JPH0740102Y2 - フレキシブルカップリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、たとえば内燃機関の出力軸（駆動側）の回転
を補機駆動用の回転軸（従動側）に伝達するためのフレ
キシブルカップリングに係り、詳しくは回転中心を保持
するためのセンタリング機構に関する。ここで補機とは
内燃機関冷却用ファン、発電機、エアコン用コンプレッ
サあるいはパワーステアリング用オイルポンプ等、内燃
機関によって駆動される機器の一種又は二種以上のもの
をいう。

（従来の技術） 一般に、フレキシブルカップリングは、駆動系に発生す
るトルク脈動を吸収し、軸方向の振動や衝撃を吸収する
ために弾性体を利用するものであって、駆動軸と従動軸
間における軸の振れ回りを規制するためのセンタリング
機構を備えており、このようなフレキシブルカップリン
グは主として自動車のプロペラシャフトの連結部に適用
されている。

そして、フレキシブルカップリングの主体部を構成する
弾性体は、駆動軸のフランジと従動軸のフランジに対し
てそれぞれ同一円周線上に配置される複数本のボルトに
よって結合される。またセンタリング機構は、センタリ
ングブッシュとこのセンタリングブッシュに挿通される
センタリングピンとからなり、センタリングブッシュ
が、たとえば従動軸に形成されたセンタホールに圧入さ
れ、センタリングピンが駆動軸に圧入されている。この
ようなセンタリング機構を備えたフレキシブルカップリ
ングとしては、たとえば実開昭63−109032号公報を挙げ
ることができる。

（考案が解決しようとする課題） ところで、フレキシブルカップリングのトルク脈動吸収
性能を有効に発揮させるには、駆動軸のフランジに結合
される弾性体取付用のボルトの配列中心（つまりボルト
取付孔の配列中心）と、従動軸のフランジに結合される
弾性体取付用のボルトの配列中心（つまりボルト取付孔
の配列中心）とが一致している必要がある。もしもずれ
が存在するときは、弾性体が径方向に変形された状態で
組付けられることになり、これでは有効なトルク脈動吸
収性能が得られなくなる。そして、上記の条件はセンタ
リングブッシュの中心と同センタリングブッシュ側のボ
ルトの配列中心とが一位し、またセンタリングピンと同
センタリングピン側のボルトの配列中心とが一致するこ
とで達成されることになる。

ところが、上述した従来のフレキシブルカップリングの
場合は、センタリングブッシュ側についてはセンタリン
グブッシュ中心とボルトの配列中心とに関して所定の精
度が得られたとしても、センタリングピン側について
は、弾性体を取付けるためのフランジと、センタリング
ピンとが別体構造であるために、所定の精度を得難いと
いう難点がある。

つまり、別体構造であることから、加工の段階が多い
（センタリングピンの加工、センタリングピン挿入孔の
加工等）ことに加え、センタリングピンをフランジのピ
ン挿入孔に圧入する関係で、加工誤差あるいは圧入時の
歪み等によってセンタリングピンの中心とボルトの配列
中心との位置精度が出難いものであった。このようなこ
とから、センタリングブッシュ側のボルト配列中心とセ
ンタリングピン側のボルト配列中心との同心度が損なわ
れたときは、弾性体を変形させた状態で組付ける結果と
なり、フレキシブルカップリングのトルクの脈動吸収機
能が有効に発揮されなくなる。

また、センタリングピンが駆動ないし従動軸に圧入され
る際に僅かでも同心度が狂うと、軸はセンタリングピン
を中心に振れ回ることになり、軸が高速回転になると、
僅かなズレに起因して振動現象が生じるようになる。

本考案の目的は、センタリングピンを弾性体取付け用の
ボルトにより位置決めすることで、センタリングピン側
のボルト配列中心と、センタリングブッシュ側のボルト
配列中心との同心度を高めるようにしたフレキシブルカ
ップリングを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上記課題を解決するために次のように構成し
ている。

