JP4067099B2 - 軸継手 - Google Patents

Description

本発明は軸継手に関し、特に組立て及び補修が簡単でコンパクトなフレキシブル軸継手に関する。

各種回転力伝達機構において２つの回転軸の端部どうしが継手により接続される。例えば、エンジンやモーターの出力回転軸とポンプの入力回転軸とが継手により接続される。この場合、エンジンやモーターの出力回転軸とポンプの入力回転軸とが十分に整列する様に注意深くエンジンやモーター及びポンプの据え付けを行うことはかなりの労力を要する。また、この様な整列に十分気を配って据え付けを行っても、双方の回転軸間には幾分かの偏心や偏角が残り、更にエンジンやモーターやポンプには作動時に振動が発生するので、これらを継手部分で吸収するために、従来、バネやゴム等の可撓性部材を用いたフレキシブル継手が用いられている。

この種の組立て及び補修が簡単でコンパクトな軸継手として、特許第２６４８０８３号公報（特許文献１）が例示される。

上記特許公報に記載の軸継手は、原動軸側フランジ部及び従動軸側フランジ部のそれぞれの裏面上に４つ以上の板バネ部材を周方向に沿って配置し、これら各板バネ部材の周方向の一端を原動軸側または従動軸側のフランジ部に取付け且つ他端を隣接板バネ部材の周方向他端に接続し、その接続部を原動軸側と従動軸側とで対応するように配置し、これら接続部の対応するもの同士を原動軸側または従動軸側のフランジ部の開口部または切欠部を余裕をもって軸方向に貫通せる回転力伝達ロッドで連結している。このため、原動軸側回転部材の回転力は原動軸側の板バネ部材、回転力伝達ロッド及び従動軸側の板バネ部材をこの順に経て従動軸側回転部材へと伝達され、板バネ部材を２段に使用し且つ軸方向に対する倒れ発生の容易な回転力伝達ロッドを使用しているので、比較的小さい負荷には良好な撓み性をもって対処することができる。
特許第２６４８０８３号公報

上記特許公報に記載の軸継手は、比較的大きな負荷の場合には撓み量が大きくなりすぎて、良好な対処ができなくなるおそれがある。

本発明の目的は、組立て及び補修が簡単でコンパクトな軸継手であって、上記特許公報に記載の軸継手よりも十分に大きな負荷に対して良好な対処の可能な撓み軸継手を提供することにある。

