JP2001504924A

JP2001504924A - ミスアラインメントの場合でも高いねじり剛性を維持するための凹形湾曲コラムを有する可撓性軸継手

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Publication number: JP2001504924A
Application number: JP51084398A
Authority: JP
Inventors: ジュウェル、ホリス
Original assignee: ジュウェル、ホリス
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1997-08-15
Publication date: 2001-04-10
Also published as: WO1998007999A3; EP0918950A4; DE69731640D1; ATE282777T1; EP0918950B1; WO1998007999A2; AU3983997A; EP0918950A1; DE69731640T2; US6077165A; CA2263230A1

Abstract

(57)【要約】名目上共線であり共に回転するように連結されるが、各種のミスアラインメントを受ける軸用の、回転軸線の周りに円周方向に離間して、曲げ又はひねりもしくはその両方によって個別に変形可能な凹形湾曲コラムを有する、可撓性軸継手を提供する。この総合的結果として、回転サイクルにおけるコラムの瞬間位置に応じて様々な変形がコラムに導かれて補償されるので、所定の負荷のトルクは、ミスアラインメントの影響に関係なく駆動軸から従動軸に均一に伝達される。この配置によって、コラムのパラメータ、コラムが軸に連結される方法、及びコラムのその長さに沿った特性を変えることによって、様々な負荷要件とミスアラインメント要件に対処することが可能になる。さらに、継手の様々な組合せを使用して特別の目的を達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】ミスアラインメントの場合でも高いねじり剛性を維持するための凹形湾曲コラムを有する可撓性軸継手発明の背景１．発明の分野本発明は、回転軸どうしを連結するための装置に関し、詳細には、駆動軸と従動軸の間の様々なミスアラインメントを補償する可撓性軸継手に関する。２．関連技術の説明回転する機械部品を有するシステムにおいて駆動軸と従動軸を連結するために、様々な可撓性又は弾性軸継手が使用されている。例えば原動機を変速機に連結しなければならないことがあり、この適用例には、可撓性の軸継手を使用する方が、２つの軸の間で正確な平行アラインメントを確立するよりも、簡潔性と経済性の点ではるかにすぐれている。実際に、多くのロータリ・システムが、始動時に又は作動中に軸の軸線の周りでの運動に対応するように設計されたベアリング及びその他の支持エレメントを有する。さらに、構成部分の熱膨張、システムの振動、並びに、他の要素がミスアラインメントを引き起こし、このようなミスアラインメントは、可撓性軸継手によって最良に対処することができる。可撓性軸継手は、大きなねじり負荷は含まないが、回転変換器やエンコーダなどの一つの部材をサーボ・モータなどの他の部材に連結してモータ角位置の正確な表示を行う場合にも使用される。軸のミスアラインメントを補償する必要があるのみならず、回転変位または「ワインドアップ」の量も実質的な誤差として基本的に除去しなければならない。軸のミスアラインメントは、いくかの形状のいずれか一つまたは全てを取ることができる。軸の回転軸線が平行であるが同軸ではない平行ミスアラインメントがあり、また軸の回転軸線が交差する（平行ではない）角ミスアラインメントがある。角ミスアラインメントは複数の平面内で存在し得る。大部分の適用例では、ゆがみミスアラインメントとしばしば呼ばれる、平行ミスアラインメントと角ミスアラインメントの両方の組合せを含む。さらに、注目されるように、軸間の軸方向変位も様々な理由で静的又は動的に変化することがある。従って、連結されているが多少心のずれた２つの軸が回転すると、変化する負荷が周期的に可撓性軸継手にかかる。各回転の度に、継手のいずれか所与の部分がある限定された円弧を通じて圧縮を受け、その後、他の限定された円弧を通じて拡張を受ける。これらの変化は回転中に連続的に存在し、従って、弾性継手の材料と寸法を選択する場合には、強度、弾性率、摩耗、疲労の各要素をすべて考慮しなければならない。それだけに限らないが弾性軸継手の設計に対する、既存の主な手法は、回転軸線に横向きの可撓性ダイアフラム、回転軸線と同心の可撓性ベローズ、及び回転軸線と同心の可撓性スリーブの使用に基づくものである。これらのスリーブは、撓みが起こるといくらか屈曲することのできるコラムに区分することにより可撓性に作られている。これら３つの設計はすべて、軸方向の変化及びねじりの変化に順応するようにすることができるが、これら３つの設計にはいずれも、実際の装置で使用するためには性能のみならず構成の適性に関連する特定の制限がある。可撓性軸エレメントは、止めねじ付きハブ、キー溝、クランプ、スプライン、先細部材、接着、またはその他の手段によって軸に連結しなければならない。継手の半径方向寸法は通常、一般により大きな駆動部材または従動部材の半径方向寸法の実質的な部分とすることができる。しかしながら長さは、一般に駆動エレメント及び従動エレメントを互いに近づけることが望まれるので、最も重要な考慮事項であることが多い。継手の屈曲可能な部分は、設計に応じて一定の制約条件を維持しなければならず、さらにまた、ハブまたはその他の手段によって関連する軸部分に簡潔に取付けできるように構成しなければならない。弾性スリーブとベローズの配置は元来十分な長さを必要とし、また様々な条件に対処するように調節できるパラメータの数においても制限される。負荷支持能力、ミスアラインメント能力、ねじれ撓み、疲労抵抗、経済的制約、及びその他の要素はすべて環境状況によって変化するが、いずれにしても、製品の製造及び変更は容易でなければならない。精密な可撓性継手は、心のずれた２つの軸を連結するための単なる構成部分として考えることはもはやできない。これはその性能において、サーボ・モータ、ステッピング・モータ、精密研磨ボール・スクリュー、回転変換器、エンコーダ、及び今日の機械類の設計において使用されるその他の構成部分と同様に精密なものでなけれならない。継手は高度のねじり剛性を持たなければならないことが多く、このため連結されている構成部分は可能な限りぴったり同期されることになる。しかしながら弾性スリーブ及びベローズでは、ねじり剛性は低下し、ミスアラインメントが増加する結果としてねじれ撓み（ワインドアップ）は増加する。したがって、継手のねじり剛性が対応して低下せずに平行及び角ミスアラインメントに順応できる弾性継手が必要である。発明の概要上述の従来の技術における限界を克服するため、また本明細書を読んで理解することにより明らかになる他の限界を克服するために、本発明は、２つの平面の一つから偏位する凹形湾曲コラムを有する可撓性又は弾性の継手を開示する。一形態では平面は回転軸を横切り、他の形態では平面は回転軸と同心である。いずれの形式においても、弾性継手は、ある程度の平行及び／又は角ミスアラインメントを有する可能性のある２つの回転体を連結する。凹形湾曲コラムは、回転軸に関してギャップ又は分離スロットによって円周方向に対称的に離間されている。こうしてコラムは、曲げ又はひねり又はその両方によって様々なミスアラインメントを補償する個別に変形できるエレメントを、回転サイクルにおけるこれらの位置に応じて提供する。ミスアラインメントに応じた各コラムの独立したひねり変形は、弾性継手のねじり剛性を全体として増加させる。従って、ミスアラインメントが大きいほど、回転体の間のヒステリシス又はワイドアップの量は小さくなる。対照的に、多回旋状ベローズ又は多重ディスク形継手ならびにほとんどすべての他の可撓性軸継手は、継手に連結された２つの軸のミスアラインメントの増加を伴って、角変位に対する抵抗を減少させる。弾性継手は、三次元でコラム内部でねじれによる変形によって平行及び角ミスアラインメントを許容する。コラムの対向する端部を軸に取り付けられている剛性ハブ又はスリーブに連結することによって、曲げ及びひねり変形はコラムに閉じ込められる。