JP2007514904A - 特に自動車の動力伝達における、２つの軸端の相互連結のための回転継手 - Google Patents

Abstract

ゴム・エラストマー材料からなり、中心軸線（A）を有するフレキシブルディスク（10）において、少なくとも２つの第１および２つの第２の連結体（32、34）は、それらの連結体自体が、中心軸線（A）に平行な軸線（B）をもち、軸線（A）の周りにお互いからのある角度間隔で交互に挿入され、それらは、軸端の１つに各々固定されることを目的とする。さらに、フレキシブルインサート（20）は、フレキシブルディスク（10）内に埋設され、隣接する連結体（32、34）の周りに延在する。２つの軸端の相互センタリンゴをもたらすため、センタリング装置（40）が設けられ、このセンタリング装置は、第１および第２の端板（22、24）を具え、フレキシブルディスク（10）の一端面（12、14）に対して、各々互いに対して中央に配置され、中心軸線（A）上にある継手中心（C）の周りに回動自在である。第１および／または第２の軸端に対するその後の固定とは無関係に、第１連結体（32）が第１端板（22）に、また、第２連結体（34）が第２端板（24）に、回転に対して剛体的に確実に固定される。

Description

本発明は、請求項１の序文に従うたわみ軸継手に関するものである。

このタイプのたわみ軸継手は、ドイツ国特許出願公開第225533号明細書とドイツ国特許第3942432号明細書から知られている。ドイツ国特許出願公開第225533号明細書によると、フレキシブルディスクの内側に、３点星（three-pointed star）の形式における支持体が、フレキシブルディスクの基準円に対して中心に配置されている。数組のループの形態におけるフレキシブルインサートは、前記星状の支持体の先端に対して支持されている。支持体は、センタリングピンを収容することを目的とするための中心穴を有し、センタリングピンは、フレキシブルディスクによって互いに連結される２本の軸端の一方に固定される。製造上の理由で、前記ループ組の所定の形状は、限定された正確さでしか観察することができず、動作中は、伝達トルクに依存する変化に左右されるので、現在の要求を満たす中心位置決めはこの支持体では達成できない。さらに、フレキシブルインサートは、時間の経過とともに、星状の支持体の先端によって損傷するかもしれないという危険性がある。

前述したタイプのたわみ軸継手によって互いに連結される２つの軸端の相互中心位置決めのための標準的な解決法として、それゆえ認められてきたものは、例えば、ドイツ国特許第3942432号明細書から知られているように、フレキシブルディスクとセンタリング装置との完全な分離である。そこで、フレキシブルディスクは、単に、トルクと、ある程度までは軸力とを伝達する役目を有し、かつ別個のセンタリング装置が配置されているところの内部を取り囲むだけである。このセンタリング装置は、２つの軸端の一方の上に成形されたポット状の端部領域と、その中に圧入され、中心穴がないままである加硫処理された内側ライニングを有する中心位置決め用軸受け筒と、他方の軸端上に形成され、前記穴内に係合する中心位置決めピンとを具える。しかし、たわみ軸継手の組み立てに関し、この配置は、中心位置決めピンを、中心位置決め用軸受け筒に導入可能にするため、軸方向にフレキシブルディスクの少なくとも２倍の幅の設置スペースを必要とする。しかし、ドイツ国特許公告第2130247号明細書から、たわみ軸継手もすでに知られており、このたわみ軸継手では、同時に中心位置決めし、かつトルクと軸力とを伝達する、２つの軸端の間での連結が、ゴム−エラストマー材料からなるフレキシブルディスクによって達成され、そのフレキシブルディスクが、ポット状の金属体によって部分的に取り囲まれ、その金属体の中にはさらなる金属部分が、２つの結合した軸端の上のフランジに対する各場合における連結用の連結体として、３つのねじ付きボルトを各々具える２つのグループが、トルク、遠心力、およびその他の外力の影響下で、所定の基準円から実質的に離れて移動するのを防止するような方法で埋設されている。ポット状の金属体は、端板を有し、その端板は、スター形状に配置された３つのアームにより形成され、フレキシブルディスクの端面に当接し、そして３つの穴を有し、これら３つの穴は、基準円の上にあり、前記穴の各々を、２つの軸端の一方の上でフランジにねじ連結される、第１グループの３つのねじ付きボルトのうちの各々が貫通する。これら３つのねじ付きボルトの各々は、金属インサートを貫通し、この金属インサートは、フレキシブルディスク内に埋設され、フレキシブルディスクを取り囲むポット状の金属体の円筒壁に対して内側から支持される。第２グループの３つのねじ付きボルトは、他方の軸端のフランジに接続され、ねじ付きボルトの各々が、星状の金属インサートにある凹部を貫通し、この金属インサートは、同様にフレキシブルディスクに埋設され、中央カラーに対して支持され、中央カラーは、ポット状の金属体の上に形成され、フレキシブルディスクの中央凹部に嵌入される。フレキシブルディスクに組み入れられた前記センタリング装置の有用性は、フレキシブルディスクの加硫処理中に、互いに対して正確に位置決めして保持される埋設された金属部分に依存し、このことは複雑である。さらに、そのような金属部分の使用は、フレキシブルインサートとは相容れないものがあり、そのフレキシブルインサートは、本発明により開発されるべき、冒頭に述べたタイプのたわみ軸継手の典型であり、フレキシブルディスク内に埋設され、隣接した連結体の周りにねじループの方法で延在する。

