等速自在継手用連結構造
【課題】ボルトの着脱作業を行うことなく、しかも、限られたスペース内で容易に着脱することが可能な等速自在継手用連結構造を提供する。
【解決手段】軸部材と軸部材の端部に取り付けられる等速自在継手とを備えた動力伝達軸に対して、動力伝達軸の等速自在継手に着脱可能に連結部材が連結される等速自在継手用連結構造である。等速自在継手は連結部材側にフランジ面を有するとともに、連結部材は等速自在継手側にフランジ面を有する。両フランジ面を相対面するように突き合わせた状態で、フランジ面間に設けられる凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続される。軸部材に、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧する付勢機構を設けた。
【解決手段】軸部材と軸部材の端部に取り付けられる等速自在継手とを備えた動力伝達軸に対して、動力伝達軸の等速自在継手に着脱可能に連結部材が連結される等速自在継手用連結構造である。等速自在継手は連結部材側にフランジ面を有するとともに、連結部材は等速自在継手側にフランジ面を有する。両フランジ面を相対面するように突き合わせた状態で、フランジ面間に設けられる凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続される。軸部材に、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧する付勢機構を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手用連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業機械の動力伝達機構として適用される等速自在継手（固定式等速自在継手）においては、従動側ワークと接続される。従動側ワークとして、圧延ロール、搬送ロール、等の各種ロールであって、このロールのロール軸を固定式等速自在継手に接続（連結）するのもがある（特許文献１〜特許文献３）。
【０００３】
このような特許文献１等に記載のものでは、図５に示すように、シャフト１と、このシャフト１の両端部に接続（連結）された一対の等速自在継手Ｔ１、Ｔ２とを有する動力伝達軸２に対して、その等速自在継手Ｔ１に、従動側ワークとしてのロール軸を連結構造Ｍを介して連結するものである。
【０００４】
この図５の等速自在継手Ｔ１（Ｔ２）は、内径面３にトラック溝４が形成された外側継手部材５と、外径面６にトラック溝７が形成された内側継手部材８と、外側継手部材５のトラック溝４と内側継手部材８のトラック溝７との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボール９と、外側継手部材５の内径面３と内側継手部材８の外径面６との間に介在してボール９を保持するケージ１０とを備える。
【０００５】
また、内側継手部材８の内径面にはスプライン穴１１が設けられ、このスプライン穴１１にシャフト１２の端部のスプライン軸１３が嵌合している。そして、この等速自在継手Ｔの反ロール軸側の開口部は、ブーツ１４にて密封されている。
【０００６】
等速自在継手Ｔ１には、フランジ部１９を介してカップリング１８が連結されている。カップリング１８は、内径面にスプライン穴１５が形成された筒体部１６と、等速自在継手Ｔ１側の外鍔部１７とを備える。カップリング１８の外鍔部１７とフランジ部１９とが重ね合わされてボルトナット結合２３によって、一体化されている。
【０００７】
ロール軸は、連結構造Ｍを有するアダプタ装置２４を介して等速自在継手Ｔ１に接続される。アダプタ装置２４は、外周面にスプライン軸２５が形成された軸部２６と、この軸部２６の基端部に設けられる鍔部２７と、この鍔部２７に連結されるフランジ２８とを備える。フランジ２８は、内径面にキー溝２９が形成された本体部３０と、この本体部３０の軸部２６側に設けられる外鍔部３１とを備える。この場合、フランジ２８の外鍔部３１の端面と鍔部２７の端面はインロー嵌合され、ボルトナット結合３２によって、一体化されている。
【０００８】
また、軸部２６がカップリング１８の筒体部１６に嵌入され、軸部２６側のスプライン軸２５とカップリング１８の筒体部１６のスプライン穴１５とが嵌合する。そして、この嵌合状態では、図示省略の抜け止め機構にて軸部のカップリング１８の筒体部１６からの抜けを規制している。なお、駆動側においては、カップリング１８が駆動軸側に連結される。
【０００９】
図４では、アダプタ装置２４が、内径面にキー溝３９が形成されたアダプタ４０のみから構成されている。すなわち、アダプタ４０は、内径面にキー溝３９が形成された本体部４０ａと、この本体部４０ａから等速自在継手側へ突出される短筒部４０ｂとからなり、この短筒部４０ｂに設けられるねじ孔４１に、ボルト部材２１のねじによって締結される。
【００１０】
なお、この図４に示した等速自在継手は、内径面５３にトラック溝５４が形成された外側継手部材５５と、外径面５６にトラック溝５７が形成された内側継手部材５８と、外側継手部材５５のトラック溝５４と内側継手部材５８のトラック溝５７との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボール５９と、外側継手部材５５の内径面５３と内側継手部材５８の外径面５６との間に介在してボール５９を保持するケージ６０とを備える。
【００１１】
また、内側継手部材５８の内径面にはスプライン穴６１が設けられ、このスプライン穴１１にシャフト１２の端部のスプライン軸６３が嵌合している。そして、この等速自在継手Ｔの反ロール軸側の開口部は、ブーツ固定板６５を介して装着されるブーツ６４にて密封されている。なお、端部雄スプライン６３の先端部及び基端部には、止め輪等のストッパＳ１，Ｓ２が配設されている。
【００１２】
この場合、ブーツ固定板６５及び外側継手部材５５に貫通孔６６，６７が設けられ、これらの貫通孔６６，６７にボルト部材２１が挿通され、このボルト部材２１がねじ孔４１に螺着される。これによって、ブーツ固定板６５と外側継手部材５５とアダプタ４０とが一体化される。
