JP4114056B2

JP4114056B2 - 弾性継手

Info

Publication number: JP4114056B2
Application number: JP2002551299A
Authority: JP
Inventors: 孝良高津佐
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: DE60124763T2; EP1344954A4; US20040037630A1; EP1344954B1; EP1344954A1; DE60124763D1; WO2002050441A1; US6899629B2; JPWO2002050441A1; AU2002225347A1

Description

本発明は、自動車駆動系のフレキシブルジョイント等として用いられる弾性継手に関するものである。

従来から、図６に示すように、自動車の回転駆動系における駆動側ヨークに接続される接続素子５２および従動側ヨークに接続される接続素子５３を円周上交互に配置するとともに、互いに隣り合う接続素子５２，５３毎にコード５４，５５を帯状に巻き付け、これらの接続素子５２，５３およびコード５４，５５をゴム等の弾性材５６によって被覆した弾性継手５１が知られている（例えば、特公平７−３３８５２号公報参照）。

しかしながら、この従来の弾性継手５１においては、そのコード５４，５５として、図７に示すような１５００ｔｅｘ程度の単糸５７を２本撚り合わせた双糸（合計約３０００ｔｅｘ）が使用されている。この双糸は、上撚り数および下撚り数とも３０〜４０回／１０ｃｍ程度のものであり、このような双糸の状態でのコード５４，５５の太さはφ０．７ｍｍ程度であり、その断面形状は実質円形断面である。

したがって、このような太さおよび断面形状よりなるコード５４，５５を接続素子５２，５３の外周に幾重にも巻き付けると、図８に示すように、コード５４，５５間に微小な隙間５８が形成されるとともに、正確な送り量（ピッチ）で巻き付けなければ部分的に巻き太りが発生し易く、よって巻き付け時にコード５４，５５の位置ずれ（矢印Ｃ）が発生し易い状態となってしまう。

そして、このような状態のものをそのまま使用すると、トルク伝達時にコード５４，５５に加わる張力によって特定の巻き部位が内周側に食い込んでくるために（矢印Ｄ）、外周側の巻き部位に弛みが発生するとともに内周側と外周側とで張力の大きさにバラツキが発生し、よってこれを原因として、コード５４，５５の耐久性が低下してしまうことがある。また、接続素子５２，５３に巻き付けられたコード５４，５５のうち、接続素子５２，５３のボビンに接触している内周部位には弛みが発生しないために、早期に切断が発生し、徐々に切断箇所が外周側に広がって、破損に至ることがある。

また、従来は、上記したように単糸（＝フィラメントの束）を撚ったもの同士を更に撚り合わせた双糸を用いているために、各フィラメントがトルク伝達方向に対して比較的大きな角度をもって配置されている。しかしながら、各フィラメントはトルク伝達方向に対し平行に配置された状態で力を加えられる方がその強度上好ましく、トルク伝達率も向上するものである。この点に関し上記従来の双糸の場合は、これが巻き付けられた場合に、各双糸間で重ね合わさったフィラメント同士が角度をもって擦れることになるために、フィラメントの強度が低下し、その耐久性が低下することが考えられる。

特公平７−３３８５２号公報

本発明は以上の点に鑑みて、接続素子に巻き付けられるコードの耐久性を向上させることができ、しかもコード巻き付け部の大きさを小型化することが可能な弾性継手を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による弾性継手は、駆動側ヨークに接続される接続素子および従動側ヨークに接続される接続素子を円周上交互に配置するとともに、互いに隣り合う接続素子毎にコードを帯状に巻き付け、前記接続素子およびコードを弾性材により被覆した弾性継手において、前記コードとして、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維または炭素繊維よりなるフィラメントの束であり、撚り数は１０回／１０ｃｍ以下であり、断面形状は非円形であり不均一断面形状である単糸を用いることを特徴とするものである。

１本の単糸よりなるとともに撚り数がゼロまたは少ないコードの断面形状は一様な形状とならないために、これを接続素子に巻き付けても、コード間には隙間が発生しにくく、また巻き付け時に引っ掛かりが発生しないために、部分的な巻き太りも発生しにくい。したがって、コードが従来に比べて緻密に巻き付けられるために、巻き付け時の位置ずれやトルク伝達時の食い込みによる弛みが発生しにくくなり、コード全体に均一な張力が加わることになる。

