JP2004044709A

JP2004044709A - 軸継手

Info

Publication number: JP2004044709A
Application number: JP2002203952A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Inoue; 井上　和春
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】回転軸２０，３０とのガタに起因する摩耗や異音の発生を防止した軸継手１０を提供する。
【解決手段】駆動側回転軸２０の係合凹部２１又は従動側回転軸３０の係合凹部３１に回転方向に係合される一対の係合突起１０ａ，１０ａを備え、この係合突起１０ａ，１０ａは、その双方に跨って延びる金具１１にゴム状弾性材料からなる弾性層１３を一体的に加硫接着したものであり、この弾性層１３には、トルクの授受側となる厚肉部１３ａと、その反対側の薄肉部１３ｂを有する勾配が形成されている。両係合突起１０ａ，１０ａの間には、駆動側回転軸２０の端面と従動側回転軸３０の端面との間に介在される弾性壁１４が形成され、両係合突起１０ａ，１０ａの外周側には、駆動側回転軸２０の軸端外周面及び従動側回転軸３０の軸端外周面を包囲する弾性筒１５が形成されている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの駆動軸と油圧ポンプの回転軸など、駆動側回転軸と従動側回転軸とを回転接続する軸継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の技術に係る軸継手を、接続対象の回転軸と共に示す分離斜視図である。この図８において、例えばモータの出力軸である駆動側回転軸１１０の軸端１１０ａには、その直径方向に対称に並んだ一対のトルク伝達片１１１，１１２が突設されており、駆動側回転軸１１０の軸端１１０ａと対向する、例えば油圧ポンプの回転軸である従動側回転軸１２０の軸端１２０ａにも、同様のトルク伝達片１２１，１２２が突設されている。両回転軸１１０，１２０を連結する軸継手１００は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、軸方向に貫通した十字孔１０１を有する。
【０００３】
すなわち、駆動側回転軸１１０のトルク伝達片１１１，１１２と、従動側回転軸１２０のトルク伝達片１２１，１２２は、互いにほぼ直角をなして交差するように組み合わされた状態で、軸継手１００の十字孔１０１に、その軸方向両側から挿入されることによって、トルク伝達可能な状態に接続される。また、両回転軸１１０，１２０間の芯ずれなどミスアライメントは、軸継手１００の有するゴム弾性によって、有効に吸収される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術によれば、駆動側回転軸１１０のトルク伝達片１１１，１１２及び従動側回転軸１２０のトルク伝達片１２１，１２２と、軸継手１００の十字孔１０１との間には、回転方向の隙間（ガタ）が生じるため、この十字孔１０１におけるトルク伝達面が、トルク伝達片１１１，１１２及び１２１，１２２との摺動によって摩耗する。また、組付上、回転軸１１０，１２０と軸継手１００の軸方向のガタがあると、これに起因する異音を発生することもある。
【０００５】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、軸とのガタに起因する摩耗や異音の発生を防止した軸継手を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る軸継手は、駆動側回転軸の軸端に形成された係合凹部又は従動側回転軸の軸端に形成された係合凹部に回転方向に係合される一対の係合突起を備え、この係合突起が、その双方に跨って延びる金具にゴム状弾性材料からなる弾性層を一体的に接合したものであり、この弾性層が、トルクの授受側で相対的に厚肉に形成され、その反対側で相対的に薄肉に形成されている。
【０００７】
請求項２の発明に係る軸継手は、請求項１に記載の構成において、両係合突起の間に、駆動側回転軸の端面と従動側回転軸の端面との間に介在されるゴム状弾性材料からなる弾性壁が形成される。
【０００８】
