JPH01503399A - 可撓カップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 可撓カンプリング 本発明はその一態様において、一方の回転部材から他方の回転部材へトルクを伝 達するのに適した可撓カップリングに関し、限定するものではないが詳細にいう と静的状態及び／又は動的状態において作かなずれのある駆動軸と従動軸との間 のトルク伝達に用いる可撓カップリングに関する。

可撓カップリングは、駆動軸と従動軸との間の偏心を自動的に自己調整によって 補正する能力を有すること（また必要であれば横方向に移動することも含み）が 不可欠な要素となっている使用例は多数存在しており、これらの使用例の１つに 産業ロボツトにおける駆動力伝達がある。他の使用例に半導体ウェーへの導線路 形成におけるものがある。この場合、導線路形成のため装置を駆動するモーフが 用いられており、動力伝達に対して極めて正確な制御が必要とされ、このような 駆動装置では通常酸る種の可撓カフプリングが用いられている。

周知の可撓カップリングの一つに一体構造の円筒形の部材からなるものがあり、 これは円筒形部材に形成された単一開始点螺旋ばね部を有している。この円筒部 は中空で半径方向に十分な肉厚があり・またばね部は円筒形部材の外周面より中 空内面にまで半径方向に内側に広がっている。ばね部は機械加工（“切削加工ば ね”）、又は必要とするばね部を備えた円筒形部材全体を鋳造して製造すること ができる。上記のことからこの公知のカンプリング部材は、その巻回部が半径方 向に十分な厚みを有していても螺旋ばねのように作動し、従ってトルクが円筒形 部材の一端から他端に螺旋ばねの巻回部を介して伝達される際、部材が巻き上げ られる固有の傾向を有する。このことは明らかにトルク伝達時において不正確さ を招来し、特に一方の回転部材から他方の回転部材へ正確な回転角増分を伝える 必要のある場合などでは不正確となる。

従って、この公知の可撓カップリングは軸のずれ（及び軸の移動）及び変動トル ク伝達に適応するために必要な可撓性及び弾力性を有してはいるが、一部の使用 者の要求、特に非常に正確な駆動角度増分伝達を必要とする場合に適合させるた めの剛性が不十分である。

以上のことから、可撓カップリングに必要とされる条件を満たすのに十分な可撓 性と弾力性とを有し、しかも正確に、即ち過度のねじり変形を回避して、カップ リングの入力端と出力端の間で回転を伝゛達することができる可撓カフプリング の改良設計をめ本発明により、環状壁を有する中空円筒形本体及び環状壁内に形 成され、かつ巻回部のそれぞれ円筒形本体の中空内面部から円筒形本体の外周面 まで半径方向に外方に向けて広がっている螺旋ばね部からなる可撓カップリング が示されている。

ここで螺旋ばね部は円筒形本体の軸線を中心に円周方向に延び互いに隣接する少 なくとも２個のばねから構成され、それぞれのばねは円筒形本体の一方の端部よ り発し、他方の端部分で終わる連続した螺旋の形で延びている。

各ばねの開始点と終了点（これらの位置においてばねは中空円筒形本体の剛体端 部片と接続されている。）における強度を増大するために、これらの位置におい て巻回部を他の巻回部よりも厚（形成することが望ましい。

少なくとも２個の螺旋ばね部を円筒形本体の環状壁に設けることによって、円筒 形本体の入力端に接続する入力駆動軸と円筒形本体の出力端に接続する出力駆動 軸との軸心のずれ、また入力側と出力側の駆動軸の相対的な軸方向及び旋回的移 動を起こすいかなる傾向も吸収するために十分撓み性のある可撓カップリングが 提供される。しかし、前記螺旋ばね部は周知の単一開始点（螺旋）可撓カンプリ ングよりも剛性があるため、入力端と出力端の間でより正確にして、より変動の 少ないトルク伝達を行うことができる。

螺旋ばね部が２個のみ備えられている場合には、２つの“開始点”は互いに円周 角が１８０°だけ離れた位置に置き、また２つの“終了点”も同じ角度間隔を置 （ことが望ましい。螺旋ばね部を４個備えるとすれば、円周上を順次配置される 開始点及び終了点のそれぞれの相対的角度間隔は９０°となる。

本発明による可撓カフプリングの特に好゛ましい実施例では、３個の螺旋ばね部 が環状壁に形成されている。この場合、順次配列された開始点及び終了点のそれ ぞれの角度間隔は１２０°となる。これば動力学の観点から、特に安定した配置 となっている。

便宜上ばねの各開始点は、それぞれの終了点と約３０°の角度間隔をおいて配置 されている。

円筒形本体のいくつかの用途について、需要者はステンレス鋼が特に適している ことを見出してはいるが、アルミニウム合金、ステンレス鋼、アセクル又はトリ オンなど適宜なプラスチック、天然又は合成ゴムで製造することができる。

