JP2008304068A

JP2008304068A - 防振継手

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Publication number: JP2008304068A
Application number: JP2008239779A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 弘之近藤
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2022-08-05
Also published as: JP4816702B2

Abstract

【課題】大きなトルクを伝達できるとともに広範囲な回転数領域にわたって捩じり振動の発生を抑制できることを容易に両立させる。
【解決手段】第１継手要素５９と、第１継手要素５９に対して軸方向変位は拘束されるとともに回転自在に支持される第２継手要素６０と、両継手要素（５９、６０）の間に介装される複数の接触圧子６３と、接触圧子６３と少なくとも一方の継手要素（５９、６０）との間に介装される複数の弾性部材６５と、接触圧子６３に作用する摺動摩擦によりトルク変動成分を減衰させる減衰手段と、両継手要素（５９、６０）の間に介装される中間リング要素（６１）とを備えている。弾性部材６５は、接触圧子６３の軸方向変位を許容し、接触圧子６３が軸方向に変位することで伝達されるトルクの軸方向力と釣り合うことによって両継手要素（５９、６０）間でほぼ所定の大きさのトルクを伝達する。
【選択図】図６

Description

本発明は、入力軸と出力軸とを連結してトルクを伝達するとともに、捩じり振動の発生を抑制する防振継手に関する。

入力軸と出力軸とを連結する継手に関し、例えば自動車の動力伝達装置などに用いられるような継手においては、大きなトルクを伝達できるとともに広範囲な回転数領域にわたって捩じり振動の発生を抑制できることが求められる。
このような入出力軸間で連結されてトルクを伝達するとともに捩じり振動の発生を抑制することを目的とした軸継手（防振継手）としては、例えば、特開２０００−３１１４３３号公報や特許第３１０６３１０号公報に開示されたものが知られている。

特開２０００―３１１４３３号公報に記載された継手は、２つの接続子の間にゴムを介在させ、このゴムに第１山部と第２山部とを形成し、第１山部が接触変形することで防振効果を奏し、第２山部が接触変形することで所要の動力伝達力を確保することを目的としているものである。しかしながら、この防振継手によると、ゴムを介して動力を伝達するものであるため、高速回転と大トルクの伝達との両立が要求される場合は、適用は困難である。すなわち、ゴムカップリングに十分なトルク伝達性能を持たせると、寸法があまりに大きくなりすぎてしまいアンバランスを生じ、高速回転が困難になってしまう。一方、高速回転が可能なように小型化すると、ゴムの強度が不足してしまい破損を招くことになる。

また、特許第３１０６３１０号公報に記載された継手は、２つの取着要素間に、２つの回転円板、板バネ、粘性カップリング等を備えたものである。この継手は、回転変位を軸方向変位に変換し、高速回転で大トルクの伝達が可能である。しかし、この継手は機構が複雑であり、軸方向の寸法が大きくなりすぎてしまうという問題がある。さらに、傾斜円板やスプライン等の精密な加工が必要となり、部品点数も増加し、製作工数、コスト等の点でも好ましくない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、大きなトルクを伝達できるとともに広範囲な回転数領域にわたって捩じり振動の発生を抑制できることを容易に両立し得る防振継手を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の防振継手は、入力軸又は出力軸と連結される第１継手要素と、前記第１継手要素と連結される軸とは異なる入力軸又は出力軸と連結される第２継手要素であって、前記第１継手要素に対して軸方向変位は拘束されるとともに回転自在に支持される第２継手要素と、前記第１継手要素と前記第２継手要素との間に介装される複数の接触圧子と、前記接触圧子と少なくとも一方の前記継手要素との間に介装され、前記接触圧子の軸方向変位を許容する弾性部材であって、前記継手要素の回転により前記接触圧子が軸方向に変位することで伝達されるトルクの軸方向力と釣り合うことによって前記両継手要素間でほぼ所定の大きさのトルクを伝達する複数の弾性部材と、前記接触圧子に形成された接触圧子側滑り面と前記接触圧子側滑り面に対向する面との間に作用する摺動摩擦によりトルク変動成分を減衰させる減衰手段と、を備える防振継手であって、前記第１継手要素と前記第２継手要素との間には、中間リング要素が介装され、前記接触圧子側滑り面に対向する面は前記中間リング要素に形成されたリング要素側滑り面であり、前記第１継手要素と前記中間リング要素との間には、前記接触圧子側滑り面が前記中間リング要素の前記リング要素側滑り面と摺動可能に接するように設けられた前記接触圧子と、この接触圧子と前記第１継手要素との間に介装される前記弾性部材とが配設され、前記中間リング要素と前記第２継手要素との間には、前記接触圧子側滑り面が前記中間リング要素の前記リング要素側滑り面と摺動可能に接するように設けられた前記接触圧子と、この接触圧子と前記第２継手要素との間に介装される前記弾性部材とが配設されることを特徴とする。