請求項３の発明に係る軸継手は、請求項１又は２に記載の構成において、両係合突起の外周側に、駆動側回転軸の軸端外周面及び従動側回転軸の軸端外周面を包囲するゴム状弾性材料からなる弾性筒が形成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る軸継手の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第一の形態による軸継手１０を、接続対象の回転軸２０，３０と共に示す分離斜視図、図２は、第一の形態による軸継手１０を介して回転軸２０，３０を接続した状態を示す断面図、図３は、第一の形態による軸継手１０をその軸心を通る平面で切断して示す断面図、図４は、図３におけるＩＶ方向の矢視図である。
【００１０】
まず図１において、参照符号２０，３０は、それぞれ第一の形態による軸継手１０による接続対象の回転軸で、このうち、駆動側回転軸２０は、例えばモータの出力軸であり、従動側回転軸３０は、例えば前記モータによって回転される油圧ポンプやあるいは減速機等の回転軸である。両回転軸２０，３０は、その軸端が軸方向に互いに対向される。
【００１１】
駆動側回転軸２０の軸端には、その直径方向に貫通し軸方向に所定の深さｄを有する係合凹部としての係合溝２１が形成されており、従動側回転軸３０の軸端にも同様に、その直径方向に貫通し軸方向に所定の深さｄを有する係合凹部としての係合溝３１が形成されている。
【００１２】
軸継手１０は、図２及び図３の断面図に示されるように、鋼板などの金属板からなるほぼ長方形の板状の金具１１に、ゴム状弾性材料からなる弾性体１２を一体的に焼き付けたものである。弾性体１２は、金具１１の長手方向（軸方向）両端及びその近傍における厚さ方向両面（合計四箇所）に一体的に加硫接着された弾性層１３と、金具１１の長手方向（軸方向）中間位置に厚さ方向両面に一体的に加硫接着され弾性層１３と連続した弾性壁１４と、弾性壁１４及び弾性層１３に連続して円筒状に形成された弾性筒１５とからなる。
【００１３】
金具１１の両端及びその近傍部と、その両面に形成された弾性層１３，１３は、それぞれ駆動側回転軸２０の係合溝２１又は従動側回転軸３０の係合溝３１に挿入状態に係合される一対の係合突起１０ａ，１０ａを構成している。そして、弾性壁１４からの各係合突起１０ａ，１０ａの突出高さｈ（図３参照）は、駆動側回転軸２０の係合溝２１及び従動側回転軸３０の係合溝３１の深さｄと略同等又はそれより若干小さいものとなっている。
【００１４】
弾性筒１５は、図２に示されるように、駆動側回転軸２０及び従動側回転軸３０の係合溝２１，３１を、係合突起１０ａ，１０ａにそれぞれ係合させた状態において、駆動側回転軸２０及び従動側回転軸３０の軸端の外周面を外周から包囲すると共に、当該軸継手１０が駆動側回転軸２０及び従動側回転軸３０の間から脱落するのを防止するものである。弾性筒１５の内径は、駆動側回転軸２０及び従動側回転軸３０の外径と同等又はそれより僅かに小径となっている。
【００１５】
各係合突起１０ａにおける弾性層１３，１３は、トルクＴの授受側で相対的に厚肉となり（以下、厚肉部１３ａという）、その反対側で相対的に薄肉となる（以下、薄肉部１３ｂという）ように、金具１１の表面に対して一定の勾配をなして形成されている。すなわち、駆動側回転軸２０は、図１に示される矢印Ｒ方向へ回転するものであり、そのトルクは、駆動側回転軸２０の係合溝２１の内面から、軸継手１０における一方の係合突起１０ａに対して、図４に矢印Ｔで示されるように、弾性層１３，１３における厚肉部１３ａ，１３ａに作用する。また、軸継手１０に伝達されたトルクは、駆動側回転軸２０と反対側の係合突起１０ａにおいて、図４に破線矢印Ｔ’で示されるように、弾性層１３，１３における厚肉部１３ａ，１３ａから従動側回転軸３０の係合溝３１の内面へ伝達される。
【００１６】
したがって、両係合突起１０ａ，１０ａにおける弾性層１３，１３の軸方向の投影形状は、図４に示されるように、互いに逆向きの勾配となっている。
【００１７】
以上のように構成された第一の形態による軸継手１０は、図２に示されるように、軸方向に互いに対向する駆動側回転軸２０と従動側回転軸３０の間に介在して、両軸２０，３０を回転接続するものである。すなわち、駆動側回転軸２０及び従動側回転軸３０は、その係合溝２１，３１に軸継手１０における係合突起１０ａ，１０ａが挿入された状態に係合しているので、駆動側回転軸２０が図１におけるＲ方向へ回転すると、そのトルクは、駆動側回転軸２０の係合溝２１から、図４に矢印Ｔ及び破線矢印Ｔ’で示されるように、係合突起１０ａ，１０ａを介して、従動側回転軸３０の係合溝２１に伝達され、従動側回転軸３０が駆動側回転軸２０と同方向へ回転される。
【００１８】