円筒形本体は便宜上環状体に成形した後、必要とするばね部をプログラム制御工 作機械で切削加工して成形することができるであろう。しかし、ばね部　。

は、例えば鋳造、鍛造又は電鋳、或いはレーザ切削など他の方法で成形できるで あろう。

別の方法として、適当な手段で最初にばねを成形してから、分離したプラグ状の 端部品をばねのそれぞれの軸方向端部に取り付けることができる。駆動軸と従動 軸との間の動力伝達に可撓カンプリングが必要とされる場合には、プラグ状部品 をそれぞれの軸にねじ込んで結合できるように形成することが可能である。

本発明による可撓カップリングは、単に駆動軸と従動軸、又は他の駆動部材と従 動部材との間の動力伝達の使用にのみ限定されるものでないことば理解できるで あろう。実際酸る場合では、可撓カップリングは可撓取付台又は緩衝部材として 使用したり、或いは単に一端を駆動軸に結合するだけの用法に適していることが ある。従って、可撓カップリンクは特殊な用法、即ち円筒形本体の一端部は駆動 部材に結合されているが、他端部はレーザ光線がそれに投射できるようにされた 反射面を支えているレーザ装置の一部品としても適している。

また、本発明は別の態様において、一方の回転部材から他方の回転部材へトルク を伝達するのに適した形式の可撓カフプリングに関し、限定するものではないが 詳述すれば静的及び／又は動的状態において僅かなずれのある駆動軸と従動軸と の間のトルク伝達に用いられる可撓カフプリングに関する。

可撓カフプリングが駆動軸と従動軸との間の偏心を自動的に自己調整によって補 正する能力を有することが不可欠な要素となっている使用例は多数存在しており 、これらの使用例の１つに産業ロボソｌ−における駆動力伝達がある。他の使用 例に半導体ウェーハの導線路形成におけるものがある。この場合、導線路形成の ための装置を駆動するモーフが用いられており、動力伝達に対して極めて正確な 制御が必要とされ、このような駆動装置では通常、成る種の可撓カップリングが 用いられている。他の可能な用法としては、自動車のステアリングジヨイントが ある。

周知の可撓カップリングの１つに一体構造の円筒形の部材からなるものがあり、 これは円筒形部材に形成された単一開始点螺旋ばね部を有している。この円筒部 は中空で半径方向に十分な肉厚があり、またばね部は円筒形部材の外周面より中 空内面にまで半径方向に内側に広がっている。ばね部は機械加工（“切削加工ば ね”）、又は必要とするばね部を備えた円筒形部材全体を鋳造して製造すること ができる。上記のことからこの公知のカンプリング部材は、その巻回部が半径方 向に十分な厚みを有していても螺旋ばねのように作動し、従ってトルクが円筒形 部材の一端から他端に螺旋ばねの巻回部を介して伝達される際、部材が巻き上げ られる固有の傾向を有する。このことは明らかにトルク伝達時において不正確さ を招来し、特に一方の回転部材から他方の回転へ正確な回転角増分を伝える必要 のある場合などでは不正確となる。

別の公知の可１宛カップリングが英国特許明細書筒１．２０６，５３７号に開示 されている。この可撓カップリングには円筒形金属管の壁を貫通ずるように形成 された多数の開始点を備えた螺旋状スロットがあり、これらスロットは円筒形金 属管の軸線を中心とする螺旋形をなして金属管外周に沿って延びる３つの分離し た螺旋“ビーム”を形作っている。それぞれのビームは螺旋形のばねを形成して おり、ばねの開始点は互いに１２ｏ°の間隔を置いて円周上に位置し、また３つ の螺旋ばね部の巻回部はほぼ平行に延びるビームによって形成され、これらが円 筒形金属管の軸を中心とする螺旋形で延びる際、他の２つの間に位置している。

英国特許明細書筒１，２０６．５３７号より公知の可撓カップリングでは、各ビ ーム（円筒形金属管の軸を中心として円周上に延びる螺旋ばね部をそれぞれ形成 している。）の半径方向に延びる範囲は、はぼ均一となっている。上記した公知 の可撓カップリングは一般に大概の使用目的を満足させる機能を有するものであ るが、他方厳しい運転条件に関して、もしこの可撓カップリングが破損するとす れば、各ｔ’ｆＪｊ２ビームが円筒形金属管外周に沿って旋回を開始する領域、 即ち各螺旋状スロフＩ・が最初に円筒形金属管の壁を貫通して形成される領域に おいてなんらかの破壊が生ずると思われる。この場合この領域に使用中最大応力 が加わるのである。従って、英国特許第１，２０６，５３７号に開示された可撓 カップリングは最初に言及した単一螺旋ばね部形式の可撓で一層正確なトルク伝 達を行うことができるが、このカンプリングでは、ばねが３つあるためねじり剛 性が高く、カップリング内に形成された３つのｇ、旋ばね部のいずれか１つの開 始点で破壊を起こしやすい可能性がある。各螺旋ビームの開始点領域は最大応力 が発生する領域となる。この場合、ねじり荷重はこの領域を経て、各ビームと駆 動部材又は従動部材に結合される円筒形鋼管のそれぞれの端部品との間に伝達さ れる。さらには、使用中にこの領域付近でビームのたわみが発生する傾向があり 、成る時間経過スると発生した疲労応力により、この開始点領域で早期破壊が発 生ずることもあり得る。