この構成によると、入力軸と出力軸との間で伝達されるトルクの定常成分と変動成分とを分離して受けることができる。すなわち、トルクの定常成分は、第１及び第２継手要素間にて、接触圧子の変位とともに弾性部材が変形してトルクの軸方向力と釣り合うことで伝達される。これにより、大きなトルクであっても接触圧子の数や弾性部材の弾性定数を調整することで容易に伝達することができ、また、接触圧子は軸方向に変位するので、伝達トルクは遠心力の影響をほとんど受けず、全ての回転数領域で略一定となる。そして、捩じり振動を発生させるトルク変動成分についても、運転回転数によらず、接触圧子に作用する摺動摩擦により減衰され、容易に吸収することができる。したがって、大きなトルクを伝達できるとともに広範囲な回転数領域にわたって捩じり振動の発生を抑制できることを容易に両立し得る防振継手を提供することができる。
また、第１継手要素と第２継手要素との間に中間リング要素を配設し、これに接触圧子を接触させ、第１及び第２継手要素側には弾性部材をそれぞれ設けることで、第１及び第２継手要素側の弾性部材の弾性定数を並列結合状態にすることができる。これにより、各弾性部材の弾性定数を低く設定することができる。

請求項２に記載の防振継手は、請求項１において、前記接触圧子側滑り面が、前記接触圧子の変位方向に対して傾斜する面であり、前記リング側滑り面が、前記接触圧子側滑り面と摺接可能であることを特徴とする。

この構成によると、継手要素の回転によって接触圧子を軸方向に変位させることを容易に実現でき、これにより、接触圧子の変位とともに弾性部材を変形させてトルクの軸方向力と釣り合わせ、トルクを伝達することができる。
また、入出力軸間のトルクを測定するため継手にトルク計を取り付ける場合、トルク計の校正の際には、継手の端部にアームを取り付けて重りを吊るす必要があるが、このとき、第１継手要素と第２継手要素との相対的な回転角度が大きいと、継手そのものを取り外すか、回転を防止するためのロック機構を新設しなくてはその校正作業を行うことができない。しかし、請求項２に記載の構成によると、接触圧子の変位方向に対して傾斜する滑り面の接触を介してトルクを伝達するため、トルクが作用するときの滑り距離を短くすることができ、第１継手要素と第２継手要素との相対的な回転角度を小さくすることができる。したがって、トルク計の校正に際して支障を生じなくすることができる。

請求項３に記載の防振継手は、請求項１または２において、前記減衰手段は、前記接触圧子側滑り面と前記リング要素側滑り面との摩擦に加え、前記接触圧子の側面と前記第１継手要素または第２継手要素との摩擦によりトルク変動成分を減衰させることを特徴とする。

この構成によると、第１継手要素と摺動可能に接して設けられる接触圧子と、第２継手要素と摺動可能に接して設けられる接触圧子とを備える防振継手において、効率よく減衰機能を発揮することができる減衰手段を容易に実現できる。

請求項４に記載の防振継手は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記減衰手段以外にトルク変動成分を減衰させる他の減衰手段として、前記中間リング要素が第１継手要素または第２継手要素に対して回転方向に相対変位することで摺接可能な摺接部を、前記中間リング要素と、前記第１継手要素または前記第２継手要素とに形成したことを特徴とする。

この構成によると、トルク変動成分によって相対摩擦が発生する個所が増加するため、さらに高い減衰効果を発揮することができる。

請求項５に記載の防振継手は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記第１継手要素には、軸中心部分に突出軸部が突設されるとともに、この突出軸部の周囲を囲む円筒状弾性円筒部材が配設され、前記中間リング要素には、中心に円筒状のボス部が形成され、前記突出軸部が前記他の円筒状弾性部材とともに前記ボス部を貫通していることを特徴とする。

この構成によると、第１継手要素の突出軸部と中間リング要素のボス部との間で生じる相対回転変位によって、円筒状弾性部材に対して摺動摩擦を発生させることができる。これにより、第１及び第２継手要素、または中間リング要素と、接触圧子との摺動摩擦による減衰手段に加え、トルク変動成分を減衰させる他の減衰手段を円筒状弾性部材を装着することによって容易に構成することができる。また、円筒状弾性部材の存在によって、ラジアル方向の偏心や入出力軸間の傾斜を許容しやすい構造を実現できる。

請求項６に記載の防振継手は、請求項２〜５のいずれかにおいて、前記接触圧子側滑り面及び前記リング要素側滑り面が、円錐面状に形成されていることを特徴とする。

この構成によると、接触圧子の変位方向に対して傾斜する滑り面を備えた接触圧子を容易に形成することができ、多数の接触圧子が必要な場合であっても量産が容易に行える。また、接触圧子側滑り面及びリング要素側滑り面のいずれもが円錐面状に形成されることで、滑り面同士の接触状態を略一定に保ち易くかじりを生じにくいため、ラジアル方向の偏心や入出力軸間の傾斜を許容し易い構造を実現できる。

請求項１の発明によると、入力軸と出力軸との間で伝達されるトルクの定常成分と変動成分とを分離して受けることができる。すなわち、トルクの定常成分は、第１及び第２継手要素間にて、接触圧子の変位とともに弾性部材が変形してトルクの軸方向力と釣り合うことで伝達される。これにより、大きなトルクであっても接触圧子の数や弾性部材の弾性定数を調整することで容易に伝達することができ、また、接触圧子は軸方向に変位するので、伝達トルクは遠心力の影響をほとんど受けず、全ての回転数領域で略一定となる。そして、捩じり振動を発生させるトルク変動成分についても、運転回転数によらず、接触圧子に作用する摺動摩擦により減衰され、容易に吸収することができる。したがって、大きなトルクを伝達できるとともに広範囲な回転数領域にわたって捩じり振動の発生を抑制できることを容易に両立し得る防振継手を提供することができる。さらに、第１継手要素と第２継手要素との間に中間リング要素を配設し、これに接触圧子を接触させ、第１及び第２継手要素側には弾性部材をそれぞれ設けることで、第１及び第２継手要素側の弾性部材の弾性定数を並列結合状態にすることができる。これにより、各弾性部材の弾性定数を低く設定することができる。

