特許 6193598 軸の連結構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6193598

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】軸の連結構造

(51)【国際特許分類】

   F16D 1/06 20060101AFI20170828BHJP

   F16D 1/08 20060101ALI20170828BHJP

   F16D 3/84 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   F16D1/06 140

   F16D1/08 110

   F16D3/84 A

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-75336(P2013-75336)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-199126(P2014-199126A)

(43)【公開日】2014年10月23日

【審査請求日】2015年4月10日

【審判番号】不服2016-15017(P2016-15017/J1)

【審判請求日】2016年10月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117499

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 誠

(72)【発明者】

【氏名】西部 慎一

(72)【発明者】

【氏名】光藤 栄

(72)【発明者】

【氏名】西谷 祐一

(72)【発明者】

【氏名】石川 哲三

【合議体】

【審判長】 中村 達之

【審判官】 小関 峰夫

【審判官】 中川 隆司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平９−１２６２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０１４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５７５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平６−５０３４０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F16B 2/06- 2/12

F16B 3/00- 3/06

F16D 1/02- 1/08

F16D 3/84

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空部を有する第１軸と、該第１軸の中空部に挿入される第２軸と、前記第１軸の中空部の外側に配置され該第１軸と第２軸とを摩擦力によって締結するクランプ締結具と、を有する軸の連結構造において、
前記第１軸と前記クランプ締結具は、該クランプ締結具の締結が完了していない状態において、前記クランプ締結具が前記第１軸の軸端から脱落する構成とされ、
前記第１軸のクランプ締結具よりも軸端側に、該クランプ締結具の脱落を防止するＯリングが配置され、
前記Ｏリングは、２つの部材の間に配置されて当該Ｏリングの一方側から他方側に潤滑剤を漏出させないことを本来の機能とする部材であることを特徴とする軸の連結構造。

【請求項2】

請求項１において、
前記クランプ締結具の反軸端側の端面を規制する第２Ｏリングを有することを特徴とする軸の連結構造。

【請求項3】

請求項１において、
前記第１軸には、段部が設けられ、当該段部は、前記クランプ締結具の反軸端側の端面を規制することを特徴とする軸の連結構造。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記第１軸に、前記Ｏリングの配置溝が形成されたことを特徴とする軸の連結構造。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記クランプ締結具の径方向外側を覆うカバー部材を有することを特徴とする軸の連結構造。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記第１軸は、該第１軸の前記軸端側が反軸端側よりも低い状態で設置されることを特徴とする軸の連結構造。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記第１軸と前記第２軸は、キーによっても連結され、前記Ｏリングは、該キーの径方向外側に配置されることを特徴とする軸の連結構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸の連結構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、クランプ締結具を用いた軸の連結構造が開示されている。

【0003】

この連結構造は、中空部を有する第１軸と、該第１軸の中空部に挿入される第２軸と、第１軸の中空部の外側に配置され第１軸と第２軸とを摩擦力によって締結するクランプ締結具と、を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２５７５４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような軸の連結構造にあっては、締結が完了するまでは、クランプ締結具は、第１軸上において極めて容易に滑り易い状況にある。

【0006】

そのため、第１軸と第２軸の締結中に、該第１軸の軸端からクランプ締結具が滑り落ちてしまう（脱落してしまう）ことがあるという問題があった。

【0007】

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、クランプ締結具が第１軸から脱落するのを防止することのできる軸の連結構造を提供することをその課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、中空部を有する第１軸と、該第１軸の中空部に挿入される第２軸と、前記第１軸の中空部の外側に配置され該第１軸と第２軸とを摩擦力によって締結するクランプ締結具と、を有する軸の連結構造において、前記第１軸と前記クランプ締結具は、該クランプ締結具の締結が完了していない状態において、前記クランプ締結具が前記第１軸の軸端から脱落する構成とされ、前記第１軸のクランプ締結具よりも軸端側に、該クランプ締結具の脱落を防止するＯリングが配置され、前記Ｏリングは、２つの部材の間に配置されて当該Ｏリングの一方側から他方側に潤滑剤を漏出させないことを本来の機能とする部材である構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

