WO2005050042A1 - 軸継手 - Google Patents

Abstract

　軸方向にコンパクトな構造で、伝達動力や偏心量の制約が少なく、しかも安価で組付性に優れた軸継手を提供することを課題とする。 　対向する入出力軸Ａ、Ｂの軸端部に嵌め込んだプレート１、２の対向面に、複数の案内溝５、６を相手側のプレートの対応する位置の案内溝と直交するように設け、両プレート１、２の案内溝５、６の交差位置に配した鋼球３が、保持器４にプレート径方向の移動を拘束された状態で、駆動側のプレート１に押され、案内溝５、６内を転動しながら従動側のプレート２を押して動力を伝達するようにした。これにより、摩擦抵抗が少なくなり、大きな動力をスムーズに伝達できるとともに、偏心量の変更にも容易に対応できる。また、両プレート１、２間の部品が鋼球３と保持器４のみで高い組付精度を必要としないため、軸方向にコンパクトで安価な構造となり、組付性も向上した。

Description

明 細 書

軸継手

技術分野

[0001] この発明は、互いに平行な 2軸を連結して 2軸間で動力を伝達する軸継手に関する 背景技術

[0002] 一般的な機械装置の 2つの軸を連結して駆動側から従動側へ動力を伝達する軸 継手は、連結する 2軸の位置関係によって構造が異なり、 2軸が 1直線上にあるもの、 交差するもの、互いに平行な（かつ同心でない)ものに大別される。

[0003] このうちの平行な 2軸を連結する軸継手としては、オルダム継手がよく知られている 。しかし、このオルダム継手は、大きな動力を伝達すると、 2軸間に介装されるスライダ どうしの摩擦面に潤滑不良が生じて動力伝達がスムーズに行われなくなる場合があ るし、大きな偏心量（2軸の径方向のずれ量)を許容できない問題もある。

[0004] また、オルダム継手の代わりに、 2つの等速ジョイントを組み合わせたもので平行な 2軸を連結する方法もあるが、この方法では、等速ジョイントの作動角が制限されてい るため、大きな偏心量を得ようとすると軸方向長さが長くなつて装置が大型化しやす い。

[0005] これに対して、軸方向で対向する 2つの回転部材 (ディスク）間にプレートを挿入し、 このプレートの表裏面の複数箇所に直動ガイドをその作動方向がプレートの表裏で 互いに直交するように配し、プレートと直動ガイドを介して両回転部材間で動力を伝 達する機構を採用すれば、軸方向にコンパクトな構造となるので、装置の小型化が 可能となる。また、直動ガイドの長さを変えるだけで必要な偏心量を得ることができる し、直動ガイド内の互いに対向して相対移動する面に複数の鋼球を配することにより 、大きな動力をスムーズに伝達することもできる (特許文献 1参照。 ) o

[0006] し力しながら、上記のような機構の軸継手では、直動ガイドを多数使用するため、継 手全体の製造コストがかなり高くなる。また、各直動ガイドは、相対移動するガイド部 材とレール部材とから成り、そのうちの一方を回転部材に、他方をプレートにそれぞ れ位置合わせして固定する必要があるため、両部材がスムーズに相対移動するよう に精度よく組み付けることが難しぐ組付作業に非常に手間が力かる問題もある。 特許文献 1：特開 2003— 260902号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] この発明の課題は、軸方向にコンパクトな構造で、伝達動力や偏心量の制約が少 なぐしカゝも安価で組付性に優れた軸継手を提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 上記の課題を解決するため、この発明の軸継手は、軸方向で対向し、回転軸が互 いに平行でかつ同心でない状態に保持される 2つの回転部材のそれぞれの対向面 に、複数の案内溝を相手側の回転部材の対応する位置の案内溝と直交するように設 け、前記両回転部材の案内溝が交差する位置に、各案内溝に案内されて転動する 転動体を配し、これらの各転動体の回転部材径方向の移動を拘束する保持器を設 けて、前記各転動体を介して前記両回転部材間で動力を伝達するようにしたのであ る（請求項 1)。

[0009] すなわち、両回転部材の案内溝の交差位置に配された転動体力 保持器に回転 部材径方向の移動を拘束された状態で、駆動側の回転部材に押され、案内溝内を 転動しながら従動側の回転部材を押して動力を伝達するようにしたことにより、動力 伝達時の摩擦抵抗を少なくして大きな動力をスムーズに伝達できるようにするとともに 、案内溝の長さを変えるだけで必要な偏心量を得られるようにした。また、両回転部 材間に配される部品を転動体と保持器のみとすることにより、軸方向にコンパクトな構 造とするとともに、製造コストを安くし、組付性を向上させたのである。

[0010] 上記の構成にお!ヽては、前記各回転部材、転動体および保持器を金属材料で形 成し、その表面に硬化処理を施すことにより、動力伝達時に各部材間に作用する応 力によって各部材の接触部が塑性変形したり表面損傷を生じることを防止できる (請 求項 2)。

