JP4553089B2

JP4553089B2 - フレキシブルカップリング

Info

Publication number: JP4553089B2
Application number: JP2001208808A
Authority: JP
Inventors: 孝良高津佐
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: JP2003021161A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動側回転軸と従動側回転軸との軸端間を弾性的に連結して回転トルクを伝達すると共に両軸間で軸方向振動や撓みを吸収するフレキシブルカップリングであって、特に、駆動側回転軸との接続子に設けられた糸巻と従動側回転軸との接続子に設けられた糸巻が、ループ状の連結帯を介して連結された構造を備えるものに関する。
【０００２】
図４は、従来の技術によるフレキシブルカップリングをその軸心と直交する平面で切断して示す断面図、図５は、図４におけるＶ−Ｖ断面図である。この図に示されるフレキシブルカップリングは、複数かつ同数の駆動側接続子１１及び従動側接続子１２が円周方向交互に配置され、円周方向に隣り合う駆動側接続子１１と従動側接続子１２とをその外周にそれぞれ装着した糸巻１０３，１０４にループ状に巻き掛けた適当な引張弾性を有するポリエステル線材等からなる連結帯１０５，１０６によって連結し、前記糸巻１０３，１０４及び連結帯１０５，１０６をゴム等からなる環状弾性体１０７に埋設一体化したものである。
【０００３】
糸巻１０３，１０４は、図５に示されるように、それぞれスリーブ１０８と、その外周面に軸方向所定間隔をもって圧入固定された断面略コ字形の一対のカラー１０９とからなる。そして連結帯１０５は、駆動側接続子１１に装着された糸巻１０３のスリーブ１０８の外周面におけるカラー１０９，１０９の間の部分と、従動側接続子１２に装着された糸巻１０４のスリーブ１０９の外周面におけるカラー１０９，１０９の間の部分に巻き掛けられており、その円周方向隣の連結帯１０６は、駆動側接続子１１に装着された糸巻１０３のカラー１０９，１０９と、従動側接続子１２に装着された糸巻１０４のカラー１０９，１０９にそれぞれ巻き掛けられている。すなわち、互いに円周方向等間隔で交互に配置された各駆動側接続子１１と各従動側接続子１２は、各一束の連結帯１０５と各二束の連結帯１０６，１０６によって、円周方向交互に連結されている。
【０００４】
このフレキシブルカップリングは、駆動側接続子１１が駆動側回転軸の軸端のヨークに円周方向等間隔で配置されたボルト（図示省略）によって取り付けられる一方、従動側接続子１２が従動側回転軸の軸端のヨークに円周方向等間隔で配置されたボルト（図示省略）によって取り付けられ、これによって、駆動側回転軸の回転トルクを従動側回転軸へ伝達すると共に、連結帯１０５，１０６及び環状弾性体１０７の変形特性によって、駆動側回転軸と従動側回転軸の軸心の方向が異なる接続状態（こじり状態）での回転伝達を許容し、かつ前記両軸間での伝達振動を吸収するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６は、図５に符号VIで示される部分を拡大した断面図である。すなわち、上述した従来のフレキシブルカップリングにおいては、糸巻１０３，１０４が、鋼管を引き抜き加工して両端面の内周部を切削により面取り１０８ａしたスリーブ１０８の外周面に、鋼板をプレス成形したカラー１０９を圧入することによって製作される。面取り１０８ａは、駆動側接続子１１又は従動側接続子１２の外周にスリーブ１０８を圧入しやすくするために形成されるものである。しかし、このようにして製作された糸巻１０３，１０４は、スリーブ１０８の製作の際に、鋼管の引き抜き加工及びその両端面内周部の切削による面取り加工が必要であるため、製造コストが高くなってしまう問題がある。
【０００６】
また、上記従来の技術においては、糸巻１０３，１０４が、スリーブ１０８の外周に、連結帯１０５の巻装スペース分だけ離してそれぞれ２個のカラー１０９を設けたものであり、しかもスリーブ１０８の軸方向両端部は、カラー１０９，１０９から突出させることによって、糸巻１０３，１０４の軸方向両側に環状弾性体１０７の一部１０７ａによる所要の被り厚さを確保する必要があるため、各カラー１０９は軸方向幅Ｗ_０が小さなものとなる。
【０００７】