【0009】

本発明においては、軸の連結作業においてクランプ締結具が第１軸から脱落するのを防止するために、Ｏリングを用いる。

【0010】

すなわち、Ｏリングは、もともとは、２つの部材の間に配置されて該Ｏリングの一方側から他方側にオイル等が漏出しないように機能させるものであるが、本発明では、これをクランプ締結具の脱落防止用の構成要素として転用する。

【0011】

Ｏリングは、適度な弾性があって第１軸に容易に装着することができ、かつ、止め輪のように、装着や取り外しの際に第１軸を傷つけてしまうことがない。また、第１軸に装着された際に、クランプ締結具の脱落を防止し得る保持力を十分に有している。しかも、低コストで入手も容易である。

【0012】

一方、作業者は、クランプ締結具の脱落の恐れがないことから、より容易に、かつ、より短時間で軸の連結作業を行うことができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、クランプ締結具が第１軸から脱落するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態の一例に係る軸の連結構造を示す断面図

【図2】図１の連結構造における第１軸を備える減速装置の全体概略断面図

【図3】図２の減速装置をモータ側から見た端面図

【図4】本発明の他の実施形態の一例を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

【0016】

図１は、本発明の実施形態の一例に係る軸の連結構造を示す断面図、図２は、図１の連結構造における第１軸を備える減速装置の全体概略断面図、図３は、図２の減速装置をモータ側から見た端面図である。

【0017】

この軸の連結構造は、中空部１２Ａを有する減速装置１０の入力軸（第１軸）１２と、該入力軸１２の中空部１２Ａに挿入されるモータ軸１４（第２軸）と、入力軸１２の中空部１２Ａの外側に配置され該入力軸１２とモータ軸１４とを摩擦力によって締結するクランプ締結具１６と、を有する。

【0018】

そして、入力軸１２のクランプ締結具１６よりも軸端１２Ｂ側に該クランプ締結具１６の脱落を防止するＯリング１８が配置される。

【0019】

より詳細に説明すると、減速装置１０には、潤滑剤が封入されており、オイルシール２０、２２によって密封されている。入力軸１２は、オイルシール２０、２２によって封止された状態で該減速装置１０のケーシング２４から突出されている。

【0020】

この減速装置１０は、この実施形態では、入力軸１２が鉛直方向に延在する態様で設置される。すなわち、入力軸１２は、該入力軸１２の軸端１２Ｂ側が反軸端側よりも低い（地表からの高さが低い）状態で設置される。

【0021】

減速装置１０のケーシング２４は、該減速装置１０の減速機構１１を覆う本体ケーシング２４Ａ、および減速装置１０の軸方向端面を覆う下部カバー２４Ｂおよび上部カバー２４Ｃとで構成されている。下部カバー２４Ｂには、筒状の継カバー２４Ｄが一体的に形成されており、モータ１３は、この継カバー２４Ｄの最下端面２４Ｄ１に連結ボルト２６を介して連結されている。継カバー２４Ｄは、クランプ締結具１６の径方向外側のほぼ全体を覆っている。なお、継カバー２４Ｄには、クランプ締結具１６の後述するクランプボルト２８を締め込むための工具孔２４Ｄ２が形成されている。

【0022】

クランプ締結具１６は、この実施形態ではスリット３０Ａを有するクランプリング３０と、該クランプリング３０のスリット３０Ａの間隔を狭めることによってクランプリング３０の内径を縮小するクランプボルト２８と、で主に構成されている。

【0023】

入力軸１２には、第１段差１２Ｃおよび第２段差１２Ｄが設けられ、該第１段差１２Ｃおよび第２段差１２Ｄを境にして、本体部１２Ｅ、中間部１２Ｆ、およびクランプ部１２Ｇを備えている。本体部１２Ｅの外径はｄ１、中間部１２Ｆの外径はｄ２、クランプ部１２Ｇの外径はｄ３であり、軸端１２Ｂ側に近づくほど外径が小さくなっている（ｄ１＞ｄ２＞ｄ３）。

