JP4417885B2 - 撓み軸継手 - Google Patents

Description

本発明は、第一伝動軸に一体回転可能に連結される第一連結部材と第二伝動軸に一体回転可能に連結される第二連結部材との間に回転伝動手段を備えた撓み軸継手に関するものである。

従来、このような撓み軸継手の回転伝動手段においては、第一連結部材と第二連結部材との間で複数の金属製板ばねが伝動軸の回転中心線の方向へ互いに間隔をあけて並べられ、第一連結部材と金属製板ばね、第二連結部材と金属製板ばね、互いに隣接する両金属製板ばねとをそれぞれ互いに連結する金属製伝動部材が設けられている。

このような金属製板ばねを利用した撓み軸継手は、剛性を有するものの振動吸収性に欠ける問題があった。そこで、振動吸収性を高めるため、第一連結部材に設けられた各伝動爪と第二連結部材に設けられた各伝動爪との間にゴムなどの弾性体を介在させた回転伝動手段を備えた撓み軸継手も知られている。しかし、このような弾性体を利用した撓み軸継手は、振動吸収性に優れているものの剛性に欠ける問題があった。

この発明は、撓み軸継手としての剛性を維持するとともに振動吸収性を高めることを目的としている。

後記実施形態の図面（図１〜３に示す第１実施形態、図４に示す第２実施形態、図５に示す第３実施形態）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかる撓み軸継手は、第１〜３実施形態に対応し、下記のように構成されている。

この撓み軸継手は、第一の伝動軸９に対し一体回転可能に連結される第一の連結部材１と、第二の伝動軸１１に対し一体回転可能に連結される第二の連結部材２と、この第一の連結部材１と第二の連結部材２との間で回転を伝動する回転伝動手段Ｍとを備えている。前記回転伝動手段Ｍは、第一の伝動軸９及び第二の伝動軸１１の回転中心線９ａ，１１ａの方向へ間隔保持体１９，２６により互いに間隔をあけて並べた複数の板ばね（第１実施形態の場合１２，１３，１３，１２、第２実施形態の場合１２，１３，１２、第３実施形態の場合１２，１２）と、第一の連結部材１とこの第一の連結部材１に隣接する第一の板ばね１２との間の隙間でこの第一の連結部材１と第一の板ばね１２とを互いに連結する第一の伝動部材１５と、第二の連結部材２とこの第二の連結部材２に隣接する第二の板ばね１２との間の隙間でこの第二の連結部材２と第二の板ばね１２とを互いに連結する第二の伝動部材１５と、各板ばね１２〜１３のうち互いに隣接する両板ばね（第１実施形態の場合１２と１３、１３と１３、１３と１２、第２実施形態の場合１２と１３、１３と１２、第３実施形態の場合１２と１２）との間の隙間でこの両板ばね１２〜１３を互いに連結する第三の伝動部材（第１実施形態の場合１５，１６，１７，１６，１５、第２実施形態の場合１５，１６，１６，１５、第３実施形態の場合１５，１６，１５）と、各板ばね１２〜１３のうち互いに隣接する両板ばねの隙間に設けた第三の伝動部材１５〜１７及び間隔保持体１９，２６の外周でその両板ばね間に介在させた弾性体１４とを備えている。前記各板ばね１２〜１３は互いに分離されて設けられているとともに前記弾性体１４に対し分離されて設けられ、この各板ばね１２〜１３及び弾性体１４前記間隔保持体１９，２６とともに第一の連結部材１と第二の連結部材２との間で前記第一の伝動部材１５と第二の伝動部材１５と第三の伝動部材１５〜１７とにより互いに組み付けられている。第一の連結部材１と第一の板ばね１２と第一の伝動部材１５、第二の連結部材２と第二の板ばね１２と第二の伝動部材１５、互いに隣接する両板ばねと第三の伝動部材１５〜１７と間隔保持体１９，２６をそれぞれ互いに締め付けて圧接させた際に、前記弾性体１４は互いに隣接する両板ばねが互いに接近して圧接された状態でその両板ばね間で挟持される。
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明（第１〜３実施形態に対応）において、前記両板ばね間の弾性体１４は、第一の伝動軸９及び第二の伝動軸１１の回転中心線９ａ，１１ａを中心とする円周方向全体で環状に連続して設けられ、前記第三の伝動部材１５〜１７及び間隔保持体１９，２６を嵌め込む切欠部３０を有している。