請求項２の発明によると、継手要素の回転によって接触圧子を軸方向に変位させることを容易に実現でき、これにより、接触圧子の変位とともに弾性部材を変形させてトルクの軸方向力と釣り合わせ、トルクを伝達することができる。
また、入出力軸間のトルクを測定するため継手にトルク計を取り付ける場合、トルク計の校正の際には、継手の端部にアームを取り付けて重りを吊るす必要があるが、このとき、第１継手要素と第２継手要素との相対的な回転角度が大きいと、継手そのものを取り外すか、回転を防止するためのロック機構を新設しなくてはその校正作業を行うことができない。しかし、請求項２に記載の構成によると、接触圧子の変位方向に対して傾斜する滑り面の接触を介してトルクを伝達するため、トルクが作用するときの滑り距離を短くすることができ、第１継手要素と第２継手要素との相対的な回転角度を小さくすることができる。したがって、トルク計の校正に際して支障を生じなくすることができる。

請求項３の発明によると、第１継手要素と摺動可能に接して設けられる接触圧子と、第２継手要素と摺動可能に接して設けられる接触圧子とを備える防振継手において、効率よく減衰機能を発揮することができる減衰手段を容易に実現できる。

請求項４の発明によると、トルク変動成分によって相対摩擦が発生する個所が増加するため、さらに高い減衰効果を発揮することができる。

請求項５の発明によると、第１継手要素の突出軸部と中間リング要素のボス部との間で生じる相対回転変位によって、円筒状弾性部材に対して摺動摩擦を発生させることができる。これにより、第１及び第２継手要素、または中間リング要素と、接触圧子との摺動摩擦による減衰手段に加え、トルク変動成分を減衰させる他の減衰手段を円筒状弾性部材を装着することによって容易に構成することができる。また、円筒状弾性部材の存在によって、ラジアル方向の偏心や入出力軸間の傾斜を許容しやすい構造を実現できる。

請求項６の発明によると、接触圧子の変位方向に対して傾斜する滑り面を備えた接触圧子を容易に形成することができ、多数の接触圧子が必要な場合であっても量産が容易に行える。また、接触圧子側滑り面及びリング要素側滑り面のいずれもが円錐面状に形成されることで、滑り面同士の接触状態を略一定に保ち易くかじりを生じにくいため、ラジアル方向の偏心や入出力軸間の傾斜を許容し易い構造を実現できる。

以下、参考実施形態及び本発明の実施形態に係る防振継手を図面に基づいて説明する。以下に説明する実施形態に係る防振継手は、いずれも入力軸と出力軸とを連結する軸継手として広く適用可能なものであるが、例えば自動車の動力伝達装置などに用いられる継手のように、大きなトルクを伝達できるとともに広範囲な回転数領域にわたって捩じり振動の発生を抑制できることが求められる場合に好適である。また、自動車用の試験装置に用いられる場合、とくに好適となる。

（第１参考実施形態）
図１に、第１参考実施形態に係る防振継手１を示す。図１（ａ）は、防振継手１の軸方向断面を示した模式図であり、図１（ｂ）は、要部断面図を示している。図１（ａ）において、防振継手１は、図示しない入力軸または出力軸と連結される第１継手要素１１と、第１継手要素１１と連結される軸とは異なる入力軸または出力軸と連結される第２継手要素１２とを有している。すなわち、第１継手要素１１が入力軸と連結された場合、第２継手要素１２は出力軸と連結され、第１継手要素１１が出力軸と連結された場合、第２継手要素１２は入力軸と連結される。

そして、第１継手要素１１及び第２継手要素１２には、それぞれ対向するフランジ部１３及び１４が形成されている。すなわち、第１継手要素１１側のフランジ部１３におけるフランジ面１３ａと、第２継手要素１２側のフランジ部１４におけるフランジ面１４ａとが対向しており、これらのフランジ面１３ａ及び１４ａ間の相対距離Ｌが一定となるように、図示しないアンギュラ式軸受等により互いに支持されている。これにより、第２継手要素１２は、第１継手要素１１に対して軸方向変位は拘束されるとともに回転自在に支持されている。

また、フランジ面１３ａには複数の凹部１５が形成され、フランジ面１４ａには複数の凹部１６が形成されている。これらの凹部１５及び１６は、各フランジ面（１３ａ、１４ａ）における同一円周上に配置されており、凹部１５と凹部１６とが、互いに対向する位置に設けられている。そして、それぞれ一対の（２個の）凹部１５がフランジ面１３ａ上にて軸中心Ｃを中心として互いに点対称となる位置に、それぞれ一対の（２個の）凹部１６がフランジ面１４ａ上にて軸中心Ｃを中心として点対称となる位置に配置されている。