【００１３】
図４や図５に示す装置の場合、前記したように、抜け止め機構によって、軸部２６のカップリング１８からの抜けを規制している。抜け止め機構としては、ボルト部材を用いたり、ボール部材を用いたりしていた。
【００１４】
また、従来には、抜け止めリングと抜け止め固定板等を用いた抜け止め機構を備えたフランジ着脱構造がある（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−２８１４３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１４３１号公報
【特許文献３】特開昭６１−４１０１７号公報
【特許文献４】実開平５−２２８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、従動側ワークとしてロール軸を接続する動力伝達軸としては、異なったロールサイズに交換等する必要がある。このため、前記抜け止め機構を用いてロール軸側の着脱を可能としていた。
【００１７】
しかしながら、抜け止め機構にボルト部材やボール部材を用いるものであれば、その着脱作業性の劣るものであった。また、抜け止めリングと抜け止め固定板等を用いた抜け止め機構では、部品点数が多くしかも、作業性に劣るものである。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みて、ボルトの着脱作業を行うことなく、しかも、限られたスペース内で容易に着脱することが可能な等速自在継手用連結構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の連結構造は、軸部材とこの軸部材の端部に取り付けられる等速自在継手とを備えた動力伝達軸に対して、その動力伝達軸の等速自在継手に着脱可能に連結部材が連結される等速自在継手用連結構造であって、前記等速自在継手は連結部材側にフランジ面を有するとともに、連結部材は等速自在継手側にフランジ面を有し、両フランジ面を相対面するように突き合わせた状態で、このフランジ面間に設けられる凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続され、かつ、前記軸部材に、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧する付勢機構を設けたものである。なお、前記連結部材は、例えば、従動側ワークとしてのロール軸である。また、ロール軸とは、圧延ロール、搬送ロール等の各種ロールである。
【００２０】
本発明の連結構造では、等速自在継手側のフランジ面と連結部材側のフランジ面とを突き合わせることによって、凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続される。しかも、この状態は、付勢機構の弾性力によって維持される。また、この状態から、両フランジ面が相互に離間するような方向に、付勢機構の付勢力に抗した力を付与することによって、両フランジ面が相互に離間して、連結状態が解除される。
【００２１】
凹凸嵌合部は、いずれか一方のフランジ面に周方向に沿って所定ピッチで配設される凸部と、他方のフランジ面に周方向に沿って所定ピッチで配設されて前記凸部が嵌合する凹部とを備えるのが好ましい。このように構成することによって、構造として簡略化を達成できる。
【００２２】
前記凸部は、内径側から外径側に向かって周方向長さが大となっているのが好ましい。この際、凸部の相対面する径方向端面の成す角度が３０度であるのがより好ましい。このように構成することによって、トルク伝達面の面積を大きくとることができる。
【００２３】
軸部材は、第１軸と、この第１軸が嵌入される嵌入孔部を有する第２軸と、この第２軸の嵌入孔部内に収納されて前記付勢機構を構成するばね部材とを備え、ばね部材の弾性力に抗した軸方向の短縮と、ばね部材の復元力による軸方向の伸びとが可能であり、伸張状態において、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧するように設定できる。このように設定することによって、軸部材をその軸心方向に沿って、ばね部材の弾性力に抗して縮めた状態とすれば、ばね部材の復元力によって、軸方向に沿って伸ばすことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の連結構造によれば、凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続され、安定したトルク伝達機能を発揮できる。しかも、付勢機構の付勢力に抗した力を付与することによって、連結状態を解除することができる。このため、従来のようなボルト部材の脱着を必要とせず、その着脱作業が容易となって作業性の向上を図ることができる。
【００２５】
一方のフランジ面側の凸部が他方のフランジ面の凹部に嵌合するものでは、構造として簡略化を達成でき、低コストを図ることができる。
【００２６】
凸部は、内径側から外径側に向かって周方向長さが大となるように設定することによって、安定したトルク伝達が可能となって、高精度の連結構造を得ることができる。
【００２７】
軸部材が、第１軸と第２軸とばね部材とを備えたものでは、伸張状態では凹凸嵌合部が安定した嵌合状態を維持でき、また、この状態から軸部材を縮めることによって、その嵌合状態を解除でき、その着脱作用の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手用連結構造を用いた動力伝達軸の断面図である。
【図２】前記等速自在継手用連結構造の要部拡大断面図である。
【図３】前記等速自在継手用連結構造の連結状態の要部拡大断面図である。
【図４】従来の等速自在継手用連結構造の断面図である。
【図５】従来の他の等速自在継手用連結構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００３０】
