JP3094891U - たわみ軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸心調整作用、緩衝作用およびねじり振動減
衰作用に優れ、バックラッシュがなく、慣性モーメント
が小さく、かつ廉価なたわみ軸継手をを提供する。 【解決手段】 一方の伝動軸が連結される円筒状本体１
１の一端にフランジ１４を有する第１ハブ１０と、他方
の伝動軸が連結される円筒状本体２１の一端にフランジ
２４を有し、フランジ２４が第１ハブ１０のフランジ１
４と近接して配置された第２ハブ２０と、第１ハブ１０
と第２ハブ２０との間でトルクを伝達するトルク伝達ユ
ニット３０とを備えている。トルク伝達ユニット３０
が、第１ハブ１０のフランジ１４の継手ボルト穴１５に
それぞれ支持された複数の継手ボルト３１と、第２ハブ
２０のフランジ２４のばね穴２５にそれぞれはめ合い、
継手ボルト３１が貫通する複数のたる形コイルばね４０
とからなっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、たる形コイルばねを備えたたわみ軸継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】

弾性式たわみ軸継手の一つとして、たる形コイルばねをたわみ部材とするもの がある。例えば、この考案者の発明であるたわみ軸継手（特開平６−２１３２４ ７号参照）がある。このたわみ軸継手は、伝動軸が連結される第１ハブおよび第 ２ハブ、第１ハブのフランジを収納するようにして第２ハブのフランジに固定さ れたカバー、ならびに第１ハブのフランジに設けられた複数のばね穴をそれぞれ 貫通するたる形コイルばねを備えている。

【０００３】 トルクは駆動軸から順次、第１ハブ、たる形コイルばね、ピン、第２ハブ、従 動軸に、またはこの逆に伝達される。このとき、たる形コイルばねは、伝達トル クの大きさに応じてばね中央部分が内径方向に圧縮される。また、たる形コイル ばねはばね軸方向、径方向またはばね軸に対して斜め方向に変形して、軸心が調 整される。たる形コイルばねの弾性変形、および隣り合うコイルの摩擦により、 トルク伝達系の衝撃が吸収され、ねじり振動が減衰される。また、コイルばねが ハブフランジのばね穴に締まりばめされているので、バックラッシュがなく、回 転角精度が高い。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のたわみ軸継手は、大きなトルク（例えば５０kN・m以上）を伝達す ることができる。しかし、伝達トルクが比較的小さい範囲（例えば３k〜２０kN ・m）で使用するたわみ軸継手に上記従来のたわみ軸継手の構造を採用すると、 伝達トルクに比べて慣性モーメントが大きく、また高価であるという問題があっ た。

【０００５】 この考案は、伝達トルクが比較的小さい範囲で使用され、上記従来のたわみ軸 継手と同様に軸心調整作用、緩衝作用およびねじり振動減衰作用に優れ、バック ラッシュがないたわみ軸継手であって、慣性モーメントが小さく、かつ廉価なた わみ軸継手を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案のたわみ軸継手は、一方の伝動軸が連結される円筒状本体の一端にフ ランジを有し、複数の継手ボルト穴がフランジに円周方向に間隔をおいて設けら れた第１ハブと、他方の伝動軸が連結される円筒状本体の一端にフランジを有し 、フランジが前記第１ハブのフランジと近接して向かい合い、複数のばね穴が前 記フランジに円周方向に間隔をおいて設けられた第２ハブと、第１ハブと第２ハ ブとの間でトルクを伝達するトルク伝達ユニットとを備えたたわみ軸継手であっ て、前記トルク伝達ユニットが、前記第１ハブのフランジの継手ボルト穴にそれ ぞれ支持された複数の継手ボルトと、前記第２ハブのフランジのばね穴にそれぞ れはめ合い、継手ボルトが貫通する複数のたる形コイルばねとからなっている。 たる形コイルばねは最大外径部で第２ハブの前記ばね穴に直接またはスリーブを 介して締まりばめされ、最小内径部で前記継手ボルトに締まりばめされており、 たる形コイルばねがトルク伝達の際に変形して隣り合うコイルが接触するように ばね軸方向に圧縮されて前記継手ボルトに取り付けられている。

