JP2006038005A

JP2006038005A - 軸継手

Info

Publication number: JP2006038005A
Application number: JP2004215126A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ikeda; 政弘池田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】駆動側回転軸及び従動側回転軸との間での打音や摩耗の発生を有効に防止可能であると共に、耐久性に優れた構造の軸継手１を提供する。
【解決手段】駆動側回転軸のトルク伝達片２ａ，２ｂ及び従動側回転軸のトルク伝達片３ａ，３ｂを遊挿可能な接続孔１１が開設された継手本体１０と、接続孔１１に挿入されたトルク伝達片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの回転軌跡上に位置して継手本体１０に植設されたピン２０と、継手本体１０の軸方向中間位置でこのピン２０に嵌着された弾性体としてのＯリング３０を備え、Ｏリング３０の一部が、ピン２０とトルク伝達片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂとの間で回転方向へ予圧縮される。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータの駆動側回転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。

この種の電動モータの駆動側回転軸と油圧ポンプの回転軸等を接続する軸継手の典型的な従来技術としては、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。
特開平１０−１２２２５２号公報（第２図（ｂ），第４図）

特許文献１に記載された軸継手は、トルク伝達に必要な高硬度の材料からなるものであって、駆動側（モータ側）回転軸の軸端に形成した四角柱状の結合軸部と、従動側（減速機構部側）の回転軸の軸端に形成した四角柱状の結合軸部とを、軸方向両側から挿入可能な四角柱状の結合穴を有し、この結合穴の内面にゴム等の弾性体を膜状に形成した構造を備える。

上記従来の技術によれば、トルク伝達部にゴムが介在しているので、モータの起動・停止時、正・逆回転切換時等の耳障りな打音の発生を防止することができる。しかし、弾性体が膜状に形成されているので、繰り返し荷重入力によって、弾性体の耐久性が低下しやすいといった問題が指摘される。

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、駆動側回転軸及び従動側回転軸との間での打音や摩耗の発生を有効に防止可能であると共に、耐久性に優れた構造の軸継手を提供することにある。

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、駆動側回転軸のトルク伝達片及び従動側回転軸のトルク伝達片を遊挿可能な接続孔が開設された継手本体と、前記接続孔に挿入された前記トルク伝達片の回転軌跡上に位置して前記継手本体に突設された突起と、この突起に取り付けられ、前記トルク伝達片との間で回転方向へ予圧縮されるゴム状弾性材料からなる弾性体とを備える。

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、弾性体が、継手本体の軸方向中間位置で突起に外装された環状又は筒状をなすものである。

請求項３の発明に係る軸継手は、請求項１に記載の構成において、弾性体が、突起に外装されたキャップ状の弾性層からなり、その端面部が駆動側回転軸又は従動側回転軸の端面と接触可能である。

請求項１の発明に係る軸継手によれば、継手本体の接続孔と、これに遊挿される駆動側回転軸及び従動側回転軸のトルク伝達片との間で、継手本体に突設した突起に取り付けた弾性体を予圧縮することによって、ミスアライメントに起因するガタつきをなくしたため、摩耗や打音の発生を有効に防止すると共に、軸の振動を吸収することができる。

請求項２の発明に係る軸継手によれば、請求項１による効果に加え、弾性体が継手本体の軸方向中間に位置する環状又は筒状をなすものであるため、こじり入力による繰り返し変形が抑制され、その耐久性を向上することができる。

請求項３の発明に係る軸継手によれば、請求項１による効果に加え、キャップ状の弾性層の端面部が駆動側回転軸又は従動側回転軸の端面と弾性的に接触可能であるため、軸方向振動に対する防振性能を奏することができる。

以下、本発明に係る軸継手の第一の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本形態による軸継手１を、接続対象の回転軸２，３と共に示す分離斜視図、図２は、本形態による軸継手１を単独で示すもので、（Ａ）は軸心と平行な方向から見た図、（Ｂ）は（Ａ）におけるII−II’断面図であり、図３は、図１の軸継手１を分解して示す部分断面図である。

まず図１において、参照符号２，３は、それぞれ本形態の軸継手１による接続対象の駆動側及び従動側回転軸で、このうち、駆動側回転軸２は、例えばモータの出力軸であり、従動側回転軸３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。軸方向に互いに対向される両回転軸２，３の軸端には、それぞれ軸方向に所定の高さを有する一対のトルク伝達片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂが、直径方向に対称に突設されている。

