JPH04101826U - 弾性軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弾性体が取り囲まれた状態に配備されている
弾性軸継手について、空気流による弾性体の冷却を促進
し、高い能力を継手に発揮させる。 【構成】 回転動力を伝える部分として同一軸心上に内
輪１１・１２と外輪２１・２２、および両者間にそれぞ
れはさまれた弾性体３１・３２を備え、外輪と一体に設
けられたリング２３などにより囲まれた空間３０の存在
する弾性軸継手１で、半径方向に通じた複数の穴２３
ａを上記のリングに形成するとともに、そのリングの
内側で上記の内輪と一体的にフィン１３ａを設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンやモータなどの駆動源とそれらによって回転させられる被 駆動装置との間に配備される弾性軸継手に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

駆動源の軸（出力軸）と被駆動装置の軸（入力軸）とを同一直線上で連結する 場合、前者の速度変動やトルク変動を減衰させたり、両者間の配置上のズレ（軸 心の不一致）を吸収したりする目的で弾性軸継手の配備されることが多い。

【０００３】 弾性軸継手には、主要なエレメントとしてゴム等の弾性体が含まれているが、 それら弾性体は、運転中すなわち継手の回転中、上記の減衰・吸収等の作用にと もなって圧縮や弛緩を繰り返すため温度が上昇する。一般的に弾性体は、温度が 高くなるほどその強度が低下し、材質の劣化も早いことから、継手の設計にあた っては弾性体の温度上昇についても配慮しなければならない。たとえば、天然ゴ ム（軟化温度は１４０℃前後）の場合、最高使用温度は１００℃程度といわれて いるため、それ以上の温度上昇をもたらす負荷が予想される場合には、そのゴム （弾性体）とともに継手を大型化して能力を高める必要がある。

【０００４】 弾性体が外気（空気流）とよく接触するようにすれば、特別な強制冷却装置を 用いずとも放熱がさかんになり、弾性体の温度上昇が抑えられて継手の大型化が 少しでも避けられるが、継手のうちには、弾性体の表面付近に空気流を起こしに くい構造のものが少なくない。とくに、内側部材（内輪や軸など）と外側部材（ 外輪など）との間に弾性体がはさまれてこれらが同心上に接合され、その弾性体 を介して内側部材・外側部材間で動力伝達を行う継手の場合、たとえば、そうし た弾性体が二組以上平行に並んで配備されていたり、外側部材が環状の部材（ス ペーサなど）にて連結されていたりするため、弾性体表面が取り囲まれた状態に なりがちで外気や空気流に触れにくいことが多い。

【０００５】 それゆえ、従来、弾性体の表面に外気が当たりやすくなるよう各種の工夫が施 されてきた。特公昭５２−２４６１７号公報に記載の継手は、内輪と外輪との間 に弾性体を有し、その弾性体の付近にやはり囲まれた空間が存在するものである が、弾性体表面へ外気を導くための工夫として空気ダクトがハウジングに固定さ れている。類似の継手に関しても、弾性体とそれに接合された金具とに外気取入 れ用の窓や切欠きを設けた例（特開昭６３−２５４２３０号）や、弾性体の外に あるプーリ（いわば外側部材の一部）内に通風流路を形成するとともに、同流路 の出口孔を傾斜させた例（実開昭５６−１１３１１９号）がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の弾性軸継手では、弾性体付近の囲まれた空間が外気に対して一 部開放されてはいるものの、その外気を取り入れて弾性体付近に空気流を起こす という積極的な作用はあまり発揮されない。

【０００７】 たとえば上記特公昭５２−２４６１７号公報の継手には、回転しないハウジン グとそれに固定された空気ダクト、あるいは他の回転部分のいずれにも、外気を 出し入れしたり空気流を起こしたりする工夫は施されていない。他の継手（前掲 の二つの公報の例）についても、そのような工夫が十分になされているとはいい 難い。実開昭５６−１１３１１９号公報の例では、通風流路の出口孔を傾斜させ てその孔に空気の吸い出し機能をもたせているが、同流路に有効な空気流を生じ させるためには、出口孔との関係において入口孔その他にも何らかの工夫が必要 である。