【０００７】 この考案のたわみ軸継手は、従来のたる形コイルばねを備えたたわみ軸継手に 比べて第２ハブのフランジに固定されたカバーを必要としない。したがって、構 造が簡単となるので、組立て・分解が容易となり、コストも安くなる。また、カ バーがなく、外径が小さくなるので、慣性モーメントが小さくなる。

【０００８】 この考案の他のたわみ軸継手は、一方の伝動軸が連結される円筒状本体の一端 にフランジを有し、複数の継手ボルト穴がフランジに円周方向に間隔をおいて設 けられた第１ハブと、他方の伝動軸が連結される円筒状本体の一端にフランジを 有し、複数の継手ボルト穴が前記フランジに円周方向に間隔をおいて設けられた 第２ハブと、円筒状本体の両端にフランジを有し、両端のフランジがそれぞれ前 記第１ハブまたは第２ハブのフランジと近接して向かい合い、複数のばね穴が前 記フランジに円周方向に間隔をおいて設けられたスペーサと、第１ハブとスペー サおよびスペーサと第２ハブとの間でそれぞれトルクを伝達するトルク伝達ユニ ットとを備えている。前記トルク伝達ユニットが、前記第１ハブおよび第２ハブ のフランジの継手ボルト穴にそれぞれ支持された複数の継手ボルトと、前記スペ ーサのフランジのばね穴にそれぞれはめ合い、継手ボルトが貫通する複数のたる 形コイルばねとからなっている。たる形コイルばねは最大外径部で前記スペーサ のフランジのばね穴に直接またはスリーブを介して締まりばめされ、最小内径部 で前記継手ボルトに締まりばめされており、たる形コイルばねがトルク伝達の際 に変形して隣り合うコイルが接触するようにばね軸方向に圧縮されて前記継手ボ ルトに取り付けられている。

【０００９】 たわみ軸継手は、２組のトルク伝達ユニットを備えているので、前記１組のト ルク伝達ユニットからなるたわみ軸継手に比べ２倍の大きさの偏心および軸方向 誤差を調整することができる。また、一方のスペーサフランジ中心Ｏ1に対する 他方のスペーサフランジ中心О2の平行変位Δ（図７参照）は、 Δ＝Ｌ×tanθ となる。ここで、Ｌはスペーサフランジ中心間距離、θは基準ハブ中心線Ｃhに 対するスペーサ中心線Ｃsの傾斜角度である。

【００１０】 この考案の更に他のたわみ軸継手は、前記たわみ軸継手の２組を中間軸を介し て連結している。このたわみ軸継手も、前記１組のトルク伝達ユニットからなる たわみ軸継手に比べ２倍の大きさの偏心および軸方向誤差を調整することができ る。また、相対する第２ハブフランジの間の平行変位Δは、上記たわみ軸継手の 場合と同じである。

【００１１】

【考案の実施の形態】

図１および図２は、この考案の実施の形態を示している。図１はたわみ軸継手 の縦断面図であり、図２は上記たわみ軸継手の右側面図である。

【００１２】 たわみ軸継手は、主として第１ハブ１０、第２ハブ２０およびトルク伝達ユニ ット３０によって構成されている。

【００１３】 第１ハブ１０は、円筒状本体１１の一端にフランジ１４を有し、フランジ１４ には円周方向に間隔をおいて複数（この実施の形態では１０個）の継手ボルト穴 １５が設けられている。継手ボルト穴１５は、リーマ仕上されている。円筒状本 体の軸穴１２に一方の伝動軸が挿入され、キー（いずれも図示しない）を介して 、第１ハブ１０に伝動軸が連結される。継手ボルト穴１５の個数はトルク伝達ユ ニットの個数と同じであり、伝達トルクの大きさによるが、例えば４〜１６個程 度である。

