JP2018112269A - オルダム継手 - Google Patents

オルダム継手 Download PDF

Info

Publication number
JP2018112269A
JP2018112269A JP2017003654A JP2017003654A JP2018112269A JP 2018112269 A JP2018112269 A JP 2018112269A JP 2017003654 A JP2017003654 A JP 2017003654A JP 2017003654 A JP2017003654 A JP 2017003654A JP 2018112269 A JP2018112269 A JP 2018112269A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
bridging
portions
cylindrical portion
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017003654A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6778619B2 (ja
Inventor
泉 彦志
Hikoyuki Izumi
彦志 泉
芳幸 有木
Yoshiyuki Ariki
芳幸 有木
裕大 宗吉
Yuta Sokichi
裕大 宗吉
太気 三代川
Taiki Miyokawa
太気 三代川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeco Corp
Original Assignee
Jeco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeco Corp filed Critical Jeco Corp
Priority to JP2017003654A priority Critical patent/JP6778619B2/ja
Priority to CN201780008649.XA priority patent/CN108603534B/zh
Priority to DE112017000728.3T priority patent/DE112017000728T5/de
Priority to PCT/JP2017/035866 priority patent/WO2018131228A1/ja
Publication of JP2018112269A publication Critical patent/JP2018112269A/ja
Priority to US16/041,057 priority patent/US11047424B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6778619B2 publication Critical patent/JP6778619B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/04Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow radial displacement, e.g. Oldham couplings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/02Overheat protection, i.e. means for protection against overheating
    • F16D2300/021Cooling features not provided for in group F16D13/72 or F16D25/123, e.g. heat transfer details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Flexible Shafts (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