[0011] 前記各案内溝を長手方向に直線状に形成することにより、案内溝の加工が容易に なるとともに、案内溝と転動体との接触面圧を一定に保ち、過大な面圧の発生を防止 することができる（請求項 3)。このとき、前記各案内溝を回転部材径方向と 45度をな す方向に延びるように形成すれば、案内溝加工がより容易になるとともに、案内溝と 転動体との接触面圧を一定に保ちやすくなり、過大面圧の発生をより確実に防止で きる（請求項 4)。

[0012] 前記転動体を球体とすることにより、転動体のこじりを防止できる（請求項 5— 10)。

このとき、前記案内溝の断面形状を、溝幅方向の両側から同時に前記球体と接触す る複数の面を有するものとして、球体の案内溝幅方向の動きを拘束することにより、 動力伝達時の継手内でのガタつきを少なくできる（請求項 5)。これらの複数の面を、 球体の半径以上の曲率半径を有する曲面とすれば、球体との接触面積を大きくして 接触面圧を低く抑えることができ (請求項 6)、平面とすれば、案内溝加工が容易にな るし、曲面とする場合よりも溝形状の設計自由度が大きくなる (請求項 7)。また、前記 案内溝の球体と接触しな 、部分に、高 、加工精度を必要としな 、逃げ部を設けるこ とにより、案内溝加工の手間を軽減することができる (請求項 8)。同様に、前記保持 器の転動体との接触面の断面形状を、前記転動体の半径よりも大きい曲率半径を有 する曲面で形成すれば、保持器と転動体との接触面圧を低く抑えることができ (請求 項 9)、平面で形成すれば、保持器の製作が容易になる (請求項 10)。

[0013] 前記案内溝と転動体の接触面および前記保持器と転動体の接触面のうちの少なく とも一つの接触面に、乾式めつき、湿式めつき、溶融処理、溶射、イオン注入、硫ィ匕 処理、化成処理、表面熱処理およびショットピーニングのうちのいずれか一つもしくは 複数の表面処理を施して、その接触面の摩擦係数を小さくしたり（請求項 11)、前記 案内溝と転動体の接触面間および前記保持器と転動体の接触面間のうちの少なくと も一つの接触面間に、潤滑材を介在させたたりすることにより (請求項 12)、案内溝や 保持器と転動体の接触面における転動体のすべり摩擦による摩耗や発熱を抑えられ るし、両回転部材の回転軸がずれる際の相対移動に対する抗カを減少させることが できる。

[0014] また、前記両回転部材の軸方向間隔の変化を拘束する軸方向拘束機構を備えるこ とにより、各部材を一体ィ匕することが可能となり、組付性がさらに向上する (請求項 13

) o [0015] 前記軸方向拘束機構としては、前記各回転部材の対向面と反対側に配され、互い に連結された 2つの拘束部材で両回転部材を挟み付けるものを採用することができる (請求項 14)。

[0016] 上記の構成の軸方向拘束機構では、前記回転部材と拘束部材の接触面のうちの 少なくとも一方の部材の接触面に、請求項 8と同じ種類の表面処理のうちのいずれか 一つもしくは複数を施して、その接触面の摩擦係数を小さくしたり（請求項 15)、前記 回転部材と拘束部材との間に潤滑材ゃ摺動材を介在させたりすることにより（請求項 16、 17)、両回転部材の回転軸がずれる際に各回転部材と拘束部材との間に作用 する摩擦力を低減することができる。

[0017] また、前記両拘束部材の間隔を可変として、両拘束部材が回転部材を挟み付ける 力を調整できるようにすれば、各回転部材と拘束部材との間に作用する摩擦カを容 易に低減することができる (請求項 18)。ここで、前記両拘束部材の間隔を可変とす る手段としては、両拘束部材をねじ結合するものを採用することができる（請求項 19) 。また、前記両拘束部材が回転部材を挟み付ける力を、各拘束部材をそれぞれ対向 する回転部材に押し付ける方向に付勢する弾性部材で与えるようにすれば、各回転 部材と拘束部材との間のガタの発生を防止できる（請求項 20)。

[0018] 一方、前記両拘束部材をその間隔が一定になるように固定すれば、両拘束部材が 回転部材を挟み付ける力を、長期にわたって調整することなく一定のレベルに維持 することができる（請求項 21)。

[0019] 前記両拘束部材が前記各回転部材にあけた案内孔に通される連結部材で連結さ れている場合には、この連結部材の外周面と前記各回転部材の案内孔の内側面の 少なくとも一方に弾性部材を取り付けることにより、動力伝達時に連結部材が案内孔 内をその内側面と接離しながら移動しても、その接触の衝撃が弾性部材で緩和され て音や振動が生じにくいようにすることができる（請求項 22)。このとき、前記弾性部 材は、摺動性の高い材料で形成することが望ましく（請求項 23)、その素材としては、 ゴム基材にフッ素系材料を添加したものを採用することができる（請求項 24)。

[0020] さらに、請求項 12または 16に記載の構成においては、前記潤滑材を継手内部に 保持するとともに、継手外部力 の異物の侵入を防止する手段を備えることにより、使 用中の各部材間の摩擦抵抗の上昇を防止することができる (請求項 25)。