この軸継手１０は、係合突起１０ａ，１０ａの双方に跨って埋設された金具１１の剛性を利用して、トルクを駆動側回転軸２０から従動側回転軸３０へ伝達すると共に、弾性体１２の弾性によって、駆動側回転軸２０と従動側回転軸３０の軸心が僅かにずれた状態や、駆動側回転軸２０と従動側回転軸３０の軸心が互いに交差した状態でのトルク伝達を許容するものである。
【００１９】
図５は、軸継手１０の係合突起１０ａにおける弾性層１３，１３の作用を示す説明図である。この図５において、図１に示される駆動側回転軸２０の係合溝２１の内面からのトルクは、矢印Ｔで示されるように、一方の係合突起１０ａにおける金具１１の厚さ方向両面に存在する弾性層１３，１３の厚肉部１３ａ，１３ａに作用する。このため、弾性層１３，１３の厚肉部１３ａ，１３ａは圧縮変形を受けるが、その圧縮応力によって、図５に一点鎖線で示されるように、薄肉部１３ｂ，１３ｂの肉厚を僅かに増大させるように逃げ変形が起こる。したがって弾性層１３，１３が比較的低ばねとなり、捩り方向の振動に対する優れた吸収機能を発揮する。
【００２０】
他方の係合突起１０ａもまったく同様である。すなわち、軸継手１０から従動側回転軸３０へのトルク伝達においては、従動側回転軸３０の係合溝３１と係合した係合突起１０ａの弾性層１３，１３の厚肉部１３ａ，１３ａが、前記係合溝３１の内面との圧接によって圧縮変形を受け、その圧縮応力によって、薄肉部１３ｂ，１３ｂの肉厚を僅かに増大させるように、弾性層１３，１３の逃げ変形が起こるので、比較的低ばねになると共に、係合溝３１の内面に対する面圧が均一化される。
【００２１】
また、このような弾性層１３，１３の逃げ変形によって、係合溝２１，３１の内面と、弾性層１３，１３との面圧が均一化される。この形態によれば、トルクが作用していない状態から面圧がほぼ均一となるまでの捩り角度θ_１は、弾性層１３，１３の材質等にもよるが、４度程度である。そして、このような弾性層１３，１３の変形作用によって、係合溝２１，３１と係合突起１０ａとの間に回転方向のガタが生じるのを有効に防止することができ、その結果、弾性層１３，１３の摩耗も有効に防止される。
【００２２】
駆動側回転軸２０と従動側回転軸３０間の軸方向の伝達振動は、両軸２０，３０の軸端間に介在する弾性壁１４によって吸収され、しかもこの弾性壁１４によって、駆動側回転軸２０と従動側回転軸３０間での軸方向のガタの発生、及びこれに起因する異音の発生も、有効に防止される。
【００２３】
各係合突起１０ａにおける弾性層１３，１３は、基本的に、トルクの授受側で相対的に厚肉、その反対側で薄肉とするものであるが、上述した第一の形態以外にも、種々の形状が考えられる。図６及び図７は、本発明に係る軸継手１０の他の形態として、係合突起１０ａにおける弾性層１３，１３の形状及びその作用を示す説明図である。
【００２４】
まず図６に示される形態の軸継手１０は、両係合突起１０ａにおける弾性層１３，１３が、その厚肉部１３ａ，１３ａから、薄肉部１３ｂ，１３ｂへ向けて、勾配（肉厚の減少率）が漸次大きくなる曲面状をなすものである。また、このような曲面をなすことによって、図中に一点鎖線で示されるように、トルク入力前の状態において、駆動側回転軸２０の係合溝２１又は従動側回転軸３０の係合溝３１に対して、厚肉部１３ａ，１３ａが適当な締め代を有するものとなっている。その他の部分の構成は、先に説明した第一の形態と同様である。
【００２５】
この形態による軸継手１０は、基本的には、第一の形態と同様の作用・効果を有するものである。特に、矢印Ｔ又は破線矢印Ｔ’で示される伝達トルクによって、係合突起１０ａにおける金具１１の厚さ方向両面に存在する弾性層１３，１３の厚肉部１３ａ，１３ａが圧縮を受けると、この厚肉部１３ａ，１３ａでは、薄肉部１３ｂ，１３ｂへ向けての肉厚の減少率が小さいため、前記厚肉部１３ａ，１３ａの圧縮応力による逃げ変形が、第一の形態のものと比較して小さいものとなる。したがって、弾性層１３，１３が第一の形態のものと比較して高ばねとなり、図中に一点鎖線で示されるトルク入力前の状態から、二点鎖線で示されるように、係合溝２１又は３１の内面に対する面圧が均一化される状態となるまでの捩り角度θ_２は、弾性層１３，１３の材質等にもよるが、２度程度である。
【００２６】
図７に示される形態の軸継手１０は、両係合突起１０ａにおける弾性層１３，１３が、その厚肉部１３ａ，１３ａ及び薄肉部１３ｂ，１３ｂでは勾配（肉厚の減少率）が小さく、厚肉部１３ａと薄肉部１３ｂの間の部分で勾配が最も大きくなる曲面状をなすものである。また、このような曲面をなすことによって、トルク入力前の状態では、図中に一点鎖線で示されるように、駆動側回転軸２０の係合溝２１又は従動側回転軸３０の係合溝３１に対して、厚肉部１３ａ，１３ａが適当な締め代を有するものとなっている。その他の部分の構成は、先に説明した第一の形態と同様である。