本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
原動軸側フランジ部と従動軸側フランジ部とが対向配置されており、
前記原動軸側フランジ部の前記従動軸側フランジ部と対向する表面とは反対側の裏面上に４つ以上の２の倍数の原動軸側板バネ部材が周方向に沿って配列されており、
前記原動軸側板バネ部材のそれぞれは、前記原動軸側フランジ部裏面に対し略平行となるように配置されており、周方向の第１端が隣接原動軸側板バネ部材の周方向の第１端に重畳されて接続され且つ前記原動軸側フランジ部に取付けられており、周方向の第２端が隣接原動軸側板バネ部材の周方向の第２端に重畳されて接続され且つ前記従動軸側フランジ部に取付けられており、
前記原動軸側板バネ部材の第１端どうしの接続部に対応して前記原動軸側フランジ部には軸方向に貫通せる原動軸側取り付け孔が設けられており、前記原動軸側板バネ部材の第２端どうしの接続部に対応して前記原動軸側フランジ部には軸方向に貫通せる原動軸側開口部または原動軸側切欠部が設けられており、
前記従動軸側フランジ部の前記原動軸側フランジ部と対向する表面とは反対側の裏面上に前記原動軸側板バネ部材と同数の従動軸側板バネ部材が周方向に沿って配列されており、
前記従動軸側板バネ部材のそれぞれは、前記従動軸側フランジ部裏面に対し略平行となるように配置されており、周方向の第１端が隣接従動軸側板バネ部材の周方向の第１端に重畳されて接続され且つ前記従動軸側フランジ部に取付けられており、周方向の第２端が隣接従動軸側板バネ部材の周方向の第２端に重畳されて接続され且つ前記原動軸側フランジ部に取付けられており、
前記従動軸側板バネ部材の第１端どうしの接続部に対応して前記従動軸側フランジ部には軸方向に貫通せる従動軸側取り付け孔が設けられており、前記従動軸側板バネ部材の第２端どうしの接続部に対応して前記従動軸側フランジ部には軸方向に貫通せる従動軸側開口部または従動軸側切欠部が設けられており、
前記原動軸側板バネ部材の第１端と前記従動軸側板バネ部材の第２端とが対応して配置されており、これら原動軸側板バネ部材の第１端及び従動軸側板バネ部材の第２端の対応するもの同士の前記原動軸側フランジ部への取付けが前記原動軸側取り付け孔を貫通し且つ前記従動軸側開口部または従動軸側切欠部を余裕をもって貫通して延びる第１のボルトを用いたボルト止めによりなされており、
前記従動軸側板バネ部材の第１端と前記原動軸側板バネ部材の第２端とが対応して配置されており、これら従動軸側板バネ部材の第１端及び原動軸側板バネ部材の第２端の対応するもの同士の前記従動軸側フランジ部への取付けが前記従動軸側取り付け孔を貫通し且つ前記原動軸側開口部または原動軸側切欠部を余裕をもって貫通して延びる第２のボルトを用いたボルト止めによりなされていることを特徴とする軸継手、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記原動軸側板バネ部材の第１端の前記原動軸側フランジ部に対する取付けは前記第１のボルトが貫通せる第１の原動軸側スペーサを介してなされており、前記原動軸側板バネ部材の第２端の前記従動軸側フランジ部に対する取付けは前記原動軸側開口部または原動軸側切欠部を余裕をもって貫通し且つ前記第２のボルトが貫通せる第２の原動軸側スペーサを介してなされており、前記従動軸側板バネ部材の第１端の前記従動軸側フランジ部に対する取付けは前記第２のボルトが貫通せる第１の従動軸側スペーサを介してなされており、前記従動軸側板バネ部材の第２端の前記原動軸側フランジ部に対する取付けは前記従動軸側開口部または従動軸側切欠部を余裕をもって貫通し且つ前記第１のボルトが貫通せる第２の従動軸側スペーサを介してなされている。

本発明においては、前記原動軸側板バネ部材のそれぞれと前記従動軸側板バネ部材のそれぞれとは、同等のバネ特性を持っていてもよいし、互いに異なるバネ特性を持っていてもよい。

以上のような本発明の軸継手によれば、原動軸側フランジ部の回転力を原動軸側板バネ部材及び従動軸側板バネ部材のそれぞれを互いに別々に介して従動軸側フランジ部へと伝達するので、比較的大きな負荷に対しても良好な対処が可能であり、更に互いに異なる２種類の回転力伝達経路が存在するので吸収される振動の周波数範囲を広範なものとすることが可能である。

また、本発明の軸継手は、原動軸側フランジ部に対する原動軸側板バネ部材及び従動軸側板バネ部材の取付に共通のボルトを用いており、且つ従動軸側フランジ部に対する原動軸側板バネ部材及び従動軸側板バネ部材の取付に共通のボルトを用いているので、構成がコンパクトであり、組立て及び補修が簡単である。

以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施形態を説明する。

図１は本発明による軸継手の一実施形態を示す分解斜視図であり、図２はその組立て状態の斜視図であり、図３はその部分断面図である。これらの図において、２は原動軸側フランジ部であり、該フランジ部は不図示の原動軸の端部にキー結合等により取付けられる。２’は原動軸の回転中心である。４は従動軸側フランジ部であり、該フランジ部は不図示の従動軸の端部にキー結合等により取付けられる。４’は従動軸の回転中心である。原動軸回転中心２’と従動軸回転中心４’とはほぼ合致している。従って、原動軸側フランジ部２の従動軸側フランジ部と対向する側の端面（表面）と従動軸側フランジ部４の原動軸側フランジ部と対向する側の端面（表面）とは互いにほぼ平行である。

