JP2013517433A - 弾性継手 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１部分と、第２部分とを備え、第１部分及び第２部分は、ばねの力に反して互いに対して限られた程度捩じることが可能であり、ばねは、弾性ゴム材料からなる板状ばね板を備え、支持板がばね板の間に設けられ、ばね板及び支持板を担持するいくつかのキャリアが継手の円周に分布するように設けられた弾性継手に関するものである。本発明は、継手軸の上面から見て、各キャリアは半径方向内側に向かって先が細くなる楔の輪郭を有することと、交互になったばね板及び支持板のパケットが、各キャリアの両側でキャリアの２つの楔表面に隣接して配置されていることとを特徴とする。

Description

本発明は、ばねの力に反して互いに対して限られた程度捩じることのできる第１部分及び第２部分を有する弾性継手に関するものである。さらに、本発明は、そのような継手の取付け方法に関する。

このような継手は、多くの実施形態で知られている。特許文献１には、例えばゴムにより形成された弾性体からなるばね要素を有する捩じり弾性継手が開示されている。支持板がばね要素の間に設けられている。

特許文献２は、２つの継手ハーフを有するディスク型の弾性継手を開示している。減衰媒体が充填され得る減衰室が継手の半径方向外側領域に設けられている。このような継手は、自動車の駆動列における捩じり振動減衰ダンパとして使用されている。

いわゆる吸振器も公知である。吸振器は、トルクを伝達せずに捩じり振動を減衰する（特許文献３参照）。

独国特許発明第３９０６２０１号明細書 米国特許第５，５７３，４６０号明細書 独国特許出願公開第１０３４６２５３号明細書

上記のような種の継手は、特に車両の組み立てにおいて使用される大量生産品である。その場合、生産コストは、重量及び構造体積と共に重要な役割を果たす。公知の継手は、これらのクライテリアを所望の程度までは満たしていない。

本発明は、低価格で製造可能であり、且つ低重量及び小さい構造体積を有するように、請求項１の前提部による弾性継手を提供するという目的に基づいている。

この目的は、請求項１の特徴により達成される。

本発明による継手は、継手の円周に分布するように設けられたいくつかのキャリアによって支持された弾性ゴム材料からなる板状ばね（ばね板）を用いた実施形態に基づく。

本発明の本質的な特徴は、以下のとおりである：
― 継手軸の上面から見て、各キャリアが半径方向内側に向かって先が細くなる楔の輪郭を有する。
― 各キャリアは、その２つの楔表面で多くのばね板を担持する。
― 各キャリアは、予め取付けられた構造のばねユニットを、キャリアよって担持されたばね板と共に形成する。

これにより以下の利点が得られる:
各ばねユニットは、ばね板を例えば加硫により各楔表面に設けることによって製造される。シートメタルプレートを前記設けたばね板上に設け、次にばね板を前記シートメタルプレート上に設けることで、ばね板及び前記シートメタルプレートが交互になる。次に、前記ばねユニット全体に予め張力をかける。ここで、前記ばねユニットは、前記継手の第１部分又は第２部分における対応する凹部に挿入可能である。その場合、例えば、引張ボルトを外側から前記楔形状キャリアに挿入し、前記第１部分又は前記第２部分のフランジに螺合させることにより、半径方向外側から前記ばねユニットに圧力をかけて、前記ばねユニット全体を締め込む。

本発明により得られる利点は以下の通りにまとめられる：
― 前記第１部分又は前記第２部分に前記ばねユニットを取り付けるための特別な取付け装置は不要である。むしろ、前記ばねユニットは、従来の道具で取付け可能である。これにより取付け費用が低減され、ひいては製造コストが低減される。
― 前記ばねユニットは、駆動装置を設置した後であっても簡単に交換可能である。
― 単純、且つ小型の構成であるため、前記ばねユニットの重量、ひいては前記継手全体の重量が軽減される。
― ばねユニットは、両回転方向の運転において作動する。

以下に詳しく示す図面を参照して本発明をより詳しく説明する。
図１は、本発明の特徴を有する継手装置の斜視図を示す。 図２は、図１による継手装置の端面側から見た拡大図を示す 図３は、交線Ａ―Ａに沿う図２の対象物の図を示す。 図４は、ばね要素を側面図で示す。 図５は、図４によるばね要素を斜視図で示す。 図６は、楔形状キャリアを側面図で示す。 図７は、図６の対象物を上面図で示す。

