JP2014528559A - トルクを伝達するための補正カップリング - Google Patents

Abstract

本発明は、長手方向（Ｚ）に延在するスリーブ状のベースボディ（１）を有し、このベースボディが、周囲に長手方向（Ｚ）に沿って分配された複数の横方向スリット（２）を備え、これら横方向スリット（２）が、それぞれ半径方向にスリーブ状のベースボディ（１）の外面から内面まで延在する、トルクを伝達するための補正カップリングに関する。本発明によれば、横方向スリット（２）が、それぞれエラストマー（４）を充填されている。

Description

本発明は、長手方向に延在するスリーブ状のベースボディを有し、このベースボディが、周囲に長手方向に沿って分配された複数の横方向スリットを備え、これら横方向スリットが、それぞれ半径方向にスリーブ状のベースボディの外面から内面まで延在する、トルクを伝達するための補正カップリングに関する。

補正カップリングは、例えば、互いに結合すべき軸の間又は軸と工具の間のアライメントエラーを補正するために設けることができるが、それは、補正カップリングが、スリットによってある程度弾性的であり、一貫したベースボディを有する構造によって大きいトルクを伝達することもできるからである。剛性のあるチューブに対して、補正カップリングは、捩れによって、トルクピークもしくは急なトルク変動を緩和することができる。

冒頭で説明した特徴を有する補正カップリングは、仏国特許第２ ２７１ ４５２号明細書（特許文献１）及び欧州特許出願公開第０ ３１８ ６６９号明細書（特許文献２）（図９）から公知である。横断面平面内に、それぞれ複数の横方向スリットが構成され、連続する横断面平面の横方向スリットは、一平面当たり３つのスリットの場合は６０°ずらされ、一平面当たり４つのスリットの場合は４５°ずらされている。このずれにより、補正カップリングを回転時に均等に変形させることができる。中実のスリーブ状のベースボディが使用されることにより、一方では、特に簡単な製造が、他方では大きいトルクを伝達するための可能性が得られる。

冒頭で説明した特徴を有する別の補正カップリングは、独国特許第１９９ ３９ ５１０号明細書（特許文献３）から公知であり、カップリングボディは、減衰特性を有するエラストマー材料によって包囲されている。これにより、トルク伝達時の振動及び振れがカップリングを介して低減され得る。エラストマー材料は、後からホースとして補正カップリング上に取り付けられる。例えば、エラストマー材料として簡単な収縮ホースを設けることができる。エラストマー材料の後からの取付けは、簡単な手段によって行なうことができ、金属から一体的に構成されたスリットの入ったベースボディは、その構造が不変である。公知の形態の場合、外側に載置されたエラストマー材料から成るホースがベースボディから解離することがあり、半径方向に著しくベースボディから突出するとの欠点が生じる。エッジが構成され、このエッジにおいて、組立て及び取扱い時に傾くことが可能である。更に、減衰特性も未だ改善の必要がある。

仏国特許第２ ２７１ ４５２号明細書 欧州特許出願公開第０ ３１８ ６６９号明細書 独国特許第１９９ ３９ ５１０号明細書

これを背景にして、本発明の根底にある課題は、振動及び振れの改善された減衰を可能にし、高い信頼性によって際立っているトルクを伝達するための補正カップリングを提供することにある。

冒頭で説明した特徴を有する補正カップリングから出発して、この課題は、本発明により、スリーブ状のベースボディに構成された横方向スリットが、それぞれエラストマーを充填されていることによって解決される。この措置により、振れ及び振動の非常に効果的な減衰を行なうことができ、補正カップリングの有利な機能特性が侵害されることはない。ホース状のエラストマー体の後からの取付けとは違い、製造時に、明らかに高い製造費用が生じる。製造時には、最初は、横方向スリット内に導入するために流動性を有し、次いで硬化するエラストマー基本物質を用意する必要がある。補正カップリングを後から作動させた時に軟化温度を超えないことが保証できる場合は、例えば、製造時に硬化する、特に加硫するエラストマーや、適用例に応じて熱可塑性を有するエラストマーも適している。基本的には、横方向スリットの大きさに正確に適合させたエラストマー材料のブランクを使用することも考えられるが、しかしながらまた、これは、著しい製造費用と結びついている。

本発明の根底にある認識は、製造時の超過支出によって、減衰特性を、驚くべきことに非常に明らかに改善することができることにある。横方向スリットへの充填によって、振れを生じさせ得る自由空間は、もはや残っていない。特に、全体として、非常に大きい面での支持がエラストマー材料を介して行なわれるので、振れ及び振動エネルギーは、非常に効率的に低減することができる。