従って、各螺旋ビームの半径方向に、そしてまた軸方向の大きさが一定に保持さ れているならば、通常では不要な耐ねじり荷重強度が各螺旋ビームの開始点と終 了点との中間の巻回部に与えられていることになる。さらに、各螺旋ビームの半 径方向及び／又は軸方向とにおける大きさを増大して、公知の可撓カップリング の強度を増し、開始点と終了点との強度を増加させる試みが行われたとすれば、 このことは材料の非効率的な使用となる。・即ち、各螺旋ビームの中間巻回部は なおも不要な耐ねじり荷重強度をさらに付与されることになる。

従って、本発明は限定するものではないが、主として各螺旋ビーム部又は螺旋ば ね部の開始点と終了点との中間にある巻回部のパラメータを変更することによっ て、上記に引用した２種類の公知の可撓カップリングのいずれかに改良を加える 見地から開発されたものである。

本発明の更に別な態様に従い、環状壁を有する中空円筒形本体及び環状壁内に形 成され、かつ巻回部のそれぞれ円筒形本体の中空内面部から円筒形本体の外周面 まで半径方向に外方に向けて広がっている螺旋ばね部からなる可撓カップリング が示されている。

ここで、螺旋ばね部は、本体の一方の端部に設けた開始点から本体の軸を中心ど して円周上を終了点に達するまで延びている。

また、螺旋ばね部の巻回部の半径方向の大きさは開始点と終了点とにおいてこれ らの中間にある巻回部よりも大きくなっている。

螺旋ねし部の中間巻回部が開始点と終了点の巻回部よりも半径方向の大きさを小 さくすることによって、開始点と終了点との巻回部の強度の増大と、また中間巻 回部の弾力性の増大が確実に得られ、更にこれら２つの要素（単独又は組合わせ で）は高応力領域を開始点と終了点とから軸方向に移動させ、この結果螺旋ばね 部の開始点と終了点とにおいてカップリングが破損する危険を減少させる原因と なっていると考えられる。

便宜上、開始点と終了点の半径の大きさの増加は、中間巻回部の外径を開始点と 終了点との巻回部のものより小さくすることで達成できる。

このように、螺旋ばね部の巻回部外周面を開始点と終了点とにおいて半径方向に 太き（することによって、残りの複数の巻回部は螺旋状くびれを形作り、高応力 区域を端部又は“ハブの付いたばね部結合領域（開始点又は終了点）から離して 螺旋ばね部の中央又は中間領域方向に移動（上記に示すように）させること以外 に、螺旋状くびれの寸法は任意の特定駆動必要条件に合わせてカンプリングの剛 性を調和させるよう調整することができる。

望ましくは螺旋ばね部は、円筒形本体の軸線を中心として円周方向に延びる互い に隣接する２つ以上の分離したばねからなり、またそれぞれのばねはそれ自体の 開始点と終了点とを有し、１つのばねの開始点と終了点は隣接するばねの開始点 と終了点からそれぞれ円周方向に間隔が置いて形成されている。

好ましい一構造方法では、３つのばねが備えられており、これら互いに１２０° だけ円周方向に偏位されている。本発明の好ましい一実施例では、ばねは円筒形 本体の円周に沿って本体の両端部にある剛性端部の間、即ち開始点と終了点がい ずれも円筒状本体のそれぞれの端部に隣接している螺旋形をなし、連続的に延び ている。しかしながら、他の実施例では、中間剛性部品と２つの分離した螺旋ば ねが備えられており、ばねはそれぞれの端部と中間部との間で延びている。

開始点と終了点におけるばね強度を更に増大させるため、開始点と終了点におけ る各巻回部の軸方向への幅を残りのを回部より太き（して、ばねの形状を効果的 に漏斗（ｂｅｌｌｓ−ｏｕｔ）状に広げることもできる。

本発明による可撓カップリングの製造に用いる好ましい材料は、アルミニウム合 金及びステンレス鋼であり、後者は可撓カフプリングの新しい材料として好んで 使用されている。これらに代わる材料として、合成樹脂材及び天然又は合成ゴム がある。

本発明は更に別の態様において、可撓カフブリングに関しており、限定するもの ではないが、より詳しくは駆動要素と従動要素との間のトルク伝達に用いる可撓 カンブリングに関する。

