JP7228967B2 - joint - Google Patents
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- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/18—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth
- F16D3/185—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth radial teeth connecting concentric inner and outer coupling parts
Description
本発明は、回転する軸と軸とを、角度変化可能に接合する継手に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joint that joins rotating shafts so that the angle can be changed.
電気鉄道車両の電動機の回転軸のトルクは、継手および歯車装置を介して、車軸に伝達される。継手は、電動機の回転軸のトルクを、歯車装置の被駆動軸に伝達する。歯車装置は、複数の歯車を有し、被駆動軸の回転数を減少させて、車軸にトルクを伝達する。この種の継手の一例が、特許文献1に開示されている。 The torque of the rotating shaft of the electric motor of the electric railway vehicle is transmitted to the axle via the joint and the gearing. The joint transmits the torque of the rotating shaft of the electric motor to the driven shaft of the gear train. The gear train has a plurality of gears to reduce the number of revolutions of the driven shaft and transmit torque to the axle. An example of this type of joint is disclosed in US Pat.
特許文献1に開示される継手は、回転軸と車軸の双方に嵌合してトルクを伝達する中間シャフトを有する。回転軸のトルクは、中間シャフトを介して車軸に伝達される。この継手においては、中間シャフトの軸方向外側に弾性変形する緩衝部材が設けられている。緩衝部材を設けることで、中間シャフトが振動した場合に中間シャフトと緩衝部材が接触し、中間シャフトの軸方向の移動が制限される。また回転軸に対する車軸の相対位置がずれると、中間シャフトは、傾いた状態で、回転軸のトルクを車軸に伝達する。換言すれば、この継手は、回転軸に対する車軸の相対位置の変化を吸収して、回転軸のトルクを車軸に伝達する。 The joint disclosed in Patent Literature 1 has an intermediate shaft fitted to both the rotating shaft and the axle to transmit torque. Torque of the rotating shaft is transmitted to the axle via the intermediate shaft. In this joint, an elastically deformable cushioning member is provided on the axially outer side of the intermediate shaft. By providing the cushioning member, when the intermediate shaft vibrates, the intermediate shaft and the cushioning member come into contact with each other, restricting the movement of the intermediate shaft in the axial direction. Further, when the relative position of the axle with respect to the rotating shaft is displaced, the intermediate shaft transmits the torque of the rotating shaft to the axle in an inclined state. In other words, the joint absorbs changes in the relative position of the axle with respect to the rotating shaft and transmits the torque of the rotating shaft to the axle.
特許文献1に開示される継手において、緩衝部材は、樹脂、ゴム、ウレタン等の高分子材料によって形成された弾性変形する部材である。一方、回転軸、車軸、および、回転軸と車軸の双方に嵌合してトルクを伝達する中間シャフトは、金属部材で形成されることが一般的である。上述の緩衝部材は、金属部材と比べて、経年劣化、摩耗による劣化等が生じやすい。そのため、緩衝部材のメンテナンス周期が、中間シャフトよりも短い。したがって、緩衝部材のメンテナンス周期に合わせて、継手を分解して緩衝部材を交換し、再び継手を組み立てるといった煩雑な作業が必要となり、メンテナンス性が低い。上記問題は、中間シャフトの軸方向外側に設けられた緩衝部材だけでなく、金属部材より劣化しやすい部材で形成され、継手の任意の位置に設けられた部品によって引き起こされる。 In the joint disclosed in Patent Document 1, the cushioning member is an elastically deformable member made of polymer material such as resin, rubber, or urethane. On the other hand, the rotating shaft, the axle, and the intermediate shaft fitted to both the rotating shaft and the axle to transmit torque are generally made of metal members. Compared to metal members, the above-described cushioning member is more likely to deteriorate due to aging and wear. Therefore, the maintenance cycle of the cushioning member is shorter than that of the intermediate shaft. Therefore, it is necessary to disassemble the joint, replace the shock absorbing member, and assemble the joint again in accordance with the maintenance cycle of the shock absorbing member, and the maintainability is low. The above problem is caused not only by the cushioning member provided on the axially outer side of the intermediate shaft, but also by parts formed of members that are more likely to deteriorate than metal members and provided at arbitrary positions of the joint.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性が向上された継手を提供することが目的である。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a joint with improved maintainability.
