JPH05312220A - 軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 合成樹脂盤体と、両盤体を連結する複数の筒
体と、その筒体を囲み保持するゴムブッシュを主体とす
る軸継手において、共振点を下げ、かつ防振性能の悪化
を防ぐ。 【構成】 駆動側の軸端と被駆動側の軸端間に取り付け
られて動力を伝達する盤状の軸継手であって、駆動側の
軸と連結される複数の筒体１を同心円上にほぼ等距離を
もって配列し、被駆動側の軸と連結される複数の筒体２
を同心円上にほぼ等距離をもち、かつ筒体１と交互に配
列してなり、各筒体１、２をゴム弾性体１９で囲繞する
と共に、隣り合うゴム弾性体１９間を合成樹脂盤体５に
て連結し、更に合成樹脂盤体５の外周にゴム弾性体１９
を介して質量体９を固着し、この質量体９をダイナミッ
クダンパーとして機能させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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、推進軸等に使用され
る軸継手に関し、例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−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することがで
きる。

【０００２】

【従来の技術】従来からの軸継手において、例えばプロ
ペラシャフトの接続に用いられるものの例として図１
４、図１５及び図１６に示すような分割タイプのものが
ある。図において、２１（２１₁ 、２１₂ 、２１₃ 、…
…）は軸継手基体であり、これを連結ピン２２によっ
て一般には６個の基体を連結して軸継手としている。こ
の軸継手においては、一つの基体２１内に装着された連
結ピン２２、２２間に生じる張力に耐え得るよう、二つ
のピン２２、２２間を抗張材２３例えば有機繊維束が巻
き掛けされていて、全体を弾性ゴム２４で覆って弾力性
を保持して形成されている。

【０００３】そして図１５及び図１６は、図１４におけ
るＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線での断面図を示し、軸継手基体
２１は一般にはフランジ２５を備えたカラ−２６が突き
合され、パイプ２７がこれに圧入されている。この状態
のカラ−２６及びパイプ２７を所定の間隔を保持しつつ
このカラ−２６内に繊維コ−ド２３を巻くものであっ
て、これら全体をその後弾性ゴム２４にて包み一体化す
るものである。図においては、かかる基体２１を６個
（２１₁ 、２１₂ 、２１₃ 、… …）使用して、パイプ
２７内に連結ピン２１を圧入することによって軸継手が
完成されるものである。

【０００４】しかるに、このタイプの軸継手において、
何層にも繊維コ−ド２３を巻きがけすることから各層で
のコ−ドテンションのバラツキ、コ−ド２３、２３間及
びコ−ド２３と弾性ゴム２４との接着性が均一でないと
いう欠点がある。このことは各基体間に特性のバラツキ
があることは当然であり、これらが原因となって、更に
ゴムの加硫工程における熱の作用によってコ−ドの熱収
縮率のバラツキ、弾性ゴムの表面へのコ−ドの浮き出し
等製造上及び性能上にも大きな影響をもたらすこととな
っている。

【０００５】これらの欠点を解決せんとして、本出願人
は特願平２−４１４５３３号にて、駆動側の軸端と被駆
動側の軸端間に取り付けられて動力を伝達する盤状の軸
継手であって、駆動側の軸と連結される複数の筒体１を
同心円上にほぼ等距離をもって配列し、被駆動側の軸と
連結される複数の筒体２を同心円上にほぼ等距離をも
ち、かつ前記筒体１と交互に配列してなり、前記各筒体
１、２をゴム弾性体で囲繞すると共に、隣り合う当該ゴ
ム弾性体間を合成樹脂盤体にて連結した軸継手を提案し
ている。

