JPH0743627Y2 - たわみ軸継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案はたわみ軸継手、特にトルク検出器を備えた金
属ばね式たわみ軸継手に関する。

（従来の技術） 動力伝達系中には軸心のずれを吸収するために、たわみ
軸継手が広く用いられている。比較的大きなたわみを吸
収するたわみ軸継手として、コイルばねを弾性連結材と
するたわみ軸継手が知られている。このようなたわみ軸
継手として、たとえば継手として特公昭54-44338号公
報、特公昭59-43647号公報などで開示されたたわみ軸継
手がある。

ところで、稼動中の加工設備や搬送設備などにおいて、
動力などの測定のために伝達トルクを測定する場合があ
る。このような場合、ひずみゲージ形、インダクタンス
形、電磁誘導形などのトルク検出器が広く用いられてい
る。これらの検出器では、信号電圧をスリップリングあ
るいは無線機などを介して信号処理回路に送っている。
また、これらトルク検出器は１％以内の高い精度でトル
クを測定することができる。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、設備の運転状況のチェックあるいは設計資料の
収集などのために、トルクを数％程度の精度で測定して
も十分な場合がある。このような場合には、上記従来の
トルク検出器はあまりにも高価であり、またひずみゲー
ジ、スリップリング、発振器などの取付けのために広い
面積を要するという問題があった。

また、たわみ軸継手の弾性連結部材の変形を利用してト
ルクを検出することができれば、トルク検出器の簡単
化、経済化を図ることができるものと考えられる。

そこで、この考案は広い取付け面積を要せず、廉価なト
ルク検出器を備えたたわみ軸継手を提供しようとするも
のである。

（問題点を解決するための手段） この考案のたわみ軸継手は、円周方向に一定の間隔をお
いて複数の長穴を設けたフランジを有する第１ハブと、
フランジを有する第２ハブと、前記第２ハブのフランジ
に固着されたカバーと、半円筒面を有するばね受座と、
向かい合うように組み合わされて対をなすばね受座の間
に介装されたばねとからなっている。

前記第２ハブのフランジとカバーの一端の前記長穴に対
応する部分に長溝が設けられている。第１ハブのフラン
ジと第２ハブのフランジと向かい合わせた状態で、内部
に第１ハブのフランジを軸心のずれを調整するに適当な
間隙をおいて収納するようにしてカバーを第２ハブのフ
ランジに固定している。前記ばね受座の半円筒面の中央
部が第１ハブのフランジの長穴円弧面により、両端部が
第２ハブのフランジおよびカバーの一端の長溝円弧面に
より支持されている。そして、前記第１ハブ円筒部およ
び前記カバーの一方に軸方向に延びる筆記具または軸方
向に対して傾斜するようにして延びる着色測量線を設け
るとともに、他方に前記筆記具が接する記録面または前
記着色測量線を横切るように延びるスリットを設けてい
る。

上記ハブにはそれぞれ伝動軸が接続される。ばねとして
はコイルばね、皿ばね、輪ばね、あるいはこれらの組合
わせばねが用いられる。

上記第２ハブフランジおよびカバーの一端に長溝を設け
る代りに、カバーの両端にそれぞれ長溝を設けてもよ
い。

上記筆記具として鉛筆、ボールペン、製図用ペンなどが
用いられる。記録面は第２ハブフランジまたはカバーの
表面をそのまま利用してよいが、筆記具に応じてカバー
の表面などに白紙を貼り付けたものであってもよい。ま
た、着色測量線は第２ハブフランジもしくはカバーの表
面、またはフランジもしくはカバーに取り付けた金具の
表面にペンキ、蛍光塗料などで描く。第２ハブフランジ
とカバーとの間の角変位を拡大して検出し、トルクの測
定精度を上げるために、筆記具あるいは着色測量線はで
きるだけ外周寄りに設けることが好ましい。

（作用） 上記のように構成されたたわみ軸継手において、トルク
は一方のハブから他方のハブへ、ばね受座およびばねを
介して伝達される。このとき、前記第１ハブのフランジ
の長穴円弧面、および第２ハブのフランジ、カバーの長
溝円弧面に対しばね受座が転動し、またハブ、ばね受座
などの相互間の隙間により許容される範囲内でこれら部
材が相対変位することによって、軸心の狂いは吸収され
る。

