JP5780668B2 - 撓み軸継手 - Google Patents

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Description

本発明は、撓み軸継手に関する。
原動側回転軸(原動軸)の端部と被動側回転軸(被動軸)の端部とを接続するに際して、これら原動軸端部と被動軸端部との間での適度範囲内の相対的移動、たとえば軸ずれ(偏心)、軸傾き(偏角)、回動、及び軸端間距離変動を許容しながら、回転力を伝達するために、撓み軸継手が使用されている。
撓み軸継手としては、一般に、原動軸端部に付された原動側ハブと被動軸端部に付された被動側ハブとをバネ等の可撓性材料からなる中継部材で結合したものが、使用されている。
たとえば、特開2000−249159号公報(特許文献1)には、第1ハブ本体に一端を接続された複数の円弧状の第1板ばねの他端と、第2ハブ本体に一端を接続された複数の円弧状の第2板ばねの他端とをボルトで締結したものを、中継部材として機能させる撓み軸継手が示されている。
また、特開2004−11655号公報(特許文献2)には、第1ハブ本体に一端を接続された複数の円弧状の第1ブレード(第1板ばね)の他端と、第2ハブ本体に一端を接続された複数の円弧状の第2ブレード(第2板ばね)の他端とをボルトで締結したものを、中継部材として機能させる撓み軸継手が示されている。
更に、特開2010−38170号公報(特許文献3)には、板バネからなり、且つ、主体部と該主体部から原動側取付部材に向かって延びる1対の原動側腕部と前記主体部から被動側取付部材に向かって延びる1対の被動側腕部とを備えているものを、中継部材として機能させる撓み軸継手が示されている。
特開2000−249159号公報 特開2004−11655号公報 特開2010−38170号公報
ところで、特許文献1の撓み軸継手では、第1板ばね及び第2板ばねは軸方向と直交する面に沿って配置されており、外径寸法が大きくなり、撓み軸継手の小型化の観点からは不利である。特許文献2の撓み軸継手では第1ブレード及び第2ブレードは外周面に沿って配置されているので、特許文献1のものに比べて外径寸法の短縮は可能である。
しかしながら、これら特許文献1及び2の撓み軸継手においては、第1板ばねまたは第1ブレードと第2板ばねまたは第2ブレードとがボルトにより締結されているので、部品点数が多くなり、組立作業及び中継部材の交換作業が面倒であるという難点がある。
また、特許文献3の撓み軸継手では、中継部材の数は1つであるが、中継部材の原動側腕部及び被動側腕部がそれぞれ原動側取付部材及び被動側取付部材に対して原動軸回転中心及び被動軸回転中心の方向にスライド可能なように原動側スライド支持部及び被動側スライド支持部により支持されているので、回転力伝達に際してそれぞれ原動側腕部及び被動側腕部と原動側スライド支持部及び被動側スライド支持部との間に径方向の周りのねじり力が作用する。このため、長期にわたる使用により、原動側腕部及び被動側腕部と原動側スライド支持部及び被動側スライド支持部との間にがたつきが発生して、動作の安定性が損なわれるおそれがある。
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みて、小型化が容易で、部品点数の削減が容易で、長期にわたり安定に動作し、更に組立作業及び中継部材の交換作業が容易な撓み軸継手を提供することを目的とするものである。
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
原動軸端部に取り付けられる原動側取付部材と、前記原動軸端部に対向するように配置される被動軸端部に取り付けられる被動側取付部材と、前記原動側取付部材から前記被動側取付部材へと回転力を伝達する中継部材とを含んでなる撓み軸継手であって、
前記中継部材は、互いに同等な2つの板バネ部材からなり、
前記2つの板バネ部材のそれぞれは、前記原動側取付部材と前記被動側取付部材との間にて原動軸回転中心または被動軸回転中心に対して大略直交するように位置する連結部と、前記原動側取付部材に係合される原動側係合部と、前記被動側取付部材に係合される被動側係合部とからなり、且つ、2回対称性を有しており、