【課題】小型な構成で軸ずれ対策が可能な、接続先間の放熱効率が優れたオルダム継手。【解決手段】一方の接続先の回転軸が連結される第1の部材10、第2の部材30、及び他方の接続先の回転軸と連結される第3の部材40を有し、回転軸の直径方向である第1の方向に延伸する第1の凸部16が、第1の部材又は第2の部材のどちらか一方に設けられ、第1の凸部と第1の方向にスライド可能に嵌合する第1の溝部32が第1の部材又は第2の部材の他方に形成されており、第1の方向に直交する第2の方向に延伸する第2の溝部39が第2の部材又は第3の部材のどちらか一方に形成され、第2の溝部と第2の方向にスライド可能に嵌合する第2の凸部41が第2の部材又は第3の部材の他方に設けられており、第1の部材、第2の部材、第3の部材の少なくとも1つは、中空部を有する径の異なる同心円状の複数の筒部が互いに離間して多重に配置された放熱構造を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、使用温度に差がある2つの接続先の回転軸の間で介在され、動力を伝達するオルダム継手に関する。
車両用のアクチュエータとして、軽量化、小型化、低コスト化の観点から樹脂製品が使用されることが増えている。しかし、樹脂製品は耐熱温度が低い。
また、車両用のアクチュエータとバルブとを接続する継手(ジョイント)として、取付けに中心ずれが発生する状態でも、アクチュエータの動力をバルブに効率良く伝えるため、オルダム継手構造であると好適であることが知られている。
例えば、オルダム継手での高温対策として、引用文献1では、繰り返し歯と溝が擦れる擦動部位での発熱リスクに対して、その熱を放熱(逃がす)するために、ハブ及び中継継手の擦動部位の周辺に円形に複数の穴をあけた構成が提案されている。
特開平2−62730号公報
しかしながら、引用文献1の構成は、継手自身の発熱を穴から放熱して冷却するものであって、接続先である排気バルブが高温になることに対しては対策されていなかった。
ここで、排気ガスの温度は例えば、約600℃〜約1000℃にも上るため、継手の一方に排気バルブを接続する場合、排気バルブの温度を、継手の他方の接続先のアクチュエータへ伝達させてしまうと、普及が進む樹脂製のアクチュエータでは、高温に耐えることができない。
また、樹脂製のアクチュエータに対して高い温度に耐性を持たせると、コストが上がってしまうという別の問題が発生する。
また従来のオルダム継手を複数設けて放熱効果を高めようとすると、例えば車両内では配置面積が限られるため、設置が難しい。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、小型な構成で軸ずれ対策が可能な、接続先間の放熱効率が優れたオルダム継手を提供することを目的とする。
本発明の一態様の、軸端が相対する、使用温度に差がある2つの接続先の回転軸の間で回転力を伝達可能に介在されるオルダム継手では、
一方の接続先の回転軸が連結される第1の部材と、第2の部材と、他方の接続先の回転軸と連結される、第3の部材と、を有し、
前記回転軸と平行な方向である同軸方向に起立し、前記回転軸の直径方向である第1の方向に延伸する第1の凸部が、前記第1の部材又は前記第2の部材のどちらか一方に設けられ、前記第1の凸部と嵌合し、前記第1の凸部に沿って前記第1の方向にスライド可能である第1の溝部が前記第1の部材又は前記第2の部材のどちらか他方に形成されており、
前記回転軸の直径方向であって前記第1の方向と直交する第2の方向に延伸する第2の溝部が前記第2の部材又は前記第3の部材のどちらか一方に形成され、前記第2の溝部と嵌合し、前記第2の溝部に沿って前記第2の方向にスライド可能である第2の凸部が前記第2の部材又は前記第3の部材のどちらか他方に設けられており、
前記第1の部材、前記第2の部材、前記第3の部材の少なくとも1つは、中空部を有する径の異なる同心円状の複数の筒部が互いに離間して多重に配置され、複数の筒部間を架橋部で繋いだ放熱構造を有する。
本発明の一態様によれば、小型な構成で軸ずれ対策が可能な、接続先間の放熱効率が優れたオルダム継手を提供することができる。
本発明の第1実施形態のオルダム継手を例示する外形図。 本発明の第1実施形態のオルダム継手を排気管内の排気バルブとアクチュエータに接続した例。 本発明の第1実施形態のオルダム継手の分解斜視図。 図3のオルダム継手の第1の部材(第1のハブ)の説明図。 図3のオルダム継手の第2の部材(中継継手)の説明図。 本発明の第1実施形態のオルダム継手の説明図。 本発明の第1実施形態の放熱経路の説明図。 本発明の第1実施形態の変形例のオルダム継手を例示する説明図。 図8のオルダム継手に含まれる第3の部材(第2のハブ)の説明図。 本発明の第2実施形態のオルダム継手を例示する説明図。 本発明の第3実施形態のオルダム継手を例示する説明図。 本発明の第4実施形態のオルダム継手を例示する説明図。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態のオルダム継手1を例示する外形図である。
本発明の実施形態に係るオルダム継手1は、軸端が相対する、使用温度に差がある2つの接続先の回転軸の間で回転力を伝達可能に連結される。オルダム継手1は、オルダム機構として、第1の部材10と、第2の部材30と、第3の部材40とを備えている。
図2は、本発明の第1実施形態に係るオルダム継手1が、排気管7内の排気バルブ71と、アクチュエータ8との間に接続されている例を示す。
図2の例では、本発明のオルダム継手1の一方の接続先は、例えば、自動車の排気管7に設けられている排気バルブ(被駆動体)71であり、他方の接続先は、アクチュエータ(排気バルブ駆動装置、駆動源)8である。
アクチュエータ8は、自動車の内燃機関から排出される排気ガスの排気経路や排気量を変更するように排気バルブ71を開閉させる。排気管7を通る排気ガスは高温のため、被駆動体である排気バルブ71は高温環境下で、回転により排気管7を開閉する。
車両への取り付けでは、アクチュエータ8と排気管7との設置位置がズレることがあるため、2つの接続先間を連結する継手は、アクチュエータ8の動力を排気バルブ71に効率よく伝達するために、軸ずれに対応することが望まれるため、軸ずれを許容できるオルダム継手が適用されると好適である。
例えば、排気バルブ(回転開閉弁)71は、アクチュエータ8からの駆動力が伝達されて、排気管7内で、約90度回転する。本発明の複数の実施形態に係る、連結部材(ジョイント)であるオルダム継手1は、駆動源であるアクチュエータ8の回転軸42(図3参照)の駆動力を、被駆動体である排気管7内の排気バルブ71の回転軸50へ伝達する。
ここで、他方の接続先であるアクチュエータ8は、軽量化、小型化、低コスト化の観点から、樹脂部品が使用されることが多い。
しかし、一方の接続先である排気バルブ71が設けられた排気管7を通る排気ガスの温度は約600℃〜約1000℃にもなる。
したがって、アクチュエータ8を構成する樹脂材質の使用温度(例えば、使用温度200℃)よりもはるかに高くなるため、アクチュエータ8と排気バルブ71との連結部分であるオルダム継手1の部分で、伝熱を抑えることが望まれる。
そこで、本発明のオルダム継手では、継手内で伝熱を抑えることを可能にする。図3は、本発明の第1実施形態のオルダム継手1の分解斜視図である。図3(a)と図3(b)とは、オルダム継手1を異なる角度からみた分解斜視図である。
図3(a)に示すように、オルダム継手1は、一方の接続先である排気バルブ71の回転軸(バルブ軸)50と、他方の接続先であるアクチュエータ8の回転軸(出力軸)42との間で、第1の部材10と、バネ20と、第2の部材30と、第3の部材40と、を備えている。
第1実施形態のオルダム継手1では、オルダム機構として、第1の部材(第1のハブ)10は、突起が設けられるオス型円盤構造である。第2の部材(中継継手)30は、回転軸方向で両側から凹み、異なる向きにスライド嵌合な溝部が形成されている両側メス型円盤構造である。第3の部材40は、突起が設けられているオス型構造である。
本実施形態では、図3(a)に示すように、第3の部材40はアクチュエータ8の軸一体ギヤ81の回転軸(出力軸)と一体形成されている。
さらに、図3(a)に示すように、オルダム継手1の外周に、大きな外周巻きバネ6を設けてもよい。外周巻きバネ6を設ける場合、外周巻きバネ6は、第1の部材10の外周部から起立する鍔部19と、他方の接続先であるアクチュエータ8のケース82(図6(d)参照)の手前に取り付けられたアクチュエータ取付部材83との間に配置される。この外周巻きバネ6は、スラスト荷重バネであり、軸端の間の連結部材であるアクチュエータ軸(回転軸50)へ係る、車両の振動等により排気バルブ71に発生する軸方向の荷重を緩和する。
図3(b)を参照して、オルダム継手1において、第1の部材(シャフトジョイント、第1のハブ)10には、一方の接続先である排気バルブ71の回転軸50が固定して連結される嵌合穴12が形成されている。回転軸50側と平行な同軸方向であって嵌合穴12の開口方向とは反対向きに起立する、オルダム架橋部(第1の凸部)16A,16Bが設けられている。オルダム架橋部16A,16Bは、回転軸50の直径方向である第1の方向Xに延伸している。
図3(a),図3(b)では、嵌合穴12は、排気バルブ71の回転軸50を嵌合穴12に挿入(圧入)する際の、回転位置決めのために円の一箇所がDカットされたD型形状の例を示しているが、回転軸50の先端に対応した形状であれば、円の2箇所がIカットされたI型形状であってもよく、あるいは、位置決めのない丸形状であってもよい。