こうして、コラムの数、これらの幅、厚さ、長さ、弾性率と曲率円弧、及び回転軸に対する半径方向の位置を、特定の負荷及びミスアラインメント条件に合うように選択することができる。より具体的な例としては、回転軸を横切る平面においてベースから延びてベースへ戻る凹形湾曲コラムを有する弾性継手は、ドーナツ形エンベロープの一部分、とりわけ半トーラスを画定することができる。ミスアラインメントは、回転サイクルにおける連続する点において、このドーナツ形セグメントの曲りコラムを異なって変形させる。例えば、角及び平行ミスアラインメントは、その時に限定された円弧内にあるいくつかの曲りコラムを圧縮させるが、圧縮されるコラムから１８０度にある他の限定された円弧にある曲りコラムは伸長を受ける。伸長と圧縮の状態にあるコラムの中間にある曲りコラムは、様々なひねり状態にあり、曲りコラムの一端は、回転サイクルにおける位置に応じて先行又は遅滞する。すなわち他の端と異なる回転角にある。継手の駆動側と従動側の間の実質的な位置変化は、個別の曲りコラムが独立した作用をするので受け入れられる。ドーナツ形体のセグメント化は発生するフープ応力を制限し、亀裂を起こすことなくミスアラインメントへの順応を可能にする。弾性継手の駆動軸及び従動軸への取り付けに応じて、軸の軸線方向の変移が、曲りコラムの一端を軸線方向に動かして変形を吸収させる原因となることがある。代わりに、軸の軸線方向の移動が、セグメント状になったドーナツ形によって完全に吸収されることもある。これは例えば、クラスティック・カップラが駆動軸又は従動軸に装着されたフランジに直接取り付けられる場合に起こることがある。さらに、凹形湾曲コラムの変形は、弾性継手と回転軸に事前荷重を与えるという問題、ならびに他の状態で駆動軸と従動軸の間を伝達される力（衝撃荷重）を吸収するという問題を軽減する。曲りコラム間のギャップ又はスロットは、回転軸線に対して放射状である必要はないが、角度を付けるか又は幅を変化させるか、もしくはその両方を行うことができる。ギャップの形状を変えてひねり作用を減らすこともできるが、軸方向移動能力を失うことなくひねり剛性を増加することもできる。凹形湾曲コラムは、半円形、楕円形、及び放物線形を含む様々な円弧形状を有することができる。コラムは様々な断面形状ならびに一様な矩形を有することもでき、その長さに沿った断面を変えることができる。さらに曲りコラムを、複数のほぼ半トーラス形のセグメントを画定するために配置することもできる。これらのドーナツ形セグメントは同方向又は反対方向に面することができ、同様な又は異なる断面にすることもできる。別の適用例では、回転軸に沿って間隔を置いた複数の可撓性継手を採用することもある。本発明による装置は、様々なハブ及び継手装置と共に使用することができる。しかし、これらの継手は、止めねじ、止めねじとキー溝、Ｃ形一体クランプ、テーパー・ロック・クランプ、及び先割りテーパーねじ付きクランプを使用するものを含むが、それだけに限られるものではない。構成は、軸に固定するためのハブのために、くぼみ形柱状エレメントを、ハブに取付け可能な環状ベースと共に、又はハブ自体と共に一体として形成することができるようになっている。本発明によれば、ハブは又、ミスアラインメントを抑制する変形制限表面をも組み込んでいる。代わりに、曲りコラムは、回転軸と同心であるベース円筒体から延びてこれに戻るように方向付けることもできる。曲りコラムは、凸状ドーナツ形撓み部を形成するように方向付けることもでき、又は逆転して凹状ドーナツ形撓み部を形成することもできる。分離スロットの形状、断面、角度、個数、ならびに曲りコラムのためのドーナツ形部分の個数は、回転軸を横切る平面に方向付けられたコラムについて記載したものと同じように変えることができる。コラムの変形は、回転軸を横切る平面から軸方向に曲がるコラムの変形と同様である。本発明による装置を、中空ドーナツ形撓み部の高さ、幅、厚さ、及び直径、ならびに各継手における曲りセグメントの個数を変えることによって、小さな角撓みと高い寿命を期待するための高い許容誤差を満足するよう選択することができる。弾性率を変えるために種々の材料で装置を作ることもできる。さらにこのような装置を、焼き流し精密鋳造、プラスチック成形、金属打抜き加工、又は熱間打抜きプラスチック板を含むがそれだけに限られない多くの手段によって製造することができる。図面の簡単な説明本発明、その利点、及び本発明を使用して得られる目的をよりよく理解するために、添付の説明と、本発明による装置の特定の例を図解した添付の図面とを参照されたい。第１図は、本発明による可撓性継手装置の一例の部分切欠斜視図である。第２図は、第１図の装置の側面図である。第３図は、第２図の線３−３に沿って取った第１図と第２図の装置の端面図である。第４図は、角ミスアラインメントの条件下にある可撓性継手の変形を図示する、第１図〜第３図の装置の中央部分の簡略側面図である。第５図は、単一の柱状エレメントが様々な四分円位置においてどのように変形するかを示す、第４図の可撓性継手エレメントの様々な変形を誇張した線図である。第６図は、平行ミスアラインメントの条件下にある可撓性継手の変形を示す、第１図〜第３図の装置の簡略側面図である。第７図は、選択された条件下にある継手の変形を示す、第６図の線７−７に沿って取った第１図〜第６図の可撓性継手装置の一部の端面図である。第８図は、柱状エレメントの変形を多少誇張した形で示す、第６図の条件にある可撓性継手装置の一部の簡略側面図である。第９図は、平行ミスアラインメントの条件において様々な四分円位置における様々な柱状部分がどのように変形するかを示す、第６図の変形した可撓性継手の誇張した線図である。第１０図は、関連する駆動装置と従動装置のための別の取付け配置を示す、本発明による可撓性継手装置の別の例の部分断面側面図である。第１１図は、第１０図の装置に採用される可撓性継手の端面図である。第１２図は、ほぼ放物線曲率を有する代替凹形湾曲コラム構造の簡略側面図である。第１３図は、第１２図の可撓性継手において採用できる、ほぼ放物線曲率を有する柱形状の部分斜視図である。第１４図は、公称軸に対して放射状ではなく角度をなしている分離スロットを示す、さらに他の可撓性継手の柱状変形物の端面図である。第１５図は、矩形凹形湾曲コラムを形成する楔形分離スロットを示す、さらに他の可撓性継手の柱状変形物の端面図である。第１６図は、凹形湾曲コラムが回転軸と同心の円筒形状に関して外側に湾曲している、セグメント化されたドーナツ形撓み部の側面図である。第１７図は、軸と同心の円筒に対する柱状セグメントの曲率が第１６図に示すものと逆である、別のセグメント化されたドーナツ形撓み部の側面図である。第１８図は、２つ以上のほぼ半円環体継手を採用する撓み部の端面図である。第１９図は、第１８図の同心半円環体構成部分の一部の部分側面図である。第２０図は、互いに正反対の同心半円環体構成部分を有する撓み部の部分側面図である。第２１図は、拡大した縁部を有する不均一断面の柱状エレメントの一部の部分斜視図である。第２２図は、Ｘ形状を呈する不均一断面の第２柱状エレメントの部分斜視図である。第２３図は、断面形状と長さに沿った両方において変わる柱状セグメントを組み込んだ、本発明による別の形状のドーナツ形継手エレメントを部分的に線図で示す斜視図である。第２４図は、公称回転軸に沿って軸方向に分離された２つ以上の可撓性継手を使用する装置の側断面図である。発明の詳細な説明第１図〜第３図を参照すると、本発明による装置は、駆動軸１０を、名目上同じ軸線上にあって同じ回転速度で駆動されようとする従動軸１２に連結するためのものである。第１図〜第３図にはミスアラインメントを示していないが、後で示す。撓み部とも呼ぶことができる可撓性継手装置１４が配置されて、２つの軸１０、１２を連結している。この例では、この主なエレメントは、軸１０、１２の公称回転軸線に対して同心の半円環体すなわちリング１６から成り、回転軸線を横切る基準平面から延びて基準平面に戻る。半円環体１６の周辺縁は、一般的には半円環体と同じ材料でできてこれと一体であるが多くの例では剛性であることが効果的である、完全環状エレメントによって完成される。ここでは、これら２つの相互連結するエレメントは、半円環体の片側の延長部であって、回転軸線の周りに円筒体のセグメントを形成する駆動リング部分１８と、半円環体１６のもう一つの側の延長部であって、関連する取付け構造まで短い距離で半径方向外側に延びる従動リング１９である。