軸継手１は、図１及び図２に示されるように、例えば金属材料あるいは硬質の合成樹脂材料等、剛材からなる継手本体１０を有する。継手本体１０は、外周が円筒面をなすものであって、軸方向に貫通した接続孔１１が開設されている。接続孔１１は、駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂと、従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂを、軸心の周りに互いに略90度間隔をなすように組み合わせた状態で軸方向両側から遊挿可能な、略十字状をなしている。

詳しくは、接続孔１１は、直径方向に互いに対向する一対の第一突部１２，１２と、この第一突部１２，１２とは位相が90度異なる位置で直径方向に互いに対向する第二突部１３，１３とによって囲まれ、径方向へ延びる４つの溝状拡張部１１ａ〜１１ｄを有する略十字状をなしている。溝状拡張部１１ａ〜１１ｄは、それぞれ駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂ、又は従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂを遊挿可能な大きさに形成されている。そして、180度対称位置にある溝状拡張部１１ａ，１１ｃは互いに回転対称の形状であり、他の溝状拡張部１１ｂ，１１ｄは、溝状拡張部１１ａ，１１ｃとは逆方向に回転対称の形状である。

第一突部１２，１２は、軸方向片側に対する高さが、第二突部１３，１３よりも高く形成されており、言い換えれば第二突部１３，１３の形成部分は、直径方向に互いに対称な切欠部１０ａ，１０ａとなっている。そしてこの切欠部１０ａ，１０ａには、接続孔１１の各溝状拡張部１１ａ〜１１ｄに挿入された駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂ及び従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂの回転軌跡上に位置して、それぞれピン２０が配置され、第二突部１３に軸方向に植設されている。

ピン２０は請求項1に記載された突起に相当するものであって、図３に示されるように、軸部２１と、それよりも大径に形成された頭部２２からなり、軸部２１の先端部分が、各第二突部１３に開設された円孔１３ａに打ち込まれることによって固定されている。また、図２（Ｂ）に示されるように、ピン２０の頭部２２の端面２２ａは、この頭部２２と同方向を向いた継手本体１０の端面１０ｂから突出しない高さとなっている。

ピン２０の軸部２１には、ゴム状弾性材料からなるＯリング３０が外装嵌着され、頭部２２で抜け止めされている。Ｏリング３０は、請求項1に記載された弾性体に相当するものであって、接続孔１１の各溝状拡張部１１ａ〜１１ｄに挿入された駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂ及び従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂの回転軌跡上に位置しており、その外径はピン２０の頭部２２よりも大径であり、かつ外周部の一部が、第二突部１３の縁部よりも接続孔１１側へ張り出している。すなわち、接続孔１１における溝状拡張部１１ａ，１１ｂ間の第二突部１３のピン２０に装着された一方のＯリング３０は、外周の一部が前記溝状拡張部１１ａ，１１ｂへ張り出したトルク負荷部３０ａ，３０ｂを有し、接続孔１１における溝状拡張部１１ｃ，１１ｄ間の第二突部１３のピン２０に装着された他方のＯリング３０は、外周の一部が前記溝状拡張部１１ｃ，１１ｄへ張り出したトルク負荷部３０ｃ，３０ｄを有する。

図２（Ｂ）に示される第二突部１３からのＯリング３０（トルク負荷部３０ａ〜３０ｄ）の張り出し高さｈは、図２（Ａ）に示される各溝状拡張部１１ａ〜１１ｄに挿入したトルク伝達片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂと各第二突部１３との隙間Ｇよりも大きい。したがって、各Ｏリング３０のトルク負荷部３０ａ〜３０ｄには、Ｇ−ｈに相当する回転方向の予圧縮δが与えられるようになっている。

以上のように構成された軸継手１は、図１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２と従動側回転軸３の間に介在して、両軸２，３を回転接続するもので、すなわち、駆動側回転軸２及び従動側回転軸３は、そのトルク伝達片２ａ，２ｂ及び３ａ，３ｂが、継手本体１０における接続孔１１に軸方向両側から挿入される。図示の例では、駆動側回転軸２は、図１に矢印Ｒで示される方向、すなわち図２（Ａ）における時計回りの方向へ回転駆動されるもので、駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂは、接続孔１１における溝状拡張部１１ａ，１１ｃに挿入され、従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂは、例えば前記溝状拡張部１１ａ，１１ｃと180度対称の溝状拡張部１１ｂ，１１ｄに挿入される。