更に、カラー１０９は、一対の鍔部１０９ａ，１０９ｂを有するコ字形断面を呈するものであり、平板からプレス成形によって、このような軸方向幅Ｗ_０の小さいコ字形断面形状のものを成形することが難しいため、鍔部１０９ａ，１０９ｂの板厚ｔ_１，ｔ_２や外径寸法ｄ_１，ｄ_２のばらつきを生じやすく、連結帯１０５，１０６の緻密な巻き付けが困難になる。その結果、連結帯１０５，１０６による捩りばね特性及び耐久性のばらつきが大きくなってしまう問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題とするところは、製造コストの低減を図ると共に、安定した捩りばね特性及び耐久性を有するフレキシブルカップリングを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るフレキシブルカップリングは、円周方向所定間隔で交互に配置された複数の駆動側糸巻及び従動側糸巻と、円周方向に隣り合う前記駆動側糸巻と従動側糸巻に跨がってループ状に巻き掛けられた第一連結帯と、円周方向に隣り合う前記各第一連結帯の間で円周方向に隣り合う駆動側糸巻と従動側糸巻に跨がってループ状に巻き掛けられた第二連結帯と、前記駆動側糸巻、従動側糸巻及び第一、第二連結帯を埋設して成形され円周方向に連続した環状弾性体を備え、前記各糸巻が、軸方向両端に鍔部を有する第一カラーと、この第一カラーの内周に軸方向両側から圧入されると共に非圧入側の端部に前記第一カラーの鍔部と対向する鍔部を有する一対の第二カラーからなり、前記第一カラーに前記第一連結帯が巻き掛けられ、前記第一カラーと前記第二カラーの互いに対向する鍔部間に前記第二連結帯が巻き掛けられ、前記第二カラーの内周筒状部と鍔部との間の屈曲部が、前記鍔部より軸方向外側へ突出していることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフレキシブルカップリングの好ましい実施の形態を、図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は本形態によるフレキシブルカップリングをその軸心と直交する平面で切断して示す断面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線で切断した断面図である。なお、以下の説明において「円周方向」とは、当該フレキシブルカップリングの軸心を中心とする円周の方向のことである。
【００１２】
本形態のフレキシブルカップリングは、図１に示されるような構造を備える。
すなわち図１において、参照符号１は、円周方向１２０°間隔で３個配置されて、各外周に駆動側糸巻３が装着された円筒状の駆動側接続子であり、参照符号２は、この駆動側接続子１，１の間の各中間位置すなわち前記駆動側接続子１とは６０°異なる位相で円周方向１２０°間隔で３個配置されて、各外周に従動側糸巻４が装着された円筒状の従動側接続子である。参照符号５，６は円周方向交互に配置された第一及び第二連結帯で、それぞれ円周方向に隣り合う駆動側糸巻３（駆動側接続子１）と従動側糸巻４（従動側接続子２）とを互いに連結している。参照符号７は、円周方向に連続した環状弾性体で、ゴムなどのエラストマ材料によって、前記各糸巻３，４及び各連結帯５，６を埋設した状態に加硫成形されたものである。
【００１３】
駆動側接続子１及び従動側接続子２は、円筒状の金属部材からなるものであって、その軸心が当該フレキシブルカップリングの軸心と平行になるように配置されている。駆動側糸巻３及び従動側糸巻４は、図２に示されるように、軸心を通る平面で切断した断面が略コ字形を呈する第一カラー１１と、この第一カラー１１の内周に内周筒状部１２１が軸方向両側から圧入され軸心を通る平面で切断した断面が略Ｌ字形を呈する一対の第二カラー１２，１２からなる。
【００１４】
詳しくは、駆動側糸巻３及び従動側糸巻４における第一及び第二カラー１１，１２は、いずれも鋼板をプレス成形して製作したものであって、このうち第一カラー１１は、内周筒状部１１１と、その軸方向両端から外周側へ展開した一対の鍔部１１２，１１２を有する。また、第二カラー１２，１２は、それぞれ内周筒状部１２１と、この内周筒状部１２１における非圧入側となる端部から外周側へ展開した鍔部１２２とを有する。第二カラー１２，１２は、その内周筒状部１２１が、第一カラー１１の内周筒状部１１１に軸方向両側から圧入されて、その先端部１２１ａ，１２１ａが、第一カラー１１の内周筒状部１１１における軸方向中央部の内周で互いに衝合又は近接対向している。
【００１５】