第2の部材(ジョイント、中継継手)30には、第1の部材10のオルダム架橋部(第1の凸部)16A,16Bと嵌合する第1の溝部32A,32Bが形成されている。第1の溝部32A,32Bは第1の部材10のオルダム架橋部(第1の凸部)16A,16Bに沿って、第1の方向Xにスライド可能である。
第2の部材30には、さらに、第1の溝部32A,32Bの凹み方向とは反対向きに凹む連結穴(第2の溝部)39が形成されている。連結穴39は、回転軸50の直径方向であって、第1の方向Xに直交する第2の方向Yに長く開口している、即ち、連結穴39は第2の方向Yに延伸している。
第3の部材(アクチュエータ側シャフト)40には、第2の部材30の連結穴39と嵌合する先端軸(第2の凸部)41が設けられ、アクチュエータ8の回転軸42と連結される。先端軸(第2の凸部)41は、図3(a),図3(b)に示すように、第2の方向Yに平行な辺401,402を有するI型形状又は長方形形状であるため、第2の部材30の連結穴(第2の溝部)39に沿って、第2の方向Yにスライド可能である。
なお、図3では先端軸41の凸部(先端凸部)はI型の例を示すが、第3の部材40の先端軸41は、第2の方向Yに平行な辺401,402を有していればよく、I型形状又は長方形形状であってもよい。
ここで、第1の部材10、第2の部材30、第3の部材40の少なくとも1つは、中空部を有する径の異なる同心円状の複数の筒部が互いに離間して多重に配置され、複数の筒部間を架橋部で繋いだ放熱構造を有している。
本実施形態では、第1の部材10及び第2の部材30が放熱構造を有している例を示す。第1の部材10、第2の部材30ともに、3重の筒状構造と2対の架橋構造とを有している。第1の部材10及び第2の部材30の構造の詳細について図4、図5を用いて説明する。
<第1の部材>
図4は第1のハブとして機能する第1の部材10の説明図である。図4において、(a)は第1の部材10の図3の矢印P方向から見た矢視図であり、図4(b)は図4(a)のA−A断面図であって、図4(c)は図4(a)のB−B断面図であって、図4(d)は図4(a)のC−C断面図である。
図4(a)を参照して、第1の部材10には、同心円状の略円筒形の筒部として、固定連結用筒部11と、中径筒部15と、大径筒部18とが設けられている。筒部の中心部にある固定連結用筒部11には、一方の接続先である排気バルブ71の回転軸50と連結する嵌合穴12が形成されている。
図4(a)及び図4(b)を参照して、中心部にある固定連結用筒部11と、真ん中の筒である中径筒部15とは、同一直線上にある離間した2本の架橋部13A,13Bによって連結されている。なお、本例では、2本の架橋部13A,13Bによって筒部間を橋渡ししている例を示しているが、第2の部材30とのオルダム嵌合(スライド移動可能な連結)に使用されない、筒部間の架橋部は1本であってもよい。
図4(a)及び図4(c)を参照して、真ん中の筒である中径筒部15と、最も外側の筒部である大径筒部18とは、同一直線上にある離間した2本のオルダム架橋部16A,16Bによって連結されている。オルダム架橋部16A,16Bは、第1の方向Xに平行な縁部161,162,163,164を有する第1の凸部として機能する。
図4(a)及び図4(d)を参照して、第1の部材10において、複数の筒部との間の、架橋部13,16が設けられていない部分には、内側略円環状中空部14,14と、外側略円環状中空部17,17とが形成されている。詳しくは、筒部の中心部にある固定連結用筒部11と、真ん中の筒である中径筒部15との間には、内側略円環状中空部14が形成され、中径筒部15と大径筒部18との間には、外側略円環状中空部17が形成されている。
<第2の部材>
図5は中継継手として機能する第2の部材40の説明図である。図5(a)は、第2の部材30の図3の矢印Q方向からみた矢視図であり、図5(b)は図5(a)のA−A断面図であって、図5(c)は図5(a)のB−B断面図であって、図5(d)は図5(a)のC−C断面図である。
図5(a)を参照して、第2の部材30も、第1の部材10と同様に、3重の筒状構造であって、異なる方向で筒部同士を連結する2対の架橋部が設けられている。即ち、第2の部材30には、同心円状の略円筒形の筒部として、最外筒部31と、中径筒部35と、スライド連結用筒部38とが設けられている。
中心部にあるスライド連結用筒部38には、第3の部材40の先端軸41と、スライド可能に連結するための貫通穴である連結穴(第2の溝部)39が形成されている。この連結穴39は、例えば、I型形状であり、第2の方向Yに平行な溝側面391,392を有する。
図5(a)及び図5(b)を参照して、真ん中の筒である中径筒部35と、最も外側の筒である最外筒部31とは、第2の方向Yで、同一直線上にある離間した2本の架橋部33A,33Bによって連結されている。
図5(a)及び図5(c)を参照して、中心部にあるスライド連結用筒部38と、真ん中の筒である中径筒部35とは、同一直線上にある離間した2本の架橋部36A,36Bによって連結されている。
なお、本例では、2対の架橋部(33A,33B)、(36A,36B)が夫々2本で架橋されている例を示してが、第2の部材30における架橋部は、オルダム連結に使用されないため、夫々1本であってもよい。
図5(a)〜図5(c)を参照して、最も外側の最外筒部31には、第1の方向Xに同一直線上に2つ離間して、第1の溝部32A,32Bが形成されている。第1の溝部32A,32Bは、第1の方向Xに平行な溝側面321,322,323,324を有する。
図5(a)及び図5(d)を参照して、第2の部材30において、複数の筒部の間の、架橋部33,36が設けられていない部分には、外側略円環状中空部34,34と、内側略円環状中空部37,37とが形成されている。詳しくは、中心部にある軸受け部であるスライド連結用筒部38と、真ん中の筒である中径筒部35との間には、内側略円環状中空部37が形成され、中径筒部35と最外筒部31との間には、外側略円環状中空部34が形成されている。
また、図5(b)〜図5(d)を参照して、最外筒部31の第1の部材10側の端面F1は、内側の筒部38,35の第1の部材10側の端面F4,F2及び架橋部33,36の端面F2よりも、第1の部材10側に近くなるように突出して(伸長して)構成されている。この構成により、第2の部材30の第1の溝部32A,32Bが、第1の部材10の最も外側の架橋部であるオルダム架橋部16A,16Bを跨いで組み立てられた後に、内側の構成要素(33,35,36,38)を、最外筒部31のオルダム架橋部16A,16Bに沿った第1の方向Xでのスライドへ干渉させない。
また、図5(b)〜図5(d)を参照して、スライド連結用筒部38の、少なくとも第2の溝部(連結穴39)を取り囲む第3の部材40側の端面(連結穴39が形成された端面)の一部(凸端面)F5は、外側の筒部及び架橋部の第3の部材40側の端面F3よりも、第3の部材側に近くなるように突出して構成されている。そして、その近くなるように突出して構成される部分である凸端面F5の内側の第1の部材側の端面の一部(凹端面)F4は、外側の筒部及び架橋部の第1の部材側の端面F2,F1よりも、第1の部材10側から離れて(短く)構成されて窪みとなっている。この窪みに、図6に示すバネ20が設置される。
<全体説明図>
図6は本発明の第1実施形態のオルダム継手1の説明図である。図6(a)は、オルダム継手1の横面図であり、図6(b)は図6(a)の矢印Q方向から見た矢視図であって、図6(c)は図6(b)のB−B断面図であって、図6(d)は図6(b)のA−A断面図である。
図5(a)及び図6(b)を参照して、第2の部材30の第2の溝部である連結穴39は、第2の方向Yに平行な溝側面391,392を有するI型形状又は長方形形状の穴である。
上述の図3(a)で示したように、第3の部材40は、第2の方向Yに平行な辺401,402を有する、I型形状又は長方形形状の先端軸41を備える。図6(b)及び図6(c)を参照して、第2の部材30の連結穴39のサイズ(Y方向の長さLy)よりも先端軸41のサイズ(直径φ)は小さいため、先端軸41は、第2の方向Y(図6(b),図6(c)上下方向)に、スライド移動可能である。
ここで、一例として先端軸41の直径φを7.8mmに設定すると、長孔である連結穴39は、第2の方向Yの連結穴39の長さLyが、10mm程度に設定される。これはLy−φが、必要軸ずれ量以上に設定されていればよい。
また、図6(d)に示すように、第1の溝部32A,32Bが形成される第2の部材30の最も外側の筒部である最外筒部31の厚さ(肉厚、幅)Txは、第1の部材10の最も外側の大径筒部18と、外側から2番目の中径筒部15との間の間隙Lxの距離よりも薄い。即ち、組立てた状態で、第1の溝部32A,32Bが形成される最外筒部31の厚さTxに対し、オルダム架橋部16A,16Bの長さ(=筒部間の間隔)Lxは、第1の方向Xに遊びがある。
また、図5(d)で説明したように、第2の部材30の最も外側の最外筒部31の第1の部材10側の端面F1は、内側の筒部及び架橋部の第1の部材10側の端面F2,F4よりも、第1の部材側に近くなるように突出して構成されている。
そのため、内側の構成要素からの影響を受けずに、第2の部材30の最外筒部31の第1の溝部32A,32Bの溝側面321,322,323,324が、第1の部材10の最も外側のオルダム架橋部16A,16Bの縁部161,162,163,164に沿って、長さLxの距離の分、第1の方向X(図6(b),図6(c)左右方向)にスライド移動可能である。
ここで、一例として、筒部の厚さTxを2mm程度に設定すると、遊び部分を含むオルダム架橋部16A,16Bの長さ(筒部間の距離)Lxは、第1の方向Xで6mm程度に設定される。この設定量で、Lx−Txが必要軸ずれ量以上に設定されていればよい。
