JP2631266B2 - 伸縮軸継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動側の回転軸と従動
側の回転軸とを連結する軸継手に係り、特に軸間距離の
変化に追従して全長が変化する伸縮軸継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の伸縮軸継手の一例を示す側
面断面図である。１は一方の揺動端にカップリング２が
固定された第１クロスジョイント、３は第１クロスジョ
イントの他方の揺動端に固定されたスプラインシャフ
ト、４は一方の揺動端にフランジ５が固定された第２ク
ロスジョイント、６は第２クロスジョイント４の他方の
揺動端に固定されたスプラインスリーブである。

【０００３】スプラインシャフト３は、スプラインスリ
ーブ６のスプライン孔６ａに摺動可能に嵌挿し、回転方
向においてスプラインスリーブ６に固定される。また、
スプラインシャフト３の先端面には挿入孔３ａが開口
し、挿入孔３ａ内には、金属製のコイルスプリング８及
びスプライン孔６ａの底面に垂設されコイルスプリング
８に挿通したガイドロッド７が挿入している。

【０００４】カップリング２の端面には小判形孔（図示
省略）が開口し、この小判形孔には、断面が小判形に形
成された圧延ロールの従動軸端部（図示省略）が嵌挿
し、このことにより、従動軸が回転方向においてカップ
リング２に固定される。また、フランジ５には、駆動軸
９のフランジ１０がボルトやナット等によって締結固定
されている。

【０００５】圧延ロールの交換時には、通常、フランジ
５とフランジ１０とが固定された状態で、カップリング
２から従動軸が抜脱される。次に、予めコイルスプリン
グ８を圧縮して新しい圧延ロールの従動軸をカップリン
グ２に嵌挿するか、あるいは従動軸をカップリング２に
嵌挿してコイルスプリング８を圧縮する。ここで、圧延
ロールが所定の位置にセットされた状態で、カップリン
グ２に嵌挿した従動軸によってコイルスプリング８が圧
縮された状態に保持されるように、コイルスプリング８
の自由長及びスプラインシャフト３の初期位置を予め調
整しておく。

【０００６】圧延ロールの従動軸と駆動軸９との連結時
にコイルスプリング８が圧縮されていることにより、ス
プラインシャフト３に常にコイルスプリング８の反発力
によって矢印Ａ方向のスラスト力が作用するので、伸縮
軸継手は、カップリング２とフランジ５間の距離が従動
軸と駆動軸９との軸間距離と等しくなり、かつカップリ
ング２が従動軸に弾接する。また、伸縮軸継手は、圧延
ロールの従動軸の位置が矢印Ａ方向と略直交する矢印Ｂ
方向において変位しても、第１クロスジョイント１及び
第２のクロスジョイント４がそれぞれ揺動するので、回
転力が伝達可能である。

【０００７】また、回転力伝達時には、カップリング２
が常に従動軸に弾接しているので、圧延ロールが振動等
によって変位しても従動軸がカップリング２から脱落す
ることを防止できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た伸縮軸継手では、十分なスラスト力を発生させるため
に自由長が比較的長いコイルスプリング８を用いなけれ
ばならない。このため、コイルスプリング８自体がかな
り重いものになる。

【０００９】さらに、コイルスプリング８を円滑に伸縮
させるためには、コイルスプリング８とガイドロッド７
の外周面との間にガタを必要とし、かつコイルスプリン
グ８と挿入孔３ａ内周面との間にもガタを必要とする。
このため、ガイドロッド７の直径は、コイルスプリング
８の内径より僅かに小さく設計され、かつ挿入孔３ａの
内径は、コイルスプリング８の外径より僅かに大きく設
計される。このように設計することにより、コイルスプ
リング８を円滑に伸縮させることが可能になるが、ガイ
ドロッド７及び挿入孔３ａとの間に隙間があることによ
り、圧縮された状態でコイルスプリング８が伸縮方向に
対して湾曲してしまうことがある。

【００１０】重い金属のコイルスプリング８が挿入孔３
ａ内において湾曲することにより、回転中心に対して伸
縮軸継手の重量分布がアンバランスになる。このため、
弾性材としてコイルスプリング８を用いた伸縮軸継手
は、回転時にたわみ振動が発生しやすくなり、かつ回転
部分に重いコイルスプリング８が配置されているので危
険回転数を高くすることが困難になる。

