CN102808865A

CN102808865A - 联轴器

Info

Publication number: CN102808865A
Application number: CN2012103008612A
Authority: CN
Inventors: 麻幸启
Original assignee: Asa Electronics Industry Co Ltd
Current assignee: Asa Electronics Industry Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2012-12-05
Also published as: JPWO2007077695A1; CN101278136A; EP1923587A4; US8100773B2; EP1923587A1; US20090191975A1; WO2007077695A1; JP2011190935A; KR20080044889A; EP1923587B1; KR100972481B1

Abstract

本发明的联轴器减少构件数，且简化制造工序。具备：多个球体(29a～29d)；曲面状形成有承接各球体(29a～29d)的半球状球体承接部(22a～22d)的圆柱状内衬套(20)；具有收容内衬套(20)的收容部(17)和与收容部(17)一体地形成且收容由各球体承接部(22a～22d)承接的球体(29a～29d)的多个长槽(12a～12d)的外衬套(10)。

Description

联轴器

本申请是申请日为2006年11月27日、申请号为200680036394.X、发明名称为“联轴器”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使用于汽车、航空器、船舶或产业机械等的动力传递部的联轴器(joint)。

背景技术

以往，存在“一种滑动式等速联轴器，其具有：在内周面的圆周方向等分位置具备沿轴向延伸的轨道槽的外圈构件；在外周面的圆周方向等分位置具备沿轴向延伸的轨道槽的内圈构件；夹在内外圈构件的轨道槽之间的转矩传递部，转矩传递部由具备齿轮部的轴颈构件、和旋转自如地担载于轴颈构件的滚柱构成，滚柱收容于外圈构件的轨道槽，在内圈构件的轨道槽的底面设置齿轮部，并且使轴颈构件的齿轮部与内圈的齿轮部啮合，由此能够使轴颈构件相对于内圈倾斜”(专利文献1)。

专利文献1：特开2000-27881号公报

专利文献1中记载的联轴器除了外圈构件及内圈构件之外，还具备转矩传递部。转矩传递部由具备齿轮部的轴颈构件、和旋转自如地担载于轴颈构件的滚柱构成。另外，轴颈构件的齿轮部经过与内圈的齿轮部啮合的制造工序。

这样，上述联轴器在构件数多这一方面、和在制造阶段需要经过麻烦的啮合工序这一方面存在问题。

发明内容

本发明的目的在于提供解决上述各问题的联轴器。

为了解决上述问题，本发明的联轴器，具备：

多个球体(例如，图1的符号29a～29d)；

在头部(例如，图2的符号21)的侧面形成有承接所述各球体的半球状凹陷部(例如，图2的符号22a～22d)、且圆柱状筒体部(例如，图2的符号24)通过颈部(例如，图2的符号23)位于该头部上的构件(例如，图1的符号20)；和

衬套(例如，图1的符号10)，其具有收容所述构件的收容部(例如，图1的符号17)和与该收容部一体地形成且收容由所述各凹陷部承接的球体的多个长槽(例如，图2的符号12a～12d)。

所述构件与连结于所述衬套的其他衬套(例如，图1的符号10)一体形成。即，所述构件构成所述其他衬套的一部分也可。

或者，所述构件跨在两个衬套(例如，图6的符号10、10’)之间收容也可。在这种情况下，可以使所述构件具有凹陷部，该凹陷部承接在所述衬套的各长槽中收容的球体和在连结于所述衬套的其他衬套中收容的球体。

所述长槽的底部的开口部分比中央部分浅(例如，形成为图4的符号12a～12d所示的形状)。其结果，利用该开口部分停留球体，因此，构件和衬套在使用中不易脱落。

所述衬套和连结于该衬套的轴利用螺合连结(例如，形成为图9的符号34的结构)。所述情况尤其可以优选使用于联轴器主体小型的情况中。

还有，考虑各球体的耐久性，所述各球体的直径在所述筒体部的直径的大致1/4～1/8的范围即可。若设在该范围内，则在联轴器的使用时，对各球体施加的应力不会过度到对耐久性产生影响的程度。

另外，可以使所述联轴器具备防止部，该防止部防止所述构件和所述衬套相互脱落。防止部的类型有几种，但可以根据所述衬套的长槽的底面和衬套的外侧壁之间的壁厚选择采用哪一种。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的联轴器结构的分解立体图。