【0024】

このうち、第２段差１２Ｄは、クランプ締結具１６の軸方向反軸端側への移動を拘束し、これによりクランプ締結具１６の反軸端側端面１６Ｂを規制している（クランプ締結具１６の入力軸１２上でのクランプ位置を規定している）。

【0025】

また、入力軸１２には、第２段差１２Ｄからクランプ締結具１６の軸方向幅Ｗ１に相当する距離を置いて、Ｏリング１８の配置溝３２が形成されている。Ｏリング１８は、配置溝３２に嵌り込むことによって、該Ｏリング１８の入力軸１２上の軸方向位置を確定し、Ｏリング１８は、クランプ締結具１６の軸端側端面１６Ａの軸方向位置を規制している。

【0026】

なお、入力軸１２に形成されている入力軸スリット１２Ｈ（図３参照）は、該入力軸１２がクランプ締結具１６によって外周から締め付けられたときの縮径代を確保するためのものである。この入力軸スリット１２Ｈは、通常よりも広く形成されている。これは、この間に図示せぬキーを配置して、モータ軸（第２軸）１４と、クランプ締結具１６による連結のほか、キーによる連結も併用できるように配慮したためである（次の実施形態の併用例を参照）。尤も、この図１〜図３の実施形態においては、モータ軸（第２軸）１４とのキー連結は併用されていない。

【0027】

次に、本実施形態に係る軸の連結構造の作用を説明する。

【0028】

もともと、入力軸１２とクランプ締結具１６は、締結が完了するまでは入力軸１２上において極めて容易に滑り易い状況にある。特に、本実施形態においては、減速装置１０の入力軸１２は、鉛直方向に延在している。この状態では、作業者は、クランプ締結具１６の自重を、確実に自身の手で支えた状態で作業をしない限り、クランプ締結具１６は容易に下方に脱落してしまう。

【0029】

しかも、本実施形態に係る減速装置１０は、クランプ締結具１６の全体が（クランプ締結具１６の径方向外側を覆う）継カバー２４Ｄ内に配置されているため、作業者は、クランプ締結具１６を外側から簡単に支えることができない。そのため、作業者は、厳しい状況下で作業せざるを得ず、そのため、作業中にクランプ締結具１６を脱落させてしまうことが、実際にしばしば発生していた。しかし、クランプ締結具１６の脱落は、軸の連結作業の効率を著しく低下させるだけでなく、ときに、作業者の怪我を誘引したり、周辺の部品の損傷等を誘引したりすることもある。

【0030】

また、この種の軸の連結は、例えばオイルシール２０、２２の交換や潤滑剤の交換を伴うメンテナンス時など、潤滑剤を扱う雰囲気下での作業となることも多く、作業者は、潤滑剤の染みこんだ手袋等をしながら締結作業を行うことも少なくない。この場合、クランプ締結具１６を手で支えながら作業を行うと、入力軸１２上をクランプ締結具１６が上下する間に、入力軸１２の外周やクランプ締結面１６Ｆに潤滑剤が付着してしまい、クランプ締結に悪影響を与えることもある。また、この悪影響を回避するために、例えば、布などを用いて当該入力軸１２の外周やクランプ締結面１６Ｆを適宜に拭きながら作業する場合には、当然、作業効率はさらに低下した。

【0031】

本実施形態によれば、Ｏリング１８を入力軸１２に嵌め込むことで簡単にクランプ締結具１６の脱落を防止することができる。したがって、上述したような不具合が発生するのを未然に防止することができる。

【0032】

すなわち、Ｏリング１８は、適度な弾性があって入力軸１２に容易に装着することができ、かつ、止め輪のように、装着や取り外しの際に入力軸１２を傷つけてしまうことがない。入力軸１２の外周は、クランプ締結に当たってデリケートな鏡面を要求されるため、入力軸１２の外周に傷が付きにくいというメリットは大きい。また、Ｏリング１８は、その特性上、たとえ鉛直方向に延在された入力軸１２に装着する場合であっても、装着に当たって、クランプ締結具１６の脱落を防止し得る保持力を十分に有している。したがって、作業者は、クランプ締結具１６の脱落の恐れがないことから、より容易に、かつ、より短時間で軸の連結作業を行うことができる。