英国特許明細書節１，２０６，５３７号には、円筒形金属管の壁を貫通するよう に形成され、円筒形金属管の軸線を中心とする螺旋形で金属管円周に沿って延び る３つの分離した螺旋“ビーム”を形作っている多数開始点型螺旋状スロットを 備えた可撓カップリングが開示されている。各ビームは螺旋形のばねを形成して おり、ばねの開始点は互いに１２０゜の間隔を置いて円周上に位置し、また３つ のＪＷｔＭばね部の巻回部はほぼ平行に延びるビームによって形成され、これら が円筒形金属管の軸線を中心として螺旋形に延びる際、互いに他の２つの間に位 置してしかし、この可撓カップリングでは、各螺旋状スロッ１−は金属管壁の周 りを完全に１回転しない範囲で円筒形金属管の軸線を中心として円周に沿って延 びている。即ち、各螺旋状スロットの開始点と終了点、それに対応する螺旋ばね 部の“ビーム”は円筒形鋼管の軸線を中心に３６０°以下の角度で周回している 。

公知の可撓カップリングの実施例では、２つのばね部はそれぞれ円筒形金属管の 対応する端部に対して結合されている。これらばね部は互いの方向に指向して延 びているが、円筒形金属管の剛性中間環状部によって互いに結合されている。こ の実施例は上記したように、２つの剛性端部を有する円筒形本体、中間剛性部分 及びこれらに対向する各端部と中間部の端面の間に延びる３開始点ｅｌｆ’Ｍば ね部を備えている。

公知の実施例のカンプリングでは、その製造材料は主として、アルミニウムであ るが、最近ではこの汎用形可撓カップリングの製造にステンレス鋼を利用するよ うに要求が増大している。これはカップリングの新しい用途についてステンレス 鋼が優れた運転性能を示すことから、ステンレス鋼の使用を要望するものである 。しかしながら、公知の螺旋ばね部のビームが延びる角度範囲が３６０°未満で あるならば、上気実施例の可撓カフブリングをステンレス鋼で製造しても満足で きる製品を得ることができないと分かった。特に、カップリングの製造に通常用 いられている他の材料、例えばアルミニウムなどに比較して弾力性の低い材料で あるステンレス鋼で製造した場合、この種のカンプリングでは“剛性”　（また 特にカップリングの全体的なたわみ性の欠如）が問題となるからである。このよ うに需要者は、実質的にカップリングの巻回部に巻き上げ（ｗｉｎｃｌ−ｕｐ） を生ずることなくカンプリング一端から他端に回転の角度の増分を正確に伝達す ることにおいて十分なねじり剛性を有し、しかもなお可撓カップリングとして機 能するカップリングをめている。この２つの要求は、成る程度互いに矛盾したも のである。

従って、本発明は上記に引用した汎用形の可撓カンプリングの構造に改良を加え 、更にはこれがステンレス鋼で製造可能であり、しかもなお潜在需要者が要求す る弾力性を必要程度まで備えているものである。

本発明のこの別の態様に従い、相対する一対の端部を有する円筒形本体、剛性中 間部及び各端部とこれらに対向する中間部分の端面とを互いに結合しているそれ ぞれの螺旋ばね部からなる可撓カップリングが示されている。この可撓カップリ ングでは、各螺旋ばね部は他のものの内側に入って巻かれている多数開始点型式 の分離した複数のばねからなり、それぞれのばねは一端部の開始点から対応する 他端部の終了点まで、円筒形本体の軸線中心として少なくとも３６０°の角度範 囲の螺旋形で延びている。

可撓カンプリングが所望に応じてステンレス鋼で製造された場合、耐久性があり しかも需要者の要求に合う程度の弾力性を持たせることができる可撓カンプリン グが製造される。

本発明の可撓カップリングを駆動要素と従動要素間、例えばほぼ同一軸線上の２ 軸間のトルク伝達に通用する場合では、円筒形本体の一端部はカンプリングの動 力入力側となり、他端部は動力出力側となる。しかしながら、本発明は可撓カッ プリングの用途をトルク伝達にのみ限定するものではない。例えして用いること ができる。この場合、円筒形本体の各端部分は、柔軟性を持たせて互いに結合す べき２つの機械部分又は機械部品の１つを保持することに用いられる。

便宜上、多数開始点型ばね部はいずれも、互いに１２０°の間隔を置いて円周上 に設けられたそれぞれの開始点を有する３つの螺旋ばねからなっている。

各ばねは円筒形本体の軸線を中心として少なくとも３６０°、好ましくは最大４ ００°までの範囲で円周に沿って延びている。各ばねを円筒形本体の軸線を中心 として少なくとも３６０°の範囲に円周に沿って延伸させれば、可撓カフブリン グに用いられた場合にステンレス鋼が示すやや剛直な性質を弱めることに役立ち 、またこの軸線の周りに螺旋を延長させることはステンレス鋼製ばねの巻回部の 弾力性を漸進的に増大させることになる。

本発明による可撓カップリングは、実質的に同軸上の２軸の相対する端部間の動 力伝達に特に適しているが、可撓カップリングに適用された場合のような本発明 の特徴はまた、軸又は駆動系に組み込まれた部品として使用することにより、・ 軸又は駆動系にも適用できる。このように可撓カップリングは、軸に対して、適 当な機械加工又は他の製造処理を施して軸の構成部品として一体化できる。可撓 カップリングは上記で言及した多数開始点型ｆｌ！ばね、剛性端部分及び中間部 等を中空状の駆動軸の環状壁を貰通するように適当な機械加工することにより、 中空状の駆動軸には特に容易に一体化できる。