上記目的を達成するため、本発明に係る継手は、電動機の回転軸のトルクを、回転軸の中心軸の方向に空隙を挟んで回転軸に向き合う被駆動軸に伝達する継手である。継手は、第1内筒、第1外歯、第2内筒、第2外歯、外筒、第1内歯、第2内歯、および、板状の中心板を備える。第1内筒は、筒状の形状を有する金属部材であって、回転軸に嵌合して回転軸と一体に回転する。第1外歯は、第1内筒の外周面に環状に設けられる。第2内筒は、筒状の形状を有する金属部材であって、被駆動軸に嵌合して被駆動軸と一体に回転する。第2外歯は、第2内筒の外周面に環状に設けられる。外筒は、第1内筒の外周面の少なくとも一部および第2内筒の外周面の少なくとも一部を覆う筒状の形状を有する。第1内歯は、外筒の内周面に環状に設けられ、第1外歯と噛み合う。第2内歯は、外筒の内周面に環状に設けられ、第2外歯と噛み合う。中心板は、外筒の内周面に配置され、回転軸と被駆動軸に挟まれる空隙に位置する。第1内筒の中心板に向く端部は、中心板に向かって突出する曲面である第1曲面部を有する。第2内筒の中心板に向く端部は、中心板に向かって突出する曲面である第2曲面部を有する。被駆動軸の中心軸と回転軸の中心軸が一致していて、かつ、第1内筒の中心板に向く端部および第2内筒の中心板に向く端部が中心板から離隔している状態から、被駆動軸の中心軸と回転軸の中心軸がずれた状態に変化すると、第1内筒の中心板に向く端部は、第1曲面部で中心板に接触し、または、第2内筒の中心板に向く端部は、第2曲面部で中心板に接触する。 In order to achieve the above object, a joint according to the present invention is a joint for transmitting torque of a rotating shaft of an electric motor to a driven shaft facing the rotating shaft across a gap in the direction of the central axis of the rotating shaft. The joint includes a first inner cylinder, first outer teeth, a second inner cylinder, second outer teeth, an outer cylinder, first inner teeth, second inner teeth, and a plate-like center plate. The first inner cylinder is a metal member having a tubular shape, and is fitted to the rotating shaft to rotate integrally with the rotating shaft. The first external tooth is annularly provided on the outer peripheral surface of the first inner cylinder. The second inner cylinder is a metal member having a tubular shape, and is fitted to the driven shaft to rotate together with the driven shaft. The second external tooth is annularly provided on the outer peripheral surface of the second inner cylinder. The outer cylinder has a tubular shape covering at least part of the outer peripheral surface of the first inner cylinder and at least part of the outer peripheral surface of the second inner cylinder. The first internal teeth are annularly provided on the inner peripheral surface of the outer cylinder and mesh with the first external teeth. The second internal teeth are annularly provided on the inner peripheral surface of the outer cylinder and mesh with the second external teeth. The center plate is arranged on the inner peripheral surface of the outer cylinder and positioned in the gap between the rotating shaft and the driven shaft. The end of the first inner cylinder facing the center plate has a first curved surface portion that is a curved surface protruding toward the center plate. The end of the second inner cylinder facing the center plate has a second curved surface portion that is a curved surface protruding toward the center plate. The center axis of the driven shaft and the center axis of the rotating shaft are aligned, and the end of the first inner cylinder facing the center plate and the end of the second inner cylinder facing the center plate are separated from the center plate. When the center axis of the driven shaft and the center axis of the rotating shaft are shifted from the state in which the driven shaft is located, the end facing the center plate of the first inner cylinder contacts the center plate at the first curved surface portion, or The end of the second inner cylinder facing the center plate contacts the center plate at the second curved surface portion.
本発明によれば、電動機の回転軸に嵌合する筒状の第1内筒、および、被駆動軸に嵌合する筒状の第2内筒が設けられる。第1内筒の中心板に向かう端部は、中心板に向かって突出する第1曲面部を有し、第2内筒の中心板に向かう端部が中心板に向かって突出する第2曲面部を有する。第1曲面部および第2曲面部が設けられることで、第1内筒の端部および第2内筒の端部に角がなく、中心板が角に接触することを抑制するための弾性部材を、第1内筒および第2内筒のそれぞれの中心板に向かう端部に設ける必要がないため、メンテナンス性が向上された継手を提供することが可能である。 According to the present invention, a cylindrical first inner cylinder fitted to the rotating shaft of the electric motor and a cylindrical second inner cylinder fitted to the driven shaft are provided. The end of the first inner cylinder facing the center plate has a first curved surface protruding toward the center plate, and the end of the second inner cylinder facing the center plate has a second curved surface protruding toward the center plate. have a part. By providing the first curved surface portion and the second curved surface portion, the end portion of the first inner cylinder and the end portion of the second inner cylinder have no corners, and an elastic member for suppressing contact of the center plate with the corners. are not required to be provided at the ends of the first inner cylinder and the second inner cylinder facing the center plate, it is possible to provide a joint with improved maintainability.