図１に示す継手装置は、２つのディスク状継手１、１０を備える。それらは、実質的に同様又は同一に組み立てられている。図１の左側に示す継手は、駆動軸シャフト（図示せず）に割り当てられており、同図の右側に示す継手は、伝動装置出力軸（図示せず）に割り当てられている。図１による継手装置は、ユニバーサルジョイント軸として機能する。これにより、トルクが駆動軸シャフトからこれと同一線上に位置しない伝動装置出力軸へ伝達され得る。

図３は、２つの継手１及び１０を互い結合する中空カルダン軸２を示す。

継手１は、トルクを駆動軸から継手１へ伝達する端面歯列１．１を担持する。継手１０は、トルクを継手１０から伝動装置出力軸へ伝達する端面歯列１０．１を担持する。

継手１を参照して、継手の構成をより詳しく述べる。継手１は、星形本体３を有する。本体３は、半径方向外側に延びる６つの突起部３．１を有する。各突起部は、非常に重要な部品、すなわちキャリア４を担持している。キャリア４は、楔形状である（図２参照）。キャリア４は、装置の回転軸５に向かって先が細くなっている。

各キャリア４は、ネジ６によって本体３の突起３．１に固定されている。キャリア４を位置決めするためのストレートピン７が２つのネジ６、６の間に配置されている。

図２は、２つの継手１、１０が実質的に同様に組み立てられていることを示している。継手１の楔形状キャリア４は、継手１０の２つの隣り合う楔形状キャリア４０、４０の間に位置している。

ばね板８及び支持板９のパケットは、各キャリア４、４０の２つの楔表面に締結されている。それらは、交互に配置されている。ばね板が、まずキャリア４の該当する楔表面に、次に後続の支持板９のそれぞれの表面に加硫接着（ａｕｆｖｕｌｋａｎｉｓｉｅｒｅｎ）される。支持板９は、シートスチールから製造され得る。また、他の材料で支持板を製造することも考えられる。

図１乃至図３による装置は、鉄道車両の駆動装置のために提供される。継手装置は、駆動軸とボギー台車の間の捩じれ振動を補償するために使用される。継手装置は、ボギー台車に組み込まれる。本発明による部品が第１ばねのばね経路をカルダン的に補償する。その場合、ばねユニットにおけるゴム層は、軸方向に変位する。

図４の右側に示すばね板及び支持板のパケットは張力がかけられていないが、左側に示されたパケットは張力がかけられている（図５参照）。

図５は、３つの互いに同一線上に位置するせん孔を示しており、すなわち、真ん中のせん孔は、位置決めピンとして使用される上述のストレートピン７のための孔であって、隣接する２つのせん孔は、それぞれ締結ネジ６のためのものである。

図５は、さらに案内ストリップ２０を示している。これは、一方の継手の各ばねユニットの両端部にそれぞれ、したがって２つの外側に位置する支持板９に設けられている。一方、他方の継手のばねユニットには２つの溝２１が形成されている（図７参照）。一方の継手の１つのばねユニットの案内ストリップ２０が他方の継手のばねユニット溝２１と係合し、軸固定のために使用されており、すなわち、ばねユニットの軸方向の位置ずれを防いでいる。

ばね板８には、駆動トルクによってはずれてしまわないように、取付け状態において予め張力がかけられていなければならない。この予張力は、楔形状キャリアを取り付けることで自動的に達成される。

取付けは異なる２つの方法で行われ得る:
ばね板８及び支持板９で形成されたばねパケットを２つの互いに隣接する突起部３．１、３．１の間の中間空間に挿入することができる。次に、楔形状キャリア４をばねパケットの間に挿入してから、締め込むことができる。

あるいは、キャリア４、ばね板８及び支持板９からなるばねユニットを予め１つのユニットにまとめてから挿入し、対応するキャリア４を突起部３に螺合することができる。

ストレートピン７が楔形状キャリア４を貫いて案内され、該当する突起部３．１に嵌入される。ストレートピン７は、部品の位置を固定する。

更に、ネジによってキャリア４に固定され、ばね板８及び支持板９からなるばねパケットに達するブラケットを設けることができる。これにより、運転中にばねパケットが半径方向外側にスライドしないことが確保される。

