JPH1182534A - 軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きい機械的、熱的負荷において、回転中、
比較的大きい曲げ角度を問題なく許容できるよう、冒頭
に述べた種類の軸継手を改良する 【解決手段】 楕円形駆動ループ（８，１０）を、差込
スリーブ（７，７´）または駆動ループ（８，１０，１
８）の子午面断面の円弧形の１対の接触面にもとづき、
駆動頚軸（４）に間接的または直接的に軸線方向へ滑動
自在に且つ旋回自在に支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ドイツ特
許第４３０４２７４号から公知の如き、請求項１のプレ
アンブルに記載の軸継手から出発する。

【０００２】

【従来の技術】この種の軸継手は、車輛に使用する場
合、トルクピークおよび応力を増大する樞動運動によっ
て機械的に極めて強く負荷されるのみならず、伝熱によ
っておよび近傍にある部分的に極めて高温の部材の熱輻
射によって、軸継手の熱負荷も現れる。合成樹脂部材の
場合、構成部材の加熱によって、使用した材料の耐負荷
性が低下され、従って、軸継手の熱負荷は、機械的耐負
荷性に関連する。

【０００３】例えば、特に樞動軸の軽量化のために使用
される如き、公知の多数の軸継手は、継手によって結合
された双方の軸の端部に、それぞれ、軸継手の方向へ軸
線方向へ突出する３つの駆動頚軸（ヒンジピン）を含む
フランジを有し、この場合、互い違いに設けた総計６つ
の駆動頚軸は、共通の刻み円の周縁に均一に配置されて
いる。駆動頚軸は、頂点に差込スリーブを備えた六角形
の可撓性継手リングによって相互に回転しないよう結合
されている。継手リングは、差込スリーブの間で軸線方
向へ弾性的に変形でき、従って、継手リングを介して結
合された双方のフランジは、回転中も、任意の方向へー
ある程度ー角運動を実施できる。この角運動によって、
継手リングは軸線方向へ波状に変形され、かくして、弾
性の枠内において、フツク則に対応して、トルク起因の
運転応力と重畳する曲げ応力が生ずる。従って、軸継手
の耐久性にもとづき、制限された曲げ角度のみが許容さ
れるに過ぎない。

【０００４】フランジ当り３つの駆動頚軸の数、即ち、
総計６つの駆動頚軸は、絶対的に必要な訳ではない。フ
ランジ当り２つの駆動頚軸、即ち、総計４つの駆動頚軸
も考えられる。この場合、しかしながら、このように少
数の駆動要素上に円周方向負荷が分布されることにもと
づき、上記駆動要素は、駆動要素がより多数である場合
よりも強く負荷される。軸継手において、フランジ当り
４つ以上の駆動頚軸、即ち、総計８つ以上の駆動頚軸も
可能であり、この場合、駆動頚軸の数の増加とともに、
所要の継手径が大きくなりおよび／または許容曲げ角度
が小さくなる。従って、各部材の負荷と継手寸法との間
の頻繁に取られる妥協点として、上述の３つまたは６つ
の駆動頚軸の数が採用される。

【０００５】ドイツ特許公開第４１４０３１１号には、
強化されたコーナ範囲に軸線方向差込スリーブを埋込ん
だリングディスクの形の繊維強化材料製六角形継手リン
グが記載されている。２つの隣接のコーナの間の直線状
範囲は、硬化した繊維強化材料の複数の連続層からなり
リングディスクの平面内に延びる比較的薄いウェブから
形成される。このウェブは、半径方向へ比較的幅広であ
る。軸継手の湾曲時、上記ウェブは、湾曲されるととも
にねじられる。薄いウェブは、曲げ応力が比較的小さい
場合、弾性的に湾曲されるが、ウェブ形状は回転対称と
は著しく異なるので、ウェブのねじれ時、特にウェブの
内側縁および外側縁に大きい応力が生ずる。