発明の効果

[0021] この発明の軸継手は、上述したように、両回転部材の案内溝の交差位置に配され た転動体を介して、両回転部材間で動力を伝達するようにしたので、動力伝達時の 各部材の摩擦抵抗が少なぐ大きな動力をスムーズに伝達できるとともに、案内溝の 長さを長くすることにより、簡単に偏心量を大きくすることができる。また、両回転部材 間に配される部品が少ないため、軸方向にコンパクトな構造とすることができる。しか も、直動ガイドのような高価で高 、組付精度を必要とする部品を使用して 、な 、ので 、安価に製造することができ、組付作業も容易である。

[0022] また、請求項 2乃至 4の 、ずれかの発明によれば、伝達可能動力の上昇や継手寿 命の延長を図ることができる。このうち、請求項 3または 4の発明では、案内溝の加工 が容易になるため、製造コストをより少なくすることもできる。

[0023] 転動体を球体とした場合、案内溝については、請求項 5の発明を適用すれば、継 手内でのガタつきが生じに《なるので、動力伝達がより滑らかになる。このとき、請求 項 6の発明によれば、伝達可能動力の上昇が図れ、請求項 7または 8の発明によれ ば、案内溝加工が容易になる。同様に、保持器については、請求項 9の発明を適用 すれば、伝達可能動力の上昇が図れ、請求項 10の発明を適用すれば、保持器の製 作が容易になるため、製造コストの削減が図れる。

[0024] さらに、請求項 11または 12の発明を適用することにより、案内溝や保持器と転動体 の接触面の摩耗や発熱を抑えられるので、継手を長期にわたって安定して使用でき るようになるし、両回転部材の相対移動に対する抗力が小さくなるので、各回転部材 を支持する軸受ゃ継手の各部品の剛性を高める必要がなくなり、コストの低減を図る ことができる。

[0025] 請求項 13の発明によれば、軸方向拘束機構により各部材がー体ィ匕されるので、組 付性がさらに向上するとともに、メンテナンス時には継手全体をまとめて交換すること が可能となる。このとき、請求項 14の発明を適用すれば、軸方向拘束機構の構造が 簡単になる。

[0026] 請求項 14の構成においては、請求項 15乃至 19のいずれかの発明を適用すること により、各回転部材と拘束部材の接触面の摩耗や発熱を抑えられるとともに、両回転 部材の相対移動に対する抗力が小さくなるので、請求項 11、 12の発明と同様に、継 手性能の安定化とコストの低減を図ることができる。また、請求項 20の発明の適用に より、両拘束部材で回転部材を確実に挟み付けて、両回転部材の間隔の拡がりを防 止できるので、よりスムーズな動力伝達が可能となる。一方、請求項 21の発明を適用 すれば、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。

[0027] また、請求項 14乃至 21のいずれかの構成において両拘束部材を各回転部材の案 内孔に通した連結部材で連結した場合、請求項 22の発明によれば、連結部材が案 内孔内を移動するときも音や振動が生じにくぐ滑らかに動力伝達を行うことができる 。このとき、請求項 23、 24の発明の適用により、連結部材が案内孔と摺動するときの 摩擦抵抗を小さくするとともに、弾性部材の摩耗を小さくして連結部材と案内孔との 隙間の拡大によるガタつきの発生を抑え、動力伝達をより滑らかにすることができる。

[0028] さらに、請求項 25の発明によれば、使用中の各部材間の摩擦抵抗の上昇を防止 できるので、安定した継手性能が維持される期間をさらに延長することができる。 図面の簡単な説明

