JP2007040351A

JP2007040351A - カップリング

Info

Publication number: JP2007040351A
Application number: JP2005223542A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Tsuboi; 信行坪井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】ごく簡単な構造であって、原動側で発生する振動を確実に吸収して従動側へ伝達しない防振機能を発揮することができる、主として軽荷重での動力を伝達するカップリングを提供する。
【解決手段】周面に少なくとも三等分して溝内側４ａが半径方向に狭まる勾配形状にされた係合溝４，４’を軸線方向に設けられ、軸心に欠円形の軸孔５，５’を備える二個のハブ２，３と、中間部に連結基部１１を有してその連結基部１１の軸方向両側に前記ハブ２，３の各係合溝４，４’に噛み合う横断面台形をした係合突起１２，１３を形成される弾性材製の連結ブロック１０とを組合わせてなり、前記連結ブロック１０の係合突起１２，１３は連結基部１１を挟んで両側で周方向に互い違いにずらせて設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達に使用する軸継ぎ手に係るものであって、動力伝達と同時に原動機側で発生する振動を吸収して従動側に伝播されないようにする防振機能を備えたカップリングに関するものである。

一般に、回転動力の伝達部での軸継ぎ手は、原動側から従動側に動力を伝達する際、回転動力の伝達に伴い原動機側、特に歯車減速機などを介してで生じる振動・騒音も同時に伝達されるので、その振動の伝達や騒音の発生を低減するために駆動側接続子と従動側接続子との間に可撓性材料で形成される弾性部片を介在させ、この弾性部片によって振動の吸収とそれに伴う騒音の低減を図る構成のものが採用されている。このような構成の軸継ぎ手としては、例えば特許文献１や図５に示されるような構造のものが知られている。

前記特許文献１によって知られるものでは、両方の接続子を面盤状のもにして、それら双方の面盤の対向面にそれぞれ三等分して突条を突設され、その突条を交互にかみ合うようにして、その間に六個の扇形状の弾性部材を介在させて挟み込む構造にされ、各弾性部材を介して動力伝達されるものが開示されている。

また、図５によって示される構造の継手１００（フレキシブルカップリング）は、一般に小型の動力機からの動力伝達部で使用されているもので、駆動側と従動側との軸に装着されて連結動力伝達部分で双方の軸に取り付く爪付きのハブ１０１，１０２間に介在される弾性体のスパイダー１０５と称される部材によって可撓的に連結されている。

特開２００１−３１１４３３号公報

しかしながら、前記特許文献１によって知られるフレキシブルカップリングは、伝達動力が大きい場合に有効であるが、構造的に複雑でコストアップを避けられない。また、構造的にも防振機能を発揮させるには十分ではない。したがって、小さな動力を伝達し、併せて振動の伝播を防止するには適さないものである。一方、図５によって記載される形式のフレキシブルカップリング１００は、伝達動力が小さい場合、言い換えると小型の動力伝達機構において汎用的なカップリングである。しかし、この形式のカップリング１００では、駆動側と従動側との各軸に装着された爪付きのハブ１０１，１０２間に介在される弾性体のスパイダー１０５の放射状に形成された動力伝達部分を、ハブ１０１，１０２の爪部１０３，１０４との噛み合いによって可撓的に連結されるが、この噛み合い部分ではギャップがあり、構造上同一円周で弾性材を介在して動力伝達されるので、動力の伝達は行われても、弾性材を交互に噛み合うハブ１０１，１０２側の爪部１０３，１０４で挟み付けるだけで、ばね特性を発揮できない。したがって、原動側で発生する振動がそのまま従動側に伝播して振動を拡大させて、カップリング部分で振動を十分に吸収できる吸振機能が得られないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ごく簡単な構造であって、原動側で発生する振動を確実に吸収して従動側へ伝達しない防振機能を発揮することができる、主として軽荷重での動力を伝達するカップリングを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるカップリングは、
周面に少なくとも三等分して溝内側が半径方向に狭まる勾配形状にされた係合溝を軸線方向に設けられ、軸心に欠円形の軸孔を備える二個のハブと、中間部に連結基部を有してその連結基部の軸方向両側に前記ハブの各係合溝に噛み合う横断面台形をした係合突起を形成される弾性材製の連結ブロックとを組合わせてなり、前記連結ブロックの係合突起は連結基部を挟んで両側で周方向に互い違いにずらせて設けられていることを特徴とするものである。

前記発明において、前記ハブの周面に形成される係合溝は断面逆台形にされ、前記連結ブロックの係合突起は前記係合溝に求心的に係合する断面逆台形にされているのがよい（第２発明）。