图2是图1的内衬套20的侧视图及球体承接部22a的附近的放大图。

图3是图1的外衬套10的侧视图及剖面图。

图4是本发明的实施方式2的外衬套10的剖面图、侧视图及表示连结外衬套10和内衬套20的状态的图。

图5是图3的变形例。

图6是表示通过安装有多个球体的一个连结构件20连接两个外衬套10、10’的类型的联轴器的图。

图7是图3所示的类型的外衬套10的加工工序的说明图。

图8是防止球体从球体承接部脱落的罩60的俯视图及侧视图。

图9是表示在各种尺寸的联轴器上安装轴30、40的形式的图。

图10是表示图1的变形例的图。

图11是图10所示的各构件的组装原理的说明图。

图12是表示图2的变形例的图。

图中：10、10’-外衬套；20-内衬套；29-球体；30、40-轴。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1是本发明的实施方式1的联轴器的分解立体图。如图1所示的联轴器大致分为以下说明的外衬套10、内衬套20、球体29a～29d、轴30、40。

外衬套10和内衬套20通过在形成于外衬套10的收容部17中收容内衬套20的头部21(图2)而连结。

内衬套20如后所述，在头部21的侧面形成有承接球体29a～29d的半球状凹陷部，圆柱状筒体部24通过颈部23位于头部21上。在筒体部24的底面形成有开口部25，以承接轴40。

外衬套10具有：收容内衬套20的收容部；与该收容部一体地形成，且收容由所述各凹陷部承接的球体的多个长槽。

球体29a～29d由不锈钢、陶瓷、金属等磁性体等构成，其尺寸在联轴器自身的尺寸为下述例子的情况下为4φ左右。球体29a～29d的数目不限定于4个。通常，球体29a～29d的数目根据联轴器主体的大小、材料(硬度)而确定即可。另外，球体29a～29d的直径考虑球体29a～29d的耐久性，形成为内衬套20的筒体部24(图2)的直径的大致1/4～1/8的范围即可。

图2(a)是从螺纹孔26b侧观察的图1的内衬套20的侧视图。图2(b)是从头部21侧观察的内衬套20的侧视图。图2(c)是球体承接部22a附近的放大图。

内衬套20是塑料制、金属制等。内衬套20包括：大致形状为圆柱状的头部21，其曲面状形成有承接多个球体29a～29d的半球状球体承接部22a～22d。在此，半球状还包括大致形状接近圆锥(在图2(a)所示的剖面图中呈V字状的形状)的形状。在球体29a～29d和球体承接部22a～22d之间涂敷有油脂。内衬套20包括：在底面形成有用于承接轴40的开口部25，且在侧面形成有承接螺钉46、48的螺纹孔26a、26b的筒体部24，该螺钉46、48从筒体部24的侧面固定由开口部25承接的轴40。进而，内衬套20包括：连结头部21和筒体部24，且作为容许轴30、40间的弯曲的部分发挥功能的颈部23。

还有，内衬套20的尺寸的一例如下所述。

头部21：端面直径12.4φ、与颈部23的边界直径12.7φ、长度6.7mm、自端面到球体承接部29a～29d的底部的长度3.7mm、自轴心到球体承接部29a～29d的底部的长度4.47mm、自与颈部23的边界直径到球体承接部29a～29d的底部的深度1.88mm、球体承接部29a～29d的开口直径4.8～5.0φ。

颈部23：自与头部21的边界到细径的头部21侧的长度2.8mm、细径9.2φ、自细径的头部21侧到与筒体部24的边界的长度4.5mm、自筒体部24朝向细径的部分的角度67度。

筒体部24：直径20φ、长度13mm、自端面到螺纹孔26a、26b的轴心的长度5mm、开口部25的直径5.7φ、开口部25的深度12mm、螺纹孔26a、26b的直径3.35φ。

另外，内衬套20利用压模成形即可，但例如，球体承接部22a～22d利用挖掘等形成即可。

图3(a)是从开口部15侧观察的图1的外衬套10的侧视图。图3(b)是外衬套10的剖面图。图3(c)是从收容部17侧观察的外衬套10的侧视图。

外衬套10是塑料制、金属制等。外衬套10包括第一部分11，该第一部分11包括：收容内衬套20的头部21的收容部17；以一定间隔与收容部17一体地形成，且收容被各球体承接部22a～22d承接的球体29a～29d的多个长槽12a～12d。外衬套10包括第二部分13，该第二部分13在底面形成有用于承接轴30的开口部15，且在侧面形成有承接螺钉36、38的螺纹孔16a、16b，该螺钉36、38从第二部分13的侧面固定由开口部15承接的轴30。还有，外衬套10的尺寸的一例如下所述。