【0033】

しかも、Ｏリング１８は、これ自体、低コストで、かつ入手も容易なことから、コストの増大は殆どない。

【0034】

ここで、本実施形態では、特に、入力軸１２は潤滑剤が封入された減速装置１０から突出された軸であるため、例えば、潤滑剤漏れが発生したときや、オイルシール２０、２２や潤滑剤の交換時など、潤滑剤が入力軸１２の外周やクランプ締結面１６Ｆに付着する状況となり易いシチュエーションで適用されている。しかしながら、Ｏリング１８は、もともと「該Ｏリング１８の一方側から他方側に潤滑剤等を漏出させない」という機能をその本来の機能として有している。そのため、潤滑剤漏れが発生したような場合であっても、あるいは、潤滑剤を扱う雰囲気で締結作業を行う場合であっても、クランプ締結面１６Ｆに潤滑剤が入り込むのを極力抑制することができる。

【0035】

また、入力軸１２には、第１段差１２Ｃおよび第２段差１２Ｄが設けられ、本体部１２Ｅ、中間部１２Ｆ、およびクランプ部１２Ｇと、軸端１２Ｂに向かうに従って外径が順次小さくなっているため、入力軸１２に本来要求される強度を維持しつつ、クランプ時の弾性変形を容易に実現している。そして、本実施形態においては、このうちの第２段差１２Ｄが、クランプ締結具１６の反軸端側端面１６Ｂを規制しているため、入力軸１２上においてクランプに最も適正な位置を、容易に確定させることができる。

【0036】

また、入力軸１２には、予めＯリング１８の配置溝３２が形成されていることから、前記第２段差１２Ｄでの規制と相まって、Ｏリング１８を装着した段階でクランプ締結具１６の入力軸１２上のクランプ位置を確定させることができる。これにより、作業者は、クランプ締結具１６が、入力軸１２上において全く上下移動しない状態で締結作業を行うことができるため、作業性はさらに向上する。

【0037】

さらには、締結後においてもクランプ締結具１６は、該第２段差１２ＤとＯリング１８とに挟まれており、特にその反軸端側端面１６Ｂが前記第２段差１２Ｄに当接している。このため、万一、減速装置１０側から潤滑剤漏れが生じたような場合であっても、クランプ締結面１６Ｆに該潤滑剤が入り込みにくくなっている。

【0038】

図４に、本発明の他の実施形態の一例を示す。

【0039】

この図４の実施形態においても、クランプ締結具１６の脱落を防止するに当たって、入力軸（第１軸）４８のクランプ締結具１６よりも軸端４８Ｂ側に該クランプ締結具１６の脱落を防止するＯリング１８が配置されているため、先の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0040】

本実施形態においては、さらに、先の実施形態における第２段差１２Ｄのような「段差」によってクランプ締結具１６の反軸端側端面１６Ｂを規制する代わりに、当該クランプ締結具１６の反軸端側端面１６Ｂを、別のＯリング５０によって規制するようにしている。また、２つのＯリング１８、５０を配置すべき位置には、それぞれ配置溝３２、５２が形成されている。そのため、該２つのＯリング１８、５０によって、先の実施形態と同様に、入力軸１２上における最適なクランプ位置を確定させることができる。

【0041】

また、クランプ締結具１６の軸方向両側にＯリング１８、５０が配置されることになるため、クランプ締結面１６Ｆに潤滑剤が侵入するのを、一層良好に防止することができる。特に、クランプ締結具１６の反軸端側端面１６ＢをＯリング５０で規制していることから、減速装置１０（潤滑剤が封入された装置）のオイルシール２０に漏れが発生したようなときでも、該反軸端側端面１６ＢのＯリング５０により、漏れた潤滑剤がクランプ締結面１６Ｆに進入するのを効果的に防止できる。

