は転がり軸受構造のスラスト軸受であるもの
がよい。この場合、中間軸は、突軸と取付軸との対向部
に各々形成した凹曲面に、その各対応端部に形成した凸
曲面を摺嵌させるのがよい。また、中間軸は、両端部に
凹曲面を形成されており、突軸と取付軸とに形成した凹
曲面と摺嵌ボールを介して接合されているものとしても
よい。
〔作用〕
従動軸が駆動軸に対して角度変化し、両軸の軸心線の交
点が駆動軸の軸心線上で位置ずれすると(第7図又は第
8図に示したC点の位置)、スラスト受部と保持部材と
の接触点(S)に対する各軸心からの距離が異なるため
(r1≠r2)、スラスト受け部と保持部材との軸心まわり
の回転速度に差が生じる。
駆動軸と従動軸とはギアカップリングを介して回転速度
が同じであるため、前記スラスト受け部と保持部材との
接点(S)での回転速度の差の発生は好ましくなく、そ
の部分で回転ずれが発生し、両者間で異常な摩耗が生じ
る。
本発明によれば、前記スラスト受け部と保持部材との接
触点での回転速度の差は、保持部材又はスラスト受け部
が備えている転がり接触部による転動によって無理なく
吸収されるため、前記の如く回転速度に差異が生じるよ
うな状態になっても、回転ずれの発生はほとんどない。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第11図〜第14図を参照して説明
する。
第11図及び第12図は第1の実施例を示している。
なお、駆動軸と従動軸とのスプリング保持部以外の構成
は従来のものと変らないので、図面の対応部分に同一符
号を付してその説明を概略する。
本実施例においては、付勢スプリング14の保持部材とし
てのロツド16のうち、付勢スプリング14と駆動軸18とを
接続する部分をユニバーサル継手21によつて構成してい
る。
即ち、転がり接触部をなすこのユニバーサル継手21は、
付勢スプリング14により発生する軸方向力を受け持ち、
かつ、無理なく回転を伝達させるようになつている。駆
動用の回転トルクは、ギアカツプリング11部により伝達
されるため、内部のユニバーサル継手21は、伸縮体によ
り発生する軸方向力に耐えながら回転を無理なく伝達さ
せるだけでよい。
よつてスラスト受ボタン15は比較的小さい形状とされて
いる。なお、ロツド16の駆動軸側端部は保持リング22に
よつて従動軸10の内周面に軸心を安定させるべく保持さ
れている。しかしてスラスト受ボタン15とロツド16の先
端との間にユニバーサル継手21が介在されている。
このユニバーサル継手21は、内部に転がり軸受を有し、
角度にかかわらず必ず転がり接触により回転を伝達させ
るものであり、トルクを伝達しないため、内部の軸受も
軸方向力に耐えるように設計されていれば良いことにな
る。また、給油に関しては、動力伝達用の一般的なユニ
バーサルジヨイントと同様に定期的に行えば良い。
なお、組立時はロツド16にユニバーサル継手21を組み付
けてカツプリング内部へ挿入すればよい。スラスト受ボ
タン15は円錐形であるため、継手21はこれに案内され、
必ず所望の位置に結合されることになる。
なお、従動軸10の圧延機ロール軸側のギアカツプリング
連結部はロールに付随して上下動するので、従来と同様
の継手構成で十分である。
このような実施例の構成によれば、従動軸10が軸方向移
動及び角度変化した場合でも、駆動軸8とロツド16の動
力伝達は無理なく行われ、従来のような滑りを発生する
ことなく、メンテナンスも比較的容易に行える。
なお、第13図は前記実施例と同一構成を、伸縮可能な従
動軸について適用した場合を示す。主要構成は前記実施
例と同一であるから、図の対応部分に同一符号を付して
説明を省略する。
また、第14図は本発明の他の実施例を夫々示している。
第14図に示すものは、ユニバーサル継手に代え、スラス
ト受ボタン15内部に、スラスト軸受23を内蔵させ、これ
自身で転動を行わせるようにしたものである。このよう
な構成であれば、ギアの噛合位置、傾きに関係なく、ス
ラスト受ボタン15と保持部材であるロツド16との間です
べりは発生しない。
なお、前記各実施例では圧延機のロール駆動軸のモータ
側に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、ローラ駆動軸のローラ側又は圧延機以外の他の各
種機器に適用できることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、転がり接触部の転動に
より駆動軸と従動軸とが軸方向移動及び上下方向移動に
無理なく追従することは勿論、従来のようなスプリング
保持部材と軸端との間の滑り接触を除去あるいは減少
し、摩耗やかじりなどを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す概略構成図、第2図〜第4図は第
1図に示す従来例の作用説明図、第5図は第1図の要部
を拡大して示す断面図、第6図〜第8図は第5図に示す
部分の作用を説明する概略図、第9図及び第10図は従来
例に基づく作用を示す模式図、第11図は本発明の一実施
例を示す要部の断面図、第12図は第11図に示す実施例に
ついての作用説明図、第13図〜第14図はそれぞれ本発明
の異なる実施例を示す概略構成図である。 8……駆動軸、10……従動軸、11……ギアカツプリン
グ、14……付勢スプリング、15……駆動軸の軸端(スラ
スト受ボタン)、16……保持部材(ロツド)、21……ユ
ニバーサル継手、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−189013(JP,U) 実開 昭56−32125(JP,U) 実開 昭55−46832(JP,U) 特公 昭48−34017(JP,B1) 実公 昭44−11231(JP,Y1) 実公 昭40−17135(JP,Y1) 英国特許1399409(GB,A) ソ連国特許発明465496(SU,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転駆動源により回転される駆動軸と、こ
    の駆動軸とギアカップリングを介して連結され該駆動軸
    の回転駆動力が伝達される従動軸とを有し、この従動軸
    は前記駆動軸に対し軸方向に摺動可能かつ前記ギアカッ
    プリング部を介して角度変化可能に形成されると共に管
    状に形成され、前記従動軸内に内装された付勢スプリン
    グの一端を前記駆動軸のスラスト受け部に保持部材を介
    して当接することにより、従動軸が駆動軸から離間する
    方向に付勢されている動力伝達用軸継手において、 前記保持部材又はスラスト受け部は、従動軸の軸心線と
    駆動軸の軸心線との交点が、該従動軸の該駆動軸に対す
    る前記角度変化に起因して当該駆動軸の軸芯線上で位置
    ずれすることにより保持部材とスラスト受け部とのその
    接点を境にした軸心まわりの回転速度に生ずる差異を、
    該保持部材又はスラスト受け部との間に生じる転がりに
    よって吸収する転がり接触部を備えたことを特徴とする
    動力伝達用軸継手。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、転がり接
    触部は保持部材に設けられ内部に転がり軸受を有するユ
    ニバーサル継手である動力伝達用軸継手。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項において、転がり接
    触部はスラスト受け部が備えた転がり軸受構造のスラス
    ト軸受である動力伝達用軸継手。
JP58105261A 1983-06-13 1983-06-13 動力伝達用軸継手 Expired - Lifetime JPH0686886B2 (ja)

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JPS59231214A JPS59231214A (ja) 1984-12-25
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