図１に本発明に係る等速自在継手用連結構造を用いた動力伝達軸を示す。この動力伝達軸は、軸部材７０と、この軸部材７０の両端部に連結される等速自在継手７１Ａ、７１Ｂとを備える。一方の等速自在継手７１Ａが従動側ワークとしての図示省略のロール軸等と連結され、他方の等速自在継手７１Ｂが駆動軸側と連結されるものである。ロール軸とは、圧延ロール、搬送ロール等の各種ロールである。
【００３１】
等速自在継手７１Ａ、７１Ｂは、図２に示すように、内径面７３にトラック溝７４が形成された外側継手部材７５と、外径面７６にトラック溝７７が形成された内側継手部材７８と、外側継手部材７５のトラック溝７４と内側継手部材７８のトラック溝７７との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボール７９と、外側継手部材７５の内径面７３と内側継手部材７８の外径面７６との間に介在してボール７９を保持するケージ８０とを備える。
【００３２】
内側継手部材７８の軸心孔の内径面には雌スプリング８１が設けられ、この内側継手部材７８の軸心孔には、軸部材７０の端部雄スプライン８２が嵌入される。これによって、軸部材７０の端部雄スプライン８２が内側継手部材７８の軸心孔の雌スプリング８１に嵌合して、トルク伝達可能となっている。端部雄スプライン８２の先端部及び基端部には、止め輪等のストッパＳ１，Ｓ２が配設されている。
【００３３】
等速自在継手７１は、ブーツ固定板８３と、アダプタ８４とで挟持される。ブーツ固定板８３にて固定されるブーツ８５は、軸部材７０に外嵌される内筒体８５ａと、この内筒体８５ａの外周側に配設される外筒体８５ｂと、内筒体８５ａと外筒体８５ｂとを連結するブーツ本体８５ｃとからなる。そして、ブーツ固定板８３がこの等速自在継手７１に取り付けられた状態で、ブーツ８５が固定される。
【００３４】
すなわち、ブーツ固定板８３と外側継手部材７５とに貫通孔８６，８７が設けられ、また、アダプタ８４にはねじ孔８８が設けられ、ブーツ固定板８３の貫通孔８６、及び外側継手部材７５の貫通孔８６，８７にボルト部材８９を挿通して、このボルト部材８９のねじ部８９ａをねじ孔８８に螺着することによって、ブーツ固定板８３と外側継手部材７５とアダプタ８４とを一体化できる。
【００３５】
この場合、ブーツ固定板８３は、継手側の嵌合凹部８３ａを有するリング体からなり、嵌合凹部８３ａに外側継手部材７５の反アダプタ側の端部が嵌合する。そして、ボルト部材８９にて締め付けられた状態で、ブーツ８５の外筒体８５ｂの外鍔部が、ブーツ固定板８３の嵌合凹部８３ａの内径部の凹所に嵌合することになって、ブーツ８５はブーツ固定板８３を介して等速自在継手７１に固定される。
【００３６】
アダプタ８４は、リング状の本体部８４ａと、この本体部８４ａよりも小径の突出部８４ｂと、後述する凹凸嵌合部９０の一方側を構成する第１部９１とを備える。本体部８４ａは、この継手側に嵌合凹部９３が設けられ、嵌合凹部９３に外側継手部材７５の反ブーツ固定板側の端部が嵌合する。この嵌合状態において、前記したように、ブーツ固定板８３の貫通孔８６、及び外側継手部材７５の貫通孔８６，８７に挿通されるボルト部材８９をこのアダプタ８４のねじ孔８８に螺着することになる。
【００３７】
このように、ボルト部材８９を介してブーツ固定板８３と外側継手部材７５とアダプタ８４とを一体化することによって、外側継手部材７５がブーツ固定板８３とアダプタ８４とで挟持された状態となる。
【００３８】
ところで、軸部材７０は、図１に示すように、第１軸９５と、この第１軸９５が嵌入される嵌入孔部９６を有する第２軸９７と、この第２軸９７の嵌入孔部９６内に収納される付勢機構Ｂを構成するばね部材９８とを備える。
【００３９】
第１軸９５は、端部雄スプライン８２を有する端部軸部１００と、第２軸９７の嵌入孔部９６の嵌入する嵌入軸部１０１とからなる。また、第２軸９７は、端部雄スプライン８２を有する端部軸部１０２と、この端部軸部１０２の基部ボス部１０２ａに連設される中空軸部１０３とからなる。なお、中空軸部１０３は、第１部１０３ａと、第２部１０３ｂとを有する。この中空軸部１０３の孔部が前記嵌入孔部９６を構成する。そして、図１に示すように、第２軸９７の嵌入孔部９６に第１軸９５の嵌入軸部１０１が嵌入された状態で、第１軸９５と第２軸９７とが相互にその軸心方向の往復動が可能となる。
【００４０】
第１軸９５の嵌入軸部１０１の端面に嵌合凹所１０５が設けられ、第２軸９７の基部ボス部１０２ａの端面に嵌合凹所１０７が設けられている。そして、ばね部材９８の一端部を嵌合凹所１０５に嵌合させるとともに、ばね部材９８の他端部を嵌合凹所１０７に嵌合させる。
【００４１】
これによって、軸部材７０をその自由状態において、ばね部材９８の付勢力に抗してその軸心方向の短縮が可能であり、この短縮状態からその短縮する方向の外力を解除すれば、ばね部材９８の復元力によって元の軸方向長さに戻る。
【００４２】
ところで、凹凸嵌合部９０の一方側を構成する第１部９１は、図３に示すように、アダプタ８４の第２部８４ｂの端面、つまりフランジ面１０８に、周方向に沿って所定ピッチ（図例では、３０度ピッチ）で配設される複数の凸部１１０からなる。この凸部１１０は、周方向長さが内径側から外径側に向かって大となる扇形ブロックで構成される。すなわち、凸部１１０の端面１１０ａ、１１０ｂが成す角度θを例えば３０度程度としている。
【００４３】
従動側における凹凸嵌合部９０の他方側を構成する第２部９２は、従動側ワークの連結部材１１５の端面、つまりフランジ面１１６に凹部１１７が周方向に沿って所定ピッチ（図例では、３０度ピッチ）で配設されている。この場合、フランジ面１０８、１１６を突合せ状とした際に、フランジ面１１６には、周方向に隣り合う凸部１１０，１１０間に形成される凹部１１１に嵌合する凸部１２０が形成される。
【００４４】
すなわち、この凹凸嵌合部９０は、第１部９１の凸部１１０が、第２部９２の凹部１１７に嵌合し、第２部９２の凸部１２０が第１部９１の凹部１１１に嵌合することになる。このため、従動側の等速自在継手と従動側ワークとがトルク伝達可能として連結される。
【００４５】