以下、本発明の実施の形態に係る継手について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。 Hereinafter, joints according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts.
(実施の形態1)
図1に示す台車1は、電気鉄道車両の床下に取り付けられ、車体を支持する。台車1は、台車枠2と、車輪3と、車輪3を連結する車軸4と、車軸4を回転可能に支持する軸箱5と、電動機6と、電動機6に駆動される被駆動系の一例である歯車装置7と、電動機6のトルクを歯車装置7に伝達する継手8を備える。歯車装置7は車軸4に嵌合されていて、電動機6のトルクが継手8および歯車装置7を介して、車軸4に伝達される。図1において、Z軸が鉛直方向であり、X軸は、電動機6の回転軸61の中心軸AX1と平行であり、Y軸はX軸およびZ軸に直交する。なお台車1が搭載される電気鉄道車両は、Y軸正方向または負方向に走行する。
(Embodiment 1)
A bogie 1 shown in FIG. 1 is attached to the underfloor of an electric railway vehicle to support the vehicle body. The bogie 1 includes a
上述の構成を有する台車1の各部について説明する。台車枠2は、Y軸方向に延びる一対の側梁2aおよび側梁2aを繋ぐ横梁2bを備える。横梁2bに電動機6が固定される。また、台車枠2は、車体、および、電力変換装置、補助電源装置等の車載機器を支持する。車輪3は、車輪3を連結する車軸4が歯車装置7によって回されることで、車軸4と共に回転する。車軸4は、歯車装置7に回され、軸箱5によって、回転可能に支持される。軸箱5は、図示しない軸ばねを介して、側梁2aに取り付けられる。電動機6は、図示しない電力変換装置から電力の供給を受けて駆動される。電動機6が駆動されると、回転軸61が回転する。歯車装置7は、被駆動軸71の回転数を減少させて、被駆動軸71のトルクを車軸4に伝達する。なお歯車装置7は、吊り装置9を介して、横梁2bに取り付けられる。継手8は、電動機6の回転軸61および歯車装置7の被駆動軸71に嵌合し、回転軸61のトルクを被駆動軸71に伝達する。
Each part of the truck 1 having the above configuration will be described. The
電気鉄道車両の走行時、電動機6は図示しない電力変換装置から電力の供給を受け、回転軸61を回転する。回転軸61のトルクは、継手8によって、歯車装置7の被駆動軸71に伝達される。歯車装置7として、歯数が異なる複数の歯車を有する減速機が用いられる。歯車装置7は、被駆動軸71に嵌合する小歯車、小歯車と噛み合い、車軸に嵌合する大歯車を有する。歯車装置7は、被駆動軸71の回転数を減少させ、被駆動軸71のトルクを車軸4に伝達する。そして、車軸4、および、車軸4によって連結される車輪3が回転する。
When the electric railway vehicle is running, the
上述したように、電動機6は横梁2bに固定されているのに対し、軸箱5は、軸ばねを介して側梁2aに取り付けられ、歯車装置7は吊り装置9を介して側梁2aに取り付けられる。そのため、電気鉄道車両の走行時における、車軸4を回転可能に支持する軸箱5の振動および車軸4に嵌合する歯車装置7の振動が、台車枠2に伝達されることが抑制される。換言すれば、電気鉄道車両の走行時における、軸箱5および歯車装置7の振動は、電動機6の振動より大きい。そのため、回転軸61に対する被駆動軸71の相対位置は、電気鉄道車両の走行時に変化する。
As described above, the
そこで、継手8は、回転軸61に対する被駆動軸71の相対位置の変化を吸収して、回転軸61のトルクを、回転軸61被駆動軸71に伝達する。詳細には、継手8は、回転軸61のトルクを、回転軸61の中心軸AX1の方向に空隙を挟んで回転軸61に向き合う被駆動軸71に伝達する。継手8の構成について、図2および図3を用いて説明する。なお図3は、図1におけるA-A線での断面図である。なお図2には、回転軸61の中心軸AX1と被駆動軸71の中心軸とが一致する場合の継手8を示す。そのため、被駆動軸71の中心軸は図示しない。
Therefore, the joint 8 absorbs the change in the relative position of the driven
継手8は、回転軸61に嵌合する筒状の形状を有する第1内筒11と、被駆動軸71に嵌合する筒状の形状を有する第2内筒13と、第1内筒11の少なくとも一部および第2内筒13の少なくとも一部を覆う筒状の形状を有する外筒15を備える。継手8はさらに、外筒15の内周面に設けられた板状の中心板18を備える。中心板18は、回転軸61と被駆動軸71とに挟まれる空隙に位置する。なお第1内筒11、第2内筒13、外筒15、および中心板18は、炭素鋼、ステンレス鋼等の金属部材で形成される。詳細については後述するが、第1内筒11の中心板18に向く端部および第2内筒13の中心板18に向く端部は曲面を有することで、第1内筒11の端部および第2内筒13の端部に角がなく、鉄道車両の走行時の振動によって、第1内筒11または第2内筒13が中心板18に接触して損傷することが抑制される。また、第1内筒11の角または第2内筒13の角に中心板18が接触することを抑制するための弾性部材を設ける必要はなく、継手8のメンテナンス性が向上する。
The joint 8 includes a first