すなわち、本考案のフレキシブルカップリングは、駆動
側と従動側との間に配置される剛体からなるカップリン
グ本体と、このカップリング本体の周方向に所定間隔を
置いて嵌着された複数個の弾性体と、それら弾性体内に
軸方向に貫通固定されかつ弾性体の軸方向長さより長い
剛体のブッシュと、それらブッシュのうちのいくつかを
貫通して前記カップリング本体を前記駆動側に結合させ
るボルトと、残りのブッシュを貫通して前記カップリン
グ本体を前記従動側に結合させるボルトと、それらボル
トとブッシュとの間に介在されたストッパと、駆動側又
は従動側の一方に取付けられるセンタリングブッシュ
と、このセンタリングブッシュに摺動自在に嵌挿される
センタリングピンとを備えている。

そして、前記ストッパは前記弾性体の外径を越えて張出
す部分を有する略長方形状に形成されるとともにその長
手方向が前記カップリング本体の周方向に沿う方向に配
置されかつ張出部分がカップリング本体に対して軸方向
に一定の隙間を置いて相対向している。また、前記セン
タリングピンの径方向には複数本のアームが一体に突出
されており、前記カップリング本体を取付けるためのボ
ルトが前記アームを貫通して前記センタリングブッシュ
が存在しない側の駆動側又は従動側に結合される構成と
なっている。

（作用） 上記構成のフレキシブルカップリングにあっては、セン
タリングピンは同センタリングピンと一体のアームに貫
通される弾性体取付用のボルトによって位置決めされる
ことから、結果としてセンタリングピンの中心とボルト
配列中心とを一致させ易くなる。そのため、駆動側のフ
ランジに結合されるボルトの配列中心と、従動側のフラ
ンジに結合されるボルトの配列中心との同心度が高めら
れる。従って、駆動側に取付けられるフレキシブルカッ
プリングの軸中心と、従動側に取付けられるフレキシブ
ルカップリングの軸中心とを一致させた状態において、
弾性体を変形することなくボルトにより組付けることが
可能となる。また駆動軸、従動軸の軸心と回転中心とを
一致させることが可能となる。これらによりトルク脈動
の平均化作用を損うことのない、また軸の振れ回りによ
る振動の発生のないフレキシブルカップリングが得られ
る。また、駆動側と従動側との間に生ずる軸方向の振動
や衝撃は、弾性体の軸方向の弾性変形により吸収される
が、このときの弾性変形量はストッパとカップリング本
体との間に設定された隙間の範囲内であって、軸方向の
荷重が大きく弾性体の弾性変形量が前記隙間分に達すれ
ば、ストッパとカップリング本体との剛体同志が当接す
る。従って、それ以上の弾性変形が制限され、このこと
によって弾性体の過度の変形が防止される。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

まず、第１図〜第３図に示す第１実施例について説明す
る。この第１実施例は内燃機関の出力軸２と、この出力
軸２の回転を補機駆動用の回転軸に伝達する中継軸40と
の連結用としてフレキシブルカップリング10を適用した
例である。前記出力軸２にはフランジ４が相対回転不能
に取付けられ、このフランジ４の外周にはプーリ６が取
付けられている。

フレキシブルカップリング10は駆動側である出力軸２と
従動側である中継軸40との間に配置されるドーナツ板状
のカップリング本体14を有している。このカップリング
本体14は剛体からなり、第２図によく示されるように６
個の貫通孔14aを円周方向に等間隔で備え、それら貫通
孔14aにはそれぞれ弾性体18が嵌入されている。弾性体1
8は中心部に円形の貫通孔18cを有する円筒形に形成され
るとともに、前記カップリング本体10の厚み（軸方向の
長さ）とほぼ同程度の長さを有し、かつ貫通孔18cを挟
んで両側には中空溝18a、18bを備えている。

また、弾性体18の外周には剛体からなる外筒16が嵌着さ
れ、貫通孔18cには剛体からなる内筒としてのブッシュ2
4が貫通されていて、それら外筒16及びブッシュ24は弾
性体18に加硫接着により一体となっている。外筒16は弾
性体18の軸方向長さとほぼ同程度に設定されるが、ブッ
シュ24は弾性体18の軸方向長さよりも長く設定され、そ
の両端が弾性体18の軸方向端面から所定長さだけ突出さ
れている。