第一部分11：收容部17的深度13mm、长槽12a～12d的长度方向长度10.5mm、自长槽12a的底到长槽12d的底的长度17mm。

第二部分13：直径20φ、长度11mm、自端面到螺纹孔16a、16b的轴心的长度5mm、开口部15的直径5.7φ、开口部15的深度11mm、螺纹孔16a、16b的直径3.35φ。

若将外衬套10及内衬套20的各尺寸变更为与上述例示大致相似的尺寸，则能够改变联轴器整体的尺寸。但是，在外衬套10及内衬套20的刚性和球体29a～29d的刚性的偏差大的情况下，改变球体29a～29d的数目，以免在联轴器使用时刚性低的一方变形即可。通常，若增大联轴器，则增加球体的数目即可。

另外，外衬套10利用压模成形即可，但例如长槽12a～12d利用挖掘等形成即可。

轴30、40由不锈钢、陶瓷等构成，其尺寸为开口部15、25的程度，联轴器自身的尺寸为上述例子的情况下为6φ左右。

这样，本实施方式的联轴器包括外衬套10、内衬套20、球体29a～29d所谓的三个构件。而且，本实施方式的联轴器不需要复杂的结构。在这样的联轴器的情况下，也能够确认连结对象间的旋转时的等速性。

(实施方式2)

图4(a)是本发明的实施方式2的外衬套10的剖面图。图4(b)是从收容部17侧观察的外衬套10的侧视图。图4(c)是表示连结外衬套10和内衬套20的状态的图。还有，在此，示出将球体的数目设为6个的情况的例子。

如图4所示，在本实施方式中，使长槽12a～12f的长度方向的中央部分比开口部分相对深。这样的外衬套10如图3所示的外衬套10一样，预先形成有长槽12a～12f，利用挖掘等将其中央部分及开口端平缓地扩大。

还有，在使用相同尺寸的内衬套20的情况下，实施方式2的外衬套10的长槽12a～12f的开口部分不比实施方式1中的外衬套10的长槽12a～12d的开口部分深。还有，将实施方式2的外衬套10的长槽12a～12f的中央部分挖掘至与实施方式1的外衬套10的长槽12a～12d的深度相同的深度等。

具体来说，在图3所示的外衬套10的情况下，自长槽12a的底到长槽12d的底的长度为17mm，与此相对，在图4所示的外衬套10的情况下，自长槽12a的开口部分的底到长槽12d的开口部分的底的长度为16.3mm。

若相对于这样的外衬套10，将内衬套20倾斜35度左右，则能够将图4(c)上下方向上的球体29a、29d的距离设为长槽12a、12d间的距离以下。从而，将内衬套20在倾斜的状态下插入收容部17，由此，能够连结内衬套20和外衬套10。

在内衬套20和外衬套10的连结后，若消除内衬套20和外衬套10的角度，则球体20a～29f卡在长槽12a～12f的中央部分和开口端之间的隆起部分，因此，内衬套20和外衬套10不脱落。还有，在使用时，若内衬套20和外衬套10所成的角度为15度左右，则确保内衬套20和外衬套10的连结。

如上所述，使用本实施方式的外衬套10的联轴器在使用时，内衬套20和外衬套10不易脱落。具体来说，在使内衬套20和外衬套10的轴心相互倾斜的同时使其旋转2000小时左右的情况下，若为15度左右，则不会脱落。

(实施方式3)

图5是图3的变形例。如图5所示的外衬套10形成有总计8个长槽12a～12h。该外衬套10利用压模成形。

在此，图5(b)中位于上下左右的长槽12a～12d如图3所示的外衬套10一样，在不进行中央部分的挖掘等的情况下使用。另一方面，图5(b)中位于长槽12a～12d间的长槽12e～12h如图4所示的外衬套10一样，在进行中央部分的挖掘等之后使用。还有，如上所述，长槽12a～12d形成为比长槽12e～12h深。

这样，在本实施方式中，以能够用作实施方式1、2中说明的外衬套10的任一个的方式压模成形外衬套10。从而，预先批量生产如图5所示的外衬套10，根据用途加工长槽12e～12h即可。

(实施方式4)