第1内筒11および第2内筒13は、両端が開いている筒状の形状を有する。第1内筒11の中心板18に向く端部は、第1曲面部11aを有する。そのため、第1内筒11の中心板18に向く端部に角がない。第1曲面部11aの形状は、中心板18に向かって突出する任意の曲面である。一例として、第1曲面部11aは、第1内筒11の中心軸を通る断面において円弧の形状を有する。実施の形態1では、第1曲面部11aは、第1内筒11の中心軸上に中心が位置する円環の表面の一部である。第2内筒13の中心板18に向く端部は、第2曲面部13aを有する。そのため、第2内筒13の中心板18に向く端部に角がない。第2曲面部13aの形状は、中心板18に向かって突出する任意の曲面である。一例として、第2曲面部13aは、第2内筒13の中心軸を通る断面において円弧の形状を有する。実施の形態1では、第2曲面部13aは、第2内筒13の中心軸上に中心が位置する円環の表面の一部である。
The first
継手8はさらに、第1内筒11の外周面に環状に設けられた第1外歯12と、第2内筒13の外周面に環状に設けられた第2外歯14と、外筒15の内周面に環状に設けられ、第1外歯12と噛み合う第1内歯16と、外筒15の内周面に環状に設けられ、第2外歯14と噛み合う第2内歯17を備える。第1内歯16の頂部16aが平面であるのに対し、第1外歯12の頂部12aは、第1内歯16に向かって突出する曲面である。また、第2内歯17の頂部17aが平面であるのに対し、第2外歯14の頂部14aは、第2内歯17に向かって突出する曲面を有する。
The joint 8 further comprises a first
上記構成を有する継手8が、回転軸61のトルクを被駆動軸71に伝達する際の継手8の各部の動作について説明する。回転軸61に嵌合する第1内筒11は、回転軸61と一体に回転する。第1外歯12と第1内歯16が噛み合うことで、回転軸61のトルクが第1内筒11を介して外筒15に伝達され、外筒15が回転する。第2外歯14と第2内歯17が噛み合うことで、外筒15のトルクが第2内筒13に伝達され、第2内筒13が回転する。第2内筒13は被駆動軸71に嵌合しており、被駆動軸71は第2内筒13と一体に回転する。すなわち、外筒15のトルクが第2内筒13を介して被駆動軸71に伝達される。
The operation of each part of the joint 8 when the joint 8 having the above configuration transmits the torque of the
上述したように、電動機6の回転軸61に対する歯車装置7の被駆動軸71の相対位置は、電気鉄道車両の走行時に変化する。換言すれば、回転軸61の中心軸AX1と被駆動軸71の中心軸とは一致しないことがある。図4に示すように、回転軸61の中心軸AX1と被駆動軸71の中心軸AX2とが一致しないことで、外筒15および中心板18が、図3に示す位置から傾く。外筒15および中心板18が傾くことで、第1内筒11が有する第1曲面部11aが中心板18に対して滑るように接触する。上述したように、第1内筒11の中心板18に向く端部に角がなく、第1曲面部11aが中心板18に対して滑らかに接触するため、第1内筒11と中心板18が接触することによって、第1内筒11および中心板18が損傷することが抑制される。また、第1内筒11の中心板18に向く端部に角がないため、中心板18が角に接触することを抑制するための緩衝部材を、第1内筒11の中心板18に向く端部に設ける必要がない。
As described above, the relative position of the driven
なお第1曲面部11aの曲率は、第1曲面部11aが縁11bより内側で中心板18に接触するように定められる。縁11bは、第1曲面部11aが第1内筒11の外周面11cと接する部分を示す。第1曲面部11aの曲率が上述のように定められることで、第1曲面部11aの縁11bが中心板18に接触して、第1内筒11および中心板18が損傷することが抑制される。
The curvature of the first
図4では、外筒15および中心板18がY軸に対して反時計回りに傾いたが、外筒15および中心板18は任意の方向に傾く。一例として、外筒15および中心板18はY軸に対して時計回りに傾いてもよい。この場合、第2内筒13が有する第2曲面部13aが中心板18に対して滑るように接触する。上述したように、第2内筒13の中心板18に向く端部に角がなく、第2曲面部13aが中心板18に対して滑らかに接触するため、第2内筒13と中心板18が接触することによって、第2内筒13および中心板18が損傷することが抑制される。また、第2内筒13の中心板18に向く端部に角がないため、中心板18が角に接触することを抑制するための緩衝部材を、第2内筒13の中心板18に向く端部に設ける必要がない。
Although the
なお第2曲面部13aの曲率は、第2曲面部13aが縁13bより内側で中心板18に接触するように定められる。縁13bは、第2曲面部13aが第2内筒13の外周面13cと接する部分を示す。第2曲面部13aの曲率が上述のように定められることで、第2曲面部13aの縁13bが中心板18に接触して、第2内筒13および中心板18が損傷することが抑制される。
The curvature of the second
中心軸AX1と中心軸AX2が一致しない場合でも、第1外歯12の頂部12aが曲面を有することで、第1外歯12は傾いた状態で第1内歯16に噛み合う。同様に、中心軸AX1と中心軸AX2が一致しない場合でも、第2外歯14の頂部14aが曲面を有することで、第2外歯14は傾いた状態で第2内歯17に噛み合う。そのため、継手8は、回転軸61のトルクを被駆動軸71に伝達することができる。
Even if the central axis AX1 and the central axis AX2 do not match, the first