【０００８】 本考案は、先に述べたように内側部材と外側部材との間に弾性体を備え、外側 部材と一体に設けられた環状の部材などにより弾性体が取り囲まれた状態に配備 されている弾性軸継手について、空気流による弾性体の冷却を促進し、それによ り、比較的小型の継手にも高い能力を発揮させることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の弾性軸継手は、回転動力を伝える部分として同一軸心上に内側部材（ たとえば軸状またはリング状の部材）と外側部材（たとえばリング状の部材）、 および両者間にはさまれた弾性体を備え、外側部材と一体に（すなわち外側部材 と不可分な同一部品として、または同部材に一体的に連結されて）設けられた環 状の部材や上記弾性体などにより囲まれた空間の存在する弾性軸継手であるが、 半径方向に通じた複数の穴を上記環状の部材に形成するとともに、その環状 部材の内側で上記内側部材と一体的に（すなわち内側部材そのものに、または同 部材に固定された別の部材に）外向きの突起（すなわちフィンや羽根など）を設 けたものである。

【００１０】 これについては、さらに請求項２のように、上記複数の穴のうち一部数は、半 径方向内側から外側にかけて回転向きに傾斜した側面部分を含めて形成し、他の 穴の一部数または全数は、半径方向内側から外側にかけて反回転向きに傾斜した 側面部分を含めて形成するとよい。

【００１１】 あるいは請求項３のように、上記の囲まれた空間以外の箇所に一方の開口端を 有し、上記内側部材またはそれと一体的な部材の内部を経て、上記の空間の内部 で上記開口端とは回転半径の異なる位置に他方の開口端を有する通気孔を形成す るのもよい。

【００１２】

【作用】

本考案の弾性軸継手では、弾性体の外側が上記環状の部材などにより取り囲ま れているものの、上記のとおりその環状部材に複数の穴があいているため、そ れらの穴を通して弾性体付近に外気（空気）が流入し、また排出される。穴の大 きさや数が増えるほど外気の流入・排出がさかんであることはもちろんである。 そしてこの継手の内側部材には、上記のとおり外向きの突起が設けられている ため、弾性体付近の囲まれた空間内で空気がかき混ぜられる。付近の空気がかき 混ぜられる結果、弾性体の表面からはその空気流により熱放散が活発化するが、 同時に上記の穴を通しての外気の流入・排出もさかんになる。したがって、弾性 体の冷却が促進される。

【００１３】 請求項２の弾性軸継手では、環状部材に設けた上記の複数の穴に、上記した囲 まれた空間内への外気の流入と排出とをさらに促進する作用が備わっている。な ぜなら、一部数の穴が有する側面部分、すなわち半径方向内側から外側にかけて 回転向きに傾斜した部分は、継手の回転中、その傾斜に沿って外側から内側（つ まり弾性体付近の上記空間内）へ外気を流入させ、他の穴が有する側面部分、す なわち半径方向内側から外側にかけて反回転向きに傾斜した部分は、回転中、そ の傾斜に沿って内側から外側へ空気を排出させるからである。外気の流入・排出 が活発になるほど弾性体が効果的に冷却されることは言うまでもない。

【００１４】 また請求項３の弾性軸継手では、上記した囲まれた空間内（弾性体付近）に、 上記の通気孔を通して外気が流入または排出される。その空間と空間外（外気部 分）とが通気孔を介してつながっているうえ、両者のそれぞれに設けられた開口 端が同一回転半径の位置にはないため、遠心力によって空気を吐き出す側の開口 端（回転半径の大きい側）と、その空気を補うように空気を吸い込む側の開口端 とに分かれ、囲まれた空間内に効果的な空気流を生じさせるからである。上記の 突起は、こうして生じる空気流をかき回して弾性体表面への空気の接触機会を増 やすが、回転半径の大きいその突起の先端部に開口端が設けられた場合には、強 い遠心力によってその開口端からの空気の吐き出し速度が高くなる。外気がこう して流れ込み、弾性体表面に活発に触れるほど、弾性体はやはり効果的に冷却さ れる。