可撓カップリングのばねの巻回部が剛性部分と結合される領域で、強度を増加さ せる必要のある場合は、カンプリングのこれら結合巻回部を他の巻回部のものよ り軸方向に厚くすることができる。更に必要であれば、各巻回部の軸方向におけ る肉厚を半径方向にほぼ一定とすることもできる。これに代わるものとして、上 記厚さを各放射断面における半径方向の内側端と半径方向の外側端の間で変える こともできる。

以下、本発明に係る可撓カップリングについて実施例を（範例として）添付の図 面を参照にして詳述する。図面において： 第１図は本発明の可撓カップリングの第１の実施例を示す平面図であり、 第２図は第１図に類似するものの、可撓カップリングの環状壁に形成された螺旋 バネの延びる状態をより詳細に示す図であり、 第３図は第１図に類似するものの、本発明の第２の実施例を示す図であり、 第４図は本発明の可撓カップリングの第３の実施例を示ず略体側面図であり、 第５図は本発明の可撓カップリングの第４の実施例に類似した図であり、 第６図は第４図に類似するものの、螺旋状バネの一部を輪郭を強調して示す図で あり、 第７図は第５図に類似するものの、詳細にわたって輪郭を強調して示す図であり 、 第８図は本発明の可撓カップリングの第５の実施例を示ず路体平面図である。

以下の記載から明らかなように、本実施例に開示される改良型の可撓カップリン グは、この種のカップリングに要求される充分な可撓性及び弾性を備え、さらに は例えば過度のねじり変形を回避して、入力側及び出力側の間で回転を正確に伝 達するものである。

第１図において、可撓カップリングは符号１０にて示され、環状壁１２を備えた 中空円筒状本体１１にて構成されている。前記環状壁１２は本体１１に形成され た中空内部通路１３がら本体１１の外周に向かって放射方向外方に延びている。

本体１１の一端は回転駆動入力部として機能し、また他端は回転駆動出力部とし て作用する。前記環状壁１２には螺旋バネ部（ｈｅｒｉｃａｌ　ｓｐｒｉｎｇｃ ｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）　１４が形成され、本体１１の中空状内方１３から 外周側ヘト放射方向外方に向かって延びている。

前記螺旋バネ部１４は本体１１の軸１５を中心として円周方向に延び、かつ軸１ ５の周りで互いに接近する少なくとも２個のバネ（ｓｐｒｉｎｇ　ｆｏｒｍａｉ ｔｏｎ）から構成されている。各バネは本体１１の一端部の開始点（ｓ　ｔａｒ 　ｔ）から他端部の終了点（ｆｉｎｉｓｈ）まで連続的に延びている。第２図を 参照した以下の記載からも明らかなように、各バネは独自の開始点及び終了点を 有し、この開始点及び終了点は他のバネの開始点及び終了点から円周方向に離間 した位置にある。第１，２図に示す実施例においては、螺旋バネ部１４は３個の バネからなり、同螺旋バネ部１４は３出発点ビーム形状（”３−ｓｔａｒｔ″ｂ ｅａｍ　ｃｏｎｆｉｇｕ−ｒａｔｉｏｎ）に構成されている。

バネの開始点は互いに１２０度の角距離をもって離間配置され、円筒状の本体１ １の環状壁１２に少なくとも２つ（本実施例では３つ）の螺旋状のバネを設けた ことにより、本体１１の入力側端部にかかる入力駆動力と、出力側端部から発せ られる出力駆動力との軸心上のずれ及び入力駆動力と出力駆動力との間における ほぼ同一軸線上での回転運動を吸収するのために充分な可撓性を備えている。し かしながら・螺旋状バネ部１４は周知の１本のノ＼′ネによる可撓カンブリング より剛性に冨んでおり、入力端と出力端との間のトルクの伝達はより正確、かつ 変動が少ない状態で行われる。

第２図において、螺旋状のバネ部１４に設けた３本のバネのうちの１本を符号１ ４ａにて示し、理解し易くするためその複数の巻回部を斜線で示す。従って、バ ネ１４ａの巻回部の間には、他の２つのバネの巻回部が隣接して配置されている ことが分かる。

バネ部１４の巻回部は全て環状壁１２に一体的に形成され、これら巻回部が全体 で可撓カップリングの作用（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）に 役立っている。

なお、バネ１４ａの開始点及び終了点は約３０度の角度だけ離間するように設定 されている。また、他の２つのバネの開始点及び終了点は図面に詳しく示されて いないが、上記したように一方のバネの開始点は他方のバネの開始点より周方向 に１２０度偏位した位置にある。