原動軸側フランジ部２には、周方向に均等に配置された互いに同等の３つの原動軸側取り付け孔６ａ，６ｃ，６ｅ（図には現われていない）及び周方向に均等に配置された互いに同等の３つの原動軸側開口部６ｂ，６ｄ，６ｆが形成されている。これら原動軸側の６つの取り付け孔または開口部は、周方向に均等に配置されている。同様に、従動軸側フランジ部４には、周方向に均等に配置された互いに同等の３つの従動軸側取り付け孔８ｂ，８ｄ，８ｆ及び周方向に均等に配置された互いに同等の３つの従動軸側開口部８ａ，８ｃ，８ｅが形成されている。これら従動軸側の６つの取り付け孔または開口部は、周方向に均等に配置されている。従って、原動軸側フランジ部２と従動軸側フランジ部４とは同等のものを使用することができる。そして、原動軸側取り付け孔６ａ，６ｃ，６ｅと従動軸側開口部８ａ，８ｃ，８ｅとがそれぞれ対応して配置されており、原動軸側開口部６ｂ，６ｄ，６ｆと従動軸側取り付け孔８ｂ，８ｄ，８ｆとがそれぞれ対応して配置されている。

原動軸側フランジ部２の裏面（上記表面と反対側の端面）上には、周方向に沿って６つの同等な円弧形状の原動軸側板バネ部材１４ａｂ，１４ｂｃ，１４ｃｄ，１４ｄｅ，１４ｅｆ，１４ｆａが配置されている。これら原動軸側板バネ部材のそれぞれは、原動軸側フランジ部２の裏面に対して平行に配置され、両端に開口を有しており、隣接するものどうしが開口を合致させるようにして端部を重畳されている。原動軸側板バネ部材１４ａｂ，１４ｂｃ，１４ｃｄ，１４ｄｅ，１４ｅｆ，１４ｆａは、この順に周方向に配列されてリング状とされており、板バネ部材１４ｆａ，１４ａｂの重畳端部の開口が原動軸側取り付け孔６ａに対応して配置され、板バネ部材１４ａｂ，１４ｂｃの重畳端部の開口が原動軸側開口部６ｂに対応して配置され、板バネ部材１４ｂｃ，１４ｃｄの重畳端部の開口が原動軸側取り付け孔６ｃに対応して配置され、板バネ部材１４ｃｄ，１４ｄｅの重畳端部の開口が原動軸側開口部６ｄに対応して配置され、板バネ部材１４ｄｅ，１４ｅｆの重畳端部の開口が原動軸側取り付け孔６ｅに対応して配置され、板バネ部材１４ｅｆ，１４ｆａの重畳端部の開口が原動軸側開口部６ｆに対応して配置されている。

同様に、従動軸側フランジ部４の裏面（上記表面と反対側の端面）上には、周方向に沿って６つの同等な円弧形状の従動軸側板バネ部材１６ａｂ，１６ｂｃ，１６ｃｄ，１６ｄｅ，１６ｅｆ，１６ｆａが配置されている。これら従動軸側板バネ部材のそれぞれは、従動軸側フランジ部４の裏面に対して平行に配置され、両端に開口を有しており、隣接するものどうしが開口を合致させるようにして端部を重畳されている。従動軸側板バネ部材１６ａｂ，１６ｂｃ，１６ｃｄ，１６ｄｅ，１６ｅｆ，１６ｆａは、この順に周方向に配列されてリング状とされており、板バネ部材１６ｆａ，１６ａｂの重畳端部の開口が従動軸側開口部８ａに対応して配置され、板バネ部材１６ａｂ，１６ｂｃの重畳端部の開口が従動軸側取り付け孔８ｂに対応して配置され、板バネ部材１６ｂｃ，１６ｃｄの重畳端部の開口が従動軸側開口部８ｃに対応して配置され、板バネ部材１６ｃｄ，１６ｄｅの重畳端部の開口が従動軸側取り付け孔８ｄに対応して配置され、板バネ部材１６ｄｅ，１６ｅｆの重畳端部の開口が従動軸側開口部８ｅに対応して配置され、板バネ部材１６ｅｆ，１６ｆａの重畳端部の開口が従動軸側取り付け孔８ｆに対応して配置されている。