【００１５】

【実施例】

本考案の第一実施例である弾性軸継手１を、図１(ａ)・(ｂ)に示す。この継手 １は、船舶の推進部分に配備されるもので、ディーゼルエンジン（図示せず）か らの出力軸２と、プロペラ駆動用の減速機（図示せず）の入力軸３との間に図１ (ａ)のように接続される。エンジンの出力については、たとえばクランク角度ご とにも軸２の回転速度やトルクが変動するが、減速機内のギヤを保護するためそ のような変動を減衰させて軸３に伝えることがこの継手１の主要な役目である。

【００１６】 この弾性軸継手１の構造はつぎのとおりである。すなわち、まず、天然ゴムか らなるリング状の弾性体３１・３２が、内輪（内側部材）１１・１２と外輪（外 側部材）２１・２２との間にそれぞれ同一軸心上で一平面内に重ねて接合されて いる。そしてそれらの各組が、軸方向位置をずらして図のように平行に配置され ている。内輪１１・１２の間にリング１３がはさまれ、内輪１１の端面にフラン ジ１４が取り付けられて、これらがボルト１５およびナット１６にて一体的に締 結されたうえ、ボルト１４ａなどで軸３と接続されるようになっている。一方、 外輪２１・２２については、両者間に環状の部材であるディスタンスリング（間 隔輪）２３が装着されるとともに、外輪２２の端面にフランジ２４が取り付けら れ、これらがボルト２５・ナット２６にて一体化されており、ボルト２４ａなど で軸２と接続される。したがって軸２の回転動力は、フランジ２４から、それと 一体にされた外輪２１・２２およびリング２３に伝わり、並列に設けられた二つ の弾性体３１・３２を経て、一体にされた内輪１１・１２とリング１３・フラン ジ１４に伝わったうえ軸３に伝達される。定常状態で上記の大きさのトルクを伝 達する際は、弾性体３１・３２が弾性変形し、外輪２１・２２と内輪１１・１２ との間で数度のねじれ角が生じる。

【００１７】 運転中、弾性体３１・３２には熱が発生するが、それらが向き合った部分は、 それら自体と外側のディスタンスリング２３とによって囲まれた空間３０ができ ていて通常なら放熱性に乏しく、ゴムの強度低下をまねきがちなことから、この 継手１にはつぎの工夫を施している。すなわち、 ディスタンスリング２３に、半径方向に内外に通じる複数（図１(ｂ)のと おりこの例では８個）の穴２３ａを設けた。

【００１８】 内輪１１・１２と一体に取り付けられたリング１３の外周に、外向きのフ ィン（突起）１３ａを（この例では二箇所）形成した。

【００１９】 これら・は、継手１の回転中、上記の空間３０に対し穴２３ａから空気を 出入りさせるとともに内部の空気をフィン１３ａでかき混ぜることにより、弾性 体３１・３２の表面における放熱性を高めることがねらいである。

【００２０】 また空間３０内への空気の出入りをとくに活発にする目的で、図１(ｂ)のよう に、穴２３ａのうち半数は内側へ向けて拡大し、残りの半数は外側へ向けて拡大 した形にしている。こうしたことによって空気の出入りが活発化するのはつぎの 理由による。すなわち、穴２３ａのうち前者の半数に備わった図示の側面部分２ ３ｂは、内側から外側にかけて継手１の回転方向ｒの向きに傾斜した部分である が、継手１の回転中、外気は、この部分２３ｂの傾斜に沿って空間３０内へ取り 込まれる。また穴２３ａの残りの半数に備わった側面部分２３ｃは、内側から外 側にかけて反回転向きに傾斜した部分で、空間３０内の空気がこの部分２３ｃに 沿って排出される。

【００２１】 なお、こうした形状の穴２３ａは、回転向きが上記の方向ｒと反対になっても 同様の機能を発揮して、空間３０への空気の出入りを活発化する。反対向きに回 転する場合は、図示の側面部分２３ｄに沿って外気が流入する一方、側面部分２ ３ｅに沿ってその空気が排出されるからである。