【０００６】かかる軸継手は、その基体を単一の合成樹
脂をもって構成したもので、軸継手としての強度の向
上、性能のバラツキの低減をなし、製造上の簡便さはも
とより、軸継手としてのコスト低減及び軽量化を狙った
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、既提案の
軸継手においては、大きなメリットを有しており、技術
的に優れたものではあるが、その一方では、基体となる
合成樹脂の質量とゴムブッシュのバネより決定される固
有振動数で共振が発生し、その固有振動数の領域によっ
ては、防振性能上悪影響が生じる可能性がある。

【０００８】本発明はこの既提案の軸継手において、更
にダイナミックダンパ−を付加することにより、共振を
下げ、防振性能の悪化を防ぐことをその目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するために鋭意検討した結果、次の構成を採用する
ことにより解決を見たものである。即ち、本発明の軸継
手は、駆動側の軸端と被駆動側の軸端間に取り付けられ
て動力を伝達する盤状の軸継手であって、駆動側の軸と
連結される複数の筒体１を同心円上にほぼ等距離をもっ
て配列し、被駆動側の軸と連結される複数の筒体２を同
心円上にほぼ等距離をもち、かつ前記筒体１と交互に配
列してなり、前記各筒体１、２をゴム弾性体で囲繞する
と共に、隣り合う当該ゴム弾性体間を合成樹脂盤体にて
連結し、更に前記合成樹脂盤体の外周にゴム弾性体を介
して質量体を固着したことを特徴とする軸継手であっ
て、通常は筒体１、２を囲むゴム弾性体において、軸継
手中心より放射方向或いは周方向に貫通穴を形成した軸
継手にかかるものである。

【００１０】本発明で用いられる合成樹脂としては、い
わゆるエンジニアリングプラスチックと称されるものが
主として採用され、中でもポリアミド樹脂が一般に用い
られる。勿論、かかるプラスチックに強度向上のために
ガラスや炭素等の繊維を混合した複合系としてもよい。

【００１１】

【作用】本発明は上記したような構成を採用したため
に、繊維コ−ドに代わり筒体１、２間に介在する合成樹
脂が回転トルクを直接伝達することとなり、この合成樹
脂が筒体１、２間の引っ張り力に抗し、或いは筒体２、
１間の圧縮力に抗することによってトルクを被駆動側の
軸に伝えることになるのである。

【００１２】そして、合成樹脂盤体に質量体をゴム弾性
体を介して固着することにより、この質量体がダイナミ
ックダンパ−の機能を果たすこととなり、共振のピ−ク
を下げることとなったのである。即ち、ここに生じる共
振現象をもたらす固有振動数と、合成樹脂盤体の外周に
設けられたゴム弾性体と質量体とによって形成されるダ
イナミックダンパ−の固有振動数とを合致させることに
よって、軸継手としての共振点を下げることとしたもの
である。

【００１３】

【具体例】以下図面をもって本発明の軸継手を更に詳述
する。図１は本発明の軸継手の第１実施例を示す正面図
であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線での断面図であ
る。図中１は駆動側の軸と連結される筒体であり、２は
被駆動側の軸と連結される筒体である。そして筒体１と
筒体２は一般に夫々２〜３個が備えられて、各軸からの
びるヨ−ク（図示せず）に対応しており、これらは交互
に配置されるものである。

【００１４】ここに示した軸継手において、この筒体の
外径は２０ｍｍ、その内径は１５ｍｍ、長さは３５ｍｍ
であった。そして、筒体１及び筒体２は全て同心円上に
配置されているものであるが、場合によっては筒体１と
筒体２は各々別の同心円上に配置することも可能であ
る。また、符号３、４で示すものはこれら筒体１、２の
全周を囲むゴム弾性体であって、回転使用時における振
動の吸収作用、急激な負荷に対する緩衝作用をなし、更
には騒音の低減のために供されるものである。このゴム
弾性体３、４の外径は３５ｍｍ、長さ３３ｍｍである。
符号５は筒体１、２を囲んだこれらゴム弾性体３、４を
所定位置に配置して夫々を独立させた合成樹脂盤体であ
り、ここでは厚さ３０ｍｍ、外径１５０ｍｍの円盤状の
ナイロン樹脂が使用されている。図中６は軸との連結時
に利用されるセンタ−ホ−ルである。