エラストマーは、特に比較的硬く、７０〜９５のショアＡ硬さを備える。このようなエラストマーの使用は有利であるが、それは、中実構造による補正カップリングに対しては非常に大きい力を加えることができるので、その場合、スリットの間の十分に高剛性の支持は、振れ及び振動を効率的に減少させるために合目的であるからである。

エラストマーとして、特にポリウレタンエラストマーが適している。好ましい材料は、例えば商標名ＶｕｌｋｏｌｌａｎでＢａｙｅｒ ＡＧから販売されるポリウレタンベースのエラストマー合成樹脂である。特に、７０〜９５のショアＡ硬さを有する、使用されるエラストマーもＶｕｌｋｏｌｌａｎも、後から更に切削加工により加工できる場合が有利である。

あらゆる状況下でエラストマーを確実に横方向スリット内に保持できるようにするため、エラストマーが、ベースボディの内側及び／又は外側において横方向スリットから突出し、そこで軸方向にそれぞれ対応するスリットを超えて延在する場合が有利である。このような形態により、エラストマーとそれぞれ対応するスリットの間に噛合い係合式の結合部が得られ、これにより、エラストマーが固定されている。各スリットにおいてエラストマーが終端側の肥大部を備えるので、持続的に損失のない配置が保証されている。

更に、ベースボディの内側及び／又は外側に、スリット内のエラストマーと共に一貫したエラストマー体を構成する、複数のスリットをカバーするエラストマーから成る層が設けられていることも可能である。複数のスリットのための一貫したエラストマーにより、あらゆる状況下で、エラストマーが極端な条件下でもベースボディから解離できないことが保証される。エラストマー体が、内側及び外側において対応するスリットをカバーする形態が、特に好ましいので、特に緊密で完全な結合部が、横方向スリットとエラストマー材料の間に得られる。横方向スリットは、更に、エラストマーによって、内側においても外側においても汚れ、腐食等に対して保護され、ユーザにとって不可視である。

補正カップリングは、通常、軸方向に見て終端側のスリットの入ってない接続部分を備える。その場合、横方向スリットを備える領域は、これら終端側の接続部分の間にある。補正カップリングが大きい長さを備える場合、接続部分の間に横方向スリットを備える複数の領域を設けることができ、これら領域は、スリットの入ってない中間部分によって互いに分離されている。

補正カップリングの製造は、通常は、厚い壁のチューブから又は最初に内側に位置する開口を発生させることによってチューブ部分となるように変形される棒状の中実材料から出発するように行なわれる。両場合で、ベースボディは、一貫した金属部材から構成され、組み立てられる又は後から互いに結合される多数の個々の部品から構成されるのではなく、これにより、特に高い耐破壊性と簡単な製造が得られる。

横方向スリット内のエラストマーの本発明による配置は、その形態が従来の補正カップリングに相当するベースボディにおいて行なうことができる。しかしながら、本発明の特に好ましい形態によれば、ベースボディも変更され、エラストマーの収容に適合させられている。ベースボディが、例えば普通の形態に従って、長手方向に相前後してスリットを備える少なくとも１つの領域をスリットの入ってない２つの領域の間に備える場合、このスリットを備える領域は、スリットの入ってない領域よりも大きい内径及び／又は小さい外径を備えることができる。これにより、横方向スリットを備える領域は、内側もしくは外側においてスリットの入ってない領域に対して引っ込んでいる。これにより、この引っ込んだ領域に、横方向スリットを備える領域においてベースボディがエラストマーと共に隣接するスリットの入ってない領域と同じ内径及び外径を備えるように、エラストマーを備えさせることが可能である。即ち、エラストマーを配置しているにもかかわらず、補正カップリングの無段のシリンダ状の内面と外面を得ることができる。作動又は組立て時に可能な脆弱箇所であるエッジは、これにより回避される。スリットの入ってない領域に対して内側にも外側にも突出しないエラストマーは、最適に保護される。段のない形態は、組立て時でも、例えば補正カップリングが開口を経て移動される場合、又は、軸、供給ライン等が補正カップリングの内側を経て移動される場合に有利である。

横方向スリットは、本発明の範囲内で異なった形態を備えることができる。横方向スリットが、ベースボディの内側及び外側において同じ角度領域にわたって存在する簡単なリングセグメントの形態を備えることが可能である。しかしながら、このような横方向スリットの製造は、比較的費用がかかり、スリットの間に残っているウェブも内側に向かって狭くなることが欠点である。横方向スリットが、円弧状の切込みであるとの形態が、特に好ましい。円弧状の切込みは、特に簡単に形成することができる。円弧状の切込みは、その外側がその内側よりも長いだけでなく、外側側が内側よりも大きい角度領域にわたって存在する。スリットの間のウェブは、半径方向にほぼ一定の幅で構成することができ、これは、補正カップリングの機能を顧慮して有利である。