【００１４】 第２ハブ２０は、円筒状本体２１の一端にフランジ２４を有し、フランジ２４ には円周方向に間隔をおいて継手ボルト穴１５と同数のばね穴２５が設けられて いる。円筒状本体２１の軸穴２２に他方の伝動軸が挿入され、キー（いずれも図 示しない）を介して、第２ハブ２０に伝動軸が連結される。

【００１５】 トルク伝達ユニット３０は、図３に示すように継手ボルト３１、たる形コイル ばね４０、スリーブ５０およびばね座６０からなっている。継手ボルト３１は、 両端部がそれぞれ第１ねじ部３２および第２ねじ部３３となっている。第１ねじ 部３２から軸方向に支持ピン３４が延びており、支持ピン３４の先端につば３５ が形成されている。つば３５と第２ねじ部３３との間は、ばね保持ピン３６とな っている。ばね保持ピン３６より小径の第１スペース３７および第２スペース３ ８が、ばね保持ピン３６の両端にそれぞれ設けられている。第１ねじ部３２およ び第２ねじ部３３に、ナット３９がそれぞれはめ合っている。

【００１６】 たる形コイルばね４０は、中央部４１の外周面および端部４４の内周面がばね 軸を筒軸とする円筒面となっている。スリーブ５０は、中央部５１および両端に 設けられたシール部５５とからなっている。中央部５１の内径はシール部５５の 内径より少し小さくなっている。ばね座６０は、外周面にガスケット溝６１が設 けられており、ガスケット溝６１にОリング６３が挿入されている。

【００１７】 上記たる形コイルばね４０は、両端部４４のピン穴４５に継手ボルト３１のば ね保持ピン３４がしまりばめされており、継手ボルト３１に保持されている。た る形コイルばね４０の中央部４１がスリーブ５０の中央部５１の内側にしまりば めされている。たる形コイルばね４０の端部４４に継手ボルト３１のばね保持ピ ン３６を、またたる形コイルばね４０の中央部４１をスリーブ５０の中央部５１ に締まりばめするには、焼きばめまたは冷やしばめによる。このために、たる形 コイルばね４０の中央部外周面および端部のピン穴内周面を研磨仕上げすること も行われる。また、たる形コイルばね４０の両端面は、第１スペース３７および 第２スペース３８に、それぞれすきまばめされたばね座６０に接している。ばね 座６０の間隔は、トルク伝達の際にたる形コイルばね４０が変形して隣り合うコ イルが接触する程度に、圧縮量があらかじめ設定されている。例えば、たる形コ イルばね４０は５〜１５％程度圧縮されている。

【００１８】 前記Оリング６３はスリーブ５０のシール部５５の内周面にはめ合っており、 グリースが充填されたスリーブ内部を密封している。グリースは、継手ボルト３ １、たる形コイルばね４０、スリーブ５０およびばね座６０のさびを防ぐととも に、これら部材間の摩擦を小さくして部材の磨耗を減らす。

【００１９】 上記各部材で組み立てられたたわみ軸継手において、トルク伝達ユニット３０ は、継手ボルト３１の支持ピン３４が第１ハブ１０の継手ボルト穴１５にしっく りはめ合い、ナット３９の締付けにより第１ハブ１０に強固に支持されている。 第１ハブ１０のフランジ１４と第２ハブ２０のフランジ２４は近接して向き合っ ている。両フランジ１４，２４の間隔は、偏角（角度誤差）の許容値により設定 されている。トルク伝達ユニット３０のスリーブ５０が第２ハブ２０のばね穴２ ５にしまりばめされて第１ハブ１０と第２ハブ２０とがトルク伝達ユニット３０ を介して連結されている。

【００２０】 上記のように構成されたたわみ軸継手トルクは、一方の伝動軸から順次、伝動 軸が接続された第１ハブ１０、第１ハブ１０のフランジ１４に固定された継手ボ ルト３１、トルク伝達ユニット３０、第２ハブ２０、第２ハブ２０に接続された 他方の伝動軸に、またはこの逆に伝達される。このとき、たる形コイルばね４０ は、伝達トルクの大きさに応じてばね中央部４１の一部が内径方向に圧縮される 。したがって、反対側は外径方向に伸びるように弾性変形する。