第１継手要素１１と第２継手要素１２との間には、複数の接触圧子１７と複数の弾性部材１８とが介装されている。各接触圧子１７は、その一部が第１継手要素１１の各凹部１５に嵌め込まれるようにして第１継手要素１１と摺動可能に接して設けられている。また、弾性部材１８は、バネ（スプリング）からなり、第２継手要素１２の凹部１６に収納されるように配設されて各接触圧子１７と第２継手要素１２との間に介装されている。この弾性部材１８の伸縮によって、接触圧子１７の軸方向変位が許容される。

図１（ａ）は、防振継手１の軸断面を示しており、一対の接触圧子１７及び弾性部材１８が図示されている。一方、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面を一部図示した要部断面を図示している。これらの図１（ａ）、（ｂ）に示すように、接触圧子１７は、台形と長方形とが組み合わさった六角形断面を有する短柱状のブロックとして形成されており、台形形状に突出して形成された部分（台形部分１９）が凹部１５に嵌め込まれるようにして、接触圧子１７と第１継手要素１１とが接触している。

この台形部分１９（第１継手要素１１と接触する部分）には、接触圧子１７の変位方向（軸方向）に対して傾斜する接触圧子側滑り面１９ａが形成されている。この滑り面１９ａは、台形部分１９の両側面に形成され、両すべり面１９ａ、１９ａが、軸中心Ｃを中心とした同一円周上に並んでいる。そして、第１継手要素１１の凹部１５には、接触圧子側滑り面１９ａと摺接可能な継手要素側滑り面１５ａが形成されている。

例えば、第１継手要素１１が入力軸であるとし、回転を開始すると、継手要素側滑り面１５ａと接触圧子側滑り面１９ａとの滑りを介して、接触圧子１７が軸方向に押されて第２継手要素１２側に変位する。このとき、スプリング１８が接触圧子１７と凹部１６との間で弾性変形して縮むことで、回転トルクを第１継手要素１１と第２継手要素１２との間でトルクを伝達する軸方向力が生じることになる。そして、スプリング１８が弾性変形して生じる反力が、トルクの軸方向力と釣り合うことによって両継手要素間でほぼ所定の大きさのトルクが伝達されることになる。なお、接触圧子側滑り面１９ａと第１継手要素１１の回転周方向とが成す角α（滑り面１９ａとフランジ面１３ａとが成す角α）は、２０〜７０°の範囲で設定すれば円滑に所定のトルクを伝達できるが、４５°近傍に設定することで、スプリング１８による反力とトルクの軸方向力との釣り合い状態を保ち易く、もっともバランス良く正確に機能する。また、防振継手１の捩じりバネ定数は、αの大きさに比例するので、αを調整することで、所望の捩じりバネ定数に設定することができる。

また、防振継手１は、接触圧子１７に作用する摺動摩擦によりトルク変動成分を減衰させる減衰手段を備えている。この減衰手段は、第１継手要素１１と接触圧子１７との摩擦によりトルク変動成分を減衰させるものであり、接触圧子側滑り面１９ａと継手要素側滑り面１５ａとの摩擦によってトルク変動成分を減衰させる減衰手段Ｄ１と、接触圧子１７の側面２０と第２継手要素１２における凹部１６の内壁面２１との摩擦によってトルク変動を減衰させる減衰手段Ｄ２とが備えられている。

また、防振継手１には、上記減衰手段以外にもトルク変動成分を減衰させる他の減衰手段Ｄ３が備えられている。他の減衰手段Ｄ３は、接触圧子１７の側面２０と第２継手要素１２の間の隙間で形成された絞り機構によって構成される。すなわち、接触圧子１７の側面２０と凹部１６の内側面２１との間の隙間ｔでオリフィスを構成し、接触圧子１７の軸方向の変位に伴いこの隙間ｔを空気が流動する際の動圧抵抗によって減衰機能を発揮させることができる。

つぎに、防振継手１の作動について説明する。図１において、仮に、第１継手要素１１が入力軸と連結されており、第２継手要素１２が出力軸と連結されているとする。入力軸とともに第１継手要素１１が回転を開始すると、継手要素側滑り面１５ａと接触圧子側滑り面１９ａとの間にて滑りが生じ、接触圧子１７が軸方向に押し込まれてスプリング１８が変形する。そして、回転トルクによって生じる軸方向力と、スプリング１８による反力とが釣り合った時点で、滑りが停止する。この状態で、第１継手要素１１から第２継手要素１２に対して所定の大きさのトルク（定常トルク）が伝達される状態になる。

定常トルクが伝達されている状態にて回転速度を上昇させ、この防振継手１が用いられている振動系の共振周波数ｆの近傍の回転速度にまで達した場合、トルク変動成分がこの防振継手１に作用し、継手要素側滑り面１５ａと接触圧子側滑り面１９ａとの間に周波数ｆで小刻みな滑りが生じる。この小刻みな滑りに対して、減衰手段Ｄ１による摩擦によって減衰効果が発揮され、小刻みな滑りは抑制される。また、滑り面１５ａ及び１９ａ間で小刻みな滑りが生じると、接触圧子１７は、軸方向に小刻みに変位する。この軸方向の小刻みな変位に伴い、接触圧子１７の側面２０と凹部１６の内側面２１との間で摩擦が生じ、減衰手段Ｄ２による減衰効果も発揮される。さらに、接触圧子１７の軸方向の小刻みな変位に伴い、オリフィスｔを空気が流動して動圧抵抗が生じ、他の減衰手段Ｄ３による減衰効果も発揮される。以上の３つの減衰手段（Ｄ１〜Ｄ３）によって、トルク変動成分を減衰して吸収することができ、共振周波数ｆ近傍で捩じり振動が発生することを抑制することができる。なお、防振継手１においては、接触圧子１７の両側面に滑り面１９ａを設けているため、正負両方向のトルクに対して、減衰機能を効果的に発揮させることができる。

