JP2735809B2 - たわみ継手 - Google Patents

たわみ継手

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JP2735809B2 JP7132414A JP13241495A JP2735809B2 JP 2735809 B2 JP2735809 B2 JP 2735809B2 JP 7132414 A JP7132414 A JP 7132414A JP 13241495 A JP13241495 A JP 13241495A JP 2735809 B2 JP2735809 B2 JP 2735809B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動力伝達を行うべく2
回転軸を連結するのに用いられるたわみ継手に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、先に、特公昭57-38816号に
おいて、端面が互いに相対している軸線方向を同じくし
た回転軸を許容偏心量の下に連結する構造を有するたわ
み継手を開示した。
【0003】図5〜図8に示すように、かかるたわみ継
手50は、同継手を中心に軸孔53,54を有し回転軸51,52
に固定されるフランジ体55,56 及び両フランジ体55,56
を一体的に連結する環状連結体57にて構成し、両フラン
ジ体55,56 の対峙する端面に回転軸51,52 と同心円をな
す環状係合溝58,59 を穿設し、両係合溝58,59 内にフラ
ンジ体端面より軸線方向に伸延する区画爪60,61 を等円
周間隔に固着し、一側区画爪60又は61は相互に二他側区
画爪61,61 又は60,60 間に伸延させ、それによって連結
体取付空間を必要数の塊状係合取り付け空間に区画し、
一方、環状連結体57を環状支持帯62,62aに複数の塊状係
合片63を等円周間隔に固着することによって構成し、同
塊状係合片63を塊状係合片取付空間に配設し、さらに塊
状係合片63は円周方向分割線64にて半径方向に内外分割
部63a,63b に分割している。
【0004】このように、塊状係合片63を、半径方向に
2分割したので、塊状係合片63を一体物で形成した場合
と比較して、以下の式から明らかなように、両フランジ
体55,56 を連結する可撓性素材製の環状連結体57内に両
軸51,52 の偏心により発生する内部応力を1/4 に低減す
ることができ、たわみ継手50の振動量を著しく低減する
ことができる。
【0005】即ち、図9及び図10に示すように、たわみ
継手50によって連結される2軸51,52が偏心量αで偏心
している場合を仮定する (なお、図中、Rは両フランジ
体55,56 の半径、O1 , O2 はそれらの回動中心とす
る。) 。
【0006】一方、O1(図9) を原動軸中心、O2(図1
0) を被動軸中心とし、2個のカップリングの区画爪60,
61 の偏心をαとし、矢印方向に回転するとすれば、1 /
2 回転毎に相互に半径方向にα移動せねばならず、こ
の移動を可能にするために柔軟な弾性の塊状係合片63が
介在する。フランジ体55の区画爪60とフランジ体56の区
画爪61と塊状係合片63の接触面の摩擦係数はかなり大き
く、回転力による大きな摩擦力が半径方向に働いてお
り、一方塊状係合片63は柔軟であるので、αの偏心があ
っても接触面はすべらない構造で、区画爪60側を固定端
とすれば区画爪61側は区画爪60側に対して揺動端とな
り、塊状係合片63は図10に示すごとく一端固定であって
自由端に負荷を受ける片持梁としてとらえることがで
き、偏心αはたわみ量δに対応する。
【0007】一般にこのような梁におけるたわみ量δ
と、負荷W (これは内部応力と比例関係にある) の関係
は、 W=(3×δ×E×I)/L3 となる。
【0008】ここで、 W=梁にかかる負荷 δ=たわみ量 E=弾性係数 I=慣性モーメント L=梁の長さ である。
【0009】ここで、偏心量α(たわみ量δ)を一定に
した場合、塊状係合片63にかかる負荷は次のごとくな
る。
【0010】(イ)塊状係合片63が図10に示すごとく一
体的である場合(なお図中hは高さ、bは幅とする)、