以上説明したとおり、本実施の形態1に係る継手8において、第1内筒11の中心板18に向かう端部は、第1曲面部11aを有し、第2内筒13の中心板18に向かう端部は第2曲面部13aを有する。第1曲面部11aまたは第2曲面部13aが中心板18に接触することで、第1内筒11または第2内筒13と中心板18との接触による損傷が抑制される。また、第1内筒11の中心板18に向かう端部および第2内筒13の中心板18に向かう端部に角がないため、中心板18が角に接触することによる損傷を抑制するために弾性部材を設ける必要がない。この弾性部材を備える継手と比べ、弾性部材を有さない継手8は、金属部材よりメンテナンス周期が短い弾性部材に合わせて、継手8を分解して弾性部材を交換するという作業が必要ないため、メンテナンス性が高い。
As described above, in the joint 8 according to Embodiment 1, the end portion of the first
(実施の形態2)
実施の形態1において、継手8が有する第1内筒11および第2内筒13は、両端が開いている筒状の形状を有する。第1内筒11および第2内筒13の形状は、両端が開いている筒状の形状に限られない。一例として、実施の形態2では、一端が閉じている筒状の形状を有する第1内筒および第2内筒を備える継手8について図5を用いて説明する。なお図5には、回転軸61の中心軸AX1と被駆動軸71の中心軸とが一致する場合の継手8を示す。そのため、図5には、被駆動軸71の中心軸を図示しない。実施の形態2に係る継手8は、第1内筒11に代えて、回転軸61に嵌合する筒状の形状を有する第1内筒21を備える。また継手8は、第2内筒13に代えて、被駆動軸71に嵌合する筒状の形状を有する第2内筒22を備える。なお第1内筒21、第2内筒22、外筒15、および中心板18は、炭素鋼、ステンレス鋼等の金属部材で形成される。
(Embodiment 2)
In Embodiment 1, the first
第1内筒21および第2内筒22は、一端が閉じている筒状の形状を有する。第1内筒21の閉じられた一端は中心板18に向かう。また第2内筒22の閉じられた一端は中心板18に向かう。第1内筒21の閉じられた一端は、第1曲面部21aを有する。そのため、第1内筒21の中心板18に向く端部に角がない。第1曲面部21aの形状は、中心板18に向かって突出する任意の曲面である。一例として、第1曲面部21aは、第1内筒21の中心軸を通る断面において円弧の形状を有する。実施の形態2では、第1曲面部21aは、第1内筒21の中心軸上に曲率中心が位置する曲面の一部である。例えば、第1曲面部21aは、第1内筒21の中心軸上に中心が位置する球面の一部である。第2内筒22の閉じられた一端は、第2曲面部22aを有する。そのため、第2内筒22の中心板18に向く端部に角がない。第2曲面部22aの形状は、中心板18に向かって突出する任意の曲面である。一例として、第2曲面部22aは、第2内筒22の中心軸を通る断面において円弧の形状を有する。実施の形態2では、第2曲面部22aは、第2内筒22の中心軸上に曲率中心が位置する曲面の一部である。例えば、第2曲面部22aは、第2内筒22の中心軸上に中心が位置する球面の一部である。
The first
継手8は、実施の形態1と同様に、第1外歯12と、第2外歯14と、第1内歯16と、第2内歯17を備える。上記構成を有する継手8が、回転軸61のトルクを被駆動軸71に伝達する際の継手8の各部の動作について説明する。回転軸61に嵌合する第1内筒21は、回転軸61と一体に回転する。第1外歯12と第1内歯16が噛み合うことで、回転軸61のトルクが第1内筒21を介して外筒15に伝達され、外筒15が回転する。第2外歯14と第2内歯17が噛み合うことで、外筒15のトルクが第2内筒22に伝達され、第2内筒22が回転する。第2内筒22は被駆動軸71に嵌合しており、被駆動軸71は第2内筒22と一体に回転する。すなわち、外筒15のトルクが第2内筒22を介して被駆動軸71に伝達される。上述した順序で、継手8を介して、回転軸61のトルクが被駆動軸71に伝達される。
The joint 8 includes first
実施の形態1と同様に、回転軸61の中心軸AX1と被駆動軸71の中心軸とは一致しないことがある。図6に示すように、回転軸61の中心軸AX1と被駆動軸の中心軸AX2とが一致しないことで、外筒15および中心板18が、図5に示す位置から傾く。外筒15および中心板18が傾くことで、第1内筒21が有する第1曲面部21aが中心板18に対して滑るように接触する。上述したように、第1内筒21の中心板18に向く端部に角がなく、第1曲面部21aが中心板18に対して滑らかに接触するため、第1内筒21と中心板18が接触することによって、第1内筒21および中心板18が損傷することが抑制される。また、第1内筒21の中心板18に向く端部に角がないため、中心板18が角に接触することを抑制するための緩衝部材を、第1内筒21の中心板18に向く端部に設ける必要がない。
As in the first embodiment, the central axis AX1 of
なお第1曲面部21aの曲率は、第1曲面部21aが縁21bより内側で中心板18に接触するように定められる。縁21bは、第1曲面部21aが第1内筒21の外周面21cと接する部分を示す。第1曲面部21aの曲率が上述のように定められることで、第1曲面部21aの縁21bが中心板18に接触して、第1内筒21および中心板18が損傷することが抑制される。
The curvature of the first
図6では、外筒15および中心板18がY軸に対して反時計回りに傾いたが、外筒15および中心板18は任意の方向に傾く。一例として、外筒15および中心板18はY軸に対して時計回りに傾いてもよい。この場合、第2内筒22が有する第2曲面部22aが中心板18に対して滑るように接触する。上述したように、第2内筒22の中心板18に向く端部に角がなく、第2曲面部22aが中心板18に対して滑らかに接触するため、第2内筒22と中心板18が接触することによって、第2内筒22および中心板18が損傷することが抑制される。また、第2内筒22の中心板18に向く端部に角がないため、中心板18が角に接触することを抑制するための緩衝部材を、第2内筒22の中心板18に向く端部に設ける必要がない。