【００１１】さらに、上記した伸縮軸継手は、スプライ
ンシャフト３に深い挿入孔３ａを穿設し、かつスプライ
ン孔６ａ内でガイドロッド７を固定するような構造であ
るため、加工が困難でコストが高くなるという問題もあ
る。

【００１２】本発明の目的は、上記の問題を解決するた
め、回転中心に対する重量分布が高精度にバランスさ
れ、かつ十分なスラスト力を発生することが可能な伸縮
軸継手を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の伸縮軸継手は、第１の回転
軸に連結されたスプラインスリーブと、第２の回転軸に
連結され、前記スプラインスリーブに摺動可能に嵌挿す
るスプラインシャフトと、前記スプラインスリーブ内で
前記スプラインシャフトの先端面との対向位置に固定さ
れた仕切板と、この仕切板を挾んでスプラインシャフト
に連結され、スプラインスリーブ内でスプラインシャフ
トと共に移動する挾持板と、前記仕切板及びスプライン
シャフトの先端面に対してそれぞれ固定され、仕切板と
スプラインシャフトの先端面との間で弾性変形可能な第
１の弾性ゴムと、前記仕切板及び前記挾持板に対してそ
れぞれ固定され、仕切板と挾持板との間で弾性変形可能
な第２の弾性ゴムとを備え、前記第１の弾性ゴムと前記
第２の弾性ゴムとの個数，形状及び弾性係数を互いに等
しくしたことを特徴とする伸縮軸継手。

【００１４】また、請求項２記載の伸縮軸継手は、第１
のクロスジョイントを介して第１の回転軸に連結された
スプラインスリーブと、第２のクロスジョイントを介し
て第２の回転軸に連結され、前記スプラインスリーブに
摺動可能に嵌挿するスプラインシャフトと、前記スプラ
インスリーブ内で前記スプラインシャフトの先端面との
対向位置に固定された仕切板と、この仕切板を挾んでス
プラインシャフトに連結され、スプラインスリーブ内で
スプラインシャフトと共に移動する挾持板と、前記仕切
板及びスプラインシャフトの先端面に対してそれぞれ固
定され、仕切板とスプラインシャフトの先端面との間で
弾性変形可能な第１の弾性ゴムと、前記仕切板及び前記
挾持板に対してそれぞれ固定され、仕切板と挾持板との
間で弾性変形可能な第２の弾性ゴムとを備え、前記第１
の弾性ゴムと前記第２の弾性ゴムとの個数，形状及び弾
性係数を互いに等しくしたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１記載の伸縮軸継手によれば、スプライ
ンシャフトがスプラインスリーブに対する摺動方向で伸
び方向あるいは縮み方向に移動するとともに、第１の弾
性ゴム及び第２の弾性ゴムの一方が伸び方向に、他方が
縮み方向にそれぞれ弾性変形し、スプラインシャフトに
対して第１の弾性ゴム及び第２の弾性ゴムの一方が伸び
方向の弾性力を、他方が縮み方向の弾性力をそれぞれ作
用させ、さらにスプラインシャフトが伸び方向及び縮み
方向の何れの方向に移動した場合でも、スプラインシャ
フトに作用する移動量に応じた弾性力が等しくなる。

【００１６】また、請求項２記載の伸縮軸継手によれ
ば、スプラインシャフトがスプラインスリーブに対する
摺動方向で伸び方向あるいは縮み方向に移動するととも
に、第１の弾性ゴム及び第２の弾性ゴムの一方が伸び方
向に、他方が縮み方向にそれぞれ弾性変形し、スプライ
ンシャフトに対して第１の弾性ゴム及び第２の弾性ゴム
の一方が伸び方向の弾性力を、他方が縮み方向の弾性力
をそれぞれ作用させ、さらにスプラインシャフトが伸び
方向及び縮み方向の何れの方向に移動した場合でも、ス
プラインシャフトに作用する移動量に応じた弾性力が等
しくなり、また、第１のクロスジョイント及び第２のク
ロスジョイントにより回転軸がスプラインシャフトの摺
動方向と直交する方向に揺動することが許容される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の伸縮軸継手の一実施例を示す側面
断面図、図２は本実施例の伸縮軸継手における要部を示
す断面図であり、図５に基づいて説明した部材に対応す
る部材については同一符号を付して説明を省略する。１
１はスプライン孔６ａ内に固定された仕切板、１２はス
プラインシャフト３３の先端面に螺着し仕切板１１中心
の貫通孔１１ａに挿通した連結ボルト、１３は連結ボル
ト１２によって仕切板１１を挾んでスプラインシャフト
３３に連結された挾持板、２０及び２１は、それぞれ略
円柱形の弾性ゴム２２及び一対のマウント板２３によっ
て構成された第１ゴムマウント部材及び第２ゴムマウン
ト部材である。