請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明（第１実施形態に対応）においては、前記板ばね１２，１３，１３，１２を四枚並べ、第一の連結部材１に隣接する第一の板ばね１２とこの第一の板ばね１２に隣接する中間の板ばね１３との間の隙間、第二の連結部材２に隣接する第二の板ばね１２とこの第二の板ばね１２に隣接する中間の板ばね１３との間の隙間とにそれぞれ弾性体１４を介在させている。

請求項３の発明を前提とする請求項４の発明（第１実施形態に対応）においては、前記第一の板ばね１２に隣接する中間の板ばね１３と前記第二の板ばね１２に隣接する中間の板ばね１３との間の隙間において第三の伝動部材１７は、これらの中間の板ばね１３に対し隙間をあけて並べた中間の連結部材２１と、この中間の連結部材２１とこれらの中間の板ばね１３との間の隙間でこの中間の連結部材２１とこれらの中間の板ばね１３とを互いに連結する伝動体２０，２８とを備えている。

請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項５の発明（第２施形態に対応）においては、前記板ばね１２，１３，１２を三枚並べ、第一の連結部材１に隣接する第一の板ばね１２とこの第一の板ばね１２に隣接する中間の板ばね１３との間の隙間、第二の連結部材２に隣接する第二の板ばね１２とこの第二の板ばね１２に隣接する中間の板ばね１３との間の隙間とにそれぞれ弾性体１４を介在させている。

請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項６の発明（第３施形態に対応）においては、前記板ばね１２，１２を二枚並べ、第一の連結部材１に隣接する第一の板ばね１２と第二の連結部材２に隣接する第二の板ばね１２との間の隙間に弾性体１４を介在させている。

請求項１〜６の発明では、第一の連結部材１と第二の連結部材２と複数の板ばね１２〜１３とが伝動部材１５〜１７により互いに連結されているため、撓み軸継手としての剛性を維持することができるばかりではなく、弾性体１４により振動吸収性を高めることができる。また、第一の連結部材１と第二の連結部材２との間で回転伝動手段Ｍを容易に組み付けることができる。

〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態にかかる撓み軸継手について図１〜３を参照して説明する。

図１に示す撓み軸継手は、アルミニウムやステンレスなどにより成形された第一連結部材１と、アルミニウムやステンレスなどにより成形された第二連結部材２と、この第一連結部材１と第二連結部材２との間で回転を伝動する回転伝動手段Ｍとを備えている。

前記第一連結部材１及び第二連結部材２において、円柱状のハブ３は円形状の外周面４と円形状の内外両端面５，６とを有し、この内外両端面５，６の中心部には円形状の内周面７ａを有する連結孔７が内外両端面５，６間で貫設されている。このハブ３には外周面４と内周面７ａと内端面５とにわたりスリット８が形成されている。第一伝動軸９は、第一連結部材１において、連結孔７に外端面６側から挿嵌され、連結ねじ１０によりハブ３をスリット８の範囲で締め付けることにより連結孔７を縮径してハブ３に対し一体回転可能に連結されている。第二伝動軸１１は、第二連結部材２において、連結孔７に外端面６側から挿嵌され、連結ねじ１０によりハブ３をスリット８の範囲で締め付けることにより連結孔７を縮径してハブ３に対し一体回転可能に連結されている。

前記回転伝動手段Ｍにおいては、四枚の金属製板ばね１２，１３，１３，１２が伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１ａの方向へ互いに間隔をあけて並べられ、この各金属製板ばね１２，１３，１３，１２のうち、第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５に隣接する金属製板ばね１２とこの金属製板ばね１２に隣接する金属製板ばね１３との間の隙間にはそれぞれゴムやエラストマーや樹脂などにより成形された弾性体１４が介在されている。

前記第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５と前記金属製板ばね１２との間の隙間では、伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１ａを中心とする同心円上において１８０度の円周角度間隔位置で、そのハブ３と金属製板ばね１２とを互いに連結する２個の金属製伝動部材１５が配設されている。この金属製板ばね１２と前記金属製板ばね１３との間の隙間では、伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１ａを中心とする同心円上において９０度の円周角度間隔位置で、それらの金属製板ばね１２，１３を互いに連結する４個の金属製伝動部材１６が配設されている。この両金属製板ばね１３間の隙間では、伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１を中心とする同心円上において１８０度の円周角度間隔位置で、それらの金属製板ばね１３を互いに連結する金属製伝動部材１７が設けられている。この各金属製板ばね１２，１３，１３，１２は互いに分離されて設けられているとともに各弾性体１４，１４に対し分離されて設けられ、この各金属製板ばね１２，１３，１３，１２及び弾性体１４，１４は第一連結部材１のハブ３の内端面５と第二連結部材２のハブ３の内端面５との間で前記各金属製伝動部材１５，１６，１７，１６，１５により互いに組み付けられている。

