JP4359102B2

JP4359102B2 - たわみ軸継手

Info

Publication number: JP4359102B2
Application number: JP2003296031A
Authority: JP
Inventors: 一一福田
Original assignee: 湘洋技研工業株式会社
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: JP2005061591A

Description

この発明はたわみ軸継手、主として一方向回転の高速伝動系で使用されるたわみ軸継手に関する。この発明のたわみ軸継手は、ポンプ、タービン、製紙機械、印刷機械、工作機械、車両などに使用される。

この出願の発明者は従来のディスク型たわみ継手が有する、外径に対し伝達トルクが小さい、締結ボルトの支持が不安定である、板ばねは偏角が大きいと疲労破損を起こし、曲げ応力は１回転中の角度位置により変化する、板ばねの反りにより使用中にボルトが緩む、半径方向のばね定数が小さいので振回り振動が発生しやすい、などの問題点を解決したたわみ軸継手を開発した（特許文献１参照）。
特開２０００−２４９１５９号公報（第３−４頁、図１−４）

上記たわみ継手は板ばねの先端部のトルク伝達部をボルトで締結しているので、トルク伝達部の周方向の長さはボルトを支持するために強度的に大きくならざるを得なかった。このために、板ばねの有効長さが短くなり、偏角および軸方向変位の許容量に改良の余地があった。また、伝動軸が１００００ｒｐｍ以上の高速回転になると、ボルトが緩み、継手が破損するおそれがあった。

この発明は上記従来のディスク型たわみ軸継手の欠点を改善したもので、偏角および軸方向変位の調整量が大きく、継手破損のおそれがない高信頼性のたわみ軸継手を提供することを課題としている。

第１発明のたわみ軸継手は、伝動軸が連結される円筒状のハブ本体を有する第１ハブおよび第２ハブ、ならびに第１ハブおよび第２ハブにそれぞれ形成された複数の円弧状の第１板ばねおよび第２板ばねからなるトルク伝達部を備え、前記第１板ばねおよび第２板ばねは軸方向に間隙をおき相対するとともに径方向に間隙をおいて周方向に沿って互いに逆方向に延びており、各板ばねの後端部が隣り合う板ばねの先端部と周方向に間隙をおくとともに前記ハブ本体から径方向に突出するばね支持部につながっているたわみ軸継手において、前記第１板ばねと第２板ばねとの先端部がこれら先端部の間のばね連結部を介して一体としてつながっており、第１板ばねおよび第２板ばねは周方向の圧縮荷重が危険荷重を超えたときに相対する内面が接触して互いに荷重を支え、継手全体が機械加工で作製され、一体に形成されている。

上記たわみ軸継手において、前記駆動側ハブ本体および被動側ハブ本体の先端部に前記板ばねの軸方向の変形を規制する座屈防止リングが焼きばめする、または前記駆動側ハブ本体および被動側ハブ本体の先端部に前記板ばねの軸方向の変形を規制する板ばねと同形状の座屈防止板がハブ本体と一体に設けるようにしてもよい。これにより、板ばねの軸方向の過大な変形を防止され、板ばねの座屈が防がれる。

第２発明のたわみ軸継手は、伝動軸が連結される円筒状のハブ本体を有する第１ハブおよび第２ハブ、ならびに第１ハブおよび第２ハブにそれぞれ形成された複数の円弧状の第１板ばねおよび第２板ばねからなるトルク伝達部をそれぞれ備えた第１継手本体および第２継手本体とからなり、継手本体どうしがボルトで連結されたたわみ軸継手であって、前記第１板ばねおよび第２板ばねは軸方向に間隙をおき相対するとともに径方向に間隙をおいて周方向に沿って互いに逆方向に延びており、各板ばねの後端部が隣り合う板ばねの先端部と周方向に間隙をおくとともに前記ハブ本体から径方向に突出するばね支持部につながっており、前記第１板ばねと第２板ばねとの先端部がこれら先端部の間のばね連結部を介して一体としてつながっており、第１板ばねおよび第２板ばねは周方向の圧縮荷重が危険荷重を超えたときに相対する内面が接触して互いに荷重を支え、前記第１継手本体および第２継手本体の全体がそれぞれ機械加工で作製され、一体に形成されている。