Although the
なお第2曲面部22aの曲率は、第2曲面部22aが縁22bより内側で中心板18に接触するように定められる。縁22bは、第2曲面部22aが第2内筒22の外周面22cと接する部分を示す。第2曲面部22aの曲率が上述のように定められることで、第2曲面部22aの縁22bが中心板18に接触して、第2内筒22および中心板18が損傷することが抑制される。
The curvature of the second
実施の形態1と同様に、中心軸AX1と中心軸AX2が一致しない場合でも、第1外歯12の頂部12aが曲面を有することで、第1外歯12は傾いた状態で第1内歯16に噛み合う。同様に、中心軸AX1と中心軸AX2が一致しない場合でも、第2外歯14の頂部14aが曲面を有することで、第2外歯14は傾いた状態で第2内歯17に噛み合う。そのため、継手8は、回転軸61のトルクを被駆動軸71に伝達することができる。
As in Embodiment 1, even when the central axis AX1 and the central axis AX2 do not match, the
以上説明したとおり、本実施の形態2に係る継手8において、第1内筒21の閉じられた一端は、第1曲面部21aを有し、第2内筒22の閉じられた一端は、第2曲面部22aを有する。第1曲面部21aまたは第2曲面部22aが中心板18に接触することで、第1内筒21または第2内筒22と中心板18との接触による損傷が抑制される。また、第1内筒21の中心板18に向かう端部および第2内筒22の中心板18に向かう端部に角がないため、中心板18が角に接触することによる損傷を抑制するために弾性部材を設ける必要がない。この弾性部材を備える継手と比べ、弾性部材を有さない継手8は、金属部材よりメンテナンス周期が短い弾性部材に合わせて、継手8を分解して弾性部材を交換するという作業が必要ないため、メンテナンス性が高い。
As described above, in the joint 8 according to
上述の継手8の各部の形状は一例である。第1曲面部11a,21a、および第2曲面部13a,22aの形状は上述の例に限られず、任意の曲面である。一例として、第1曲面部11a,21aおよび第2曲面部13a,22aは、凹部を有する曲面でもよい。また、第1内筒11の中心板18に向く端部の形状は、少なくとも第1曲面部11aを有する任意の形状である。一例として、第1内筒11の中心板18に向く端部は、第1曲面部11aと、第1曲面部11aの内側の縁に連続する平面とを有してもよい。第1内筒21、第2内筒13,22についても同様である。また継手8は、回転軸61に嵌合する第1内筒11および被駆動軸71に嵌合する第2内筒22を備えてもよいし、回転軸61に嵌合する第1内筒21および被駆動軸71に嵌合する第2内筒13を備えてもよい。外筒15と中心板18は一体に形成されてもよい。
The shape of each part of the joint 8 described above is an example. The shapes of the first
継手8は、電気鉄道車両に限られず、相対位置が変化する軸にトルクを伝達する必要がある任意の装置に搭載することができる。また歯車装置7は、被駆動軸71のトルクを任意の軸に伝達する任意の装置であって、一例として変速機である。
The joint 8 is not limited to electric railcars, and can be installed in any device that needs to transmit torque to shafts whose relative positions change. Further, the gear device 7 is an arbitrary device that transmits the torque of the driven
1 台車、2 台車枠、2a 側梁、2b 横梁、3 車輪、4 車軸、5 軸箱、6 電動機、7 歯車装置、8 継手、9 吊り装置、11,21 第1内筒、11a 第1曲面部、11b,13b,21b,22b 縁、11c,13c,21c,22c 外周面、12 第1外歯、12a,14a,16a,17a 頂部、13,22 第2内筒、13a 第2曲面部、14 第2外歯、15 外筒、16 第1内歯、17 第2内歯、18 中心板、21a 第1曲面部、22a 第2曲面部、61 回転軸、71 被駆動軸、AX1,AX2 中心軸。
1
Claims (9)
筒状の形状を有する金属部材であって、前記回転軸に嵌合して前記回転軸と一体に回転する第1内筒と、
前記第1内筒の外周面に環状に設けられた第1外歯と、
筒状の形状を有する金属部材であって、前記被駆動軸に嵌合して前記被駆動軸と一体に回転する第2内筒と、
前記第2内筒の外周面に環状に設けられた第2外歯と、
前記第1内筒の外周面の少なくとも一部および前記第2内筒の外周面の少なくとも一部を覆う筒状の形状を有する外筒と、
前記外筒の内周面に環状に設けられ、前記第1外歯と噛み合う第1内歯と、
前記外筒の内周面に環状に設けられ、前記第2外歯と噛み合う第2内歯と、
前記外筒の内周面に配置され、前記回転軸と前記被駆動軸に挟まれる前記空隙に位置する板状の中心板と、
を備え、
前記第1内筒の前記中心板に向く端部は、前記中心板に向かって突出する曲面である第1曲面部を有し、
前記第2内筒の前記中心板に向く端部は、前記中心板に向かって突出する曲面である第2曲面部を有し、