【００２２】 以上に紹介した継手１において、リング１３に設けたフィン１３ａ、あるいは ディスタンスリング２３に設けた穴２３ａの形状や数は、図１に示したものに限 る必要はない。たとえば、図２に例示したように、空気を押し出すのに好適な傾 斜面１９ｂと、付近に生じる負圧を利用して外気を吸い込むのに好適な背面１９ ｃとからなり、かつ空気の撹拌作用もあるフィン１９ａを有するリング１９を使 用するのも効果的である。また、ディスタンスリング２３に代えて、図３のよう に、断面積変化はないものの軸直角な面内での傾斜方向が二種類ある複数の穴２ ９ａを有するディスタンスリング２９を用いるのもよい。このリング２９が継手 １に組み込まれて方向ｒへ回転するとき、穴２９のうち半数のものは側面部分２ ９ｂによって空間３０内に外気を取り入れ、他のものは側面部分２９ｃによって その空気を排出することができる。このリング２９も、回転向きが逆転しても同 様の作用をなす。

【００２３】 そのほか、図１の継手１においてリング１３やディスタンスリング２３が軸方 向に長い場合は、ネジレのある羽根状にフィン１３ａを形成し、空間３０内の空 気に軸流（軸方向の流れ）をもたせるのもよい。その場合は、ディスタンスリン グ２３に設ける穴２３ａにも軸方向の分布を与えておくのがよい。

【００２４】 つづいて図４に、本考案の第二実施例である弾性軸継手４を示す。この継手４ も船舶用の大型のもので、軸５から軸６へ、回転変動を減衰させながら動力を伝 達する。全体的な構造は図１の継手１と大差がなく、内輪４１・４２と外輪５１ ・５２の間にそれぞれ弾性体（ゴム）６１・６２をはさんで接合したもの二組を 主要部として備える。そして外輪５１・５２が、ディスタンスリング５３および フランジ５４とともに一体に締結されて軸５に接続され、内輪４１・４２がリン グ４３やフランジ４４とともに軸６に接続されるようになっている。この継手４ においても、弾性体６１・６２とディスタンスリング５３とで囲まれた空間６０ が存在するため、放熱性を改善する目的でディスタンスリング５３には内外に通 じる穴（軸心に向かう直円筒状の穴）５３ａが複数個形成され、リング４３には フィン４３ａが設けてある。

【００２５】 しかし、弾性体６１・６２からの放熱をさらに促進するよう、継手４にはつぎ の構成をももたせている。すなわち図のように、フランジ４４に対し半径方向に 複数の通孔４５をあけるとともに、リング４３においても、フィン４３ａを通る 通孔４７とそれ以外の部分で半径方向に通じる通孔４８とを形成した。内輪４１ やリング４３・フランジ４４の内側が中空部分４６によりつながっているため、 こうした通孔４５・４７・４８は、中空部分４６を介して空間６０の内外に通じ る通気孔となる。そして、通孔４５についてのフランジ４４の外側にある開口端 の位置よりも、通孔４８の外の開口端位置は回転半径（軸心からの距離）が大き く、またフィン４３ａの先にある通孔４７の開口端位置はさらに回転半径が大き い。

【００２６】 以上の構成をもたせた継手４においては、運転中に外気が、通孔４５から中空 部分４６に入り、さらに通孔４７や通孔４８から出て空間６０内に流入し、フィ ン４３ａでかき混ぜられたうえディスタンスリング５３の穴５３ａから出ていく ので、弾性体６１・６２からの放熱が活発になる。空気がこのように流れる理由 は、回転中の通孔４７や通孔４８から遠心力によって空気が吐き出されるからで ある。通孔４５においても空気には遠心力がはたらくが、通孔４５は、回転半径 が小さく遠心力も小さいことから、通孔４７・４８より吐き出されて低圧になっ た中空部分４６へ空気を吸い込むことになる。

【００２７】 図５は、第三実施例としての弾性軸継手７の断面図である。この継手７は、内 輪７１・外輪８１・弾性体（ゴム）９１の接合体を一組だけ備えた小容量のもの で、やはり、駆動源（図示せず）の出力軸８と被駆動装置（図示せず）の入力軸 ９との間にキー８ａおよびキー９ａを介して接続され、動力を伝達する。

【００２８】 この継手７は、前述の継手４（図４）と一部類似するものであるが、下記の点 に特徴がある。

【００２９】 a) 弾性体９１が複数あるものではないが、その一つの弾性体９１と、入力軸 ８上のフランジ８２と、さらに外輪８１・フランジ８２間をつなぐディスタンス リング８３とによって、囲まれた空間９０が形成されている。