また、第二カラー１２は、その鍔部１２２が内周筒状部１２１の外端部よりも軸方向内側（第一カラー１１側）へ後退しており、言い換えれば、鍔部１２２と内周筒状部１２１との間の屈曲部１２３が、鍔部１２２より軸方向外側へ突出している。そしてこれによって、鍔部１２２の軸方向外側、言い換えれば駆動側糸巻３及び従動側糸巻４の軸方向両側を覆う環状弾性体７の一部７１による所要の被り厚さが確保されている。
【００１６】
第一カラー１１における鍔部１１２，１１２は、軸方向幅Ｗ_１をもって互いに対向しており、この鍔部１１２，１１２間、言い換えれば第一カラー１１における内周筒状部１２１の外周は、第一連結帯５の巻装部となっている。また、各第二カラー１２の鍔部１２２は、第一カラー１１の鍔部１１２に対して、第一カラー１１における鍔部１１２，１１２の軸方向対向幅Ｗ_１のほぼ１／２に相当する軸方向幅Ｗ_２をもって対向しており、この鍔部１２２，１１２間、言い換えれば各第二カラー１２における内周筒状部１２１のうち第一カラー１１から突出した部分の外周は、第二連結帯６の巻装部となっている。
【００１７】
第一連結帯５は、１２０°の位相間隔で円周方向３箇所に各一束づつ配置され、従動側糸巻４における第一カラー１１と、この従動側糸巻４と円周方向に隣り合う駆動側糸巻３の第一カラー１１とに跨がってループ状に巻き掛けられている。第二連結帯６は、第一連結帯５と６０°異なる位相上で各二束づつ円周方向３箇所に配置され、それぞれ、駆動側糸巻３における鍔部１１２，１２２間と、この駆動側糸巻３と円周方向に隣り合う従動側糸巻４における鍔部１１２，１２２間とに跨ってループ状に巻き掛けられている。すなわち、各駆動側接続子１と各従動側接続子２は、互いに６０°の位相間隔で円周方向交互に配置され、駆動側及び従動側糸巻３，４に巻き掛けられた一束の第一連結帯５と、二束の第二連結帯６，６とによって、円周方向交互に連結されている。
【００１８】
第一及び第二連結帯５，６は、例えばポリエステル、ナイロンあるいはケブラー（商標名）等の所要の引張弾性を有する高分子材料からなる線材５１，６１を、多層状に巻回したものである。そして、先に説明したように、鍔部１２２，１１２間における第二連結帯６の巻装部の幅Ｗ_２は、第一カラー１１による第一連結帯５の巻装部の幅Ｗ_１のほぼ１／２となっており、第一連結帯５の断面積（線材５１の巻き数）と、その軸方向両側の第二連結帯６，６の断面積（線材６１の巻き数）の和が、互いにほぼ等しいものとなっている。
【００１９】
環状弾性体７は、ゴム等のエラストマ材料によって、各駆動側糸巻３と各従動側糸巻４の周囲及びその間を延びる第一及び第二連結帯５，６の周囲を包み込むように成形されており、各駆動側糸巻３と各従動側糸巻４の中間に位置して窓部７ａが形成されている。この窓部７ａは、当該フレキシブルカップリングへの捩り入力に伴う駆動側糸巻３と従動側糸巻４の相対変位によって、その間の環状弾性体７に圧縮による亀裂が生じるのを防止するためのものである。
【００２０】
上記実施形態によるフレキシブルカップリングは、従来技術によるものと同様、各駆動側接続子１がそれぞれに挿通したボルト（図示省略）によって、駆動側回転軸の軸端のヨークに円周方向１２０°間隔で取り付けられる一方、各従動側接続子２がそれぞれに挿通したボルト（図示省略）によって、前記駆動側回転軸の軸端と相対する従動側回転軸の軸端のヨークに円周方向１２０°間隔で取り付けられる。これによって、駆動側回転軸の回転を第一及び第二連結帯５，６を介して従動側回転軸へ伝達すると共に、第一及び第二連結帯５，６と環状弾性体７の変形特性によって、駆動側回転軸と従動側回転軸の軸心の方向が異なるこじり状態での回転伝達を許容し、かつ前記両軸間での伝達振動を吸収する。
【００２１】
図３は、駆動側糸巻３又は従動側糸巻４における及び第二カラー１２を分離して、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。駆動側糸巻３及び従動側糸巻４は、図示のように、第一カラー１１の内周筒状部１１１の内周面に、軸方向両側から、互いに対称に配置した一対の第二カラー１２，１２の内周筒状部１２１，１２１を、その先端部１２１ａ，１２１ａが、第一カラー１１の内周筒状部１１１における軸方向中央部の内周で互いに衝合又は近接対向するように圧入することによって組み立てられる。
【００２２】
第一カラー１１のプレス成形時には、内周筒状部１１１と鍔部１１２の間の屈曲部１１３がＲ面状に形成されるため、この面が、第二カラー１２，１２の内周筒状部１２１の先端１２１ａを圧入する際のガイドとなる。したがって、第二カラー１２，１２の圧入を容易に行うことができる。
【００２３】
