JP2001349336A - 弾性軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い出力を伝達できるにもかかわらず経済的
に安価に製造される継手構造を提案する。 【構成】 弾性軸継手１０は、同軸的に設けられる一体
のほぼＶ字状の少なくとも２つの継手体１１を持ち、こ
れらの継手体のほぼ軸線方向外方へ向く環状面１１ａが
加硫により接続フランジ１２；１３に結合され、その軸
線方向内方へ向く環状面１１ｂが、加硫により金属の内
側環状体に結合され、内側環状体が互いに相対回転しな
いように互いに結合されている。本発明によれば、外側
接続フランジ１２；１３が、平らな環状板により形成さ
れ、内側環状体が、ほぼＶ字状縦断面の一体の鋳造体２
９の円錐の又は円錐状に設けられる環状板３５により形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同軸的に設けられ
る一体のほぼＶ字状の少なくとも２つの継手体を持ち、
これらの継手体のほぼ軸線方向外方へ向く環状面が加硫
により接続フランジに結合され、その軸線方向内方へ向
く環状面が、加硫により金属の内側環状体に結合され、
内側環状体が互いに相対回転しないように互いに結合さ
れている、弾性軸継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の軸継手は多数の実施形態で公知
である。動力伝達系の構成部分として軸継手は、デイー
ゼル機関等のような駆動装置のトルク及び出力を従動装
置例えば発電機へ伝達するという役割を持っている。そ
の際継手は、力の伝達のほかに、駆動装置によるトルク
ピークを相殺して、駆動される装置の均一な回転を得る
という役割を持っている。

【０００３】本発明の基礎となっている継手の使用が限
定されているのではない特に船舶駆動装置に対しては、
高い出力が要求される。これらの出力は一般に、非常に
費用をかけて構成される継手を必要とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、高い出力を伝達できるにもかかわらず経済的に安価
に製造される継手構造を提案することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を請求
項１の特徴により解決し、従って外側接続フランジが、
平らな環状板により形成され、内側環状体が、ほぼＶ字
状縦断面の一体の鋳造体の円錐の又は円錐状に設けられ
る環状板により形成されていることを、特徴としてい
る。

【０００６】外側接続フランジのために平らな環状板を
使用することによって、継手の製造が非常に安価にな
る。環状板は、例えばレーザ切断法又はプラズマ切断法
で、大きい材料厚さでも、従って高い出力伝達に適した
方法で、著しく安価に切断される。その他の変形は必要
でない。

【０００７】継手の高い安定性及びそれに伴う大きい出
力の伝達への適合のために、弾性継手体の間に設けられ
る鋳造体が役立つ。鋳造体はなるべくアルミニウム鋳物
から成るか、又は軽金属合金から成る鋳造体であっても
よい。アルミニウムは特別に軽い材料であり、特によい
熱伝導率の点ですぐれ、その結果更に後述するように、
継手の冷却に寄与するための鋳造体の特別な適性が得ら
れる。しかしそのために、ほかの金属材料が良好な熱伝
導率を持っている限り、これらの金属材料も当然適して
いる。

【０００８】特に僅かな出力要求に対して、継手体も鋳
造体もそれぞれ一体に環状に構成することができる。そ
れにもかかわらず鋳造体もゴム弾性継手体も公知のよう
に分割して設けることも可能であり、一層高い出力を伝
達するための一層大きい継手にとって有意義である。扇
形に分割される継手は、継手の周囲にわたって分布され
る４つの扇形をもつことができる。その場合各扇形は、
それぞれ２つの一体な弾性継手体扇形及び鋳造体扇形を
含むことになる。

【０００９】好ましい実施形態によれば、鋳造体の横中
心面が継手の縦軸線に対して直角に延び、環状板が少な
くともその主要な半径方向長さにわたって縦軸線に対し
角をなして傾斜して、継手の縦断面で見て、環状板が継
手の縦軸線の方へ開く角をなしている。特に全断面にわ
たって均一なせん断応力分布を考慮して、弾性体の最適
な応力は、鋳造体の横中心面が継手の縦軸線に対して直
角に延び、環状板が少なくともその主要な半径方向長さ
にわたって縦軸線に対し角をなして傾斜して、継手の縦
断面で見て、環状板が継手の縦軸線の方へ開く角をなし
ている。

