JPH0763225A - 軸と内腔の結合装置 - Google Patents

軸と内腔の結合装置

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JPH0763225A
JPH0763225A JP5224538A JP22453893A JPH0763225A JP H0763225 A JPH0763225 A JP H0763225A JP 5224538 A JP5224538 A JP 5224538A JP 22453893 A JP22453893 A JP 22453893A JP H0763225 A JPH0763225 A JP H0763225A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 軸を、結合部材の内腔に、単一の結合部材を
介して伝動可能に結合するための連結装置に関し、歯車
装置内でキー又は軸受が損傷することを防ぐ。 【構成】 結合部材は、一体成形キー１７４を備え、該
キーは、内腔内に形成されて対を成すキー溝と係合する
湾曲断面を有する。軸及び内腔がほぼ同一の直径を有す
る場合、前記結合部材は、軸内の従来のキー溝と係合す
る矩形断面の一体成形キーを備えている。軸が内腔より
小さい直径を有する場合、前記結合部材１６２は、スリ
ーブ１６４を備え、該スリーブは、その外周面に湾曲断
面のキー１７４を、その内周面に矩形断面のキー溝１７
０を有する。該キー溝１７０は、別個の標準キー１７１
を介して、軸内の従来のキー溝に伝動可能に接続され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸を、結合部材の内腔
に、単一の結合部材を介して伝動可能に結合するための
連結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本発明
は、特に、しかし排他的な意味ではなく、既成の歯車装
置への電動機のフランジ取り付けに関する。前記歯車装
置の購買者にとって、異なる寸法の電動機を歯車装置に
取り付けて、同一の歯車ケーシング内で異なる歯車を歯
合させ、異なる歯数比に適合させることは一般的に行わ
れている。
【０００３】この場合、前記電動機は異なる寸法の駆動
軸を有することが多い。このような歯車装置の入力歯車
は、歯車ケーシングの軸受に取り付けられた鋼スリーブ
に伝動可能に結合される。この鋼スリーブは、電動機の
駆動軸を収容するために、矩形断面のキー溝を備えた内
腔を有する。電動機の駆動軸が内腔とほぼ同一の直径を
有する場合、鋼キーにより伝動可能に内部結合される。
【０００４】一方、よくあることではあるが、電動機の
駆動軸の直径が内腔の直径より小さい場合には、それら
の間の環状空間を充填するために、スロット付きのナイ
ロンスリーブを取り付け、更に、前記スリーブ内のスロ
ットの呼び径高さより大きい鋼キーにより、軸と内腔を
伝動可能に相互に結合している。互いに伝動結合された
金属間で見られる腐食の故に、呼び径高さより大きいキ
ーがそれを通って伝達されるトルクにより倒される傾向
の故に、或いは、電動機と歯車装置のそれぞれの取り付
けフランジがしばしば互いに一致しなくなる故に、歯車
装置内でキー又は軸受が損傷することは稀ではない。本
発明の目的は、この問題を回避することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、矩形断
面のキー溝を有する軸を部材の内腔に伝動可能に結合す
るための単一結合部材は、前記キー溝に伝動可能に結合
するための手段と、前記内腔内に形成された湾曲断面の
キー溝と係合するように対応した湾曲断面を有する一体
成形キーとを備えたことを特徴としている。
【０００６】ほぼ同一の直径を有する軸と内腔とを伝動
可能に互いに接合するために、前記手段は、前記軸内の
キー溝と同一の矩形断面を有する一体成形キーであるこ
とが望ましい。
【０００７】湾曲断面を有する前記キーは、好ましく
は、矩形断面のキーより周方向幅が広い。好ましくは、
前記軸の周面上に位置する前記湾曲断面キーの各面は、
前記周面の凸形に対応する凹形に形成する。好ましく
は、また、前記軸の周面上に位置する湾曲断面キーの各
面は、矩形断面キーとの接合部において、アンダカット
する。
【０００８】軸を該軸より大径の内腔に伝動可能に結合
するために、単一結合部材は、好ましくは、軸と内腔と
の間に嵌挿される一体成形スリーブを有する。好ましく
は、湾曲断面の前記一体成形キーは、前記スリーブの外
周面上に形成され、前記手段は、前記スリーブの内周面
に形成されて前記軸のキー溝と同一の矩形断面を有する
キー溝である。これにより、対応する前記キー溝を、矩