【００３０】 b) その空間９０内で弾性体９１の放熱性を改善するため、リング８３に複数 の穴８３ａをあけるとともに、内輪７１と一体に取り付けた円盤７３にフィン７ ３ａを設け、さらにその円盤７３に設けた通孔７７・７８や内側の部分７６など で通気孔を形成しているが、空間９０の外から空気を吸い込む側として、軸９の 内部（軸心）を通り継手７とは反対側の軸端に開口する通孔７５を形成した。こ のような通気孔（通孔７５・７７・７８および部分７６）によると、空気に与え る遠心力の差が大きく、空間９０内へ高速度の空気流が生じやすい。軸９があま り長くない場合には、通孔７５の形成も容易である。

【００３１】 c) 通孔７７を備えるフィン７３ａの先端を弾性体９１寄りにやや曲げること によって、その通孔７７から出る空気流が直接に弾性体９１の側面に当たるよう にした。こうしたフィン７３ａの数を増やしたり、円盤７３の他の部分の通孔７ ８の先をも弾性体９１寄りに向けたりすれば、冷却効果はさらに向上する。

【００３２】 なお、図５における符号７２は、内輪７１を取り付けるフランジ部分を含むボ スである。

【００３３】

【考案の効果】

本考案の弾性軸継手にはつぎの効果がある。

【００３４】 1) 弾性体が、よく冷却されて温度上昇しにくいため、強度の低下や材質の劣 化を生じにくい。

【００３５】 2) 上記1)により、比較的小型の継手にも高い能力（変動負荷を吸収しながら 動力伝達する能力）をもたせることができる。

【００３６】 3) 弾性体など継手の主要部分を変更する必要がないので、既に配備されてい る弾性軸継手に改変を加えることによっても容易に構成されて、それまでの能力 を向上させる。

【００３７】 4) 言うまでもなく、冷却のための特別な装置（たとえば送風機や水スプレー ）は一切不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例である弾性軸継手を示す断
面図である。ただし、図１(ａ)は縦断面図（図１(ｂ)に
おけるａ−ａ断面）、図１(ｂ)は横断面図（図１(ａ)の
ｂ−ｂ断面）である。

【図２】図１のような弾性軸継手に使用されるフィン
（突起）つきリングの別の例を示す横断面図である。

【図３】図１のような弾性軸継手に使用されるディスタ
ンスリング（環状の部材）につき別の例を示す横断面図
である。

【図４】本考案の第二実施例の弾性軸継手を示す縦断面
図である。

【図５】本考案の第三実施例の弾性軸継手を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１・４・７ 弾性軸継手 １１・１２・４１・４２・７１ 内輪（内側部材） １３ａ・４３ａ・７３ａ フィン（突起） ２１・２２・５１・５２・８１ 外輪（外側部材） ２３・５３・８３ ディスタンスリング（環状の部材） ２３ａ・５３ａ・８３ａ 穴 ３０・６０・９０ 空間 ３１・３２・６１・６２・９１ 弾性体

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転動力を伝える部分として同一軸心上
   に内側部材と外側部材、および両者間にはさまれた弾性
   体を備え、外側部材と一体に設けられた環状の部材や上
   記弾性体などにより囲まれた空間の存在する弾性軸継手
   であって、半径方向に通じた複数の穴を上記環状の部材
   に形成するとともに、その環状部材の内側で上記内側部
   材と一体的に外向きの突起を設けたことを特徴とする弾
   性軸継手。
2. 【請求項２】 上記複数の穴のうち一部数は、半径方向
   内側から外側にかけて回転向きに傾斜した側面部分を含
   めて形成し、他の穴の一部数または全数は、半径方向内
   側から外側にかけて反回転向きに傾斜した側面部分を含
   めて形成した請求項１に記載の弾性軸継手。
3. 【請求項３】 上記の囲まれた空間以外の箇所に一方の
   開口端を有し、上記内側部材またはそれと一体的な部材
   の内部を経て、上記の空間の内部で上記開口端とは回転
   半径の異なる位置に他方の開口端を有する通気孔を形成
   した請求項１または２に記載の弾性軸継手。