【００２１】 たる形コイルばねがばね軸方向、径方向またはばね軸に対して斜め方向に変形 して、軸心が調整される。すなわち、伝動軸の偏心（平行誤差）は、たる形コイ ルばね４０がばね径方向に変形して調整される。図４に示すようにスリーブ５０ のシール部５５の内周面とばね座６０の外周面との間の隙間δが許す範囲で、偏 心は調整される。偏角（角度誤差）は、たる形コイルばね４０が斜めに変形して 調整される。このとき、シール部５５の内周面とばね座６０の外周面との間の隙 間δが許す範囲で、ばね中心軸Ａsがボルト中心軸Ａbに対し角度θだけ傾斜する 。軸方向誤差は、スリーブ５０に締りばめされたばね中央部５１と一方の側のば ね端部４４との間のコイル４８がばね軸方向に圧縮されて吸収される。コイル４ ８は、スリーブ中央部５１の端面とばね座６０の端面との間の隙間ｅが許す範囲 で圧縮される。例えば、図４で第１ハブ１０側が左方向に変位して軸方向誤差が 調整される場合、ばね中央部５１と右側のばね端部４４との間のコイル４８がば ね軸方向に圧縮されて、軸方向誤差が調整される。また、たる形コイルばねの弾 性変形、および隣り合うコイルの摩擦により、トルク伝達系の衝撃が吸収され、 ねじり振動が減衰する。

【００２２】 図５は、この考案の他の実施の形態を示している。なお、以下の実施の形態で は、図１に示す実施の形態と同様の部材には同一の参照符号を付け、その説明は 省略する。

【００２３】 たわみ軸継手は、主として第１ハブ７０、第２ハブ７４およびトルク伝達ユニ ット３０によって構成されている。第１ハブ７０は図１に示す第１ハブ７０と同 じ構造である。第２ハブ７２のばね穴７４は、中央部７５およびばね穴７４の両 端のシール部７６とからなっている。ばね穴７４の中央部７５の内径はシール部 ７６の内径より少し小さくなっている。トルク伝達ユニット７８はスリーブを備 えていないので、たる形コイルばね４０の中央部４１は、ばね穴７４の中央部に 直接しまりばめされている。ばね座６０に取り付けられたОリング６３はばね穴 ７４のシール部７６の内周面に接し、グリースが充填されたばね穴７４内を密封 している。

【００２４】 図６は、この考案の第３の実施の形態である。この実施の形態のたわみ軸継手 は、第１ハブ８０、第２ハブ８２、スペーサ８４およびトルク伝達ユニット３０ からなっている。第１ハブ８０および第２ハブ８２は、図１に示す第１ハブ１０ と同じ構造をしている。スペーサ８４は、円筒状本体８５の両端にフランジ８６ を備えている。フランジ８６には、それぞれ図１に示す第２ハブ２０と同様にば ね穴８７が設けられている。トルク伝達ユニット３０は、図３に示すトルク伝達 ユニットと同じ構造をしている。第１ハブ８０および第２ハブ８２は、トルク伝 達ユニット３０を介してスペーサ８４に連結されている。

