JPH0256525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軸継手、特に、たわみ軸継手に関す
る。

〔従来の技術と問題点〕

かかる軸継手は、フランス特許明細書第
2268186号により周知である。第３図に示すよう
に、２軸３１及び３２間に２つの環状ばね体３
３，３３′が介在し、これらばね体で液室３８を
形成している。そこでは、ばね体３３，３３′が
回転運動の伝達に役立つだけでなく、付加的に液
体を含んだ環状空間（液室３８）のシールにも役
立つようになつている。つまりばね体が二つの機
能を果たすようになつている訳であるが、これは
特に軸の高速回転運動を伝達する場合、極めて問
題が多い。そのような困難性は、なかんずく外
力、例えば遠心力の作用でばね体が変形すること
から生じる。即ち遠心力は軸の高速回転時にはか
なりなものとなり、ばねの特性を完全に変えてし
まう。それゆえ軸の高速回転を予想せねばならな
い場合、フランス特許明細書第2268186号に記載
の軸継手を用いるのは極めて問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、たわみ軸継手を改良し、遠心力によ
るばね体の変形が現れ得ないようにすることを目
的としている。

〔目的達成のための手段〕

この目的は本発明によれば、一方の軸の端部に
固着され回転軸の周りに環状空間を画定する第１
の剛性フランジと、他方の軸の端部に固着され該
環状空間内に配置される第２の剛性フランジと、
該環状空間に含まれた液体と、ゴム弾性材料から
成り前記両フランジを結合する少なくとも１個の
ばね体とを含むたわみ軸継手であつて、ばね体が
環状空間内に配置され、液体がばね体とほぼ同じ
密度であることを特徴とする軸継手により達成さ
れる。

従つて本発明による軸継手は、外方に撓むこと
なく制限された環状空間内にばね体を配置し、残
りの自由空間にはばね体とほぼ同一密度の液体を
充填することを特徴としている。この液体はばね
体と同様に十分な変形性を有し、そして非圧縮性
の材料である。この液体が、ばね体と剛性フラン
ジとの間の自由空間に充填してあることから、遠
心力に起因する変形を防ぐ点に関し、ばね体に対
する十分な支持が得られるようになる。このよう
に液体による支持を行つてばね体の変形を防止で
きることから、ばね体はもつぱら回転運動の伝達
という観点から、その形状を最適化するように設
計することができ、この形状は軸の最高回転数に
至るまで確実に維持される。軸の防振は従来可能
と見做されていたよりもかなり向上し、ばね体の
製造に用いる材料の選定がかなり簡単となる。

上記したように、ばね体を変形する力は最も簡
単には、ばね体と同一密度の液体を用いて補償す
ることができる。こうした液体は周知であり、例
えば水、シリコーン油、グリコール等の液体を含
む。この場合、回転する軸継手内に存在する自由
空間を、ばね体の半径方向内側の境界面に至るま
で液で満たすと完全な成果が得られる。即ちこの
場合、遠心力で液体が外周部分に集まつても、ば
ね体の変形を完全に防止できるからである。

ばね体の密度が液体より大きい場合には、軸継
手の回転時にばね体の半径方向内面のオーバフロ
ーが適宜に増大することにより、適宜な成果を得
ることができる。個々の場合で必要なオーバフロ
ーの高さは実験で正確に突き止めるか又は算出す
ることもできる。しかしこれに関連した精密作業
に関して特別の支出を行うことは多くの場合必要
でなく、一部は経験によつて代えることができ
る。

液体を含んだ自由空間は、半径方向の外側及び
軸方向の両側が液密に制限されている。運転上必
要な容積の液体が軸の停止時にも漏れ得ない構造
である場合には、軸の回転時に充填液体が環状に
分布していることからも、半径方向内側の範囲で
二次的なシールが必要でないこととなる。しかし
両フランジ間の前記範囲即ち半径方向内側の範囲
にシールを使用することはやはり可能であり、特
に、前記した漏れがないような条件を維持できな
い場合、又は軸継手の通常運動中に異物が自由空
間に侵入する恐れのある場合には、そのような二
次的シールを用いることが望ましい。特にパツキ
ンを使用すると良いことが判明した。パツキンは
軸継手の別の部分に取付けることもできるが、遠
心力により自由空間内に圧力が生じる点を特別に
考慮する必要がある。それゆえ軸継手の半径方向
内側に配設するのが好ましい。

両フランジに対するばね体の特狩な配設は、周
知の仕方にならつて行うことができる。フランジ
の各々に設けられた支持面を軸方向に結合するこ
とにより、小さな径でも高いトルクの伝達が可能
となり、またこれらの支持面を半径方向に対向す
るよう設けてばね体により結合することは、格別
柔軟なばね特性と僅かな軸方向全長とを兼ね備え
た軸継手をもたらす。従つてこれら二つの基本的
な実施態様は、それぞれ固有の利点を有してい
る。これらの利点は必要ならば幾つかのばね要素
を並置し又は前後に設けて一つにまとめることが
でき、このことが本発明の主要な内容に抵触する
ことはない。

液体を含む自由空間がばね要素の両側にある場
合、個々の自由空間を通路で結ぶと有利であるこ
とが判明している。軸の回転時に生じる圧力分布
を両自由空間で同一にするために、この通路はば
ね要素及び／又はフランジの外周範囲に設けるべ
きものである。このとき本提案による軸継手の片
側を加熱しても、運転特性が不利に変わることは
ない。この実施態様は、互いに半径方向で対向す
る支持面の間にばね体を固定した場合、特に重要
である。

ばね体は、軸継手の周面に等間隔に配設した複
数個の個別の要素から構成することもできる。軸
の高速回転時のアンバランスさを防ぐうえで、こ
のようなばね体を回転対称に構成して回転軸線と
同軸に配置すると有利であることが判明してい
る。この実施例では、製造及び組立が著しく簡素
化される。