このとき、駆動側回転軸２と従動側回転軸３の軸心が僅かにずれた状態や、駆動側回転軸２と従動側回転軸３の軸心が互いに僅かな角度をなして交差した状態などのミスアライメントがあっても、継手本体１０の接続孔１１（溝状拡張部１１ａ〜１１ｄ）と、これに挿入された駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂ及び従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂとの間には隙間が存在するため、軸継手１は、このようなミスアライメント状態での両回転軸２，３の接続を許容する。

先に説明したように、駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂ及び従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂを接続孔１１の溝状拡張部１１ａ〜１１ｄに挿入した状態では、ピン２０に装着されたＯリング３０の各トルク負荷部３０ａ〜３０ｄに、予圧縮δが与えられており、その圧縮反力によって、駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂは、溝状拡張部１１ａ，１１ｃにおける回転方向と反対側の内面、言い換えれば第二突部１３，１３における溝状拡張部１１ａ，１１ｃ側の側面に押し付けられ、同様に、従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂは、溝状拡張部１１ｂ，１１ｄにおける回転方向の内面、言い換えれば第二突部１３，１３における溝状拡張部１１ｂ，１１ｄ側の側面に押し付けられる。したがって、駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂ及び従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂと、継手本体１０の接続孔１１との間には、ミスアライメントに起因するガタつきが発生することがなく、これに起因する摩耗や打音の発生も、有効に防止される。

ここで、駆動側回転軸２が図１におけるＲ方向、すなわち図２（Ａ）における時計方向へ回転駆動すると、まず、駆動側回転軸２の一方のトルク伝達片２ａが、一方のＯリング３０のトルク負荷部３０ａを介して、このＯリング３０が装着されたピン２０を弾性的に押圧すると共に、駆動側回転軸２の他方のトルク伝達片２ｂが、他方のＯリング３０のトルク負荷部３０ｃを介して、このＯリング３０が装着されたピン２０を弾性的に押圧することによって、駆動トルクが各ピン２０，２０に伝達される。更に、この駆動トルクは、一方のピン２０がその外周のＯリング３０のトルク負荷部３０ｂを介して、従動側回転軸３の一方のトルク伝達片３ａを弾性的に押圧すると共に、他方のピン２０がその外周のＯリング３０のトルク負荷部３０ｄを介して、従動側回転軸３の他方のトルク伝達片３ｂを弾性的に押圧することによって、従動側回転軸３に伝達され、この従動側回転軸３が駆動側回転軸２と同方向へ回転される。

上述したトルク伝達過程では、駆動側回転軸２のトルク伝達片２ａ，２ｂ及び従動側回転軸３のトルク伝達片３ａ，３ｂは、Ｏリング３０のトルク負荷部３０ａ〜３０ｄを圧縮するように弾性的に接触すると共に、継手本体１０の接続孔１１における溝状拡張部１１ａ〜１１ｄの内面（第一突部１２及び第二突部１３）に対しては非接触であるため、モータの振動やギヤの噛合等に起因する両回転軸２，３間での振動の伝達が、有効に絶縁される。

また、過大なトルクが作用することによって、Ｏリング３０のトルク負荷部３０ａ〜３０ｄの圧縮変形量が図２（Ａ）における初期状態から隙間Ｇに相当する大きさだけ増大した時点で、トルク伝達片２ａ，２ｂ又はトルク伝達片３ａ，３ｂが、継手本体１０の第二突部１３と接触するので、Ｏリング３０の過大な変形が防止される。

また、Ｏリング３０は、継手本体１０の第二突部１３とピン２０の頭部２２との間にあって、言い換えれば継手本体１０の軸方向中間に位置しているため、例えば駆動側回転軸２と従動側回転軸３の軸心が互いに僅かな角度をなしていることに起因するこじり入力がある場合でも、Ｏリング３０のトルク負荷部３０ａ〜３０ｄの繰り返し変形が抑制され、その耐久性を向上できる。

