JP6434213B2 - 弾性的な軸継手 - Google Patents

Description

本発明は、当該第１の軸ハブの外周にわたって分配されつつ互いに離間された複数の第１のつめを支持する円筒状の第１の軸ハブと、当該第２の軸ハブの外周にわたって分配されつつ互いに離間した複数の第２のつめを支持する円筒状の第２の軸ハブとを備えた弾性的な軸継手であって、前記第１及び第２のつめが、各中間室内に収容されることで互いに係合し、それぞれ隣接する前記つめの間に弾性的な継手要素が収容されている、前記軸継手に関するものである。

一般的に、冒頭に記載したような継手は、かみ合い継手と呼ばれる。このような継手が特許文献１に示されている。ここには、つめは、軸ハブの統合された構成部材であり、軸ハブから軸方向へ突出している。それぞれ隣接して配置された２つのつめの間に収容された弾性的な継手要素は、ローラ状あるいはロール状に、かつ、エラストマリングを介して互いに接して配置されている。

このようなかみ合い継手は、様々な形態で発展形成されてきた。例えば、特許文献２には、かみ合い継手のための弾性的な継手要素を有するエラストマリングを好ましくは個々の部品から組み立てるための解決手段が開示されている。本出願人自身も、Ｃｅｎｔａｆｌｅｘ Ｂという名称でかみ合い継手を販売しており、そのつめは、径方向に軸ハブへ固定されているとともに、簡易な径方向の交換性を保障するものである。軸ハブの外周部と軸ハブに対向するつめの面の間には、摩擦係合式の結合部が存在する。また、この継手においても、各つめの間に配置されたエラストマ要素がリング体を介して上下に結合されている。

径方向に取り外し可能なつめを有するかみ合い継手は、実務においてさまざまに実証されている。差し当たり、継手の取付及び取外しのために、通常はユニットの軸方向の引き離しは不要である。加えて、必要な場合には、個々のつめを交換することも可能である。材料及び結合が許容される限り、弾性的な継手要素は、リングの取外しにより、同様に軸方向のユニット変位なくして取り付けられることが可能である。

独国特許出願公開第２２１１５１２号明細書 独国実用新案第２９８０６６３２号明細書

しかしながら、ロック部材の交換時、特に弾性的な継手要素の交換時及び冒頭に記載したようなかみ合い継手の製造時に改善の余地があることが分かった。複数の弾性的な継手要素は、その全体においてのみ交換され得る。なぜなら、これら弾性的な継手要素が一体的に互いに固定されているためである。径方向に取り外し可能なつめは、異なる軸ハブ外周により、各軸ハブ直径に対して、及び適当なトルクに対して特有に製造されるべきである。

本発明の課題は、生産の手間及び摩耗部材の交換に関するこの欠点を最適化することにある。

上記課題は請求項１の特徴、特に特徴部における特徴により達成され、これによれば、１つの軸ハブの少なくとも外表面につめのための取付面が設けられており、軸ハブによって支持されるつめが、係合式に軸ハブ側の取付面上に設置されている。

本発明の本質的な利点は、軸ハブの外周面が処理されること、及びつめの収容のための取付面が設けられることにある。つめのためのこの取付面は、様々な軸ハブの大きさにかかわらず同一である。その結果、異なる直径の軸ハブに対して同一のつめを使用することが可能である。これにより、各軸ハブの直径に対して適合するつめを提供する必要がないため、生産にかかる手間が大幅に削減される。この限りにおいては、各軸ハブ外周が、つめ外周幅の何倍にも相当しつつ同様のつめに設けられる。実務において、このことは、異なる性能のかみ合い継手が同様のつめの使用の下で単につめの数及びそのピッチ円によってのみ製造可能であることを意味している。したがって、結局のところ、かみ合い継手は、より小さなトルクの伝達のために、より大きなトルクを伝達するための継手と同様のつめを有している。継手は、単につめの数及びつめのピッチ円に適合する軸ハブ直径によってのみ異なる。

この点では、多数の異なる継手の大きさが、わずかな規格化された部材から容易に製造され得る。このことにより、製造及びストックが簡易化される。

通常、軸ハブは円筒状であり、そのため、取付面の範囲において、外周輪郭部が円筒状の周囲構造とは異なるように形成されている。

特に、取付面が平坦に形成されている。このとき、取付面が溝を備えているか、溝によって形成されているのが好ましい。

溝を有する平坦な取付面の形成又は溝状の取付面の形成により、つめを係合式に支持するための最適な前提が提供される。

軸ハブ上におけるつめの最適な支持を保障し、したがって、つめと軸ハブの間の結合のトルク負荷を最適化するために、つめが、隣接側の取付面に対して形状補完的に形成された接触面を備えている。