前記被駆動軸の中心軸と前記回転軸の中心軸が一致していて、かつ、前記第1内筒の前記中心板に向く端部および前記第2内筒の前記中心板に向く端部が前記中心板から離隔している状態から、前記被駆動軸の中心軸と前記回転軸の中心軸がずれた状態に変化すると、前記第1内筒の前記中心板に向く端部は、前記第1曲面部で前記中心板に接触し、または、前記第2内筒の前記中心板に向く端部は、前記第2曲面部で前記中心板に接触する、
継手。 A joint for transmitting torque of a rotating shaft of an electric motor to a driven shaft facing the rotating shaft across a gap in the direction of the central axis of the rotating shaft,
a first inner cylinder, which is a metal member having a cylindrical shape and is fitted to the rotating shaft and rotates integrally with the rotating shaft;
a first external tooth annularly provided on the outer peripheral surface of the first inner cylinder;
a second inner cylinder, which is a metal member having a tubular shape and is fitted to the driven shaft and rotates integrally with the driven shaft;
a second external tooth provided annularly on the outer peripheral surface of the second inner cylinder;
an outer cylinder having a tubular shape covering at least part of the outer peripheral surface of the first inner cylinder and at least part of the outer peripheral surface of the second inner cylinder;
a first internal tooth that is annularly provided on the inner peripheral surface of the outer cylinder and meshes with the first external tooth;
a second internal tooth that is annularly provided on the inner peripheral surface of the outer cylinder and meshes with the second external tooth;
a plate-shaped center plate disposed on the inner peripheral surface of the outer cylinder and positioned in the gap sandwiched between the rotating shaft and the driven shaft;
with
an end portion of the first inner cylinder facing the center plate has a first curved surface portion that is a curved surface protruding toward the center plate;
an end portion of the second inner cylinder facing the center plate has a second curved surface portion that is a curved surface protruding toward the center plate;
The center axis of the driven shaft and the center axis of the rotating shaft are aligned, and the end portion of the first inner cylinder facing the center plate and the end portion of the second inner cylinder facing the center plate When the state separated from the center plate changes to the state where the center axis of the driven shaft and the center axis of the rotating shaft are deviated, the end portion of the first inner cylinder facing the center plate moves toward the center plate. one curved surface portion contacts the center plate, or the end of the second inner cylinder facing the center plate contacts the center plate at the second curved surface portion;