形断面の別個のキーを介して、伝動可能に相互結合す
る。
【０００９】好ましくは、前記スリーブの外周面上に形
成された前記キーの中心線と、内周面上に形成された前
記キー溝の中心線が、前記スリーブの同一の半径上に位
置し、前記キーの周方向幅は前記キー溝の周方向幅より
広い。
【００１０】また、前記スリーブを、長手方向に分割し
てもよい。この場合、好ましくは、前記スリーブは、該
スリーブの外周面に形成した前記キーの中心線と、内周
面に形成した前記キー溝の中心線とが位置する半径の、
径方向反対側の位置で分割される。
【００１１】前記単一結合部材は、可撓性の強化プラス
チック材料から形成することが望ましい。好ましくは、
前記材料は、ガラス繊維入りナイロンである、ガラス繊
維入りのナイロン等の可撓性強化プラスチック材料から
形成した場合、単一の結合部材は、押出形材から構成し
てもよい。
【００１２】前記単一結合部材が、一体成形スリーブを
有し、可撓性の強化プラスチック材料から形成する場
合、前記スリーブは、好ましくは、製造許容差を吸収す
るために、その外周面上に、長手方向に延びて周方向に
離間した多数の細いうね部を形成している。また、単一
結合部材は、焼結した非鉄金属から形成してもよい。そ
の場合、金属は、好ましくは、燐青銅である。
【００１３】前記単一結合部材が、一体成形スリーブを
有し、非押し出しの可撓性強化プラスチックから、或い
は、焼結した非鉄金属から形成される場合、該スリーブ
は、内腔の盲端部と軸の隣接した端部との間で係合する
一方の端部に、内側に突出するフランジを有することが
好ましい。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の一実施
例を説明する。図面を参照すると、図１に示した二段減
速歯車装置の単一の主ケーシング１０は、図２に示した
二段減速歯車装置の単一の主ケーシング１１０と実質的
に同一であり、両者の唯一の違いは、主ケーシング１０
が台座１２上に支持されるようになっているのに対し、
主ケーシング１１０はフランジ１１２を介して取り付け
られるようになっていることだけである。前記主ケーシ
ング１０は、内部ウエブ１４と端部プレート１６を備え
ている。
【００１５】端部プレート１６は、止めねじ（図示せ
ず）を介して主ケーシングに取り付けられ、軸受ハウジ
ング１８とモータ取り付け用フランジ２０を備えてい
る。ハウジング１８の軸受２４内に取り付けられた鋼ス
リーブ２２には、圧締め，接着剤，キー，スプライン，
又はセレーション等の適当な手段を介して、入力小歯車
２６が伝動可能に結合されている。この入力小歯車２６
は、中間軸３０上に固定された大歯車２８と噛合してい
る。
【００１６】中間軸３０は、主ケーシング１０の軸受３
２内に取り付けられている。更に、この中間軸３０と一
体の小歯車３４は、出力軸３８上に固定された出力大歯
車３６と噛合している。前記出力軸３８は、スリーブ２
２及び小歯車２６と同軸であるように、主ケーシング１
０の軸受４０内に取り付けられている。
【００１７】図２に示した歯車装置は、図１に示した歯
車装置と対応する構成要素を有し、これらは、例えば、
図２の出力軸に１３８と符合付けしたように、同一の参
照符合の頭に１を加えて示される。図１の中間軸３０及
び出力軸３８間の中心距離は、図２の軸１３０及び１３
８間のそれと同一であるが、小歯車２６及び３４は、小
歯車１２６及び１３４より小さいピッチ円直径を有し、
一方、大歯車２８及び３６は、大歯車１２８及び１３６
より大きいピッチ円直径を有するので、図１に示した歯
車装置の減速比は、図２に示した歯車装置のそれより相
当大きい。
【００１８】その結果、図１に示した歯車装置には、細
い駆動軸４４を有する比較的小型の電動機４２を、設け
る必要がある。図示実施例において、前記駆動軸４４
は、小歯車２６から離隔したスリーブ２２の端部内の内
腔４６と同一の呼び径直径を有する。
【００１９】この駆動軸４４は、矩形断面のキー溝４８
を有し、単一の結合部材５０（図４参照）を介して、内
腔４６に伝動可能に結合されている。前記結合部材５０
は、３０乃至４０パーセントのガラス繊維入りナイロン
から構成した可撓性強化プラスチック材料の押出形材
を、適当な長さに切断して形成する。この結合部材５０
には、キー溝４８内に伝動可能に係合させるために、キ
ー溝４８と同一の矩形断面の一体成形キー５２を設けて
いる。該キー５２は、面取りした角部５４を有する。
【００２０】前記結合部材には、更に、湾曲断面の一体
成形キー５６を設け、内腔４６内に形成された対応する
湾曲断面のキー溝（特に図示しないが、以下に言及する
図３のキー溝１７６のようなもの）内に係合させてい