第１のつめが、皿状の、軸継手の軸方向平面に対して鏡像的に配置された保持凹部を備えており、該保持凹部が、上下に結合されていない弾性的な継手要素を径方向及び／又は軸方向に保持することを特徴とする実施形態が特に好ましい。

この形態は、摩耗を受ける弾性的な継手要素が個々に交換され得るための前提である。最適には、このことは、保持されるつめが径方向に離間され、つめによって保持される弾性的な継手要素が交換のためにアクセス可能であることにより行われる。

さらに、特に第２のつめが周方向に第１のつめの保持凹部において弾性的な継手要素を保持する場合には、第２のつめが、弾性的な継手要素のための、形状適合状の着座部を形成するようになっている。

この実施形態は、第２のつめが弾性的な継手要素の保持を除いて周方向に更なる保持機能を有さないことによって特徴付けられている。周方向のこの保持機能は、本来備わっているものである。なぜなら、第１及び第２のつめの支持のみが互いに弾性的な継手要素を介して保障されているためである。まとめると、このことは、上下に結合されていない弾性的な継手要素の径方向及び軸方向の保持が第１のつめによってのみ保障されていることを意味している。

さらに、第２のつめが径方向の所定の開放角度を有することにより、第２のつめによって保持される弾性的な継手要素と共に第１のつめの径方向の取り外しが可能となっていることを考慮すれば、弾性的な継手要素の交換のために第１のつめのみが径方向へ離間される必要がある。

したがって、具体的な実施形態においては、径方向断面において、第１のつめが本質的に対称な台形を形成し、第２のつめが、本質的にウェブ上に形成されているとともにその幾何形状的な基部を軸継手の回転軸において有するようになっている。

本発明の他の利点及びそのより良好な理解は、以下の実施例の説明により明らかである。

本発明によれば、生産の手間及び摩耗部材の交換に関するこの欠点を最適化することが可能である。

本発明による軸継手の全体図である。 図１に基づく軸継手の軸方向の部分図である。 図１に基づく軸継手の第１のつめを通る図２における切断線Ａ−Ａに基づく軸方向断面を示す図である。 第１のつめに隣接する、図１に基づく軸継手の弾性的な継手本体部を通る、図２における切断線Ｂ−Ｂに基づく軸方向断面図である。 図１に基づく軸継手の第２のつめを通る図２における切断線Ｃ−Ｃに基づく軸方向断面図である。 図１に基づく軸継手の第１及び第２の軸ハブの配置を示す斜視図である。 第１のつめを備えた第１の軸ハブを示す斜視図である。 第２のつめを備えた第２の軸ハブを示す斜視図である。 第１のつめを下方から見た図である。 第２のつめを下方からみた図である。 図１に基づく軸継手全体の斜視図である。 軸継手全体の側面図である。

各図面には、本発明に対応した軸継手が全体的に符号１０で示されている。

この軸継手は、まず、複数の第１のつめ１２を有する第１の軸ハブ１１と、次に、複数の第２のつめ１４を有する第２の軸ハブ１３とを含んでいる。第１のつめ１２は、外周を覆うように第１の軸ハブ１１上に配置されているとともに、外周にわたって均等に分配されて整向されている。また、第２のつめ１４も、外周を覆うように第２の軸ハブ１３上に配置されているとともに、その外周にわたって均等に分配されて整向されている。

図１では、第１のつめ１２及び第２のつめ１４が互いに係合している。このとき、それぞれ１つの第１のつめ１２が、互いに隣接する２つの第２のつめ１４の間の中間室にある。各第２のつめ１４は、２つの互いに隣接する第１のつめ１２の中間室に収容されている。それぞれ隣接するつめ１２，１４の間には、弾性的な継手本体部１５が配置されており、各第１のつめ１２は、それぞれ軸継手１０の回転方向に隣接する第２のつめ１４において、中間の弾性的な継手本体部１５を介して支持されている。