前記各金属製伝動部材１５においては、図２（ｂ）に示すように、第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５と金属製板ばね１２との間に間隔保持体１８が嵌め込まれているとともに、金属製板ばね１２と金属製板ばね１３との間に間隔保持体１９が嵌め込まれ、伝動ねじ２０の雄ねじ部２０ａが金属製板ばね１３と間隔保持体１９と金属製板ばね１２と間隔保持体１８とに対し金属製板ばね１３側から挿通されて第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５に螺着され、この伝動ねじ２０の頭部２０ｂが金属製板ばね１３に当接されている。この各伝動ねじ２０を締め付けると、図３（ｂ）に示すように、伝動ねじ２０の頭部２０ｂと第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５との間で、金属製板ばね１３と間隔保持体１９と金属製板ばね１２と間隔保持体１８とが互いに圧接されて挟持される。

前記金属製伝動部材１７においては、図２（ａ）に示すように、前記両金属製板ばね１３の間の隙間でアルミニウムやステンレスなどにより成形された中間連結部材２１がこれらの金属製板ばね１３に対し間隔をあけて並べられ、この中間連結部材２１は円形状の外周面２２と円形状の両端面２３とを有し、この両端面２３の中心部には円形状の内周面２４ａを有する貫通孔２４が両端面２３間で形成されている。前記金属製伝動部材１５における伝動ねじ２０の頭部２０ｂを入り込ませる凹部２５がこの中間連結部材２１の端面２３に形成されている。この中間連結部材２１の両端面２３側では、伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１ａを中心とする同心円上において１８０度の円周角度間隔位置で、金属製板ばね１２と金属製板ばね１３との間に間隔保持体２６が嵌め込まれているとともに、金属製板ばね１３と中間連結部材２１の端面２３との間に間隔保持体２７が嵌め込まれ、伝動ねじ２８の雄ねじ部２８ａが金属製板ばね１２と間隔保持体２６と金属製板ばね１３と間隔保持体２７とに対し金属製板ばね１２側から挿通されて中間連結部材２１の端面２３に螺着され、この伝動ねじ２８の頭部２８ｂが金属製板ばね１２に当接されている。前記第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５にはこの各伝動ねじ２８の頭部２８ｂを入り込ませる凹部２９が形成されている。この各伝動ねじ２８を締め付けると、図３（ａ）に示すように、伝動ねじ２８の頭部２８ｂと中間連結部材２１の端面２３との間で、金属製板ばね１２と間隔保持体２６と金属製板ばね１３と間隔保持体２７とが互いに圧接されて挟持される。

前記金属製伝動部材１６については、前記金属製伝動部材１５における伝動ねじ２０及び両間隔保持体１８，１９と前記金属製伝動部材１７における伝動ねじ２８及び両間隔保持体２６，２７とにより兼用されている。

前記弾性体１４の外周には前記各間隔保持体１９，２６を嵌め込むための切欠部３０が形成されている。前記各伝動ねじ２０，２８を締め付ける前の状態では、図１（ａ）及び図２に示すように、金属製板ばね１２と金属製板ばね１３との間で弾性体１４の幅寸法Ｗ１４が各間隔保持体１９，２６の幅寸法Ｗ１９，Ｗ２６よりも大きくなっているが、前述したようにこの各伝動ねじ２０，２８を締め付けた後の状態では、図１（ｃ）及び図３に示すように、金属製板ばね１２と金属製板ばね１３とが各間隔保持体１９，２６に当接するまで互いに接近し、この弾性体１４がこれらの金属製板ばね１２，１３間で圧接されて挟持される。

第一伝動軸９とともに第一連結部材１のハブ３が回転すると、その回転は第一連結部材１から金属製伝動部材１５と金属製板ばね１２と金属製伝動部材１６と金属製板ばね１３と金属製伝動部材１７と金属製板ばね１３と金属製伝動部材１６と金属製板ばね１２と金属製伝動部材１５とを経て第二連結部材２のハブ３に伝わり、第二伝動軸１１が回転する。第一伝動軸９と第二伝動軸１１との間の偏心は上記各金属製板ばね１２，１３，１３，１２の弾性変形により吸収される。その際、金属製板ばね１２と金属製板ばね１３との間の弾性体１４により、振動が吸収される。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる撓み軸継手について第１実施形態との相違点を中心に図４を参照して説明する。