【００１０】本発明の展開により、縦軸線の方へ開く角
の頂点範囲に、環状板の間の空気出口開口が存在するこ
とによって、中心の鋳造体が継手の冷却に利用される。
継手の縦断面で見て、環状板がＶ字状に延びているた
め、内側に少なくとも１つの空気入口開口が生じるの
で、継手の運転中に遠心力により送られる周囲空気は、
鋳造体の内側空所を通って内から外へ流れ、継手を冷却
することができる。継手の安定性を高めるため、環状板
はなるべく補強ひれを介して互いに結合されている。

【００１１】空気を通される鋳造体により行われる内部
換気は、弾性継手体に通風貫通孔及び通風穴をまっすぐ
に開ける従来の冷却用解決策に対して、著しい利点を持
っている。しかし本発明により鋳造体のみが通風に利用
されることによって、弾性継手体が弱められることはな
い。継手体は貫通孔を持っていないので、継手体に危険
な応力ピークも生じない。

【００１２】扇形に分割される継手の場合支持環が設け
られ、鋳造体の外側から半径方向に支持環へねじ込み可
能なねじにより、鋳造体が支持環に締付け可能である。
この支持環及びこの支持体と各鋳造体とのねじ結合は、
遠心力に対して鋳造体扇形を安全にし、扇形の傾斜を防
止する。

【００１３】本発明の別の構成では、支持環が、支持環
の設けられている範囲で、鋳造体の環状板の間隔より狭
い。こうして支持環と内側環状板との間に空気入口開口
を設け、これらの空気入口開口を通して冷却空気鋳造体
の内側空所へ入ることができる。

【００１４】補強ひれが、継手の縦軸線の方を向く内側
端面に、支持環をはまり合いで受入れる溝を持ち、それ
により簡単に固定的な結合が保証される。

【００１５】並列に接続される継手体を持つ継手の場
合、支持環が、駆動フランジに相対回転しないように結
合されるボスの構成部分である。

【００１６】環状板が、継手の縦軸線に対してほぼ直角
に向けられる半径方向内側部分に配置を行うことができ
る。それによりこの内側の環範囲に、弾性継手体の高い
負荷能力が生じる。

【００１７】一般の場合であるが、デイーゼル機関等の
ような駆動装置の円板はずみ車への接続に継手が用いら
れる場合、継手要素の冷却の観点から、更に本発明によ
れば、円板はずみ車と付属する接続フランジとの間に、
円板はずみ車と接続フランジとの間に少なくとも１つの
通風間隙を形成する少なくとも１つの間隔体が設けられ
ている。それにより、円板はずみ車への取付けに用いら
れる弾性軸継手の接続フランジが、後を通風されるよう
にすることができる。円板はずみ車と接続フランジとの
間の通風間隙は、放熱する駆動装置の円板はずみ車から
弾性軸継手を熱的に遮断する。周囲空気は、クラツチ運
転中に生じる遠心力のため、周期空気は通風間隙を通っ
て内から外へ流れて、ここに生じる熱を外方へ放出する
ことができる。

【００１８】本発明のそれ以外の特徴は、今まで引用し
なかった従属請求項に示されている。なお本発明は、図
面に示されている実施例の以下の説明から最もよく理解
される。

【００１９】

【実施例】図において、弾性軸継手は全体を１０で示さ
れている。この継手１０は、継手縦軸線Ｌから半径方向
に外方へほぼ連続的に大きくなるほぼＶ字状の断面をそ
れぞれ持つ弾性継手体１１を含んでいる。

【００２０】弾性継手体１１の外方へ向く端面１１ａ
は、加硫により接続フランジ１２及び１３にそれぞれ固
定的に結合されている。継手体１１の内方へ向く端面１
１ｂも、同様に加硫により、良好な熱伝動率を持つ金属
又は金属合金例えばアルミニウムから成る鋳造体２９に
接着されている。

【００２１】図１〜３による実施例では、一方の接続フ
ランジ１３は、詳細には示してない円板はずみ車に継手
１０をねじ１５で取付けるのに用いられ、ねじ１５は接
続フランジ１３の外縁にある穴１６を貫通するしてい
る。他方の接続フランジ１２は、ダイヤフラム３２を接
続するための間隔環３１を有するねじ３０を外側に持
ち、このダイアフラム３２を介して継手１０が従動側を
ボス３３に結合されている。基本的には必要でないダイ
アフラムは、継手を軸線方向に軟らかく構成し、特に動
力伝達系における心合わせ誤差を相殺する、という利点
を持っている。