また、機器のトラブル等で過大なトルクが発生した場合、継手要素側滑り面１５ａと接触圧子側滑り面１９ａとの間で過大な軸方向力が生じるため、大きな滑りが生じて接触圧子１７の台形部分１９が、第１継手要素１１のフランジ面１３ａよりも第２継手要素１２側に押し込まれてしまい、第１継手要素１１と第２継手要素１２とが空回りすることになる。これにより、トルクリミット機能が発揮され、過大なトルクが生じてしまった場合による機器の破損（例えば、トルク測定器を取り付けていた場合のトルク測定器の破損等）を防止することができる。

最後に、自動車用の回転試験装置において防振継手１を用いた場合を例にとり説明する。自動車用試験装置では、モータから供試体に対してトルク伝達を行うが、モータと供試体との中間にトルク測定器を配置する。このトルク測定器のバネ定数をＫ、モータの慣性モーメントをＩ１、供試体の慣性モーメントをＩ２とすると、下記の共振周波数ｆの捩じり共振系が存在する。

自動車用試験装置の試験運転回数は、５００〜１００００ｒｐｍの範囲であり、一般に、Ｋの値は、１０¹〜１０²Ｎｍ／ｒａｄ程度であり、非常に小さい。そのため、共振が発生する回転数では、正確なトルクを測定することができない。そして、共振が発生する回転数では、異音が発生し、正確なノイズ測定ができない。このため、ダンピングを付与することでこの共振を防止したり、また、共振周波数が運転回転数の範囲外となるように設計する試み等がなされているが十分でなく、従来の技術にて説明した２つの公報に記載された防振継手では、発明が解決しようとする課題で説明したような問題が存在しており、適切な防振継手を提供することができない。

しかしながら、防振継手１によると、入力軸と出力軸との間で伝達されるトルクの定常成分と変動成分とを分離して受けることができる。すなわち、トルクの定常成分は、第１及び第２継手要素（１１、１２）間にて接触圧子１７の変位とともにスプリング１８が変形してトルクの軸方向力と釣り合うことで伝達される。これにより、大きなトルクであっても接触圧子１７の数やスプリング１８のバネ定数を調整することで容易に伝達することができ、また、接触圧子は軸方向に変位するので、伝達トルクは遠心力の影響をほとんど受けず、全ての回転数領域で略一定となる。そして、捩じり振動を発生させるトルク変動成分についても、運転回転数によらず、減衰手段Ｄ１〜Ｄ３により減衰され、容易に吸収することができる。したがって、防振継手１を用いると、自動車用試験装置において、大きなトルクを伝達できるとともに広範囲な回転数領域にわたって捩じり振動の発生を抑制することができる。これにより、共振が発生する回転数であっても、共振の発生を抑え、正確なトルクを測定することができる。

また、自動車用試験装置においては、トルク計の校正の際には継手の端部にアームを取り付けて重りを吊るすことが必要となるが、例えば、特許第３１０６３１０号公報に記載の軸継手を用いた場合、トルクを伝達する際に、その構造上、非常に大きい回転角度を許容する必要がある。しかし、トルク伝達の際の許容回転角度が非常に大きいと、この校正作業ができない。したがって、これを回避するためには、継手そのものを取り外すか、回転を防止するためのロック機構を新設しなくてはならないという問題がある。

しかしながら、防振継手１を用いると、接触圧子１７の変位方向に対して傾斜する滑り面１５ａ、１９ａの接触を介してトルクを伝達するため、トルクが作用するときの滑り距離を短くすることができ、第１継手要素１１と第２継手要素１２との相対的な回転角度を小さくすることができる。したがって、トルク計の校正に際して支障が生じなくすることができる。なお、トルク測定器は、軸に対して電気的絶縁を要求するものもあるが、防振継手１における接触圧子１７をポリアセタール、ＭＣナイロン、セラミックなどの非導電材料で構成することで、電気的な絶縁を備えた防振継手を容易に実現できる。

（第２参考実施形態）
図２乃至図４に、第２参考実施形態に係る防振継手２を示す。なお、以下の説明において、第１参考実施形態と同様の機能を発揮する要素に関しては、同一の名称を用いて説明を適宜割愛する。図２は防振継手２の軸方向断面図（図３のＢ−Ｂ線矢視断面図）、図３は防振継手２の正面図を示したものである。また、図４は、防振継手２を組立てる前の各構成要素の斜視図を示したものである。図２及び図３において、防振継手２は、図示しない入力軸または出力軸と連結される第１継手要素２２と、第１継手要素２２と連結される軸とは異なる入力軸または出力軸と連結される第２継手要素２３とを有している。