また、同じくコードが従来に比べて緻密に巻き付けられるために、同一回数巻き付けた場合の占有断面積が減少する。

そして、これらの作用を奏することが可能なコードは、本願発明者らによる鋭意研究の結果、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維または炭素繊維よりなるフィラメントの束であり、撚り数は１０回／１０ｃｍ以下であり、断面形状は非円形である単糸であることが判明した。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、上記構成を備えた本発明の弾性継手においては、上記構成によって従来よりも緻密にコードが巻き付けられるために、巻き付け時の位置ずれやトルク伝達時の食い込みによる弛みが発生しにくくなり、コード全体に均一な張力が加わることになる。したがって、コードが破断しにくくなり、これによりコードの耐久性を向上させることができる。

また、同じく上記構成によって従来よりも緻密にコードが巻き付けられるために、同一回数巻き付けた場合の占有断面積が減少する。したがって、コード巻き付け部の大きさを小型化することができる。

また、本願発明の場合、撚り数がゼロまたは少ないために、フィラメント同士が大きな角度をもって接触するのを防ぐことができ、よってフィラメントの強度を向上させ、耐久性を向上させることができる。また、トルク伝達方向に対して平行に近い状態で各フィラメントが配置されるために、この点からもフィラメントの強度を向上させ、耐久性を向上させることができ、トルク伝達率を向上させることもできる。

尚、本件提案には、以下の技術的事項が含まれる。

すなわち、本件出願が提案する一の弾性継手は、上記目的を達成するために駆動側および従動側ヨークとそれぞれに接続される接続素子（シャフトとボビン）を円周上に等間隔で配置するとともに、隣り合う各接続素子同士にコードを帯状に巻き付け、これらを弾性材（ゴム等）で被った構造の弾性継手において、コードを単糸にて撚り数を１０回／１０ｃｍ以下としたものである。

また、弾性継手に使用されるコードを自動車用タイヤの補強コードとの比較で論じると、以下のようになる。

すなわち、従来、弾性継手に使用されるコードは自動車用タイヤの補強コードと同種のものが採用されているが、タイヤの場合には扁平に巻き付けられるために、弾性継手のような問題は発生しない。また、大きな変形を受けるタイヤの場合には、破断伸びを大きくして耐久性を向上させる方法として、撚り数を多くするのが有効であるが、弾性継手のように巻き付け段数が多い場合には撚り数が多いと逆効果になる。

また、コード（単糸）は一般にその直径（線径）を例えば約０．７ｍｍに形成するために約３００〜６００本程度のフィラメントを束ねるので、例えば約６００本のフィラメントを束ねる場合には、フィラメントの直径（線径）は約０．０２８ｍｍとなる。コード（単糸）の材質としては、ナイロン、ポリエステル、アラミド繊維、炭素繊維などが考えられる。

また、本願発明の場合、単糸は基本的に撚り数ゼロであるが、その取扱いの関係で撚り数０〜５回／１０ｃｍ程度のものが良い。５回／１０ｃｍ程度がほつれを防止できて扱い易く、１０回／１０ｃｍ程度を越えると単糸を巻き付けた状態で、フィラメントが互いに交差して接触する部分が多くなり、フィラメント同士が擦れて切断する可能性がある。１５回／１０ｃｍを越えると、その頻度が更に高くなるため、好ましくない。

本願発明の場合、撚り数が少ないため、フィラメント同士が大きな角度をもって接触するのを防ぐことができ、耐久性が向上するとともに、トルク伝達方向に対して平行に近い状態で各フィラメントが配置されるために、耐久性が向上し、トルク伝達率も向上する。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係る弾性継手１の正面図であり、そのＡ−Ｏ−Ａ線断面図が図２に示されている。また、図３は、図２の要部を拡大模式化して示している。