本発明による継手の製造方法は、非常に簡単である。ばねユニットの本質的な部品、特に楔形状キャリア４は、継手の軽量化のためにアルミニウムにより形成され得る。

本発明による弾性継手を以下の順序で取り付けると、有利である。
― 最初に、ストレートピン７をキャリア４に挿入する。
― 次に、キャリア４、ばね板８及び支持板９からなるユニットを本体３に取り付ける。

このようにすることで、案内ストリップ２０の各々がその正しい位置に配置され、対応する溝２１ときっちりと係合することが確保される。逆の順で取り付けた場合、取り付け作業中に案内ストリップ２０を再度調整する必要がある。

当然のことながら、ピン７は必ずしも円筒状でなくてもよく、あらゆる他の断面形状を有することができる。

上述の方法は、請求項６又は７による継手装置にも適用可能であることは自明である。その場合、継手は、請求項６又は７の１項による継手装置の部品にも適用可能である。

１ 継手
１．１ 端面歯列
２ 中空軸
３ 本体
３．１ 突起部
４ 楔形状キャリア
５ 回転軸
６ ネジ
７ ストレートピン
８ ばね板
９ 支持板
１０ 継手
１０．１ 端面歯列
２０ 案内ストリップ
２１ 溝
４０ 楔形状キャリア

本発明は、トルクを駆動軸から出力軸へ伝達するための継手装置に関するものである。前記継手装置は、それぞれ第１部分と第２部分を備える２つの継手を有している。前記第１部分及び前記第２部分は、ばねの力に反して互いに対して限られた程度捩じることが可能である。

このような継手装置の継手は、多くの実施形態で知られている。特許文献１には、例えばゴムにより形成された弾性体からなるばね要素を有する捩じり弾性継手が開示されている。支持板がばね要素の間に設けられている。

特許文献２は、２つの継手ハーフを有するディスク型の弾性継手を開示している。減衰媒体が充填され得る減衰室が継手の半径方向外側領域に設けられている。このような継手は、自動車の駆動列における捩じり振動減衰ダンパとして使用されている。

特許文献３は、特に関連している。第１部分と第２部分を有する弾性継手がこの明細書から公知である。それぞれキャリアにより担持されたばね板の間に支持板が配置されている。

独国特許発明第３９０６２０１号明細書 米国特許第５，５７３，４６０号明細書 米国特許第３，５０５，８３２号明細書

上記のような種の継手は、特に車両の組み立てにおいて使用される大量生産品である。その場合、生産コストは、重量及び構造体積と共に重要な役割を果たす。公知の継手は、これらのクライテリアを所望の程度までは満たしていない。

本発明は、低重量且つ小さい構造体積を有する、２つの継手を有する継手装置を提供するという目的に基づいている。

この目的は、請求項１の特徴により達成される。

本発明による継手装置は、互いに協働する２つの継手に基づく。各継手は、継手の円周に分布するように設けられたいくつかのキャリアによって支持された弾性ゴム材料からなる板状ばね（ばね板）を有する。

本発明の本質的な特徴は、以下のとおりである：
― 継手軸の上面から見て、各キャリアが半径方向内側に向かって先が細くなる楔の輪郭を有する。
― 各キャリアは、その２つの楔表面で多くのばね板を担持する。
― 各キャリアは、予め取付けられた構造のばねユニットを、キャリアよって担持されたばね板と共に形成する。

これにより以下の利点が得られる:
各ばねユニットは、ばね板を例えば加硫により各楔表面に設けることによって製造される。シートメタルプレートを前記設けたばね板上に設け、次にばね板を前記シートメタルプレート上に設けることで、ばね板及び前記シートメタルプレートが交互になる。次に、前記ばねユニット全体に予め張力をかける。ここで、前記ばねユニットは、前記継手の第１部分又は第２部分における対応する凹部に挿入可能である。その場合、例えば、引張ボルトを外側から前記楔形状キャリアに挿入し、前記第１部分又は前記第２部分のフランジに螺合させることにより、半径方向外側から前記ばねユニットに圧力をかけて、前記ばねユニット全体を締め込む。