前記2つの板バネ部材は、前記原動軸回転中心または前記被動軸回転中心の周りに均等に配置されており、
前記撓み軸継手は、更に、前記原動側係合部を前記原動側取付部材と係合させるための原動側係合手段と、前記被動側係合部を前記被動側取付部材と係合させるための被動側係合手段とを備えており、前記原動側係合手段と前記被動側係合手段とは互いに同等である、
ことを特徴とする撓み軸継手、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記連結部は、前記原動軸回転中心または前記被動軸回転中心を中心とする扇形状をなしている。
本発明の一態様においては、
前記原動側係合手段は、前記原動側取付部材の前記被動側取付部材に対向する原動側対向面に形成され且つ前記原動軸回転中心を通る面と平行な1対の原動側摺動内面を含む原動側スリットを備えており、
前記原動側係合部が前記原動側スリットに適合され、
前記被動側係合手段は、前記被動側取付部材の前記原動側取付部材に対向する被動側対向面に形成され且つ前記被動軸回転中心を通る面と平行な1対の被動側摺動内面を含む被動側スリットを備えており、
前記被動側係合部が前記被動側スリットに係合され、
前記原動側摺動内面と前記被動側摺動内面とが互いに略直交している。
本発明の一態様においては、
前記原動側係合手段は、前記原動側係合部が前記原動側取付部材に対して前記原動軸回転中心の周りで回転しないように前記原動側係合部を前記原動側取付部材に取り付け、
前記被動側係合手段は、前記被動側係合部が前記被動側取付部材に対して前記被動軸回転中心の周りで回転しないように前記被動側係合部を前記被動側取付部材に取り付ける。
本発明の一態様においては、
前記原動側係合部は、前記原動側取付部材の外周面の径方向外側を前記原動軸回転中心の方向に延びる原動側軸方向部分と、前記原動側軸方向部分の端部から更に前記原動側取付部材の前記被動側取付部材に対向する原動側対向面と反対側の原動側反対面に沿って径方向内側に向かって延びる原動側径方向部分とを有し、
前記原動側取付部材の原動側反対面には、前記原動側径方向部分を前記原動軸回転中心の周りで回転しないように係止して収容する原動側凹部が設けられており、
前記原動側径方向部分が前記原動側凹部において前記原動側取付部材にネジ止めされており、
前記被動側係合部は、前記被動側取付部材の外周面の径方向外側を前記被動軸回転中心の方向に延びる被動側軸方向部分と、前記被動側軸方向部分の端部から更に前記被動側取付部材の前記原動側取付部材に対向する被動側対向面と反対側の被動側反対面に沿って径方向内側に向かって延びる被動側径方向部分とを有し、
前記被動側取付部材の被動側反対面には、前記被動側径方向部分を前記被動軸回転中心の周りで回転しないように係止して収容する被動側凹部が設けられており、
前記被動側径方向部分が前記被動側凹部において前記被動側取付部材にネジ止めされている。
本発明によれば、小型化が容易で、部品点数の削減が容易で、長期にわたり安定に動作し、更に組立作業及び中継部材の交換作業が容易な撓み軸継手が提供される。
本発明による撓み軸継手の一実施形態を示す模式的分解斜視図である。 図1の撓み軸継手の組立状態を示す模式的斜視図である。 図1の撓み軸継手の組立状態を示す模式的断面図である。 本発明による撓み軸継手の他の一実施形態を示す模式的分解斜視図である。 図4の撓み軸継手の組立状態を示す模式的斜視図である。 図4の撓み軸継手の板バネ部材の展開図である。
以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施の形態を説明する。
図1は本発明による撓み軸継手の一実施形態を示す模式的分解斜視図であり、図2は本実施形態の撓み軸継手の組立状態を示す模式的斜視図であり、図3はその模式的部分断面図である。
原動機器の出力回転軸からなる原動軸の回転中心が2aであり、被動機器の入力回転軸からなる被動軸の回転中心が4aである。原動軸の端部と被動軸の端部とが対向配置され、原動軸端部の外周面に大略円筒状の原動側取付部材3の内周面3aが適合されることで原動軸端部に対する原動側取付部材3の取付がなされており、被動軸端部の外周面に大略円筒状の被動側取付部材5の内周面5aが適合されることで被動軸端部に対する被動側取付部材5の取付がなされている。回転中心2a,4a同士は、同軸上にあることが理想的であるが、軸ずれ(偏心)及び軸傾き(偏角)が存在してもよい。