【００２５】 このたわみ軸継手では、一方の伝動軸から順次、伝動軸が接続された第１ハブ ８０、第１ハブ８０のフランジ８１に固定された継手ボルト３１、トルク伝達ユ ニット３０、スペーサ本体８５、トルク伝達ユニット３０、第２ハブ８２のフラ ンジ８３に固定された継手ボルト３１、第２ハブ８２、第２ハブ８２に接続され た他方の伝動軸に、またはこの逆に伝達される。２組のトルク伝達ユニット３０ を備えているので、図１に示すたわみ軸継手に比べ２倍の大きさの偏心および軸 方向誤差を調整することができる。また、一方のスペーサフランジ中心Ｏ1（ス ペーサ中心線Ｃsとばね軸方向中心ｃ1からの垂直線との交点、あるいは基準ハブ 中心線Ｃhとスペーサ中心線Ｃsとの交点）に対する他方のスペーサフランジ中心 О2（スペーサ中心線Ｃsと他方のばね軸方向中心ｃ2からの垂直線との交点）の 平行変位Δ（図７参照）は、 Δ＝Ｌ×tanθ となる。ここで、Ｌはスペーサフランジ中心間距離、θは基準ハブ中心線Ｃhに 対するスペーサ中心線Ｃsの傾斜角度であり、ばね中心軸Ａsのボルト中心軸Ａb に対する傾斜角度に等しい。なお、図７は右側のハブを基準とし、スペーサが左 上に向かって傾斜した場合を示している。

【００２６】 図８は、この考案の第４の実施の形態である。この実施の形態のたわみ軸継手 は、第１たわみ軸継手９０、第２たわみ軸継手９２および中間軸９６とからなっ ている。第１たわみ軸継手９０および第２たわみ軸継手９５の構造は、図１に示 すたわみ軸継手と同じである。第１たわみ軸継手９０の第２ハブ９２の軸穴９３ および第２たわみ軸継手９５の第２ハブ９７の軸穴９８にそれぞれ中間軸１００ の端部が挿入され、第１たわみ軸継手９０および第２たわみ軸継手９５がキー１ ０１を介して中間軸１００に連結されている。

【００２７】 このたわみ軸継手では、第１たわみ軸継手９０に接続された一方の伝動軸から 順次、第１たわみ軸継手９０、中間軸１００、第２たわみ軸継手９５、第２たわ み軸継手９５に接続された他方の伝動軸に、またはこの逆に伝達される。２組の トルク伝達ユニット３０を備えているので、図１に示すたわみ軸継手に比べ２倍 の大きさの偏心および軸方向誤差を調整することができる。また、相対する第２ ハブフランジの間の平行変位Δは、図６に示すたわみ軸継手の場合と同じである 。

【００２８】 第３および第４の実施の形態で、たる形コイルばねはスリーブを介してばね穴 に挿入されていたが、図３に示すようにたる形コイルばねの中央部の外周面がば ね穴の内周面に直接接するように挿入されていてもよい。

【００２９】

【考案の効果】

この考案のたわみ軸継手は、従来のたる形コイルばねを用いたたわみ軸継手と 同様に、伝動軸からの衝撃を吸収し、ねじり振動を減衰することができ、バック ラッシュは生じない。また、構造が従来のたる形コイルばねを用いたたわみ軸継 手に比べ構造が簡単であるため、慣性モーメントが小さく、廉価なたわみ軸継手 を提供することができる。

【００３０】 この考案のたわみ軸継手は、比較的小さな伝達トルクのあらゆる用途に適用で きるが、特に中程度の容量のポンプ、圧縮機、原動機、あるいは印刷機のように 高速・高精度の設備などに適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施の形態を示すたわみ軸継手の縦
断面図である。