また、図6(c)に示すように、第1の部材10と、第2の部材30との間にはバネ20が設けられている。詳しくは、図5(d)で説明したように、スライド連結用筒部38の第3の部材40側に近くなるように突出して構成される凸端面F5の内側の第1の部材10側の凹端面F4は、外側の筒部及び架橋部の第1の部材10側の端面F2,F1よりも、離れて構成されて窪みとなっている。この第2の部材30のスライド連結用筒部38の窪みと、第1の部材10の固定連結用筒部11との間に、バネ20が設けられる。
また、図6(d)に示すように、第2の部材30の第1の溝部32A,32Bが、第1の部材10の、第1の凸部として兼用されるオルダム架橋部16A,16Bを跨いだ状態で、バネ20が回転軸50,42(図3(a)参照)の軸端の両側から押し付けられてオルダム継手1が組み立てられる。即ち、オルダム継手1が、2つの接続先7,8の間に介在した状態では、バネ20が縮んだ状態になる。
このようにバネ20を設けることで、組立て状態ではバネ20が、外側へ弾性力を付勢しているため、第1の部材と第2の部材と間、及び第2の部材と第3の部材との間の、2つ接続先7,8の回転軸50,42間の位置の接近、離間に起因する連結のスライドガタを吸収することができる。
このようにバネ20は、第1の部材と第2の部材とのスライド移動の際の耐久性の向上のための、がたつき吸収機能となり、設置することが好適である。
上述のように、本発明のオルダム継手1はオルダム機構なので、第1の部材10と第2の部材30との間で、第1の方向Xのずれが許容され、第2の部材30と第3の部材40との間で第2の方向Yのずれが許容されるので、回転軸40と50との中心がずれていても、回転は邪魔されず円滑に行われる。
さらに、第1の部材10と第2の部材30との間にバネ20が設けられているため、中継継手である第2の部材30にがたつきを緩和できる。なお、バネは巻いている長さが長く、断面も小さいため、熱は伝わりにくい。よってオルダム機構であって、バネ20を取り囲む第1の部材10から第2の部材30へ放熱した後の温度と同等以下になる。
この構成により、一方の接続先(排気バルブ71)の回転軸50と他方の接続先(アクチュエータ8)の回転軸42との芯ずれ(軸直径方向のずれ)を、軸方向のがたつきを軽減しながら許容することができる。
<放熱経路>
図7は、第1の部材10及び第2の部材30の放熱構造の放熱経路(熱伝達経路)の説明図である。図7(a)は図6(a)の矢印Pの向きから見た図6(d)のE‐E断面であって、第1の部材10での放熱経路を矢印で示す。図7(b)は図6(a)の矢印Qの向きから見た図6(c)のD−D断面であって、第2の部材30での放熱経路を矢印で示す。
なお、図7(a)及び図7(b)において、手前側の部材を実線、奥側の部材を点線で示す。
図7では、第1の部材10と接続される排気バルブ71の回転軸50が熱源であって高温側、第3の部材40と一体形成されるアクチュエータ8の回転軸42が高温に適さない低熱側とし、高温から低温への伝熱を矢印で示す。
図7(a)を参照して、第1の部材10における高温の伝熱の開始点は、一方の回転軸50と連結する嵌合穴12となる。
嵌合穴12から伝達された熱は、第1の部材10で、筒部の中央に位置する固定連結用筒部11を通った後、2本の架橋部13A,13Bを通って、中径筒部15へ伝達される。そして中径筒部15を1/4周分通って、第1の凸部として兼用される(機能する)最も外側の架橋部であるオルダム架橋部16A,16Bへ伝達される。即ち、中心部から外側から向かって迂回しながら熱が伝達される。
ここで、第1の部材10において、中径筒部15と内側の筒部(固定連結用筒部11)とを繋ぐ1本又は2本の架橋部13A,13Bと、中径筒部15と外側の大径筒部18とを繋ぐ2本のオルダム架橋部16A,16Bとは、90°ずらして配置されている。なお、本例では2本の架橋部で構成される架橋部の組を2組用いているため、最も放熱経路が長くなる、90°の例を示しているが、異なる筒を接続する架橋部(対)は、角度をずらしていればよい。
仮に隣接する架橋部13と16とを、同一直線上に設けてしまうと、筒部が放熱に使用されなくなってしまい、放熱経路の距離が長くならない。これに対して、図7(a)のように架橋部の角度を(例えば、90°)ずらして接続することで、放熱構造において筒部の間の架橋部の接続で近い経路を設けずに、少なくとも筒部の一部を必ず通って熱が伝達されるため、伝熱距離が長くなる。
また、筒部を繋げる形状にすることで、高さ(軸方向)方向にも、表面積を増やすことができる。このように、放熱経路を長くして、熱の伝達の距離を稼ぐことで、第1の部材10内における放熱性能を高め、第2の部材30への熱の伝達を極力抑制する。
図7(b)を参照して、第1の部材10のオルダム架橋部16A,16Bを跨いでスライド可能に接触している第2の部材30の最外筒部31の第1の溝部32A,32Bが、第2の部材30における伝熱の開始点となる。
第1の部材10から伝熱された熱は、第2の部材30で、最も外側の筒部32を1/4周分通って、架橋部33A,33Bへと伝達される。そして、外側から2番目の、中径筒部35を1/4周分通って、架橋部36A,36Bへと伝達された後、スライド連結用筒部38に伝達される。即ち、外側から中心部に向かって迂回しながら熱が伝達される。
ここで、第2の部材30において、中径筒部35と内側の筒部(スライド連結用筒部)38とを繋ぐ1本又は2本の架橋部36A,36Bと、中径筒部35と外側の最外筒部31とを繋ぐ1本又は2本の架橋部33A,33Bとは、90°ずらして配置されている。
仮に隣接する架橋部33と36とを、同一直線上に設けてしまうと、筒部が放熱に使用されなくなってしまい、放熱経路の距離が長くならない。これに対して、図7(b)に示すように、架橋部を90°ずらして接続することで、放熱構造で、架橋部同士が接続される近い経路を設けずに、少なくとも筒部の一部を必ず通って熱が伝達されるため、伝熱距離が長くなる。
また、筒を繋げる形状にすることで、筒の高さ方向にも、表面積を増やすことができる。このように、放熱経路を長くして、熱の伝達の距離を稼ぐことで、第2の部材30内における放熱性能を高め、第3の部材40への熱の伝達を極力抑制する。
このように、本実施形態では第1の部材10、第2の部材30ともに、放熱構造として、2段以上の円筒を有し、円筒間に1本又は2本の架橋部で繋ぎ、放熱経路ができるだけ長くなるように配置している。また、第1の部材10及び第2の部材30において、任意の筒部と内側の筒部とを繋ぐ1本又は2本の架橋部と、任意の筒部と外側の筒部とを繋ぐ1本又は2本の架橋部とは、90°ずらして配置されていることで、放熱経路をさらに長くすることができる。
なお、第1の部材10及び第2の部材30において、任意の筒部と内側の筒部とを繋ぐ架橋部が1本で、任意の筒部と外側の筒部とを繋ぐ架橋部も1本の場合は、架橋部の位置を180°ずらして配置してもよく、この構成では、放熱経路をさらに長くすることができる。
このような放熱構成により、連結部材であるオルダム継手1において、2つの接続先7,8間の熱の伝達を極力抑えることができる。よって、駆動源から被駆動体へ駆動力が伝達する際に、熱が被駆動体から入力され駆動源へ熱が出力される際に、オルダム構造によって軸のスライド移動を許容しながら、放熱経路は筒部及び架橋部により迂回して伝熱を抑制することができる。
これにより、一方の接続先である排気バルブ71が設けられる排気管7が高温になっても、上記の構造のオルダム継手1では、第3の部材40に伝達するまでに断熱され、アクチュエータ8の回転軸50では、樹脂の耐熱温度未満まで低下させることができる。
ここで、第1実施形態のオルダム継手1を用いた連結部分における、放熱前後の温度のシミュレーションを行った。この際、使用したオルダム継手1は、第1の部材10の大径筒部18の鍔部19の直径は54.4mm、軸間の長さ(距離)は29.7mmであった。
シミュレーションでは、図2に示すように、上記寸法のオルダム継手1によって、排気管7の排気バルブ71とアクチュエータ8とを連結した。一方の接続先である排気バルブ71が設けられる排気管7に通すガスの温度を625℃としたときに、オルダム継手1によって放熱された後は、他方の接続先であるアクチュエータ8の軸一体ギヤ81の回転軸42の温度は170℃まで低下した。
このように、多重の円筒構造を架橋部で繋ぎ合わせる構成にすることで、同じような外形の円柱で構成する一般的なオルダム継手と比較して、外形を大きくすることなく表面積を増加させることができる。これにより、同じ占有面積でも、最大限の熱放熱を実現することができる。
なお、本発明のオルダム継手1の接続先の一例である排気バルブ71を開閉させる際の回転は約90°であり、排気バルブ71を開閉させる頻度は、開閉動作のときに限られ、連続回転するものではないため、オルダム機構における擦動部位の擦れに起因する発熱については考慮する必要はない。
したがって、従来例1での発熱対策として継手自身の擦動部位の周辺に穴を形成した構成とは異なり、筒部同士を連結させることで、継手内の擦動による熱ではなく、一方の接続先から他方の接続先への熱伝達経路を長くすることができる。
これにより、駆動体である排気バルブ7から駆動源であるアクチュエータ8への熱の伝達をさらに抑制し、熱断熱性を向上することができる。
なお、本実施形態では、筒の数を3重、各区域で、架橋部を2本ずつ設けたが、より温度を低下させる放熱の要求が大きい場合、筒の数(例えば、3重)を増やしたり、筒の高さを高く(長く)したりしてもよい。
ここで、表面積を増やすためには、できるだけ筒部の厚み及び間隔を狭くすると好ましいが、製造工程の制約や、強度確保のために、必要な工程強度及び、使用時強度を満たすように寸法を設定する。
