JP2001032851A

JP2001032851A - 鉄道車両用撓み板式軸継手

Info

Publication number: JP2001032851A
Application number: JP11208766A
Authority: JP
Inventors: Riichi Inui; 利一乾
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】質量の増加を伴うことなく許容可能な変形量
を大きくでき、かつ、取付け作業が容易で、高速回転に
も対応できること。【解決手段】同一軸線上に対向配置されたモータ軸１
２と小歯車軸１３の軸端同士を、モータ軸１２と小歯車
軸１３の相対変位を許容しつつ、モータのトルクを小歯
車軸１３に伝達する鉄道車両用軸継手である。夫々の軸
端に取付けられ、外周側にフランジ１５ａ，１６ａを形
成した継手本体１５，１６と、これら継手本体１５，１
６の両フランジ１５ａ，１６ａ間に接続される少なくと
も１つの連結部材１４を有する。連結部材１４は、筒状
部１４ａと、この筒状部１４ａの両端外周側に一体的に
形成されたフランジ１４ｂとで構成する。【効果】モータ軸と小歯車軸間の相対変位を大きくで
きる。また、連結作業が容易に行えると共に、伝達可能
なトルクを大きくできる。さらに、設置スペースも少な
くてすみ、高速回転時の遠心力も小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一軸線上に対向
配置された例えばモータ軸と歯車装置における小歯車軸
の軸端同士を、台車軸ばねの変位に伴うモータ軸と小歯
車軸の相対変位を許容しつつ、モータのトルクを歯車装
置に伝達すべく連結する鉄道車両用軸継手に係り、特に
撓み板により前記相対変位を許容し、トルク伝達を行う
鉄道車両用撓み板式軸継手に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の撓み板式軸継手は、図７に示した
ように、対向配置された例えばモータ軸１と歯車装置の
小歯車軸２の夫々の軸端に、２本の腕３ａ，４ａを有し
た継手本体 3，４をテーパ焼嵌めにより装着し、これら
夫々の継手本体 3，４の腕３ａ，４ａに、対角線上の頂
部をボルト８によって締結された撓み板５を介して中間
体６，７を結合し、これら中間体 6，７同士をボルト８
で結合することでモータ軸１と歯車装置の小歯車軸２を
締結するものである。

【０００３】ところで撓み板式軸継手では、台車枠の変
位によって生じるモータ軸と歯車装置の小歯車軸との長
手方向や径方向の相対変位に対しては、撓み板が変形す
ることで、これらの変位を許容するようになっている。

【０００４】しかしながら、図７に示したような構成の
従来の撓み板式軸継手では、撓み板が四角或いは円環の
平板状であり許容できる撓み角が小さいので、許容でき
る変形量が限られてしまう。大きな変形量を許容できる
ようにするためには、中間体の長さを長くすれば良い
が、中間体の長さを長くすると、軸継手の質量が増加し
て回転時の振動が大きくなる。また、変位が大きくなる
と、継手本体と撓み板、撓み板と中間体を、それぞれ２
本のボルトのみで締結している、図７に示した従来の撓
み板式軸継手では、撓み板の締結力となっているボルト
の座面と、撓み板面との摩擦力のみでは耐え切れなくな
って滑りが生じ、撓み板に設けたボルトの締結用孔部に
剪断力が発生し、撓み板が折損する。

【０００５】そこで、図７に示した撓み板と中間体に代
えて、特開昭６２−２７８３１９号では、図８（ｃ）
（ｄ）に示したような、富士山型の円錐状となした撓み
板５を採用することで、また、特公平４−６８４８７号
では、図９に示したような、略Ｕ字状の帯状継手ばね９
を採用することで、質量の増加を伴うことなく変形許容
量を大きくするものが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６２−２７８３１９号で提案されたものは、継手本体と
撓み板との取付を、１８０度対向する２個所の位置で締
結しているだけであるため、モータ軸と歯車装置の小歯
車軸との相対変位が大きくなった場合には、締結してい
るボルトに作用する荷重が大きくなって、実際上は許容
可能な相対変位量をあまり大きくとることができない。
また、同様の理由により、締結している位置と締結して
いない位置とで変位に対する剛性が変化するので、回転
むらが生じる虞もあり、大きなトルクを伝達することが
できない。さらに、撓み板同士の締結部が内周側となっ
ているので、締結作業がし難く、また、同じ締結力とし
た場合、締結位置の半径が小さい分、伝達できるトルク
が小さくなる。

【０００７】加えて、鉄道車両用の継手は高速回転する
が、特公平４−６８４８７号で提案されたものは、継手
本体と帯状継手ばねとの取付け部に対して、帯状継手ば
ね中央部の外径が大きいので、必要とするスペースが大
きくなると共に、回転時の遠心力も大きくなるので、高
速回転時には強度的に問題がある。