【図２】図１に示すたわみ軸継手の右側面図である。

【図３】上記たわみ軸継手のトルク伝達ユニットの縦断
面図である。

【図４】この考案のたわみ軸継手の軸心調整作用を説明
する図面である。

【図５】この考案の他の実施の形態を示すたわみ軸継手
の縦断面図である。

【図６】この考案の更に他の実施の形態を示すたわみ軸
継手の縦断面図である。

【図７】スペーサフランジ中心Ｏ1に対する他方のスペ
ーサフランジ中心О2の平行変位Δを説明する模式図で
ある。

【図８】この考案のまた更に他の実施の形態を示すたわ
み軸継手の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 第１ハブ １１ 円筒状
本体 １４ フランジ ２０ 第２ハ
ブ ２１ 円筒状本体 ２４ フラン
ジ ２５ ばね穴 ３０ トルク
伝達ユニット ３１ 継手ボルト ３２、３３
ねじ部 ３６ ばね保持ピン ３９ ナット ４０ たる形コイルばね ４１ ばね中
央部 ４４ ばね端部 ４５ ピン穴 ５０ スリーブ ５１ スリー
ブ中央部 ５５ スリーブ端部 ６０ ばね座 ６１ ガスケット溝 ６３ Оリン
グ ７０ 第１ハブ ７２ 第２ハ
ブ ７３ フランジ ７４ ばね穴 ７８ トルク伝達ユニット ８０ 第１ハ
ブ ８１ フランジ ８２ 第２ハ
ブ ８３ フランジ ８４ スペー
サ ８５ 円筒状本体 ８６ フラン
ジ ８７ ばね穴 ９０ 第１た
わみ軸継手 ９１ 第１ハブ ９２ 第２ハ
ブ ９３ 軸穴 ９５ 第２た
わみ軸継手 ９６ 第１ハブ ９７ 第２ハ
ブ ９８ 軸穴 １００ 中間軸 １０１ キー

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の伝動軸が連結される円筒状本体の
   一端にフランジを有し、複数の継手ボルト穴がフランジ
   に円周方向に間隔をおいて設けられた第１ハブと、他方
   の伝動軸が連結される円筒状本体の一端にフランジを有
   し、フランジが前記第１ハブのフランジと近接して向か
   い合い、複数のばね穴が前記フランジに円周方向に間隔
   をおいて設けられた第２ハブと、第１ハブと第２ハブと
   の間でトルクを伝達するトルク伝達ユニットとを備えた
   たわみ軸継手であって、前記トルク伝達ユニットが、前
   記第１ハブのフランジの継手ボルト穴にそれぞれ支持さ
   れた複数の継手ボルトと、前記第２ハブのフランジのば
   ね穴にそれぞれはめ合い、継手ボルトが貫通する複数の
   たる形コイルばねとからなり、たる形コイルばねは最大
   外径部で第２ハブの前記ばね穴に直接またはスリーブを
   介して締まりばめされ、最小内径部で前記継手ボルトに
   締まりばめされており、たる形コイルばねがトルク伝達
   の際に変形して隣り合うコイルが接触するようにばね軸
   方向に圧縮されて前記継手ボルトに取り付けられている
   ことを特徴とするたわみ軸継手。
2. 【請求項２】 一方の伝動軸が連結される円筒状本体の
   一端にフランジを有し、複数の継手ボルト穴がフランジ
   に円周方向に間隔をおいて設けられた第１ハブと、他方
   の伝動軸が連結される円筒状本体の一端にフランジを有
   し、複数の継手ボルト穴が前記フランジに円周方向に間
   隔をおいて設けられた第２ハブと、円筒状本体の両端に
   フランジを有し、両端のフランジがそれぞれ前記第１ハ
   ブまたは第２ハブのフランジと近接して向かい合い、複
   数のばね穴が前記フランジに円周方向に間隔をおいて設
   けられたスペーサと、第１ハブとスペーサおよびスペー
   サと第２ハブとの間でそれぞれトルクを伝達するトルク
   伝達ユニットとを備えたたわみ軸継手であって、前記ト
   ルク伝達ユニットが、前記第１ハブおよび第２ハブのフ
   ランジの継手ボルト穴にそれぞれ支持された複数の継手
   ボルトと、前記スペーサのフランジのばね穴にそれぞれ
   はめ合い、継手ボルトが貫通する複数のたる形コイルば
   ねとからなり、たる形コイルばねは最大外径部で前記ス
   ペーサのフランジのばね穴に直接またはスリーブを介し
   て締まりばめされ、最小内径部で前記継手ボルトに締ま
   りばめされており、たる形コイルばねがトルク伝達の際
   に変形して隣り合うコイルが接触するようにばね軸方向
   に圧縮されて前記継手ボルトに取り付けられていること
   を特徴とするたわみ軸継手。
3. 【請求項３】 請求項１記載のたわみ軸継手の２組を中
   間軸を介して連結したたわみ軸継手。