トルクを伝達する際に補正カップリングの均等な変形を可能にするため、通常、それぞれ少なくとも２つの横方向スリットを有する複数の横断面平面が設けられ、第１のグループの横断面平面の横方向スリットが、第２のグループの横断面平面の横方向スリットに対して周方向にずらして配置されている。横断面平面が、周囲に均等に分配されたそれぞれ３つのスリットを１２０°のピッチで備え、第１のグループの横方向スリットが、第２のグループの横方向スリットに対して周方向に６０°ずらされているとの形態が、特に好ましい。

本発明が関係するこの種の補正カップリングでは、横方向スリットの幅は、通常は１ｍｍ〜５ｍｍである。幅は、補正カップリングが、一方で、期待すべきトルクを伝達するために十分に堅固であり、他方で、十分な規模で変形されるために十分に弾性的であるように選択すべきである。この場合、本発明の範囲内で、更に、補正カップリング全体が、横方向スリット内にエラストマーを配置することによってある程度高剛性になり、従って、さもなければ同様の仕様である場合、場合によっては横方向スリットの幅が適合されることを、考慮すべきである。

通常、補正カップリングは、少なくとも１２個のスリットを備え、補正カップリングを相応に延長することによって、横方向スリットの数を任意に増加させることができる。補正カップリングの壁厚は、例えば１０ｍｍ〜５０ｍｍとすることができる。本発明の好ましい形態により、横方向スリットを備える１つの領域もしくは横方向スリットを備える複数の領域が、内側及び／又は外側に、隣接する溝の入ってない領域に対する溝状の窪みを備える場合、この溝状の窪みは、十分に剛性を有する閉じたエラストマー層を収容できるようにするために、十分な深さを備える必要がある。従って、溝深さは、特に少なくとも１ｍｍである。

本発明の対象は、チューブ部分が供給され、多重にスリットの入ったベースボディを発生させるために、チューブ部分に横方向スリットが形成され、チューブ終端に、接続部分が発生され、横方向スリットが、エラストマーを充填されること、を特徴とする、前記補正カップリングを製造するための方法である。製造時、特にまた、内側及び／又は外側において複数の横方向スリットの領域に、その次に横方向スリットと共にエラストマーを充填されるリング溝が構成される。

本発明を、以下で、一実施例のみを図示した図面に基づいて説明する。

補正カップリングのベースボディの斜視図 図１によるベースボディの縦断面図 図２の切断線Ａ−Ａに沿った断面 図２によるベースボディとエラストマーとを有する補正カップリングの本発明による一形態

図１は、本発明による補正カップリングの、一貫した金属のチューブ部分から製造されたベースボディ１のみを示す。ベースボディ１は、それ自身公知のように、複数の横方向スリット２を備え、これら横方向スリットは、長手方向並びに周囲に沿って分配配置されている。

図１から既に、横方向スリット２が、スリーブ状のベースボディ１の外面から内面まで延在することが認められる。横方向スリット２によって、軸同士を互いに結合する際又は工具等と軸を結合する際に、アライメントエラーをある程度補正することができる。更に、ベースボディの捩れによって、トルクピークの形態のショックも緩和することができる。しかしながらベースボディが一体的な金属から構成されているので、非常に高い安定性と長寿命を達成することができる。

ベースボディ１は、通常、横方向スリット２を備える少なくとも１つの領域１ａを、２つの終端側の接続部分１ｂの間に備える。この実施例では、横方向スリット２を備える２つの領域１ａが設けられ、これら領域が、スリットの入ってない中間部分１ｃによって分離されている。

図１から既に、横方向スリット２を備える領域が隣接ずる部分１ｂ，１ｃに対して若干引っ込んでいることが認められる。

図１と２の比較観察から、横方向スリット２を備える領域１ａが、それぞれ３つの横方向スリット２を有するそれぞれ４つの横断面平面を備えることがわかる。図３は、これら横断面平面の１つの断面平面内のベースボディ１を示すが、横方向スリット２が円弧状の切込みであることが認められる。即ち、横方向スリット２は、特に簡単にディスクによって切り込むことができる。横方向スリット２のこの形態により、横方向スリット２の間に、半径方向にほぼ一定の幅を備えるウェブ３を構成することができる。

図３には、更に、長手方向Ｚに次の横断面平面が、その横方向スリット２と共に図示されている。連続する横断面平面の横方向スリット２がちょうど６０°互いにずらされており、これにより、１つの横断面平面の横方向スリット２が、隣接する横断面平面のウェブ３の領域内に位置することが、認められる。