第３発明のたわみ軸継手は、前記第１発明のたわみ軸継手からなる複数の継手ユニットを中間軸を介して連結したものである。

第４発明のたわみ軸継手は、先端部にフランジを有する第１軸および第２軸、ならびに第１軸および第２軸のフランジにそれぞれ支持された第１板ばねおよび第２板ばねを有する前記第１発明のトルク伝達部からなる第１継手ユニットと、前記第１発明のたわみ軸継手からなる第２継手ユニットおよび第３継手ユニットと、先端部にフランジを有する第１軸および第２軸、ならびに第１軸および第２軸のフランジに支持された第１板ばねおよび第２板ばねを有する請求項１記載のトルク伝達部からなる第４継手ユニットと、前記第２継手ユニットの第２ハブおよび第３継手ユニットの第２ハブとを連結する中間軸と、第１継手ユニットおよび第４継手ユニットの第１軸にそれぞれ連結された第１フランジ継手および第２フランジ継手とからなり、前記第１継手ユニットおよび第２継手ユニットの全体がそれぞれ機械加工で作製され、一体に形成されている。

第５発明のたわみ軸継手は、先端部にフランジを有する第１ハブ、ならびに第２ハブ、第３ハブおよび第４ハブを備え、請求項１記載のトルク伝達部により隣り合うハブどうしが連結された第１継手ユニットおよび第２継手ユニットと、第１継手ユニットの第４ハブおよび第２継手ユニットの第４ハブとを連結する中間軸と、第１継手ユニットおよび第２継手ユニットの第１ハブにそれぞれ連結された第１フランジ継手および第２フランジ継手とからなり、前記第１継手ユニットおよび第２継手ユニットの全体がそれぞれ機械加工で作製され、一体に形成されている。

上記第１発明のたわみ軸継手は、トルク伝達時に、第１板ばねおよび第２板ばねに周方向に沿った引張力が加わるように、板ばねの向きが、つまり使用時の回転方向（正回転方向）が決まっている。正常運転時では、正回転方向にトルクが作用するように、たわみ軸継手は使用される。正回転方向にトルクが加わると、トルクは相対する板ばねとばね連結部とを経て、一方のハブから他方のハブへ伝達される。

相対する第１板ばねと第２板ばねとの間の間隙により、第１板ばねおよび第２板ばねは軸方向に弾性変形することができる。たわみ軸継手の偏角および軸方向変位は、主として板ばねが軸方向に弾性変形して調整される。伝動軸間の偏心は、両板ばねの径方向の弾性変形で調整されるが、構造上調整量は偏角に比較して小さい。逆方向回転時、両板ばねには圧縮力が作用し、軸心の調整作用は正方向回転時と同様である。圧縮力が危険荷重を超えると、相対する板ばねどうしが接触して座屈を防止する。

上記たわみ軸継手は、前述のように継手全体が一体に形成されている。したがって、たわみ軸継手はコンパクトとなり、部品も少ない。慣性モーメントが小さいので、高速回転が可能である。また、ボルトを使用していないので、ボルトの緩みによる継手の破損は生じない。さらに、締結ボルトがないので、ばね支持部の周方向の長さおよび相対する板ばね間の間隙を小さくすることができる。この結果、板ばねの有効長さが長くなり、偏角および軸方向変位の調整量が大きくなるとともに、相対する板ばねが軸方向に大きく変形した場合に、板ばねどうしが接触して板ばねの座屈が防止される。更に高い回転速度に耐える。

第２発明のたわみ軸継手は主として電車駆動用のたわみ軸継手で、２組のトルク伝達部を備えている。第２発明のたわみ軸継手は、第１発明のものに比べて軸心の大きな平行変位を調整することができる。

第３発明のたわみ軸継手では、２組のトルク伝達部を備えているので、第１発明のものに比べて２倍の軸方向変位および偏角を調整することができる。また、偏角の調整により、中間軸が斜交して第１ハブおよび第２ハブ間の平行変位を調整することができる。平行変位の大きさは、中間軸の長さに比例する。

第４発明のたわみ軸継手は、４組のトルク伝達部により偏角および軸方向変位を調整することができるので、第３発明より更に大きな調整量を得ることができる。

第５発明のたわみ軸継手は、トルク伝達部の数に比例して６組のトルク伝達部により偏角および軸方向変位を調整することができるので、第３発明のたわみ軸継手より更に大きな調整量を得ることができる。

図１〜６は、第１発明の第１の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。
たわみ軸継手１０は、主として第１ハブ１１、第２ハブ１６およびトルク伝達部２０からなっている。

第１ハブ１１は、円筒状の第１ハブ本体１２を備えている。第１ハブ本体１２の軸穴１３に一方の伝動軸が挿入され、キー（いずれも図示しない）で固定される。第２ハブ１６は上記第１ハブ１１と同様の構造をしており、軸穴１８に他方の伝動軸が連結される円筒状の第２ハブ本体１７を備えている。