本発明により得られる利点は以下の通りにまとめられる：
― 前記第１部分又は前記第２部分に前記ばねユニットを取り付けるための特別な取付け装置は不要である。むしろ、前記ばねユニットは、従来の道具で取付け可能である。これにより取付け費用が低減され、ひいては製造コストが低減される。
― 前記ばねユニットは、駆動装置を設置した後であっても簡単に交換可能である。
― 単純、且つ小型の構成であるため、前記ばねユニットの重量、ひいては前記継手全体の重量が軽減される。
― ばねユニットは、両回転方向の運転において作動する。

以下に詳しく示す図面を参照して本発明をより詳しく説明する。
図１は、本発明の特徴を有する継手装置の斜視図を示す。 図２は、図１による継手装置の端面側から見た拡大図を示す 図３は、交線Ａ―Ａに沿う図２の対象物の図を示す。 図４は、ばね要素を側面図で示す。 図５は、図４によるばね要素を斜視図で示す。

図１に示す継手装置は、２つのディスク状継手１、１０を備える。それらは、実質的に同様又は同一に組み立てられている。図１の左側に示す継手は、駆動軸シャフト（図示せず）に割り当てられており、同図の右側に示す継手は、伝動装置出力軸（図示せず）に割り当てられている。図１による継手装置は、ユニバーサルジョイント軸として機能する。これにより、トルクが駆動軸シャフトからこれと同一線上に位置しない伝動装置出力軸へ伝達され得る。

図３は、２つの継手１及び１０を互い結合する中空カルダン軸２を示す。

継手１は、トルクを駆動軸から継手１へ伝達する端面歯列１．１を担持する。継手１０は、トルクを継手１０から伝動装置出力軸へ伝達する端面歯列１０．１を担持する。

継手１を参照して、継手の構成をより詳しく述べる。継手１は、星形本体３を有する。本体３は、半径方向外側に延びる６つの突起部３．１を有する。各突起部は、非常に重要な部品、すなわちキャリア４を担持している。キャリア４は、楔形状である（図２参照）。キャリア４は、装置の回転軸５に向かって先が細くなっている。

各キャリア４は、ネジ６によって本体３の突起３．１に固定されている。キャリア４を位置決めするためのストレートピン７が２つのネジ６、６の間に配置されている。

図２は、２つの継手１、１０が実質的に同様に組み立てられていることを示している。継手１の楔形状キャリア４は、継手１０の２つの隣り合う楔形状キャリア４０、４０の間に位置している。

ばね板８及び支持板９のパケットは、各キャリア４、４０の２つの楔表面に締結されている。それらは、交互に配置されている。ばね板が、まずキャリア４の該当する楔表面に、次に後続の支持板９のそれぞれの表面に加硫接着（ａｕｆｖｕｌｋａｎｉｓｉｅｒｅｎ）される。支持板９は、シートスチールから製造され得る。また、他の材料で支持板を製造することも考えられる。

図１乃至図３による装置は、鉄道車両の駆動装置のために提供される。継手装置は、駆動軸とボギー台車の間の捩じれ振動を補償するために使用される。継手装置は、ボギー台車に組み込まれる。本発明による部品が第１ばねのばね経路をカルダン的に補償する。その場合、ばねユニットにおけるゴム層は、軸方向に変位する。

図４の右側に示すばね板及び支持板のパケットは張力がかけられていないが、左側に示されたパケットは張力がかけられている（図５参照）。

図５は、３つの互いに同一線上に位置するせん孔を示しており、すなわち、真ん中のせん孔は、位置決めピンとして使用される上述のストレートピン７のための孔であって、隣接する２つのせん孔は、それぞれ締結ネジ６のためのものである。

図５は、さらに案内ストリップ２０を示している。これは、一方の継手の各ばねユニットの両端部にそれぞれ、したがって２つの外側に位置する支持板９に設けられている。ばね板８には、駆動トルクによってはずれてしまわないように、取付け状態において予め張力がかけられていなければならない。この予張力は、楔形状キャリアを取り付けることで自動的に達成される。

取付けは異なる２つの方法で行われ得る:
ばね板８及び支持板９で形成されたばねパケットを２つの互いに隣接する突起部３．１、３．１の間の中間空間に挿入することができる。次に、楔形状キャリア４をばねパケットの間に挿入してから、締め込むことができる。

