JPH0743501U

JPH0743501U - 軸継手

Info

Publication number: JPH0743501U
Application number: JP7610493U
Authority: JP
Inventors: 文夫佐伯; 穣森岡
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1995-08-22
Anticipated expiration: 2008-12-30
Also published as: JP2604570Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】トルクの伝達方向と平行な繊維の割合を多く
して、効率良く充分な引張強度を得ることができる軸継
手を提供すること。【構成】縦糸と横糸が狭角６０°，広角１２０°で交
差するガラス繊維クロス１１−１，１１−２，１１−３
を６０°ずつずらして重ねて繊維層を形成し、これらの
ガラス繊維クロス１１−１，１１−２，１１−３に樹脂
を含浸させて加圧硬化させた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、駆動軸の回転トルクを従動軸へ伝達するための軸継手に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の軸継手としては、例えば、特開昭６４−４９７２２号公報に記載のものが知られている。

【０００３】かかる軸継手は、繊維層が形成された繊維複合材料から成り、周方向に沿う中心角６０°の等間隔の６つの位置に、駆動軸側に連結される計３つの第１連結部（同公報では「ネジ穴」）と従動軸側に連結される計３つの第２連結部（同公報では「ネジ穴」）とが交互に設けられている。そして、互いに隣接する第１連結部と第２連結部との間に位置する計６つのウェブ範囲に、ウェブの縦方向が繊維方向となる中央繊維層と、ウェブの縦方向に対して±３０°〜６０°の方向が繊維方向となる外側繊維層が積層されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の軸継手は、中央繊維層を成形するために、例えば、強化繊維を一方向に揃えてシート状とした一方向材を用いた場合、繊維層を結合するマトリックス材料が含浸されていない未含浸状態では、その一方向材の繊維列を保持することができず、所要形状の中央繊維層を得ることができない。また、マトリックス材料が予め含浸されている一方向材（一般に、「プリプレグ」と称せられる）を用いた場合には、その繊維間の結合が弱いため、その一方向材を所要枚数積層する時に繊維間の結合が解かれたりして形崩れし易く、更に、軸継手を型内にて加圧硬化させる時に、余分なマトリックス材料の絞り出しに伴って、繊維の配列が乱れ易い等の問題がある。

【０００５】そこで繊維の形態として、繊維が互いに交差して保持し合う織物を用いることが考えられる。例えば、図１２に示すような平面六角形の軸継手において、縦糸と横糸が互いに直角に交差する平織の織物Ｓを用いた場合は、その織物Ｓが所要枚数積層されてから樹脂によって固定された後、平面六角形に切断されることになる。なお図１２において、Ｈ₁ は、駆動軸に連結される第１連結部としての計３つのネジ穴であり、Ｈ₂ は、従動軸に連結される第２連結部としての計３つのネジ穴である。ところで、このような軸継手において、回転トルク伝達時の引張応力の働く方向に関しての強度を高めるためには、その方向と織物Ｓの繊維方向とを互いに平行とすることが有効である。そこで、図１２に示すように、平面六角形の軸継手において互いに平行な或る１組の辺と織物Ｓの縦糸とを平行とした場合には、他の２組の互いに平行な辺に対して、織物Ｓの繊維方向が３０°と６０°となる。この場合の強度は前者の１組の辺部分に比して後者２組の辺部分の強度が大きく低下し、しかも異方性となってしまう。また、仮りに、３枚の織物Ｓを用いて、その１枚毎の縦糸が軸継手の１組毎の辺に平行となるように、それらの３枚をずらして積層した場合には、強度の異方性は互いに打消されるものの、各組の辺に対して繊維が平行となる織物Ｓは３枚中の１枚だけとなるため、強度向上の効率が悪い。

【０００６】本発明の目的は、トルクの伝達方向と平行な繊維の割合を多くして、効率良く充分な引張強度を得ることができる軸継手を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の軸継手の第１形態は、繊維層が形成された繊維複合材料から成り、周方向に沿う中心角６０°の等間隔の６つの位置に、駆動軸側に連結される計３つの第１連結部と従動軸側に連結される計３つの第２連結部とが交互に設けられた軸継手において、前記繊維層には、縦糸と横糸が狭角６０°，広角１２０°で交差する織布が３枚組込まれ、前記３枚の織布は、軸継手の周方向に沿って６０° ずつずらして重ねられ、前記３枚の織布のそれぞれにおける前記縦糸と前記横糸は、互いに隣り合う前記第１連結部と前記第２連結部とを結ぶ計６つの線のいずれかと平行に延在することを特徴とする。