第一カラー１１は鋼板を断面コ字形の環状にプレス成形したものであるが、この第一カラー１１は、線材の巻き数が多く装着幅の大きい第一連結帯５の巻装部を形成するものであるため、その軸方向幅が、第二連結帯６の装着幅Ｗ_２に比較して十分に大きいものであり、すなわち、図５に示される従来の技術において用いられていたカラー１０９に比較して軸方向幅が十分に大きいものであり、その結果、プレス成形が容易になって、鍔部１１２の板厚や外径寸法のばらつきを抑えることができる。このため、第一連結帯５の緻密な巻き付けが可能となる。
【００２４】
また、第二連結帯６の巻装部を形成する第二カラー１２は、軸方向片側にのみ鍔部１２２を有する断面略Ｌ字形を呈するものであるため、鋼板からのプレス成形が容易である。したがって、この第二カラー１２も、鍔部１２２の板厚や外径寸法のばらつきが小さくなるので、第二連結帯６の緻密な巻き付けが可能となる。しかも、第二カラー１２のプレス成形時には、内周筒状部１２１と鍔部１２２の間の屈曲部１２３がＲ面状に形成されるため、この面が、駆動側接続子１又は従動側接続子２の圧入を容易にするための面取り部に相当する部分となる。したがって第二カラー１２には、別途に面取り加工を施す必要がない。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るフレキシブルカップリングによれば、各糸巻の軸方向中間に位置する第一カラーを、軸方向両端に鍔部を有する形状とし、その軸方向両側に位置する一対の第二カラーを、軸方向外側となる端部に鍔部を有する形状とすることによって、金属板のプレス成形による第一カラー及び第二カラーの製作が容易になり、駆動側接続子又は従動側接続子への圧入を容易にするための第二カラーの切削による面取り加工も不要であるため、コストを引き下げることができる。しかも、製作が容易になったことによって、寸法のばらつきも抑えられるため、連結帯の緻密な巻き付けを行うことができ、その結果、連結帯による捩りばね特性及び耐久性のばらつきも抑えて、性能の安定化を図ることができる。
【００２６】
また、第二カラーの内周筒状部と鍔部との間の屈曲部が、前記鍔部より軸方向外側へ突出しているため、鍔部の軸方向外側を覆う環状弾性体の軸方向両端の被り厚さが確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフレキシブルカップリングの好ましい実施の形態をその軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【図３】本形態のフレキシブルカップリングの駆動側糸巻又は従動側糸巻における第一カラー及び第二カラーを分離して軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図４】従来の技術によるフレキシブルカップリングをその軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図５に符号VIで示される部分を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１駆動側接続子
２従動側接続子
３駆動側糸巻
４従動側糸巻
５第一連結帯
６第二連結帯
７環状弾性体
１１第一カラー
１１１，１２１内周筒状部
１１２，１２２鍔部
１１３，１２３屈曲部
１２第二カラー

Claims

円周方向所定間隔で交互に配置された複数の駆動側糸巻（３）及び従動側糸巻（４）と、円周方向に隣り合う前記駆動側糸巻（３）と従動側糸巻（４）に跨がってループ状に巻き掛けられた第一連結帯（５）と、円周方向に隣り合う前記各第一連結帯（５）の間で円周方向に隣り合う駆動側糸巻（３）と従動側糸巻（４）に跨がってループ状に巻き掛けられた第二連結帯（６）と、前記駆動側糸巻（３）、従動側糸巻（４）及び第一、第二連結帯（５，６）を埋設して成形され円周方向に連続した環状弾性体（７）とを備え、前記各糸巻（３，４）が、軸方向両端に鍔部（１１２，１１２）を有する第一カラー（１１）と、この第一カラー（１１）の内周に軸方向両側から圧入されると共に非圧入側の端部に前記第一カラー（１１）の鍔部（１１２）と対向する鍔部（１２２）を有する一対の第二カラー（１２）からなり、前記第一カラー（１１）に前記第一連結帯（５）が巻き掛けられ、前記第一カラー（１１）と前記第二カラー（１２）の互いに対向する鍔部（１１２，１２２）間に前記第二連結帯（６）が巻き掛けられ、前記第二カラー（１２）の内周筒状部（１２１）と鍔部（１２２）との間の屈曲部（１２３）が、前記鍔部（１２２）より軸方向外側へ突出していることを特徴とするフレキシブルカップリング。