JPS59231214A

JPS59231214A - 動力伝達用軸継手

Info

Publication number: JPS59231214A
Application number: JP10526183A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kawabuchi; 川渕　政已; Shozo Yamada; 山田　昌三
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-06-13
Filing date: 1983-06-13
Publication date: 1984-12-25
Anticipated expiration: 2009-11-02
Also published as: KR850000609A; JPH0686886B2; KR890001516B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ップリ
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ッ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によって回転駆動する場合、モータ４に連結し
たビニオンスタンド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
は人力軸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からなっている。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１
０への回転駆動力の伝達は、内外周ギア１１．１２が噛
合するギアカップリング１３を介して、いわゆるギアタ
イプスピンドルカップリングにより行われるようにしで
ある。つまり、外周ギア１１は円筒面に沿って所定長さ
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）がカッ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
圧されておシ、との付勢スプリング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
してのロッド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υ、ロッド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れ
た内曲面１６Ｂをスラスト受ボタン１５の平坦面１５Ａ
に当接しである。

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、ギアカップリングを介して一体的に回
転するものであｐ、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−ｔでの距
離ｒ１　＋　　ｒｌが等しい値をとり、スラスト受ボタ
ン１５とロッド１６との間では回転すれを発生すること
なく、つまり非滑り状態の接触が維持できるはすである
。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１０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ｒ、、ｒ２が異なり、この接
触点Ｓにおけるスラスト受ボタン１５とロッド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とロッド１６との接触点
Ｓまでの距離を夫々ｒ、、ｒ２とした場合、各接触点で
の周速ｖ、　ｖ’は、回転数を”　ｒｐｗとすると、ス
ラスト受ボタン１５では、ｖ＝ｎ÷６０　Ｘ　２　Ｘ　
ｒ　Ｉ　Ｘ　ｆ　（Ｉｎ　／　Ｓ　）　、Ｏラド１６で
は、ｖ′＝ｎ÷６０Ｘ２Ｘｒ２ｘπ（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、
ｒｌ−ｒｌのときのみである。Ｉ’ｌキ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＝１．４
２°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とロッド１６との各接触部の
回転半径ｒ１　、ｒｌが交点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がロッド表面にある位置を■、最大限位置
ずれする接触位置をθその中間位置を＠として示しであ
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■＠Ｏを示す模式図である。

第１表なお上記表は、スラスト受ボタン１５の曲率半径２５０
ｎｍ、ギアカップリング傾斜角θ二１．４２°、回転数
６０９ｒｌ）ｍの場合である。この場合、スラスト受ボ
タン１５の軸心とロッド１６の軸心との交点Ｃが位置■
では、理論的にｒ１＝１２となり、常に転がり接触とな
る。しかし、位置＠又はθでは、ｒ１キｒ２となり滑り
接触となる。とのことは、スラスト受ボタン１５及びロ
ッド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図によっても明らかな如く、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、は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ップリングによって回転トル
クを伝達するようにした動力伝達用軸継手にあって、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においては、回転駆動力
を内外周ギアが噛合するギアカップリングを介して伝達
される駆動軸と従動軸とを有し、例えば該従動軸は軸方
向に摺動可能かつ該カップリング部を介して角度変化可
能とされると共に管状をなし、内装した付勢スプリング
を介して該駆動軸から離間する方向に押圧きれており、
該付勢スプリングは一端を該駆動軸の軸端に保持部材を
介して圧接保持されている動力伝達用軸継手において、
該保持部材を該駆動軸の軸端との接触部がこれら両者の
軸心交差位置に略固定されて両接触面間の回転ずれ非発
生となる関係を設定するようにして前記目的を達成して
いる。

なお、好適には、例えば保持部材を、付勢スプリングと
駆動軸端とを接続するユニバーサル継手又はスラスト軸
受とするのが望ましい。徒だ、保（９）持部材を付勢スプリングと駆動軸端との間に介在する屈
曲可能な伸縮体とすることも有効である。

また、保持部材を駆動軸の軸端から突出した突軸と、付
勢スプリングの端部に取付けた取付軸と、この各軸間に
各々球面接触して介在する中間軸とを有するものとして
もよい。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。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１１図〜第１８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具外の構成
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゛省略する。。

（１０）本実施例においては、付勢スプリング１４の保持部拐と
してのロッド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によって
構成している。