駆動リング部分１８は、一つ又は複数の止めねじ２６によって駆動軸１０に固定された駆動ハブ２４の内円周と結合している。一つ又は複数の止めねじ３０によって従動軸１２に固定された従動ハブ２８は、駆動ハブ２４から離間しており、その周辺に円筒状スリーブ３２を含み、スリーブ３２は駆動軸１０の方向に延びている。スリーブ３２の端部の結合された円筒状シェル３４が駆動ハブ２４を取り囲み、オフセット・ショルダ３６によってそれに接合されている。駆動ハブ２４とシェル３４の間のギャップは、軸１０、１２の間の受入れ可能な撓み限界を画定するために使用される。特に第１図と第３図においては、可撓性継手は、半円環体１６の少なくとも上方部分を通る放射状分離スロット４０によって増分分割され、従ってスロットは半円環体を部分的に分離したくぼみ形コラムまたはアーム４２に細分し、これは第１図と第３図を見ればよくわかる。この構成は、後でさらに詳しくわかるように、発生する可能性のある様々な形式のミスアラインメントに応じて使用するために、多数の利用可能な形式の変形を撓み部１４の内部に提供する。くぼみ形コラム４２は軸方向に変形して、駆動軸と従動軸の間の間隔の許容誤差変化に順応することができる。コラムの曲率も、軸のミスアラインメントの様々な形と方向を補償する場合に周期的位置と共に変わることができる。さらに、くぼみ形コラム４２は、変形のさらなる形として独立したねじり調節を行うことができる。半円環体の両側の間の変形がコラムのねじれ変形を誘発すると、本装置は、駆動軸と従動軸の間のワインドアップ又は角ねじれ又はヒステリシスに独特な方法で抵抗する。これらの特徴は、第４図の側断面図と第５図の線図に例示されており、これらの図には、単純角ミスアラインメントと呼ぶこともできる（解り易くするために角度を大きくして示され、またこれは一般的に発生する）第１図〜第３図の例に関する単純角ミスアラインメント条件を示す。すなわち、角ミスアラインメントとは、両軸が両回転軸線の周りを回転するとき、両回転軸線がこれらの間に僅かな角度を有するが同じ平面上にあるという状態である。第４図に示すように、この様なミスアラインメントは、一つのくぼみ形コラム４２'に接触して、反対側では他のくぼみ形コラム４２''を伸長させようとする。しかしながら、図解の目的のために線図で表しかなり誇張されている第５図でわかるように、くぼみ形コラムは、回転中に周期的にさまざまな方式でねじれる。この例では、それぞれのハブに結合固定されている支持リングが、基本的動作を変えずに本質的にコラム４２に対する変形を抑制するので、支持リングは可撓性を制限したと想定している。この構成における角ミスアラインメントによって、個々のコラムのその外端部における取付け点は実線で描いた円形の外側線に沿っているように示され、コラムの反対端部は点線で示すように傾斜した回転円周に沿った点に取り付けられている。これらの円はギャップを画定し、これらのギャップの間にコラム４２は湾曲可能でひねり可能な個別の継手をもたらす。これに関して第５図には、コラム４２の具体例が、それぞれ０°、９０°、１８０°、２７０°の位置における薄いエレメントとして示されているが、これがコラムにかかる変形力を見せるためには容易だからである。０°においては、コラム４２'は両端において同じ平面内にあるが、内円周の上端部は外円周により近く、このためコラム４２'は多少圧縮される。これは、１８０°の位置におけるコラム４２'''と比較すれば特に明らかであり、コラム４２'''はやはり他の取付け点と平面アラインメントの状態にあるが、より長い変位スパンをカバーしなければならないので、外側に引き伸ばされる。また９０°の位置（コラム４２''）と２７０°の位置（コラム４２''''）ににおいては、コラムは中間ギャップ位置に戻っているが、外円周の外平面に対する内円周の傾斜した平面と、共通回転軸の平面に対するミスアラインメントとに起因する角変位は、コラム４２''、４２''''においてねじれを引き起こし、これらは反対の方向である。コラム４２に作用する回転トルクは示されていないが、本質的に円周の周りにあり、こうしてフープ方向にひねりを引き起こそうとする。コラムの幅と長さ、使用材料の種類（及びその弾性率）、及び円環体の放射方向又は等価の寸法、及びその公称軸からの変位を選択して、小型サーボ・モータ継手から大型産業用動力駆動装置に至るまでの所定の装置のために撓み部１４を最適化することができる。満足すべき作動パラメータとしては、課される荷重容量、発生するミスアラインメントの量と種類、及び許容可能なねじり剛性限界（ワインドアップ）がある。曲りコラム又は曲りアームは曲げ又はひねり又はその両方によって負荷に応じるので、材料の曲げ係数、材料の厚さ（ｔ）、コラムの数（ｎ）、アームの半径（ｒ）、及びアームの放射方向の位置（Ｒ）が考慮すべき要素である。軸方向の片寄りのみに対する撓み部の応答はアームの曲りのみにより、またねじれ片寄りのみに対する応答はひねりのみによる。このひねり応答によって、この概念の重要な利点が導入される。ひねったアームはこの変形のためにより剛性が高くなり、屈曲部のねじり剛性が増大して、ワインドアップの傾向に対抗するからである。ひねりはコラムの剛性を強化して漸増的に作用するので、ワインドアップに対する復元力は最大となり、これは従来の技術ではこれまで達成されたことが知られていない特徴である。加えて、高いねじり荷重の下で亀裂を引き起こす可能性のあるフープ応力が個々のコラムの間に存在するスペースによって最小に抑えられることを認識すべきである。角片寄り及び平行ミスアラインメントの両条件への応答は、コラムの曲げとひねり両方の組合せである。設計解析によって、軸方向剛性（Ｉ）とねじり剛性（Ｊ）の両方は、下の式に従って、材料の厚さと共に非線形的に変化することが示される。従って、これら２つの式を使用し、継手の近似荷重と撓み特性との関係を、変数としてアームの厚さのみを使用して、所定の範囲内で決定して制御することができる。これは、寸法と取付けの要素が十分に決められている場合に製品設計を容易にするための有用な含意を有する。別の種類のミスアラインメントすなわち単純な平行ミスアラインメントを、同じ装置の基礎的構成について第６図〜第９図に示す。ここで駆動軸１０は、公称軸線すなわち第６図と第７図に示すように従動軸１２の軸線上の配置されている。従って、第７図に示すように、撓み中の本体１４の中には垂直変形があり、これは、第７図と第８図に示すようにくぼみコラム４２のねじれによって、近似半円環体１６の中に取り込まれる。これはまた第９図にも線図で示され、ここでは事実上コラムにおける円周位置との対比が明白である。第１０図〜第１１図に、関連する駆動装置と従動装置とに取り付けられた可撓性継手と取付け手段の第２の例を示す。方位角撓み（ワインドアップ）を制限するために特に有用であるこのバージョンでは、撓み部１４は、隣接するサーボ・モータ又はエンコーダに付属する中空軸１０'を、モータまたはその他の機械の背後に取り付けられた同じ軸上の同心入れ子式内部軸１２'に連結する。この例では、サーボ・モータ又はエンコーダが中空軸１０'に連結されるのに応じて、いずれかの軸を駆動部にすることができる。しかしながらここでは、第一の優先事項はワインドアップを排除することである。中空駆動軸１０'はハブ・ディスク４６を回転させるが、内部軸１２'は、内部フランジ４８を有するフレーム４７によって取り付けられて回転される。撓み部１４は、公称軸線に直角をなす平面に配置され、フレーム４７上の内部ハブ・ディスク４６と内部フランジ４８との間に連結されている。撓み部１４における半円環体１６の内部駆動リング部分１８'は、中空軸１０'に取り付けられたハブ・ディスク４６に、丸頭ねじ５０によって取り付けられている。撓み部１４の外部リング部分１９'は、内部軸１２' に接続されたフレーム構造４７の内部フランジ４８に、丸頭ねじ５２によって取り付けられている。この取付けはハブを必要とせず、大きな直径にある撓み部のコラムによって、より剛性の高いねじり継手を提供し、結果的にワインドアップは小さくなる。コラム４２（第１１図）の幅を選択して、ねじり剛性をさらに強化することができる。さらに、撓み部１４が、離間した環状の駆動マウントと従動マウントに付属する止めねじだけを必要とする単一部材として容易に製造される。