JPH0788858B2 - 等速自在軸継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、出力軸と入力軸とを偏角自在に接続すると共
に、出力軸の回転を入力軸に等速に伝える等速自在軸継
手に関する。

＜従来の技術＞ 等速自在軸継手の先行技術としては、特開昭63−23027
号公報に記載のもの、即ち第10図に示されるものがあ
る。

この軸継手は、ケージ（50）に周縁に分布させて保持し
且つ内継手部材および外継手部材（51）の同数の溝に案
内したボール（52）によって回転トルクを伝達する等速
回転自在継手である。詳しくは、内継手部材（53）およ
び外継手部材（51）の相互に関連する溝（54）が、軸線
方向に対して同量だけ逆方向へ平行に傾斜しており、ケ
ージ（50）は、双方の継手部材（51）（53）に対して軸
線方向へ摺動することができる。そして、ケージ（50）
が、バネ（55）を介して１つの継手部材に軸線方向へ支
持してあり、上記継手部材（51）（53）に対して摺動範
囲内で軸線方向へ移動でき、バネ（55）が、圧縮バネと
して全摺動範囲にわたって予圧されているものである。

しかし、上記の自在継手は、図にも示されるように構造
が複雑であり、部品点数も非常に多く、これにより、大
きなコスト高をまねくという問題点がある。しかも、軸
径が太くなる等の継手が大型化する欠点も有している。

又、実開昭59−172832号公報に、ボールポイント継手な
るものが提案されている。

このものは、第11図に示すように軸（ａ）の一端側に、
断面六角形状の平行部（ｂ）と、半球形状部（ｃ）とか
ら構成したボールポイント部（ｄ）を設け、このボール
ポイント部（ｄ）を、受け部材（ｅ）の端部に設けた断
面六角形状の凹部（ｅ）１に嵌合することにより、軸
（ａ）と受け部材（ｅ）とを周方向回転不能にして回転
伝達可能に接続したものである。

ところが、このものにおいては、受け部材（ｅ）と軸
（ａ）とを係合する部分を平行部（ｂ）から構成してい
るため、例えば平行部（ｂ）の中心（０）から平行部
（ｂ）における端部の外周位置（b1）までの距離（t1）
と、中心（０）から平行部（ｂ）における左右の略中央
の外周位置（ｂ）２までの距離（t2）とが異なることに
なる。そのため、受け部材（ｅ）の凹部（e1）の内周と
平行部（ｂ）の外周との間に隙間がないと、平行部
（ｂ）が凹部（e1）内で軸方向（図示の（Ｐ）方向）に
回動できないことになる。従って、平行部（ｂ）を凹部
（e1）内で軸方向回動させるために、受け部材（ｅ）の
凹部（e1）の内周と平行部（ｂ）の外周との間に、予め
平行部（ｂ）が凹部（e1）内で回動し得る程度の隙間
（ｑ）を設けておかなければならず、その結果、両者間
に、いわゆる遊びができ、回転伝達を正確に円滑に行え
ない。しかも、軸（ａ）が受け部材（ｅ）に対してあま
り傾くと、受け部材（ｅ）の凹部（e1）の内周に半球形
状部（ｃ）が当接することになり、受け部材（ｅ）に対
して軸（ａ）が滑ってしまうおそれがある。従って、こ
のものは、離間する二つの出力軸側の回転部材と入力軸
側の回転部材とを回転伝達可能に接続するものとして
は、適さないという課題がある。

又、仮に、軸（ａ）と受け部材（ｅ）とが円滑に回転伝
達できたと仮定し、軸（ａ）の他端側にも同様なボール
ポイント部を設け、離間する二つの出力軸側の回転部材
と入力軸側の回転部材とを接続するものとして使用した
場合、出力軸側の回転部材と入力軸側の回転部材との間
隔の一定のものにしか使用できず、間隔が異なると使用
できない。そのため、予め、出力軸側の回転部材と入力
軸側の回転部材との間隔に応じたものを準備しておかな
ければ種々のものに適応させることができない。

＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明は上記問題点に鑑みてなさたものであり、簡単な
構造で部品点数が少なく、コストが安くてコンパクトな
ものであって、離間する二つの部材を容易に接続し得る
等速自在軸継手の提供を目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 出力軸（S1）と入力軸（S2）とを偏角自在に接続すると
共に、出力軸（S1）の回転を入力軸（S2）に等速に伝達
する等速自在軸継手において本発明は、次の特徴を有す
るものを提供することにより上記課題を解決する。

本発明の等速自在軸継手は、出力軸（S1）側及び入力軸
（S2）側の回転部材各々に接続される受体（２）（２）
と、各々の受体（２）（２）に接続される軸状体（１）
（８）とを備える。

受体（２）（２）各々は、軸状体（１）（８）側の端部
に凹部（６）（６）を備える。

軸状体（１）（８）の両端部の各々には、軸状体（１）
（８）の回転に伴って回転し得る球状部（３）（３）が
備えられる。又、各球状部（３）（３）は、受体（２）
側の一端側から他端側に到るまでの球状部（３）の全長
に渡り、回転軸と直交する断面が多角形状をなし、且
つ、回転軸を通る断面が一端側から他端側にかけて径小
から漸次径大に、更に径大から漸次径小となる略円形状
をなす。そして、これらの球状部（３）（３）各々が、
受体（２）（２）の凹部（６）（６）に嵌合されること
により、両受体（２）（２）と軸状体（１）（８）との
回転が一体になされると共に、軸状体（１）（８）が受
体（２）に対して偏角する方向に各球状部（３）を軸に
回動自在とされる。

更に、これらの球状部（３）（３）の少なくとも一方
が、軸状体（１）（８）の軸方向に移動可能に配設され
ることにより、軸状体（１）（８）の全体の長さが伸縮
できるようになされたものである。

＜作 用＞ 本発明においては、軸状体（１）（８）の両端部に設け
た球状部（３）（３）を、受体（２）側の一端側から他
端側に到るまでの球状部（３）の全長に渡り、回転軸と
直交する断面が多角形状をなし、且つ、回転軸を通る断
面が一端側から他端側にかけて径小から漸次径大に、更
に径大から漸次径小となる略円形状をなすように構成す
ため、各球状部（３）が球状部（３）の外周と凹部
（６）の内周との間に殆ど隙間を設けておかなくても受
体（２）の凹部（６）内で自在に回動できる。これによ
り、両者の回転伝達を円滑なものにできる。

又、これらの球状部（３）（３）の少なくとも一方を、
軸状体（１）（８）の軸方向に移動可能に配設すること
により、軸状体（１）（８）の全体の長さを伸縮できる
ものとするため、離間する二つの出力軸側の回転部材と
入力軸側の回転部材とを接続する場合には、出力軸側の
回転部材と入力軸側の回転部材との間隔に応じて軸状体
（１）（８）の長さを合わせることができる。

＜実施例＞ 以下に図面を参照して、この発明の好適な実施例を例示
的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されて
いる構成部品の寸法、形状、材質、その相対配置など
は、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲
をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説
明例に過ぎない。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図
は第１図のＸ−Ｘ断面図、第３図は同Ｙ−Ｙ断面図、４
図は第１図のＺ−Ｚ断面図である。

本発明の等速自在軸継手は、出力軸（S1）側及び入力軸
（S2）側の回転部材各々に接続される受体（２）（２）
と、各々の受体（２）（２）に接続される軸状体（１）
（８）とを備えてなる。この実施例においては、図示右
部と左部とに夫々別体からなる二つの軸状体（１）
（８）が配設されるとともに、各々が連結部材（Ｒ）を
介して連結されている。

軸状体（１）（８）各々は、正六角柱の軸であり、受体
（２）の側に球状部（３）を備えている。球状部（３）
は、受体（２）側の一端側から他端側に到る球状部
（３）の全長に渡って、第４図に示すように回転軸と直
交する断面が六角形状をなし、また第１図に示すように
回転軸を通る断面が一端側から中央にかけて径小から漸
次径大に、更に中央から他端側にかけて径大から漸次径
小となる略円形状をなしている。