【０００８】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、質量の増加を伴うことなく許容可能な変
形量を大きくでき、しかも、取付け作業が容易で、高速
回転にも対応できる鉄道車両用撓み板式軸継手を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手は、同一軸
線上に対向配置された駆動軸と従動軸の夫々の軸端に取
付けられ、外周側にフランジを形成した継手本体と、こ
れら継手本体の両フランジ間に接続される少なくとも１
つの連結部材を有し、連結部材は、筒状部と、この筒状
部の両端外周側に一体的に形成されたフランジとで構成
することとしている。そして、このようにすることで、
質量の増加を伴うことなく許容可能な変形量を大きくで
き、しかも、取付け作業が容易で、高速回転にも対応す
ることができるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の鉄道車両用撓み板式軸継
手は、同一軸線上に対向配置された駆動軸と従動軸の軸
端同士を、駆動軸と従動軸の相対変位を許容しつつ、駆
動側のトルクを従動軸に伝達すべく連結する鉄道車両用
軸継手において、前記夫々の軸端に取付けられ、外周側
にフランジを形成した継手本体と、これら継手本体の両
フランジ間に接続される少なくとも１つの連結部材を有
し、連結部材は、筒状部と、この筒状部の両端外周側に
一体的に形成されたフランジとで構成したもので、必要
に応じて、連結部材の筒状部に切欠き孔を設け、連結部
材をスポーク状に形成したり、また、連結部材の筒状部
を蛇腹状となしたりする。

【００１１】本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手は、連
結部材を、筒状部と、この筒状部の両端外周側に一体的
に形成されたフランジとで構成することで、連結部材を
軸方向に伸ばして変形部分を増加させることができる。
従って、平板状の撓み板を組合せた従来の軸継手と比べ
て、駆動軸と従動軸間の相対変位を大きくとることがで
きる。また、筒状部の両端外周側にフランジを一体的に
形成したので、連結作業が容易に行えると共に、大きな
トルクを伝達することができる。さらに、連結部材の中
央部を筒状体とすることで、中央部分の径を小さくでき
るので、設置スペースも少なくてすみ、高速回転時の遠
心力も小さくなる。

【００１２】また、本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手
は、連結部材を、筒状部と、この筒状部の両端外周側に
一体的に形成されたフランジとで構成したので、継手本
体との締結個所を多くできる。従って、締結ボルトに対
する負担が小さくなり、許容可能な変位量やトルクを大
きくすることができる。また、締結個所の増加により、
全周における変位に対する剛性の変化が少なくなり、回
転むらを抑制することもできる。

【００１３】また、本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手
において、連結部材の筒状部に切欠き孔を設け、連結部
材をスポーク状に形成した場合には、連結部材の剛性が
低下して変形し易くなり、発生応力が低下して強度的に
余裕ができる。

【００１４】また、本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手
において、連結部材の筒状部を蛇腹状となした場合に
は、変形可能な長さがさらに増加するので、強度的にさ
らに余裕ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手を
図１〜図６示す実施例に基づいて説明する。図１は本発
明の鉄道車両用撓み板式軸継手の第１実施例を示す縦断
面図で、断面がＵ字状をした２つの連結部材で継手本体
を接続したもの、図２は本発明の鉄道車両用撓み板式軸
継手の第２実施例を示す縦断面図で、断面がＵ字状をし
た１つの連結部材で継手本体を接続したもの、図３は本
発明の鉄道車両用撓み板式軸継手の第３実施例を示す縦
断面図で、断面がＪ字状をした２つの連結部材で継手本
体を接続したもの、図４は図１、図２に示した実施例に
使用した連結部材を断面して示す斜視図、図５は図１、
図２に示した実施例に使用した連結部材の筒状部に切欠
き孔を設け、連結部材をスポーク状に形成したものを示
す要部断面斜視図、図６は図２に示した実施例に使用し
た連結部材の筒状部を蛇腹状となしたものを示す要部断
面斜視図である。

【００１６】図１〜図６において、１１は本発明の鉄道
車両用撓み板式軸継手であり、同一軸線上に対向配置さ
れた例えばモータ軸１２と歯車装置の小歯車軸１３の軸
端同士を、連結部材１４の撓みによって、モータ軸１２
と小歯車軸１３の相対変位を許容しつつ、モータのトル
クを小歯車軸１３に伝達するものである。