[0029] [図 1(a)]第 1の実施形態の軸継手の側面図（回転軸が同心）

[図 1(b)]図 1 (a)の I I線に沿った断面図

[図 2]図 1の軸継手の分解側面図

[図 3(a)]図 1の軸継手の使用状態を示す側面図（回転軸が偏心）

[図 3(b)]図 3 (a)の III III線に沿った断面図

[図 4(a)]第 2の実施形態の軸継手の要部の側面図（回転軸が同心）

[図 4(b)]図 4 (a)の IV— IV線に沿った断面図

[図 5]aは図 4の軸継手の案内溝形状を示す断面図、 bは aの変形例を示す断面図

[図 6]a、 b、 cは、それぞれ案内溝形状の別の変形例を示す断面図

[図 7]図 4の軸継手の軸方向拘束機構とその周辺部の拡大断面図

[図 8(a)]図 4の軸継手の使用状態を示す要部の側面図（回転軸が偏心）

[図 8(b)]図 8 (a)の VIII— VIII線に沿った断面図

符号の説明 [0030] 1、 2 プレート

3 鋼球

4 保持器

5、 6 案内溝

5a, 6a 円弧面

5b, 6b 逃げ部

5c、 6c 平面

5d、6d 逃げ部

7 長孔

8 軸方向拘束機構

8a, 8b 拘束板

8c ピン

8d ロックナツ卜

8e 弾性部材

13、 14 案内孔

15、 16 凹咅

A 入力軸

B 出力軸

発明を実施するための最良の形態

[0031] 以下、図 1乃至図 8に基づき、この発明の実施形態を説明する。図 1乃至図 3は、第 1の実施形態を示す。この軸継手は、図 1 (a)、図 1 (b)および図 2に示すように、軸方 向で対向し、回転軸が互いに平行な状態に保持される同径の入出力軸 A、 Bのそれ ぞれの軸端部に嵌め込まれる回転部材としてのプレート 1、 2と、両プレート 1、 2間に 配される複数の転動体としての鋼球 3と、各鋼球 3のプレート径方向の移動を拘束す る保持器 4とから成り、各鋼球 3を介して両プレート 1、 2間で動力を伝達するものであ る。各プレート 1、 2および保持器 4は金属材料で形成されており、これらに鋼球 3をカロ えた各部材カ その表面に熱処理やショットピーユング等の硬化処理を施されて 、る 。なお、図 1は、説明上、入出力軸 A、 Bが同心の状態を示しているが、通常は後述 するように入出力軸 A、 Bの回転軸がずれた (偏心した)状態で使用される。

[0032] 前記各プレート 1、 2は、それぞれドーナツ状の円盤で、内周に形成された筒部で 入力軸 Aおよび出力軸 Bの軸端部に嵌め込まれ、軸方向で対向する状態で固定さ れている。

[0033] 図 1 (a)および図 2に示したように、各プレート 1、 2の対向面には、それぞれ 8つの 案内溝 5、 6が、周方向に等間隔で相手側のプレートの対応する位置の案内溝と直 交するように設けられており、両プレート 1、 2の案内溝 5、 6が交差する位置に配され た鋼球 3が、案内溝 5、 6に案内されて転動するようになっている。なお、案内溝 5、 6 を周方向に対称的に設けたのは、各プレート 1、 2と鋼球 3との間に作用する力が各 プレート 1、 2内で偏らないようにするためである。

[0034] 前記各案内溝 5、 6は、それぞれプレート径方向と 45度をなす方向に直線状に延 びるように形成されており、その断面形状は、鋼球 3の半径よりも大きい曲率半径を有 する円弧面から成る。

[0035] 前記保持器 4は、環状に形成され、その側面には径方向と直交する方向に直線状 に延びる長孔 7が周方向に等間隔で 8箇所に設けられており、これらの各長孔 7に鋼 球 3が嵌め込まれる。各長孔 7の鋼球 3との接触面の断面形状は、鋼球 3の半径より も大き 、曲率半径を有する円弧面となって 、る。

[0036] また、各プレート 1、 2の案内溝 5、 6および保持器 4の長孔 7は、入出力軸 A、 Bの回 転軸がずれる際のプレート径方向の最大移動距離に鋼球 3の直径を加えた長さに形 成されている。

[0037] この軸 ϋ手は、上記の構成であり、入力軸 Αが回転駆動されて、これに固定された プレート 1が回転すると、この入力側プレート 1の案内溝 5に周方向から押された鋼球 3が、保持器 4でプレート径方向の移動を拘束された状態で、出力軸 Bに固定された プレート 2の案内溝 6を押して出力側プレート 2を回転させることにより、出力軸 Bに動 力が伝達される。なお、入力軸 Aの回転方向が変わったり、入出力軸 A、 Bの駆動側 と従動側が逆になつても、同じメカニズムで動力伝達が行われる。

[0038] 上記の動力伝達のメカニズムは、図 3 (a)、図 3 (b)に示すように入出力軸 A、 Bの回 転軸がずれた通常の使用状態でも、基本的に同じである。図 3の状態では、各プレ ート 1、 2の回転軸のずれにより、案内溝 5、 6の交差位置がプレート周方向で変化し ており、各鋼球 3が、案内溝 5、 6および保持器 4の長孔 7内を転動しながら、両プレ ート 1、 2間の動力伝達を行っている。

[0039] 上述したように、この軸継手では、入出力軸 A、 Bに固定された 2枚のプレート 1、 2と 、両プレート 1、 2間に配される鋼球 3および保持器 4のみで動力伝達を行えるので、 構造が軸方向にきわめてコンパクトになっているし、各部材が簡単な構造で組付位 置もそれぞれの形状によって自動的に決まるので、製造コストが安ぐ組付作業に手 間がかからない。

[0040] また、回転軸がずれた状態で動力伝達を行うときも、鋼球 3が転動するのみで摺動 する部材がないため、各部材の摩擦抵抗が少なぐ大きな動力をスムーズに伝達で きるし、回転軸の偏心量の変動にもスムーズに追従することができる。し力も、案内溝 5、 6および保持器 4の長孔 7の長さの範囲内で回転軸の偏心量を自由に設定できる ので、必要とされる回転軸の偏心量が大きい場合でも、案内溝 5、 6および保持器 4 の長孔 7を長くすることによって容易に対応することができる。