原動軸側取り付け孔６ａ，６ｃ，６ｅと従動軸側開口部８ａ，８ｃ，８ｅとをそれぞれ貫通するようにボルト（第１のボルト）１８ａ，１８ｃ，１８ｅが配置されている。該ボルト１８ａ，１８ｃ，１８ｅのそれぞれは、原動軸側フランジ部２と原動軸側板バネ部材との間に配置された原動軸側スペーサ（第１の原動軸側スペーサ）１０ａ，１０ｃ，１０ｅを貫通しており、更に原動軸側フランジ部２と従動軸側板バネ部材との間に配置され且つ従動軸側開口部８ａ，８ｃ，８ｅを余裕をもって貫通する従動軸側スペーサ（第２の従動軸側スペーサ）１２ａ，１２ｃ，１２ｅを貫通しており、ナット２０ａ，２０ｃ，２０ｅが適合されている。

同様に、原動軸側開口部６ｂ，６ｄ，６ｆと従動軸側取り付け孔８ｂ，８ｄ，８ｆとをそれぞれ貫通するようにボルト（第２のボルト）１８ｂ，１８ｄ，１８ｆが配置されている。該ボルト１８ｂ，１８ｄ，１８ｆのそれぞれは、従動軸側フランジ部４と従動軸側板バネ部材との間に配置された従動軸側スペーサ（第１の従動軸側スペーサ）１２ｂ，１２ｄ，１２ｆを貫通しており、更に従動軸側フランジ部４と原動軸側板バネ部材との間に配置され且つ原動軸側開口部６ｂ，６ｄ，６ｆを余裕をもって貫通する原動軸側スペーサ（第２の原動軸側スペーサ）１２ｂ，１２ｄ，１２ｆを貫通しており、ナット２０ｂ，２０ｄ，２０ｆが適合されている。

図示されている様に、原動軸側フランジ部２及び従動軸側フランジ部４に対する板バネ部材の取付けには、ワッシャが使用されている。

図３に示されているように、原動軸側取り付け孔６ａ，６ｃ，６ｅ及び従動軸側取り付け孔８ｂ，８ｄ，８ｆの内径はボルト１８ａ〜１８ｆの外径より僅かに大きい。一方、原動軸側開口部６ｂ，６ｄ，６ｆ及び従動軸側開口部８ａ，８ｃ，８ｅの内径はボルト１８ａ〜１８ｆの外径より十分に大きく更には第２の原動軸側スペーサ１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ及び第２の従動軸側スペーサ１２ａ，１２ｃ，１２ｅの外径より十分に大きい。

以上の様な本実施形態の軸継手は、図１に示される様な構成部材を組立てることにより容易に製造される。

尚、板バネ部材としては、１枚の板バネからなるものを用いてもよいし、複数の板バネを貼合わせてなるものを用いることもできる。また、伝達すべき回転力の大きさによっては、板バネ部材として金属製のものの他に軽量化に有利な強化プラスチック製のものを用いることもできる。

本実施形態において、原動軸側フランジ部２が回転すると、その回転力は、一方では原動軸側板バネ部材１４ａ〜１４ｆ及び第２のボルト１８ｂ，１８ｄ，１８ｆを介して従動軸側フランジ部４へと伝達され、他方では第１のボルト１８ａ，１８ｃ，１８ｅ及び従動軸側板バネ部材１６ａ〜１６ｆを介して従動軸側フランジ部４へと伝達される。このように、互いに異なる２種類の回転力伝達経路が存在するので、吸収される振動の周波数範囲を広範なものとすることが可能であるという利点が得られる。