图6(a)是外衬套10的剖面图。图6(b)是从收容部17观察的外衬套10的侧视图。图6(c)是连结构件20的侧面及剖面图。图6(d)是连结构件20的俯视图。图6(e)是表示通过连结构件20连接外衬套10、10’并使轴相互偏心的状态的图。

上述各实施方式的联轴器在结构上不能使轴30、40的轴心偏心。对此，本实施方式的联轴器在结构上能够使外衬套10、10’的轴心偏心，因此，也能够使轴30、40的轴心相应地偏心。

(实施方式5)

图7是图3所示的类型的外衬套10的加工工序的说明图。在本实施方式中，为了确保外衬套10和内衬套20的使用时的连结，在连结外衬套10和内衬套20后，使用冲头等器具51～54压溃长槽12a～12d的开口端附近的底部。

具体来说，如图7(a)所示，将前端尖锐的器具51～54朝向外衬套10的轴心抵接在外衬套10的与长槽12a～12d对应的外周部分。在此，如图7(b)所示，外衬套10在外周端部形成有台阶，器具51～54的前端以规定的角度抵接于该台阶部分。

还有，在该状态下，朝向外衬套10的轴心，向器具51～54施加外力。其结果，外衬套10如图7(c)及图7(d)所示，与长槽12a～12d对应的外周部分被压溃。长槽12a～12d内的球体能够到达被压溃的部分，但卡在该部分。从而，外衬套10和内衬套20不会脱落。

在此，如图7所示的方法中，研究了如何使外衬套10和内衬套20不脱落。但是，若将联轴器的尺寸大型化，则自长槽12a～12d的底部到外衬套10的外周面的壁厚增加，在图7所示的方法中，有时不能形成使外衬套10和内衬套20不脱落所需的足够的压溃部分。

在这种情况下，不是防止外衬套10和内衬套20脱落的自身，而如图8所示，需要设计成即使外衬套10和内衬套20脱落的情况下，球体也不会从球体承接部脱落。

图8是防止球体从球体承接部脱落的罩60的俯视图及侧视图。在此，示出了球体承接部为6个的情况下的罩60。

如图8所示，罩60具有：在中央形成有开口部61的罩主体；包括从罩主体的缘部相对于罩主体以直角立起的片部60a、60b的总计6个片部。片部60a、60b的间隔比球体29a等的直径窄。

罩60在将球体收容于球体承接部后，按照利用罩60覆盖内衬套20的头部21的方式安装。还有，若在内衬套20的头部21的端面中央(与开口部61对应的位置)预先形成螺纹孔，则能够使用小螺钉等将罩60固定于内衬套20上。当然，内衬套20和罩60也可以使用粘接剂等固定。

如上所述，若将罩60安装于内衬套20，则如图所示，球体29a如图所示，停留在片部60a、60b之间而不会下落。

(实施方式6)

图9是表示将轴30、40安装于各种尺寸的联轴器的方式的图。图9(a)是表示轴30、40的直径为开口部15、25的直径以下的情况下的例子的图。在这种情况下，如图9(a)所示，首先，对轴30、40的前端部34、43进行螺纹切削，且在开口部15、25中形成螺纹孔。然后，前端部34、43利用与螺母32、42的螺合，连结于联轴器。此时，在外衬套10侧一体地形成有开口部15和收容部17，因此，为了进行轴30相对于外衬套10的定位，必须使用螺母32。另一方面，在内衬套20侧，开口部25具有底，因此，不需要使用螺母42，但为了内衬套20和轴40的更牢固的连结而使用螺母42也可。

如图9(a)所示的连结方法在联轴器及轴30、40的直径小时有效。这是因为，在联轴器等的直径小的情况下，内衬套20等的侧面和开口部25之间为薄壁，因此，不能在内衬套20等上形成如图1所示的螺纹孔26a等，故需要进行不使用螺钉36等的情况下的联轴器和轴30、40的连结。具体来说，若内衬套20等的直径为4φ以下，则难以形成螺纹孔26a等。

图9(b)是表示轴30、40的直径比开口部15、25的直径大的情况下的例子的图。在这种情况下，如图9(b)所示，首先，对轴30、40的前端部34、43进行螺纹切削，并在开口部15、25中形成螺纹孔。然后，前端部34、43利用与开口部15、25的螺合，连结于联轴器。在这种情况下，不需要螺母。这是因为，在前端部34、43的底面上可以实现轴30相对于外衬套10的定位。当然，为了内衬套20和轴40的更牢固的连结、外衬套10和轴30的更牢固的连结而辅助性地使用螺母也可。