[0041] そのうえ、各部材が金属製で表面に硬化処理を施されているため、各部材間に作 用する応力によって各部材の接触部が塑性変形したり表面損傷を生じるおそれが少 ない。また、案内溝 5、 6がプレート径方向と 45度をなす方向に延びるように形成され ているので、案内溝加工が容易なうえ、案内溝 5、 6と鋼球 3との接触面圧が一定に 保たれるし、案内溝 5、 6および保持器 4の長孔 7の断面形状が鋼球 3の半径よりも大 き ヽ曲率半径を有する曲面で形成されて!ヽて、鋼球 3との接触面圧が低く抑えられる ので、各部材の接触部に過大な面圧が発生するおそれがない。さらに、両プレート 1 、 2間で動力を伝達する転動体を鋼球 3としたことにより、転動体のこじりが生じる心配 もない。これらのことから、大きな動力を長期間安定して伝達することが可能となって いる。

[0042] なお、大きな動力を伝達する必要がな 、場合は、各部材をエンジニアリングプラス チック等の合成樹脂材料で形成することにより、量産性を高めるとともに軽量ィ匕を図 ることができる。また、保持器の鋼球との接触面を平面で形成して、保持器の製作を 容易にすることにより、製造コストの削減を図れる。 [0043] 図 4乃至図 8は、第 2の実施形態を示す。この実施形態では、図 4 (a)、図 4 (b)に示 すように、軸継手の 2つのプレート 1、 2が、それぞれ互いに径の異なる入出力軸 A、 Bの軸端部外周に嵌め込まれて対向する形状となっており、両プレート 1、 2の軸方向 間隔の変化を拘束する 3つの軸方向拘束機構 8が設けられている。これ以外の基本 的な構成および動力伝達のメカニズムは第 1の実施形態と同じなので、以下では第 1 の実施形態との相違点について説明する。

[0044] この軸継手の各案内溝 5、 6の幅方向断面形状は、図 5 (a)に示すように、それぞれ 鋼球 3の半径よりも大きい曲率半径を有し、溝幅方向の両側力も同時に鋼球 3と接触 する 2つの対称な円弧面 5a、 6aから成るゴシックアーチ形となっている。これにより、 鋼球 3の案内溝幅方向の動きが拘束されるので、鋼球 3と保持器 4の間に隙間があつ たり、使用中に軸方向拘束機構 8内でガタが生じたりしても、滑らかに動力伝達を行う ことができる。また、円弧面 5a、 6aの曲率半径が鋼球 3半径よりも大きぐ鋼球 3との 接触面圧を低く抑えられる点は、第 1の実施形態と同じである。なお、各案内溝 5、 6 の縁部は、鋭角としてもよいが、溝カ卩ェによるノ リの発生を防止するために曲面とす る力、面取り加工を施してバリを除去しておくことが望ま 、。

[0045] 図 5 (b)は、案内溝形状の変形例を示す。この例では、各案内溝 5、 6の底側の鋼 球 3と接触しない部分に逃げ部 5b、 6bを設けている。逃げ部 5b、 6bは円弧面 5a、 6 aのように寸法や粗さを精度よく仕上げる必要がないので、この例の方が図 5 (a)の例 よりも案内溝加工の手間が少ない。

[0046] 図 6は、案内溝形状の別の変形例を示す。図 6 (a)の例では、案内溝 5、 6の幅方向 断面形状が、溝幅方向の両側から同時に鋼球 3と接触する 2つの面をそれぞれ平面 5c、 6cとした V字形となっている。このため、図 5の各例のように鋼球 3との接触面を 曲面とする場合に比べて、案内溝加工が簡単で、溝形状の設計自由度も大きい。

[0047] 図 6 (b)は、軸方向拘束機構 8に作用する軸方向の力を低減するために、図 6 (a) の案内溝 5、 6の平面 5c、 6cの切り込み角度を変えて、鋼球 3の接触角を大きくした 例である。この例では、案内溝 5、 6は、底側が抜けて長孔状になっている。

[0048] また、図 6 (c)は、図 6 (b)と同様に接触角を大きくするとともに、平面 5c、 6cの切り 込み量を小さくし、底側が抜けないようにして、プレート 1、 2の強度を確保した例であ る。このとき、案内溝 5、 6の底面は高いカ卩ェ精度を必要としない逃げ部 5d、 6dとなる ので、案内溝 5、 6加工の手間はほとんど変わらない。

[0049] 次に、この軸継手における鋼球 3のすベり摩擦対策について説明する。この実施形 態では、鋼球 3表面と、各プレート 1、 2の案内溝 5、 6および保持器 4の長孔 7の鋼球 3との接触面は、乾式めつき、湿式めつき、溶融処理、溶射、イオン注入、硫化処理、 化成処理、表面熱処理およびショットピーユングのうちのいずれか一つもしくは複数 の表面処理が施されて、摩擦係数の小さい面が形成されている。さらに、案内溝 5、 6 と鋼球 3の接触面間および保持器 4の長孔 7と鋼球 3の接触面間には、潤滑材を介在 させている。そして、この潤滑材を継手内部に保持するとともに、継手外部からの異 物の侵入を防止する手段として、外径ブーツ 9、内径シール 10、外力バー 11および 内力バー 12が設けられている。これらのことにより、鋼球 3が案内溝 5、 6や保持器 4 の長孔 7を移動するときに一部ですベり状態となっても、長期にわたってすべり摩擦 による摩耗や発熱を抑え、両プレート 1、 2の回転軸がずれる際の相対移動に対する 抗カを減少させることができる。