即ち、このユニバーサル継手２１は、付勢スプリング１
４により発生する軸方向力を受は持ち、かつ、無理なく
回転を伝達させるようになっている。駆動用の回転トル
クは、ギアカップリング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。

よっ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、ロッド１６の駆動軸側端部は保持リング
２２によって従動軸１ｏ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
ッド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、トルクを伝達しく１１）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ザルジョインと同様に定期
的に行えば良い。

なお、組立時はロッド１６にユニバーサル継手２１を組
み付けてカッ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ップリン
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は、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とロッド１６
の軸心交差位置が固定され、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（１２）部分に同一符号を付して説明を省略する。

また、第１４図〜第１７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２
３を内蔵させ、これ自身で転勤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
るロッド１６との間ですべりは発生しない。第１５図の
ものは、保持部材として、ユニバーサル継手に代え、屈
曲可能な伸縮体２４を設けたものである。

このものでも、伸縮体２４はトルク伝達をしないもので
あるから、軸方向力に耐えられれば充分用いることがで
きる。第１６図のものは、ユニバーサル継手に代え、ロ
ッド１６先端の取付軸２７と駆動軸８側に設けた突軸２
８との間に各々球面接触して介在する中間軸２５を設け
たものである。

この中間軸２５は、スラスト受ボタン１５とロッド１６
との対向部に夫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てなる。

（１３）このような構成によっても軸心交差点は常時、中間軸２
５を介して固定させ、各接触面間の滑りの発生を防止す
ることができる。第１７図のものは、中間軸２５の両端
部に凹曲面が形成され、スラスト受ボタン１５とロッド
１６とが、凹曲面と摺嵌ボール２６を介して接合されて
いる。このような構成でも前記各実施例と同様の効果が
奏せることは勿論である。

なお、前述した第１６図に示したものについての実機の
計算例を第９図及び第１表と対比して第１８図及び第２
表に示す。ただしロッド１６の半径は３５ａｍである。

これにより、従来の構成に比して面圧が極端に下がるこ
とが確認されている。

そして、一般に摩耗等の目安とされるＰｖ値については
１０００分の１程度に減少することが、確認できる。

（１４）第　２　表なお、前記各実施例では圧延機のローラ駆動軸のモータ
側に適用した場合について述べたが、本発明線これに限
らず、ローラ駆動軸のローラ側又は圧延機以外の他の各
８１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、駆動軸と従動（１５）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１７図はそ
れぞれ本発明の異なる実施例を示す概略構成図、第１８
図は第１６図に示す実施例の作用を示す模式図である。８・・・駆動軸、１０・・・従動軸、１１・・・ギアカ
ップリング、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
（ロッド）、２１・・・ユニバーザル継手、２４・・・
伸縮体、（１６）２５・・・中間軸、２６・・・摺嵌ボール。代理人　弁理士　鵜沼辰之（１７）弔２図ｑ６弔５図８　　　　　　Ｉ＋　　　　　１２第ｑ図弔８図糖ｑ冒噌１０区弔７１図２Ｉ弔ＩＢ図６１６図

Claims

【特許請求の範囲】１、回転駆動力を内外周ギアが噛合するギアカップリン
グを介して伝達される駆動軸と従動軸とを有し、該軸の
一方が他方に対し軸方向に摺動可能かつ該カップリング
部を介して角度変化可能とされると共に管状をなし、該
軸の一方に内装した付勢スプリングの一端を該軸の他方
に保持部材を介して当接することによシ、該軸の一方が
他方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、該保持部材は該駆動軸と従動軸との軸心を
略固定位置で交差すると共に、該保持部材の対軸接触面
を該軸心交差位置から略一定距離に保持されて該接触部
間に回転ずれ非発生となる関係を設定されていることを
特徴とする動力伝達用軸継手。２、保持部材は付勢スプリングと駆動軸又は従動軸の軸
端とを接続するユニバーサル継手又はスラスト軸受であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の動力伝
達用軸継手。３、保持部材は付勢スプリングと駆動軸又は従動軸の軸
端との間に介在する屈曲可能な伸縮体であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の動力伝達用軸継手。４、保持部材は、駆動軸又は従動軸の軸端がら突出した
突軸と、付勢スプリングの端部に取付けた取付軸と、こ
の各軸間に各々球面接触して介在する中間軸とを有−ｒ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の動力伝
達用軸継手。５、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
てなることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の動
力伝達用軸継手。６、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に摺嵌ボールを介して接合さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
動力伝達用軸継手。