各板バネ部材の曲げやねじれ等の変形に基づき、原動軸側フランジ部２と従動軸側フランジ部４との間では、相対的に、
・軸方向を中心とする回動、
・軸方向の移動、
・軸方向と直交する面内での移動、
・原動軸回転中心２’と従動軸回転中心４’とを傾ける様な回動、
がそれぞれ適宜の範囲内で可能である。

これにより、原動軸側フランジ部２と従動軸側フランジ部４との間の振動伝達を抑制して回転力を滑らかに伝達でき、原動軸側と従動軸側とで偏心、偏角または軸方向移動が発生しても吸収することができる。

尚、原動軸側フランジ部２と従動軸側フランジ部４との間隔は、作動中に生ずると予想される原動軸側フランジ部２と従動軸側フランジ部４との上記相対運動を妨げない様に設定されている。また、原動軸側開口部６ｂ，６ｄ，６ｆ及び従動軸側開口部８ａ，８ｃ，８ｅの内径の大きさは、作動中に生ずると予想される原動軸側フランジ部２と従動軸側フランジ部４との上記相対運動を妨げない様に余裕をもって設定されている。これら開口部の代わりに、フランジ部外方へと切欠いた切欠部を形成してもよい。

以上の実施形態においては、板バネ部材１４ａ〜１４ｆ，１６ａ〜１６ｆとしてただ１種類のものを使用すればよいので、構成部品の種類が少なくてすむ。そして、いずれかの板バネ部材が損傷した際には、該当する部分のボルトを抜くことで容易に交換でき、補修が簡単である。

本発明においては、原動軸側板バネ部材１４ａ〜１４ｆと従動軸側板バネ部材１６ａ〜１６ｆとで、バネ特性の異なるものを使用することも可能である。これによれば、吸収される振動の周波数範囲を更に広範なものとすることが可能であるという利点が得られる。

また、以上の実施形態においては、板バネ部材を原動軸側フランジ部２及び従動軸側フランジ部４の裏面側に取付けているので、原動軸側フランジ部２の表面と従動軸側フランジ部４の表面とを最小限の距離まで十分近接させて軸方向の寸法を小さくすることができ、コンパクト化が可能である。

以上の実施形態では原動軸側板バネ部材及び従動軸側板バネ部材の数を、それぞれ６としているが、板バネ部材の数はこれに限定されるものではなく４以上の２の倍数（例えば４，８，１０など）であれば同等の効果が得られる。

本発明による軸継手の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１の軸継手の組立て状態の斜視図である。 図１の軸継手の部分断面図である。

符号の説明

２ 原動軸側フランジ部
２’ 原動軸回転中心
４ 従動軸側フランジ部
４’ 従動軸回転中心
６ａ，６ｃ，６ｅ 原動軸側取り付け孔
６ｂ，６ｄ，６ｆ 原動軸側開口部
８ａ，８ｃ，８ｅ 従動軸側開口部
８ｂ，８ｄ，８ｆ 従動軸側取り付け孔
１０ａ，１０ｃ，１０ｅ 第１の原動軸側スペーサ
１０ｂ，１０ｄ，１０ｆ 第２の原動軸側スペーサ
１２ａ，１２ｃ，１２ｅ 第２の従動軸側スペーサ
１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ 第１の従動軸側スペーサ
１４ａｂ〜１４ｆａ 原動軸側板バネ部材
１６ａｂ〜１６ｆａ 従動軸側板バネ部材
１８ａ，１８ｃ，１８ｅ 第１のボルト
１８ｂ，１８ｄ，１８ｆ 第２のボルト
２０ａ〜２０ｆ ナット

Claims (4)