【００２２】比較的小さい出力用の軸継手では、弾性継
手体１１、接続フランジ１２，１３及び鋳造体２９は、
それぞれ一体の環状体として構成することができる。も
っと高い出力クラスの継手に対しては、製造及び組立て
に関する実際上の考慮から、継手を扇形に分割するこ
と、即ち前記の部材を扇形に構成することが推奨され
る。通常は継手の周囲にわたって分布される４つの扇形
３４が設けられ、これらのうち図２はそれぞれ２つの扇
形３４を半分だけ示している。

【００２３】図３の断面図は、鋳造体２９が原理的に円
錐状の又は円錐状に延びる２つの環状板３５から成るこ
とを示している。鋳造体２９の内部には補強ひれ３６が
設けられている。これらの補強ひれ３６は周方向にもあ
る程度の長さを持ち、そのすベて又はただ１つが半径方
向穴３７を備えている。図１はこれを示し、更に図１か
ら、半径方向穴３７がねじ３８の受入れに用いられ、こ
のねじ３８により鋳造体２９と支持環３９が互いに結合
されることがわかる。支持環３９は一体で周囲にわたっ
て延び、鋳造体２９従って継手１０を遠心力に対して保
護し、個々の扇形３４の傾倒を防止するのに役立つ。

【００２４】図３に示すように、補強ひれ３６の間の範
囲において、内から外へ連続する通風通路４０が鋳造体
２９に設けられて、周囲空気が矢印方向４１に従って継
手１０を内部通風し、即ち鋳造体２９の中心を通って流
れるのを可能にする。冷却空気の入口開口は、図示した
実施例ではダイヤフラム３２に設けられている。それに
より継手１０の比較的高温の区域を絶え間ない空気交換
により冷却することができる。

【００２５】図３は、図４に関連して、円板はずみ車１
４への接続範囲における付加的な冷却手段を示してい
る。

【００２６】接続フランジ１３を介して円板はずみ車１
４への弾性継手１０の取付けは、実施例では環状板状の
間隔板２８として構成されている間隔体１７を介して行
われる。この間隔板２８は、図４が最もよく示すよう
に、半径方向切込み１８を持つ環状板２８の半径方向全
長の主要部分にわたって延びている。こうして内方に
は、中断されることなく連続する環状部分が残ってい
る。間隔板２８の材料厚さは実際には接続フランジ１３
の厚さにほぼ等しくすることができる。

【００２７】具体的な実施例では、半径方向切込み１８
の長さ２１は、接続フランジ１３の内周縁２２を越えて
内方へ延びるように大きさを定められている。全体とし
て間隔板２８は、図４による端面の図で、星形形状とみ
なされ、この星の放射線は腕４０により形成されてい
る。図４において間隔板２８は、継手の周囲にわたって
分布される１６個の腕３０を持っている。この数はもち
ろん義務的ではなく、例としてのみ解されるべきであ
る。

【００２８】図３では、間隔板２８が円板はずみ車１４
の方を向く接続フランジ１３の外面１３ａと接続フラン
ジ１３の方を向く円板はずみ車１４の面１４ａとの間
に、通風間隙２３を形成し、矢印２４で示す冷却空気流
がこの通風間隙２３を通って流れることができる。

【００２９】接続フランジ１３は、一部円板はずみ車１
４の凹所１４ａの所にあるので、特別な空気出口開口が
形成されている。これらの空気出口開口は、接続フラン
ジ１３の外周にある縁切欠き２７から成っている。

【００３０】クラツチ１０の接続フランジ１３と円板は
ずみ車１４との間にあって非常に簡単に形成される間隔
板２８のため、ここで間隙２３の効果的な通風が行われ
る。これは、継手１０の熱の影響を受け易い弾性ゴム体
１１の保護に著しく寄与し、構造的に簡単な手段で継手
１０に著しく高い寿命を与える。