トルク伝達部２０は、第１板ばね２１a、２１bと第２板ばね２５ａ、２５b
とを備えている。第１ハブ本体１２の一端部には、外周に沿って時計方向（図３参照）に延びる、２枚の円弧状の第１板ばね２１a、２１bが円周方向に間隙ａをおいて設けられている。第１板ばね２１a、２１bの後端部２３a、２３bは、それぞれ第１ハブ本体１２から径方向に突出するばね支持部１４a、１４bと一体となっている。第１ハブ本体１２と第１板ばね２１a、２１bの間に、径方向の間隙ｂが設けられている。

第２ハブ１６および第２板ばね２５a、２５bは、それぞれ第１ハブ１１および第１板ばね２１a、２１bと形状、寸法が同じである。第１板ばね２１aの先端部２２aと第２板ばね２５aの先端部２６aとが、また第１板ばね２１bの先端部２２bと第２板ばね２５bの先端部２６bとが、それぞればね連結部２９a、２９bを介してつながっている。したがって、第１ハブ１１と第２ハブ１６とは、トルク伝達部２０を介してつながり一体となっている。たわみ軸継手１０を側面（例えば図２の左側）から見ると、第１板ばね２１aと第２板ばね２５aとはばね連結部２９aを中心に、第１板ばね２１bと第２板ばね２５bとはばね連結部２９bを中心にそれぞれ互いに周方向に逆向きに延びている。したがって、第１板ばね２１aと第２板ばね２５bとが、第１板ばね２１bと第２板ばね２５aとがそれぞれ相対している（図６参照）。

ばね連結部２９の軸方向長さは板ばね厚の２倍程度あるので、第１板ばね２１と第２板ばね２５の間に間隙ｃが生じる。この間隙ｃにより、偏角および軸方向変位を調整する際に板ばね２１、２５は自由に弾性変形することができる。板ばね２１、２５の弾性変形による軸心調整量は、ばね連結部２９からばね支持部１４に至る合計の板ばねの有効長さにより決定される。１組の板ばね２１a、２１bまたは２５a、２５bの有効長さの和は、締付けボルトがないので、板ばねの中心の円周のほぼ１／１．２５の長さとなる。この結果、この発明のたわみ軸継手の上記有効長さの和は従来のものの１．７２倍以上となり、それだけ大きなたわみを得ることができる。

たわみ軸継手は、ばねの作用が十分に行われるような材料を選択し、熱処理する必要がある。たわみ軸継手は一部が板ばねとして作用するので、ＪＩＳばね用鋼材のＳＵＰ−９、ＳＵＰ−１０などのばね材を用いることがの望ましい。これらばね材料に近い性能をコスト安で製作するには、ＳＣＭ−４１５などの浸炭材を使用し、板ばね部を浸炭焼入れして、Ｈs ５５〜６５程度に熱処理すると、ＳＵＳ材と同程度の性能は十分に可能である。また、たわみ軸継手は１個のブロック材から機械加工（フライス削り、旋削、中ぐり、穴あけなど）により、全体を一体として形成する。

上記のように構成された第１発明のたわみ軸継手１０は次のように作用する。
例えば、トルクが図３に示すように反時計方向に加わるように、伝動軸が第１ハブ１１に接続されているとする。トルクは、第１ハブ１１から第１板ばね２１、ばね連結部２９、第２板ばね２５を順次経て第２ハブ１６に伝達される。このとき、第１板ばね２１および第２板ばね２５には、周方向に沿った引張力が作用する。たわみ軸継手１０では、２枚×２組の４枚の板ばねでトルクを伝達する。

伝動軸間の軸心のずれは、次のようにして調整される。軸方向変位は、伝動軸が伸張・圧縮いずれの方向に変位しても、第１板ばね２１および第２板ばね２５が軸方向に一様にたわんで調整される。偏角は、たわみ軸継手の回転位置によって変形量が異なるが、主として板ばね２１、２５の軸方向のたわみとわずかなねじれ変形を伴った弾性変形により調整される。偏心は軸方向変位および偏角に比較すると極めて調整量は小さいが、板ばね２１、２５の径方向のたわみにより調整される。

回転速度制御を行う場合、急ブレーキなどでたわみ軸継手１０にトルクが逆方向に作用することがある。このような場合、板ばね２１、２５は周方向に沿って圧縮力を受け、圧縮力が危険荷重を超えると、板ばね２１、２５が座屈するおそれがある。板ばね２１、２５が圧縮力で座屈により内側にたわんだ場合、第１板ばね２１および第２板ばね２５の内面側が接触しあって互いに荷重を支え、板ばね２１、２５の座屈が防れる。