第２図によく示されるように、円周方向に配設された６
個の弾性体18のうち、１個おきの３個の弾性体18は内燃
機関の出力軸２のフランジ４にブッシュ24を通して挿通
されるボルト20によって固定され、他の３個の弾性体18
は中継軸40の先端に取付けられた三又アーム状のフラン
ジ42にブッシュ24を通して挿通されるボルト32によって
固定されている。なおこの場合、第１図によく示される
ように、出力軸２側についてはボルト20はねじ込みによ
る結合であるが、中継軸40側についてはナット36による
固定となっている。

そして、ボルト20,32の取付け時において、ボルト20,32
とブッシュ24との間にはそれぞれワッシャを兼用するス
トッパ22,34が介在される。それらストッパ22,34は弾性
体18の外径を越えて少なくとも弾性体18の外筒16又はカ
ップリング本体14の軸方向端面に至る長さを有する略長
方形のプレート状に形成されている。そしてストッパ2
2,34は図２によく示されるように、その長手方向がカッ
プリング本体14の円周方向に沿う方向に配置されるとと
もに、その張出端部が外筒16及びカップリング本体14に
対して前記ブッシュ24の弾性体18からの突出長さに相当
する一定の隙間を置いて相対向している。なお、中継軸
40のフランジ42とカップリング本体14との間には一定の
隙間が保持されるよう設定される。

つぎに、出力軸２と中継軸40との間に介在されるフレキ
シブルカップリング10のセンタリング機構について説明
する。センタリング機構は中継軸40側に取付けられるセ
ンタリングブッシュ（球面軸受）26と、出力軸２側に取
付けられるセンタリングピン12とを主たる構成部材とし
て成立っている。

センタリングブッシュ26は内周面に凹球面を有する外輪
26aと、この凹球面に摺動可能に嵌合する凸球面を有す
る内輪26bとからなり、外輪26aは中継軸40側のフランジ
42の中心部に形成されたセンタホール42a内に嵌着され
ている。

一方、内輪26bに摺動可能に貫通されるセンタリングピ
ン12は第３図によく示されるように径方向に等間隔で突
出する３本のアーム13を一体に備えており、それら各ア
ーム13にはセンタリングピン12と同心円上にボルト挿通
用の貫通孔13aが形成されている。そして、センタリン
グピン12は出力軸２のフランジ４と弾性体18のブッシュ
24との間に配置された状態でボルト20によって結合され
ている。

つまり、センタリングピン12は弾性体取付用のボルト20
によって位置決めされる構成となっている。かくして出
力軸２の軸線と中継軸40側の軸線は同一線上か、あるい
はたわみ時にあってはセンタリングブッシュ26の球面運
動中心点で常に交差してセンタリング機能が発揮され
る。なお、前記アーム13はカップリング本体14との間に
一定の隙間を保持するように設定される。また、第１図
において30はシール部材である。

上述のように構成された第１実施例において、内燃機関
の出力軸２が回転されると、この出力軸２の回転はフラ
ンジ４、ボルト20、弾性体18、カップリング本体14、ボ
ルト32、フランジ42、中継軸40の順に伝達され、そして
出力軸２側に発生するトルクの脈動はフレキシブルカッ
プリング10の弾性体18の弾性変形（左右の中空溝18a,18
bを押し潰し）によって吸収される。また、出力軸２と
中継軸40との間における軸方向の振動、衝撃等は弾性体
18の軸方向の弾性変形によって吸収され、さらにセンタ
リングブッシュ26及びセンタリングピン12によってセン
タリングが行なわれ、芯振れなく円滑に回転が伝達され
る。