回転伝動手段Ｍにおいては、三枚の金属製板ばね１２，１３，１２が伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１ａの方向へ互いに間隔をあけて並べられ、この各金属製板ばね１２，１３，１２のうち、第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５に隣接する金属製板ばね１２とこれらの金属製板ばね１２に隣接する金属製板ばね１３との間の隙間にはゴムなどにより成形された弾性体１４が介在されている。

第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３と金属製板ばね１２とを互いに連結する２個の金属製伝動部材１５においては、伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１ａを中心とする同心円上において１８０度の円周角度間隔位置で、第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５と金属製板ばね１２との間に間隔保持体１８が、この各金属製板ばね１２，１３間に間隔保持体１９がそれぞれ嵌め込まれ、伝動ねじ２８の雄ねじ部２８ａが金属製板ばね１２と間隔保持体１９と金属製板ばね１３と間隔保持体１９と金属製板ばね１２と間隔保持体１８とに対し金属製板ばね１２から挿通されて第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５に螺着され、この伝動ねじ２８の頭部２８ｂが金属製板ばね１２に当接されている。この各伝動ねじ２８を締め付けると、伝動ねじ２８の頭部２８ｂと第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５との間で、金属製板ばね１２と間隔保持体１９と金属製板ばね１３と間隔保持体１９と金属製板ばね１２と間隔保持体１８とが互いに圧接されて挟持される。

第一連結部材１側の金属製板ばね１２と金属製板ばね１３とを互いに連結する４個の金属製伝動部材１６と、第二連結部材２側の金属製板ばね１２と金属製板ばね１３とを互いに連結する４個の金属製伝動部材１６とについては、第一連結部材１側及び第二連結部材２側における前記２個の金属製伝動部材１５により兼用されている。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態にかかる撓み軸継手について第１実施形態との相違点を中心に図５を参照して説明する。

回転伝動手段Ｍにおいては、二枚の金属製板ばね１２，１２が伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１ａの方向へ互いに間隔をあけて並べられ、この両金属製板ばね１２，１２のうち、第一連結部材１のハブ３の内端面５に隣接する金属製板ばね１２と第二連結部材２のハブ３の内端面５に隣接する金属製板ばね１２との間の隙間にはゴムなどにより成形された弾性体１４が介在されている。

第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３と金属製板ばね１２とを互いに連結する２個の金属製伝動部材１５においては、伝動軸９，１１の回転中心線９ａ，１１ａを中心とする同心円上において１８０度の円周角度間隔位置で、第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５と金属製板ばね１２との間に間隔保持体１８が嵌め込まれ、伝動ねじ２８の雄ねじ部２８ａが金属製板ばね１２と間隔保持体１９と金属製板ばね１２と間隔保持体１８とに対し金属製板ばね１２から挿通されて第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５に螺着され、この伝動ねじ２８の頭部２８ｂが金属製板ばね１２に当接されている。この各伝動ねじ２８を締め付けると、伝動ねじ２８の頭部２８ｂと第一連結部材１及び第二連結部材２のハブ３の内端面５との間で、金属製板ばね１２と間隔保持体１９と金属製板ばね１２と間隔保持体１８とが互いに圧接されて挟持される。

第一連結部材１側の金属製板ばね１２と第二連結部材２側の金属製板ばね１２とを互いに連結する４個の金属製伝動部材１６については、第一連結部材１側及び第二連結部材２側における前記２個の金属製伝動部材１５により兼用されている。

なお、前記第１〜３実施形態において、板ばね１２〜１３については、ステンレスなどの金属ばかりではなく、セラミックスや硬質樹脂などのうち金属と同様な機能を果たす材質のものにより成形してもよい。また、伝動部材１５〜１７において、各伝動ねじ２０，２８や間隔保持体１８，１９，２６，２７についても、金属ばかりではなく、セラミックスや硬質樹脂などのうち金属と同様な機能を果たす材質のものにより成形してもよい。