内部軸１２'は、サーボ・モータ５４などによって回転されるときに中空軸１０'の回転位置との角アラインメントを維持する。この配置の別の利点は、エンコーダ及び他の適用に関して、現在広く採用されている平板金属ブラケットにとって代わることである。これらのブラケットは様々な振動数において共振し、他の機械類によって誘発される共振を増幅する。合成樹脂及び様々な性状の係数を有する他の材料を使用して、またコラムの個数及びその他のパラメータを変えて、本装置は作動範囲全体にわたって共振のない条件を達成することができる。個々のコラムの代替形状として、第１２図〜第１３図に示すように、放物線状にすることもできる。従って、コラム５６はその長さに沿った曲率を有することができ、これは特定の用途において必要となるミスアラインメントとねじれに対する抵抗量に合うように変化する。一般的には、コラム長に対して曲線の頂点における曲率半径が小さいほど曲げに対する反動力は低い。代替形状としては、特定のくぼみ形コラム４２の寸法が軸（コラムの長さ）に沿って、及び半径方向（コラムの幅）に変化することによって最適化されて特定の要件を満足する、楕円形、半円形、及び放物線形のエレメントが含まれるが、これに限られるものではない。これらの可撓性継手のためのコラム形状の代替変形例を第１４図と第１５図に示す。第１４図は、分離スロット５８が斜めに切られている、すなわちスロットが回転軸線から実際の半径に対して傾斜している、可撓性継手１４の端面図である。これは可撓性継手１４のねじれ剛性を増加させるが、三次元の変形をなお見込むものである。分離スロット５８の角度を変えて所定の用途に必要な変形抵抗とねじれ剛性の変化度合いに順応できることは、当業者には理解されよう。第１５図は、分離スロット６０を切って同じ寸法と形状の矩形柱状エレメント６２を作る楔形分離開口を形成する、可撓性継手１４の端面図である。楔形分離スロット６０は、より大きな変形を許容して、駆動及び従動エレメントのより大きなミスアラインメントに順応するが、許容可能レベルのねじれ剛性をなおも維持する。これまでに挙げた例では、曲りコラムは公称回転軸線を横切る平面から外に偏向して平面に戻っていた。しかしながら第１６図と第１７図に示すように、曲率を円筒状シェルに対して、点線で示した公称軸線と同心にすることができる。くぼみコラム・セグメント６５が回転軸線と同心の円筒形状に対して凸状に曲がっている、セグメント化されたドーナツ形撓み部６４の側面図を第１６図に示す。分離スロット６３は、回転軸線に対して円周方向に離間し傾斜した平面にあり、コラム６５の曲げと撓みの両方を可能にする。コラム６５と一体に形成することができる端部ハブ６６、６７を概略的にのみ示すが、軸に直接、又は軸の上に取り付けられたエレメントに取り付けることもできる。第１７図では、撓み部６８は、長さに沿って曲るコラム６９を含み、回転軸線に対して半径方向間隔を変化させる。しかしここでは、全体的にドーナツ形の形状は凸状ではなく凹状である。両方の例において、撓み部６４、６８は三次元の変形を可能にし、同時に負荷力に応答し、角ワインドアップに対する抵抗をもたらす。回転軸線と同心の円筒体から変化するようにした柱状形状の配列方向は、回転軸線を横切る平面から公称回転軸線に沿って曲がる柱状エレメントと同じ利点をもたらす。しかし、第１６図と第１７図の構成は、他の形状より放射方向に小さな空間に順応できることが多い。第１８図と第１９図に、２つ以上の撓み領域を採用する可撓性継手７０の端面図を示す。継手エレメント７０は、軸線の周りに円周方向に離間し内環７３と外環７４によって境界づけられた同心近似半円環領域の２つのリング７１、７２を有し、これらのリングによって外部継手を作ることができる。柱状エレメント７６は、回転軸線を横切る平面から延びて同じ平面に戻る。追加の近似半ドーナツ形リングを使用して放射方向の長さを増加することができ、同時に特定の要件のために継手の軸方向の長さを減らし、同時に同じ量の変形とねじり剛性を維持する。第２０図に示すように別の変形例では、同心半円環体リング７７、７８は、共通の横断平面から交互に反対方向に曲がっている。半円環体リング７７、７８を反対方向に延ばすことは、時計方向と反時計方向の両方において継手のねじり剛性を増加し、しかも同時に三次元の変形を可能にする。第２１図は、不均一断面の第１柱状エレメント８０の部分斜視図である。柱状エレメント８０の厚さは縁部において拡大されて側ビード８２を形成し、その断面は犬用の骨の形をなす。この形式の不均一断面は、不均一断面でなければくぼみ形コラム８０の端基部に存在する可能性のある応力上昇部を最小限にする。これはＩ形梁と同じ方法でビームの強度を増し、重量を増加することなく継手の慣性を減少させる。第２２図は、不均一断面の第２柱状エレメント８０の部分斜視図である。コラム８４の厚さは、コラムの長さに沿って様々な位置で変化する。幅が増加するより厚い縁部８６が湾曲の頂点において合致し、大まかにＸ形状を呈するビームをもたらす。Ｘ形状の交差点は曲りコラム又はアーム８４の頂部に対応し、Ｘの端部は各端において基部８７と合併する。縁部８６の間のより薄いほぼ三角形のウェブ８８は曲げのための可撓性をもたらし、縁部８６はより大きなねじり剛性とフープ応力に対する抵抗をもたらす。より薄いウェブ８８をある適用においては完全に排除することもできる。第２３図の例によって、曲りコラムの断面形状において可能な変形を示すが、各コラム９２に沿ってＸパターンで交差するリブ９０が、コラムの内側と外側の両方に画定され、コラム９２はスロット９４によって分離されたままで、半円環体９６を提供する。この構造を、容易に金属焼き流し精密鋳造又はプラスチック成形することができ、一体物であることが好ましいが必ずしも必要ではない。円環体９６の寸法、コラム９２の個数と間隔、ならびに使用材料の選択に加えて、リブ９０の断面と形状及びリブの交差点の調節があり得ることがわかる。本発明による複数の撓み装置を使用して、特定の適用のために独特の利点又は特徴を有する可撓性継手を提供することができる。第２４図に示すように、２つの撓み部１４ａ、１４ｂを、それぞれの軸１０ａ、１２ａにその内部マウント２４ａ、２４ｂにそれぞれ別に連結することもできる。これらの半径方向外側の環状物２０ａ、２０ｂにおいて、これらを、回転軸線に同心である相互接続する円筒状スリーブ１００に取り付ける。従って、両撓み部１４ａ、１４ｂは、平行及び軸方向アラインメントによって導かれる変形に応答する。各撓み部１４ａ、１４ｂは必要な補償のほぼ半分に寄与するので、ミスアラインメントが大きな場合に本装置を使用することができる。いくらか分離されて示した軸１０'、１２'を、必要であれば互いに近づけて、妨害を排除するために十分なギャップだけを残してまとめることができる。有限要素解析法又はその他の精密な応力解析技法を使用して、ワインドアップ、ミスアラインメント、寿命、その他の特性を最適化するために設計を調節することができる。これらの目的を達成するためのある代替案には、分離スロットの長さすなわちカットの深さを変えて、様々な長さの様々なエレメントを有する柱状エレメントを作ることも含まれる。すなわち、異なる長さは、変形に対する抵抗とねじり剛性の異なる度合いを有するコラムを作り出す。さらに各コラムの基部を切ってある半径範囲を形成し、特定の適用例で生ずることのある応力を放出することができる。可撓性継手を、ナイロン系のDupont製のエンジニアリング樹脂であるDelrin^TM などの合成物質、又は固体又はファイバ強化合成物質を含むがそれだけに限られない様々な材料で製造することができる。さらに又、追加の材料として金属、特に焼き流し精密鋳造、プレス加工、又は湾曲形状に打抜き加工ができる金属が含まれる。可撓性継手を、当技術分野で周知の様々な方法で、駆動軸及び従動軸に連結することができる。これらには止めねじ、止めねじとキー溝、Ｃ形共用一体クランプ、テーパー・ロック・クランプ、及び先割りテーパーねじ付きクランプ、ハブ、ハブとフランジの組合せ、回転体への直接取付け、及びハブ／管状部材が含まれ、いくつかが挙げられる。本発明によって、製造方法を焼き流し精密鋳造、プラスチック成形、金属打抜き、又は熱間プラスチック板打抜きから変えることができるが、これに限られることはない。