る。該キー５６の周方向幅をキー５２より広く、また、
駆動軸４４の周面上に位置するキー５６の各面５８を、
前記周面の凸形に対応するような凹形とすることによ
り、結合部材５０がそれを通って伝達するトルクにより
倒されないように、結合部材５０の支持を最大化してい
る。
【００２１】また、面５８がキー５２と交わる位置にア
ンダカット６０を設け、駆動軸４４の周面に前記面を確
実に接触させるようにしている。可撓性プラスチック結
合部材５０は、電動機−歯車装置間の駆動インタフェー
スにおける腐食を防止すると共に、歯車装置上の取り付
けフランジ２０と電動機４２上のフランジとが互いに一
致しないことに起因する取り付け不良を補償している。
【００２２】図２に示した歯車装置は、より大きな様々
な電動機により駆動することができる。２台の電動機１
４２及び１４３は、駆動軸１４４及び１４５の寸法が異
なることを含め、異なる大きさを有するように、その一
部が図示されている。該駆動軸１４４及び１４５はそれ
ぞれ、小歯車１２６から離隔したスリーブ１２２の端部
内の内腔１４６より小さい、異なる直径を有する。
【００２３】この駆動軸１４４及び１４５には、寸法が
異なるキー溝１４８及び１４９を設けている。電動機１
４２及び１４３の大きさが異なるため、端部プレート１
１６には取り付けフランジ１２０又は１２１のいずれか
を選択して設ける必要がある。駆動軸１４４及び１４５
は、寸法を除いては同一なそれぞれの単一結合部材１６
２及び１６３を介して、二者択一的に、内腔１４６に伝
動可能に結合される。
【００２４】以下、図５に示した結合部材１６２を、一
例として、詳細に説明する。この結合部材１６２は、３
０乃至４０パーセントのガラス繊維入りナイロンから構
成された可撓性の強化プラスチック成形材料から成る。
結合部材１６２は、軸１４４と内腔１４６との間に嵌合
するスリーブ１６４を備え、該スリーブは、内腔１４６
の盲端部と軸１４４の隣接した端部との間に係合する一
方の端部に、内側に突出したフランジ１６６を有する。
【００２５】前記スリーブ１６４の外周面には、製造許
容差を吸収するために、長手方向に延びて周方向に間隔
を置いて配設された多数の細いうね部１６８が形成され
ている。前記スリーブ１６４の内周面には、キー溝１４
８と同一の矩形断面を有するキー溝１７０を形成し、前
記内周面及びキー溝１７０にはいずれも、前記フランジ
１６６から離隔した方の端部に面取り部１７２を設けて
いる。
【００２６】前記スリーブ１６４の外周面には、更に、
湾曲断面を有する一体成形キー１７４を形成し、内腔１
４６内に設けた対応する湾曲断面のキー溝１７６（図３
参照）と係合するようにしている。前記キー溝１４８及
び１７０は、破線で示した矩形断面を有する別個の鋼キ
ー１７１を介して、伝動可能に相互に結合される。ま
た、前記キー１７４及びキー溝１７０の中心線を前記ス
リーブ１６４の同一半径上に位置させると共に、キー１
７４の周方向の幅をキー溝１７０より広くとることによ
り、互いの近接にも拘らず十分な強度を維持している。
【００２７】この可撓性プラスチック結合部材１６２
は、本質的には、前述した外見上異なる結合部材５０と
全く同様に作用し、同じように、電動機−歯車装置間の
駆動インタフェースにおける腐食の発生を防ぎ、歯車装
置上の取り付けフランジ１２０と電動機１４２上のフラ
ンジとが互いに一致しないことに起因する調整不良を補
償している。
【００２８】図５に示した本発明の実施例の変形例にお
いては、結合部材１６２の可撓性を高めるために、破線
１６５で示したように、前記キー１７４及びキー溝１７
０の中心線が位置する半径と径方向反対側の位置で、長
手方向に分割されている。
【００２９】前記実施例の別の変形例においては、前記
フランジ１６６を省略し、更に、可撓性強化プラスチッ
ク材料の押出形材を適当な長さに切断することにより結
合部材１６２を形成している。
【００３０】図４及び図５に示した本発明の２つの実施
例の変形例では、結合部材５０及び１６２を、燐青銅か
ら構成した焼結非鉄金属から形成している。これによ
り、同様に、電動機−歯車装置間の駆動インタフェース
において腐食が発生する問題を除去できるが、強化プラ
スチック結合部材の約１０パーセントの可撓性しか有せ
ず、またコストが高くつく。
【００３１】重要なことは、入力小歯車に伝動可能に結
合された符号２２及び１２２のような異なる寸法の鋼ス
リーブを有する異なる寸法の歯車装置には、対応する寸
法範囲の結合部材５０，１６２を使用しなければならな
いことである。
【００３２】図６の（ａ），（ｂ）はそのような寸法範
囲の一つを示す。図６の（ａ）では、スリーブ無し結合
部材５０を介して、内腔径が小さい鋼スリーブを前記内