まず、第２継手要素２３は、入力軸又は出力軸と連結されるフランジ部２４と、フランジ部２４にボルト２５によって端部が締結され、円筒状に形成されるリング部２６とを有している。そして、第１継手要素２２は、入力軸又は出力軸と連結されるフランジ部２７と、第２継手要素２３のリング部２６と対向する端部２８と、リング部２６の周囲を囲む円筒状に形成され端部２８から延設される外筒部２９と、外筒部２９の先端部分にボルト３１により取り付けられるリング状のカバー部３０とを有している。

また、第１継手要素２２の端部２８と第２継手要素２３のリング部２６との間には、端部２８に接する接触圧子３２と、弾性部材であるバネ３３（スプリング３３）とが介装されている。そして、リング部２６と第１継手要素２２のカバー部３０との間には、カバー部３０と接する接触圧子３４と、弾性部材であるバネ３５（スプリング３５）とが介装されている。すなわち、リング部２６には、端部２８側に開口する凹部３６とカバー部３０側に開口する凹部３７とが、円周方向に形成されており、各凹部３６及び凹部３７は、穿設方向が同軸上に位置するように設けられている。凹部３６にはスプリング３３が、凹部３７にはスプリング３５が、それぞれ収納されるように保持されている。

図４（ａ）は、第２継手要素２３の斜視図を示したものであるが、リング部２６において、円周方向に配置される各凹部３６から接触圧子３２が先端部分が突出している様子が図示されている。本図に示すように、接触圧子３２は、第１継手要素２２の端部２８と接するその先端部分が、円錐面状に形成されている。なお、接触圧子３４も同様に円錐面状に形成されている。これらの接触圧子３２及び３４の円錐面状に形成された部分が、それぞれ接触圧子側滑り面３２ａ及び３４ａを構成している。

また、図４（ｂ）は第１継手要素２２におけるフランジ部２７及び外筒部２９の斜視図を、図４（ｃ）は第１継手要素２２のカバー部３０の斜視図を示している。図２、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、第１継手要素２２の端部２８には、円周方向に配置される円錐面状のくぼみ２８ａが設けられており、同様に、カバー部３０にも、円周方向に配置される円錐面状のくぼみ３０ａが設けられている。これらの円錐面状に形成されたくぼみ２８ａ及び３０ａが、それぞれ継手要素側滑り面２８ａ及び３０ａを構成している。

このように、接触圧子側滑り面３２ａ、３４ａ及び継手要素側滑り面２８ａ、３０ａを円錐面状にすることで、滑り面（２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａ）を容易に形成することができる。また、接触圧子（３２、３４）の形成も容易になり、多数の接触圧子（３２、３４）が必要な場合であっても量産が容易に行える。また、接触圧子側滑り面（３２ａ、３４ａ）及び継手要素側滑り面（２８ａ、３０ａ）のいずれもが円錐面状に形成されることで、滑り面同士の接触状態を略一定に保ち易くかじりを生じにくいため、ラジアル方向の偏心や入出力間の傾斜を許容し易い構造を実現できる。

また、図２において、防振継手２には、第１継手要素２２の外筒部２９と第１２継手要素２３のリング部２６との間に、リング部２６の周囲を囲む複数のゴムリング３８が配設されている。このゴムリング３８を配設することで、外筒部２９とリング部２６との間で生じる相対回転変位によって、ゴムリング３８に対して摺動摩擦を発生させることができる。これにより、第１継手要素２２と接触圧子３２、３４との摺動摩擦による減衰手段に加え、トルク変動成分を減衰させる他の減衰手段Ｄ４をゴムリング３８を装着するのみで容易に構成することができる。また、高い相対速度が得られる径の大きい個所にゴムリング３８を配することで、高い減衰効果を発揮することができる。さらに、ゴムリングの存在によって、ラジアル方向の偏心や入出力軸間の傾斜を許容し易い構造を容易に実現でき
る。

なお、防振継手２においては、第１参考実施形態における防振継手１と同様に、継手要素側滑り面２８ａ、３０ａと接触圧子側滑り面３２ａ、３４ａとの摩擦によってトルク変動成分を減衰させる減衰手段Ｄ１と、接触圧子３２、３４の側面とリング部２６の凹部３６、３７の内壁面との摩擦によってトルク変動を減衰させる減衰手段Ｄ２とを備えている。また、接触圧子３２、３４の側面とリング部２６の凹部３６、３７の内壁面との間にオリフィスとして機能する隙間を設け、防振継手１と同様に、空気が流動する際の動圧抵抗によって減衰機能を発揮する他の減衰手段Ｄ３を構成してもよい。

以上説明した防振継手２は、第１参考実施形態の防振継手１と同様の作用効果を奏するため、作動についての詳細な説明は割愛するが、この防振継手２によると、端部２８側に設けられたスプリング３３とカバー部３０側に設けられたスプリング３５とが、トルクの軸方向力による反力を第２継手要素２３のリング部２６に対して互いに反対方向に作用させることができる。このため、この反力同士が相殺され、外部に対してトルクの軸方向力を作用させないようにすることができる。そして、端部２８側とカバー部３０側とに対してそれぞれ接触圧子３２、３４を接触させることで、より多くの接触圧子を第１継手要素２２に対して接触させることができ、より大きいトルクを伝達することができる。