【００１５】かかる合成樹脂盤体５は、各筒体１、２を
所定位置に設定する機能をもつと共に、回転使用時にお
いて駆動側の軸に連結される筒体１と被駆動側の軸に連
結される筒体２間の引張り力を伝達する機能をなすもの
であり、従来の軸継手における抗張体の機能を奏するも
のである。この場合、まず筒体１、２の周囲にゴム弾性
体３、４を加硫接着によって一体化し、これらを盤体を
形成する型内の位置にセットし、次いで合成樹脂を射出
成形する手段によって各要素を一体化することが一般的
であるが、合成樹脂盤体５を先に形成し、ここに設けら
れた孔７内に前記した筒体１、２を内包したゴム弾性体
３、４を圧入することも可能である。この例にあっては
ゴム弾性体３、４の外周と、合成樹脂盤体５の孔７との
関係は真円状で接しているが、両者の接面が必ずしも真
円でなくてもよい。

【００１６】符号８は合成樹脂盤体５の外周上の４箇所
に接着されたゴム弾性体であり、このゴム弾性体８の外
周に金属製の質量体９が接着され、この両者によってダ
イナミックダンパ−の振動系が構成されている。さて、
合成樹脂盤体５の質量をｍ₀ 、ゴム弾性体３のバネ定数
をｋ₀ とし、ダイナミックダンパ−側のゴム弾性体８の
バネ定数をｋ、質量体９の質量をｍとすると、振動系は
図３の如くに表わされる。しかるに、この質量体９の固
有振動数ｆ（＝１／２π・（ｋ／ｍ）^0.5 ）を、軸継手
本体の固有振動数にほぼ一致させることによって、共振
点を下げることができることとなったものである。

【００１７】本例にあっては、質量体９を環状体とした
が、場合によっては、これを一箇所又は複数箇所に別々
の質量体を設けてチュ−ニングすることもできる。この
ようにすることにより、複数の振動モ−ドに対してダイ
ナミックダンパ−効果を発現することが可能である。
又、ゴム弾性体８も軸継手の周方向に連続していること
も勿論含まれるが、これを図例のように分断させること
により、その弧長の選択によって所望のバネ定数を得る
ことができることとなる。これらのことは以下の実施例
にあっても同様である。

【００１８】図４に示すものは、本発明の第２実施例に
おける部分図であって、盤体５に設けた孔７においてそ
の周方向に合成樹脂盤体５より突起１１を備えたもので
ある。 かかる例にあっては、回転方向に対して剛性が
高く、このため急に立ち上がるリニア−な回転トルクの
伝達特性にすぐれたものとなる。なお、この突起１１は
合成樹脂盤体５側に形成したが、筒体１、２より突出さ
せることもできることは勿論である。

【００１９】そして、合成樹脂盤体５の外周には、ダイ
ナミックダンパ−としてのゴム弾性体８がその全周にわ
たって接着され、その外周に金属製の環状質量体９が接
着されている。

【００２０】この変形例としては、孔７とゴム弾性体
３、４との接面が楕円をなしている形状が考えられる。
即ち、図５に本発明の第３実施例の部分図を示すが、楕
円孔７の長軸を軸継手の放射方向に向けて設定すれば、
図４で示した場合と同様の特性が得られることとなる。
これを逆に考えれば、突起１１を放射方向に形成し、或
いは楕円の長軸を周方向に向けて配置することによっ
て、立ち上がりが緩やかなトルクの伝達特性を有する軸
継手となるものである。

【００２１】図６はこのような目的を更に押し進めた第
４実施例であって、ゴム弾性体３、４に筒体をはさん
で、中心より放射方向の内外に貫通穴１２を形成したも
のである。かかる軸継手を使用した場合、軸に直角方向
に十分柔かい継手が得られることになる。