また、上記のオルダム継手1における、第1の部材、第2の部材、及び第3の、SUS系ステンレスなどの金属材料で構成される。これらの部材は、プレス加工(抜き加工)により製造してもよいし、多量の金属の粒を加圧して高熱で結合させる焼結方法によって構造してもよい。
上記の第1実施形態のオルダム継手1の第3の部材40は、他方の接続先8の回転軸42と一体化された例を示したが、第3の部材40にも放熱構造を設けてもよく、放熱構造を設けた例を第1実施形態の変形例として示す。
<第1実施形態の変形例>
下記、図8〜図9を参照して本発明の第1実施形態の変形例のオルダム継手について説明する。図8は、本発明の第1実施形態の変形例のオルダム継手2の説明図であって、図8(a)は本発明の第1実施形態の変形例のオルダム継手2の外形図、図8(b)は分解斜視図である。図9は、第1実施形態の変形例のオルダム継手2に含まれる第3の部材400の説明図である。
本変形例において、第3の部材400は、第2の方向Yに平行な辺401,402を有するI型形状又は長方形形状の先端軸411が設けられた放熱機構410を備える。また、本構成では、第3の部材400はオルダム機構の第2のハブとして機能する。
さらに、図8〜図9に示すように、本変形例では、第3の部材400の放熱機構410では、放熱構造として、2段以上の円筒を有し、円筒間に1本又は2本の架橋部で繋いだ構成であって、放熱経路ができるだけ長くなるように構成されている。
詳しくは、先端軸411の軸支持筒412の外周に、少なくとも1つの径の異なる筒部415,418が設けられる。放熱機構410の軸支持筒412と筒部415を繋ぐ架橋部413A,413B、又は複数の筒部415,418間を繋ぐ架橋部416A,416Bは、夫々の筒の接続に際し、1本又は同一直線上に離間して2本設けられる。複数の筒部の間の、架橋部が設けられていない部分には、内側略円環状中空部414,414と、外側略円環状中空部417,417とが形成されている。
先端軸411を支持する軸支持筒412の外周に、2つ以上の異なる筒部が設けられる場合は、任意の筒部(中径筒部)と内側の筒部(軸支持筒412)とを繋ぐ1本又は2本の架橋部413A,413Bと、任意の筒部(中径筒部415)と外側の筒部(大径筒部418)とを繋ぐ1本又は2本の架橋部416A,416Bとは、90°ずらして配置されている
このように放熱構造を有する第3の部材では、図7(a)に示した第1の部材10と同様に、中心部から外側から向かって迂回しながら熱が伝達される。
詳しくは、中心部にある、先端軸411から伝達された熱は、第3の部材400の放熱機構410で、軸支持筒412を通った後、2本の架橋部413A,413Bを通って、中径筒部415へ伝達される。そして中径筒部415を1/4周分通って、最も外側の架橋部416A、416Bへ伝達された後、外側の大径筒部418に伝達される。
そして、放熱機構410からの熱は外側の大径筒部418と鍔部419がネジ421によってネジ止めされて連結される支持部420へ、外周側から中心部に向かって全面で熱が伝わりながら回転軸430へ伝達される。
本変形例では、回転軸430が、図3(a)に示した、軸一体ギヤ81と一体形成される。
図8〜図9に示した本変形例のように、第3の部材を含めて全ての部材に放熱構造を設けることで、図3〜図7に示した第1実施形態の構成よりもさらに放熱性を向上することができるため、被駆動体から駆動源への熱伝達の断熱性がさらに優れている。
なお、本実施形態において、図3〜図7の構成では、第1の部材、第2の部材の2つの部材に放熱構造を設け、図8〜図9の構成では、第1〜第3の部材の全てに放熱構造を設けた例を説明したが、求められる放熱の程度に応じて、放熱構造はいずれか1つ以上の部材に設けていればよい。
例えば、放熱の要望が少ない場合や、第3の部材側に配置スペースに余裕がある場合は、第1の部材及び/又は第2の部材の、オルダム連結を構成しない放熱構造を省略しうる。例えば、第1の部材10の架橋部13A,13Bと中径筒部15を省略してもよいし、あるいは第2の部材30の架橋部36A,36Bと中径筒部35を省略してもよい。
上記の第1実施形態では、オルダム機構として、第1の部材10は、突起が設けられるオス型円盤構造で、第2の部材30は、両側から凹み、異なる向きにスライド嵌合可能な溝部が形成されている両側メス型円盤構造で、第3の部材40は、突起が設けられているオス型構造であったが、嵌合に利用する突起と溝の組み合わせは上記に限られない。
詳しくは、回転軸と平行な方向である同軸方向に起立し、回転軸の直径方向である第1の方向Xに延伸する第1の凸部(オルダム凸部16A,16B)が、第1の部材又は第2の部材のどちらか一方に設けられてもよい。そして、第1の凸部と嵌合し、第1の凸部に沿って第1の方向Xにスライド可能である第1の溝部が第1の部材又は第2の部材のどちらか他方に形成されていてもよい。
また、第2の方向Yに延伸する第2の溝部が第2の部材又は第3の部材のどちらか一方に形成されていてもよい。そして、第2の溝部と嵌合し、第2の溝部に沿って第2の方向にスライド可能である第2の凸部が第2の部材又は第3の部材のどちらか他方に設けられていてもよい。
オルダム機構の嵌合の組み合わせを変更した実施形態を下記に示す。
<第2実施形態>
図10は、本発明の第2実施形態のオルダム継手3を例示する説明図である。
第2実施形態のオルダム継手3では、オルダム機構として、第1の部材10Aは、第1の溝部が形成されているメス型円盤構造である。第2の部材)30Aは、一方側(第1の部材側)に突出する第1の凸部が設けられ、他方側(第3の部材側)に凹んだ第1の溝部(嵌合穴)が形成されているオス型・メス型円盤構造である。第3の部材40は凸部(突起)が設けられているオス型構造である。
詳しくは、図10を参照して、オルダム継手3において、第1の部材(シャフトジョイント、第1のハブ)10Aには、第1実施形態と同様に、一方の接続先である排気バルブ71の回転軸50が固定して連結される嵌合穴12が、形成されている。
そして、嵌合穴12の開口方向とは反対向きに凹む、第1の溝部160C(不図示),160D(図10参照)が形成されている。なお、図10では第1の溝部160Cは見えないが、第2の部材30Aの第1の凸部320Cと嵌合可能な第1の溝部160Cが図10左側に形成されているものとする。詳しくは、第1の部材10Aの最も外側の筒部に、第1の方向Xに同一直線上に離間して2つ、第1の方向Xに平行な溝側面を有する第1の溝部160C,160Dが形成されている。
また、本実施形態では、第2の部材(ジョイント、中継継手)30Aには、第1の部材10Aの第1の溝部(凹部)160C,160Dと嵌合する第1の凸部320C,320Dが設けられている。第2の部材30Aの第1の凸部320C,320Dは、回転軸50の直径方向である第1の方向Xに延伸している。詳しくは、第2の部材30Aにおいて、最も外側の筒部と外側から2番目の筒部との間とを繋ぎ、第1の方向Xの同一直線上に離間して2本設けられる最も外側の架橋部が、第1の方向Xに平行な縁部を有する第1の凸部320C,320Dとして機能する。
そして、第1の部材10Aの第1の溝部160C,160Dは、第2の部材30Aの第1の凸部320C,320Dに沿って、第1の方向Xにスライド可能である。
また、第2の部材30Aには、第1の凸部320C,320Dの起立方向と反対向きに凹む、第1実施形態と同様の、連結穴(第2の溝部)39が形成されている。連結穴39は、回転軸50の直径方向であって、第1の方向Xに直交する第2の方向Yに長く開口している、即ち、連結穴39は第2の方向Yに延伸している。
第3の部材(アクチュエータ側シャフト)40には、第1実施形態と同様に、第2の部材30の連結穴39と嵌合する先端軸(第2の凸部)41が設けられ、アクチュエータ8の回転軸42と連結される。先端軸41は、第2の部材30の連結穴(第2の溝部)39に沿って、第2の方向Yにスライド可能である。
本実施形態において、第1の部材10A、第2の部材30Aは、中空部を有する径の異なる同心円状の複数の筒部(2重の筒部)が互いに離間して多重に配置され、複数の筒部間を架橋部で繋いだ放熱構造を有している。
<第3実施形態>
図11は、本発明の第3実施形態のオルダム継手4を例示する説明図である。
図11に示す第3実施形態のオルダム継手4では、オルダム機構として、第1の部材10Aは、第2実施形態と同様に、溝部が形成されているメス型円盤構造である。第2の部材30Bは、両側から反対向きに起立し、異なる向きに延伸している凸部が設けられている両側オス型円盤構造である。第3の部材40Bは溝部が形成されているメス型構造である。
詳しくは、図11を参照して、オルダム継手4において、第1の部材(シャフトジョイント、第1のハブ)10Aには、第2実施形態と同様に、一方の接続先である排気バルブ71の回転軸50が固定して連結される嵌合穴12が、形成されている。そして、嵌合穴12の開口方向とは反対向きに凹む、第1の溝部160C(不図示),160Dが形成されている。詳しくは、第1の部材10Aの最も外側の筒部には、第1の方向Xに同一直線上に離間して2つ、第1の方向Xに平行な溝側面を有する第1の溝部160C,160Dが形成されている。
また、本実施形態では、第2の部材(ジョイント、中継継手)30Bには、第1の部材10Aの第1の溝部160C,160Dと嵌合する第1の凸部320C,320Dが設けられている。第2の部材30Bの第1の凸部320C,320Dは、回転軸50の直径方向である第1の方向Xに延伸している。詳しくは、第2の部材30Bにおいて、最も外側の筒部と外側から2番目の筒部との間とを繋ぎ、第1の方向Xの同一直線上に離間して2本設けられる最も外側の架橋部が、第1の方向Xに平行な縁部を有する第1の凸部320C,320Dとして機能する。