慣性モーメントI1 は、図11 (a)(b) から、 I1 =1/12bh3 なので W1 =(3×δ×E×I)/L3 ={(3×δ×E)/
3 ×{ (1/12)bh3 } となる。
【0011】(ロ)一方、塊状係合片63が図5〜図8に
示すごとく2分割されている場合、各個の慣性モーメン
トを求めれば、図12 (a)(b) から、 I2 = 1/12 bh3 塊状係合片63は内外分割部63a,63b に2分割してあるの
で 2I2 = 1/12 b(h/2)3×2 W2 =(3×δ×E×2I2 )/L3 ={(3×δ×
E)/L3 }×{(1/12 )b(1/4)h3 } (ハ) このことから W1/W2 =I1/2I2 =4 となり、梁にかかる負荷Wに対応して塊状係合片63に生
ずる内部応力は、塊状係合片63を2分割すれば大幅に低
減でき、振動の発生を抑えることができることになる。
【0012】しかし、上記したたわみ継手50において、
図5〜図8に示すように、塊状係合片63は、それぞれ、
外周部63a と内周部63b とに半径方向に完全に2分割さ
れているため、環状連結体57の両フランジ体55,56 への
装着作業は煩雑なものとなっていた。
【0013】そこで、本出願人は、図13及び図14に示す
ように、塊状係合片63の中央部を幅方向にくり抜いて細
幅かつ横長のスリットSを設け、同スリットSの上下に
位置する内外周部63a,63b を、スリットSの両側をなす
左右連絡部63c,63d を介して一体的に連結し、塊状連結
体63の断面形状を閉ループ形状を有する塊状連結体57を
具備するたわみ継手50を開発した。
【0014】同たわみ継手50は、両フランジ体55,56 へ
の環状連結体57の装着が容易になる一方で、その断面形
状が、上記した図5〜図8に示す環状連結体57と同様に
図12(b) に示すようになることから、その慣性モーメン
トI3 も2I3 = 1/12 b(h/2)3×2と小さい値とな
り、振動の発生を同様に抑えることができると考えられ
る。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかし、たわみ継手50
の両フランジ体55,56 の偏心作用は、塊状係合片63を、
図10に示すように円周方向に変形するのみならず、図15
に示すように軸線方向にも変形し、この変形によって生
じる振動を可及的に抑制するには、軸線方向と直交する
断面も同様に2分割されているのが望ましい。
【0016】この点、図16(a-1)(b-1)、特に図16(b-1)
から明らかなように、図5〜図9に示すたわみ継手50
は、完全に2分割されているので、上記したたわみ両δ
と負荷Wの関係がそのまま適用できて、その慣性モーメ
ントI4 を小さくして、振動の発生を効果的に抑えるこ
とができる。
【0017】しかし、以下に説明するように、図13及び
図14に示すたわみ継手50は、軸線方向に対する慣性モー
メントI5 が著しく増大し、実質的に、図11を参照して
説明した一体型の環状連結体63と略同じ慣性モーメント
となり、内部応力が増大して、振動防止の面で未だ問題
があった。
【0018】即ち、図16 (a-2)(b-2) において、スリッ
トSの幅と長さを、それぞれ、c及び L0 とすると、慣
性モーメントI5 は、I5 =1/12 (Lh3 −L03 ) とな
る。
【0019】しかし、スリットSの幅cは比較的小さい
ので、上記した式は、I5 =1/12 (Lh3 −L03 ) ≒1/
12Lh3 となる。
【0020】このように、慣性モーメントI5 は著しく
大きくなるので、たわみ継手50に依然として振動が発生
することになる。
【0021】本発明は上記した課題を解決することがで
きるたわみ継手を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、端面が互いに
相対している軸線方向を同じくした一対の回転軸を許容
偏心量の下に連結するたわみ継手であって、同継手を中
心に軸孔を有し両回転軸に固定されるフランジ体及び両
フランジ体を一体的に連結する環状連結体にて構成し、
両フランジ体の対峙する端面に両回転軸と同心円をなす
環状係合溝をそれぞれ穿設し、両環状係合溝内にフラン