【０００８】本考案の軸継手の第２形態は、繊維層が形成された繊維複合材料から成り、周方向に沿う中心角４５°の等間隔の８つの位置に、駆動軸側に連結される計４つの第１連結部と従動軸側に連結される計４つの第２連結部とが交互に設けられた軸継手において、前記繊維層には、縦糸と横糸が狭角４５°，広角１３５°で交差する織布が４枚組込まれ、前記４枚の織布は、軸継手の周方向に沿って４５° ずつずらして重ねられ、前記４枚の織布のそれぞれにおける前記縦糸と前記横糸は、互いに隣り合う前記第１連結部と前記第２連結部とを結ぶ計８つの線のいずれかと平行に延在することを特徴とする。

【０００９】本考案の軸継手の第３形態は、繊維層が形成された繊維複合材料から成り、周方向に沿う中心角９０°の等間隔の４つの位置に、駆動軸側に連結される計２つの第１連結部と従動軸側に連結される計２つの第２連結部とが交互に設けられた軸継手において、前記繊維層には、縦糸と横糸が９０°で交差する織布が２枚組込まれ、前記２枚の織布は、軸継手の周方向に沿って９０°ずつずらして重ねられ、前記２枚の織布のそれぞれにおける前記縦糸と前記横糸は、互いに隣り合う前記第１連結部と前記第２連結部とを結ぶ計４つの線のいずれかと平行に延在することを特徴とする。

【００１０】

【作用】

本考案の軸継手は、縦糸と横糸が互いに交差する織布によって繊維層を形成したことにより、繊維を互いに拘束させて、所要形状に切断した場合等における形崩れや脱落を防ぐ。また、軸継手製造時の加圧成形においてもマトリックス材料の流動による繊維の配向乱れを防ぐ。この結果、容易かつ安定的に予期した強度の発現性を得て、軸継手としての品質の信頼性を確保する。

【００１１】さらに、織布の縦糸と横糸を狭角６０°，広角１２０°，または狭角４５°，広角１３５°で交差させ、あるいは９０°で交差させて、それらの織布を狭角の角度分ずつずらして重ねることにより、回転トルクの伝達時の引張り応力の作用方向と平行な繊維の割合を多くして、少ない積層数による耐捩りトルク性の向上を可能とする。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１３】図１から図７は、本考案の第１実施例を説明するための図である。

【００１４】本実施例の軸継手１は、図１に示すように、中央に平面六角形の穴１Ａを有する平面略六角形とされ、さらに、周方向に沿って中心角６０°の等間隔に位置する計６つの角の部分に、駆動軸に連結される第１連結部としての計３つのネジ穴１Ｂと、従動軸に連結される第２連結部としての計３つのネジ穴１Ｃが交互に設けられている。この軸継手１の製造に際しては、後述するように形成した繊維層に樹脂を含浸させてから、それを金型内にて加圧して硬化させ、その後、図１に示すような形状に切断する。その繊維層は、図３および図４に示すような主繊維層１０と、図５に示すような補強繊維層２０との多層構造とする。

【００１５】主繊維層１０は、質量２００ｇ／ｍ² の平織の３枚のガラス繊維クロス（織布）１１−１，１１−２，１１−３を重ねることによって形成されている。各クロス１１−１〜１１−３は、縦糸と横糸が互いに直角に交差していたものを素材として、その繊維方向を図３に示すようにずらし、縦糸と横糸が狭角６０°，広角１２０°で交差するように修正されたものであり、平面六角形に切り出されている。それらのクロス１１−１〜１１−３において、互いに対向する辺の間隔Ｌ₁ は、例えば１３６ｍｍである。そして、３枚のクロス１１−１〜１１−３は、図３に示すように、互いに６０°ずつずらして重ねられている。したがって、３枚のクロス１１−１〜１１−３における縦糸と横糸は図４に示すように重なり、同方向に２本ずつ延在する繊維束となる。この図４においては、１枚目のクロス１１−１の縦糸と横糸の１本ずつを実線で示し、２枚目のクロス１１−２の縦糸と横糸の１本ずつを点線で示し、３枚目のクロス１１−３の縦糸と横糸の１本ずつを１点鎖線で示す。