そして、第1の部材10Aの第1の溝部160C,160Dは、第2の部材30Bの第1の凸部320C,320Dに沿って、第1の方向Xにスライド可能である。
なお、図10、図11において、第1の溝部160C,160Dが形成される第1の部材10Aの最も外側の筒部を、第2の部材30A(30B)の最も外側の架橋部である第1の凸部320C,320Dに沿って第1の方向Xにスライド可能にするため、これらの実施形態では、第1の部材10Aの最も外側の筒部の径は、第2の部材30A(30B)の最も外側の筒部の径よりも小さい。
また、第2、第3の実施形態では、第2の部材30A(30B)の最も外側の架橋部である第1の凸部320C,320Dを、第1の部材10Aの第1の溝部160C,160Dが跨いだ状態で、オルダム継手3(4)は2つの接続先(図2参照)の間に介在される。よって、第1の溝部160C,160Dが形成される第1の部材10Aの最も外側の筒部の厚さは、第2の部材30A(30B)の最も外側の筒部と外側から2番目の筒部との間の間隙の距離よりも薄い。
したがって、第2、第3の実施形態では、第1の部材10Aの最も外側の筒部の第1の溝部160C,160Dの溝側面が、第2の部材30A(30B)の最も外側の架橋部である第1の凸部320C,320Dの縁部に沿って、間隙の距離の分、第1の方向Xにスライド可能である。
また、第1の実施形態とは嵌合での溝と凸部が反対のため、図6(c),(d)の第2の部材30で示したように、図10、図11に示す第1の部材10Aでは、最も外側の筒部の、第2の部材30A(30B)側(一方側)の端面は、内側の筒部及び架橋部の第2の部材30A(30B)側の端面よりも、第2の部材30A(30B)側に近くなるように突出して構成されている。この構成により第1の部材10Aの最外筒部が、第2の部材30A(30B)の第1の凸部320C,320Dに沿って、第1の方向Xでスライドすることに対して、第1の部材10Aの内側の構成要素が干渉しなくなる。
また、第2の部材30Bには、図11の奥側に示すように、第1の凸部320C,320Dの起立方向と反対向きに突出する第2の凸部390Cが設けられている。ここで、第2の凸部390Cは、第2の部材30Bの中央に位置するスライド連結用筒部38(図5参照)に設けられている。
本実施形態では、第3の部材(アクチュエータ側シャフト)40Bは、第2の部材30Bの第2の凸部390Cと嵌合する連結穴(第2の溝部)44が、アクチュエータ8の回転軸45に形成されている。第3の部材40Bに形成される連結穴44は、回転軸50の直径方向であって、第1の方向Xに直交する第2の方向Yに長く開口し、第2の方向Yに延伸している。
第2の部材30Bの第2の凸部390Cは、第3の部材40Bの連結穴(第2の溝部)44に沿って、第2の方向Yにスライド可能である。
本実施形態において、第1の部材10A、第2の部材30Bは、中空部を有する径の異なる同心円状の複数の筒部(2重の筒部)が互いに離間して多重に配置され、複数の筒部間を架橋部で繋いだ放熱構造を有している。
<第4実施形態>
図12は、本発明の第4実施形態のオルダム継手5を例示する説明図である。
第4実施形態のオルダム継手5では、オルダム機構として、第1の部材10は、凸部が設けられているオス型円盤構造である。第2の部材30Cは、一方側(第1の部材側)には、第1の溝部が形成され、他方側(第3の部材側)に凸部が設けられているメス型・オス型円盤構造である。第3の部材40Bは溝部が形成されているメス型構造である。
詳しくは、本実施形態では、オルダム継手5において、第1の部材(シャフトジョイント、第1のハブ)10の構成は第1実施形態の構成と同様であって、嵌合穴12が形成されていると共に、オルダム架橋部(第1の凸部)16A,16Bが設けられている(図3(b)参照)。
第2の部材(ジョイント、中継継手)30Bは、図12の手前側では、第1実施形態と同様に、第1の部材10の第1の凸部16A,16Bと嵌合する第1の溝部32A,32Bが形成されている。第1の溝部32A,32Bは第1の部材10のオルダム架橋部(第1の凸部)16A,16Bに沿って、第1の方向Xにスライド可能である。
また、第2の部材30Cは、図12の奥側では、第1の溝部32A,32Bの凹み方向とは反対向きに突出する第2の凸部390Cが設けられている。ここで、第2の凸部390Cは、第2の部材30Bの中央に位置するスライド連結用筒部38(図5参照)に設けられている。
第3の部材(アクチュエータ側シャフト)40Bは、第3実施形態と同様に、第2の部材30Cの第2の凸部390Cと嵌合する連結穴(第2の溝部)44が形成され、アクチュエータ8の回転軸45と連結される。第3の部材40Bに形成される連結穴44は、回転軸50の直径方向であって、第1の方向Xに直交する第2の方向Yに長く開口し、第2の方向Yに延伸している。
第2の部材30Cの第2の凸部390Cは、第3の部材40Bの連結穴(第2の溝部)44に沿って、第2の方向Yにスライド可能である。
ここで、図11、図12に示すように、第3、第4の実施形態では、第3の部材40Bに形成される第2の溝部44は、第2の方向Yに平行な溝側面を有するI型形状又は長方形形状の穴である。
また、第1実施形態とは嵌合の溝と凸が逆のため、図3(a),(b)に示す第3の部材40を参照して、第3、第4の実施形態では、第2の部材30B(30C)に設けられる第2の凸部390Cは、第2の方向Yに平行な辺を有するI型形状又は長方形形状の先端凸部である。第2の部材30B(30C)の第2の凸部390Cの先端凸部の辺は第3の部材40Bの第2の溝部44の溝側面よりも短く構成されることで、第2の凸部390Cは、第3の部材40Bの第2の溝部44に沿って第2の方向Yにスライド可能である。
また、図11、図12に示すように、第2の部材30B,30Cに第3の部材40B側に突出する第2の凸部390Cが設けられる構成でも、図6に示す第2の部材30と同様に、第2の凸部390Cが取り付けられる中央の筒部(スライド連結用筒部38)は、第1の部材10(10A)側の端部は、外側の筒部及び架橋部に対して窪みとなっている。
したがって、第2の部材30B,30Cに第2の凸部390Cが備えられる場合でも、第2の部材30B(30C)の中央部(スライド連結用筒部38)と、第1の部材10(10A)の中央部にある固定連結用筒部11との間に、バネ20を設けることができる。
本実施形態において、第1の部材10、第2の部材30Cは、中空部を有する径の異なる同心円状の複数の筒部(2重の筒部)が互いに離間して多重に配置され、複数の筒部間を架橋部で繋いだ放熱構造を有している。
なお、図11、図12に示す、第3の部材40Bは放熱構造を有さない例を示しているが、連結穴(第2の溝部)44が形成される第3の部材40Bでも、図8、図9に示すように、放熱構造を有していてもよい。
また、図10〜図12に示す実施形態における、筒の数や架橋部の数は一例であり、温度を低下させる放熱の要求の程度や強度に応じて、筒の数を増やしたり、架橋部の数を減らしたり、筒の高さを高く(長く)したりしてもよい。
以上、実施形態に係るオルダム継手について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
また、上記の図2では、本発明のオルダム継手の接続先として、排気バルブと、アクチュエータの例を示したが、本発明のオルダム継手を、高温環境下で使用される一方の接続先と、低温環境(例えば、200℃以下)下で使用される他方の接続先との間での、別の2つの接続先の間の連結へ適用されてもよい。別の接続先の連結に適用される場合であっても、使用温度に差がある2つの接続先の回転軸の間で、本発明のオルダム継手を利用することで、オルダム構造により軸ずれを許容しながら、放熱構造により、熱を伝えにくくすることが可能であり、接続先間の断熱を実現できる。
1,2 オルダム継手(ジョイント)
6 外周巻きバネ
7 排気管
71 排気バルブ(開閉弁、一方の接続先)
8 アクチュエータ(他方の接続先)
81 軸一体ギヤ
82 アクチュエータのケース
83 アクチュエータ取付部材
10 第1の部材(第1のハブ)
11 固定連結用筒部
12 嵌合穴
13A,13B 架橋部
14 略円環状中空部
15 中径筒部(外側から2番目の筒部)
16A,16B オルダム架橋部(第1の凸部)
160C,160D 第1の部材の第1の溝部
161,162,163,164 第1の凸部の縁部
17 略円環状中空部
18 大径筒部(最も外側の筒部)
20 バネ
30,30A,30B,30C 第2の部材(中継継手)
31 最外筒部(最も外側の筒部)
32A,32B 第1の溝部
321,322,323,324 第1の溝部の溝側面
320C,320D 第2の部材の第1の凸部
33A,33B 架橋部
34 略円環状中空部
35 中径筒部
36A,36B 架橋部
37 略円環状中空部
38 スライド連結用筒部
39 連結穴(第2の溝部)
390C 第2の部材の第2の凸部
391,392 第2の溝部の溝側面
40,40B 第3の部材
41 先端軸(第2の凸部)
42 回転軸
44 第3の部材の連結穴(第2の溝部)
400 第3の部材(第2のハブ)
401,402 第2の凸部の辺
411 先端軸(第2の凸部)
420 支持部
430 回転軸
F1 最外筒部の第1の部材側の端面
F2 中径筒部35及び架橋部33,36の第1の部材側の端面
F3 筒部31,35及び架橋部33,36の第3の部材側の端面
F4 スライド連結用筒部38の第1の部材側の端面の一部(凹端面)
F5 スライド連結用筒部38の第3の部材側の端面の一部(凸端面)
X 第1の方向
Y 第2の方向