[0050] ここで、上記の各表面処理のうち、乾式めつきには PVD処理 (物理的蒸着）と CVD 処理（化学的蒸着）があり、 PVD処理では、 TiN、 ZrN、 CrN、 TiC、 TiCN、 TiAIN、 Al O 、 DLC (Diamond Like Carbon )等の皮膜を、 CVD処理では、 TiC、 TiN、

2 3

TiCN、 TiCNO等の皮膜、あるいは TiC/TiN、 TiC/Al O、 TiC/TiCNO、

2 3

TiC/TiCN/TiN, TiC/TiCNO/TiN、 TiC/TiCN/Al O、 TiC/Al O /TiN等の複合皮

2 3 2 3

膜を形成するとよい。湿式めつきには、電気めつきと無電解めつきがあり、めっきの種 類としては、工業用クロム、無電解クロム、複合めつき等がある。

[0051] 溶融処理には、クラッデイング、ァロイング、グレージング等がある。溶射には、ガス 式溶射と電気式溶射があり、皮膜の種類としては、酸化クロム系、酸化チタン系、ジ ルコユア系等がある。イオン注入には、高エネルギー注入と中エネルギー注入がある 。硫化処理では、固体潤滑剤である二硫ィ匕モリブデンを含む層を皮膜とする複合処 理が効果的である。化成処理には、リン酸塩処理、リン酸鉄処理、リン酸マンガン処 理、クロメート処理等がある。表面熱処理には、表面焼入れ、浸炭焼入れ、窒化処理 、浸硫処理等がある。 [0052] これらの各処理のうち、特に、乾式めつき、硫化処理および化成処理は、接触面の 摩擦係数を小さくする効果が大きい。一方、窒化等の熱処理では、摩擦係数の低減 とともに耐摩耗性の向上を図ることができる。

[0053] また、前記潤滑材としては、グリースを使用している。このグリースの組成は、基油に は鉱物油、合成油、または両者の混合油を、増ちよう材にはゥレア系のものをそれぞ れ使用し、極圧添加剤として二硫ィ匕モリブデン、二硫化タングステン、メラミンシァヌレ ート、グラフアイト、窒化ホウ素等を添加し、さらにモリブデンジチォカーバメート、亜鉛 ジチォカーバメート、亜鉛ジチォホスホネート、硫黄系添加剤、リン系添加剤、油性剤 、分散剤、酸ィ匕防止剤を添加している。なお、案内溝 5、 6の鋼球 3が通過しない部分 に溝力卩ェ等を施してグリース溜りとすれば、より安定したグリース供給が行われるよう になり、好ましい。

[0054] 次に、この軸継手の軸方向拘束機構 8について説明する。図 7にも示すように、各 軸方向拘束機構 8は、各プレート 1、 2の対向面と反対側に配される 2枚の拘束板 (拘 束部材) 8a、 8bと、入力側の拘束板 8aと一体に形成され、各プレート 1、 2、保持器 4 および出力側の拘束板 8bを貫通する連結部材としてのピン 8cと、ピン 8c先端部とね じ結合するロックナット 8dと力も成り、ロックナット 8dを締め込むことにより、両側の拘 束板 8a、 8bで両プレート 1、 2を挟み付けるものである。なお、この軸方向拘束機構 8 をプレート周方向に等間隔で設けたことに伴い、各プレート 1、 2の案内溝 5、 6と保持 器 4の長孔 7および鋼球 3は、各拘束機構 8どうしの間に 2つずつ配され、全体として 6組が周方向に対称に設けられて 、る。

[0055] また、図示は省略するが、出力側の拘束板 8bとロックナット 8dとの間には、板ばね 等のばね部材が挟み込まれており、このばね部材が各拘束板 8a、 8bをそれぞれ対 向するプレート 1、 2に押し付ける方向に付勢して 、る。

[0056] すなわち、この軸方向拘束機構 8は、ロックナット 8dの締込量を変えることにより、前 記弾性部材を介して両拘束板 8a、 8bの間隔および両拘束板 8a、 8bがプレート 1、 2 を挟み付ける力を簡単に調整できるようになって 、る。

[0057] また、ピン 8cは、胴部の外周面が弾性部材 8eで覆われて 、る。弾性部材 8eの素材 としては、ゴム基材にフッ素系材料を添加してゴムの弾性を保持したまま摺動性を高 めたもの（例えば、 NTN精密榭脂社製のベアリー ER3600やベアリー ER3201)を 用いている。

[0058] 一方、各プレート 1、 2は、軸方向拘束機構 8のピン 8cを通す案内孔 13、 14が、案 内溝 5、 6と同様に、プレート径方向と 45度をなす方向に直線状に延びるように形成 されている。そして、各案内孔 13、 14とピン 8cとの間には適度の隙間 17、 18が設け られ、ピン 8cの嚙み込みが生じないようになつている。また、各プレート 1、 2の拘束板 8a、 8bとの対向面には、案内孔 13、 14の周縁に沿って拘束板 8a、 8bが嵌まり込む 凹部 15、 16が設けられている。