なお、上記実施の形態では、第１板ばねおよび第２板ばねの数はそれぞれ２枚であったが、２枚に限られるものではない。伝達トルクの大きさにもよるが、板ばねの数は３〜６枚であってもよい。

図７および図８は、第１発明の第２の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。図１〜図６に示すたわみ軸継手の部材と同様の部材には同一の参照符号を付け、その詳細な説明は省略する。

たわみ軸継手３０は、第１の実施の形態のものとほぼ同じの第１ハブ１１、第２ハブ１６およびトルク伝達部２０、ならびに座屈防止リング３１を備えている。第１ハブ本体１２および第２ハブ本体１６は、先端部は直径がやや大きくなっている。この先端部に断面がＬ字形の座屈防止リング３１が、板ばね２１、２５に近接して固着されている。座屈防止リング３１の基部３２は、板ばね２１、２５の間隙ｂに向かい合っている。固着には、焼きばめまたは冷やしばめが用いられる。

板ばね２１、２５が圧縮力で外側に変形した場合、板ばね２１、２５の外側面がこれに相対する座屈防止リング３１の内側面に接触し、板ばね２１、２５の変形が抑えられ、板ばね２１、２５の座屈が防止される。また、たわみ軸継手全体が一体となっているので、第１の実施の形態と同様で、偏角および軸方向変位の調整量ならびに伝達トルクの大きさはまったく同一である。このたわみ軸継手３０は、正・逆転の多い用途に用いられる。

図９および図１０は、第１発明の第３の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。この実施の形態は第２の実施の形態と同様に板ばねの座屈を防止する。第３の実施の形態では、座屈防止リングに代えてハブ本体と一体になった板ばねと同形状の座屈防止板で板ばねの座屈を防止する。

たわみ軸継手３５は、主として第１ハブ１１、第２ハブ１６、トルク伝達部２０および座屈防止板３６からなっている。座屈防止板３６は板ばね２１、２５と同じ形状、長さの円弧状をしている。座屈防止板３６の厚み（継手軸方向の長さ）は、ハブ本体１２、１６の長さよりわずかに短い。

上記のように構成されたたわみ軸継手は、座屈防止板３６の厚みがトルク伝達部２０の厚みより大きいので、剛性が高く、前記座屈防止リング３１に比べて大きな板ばね２１、２５の変形を防ぎ、板ばね２１、２５の座屈を防止することができる。また、たわみ軸継手全体が一体となっているので、第１の実施の形態と同様で、偏角および軸方向変位の調整量ならびに伝達トルクの大きさはまったく同一である。このたわみ軸継手３５も、正・逆転の多い用途に用いられる。

図１１および図１２は、第１発明の第４の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。
たわみ軸継手４０は、主として第１ハブ４１、第２ハブ４３、およびトルク伝達部４６からなっている。たわみ軸継手４０の構成は実質的に第１の実施の形態のものと同じであるが、トルク伝達部４６の第１板ばね４７は３枚の板ばね４７a、４７b、４７cからなり、第２板ばね４８も３枚の板ばね４８a、４８b、４８cからなっている。板ばね４７、４８をそれぞれ３枚の板ばねで構成すると、板ばね４７、４８の有効長さは短くなるが、このたわみ軸継手４０では、従来のたわみ軸継手が用いたボルト締結部を設けていない。したがって、前述のように従来のたわみ軸継手に比べて大きいな偏角および軸方向変位を調整することができる。この実施の形態のたわみ軸継手は、偏角および軸方向変位に対し比較的大きなトルクの伝達に適している。

図１３、１４および１５は、第２発明の１実施の形態であるたわみ軸継手を示している。上記第１発明の実施の形態では、いずれもトルク伝達部は１組であったが、第２発明では２組のトルク伝達部を備えている。たわみ軸継手５０は、第１継手ユニット５１および第２継手ユニット７１とから構成されている。各継手ユニット５１、７１は、それぞれ第１ハブ５２、７２、第２ハブ５８、７８およびトルク伝達部６４、８４からなっている。

第１継手ユニット５１の第１ハブ本体５３は、小径部５４が前方（図１３で右方）に向かって突出しており、小径部５４はテーパー付きの軸穴５５が設けられている。第２ハブ本体５９は、先端寄りが大径部６１となっており、大径部６１に連結フランジ６２が設けられている。トルク伝達部６４は、第１ハブ本体５３の中央部から径方向に延びる第１板ばね６５および第２ハブ本体５９の後端部から径方向に延びる板ばね６７からなっている。第１ハブ本体５３の小径部５４の先端は第２ハブ本体５９の後端部の貫通穴６０に隙間をもって入り込んでいる。第１板ばね６５および第２板ばね６７の変形より、第１ハブ５２と第２ハブ５８とは互に傾斜可能である。