たわみ軸継手がトルクが伝達しているとき、ばねはトル
クの大きさに応じて圧縮される。したがてって、第１ハ
ブ円筒部とカバーとは互いに円周方向にずれる。この結
果、前記筆記具は伝達トルクの大きさに応じた長さの円
弧を記録面に描く。また、着色測量線は軸方向に対して
斜めに延び、スリットは軸方向に延びているので、着色
測量線がスリットを横切る位置により伝達トルクの大き
さを知ることができる。筆記具を設けたものでは、伝動
軸が回転しているときには記録面の円弧の長さを読み取
ることはできないので、伝動軸が停止しているときに円
弧の長さを読み取ることになる。したがって、記録面の
円弧の長さは最大の伝達トルクを示すことになる。着色
測量線を設けたものでは、回転中であっても着色測量線
がスリットを横切る位置を観測することができ、トルク
を測定することができる。

なお、記録面の円弧の長さあるいは着色測量線がスリッ
トを横切る位置と伝達トルクの大きさとの関係は、予め
各たわみ軸継手について求めておく。この考案のたわみ
軸継手はばねが圧縮されるようにしてトルクが伝達され
るので、トルク伝達時の第１ハブ円筒部とカバーとの円
周方向のずれは大きい。したがって、筆記具および着色
測量線のいずれの場合でも、数％の精度でトルクを測定
することができる。

（実施例） 第１図および第２図はこの考案の実施例を示すものであ
る。

これら図面に示すように、たわみ軸継手は第１ハブ１お
よび第２ハブ７、カバー17、ばね受座23、コイルばね29
ならびに記録部材31とから構成されている。

第１ハブ１の円筒部２の先端には、円周方向に90度の間
隔をおいて４個の長穴４が設けられたフランジ３が形成
されている。長穴４の両側面は円弧面５となっている。

第２ハブ７は円筒部８の先端にフランジ９が設けられて
いる。フランジ９は円周方向に90度の間隔をおいて４個
の長溝10を備えており、長溝10の両側面は円弧面11とな
っている。

第１ハブ１および第２ハブ７にはそれぞれキー13を介し
て伝動軸14が取り付けられる。

また、カバー17の環状部18には前記第２ハブ７の長溝10
に対応する位置に長溝20が設けられており、前記長穴
４、長溝10と同様に長溝20の両側面は円弧面21となって
いる。

ばね受座23は第３図に示すように前記長穴３、および長
溝10、20の円弧面４、11、21に当接する半円筒面24を有
し、半円筒面24に続く面は平面25には円筒状のばねガイ
ドが設けられている。ばね受座23が前記円弧面４、11、
21を転動しやすいように、ばね受座23の半円筒面24の曲
率半径は円弧面４、11、21のそれよりもやや小さくなっ
ている。

前記第２ハブ７のフランジの長溝10とカバー17の長穴２
とが向かい合うようにして前記フランジ９にカバー17が
ボルト27により固着されている。第１ハブ１の円筒部２
がカバー17の環状部18を貫通しており、軸心のずれを調
整するに適当な間隙ｇをカバー17との間におくようにし
て、第１ハブ１のフランジ３がカバー17内に収納されて
いる。

平面25が向かい合うように組み合わされて対をなすばね
受座23は第１ハブ１の長穴を貫通し、第２ハブフランジ
９およびカバー17の長溝10、20に両端部が入り込んでい
る。そして、向かい合ったばね受座23の間にコイルばね
29が介装されている。したがって、前記ばね受座23の半
円筒面24の中央部が第１ハブ１のフランジの長穴円弧面
４により、両端部がそれぞれ第２ハブ７およびカバー17
の長溝円弧面11、21により支持された状態になってい
る。

記録部材31は第４図に示すようにスタンド32、ペン33お
よび記録紙36とからなっている。スタンド32は前記第１
ハブ円筒部２にねじ34により固定されており、また、ペ
ン33を保持している。記録紙36はカバー17の端面19に貼
り付けられており、ペン33の先端が接している。

ここで、上記のように構成されたたわみ軸継手の作用に
ついて説明する。

トルクは第１ハブから第２ハブ７へ、ばね受座23および
コイルばね29を介して伝達される。左右の伝動軸14に軸
心のずれがある場合、前記隙間ｇが許す範囲で第１ハブ
１は第２ハブ７およびカバー17に対し相対的に変位して
軸心のずれを吸収する。この変位のときに、ばね受座23
の半円筒面24は第１ハブ１のフランジの長穴円弧面４な
らびに第２ハブフランジ９およびカバー17の長溝円弧面
11、21を転動するので、偏らずに力がコイルばね29に加
わり、トルクは滑らかに伝達される。伝動系の衝撃はコ
イルばね29の弾性変形によって緩和される。