図６には、第１の軸ハブ１１及び第２の軸ハブ１３が、場合によっては存在する付加部材を省いて斜視図で示されている。軸ハブ１１，１３の各中央の凹部１６（軸ハブ孔）は、各軸上での固定された配置に寄与するものである。両軸ハブ１１，１３は、本質的に円筒状の外部輪郭を備えており、この外部輪郭は、取付面１７で中断されている。図６の本実施例においては、これは平面的な底面を有しつつ外周部に埋め込まれた（ｅｉｎｇｅｓｅｎｋｔ）溝１８及び底面に対して垂直に形成された２つの側壁部である。溝１８の範囲には、複数のネジ穴１９が配置されており、このネジ穴は、第１のつめ１２あるいは第２のつめ１４の固定に利用されるものである。

本実施例において、両軸ハブ１１，１３は、その真価により（ｄｅｍ Ｇｒｕｎｄｅ ｎａｃｈ）同一である。しかしながら、これら軸ハブは、ラジアル平面に対して鏡像状に整向されている。取付面について、これら軸ハブは、互いに外周がずらされて整向されている。

図９には、第１のつめ１２が、下方からの斜視図で示されている。この図９からは、まず、第１のつめ１２が脚部２０を備えていることが分かり、この脚部２０は、下側、すなわち第１の軸ハブ１１に向いた側に接触面２１を形成している。この接触面２１は、その寸法において隣接側の取付面１７に対応している。本ケースにおいては軸ハブ１１，１３が取付溝１８を形成しているため、つめ側の接触面２１が、溝１８に対して形状補完的な、脚部を下方へ閉鎖する脚部基礎２２の一部となっている。第１の軸ハブ１１の取付溝１８での第１のつめ１２の取付時には、脚部基礎２２は、完全に溝１８内に収容されている。このことは、特に図７から見て取ることができ、この図７は、第１の軸ハブ１１を、取り付けられた第１のつめ１２と共に斜視図で示している。

図９においては紙面に対して入り込む方向である径方向においては、更に軸方向において脚部基礎２２に対して突出する支持体２３が脚部基礎２２から延びている。

支持体２３からは、２つの保持翼２４が延びている。保持翼２４のうち１つは、周方向において反時計回りに延在しており、もう１つは、時計回りに延在している。支持体２３と共通に、保持翼２４がそれぞれ１つの、本質的に皿状に形成された保持凹部２５を形成しており、保持翼は、少なくともその軸方向端部において、ラジアル平面内に配置された軸方向の端壁２６を備えている。

脚部２０の範囲には支持体２３に穿設された複数の保持穴２７が径方向に配置されており、これら保持穴は、その数及び整向が第１の軸ハブ１１のネジ穴１９と同様となっている。図７及び図９の共通の考察から、第１のつめ１２、特にその複数の保持凹部２５が、回転軸におけるその基部を有する軸方向平面に対して鏡面対称に構成されていることが明らかである。

図１０には、第２のつめ１４が下方からの斜視図で示されている。また、図８には、これに属する第２の軸ハブ１３が周方向に分配されて設けられた第２のつめ１４と共に示されている。第１のつめ１２のように、第２のつめ１４もまず脚部２０を有しており、軸ハブに向いたその下側が接触面２１を形成している。第２の軸ハブ１３も取付溝１８を備えているため、接触面２１は、溝補完的な脚部基礎２２の一部となっている。

脚部基礎２２から径方向に、図１０における紙面に向かって延びるつめ本体部２８が、脚部基礎２２に対して軸方向に突出している。

第２のつめ１４も、脚部基礎２２の範囲において径方向の複数の保持穴２７によって貫通されており、これら保持穴は、数及び整向が第１の軸ハブ１３の取付溝１８におけるネジ穴１９と同様となっている。周方向へ向いた第２のつめ１４の側面部２９は、凹状に埋め込まれているとともに、ローラあるいはロール状の弾性的なつめ本体部１５のためのそれぞれ１つの着座部を形成する。

図７及び図８には、複数の第１あるいは第２のつめ１２，１４がそれぞれ第１あるいは第２の軸ハブ１１，１３上で均等に周囲を覆うように配置されていることが示されている。第１あるいは第２のつめ１２，１４の間には、複数の中間室が形成されている。ここで、複数の第１のつめ１２間の中間室は、第２のつめ１４がここに収容されるように採寸されることができる。同様に、第１のつめ１２は、複数の第２のつめ１４間の中間室に収容されることも可能である。図７及び図８から同様に明らかなように、第１及び第２のつめ１２，１４は、ボルト３０によって各軸ハブ１１，１３上に固定されている。このために、このボルトは、つめ１２，１４の保持穴２７に挿入され、軸ハブ１１，１３のネジ穴１９に螺合している。