腔とほぼ同一の直径を有する電動機軸に伝動可能に結合
している。図６の（ｂ）では、スリーブ型結合部材１６
２及び鋼キー１７１を介して、図６の（ａ）と同一の内
腔径の鋼スリーブを、前記内腔より小さい直径を有する
電動機軸に、伝動可能に結合している。図６の（ｃ）乃
至（ｅ）は、第二の、中程度の寸法範囲を示し、図６の
（ｆ）乃至（ｈ）は、第三の、より大きい寸法範囲を示
す。この段落で参照した各図面は、先の説明に鑑みて自
明であり、単に可能な寸法範囲を示すにとどまる。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、軸を任意の機構内の結合部材
内腔に伝動可能に結合する場合に、広範に適用すること
ができる。また、本出願に係る本明細書と同時に或いは
これより先に出願され、且つ、本明細書に係り公衆の便
覧に付された、全ての書類に対しても留意すべきであ
り、そうした書類の内容は、引例としてここに包含する
ものである。
【００３４】（添付要約及び図面を含む）本明細書に開
示した全ての特徴及び／又はかく開示された方法即ち製
法の全ての工程は、そうした特徴及び／又は工程の少な
くとも幾つかが互いに相容れない組合せを除いて、任意
の組合せとして結合してもよい。 （添付要約及び図面を含む）本明細書に開示された各特
徴は、他に特に言明のない限り、同一、等価、又は同様
の目的に資する別の特徴と交換可能である。かくして、
他に特に言明のない限り、開示された各特徴は、包括的
な一連の同等又は同様の特徴の単なる例示に過ぎない。
【００３５】本発明は、前述した各実施例の詳細に限定
されるものではない。本発明は、（添付要約及び図面を
含む）本明細書に開示された特徴から成る新規なもの即
ち新規な組合せ、或いは、かく開示された方法即ち製法
から成る新規なもの即ち新規な組合せをも包含するもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、歯車装置、及びその左端部にフランジ
を介して取り付けた電動機の一部を示した側断面図。
【図２】図２は、同様の歯車装置、及びその左端部で入
力中心線の上側及び下側にそれぞれフランジを介して取
り付けた２つの異なる電動機の一部を示す側断面図。
【図３】図３は、図２に示した歯車装置の一部を形成す
る入力スリーブの拡大端面図。
【図４】図４は、電動機の駆動軸を、図１に示した歯車
装置の一部を形成する入力スリーブに、伝動可能に結合
するための単一結合部材の一形状を示す拡大断面図。
【図５】図５は、入力中心線の下方に示した電動機の駆
動軸を、図２に示した歯車装置の入力スリーブに、伝動
可能に結合するための別の形状の単一結合部材を示す拡
大端面図。
【図６】図６の（ａ）乃至（ｈ）は、両形状の単一結合
部材の、３種の異なる寸法範囲を示した概略図。
【符号の説明】
１０ 主ケーシング １２ 台座 １４ 内部ウエブ １６ 端部プレート １８ 軸受ハウジング ２０ モータ取り付け用フランジ ２２ 鋼スリーブ ２４ 軸受 ２６ 入力小歯車 ２８ 大歯車 ３０ 中間軸 ３６ 出力大歯車 ３８ 出力軸 ４０ 軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キム ファーランド テイラー イギリス国 エッチ・ディー４ ７ジェ イ・エックスウエスト ヨークシャー州 ハダーズフィールド ネザートン マーテ ン ドライブ 30 (72)発明者 デヴィッド メイキン イギリス国 エッチ・ディー４ ７ジェ イ・エックスウエスト ヨークシャー州 ハダーズフィールド ロングウッド ラム ホール ロード 54

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 矩形断面のキー溝（４８，１４８，１４
    ９）を有する軸（４４，１４４，１４５）を、部材（２
    ２，１２２）の内腔（４６，１４６）に伝動可能に結合
    するための単一結合部材（５０，１６２，１６３）であ
    って、 前記キー溝（４８，１４８，１４９）に、伝動可能に結
    合するための手段（５２，１７０）と、 前記内腔（４６，１４６）内に形成された湾曲断面のキ
    ー溝（１７６）と係合するように対応した湾曲断面を有
    する一体成形キー（５６，１７４）と、を備えたことを
    特徴とする軸と内腔の結合装置。
  2. 【請求項２】 ほぼ同一の直径を有する軸（４４）と内
    腔（４６）を互いに伝動可能に結合するための単一結合
    部材（５０）であって、前記手段が、前記軸（４４）内
    のキー溝（４８）と同一の矩形断面を有する一体成形キ
    ー（５２）であることを特徴とする請求項１記載の結合