受体（２）は筒状体（４）と、軸固定部材（５）とから
なる。軸固定部材（５）は、筒状体（４）に球状部
（３）が挿入された後に筒状体（４）に圧入されてい
る。筒状体（４）は内側が六角筒に形成された凹部
（６）を有し、この凹部（６）には軸状体（１）の球状
部（３）が挿入されている。球状部（３）は凹部（６）
内に、凹部（６）の開口端部（6a）が断面略円形の球状
部の最大径を越えるところまで嵌められており、凹部の
開口端部（6a）は、この球状部（３）を抜け止めするた
めに内径を少し小さくなされている。また、この凹部
（６）内の、球状部（３）と軸固定部材（５）との間に
はコイルスプリング（７）が配されており、球状部
（３）を軸状体（１）側に付勢している。そして、スプ
リング（７）の配されたこの空間が油だまりとなってい
る。

軸固定部材（５）は、六角柱に形成され筒状体（４）に
回動不能に圧入される圧入部と（5a）と、筒状体（４）
の周面と面が合うようになされた頭部（5b）とからな
る。また、軸固定部材（５）の中心には出力軸（S1）が
挿入される挿入孔（5c）が設けられている。この挿入孔
（5c）には縦溝が設けられ、この縦溝には回り止め部材
（5d）が嵌め込まれている。この回り止め部材（5d）は
頭部（5b）を貫通する止めネジ（5e）によって図示下方
に押圧されている。一方、出力軸（S1）は回り止め部材
（5d）が嵌まる縦溝を有している。

即ち、上記挿入孔（5c）に挿入された出力軸（S1）はこ
の回り止め部材（5d）により、回り止めと抜け止めがな
されている。

連結部材（Ｒ）は、図示右と左に六角の挿入筒部（R1）
（R2）を有してなり、挿入筒部（R1）には軸状体（８）
が挿入され、ピン（R3）にて固定されている。挿入筒部
（R2）は挿入筒部（R1）より長めに形成されており、軸
状体（１）が摺動自在、且つ回動不能に挿入されてい
る。このようにして、二つの軸状体（１）（８）が連結
部材（Ｒ）に連結されることにより各々の球状部（３）
（３）が左右両端に配され、全体の長さが伸縮できるよ
うになされている。

以上の構成を有するこの実施例の等速自在軸継手は、入
力軸と出力軸が偏角した場合、偏心した場合、そして偏
角、偏心の両方している場合でも用いることができる。
しかも、軸状体（１）が連結部材（Ｒ）に摺動自在に挿
入されているため、出力軸と入力軸の距離が離れていて
も調整することができる。

次に、他の実施例について説明する。

第５図は、第２の実施例に係るものである。受体（13）
は、左方と右方と同一のものが用いられており、右方の
受体（13）を例にとって説明する。受体（13）は、筒状
体（15）と、筒状体（15）に圧入された軸固定部材（1
6）とからなる。

筒状体（15）は内側が六角筒に形成された凹部（17）を
有し、この凹部（17）には軸状体（12）の球状部（９）
が挿入されている。球状部（９）は凹部（17）内に、凹
部の開口端部（17a）が断面略円形の球状部の最大径を
越えるところまで嵌められている。上記開口端部（17
a）は、この球状部（９）を抜け止めするために、内径
が少し小さく設けられている。また、この凹部（17）内
の、球状部（９）と軸固定部材（16）との間にはコイル
スプリング（18）が配されており、球状部（９）を軸状
体（12）の方向に付勢している。そして、このスプリン
グ（18）が配された空間は油だまりとなっている。スプ
リング（18）は、出入力間の距離が多少変化しても球状
部（９）を移動させることにより、これに対応しうる。
謂る長さ補正を可能にしている。

軸固定部材（16）は、中心に出力軸（S3）が挿入される
挿入孔（19e）が設けられた挿入部材（19）と、挿入部
材（19）に嵌挿された着脱カラー（20）と出力軸を固定
する固定ボール（21）（21）とからなる。