〔実施例〕

本発明を以下添付図面に基づき説明する。

第１図に示した軸継手は、互いに対向し接続さ
れるべき二つの軸端のそれぞれ一方に固定された
二つの剛性のフランジ、すなわち第１フランジ４
及び第２フランジ５を含む。これらのフランジは
玉軸受９により互いに相対的に回転可能に支持し
合い、第１フランジ４は回転軸線を環状に取り囲
んだほぼ矩形断面形の空間２を形成している。

フランジ４，５は、半径方向で空間２に係わ
り、且つ軸方向に間隔を置いてばね体１を固着す
るのに用いられる補助フランジたる支持面体１０
を備えている。図示の実施例の場合、支持面体１
０は三つの部分から成り、各支持面体はそれぞれ
支持面３を有し、第１フランジ４の支持面３は第
１フランジに固定される支持面体１０₁により形
成され、互いに軸方向に重なり合う支持面３の間
に３個の個別のばね体１を取り囲んでいる。これ
らのばね体１は回転軸線と同軸であり、環状であ
る。個別のばね体１は並置されて協動し、導入さ
れる振動のスペクトルを基準として、最適な防振
が得られるようその横断面及び硬さが相互に調整
してある。

ばね体１と支持面体１０及びフランジ４により
取り囲まれた環状空間２の一部に、グリコールと
水との混合物が充填してある。この混合物はばね
体１とほぼ同じ密度を有し、また混合物の量は、
軸の回転時に、中央にあるばね体１の半径方向内
側の境界縁まで当該環状空間２の外周部分が該混
合物で満たされるように配分されている。これに
より、例えば軸継手の外径が350mmの場合、
5000rpmの軸回転数に至るまでの十分な運動特性
が得られる。即ちこの回転数に至るまで、外側に
ある二つのばね体が前記液体混合物で支持されて
いるといることに基づいて、障害となる変形が防
がれる訳である。内側のばね体は遠心力による負
荷を受けることが比較的少なく、また緻密に実施
してあることから、液体混合物による付加的な支
持を必要としない。なお６はパツキンであり、停
止時における液体の漏れを防止する役割を有す
る。

第２図の実施例でも、上述の例と同様に、回転
軸線を同軸に取り囲んで環状に完結したばね体
１′が使われる。しかしこのばね体１′は上述の実
施例とは異なり、フランジ４，５の互いに軸方向
で対向した支持面を結合するのではなく、互いに
半径方向で対向する支持面３′を結合するのであ
る。

二つのフランジ４′，５′は第１図の場合と同様
に二つの接合すべき軸端に固着され、玉軸受９に
より相互に回転可能に支持し合つており、第１フ
ランジ４′はパツキン７により半径方向内方が密
封された環状空間２′を形成している。環状空間
２′内にゴム弾性材料から成るばね体１′を配置
し、残りの自由空間にはばね体と同一密度の液体
としてグリコールと水との混合物を完全に充填す
る。これらの自由空間は、ばね体１′の外周範囲
に配設した通路８を流体結合されている関係にあ
る。それゆえ両自由空間の圧力分布は回転数に係
わりなく、常に絶対的に同一である。

実施例の継手の機能を説明すると、回転数が高
まるに伴つて本発明による軸継手のばね体１には
遠心力が加わる。しかし該遠心力は液体内に生じ
る同じ強さの遠心力により補償されるので、運動
特性を損なうようなばね体の変形が生じることは
ない。これにより、特に軸の高速回転時にばね体
が実際に受ける負荷は、従来に比べて著しく低減
し、防振の点で最適な設計を達成することがごく
容易となる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の軸継手は、高速回転時に
おいても回転力を適正に伝達しかつ防振を果すこ
とができる。

また、本ばね体は、もつぱら回転力の伝達とい
う観点から、その形状、材料等を最適化するよう
設計することができ、軸継手の運動特性の向上、
ばね体材料選定の簡単化に貢献することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は三部分から成るばね体を二つのフラン
ジの軸方向で離間した支持面に固着した軸継手の
断面図。第２図は二つのフランジの互いに半径方
向で対向する支持面をばね体が結合した実施例の
断面図。第３図は従来の軸継手の断面図。 １…ばね体、２…環状空間、３…支持面、４，
５…フランジ、６，７…パツキン、８…通路、９
…玉軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の軸の端部に固着され回転軸の周りに環
   状空間を画定する第１の剛性フランジと、他方の
   軸の端部に固着され該環状空間内に配置される第
   ２の剛性フランジと、該環状空間に含まれた液体
   と、ゴム弾性材料から成り前記両フランジを結合
   する少なくとも１個のばね体とを含むたわみ軸継
   手であつて、ばね体が環状空間内に配置され、液
   体がばね体とほぼ同じ密度であることを特徴とす
   る軸継手。 ２ ばね体１は両フランジ４，５の各々に設けら
   れ且つ互いに軸方向で対向した支持面３を結合す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の軸継手。 ３ ばね体１′は両フランジ４′，５′の各々に設
   けられ且つ互いに半径方向で対向した支持面３′
   を結合することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の軸継手。 ４ 両フランジは円周方向に相対可動であり相互
   に密封し合うことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第３項のいずれかに記載の軸継手。 ５ 密封を可動のシールにより実施することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項に記載の軸継手。 ６ シールをパツキンにより形成することを特徴
   とする特許請求の範囲第４項に記載の軸継手。 ７ シールをばね体の半径方向内側に配置したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第６項
   のいずれかに記載の軸継手。 ８ ばね体が軸の回転軸線を環状に取り囲んでい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ７項のいずれかに記載の軸継手。