【０００６】冒頭に述べたドイツ特許第４３０４２７４
号には、コーナ範囲に設けた差込スリーブが、２つの隣
接の差込スリーブのまわりに外側から巻掛けられたエン
ドレスの楕円形駆動ループによって１対づつ相互に結合
された形式の六角形継手リングが記載されている。この
場合、継手リングには、中心にある幅の広い駆動ループ
と縁部にある細い１対の駆動リングとが交互に設けてあ
る。幅の広い駆動ループは、半径方向の肉厚の３倍の幅
を有する。双方の細い駆動ループの幅は、合計して、中
心にある駆動ループとほぼ同一である。駆動ループは、
差込スリーブ上で半径方向へ旋回でき、従って、継手リ
ングは、単一部材として可撓的に変形できる。継手リン
グのすべての部材を統合し汚物の侵入を阻止するため、
継手リングの部材は、低硬度のゴム弾性材料に埋込ま
れ、完全に囲まれている。駆動ループの半径方向肉厚が
半径方向へ測定した幅に比して小さいことにもとづき、
駆動ループは、駆動ループの湾曲部分の応力増が僅かで
ある場合には円周方向張力を吸収するための前提条件を
与える。この軸継手の湾曲時には、駆動ループは、軸線
方向へ傾斜され、更に、ねじられ、この場合、駆動ルー
プの各箇所には、強い応力増が現れる。傾斜した場合、
ループ湾曲部分の片側の縁が差込スリーブ上に載り、対
応して強い応力集中が起きる。比較的幅の広い駆動ルー
プがねじられた場合、−ドイツ特許公開第４１４０３１
１号に記載の上述の継手ディスクのウェブと同様に−縁
には、上記ウェブの場合よりも低いレベルではあるが応
力増が現れる。従って、このタイプの継手リングは、大
きいトルクの負荷時に、軸継手の良好な運動性の良好な
前提条件を与えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、大き
い機械的、熱的負荷において、回転中、比較的大きい曲
げ角度を問題なく許容できるよう、冒頭に述べた種類の
軸継手を改良することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題は、ー冒頭に述
べた種類の軸継手から出発してー本発明にもとづき、請
求項１の特徴記載部分に開示の特徴によって解決され
る。かくして、駆動ループ内部は、軸線方向へ滑動する
とともに差込スリーブ上で旋回でき、かくして、少なく
とも、駆動ループが相互に行う軸線方向ストロークのみ
にもとづき、駆動ループは、弾性的に変形せず、従っ
て、その限りにおいて、補足負荷も受けない。すべり面
を球形に形成した場合、駆動ループのねじれを阻止でき
る。

【０００９】本発明の合目的的な構成を従属請求項に開
示した。更に、図示の実施例を参照して、以下に、本発
明を詳細に説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に、耐ねじれ性（drehsteif
）であるが若干の範囲内で軸線方向へおよび／または
角度的に可動に２つの軸２を相互に結合する軸継手１を
示した。継手によって結合された双方の軸の端部には、
それぞれ、フランジ３が設けてある。図示の実施例の場
合、各フランジには、軸継手の軸線方向へ突出する３つ
の駆動頚軸４が設けてある。この場合、間隙上に交互に
ジグザグ配列で設置された総計６つの駆動頚軸が、共通
の刻み円（Teilkreis ）５の周縁に均一に配置されてい
る。フランジ３は、−図３に示した如く−駆動頚軸の間
の周縁範囲が切除され、即ち、基本的に星状に構成され
ている。間隙上に交互にアームを備えた対向するフラン
ジのこの星形状にもとづき、フランジは、角運動時、相
互に貫入でき、従って、軸継手の角運動能が増大され
る。フランジアームの端部の駆動頚軸４は、頂点に差込
スリーブ７，７´を備えた正多角形（好ましくは、六角
形）の可撓性継手リング６によって相互に回転しないよ
う（drehstarr ）結合されている。差込スリーブの間に
ある継手リングの脚は、軸線方向へ弾性変形でき、ねじ
ることができる。継手リング自体は、２つの隣接の差込
スリーブ７，７；７´，７´に巻掛けられ差込スリーブ
上でそれぞれ半径方向へ旋回自在な複数のエンドレスの
楕円形駆動ループ８，１０，１０´のリングから多分割
形に構成され、かくして、継手リング６は可撓的に変形
できる。もちろん、各駆動ループの軸線方向の湾曲およ
びねじれによって、上記駆動ループは、更に、軸線方向
の傾斜およびねじれによって負荷され、トルク起因の引
張負荷が生じ、かくして、軸継手の許容全負荷を対応し
てより低く設定しなければならない。

【００１１】回転中、機械的、熱的負荷が大きい場合
も、軸継手の耐久性を不当に損なうことなく、軸継手を
容易に比較的強く湾曲できるよう、本発明にもとづき、
駆動ループ８，１０，１８は、軸線方向へ旋回自在に差
込スリーブ７，７´に支持されている。このため、楕円
形の駆動ループは、ー普遍的に云ってー差込スリーブま
たは駆動ループの子午面断面が円形の１対の接触面にも
とづき、駆動頚軸４に間接的または直接的に軸線方向へ
滑動自在に支持されている。