挿入部材（19）は左半に六角に形成された圧入部（19
a）を有し、右端部には頭部（19b）を有す。圧入部（19
a）は筒状体（15）に圧入されている。また、圧入部（1
9a）は上下２箇所に貫通孔（19c）（19c）を有し、この
貫通孔（19c）（19c）には、第５図に示される出力軸
（S3）の凹溝（Ｌ）嵌合する固定ボール（21）（21）が
嵌め込まれている。貫通孔（19c）の底部は、やや狭く
形成されており、固定ボール（21）は挿入孔（19e）に
は抜け落ちないようになっている。

着脱カラー（20）は、挿入部材（19）の圧入部（19a）
と頭部（19b）との間に嵌挿されており、コイルスプリ
ング（22）により頭部（19b）の方向に付勢されてい
る。即ち、着脱カラー（20）は通常挿入部材（19）の頭
部（19b）の方に位置するが、圧入部（19a）の方向（図
示左方向）に摺動できるよう設けられている。また着脱
カラー（20）の内周面には周溝（20a）が設けられてお
り、着脱カラー（20）を圧入部（19a）の方に摺動させ
た際に挿入部材（19）の貫通孔（19c）（19c）と合致す
るようになっている。即ち、この合致により固定ボール
（21）（21）は周溝（20a）に逃げ込めることになり、
この状態で前記出力軸（S3）を抜くことができる。尚、
出、入力軸（S3）（S4）は第６図に示されるように軸方
向に回り止め溝（Ｍ）を有し、第７図に示される回り止
め部材（19d）が嵌まり込むことにより回り止めされ
る。

以上の構成を有する第２の実施例は、出力軸と入力軸の
偏角と偏心とに対応することができ、回転を等速に伝え
ることができる。

第８図は第３の実施例を示す要部断面図、第９図は第８
図のＸ−Ｘ断面図である。

この等速自在軸継手は、両端に球状部（９）が設けられ
た軸状体（12）と、球状部（９）が夫々挿入された受体
（22）とからなる。軸状体（12）は、先の実施例と同一
のものを用いているので説明は省略する。

一方、受体（22）も同一のものであり、左側の受体を例
に説明する。受体（22）は、第２の実施例と同じ形状の
出力軸（S3）を固定する軸固定部材（24）と、軸固定部
材（24）に嵌挿された着脱カラー（20）と、出力軸（S
3）を固定する固定ボール（21）（21）とからなる。

軸固定部材（24）は左半に出力軸（S3）が挿入される挿
入孔（24a）を有し、この挿入孔（24a）の周壁の２箇所
には貫通孔（24b）（24b）が穿設されている。この貫通
孔（24b）（24b）には第２図の実施例同様に固定ボール
（21）（21）が配されている。

そして、軸固定部材（24）の右半には、軸状体（12）の
球状部（９）が挿入される凹部（25）が設けられてい
る。この凹部（25）は球状部（９）の外形に沿うような
すりばち状に形成されている。凹部（25）内には、凹部
の周面に沿う形状のリテーナー（26）に組み込まれてベ
アリングボール（27）…（27）が配されている。ベアリ
ングボール（27）…（27）は外側の一部が凹部の内周面
に設けられた凹溝（25a）…（25a）に嵌め込まれてお
り、これにより、凹部（25）と一体に回転するようにな
っている。この実施例では、第９図に示されるようにベ
アリングボール（27）…（27）は24個用いられており、
４個ずつが球状部（９）の断面六角形の片（9a）…（9
a）に当接するようになっている。また、第８図に示さ
れるように、球状部（９）の最大径の部分を挟むように
配されることにより球状部（９）の抜け止めをなしてい
る。