（第３参考実施形態）
図５に、第３参考実施形態に係る防振継手３を示す。なお、以下の説明において、第１参考実施形態及び第２参考実施形態と重複する部分については、同一の名称を用いることで説明を割愛する。図５は、防振継手３の軸方向断面の模式図を示したものである。この防振継手３は、第２参考実施形態に係る防振継手２を直列に結合したものに相当する。すなわち、防振継手３は、第１継手要素３９と第２継手要素４０とを備え、第２継手要素４０には、連結軸４１と、この連結軸４１で直列に連結されるリング部４２、４３と、リング部４３に取り付けられるフランジ部４４とが設けられている。そして、第１継手要素３９には、フランジ部４５、外筒部４６、カバー部４７、外筒部４８、カバー部４９が直列に設けられている。

また、フランジ部４５とリング部４２との間には、接触圧子５０及びスプリング５４（弾性部材、バネ）が介装され、リング部４２とカバー部４７との間には、スプリング５５（弾性部材、バネ）及び接触圧子５１が介装され、カバー部４７とリング部４３との間には、接触圧子５２及びスプリング５６（弾性部材、バネ）が介装され、リング部４３とカバー部４９との間には、スプリング５７（弾性部材、バネ）及び接触圧子５３が介装されている。そして、各リング部４２、４４と外筒部４６、４８との間には、ゴムリング５８が装着されている。

このように、防振継手３は、防振継手２が２段直列に結合された構成を有するため、外部に対してトルクの軸方向力を作用させずに、さらに大きいトルクを伝達することができる。また、さらに大きいトルクを伝達するかわりに継手の直径を小さくすることもでき、この場合、より高速回転が可能になる。なお、この構成を多段に繰り返すことで、防振継手２が、３段以上直列に結合された構成を備える防振継手も提供することができる。

（本発明の実施形態）
図６に、本発明の実施形態に係る防振継手４を示す。なお、以下の説明において、第１参考実施形態または第２参考実施形態と同様の機能を発揮する要素に関しては、同一の名称を用いて説明を適宜割愛する。図６は、防振継手４の軸方向断面の模式図を示したものである。防振継手４は、第１継手要素５９と、第２継手要素６０と、第１継手要素５９及び第２継手要素６０の間に介装される中間リング６１とを有している。なお、第１継手要素５９と第２継手要素６０とは、防振継手１と同様に、互いに回転自在であるとともに軸方向の変位が拘束されて支持されている。

そして、第１継手要素５９と中間リング要素６１との間には、中間リング要素６１と摺動可能に接する接触圧子６２と、この接触圧子６２と第１継手要素６４との間に介装されるスプリング６４（弾性部材、バネ）とが配設されている。また、中間リング要素６１と第２継手要素６０との間には、中間リング要素６１と摺動可能に接する接触圧子６３と、この接触圧子６３と第２継手要素６０との間に介装されるスプリング６５（弾性部材、バネ）とが配設されている。これらの接触圧子（６２、６３）及びスプリング（６４、６５）は、円周方向に複数配設されている。そして、各接触圧子６２と６３とは、中間リング要素６１を介して対向する位置関係にそれぞれ設けられている。

また、接触圧子６２及び６３には、中間リング要素６１と接する部分に、接触圧子６２、６３の変位方向に対して傾斜する接触圧子側滑り面６２ａ及び６３ａが形成され、中間ンリング要素６１には、接触圧子側滑り面６２ａ及び６３ａとそれぞれ摺接可能なリング要素側滑り面６１ａ及び６１ｂが形成されている。接触圧子側滑り面６２ａ、６３ａは円錐面状の突出部として形成されており、リング要素側滑り面６１ａ、６１ｂは円錐面状のくぼみとして形成されている。

また、トルク変動成分を減衰させる減衰手段としては、接触圧子側滑り面６２ａ、６３ａとリング要素側滑り面６１ａ、６１ｂとの摩擦による減衰手段Ｄ１と、接触圧子６２、６３の側面と第１継手要素５９または第２継手要素６０との摩擦による減衰手段Ｄ２とを備えている。これらの機能は、第１〜第３参考実施形態における減衰手段Ｄ１及びＤ２と同様である。

また、減衰手段Ｄ１、Ｄ２以外にトルク変動成分を減衰させる他の減衰手段Ｄ５として、中間リング要素６１が第１継手要素５９または第２継手要素６０に対して回転方向に相対変位することで摺接可能な摺接部を、中間リング要素６１と、第１継手要素５９または第２継手要素６０とに形成している。すなわち、第１継手要素５９には、軸中心部分に突出軸部６６が突設され、中間リング要素６１には、中心に円筒状のボス部６７が形成されている。そして、突出軸部６６の端部の周囲に形成した外周縁部６６ａと、ボス部６７の端部の周囲に形成した外周縁部６７ａとが摺接可能な位置関係に設けられ、これが第１摺接部を構成している。また、第２継手要素６０の内周側に形成した内周縁部６０ａと、ボス部６７の外周縁部６７ａとが摺接可能な位置関係に設けられ、これが第２摺接部を構成している。高速回転中に防振継手４にトルク変動成分が発生し、接触圧子６２、６３と中間リング要素６１との間で小刻みな滑りが生じ、それにより、中間リング要素６１と第１継手要素５９または第２継手要素６０との間で小刻みな回転方向の相対変位が生じた場合、上記の第１及び第２摺接部で生じる摺動摩擦により、トルク変動成分が減衰されることになる。