円筒状の本体１１はアルミニウム合金、ステンレス鋼、アセタルやトリオン等の 適切な合成樹脂材にて形成可能であるが、使用結果から述べるとステンレス鋼が 特に適している。また、本体１１は鋳造にて形成され、そしてバネ部１４は予め 動作が設定された切削機械上において機械加工されることにより所定の形状に形 成される。しかしながら、バネ部１４は鋳造又は電子的な方法等、他の方法によ り所定の形状に形成することも可能である。

上記の方法に代えて、最初にバネ部１４を任意の適宜な方法で形成し、２個のプ ラグ状をなす環状片、即ちプラグ片１６をバネ部１４の軸線上の両端部に対し適 宜な方法で取り付けることも可能である。これらプラグ片１６に各軸、又はその 他の駆動部材及び従動部材が取付けられる。

図示しないが、各バネの各巻回部は楔状をなすことが望ましく、側断面図から明 らかなように外方の径が内方の径よりも大きく形成されている。しかしながら、 上記した構成は不可欠のものではなく、これら巻回部はその半径方向全体にわた って同一の厚さに形成されたり、テーバを反対にしてもよい。

ンプリングは符号１１０にて示され、環状壁１１２を備えた中空円筒状の本体１ １１、同本体１１１の一端部における回転駆動入力部及び他端部における回転駆 動出力部、さらには環状壁１１２に設けた螺旋バネ部１１３から構成される。螺 旋バネ部１１３は本体１１の中空状内奥部１１４から外周部へと放射状をなして 外方に延びている。

さらに、第４図及び第６図に示すように、螺旋バネ部１１３は本体１１１の剛性 端部片１１６に設けた開始点１１５から本体１１１の横軸１１７を巻いて終了点 １１８まで３６０度以上の角度で環状に延びている。しかしながら、理想的なカ ンブリングでは前記角度は３６０度以下であり、最小角度は２５０度である。第 ４図及び第６図から明らかなように、螺旋バネ部１１３の巻回部の円周は開始点 １１５及び終了点１１８において、中間部よりも大きく形成されている。即ち、 螺旋バネ部１１３はくびれた形状となっている。この形状では開始点１１５及び 終了点１１８の巻回部は強度に優れ、中間部においては弾性に冨むことが保証さ れる。そして、この２つの要素は、螺旋バネ部１１３の開始点１１５から終了点 １１８へと軸方向に移行する大きな力に対処することが可能である。

前記可撓カフブリング１１０は任意の適宜な材料から形成することが可能であり 、アルミニウム合金、特にステンレス鋼にて形成することが好ましい。前記ステ ンレス鋼は可撓カップリングの新しい使用分野に極めて適している。このカップ リングは鋳造、鍛造にて形成されたのち、螺旋バネ部１１３が機械加工にて形成 される。なお、’！Ｌ！！バネ部１１３は他の方法、例えば鋳造、鍛造によって 本体１１１と一体に形成することも可能であり、さらには電子的加工、レーザー 機械加工、シンタリング（ｓｈｉｎｔｅ−ｒｉｎｇ）によって行うことも可能で ある。

第４図及び第６図に示す実施例において、バネ部１１３は円筒状の本体１１１の 外周部を、一端側及び他端例の剛性端部片１１６及び１１９間において連続的に 螺旋状に延びるものである。さらに、バネ部１１３は３つのバネからなり、各バ ネの複数の巻回部は本体１１１の軸部１１７を中心とした円周方向に延びて互い に隣接している。そして、各バネは開始点及び終了点を有し、隣接するバネ同士 の開始点及び終了点はそれぞれ円周方向に１２０度離間している。３つのバネの 巻回部の状態を理解し易くするため、第６図において３つのバネのうち１つのバ ネの巻回部を斜線で表示した。これにより、当該バネのの巻回部の間でこれに隣 接して他の２つのバネが巻旋されている状態が分かる。

このように、第４図及び第６図に示す実施例は３条カップリングであり、中央部 がくびれでいる。このくびれ部分の寸法は、特定の駆動条件に対応させるべくカ ップリングの強度に合わせるべ（選択、又は調整することができる。

第５図及び第７図を参照すると、別の実施例が図示され、各部材は第４図及び第 ６図に示す実施例の対応する部材に１０を加えた符号にて示されている。

第５図及び第７図において、可撓カップリングは符号１２０で示され、２つの螺 旋バネ１２３ａ、１２３ｂを備えている。そして、これら螺旋バネ１２３ａ、１ ２３ｂはそれぞれ開始点１２５ａ、１２８ａ及び終了点１２５ｂ、１２８ｂを有 している。バネ１２３ａは剛性端部片１２６の開始点１２５ａから、軸１２７を 中心に３６０度以上の角度周回し、終了′点１２８ａに螺旋状に延び、他のバネ １２３ｂも同様に開始点１２５ｂから１２８ｂに延びている。−しかしながら、 第１の実施例とは異なり、剛性に冨む中間部１３０が設けられ、バネ１２３ａの 終了点１２８ａとバネ１２３ｂの開始点１２５ｂがこの中間部１３０に形成され ている。