【００１６】一方、補強繊維層２０は、主繊維層１０のクロス１１−１〜１１−３と同様の３枚のクロスを重ねることによって形成されている。ただし、図５中２点線で示すように、主繊維層２０と同様に平面六角形のクロスを３枚重ねた後、その六角形状の頂角を含む平面略菱形の部分を計６組切り出して、その平面略菱形に切り出されたクロス３枚重ねの層を補強繊維層２０としている。なお、図５の中の２点鎖線で示すような平面六角形のクロスにおいて、互いに対向する辺の間隔Ｌ₂ は、例えば８４ｍｍである。

【００１７】本実施例の軸継手１には、図６および図７に示すように、計５つの主繊維層１０と、計２４の補強繊維層２０が積層されている。

【００１８】すなわち、主繊維層１０を３つ積層して六角形積層体を成し、その積層体の表面側と裏面側の６つずつ計１２箇所の頂角部分のそれぞれに、２つずつ積層した補強繊維層２０を図６に示すように重ねる。したがって、補強繊維層２０は計２４となる。さらに、図７中の左右両側に、主繊維層１０を１つずつ積層する。

【００１９】このように繊維層１０，２０を積層した後、それらにエポキシ樹脂（エポキシ当量１８０〜１９０）と変性アミン系硬化剤との混合物（混合比１００：５０）を含浸させてから、金型内にて加圧しながら８０°で３時間硬化させ、それらを一体化して軸継手素材とする。そして、その軸継手素材から図１および図２に示す軸継手１を切り出して、平面六角形の穴１Ａとネジ穴１Ｂ，１Ｃを形成する。したがって、ネジ穴１Ｂ，１Ｃが形成される軸継手１の計６つの角部分は、補強繊維層２０が積層されている分だけ大きな肉厚Ｗ₁ （図２参照）となり、また軸継手１の計６つの辺部分は、補強繊維層２０が積層されていない分だけ小さな肉厚Ｗ₂ （図２参照）となる。

【００２０】このようにして、肉厚Ｗ₁ が約４ｍｍ，比重１．８の軸継手１を成した結果、繊維の乱れはなかった。なお、予め、主繊維層１０に穴１Ａを切抜いておくことも可能であり、この場合には、軸継手素材を加圧硬化させる金型に、穴１Ａ内に位置するコアが設けられていればよい。

【００２１】しかして、このように構成された軸継手１は、繊維層１０，２０が狭角６０° ，広角１２０°にて交差するクロスによって形成されているため、それらを継手形状に合せて切断したときに、互いに交差した繊維同士が形状保持し合って形崩れを防ぐことになる。また、回転トルクの伝達時の引張り応力の作用方向と平行な繊維の割合が多いため、引張り強度、即ち耐トルク性が向上することになり、しかも、引張り応力の作用方向と交差する繊維は、引張り応力の作用方向に対して全て±６０°の同角となるため異方性もない。

【００２２】図８および図９は、本考案の第２実施例を説明するための図である。

【００２３】本実施例の場合は、厚さ０．１ｍｍのポリアミド樹脂（ＰＡ６６）フィルム３０を主繊維層１０のクロス１１−１〜１１−３と同一の六角形状に切出して、図８に示すように、そのフィルム３０をクロス１１−１〜１１−３の相互間に介在させた。さらに、このようにフィルム３０を挾みながら、図９に示すように主繊維層１０を４つ積層して六角形積層体を成した。その際、互いに重なる主繊維層１０同士の相互間にもフィルム３０を介在させる。同様に、厚さ０．１ｍｍのポリアミド樹脂（ＰＡ６６）フィルムを補強繊維層２０のクロスと同一の略菱形形状に切出して、そのフィルムを３枚のクロスの相互間に介在させた。さらに、このようにフィルムを挾みながら補強繊維層２０を２つずつ積層し、それを前述した六角形積層体の表面側と裏面側の６つずつ計１２箇所の頂角部分のそれぞれに重ねた（図９参照）。その際、互いに重なる補強繊維層２０同士の相互間、および互いに重なる六角形積層体と補強繊維層２０との相互間にも、略菱形形状のフィルムを介在させる。

【００２４】このようにして繊維層１０，２０およびフィルムを積層した後、それらを金型内にて２８０℃，面圧１．５ＭＰａ（１５ｋｇｆ／ｃｍ² ），保持時間１０分で加熱かつ加圧して一体化し、そして前述した実施例と同様に、肉厚Ｗ₁ が約４ｍｍ、比重が１．８の軸継手を成した。本実施例の場合も繊維の乱れはなかった。

【００２５】なお、上述した第１，第２の実施例では、強化繊維としてガラス繊維を用いているが、これに限定されず、織布状にできるものであれば種々の材料を用いることができる。例えば、その強化繊維として、炭素繊維，アルミナ（アルミナシリカ）繊維，炭化硅素繊維，微細な金属繊維等の無機繊維，或はアラミド繊維等の耐熱，低熱収縮有機繊維などを用いても良い。