駆動側における凹凸嵌合部９０の他方側を構成する第２部９２は、駆動側の連結部材１２５の端面、つまりフランジ面１２６に凹部１１７が周方向に沿って所定ピッチ（図例では、３０度ピッチ）で配設されている。すなわち、この駆動側における第２部９２も、従動側に第２部９２と同一構成とされる。このため、駆動側の等速自在継手と駆動軸とがトルク伝達可能として連結される。
【００４６】
ところで、この動力伝達軸が連結部材１１５、１２５に連結された状態では、軸部材７０は自由状態乃至自由状態から僅かに縮められた状態に維持される。すなわち、ばね部材９８にて構成される付勢機構Ｂにて両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧することになり、従動側の凹凸嵌合部９０と駆動側の凹凸嵌合部９０とはそれぞれ嵌合状態が維持される。
【００４７】
このように連結状態において、軸部材７０をその軸方向長さを短くすることによって、図１に示すように、各凹凸嵌合部９０，９０の第１部９１と第２部９２とが相互に離間して、連結状態が解除される。また、このように連結状態が解除された状態において、各凹凸嵌合部９０，９０の第２部９２間に、縮小させた状態の軸部材７０を配置して、この縮小状態を解除させれば、軸部材７０はそのばね部材９８の復元力でその軸方向に伸び、これによって、従動側の凹凸嵌合部９０と駆動側の凹凸嵌合部９０とはそれぞれ嵌合状態となる。
【００４８】
本発明の連結構造では、等速自在継手側のフランジ１０８面と連結部材側のフランジ１１６面とを突き合わせることによって、凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続され、安定したトルク伝達機能を発揮できる。しかも、この状態は、付勢機構Ｂの弾性力によって維持される。また、この状態から、両フランジ面１０８，１１６が相互に離間するような方向に、付勢機構Ｂの付勢力に抗した力を付与することによって、両フランジ面１０８，１１６が相互に離間して、連結状態が解除される。このため、従来のようなボルト部材の脱着を必要とせず、その着脱作業が容易となって作業性の向上を図ることができる。
【００４９】
凹凸嵌合部９０は、いずれか一方のフランジ面１０８に周方向に沿って所定ピッチで配設される凸部１１０と、他方のフランジ面１１６に周方向に沿って所定ピッチで配設されて前記凸部が嵌合する凹部１１７とを備えるものであり、構造として簡略化を達成でき、低コストを図ることができる。
【００５０】
凸部１１０は、内径側から外径側に向かって周方向長さが大となるように設定することによって、安定したトルク伝達が可能となって、高精度の連結構造を得ることができる。
【００５１】
軸部材７０が、第１軸９５と第２軸９７とばね部材９８とを備えたものであるので、軸部材７０をその軸心方向に沿って、ばね部材９８の弾性力に抗して縮めた状態とすれば、ばね部材の復元力によって、軸方向に沿って伸ばすことができる。このため、伸張状態では凹凸嵌合部９０が安定した嵌合状態を維持でき、また、この状態から軸部材７０を縮めることによって、その嵌合状態を解除でき、その着脱作用の容易化を図ることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、凹凸嵌合部９０の凸部１１０の数、凸部１１０の高さ寸法、凸部１１０の形状等としても、凹凸嵌合部９０が嵌合状態においてトルク伝達が可能であり、しかも、軸方向に沿っての第１部９１側と第２部９２側との相互に接近によって嵌合し、相互に離間によって分離できる範囲で種々変更できる。特に、実施形態の凸部は、周方向長さを内径側から外径側に向かって大となるような扇状ブロックにて構成したが、内径側から外径側に向かって大とならずに、同一または小となるようなものであってもよい。また、前記実施形態では、凹凸嵌合部９０の凸部１１０を等速自在継手７１側に設け、凹凸嵌合部９０の凹部１１７を連結部材１２５側に設けていたが、逆に、凹凸嵌合部９０の凸部１１０を連結部材１２５側に設け、凹凸嵌合部９０の凹部１１７を等速自在継手７１側に設けたものであってもよい。
【００５３】
等速自在継手としては、前記実施形態では、固定式等速自在継手であったが、他のタイプの固定式等速自在継手であっても、摺動式等速自在継手であってもよい。摺動式等速自在継手としても、ダブルオフセット型等速自在継手、トリポード型等速自在継手、クロスグルーブ型等速自在継手等の種々のものに対して適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
７０ 軸部材
７１、７１Ａ、７１Ｂ 等速自在継手
９５ 第１軸
９６ 嵌入孔部
９７ 第２軸
９８ ばね部材
１０８ フランジ面
１１０ 凸部
１１０ａ、１１０ｂ 端面
１１６ フランジ面
１１７ 凹部
１２６ フランジ面
Ｂ 付勢機構
Ｋ 凹凸嵌合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手用連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業機械の動力伝達機構として適用される等速自在継手（固定式等速自在継手）においては、従動側ワークと接続される。従動側ワークとして、圧延ロール、搬送ロール、等の各種ロールであって、このロールのロール軸を固定式等速自在継手に接続（連結）するのもがある（特許文献１〜特許文献３）。
【０００３】
このような特許文献１等に記載のものでは、図５に示すように、シャフト１と、このシャフト１の両端部に接続（連結）された一対の等速自在継手Ｔ１、Ｔ２とを有する動力伝達軸２に対して、その等速自在継手Ｔ１に、従動側ワークとしてのロール軸を連結構造Ｍを介して連結するものである。
【０００４】
この図５の等速自在継手Ｔ１（Ｔ２）は、内径面３にトラック溝４が形成された外側継手部材５と、外径面６にトラック溝７が形成された内側継手部材８と、外側継手部材５のトラック溝４と内側継手部材８のトラック溝７との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボール９と、外側継手部材５の内径面３と内側継手部材８の外径面６との間に介在してボール９を保持するケージ１０とを備える。