[0059] なお、前記保持器 4は、軸方向拘束機構 8のピン 8cを案内する必要がないので、ピ ン 8cを通す孔 19は、ピン 8cと接触しないように、ピン 8c外径よりかなり大きく形成され ている。

[0060] これにより、図 8 (a)、図 8 (b)に示すように、入出力軸 A、 Bの回転軸がずれたときは 、各プレート 1、 2の回転に伴って、軸方向拘束機構 8のピン 8cがプレート 1、 2の案内 孔 13、 14内を移動し、各拘束板 8a、 8bがプレート凹部 15、 16と摺動して、両プレー ト 1、 2の軸方向間隔の変化が拘束されたまま、動力伝達が行われるようになつている

[0061] ここで、軸方向拘束機構 8のピン 8cが案内孔 13、 14内を移動する際には、案内孔 13、 14内側面と接触したり離れたりする力 その接触の衝撃はピン 8c外周の弾性部 材 8eで緩和される。また、この弾性部材 8eが摺動性の高い材料で形成されているの で、ピン 8cが案内孔 13、 14と摺動するときの摩擦抵抗が小さいし、弾性部材 8eの摩 耗も小さぐピン 8cと案内孔 13、 14との隙間 17、 18の拡大によるガタつきの発生を 抑えることができ、音や振動を生じることなぐ滑らかに動力伝達を行うことができる。

[0062] なお、この例では弾性部材をピン外周面に取り付けた力 案内孔の内側面に取り 付けてもよいし、ピン外周面と案内孔内側面の両方に取り付けるようにしてもよい。ま た、弾性部材は、一般的なゴムやプラスチックで形成することもできるが、動力伝達動 作を滑らかにするうえでは、この例のように摺動性の高い材料で形成することが望ま しい。

[0063] また、ロックナット 8dの締込量を適切に設定すれば、各拘束部材 8a、 8bとプレート 1 、 2との間のガタをなくし、両拘束部材 8a、 8bでプレート 1、 2を確実に挟み付けて両 プレート 1、 2の間隔の拡がりを抑えつつ、各拘束板 8a、 8bとプレート凹部 15、 16と の間に作用する摩擦力を低く抑えることができる。

[0064] そして、各拘束板 8a、 8bとプレート凹部 15、 16との間の摩擦力をさらに低減するた めに、前述した鋼球 3と案内溝 5、 6や保持器 4との間のすべり摩擦対策と同様に、両 者の接触面に前記各種類の表面処理のうちのいずれか一つもしくは複数を施して、 摩擦係数の小さ ヽ面を形成するとともに、両者の接触面間には潤滑材として前記ダリ ースを充填している。さらに、図示は省略するが、両者の接触面には、より安定したグ リース供給が行われるように、グリース溜りとしての溝力卩ェが施されている。このほかに も、例えば、両者のうちの少なくとも一方に PTFE (ポリテトラフルォロエチレン)等の 摺動性に優れた合成樹脂系のシートを貼り付ける等、両者間に摺動材を介在させた り、両者間に小径の鋼球を介在させたりして、摩擦力の低減を図ることもできる。

[0065] さらに、図 6 (a)に示した案内溝 5、 6の円弧面 5a、 6aの曲率中心位置と曲率を適切 に設計して、鋼球 3の案内溝 5、 6との接触角を大きくすることにより、動力伝達時にプ レート 1、 2および鋼球 3を介して軸方向拘束機構 8に作用する軸方向の力を小さくし て、各拘束板 8a、 8bとプレート凹部 15、 16との間の摩擦力を抑えることができる。

[0066] 一方、量産時等で両拘束板の間隔の調整が不要な場合は、両拘束板をその間隔 が一定になるように力しめ加工等によって固定すれば、継手の軸方向長さをさらに短 くできるとともに、両拘束板がプレートを挟み付ける力を長期にわたって一定のレべ ルに維持でき、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。

[0067] この実施形態の軸継手は、上記の構成であり、簡単な構造の軸方向拘束機構 8に よって各部材が一体化されるので、第 1の実施形態よりも組付性に優れ、メンテナン ス時には継手全体をまとめて交換することができる。

[0068] また、鋼球 3と案内溝 5、 6や保持器 4との間、および拘束板 8a、 8bとプレート凹部 1 5、 16との間のすべり摩擦による摩耗や発熱が抑えられるので、動力の伝達ロスが少 なぐ長期にわたって安定した継手性能を維持することができるし、両プレート 1、 2が 相対移動する際の抗力が小さいので、入出力軸 A、 Bを支持する軸受（図示省略)や 継手の各部品の剛性を高める必要がなぐ安価に製造できる。

Claims

請求の範囲

[1] 軸方向で対向し、回転軸が互いに平行でかつ同心でない状態に保持される 2つの 回転部材のそれぞれの対向面に、複数の案内溝を相手側の回転部材の対応する位 置の案内溝と直交するように設け、前記両回転部材の案内溝が交差する位置に、各 案内溝に案内されて転動する転動体を配し、これらの各転動体の回転部材径方向 の移動を拘束する保持器を設けて、前記各転動体を介して前記両回転部材間で動 力を伝達するようにした軸継手。