このことは、図３及び図５からも良好に見て取れる。ここで、図３は、図２における切断面Ａ−Ａすなわち第１のつめ１２の切断面に基づく軸方向の断面図である。さらに、この図３からは、脚部２０に対して軸方向に突出する支持体２３の範囲がその保持翼２４と共に第２の軸ハブ１３の径方向空間へ収容されていることが分かる。

図５も同様に軸方向の断面図であるが、ここでは図２における切断面Ｃ−Ｃに基づくものとなっている。したがって、第２のつめ１４を通る軸方向断面である。径方向に設けられたボルト３０による第２のつめ１４の第２の軸ハブ１３での固定のほかに、脚部基礎２２に対して突出したつめ本体部２８の軸方向範囲が第１のつめ１１の径方向空間へ収容されていることも分かる。

第１のつめ１２及び第２のつめ１４の第２の軸ハブ１３及び第１の軸ハブ１１の径方向空間への相互の収容により、図２あるいは図１１に示された、第１のつめ１２が第２のつめ１４の中間室へ収容され、第２のつめ１４が第１のつめ１２の中間室へ収容される取り付け状況となる。

緩衝のために、ローラ状あるいはロール状の弾性的な複数の継手本体部１５が、隣接する第１のつめ１２と第２のつめ１４の間に配置されている。これら継手本体部１５は軸方向及び径方向の変位に対して単に第１のつめ１２によってのみ保持されており、その保持凹部２５内に継手本体部１５が収容されている。その凹状の形状により着座部を形成している第２のつめ１４の側面部２９は、第１の継手本体部１５の保持凹部２５内で周方向へ弾性的な継手本体部１５を保持している。側面部２９の凹状の形状により、湾曲された側面部２９におけるリニア状の接触に代えて、弾性的な継手本体部１５の面状の接触が可能となる。これは、弾性的な継手本体部１５の保護につながるものである。

図１２には図１１における軸継手１０の第２の軸ハブ１３への軸方向に見た図が示されている。ボルト３０による第１及び第２のつめ１２，１４の径方向の固定のほかに、この図示から、まず、第１のつめ１２の保持凹部２５における弾性的な継手本体部１５の収容が明確に分かる。さらに、保持翼２４が継手本体部１５を径方向に保持することが分かる。軸方向においては、端壁２６が軸方向の保持の役割を担う。これら端壁のうち観察方向後方の端壁２６のみが示されており、前方に位置しつつ取付状態において継手要素１５への軸方向の観察を遮る前側壁部３１が取り外されている。

特に図１から分かるように、前側壁部３１は、取外し可能に第１のつめ１２に螺着されている。各第１のつめ１２は、その保持凹部２５を軸方向へロックする前側壁部３１を支持している。これにより、好ましくは第１のつめ１２を個々に径方向へ取り外すことが可能であるか、又は適当なアクセス性を前提として、個々の継手本体部１５の軸方向の取り外しが可能である。

これに代えて、個々の前側壁部３１の代わりに第１のつめ１２の保持凹部２５をリングディスクによって覆うとともに軸方向にロックすることも可能である。不図示のこのリングディスクも、第１のつめ１２において螺着される。リングディスクの本質的な利点は、第１のつめ１２の上下の結合にある。この結合により、第１のつめ１２が、作用する遠心力に対して安定するとともに、径方向の固定を担うボルト３０の負荷が軽減される。螺着の解除後には、第１のつめ１２の径方向の取り外しが引き続き可能である。

軸継手１０のラジアル平面における周方向輪郭部は、第１の継手本体部１２では本質的に対称の台形状に形成されている。このことは、図１２において記入された周囲線Ｔによって明らかにされている。これに対して、ラジアル平面、すなわちここでは第２のつめ１４への正面図における第２のつめ１４は、本質的に長方形状あるいはウェブ状の周方向輪郭部を示している。この周方向輪郭部は、図１２における周囲線Ｓによって象徴されている。