【００１２】この発明思想は、多様な態様で実現でき
る。図１〜６に示した実施例の場合、差込スリーブの外
面には、それぞれ、横断面が円弧状に構成され、内面の
丸い駆動ループ８と係合する周面ミゾ１１が設けてあ
る。かくして、駆動ループ８は、関連の周面ミゾ１１内
で、ループ横断面の軸線方向すべり運動とともに軸線方
向へ旋回できる。

【００１３】差込スリーブ７の周面ミゾ１１内の駆動ル
ープ８の軸線方向の旋回状態では、駆動ループの平面
は、周面ミゾの平面に対して傾斜し、駆動ループは、周
面ミゾ内に傾斜して入る。この場合、ループは、楕円の
頂点に自由に当接するが、特殊な方策を取らない限り、
周面ミゾに対するループの導入範囲または引出範囲に
は、側方への強制駆動が起こり、かくして、振動的な軸
線方向旋回時にー軸継手の回転毎に、完全な往復振動が
行われるー上記範囲において駆動ループが摩耗され、早
期に破損される。この現象は、軸線方向の旋回とともに
進行する駆動ループのねじれによって更に強くなる。か
くして生ずる許容できない程度に強い強制駆動を避ける
ため、駆動ループ８の横断面９の円弧状輪郭をその周面
を越えて変更する。しかも、ー完全に連続する円弧を有
する楕円形駆動ループの頂点から出発してー横断面９の
輪郭は、楕円の双方の偏平側へ向かって半径同一の弧フ
ランクを有する対称の尖頭アーチ１２に変化される。駆
動ループの横断面の円弧状輪郭の右半部および左半部
は、それぞれ、別個の円環面をなし、円環面に帰属する
対称軸線または回転軸線は、駆動ループの平面に対して
ある角度で傾斜している。この傾斜角度は、ほぼ、直角
から駆動ループの中心位置に対する駆動ループの軸線方
向旋回角度を差引いた数値に対応する。各種の横断面
９，９´，９″，９´″の弧フランクの曲率中心１３，
１３´，１３″，１３´″（図６ａ〜６ｄ）は、周面位
置相互間の楕円周面のすべての箇所において、楕円頂点
にある湾曲円の中心から同一の半径方向距離ａを有す
る。図６に示した一連の横断面から結論づけ得る如く
（これは、なお、図面で可能な図示精度以下にある）、
楕円頂点からの周面位置の周面距離の増加とともに、尖
頭アーチ１２の関連の尖端は、頂点の湾曲円の中心から
漸増する半径方向距離にある。駆動ループの引入箇所お
よび引出箇所の範囲におけるー旋回に関して中立の中心
位置にあると考えられるー駆動ループ８の内面と周面ミ
ゾとの間の遊隙は、たとえ僅かとしても、駆動ループの
上述の内面形状から必然的に生ずる。他方、駆動ループ
の引入箇所および引出箇所の方向へ増加する上記遊隙
は、好ましい。即ち、かくして、軸継手に作用するトル
ク衝撃、即ち、駆動ループに急激に作用する引張負荷
は、弾性的に吸収され、応力ピークは消失する。駆動ル
ープは、負荷を受けて、周面ミゾ１１の範囲の巻掛箇所
にますます良好に弾性的に密着する。更に、最大負荷に
おいて、上述の半径方向遊隙は、完全に除去され、駆動
ループは、巻掛けられた全周面範囲において、少なくと
も周面ミゾ１１の底面に密着する。

【００１４】図１〜６（特に、図４）に示した軸継手ま
たは駆動ループ８の実施例の場合、駆動ループの横断面
の尖頭アーチ状内部輪郭は、楕円の直線状に構成された
偏平側を越えても、少なくともほぼ一定に構成されてい
る。１つの周面ミゾからの引出箇所における駆動ループ
の内側の尖頭アーチ状横断面形状は、他の周面ミゾへの
引入箇所まで一定である。偏平辺１４の内側の一定な横
断面形状は、駆動ループの巻回技術の理由から、製造技
術的にも強度的にも最適である。即ち、駆動ループ８
は、最適な態様で、無端繊維強化合成樹脂からなり、こ
の場合、巻かれた各繊維または少数の各繊維を含む巻か
れた無端ストランドは、駆動ループ８の完成輪郭に追従
する。繊維は、楕円の偏平側において、内側範囲でも、
１つの反転ループから別の反転ループまで直線状に延び
る。同一の理由から、駆動ループの横断面の面積も、全
周面を越えて、即ち、円弧状構成の範囲でも楕円の偏平
側の範囲でもほぼ一定に構成されている。図示の実施例
の場合、駆動ループ８の横断面形状は、すべての周面位
置においてほぼ同一であり、ほぼ正方形に構成されてい
る。周面ミゾに係合する内側へ凸の駆動ループを有する
図１〜６の実施例の場合、駆動ループのコンパクトな構
造態様の理由から、辺長さの相互の差が約２０％以下で
ある長方形に内接する横断面形状を選択するのが合目的
的である。横断面のコンパクトな形状によって、ループ
横断面の最適な帯形状とすべり面内の僅かな軸線方向ス
トロークとの間で妥協点が得られる。