【００２２】この例にあっても、ダイナミックダンパ−
としての金属製の環状質量体９が、ゴム弾性体８によっ
て合成樹脂盤体５の外周に接着されており、ゴム弾性体
８は４箇所に分断されている例である。

【００２３】図７は貫通穴１２と突起１１との組合せを
ゴム弾性体３、４中に備えた第５実施例である。この例
にあっては貫通穴１２と突起１１が各ゴム弾性体３、４
の同一円周上に形成されており、このため回転方向に剛
性が大きいので急に立ち上がるリニア−な回転トルク伝
達特性を得ることができる。この例では、図４に示す第
２実施例の軸継手よりも、突起１１に対応して貫通穴１
２が形成されているためにリニア−に立上がる特性をも
っている。前例のように、かかる突起１１は筒体１、２
側に形成してもよいことは勿論である。ダイナミックダ
ンパ−の役目をなす質量体９とゴム弾性体８は前例と同
様である。

【００２４】図８はゴム弾性体３、４を更に外筒１３が
覆った第６実施例を示すものであって、筒体１、２と外
筒１３との間にゴム弾性体３、４を加硫接着して一体化
し、例えばこれらを型内にセットして合成樹脂を射出形
成し、盤体５を形成するものである。この例に合って
も、ダイナミックダンパ−の役目をなす質量体９とゴム
弾性体８は前例と同様である。

【００２５】図９は本発明の軸継手の変形例を示した第
７実施例である。これは、筒体１、２を囲んだゴム弾性
体３、４と、合成樹脂体１４とが略台形をなして交互に
並べられて軸継手を形成した第７実施例である。この場
合、回転時にあっては筒体１、２間における引っ張り力
に抗することは合成樹脂体１４にはほとんどないが、反
対に筒体２、１間の圧縮力には抗することができ、この
ため回転トルクを伝達することができるもので、軸に直
角方向の振動等は効率よく吸収できるものである。

【００２６】図１０は前記した図９の更なる変形例を示
した第８実施例である。これは駆動軸側と被駆動軸側に
連結する筒体１、２が２本づつで構成され、これを囲ん
だゴム弾性体３、４は山形をなしている。そして、合成
樹脂体５は先太の十字形をなしてゴム弾性体３，４と一
体化されている例である。図９の合成樹脂体１４と異な
り、ここで使用した合成樹脂体５は一体となって連続し
ているため、軸継手の製造時等にあってその取り扱いは
楽である。

【００２７】図１１は図１０に示した合成樹脂体５を更
に変形した第９実施例である。この例は合成樹脂体５の
全体に丸みを持たせたことを特徴としている。これも図
９の例に比べて製造上に便ならしめたものである。以上
図９〜図１１に示すダイナミックダンパ−としての質量
体９及びゴム弾性体８は、これ又、前例と同様の構成を
有している。

【００２８】図１２は本発明の第１０実施例を示す正面
図であり、図１３は図１２におけるＢ−Ｂ線での断面図
である。図中１５、１６はナイロン樹脂製にかかる短冊
状盤体であり、これに筒体１、２が嵌め合わされてい
る。そしてこの盤体１５、１６の先端には直角に折り曲
げられたフランジ１７、１８を有しており、これを対向
させた状態で両者の空域をゴム弾性体１９にて埋めたも
のである。図１〜図１１にて説明した本発明の軸継手
は、いずれもゴム弾性体が筒体と合成樹脂間によって圧
縮されて回転力を被駆動軸側へ伝達する例であるが、こ
の例にあっては筒体１、１に駆動側の軸を、筒体２、２
に被駆動側の軸を連結して回転力を伝達するが、ゴム弾
性体１９は主として剪断力をもって働き、フランジ１
７、１８に挟まれた部分のゴム弾性体１９のみが圧縮力
をもって力を伝達しようとするものである。この例に合
っても、ダイナミックダンパ−としての質量体９及びゴ
ム弾性体８は、前例等と同様の構成を有している。