Claims (13)

  1. 軸端が相対する、使用温度に差がある2つの接続先の回転軸の間で回転力を伝達可能に介在されるオルダム継手であって、
    一方の接続先の回転軸が連結される第1の部材と、第2の部材と、他方の接続先の回転軸と連結される第3の部材と、を有し、
    前記回転軸と平行な方向である同軸方向に起立し、前記回転軸の直径方向である第1の方向に延伸する第1の凸部が、前記第1の部材又は前記第2の部材のどちらか一方に設けられ、前記第1の凸部と嵌合し、前記第1の凸部に沿って前記第1の方向にスライド可能である第1の溝部が前記第1の部材又は前記第2の部材のどちらか他方に形成されており、
    前記回転軸の直径方向であって前記第1の方向と直交する第2の方向に延伸する第2の溝部が前記第2の部材又は前記第3の部材のどちらか一方に形成され、前記第2の溝部と嵌合し、前記第2の溝部に沿って前記第2の方向にスライド可能である第2の凸部が前記第2の部材又は前記第3の部材のどちらか他方に設けられており、
    前記第1の部材、前記第2の部材、前記第3の部材の少なくとも1つは、中空部を有する径の異なる同心円状の複数の筒部が互いに離間して多重に配置され、複数の筒部間を架橋部で繋いだ放熱構造を有する、
    オルダム継手。
  2. 前記第1の部材には、前記一方の接続先の回転軸が固定して連結される嵌合穴が形成された固定連結用筒部が中央に設けられ、
    前記第2の部材には、前記第3の部材の前記第2の溝部又は前記第2の凸部と、前記第2の方向にスライド可能に嵌合する前記第2の凸部又は前記第2の溝部が設けられたスライド連結用筒部が中央に設けられている、
    請求項1に記載のオルダム継手。
  3. 前記第1の凸部が設けられる、前記第1の部材又は前記第2の部材の前記一方では、
    前記放熱構造として、前記固定連結用筒部又は前記スライド連結用筒部の外周に、前記固定連結用筒部又は前記スライド連結用筒部よりも径が大きい少なくとも1つの筒部と、複数の筒部間を繋いだ架橋部とを備えており、
    最も外側の筒部と外側から2番目の筒部との間とを繋ぎ、前記第1の方向の同一直線上に離間して2本設けられる最も外側の架橋部は、前記第1の方向に平行な縁部を有する前記第1の凸部として兼用される、
    請求項2に記載のオルダム継手。
  4. 前記第1の凸部が設けられる、前記第1の部材又は前記第2の部材の前記一方では、
    前記放熱構造として、前記固定連結用筒部又は前記スライド連結用筒部の外周に、2つ以上の径の異なる筒部が設けられ、
    前記最も外側の架橋部以外の、複数の筒部間を繋ぐ架橋部は、夫々の筒の接続に際し、1本、又は同一直線上に離間して2本設けられ、
    任意の筒部と内側の筒部とを繋ぐ1本又は2本の架橋部と、前記任意の筒部と外側の筒部とを繋ぐ1本又は2本の架橋部とは角度をずらして配置されている、
    請求項3に記載のオルダム継手。
  5. 前記第1の溝部が形成される、前記第1の部材又は前記第2の部材の前記他方では、
    前記放熱構造として、前記スライド連結用筒部又は前記固定連結用筒部の外周に、前記スライド連結用筒部又は前記固定連結用筒部よりも径が大きい少なくとも1つの筒部と、複数の筒部間を繋いだ架橋部とを備えており、
    前記複数の筒部間を繋ぐ架橋部は、夫々の筒の接続に際し、1本、又は同一直線上に離間して2本設けられ、
    最も外側の筒部には、前記第1の方向に同一直線上に離間して2つ、前記第1の方向に平行な溝側面を有する前記第1の溝部が形成されており、
    前記最も外側の筒部の前記第1の部材又は前記第2の部材の前記一方側の端面は、内側の筒部及び前記架橋部の前記一方側の端面よりも、前記一方側に近くなるように突出して構成されている、
    請求項3又は4に記載のオルダム継手。
  6. 前記第1の溝部が形成される、前記第1の部材又は前記第2の部材の前記他方では、
    前記放熱構造として、前記スライド連結用筒部又は前記固定連結用筒部の外周に2つ以上の径の異なる筒部が設けられ、
    複数の筒部間を繋ぐ架橋部は、夫々の筒の接続に際し、1本、又は同一直線上に離間して2本設けられ、
    任意の筒部と内側の筒部とを繋ぐ1本又は2本の架橋部と、前記任意の筒部と外側の筒部とを繋ぐ1本又は2本の架橋部とは、角度をずらして配置されている、
    請求項5に記載のオルダム継手。
  7. 前記第1の部材又は前記第2の部材の前記一方の前記最も外側の架橋部を、前記第1の部材又は前記第2の部材の前記他方の、前記第1の方向に平行な溝側面を有する前記第1の溝部が、跨いだ状態で、前記オルダム継手は前記2つの接続先の間に介在され、
    前記第1の溝部が形成される前記第1の部材又は前記第2の部材の前記他方の前記最も外側の筒部の厚さは、前記第1の部材又は前記第2の部材の前記一方の前記最も外側の筒部と前記外側から2番目の筒部との間の間隙の距離よりも薄く、
    前記第1の部材又は前記第2の部材の前記他方の前記最も外側の筒部の前記第1の溝部の溝側面が、前記第1の部材又は前記第2の部材の前記一方の前記最も外側の架橋部の縁部に沿って、前記間隙の距離の分、前記第1の方向にスライド可能である、
    請求項5又は6に記載のオルダム継手。
  8. 前記第2の部材において、前記スライド連結用筒部の、少なくとも前記第2の溝部又は前記第2の凸部を取り囲む部分の前記第3の部材側の端面の一部は、外側の筒部及び架橋部の前記第3の部材側の端面よりも、前記第3の部材側に近くなるように突出して構成されており、
    前記第3の部材側に近くなるように突出して構成されている部分の内側は、前記外側の筒部及び前記架橋部よりも、前記第1の部材側から離れて構成されて窪みとなっており、
    前記スライド連結用筒部の窪みと、前記第1の部材の前記固定連結用筒部との間に、バネが設けられる、
    請求項5乃至7のいずれか一項に記載のオルダム継手。
  9. 前記第2の部材又は前記第3の部材の前記一方に形成される前記第2の溝部は、前記第2の方向に平行な溝側面を有する、I型形状又は長方形形状の穴である、
    請求項1乃至8のいずれ一項に記載のオルダム継手。
  10. 前記第2の部材又は前記第3の部材の前記他方に設けられる前記第2の凸部は、前記第2の方向に平行な辺を有する、I型形状又は長方形形状の先端凸部であって、前記辺は前記第2の溝部の溝側面よりも短い、
    請求項9に記載のオルダム継手。
  11. 前記第3の部材において、前記第2の溝部又は前記第2の凸部は先端軸に設けられ、
    前記先端軸は、前記他方の接続先の前記回転軸と一体化している、
    請求項9又は10のいずれか一項に記載のオルダム継手。
  12. 前記第3の部材において、前記第2の溝部又は前記第2の凸部は先端軸に設けられ、
    前記第3の部材は前記放熱構造として、
    前記先端軸の外周に、少なくとも1つの径の異なる筒部が設けられ、
    前記先端軸と筒部を繋ぐ架橋部、又は複数の筒部間を繋ぐ架橋部は、夫々の筒の接続に際し、1本、又は同一直線上に離間して2本設けられ、
    前記先端軸の外周に、2つ以上の異なる筒部が設けられる場合は、
    任意の筒部と内側の筒部とを繋ぐ1本又は2本の架橋部と、前記任意の筒部と外側の筒部とを繋ぐ1本又は2本の架橋部とは、角度をずらして配置されている、
    請求項9又は10のいずれか一項に記載のオルダム継手。
  13. 前記2つの接続先は駆動源と被駆動体とで構成され、
    前記被駆動体が高温環境下で回転する、
    請求項1乃至12のいずれか一項に記載のオルダム継手。
JP2017003654A 2017-01-12 2017-01-12 オルダム継手 Active JP6778619B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017003654A JP6778619B2 (ja) 2017-01-12 2017-01-12 オルダム継手
CN201780008649.XA CN108603534B (zh) 2017-01-12 2017-10-02 十字头联轴节
DE112017000728.3T DE112017000728T5 (de) 2017-01-12 2017-10-02 Oldham-Kupplung
PCT/JP2017/035866 WO2018131228A1 (ja) 2017-01-12 2017-10-02 オルダム継手
US16/041,057 US11047424B2 (en) 2017-01-12 2018-07-20 Oldham coupling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017003654A JP6778619B2 (ja) 2017-01-12 2017-01-12 オルダム継手