【００１８】弾性ゴム２２としては、例えば、ブリジス
トン社のエバーマウントＥＡ，ＥＢ（商品名）等の市販
品を用いることが可能である。また、一対のマウント板
２３は、弾性ゴム２２の両端面にそれぞれ固定され、図
３の斜視図に示すように固定側の面とは逆側の面にねじ
２３ａが植設されている。ここで、第１ゴムマウント部
材２０及び第２ゴムマウント部材２１は、同一の形状及
び弾性係数を有する弾性ゴム２２を使用している。

【００１９】第１ゴムマウント部材２０は、スプライン
シャフト３３の先端面と仕切板１１とによって挾持され
る位置で一方のマウント板２３がスプラインシャフト３
３に固定され、他方のマウント板２３が仕切板１１に固
定される。また、第２ゴムマウント部材２１は、仕切板
１１と挾持板１３とによって挾持される位置で一方のマ
ウント板２３が仕切板１１に固定され、他方のマウント
板２３が挾持板１３に固定される。

【００２０】本実施例の伸縮軸継手においても、従来の
伸縮軸継手と同様に、圧延ロールが所定の位置にセット
された状態で、カップリング２に嵌挿した従動軸によっ
て第１ゴムマウント部材２０及び第２ゴムマウント部材
２１が弾性変形した状態に保持されるように、ゴムマウ
ント部材２０，２１の厚さ及びスプラインシャフト３３
の初期位置を予め調整しておく。

【００２１】圧延ロールの従動軸と駆動軸９との連結時
にゴムマウント部材２０，２１が弾性変形することによ
り、スプラインシャフト３３には常にゴムマウント部材
２０，２１の反発力によって矢印Ａ方向のスラスト力が
作用するので、伸縮軸継手は、カップリング２とフラン
ジ５間の距離が従動軸と駆動軸９との軸間距離と等しく
なり、かつカップリング２が従動軸に弾接する。

【００２２】伸縮軸継手は、圧延ロールの従動軸の位置
が矢印Ａ方向と略直交する矢印Ｂ方向において変位して
も、第１クロスジョイント１及び第２のクロスジョイン
ト４がそれぞれ揺動するので、回転力が伝達可能であ
る。また、回転力伝達時には、カップリング２が常に従
動軸に弾接しているので、圧延ロールが振動等によって
変位しても従動軸がカップリング２から脱落することを
防止できる。このとき、ゴムマウント部材２０，２１
は、金属等によって形成されたコイルスプリングと比較
して重量当たりの弾性係数を大きくすることが可能なの
で、軸方向において僅かな変形でも大きなスラスト力を
スプラインシャフト３３に作用させることが可能にな
る。

【００２３】また、スプラインシャフト３３が伸び方向
に摺動しても、また縮み方向に摺動しても、第１ゴムマ
ウント部材２０と第２ゴムマウント部材２１とは、それ
ぞれ対称方向、すなわち一方が伸び方向に、他方が縮み
方向に弾性変形することにより、弾性ゴム２２単体が有
する特性に影響されることなく、伸び方向においても、
縮み方向においてもスプラインシャフト３３に作用する
移動量に応じた弾性力が等しいものになる。

【００２４】次に、図２及び図３に基づいて本実施例の
伸縮軸継手の組立方法を説明する。スプラインスリーブ
６と第２クロスジョイント４と接続部にはそれぞれフラ
ンジ６ｂ及びフランジ４ａが形成され、スプラインスリ
ーブ６と第２クロスジョイント４とは、フランジ６ｂと
フランジ４ａとがボルト１５によって締結されることに
より一体に組み立てられている。