ジ体端面より軸線方向に伸延する区画爪を等円周間隔に
固着し、一側区画爪はそれぞれ二つの他側区画爪間に伸
延させ、それによって連結体取付空間を必要数の塊状係
合取付空間に区画し、一方、環状連結体を環状支持帯に
複数の塊状係合片を等円周間隔に固着することによって
構成し、同塊状係合片を塊状係合片取付空間に配設した
たわみ継手において、塊状係合片を半径方向に2分割し
て内側及び外側分割部に区画するとともに内側分割部の
外面と外側分割部の内面とを微小面積の連結部で一体的
に連結し、塊状係合片の側面断面形状をコ字状又はI字
状にし、しかも、正面形状をI字状にしたことを特徴と
するたわみ継手に係るものである。
【0023】
【実施例】以下、添付図に示す実施例を参照して、本発
明に係るたわみ継手Tを具体的に説明する。
【0024】図1〜図3に示すように、たわみ継手T
は、端面が互いに相対している軸線方向を同じくした回
転軸11及び12を偏心の下に連結することができるたわみ
継手である。
【0025】図示するように、たわみ継手Tは、実質的
に、中心に軸孔13,14を有し、回転軸11,12に固定され
るフランジ体15,15及び両フランジ体15,16を一体的に
連結する環状連結体17にて構成されている。
【0026】また、両フランジ体15,16の対峙する端面
に回転軸11,12と同心円をなす環状係合溝18,19を穿設
しており、両環状係合溝18,19内に連結体取付空間を形
成している。
【0027】各環状係合溝18,19は、フランジ体端面よ
り軸線方向に伸延する区画爪20, 21を等間隔に固着して
おり、一側区画爪20又は21は、それぞれ、二つの他側区
画爪21,21 又は20,20間に伸延して、連結体取付空間を
必要数の塊状係合片取付空間に区画している。
【0028】また、環状連結体は、環状支持帯22の外周
縁に複数の塊状係合片23を等間隔に一体的固着すること
によって構成されており、各塊状係合片23を塊状係合片
取付空間に嵌入している。
【0029】上記したたわみ継手Tの構成において、本
発明は、図1〜図3に示すように、塊状係合片23を半径
方向に2分割して内側及び外側分割部23a,23b に区画す
るとともに内側分割部23a の外面と外側分割部23b の内
面とを微小面積の連結部23cで一体的に連結し、塊状係
合片23の側面断面形状をコ字状又はI字状にし、しか
も、正面形状をI字状にしたことに特徴を有する。
【0030】かかる構成によって、以下の式に示すよう
に、たわみ継手Tに発生する内部応力、及び、同応力に
比例する振動量を著しく低減することができる。
【0031】即ち、図16(a-3)(b-3)において、塊状係
合片23(図2参照)の連結部23c の軸線方向と直交する
方向の断面における幅と長さをそれぞれc,dとする
と、 I6 =1/12L×(h/2)3×2+1/12d×c3 =1/12L×h3/4 + 1/12 dc3 となる。
【0032】ここに、c, dは共に微小な値なので、 I6 =1/12L×h3/4 + 1/12 dc3 ≒1/12L×h3/4となる。
【0033】このように、本発明では、慣性モーメント
6 を、図5〜図8に示すように環状連結体17の塊状係
合片23を環状に完全に2分割した場合の慣性モーメント
4と同様に著しく低減することができる。
【0034】さらに、本実施例では、内側分割部23a の
外面と外側分割部23b の内面とを微小面積の連結部23c
で一体的に連結し、塊状係合片23の断面形状をコ字状又
はI字状にしているので、環状連結体17の両フランジ体
15,16 の装着作業を極めて容易かつ確実に行うことがで
きる。
【0035】本実施例において、微小面積の連結部23c
は、図1〜図3に示す実施例では、塊状係合片23の軸線
方向の一側端部の中央に設けて、塊状係合片23の断面形
状を図3に示すようにコ字状とし、塊状係合片23の正面
形状を図2に示すようにI字状としているが、連結部23
c は他の箇所に設けることもできるものであり、例え
ば、図4に示すように、軸線方向の中央部の中央に設け
ることもでき、この場合、塊状係合片23の断面形状はI
字状となる。
【0036】なお、上記構成において環状連結体17の材
質としては合成ゴム、天然ゴム、その他適度の柔軟性を