图9(c)是图9(b)的变形例。在此，示出了内衬套20的筒体部24的直径与图1等中所示的情况相比相对小的情况下的内衬套20和轴40的连结例。如图示，将内衬套20的端部做成外螺纹，且将轴40的端部做成内螺纹。在此，辅助性地使用螺母42。

(实施方式7)

图10是表示图1的变形例的图。图10中除了示出图1所示的结构外，还示出了由不锈钢等构成的大致C型形状的环部100。环部100形成为大致C型形状，因此，具有缺口部分100a。另外，在图10中示出了承接环部100的承接部110，该承接部110形成在横切长槽12a～12d的横向的方向上。

环部100的直径和承接部110的直径形成为大致相同。因此，将环部100嵌入承接部110后，如果不是有意使环部100从承接部110脱落的话就不会脱落。

环部100及承接部110在外衬套10和内衬套20一旦连结后，维持其连结。即，环部100及承接部110可以用作使用图4、图7说明的结构的的替换物。

图11是图10所示的各构件的组装原理的说明图。图11(a)～图11(c)中示出了从收容部17侧观察的外衬套10的侧视图。图11(d)中示出了外衬套10的剖面图的局部。

如图11(a)所示，如上所述，在收容部17中形成有长槽12a～12d。另外，在长槽12a～12d等上利用压模形成有承接部110。可是，在不压模成形外衬套10的情况下，利用切削等在长槽12a～12d等上设置承接部110也可。

如图11(b)所示，在长槽12a～12d中收容球体29a～29d。还有，为了便于说明，未图示内衬套20，但实际上，球体29a～29d在被内衬套20承接的状态下收容于长槽12a～12d中。

如图11(c)所示，向承接部110嵌入环部100。此时，环部100为大致C型形状，因此，通过朝向内径方向施力，能够缩小直径。从收容部17向承接部110嵌入直径被缩小的环部100。实际上，若环部100到达承接部110，则被缩小的直径扩大，环部100被纳入承接部110中。

在此，为了利用上述方法，用承接部110承接环部100而对环部100向内径方向施力时，注意的是，需要以环部100的直径比收容部17的直径小的幅度预先形成缺口部100a这一点。另外，环部100需要在朝向内径方向施加的力被解除的情况下，使环部100恢复为原来的形状的刚性。作为一例，可以使用SUS304。

如图11(d)所示，收容于外衬套10的球体20a由于嵌入承接部110的环部100形成止动器，从而不会从外衬套10脱落。当然，球体20a在收容于外衬套10内的状态下，也不会从球体承接部22a脱落。从而，利用球体20a、承接部110及环部100，维持外衬套10和内衬套20的连结。

(实施方式8)

图12是表示图2的变形例的图。图12中示出了与图2(b)对应的内衬套20的剖面图。该内衬套20适合于与如图11所示的不具有止动器的外衬套10的连结。

图12中除了示出了图2所示的结构外，还示出了形成于球体承接部29a、29c的底部的槽28a、28c、和收容于槽28a、28c内的磁铁27a、27c。

在此，在外衬套10不具有止动器的情况下，连结外衬套10和内衬套20而使用时，有时外衬套10和内衬套20相互脱落。在这种情况下，为了使球体29a等不从球体承接部22a等脱落，在本实施方式中，用磁性体形成球体29a等，且将磁铁27a等设置于磁铁承接部22a等上。

若这样，则即使外衬套10和内衬套20相互脱落，也由于球体29a等被磁铁27a等吸附，因此，不从球体承接部22a等脱落。

Claims

1.一种联轴器，其中，具备：

多个球体；

形成有两列承接所述各球体的半球状的凹陷部的圆柱状的构件；

第一衬套，其具有从所述构件的一端侧收容所述构件的收容部和与该收容部一体地形成且收容由第一列的各凹陷部承接的球体的多个长槽；和

第二衬套，其具有从所述构件的另一端侧收容所述构件的收容部和与该收容部一体地形成且收容由第二列的各凹陷部承接的球体的多个长槽，

所述各长槽以直线延伸的方式形成。

2.根据权利要求1所述的联轴器，其中，

所述长槽的底部的开口部分比中央部分浅。

3.根据权利要求1所述的联轴器，其中，

所述各球体的直径在所述构件的直径的大致1/4～1/8的范围。