第２継手ユニット７１は第１継手ユニット５１と同様の構造をしており、それぞれ第１ハブ７２、第２ハブ７８およびトルク伝達部８４からなっている。第１継手ユニット５１と第２継手ユニット７１とは連結フランジ６２、８２でボルト８９で連結されている。両継手ユニット５１、７１が連結された状態で、第１継手ユニット５１の板ばね６５、６７と第２継手ユニット７１の板ばね８５、８７とは、回転中のバランスをとるために互いに周方向に９０゜ずれている。

上記のように構成されたたわみ軸継手５０は２組の継手ユニット５１、７１を備えているので、前記第１発明の実施の形態のものに比べて軸心の大きな平行変位を調整することができる。さらに、たわみ軸継手５０は面間寸法（端面から端面までの距離）が小さいので、狭い場所、例えば電気車のモーターと減速機との間に設置されるたわみ軸継手として適している。

以下に説明する第３発明は、図１に示すたわみ軸継手またはこれに類似のたわみ軸継手を継手ユニットとし、複数の継手ユニットを中間軸を介して連結したたわみ軸継手にかかわるものである。

図１６は、第３発明の第１の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。
たわみ軸継手９０は、主として第１継手ユニット９１、第２継手ユニット１０１および中間軸１０９からなっている。第１継手ユニット９１および第２継手ユニット１０１は、第１の発明のたわみ軸継手１０と同じ構造となっている。すなわち、第１継手ユニット９１および第２継手ユニット１０１は、それぞれ第１ハブ９２、１０２、第２ハブ９４、１０４およびトルク伝達部９７、１０７からなっている。第１継手ユニット９１の第１ハブ９２の軸穴９３および第２継手ユニット１０１の第１ハブ１０２の軸穴１０３には、それぞれ伝動軸（図示しない）が挿入され、キーで固定される。また、第１継手ユニット９１の第２ハブ９４の軸穴９５には中間軸１０９の一端が、また第２継手ユニット１０１の第２ハブ１０４の軸穴１０５には中間軸１０９の他端が挿入され、キーで固定される。

上記たわみ軸継手９０は、第１継手ユニット９１の第１ハブ９２と第２継手ユニット１０１の第１ハブとの面間距離が大きいために、長いスペーサーを要する場合に用いられる。また、このたわみ軸継手９０は２組の継手ユニット９１、１０１を備えているため、例えば図１に示すたわみ軸継手１０のほぼ２倍の軸方向変位を調整することができる。また、交差角が比較的小さい（例えば、５゜以下）場合、継手ユニット９１、１０１の板ばねの変形により交差する伝動軸を連結することが可能である。また、軸方向変位が比較的小さい（例えば、５mm以下）場合、板ばねの軸方向の変形成分により、軸方向変位を調整することができ、スプラインは不要である。

図１７は、第３発明の第２の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。図１６に示す部材と同様の部材には同じ参照符号を付け、詳細な説明は省略する。

たわみ軸継手１１０は、主として第１継手ユニット９１、第２継手ユニット１０１および中間軸１１２からなっている。中間軸１１２は鋼管１１３の両端部に、連結部材１１４、１１５が溶接で取り付けられている。中間軸１１２の一方の連結部材１１４は第１継手ユニット９１の第２ハブ９４に、また他方の連結部材１１５は第２継手ユニット１０１の第２ハブ１０４にそれぞれキーで連結されている。

上記のように構成されたたわみ軸継手１１０は、図１６のたわみ軸継手９０と同様に作用する。しかし、たわみ軸継手１１０は中間軸１１２の大部分が鋼管１１３で作られており、慣性モーメントおよび質量が小さいので、長い面間距離を要するするたわみ軸継手に適している。

図１８は、第３発明の第３の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。図１６に示す部材と同様の部材には同じ参照符号を付け、詳細な説明は省略する。

たわみ軸継手１２０は、第１継手ユニット９１、第２継手ユニット１０１、フランジ継手１２１、および中間軸１２７、１２８からなっている。第１継手ユニット９１の第２ハブ９４とフランジ継手１２１の第１ハブ１２２とが中間軸１２７により連結されており、第２継手ユニット１０１の第２ハブ１０４とフランジ継手１２１の第２ハブ１２４とが中間軸１２８により連結されている。フランジ継手１２１の第１フランジ１２３および第２フランジ１２５がボルト１２６で連結されている。