図１２から、第２のつめ１４が弾性的な継手本体部１５に対する径方向保持機能を発揮しないことも明らかである。さらに、図１２には、隣接した２つの第２のつめ１４の開放角度αがこれらの間に位置する第１のつめ１２の径方向の取り外し及びこれに伴う弾性的な継手本体部１５の径方向の交換性を保障することも示されている。この開放角度αは、具体的な実施形態のために、図１２においても示されている。凹状に埋め込まれるとともに着座部を形成しつつ周方向へ向いた側壁部を有する第２のつめ１４の本実施形態においてはその開放角度αが規定されるべきであり、この開放角度は、凹状の埋め込み部（Ｅｉｎｓｅｎｋｕｎｇ）の頂点に関して径方向外方へ配置された壁部分の間を占めるものである。これら壁部分は、互いに平行に整向されるか（開放角度α＝０°）、又は正の開放角度をなす必要があり、この結果、回転軸から見て、漏斗状の開口部を形成するものである。

個々の継手本体部１５又は個々のつめ１２，１４の径方向の取り外しが不要である限り、従来技術より十分に知られているように、相違し、同種の形状のつめ１２，１４を使用することが可能である。

まとめると、統一された取付面１７により規格化されたつめ１２，１４の配置が軸ハブ直径に依存せずに可能な軸継手１０が開示された。さらに、ウェブ状及び台形状のつめ本体部の交互の配置並びに結合されていない継手本体部１５に対する台形状のつめ１２の保持機能により、継手本体部１５の径方向の交換が可能であることが示された。

１０ 軸継手
１１ 第１の軸ハブ
１２ 第１のつめ
１３ 第２の軸ハブ
１４ 第２のつめ
１５ 継手本体部
１６ 凹部
１７ 取付面
１８ 溝
１９ ネジ穴
２０ 脚部
２１ 接触面
２２ 脚部基礎
２３ 支持体
２４ 保持翼
２５ 保持凹部
２６ 端壁
２７ 保持穴
２８ つめ本体部
２９ 側面部
３０ ボルト
３１ 前側壁部
Ｓ 周囲線
Ｔ 周囲線

Claims (10)

1. 当該第１の軸ハブの外周にわたって分配されつつ互いに離間された複数の第１のつめ（１２）を支持する第１の軸ハブ（１１）と、当該第２の軸ハブの外周にわたって分配されつつ互いに離間した複数の第２のつめ（１４）を支持する第２の軸ハブ（１３）とを備えた弾性的な軸継手（１０）であって、前記第１及び第２のつめ（１２，１４）が、各中間室内に収容されることで互いに係合し、それぞれ隣接する前記つめ（１２，１４）の間にローラ状の弾性的な継手要素（１５）が収容されている、前記軸継手において、
   １つの軸ハブ（１１，１３）の少なくとも外表面に前記つめ（１２，１４）のための取付面（１７）が設けられており、前記軸ハブ（１１，１３）によって支持される前記つめ（１２，１４）が、係合式に軸ハブ側の前記取付面（１７）上に設置されていることを特徴とする軸継手。
2. 前記取付面（１７）が平坦に形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸継手。
3. 前記取付面（１７）が溝（１８）を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の軸継手。
4. 前記つめ（１２，１４）が、前記軸ハブ側の前記取付面（１７）に対して形状補完的に形成された接触面（２１）を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸継手。
5. 前記第１のつめ（１２）が、皿状の、当該軸継手（１０）の軸方向平面に対して鏡像的に配置された保持凹部（２５）を備えており、該保持凹部が、互いに結合されていない前記弾性的な継手要素（１５）を径方向及び／又は軸方向に保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸継手。
6. 前記第２のつめ（１４）が、前記弾性的な継手要素（１５）のための、形状適合状の着座部を形成することを特徴とする請求項５記載の軸継手。
7. 前記第２のつめ（１４）が、周方向に、前記第１のつめ（１２）の前記保持凹部（２５）において前記弾性的な継手要素（１５）を保持することを特徴とする請求項５又は６記載の軸継手。
8. 径方向断面において、前記第１のつめ（１２）が本質的に対称な台形を形成し、前記第２のつめ（１４）が、本質的にウェブ状に形成されているとともにその幾何形状的な基部を当該軸継手（１０）の回転軸において有することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の軸継手。
9. 隣接するそれぞれ２つの前記第２のつめ（１４）間に径方向の所定の開放角度が設けられていることにより、前記第１のつめによって保持される弾性的な継手要素（１５）及び前記第１のつめ（１２）の径方向の取り外しが可能となっていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の軸継手。
10. 前記第１及び／又は第２の軸ハブ（１１，１３）が円筒状に形成されており、円筒状の外周面が、前記取付面（１７）の範囲で円筒状の輪郭部とは異なるように形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の軸継手。

Images