fittings.
請求項1に記載の継手。 When the center plate is tilted from the position of the center plate when the center axis of the driven shaft and the center axis of the rotating shaft are aligned, the end portion of the first inner cylinder facing the center plate becomes the first contacting the center plate inside the edge of one curved surface portion, or the end of the second inner cylinder facing the center plate contacts the center plate inside the edge of the second curved surface portion;
A joint according to claim 1 .
前記第2外歯の頂部は、前記第2内歯に向かって突出する曲面を有する、
請求項1または2に記載の継手。 the apex of the first external tooth has a curved surface protruding toward the first internal tooth;
the apex of the second external tooth has a curved surface protruding toward the second internal tooth,
A joint according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の継手。 The first inner cylinder has a tubular shape with both ends open, and the shape of the end of the first inner cylinder facing the center plate is centered on the central axis of the first inner cylinder. is part of the surface of the torus that
A joint according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれか1項に記載の継手。 The first inner cylinder has a cylindrical shape with one end closed, and the shape of the closed end is a part of a curved surface having a center of curvature located on the central axis of the first inner cylinder. ,
A joint according to any one of claims 1 to 3.
請求項5に記載の継手。 The shape of the closed end of the first inner cylinder is a portion of a spherical surface centered on the central axis of the first inner cylinder,
A joint according to claim 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載の継手。 The second inner cylinder has a tubular shape with both ends open, and the shape of the end of the second inner cylinder facing the center plate is such that the center is positioned on the central axis of the second inner cylinder. is part of the surface of the torus that
A joint according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から6のいずれか1項に記載の継手。 The second inner cylinder has a tubular shape with one end closed, and the shape of the closed one end is a part of a curved surface whose center of curvature is located on the central axis of the second inner cylinder. ,
A joint according to any one of claims 1 to 6.
請求項8に記載の継手。 The shape of the closed one end of the second inner cylinder is a part of a spherical surface centered on the central axis of the second inner cylinder,
A joint according to claim 8 .
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