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018112269A true JP2018112269A (ja) 2018-07-19
JP6778619B2 JP6778619B2 (ja) 2020-11-04

Family

ID=62839577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017003654A Active JP6778619B2 (ja) 2017-01-12 2017-01-12 オルダム継手

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11047424B2 (ja)
JP (1) JP6778619B2 (ja)
CN (1) CN108603534B (ja)
DE (1) DE112017000728T5 (ja)
WO (1) WO2018131228A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0620925U (ja) * 1992-08-21 1994-03-18 株式会社ケイセブン 軸継手
JP2004036823A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Toyota Industries Corp オルダム継手
JP2004092621A (ja) * 2002-09-04 2004-03-25 Denso Corp 駆動軸継手装置
JP2010249151A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Toyota Motor Corp オルダムカップリング
US20130270470A1 (en) * 2010-12-20 2013-10-17 Rosario Bonanno Valve unit

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1916391A (en) * 1931-02-28 1933-07-04 Westinghouse Electric & Mfg Co Center-axle drive for locomotives
JPH0262730A (ja) 1988-08-29 1990-03-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd トラッキングサーボ装置およびトラッキングサーボ方法
JP4889469B2 (ja) 2005-12-13 2012-03-07 パナソニック株式会社 流体機械
JP2007285356A (ja) 2006-04-13 2007-11-01 Yaskawa Electric Corp オルダム継手とこれを備えたエンコーダ付モータ
JP5657501B2 (ja) * 2011-10-18 2015-01-21 ジェコー株式会社 表示装置
JP5692147B2 (ja) 2012-04-18 2015-04-01 株式会社安川電機 回転電機
JP6185297B2 (ja) 2013-06-14 2017-08-23 アネスト岩田株式会社 スクロール式流体機械
JP2017003654A (ja) 2015-06-05 2017-01-05 三菱電機株式会社 オーディオ補正装置、オーディオ装置およびオーディオ補正システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0620925U (ja) * 1992-08-21 1994-03-18 株式会社ケイセブン 軸継手
JP2004036823A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Toyota Industries Corp オルダム継手
JP2004092621A (ja) * 2002-09-04 2004-03-25 Denso Corp 駆動軸継手装置
JP2010249151A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Toyota Motor Corp オルダムカップリング
US20130270470A1 (en) * 2010-12-20 2013-10-17 Rosario Bonanno Valve unit

Also Published As

Publication number Publication date
JP6778619B2 (ja) 2020-11-04
WO2018131228A1 (ja) 2018-07-19
US20180328412A1 (en) 2018-11-15
US11047424B2 (en) 2021-06-29
CN108603534A (zh) 2018-09-28
DE112017000728T5 (de) 2018-10-31
CN108603534B (zh) 2021-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9791019B2 (en) Damper device and starting device
CN109812493B (zh) 空气箔片径向轴承
JP6240149B2 (ja) 自動車用のトルク伝達装置
US10473183B2 (en) Damper device and starting device
US20110195795A1 (en) Driving force transmission apparatus
CN106067710B (zh) 定子的冷却结构
JP2006283828A (ja) トリポード型等速自在継手
JP2018112269A (ja) オルダム継手
JP5971162B2 (ja) ダンパ装置
US10274022B2 (en) Clutch structure
JPH05240300A (ja) 弾性継手
JP2008261391A (ja) トリポード型等速自在継手
KR20200012479A (ko) 더블 클러치 조립체
JP4385822B2 (ja) 二重管構造
KR20200005049A (ko) 비대칭 토크 힌지
JP6241044B2 (ja) クラッチカバー組立体
JP5256160B2 (ja) ダンパ装置及び動力伝達装置
JP2012013207A (ja) トリポード型等速ジョイント
JP2014181753A (ja) ダンパ装置
JP7050911B2 (ja) クラッチのアークスプリング用のスプリング保持器
JP2010071393A (ja) 等速自在継手
EP3536998B1 (en) Self-centering flexible coupling
JP2007263235A (ja) 等速自在継手
JP6384009B2 (ja) トルク変動吸収装置
JP2016098973A (ja) 捩り振動低減装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200512

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200624

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200923

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201012

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6778619

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150