（ａ）は第１実施形態にかかる撓み軸継手を示す分解斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の撓み軸継手を組付ける途中状態を示す分解斜視図であり、（ｃ）は第１実施形態にかかる撓み軸継手を示す組付け正面図である。 （ａ）は図１（ｂ）の撓み軸継手を正面側から見た断面図であり、（ｂ）は図１（ｂ）の撓み軸継手を平面側から見た断面図である。 （ａ）は図１（ｃ）の撓み軸継手を正面側から見た断面図であり、（ｂ）は図１（ｃ）の撓み軸継手を平面側から見た断面図である。 （ａ）は第２実施形態にかかる撓み軸継手を正面側から見た断面図であり、（ｂ）は同じく平面側から見た断面図である。 （ａ）は第３実施形態にかかる撓み軸継手を正面側から見た断面図であり、（ｂ）は同じく平面側から見た断面図である。

符号の説明

１…第一連結部材、２…第二連結部材、９…第一伝動軸、９ａ…回転中心線、１１…第一伝動軸、１１ａ…回転中心線、１２，１３…金属製板ばね、１４…弾性体、１５，１６，１７…金属製伝動部材、１９，２６…間隔保持体、２０，２８…伝動ねじ（伝動軸、伝動体）、３０…弾性体の切欠部、Ｍ…回転伝動手段。

Claims (6)

1. 第一の伝動軸に対し一体回転可能に連結される第一の連結部材と、第二の伝動軸に対し一体回転可能に連結される第二の連結部材と、この第一の連結部材と第二の連結部材との間で回転を伝動する回転伝動手段とを備えた撓み軸継手において、
   前記回転伝動手段は、第一の伝動軸及び第二の伝動軸の回転中心線の方向へ間隔保持体により互いに隙間をあけて並べた複数の板ばねと、第一の連結部材とこの第一の連結部材に隣接する第一の板ばねとの間の隙間でこの第一の連結部材と第一の板ばねとを互いに連結する第一の伝動部材と、第二の連結部材とこの第二の連結部材に隣接する第二の板ばねとの間の隙間でこの第二の連結部材と第二の板ばねとを互いに連結する第二の伝動部材と、各板ばねのうち互いに隣接する両板ばね間の隙間でこの両板ばねを互いに連結する第三の伝動部材と、各板ばねのうち互いに隣接する両板ばね間の隙間に設けた第三の伝動部材及び間隔保持体の外周でその両板ばね間に介在させた弾性体とを備え、
   前記各板ばねは互いに分離されて設けられているとともに前記弾性体に対し分離されて設けられ、この各板ばね及び弾性体は前記間隔保持体とともに第一の連結部材と第二の連結部材との間で前記第一の伝動部材と第二の伝動部材と第三の伝動部材とにより互いに組み付けられ、
   第一の連結部材と第一の板ばねと第一の伝動部材、第二の連結部材と第二の板ばねと第二の伝動部材、互いに隣接する両板ばねと第三の伝動部材と間隔保持体をそれぞれ互いに締め付けて圧接させた際に、前記弾性体は互いに隣接する両板ばねが互いに接近して圧接された状態でその両板ばね間で挟持される
   ことを特徴とする撓み軸継手。
2. 前記両板ばね間の弾性体は、第一の伝動軸及び第二の伝動軸の回転中心線を中心とする円周方向全体で環状に連続して設けられ、前記第三の伝動部材及び間隔保持体を嵌め込む切欠部を有していることを特徴とする請求項１に記載の撓み軸継手。
3. 前記板ばねを四枚並べ、第一の連結部材に隣接する第一の板ばねとこの第一の板ばねに隣接する中間の板ばねとの間の隙間、第二の連結部材に隣接する第二の板ばねとこの第二の板ばねに隣接する中間の板ばねとの間の隙間とにそれぞれ弾性体を介在させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撓み軸継手。
4. 前記第一の板ばねに隣接する中間の板ばねと前記第二の板ばねに隣接する中間の板ばねとの間の隙間において第三の伝動部材は、これらの中間の板ばねに対し隙間をあけて並べた中間の連結部材と、この中間の連結部材とこれらの中間の板ばねとの間の隙間でこの中間の連結部材とこれらの中間の板ばねとを互いに連結する伝動体とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の撓み軸継手。
5. 前記板ばねを三枚並べ、第一の連結部材に隣接する第一の板ばねとこの第一の板ばねに隣接する中間の板ばねとの間の隙間、第二の連結部材に隣接する第二の板ばねとこの第二の板ばねに隣接する中間の板ばねとの間の隙間とにそれぞれ弾性体を介在させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撓み軸継手。
6. 前記板ばねを二枚並べ、第一の連結部材に隣接する第一の板ばねと第二の連結部材に隣接する第二の板ばねとの間の隙間に弾性体を介在させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撓み軸継手。

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