【００２５】先ず、第１ゴムマウント部材２０の一方の
ねじ２３ａをスプラインシャフト３３の先端面に開口し
ているねじ孔に螺着し、第１ゴムマウント部材２０をス
プラインシャフト３３に固定し、このスプラインシャフ
ト３３をスプラインスリーブ６内に挿入する。このと
き、スプラインスリーブ６と第２クロスジョイント４と
を分解しておきスプラインスリーブ６の底部が開口して
いる状態にしておく。

【００２６】スプラインスリーブ６の底部付近は、内ス
プラインが形成されている部分より径が大きくなってお
り、この底部付近と内スプラインの形成部との境界には
段形状が形成される。

【００２７】仕切板１１を底部の開口からスプラインス
リーブ６内の前記段形状に当接する固定位置に挿入する
ことにより、第１ゴムマウント部材２０の他方のねじ２
３ａが仕切板１１に穿設された貫通孔を挿通し、第１ゴ
ムマウント部材２０がスプラインシャフト３３の先端面
と仕切板１１とによって挾持される。そして、仕切板１
１から突出したねじ２３ａにナット１６を螺着すること
により、第１ゴムマウント部材２０が仕切板１１に固定
される。

【００２８】次に、両端部付近にねじ山が形成された連
結ボルト１２の一端部を仕切板１１中央に貫通した貫通
孔１１ａを挿通させてスプラインシャフト３３先端面の
中央に開口したねじ孔に螺着する。連結ボルト１２の他
端部には、挾持板１３を位置決めをするためのナット１
４を螺着し、さらに第２ゴムマウント部材２１の一方の
ねじ２３ａを仕切板１１に穿設されたねじ孔に螺着す
る。このとき、位置決めをするためのナット１４の端面
を、第２ゴムマウント部材２１の底側の面と一致させ
る。

【００２９】そして、中央及びねじ２３ａとの対向位置
にそれぞれ貫通孔が穿設された挾持板１３を連結ボルト
１２に螺着した位置決め用のナット１４に当接する位置
に嵌め、挾持板１３を固定用のナット１４によって締結
固定する。挾持板１３から突出したねじ２３ａにナット
１６を螺着し第２ゴムマウント部材２１を挾持板１３に
固定する。

【００３０】最後に、スプライン孔６ａ内に仕切板１１
を固定するためのスリーブ１７を挿入し、スプラインス
リーブ６に第２クロスジョイント４を固定して組立が完
了する。このとき、スリーブ１７は、挿入側の端面が仕
切板１１に当接し、かつ他方の端面が第２クロスジョイ
ント４内面に当接して、第２クロスジョイント４によっ
て固定される。

【００３１】ここで、弾性ゴム２２の厚さ及び仕切板１
１の固定位置を変更して、図２に示すスプラインシャフ
ト３３の先端から挾持板１３までの距離Ｌを調整するこ
とにより、スプラインシャフト３３の軸方向における初
期位置が任意に設定可能になる。

【００３２】図４は本実施例の仕切板及びゴムマウント
部材の軸方向正面図である。６個の第１ゴムマウント部
材２０は、継手の回転中心Ｃに対してそれぞれが等距
離、かつ等間隔（６０゜間隔）になるように配置され、
また、６個の第２ゴムマウント部材２１は、第１ゴムマ
ウント部材２０と３０゜位相がずれた位置にそれぞれが
配置されている。ここで、ゴムマウント部材２０，２１
は、継手の回転中心Ｃに対してそれぞれが等距離、かつ
等間隔になるように配置されていればよく、スプライン
シャフト３３の径や必要な弾性係数に対応させて使用個
数を増減する。