即ち、このベアリングボール（27）…（27）は、球状部
（９）を受体（22）に対し、受体（22）の回転方向には
回動不能に支持するが、受体の回転軸に対し軸状体（1
2）が偏角する方向には滑らかに回動させる役をなす。
尚、このベアリングボール（27）…（27）は、リテーナ
ー（26）が嵌着部材（28）によって押さえられることに
より、凹部（25）内に固定されている。尚、このベアリ
ングボールとリテーナーとは、球状部を軸方向に弱冠移
動させることができるので、第２の実施例で説明した長
さ補正が可能である。

一方、着脱カラー（20）は、軸固定部材（24）に嵌挿さ
れ、摺動することにより出力軸（S3）を固定、着脱をな
すものであるが、その構成は第２の実施例と同様である
ため、ここでは詳しい説明は省略する。

以上の構成を有する第３の実施例は、出入力軸（S3）
（S4）が偏角、偏心した場合に用いることができ、回転
を等速に伝えることができる。そして、ベアリングボー
ルを介して球状部を受体に挿入させているため、摩擦が
少なく上記等速伝達運動はいっそう滑らかなものとなっ
ている。即ち、この実施例は第１〜３の実施例よりも高
速回転する軸に適している。

尚、実施例では球状部の回転軸と直交する断面を六角形
としたが、八角形や歯車形状の多角形としてもよい。

＜発明の効果＞ 以上、上述の通り本発明の等速自在軸継手は、軸状体
（１）（８）の両端部に設けた球状部（３）（３）が、
球状部（３）の外周と凹部（６）の内周との間に殆ど隙
間を設けておかなくても受体（２）の凹部（６）内で円
弧中心（０）を軸にして自在に回動でき、両者の回転伝
達を円滑なものにできる。

又、軸状体（１）（８）の全体の長さを伸縮できるよう
にすため、離間する二つの出力軸側の回転部材と入力軸
側の回転部材とを接続する場合には、出力軸側の回転部
材と入力軸側の回転部材との間隔に応じて軸状体（１）
（８）の長さを合わせることができ、予め間隔に応じた
ものを準備しておかなくても一つのもので、種々間隔の
ものに適応させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図は
第１図のＸ−Ｘ断面図、第３図は第１図のＹ−Ｙ断面
図、第４図は第１図のＺ−Ｚ断面図、第５図は第２の実
施例を示す要部断面図、第６図は同実施例の出、入力軸
の正面図、第７図は第５図のＸ−Ｘ矢視図、第８図は第
３の実施例を示す要部断面図、第９図は第８図のＸ−Ｘ
断面図、第10図は従来の等速自在軸継手を示す断面図、
第11図は他の従来の等速自在軸継手を示す要部断面図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出力軸（S1）と入力軸（S2）とを偏角自在
   に接続すると共に、出力軸（S1）の回転を入力軸（S2）
   に等速に伝達する等速自在軸継手において、 出力軸（S1）側及び入力軸（S2）側の回転部材各々に接
   続される受体（２）（２）と、各々の受体（２）（２）
   に接続される軸状体（１）（８）とを備え、 受体（２）（２）各々は、軸状体（１）（８）側の端部
   に凹部（６）（６）を備え、 軸状体（１）（８）の両端部の各々には、軸状体（１）
   （８）の回転に伴って回転し得る球状部（３）（３）が
   備えられ、各球状部（３）（３）は、受体（２）側の一
   端側から他端側に到る球状部（３）の全長に渡って、回
   転軸と直交する断面が多角形状をなし、且つ、回転軸を
   通る断面が一端側から他端側にかけて径小から漸次径大
   に、更に径大から漸次径小となる略円形状をなし、これ
   らの球状部（３）（３）各々が、受体（２）（２）の凹
   部（６）（６）に嵌合されることにより、両受体（２）
   （２）と軸状体（１）（８）との回転が一体になされる
   と共に、軸状体（１）（８）が受体（２）に対して偏角
   する方向に各球状部（３）を軸に回動自在とされ、 更に、これらの球状部（３）（３）の少なくとも一方
   が、軸状体（１）（８）の軸方向に移動可能に配設され
   ることにより、軸状体（１）（８）の全体の長さが伸縮
   できるようになされたものであることを特徴とする等速
   自在軸継手。