開示された本発明は、ねじり剛性の損失、従って以前は平行及び各ミスアラインメントの増加に起因したワインドアップの増加という、既存の可撓性継手における欠点を克服する。本発明によって、三次元の変形、ならびに駆動軸と従動軸のミスアラインメントに応じた独立したねじり調節が可能となる。さらに又、凹形湾曲コラムの互いに独立した伸長、圧縮及び／又はひねりを可能にすることによって、可撓性継手は、駆動軸と従動軸の間の高度の回転同期性を必要とする適用例のために、ねじりにおける十分な剛性を保持する。本発明の様々な態様と特徴の前記の説明は、図解と説明の目的で提示されたものである。本発明は開示された正確な形態に網羅されるものでも、これらに限定されるものでもない。上記の教示に照らして多くの改定と変更が可能である。本発明の範囲はこの詳細な説明によってではなく、添付の請求の範囲によって限定されるものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年８月２５日（１９９８．８．２５）【補正内容】を横切る基準平面から延びて基準平面に戻る。半円環体１６の周辺縁は、一般的には半円環体と同じ材料でできてこれと一体であるが多くの例では剛性であることが効果的である、完全環状エレメントによって完成される。ここでは、これら２つの相互連結するエレメントは、半円環体の片側の延長部であって、回転軸線の周りに円筒体のセグメントを形成する駆動リング部分１８と、半円環体１６のもう一つの側の延長部であって、関連する取付け構造まで短い距離で半径方向外側に延びる従動リング１９である。駆動リング部分１８は、一つ又は複数の止めねじ２６によって駆動軸１０に固定された駆動ハブ２４の内円周と結合している。一つ又は複数の止めねじ３０によって従動軸１２に固定された従動ハブ２８は、駆動ハブ２４から離間しており、その周辺に円筒状スリーブ３２を含み、スリーブ３２は駆動軸１０の方向に延びている。スリーブ３２の端部の結合された円筒状シェル３４が駆動ハブ２４を取り囲み、オフセット・ショルダ３６でスリーブ３２に接合されている。駆動ハブ２４とシェル３４の間のギャップは、軸１０、１２の間の受入れ可能な撓み限界を画定するために使用される。特に第１図と第３図においては、可撓性継手は、半円環体１６の少なくとも上方部分を通る放射状分離スロット４０によって増分分割され、従ってスロットは半円環体を部分的に分離したくぼみ形コラムまたはアーム４２に細分し、これは第１図と第３図を見ればよくわかる。この構成は、後でさらに詳しくわかるように、発生する可能性のある様々な形式のミスアラインメントに応じて使用するために、多数の利用可能な形式の変形を撓み部１４の内部に提供する。くぼみ形コラム４２は軸方向に変形して、駆動軸と従動軸の間の間隔の許容誤差変化に順応することができる。コラムの曲率も、軸のミスアラインメントの様々な形と方向を補償する場合に周期的位置と共に変わることができる。さらに、くぼみ形コラム４２は、変形のさらなる形として独立したねじり調節を行うことができる。半円環体の両側の間の変形がコラムのねじれ変形を誘発すると、本装置は、駆動軸と従動軸の間のワインドアップ又は角ねじれ又はヒステリシスに独特な方法で抵抗する。これらの特徴は、第４図の側断面図と第５図の線図に例示されており、これらの図には、単純角ミスアラインメントと呼ぶこともできる（解り易くするために１０'の回転位置との角アラインメントを維持する。この配置の別の利点は、エンコーダ及び他の適用に関して、現在広く採用されている平板金属ブラケットにとって代わることである。これらのブラケットは様々な振動数において共振し、他の機械類によって誘発される共振を増幅する。合成樹脂及び様々な性状の係数を有する他の材料を使用して、またコラムの個数及びその他のパラメータを変えて、本装置は作動範囲全体にわたって共振のない条件を達成することができる。個々のコラムの代替形状として、第１２図〜第１３図に示すように、放物線状にすることもできる。従って、コラム５６はその長さに沿った曲率を有することができ、これは特定の用途において必要となるミスアラインメントとねじれに対する抵抗量に合うように変化する。一般的には、コラム長に対して曲線の頂点における曲率半径が小さいほど曲げに対する反動力は低い。代替形状としては、特定のくぼみ形コラム４２の寸法が軸（コラムの長さ）に沿って、及び半径方向（コラムの幅）に変化することによって最適化されて特定の要件を満足する、楕円形、半円形、及び放物線形のエレメントが含まれるが、これに限られるものではない。これらの可撓性継手のためのコラム形状の代替変形例を第１４図と第１５図に示す。第１４図は、分離スロット５８が斜めに切られている、すなわちスロットが回転軸線から実際の半径に対して傾斜している、可撓性継手１４の端面図である。これは可撓性継手１４のねじれ剛性を増加させるが、三次元の変形をなお見込むものである。分離スロット５８の角度を変えて所定の用途に必要な変形抵抗とねじれ剛性の変化度合いに順応できることは、当業者には理解されよう。第１５図は、分離スロット６０を切って同じ寸法と形状の矩形柱状エレメント６２を作る楔形分離開口を形成する、可撓性継手１４の端面図である。楔形分離スロット６０は、より大きな変形を許容して、駆動及び従動エレメントのより大きなミスアラインメントに順応するが、許容可能レベルのねじれ剛性をなおも維持する。これまでに挙げた例では、曲りコラムは公称回転軸線を横切る平面から外に偏向して平面に戻っていた。しかしながら第１５図と第１６図に示すように、曲率を円筒状シェルに対して、点線で示した公称軸線と同心にすることができる。くぼみコラム・セグメント６５が回転軸線と同心の円筒形状に対して凸状に曲がっている、セグメント化されたドーナツ形撓み部６４の側面図を第１６図に示す。分離スロット６６は、回転軸線に対して円周方向に離間し傾斜した平面にあり、コラム６５の曲げと撓みの両方を可能にする。コラム６５と一体に形成することができる端部ハブ６６、６７を概略的にのみ示すが、軸に直接、又は軸の上に取り付けられたエレメントに取り付けることもできる。第１７図では、撓み部６８は、長さに沿って曲るコラム６９を含み、回転軸線に対して半径方向間隔を変化させる。しかしここでは、全体的にドーナツ形の形状は凸状ではなく凹状である。両方の例において、撓み部６４、６８は三次元の変形を可能にし、同時に負荷力に応答し、角ワインドアップに対する抵抗をもたらす。回転軸線と同心の円筒体から変化するようにした柱状形状の配列方向は、回転軸線を横切る平面から公称回転軸線に沿って曲がる柱状エレメントと同じ利点をもたらす。しかし、第１６図と第１７図の構成は、他の形状より放射方向に小さな空間に順応できることが多い。第１７図と第１８図に、２つ以上の撓み領域を採用する可撓性継手７０の端面図を示す。継手エレメント７０は、軸線の周りに円周方向に離間し内環７３と外環７４によってそれぞれ境界づけられた同心近似半円環領域の２つのリング７１、７２を有し、これらのリングによって外部継手を作ることができる。柱状エレメント７６は、回転軸線を横切る平面から延びて同じ平面に戻る。追加の近似半ドーナツ形リングを使用して放射方向の長さを増加することができ、同時に特定の要件のために継手の軸方向の長さを減らし、同時に同じ量の変形とねじり剛性を維持する。第１９図に示すように別の変形例では、同心半円環体リング７７、７８は、共通の横断平面から交互に反対方向に曲がっている。半円環体リング７７、７８を反対方向に延ばすことは、時計方向と反時計方向の両方において継手のねじり剛性を増加し、しかも同時に三次元の変形を可能にする。第２１図は、不均一断面の第１柱状エレメント８０の部分斜視図である。柱状エレメント８０の厚さは縁部において拡大されて側ビード８２を形成し、その断面は犬用の骨の形をなす。この形式の不均一断面は、不均一断面でなければくぼみ形コラム８０の端基部に存在する可能性のある応力上昇部を最小限にする。これはＩ形梁と同じ方法でビームの強度を増し、重量を増加することなく継手の慣性を減少させる。第２２図は、不均一断面の第２柱状エレメント８０の部分斜視図である。コラム８４の厚さは、コラムの長さに沿って様々な位置で変化する。幅が増加するより厚い縁部８６が湾曲の頂点において合致し、大まかにＸ形状を呈するビームをもたらす。Ｘ形状の交差点は曲りコラム又はアーム８４の頂部に対応し、縁部８６はより大きなねじり剛性とフープ応力に対する抵抗をもたらす。