1. 原動軸側フランジ部と従動軸側フランジ部とが対向配置されており、
   前記原動軸側フランジ部の前記従動軸側フランジ部と対向する表面とは反対側の裏面上に４つ以上の２の倍数の原動軸側板バネ部材が周方向に沿って配列されており、
   前記原動軸側板バネ部材のそれぞれは、前記原動軸側フランジ部裏面に対し略平行となるように配置されており、周方向の第１端が隣接原動軸側板バネ部材の周方向の第１端に重畳されて接続され且つ前記原動軸側フランジ部に取付けられており、周方向の第２端が隣接原動軸側板バネ部材の周方向の第２端に重畳されて接続され且つ前記従動軸側フランジ部に取付けられており、
   前記原動軸側板バネ部材の第１端どうしの接続部に対応して前記原動軸側フランジ部には軸方向に貫通せる原動軸側取り付け孔が設けられており、前記原動軸側板バネ部材の第２端どうしの接続部に対応して前記原動軸側フランジ部には軸方向に貫通せる原動軸側開口部または原動軸側切欠部が設けられており、
   前記従動軸側フランジ部の前記原動軸側フランジ部と対向する表面とは反対側の裏面上に前記原動軸側板バネ部材と同数の従動軸側板バネ部材が周方向に沿って配列されており、
   前記従動軸側板バネ部材のそれぞれは、前記従動軸側フランジ部裏面に対し略平行となるように配置されており、周方向の第１端が隣接従動軸側板バネ部材の周方向の第１端に重畳されて接続され且つ前記従動軸側フランジ部に取付けられており、周方向の第２端が隣接従動軸側板バネ部材の周方向の第２端に重畳されて接続され且つ前記原動軸側フランジ部に取付けられており、
   前記従動軸側板バネ部材の第１端どうしの接続部に対応して前記従動軸側フランジ部には軸方向に貫通せる従動軸側取り付け孔が設けられており、前記従動軸側板バネ部材の第２端どうしの接続部に対応して前記従動軸側フランジ部には軸方向に貫通せる従動軸側開口部または従動軸側切欠部が設けられており、
   前記原動軸側板バネ部材の第１端と前記従動軸側板バネ部材の第２端とが対応して配置されており、これら原動軸側板バネ部材の第１端及び従動軸側板バネ部材の第２端の対応するもの同士の前記原動軸側フランジ部への取付けが前記原動軸側取り付け孔を貫通し且つ前記従動軸側開口部または従動軸側切欠部を余裕をもって貫通して延びる第１のボルトを用いたボルト止めによりなされており、
   前記従動軸側板バネ部材の第１端と前記原動軸側板バネ部材の第２端とが対応して配置されており、これら従動軸側板バネ部材の第１端及び原動軸側板バネ部材の第２端の対応するもの同士の前記従動軸側フランジ部への取付けが前記従動軸側取り付け孔を貫通し且つ前記原動軸側開口部または原動軸側切欠部を余裕をもって貫通して延びる第２のボルトを用いたボルト止めによりなされていることを特徴とする軸継手。
2. 前記原動軸側板バネ部材の第１端の前記原動軸側フランジ部に対する取付けは前記第１のボルトが貫通せる第１の原動軸側スペーサを介してなされており、前記原動軸側板バネ部材の第２端の前記従動軸側フランジ部に対する取付けは前記原動軸側開口部または原動軸側切欠部を余裕をもって貫通し且つ前記第２のボルトが貫通せる第２の原動軸側スペーサを介してなされており、前記従動軸側板バネ部材の第１端の前記従動軸側フランジ部に対する取付けは前記第２のボルトが貫通せる第１の従動軸側スペーサを介してなされており、前記従動軸側板バネ部材の第２端の前記原動軸側フランジ部に対する取付けは前記従動軸側開口部または従動軸側切欠部を余裕をもって貫通し且つ前記第１のボルトが貫通せる第２の従動軸側スペーサを介してなされていることを特徴とする、請求項１に記載の軸継手。
3. 前記原動軸側板バネ部材のそれぞれと前記従動軸側板バネ部材のそれぞれとが同等のバネ特性を持っていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の軸継手。
4. 前記原動軸側板バネ部材のそれぞれと前記従動軸側板バネ部材のそれぞれとが互いに異なるバネ特性を持っていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の軸継手。
   

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