JPH03277825A - 動力伝達用可撓軸継手及びその抗張体 - 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】 （利用分野） 本発明は、一方の軸と他方の軸との間を接続して回転力
を伝達する推進軸等に介在させる動力伝連用可撓軸継手
及びこれに適した抗張体に関するものである。

特に言えば、エンジンの駆動力を伝達するプロペラシャ
フト、ステアリングホイールの回転力を伝達するステア
リングシャフトの接続等に利用されるものである。

（従来技術） 自動車等の推進に利用される回転力は、一般に駆動側と
被駆動側の両軸にフランジを対立して備え、これに継手
を介在させるものであり、この種継手の例として第１図
及び第２図に示すようなものが存在する。

第１図に示すものはいわゆる一体型継手であって、一方
第２図に示すタイプは要素型のものであって夫々軸に備
えられたフランジ（図示せず）に取付けるための取付孔
１．２を４個或は６個有しており、一つ置きに交互にフ
ランジに取付けられる。

区側では取付孔６個の場合を示したが、１ａ、１ｂ、１
ｃは駆動側へ、２ａ、２ｂ、２ｃは被駆動側へ取付けら
れ、この隣り合う取付孔を形成したカラー３．３間には
抗張体４が巻き掛けされている。

そしてこれら全体をゴム弾性体５で囲繞したものを一体
型継手といい、一対のカラー３と抗張体４をゴム弾性体
５で囲繞し、これを組合わせて用いるものを要素型継手
というのである。

さて、これらの継手は主として車軸用に多く用いられて
いるが、その使用される箇所が極めて重要な部分である
だけにその要求される性能も厳しいものがある。

例えば、使用する場所によってはかなりの高温雰囲気下
で用いられるためにゴム弾性体自体に耐熱性が要求され
、場合によっては耐油性も要求されることがある。

これに対し、抗張体として通常はポリアミド（ナイロン
）１ａ維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維或は芳香族
ポリアミド（アラミド〕繊維等が種々の条件を勘案して
選択採用されている。

特に駆動力を確実に他方へ伝達する必要があるので、取
付孔間に巻き掛けされるこの抗張体がこの駆動力に負け
ない破断強度を有していなくてはならない。しかし破断
強度が大きくても破断までの伸びの小さいものは余り良
好であるとは言えない。

一方、前記したように継手が使用される条件下ではかな
りの高温域で用いられるために継手としての熱特性に優
れたものでなくてはならない。即ち、熱によって収縮率
が高いものでは防振性能が悪化し使用に堪えないことに
なる。

即ち、使用される抗張体は伸びが小さすぎては耐久上不
利であり、一方熱収縮が大きいと高温での防振特性が悪
くなりいずれも継手としての耐久性能を大きく低下させ
る原因となる。

現在までのところ、前記した各繊維を用いた抗張体が単
独で使用されているが、継手として求められている各性
能を完全に満足するものはな（改善が求められていた。

（目的） 本発明は破断強度が高く、熱収縮性の小、さいかつ適度
の伸のある抗張体の開発に成功し、更にかかる知見に基
づいて耐久性の良好なそして昇温時の曲げばね定数の増
加が少ない継手を提供することを目的としている。

即ち、本発明者等の知見によれば、ポリエステル製の撚
り糸な抗張体に使用した場合、破断強度は小さく一方破
断までの伸びがやや大きいので継手自体としての耐久性
は向上するが、一方で熱収縮性が大きく、このため高温
条件下での使用のための継手においては、バネ定数が増
加し、防振性能が低下することになる。このこ・とはポ
リアミド製の撚り糸の場合も同様である。

一方、抗張体として芳香族ポリアミド撚り糸を用いた場
合には強度は大きくかつ熱収縮性が極めて小さく、高温
時の特性変化は少ないが、破断伸びが極めて小さいとい
う欠点があり、このため耐久性能に問題があった。

本発明はこのような知見からこの種軸線ぎ手の抗張体と
しての最適化を図り本発明に到達したものである。

（構成） 本発明は上記目的を達成するために次のような構成を採
用した。

即ち、円周上に駆動側と被駆動側のカラーを交互に配列
し、隣接するカラー相互間に抗張体を巻き掛けし、ゴム
弾性体にてこれらを囲繞してなる動力伝達用可撓軸継手
において、当該抗張体として破断までの伸が大きい撚り
糸と、熱収縮性の小さい撚り糸とを更に撚り合わせて複
合糸とし、これを前記カラー間に巻き掛けしたことを特
徴とする動力伝達用可撓軸継手であって、破断までの伸
が大きい撚り糸としてポリアミド又はポリエステル製の
撚り糸を用い、熱収縮性の小さい撚り糸として芳香族ポ
リアミド製の撚り糸を用いることが好ましい組合わせで
ある。