本発明の主な目的は、冒頭に述べたタイプのたわみ軸継手を、製造することが容易であり、狭い設置スペース、特に軸方向に狭い設置スペースでそれを組立てることが必要とされ、そして、２つの相互に連結された軸端の中心位置決めの高水準の正確さが高い基準を具備するような方法で形成することにある。

その目的は、本発明に従う請求項１の特徴により達成される。

本発明によると、２枚の端板がフレキシブルディスクの各端面上に各々配置して設けられ、これらの端板は、互いに対し弾力的に中心位置決めされ、そして、連結体の全てが、軸受け筒かねじ付きボルトかにかかわらず、２枚の端板の１つに対していずれも場合にも剛体的に固定されという事実に基づいて、全ての連結体、それゆえ、結合した軸端もまた、本発明に従うたわみ軸継手の全動作状態において、互いに対して中新位置決めされたままである。連結体の各々の、結合した端板に対する固定が、最初から回転の恐れがないという事実は、冒頭に記載したタイプの既知のたわみ軸継手とともに存在し、たわみ軸継手の、連結されるべき軸端への装着の間中に、フレキシブルインサート内に望ましくない張力差が生じるかもしれず、フレキシブルディスクの動作特性を変化させ、その耐用年数を短かくするかもしれないという危険をなくす。

本発明の有利な発展は、サブクレームから生じる。

本発明のさらなる細部をもつ実施形態を、概略図を参照しながら以下で説明する。

図1および図２に示されるたわみ軸継手は、基本的なトルク伝達要素として、実質的にゴムあるいは他の何らかのゴム状のエラストマー材料からなるフレキシブルディスク10を有し、このフレキシブルディスクは、中心軸線Ａに対して、実質的に回転対称に形成され、前記軸線に対して垂直な２つの平端面、すなわち、第１端面12と第２端面14によって画定され、そして、円形の中央凹部16を有する。６つの円筒状スリーブ18は、フレキシブルディスク10の中に加硫処理され、前記スリーブ１８の軸線Bは、中心軸線Aに平行で、共通の基準円上に60°の一定の角度間隔で配置される。各々のスリーブ18と、該スリーブ18に隣接するスリーブ18の周りに、糸ループの形式で、フレキシブルインサート20を巻きつけ、このインサート２０は、フレキシブルディスク10の材料中で同様に加硫処理される。ここまでは、フレキシブルディスク10は、従来の設計からなる。

フレキシブルディスク10は、鋼板から打ち抜かれた２枚の端板、すなわち、第１端板22と第２端板24との間に配置され、各々の端板は、平らな中央領域から放射状に突出する３つのアーム26および／または28を有する。アーム26および28は、フレキシブルディスク10の方向に屈曲し、各ケースでフレキシブルディスクの端面12および／または14に対抗して位置する。アーム26および28の各々は、円形穴30を有し、これらの穴30は、いずれにしても、たわみ軸継手の組み立て後に、図示のように、スリーブ18とともに共通の基準円31上にある。第１端板22のアーム26にある穴30は、すべての第２のスリーブ18と同心になり、第２端板24は、第１端板22に対して６０°だけ回転し、その結果、そのアーム28の穴30は、３つの残りのスリーブ18のうちの１つと各々同心になる。