上記のような回転伝達中において、通常の軸方向の振
動、衝撃は弾性体18の軸方向の弾性変形によって行なわ
れるが、軸の抜け方向、つまり出力軸12と中継軸40とが
離れる向きに何らかの原因で大きい荷重が作用した場合
には、ストッパ22,34がカップリング本体14に当接して
弾性体18のそれ以上の変形を規制する。すなわち、剛体
同志の当接によって弾性体18の弾性変形を規制し、過大
荷重から弾性体18を保護することができる。なお、出力
軸12と中継軸40とが接近する向きに荷重が作用したとき
の弾性体18の変形はセンタリングピン12と一体のアーム
13及び中継軸40のフランジ42がその付根側でカップリン
グ本体14に当接することで規制する。

また、このようなことから、仮に弾性体18が破損したと
しても、ストッパ22,34とカップリング本体14とが当た
ることでフレキシブルカップリング10の過大な動きが制
限され、ひいては中継軸40の過大な動きも制限できる。

さて、上述のように作用する本実施例のフレキシブルカ
ップリングにあっては、アーム13を一体に備えたセンタ
リングピン12はアーム13の貫通孔13aに貫通されるフレ
キシブルカップリングの取付けボルト、つまり弾性体取
付用のボルト20によって位置決めされるため、センタリ
ングピン12の中心とボルト20の配列中心との同心度が向
上することになる。そのため、センタリングブッシュ26
にセンタリングピン12が嵌合された状態での、出力軸２
のフランジ４に結合されるボルト20の配列中心と、中継
軸40のフランジ42に結合されるボルト32の配列中心との
同心度が高くなる。従って、フレキシブルカップリング
を組付ける場合において、各弾性体18はその中心と各ボ
ルト20,32の中心とが整合した状態、つまりほとんど変
形を伴わない状態でフランジ4,42に取付けられることに
なり、その結果、フレキシブルカップリングの本来の機
能であるトルク脈動の吸収性能を有効に発揮することが
可能となる。

つぎに、第４図に示す第２実施例について説明する。こ
の第２実施例は中継軸40と、補機駆動用の回転軸70との
連結用としてフレキシブルカップリング10を適用した例
であって、フレキシブルカップリング10自体は前述の第
１実施例とほぼ同様に構成されており、従って同一部分
に関しては同一符号を付してその説明を省略する。フレ
キシブルカップリング10は、中継軸40の一端に取付けら
れた三又アーム状のフランジ46と、回転軸70の一端に一
体に形成された三又アーム状のフランジ70aとにそれぞ
れボルト52,58によって取付けられている。

この場合において、中継軸40側に関しては弾性体18内を
貫通するブッシュ24がフランジ46まで貫通しており、ま
た中継軸40側からブッシュ24を通して挿通されたボルト
52はナット56によって固定され、そしてブッシュ24とナ
ット56との間に弾性体18の軸方向の弾性変形を規制する
ストッパ54が介在されてカップリング本体10に対して隙
間を置いて相対向している。一方、回転軸70側について
はボルト58が中継軸40側からブッシュ24内に挿通され、
ナット62によってフランジ70aに固定され、そしてボル
ト58の頭部とブッシュ24との間にストッパ60が介在され
てカップリング本体10に対して隙間を置いて対向してい
る。さらには、中継軸40のフランジ46及び回転軸70のフ
ランジ70aはそれぞれカップリング本体14に対して一定
の隙間を保持するよう設定されている。

また、センタリング機構におけるセンタリングブッシュ
26は中継軸40のフランジ46に形成されたセンタホール46
aに嵌合され、センタリングピン70bは回転軸70の先端部
に一体に形成されている。このことによってセンタリン
グピン70bは実質的に径方向に突出する一体のアーム70a
を備えた構成となっている。

なお、補機駆動用の回転軸70は、車両本体に図示省略の
マウントを介して取付けられる補機類取付用のハウジン
グ72に図示省略の軸受によって回転可能に支持され、そ
して図示はしないが、この回転軸70の他端部に取付けら
れたプーリからベルトを介して補機類が駆動されるよう
になっている。