本発明によれば、原動側軸に装着するハブと従動側軸に装着するハブとを弾性体による厚肉の円板状の連結基部から前後軸方向に突設される複数の係合突起をハブの係合溝に嵌合させて（噛み合わせて）軸を繋ぎ回転力の伝達を行わせるようにして、その連結ブロックの中実円板状の連結基部で弾性変形を自由に起こさせて回転に伴う振動を吸収させ、簡単な構成で有効な防振機能を発揮できるという効果を奏する。そして、中実円板状の連結基部に対して前後に突き出す係合突起を一方の係合突起に対して他方の係合突起を互い違いに周方向にずらせて形成したことにより、回転力伝達時の位相差で連結基部内での弾性変位を起こさせて振動の吸収性を高め、駆動軸から従動軸への振動の伝播を断ち切る効果を高め得るのである。また、高速回転する軸部の継手として用いられても、前記連結ブロックの前後両側に突き出す係合突起とハブの係合溝とは断面台形状にされて遠心力で外向きに浮き出す現象を防止でき、防振機能と動力伝達機のを損なわれることなく作動するという効果を奏する。

次に、本発明に係るカップリングの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本実施形態のカップリングの全体斜視図が示されている。図２にはカップリングの正面図（ａ）と左側面図（ｂ）および右側面図（ｃ）が、また、図３にはハブの正面図（ａ）とそのＡ−Ａ視断面図（ｂ）が、図４には連結ブロックの正面図（ａ）と左側面図（ｂ）および右側面図（ｃ）が、それぞれ示されている。

このカップリング１は、比較的軽荷重の動力を伝達する軸の継手部に使用するものであり、動力の伝達と同時に駆動側（原動側）で発生する振動を従動側に伝播するのを遮断する防振機能を備えるものである。

このカップリング１は、軸方向に配される一組のハブ２，３と、これらハブ２，３間に介在させる弾性体にてなる連結ブロック１０とで構成されている。前記ハブ２，３は、図２および図３に示されるように、軸方向に所要長さで外周を所要直径の円柱形にして、その周面に少なくとも三等分して（具体例では４等分）軸線に沿って両側面４ａ，４ａを半径方向に内すぼみにして横断面台形に形成された係合溝４，４’がそれぞれ全長にわたり刻設されている。そして、軸心位置には軸線に沿って欠円形の軸孔５，５’が貫通して設けられ、その軸孔５（５’）の欠円部５ａに対していずれも外周から止めねじ孔６が穿設され，六角穴付きの止めねじ７が付されている。なお、この実施形態では前記係合溝４（４’）が四等分して設けられている。

前記連結ブロック１０は、図２および図４で示されるように、例えばクロロプレンゴム，ウレタンゴムなどの弾性体で成型されており、中央部に所要肉厚で外径が前記ハブ２，３とほぼ同じ寸法の円形をした連結基部１１を有し、この連結基部１１から軸方向の前後に係合突起１２，１３が前記ハブ２，３の各係合溝４，４’と嵌合するように同数ずつ軸線に平行して一体に設けられている。その係合突起１２，１３は、前記ハブ２，３の係合溝４，４’の横断面に合致する形状、つまり、それぞれの係合突起１２，１３が半径方向に側部を上すぼみの傾斜面１２ａ，１３ａにして断面台形にされ、前記連結基部１１を挟んで前側の係合突起１２と後側の係合突起１３とが、一方のものに対して他方のもの（係合突起）が互い違いに周方向にずらせて（例えば一方の係合突起１２に対して他方の係合突起１３を１／２ピッチ周方向にずらせる）設けられている。

このように形成されるハブ２，３と連結ブロック１０とは、図１および図２（ａ）にて示されるように、連結ブロック１０の連結基部１１を境にして、その前後の各係合突起１２，１３に各ハブ２，３の係合溝４，４’を嵌合させて組合わせ使用される。こうすることによって、連結ブロック１０の連結基部１１を中心にしてその軸方向の前後でハブ２，３が係合突起１２，１３と係合溝４，４’との係合を周方向にずらせて、三者が一体となってカップリング１を構成する。

使用に際しては、一方のハブ２の軸孔５に例えば原動機側の出力軸（ギヤードモータ軸）を嵌合させ、止めねじ７によりその出力軸に一方のハブ２を固定する。これに対して他方のハブ３には同様にして軸孔５’に従動軸の端部を嵌合挿入して止めねじ７で固定する。この状態で両ハブ２，３の係合溝４，４’に対して連結ブロック１０の前後の係合突起１２，１３をそれぞれ嵌め合わせると、出力軸に従動軸が連結される。