【０００５】
また、内側継手部材８の内径面にはスプライン穴１１が設けられ、このスプライン穴１１にシャフト１２の端部のスプライン軸１３が嵌合している。そして、この等速自在継手Ｔの反ロール軸側の開口部は、ブーツ１４にて密封されている。
【０００６】
等速自在継手Ｔ１には、フランジ部１９を介してカップリング１８が連結されている。カップリング１８は、内径面にスプライン穴１５が形成された筒体部１６と、等速自在継手Ｔ１側の外鍔部１７とを備える。カップリング１８の外鍔部１７とフランジ部１９とが重ね合わされてボルトナット結合２３によって、一体化されている。
【０００７】
ロール軸は、連結構造Ｍを有するアダプタ装置２４を介して等速自在継手Ｔ１に接続される。アダプタ装置２４は、外周面にスプライン軸２５が形成された軸部２６と、この軸部２６の基端部に設けられる鍔部２７と、この鍔部２７に連結されるフランジ２８とを備える。フランジ２８は、内径面にキー溝２９が形成された本体部３０と、この本体部３０の軸部２６側に設けられる外鍔部３１とを備える。この場合、フランジ２８の外鍔部３１の端面と鍔部２７の端面はインロー嵌合され、ボルトナット結合３２によって、一体化されている。
【０００８】
また、軸部２６がカップリング１８の筒体部１６に嵌入され、軸部２６側のスプライン軸２５とカップリング１８の筒体部１６のスプライン穴１５とが嵌合する。そして、この嵌合状態では、図示省略の抜け止め機構にて軸部のカップリング１８の筒体部１６からの抜けを規制している。なお、駆動側においては、カップリング１８が駆動軸側に連結される。
【０００９】
図４では、アダプタ装置２４が、内径面にキー溝３９が形成されたアダプタ４０のみから構成されている。すなわち、アダプタ４０は、内径面にキー溝３９が形成された本体部４０ａと、この本体部４０ａから等速自在継手側へ突出される短筒部４０ｂとからなり、この短筒部４０ｂに設けられるねじ孔４１に、ボルト部材２１のねじによって締結される。
【００１０】
なお、この図４に示した等速自在継手は、内径面５３にトラック溝５４が形成された外側継手部材５５と、外径面５６にトラック溝５７が形成された内側継手部材５８と、外側継手部材５５のトラック溝５４と内側継手部材５８のトラック溝５７との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボール５９と、外側継手部材５５の内径面５３と内側継手部材５８の外径面５６との間に介在してボール５９を保持するケージ６０とを備える。
【００１１】
また、内側継手部材５８の内径面にはスプライン穴６１が設けられ、このスプライン穴１１にシャフト１２の端部のスプライン軸６３が嵌合している。そして、この等速自在継手Ｔの反ロール軸側の開口部は、ブーツ固定板６５を介して装着されるブーツ６４にて密封されている。なお、端部雄スプライン６３の先端部及び基端部には、止め輪等のストッパＳ１，Ｓ２が配設されている。
【００１２】
この場合、ブーツ固定板６５及び外側継手部材５５に貫通孔６６，６７が設けられ、これらの貫通孔６６，６７にボルト部材２１が挿通され、このボルト部材２１がねじ孔４１に螺着される。これによって、ブーツ固定板６５と外側継手部材５５とアダプタ４０とが一体化される。
【００１３】
図４や図５に示す装置の場合、前記したように、抜け止め機構によって、軸部２６のカップリング１８からの抜けを規制している。抜け止め機構としては、ボルト部材を用いたり、ボール部材を用いたりしていた。
【００１４】
また、従来には、抜け止めリングと抜け止め固定板等を用いた抜け止め機構を備えたフランジ着脱構造がある（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−２８１４３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１４３１号公報
【特許文献３】特開昭６１−４１０１７号公報
【特許文献４】実開平５−２２８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、従動側ワークとしてロール軸を接続する動力伝達軸としては、異なったロールサイズに交換等する必要がある。このため、前記抜け止め機構を用いてロール軸側の着脱を可能としていた。
【００１７】
しかしながら、抜け止め機構にボルト部材やボール部材を用いるものであれば、その着脱作業性の劣るものであった。また、抜け止めリングと抜け止め固定板等を用いた抜け止め機構では、部品点数が多くしかも、作業性に劣るものである。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みて、ボルトの着脱作業を行うことなく、しかも、限られたスペース内で容易に着脱することが可能な等速自在継手用連結構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の連結構造は、軸部材とこの軸部材の端部に取り付けられる等速自在継手とを備えた動力伝達軸に対して、その動力伝達軸の等速自在継手に着脱可能に連結部材が連結される等速自在継手用連結構造であって、前記等速自在継手は連結部材側にフランジ面を有するとともに、連結部材は等速自在継手側にフランジ面を有し、両フランジ面を相対面するように突き合わせた状態で、このフランジ面間に設けられる凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続され、かつ、前記軸部材に、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧する付勢機構を設けたものである。なお、前記連結部材は、例えば、従動側ワークとしてのロール軸である。また、ロール軸とは、圧延ロール、搬送ロール等の各種ロールである。
【００２０】
本発明の連結構造では、等速自在継手側のフランジ面と連結部材側のフランジ面とを突き合わせることによって、凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続される。しかも、この状態は、付勢機構の弾性力によって維持される。また、この状態から、両フランジ面が相互に離間するような方向に、付勢機構の付勢力に抗した力を付与することによって、両フランジ面が相互に離間して、連結状態が解除される。