互いに対向する原動側取付部材3の先端部と被動側取付部材5の先端部との間の距離は、原動軸の先端部と被動軸の先端部との間の距離と大略同一である。これにより、原動軸先端部と被動軸先端部との間の距離を最小限に維持しつつ、効率的に回転力を伝達させることができる。
原動側取付部材3は、被動側取付部材5に対向する原動側対向面31と、該原動側対向面と反対側の原動側反対面32とを有する。原動側取付部材3には、原動軸回転中心2aの方向に関する略中央の位置において、内周面3aを横切って、原動軸回転中心2aと直交する切り込み3bが形成されている。この切り込み3bにより、原動側取付部材3は、原動側対向面31に近い対向部31Aと、原動側反対面32に近い反対部32Aとに区画される。
原動側取付部材3の反対部32Aには、切り込み3bから原動側反対面32までにわたって、原動軸回転中心2aを通る切り込み3cが形成されている。原動軸端部に対する原動側取付部材3の取付は、原動側取付部材3の反対部32Aにおいて、切り込み3cにより区分された2つの部分のうちの一方を他方に対して近接させるように、ボルト締めすることにより、なされている。
原動側取付部材3には、原動側対向面31に原動側スリット3dが形成されている。原動側スリット3dは、原動軸回転中心2aを通る面と平行な1対の原動側摺動内面を有する。尚、実際には、原動側スリット3dは、深さを持つものであるから、対向部31Aに形成されているものであるが、ここでは便宜上、原動側対向面31に形成されているものと記述している。
被動側取付部材5は、原動側取付部材3と同等な構成を有する。以下の説明において、被動側取付部材5の各部分について、原動側取付部材3の対応部分に対応する符号を付して説明するが、それらのうちのいくつかは、図示されていない。
被動側取付部材5は、原動側取付部材3に対向する被動側対向面51と、該被動側対向面と反対側の被動側反対面52とを有する。被動側取付部材5には、被動軸回転中心4aの方向に関する略中央の位置において、内周面5aを横切って、被動軸回転中心4aと直交する切り込み5bが形成されている。この切り込み5bにより、被動側取付部材5は、被動側対向面51に近い対向部51Aと、被動側反対面52に近い反対部52Aとに区画される。
被動側取付部材5の反対部52Aには、切り込み5bから被動側反対面52までにわたって、被動軸回転中心4aを通る切り込み5cが形成されている。被動軸端部に対する被動側取付部材5の取付は、被動側取付部材5の反対部52Aにおいて、切り込み5cにより区分された2つの部分のうちの一方を他方に対して近接させるように、ボルト締めすることにより、なされている。
被動側取付部材5には、被動側対向面51に被動側スリット5dが形成されている。被動側スリット5dは、被動軸回転中心4aを通る面と平行な1対の被動側摺動内面を有する。尚、実際には、被動側スリット5dは、深さを持つものであるから、対向部51Aに形成されているものであるが、ここでは便宜上、被動側対向面51に形成されているものと記述している。
撓み軸継手は、原動側取付部材3から被動側取付部材5へと回転力を伝達する中継部材を含んでなる。即ち、原動側取付部材3から被動側取付部材5ヘと回転力を伝達するために、これらの間に中継部材が配置されている。中継部材は、互いに同等な2つの板状部材である板バネ部材61,62からなる。但し、これらの板バネ部材61,62は、以下に述べるような形状及び構造をなしている。
板バネ部材61は、原動側取付部材3と被動側取付部材5との間にて原動軸回転中心2aまたは被動軸回転中心4aに対して大略直交するように位置する連結部6aと、原動側取付部材3に係合される原動側係合部6bと、被動側取付部材5に係合される被動側係合部6cとからなる。連結部6aは、原動軸回転中心2aまたは被動軸回転中心4aを中心とする扇形状をなしている。
板バネ部材61は、2回対称性を有している。即ち、板バネ部材61は、原動軸回転中心2aまたは被動軸回転中心4aを通り且つ連結部6aの中央を通る対称中心Sの周りで180°回転させると、原動側係合部6bと被動側係合部6cとが交代した状態となり、この状態は元の状態と同一である。従って、板バネ部材61は、原動側係合部6bと被動側係合部6cとの区別なく製造することができる。