上述のように構成された第２実施例の場合にあっては、
センタリングピン70bと三又アーム状のフランジ70aとが
それぞれ回転軸70に一体に形成されており、このことに
よってセンタリングピン70bが実質的に径方向の突出す
る複数本のアームを備えた構成となっている。そのため
フランジ70aに弾性体18を取付けることによってセンタ
リングピン70bが位置決めされることになる。

従って、この第２実施例によれば、前述の第１実施例の
場合と同様に中継軸40側に結合されるボルト52の配列中
心と、回転軸70側に結合されるボルト58の配列中心との
同心度を高めて弾性体18をほとんど変形させることなく
取付けることが可能となる。

（考案の効果） 以上詳述したように、本考案のフレキシブルカップリン
グによれば、センタリング機構におけるセンタリングピ
ンを弾性体取付用のボルトによって位置決めするように
したことにより、弾性体を変形することなくボルトによ
り組付けることが可能となるため、弾性体によるトルク
脈動吸収性能を有効に発揮させることができる。また軸
心と回転中心とを精度よく一致させることができ、軸の
回転中心回りの動バランスを向上させることができる。
また、本考案によれば、ストッパによって弾性体の軸方
向の最大変形を規制することにより、軸方向に作用する
過大な荷重から弾性体を保護してその耐久性を高め得る
とともに、仮に弾性体が破損した場合のカップリング自
体の、延いては軸の脱落を防止することができるもので
あり、特にストッパを略長方形状に形成するとともに、
その長手方向がカップリング本体の円周方向に沿う方向
に配置してあるため、軸中心からストッパの遠い部分ま
での距離を短くすることができる。そのため、カップリ
ングに曲げ力が作用したとき、軸中心からの距離が短い
ことにより、曲げの自由度が大きいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のフレキシブルカップリングを内燃機関
の出力軸と中継軸との連結に適用した第１実施例の縦断
面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図はアー
ム一体形センタリングピンをピン側から見た正面図、第
４図はフレキシブルカップリングを中継軸と補機駆動用
回転軸との連結に適用した第２実施例の縦断面図であ
る。 ２……内燃機関の出力軸 10……フレキシブルカップリング 12……センタリングピン 14……カップリング本体 18……弾性体 20,32……ボルト 26……センタリングブッシュ 40……中継軸 52,58……ボルト 70……回転軸 70a……フランジ 70b……センタリングピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岡野 信彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 武田 喜重 大阪府大阪市中央区南船場３丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)考案者 厚海 敏幸 大阪府大阪市中央区南船場３丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−15126（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−80828（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動側と従動側とを弾性体を介してトルク
   伝達可能にかつ軸方向の振動吸収可能に結合するフレキ
   シブルカップリングにおいて、駆動側と従動側との間に
   配置される剛体よりなるカップリング本体と、このカッ
   プリング本体の周方向に所定間隔を置いて嵌着された複
   数個の弾性体と、それら弾性体内に軸方向に貫通固定さ
   れかつ弾性体の軸方向長さより長い剛体のブッシュと、
   それらブッシュのうちのいくつかを貫通して前記カップ
   リング本体を前記駆動側に結合させるボルトと、残りの
   ブッシュを貫通して前記カップリング本体を前記従動側
   に結合させるボルトと、それらボルトとブッシュとの間
   に介在されたストッパと、駆動側又は従動側の一方に取
   付けられるセンタリングブッシュと、このセンタリング
   ブッシュに摺動自在に嵌挿されるセンタリングピンとを
   備えており、前記ストッパは前記弾性体の外径を越えて
   張出す部分を有する略長方形状に形成されるとともにそ
   の長手方向が前記カップリング本体の周方向に沿う方向
   に配置されかつ張出部分がカップリング本体に対して軸
   方向に一定の隙間を置いて相対向しており、また前記セ
   ンタリングピンの径方向には複数本のアームを一体に突
   出させ、前記カップリング本体を取付けるためのボルト
   を前記アームを貫通して前記センタリングブッシュが存
   在しない側の駆動側又は従動側に結合したことを特徴と
   するフレキシブルカップリング。