【００２１】
凹凸嵌合部は、いずれか一方のフランジ面に周方向に沿って所定ピッチで配設される凸部と、他方のフランジ面に周方向に沿って所定ピッチで配設されて前記凸部が嵌合する凹部とを備えるのが好ましい。このように構成することによって、構造として簡略化を達成できる。
【００２２】
前記凸部は、内径側から外径側に向かって周方向長さが大となっているのが好ましい。この際、凸部の相対面する径方向端面の成す角度が３０度であるのがより好ましい。このように構成することによって、トルク伝達面の面積を大きくとることができる。
【００２３】
軸部材は、第１軸と、この第１軸が嵌入される嵌入孔部を有する第２軸と、この第２軸の嵌入孔部内に収納されて前記付勢機構を構成するばね部材とを備え、ばね部材の弾性力に抗した軸方向の短縮と、ばね部材の復元力による軸方向の伸びとが可能であり、伸張状態において、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧するように設定できる。このように設定することによって、軸部材をその軸心方向に沿って、ばね部材の弾性力に抗して縮めた状態とすれば、ばね部材の復元力によって、軸方向に沿って伸ばすことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の連結構造によれば、凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続され、安定したトルク伝達機能を発揮できる。しかも、付勢機構の付勢力に抗した力を付与することによって、連結状態を解除することができる。このため、従来のようなボルト部材の脱着を必要とせず、その着脱作業が容易となって作業性の向上を図ることができる。
【００２５】
一方のフランジ面側の凸部が他方のフランジ面の凹部に嵌合するものでは、構造として簡略化を達成でき、低コストを図ることができる。
【００２６】
凸部は、内径側から外径側に向かって周方向長さが大となるように設定することによって、安定したトルク伝達が可能となって、高精度の連結構造を得ることができる。
【００２７】
軸部材が、第１軸と第２軸とばね部材とを備えたものでは、伸張状態では凹凸嵌合部が安定した嵌合状態を維持でき、また、この状態から軸部材を縮めることによって、その嵌合状態を解除でき、その着脱作用の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手用連結構造を用いた動力伝達軸の断面図である。
【図２】前記等速自在継手用連結構造の要部拡大断面図である。
【図３】前記等速自在継手用連結構造の連結状態の要部拡大断面図である。
【図４】従来の等速自在継手用連結構造の断面図である。
【図５】従来の他の等速自在継手用連結構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００３０】
図１に本発明に係る等速自在継手用連結構造を用いた動力伝達軸を示す。この動力伝達軸は、軸部材７０と、この軸部材７０の両端部に連結される等速自在継手７１Ａ、７１Ｂとを備える。一方の等速自在継手７１Ａが従動側ワークとしての図示省略のロール軸等と連結され、他方の等速自在継手７１Ｂが駆動軸側と連結されるものである。ロール軸とは、圧延ロール、搬送ロール等の各種ロールである。
【００３１】
等速自在継手７１Ａ、７１Ｂは、図２に示すように、内径面７３にトラック溝７４が形成された外側継手部材７５と、外径面７６にトラック溝７７が形成された内側継手部材７８と、外側継手部材７５のトラック溝７４と内側継手部材７８のトラック溝７７との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボール７９と、外側継手部材７５の内径面７３と内側継手部材７８の外径面７６との間に介在してボール７９を保持するケージ８０とを備える。
【００３２】
内側継手部材７８の軸心孔の内径面には雌スプリング８１が設けられ、この内側継手部材７８の軸心孔には、軸部材７０の端部雄スプライン８２が嵌入される。これによって、軸部材７０の端部雄スプライン８２が内側継手部材７８の軸心孔の雌スプリング８１に嵌合して、トルク伝達可能となっている。端部雄スプライン８２の先端部及び基端部には、止め輪等のストッパＳ１，Ｓ２が配設されている。
【００３３】
等速自在継手７１は、ブーツ固定板８３と、アダプタ８４とで挟持される。ブーツ固定板８３にて固定されるブーツ８５は、軸部材７０に外嵌される内筒体８５ａと、この内筒体８５ａの外周側に配設される外筒体８５ｂと、内筒体８５ａと外筒体８５ｂとを連結するブーツ本体８５ｃとからなる。そして、ブーツ固定板８３がこの等速自在継手７１に取り付けられた状態で、ブーツ８５が固定される。
【００３４】
すなわち、ブーツ固定板８３と外側継手部材７５とに貫通孔８６，８７が設けられ、また、アダプタ８４にはねじ孔８８が設けられ、ブーツ固定板８３の貫通孔８６、及び外側継手部材７５の貫通孔８６，８７にボルト部材８９を挿通して、このボルト部材８９のねじ部８９ａをねじ孔８８に螺着することによって、ブーツ固定板８３と外側継手部材７５とアダプタ８４とを一体化できる。
【００３５】
この場合、ブーツ固定板８３は、継手側の嵌合凹部８３ａを有するリング体からなり、嵌合凹部８３ａに外側継手部材７５の反アダプタ側の端部が嵌合する。そして、ボルト部材８９にて締め付けられた状態で、ブーツ８５の外筒体８５ｂの外鍔部が、ブーツ固定板８３の嵌合凹部８３ａの内径部の凹所に嵌合することになって、ブーツ８５はブーツ固定板８３を介して等速自在継手７１に固定される。
【００３６】
アダプタ８４は、リング状の本体部８４ａと、この本体部８４ａよりも小径の突出部８４ｂと、後述する凹凸嵌合部９０の一方側を構成する第１部９１とを備える。本体部８４ａは、この継手側に嵌合凹部９３が設けられ、嵌合凹部９３に外側継手部材７５の反ブーツ固定板側の端部が嵌合する。この嵌合状態において、前記したように、ブーツ固定板８３の貫通孔８６、及び外側継手部材７５の貫通孔８６，８７に挿通されるボルト部材８９をこのアダプタ８４のねじ孔８８に螺着することになる。