たわみ軸継手がトルクを伝達しているとき、コイルばね
29はトルクの大きさに応じて圧縮される。したがたっ
て、第１ハブ円筒部２とカバー17とは互いに円周方向に
ずれる。この結果、前記筆記具33は伝達トルクの大きさ
に応じた長さの円弧を記録紙36に描く。伝動軸14が回転
しているときには記録紙36の円弧Ｒの長さを読み取るこ
とはできないので、伝動軸14が停止しているときに円弧
Ｒの長さを読み取ることになる。したがって、記録紙36
の円弧Ｒの長さは最大の伝達トルクを示しており、トル
クを測定することができる。

第５図はこの考案の第２の実施例を示している。たわみ
軸継手自体の作用は、第１の実施例のものと全く同じで
あり、また第１の実施例のものと同じ部品には同じ参照
符号を付け、これらの説明は省略する。

記録部材41はスタンド42およびスリット板46とを備えて
いる。スタンド42は第１ハブ円筒部２にねじ45により取
り付けられている。スタンド頂部43には円弧状に湾曲し
ており、表面に蛍光塗料で着色測量線44が描かれてい
る。着色測量線44は継手軸線に対して45度傾斜してい
る。スリット板46は円弧状に湾曲しており、上記スタン
ド頂部43に近接するようにしてねじ49によりカバー17に
取り付けられている。また、スリット板46には継手軸線
方向に延びるスリット47が形成されている。

トルクの伝達により第１ハブ円筒部２とカバー17とが互
いに円周方向にずれると、着色測量線44がスリット47を
横切る位置が変化する。着色測量線44がスリット47を横
切った位置を観測して伝達トルクの大きさを測定する。

この考案は上記実施例に限られるものではない。たとえ
ば、カバー17は第２ハブフランジ寄りにも環状部を設け
て、ここに反対側の環状部18の長溝20に対応する長溝を
形成したものであってもよい。この場合、カバー17の両
側でばね受座23の両端部を支持することになる。また、
大きなトルクを伝達する場合には、ばね受座23により２
組のばね29を並列に支持するようにしてもよい。

（考案の効果） この考案のたわみ軸継手は、前述のように第１ハブ円筒
部およびカバーの一方に記録具または着色測量線を設け
るとともに、他方に記録面またはスリットを設けてい
る。したがって、構造が簡単であり、従来のひずみ形な
どのトルク検出器に比べて極めて廉価である。また、記
録具、着色測量線などを取り付けるためのスペースは狭
くてすむ。さらに、既設のたわみ軸継手にこの考案を応
用することは容易である。

また、この考案では、動力伝達系中に設けたたわみ軸継
手の連結部材の弾性変形を利用してトルクを検出するの
で、トルク検出器は一層廉価となり、トルク検出器のた
めに特別にスペースを設ける必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの考案の一実施例を示すもの
で、それぞれたわみ軸継手の側断面図および正断面図、
第３図は第１図に示す軸継手に用いられるばね受座の斜
視図、第４図は記録具の斜視図、および第５図は着色測
量線とスリットとを示す斜視図である。 １、７、61……ハブ、３、９、62……ハブフランジ、４
……長穴、５……長穴円弧面、10、20……長溝、11、21
……長溝円弧面、17……カバー、23……ばね受座、24…
…ばね受座半円筒面、29……コイルばね、31……記録部
材、32……スタンド、33……ペン、36……記録紙、41…
…記録部材、42……スタンド、44……着色測量線、46…
…スリット板、47……スリット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円周方向に一定の間隔をおいて複数の長穴
   ４を設けたフランジ３を有する第１ハブ１と、フランジ
   ９を有する第２ハブ７と、前記第２ハブ７のフランジ９
   に固着されたカバー17と、半円筒面24を有するばね受座
   23と、向かい合うように組み合わされて対をなすばね受
   座23の間に介装されたばね29とからなり、前記第２ハブ
   ７のフランジ９とカバー17の一端、または両端の前記長
   穴４に対応する部分に長溝10、20が設けられており、第
   １ハブ１のフランジ３と第２ハブ７のフランジ９と向か
   い合わせた状態で、内部に第１ハブ１のフランジ３を軸
   心のずれを調整するに適当な間隙をおいて収納するよう
   にしてカバー17を第２ハブ７のフランジ９に固定し、前
   記ばね受座23の半円筒面24の中央部が第１ハブ１のフラ
   ンジ３の長穴円弧面５により、両端部が第２ハブ７のフ
   ランジ９およびカバー17の一端または両端の長溝円弧面
   10、20により支持された軸継手において、前記第１ハブ
   円筒部２および前記カバー17の一方に軸方向に延びる筆
   記具33または軸方向に対して傾斜するようにして延びる
   着色測量線44を設けるとともに、他方に前記筆記具33が
   接する記録面36または前記着色測量線44を横切るように
   延びるスリット47をを設けたことを特徴とするたわみ軸
   継手。