【００２９】

【効果】本発明は筒体間にかかる張力（或いは圧縮力）
を合成樹脂盤体が受けるものであって、これは従来の繊
維コ−ドを何回も巻き掛けして構成する抗張体よりも単
一材料であるが故に高精度化が図れ、かつ、ゴムに比べ
て樹脂材料であるがために飛翔体等の接触に対して強度
があり、更にはオゾン、油等にも強い材質が選択でき耐
久性も向上することとなったものである。本発明の軸継
手は回転トルクに対する剛性が比較的高く、他の方向の
剛性が低い場合に好ましく、例えば自動車用の駆動側ヨ
−クとプロペラシャフト又はプロペラシャフトとデイフ
ァレンシャル側との接合部に特に適するということがで
きる。

【００３０】そして、ダイナミックダンパ−としての質
量体が備えられたために、この質量体の固有振動数ｆ
（＝１／２π・（ｋ／ｍ）^0.5 ）を、軸継手本体の固有
振動数にほぼ一致させることによって、共振点を下げる
ことができることとなったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の軸継手の第１実施例を示す正面
図である。

【図２】図２は図１のＡ−Ａ線での断面図である。

【図３】図３は図１の軸継手の振動系を示したものであ
る。

【図４】図４は本発明の軸継手の第２実施例を示す部分
正面図である。

【図５】図５は本発明の軸継手の第３実施例を示す部分
正面図である。

【図６】図６は本発明の軸継手の第４実施例を示す正面
図である。

【図７】図７は本発明の軸継手の第５実施例を示す正面
図である。

【図８】図８は本発明の軸継手の第６実施例を示す正面
図である。

【図９】図９は本発明の軸継手の第７実施例を示す正面
図である。

【図１０】図１０は本発明の軸継手の第８実施例を示す
正面図である。

【図１１】図１１は本発明の軸継手の第９実施例を示す
正面図である。

【図１２】図１２は本発明の軸継手の第１０実施例を示
す正面図である。

【図１３】図１３は図１２のＢ−Ｂ線での断面図であ
る。

【図１４】図１４は従来からある軸継手の正面図であ
る。

【図１５】図１５は図１４のＣ−Ｃ線での断面図であ
る。

【図１６】図１６は図１４のＤ−Ｄ線での断面図であ
る。

【符号の説明】

１‥‥駆動側の軸と連結される筒体、 ２‥‥被駆動側の軸と連結される筒体、 ３、４‥‥筒体の全周を囲むゴム弾性体、 ５‥‥合成樹脂盤体、 ６‥‥センタ−ホ−ル、 ７‥‥合成樹脂盤体の孔、 ８‥‥合成樹脂盤体の外周上に接着されたゴム弾性体、 ９‥‥質量体、 １１‥‥突起、 １２‥‥貫通穴、 １３‥‥外筒、 １４‥‥合成樹脂体、 １５、１６‥‥短冊状盤体、 １７、１８‥‥フランジ、 １９‥‥ゴム弾性体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側の軸端と被駆動側の軸端間に取り
   付けられて動力を伝達する盤状の軸継手であって、駆動
   側の軸と連結される複数の筒体１を同心円上にほぼ等距
   離をもって配列し、被駆動側の軸と連結される複数の筒
   体２を同心円上にほぼ等距離をもち、かつ前記筒体１と
   交互に配列してなり、前記各筒体１、２をゴム弾性体で
   囲繞すると共に、隣り合う当該ゴム弾性体間を合成樹脂
   盤体にて連結し、更に前記合成樹脂盤体の外周にゴム弾
   性体を介して質量体を固着したことを特徴とする軸継
   手。
2. 【請求項２】 筒体１、２を囲むゴム弾性体において、
   軸継手中心より放射方向或いは周方向に貫通穴を形成し
   た請求項第１項記載の軸継手。