【００１７】１５はモータ軸１２に例えばテーパ焼嵌め
によって装着した継手本体、１６は小歯車軸１３に同じ
くテーパ焼嵌めによって装着した継手本体であり、夫々
その外周部にフランジ１５ａ，１６ａを形成している。

【００１８】そして、これら継手本体１５，１６間を連
結部材１４を介して例えば８〜１２個のボルト１８で接
続するが、本発明ではこの連結部材１４を、例えば図４
に示したように、筒状部１４ａと、この筒状部１４ａの
両端外周側に一体的に形成されたフランジ１４ｂとで、
例えば図１や図２に示したように、断面がＵ字状となる
ように、また、図３に示したように、断面がＪ字状とな
るように構成している。なお、１４ｂａは締結孔を示
す。

【００１９】すなわち、本発明の鉄道車両用撓み板式軸
継手１１では、このような形状の連結部材１４によって
モータ軸１２と小歯車軸１３の相対変位を許容するの
で、変形し得る部分が従来の撓み板と比較して軸方向に
増加し、許容できる相対変位量が大きくなる。

【００２０】加えて、本発明の鉄道車両用撓み板式軸継
手１１では、筒状部１４ａの両端外周側にフランジ１４
ｂを一体的に形成した、すなわち外フランジと成したの
で、継手本体１５，１６や中間部材１７ａ，１７ｂとの
連結作業が容易に行えると共に、伝達可能なトルクも大
きくできる。また、連結部材１４の中央部を筒状体と
し、中央部分の径を小さくしたので、設置スペースが少
なくてすみ、高速回転時の遠心力も小さくなる。

【００２１】さらに、本発明の鉄道車両用撓み板式軸継
手１１では、連結部材１４を、筒状部１４ａと、この筒
状部１４ａの両端外周側に一体的に形成されたフランジ
１４ｂとで構成したので、継手本体１５，１６や中間部
材１７ａ，１７ｂとの締結個所を従来継手の２個から８
〜１２個と多くすることができる。従って、ボルト１８
一個当たりに対する負担が小さくなり、軸継手が許容で
きる変位量やトルクが大きくなる。また、締結個所の増
加により、全周における変位に対する剛性の変化が少な
くなり、回転むらも抑制できる。

【００２２】継手本体１５，１６間に介設するこの連結
部材１４は、１つに限るものではなく、許容可能な相対
変位量や設置スペースに応じて適数個介設する。例えば
図１及び図３では、中間部材１７ａ，１７ｂを介して連
結部材１４を２個直列に配置したものを、また図２では
１個介設したものを示している。図２のような連結部材
１４が１個の場合には、モータ軸１２と継手本体１５、
小歯車軸１３と継手本体１６との嵌合をスプラインにす
れば、図１や図３に示した２個直列に配置した場合と同
程度に連結部材１４の取付け間隔を伸ばすことができ
る。

【００２３】なお、図１及び図３に示した実施例では、
中間部材１７ａ，１７ｂを介して連結部材１４を２個直
列に配置したものを示したが、この中間部材１７ａ，１
７ｂは必ずしも連結部材１４間に挿入しなくても良い。
中間部材１７ａ，１７ｂを挿入しない場合には、中間部
材１７ａ，１７ｂの質量が軽減でき、軽量化、低振動化
が図れる。

【００２４】また、図３に示すように、断面形状がＪ字
状の連結部材１４を２個直列に配置する場合には、連結
部材１４の向きは、図３（ａ）に示したように、２つの
連結部材１４を内側に向けて配置しても、また、図３
（ｂ）に示したように、２つの連結部材１４を外側に向
けて配置しても良い。なお、これらの配置形態は、断面
Ｕ字状の連結部材１４を含めて、構成スペースや使用条
件により適宜決定すれば良い。

【００２５】さらに、連結部材１４の筒状部１４ａに、
図５に示したように、切欠き孔１４ａａを設け、連結部
材１４をスポーク状に形成したり、また、連結部材１４
の筒状部１４ａを、図６に示したように、蛇腹状となし
ても良い。なお、切欠き孔１４ａａの形状や大きさ、個
数は使用条件によって適宜決定すれば良い。また、蛇腹
状と成すのは、図６のように筒状部１４ａの両側でも、
また、どちらか片側でも良い。また、蛇腹状の筒状部１
４ａに切欠き孔を設けて、スポーク状に形成しても良
い。

【００２６】連結部材１４の筒状部１４ａに切欠き孔１
４ａａを設け、連結部材１４をスポーク状に形成した、
図５に示した連結部材１４を採用した場合には、図４に
示した切欠き孔１４ａａを設けない連結部材１４を採用
した場合と比較して、連結部材１４の剛性が低下して変
形し易くなり、発生応力が低下して強度的に余裕ができ
る。また、連結部材１４の筒状部１４ａを蛇腹状となし
た、図６に示した連結部材１４を採用した場合には、変
形可能な長さがさらに増加するので、強度的にさらに余
裕ができる。