たわみ軸継手１２０は、ボルト１２６を取り外すことにより、第１継手ユニット９１と第２継手ユニット１０１とを切り離すことができる。たわみ軸継手１２０は、機械設備のメンテナンスなどの際、第１継手ユニット９１と第２継手ユニット１０１とを切り離す必要のある伝動系に用いられる。

図１９は、第３発明の第４の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。
たわみ軸継手１３０は、第１継手ユニット１３１、第２継手ユニット１４１、中間軸１５０、第１フランジ継手１５１、および第２フランジ継手１５５とからなっている。第１継手ユニット１３１および第２継手ユニット１４１は、それぞれ第１ハブ１３２、１４２、第２ハブ１３５、１４５およびトルク伝達部１３７、１４７とからなっている。第１継手ユニット１３１の第１ハブ１３２は、ハブ本体１３３の後端部がフランジ１３４となっており、先端部からはトルク伝達部１３７の第１板ばね１３８が径方向に延びている。第２ハブ１３５は、ハブ本体１３６の後端部に鋼管製の中間軸１５０が溶接されている。第２継手ユニット１４１も第１継手ユニット１３１と同じ構成となっている。両継手ユニット１３１、１４１は中間軸１５０を介して連結され、一体となっている。

両継手ユニット１３１、１４１において、ハブ本体１３３、１３６、１４３、１４６と板ばね１３８、１３９、１４８、１４９との間の径方向の間隙ｂは、軸方向に対し傾斜するように加工されている。このように加工すると、フランジ１３４と第１板ばね１３８、およびフランジ１４４と第１板ばね１４８との間隔が狭くなり、たわみ軸継手１３０がコンパクトになる。この結果、質量および慣性モーメントを小さくすることができる。

第１継手ユニット１３１のフランジ１３４と第１フランジ継手１５１のフランジ１５４とが、また第２継手ユニット１４１のフランジ１４３と第２フランジ継手１５５のフランジ１４４と第２フランジ継手１５５のフランジ１５８とがそれぞれボルト１５９により連結されている。これらボルト１５９を取り外すことにより、伝動軸をたわみ軸継手１３０から容易に切り離すことができる。

図２０は第３発明の第５の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。図１９に示す部材と同様の部材には同一の参照符号を付け、その詳細な説明は省略する。

図２０で、たわみ軸継手１６０は、第１継手ユニット１６１および第２継手ユニット１６２を備えている。第１継手ユニット１６１は、図１９に示す第１継手ユニット１３１と同じ構造である。第２継手ユニット１６２は、第１ハブ１６３のハブ本体１６４にプラグ１６５が固着されており、下部にフランジ１６６が形成されている。第２ハブ１６７はハブ本体１６８が短軸となっており、ハブ本体下端面１６８aが球面に形成されている。第２継手ユニット１６２のプラグ上面１６５aに第２ハブ本体１６８の下端面１６８aが接している。第２継手ユニット１６２の第１ハブ本体１６４と第２ハブ本体１６８とは、トルク伝達部１６９を介して連結されいる。なお、第２継手ユニット１６２の第１ハブ本体１６４および第２ハブ本体１６８を機械加工したのち、プラグ１６５を第２ハブ本体１６４に溶接または焼きばめにより固着する。

第１継手ユニット１６１に第１フランジ継手１５１が、また第２継手ユニットに第２フランジ継手１５５がそれぞれ連結されている。第１継手ユニット１６１の第２ハブ本体１３６および第２継手ユニット１６２の第２ハブ本体１６８は、鋼管製の中間軸１５０の端部が溶接されており、両継手ユニット１６１、１６２は中間軸１５０を介して連結されている。また、第１フランジ継手１５１に駆動軸が、第２フランジ継手１５５に被動軸（いずれも図示しない）がそれぞれ連結される。

第２継手ユニット１６２の第１ハブ１６３で第１継手ユニット１６１に加わる垂直荷重を支持する。第２継手ユニット１６２は、偏角の調整だけで軸方向変位の調整は行なわない。偏角の調整の際、入力軸が偏角に応じて垂直中心線に対し傾斜する。

図２１は、第４発明の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。図１６〜図１８に示す部材と同様の部材には同じ参照符号を付け、詳細な説明は省略する。

たわみ軸継手１７０は、第１継手ユニット１７１、第２継手ユニット１８１、第３継手ユニット１８５、第４継手ユニット１９１、中間軸２００、第１フランジ継手２０４、および第２フランジ継手２０８とから構成されている。