そして、かかる複合糸において熱収縮性の小さい撚り糸
の下撚り数と破断までの伸が大きい撚り糸の下撚り数と
の比を一定範囲内に限定するべきであって、例えばポリ
アミド又はポリエステル製の撚り糸の下撚り数をｍとし
、芳香族ポリ−７ミド製の撚り糸の下撚り数をｎとする
と、 ｍ：ｎ＋１：０．７〜１：２ なる関係を有するのが望ましく、中でもｍとｎの関係に
ついては、 ｍ：ｎ４１：ｌ〜１：１．７ の範囲にあるのが好ましいものである。

本発明でいう動力伝達用可撓軸継手は、前記した第１図
の一体型の継手及び第２図の要素型の継手の何れの形状
のものをも含むことはいうまでもない。

勿論、使用される可撓軸継手用抗張体もまた新規であっ
て、本発明の第２は破断までの伸びが大きい撚り糸とし
てポリアミド又はポリエステル製の撚り糸を、熱収縮性
の小さい撚り糸として芳香族ポリアミド製の撚り糸を夫
々用い、前者の下撚り数をｍとし、後者の下撚り数をｎ
とすると、ｍａｎ畔１：０．７〜１：２ なる関係を有する複合糸としたことを特徴とした可撓軸
継手用抗張体をも含むものである。

かかる可撓軸継手用抗張体としての複合糸にあっては、
破断までの伸びは７％程度迄が、更に熱収縮性について
はＯ〜３．５％程度が好適であって、芳香族ポリアミド
を含む撚り糸数は２〜４本が採用できる。

（作用） 本発明は以上の構成を採るために、ポリアミドやポリエ
ステル製撚り糸の伸びと強度の特性と、芳香族ポリアミ
ド撚り糸の熱特性を合わせ持った複合糸を使用すること
となり、軸継手として熱特性に優れかつ耐久性の向上し
て継手を提供できたものである。

このことを更に芳香族ポリアミド撚り電制、即ち第２発
明の側から見れば、ポリアミドやポリエステル製の撚り
糸の熱収縮性の大きい点を補うためにこれらと熱収縮性
の極めて小さい芳香族ポリアミド撚り糸を撚り合わせて
なり、この芳香族ポリアミド、撚り糸がかかる撚り糸に
絡みつくことによって熱収縮性の大きい欠点を改良する
ことになったのである。

一方、芳香族ポリアミド撚り糸の伸びの改良に関しては
原糸としての下撚り数と前記した相手方の下撚り数との
比を一定範囲内に限定することにより、この撚りによる
伸びの効果を出しているものである。

即ち、下撚り数をうまく選択しないと相手方の撚り糸に
比べて伸びの小さいこの芳香族ポリアミド撚り糸が荷重
を負担してしまい、複合糸とした意味合いが無くなるこ
とになる。

（実施例） 実験１ ここで、使用される各々の糸についてその原糸における
特性テストを行った。

テスト対象の各原糸は次のとおりである。

ポリアミド製原糸＝６−ナイロン （１０００デニール） ポリエステル製原糸：１０００デニール）芳香族ポリア
ミド製原糸：ケブラー （１０００デニール） 破断伸び及び熱収縮のテスト結果を第１表に示す。なお
、熱収縮テストとはかがる原糸を１５：。

Ｃの雰囲気下で３０分放置した場合の収縮を持って判定
した。

このテスト結果から分かるように、ポリアミド製原糸及
びポリエステル製原糸についての破断伸びは大きく、こ
のうちではポリエステル製原糸程度以上の伸びが軸継手
には適している。

一方芳香族ボリアミド製原糸については熱収縮性はほと
んどなく、軸継手の抗張体として高温域での使用には適
するようではあるが、破断伸びが小さく、この点で軸継
手の抗張体としては耐久性の点で問題があることが分か
る。

第１表 実験２ 次に、かかる原糸のうちポリエステル製糸と芳香族アラ
ミド製糸を選び、これを複合糸とした場合の特性テスト
を行った。

ここで複合糸は第３図に示すように原糸を３本取り上げ
て撚りあわせたものであって、符号１１はポリエステル
を、１２は芳香族ポリアミドを示しており、区側ではポ
リエステルを２本用いたものである。

かかる実験で使用したポリエステル製糸の下撚り数は３
８　（Ｔ／１０ｃｍ）　、芳香族ポリアミド製糸の下撚
り数は４５　（Ｔ／　１０　ｃｍ）であり、複合糸の上
撚り数は４５　（Ｔ／　１０　ｃｍ）であった。

なお、複合糸の撚り表示なａ／ｂで示すが、ａは芳香族
ポリアミド原糸の本数、ｂは全原糸の本数を表す。

ここで試験１と同様のテストを行い、その結果を第２表
に示す。なお、テスト結果は破断伸びについてはポリエ
ステル撚り糸の伸び乞１とし、熱収縮については芳香族
ポリアミドの撚り糸の熱収縮を１として比率をもって示
す。