板バネ部材62は、板バネ部材61と同一の構成を有する。
2つの板バネ部材61,62は、原動軸回転中心2aまたは被動軸回転中心4aの周りに均等に配置されている。即ち、原動軸回転中心2aまたは被動軸回転中心4aの周りで板バネ部材61,62のうちの一方を180°回転させると板バネ部材61,62のうちの他方と重畳する。
撓み軸継手は、中継部材の原動側係合部6bを原動側取付部材3と係合させるための原動側係合手段と、中継部材の被動側係合部6cを被動側取付部材5と係合させるための被動側係合手段とを備えている。本実施形態では、原動側係合手段は、上記原動側スリット3dを含んで構成されており、即ち原動側スリット3dを備えている。また、被動側係合手段は、上記被動側スリット5dを含んで構成されており、即ち被動側スリット5dを備えている。
原動側係合部6bは原動側スリット3dに対してその1対の原動側摺動内面に摺接可能なように適合され、被動側係合部6cは被動側スリット5dに対してその1対の被動側摺動内面に摺接可能なように適合される。
原動軸の回転に伴い原動側取付部材3が回転中心2aの周りで回転すると、その回転力は中継部材としての板バネ部材61,62を介して被動側取付部材5さらには被動軸へと伝達される。
原動軸回転中心2aと被動軸回転中心4aとの間に偏心及び偏角が発生した場合、並びに、原動側取付部材3と被動側取付部材5との間の距離が変化した場合には、板バネ部材61,62の原動側係合部6bと原動側取付部材3の原動側スリット3dとの相対的スライド、及び板バネ部材61,62の被動側係合部6cと被動側取付部材5の被動側スリット5dとの相対的スライド、に基づき対処できる。即ち、本実施形態の撓み軸継手は、オルダム継手としての性格をも有する。また、原動側取付部材3と被動側取付部材5との間に原動軸回転中心2a及び被動軸回転中心4aの周りでの相対的回動が発生した場合には、板バネ部材61,62、とくにその連結部6aの変形に基づき、対処できる。このような変形のためには、原動側取付部材3の原動側対向面31と被動側取付部材5の被動側対向面51との間の距離を適度にとることが好ましい。また、板バネ部材61,62の扇形状の連結部6aの幅(対称中心S方向の寸法)を適度に小さくとることが好ましい。以上のような動作は、長期にわたり安定に行われる。
以上のように、本実施形態によれば、原動軸端部と被動軸端部との距離を、増加させることがなく、原動側取付部材3の原動側対向面31と被動側取付部材5の被動側対向面51との間の距離とほぼ同等にまで近づけることができ、且つ径方向寸法を増加させることがないので、小型化が容易である。また、中継部材として2つの板バネ部材61,62のみを用いればよいので、部品点数が削減される。また、板バネ部材61,62として同等のものを使用でき、更にそれぞれの原動側係合部6bと被動側係合部6cとを交代して使用することができるので、中継部材のための部品の種類は1種類でよい。また、原動側取付部材3及び被動側取付部材5として、互いに同等のものを使用することができる。更に、継手の組立及び中継部材の交換は、原動側取付部材3の原動側スリット3dに対して板バネ部材61,62の原動側係合部6bを挿抜し、被動側取付部材5の被動側スリット5dに対して板バネ部材61,62の被動側係合部6cを挿抜することのみで行うことができるので、作業が容易である。
図4は本発明による撓み軸継手の他の一実施形態を示す模式的分解斜視図であり、図5は本実施形態の撓み軸継手の組立状態を示す模式的斜視図であり、図6は本実施形態の撓み軸継手の板バネ部材の展開図である。これらの図において、上記図1〜3におけるものと同一または類似の機能を有する部材または部分には、同一の符号が付されている。
本実施形態では、板バネ部材61,62の原動側係合部6bは、原動側取付部材3の外周面の径方向外側を原動軸回転中心2aの方向に延びる原動側軸方向部分6b1と、該原動側軸方向部分6b1の端部から更に原動側取付部材3の原動側反対面32に沿って径方向内側に向かって延びる原動側径方向部分6b2とを有する。同様に、板バネ部材61,62の被動側係合部6cは、被動側取付部材5の外周面の径方向外側を被動軸回転中心4aの方向に延びる被動側軸方向部分6c1と、該被動側軸方向部分6c1の端部から更に被動側取付部材5の被動側反対面52に沿って径方向内側に向かって延びる被動側径方向部分6c2とを有する。