また、突出軸部６６の周囲には、例えばゴムからなる円筒状弾性部材６８が配設されている。そして、突出軸部６６は、円筒状弾性部材６８とともにボス部６７を貫通している。このように円筒状弾性部材６８を配設することで、突出軸部６６とボス部６７との間で生じる相対回転変位によって、円筒状弾性部材６８に対して摺動摩擦を発生させることができる。これにより、第１及び第２継手要素（５９、６０）、または中間リング要素６１と、接触圧子（６２、６３）との摺動摩擦による減衰手段（Ｄ１、Ｄ２）に加え、トルク変動成分を減衰させる他の減衰手段を円筒状弾性部材を装着することによって容易に構成することができる。また、円筒状弾性部材の存在によって、ラジアル方向の偏心や入出力軸間の傾斜を許容し易い構造を実現できる。

以上説明した防振継手４は、第１参考実施形態の防振継手１と同様の作用効果を奏するため、作動についての詳細な説明は割愛するが、この防振継手４によると、第１継手要素５９と第２継手要素６０との間に中間リング要素６１を配設し、これに接触圧子６２、６３を接触させ、第１及び第２継手要素側にはスプリング６４、６５をそれぞれ設けることで、第１及び第２継手要素側のスプリングのバネ定数（弾性定数）を並列結合状態にすることができる。これにより、各スプリング（６３、６４）のバネ定数を低く設定することができる。なお、図６に示す防振継手４においては、スプリングを２列に配設したものを図示しているが、列数を増やすほど、バネ定数を低く設定することができる。

図１（ａ）は、第１参考実施形態に係る防振継手の軸方向断面の模式図を示したものであり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面を一部図示した要部断面を示している。第２参考実施形態に係る防振継手の軸方向断面図であって、図３のＢ−Ｂ線矢視断面を示したものである。第２参考実施形態に係る防振継手の正面図である。第２参考実施形態に係る防振継手を組立てる前の各構成要素斜視図である。第３参考実施形態に係る防振継手の軸方向断面の模式図を示したものである。本発明の実施形態に係る防振継手の軸方向断面の模式図を示したものである。

符号の説明

１、２、３、４防振継手
１１、２２、３９、５９第１継手要素
１２、２３、４０、６０第２継手要素
１７、３２、３４、５０〜５３、６２、６３接触圧子
１８、３３、３５、５４〜５７、６４、６５弾性部材
Ｄ１、Ｄ２減衰手段

Claims

入力軸又は出力軸と連結される第１継手要素と、
前記第１継手要素と連結される軸とは異なる入力軸又は出力軸と連結される第２継手要素であって、前記第１継手要素に対して軸方向変位は拘束されるとともに回転自在に支持される第２継手要素と、
前記第１継手要素と前記第２継手要素との間に介装される複数の接触圧子と、
前記接触圧子と少なくとも一方の前記継手要素との間に介装され、前記接触圧子の軸方向変位を許容する弾性部材であって、前記継手要素の回転により前記接触圧子が軸方向に変位することで伝達されるトルクの軸方向力と釣り合うことによって前記両継手要素間でほぼ所定の大きさのトルクを伝達する複数の弾性部材と、
前記接触圧子に形成された接触圧子側滑り面と前記接触圧子側滑り面に対向する面との間に作用する摺動摩擦によりトルク変動成分を減衰させる減衰手段と、を備える防振継手であって、
前記第１継手要素と前記第２継手要素との間には、中間リング要素が介装され、
前記接触圧子側滑り面に対向する面は前記中間リング要素に形成されたリング要素側滑り面であり、
前記第１継手要素と前記中間リング要素との間には、前記接触圧子側滑り面が前記中間リング要素の前記リング要素側滑り面と摺動可能に接するように設けられた前記接触圧子と、この接触圧子と前記第１継手要素との間に介装される前記弾性部材とが配設され、
前記中間リング要素と前記第２継手要素との間には、前記接触圧子側滑り面が前記中間リング要素の前記リング要素側滑り面と摺動可能に接するように設けられた前記接触圧子と、この接触圧子と前記第２継手要素との間に介装される前記弾性部材とが配設されることを特徴とする防振継手。
前記接触圧子側滑り面が、前記接触圧子の変位方向に対して傾斜する面であり、
前記リング側滑り面が、前記接触圧子側滑り面と摺接可能であることを特徴とする請求項１に記載の防振継手。
前記減衰手段は、前記接触圧子側滑り面と前記リング要素側滑り面との摩擦に加え、前記接触圧子の側面と前記第１継手要素または第２継手要素との摩擦によりトルク変動成分を減衰させることを特徴とする請求項１または２に記載の防振継手。
前記減衰手段以外にトルク変動成分を減衰させる他の減衰手段として、前記中間リング要素が第１継手要素または第２継手要素に対して回転方向に相対変位することで摺接可能な摺接部を、前記中間リング要素と、前記第１継手要素または前記第２継手要素とに形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防振継手。
前記第１継手要素には、軸中心部分に突出軸部が突設されるとともに、この突出軸部の周囲を囲む円筒状弾性部材が配設され、
前記中間リング要素には、中心に円筒状のボス部が形成され、
前記突出軸部が前記円筒状弾性部材とともに前記ボス部を貫通していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の防振継手。
前記接触圧子側滑り面及び前記リング要素側滑り面が、円錐面状に形成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の防振継手。