この結果からも分かるように、複合化された糸は夫々の
原糸としての特徴はもとより両者の特徴が発揮されるこ
とになり、軸継手の抗張体としての使用に好適であるこ
とが判明した。

第２表 実験３ ポリアミド製撚り糸と芳香族ポリアミド撚り糸との複合
糸について同様の実験を行った。

実験結果を第３表に示す。

この結果からも原糸の複合化の結果、軸継手の抗張体と
して本第２発明の複合糸が好適であることが分かった。

第３表 実験４ 実験２にて用いた省電にて軸継手を作り耐久寿命テスト
を行った。

即ち要素型の軸継手であって、第４図に当該−要素の中
央部の拡大断面図を示す。カラー３．３の中心間を５５
ｍｍとし、カラー３に形成されたフランジ６．６内に糸
が１０層巻き掛けされる。

このフランジ６．６間は１１ｍｍである。しかる後、全
体をゴムをもって囲繞して要素となし、これら要素をカ
ラー３内に圧入された短パイプ７をもって第２図のよう
な軸継手を完成させる。

この軸継手の類バイブ７をもって一定のねじりトルクを
繰り返し掛け、破損までの回数を測定した。

第４表は従来の糸であるａ　／　ｂが０／３のものの破
損までの回数を１とし、その比をもって耐久寿命を示し
たものである。

本発明によるａ／ｂが２／３及び１／３の複合糸を使用
した軸継手は、耐久寿命が著しく伸びていることが分か
る。また、芳香族ポリアミドのみの場合（３／３）には
耐久寿命が極端に悪くなることも判明した。

また軸継手としては、場合によっては使用による発熱が
あり、一方便用環境の雰囲気が高温域である場合も多く
、高温域でのバネ特性に大きな変化があっては不都合で
ある。

かかる点を考慮して、軸継手の常温における曲げバネ特
性と昇温時（８０°Ｃ）の曲げバネ特性との比較を行っ
た。

結果を第４表に示すが、従来の糸であるａ／ｂがＯ／３
のものは大きく変化するのに対し、本発明のものは十分
高温域の使用に堪え得るものであることが分かる。

第５表 （効果） 以上のとおり、本発明においては原糸を複合化すること
によって夫々がばらばらに持っていた特性を発揮し、相
互の欠点を補完しあう抗張体が得られたもので、これを
軸継手に適用することによって耐久性の向上がなったも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一体型の動力伝達用可撓軸継手の平面図、第２
図は要素型の動力伝達用可撓軸継手の平面図、第３図は
本発明の複合糸である抗張体の一例を示す断面図、第４
図は実験４に使用した第２図に示す要素型軸継手の中央
部の拡大断面図である。 １．２・・・・・・取付孔、 １ａ、ｌｂ、ｌｃ・・・・・・駆動側取付孔、２ａ、２
ｂ、２ｃ・・・・・・被駆動側取付孔、３・・・・・・
カラー ４・・・・・・抗張体、 ５・・・−・・ゴム弾性体、 ６・・・・・・フランジ、 ７・・・・・・短パイプ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）円周上に駆動側と被駆動側のカラーを交互に配列
   し、隣接するカラー相互間に抗張体を巻き掛けし、ゴム
   弾性体にてこれらを囲繞してなる動力伝達用可撓軸継手
   において、当該抗張体として破断までの伸が大きい撚り
   糸と、熱収縮性の小さい撚り糸とを更に撚り合わせて複
   合糸とし、これを前記カラー間に巻き掛けしたことを特
   徴とする動力伝達用可撓軸継手。
2. （２）前記複合糸として破断までの伸が大きい撚り糸と
   してポリアミド又はポリエステル製の撚り糸を用いた請
   求項第１項記載の動力伝達用可撓軸継手。
3. （３）前記複合糸として熱収縮性の小さい撚り糸として
   芳香族ポリアミド製の撚り糸を用いた請求項第１項記載
   の動力伝達用可撓軸継手。
4. （４）前記複合糸としてポリアミド又はポリエステル製
   の撚り糸の下撚り数をｍとし、芳香族ポリアミド製の撚
   り糸の下撚り数をｎとすると、ｍ：ｎ≒１：０．７〜１
   ：２ なる関係を有することを特徴とした請求項第１項乃至第
   ４項記載の動力伝達用可撓軸継手。
5. （５）破断までの伸が大きい撚り糸としてポリアミド又
   はポリエステル製の撚り糸を、熱収縮性の小さい撚り糸
   として芳香族ポリアミド製の撚り糸を夫々用い、前者の
   下撚り数をｍとし、後者の下撚り数をｎとすると、 ｍ：ｎ≒１：０．７〜１：２ なる関係を有する複合糸としたことを特徴とする可撓軸
   継手用抗張体。