より薄いウェブ８８をある適用においては完全に排除することもできる。第２３図の例によって、曲りコラムの断面形状において可能な変形を示すが、各コラム９２に沿ってＸパターンで交差するリブ９０が、コラムの内側と外側の両方に画定され、コラム９２はスロット９４によって分離されたままで、半円環体９６を提供する。この構造を、容易に金属焼き流し精密鋳造又はプラスチック成形することができ、一体物であることが好ましいが必ずしも必要ではない。円環体９６の寸法、コラム９２の個数と間隔、ならびに使用材料の選択に加えて、リブ９０の断面と形状及びリブの交差点の調節があり得ることがわかる。本発明による複数の撓み装置を使用して、特定の適用のために独特の利点又は特徴を有する可撓性継手を提供することができる。第２４図に示すように、２つの撓み部１４ａ、１４ｂを、それぞれの軸１０ａ、１２ａにその内部マウント２４ａ、２４ｂにそれぞれ別に連結することもできる。これらの半径方向外側の環状物２０ａ、２０ｂにおいて、これらを、回転軸線に同心である相互接続する円筒状スリーブ１００に取り付ける。従って、両撓み部１４ａ、１４ｂは、平行及び軸方向アラインメントによって導かれる変形に応答する。各撓み部１４ａ、１４ｂは必要な補償のほぼ半分に寄与するので、ミスアラインメントが大きな場合に本装置を使用することができる。いくらか分離されて示した軸１０'、１２'を、必要であれば互いに近づけて、妨害を排除するために十分なギャップだけを残し請求の範囲１．同じ回転軸線に沿って名目上配置されているが、ミスアラインメントを受ける駆動回転体と従動回転体を相互連結するための弾性継手であって、公称軸線の周りの中間リング・セグメントを有する撓み体を備え、中間リング・セグメントは、各々が対向端において駆動体と従動体に連結された複数の凹形湾曲コラムを備え、コラムが公称軸線の周りに円周方向に離間及び分離し、各コラムがその長さに沿って曲がり、当該コラムが前記駆動回転体によってトルクが付与された際にねじりによって個々別々に変形する弾性継手。２．回転体が名目上共線の軸であり、継手がさらに一対のハブを含み、各ハブは異なる軸に連結され、各コラムの一端部に連結されている、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。３．コラムが全体として半円環体の全体形状を形成する請求の範囲第１項に記載の弾性継手。４．半円環体が回転軸線を横切る平面から曲がって偏位している、請求の範囲第３項に記載の弾性継手。５．半円環体が回転軸線に対して放射状に曲がって偏位している、請求の範囲第３項に記載の弾性継手。６．ハブがコラムに対して剛性で、したがってミスアラインメントによる撓みがコラムの曲げ及びひねりに吸収される、請求の範囲第３項に記載の弾性継手。７．コラムが各端において、少なくともそれが取り付けられたハブの部分と一体である、請求の範囲第６項に記載の弾性継手。８．中間リング・セグメントが単一エレメントを備え、その中のコラムが曲げによって軸線に対して軸方向に、かつひねりによって長さの周りに円周方向に変形可能である、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。９．撓み体がコラムの各端に環体を含む請求の範囲第８項に記載の弾性継手。１０．個々のコラムの円周方向ひねりが、回転体の間の相対的円周方向変位に対する継手の抵抗を増加させる、請求の範囲第８項に記載の弾性継手。１１．コラムが、回転体の間のずれ及びミスアラインメントに従って回転中に円周方向位置に応じて独立に曲げとひねりを加えることによって、個別に変形に応答するように構成されている、請求の範囲第８項に記載の弾性継手。１２．中間リング・セグメントのコラムの厚さ、弾性率、及び寸法が、回転体の所定の負荷条件及びミスアラインメント条件を満足するように選択される、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１３．回転体が駆動軸と従動軸であり、さらに駆動軸と従動軸を連結する円筒状ハブ組立品を含み、円筒状ハブ組立品は、撓み体の中間リング・セグメントの内部領域で回転体の一つに連結されている円筒状ハブを含み、円筒状ハブ組立品は、撓み体の中間リング・セグメントの内部領域に管状シールドを含み、管状シールドは撓み体と円筒状ハブの上を延び、その結果管状シールドの内部直径と円筒状ハブの外部直径の問の空間が、弾性継手の最大平行及び角変位等級に対応する距離にほぼ等しくなっている、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１４．コラムがギャップによって円周方向に離間し、ギャップは一般にリング・セグメントに沿って半径方向に延びる、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１５．ギャップが外部領域から内部領域に回転方向とは逆に傾斜すると共にコラムのねじれと組合わされて、これによって弾性継手のねじり剛性を更に増す、請求の範囲第１４項に記載の弾性継手。１６．コラムの幅が均一で、間隔は半径方向位置に応じて幅が変わる、請求の範囲第１４項に記載の弾性継手。１７．コラムがその長さに沿って実質的に放物線状に湾曲して、当該コラムのねじれに対して増大された長さを提供する、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１８．中間リング・セグメントが公称軸線の周りで同心の半円環体中にあり、コラムの曲率が軸線に関して半径方向に変わる、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１９．半円環体の頂点が軸線から最大の半径にある、請求の範囲第１８項に記載の弾性継手。２０．半円環体の頂点が軸線から最小の放射方向位置にある、請求の範囲第１８項に記載の弾性継手。２１．中間リング・セグメントが、様々な放射方向位置において少なくとも２つの中間同心半円環セグメントを含む、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。２２．両半円環セグメントのコラムが同じ方向に面している、請求の範囲第２１項に記載の弾性継手。２３．半円環セグメントのコラムが反対方向に面している、請求の範囲第２１項に記載の弾性継手。２４．継手が少なくとも２つの撓み体を含み、各撓み体は片側で回転体の異なる一つに連結され、また回転体からの他の側で撓み体を相互接続する回転軸線の周りのエレメントを含む、請求の範囲第２１項に記載の弾性継手。２５．コラムの長さに沿ってコラムの断面寸法が変わる、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。２６．コラムが長手方向のリブを含む、請求の範囲第２５項に記載の弾性継手。２７．公称回転軸線に対してミスアラインメント状態になることのある２つの共線駆動軸及び従動軸を回転可能に連結するための弾性継手であって、駆動軸に連結された第１ハブ手段と、従動軸に連結された第２ハブ手段であって、第１及び第２ハブ手段が公称軸線と同心のギャップを横断して離間している、第２ハブ手段と、第１ハブ手段と第２ハブ手段の間のギャップ中に配置され、公称軸線と同心の曲りリングの一部を形成する複数の円周方向に離間した曲りセグメントを含む継手部材であって、これらのセグメントは、曲げ及びねじり負荷のねじれ力に応答してそれぞれの長手軸線周りに長手方向曲がり及び角度撓みに関して独立して変形するように構成されている、継手部材とを含む弾性継手。２８．継手部材が、曲りセグメントの長さを横断してセグメントの各端においてセグメントと一体となっている比較的剛性のリング部分を含み、リング部分が第１ハブ手段と第２ハブ手段に連結されている、請求の範囲第２７項に記載の弾性継手。２９．曲りセグメントが近似半円環形状を画定し、セグメントが前記凹形湾曲コラムを備え、請求の範囲第２８項に記載の弾性継手。３０．継手部材が公称軸線を横切る平面にほぼ配置され、曲りセグメントが公称軸線に沿って偏位している、請求の範囲第２９項に記載の弾性継手。３１．継手部材が公称軸線の周りに同心シェルとしてほぼ配置され、曲りセグメントが公称軸線に対して放射方向に離間して偏位している、請求の範囲第２９項に記載の弾性継手。３２．