【００３７】
このように、ボルト部材８９を介してブーツ固定板８３と外側継手部材７５とアダプタ８４とを一体化することによって、外側継手部材７５がブーツ固定板８３とアダプタ８４とで挟持された状態となる。
【００３８】
ところで、軸部材７０は、図１に示すように、第１軸９５と、この第１軸９５が嵌入される嵌入孔部９６を有する第２軸９７と、この第２軸９７の嵌入孔部９６内に収納される付勢機構Ｂを構成するばね部材９８とを備える。
【００３９】
第１軸９５は、端部雄スプライン８２を有する端部軸部１００と、第２軸９７の嵌入孔部９６の嵌入する嵌入軸部１０１とからなる。また、第２軸９７は、端部雄スプライン８２を有する端部軸部１０２と、この端部軸部１０２の基部ボス部１０２ａに連設される中空軸部１０３とからなる。なお、中空軸部１０３は、第１部１０３ａと、第２部１０３ｂとを有する。この中空軸部１０３の孔部が前記嵌入孔部９６を構成する。そして、図１に示すように、第２軸９７の嵌入孔部９６に第１軸９５の嵌入軸部１０１が嵌入された状態で、第１軸９５と第２軸９７とが相互にその軸心方向の往復動が可能となる。
【００４０】
第１軸９５の嵌入軸部１０１の端面に嵌合凹所１０５が設けられ、第２軸９７の基部ボス部１０２ａの端面に嵌合凹所１０７が設けられている。そして、ばね部材９８の一端部を嵌合凹所１０５に嵌合させるとともに、ばね部材９８の他端部を嵌合凹所１０７に嵌合させる。
【００４１】
これによって、軸部材７０をその自由状態において、ばね部材９８の付勢力に抗してその軸心方向の短縮が可能であり、この短縮状態からその短縮する方向の外力を解除すれば、ばね部材９８の復元力によって元の軸方向長さに戻る。
【００４２】
ところで、凹凸嵌合部９０の一方側を構成する第１部９１は、図３に示すように、アダプタ８４の第２部８４ｂの端面、つまりフランジ面１０８に、周方向に沿って所定ピッチ（図例では、３０度ピッチ）で配設される複数の凸部１１０からなる。この凸部１１０は、周方向長さが内径側から外径側に向かって大となる扇形ブロックで構成される。すなわち、凸部１１０の端面１１０ａ、１１０ｂが成す角度θを例えば３０度程度としている。
【００４３】
従動側における凹凸嵌合部９０の他方側を構成する第２部９２は、従動側ワークの連結部材１１５の端面、つまりフランジ面１１６に凹部１１７が周方向に沿って所定ピッチ（図例では、３０度ピッチ）で配設されている。この場合、フランジ面１０８、１１６を突合せ状とした際に、フランジ面１１６には、周方向に隣り合う凸部１１０，１１０間に形成される凹部１１１に嵌合する凸部１２０が形成される。
【００４４】
すなわち、この凹凸嵌合部９０は、第１部９１の凸部１１０が、第２部９２の凹部１１７に嵌合し、第２部９２の凸部１２０が第１部９１の凹部１１１に嵌合することになる。このため、従動側の等速自在継手と従動側ワークとがトルク伝達可能として連結される。
【００４５】
駆動側における凹凸嵌合部９０の他方側を構成する第２部９２は、駆動側の連結部材１２５の端面、つまりフランジ面１２６に凹部１１７が周方向に沿って所定ピッチ（図例では、３０度ピッチ）で配設されている。すなわち、この駆動側における第２部９２も、従動側に第２部９２と同一構成とされる。このため、駆動側の等速自在継手と駆動軸とがトルク伝達可能として連結される。
【００４６】
ところで、この動力伝達軸が連結部材１１５、１２５に連結された状態では、軸部材７０は自由状態乃至自由状態から僅かに縮められた状態に維持される。すなわち、ばね部材９８にて構成される付勢機構Ｂにて両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧することになり、従動側の凹凸嵌合部９０と駆動側の凹凸嵌合部９０とはそれぞれ嵌合状態が維持される。
【００４７】
このように連結状態において、軸部材７０をその軸方向長さを短くすることによって、図１に示すように、各凹凸嵌合部９０，９０の第１部９１と第２部９２とが相互に離間して、連結状態が解除される。また、このように連結状態が解除された状態において、各凹凸嵌合部９０，９０の第２部９２間に、縮小させた状態の軸部材７０を配置して、この縮小状態を解除させれば、軸部材７０はそのばね部材９８の復元力でその軸方向に伸び、これによって、従動側の凹凸嵌合部９０と駆動側の凹凸嵌合部９０とはそれぞれ嵌合状態となる。
【００４８】
本発明の連結構造では、等速自在継手側のフランジ１０８面と連結部材側のフランジ１１６面とを突き合わせることによって、凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続され、安定したトルク伝達機能を発揮できる。しかも、この状態は、付勢機構Ｂの弾性力によって維持される。また、この状態から、両フランジ面１０８，１１６が相互に離間するような方向に、付勢機構Ｂの付勢力に抗した力を付与することによって、両フランジ面１０８，１１６が相互に離間して、連結状態が解除される。このため、従来のようなボルト部材の脱着を必要とせず、その着脱作業が容易となって作業性の向上を図ることができる。
【００４９】
凹凸嵌合部９０は、いずれか一方のフランジ面１０８に周方向に沿って所定ピッチで配設される凸部１１０と、他方のフランジ面１１６に周方向に沿って所定ピッチで配設されて前記凸部が嵌合する凹部１１７とを備えるものであり、構造として簡略化を達成でき、低コストを図ることができる。
【００５０】
凸部１１０は、内径側から外径側に向かって周方向長さが大となるように設定することによって、安定したトルク伝達が可能となって、高精度の連結構造を得ることができる。
【００５１】