このように構成される本実施形態のカップリング１によれば、例えばギヤードモータの出力軸（原動機側軸）の回転力は、その出力軸に取付くハブ２からそのハブ２の係合溝４に嵌合する係合突起１２を介して連結ブロック１０の連結基部１１に伝達され、次いで他方の係合突起１３からそれらと係合する従動側のハブ３に伝達されて、そのハブ３に取付く従動軸に伝達され、その従動軸を回転させる。この際、原動機側から回転力とともに伝播する原動機側（ギヤードモータの）振動は、原動機側のハブ２に作用する回転力を複数の係合突起１２により分担されて連結ブロック１０の連結基部１１に伝達され、この連結基部１１から反対側の係合突起１３を介して従動側のハブ３に伝達される過程で、その連結ブロック１０に伝わる。この際、弾性体で形成される連結ブロック１０の連結基部１１には、動力の伝達方向において、原動側の係合突起１２と従動側の係合突起１３が、連結基部１１を介して互い違いに（例えば両側の係合突起が周方向に１／２ピッチずれて）配置されるので、その連結基部１１が捻られるように作用して、連結基部１１内で回転トルクによって弾性材が捻られることによる弾性変形力で打ち消され、従動側係合突起１３に伝達される間に振動が著しく低減されることになる。そのために、従動側ハブ３には振動が伝播せず、回転力のみ伝達され、言い換えると連結ブロック１０を形成する弾性材によって振動が吸収されるのである。したがって、ギヤードモータ側（原動機側）の振動がこのカップリング１によって遮断され、防振機能を発揮するのである。

また、前記連結ブロック１０の各係合突起１２，１３は、それぞれハブ２，３の係合溝４，４’の形状が半径方向に内すぼみにされているのに対応して、断面台形に形成されているので、両者の嵌め合いによって、組み合わせが強固にされる。そして、このカップリング１が高速で回転する場合、遠心力が作用しても係合突起１２，１３の先端部が浮き上がってハブ２，３の係合溝４，４’から外れることなく正常に回転し、動力伝達機能と防振機能を発揮することができるのである。

ちなみに、本実施形態のカップリング１とほぼ同形の従来型のカップリングとで防振の効果を確認した。本実施形態のカップリング１は、一具体例として直径が１４ｍｍ、ハブの長さが８ｍｍ、軸径６ｍｍ、連結ブロックの連結基部長さ（幅）５ｍｍ、係合突起の長さ５ｍｍ、ゴム硬度が約８０°のものを使用して、図示されない建物の出入り口の框に組み込まれた自動ドアの駆動装置におけるギヤードモータと駆動装置の回転機構との継手とした。従来型のカップリング（ゴム製のスパイダーを使用した継手）を使用した場合と比較すると、従来型のカップリングでは框部から出入口枠に振動が伝播して騒音を発していたものが、本実施形態のカップリングを用いたことにより、振動の伝播による騒音の発生が消去して静粛にドア開閉の運転ができるようになったことを体感でき、防振機能を備えていることが実証された。動力の伝達に関しては、本実施形態のものと従来型とでは何等変わりがなかった。なお、本発明のカップリングは前記数値に限定されるものではない

上記実施形態の説明においては、ハブの係合溝と連結ブロックの係合突起とがいずれも両側面を内すぼみの傾斜面にされたものについて記載したが、必要に応じて片面のみを傾斜面とすることもできる。

本実施形態のカップリングの全体斜視図カップリングの正面図（ａ）と左側面図（ｂ）および右側面図（ｃ）ハブの正面図（ａ）とそのＡ−Ａ視断面図（ｂ）連結ブロックの正面図（ａ）と左側面図（ｂ）および右側面図（ｃ）従来のカップリングの一具体例を示す図

符号の説明

１カップリング
２，３ハブ
４，４’ 係合溝
４ａ係合溝の側面
５，５’ 軸孔
７止めねじ
１０連結ブロック
１１連結基部
１２，１３係合突起
１２ａ，１３ａ係合突起の側面（傾斜面）

Claims

周面に少なくとも三等分して溝内側が半径方向に狭まる勾配形状にされた係合溝を軸線方向に設けられ、軸心に欠円形の軸孔を備える二個のハブと、中間部に連結基部を有してその連結基部の軸方向両側に前記ハブの各係合溝に噛み合う横断面台形をした係合突起を形成される弾性材製の連結ブロックとを組合わせてなり、前記両側の連結ブロックの係合突起は連結基部を挟んで両側で周方向に互い違いにずらせて設けられていることを特徴とするカップリング。
前記ハブの周面に形成される係合溝は断面逆台形にされ、前記連結ブロックの係合突起は前記係合溝に求心的に係合する断面逆台形にされている請求項１に記載のカップリング。