最後に、図４は、横方向スリット２がエラストマー４を充填された完全な補正カップリングを示す。図示した特に好ましい形態によれば、エラストマー４は、ベースボディ１の内側でも外側でも横方向スリット外へ延在するので、エラストマー４によって閉じた外周面と内周面が構成される。図２及び４において認められるように、ベースボディ１は、横方向スリット２を備える領域内に、隣接するスリットの入ってない部分１ｂ、１ｃよりも大きい内径と小さい外径とを備える。これにより、エラストマー４から、スリットの入ってない領域、即ち接続部分１ｂ及び中間部分１ｃに面一で接続する、横方向スリット２と緊密に結合されたエラストマー体を構成することができる。説明した形態により、補正カップリングのリングシリンダ状の形態が得られ、両接続部分１ｂにだけ、固定リングを挿入するための内側に位置する溝５が設けられている。

１ ベースボディ
１ａ 横方向スリットを備える領域
１ｂ 接続部分
１ｃ 中間部分
２ 横方向スリット
３ ウェブ
４ エラストマー
５ 溝

Claims (14)

1. 長手方向（Ｚ）に延在するスリーブ状のベースボディ（１）を有し、このベースボディが、周囲に長手方向（Ｚ）に沿って分配された複数の横方向スリット（２）を備え、これら横方向スリット（２）が、それぞれ半径方向にスリーブ状のベースボディ（１）の外面から内面まで延在する、トルクを伝達するための補正カップリングにおいて、
   横方向スリット（２）が、それぞれエラストマー（４）を充填されていること、を特徴とする補正カップリング。
2. エラストマー（４）が、ベースボディ（１）の内側及び／又は外側において横方向スリット（２）から突出し、そこで軸方向（Ｚ）にそれぞれ対応する横方向スリット（２）を超えて延在すること、を特徴とする請求項１に記載の補正カップリング。
3. ベースボディ（１）の内側及び／又は外側に、横方向スリット（２）内のエラストマー（４）と共に一貫したエラストマー体を構成する、複数の横方向スリット（２）をカバーするエラストマー（４）から成る層が設けられていること、を特徴とする請求項２に記載の補正カップリング。
4. エラストマー体が、ベースボディ（１）の内側及び外側において対応する横方向スリット（２）をカバーすること、を特徴とする請求項３に記載の補正カップリング。
5. ベースボディ（１）が、長手方向（Ｚ）に相前後して横方向スリット（２）を備える少なくとも１つの領域（１ａ）をスリットの入ってない２つの領域の間に備え、この横方向スリット（２）を備える領域（１ａ）が、スリットの入ってない領域よりも大きい内径及び／又は小さい外径を備えること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の補正カップリング。
6. ベースボディ（１）が、横方向スリット（２）を備える領域（１ａ）に、そこでベースボディ（１）がエラストマー（４）と共に隣接するスリットの入ってない領域と同じ内径及び外径を備えるように、エラストマー（４）を備えること、を特徴とする請求項５に記載の補正カップリング。
7. ベースボディ（１）が、一貫した金属部材から構成されていること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の補正カップリング。
8. 横方向スリット（２）が、円弧状の切込みであること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の補正カップリング。
9. それぞれ少なくとも２つの横方向スリット（２）を有する複数の横断面平面が設けられ、第１のグループの横断面平面の横方向スリット（２）が、第２のグループの横断面平面の横方向スリット（２）に対して周方向にずらして配置されていること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の補正カップリング。
10. 横断面平面が、周囲に均等に分配されたそれぞれ３つの横方向スリット（２）を備え、第１のグループの横方向スリット（２）が、第２のグループの横方向スリット（２）に対して周方向に６０°ずらして配置されていること、を特徴とする請求項９に記載の補正カップリング。
11. エラストマー（４）が、７０〜９５のショアＡ硬さを備えること、を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の補正カップリング。
12. エラストマー（４）が、ポリウレタンエラストマーであること、を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の補正カップリング。
13. チューブ部分が供給され、
    多重にスリットの入ったベースボディ（１）を発生させるために、チューブ部分に横方向スリット（２）が形成され、
    チューブ終端に、接続部分（１６）が発生され、
    横方向スリット（２）が、エラストマー（４）を充填されること、
    を特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の補正カップリングを製造するための方法。
14. 内側及び／又は外側において複数の横方向スリット（２）の領域に、その次に横方向スリット（２）と共にエラストマー（４）を充填されるリング溝が構成されること、を特徴とする請求項１３に記載の方法。

Images