一方、原動側取付部材3の原動側反対面32には、原動側凹部33が設けられている。同様に、被動側取付部材5の被動側反対面52には、被動側凹部53が設けられている。
原動側凹部33は、板バネ部材61,62の原動側径方向部分6b2を、原動軸回転中心2aの周りで回転しないように係止して収容している。また、原動側径方向部分6b2は、原動側凹部33において原動側取付部材3にネジ止めされている。同様に、被動側凹部53は、板バネ部材61,62の被動側径方向部分6c2を、被動軸回転中心4aの周りで回転しないように係止して収容している。また、被動側径方向部分6c2は、被動側凹部53において被動側取付部材5にネジ止めされている。
かくして、本実施形態では、原動側係合手段は、板バネ部材61,62の原動側係合部6bが原動側取付部材3に対して原動軸回転中心2aの周りで回転しないように、原動側係合部6bを原動側取付部材3に取り付けるものからなる。また、被動側係合手段は、板バネ部材61,62の被動側係合部6cが被動側取付部材5に対して被動軸回転中心4aの周りで回転しないように、被動側係合部6cを被動側取付部材5に取り付けるものからなる。
本実施形態においては、板バネ部材62は板バネ部材61と同一の構成を有する。また、2つの板バネ部材61,62は、原動軸回転中心2aまたは被動軸回転中心4aの周りに均等に配置されている。即ち、原動軸回転中心2aまたは被動軸回転中心4aの周りで板バネ部材61,62のうちの一方を180°回転させると板バネ部材61,62のうちの他方と重畳する。
本実施形態においても、原動軸の回転に伴い原動側取付部材3が回転中心2aの周りで回転すると、その回転力は中継部材としての板バネ部材61,62を介して被動側取付部材5さらには被動軸へと伝達される。
原動軸回転中心2aと被動軸回転中心4aとの間に偏心及び偏角が発生した場合、原動側取付部材3と被動側取付部材5との間の距離が変化した場合、並びに、原動側取付部材3と被動側取付部材5との間に原動軸回転中心2a及び被動軸回転中心4aの周りでの相対的回動が発生した場合には、板バネ部材61,62、とくにその連結部6a、原動側軸方向部分6b1及び被動側軸方向部分6c1の変形に基づき、対処できる。このような変形のためには、原動側取付部材3の原動側対向面31と被動側取付部材5の被動側対向面51との間の距離を適度にとることが好ましい。また、板バネ部材61,62の扇形状の連結部6aの幅(対称中心S方向の寸法)並びに原動側軸方向部分6b1及び被動側軸方向部分6c1の幅を適度に小さくとることが好ましい。以上のような動作は、長期にわたり安定に行われる。
以上のように、本実施形態によれば、上記図1〜3に係る実施形態と同様に、原動軸端部と被動軸端部との距離を増加させることがなく、原動側取付部材3の原動側対向面31と被動側取付部材5の被動側対向面51との間の距離とほぼ同等にまで近づけることができ、且つ径方向寸法を増加させることがないので、小型化が容易である。また、中継部材として2つの板バネ部材61,62のみを用いればよいので、部品点数が削減される。また、板バネ部材61,62として同等のものを使用でき、更にそれぞれの原動側係合部6bと被動側係合部6cとを交代して使用することができるので、中継部材のための部品の種類は1種類でよい。また、原動側取付部材3及び被動側取付部材5として、互いに同等のものを使用することができる。更に、継手の組立及び中継部材の交換は、原動側取付部材3に対して板バネ部材61,62の原動側径方向部分6b2をネジにより着脱し、被動側取付部材5に対して板バネ部材61,62の被動側径方向部分6c2をネジにより着脱することのみで行うことができるので、作業が容易である。
2a 原動軸回転中心
3 原動側取付部材
3a 内周面
3b,3c 切り込み
3d 原動側スリット
31 原動側対向面
31A 対向部
32 原動側反対面
32A 反対部
33 原動側凹部
4a 被動軸回転中心
5 被動側取付部材
5a 内周面
5b,5c 切り込み
5d 被動側スリット
51 被動側対向面
51A 対向部
52 被動側反対面
52A 反対部