【００２６】また、上述した各実施例では、縦糸と横糸が直角に交差するガラス繊維クロス（織布）を変形させて、それらを狭角６０°，広角１２０°に交差させたが、元々その角度で織られたクロスをそのまま用いてもよい。また、繊維層を結合するためのマトリックス材料は、何ら、例示した熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂，熱可塑性樹脂としてのポリアミド樹脂（ＰＡ６６）のみに限定されず、例えば、熱硬化性樹脂としてはポリウレタン，不飽和ポリエステル等を用いることができ、また、熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン，ポリカーボネイト，ポリエステル，ポリアミド６，ポリフェニレンサルファイド，ポリエーテルケトン、その他のエンジニアリングプラスチック等を液状，フィルム，織布，粉末状として用いることができる。

【００２７】さらに、強化繊維とマトリックス材料との結合方法も何ら上述した実施例のみに限定されず、例えば、業界において広く活用されているように、予め繊維に熱硬化性、または熱可塑性のマトリックス材料を含浸した形態、即ち「プリプレグ」状態としても良い。但し、この場合は、プリプレグ状態にて繊維の縦糸と横糸が狭角６０°，広角１２０°に変角してあることが望ましい。

【００２８】また、ガラス繊維クロスを複数毎に６０°ずつずらして重ねてもよく、要は、直接的な重なり如何に拘らず、そのクロス３枚を１単位として、その３枚のクロスを６０°ずつずらせばよい。

【００２９】図１０は、本考案の第３実施例を説明するための図である。

【００３０】本実施例の場合、主繊維層１０−１は、４枚のガラス繊維クロス（織布）１１Ａ−１〜１１Ａ−４を重ねることによって形成されている。各クロス１１Ａ−１〜１１Ａ−４は、例えば、縦糸と横糸が互いに直角に交差していたものを素材として、その繊維方向を図１０に示すようにずらし、縦糸と横糸が狭角４５°，広角１３５°で交差するように修正されたものであり、平面八角形に切り出されている。そして、それらのクロス１１Ａ−１〜１１Ａ−４を図１０に示すように互いに４５°ずつずらして重ね、さらに、必要に応じて、前述した実施例と同様にクロス１１Ａ−１〜１１Ａ−４によって形成された補強繊維層を重ねてから、それらにエポキシ樹脂（エポキシ当量１８０〜１９０）と変性アミン系硬化剤との混合物（混合比１００：５０）を含浸させた後、金型内にて加圧しながら８０° で３時間硬化させ、それらを一体化して軸継手素材とした。そして、その軸継手素材から平面八角形の軸継手を切り出して、その軸継手の計８つの角部分に、駆動軸に連結される第１連結部としての計４つのネジ穴と、従動軸に連結される第２連結部としての計４つのネジ穴を交互に設けた。従って、４枚のクロス１１Ａ −１〜１１Ａ−４のそれぞれにおける縦糸と横糸は、互いに隣り合う第１連結部と第２連結部とを結ぶ計８つの線のいずれかと平行に延在することになる。この結果、前述した実施例と同様に、回転トルクの伝達時の引張り応力の作用方向と平行な繊維の割合が多く、引張り強度、即ち耐トルク性が向上することになる。

【００３１】図１１は、本考案の第４実施例を説明するための図である。

【００３２】本実施例の場合、主繊維層１０−２は、２枚のガラス繊維クロス（織布）１１Ｂ−１，１１Ｂ−２を重ねることによって形成されている。各クロス１１Ｂ−１，１１Ｂ−２は、例えば、縦糸と横糸が互いに直角に交差していた素材そのままのものであり、平面四角形に切り出されている。そして、それらのクロス１１Ｂ −１，１１Ｂ−２は図１１に示すように互いに９０°ずらして重ね、さらに、必要に応じて、前述した実施例と同様にクロス１１Ｂ−１，１１Ｂ−２によって形成された補強繊維層を重ねてから、それらにエポキシ樹脂（エポキシ当量１８０〜１９０）と変性アミン系硬化剤との混合物（混合比１００：５０）を含浸させた後、金型内にて加圧しながら８０°で３時間硬化させ、それらを一体化して軸継手素材とした。そして、その軸継手素材から平面四角形の軸継手を切り出して、その軸継手の計４つの角部分に、駆動軸に連結される第１連結部としての計２つのネジ穴と、従動軸に連結される第２連結部としての計２つのネジ穴を交互に設けた。従って、２枚のクロス１１Ｂ−１，１１Ｂ−２のそれぞれにおける縦糸と横糸は、互いに隣り合う第１連結部と第２連結部とを結ぶ計４つの線のいずれかと平行に延在することになる。この結果、前述した実施例と同様に、回転トルクの伝達時の引張り応力の作用方向と平行な繊維の割合が多く、引張り強度、即ち耐トルク性が向上することになる。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の軸継手は、縦糸と横糸が互いに交差する織布によって繊維層を形成するから、繊維が互いに拘束し合うことになり、所要形状に切断しても形崩れや脱落を防ぐことができる。また、軸継手製造時の加圧成形においてもマトリックス材料の流動による繊維の配向乱れを防ぐことができる。この結果、容易かつ安定的に予期した強度の発現性を得ることができて、軸継手としての品質の信頼性を確保することができる。