あるいは、キャリア４、ばね板８及び支持板９からなるばねユニットを予め１つのユニットにまとめてから挿入し、対応するキャリア４を突起部３に螺合することができる。

ストレートピン７が楔形状キャリア４を貫いて案内され、該当する突起部３．１に嵌入される。ストレートピン７は、部品の位置を固定する。

更に、ネジによってキャリア４に固定され、ばね板８及び支持板９からなるばねパケットに達するブラケットを設けることができる。これにより、運転中にばねパケットが半径方向外側にスライドしないことが確保される。

本発明による継手の製造方法は、非常に簡単である。ばねユニットの本質的な部品、特に楔形状キャリア４は、継手の軽量化のためにアルミニウムにより形成され得る。

本発明による弾性継手を以下の順序で取り付けると、有利である。
― 最初に、ストレートピン７をキャリア４に挿入する。
― 次に、キャリア４、ばね板８及び支持板９からなるユニットを本体３に取り付ける。

このようにすることで、案内ストリップ２０の各々がその正しい位置に配置され、対応する溝２１ときっちりと係合することが確保される。逆の順で取り付けた場合、取り付け作業中に案内ストリップ２０を再度調整する必要がある。

当然のことながら、ピン７は必ずしも円筒状でなくてもよく、あらゆる他の断面形状を有することができる。

Claims (8)

1. 第１部分と、
   第２部分とを備え、
   前記第１部分及び前記第２部分は、ばねの力に反して互いに対して限られた程度捩じることが可能であり、
   前記ばねは、弾性ゴム材料からなる板状ばね板（８）を備え、
   支持板（９）が前記ばね板（８）の間に設けられ、
   前記ばね板（８）及び前記支持板（９）を担持するいくつかのキャリア（４）が前記継手の円周に分布するように設けられた弾性継手（１、１０）であって、
   継手軸の上面から見て、各キャリア（４）は半径方向内側に向かって先が細くなる楔の輪郭を有することと、
   交互になった前記ばね板（８）及び前記支持板（９）のパケットが、各キャリアの両側で前記キャリア（４）の２つの楔表面に隣接して配置されていることとを特徴とする。
2. 前記ばね板（８）及び前記支持板（９）を備える前記ばねパケットは、前記キャリア（４）とは別の部品であることを特徴とする、請求項１に記載の弾性継手。
3. 各キャリア（４）は、予め取り付けられた構造のユニットを、対応する前記ばねパケットと共に形成していることを特徴とする、請求項１に記載の弾性継手。
4. 円周方向で見て外側の前記支持板（９）は、案内ストリップ（２０）又は案内溝（２１）を有し、それらは他方の継手部分のばねパケットの案内ストリップもしくは案内溝と協働することを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載の弾性継手。
5. 前記継手は、継手軸（５）の方向で見て星形の本体（３）を備えることと、
   前記本体（３）は、半径方向外側に延びる複数の突起部（３．１）を有するこ とと、
   各突起部（３．１）は、前記キャリア（４）を担持することと、
   各キャリア（４）は、２つのネジ（６、６）により関連する前記突起部（３．１）に固定されることと、
   前記２つのネジ（６、６）の間に前記キャリア（４）を位置決めするための位置決めピン（７）が設けられ、前記位置決めピンは、前記ネジ（６、６）に対して軸方向に平行であることとを含む、請求項１から４の何れか一項に記載の弾性継手。
6. 駆動軸から出力軸にトルクを伝達するための継手装置であって、
   請求項１から５の何れか一項に記載の２つの継手（１、１０）が設けられていることと、
   前記２つの継手のうちの一方（１）は、前記駆動軸と駆動結合されており、前記２つの継手のうちの他方（１０）は、前記出力軸と駆動結合されていることと、
   前記第１継手（１）の前記第２部分は、連結軸を介して前記第２継手（１０）の前記第１部分と駆動結合されていることとを含む、継手装置。
7. 前記連結軸は中空軸であることを特徴とする、請求項６に記載の継手装置。
8. 請求項５に記載の弾性継手の取付け方法であって、
   前記位置決めピン（７）を前記キャリア（４）に挿入する工程と、
   前記キャリア（４）、前記ばね板（８）及び前記支持板（９）を含むユニットを前記本体（３）に取り付ける工程とを包含する、方法。

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