軸部材７０が、第１軸９５と第２軸９７とばね部材９８とを備えたものであるので、軸部材７０をその軸心方向に沿って、ばね部材９８の弾性力に抗して縮めた状態とすれば、ばね部材の復元力によって、軸方向に沿って伸ばすことができる。このため、伸張状態では凹凸嵌合部９０が安定した嵌合状態を維持でき、また、この状態から軸部材７０を縮めることによって、その嵌合状態を解除でき、その着脱作用の容易化を図ることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、凹凸嵌合部９０の凸部１１０の数、凸部１１０の高さ寸法、凸部１１０の形状等としても、凹凸嵌合部９０が嵌合状態においてトルク伝達が可能であり、しかも、軸方向に沿っての第１部９１側と第２部９２側との相互に接近によって嵌合し、相互に離間によって分離できる範囲で種々変更できる。特に、実施形態の凸部は、周方向長さを内径側から外径側に向かって大となるような扇状ブロックにて構成したが、内径側から外径側に向かって大とならずに、同一または小となるようなものであってもよい。また、前記実施形態では、凹凸嵌合部９０の凸部１１０を等速自在継手７１側に設け、凹凸嵌合部９０の凹部１１７を連結部材１２５側に設けていたが、逆に、凹凸嵌合部９０の凸部１１０を連結部材１２５側に設け、凹凸嵌合部９０の凹部１１７を等速自在継手７１側に設けたものであってもよい。
【００５３】
等速自在継手としては、前記実施形態では、固定式等速自在継手であったが、他のタイプの固定式等速自在継手であっても、摺動式等速自在継手であってもよい。摺動式等速自在継手としても、ダブルオフセット型等速自在継手、トリポード型等速自在継手、クロスグルーブ型等速自在継手等の種々のものに対して適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
７０ 軸部材
７１、７１Ａ、７１Ｂ 等速自在継手
９５ 第１軸
９６ 嵌入孔部
９７ 第２軸
９８ ばね部材
１０８ フランジ面
１１０ 凸部
１１０ａ、１１０ｂ 端面
１１６ フランジ面
１１７ 凹部
１２６ フランジ面
Ｂ 付勢機構
Ｋ 凹凸嵌合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材とこの軸部材の端部に取り付けられる等速自在継手とを備えた動力伝達軸に対して、その動力伝達軸の等速自在継手に着脱可能に連結部材が連結される等速自在継手用連結構造であって、
前記等速自在継手は連結部材側にフランジ面を有するとともに、連結部材は等速自在継手側にフランジ面を有し、両フランジ面を相対面するように突き合わせた状態で、このフランジ面間に設けられる凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続され、かつ、前記軸部材に、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧する付勢機構を設けたことを特徴とする等速自在継手用連結構造。
【請求項２】
凹凸嵌合部は、いずれか一方のフランジ面に周方向に沿って所定ピッチで配設される凸部と、他方のフランジ面に周方向に沿って所定ピッチで配設されて前記凸部が嵌合する凹部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用連結構造。
【請求項３】
前記凸部は、内径側から外径側に向かって周方向長さが大となっていることを特徴とする請求項２に記載の等速自在継手用連結構造。
【請求項４】
前記凸部の相対面する径方向端面の成す角度が３０度であることを特徴とする請求項３に記載の等速自在継手用連結構造。
【請求項５】
軸部材は、第１軸と、この第１軸が嵌入される嵌入孔部を有する第２軸と、この第２軸の嵌入孔部内に収納されて前記付勢機構を構成するばね部材とを備え、ばね部材の弾性力に抗した軸方向の短縮と、ばね部材の復元力による軸方向の伸びとが可能であり、伸張状態において、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手用連結構造。
【請求項１】
軸部材とこの軸部材の端部に取り付けられる等速自在継手とを備えた動力伝達軸に対して、その動力伝達軸の等速自在継手に着脱可能に連結部材が連結される等速自在継手用連結構造であって、
前記等速自在継手は連結部材側にフランジ面を有するとともに、連結部材は等速自在継手側にフランジ面を有し、両フランジ面を相対面するように突き合わせた状態で、このフランジ面間に設けられる凹凸嵌合部にてトルク伝達可能として接続され、かつ、前記軸部材に、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧する付勢機構を設けたことを特徴とする等速自在継手用連結構造。
【請求項２】
凹凸嵌合部は、いずれか一方のフランジ面に周方向に沿って所定ピッチで配設される凸部と、他方のフランジ面に周方向に沿って所定ピッチで配設されて前記凸部が嵌合する凹部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用連結構造。
【請求項３】
前記凸部は、内径側から外径側に向かって周方向長さが大となっていることを特徴とする請求項２に記載の等速自在継手用連結構造。
【請求項４】
前記凸部の相対面する径方向端面の成す角度が３０度であることを特徴とする請求項３に記載の等速自在継手用連結構造。
【請求項５】
軸部材は、第１軸と、この第１軸が嵌入される嵌入孔部を有する第２軸と、この第２軸の嵌入孔部内に収納されて前記付勢機構を構成するばね部材とを備え、ばね部材の弾性力に抗した軸方向の短縮と、ばね部材の復元力による軸方向の伸びとが可能であり、伸張状態において、両フランジ面を突き合わせる方向に弾性的に押圧することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手用連結構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６４４２４（Ｐ２０１３−６４４２４Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２０２１（Ｐ２０１１−２０２０２１）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
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