【００２７】
この形態による軸継手１０は、基本的には、第一の形態と同様の作用・効果を有するものである。特に、矢印Ｔ又は破線矢印Ｔ’で示される伝達トルクによって、係合突起１０ａにおける金具１１の厚さ方向両面に存在する弾性層１３，１３の厚肉部１３ａ，１３ａが圧縮を受けると、この厚肉部１３ａ，１３ａは、薄肉部１３ｂ，１３ｂとの間の部分で急激に肉厚が減少しているため、前記厚肉部１３ａ，１３ａの圧縮応力による逃げ変形が、第一の形態のものと比較して大きいものとなる。したがって、弾性層１３，１３が第一の形態のものと比較して低ばねとなり、図中に一点鎖線で示されるトルク入力前の状態から、二点鎖線で示されるように、係合溝２１又は３１の内面に対する面圧が均一化される状態となるまでの捩り角度θ_３は、弾性層１３，１３の材質等にもよるが、６度程度である。
【００２８】
すなわち、図５、図６、図７に示されるような、弾性層１３，１３の種々の形状によって、そのばね定数や、面圧が一様になる捩り角度を、任意に設定することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る軸継手によれば、金具にゴム状弾性材料からなる弾性層を一体的に接合した一対の係合突起を有し、弾性層が、トルクの授受側で相対的に厚肉に形成され、その反対側で相対的に薄肉に形成されたことによって、駆動側回転軸及び従動側回転軸の係合凹部との回転方向のガタや、これに起因する異音の発生や、弾性層の摩耗を有効に防止することができる。
【００３０】
請求項２の発明に係る軸継手によれば、駆動側回転軸と従動側回転軸間の軸方向の伝達振動が、その軸端間に介在する弾性壁によって吸収され、両軸間での軸方向のガタの発生も、有効に防止することができる。
【００３１】
請求項３の発明に係る軸継手によれば、駆動側回転軸の軸端外周面及び従動側回転軸の軸端外周面同士を、弾性筒を介して互いに弾性的に拘束するため、両回転軸の芯ずれなどミスアライメントを許容した状態で、両回転軸を回転接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の形態による軸継手１０を、接続対象の回転軸２０，３０と共に示す分離斜視図である。
【図２】本発明の第一の形態による軸継手１０を介して回転軸２０，３０を接続した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第一の形態による軸継手１０をその軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図４】図３におけるＩＶ方向の矢視図である。
【図５】軸継手１０における係合突起１０ａの弾性層１３の作用を示す説明図である。
【図６】本発明に係る軸継手１０の他の形態として、係合突起１０ａにおける弾性層１３の形状及びその作用を示す説明図である。
【図７】本発明に係る軸継手１０の更に他の形態として、係合突起１０ａにおける弾性層１３の形状及びその作用を示す説明図である。
【図８】従来の技術に係る軸継手１００を、接続対象の回転軸１１０，１２０と共に示す分離斜視図である。
【符号の説明】
１０　軸継手
１０ａ　係合突起
１１　金具
１２　弾性体
１３　弾性層
１３ａ　厚肉部（トルクの授受側）
１３ｂ　薄肉部
１４　弾性壁
１５　弾性筒
２０　駆動側回転軸
２１，３１　係合溝（係合凹部）
３０　従動側回転軸

Claims

駆動側回転軸（２０）の軸端に形成された係合凹部（２１）又は従動側回転軸（３０）の軸端に形成された係合凹部（３１）に回転方向に係合される一対の係合突起（１０ａ，１０ａ）を備え、この係合突起（１０ａ，１０ａ）が、その双方に跨って延びる金具（１１）にゴム状弾性材料からなる弾性層（１３）を一体的に接合したものであり、この弾性層（１３）が、トルクの授受側で相対的に厚肉に形成され、その反対側で相対的に薄肉に形成されたことを特徴とする軸継手。
両係合突起（１０ａ，１０ａ）の間に、駆動側回転軸（２０）の端面と従動側回転軸（３０）の端面との間に介在されるゴム状弾性材料からなる弾性壁（１４）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の軸継手。
両係合突起（１０ａ，１０ａ）の外周側に、駆動側回転軸（２０）の軸端外周面及び従動側回転軸（３０）の軸端外周面を包囲するゴム状弾性材料からなる弾性筒（１５）が形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸継手。