【0042】

また、本実施形態においては、軸の連結に当たって、クランプ締結具１６による摩擦連結のほかに、キー５６による連結を併用している。図４から明らかなように、キー５６は、入力軸４８の外周から突出していないため、（キー溝無しのモータ軸（第２軸）１４を挿入する場合と同様に）容易にキー溝５８にキー５６の付いたモータ軸（第２軸）６０を挿入可能である。キー５６による連結を併用することにより、摩擦連結による利点を享受しながら、万一、何らかの原因でクランプ締結具１６による摩擦力が低下したような場合であっても、当該キー５６によって、入力軸４８とモータ軸６０の連結を維持することができる。

【0043】

また、本実施形態のようにキー５６による連結を併用する場合、Ｏリング１８は（さらにはＯリング５０も）、キー５６の径方向外側を横断することになるため、Ｏリング１８、５０によってキー５６の脱落をも同時に防止することができるようになり、締結の作業性をさらに向上させることができる。なお、この図４の構成でも、先の実施形態と同様に、キー溝無しのモータ軸１４を挿入してクランプ締結具１６のみによる連結を行うことも可能である。

【0044】

その他の構成については先の実施形態と同様であるため、図中で同一、または機能的に類似する部分に先の実施形態と同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。

【0045】

なお、上記実施形態においては、本発明の効果が最も顕著に得られる状況、すなわち第１軸が鉛直に延在され、第１軸の軸端側が反軸端側の真下に位置する状況において本発明を適用していたが、本発明は、このような状況でのみ有効な発明ではなく、第１軸の軸端側が反軸端側よりも低い状態で設置されるならば（クランプ締結具が脱落し易い状況であるため）有効に機能する。さらには、第１軸が水平、あるいは、むしろ軸端が反軸端側よりも高い状態で設置されるような場合であっても、本発明を適用することにより、例えば減速装置の据え付け前において予めＯリングを装着しておくことが可能となるため、減速装置およびクランプ締結具の取り扱いが容易になるというメリットも得られる。

【0046】

また、先の実施形態では、第１軸として減速装置の入力軸、第２軸としてモータ軸の例が示されていたが、本発明は、これに限らず、第１軸、第２軸は、どのような装置の軸であってもよい。

【0047】

例えば、本発明は、第１軸または第２軸が潤滑剤が封入された装置から突出された軸である場合に、潤滑剤の浸入を防止するという観点で顕著な効果を得ることができるが、本発明は、潤滑剤を扱わないような状況においても適用でき、クランプ締結具の脱落防止という本来の効果を得ることが可能である。

【0048】

また、本発明は、先の実施形態のように、クランプ締結具の径方向外側を覆うカバー部材が存在するような態様、すなわち、クランプ締結具を押さえながら締結することが困難な態様で実施するときに、特に顕著な効果を得ることができるが、本発明は、このようなカバー部材の存在しない状況においても適用でき、クランプ締結具の脱落防止という本来の効果を得ることが可能である。

【0049】

また、先の実施形態においては、いずれもＯリングを配置すべき位置に、Ｏリングの配置溝を形成するようにしていたが、このような配置溝を形成しなくても、事実上、クランプ締結具の支持あるいは保持を行うことが可能である。したがって、Ｏリングの配置溝の形成は、必ずしも必須な構成ではない。

【0050】

同様に、本発明は、クランプ位置が確定しなければ適用できないものではないため、第１軸上の段差の形成や、クランプ締結具の反軸端側のＯリングの配置についても、必ずしも必須な構成ではない。

【符号の説明】

【0051】

１０…減速装置
１１…減速機構
１２…入力軸（第１軸）
１２Ａ…中空部
１２Ｂ…軸端
１２Ｃ…第１段差
１２Ｄ…第２段差
１２Ｇ…クランプ部
１３…モータ
１４…モータ軸（第２軸）
１６…クランプ締結具
１６Ａ…軸端側端面
１６Ｂ…反軸端側端面
１８、５０…Ｏリング
２０、２２…オイルシール
２４…ケーシング
２４Ｄ…継カバー
２４Ｄ２…工具孔
２８…クランプボルト
３０…クランプリング
３０Ａ…スリット
３２、５２…配置溝
５６…キー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】