次に、図４は、本発明の第二の形態による軸継手１を示すもので、（Ａ）は軸心と平行な方向から見た図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIV−IV’断面図である。すなわち、この形態において、上述した第一の形態と異なるところは、請求項１に記載された弾性体として、第一の形態におけるＯリング３０の代わりに、ゴム状弾性材料からなる弾性層３０Ａを、ピン２０の表面に一体的に加硫接着したことにある。

ピン２０は、軸部２１の全体が継手本体１０の第二突部１３に開設された円孔１３ａに打ち込まれており、頭部２２の軸方向高さが、継手本体１０の切欠部１０ａの深さｄと同等となっている。弾性層３０Ａは、頭部２２を覆うように形成されたキャップ状を呈するものであって、第二突部１３寄りの端部には、断面形状が半円形の環状の凸条３１が形成されている。

弾性層３０Ａの凸条３１は、第一の形態におけるＯリングと同様の作用を有するもので、継手本体１０の軸方向中間に位置しており、その外周部の一部が、第二突部１３の縁部よりも接続孔１１側へ張り出して、先に説明した第一の形態と同様、駆動側回転軸のトルク伝達片２ａ，２ｂ又は従動側回転軸のトルク伝達片３ａ，３ｂとの間で回転方向の予圧縮を与えられるトルク負荷部３１ａ〜３１ｄが形成される。また、ピン２０における頭部２２の端面を覆っている弾性層３０Ａの端面部３２は、頭部２２と同方向を向いた継手本体１０の端面１０ｂの高さより外側へ突出している。

その他の部分の構成は、図２と同様であり、したがって、第一の形態と同様の効果が実現される。また、弾性層３０Ａの端面部３２が、図示されていない駆動側回転軸又は従動側回転軸の端部と弾性的に接触することによって、軸方向に対する緩衝機能を奏することができる。

なお、本発明は、図示の形態によって限定されるものではない。例えば、請求項１に記載された突起としては、ピン２０のほか、継手本体１０の第二突部１３に一体的に形成したものであっても良く、請求項１に記載された弾性体としては、第一の形態におけるＯリング３０の代わりに、断面形状が非円形（例えば略長方形、略Ｄ字形など）のゴム状弾性材料からなる環状体を嵌着しても良い。また、第二の形態における弾性層３０Ａは、予めキャップ状に加硫成形してから嵌着したものであっても良い。

本発明の第一の形態による軸継手１を、接続対象の回転軸２，３と共に示す分離斜視図である。図１の軸継手１を単独で示すもので、（Ａ）は軸心と平行な方向から見た図、（Ｂ）は（Ａ）におけるII−II’断面図である。図１の軸継手１を分解して示す部分断面図である。本発明の第二の形態による軸継手１を示すもので、（Ａ）は軸心と平行な方向から見た図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIV−IV’断面図である。

符号の説明

１軸継手
２駆動側回転軸
２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂトルク伝達片
３従動側回転軸
１０継手本体
１０ａ切欠部
１１接続孔
１１ａ〜１１ｄ溝状拡張部
１２第一突部
１３第二突部
２０ピン（突起）
２１軸部
２２頭部
３０Ｏリング（弾性体）
３０Ａ弾性層（弾性体）
３０ａ〜３０ｄ，３１ａ〜３１ｄトルク負荷部
３１凸条
３２端面部

Claims

駆動側回転軸（２）のトルク伝達片（２ａ，２ｂ）及び従動側回転軸（３）のトルク伝達片（３ａ，３ｂ）を遊挿可能な接続孔（１１）が開設された継手本体（１０）と、前記接続孔（１１）に挿入された前記トルク伝達片（２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ）の回転軌跡上に位置して前記継手本体（１０）に突設された突起（２０）と、この突起（２０）に取り付けられ、前記トルク伝達片（２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ）との間で回転方向へ予圧縮されるゴム状弾性材料からなる弾性体（３０）とを備えることを特徴とする軸継手。
弾性体（３０）が、継手本体（１０）の軸方向中間位置で突起（２０）に外装された環状又は筒状をなすものであることを特徴とする請求項１に記載の軸継手。
弾性体（３０）が、突起（２０）に外装されたキャップ状の弾性層からなり、その端面部（３２）が駆動側回転軸（２）又は従動側回転軸（３）の端面と接触可能であることを特徴とする請求項１に記載の軸継手。