【００３１】実際の実験から、冷却の有効性が驚くべき
程度に証明された。継手は横ずれにより生じる同じ損失
出力及びその他の点では同じ運転条件において、一方で
は間隔板なしで、また他方では間隔板付きで運転され
た。冷却を行う間隔板を使用しないと、弾性継手体の中
心部分では平均して９０℃の温度が測定された。本発明
により構成されて設けられる間隔板を使用すると、この
温度は役７４℃まで低下した。

【００３２】図１及び３は、弾性継手体１１が動力伝達
経路において前後に接続される継手１０を縦断面で示し
ており、それにより継手体の一重配置に比べて、半分の
こわさで２倍のねじり弾性が得られるが、図５は並列に
接続される継手体１１を持つ継手体の縦断面を示してい
る。このような継手は、一重の弾性継手に比較して２倍
のこわさを持ち、２倍の大きさのトルクを伝達すること
ができる。

【００３３】この実施例では、支持環３９がボス４２に
結合され、図示するようにボス４２と一体に構成され、
ボス４２は、駆動装置にクラツチ１０を取付けるフラン
ジ４４にねじ４３を介して結合されている。４５で示す
環状体は、外周でねじ１５及び３０に結合され、力伝達
のため接続フランジ１２と１３を互いに固定的に結合す
るという、役割を持っている。

【００３４】図５により、継手体１１及び鋳造体２９の
幾何学的形状を以下に説明するが、この事情は図１又は
３のクラツチ構成におけるのと同じである。

【００３５】鋳造体２９の材料的に一体の構成部分であ
る２つの環状板３５は、ねじ３８の縦軸線と一致するニ
等分線５１を持つ角Ｗをなしている。ニ等分線５１は、
継手１０の縦軸線Ｌに対して直角になっている。角Ｗの
辺Ｓは、継手体１１の外面１１ａの面５２が縦軸線Ｌと
交差する点４６で、継手１０の縦軸線Ｌと交差してい
る。ゴム弾性継手体１１のこの特別なＶ字状構成は、継
手体１１の全断面にわたって均一なせん断応力分布を生
じる。

【００３６】図示した実施例では、半径方向内側範囲４
８においてこの幾何学的な形状は失われている。弾性継
手体１１は、図５からわかるように、平らなこの範囲４
８で環状板３５の外面がもはや斜め又は円錐状に延びる
ではなく、接続フランジ１２及び１３と同様に継手１０
の縦軸線Ｌに対して直角に延びていることによって、幅
広くされ、弾性を高められている。