【００２７】なお、図１〜図３中の１９はカバーであ
り、飛石などの外力によって連結部材１４を護るための
ものである。また、連結部材１４は鉄、非鉄、樹脂、ゴ
ム、プラスチックなど強度上問題がなければどのような
ものでも良いが、比重、強度、弾性率等を考慮するとＦ
ＲＰが適している。また、連結部材１４の形状は、本実
施例では円形状のものを示したが、三角形状や四角形状
などの多角形状でも良い。

【００２８】ちなみに、図１及び図２に示した本発明の
実施例と、図７に示した従来品の質量を比較した結果を
下記表１に示すが、本発明品では、特に中間部材の質量
を零又は低減できるので、継手全体の総質量が低減で
き、振動や騒音に有利であることが判る。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の鉄道車両
用撓み板式軸継手では、連結部材を軸方向に伸ばして変
形部分を増加させたので、平板状の撓み板を組合せた従
来の軸継手と比べて、駆動軸と従動軸間の相対変位を大
きくとることができる。また、筒状部の両端外周側にフ
ランジを一体的に形成したので、連結作業が容易に行え
ると共に、伝達可能なトルクを大きくすることができ
る。さらに、連結部材の中央部を筒状体とし、中央部分
の径を小さくしたので、設置スペースも少なくてすみ、
高速回転時の遠心力も小さくなる。

【００３１】また、本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手
において、連結部材の筒状部に切欠き孔を設け、連結部
材をスポーク状に形成した場合には、連結部材の剛性が
低下して変形し易くなり、発生応力が低下して強度的に
余裕ができる。さらに、本発明の鉄道車両用撓み板式軸
継手において、連結部材の筒状部を蛇腹状となした場合
には、変形可能な長さがさらに増加するので、強度的に
さらに余裕ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手の第１実施
例を示す縦断面図で、断面Ｕ字状をした２つの連結部材
で継手本体を接続したものである。

【図２】本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手の第２実施
例を示す縦断面図で、断面Ｕ字状をした１つの連結部材
で継手本体を接続したものである。

【図３】断面Ｊ字状をした２つの連結部材で継手本体を
接続した本発明の鉄道車両用撓み板式軸継手の第３実施
例を示す縦断面図で、（ａ）は断面Ｊ字状をした２つの
連結部材を内側に向けて配置したもの、（ｂ）は断面Ｊ
字状をした２つの連結部材を外側に向けて配置したもの
である。

【図４】図１、図２に示した実施例に使用した連結部材
を断面して示す斜視図である。

【図５】図１、図２に示した実施例に使用した連結部材
の筒状部に切欠き孔を設け、連結部材をスポーク状に形
成したものを示す要部断面斜視図である。

【図６】図２に示した実施例に使用した連結部材の筒状
部を蛇腹状となしたものを示す要部断面斜視図である。

【図７】従来の撓み板式軸継手の説明図で、（ａ）は縦
断面図、（ｂ）は斜視図である。

【図８】特開昭６２−２７８３１９号で提案された撓み
板式軸継手の説明図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）の矢視Ａ−Ａ図、（ｃ）は撓み板を表面側から見
た斜視図、（ｄ）は撓み板を裏面側から見た斜視図であ
る。

【図９】特公平４−６８４８７号で提案された撓み板式
軸継手の縦断面図である。

【符号の説明】

１１撓み板式軸継手１２モータ軸１３小歯車軸１４連結部材１４ａ筒状部１４ａａ切欠き孔１４ｂフランジ１５継手本体１５ａフランジ１６継手本体１６ａフランジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一軸線上に対向配置された駆動軸と従
動軸の軸端同士を、駆動軸と従動軸の相対変位を許容し
つつ、駆動側のトルクを従動軸に伝達すべく連結する鉄
道車両用軸継手において、前記夫々の軸端に取付けら
れ、外周側にフランジを形成した継手本体と、これら継
手本体の両フランジ間に接続される少なくとも１つの連
結部材を有し、連結部材は、筒状部と、この筒状部の両
端外周側に一体的に形成されたフランジとで構成されて
いることを特徴とする鉄道車両用撓み板式軸継手。
【請求項２】連結部材の筒状部に切欠き孔を設け、連
結部材をスポーク状に形成したことを特徴とする請求項
１記載の鉄道車両用撓み板式軸継手。
【請求項３】連結部材の筒状部を蛇腹状となしたこと
を特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両用撓み板式
軸継手。