第１端板22の３つの穴30の各々と、これらの穴と同心になるスリーブ18の各々の中に、第１連結体32を嵌入する、好適には、締り嵌めで圧入する。対応する方法で、第２端板24の３つの穴30の各々と、それと同心になるスリーブ18の各々との中に第２連結体体34を嵌入し、好適には、締り嵌めで圧入する。これらの手段によって、２枚の端板22と24とは、フレキシブルディスク10とともに既に保持されている。加えて、２枚の端板22および24は、各々、円筒形の中央カラー36および／または38を有し、それらの中央カラーは、図２によると、フレキシブルディスクに直接接触することなく、フレキシブルディスク10の中央凹部16内に入り込む。２つのカラー36および38は、センタリング装置40の構成部分であり、それにより、２枚の端板22および24は、互いに対して中央に保持され、前記中心軸線A上にある継手中心Cの周りに回動自在に相互に連結される。

図２によると、第１端板22の上に形成される第１カラー36は、第２端板24の上に形成される第２カラー38よりもかなり小さい直径を有する。それゆえ、２つのカラー36および38は、環状の空間を画定し、図2によると、その空間内に、凸球面状の外面と円筒状の内面をもつ内側可撓体42と、凹球面状の内面と円筒状の外面を持つ外側可撓体44は、それらの２つの球面状の表面が相互衝合状態にあるような方法で配置されている。内側可撓体42は、その円筒状の内面により、第１カラー36上を摺動し、好適には、締り嵌めで圧入され、一方、外側可撓体44は、その円筒状の外面により、ゴムあるいは他のエラストマーの中間層46介して、第２カラー38中に埋設され、好適には、加硫処理される。

これまで説明した配置は、連結体32および34の各々を、それに結合した端板22および／または24に硬く締め付けることにより、さらに固定される。図１および図２に示されるたわみ軸継手の場合には、この硬い締付けは、フランジ48をもつ連結体32および34の各々によりもたらされ、そのフランジは、関連する端板22および／または24の結合アーム26および／または28上にあり、かつ前記結合アームに溶接されている。好適には、各フランジ48上に、複数の溶接点49が設けられ、前記溶接点は、関連軸線Bの周りにほぼ一定の角度間隔で相互にオフセットされる。

たわみ軸継手の組立て状態で、端板22および24のアーム26および28に設けた穴の共通の基準円31は、直径Dを有し、スリーブ18、すなわち、より一般的な用語では、フレキシブルディスク10の穴の基準直径は、直径Dと最初から一致する必要はない。フレキシブルディスク10自体が、Dより大きい基準直径を有する場合は有利であるかもしれない。この場合、端板22および24にそれぞれすでに嵌入され、好適には溶接されている連結体32および34を、フレキシブルディスク10に圧入する前に、フレキシブルディスク10は、例えば、外側面の周りに輪にして巻かれた締め付けストラップによって、半径方向に圧縮されなければならない。半径方向の圧縮は、フレキシブルディスク10に、ある特定の用途では、フレキシブルディスクのトルク−回転角特性に望ましい影響を有するバイアスを生成する。「スムースゼロパッセージ（smooth zero passage）」という用語は、そのようなバイアスをかけられたフレキシブルディスク10を具える動力伝達装置（drive train）の牽引動作から惰行への切り替えに使われる。フレキシブルディスク10の特性曲線は、動力伝達装置の修理を行うたびにフレキシブルディスクを分解したとしても、その寿命にわたって実質的に一定のままである。すなわち、端板22および24は、連結体32および34と結合して、半径方向のバイアスが、フレキシブルディスク10内で維持されることを保証する。

図３および図４によるたわみ軸継手は、連結体32および34の各々が、そのフランジ48を超えて突出し、結合した図示しない軸端上のフランジ等の孔内に締り嵌めに係合することを目的とする円筒状の突出部50を有するという点で、図1および図２に示されるものと異なる。しかし、たわみ軸継手により相互に連結されるべきである２つの軸端の各々に対する必要な締り嵌め連結は、代案として、フィッティングボルトを使用して成立させて、連結体32を２つの軸端のうちの一方の軸端に、また、連結体34を他方の軸端に固定することができる。このことは、図1および図２、図3および図４、図5および図６、ならびに図9および図10による構成の形式に等しく適用し、連結体32および34は、いずれの場合も、円筒状の軸受け筒である。