ミスアラインメント状態になることのある２つの名目上共線の軸を連結する弾性継手であって、各々が異なる軸に連結された一対のハブと、各々が片側で異なるハブに連結され、軸から半径方向外側に延びている分離及び離間された曲りエレメントをそれぞれが含む一対の継手部材であり、該曲がりエレメントが曲げと共にねじれによるミスアラインメントに個別に応答するようにそれらの長さに相対する断面寸法を有していることから成る一対の継手部材と、その半径方向外側の境界で両継手部材に連結されている相互接続する円筒状部材とを含む弾性継手。３３．公称共線回転軸線を有する一対の軸を相互接続する可撓性継手であって、各々が軸の異なる一つに連結され、各々が円周周辺縁を有し、円周周辺縁が公称距離だけ離間している、第１及び第２環状部材と、軸線の周りに円周方向に離間し、各々が一つの環状部材の周辺縁を他の環状部材のそれに連結し、コラムが縁の間の直接線に対して曲り、コラムの可撓性が、負荷力に応じてひねりと曲げの両方に選ばれた範囲の当該コラムの独立した撓みを与えるように選択される、いくつかの曲りコラムとを含む可撓性継手。３４．環状部材の一つは駆動部材であり、環状部材の他の一つは従動部材であり、コラムの数と個々のコラムの物理的特性が、加えられる負荷のための適切な負荷容量をもたらすように、かつ軸の位置及び軸ミスアラインメントの両方に応答して個々のコラムの曲げとひねりの両方をもたらすように選ばれる、請求の範囲第３３項に記載の可撓性継手。３５．個々のコラムの曲げとひねりの特性が、コラムの長さ、幅、曲率円弧、断面積、材料の弾性率、及び軸線からのコラムの半径方向の間隔を変えることによって選択される、請求の範囲第３４項に記載の可撓性継手。３６．所定の負荷に応答して個々のコラムの所望の撓みが、所定の材料について個々のコラムの幅と厚さを選ぶことによって予め決定される、請求の範囲第３３項に記載の可撓性継手。３７．個々のコラムの幅（Ｗ）と厚さ（ｔ）が、による曲げの慣性モーメント（Ｉ）によって決定される軸方向剛性と、によって決定されるアームのねじり剛性（Ｊ）をもたらすように選ばれる、請求の範囲第３６項に記載の可撓性継手。３８．第１及び第２環状部材が回転軸線を横切る平面内に並び、曲りコラムと一体となったリングを含む、請求の範囲第３３項に記載の可撓性継手。３９．離間して公称平行軸の周りに回転可能であるが、ミスアラインメントを受ける駆動部材と従動部材を撓みやすく連結するための装置であって、公称軸線の周りに円周方向に配置され、各々が駆動部材上の領域を従動部材上の領域に連結する、複数の同じような曲り部材であって、部材の各々が同様に弧状をなし、その長さに沿っての回転トルク負荷及びミスアラインメントに応じて選ばれたひねり応答を有する複数の曲り部材であり、それらが独立してねじられるように分離されていることから成る複数の曲り部材を含む装置。４０．継手部材が駆動部材及び従動部材と一体であり、各々が一つのアームを含有し、アームが、アームと公称軸線とを横切る平面の内部で曲がっている、請求の範囲第３９項に記載の継手システム。４１．駆動部材及び従動部材が公称軸線に対して半径方向に離間し、接続アームが公称軸線から外側に延びる半径に対して曲がっている、請求の範囲第４０項に記載の継手システム。４２．駆動部材及び従動部材が、公称軸線に対して軸方向に離間している連続すべき縁部を有し、接続アームは、公称軸線の周りの同心円筒に対して、軸線に沿って変わる曲率を有する、請求の範囲第４０項に記載の継手システム。４３．第１軸及び第２軸を撓みやすく連結するためのシステムにおいて、軸の一つは駆動軸で他の一つは従動軸であり、両方とも同じ公称軸線に沿って配置される、組合せであって、駆動部材及び従動部材を相互連結する少なくとも２つの接続アームであって、これらのアームは公称軸線の周りに同様に円周方向に位置決めされ、各アームは、延長軸線を通じて延びる平面とは異なる角度の延長方向に置かれ、各アームは、公称軸線に対してくぼみ形に曲り、これによって曲りがアームの平面において一方向の弾性変形をもたらし、アーム、形状、材料、及び断面は、アームのその長さの周りのひねりを可能にし、この結果、回転中にアームの瞬間位置によるミスアラインメントから生ずる他の変形を吸収する、少なくとも２つの接続アームを包含する組合せ。４４．接続アームを駆動軸と従動軸にその端部で結合する一体形エレメントをさらに含む、請求の範囲第４３項に記載の組合せ。４５．一体形エレメントが合成ポリマーの単一部材を含む、請求の範囲第４４項に記載の組合せ。４６．一体形エレメントが焼き流し精密鋳造物を含む、請求の範囲第４３項に記載の組合せ。４７．接続アームの撓み部が、アームの物理的性質、すべてのアームについて同様である各接続アームのその平面における曲率、及び公称軸線に対するくぼみ形曲率の半径方向位置によって確立される、請求の範囲第４３項に記載の組合せ。４８．３個以上の複数の接続アームがあり、各々は同じ形状であり、各々は同じ円周方向間隔だけ隣接アームから円周方向に分離されている、請求の範囲第４７項に記載の組合せ。４９．アームは、アームのひねり度に従って駆動部材と従動部材との間の継手のねじり剛性を増加するように構成されている、請求の範囲第４３項に記載の組合せ。【図１】【図２】【図３】【図１４】【図１５】【図１６】【図１７】【図１８】【図１９】【図２０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．同じ回転軸線に沿って名目上配置されているが、ミスアラインメントを受ける駆動回転体と従動回転体を相互連結するための弾性継手であって、公称軸線の周りの中間リング・セグメントを有する撓み体を備え、中間リング・セグメントは、各々が対向端において駆動体と従動体に連結された複数の凹形湾曲コラムを備え、コラムが公称軸線の周りに円周方向に離間し、各々がその長さに沿って曲がっている弾性継手。２．回転体が名目上共線の軸であり、継手がさらに一対のハブを含み、各ハブは異なる軸に連結され、各コラムの一端部に連結されている、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。３．コラムが全体として半円環体の全体形状を形成する請求の範囲第１項に記載の弾性継手。４．半円環体が回転軸線を横切る平面から曲がって偏位している、請求の範囲第３項に記載の弾性継手。５．半円環体が回転軸線に対して半径方向に曲がって偏位している、請求の範囲第３項に記載の弾性継手。６．ハブがコラムに対して剛性で、したがってミスアラインメントによる撓みがコラムの曲げ及びひねりに吸収される、請求の範囲第３項に記載の弾性継手。７．コラムが各端において、少なくともそれが取り付けられたハブの部分と一体である、請求の範囲第６項に記載の弾性継手。８．中間リング・セグメントが単一エレメントを備え、その中のコラムが曲げによって軸線に対して軸方向に、かつひねりによって長さの周りに円周方向に変形可能である、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。９．撓み体がコラムの各端に環体を含む請求の範囲第８項に記載の弾性継手。１０．個々のコラムの円周方向ひねりが、回転体の間の相対的円周方向変位に対する継手の抵抗を増加させる、請求の範囲第８項に記載の弾性継手。１１．コラムが、回転体の間のずれ及びミスアラインメントに従って回転中に円周方向位置に応じて独立に曲げとひねりを加えることによって、個別に変形に応答するように構成されている、請求の範囲第８項に記載の弾性継手。１２．中間リング・セグメントのコラムの厚さ、弾性率、及び寸法が、回転体の所定の負荷条件及びミスアラインメント条件を満足するように選択される、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１３．回転体が駆動軸と従動軸であり、さらに駆動軸と従動軸を連結する円筒状ハブ組立品を含み、円筒状ハブ組立品は、撓み体の中間リング・セグメントの内部領域で回転体の一つに連結されている円筒状ハブを含み、円筒状ハブ組立品は、撓み体の中間リング・セグメントの内部領域に管状シールドを含み、管状シールドは撓み体と円筒状ハブの上を延び、その結果管状シールドの内部直径と円筒状ハブの外部直径の間の空間が、弾性継手の最大平行及び角変位等級に対応する距離にほぼ等しくなっている、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１４．