有する素材とするのが好ましく、またフランジ体15,16
は金属、硬質プラスチック等を素材となすのが好まし
い。
【0037】
【効果】以上述べてきたごとく本発明に係るたわみ継手
では、一側回転軸が回動されると、その回動トルクはフ
ランジ体、区画爪、塊状係合片、区画爪、フランジ体を
介して回転軸に伝達される。この際、上述したごとく回
転軸と回転軸が一定の偏心量で偏心する場合であって
も、内側及び外側分割部からなる2分割構造を有する塊
状係合片は一体構造を有するものに対して内部応力が略
1/4( 理論上) となるので振動の原因となる内部応力を
大きく低減することができる。また塊状係合片により緩
衝作用も十分になされる。
【0038】さらに、内側分割部の外面と外側分割部の
内面とを微小面積の連結部で一体的に連結し、塊状係合
片の側面断面形状をコ字状又はI字状にし、しかも、正
面形状をI字状にしているので、環状連結体の両回転軸
にそれぞれ固着した両フランジ体への装着作業を極めて
容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るたわみ継手の分解斜視図である。
【図2】同たわみ継手に用いる環状連結体の正面図であ
る。
【図3】図2のI−I線による断面側面図である。
【図4】環状連結体の塊状連結片の斜視図である。
【図5】従来のたわみ継手の正面断面図である。
【図6】図5のII−II線による断面図である。
【図7】同分解断面図である。
【図8】同側面図である。
【図9】同たわみ継手における偏心状態を示す説明図で
ある。
【図10】同たわみ継手における偏心状態を示す説明図
である。
【図11】塊状係合片の慣性モーメントを計算するため
の模式図である。
【図12】塊状係合片の慣性モーメントを計算するため
の模式図である。
【図13】従来のたわみ継手における環状連結体の正面
図である。
【図14】同たわみ継手の断面側面図である。
【図15】塊状係合片の軸線方向の変形を示す模式図で
ある。
【図16】塊状係合片の慣性モーメントを計算するため
の模式図である。
【符号の説明】
T たわみ継手 11 回転軸 12 回転軸 13 軸孔 14 軸孔 15 フランジ体 16 フランジ体 17 環状連結体 18 環状係合溝 19 環状係合溝 20 区画爪 21 区画爪 22 環状支持帯 23 塊状係合片 23a 内側分割部 23b 外側分割部 23c 連結部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】端面が互いに相対している軸線方向を同じ
    くした回転軸(11)及び(12)を許容偏心量の下に連結する
    たわみ継手であって、同継手を中心に軸孔(13)(14)を有
    し回転軸(11)(12)に固定されるフランジ体(15)(16)及び
    両フランジ体(15)(16)を一体的に連結する環状連結体(1
    7)にて構成し、両フランジ体(15)(16)の対峙する端面に
    回転軸(11)(12)と同心円をなす環状係合溝(18)(19)を穿
    設し、両係合溝(18)(19)内にフランジ体端面より軸線方
    向に伸延する区画爪(20)(21)を等円周間隔に固着し、一
    側区画爪(20)又は(21)は相互に二つの他側区画爪(21)(2
    1)又は(20)(20)間に伸延させ、それによって連結体取付
    空間を必要数の塊状係合取付空間に区画し、一方、環状
    連結体(17)を環状支持帯(22)に複数の塊状係合片(23)を
    等円周間隔に固着することによって構成し、同塊状係合
    片(23)を塊状係合片取付空間に配設したたわみ継手にお
    いて、 塊状係合片(23)を半径方向に2分割して内側及び外側分
    割部(23a)(23b)に区画するとともに内側分割部(23a) の
    外面と外側分割部(23b) の内面とを微小面積の連結部(2
    3c) で一体的に連結し、塊状係合片(23)の側面断面形状
    をコ字状又はI字状にし、しかも、正面形状をI字状に
    したことを特徴とするたわみ継手。
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