この図１ないし図３に示すように、当該実施例に係る弾性継手１は、自動車の回転駆動系における駆動側ヨークに接続される接続素子２および従動側ヨークに接続される接続素子３を円周上交互に配置するとともに、互いに隣り合う接続素子２，３毎にコード４，５を帯状に巻き付け、これらの接続素子２，３およびコード４，５をゴム等の弾性材６によって被覆したものであって、更に以下のように構成されている。

すなわち先ず、上記接続素子２，３はそれぞれ、ヨークとの接続のための接続ボルトを差し込むことができるように円筒状に形成されたシャフト７と、このシャフト７の外周側に嵌合されたスリーブ９と、このスリーブ９の更に外周側に嵌合された軸方向一対のカラー１０，１１とを備えており、このうちのスリーブ９および一対のカラー１０，１１によって、外周にコード４，５を巻き付けるボビン８が形成されている。カラー１０，１１はそれぞれ、外周側を開放した断面略コ字状に形成されており、このような形状の一対のカラー１０，１１が軸方向に所定の間隔を開けて配置されることによって、各カラー１０，１１のフランジ部１０ａ，１１ａによって仕切られた３つの溝状空間１２，１３，１４が形成されており、この３つの溝状空間１２，１３，１４のうちの中央の溝状空間１２に、円周上一方の隣りの接続素子との間に架け渡される駆動側コード４が巻き付けられるとともに、左右両側の溝状空間１３，１４にそれぞれ、円周上他方の隣りの接続素子との間に架け渡される被駆動側コード５が巻き付けられている。

そして、当該実施例においては、この駆動側コード４および被駆動側コード５がそれぞれ、ポリエステル繊維等を成形材料として、従来よりも撚り数の少ないコードによって形成されており、具体的には図４に示すようなフィラメントを束ねた単糸、しかも撚り数１０回／１０ｃｍ以下の単糸１５によって形成されている。これらのコード４，５は何れも、その断面形状が、巻き付け時の位置ずれやトルク伝達時の食い込みによる弛みが発生しにくい不特定断面形状（非円形断面形状）であり、また巻き付け時の位置ずれやトルク伝達時の食い込みによる弛みが発生しにくい不均一断面形状である。また、コード４，５の撚り数の下限値は、零でも良いが、ほつれない程度の５回／１０ｃｍ程度が好適である。

したがって、このような構成ないし形状のコード４，５を接続素子２，３に巻き付けると、従来よりも緻密にコード４，５が巻き付けられるために、巻き付け時の位置ずれやトルク伝達時の食い込みによる弛みが発生しにくくなり、コード４，５全体に均一な張力が加わる。したがって、コード４，５が破断しにくくなり、これによりコード４，５の耐久性を向上させることができる。比較試験の結果は、図５に示すとおりである。

また、同じく従来よりも緻密にコード４，５が巻き付けられるために、同一回数巻き付けた場合の占有断面積が減少する。したがって、コード巻き付け部の大きさを小型化することができる。

本発明の実施例に係る弾性継手の正面図図１におけるＡ−Ｏ−Ａ線断面図図２の要部を模式化して示す拡大図同弾性継手に用いられるコードの一部拡大図コード耐久比較試験の結果を示すグラフ図従来例に係る弾性継手の断面図同弾性継手に用いられるコードの一部拡大図同弾性継手における不具合を示す説明図

符号の説明

１弾性継手
２，３接続素子
４，５コード
６弾性材
７シャフト
８ボビン
９スリーブ
１０，１１カラー
１０ａ，１１ａフランジ部
１２，１３，１４溝状空間

Claims

駆動側ヨークに接続される接続素子（２）および従動側ヨークに接続される接続素子（３）を円周上交互に配置するとともに、互いに隣り合う接続素子（２）（３）毎にコード（４）（５）を帯状に巻き付け、前記接続素子（２）（３）およびコード（４）（５）を弾性材（６）により被覆した弾性継手（１）において、
前記コード（４）（５）として、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維または炭素繊維よりなるフィラメントの束であり、撚り数は１０回／１０ｃｍ以下であり、断面形状は非円形であり不均一断面形状である単糸を用いることを特徴とする弾性継手。