コラムがギャップによって円周方向に離間し、ギャップは一般にリング・セグメントに沿って半径方向に延びる、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１５．ギャップが外部領域から内部領域に回転方向とは逆に傾斜しており、これによって弾性継手のねじり剛性を増す、請求の範囲第１４項に記載の弾性継手。１６．コラムの幅が均一で、間隔は半径方向位置に応じて幅が変わる、請求の範囲第１４項に記載の弾性継手。１７．コラムがその長さに沿って実質的に放物線状に湾曲する、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１８．中間リング・セグメントが公称軸線の周りで同心の半円環体中にあり、コラムの曲率が軸線に関して半径方向に変わる、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。１９．半円環体の頂点が軸線から最大の半径にある、請求の範囲第１８項に記載の弾性継手。２０．半円環体の頂点が軸線から最小の放射方向位置にある、請求の範囲第１８項に記載の弾性継手。２１．中間リング・セグメントが、様々な放射方向位置において少なくとも２つの中間同心半円環セグメントを含む、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。２２．両半円環セグメントのコラムが同じ方向に面している、請求の範囲第２１項に記載の弾性継手。２３．半円環セグメントのコラムが反対方向に面している、請求の範囲第２１項に記載の弾性継手。２４．継手が少なくとも２つの撓み体を含み、各撓み体は片側で回転体の異なる一つに連結され、また回転体からの他の側で撓み体を相互接続する回転軸線の周りのエレメントを含む、請求の範囲第２１項に記載の弾性継手。２５．コラムの長さに沿ってコラムの断面寸法が変わる、請求の範囲第１項に記載の弾性継手。２６．コラムが長手方向のリブを含む、請求の範囲第２５項に記載の弾性継手。２７．公称回転軸線に対してミスアラインメント状態になることのある２つの共線駆動軸及び従動軸を回転可能に連結するための弾性継手であって、駆動軸に連結された第１ハブ手段と、従動軸に連結された第２ハブ手段であって、第１及び第２ハブ手段が公称軸線と同心のギャップを横断して離間している、第２ハブ手段と、第１ハブ手段と第２ハブ手段の間のギャップ中に配置され、公称軸線と同心の曲りリングの一部を形成する複数の円周方向に離間した曲りセグメントを含む継手部材であって、これらのセグメントは、曲り負荷とねじり負荷に応答して独立して変形するように構成されている、継手部材とを含む弾性継手。２８．継手部材が、曲りセグメントの長さを横断してセグメントの各端においてセグメントと一体となっている比較的剛性のリング部分を含み、リング部分が第１ハブ手段と第２ハブ手段に連結されている、請求の範囲第２７項に記載の弾性継手。２９．曲りセグメントが近似半円環形状を画定し、セグメントが凹形湾曲コラムを備え、請求の範囲第２８項に記載の弾性継手。３０．継手部材が公称軸線を横切る平面にほぼ配置され、曲りセグメントが公称軸線に沿って偏位している、請求の範囲第２９項に記載の弾性継手。３１．継手部材が公称軸線の周りに同心シェルとしてほぼ配置され、曲りセグメントが公称軸線に対して放射方向に離間して偏位している、請求の範囲第２９項に記載の弾性継手。３２．ミスアラインメント状態になることのある２つの名目上共線の軸を連結する弾性継手であって、各々が異なる軸に連結された一対のハブと、各々が片側で異なるハブに連結され、軸から半径方向外側に延びる曲りエレメントを含む、一対の継手部材と、その半径方向外側の境界で両継手部材に連結されている相互接続する円筒状部材とを含む弾性継手。３３．公称共線回転軸線を有する一対の軸を相互接続する可撓性継手であって、各々が軸の異なる一つに連結され、各々が円周周辺縁を有し、円周周辺縁が公称距離だけ離間している、第１及び第２環状部材と、軸線の周りに円周方向に離間し、各々が一つの環状部材の周辺縁を他の環状部材のそれに連結し、コラムが縁の間の直接線に対して曲り、コラムの可撓性が、負荷に応じてひねりと曲げの両方に選ばれた範囲の撓みを与えるように選択される、いくつかの曲りコラムとを含む可撓性継手。３４．環状部材の一つは駆動部材であり、環状部材の他の一つは従動部材であり、コラムの数と個々のコラムの物理的特性が、加えられる負荷のための適切な負荷容量をもたらすように、かつ軸の位置及び軸ミスアラインメントの両方に応答して個々のコラムの曲げとひねりの両方をもたらすように選ばれる、請求の範囲第３３項に記載の可撓性継手。３５．個々のコラムの曲げとひねりの特性が、コラムの長さ、幅、曲率円弧、断面積、材料の弾性率、及び軸線からのコラムの半径方向の間隔を変えることによって選択される、請求の範囲第３４項に記載の可撓性継手。３６．所定の負荷に応答して個々のコラムの所望の撓みが、所定の材料について個々のコラムの幅と厚さを選ぶことによって予め決定される、請求の範囲第３３項に記載の可撓性継手。３７．個々のコラムの幅（Ｗ）と厚さ（ｔ）が、による曲げの慣性モーメント（Ｉ）によって決定される軸方向剛性と、によって決定されるアームのねじり剛性（Ｊ）をもたらすように選ばれる、請求の範囲第３６項に記載の可撓性継手。３８．第１及び第２環状部材が回転軸線を横切る平面内に並び、曲りコラムと一体となったリングを含む、請求の範囲第３３項に記載の可撓性継手。３９．離間して公称平行軸の周りに回転可能であるが、ミスアラインメントを受ける駆動部材と従動部材を撓みやすく連結するための装置であって、公称軸線の周りに円周方向に配置され、各々が駆動部材上の領域を従動部材上の領域に連結する、複数の同じような曲り部材であって、部材の各々が同様に弧状をなし、その長さに沿って負荷に応じて選ばれたひねり応答を有する、複数の曲り部材を含む装置。４０．継手部材が駆動部材及び従動部材と一体であり、各々が一つのアームを含有し、アームが、アームと公称軸線とを横切る平面の内部で曲がっている、請求の範囲第３９項に記載の継手システム。４１．駆動部材及び従動部材が公称軸線に対して半径方向に離間し、接続アームが公称軸線から外側に延びる半径に対して曲がっている、請求の範囲第４０項に記載の継手システム。４２．駆動部材及び従動部材が、公称軸線に対して軸方向に離間している連続すべき縁部を有し、接続アームは、公称軸線の周りの同心円筒に対して、軸線に沿って変わる曲率を有する、請求の範囲第４０項に記載の継手システム。４３．第１軸及び第２軸を撓みやすく連結するためのシステムにおいて、軸の一つは駆動軸で他の一つは従動軸であり、両方とも同じ公称軸線に沿って配置される、組合せであって、駆動部材及び従動部材を相互連結する少なくとも２つの接続アームであって、これらのアームは公称軸線の周りに同様に円周方向に位置決めされ、各アームは、延長軸線を通じて延びる平面とは異なる角度の延長方向に置かれ、各アームは、公称軸線に対してくぼみ形に曲り、これによって曲りがアームの平面において一方向の弾性変形をもたらし、アーム、形状、材料、及び断面は、アームのその長さの周りのひねりを可能にし、この結果、回転中にアームの瞬間位置によるミスアラインメントから生ずる他の変形を吸収する、少なくとも２つの接続アームを包含する組合せ。４４．接続アームを駆動軸と従動軸にその端部で結合する一体形エレメントをさらに含む、請求の範囲第４３項に記載の組合せ。４５．一体形エレメントが合成ポリマーの単一部材を含む、請求の範囲第４４項に記載の組合せ。４６．一体形エレメントが焼き流し精密鋳造物を含む、請求の範囲第４３項に記載の組合せ。４７．接続アームの撓み部が、アームの物理的性質、すべてのアームについて同様である各接続アームのその平面における曲率、及び公称軸線に対するくぼみ形曲率の半径方向位置によって確立される、請求の範囲第４３項に記載の組合せ。４８．３個以上の複数の接続アームがあり、各々は同じ形状であり、各々は同じ円周方向間隔だけ隣接アームから円周方向に分離されている、請求の範囲第４７項に記載の組合せ。４９．アームは、アームのひねり度に従って駆動部材と従動部材との間の継手のねじり剛性を増加するように構成されている、請求の範囲第４３項に記載の組合せ。