    装置。
  3. 【請求項３】 湾曲断面を有する前記キー（５６）の周
    方向幅が、矩形断面を有する前記キー（５２）の周方向
    幅より広いことを特徴とする請求項２記載の結合装置。
  4. 【請求項４】 前記軸（４４）の周面上に位置する湾曲
    断面キー（５６）の各面（５８）を、更に前記周面の凸
    形に対応する凹形に形成したことを特徴とする請求項３
    記載の結合装置。
  5. 【請求項５】 前記軸（４４）の周面上に位置する湾
    曲断面キー（５６）の各面（５８）を、更に、矩形断面
    キー（５２）との接合部（６０）において、アンダカッ
    トしたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の結
    合装置。
  6. 【請求項６】 軸（１４４，１４５）を、該軸より直径
    が大きい内腔（１４６）に、伝動可能に結合するための
    単一結合部材（１６２，１６３）であって、前記結合部
    材が、更に、前記軸（１４４，１４５）及び内腔（１４
    ６）の間に嵌挿する一体成形スリーブ（１６４）を備
    え、湾曲断面の前記一体成形キー（１７４）を前記スリ
    ーブ（１６４）の外周面上に形成し、前記手段は、前記
    スリーブ（１６４）の内周面に形成されて前記軸（１４
    ４，１４５）のキー溝（１４８，１４９）と同一の矩形
    断面を有するキー溝（１７０）であり、これにより、対
    応する前記キー溝を、矩形断面の別個のキー（１７１）
    を介して伝動可能に相互結合することを特徴とする請求
    項１記載の結合装置。
  7. 【請求項７】 前記スリーブ（１６４）の外周面上に形
    成された前記キー（１７４）の中心線と、内周面上に形
    成された前記キー溝（１７０）の中心線が、前記スリー
    ブの同一の半径上に位置し、前記キー（１７４）の周方
    向幅が前記キー溝（１７０）の周方向幅より広いことを
    特徴とする請求項６記載の結合装置。
  8. 【請求項８】 更に、前記スリーブ（１６４）を長手方
    向に分割したことを特徴とする請求項６又は７記載の結
    合装置。
  9. 【請求項９】 更に、前記スリーブ（１６４）は、該ス
    リーブ（１６４）の外周面に形成した前記キー（１７
    ４）の中心線と、内周面に形成した前記キー溝（１７
    ０）の中心線とが位置する半径の、径方向反対側の位置
    （１６５）で分割されている、ことを特徴とする請求項
    ７及び８記載の結合装置。
  10. 【請求項１０】 更に、前記結合部材（５０，１６２，
    １６３）を、可撓性の強化プラスチック材料から形成し
    たことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の
    結合装置。
  11. 【請求項１１】 更に、前記材料が、ガラス繊維入りナ
    イロンであることを特徴とする請求項１０記載の結合装
    置。
  12. 【請求項１２】 更に、前記結合部材（５０，１６２，
    １６３）が、押出形材から成る、ことを特徴とする請求
    項１０又は１１記載の結合装置）。
  13. 【請求項１３】 更に、製造許容差を吸収するために、
    前記スリーブ（１６４）の外周面に、長手方向に延びて
    周方向に離間した多数の細いうね部（１６８）を形成し
    たことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項
    と組み合わせた請求項６乃至請求項９のいずれか１項に
    記載の結合装置。
  14. 【請求項１４】 更に、前記結合部材（５０，１６２，
    １６３）を、焼結した非鉄金属から形成したことを特徴
    とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の結
    合装置。
  15. 【請求項１５】 更に、前記金属が、燐青銅であること
    を特徴とする請求項１４記載の結合装置。
  16. 【請求項１６】 更に、前記スリーブ（１６４）が、前
    記内腔（１４６）の盲端部と前記軸（１４４，１４５）
    の隣接した端部との間で係合する一方の端部に、内側に
    突出したフランジ（１６６）を備えたことを特徴とする
    請求項１０，請求項１１，請求項１４及び請求項１５の
    いずれか１項と組み合わせた請求項６乃至請求項９のい
    ずれか１項に記載の結合装置。
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