図3および図4によるたわみ軸継手と、図1及び図２のたわみ軸継手との更なる違いは、センタリングデバイス40のデザインにあり、図4によると、センタリングデバイスでは、第２端板24の上に形成される中央カラー38が、より小さい直径を有し、第１端板22の上に形成されるカラーにより取り囲まれる。これら２つのカラー36および38間の環状の空間に、カラー38上を摺動し、好適には締り嵌めで押圧され、略Ｔ字状のビード（bead profile）プロファイルを有する内側可撓体52と、このプロファイルを取り囲むエラストマー体54と、第１カラー36に圧入される軸受スリーブ56とが配置される。エラストマー体54は、内側可撓体52の外側で、かつ軸受スリーブ56の内側で加硫処理されたゴム体であることが好ましい。ここまでは、図２の第１カラー36に相当する図４による第２カラー38は、密閉端を有し、それゆえ強固になる。図４によると、センタリング装置40は、汚れの侵入に対して、広範囲に保護されており、このことは、端板22および24の構成に加えて、第１カラー36に圧入されるキャップ58によって実現される。

図５および図６によるたわみ軸継手は、連結体32および34が、第１端板22および／または第２端板24の結合アーム26および／または28に直接溶接されるフランジのないパイプ部分により形成されているという点で、図３および図４のたわみ軸継手と異なる。さらに、図6によると、第２端板24の上に形成される第２カラー38は、ずっと短く、内側可撓体52に対する第２カラーの固定接続は、内側可撓体52内であって、かつカラー38内に圧入されるセンタリングピン59により固定される。

図７および図８によるたわみ軸継手は、連結体32および34が管状ではなく、中実のボルトの形態をとり、連結体の各々が、円筒状の突出部を超えて突出し、結合した第１および／または第２の軸端のフランジを貫通し、ナットにより前記フランジの裏側で固着することを目的とするねじ付きピン60を有するということ以外は、図3および図４に示すたわみ軸継手と一致する。図７および図８に示す構成の形態のさらなる特性は、連結体32および34の各々が、結合アーム26および／または28の板厚に相当する距離だけ、フランジ48から離隔させて環状の溝61を有し、その溝に、結合するスリーブ18の端部位領域が係合することである。この係合は、スリーブ18が、最初からわずかに長く、フレキシブルディスク10の関連する端面12および／または14を超えて突出し、結合する穴30を通って関連するスリーブ18に圧入される連結体32および／または34の過程で、半径方向内方に生じる。

図９および図10によるたわみ軸継手は、センタリング装置40が、フレキシブルディスク10の中央凹部16内に収容されず、フレキシブルディスク10の半径方向外側に配置されるということ以外は、図１および図２に示すたわみ軸継手と一致する。しかし、この場合もまた、センタリング装置40は、フレキシブルディスク10の側面からある半径方向距離をおいて第１端板22上に形成される第１カラー62と、第２端板24上に形成される第２カラー64とを具え、それらのカラーは、ともに、環状の空間を画定する。この環状空間は、ゴムあるいは他のエラストマーの中間層66によって第１カラー62に対して硫化処理され、凸球面状の外面をもつ環状の内側可撓体68と、同様の環状の外側可撓体70とを有し、その可撓体70は、第２カラー64内に圧入され、内側可撓体68の凸球面状の外面に直接当接する凹球面状の内面を有する。このセンタリング装置40のデザインのため、その継手中心Cは、中心軸線A上で、フレキシブルディスク10の２つの端面12および14の中間にある。

図9と10とによるたわみ軸継手と、前図で示したたわみ軸継手とのさらなる違いは、結合した端板22および24のそれぞれに対する連結体32および34の剛体的な固定が、溶接により生成されるのではなく、フランジ48に隣接する関連する連結体の外面の領域に、アンカー側面（anchoring profile）72、例えば、鋸歯状側面（serration profile）を設け、このアンカー側面は、連結体が回転に対し確実に固定されるような方法で、好適には、関連する端板に対し軸方向に移動できない方法で、関連する端板22および／または24の穴30の中に圧入されるという点である。