第４図及び第６図に示すように、バネ１２３ａ及び１２３ｂは、上記した螺旋バ ネ部１１３のように３条里カンプリング（ｔｈｒｅｅ　ｂｅａｎ＋　ｔｙｐｅ　 ｃｏｕｐｌｉｎｇ）をなしている。第７図はこれら３つバネのうちの１つの延伸 路、即ちバネ１２３ａの輪郭を強調するものである。このように、第５図及び第 ７図の実施例では６条型カップリングであり、螺旋バネ部は同様のくびれを有し 、さらに同様の効果を享受する。そして、カップリング１２０はカップリング１ １０と同様の材料にて形成され、前記した第１実施例に関する記載と同様に開始 点及び／又は終了点は軸方向に延びている。

なお、側断面図に示すように、各バネのそれぞれの巻回部はくさび状をなし、そ の外周は外方側のほうが内方側よりも大きくなっている。しかしながら、これは 不可欠な要素ではなく、各巻回部の放射方向における厚みを均一にしたり、テー バを逆に形成したりすることも可能である。

リングは、所望に応じて軸や駆動輪列等の一体的部材として形成することも可能 である。

第８図は駆動軸（図示せず）と従動軸（図示せず）との間において駆動トルクを 伝達するのに特に適した可撓カップリングを示すものである。前記可撓カップリ ングは符号２１０にて示され、一対の対抗する端部２１２，２１３及び堅牢な中 間部２１４を備えた円筒状の本体２１１からなっている。前記端部２１２，２１ ３は、好ましくは機械加工により内方へと四部が形成され、軸や他の駆動又は従 動要素が連結されるようになっている。そして、このように構成された内部から 離間した個所において、前記両端部２１２，２１３が可撓カフプリング２１０の 剛性端部片となっている。同様に、両端部２１２゜２１３間の中間に位置する中 間部２１４も剛性に冨んだ構造である。

前記端部２１２，２１３及び中間部２１４の対向＆ｆｍ２１４ａ、２１４ｂ間に はそれぞれ螺旋バネ部２１５．２１６が設けられている。そして、一方の螺旋バ ネ部２１５は端部２１２と中間部２１４の対向端２１２とを連結し、また他方の 螺旋バネ部２１６は端部２１３と中間部２１４の対向端２１４ｂとを連結してい る。

第８図において詳細には図示しないが、螺旋バネ部２１５，２１６は複数のバネ による複数開始点型であり、これらバネは互いを挟むように巻かれている。前記 実施例において、各バネ部２１５，２１６は３つのビームを備え、これらが複数 の螺旋状のバネを構成している。そして、これらバネは剛性を備えた部分２１２ ，２１３，２１４の開始点から対応する部分の終了点へと、円筒状本体２１１の 軸線の中心に少なくとも３６０度を角度を曲回して、互いを挟むように延びてい る。

従って、各バネ部２１５，２１６において複数の開始点は互いに１２９度離間し 、複数の終了点も互いに同様な角度で離間配置されている。

可撓カフリング２１０は、現在需要家からの要求が大きいステンレス鋼にて形成 されている。スレンレス鋼は可撓カップリング２１０の成る種の特定の使用には 極めて適するものであるが、これは幾分剛性を有する材料であり、機械切削が容 易に行われないという問題点がある。需要家、特にステンレス鋼を指定する需要 家の要望に応じて、カンプリング・°１こ必要な程度の可撓性を付与するため、 複数のバネ部２１５又は２１６は円筒状本体２１３の軸線を中心に少なくとも３ ６０度、好ましくは４００度まで曲回して延びることが必要であると分かった。

第８図に示す可撓カップリングは、特に駆動要素及び従動要素間において駆動力 の伝達を行うに適している。しかしながら、図示した実施例における可撓カップ リングは、所望に応じて軸即ち駆動部に一体形成することも可能である。