第１継手ユニット１７１は、第１軸１７２、第２軸１７４およびトルク伝達部１７７からなっている。第１軸１７２の先端部のフランジ１７３からトルク伝達部１７７の第１板ばね１７８が、また第２軸１７４のフランジ１７５から第２板ばね１７９がそれぞれ径方向に延びている。第４継手ユニット１９１は、第１継手ユニット１７１と同じ構造である。トルク伝達部１７７、１９７の構造は、図１〜図６に示すものと同じである。第１継手ユニット１７１および第４継手ユニット１９１は、それぞれ機械加工で作製され、一体に形成されている。

第２継手ユニット１８１および第３継手ユニット１８５は、それぞれ図１６の継手ユニット９１、１０１と同じ構造となっている。中間軸２００は、図１７に示す中間軸１１２と同じ構造である。さらに、第１フランジ継手２０４および第２フランジ継手２０８は、それぞれ図１８に示すフランジ継手１２１と同じ構造をしている。

第１継手ユニット１７１の第１軸１７２は第１フランジ継手２０４の第２ハブ１２４の軸穴１２５に挿入され、第１継手ユニット１７１と第１フランジ継手２０４とが連結されている。同様にして、第１継手ユニット１７１は第２継手ユニット１８１に連結されている。さらに、第４継手ユニット１９１に、第３継手ユニット１８５および第２フランジ継手２０８が連結されている。そして、第２継手ユニット１８１と第３継手ユニット１８５とは、中間軸２００を介して連結されている。

上記のように構成されたたわみ軸継手１７０は、４組の継手ユニットを備えているので、大きな偏角および軸方向変位を調整することができる。

図２２は、第５発明の実施の形態であるたわみ軸継手を示している。図１７および図１９に示す部材と同様の部材には同じ参照符号を付け、詳細な説明は省略する。

たわみ軸継手２１０は、第１継手ユニット２１１、第２継手ユニット２２１、中間軸２３０、第１フランジ継手２３４および第２フランジ継手２３８とからなっている。

第１継手ユニット２１１は、第１ハブ２１２、第２ハブ２１４、第３ハブ２１５および第４ハブ２１６を備えており、第１ハブ２１２の先端部はフランジ２１３となっている。隣り合うハブどうしがトルク伝達部２１９a、２１９b、２１９cで連結されている。同様に、第２継手ユニット２２１は第１ハブ２２２、第２ハブ２２４、第３ハブ２２５および第４ハブ２２６を備えており、隣り合うハブどうしがトルク伝達部２２８a、２２８b、２２８cで連結されている。トルク伝達部２１９、２２８の構造は、図１〜図６に示すものと同じである。第１継手ユニット２１１および第２継手ユニット２２１はそれぞれ機械加工で作製され、一体に形成されている。第１継手ユニット２１１および第２継手ユニット２２１は、中間軸２３０を介して連結されている。中間軸２３０は、図１７の中間軸１１２と同じ構造をしている。

第１フランジ継手２３４および第２フランジ継手２３８は、図１９のフランジ継手１５１、１５５と同じ構造である。第１継手ユニット２１１の第１ハブ２１２に第１フランジ継手２３４が、第２継手ユニット２２１の第１ハブ２２２に第２フランジ継手２３８がそれぞれボルト１５９により連結されている。

このたわみ軸継手は、６組のトルク伝達部を備えているので、さらに大きな偏角および軸方向変位を調整することができる。トルク伝達部は上記６組に限られるものではなく、例えば８組あるいは１０組であってもよい。この場合、ハブの個数はトルク伝達部の組数＋２となる。

第１発明の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の斜視図である。図１に示すたわみ軸継手の断面図である。上記たわみ軸継手の左側面図である。上記たわみ軸継手の右側面図である。図２に示すたわみ軸継手の５−５線に沿う断面図であるである。図３に示すたわみ軸継手の６−６線に沿う断面図である。第１発明の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。図７に示すたわみ軸継手の８−８線に沿う断面図である。第１発明の更に他の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。図９に示すたわみ軸継手の１０−１０線に沿う断面図である第１発明の更に他の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。図１１に示すたわみ軸継手の１２−１２線に沿う断面図である。第２発明の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。図１３に示すたわみ継手の左側面図である。図１３に示すたわみ軸継手の右側面図である第３発明の第１の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。第３発明の第２の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。第３発明の第３の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。第３発明の第４の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。第３発明の第５の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。第４発明の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。第５発明の実施の形態を示すもので、たわみ軸継手の断面図である。