[2] 前記各回転部材、転動体および保持器を金属材料で形成し、その表面に硬化処 理を施したことを特徴とする請求項 1に記載の軸継手。

[3] 前記各案内溝を、長手方向に直線状に形成したことを特徴とする請求項 1または 2 に記載の軸継手。

[4] 前記各案内溝を、回転部材径方向と 45度をなす方向に延びるように形成したこと を特徴とする請求項 3に記載の軸継手。

[5] 前記転動体を球体とするとともに、前記案内溝の断面形状を、溝幅方向の両側から 同時に前記球体と接触する複数の面を有するものとしたことを特徴とする請求項 3ま たは 4に記載の軸継手。

[6] 前記案内溝の溝幅方向両側力も球体と接触する複数の面を、それぞれ前記球体 の半径以上の曲率半径を有する曲面としたことを特徴とする請求項 5に記載の軸継 手。

[7] 前記案内溝の溝幅方向両側から球体と接触する複数の面を、それぞれ平面とした ことを特徴とする請求項 5に記載の軸継手。

[8] 前記案内溝の球体と接触しない部分に逃げ部を設けたことを特徴とする請求項 5 乃至 7の 、ずれか〖こ記載の軸継手。

[9] 前記転動体を球体とするとともに、前記保持器の転動体との接触面の断面形状を、 前記転動体の半径よりも大きい曲率半径を有する曲面で形成したことを特徴とする請 求項 1乃至 8のいずれかに記載の軸継手。

[10] 前記保持器の転動体との接触面を、平面で形成したことを特徴とする請求項 1乃至 8の!、ずれかに記載の軸継手。

[11] 前記案内溝と転動体の接触面および前記保持器と転動体の接触面のうちの少なく とも一つの接触面に、乾式めつき、湿式めつき、溶融処理、溶射、イオン注入、硫ィ匕 処理、化成処理、表面熱処理およびショットピーニングのうちのいずれか一つもしくは 複数の表面処理を施して、その接触面の摩擦係数を小さくしたことを特徴とする請求 項 1乃至 10のいずれかに記載の軸継手。

[12] 前記案内溝と転動体の接触面間および前記保持器と転動体の接触面間のうちの 少なくとも一つの接触面間に、潤滑材を介在させたことを特徴とする請求項 1乃至 11 の!、ずれかに記載の軸継手。

[13] 前記両回転部材の軸方向間隔の変化を拘束する軸方向拘束機構を備えているこ とを特徴とする請求項 1乃至 12のいずれかに記載の軸継手。

[14] 前記軸方向拘束機構が、前記各回転部材の対向面と反対側に配され、互いに連 結された 2つの拘束部材で両回転部材を挟み付けるものであることを特徴とする請求 項 13に記載の軸継手。

[15] 前記回転部材と拘束部材の接触面のうちの少なくとも一方の部材の接触面に、乾 式めつき、湿式めつき、溶融処理、溶射、イオン注入、硫化処理、化成処理、表面熱 処理およびショットピーユングのうちのいずれか一つもしくは複数の表面処理を施し て、その接触面の摩擦係数を小さくしたことを特徴とする請求項 14に記載の軸継手。

[16] 前記回転部材と拘束部材の接触面間に潤滑材を介在させたことを特徴とする請求 項 14または 15に記載の軸継手。

[17] 前記回転部材と拘束部材との間に摺動材を介在させたことを特徴とする請求項 14 乃至 16のいずれか〖こ記載の軸継手。

[18] 前記両拘束部材の間隔を可変として、両拘束部材が回転部材を挟み付ける力を調 整できるようにしたことを特徴とする請求項 14乃至 17のいずれかに記載の軸継手。

[19] 前記両拘束部材の間隔を可変とする手段が、両拘束部材をねじ結合するものであ ることを特徴とする請求項 18に記載の軸継手。

[20] 前記両拘束部材が回転部材を挟み付ける力を、各拘束部材をそれぞれ対向する 回転部材に押し付ける方向に付勢する弾性部材で与えるようにしたことを特徴とする 請求項 18に記載の軸継手。

[21] 前記両拘束部材を、その間隔が一定になるように固定したことを特徴とする請求項

14乃至 17のいずれかに記載の軸継手。

[22] 前記両拘束部材が、前記各回転部材にあけた案内孔に通される連結部材で連結 されており、この連結部材の外周面と前記各回転部材の案内孔の内側面の少なくと も一方に、弾性部材を取り付けたことを特徴とする請求項 14乃至 21のいずれかに記 載の軸継手。

[23] 前記弾性部材を、摺動性の高い材料で形成したことを特徴とする請求項 22に記載 の軸継手。

[24] 前記弾性部材の素材として、ゴム基材にフッ素系材料を添加したものを用いたこと を特徴とする請求項 23に記載の軸継手。

[25] 前記潤滑材を継手内部に保持するとともに、継手外部からの異物の侵入を防止す る手段を備えて 、ることを特徴とする請求項 12または 16に記載の軸継手。