【００３４】さらに、織布の縦糸と横糸を狭角６０°，広角１２０°、または狭角４５°，広角１３５°で交差させ、あるいは９０°で交差させて、それらの織布を狭角の角度分ずつずらして重ねられているため、回転トルクの伝達時の引張り応力の作用方向と平行な繊維の割合が多くなり、少ない積層数によって耐捩りトルク性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す平面図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図１の軸継手に組込まれる主繊維層の分解図で
ある。

【図４】図３に示す織布の重なり状態を説明するための
平面図である。

【図５】図１の軸継手に組込まれる補強繊維層の平面図
である。

【図６】図１の軸継手の製造時における繊維層の形成段
階における平面図である。

【図７】図６のVII −VII 線に沿う断面図である。

【図８】本考案の第２の実施例の軸継手に組込まれる主
繊維の分解図である。

【図９】本考案の第２の実施例の軸継手の製造時におけ
る繊維層の形成段階における断面図である。

【図１０】本考案の第３実施例を表す繊維の分解図であ
る。

【図１１】本考案の第４実施例を表す繊維の分解図であ
る。

【図１２】従来の軸継手を説明するための平面図であ
る。

【符号の説明】

１軸継手１Ａ穴１Ｂネジ穴（第１連結部）１Ｃネジ穴（第２連結部）１０主繊維層１１−１，１１−２，１１−３ガラス繊維クロス（織
布）２０補強繊維層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 31:06

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】繊維層が形成された繊維複合材料から成
り、周方向に沿う中心角６０°の等間隔の６つの位置
に、駆動軸側に連結される計３つの第１連結部と従動軸
側に連結される計３つの第２連結部とが交互に設けられ
た軸継手において、前記繊維層には、縦糸と横糸が狭角６０°，広角１２０
°で交差する織布が３枚組込まれ、前記３枚の織布は、軸継手の周方向に沿って６０°ずつ
ずらして重ねられ、前記３枚の織布のそれぞれにおける前記縦糸と前記横糸
は、互いに隣り合う前記第１連結部と前記第２連結部と
を結ぶ計６つの線のいずれかと平行に延在することを特
徴とする軸継手。
【請求項２】繊維層が形成された繊維複合材料から成
り、周方向に沿う中心角４５°の等間隔の８つの位置
に、駆動軸側に連結される計４つの第１連結部と従動軸
側に連結される計４つの第２連結部とが交互に設けられ
た軸継手において、前記繊維層には、縦糸と横糸が狭角４５°，広角１３５
°で交差する織布が４枚組込まれ、前記４枚の織布は、軸継手の周方向に沿って４５°ずつ
ずらして重ねられ、前記４枚の織布のそれぞれにおける前記縦糸と前記横糸
は、互いに隣り合う前記第１連結部と前記第２連結部と
を結ぶ計８つの線のいずれかと平行に延在することを特
徴とする軸継手。
【請求項３】繊維層が形成された繊維複合材料から成
り、周方向に沿う中心角９０°の等間隔の４つの位置
に、駆動軸側に連結される計２つの第１連結部と従動軸
側に連結される計２つの第２連結部とが交互に設けられ
た軸継手において、前記繊維層には、縦糸と横糸が９０°で交差する織布が
２枚組込まれ、前記２枚の織布は、軸継手の周方向に沿って９０°ずつ
ずらして重ねられ、前記２枚の織布のそれぞれにおける前記縦糸と前記横糸
は、互いに隣り合う前記第１連結部と前記第２連結部と
を結ぶ計４つの線のいずれかと平行に延在することを特
徴とする軸継手。