53 被動側凹部
61,62 板バネ部材
6a 連結部
6b 原動側係合部
6b1 原動側軸方向部分
6b2 原動側径方向部分
6c 被動側係合部
6c1 被動側軸方向部分
6c2 被動側径方向部分
S 対称中心

Claims (4)

  1. 原動軸端部に取り付けられる原動側取付部材と、前記原動軸端部に対向するように配置される被動軸端部に取り付けられる被動側取付部材と、前記原動側取付部材から前記被動側取付部材へと回転力を伝達する中継部材とを含んでなる撓み軸継手であって、
    前記中継部材は、互いに同等な2つの板バネ部材からなり、
    前記2つの板バネ部材のそれぞれは、前記原動側取付部材と前記被動側取付部材との間にて原動軸回転中心または被動軸回転中心に対して大略直交するように位置する連結部と、前記原動側取付部材に係合される原動側係合部と、前記被動側取付部材に係合される被動側係合部とからなり、且つ、2回対称性を有しており、
    前記2つの板バネ部材は、前記原動軸回転中心または前記被動軸回転中心の周りに均等に配置されており、
    前記撓み軸継手は、更に、前記原動側係合部を前記原動側取付部材と係合させるための原動側係合手段と、前記被動側係合部を前記被動側取付部材と係合させるための被動側係合手段とを備えており、前記原動側係合手段と前記被動側係合手段とは互いに同等であ
    前記連結部は、前記原動軸回転中心または前記被動軸回転中心を中心とし、且つ、前記原動軸回転中心または前記被動軸回転中心の近傍が、前記原動軸回転中心または前記被動軸回転中心に円弧状に切り欠かれた扇形状をなしている、
    ことを特徴とする撓み軸継手。
  2. 前記原動側係合手段は、前記原動側取付部材の前記被動側取付部材に対向する原動側対向面に形成され且つ前記原動軸回転中心を通る面と平行な1対の原動側摺動内面を有する原動側スリットを備えており、
    前記原動側係合部が前記原動側スリットに適合され、
    前記被動側係合手段は、前記被動側取付部材の前記原動側取付部材に対向する被動側対向面に形成され且つ前記被動軸回転中心を通る面と平行な1対の被動側摺動内面を有する被動側スリットを備えており、
    前記被動側係合部が前記被動側スリットに係合され、
    前記原動側摺動内面と前記被動側摺動内面とが互いに略直交している、
    ことを特徴とする、請求項に記載の撓み軸継手。
  3. 前記原動側係合手段は、前記原動側係合部が前記原動側取付部材に対して前記原動軸回転中心の周りで回転しないように前記原動側係合部を前記原動側取付部材に取り付け、
    前記被動側係合手段は、前記被動側係合部が前記被動側取付部材に対して前記被動軸回転中心の周りで回転しないように前記被動側係合部を前記被動側取付部材に取り付ける、
    ことを特徴とする、請求項に記載の撓み軸継手。
  4. 前記原動側係合部は、前記原動側取付部材の外周面の径方向外側を前記原動軸回転中心の方向に延びる原動側軸方向部分と、前記原動側軸方向部分の端部から更に前記原動側取付部材の前記被動側取付部材に対向する原動側対向面と反対側の原動側反対面に沿って径方向内側に向かって延びる原動側径方向部分とを有し、
    前記原動側取付部材の原動側反対面には、前記原動側径方向部分を前記原動軸回転中心の周りで回転しないように係止して収容する原動側凹部が設けられており、
    前記原動側径方向部分が前記原動側凹部において前記原動側取付部材にネジ止めされており、
    前記被動側係合部は、前記被動側取付部材の外周面の径方向外側を前記被動軸回転中心の方向に延びる被動側軸方向部分と、前記被動側軸方向部分の端部から更に前記被動側取付部材の前記原動側取付部材に対向する被動側対向面と反対側の被動側反対面に沿って径方向内側に向かって延びる被動側径方向部分とを有し、
    前記被動側取付部材の被動側反対面には、前記被動側径方向部分を前記被動軸回転中心の周りで回転しないように係止して収容する被動側凹部が設けられており、
    前記被動側径方向部分が前記被動側凹部において前記被動側取付部材にネジ止めされている、
    ことを特徴とする、請求項に記載の撓み軸継手。
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