別個として、この可撓カップリングを弾性取付は部、即ち緩衝部材として使用す ることも可能である。

この場合には、各端部２１２，２１３を２つの機械の取り付けに通した個所に確 実に装着する必要がある。

国際調査報告 １ｌｌＩ−ＩＩ−１Ａｅ５Ｉ、１ｍ　ｍＩＩＰＣＴ／ＧＢ　８７１００５４２　 ２ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨ三　ＩＮＴ三Ｒａ’ＪＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨ ＲＥＰＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰ：’Ｌ工ＣＡＴＩＯＮ　 Ｎｏ、　ＰＣτ／Ｃ，Ｂ　８７１００５４２　（ＳＡ　１８１３０）υ５−Ａ− ４２０３３０５２０１０５／８０　Ｎｏｎｅυ５−Ａ−３５３７２７５０コ／１ １／７０　ＮｏｎｅＦＲ−Ａ−２４８０３７６１６／１０／８１　Ｎｏｎｅ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．環状壁を備えた中空の円筒状本体と、前記環状壁に形成され、かつ前記本体 の中空の内部から外周にへと放射方向外方へと延びる複数の巻回部を有する螺旋 バネ部とからなる可撓カップリングにおいて： 前記螺旋バネ部は円周方向に延び、かつ本体の軸線を中心に円周方向に延びる少 なくとも２つのバネから構成され、さらに各バネは本体の一端部から他端部へ連 続する螺旋形状をなして延びていることを特徴とする可撓カップリング。
2. ２．前記各バネの開始点及び終了点は中空円筒状本体の剛性端部片に連結され、 バネの複数の巻回部は前記剛質端部片に隣接するものが他のものよりも厚く形成 されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の可撓カップリング。
3. ３．前記環状壁には３つのバネが形成され、これらの開始点及び終了点は１２０ 度の間隔を置いて順に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項及び第 ２項のいずれか１項に記載の可撓カップリング。
4. ４．前記円筒状本体はアルミニウム合金、ステンレス鋼、アセタルやトルロン等 の剛性樹脂材又は天然若しくは合成ゴムによりなるものであることを特徴とする 請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の可撓カップリング。
5. ５．前記各端部片はプラグ状をなし、複数のバネの軸線方向各端部に取り付けら れていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の 可撓カップリング。
6. ６．環状壁を備えた中空の円筒状本体と、前記環状壁に形成され、かつ前記本体 の中空の内部から外周にへと放射方向外方へと延びる複数の巻回部を有する螺旋 バネ部とからなる可撓カップリングにおいて： 前記螺旋バネ部は前記本体の横軸を中心として、本体の端部の開始点から終了点 へ円周方向に延び、前記螺旋バネ部は開始点及び終了点のほうが、これらの中間 よりも巻回部が大径状に延びていることを特徴とする可撓カップリング。
7. ７．前記開始点及び終了点の巻回部を大半状にするため、これら開始点及び終了 点の巻回部の外周よりも中間の巻回部の外周を小さく形成したことを特徴とする 請求の範囲第６項に記載の可撓カップリング。
8. ８．前記螺旋バネ部は本体の軸線を中心に円周方向に延びて互いに接近する２個 以上の別個のバネにて構成され、各バネはその形状の開始位置及び終了位置にお いて開始点及び終了点を有し、これら開始点及び終了点は隣接するバネの開始点 及び終了点から円周方向に離間されていることを特徴とする請求の範囲第６項又 は７項に記載の可撓カップリング。
9. ９．前記各バネ部は円筒状本体の各端部における剛性端部片間において本体の外 周を周回して連続的に延びるものであることを特徴とする請求の範囲第６項乃至 第８項のいずれか１項に記載の可撓カップリング。
10. １０．１個の中間剛性片及び２個の螺旋バネ部を備え、各螺旋バネ部は両端片と 中間剛性片との間において連続的に延びるものであることを特徴とする請求の範 囲第６項乃至第８項のいずれか１項に記載の可撓カップリング。
11. １１．前記バネが効果的に漏斗状をなすように、開始点及び終了点における各巻 回部は他の巻回部より軸線方向に広がっているととを特徴とする請求の範囲第６ 項乃至第１０項のいずれか１項に記載の可撓カップリング。
12. １２．前記カップリングはアルミニウム合金、ステンレス鋼、合成樹脂材又は天 然若しくは合成ゴムによって形成されていることを特徴とする請求の範囲第６項 乃至第１１項のいずれか１項に記載の可撓カップリング。
13. １３．反対方向に位置する一対の端部と、剛性中間部と、各端部と中間部の対向 する端部とを連結する各螺旋バネ部とからなり、各螺旋バネ部は互いに挟みあう ように巻回された複数のバネの複数開始点型になっており、さらに各バネは一端 部の開始点から他端部の対応する終了点へと円筒状本体の軸線を中心とする３６ ０度の螺旋状をなして延びていることを特徴とする可撓カップリング。
14. １４．前記カップリングはステンレス鋼からなるものであることを特徴とする請 求の範囲第１３項に記載の可撓カップリング。
15. １５．前記多数開始点型バネ部は、円周方向において互いに１２０度の角度離間 する開始点を備えた３個の螺旋状バネよりなり、各バネは円筒状本体の横軸を中 心として円周方向に少なくとも３６０度、好ましくは４００度までの螺旋状をな して延びるものであることを特徴とする請求の範囲第１３項及び第１４項のいず れか１項に記載の可撓カップリング。
16. １６．前記バネ部において各端部に連結された巻回部は他の巻回部よりも軸線方 向において厚く形成されていることを特徴とする請求の範囲第１３項乃至第１５ 項のいずれか１項に記載の可撓カップリング。
17. １７．前記各巻回部は半径方向に幅が等しく形成されていることを特徴とする請 求の範囲第１６項に記載の可撓カップリング。
18. １８．前記各巻回部は半径方向において内端と外端との間で幅が変化することを 特徴とする請求の範囲第１６項に記載の可撓カップリング。