符号の説明

１０、５０、９０、１７０、２１０たわみ軸継手
１１、５２、９２、２１２、２２２第１ハブ
１４、１９ばね支持部
１６、５８、９４、２１４、２２４第２ハブ
２０、６４、９７、１７７、２１９トルク伝達部
２１、６５、１７８第１板ばね
２５、６７、１７９第２板ばね
２９ばね連結部
５１、９１、１７１、２１１第１継手ユニット
７１、１０１、１８１、２２１第２継手ユニット
１０９、２００、２３０中間軸
２０４、２３４第１フランジ継手
２０８、２３８第２フランジ継手

Claims

伝動軸が連結される円筒状のハブ本体を有する第１ハブおよび第２ハブ、ならびに第１ハブおよび第２ハブにそれぞれ形成された複数の円弧状の第１板ばねおよび第２板ばねからなるトルク伝達部を備え、前記第１板ばねおよび第２板ばねは軸方向に間隙をおき相対するとともに径方向に間隙をおいて周方向に沿って互いに逆方向に延びており、各板ばねの後端部が隣り合う板ばねの先端部と周方向に間隙をおくとともに前記ハブ本体から径方向に突出するばね支持部につながっているたわみ軸継手において、前記第１板ばねと第２板ばねとの先端部がこれら先端部の間のばね連結部を介して一体としてつながっており、第１板ばねおよび第２板ばねは周方向の圧縮荷重が危険荷重を超えたときに相対する内面が接触して互いに荷重を支え、継手全体が機械加工で作製され、一体に形成されていることを特徴とするたわみ軸継手。
前記板ばねの軸方向の変形を規制する座屈防止リングが、前記第１板ばねおよび第２板ばねの外面側に近接してハブ本体に固着された請求項１記載のたわみ軸継手。
前記板ばねの軸方向の変形を規制する板ばねと同形状の座屈防止板が、前記第１板ばねおよび第２板ばねの外面側に近接してハブ本体と一体に設けられた請求項１記載のたわみ軸継手。
伝動軸が連結される円筒状のハブ本体を有する第１ハブおよび第２ハブ、ならびに第１ハブおよび第２ハブにそれぞれ形成された複数の円弧状の第１板ばねおよび第２板ばねからなるトルク伝達部をそれぞれ備えた第１継手本体および第２継手本体とからなり、継手本体どうしがボルトで連結されたたわみ軸継手であって、前記第１板ばねおよび第２板ばねは軸方向に間隙をおき相対するとともに径方向に間隙をおいて周方向に沿って互いに逆方向に延びており、各板ばねの後端部が隣り合う板ばねの先端部と周方向に間隙をおくとともに前記ハブ本体から径方向に突出するばね支持部につながっており、前記第１板ばねと第２板ばねとの先端部がこれら先端部の間のばね連結部を介して一体としてつながっており、第１板ばねおよび第２板ばねは周方向の圧縮荷重が危険荷重を超えたときに相対する内面が接触して互いに荷重を支え、前記第１継手本体および第２継手本体の全体がそれぞれ機械加工で作製され、一体に形成されていることを特徴とするたわみ軸継手。
請求項１記載のたわみ軸継手からなる複数の継手ユニットを中間軸を介して連結したことを特徴とするたわみ軸継手。
先端部にフランジを有する第１軸および第２軸、ならびに第１軸および第２軸のフランジにそれぞれ支持された第１板ばねおよび第２板ばねを有する請求項１記載のトルク伝達部からなる第１継手ユニットと、請求項１記載のたわみ軸継手からなる第２継手ユニットおよび第３継手ユニットと、先端部にフランジを有する第１軸および第２軸、ならびに第１軸および第２軸のフランジに支持された第１板ばねおよび第２板ばねを有する請求項１記載のトルク伝達部からなる第４継手ユニットと、前記第２継手ユニットの第２ハブおよび第３継手ユニットの第２ハブとを連結する中間軸と、第１継手ユニットおよび第４継手ユニットの第１軸にそれぞれ連結された第１フランジ継手および第２フランジ継手とからなり、前記第１継手ユニットおよび第２継手ユニットの全体がそれぞれ機械加工で作製され、一体に形成されていることを特徴とするたわみ軸継手。
先端部にフランジを有する第１ハブ、ならびに第２ハブ、第３ハブおよび第４ハブを備え、請求項１記載のトルク伝達部により隣り合うハブどうしが連結された第１継手ユニットおよび第２継手ユニットと、第１継手ユニットの第４ハブおよび第２継手ユニットの第４ハブとを連結する中間軸と、第１継手ユニットおよび第２継手ユニットの第１ハブにそれぞれ連結された第１フランジ継手および第２フランジ継手とからなり、前記第１継手ユニットおよび第２継手ユニットの全体がそれぞれ機械加工で作製され、一体に形成されていることを特徴とするたわみ軸継手。