【図面の簡単な説明】

【図１】直列に接続される継手体を持つ弾性軸継手の半
分の縦断面を示す。

【図２】図１の矢印ＩＩの方向に見た継手の四分円弧を
示す。

【図３】円板はずみ車への取付け範囲で継手を冷却する
間隔板を持つ継手を図１に対して周方向にずれた面にお
ける半分の縦断面を示す。

【図４】図３の矢印ＩＶの方向に見た継手の四分円弧を
示す。

【図５】並列に接続されるゴム性継手体を持つ弾性軸継
手の半分の縦断面を示す。

【符号の説明】

１０ 弾性軸継手 １１ 継手体 １１ａ，１１ｂ 環状面 １２，１３ 接続フランジ ２９ 鋳造体 ３５ 環状板

フロントページの続き (72)発明者 ゲールハルト・キルシヤイ ドイツ連邦共和国ヴツペルタール11・イツ テルターレル・シユトラーセ52

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸的に設けられる一体のほぼＶ字状の
   少なくとも２つの継手体（１１）を持ち、これらの継手
   体のほぼ軸線方向外方へ向く環状面（１１ａ）が加硫に
   より接続フランジ（１２；１３）に結合され、その軸線
   方向内方へ向く環状面（１１ｂ）が、加硫により金属の
   内側環状体に結合され、内側環状体が互いに相対回転し
   ないように互いに結合されているものにおいて、外側接
   続フランジ（１２；１３）が、平らな環状板により形成
   され、内側環状体が、ほぼＶ字状縦断面の一体の鋳造体
   （２９）の円錐の又は円錐状に設けられる環状板（３
   ５）により形成されていることを特徴とする、弾性軸継
   手（１０）。
2. 【請求項２】 鋳造体（２９）の横中心面（５１）が継
   手（１０）の縦軸線（Ｌ）に対して直角に延び、環状板
   （３５）が少なくともその主要な半径方向長さにわたっ
   て縦軸線（Ｌ）に対し角（ｗ）をなして傾斜して、継手
   （１０）の縦断面で見て、環状板（３５）が継手（１
   ０）の縦軸線（Ｌ）の方へ開く角（Ｗ）をなしているこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の継手。
3. 【請求項３】 縦軸線（Ｌ）の方へ開く角（Ｗ）の辺
   （Ｓ）が、ほぼ対応する接続フランジ（１２，１３）の
   面（５２）において、継手（１０）の縦軸線（Ｌ）と交
   差していることを特徴とする、請求項２に記載の継手。
4. 【請求項４】 縦軸線（Ｌ）の方へ開く角（Ｗ）の頂点
   範囲に、環状板（３５）の間の空気出口開口（４０）が
   存在することを特徴とする、請求項２又は３に記載の継
   手。
5. 【請求項５】 環状板（３５）が補強ひれ（３６）を介
   して互いに結合されていることを特徴とする、請求項４
   に記載の継手。
6. 【請求項６】 扇形に分割される継手の場合支持環（３
   ９）が設けられ、鋳造体（２９）の外側から半径方向に
   支持環（３９）へねじ込み可能なねじ（３８）により、
   鋳造体（２９）が支持環（３８）に締付け可能であるこ
   とを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の継手。
7. 【請求項７】 支持環（３９）が、支持環（３９）の設
   けられている範囲で、鋳造体（２９）の環状板（３５）
   の間隔より狭いことを特徴とする、請求項６に記載の継
   手。
8. 【請求項８】 支持環（３９）と内側環状板（３５）と
   の間に空気入口開口（４９）が設けられていることを特
   徴とする、請求項７に記載の継手。
9. 【請求項９】 補強ひれ（３６）が、継手（１０）の縦
   軸線（Ｌ）の方を向く内側端面に、支持環（３９）をは
   まり合いで受入れる溝（５０）を持っていることを特徴
   とする、請求項５〜８の１つに記載の継手。
10. 【請求項１０】 並列に接続される継手体を持つ継手の
    場合、支持環（３９）が、駆動フランジ（４４）に相対
    回転しないように結合されるボス（４２）の構成部分で
    あることを特徴とする、請求項５〜９の１つに記載の継
    手。
11. 【請求項１１】 環状板（３５）が、継手（１０）の縦
    軸線（Ｌ）に対してほぼ直角に向けられる半径方向内側
    部分（４８）を持っていることを特徴とする、請求項１
    〜１０の１つに記載の継手。
12. 【請求項１２】 鋳造体（２９）がアルミニウム又はア
    ルミニウム合金から鋳造されていることを特徴とする、
    請求項１〜１１の１つに記載の継手。
13. 【請求項１３】 デイーゼル機関等のような駆動装置の
    円板はずみ車（１４）への接続用継手であって、円板は
    ずみ車（１４）と付属する接続フランジ（１３）との間
    に、円板はずみ車（１４）と接続フランジ（１３）との
    間に少なくとも１つの通風間隙（２３）を形成する少な
    くとも１つの間隔体（１７）が設けられていることを特
    徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の継手。
14. 【請求項１４】 間隔体（１７）が、冷却空気用の流通
    路又は通過開口を持つ環状板状の間隔板（２８）により
    形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の
    継手。
15. 【請求項１５】 間隔板（２８）が、空気案内通路（２
    ３）を形成する半径方向切込み（１８）を持っているこ
    とを特徴とする、請求項１４に記載の継手。
16. 【請求項１６】 半径方向切込み（１８）が、半径方向
    に継手（１０）の縦軸線（Ｌ）の方へ、接続フランジ
    （１３）の内周（２２）を越えて延びていることを特徴
    とする、請求項１５に記載の継手。
17. 【請求項１７】 接続フランジ（１３）の外周に、空気
    通過開口として、半径方向切込み（１８）の範囲に切欠
    き（２７）又は穴が設けられていることを特徴とする、
    請求項１３又は１４に記載の継手。
18. 【請求項１８】 間隔板（２８）を取付けねじ（１５）
    が貫通し、取付けねじ（１５）により接続フランジ（１
    ３）が円板はずみ車（１４）へ取付け可能であることを
    特徴とする、請求項１３〜１７の１つに記載の継手。