本発明に従う第１のたわみ軸継手の正面図である。 図1のII−II線上の断面図である。 本発明に従う第２のたわみ軸継手の正面図である。 図3のIV−IV線上の断面図である。 本発明に従う第３のたわみ軸継手の正面図である。 図5のVI−VI線上の断面図である。 本発明に従う第４のたわみ軸継手の正面図である。 図7のVIII−VIII線上の断面図である。 本発明に従う第５のたわみ軸継手の正面図である。 図9のX−X線上の断面図である。

Claims (11)

1. 特に、自動車の動力伝達において、２つの軸端を相互に連結するためのたわみ軸継手であって、
   ゴム・エラストマー材料からなり、中心軸線（A）を有するフレキシブルディスク（10）と、
   前記中心軸線（A）に平行な軸線（B）をもち、前記軸線（A）の周りにお互いからの角度間隔で前記フレキシブルディスク（10）内に交互に嵌入され、前記軸端の１つに各々固定されることを目的とする少なくとも２つの第１および２つの第２の連結体（32、34）と、
   前記フレキシブルディスク（10）に埋設され、隣接する連結体（32、34）の周りに延在するフレキシブルインサート（20）と、
   前記２つの軸端を相互に中心位置決めするためのセンタリング装置（40）と
   を有するたわみ軸継手において、
   前記センタリング装置（40）は、第１および第２の端板（22、24）を具え、それら端板は、各々が前記フレキシブルディスク（10）の一端面（12、14）に対抗して、互いに対して中央に配置され、前記中心軸線（A）上にある継手中心（C）の周りに回動自在であり、
   前記第１および／または第２の軸端に対するその後の固定とは無関係に、前記第１連結体（32）が前記第１端板（22）に、また、前記第２連結体（34）が前記第２端板（24）に、回転に対して剛体的にかつ確実に固定されることを特徴とするたわみ軸継手。
2. 前記２枚の端板（22、24）は、各々が前記フレキシブルディスク（10）に係合するカラー（36、38）を有し、これらカラーによって互いに対し中心位置めされることを特徴とする請求項１記載のたわみ軸継手。
3. 前記２枚の端板（22、24）は、各々が半径方向外側に前記フレキシブルディスク（10）を取り囲むカラー（62、64）を有し、これらカラーによって互いに対し中心位置決めされることを特徴とする
   請求項１記載のたわみ軸継手。
4. 前記２枚の端板（22、24）は、前記フレキシブルディスク（10）に軸方向の衝合状態で、前記カラー（36、38、62、64）によって保持されることを特徴とする請求項２または３記載のたわみ軸継手。
5. 前記連結体（32、34）は、それらを収容する前記結合した端板（22、24）の穴（30）の端縁で前記端板に溶接されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のたわみ軸継手。
6. 各場合における前記連結体（32、34）は、該連結体の上に形成されるアンカー側面（72）によって、前記結合する端板（22、24）上で、回転に対抗して確実に固定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のたわみ軸継手。
7. 各場合において、前記連結体（32、34）は、スリーブ（18）内に嵌入され、該スリーブは、前記フレキシブルディスク（10）に結合しかつ埋設され、スリーブの周りに、前記フレキシブルインサート（20）のうちの少なくとも１つを輪状に巻回されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のたわみ軸継手。
8. 前記スリーブ（18）は、前記連結体の前記軸線（B）の方向に張力を伝達するように前記結合した連結体（32、34）に連結され、従って、前記結合した端板（22、24）は前記フレキシブルディスク（10）に衝合した状態で保持されることを特徴とする請求項７記載のたわみ軸継手。
9. 前記連結体（32、34）は、各々が前記結合する端板（22、24）に対する固定をもたらすためのフランジ（48）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のたわみ軸継手。
10. 前記連結体（32、34）は、各々が前記結合する軸端上における中心位置決めをもたらすための突出部（50）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のたわみ軸継手。
11. 前記フレキシブルディスク（10）は、前記連結体（32、34）と結合して、半径方向バイアス下で前記端板（22、24）によって保持されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のたわみ軸継手。

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