【００３３】本実施例の伸縮軸継手においては、弾性ゴ
ム２２の径を変化させることなく、ゴムマウント部材２
０，２１の個数を増減することにより、スプラインシャ
フト３３に対して作用するスラスト力に対応する弾性係
数を容易に調整することが可能になり、さらにゴムマウ
ント部材２０，２１が回転中心Ｃに対して重量分布が対
称になるように配置されていることにより、ゴムマウン
ト部材２０，２１によって回転中心に対する重量分布が
アンバランスになることが防止できるので、回転時に伸
縮軸継手がたわみ振動することを抑制できる。また、弾
性ゴム２２は、一般に金属製のコイルスプリングと比較
して重量に対する弾性係数が大きいので、伸縮軸継手の
軽量化が可能になり、金属製のコイルスプリングを用い
た軸継手と比較して危険回転数を高くすることが可能に
なる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
又は請求項２記載の伸縮軸継手によれば、スプラインシ
ャフトがスプラインスリーブに対する摺動方向で伸び方
向あるいは縮み方向に移動するとともに、第１の弾性ゴ
ム及び第２の弾性ゴムの一方が伸び方向に、他方が縮み
方向にそれぞれ弾性変形し、スプラインシャフトに対し
て第１の弾性ゴム及び第２の弾性ゴムの一方が伸び方向
の弾性力を、他方が縮み方向の弾性力をそれぞれ作用さ
せることにより、金属のコイルスプリングを用いた場合
と比較して第１の弾性ゴム及び第２の弾性ゴムが軽量で
あり、かつ撓み変形による重量バランスの変化もないこ
とから、伸縮軸継手の軽量化が可能になるので、回転軸
の危険回転数を高くすることが可能になり、さらにスプ
ラインシャフトが伸び方向及び縮み方向の何れの方向に
移動した場合でも、スプラインシャフトに作用する移動
量に応じた弾性力が等しくなることにより、弾性ゴム単
体が有する特性に影響されることなく、伸び方向におい
ても、縮み方向においてもスプラインシャフトに作用す
るスラスト力を等しくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の伸縮軸継手の一実施例を示す側面断面
図である。

【図２】本実施例の伸縮軸継手における要部を示す断面
図である。

【図３】本実施例の伸縮軸継手におけるゴムマウント部
材の斜視図である。

【図４】本実施例の伸縮軸継手における仕切板及びゴム
マウント部材の軸方向正面図である。

【図５】従来の伸縮軸継手の一例を示す側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１…第１クロスジョイント、 ２…カップリング、 ４
…第２クロスジョイント、 ５，１０…フランジ、 ６
…スプラインスリーブ、 ６ａ…スプライン孔、１１…
仕切板、 １２…連結ボルト、 １３…挾持板、 ２０
…第１ゴムマウント部材、 ２１…第２ゴムマウント部
材、 ２２…弾性ゴム、 ３３…スプラインシャフト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大山 貴史 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式 会社中村自工内 (72)発明者 室山 言 東京都中央区築地３丁目10番10号 株式 会社中村自工内 (56)参考文献 特開 平４−15317（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−81389（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−153599（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の回転軸に連結されたスプラインス
   リーブと、 第２の回転軸に連結され、前記スプラインスリーブに摺
   動可能に嵌挿するスプラインシャフトと、 前記スプラインスリーブ内で前記スプラインシャフトの
   先端面との対向位置に固定された仕切板と、 この仕切板を挾んでスプラインシャフトに連結され、ス
   プラインスリーブ内でスプラインシャフトと共に移動す
   る挾持板と、 前記仕切板及びスプラインシャフトの先端面に対してそ
   れぞれ固定され、仕切板とスプラインシャフトの先端面
   との間で弾性変形可能な第１の弾性ゴムと、 前記仕切板及び前記挾持板に対してそれぞれ固定され、
   仕切板と挾持板との間で弾性変形可能な第２の弾性ゴム
   とを備え、 前記第１の弾性ゴムと前記第２の弾性ゴムとの個数，形
   状及び弾性係数を互いに等しくした ことを特徴とする伸
   縮軸継手。
2. 【請求項２】 第１のクロスジョイントを介して第１の
   回転軸に連結されたスプラインスリーブと、 第２のクロスジョイントを介して第２の回転軸に連結さ
   れ、前記スプラインスリーブに摺動可能に嵌挿するスプ
   ラインシャフトと、 前記スプラインスリーブ内で前記スプラインシャフトの
   先端面との対向位置に固定された仕切板と、 この仕切板を挾んでスプラインシャフトに連結され、ス
   プラインスリーブ内でスプラインシャフトと共に移動す
   る挾持板と、 前記仕切板及びスプラインシャフトの先端面に対してそ
   れぞれ固定され、仕切板とスプラインシャフトの先端面
   との間で弾性変形可能な第１の弾性ゴムと、 前記仕切板及び前記挾持板に対してそれぞれ固定され、
   仕切板と挾持板との間で弾性変形可能な第２の弾性ゴム
   とを備え、 前記第１の弾性ゴムと前記第２の弾性ゴムとの個数，形
   状及び弾性係数を互い に等しくした ことを特徴とする伸
   縮軸継手。