【００１５】湾曲状態の軸継手の回転中、駆動ループ
が、回転毎に、軸線方向へ完全な揺動運動を行うことは
既に述べた。この場合、駆動ループの円弧状内面は、周
面ミゾ１１内を軸線方向へ滑動する。このすべり運動に
おいて摩耗をできる限り避けるため、駆動ループ８の繊
維材料および／またはマトリックス合成樹脂中に固体潤
滑剤の粒子を混合する。

【００１６】一方では、上記の揺動運動およびすべり運
動においてすべりストロークをできる限り小さくするた
め、他方では、（面圧の減少のため）伝達される力をで
きる限り大きい面積に伝達できるよう、駆動ループの横
断面の内側輪郭の曲率半径ｒは、過大であってはなら
ず、過小であってもならない。浅く湾曲した内面は、大
きいすべりストロークを生じ、小さい曲率半径は、均一
な面圧を生ずる。なぜならば、急勾配の縁部は、もは
や、力伝達にほぼ寄与しないからである。使用可能な妥
協解決法の場合、曲率半径は、駆動ループの軸線方向幅
Ｂの５０〜１５０％（好ましくは、約６５〜１００％）
に対応する。図示の実施例の場合、半径ｒは、幅Ｂの約
７５％に対応する。

【００１７】衝撃負荷に関して駆動ループを更に良く最
適化するため、図７の実施例にもとづき、駆動ループ８
´の楕円の偏平側１４´を湾曲状態に構成するのが合目
的的である。かくして、駆動ループが衝撃的引張負荷を
受けた場合、湾曲した偏平側が、弾性的に真っすぐに伸
張し、経時的に応力ピークが消失される。更に、偏平側
を楕円内部へ湾曲させることも考えられ、この場合も、
上記効果が得られる。しかしながら、巻線技術の方法で
無端繊維強化合成樹脂から駆動ループをより良く製造で
きるよう、楕円の偏平側１４´を外側へ凸に湾曲させれ
ば合目的的である。

【００１８】駆動ループ８；８´のみならず差込スリー
ブ７も摩擦負荷を受ける。差込スリーブにおいても摩耗
を避けるため、摩擦が少ない耐摩耗性の材料（好ましく
は、セラミック）から差込スリーブを製造する。この場
合、差込スリーブのセラミック材料中に固体潤滑剤の粒
子を混合すれば有利である。

【００１９】総計６つの駆動ループ８が軸継手に設置し
てあるが、各回転方向へ、半数の駆動ループのみが力伝
達に寄与する。駆動ループの負荷軽減のため、各駆動ル
ープ８の内部には、更に、端面で差込スリーブの周面ミ
ゾに係合して力伝達を行う真っすぐな押し棒１５が設置
してある。このため、押し棒の双方の端面には、横断面
に関しても周面形状に関しても差込スリーブの周面ミゾ
に適合した鞍状面が設けてある。押し棒の両端は、隣接
の各差込スリーブ７の周面ミゾ１１に係合する。軸継手
が所定の回転方向へトルク負荷を受けた場合、各第２駆
動ループおよび無負荷の駆動ループの内部に設けた３つ
の押し棒が関与する。このように先行技術の場合の２倍
の数の力伝達要素に負荷を配分することによって、軸継
手の力伝達要素の負荷は、明らかに軽減される。

【００２０】軸継手の通常の負荷条件において、１つの
回転方向の３つの駆動ループは、これだけで、現れるト
ルクを伝達できるので、通常時には、押し棒は負荷され
ない。更に、静的不確定性にもとづき、トルクは、円の
６つの力伝達要素に均一に分布させることは不可能であ
り、３つの要素に分布されるに過ぎない。従って、押し
棒１５の長さＬは、上記押し棒が２つの隣接の差込スリ
ーブ７の間の内部スペースを遊隙１６（図４）を置いて
埋めるよう、設計するのが合目的的である。かくして、
押し棒は、駆動ループの負荷起因の弾性的伸張後に始め
て作用し、同じく負荷を受容する。従って、２つの隣接
の差込スリーブの間の押し棒の遊隙１６は、極めて大き
いが永続的に許容できる引張応力下における駆動ループ
の負荷起因の伸びと同一の大きさに設計されている。ト
ルク負荷が、駆動ループにより大きい引張負荷を加え、
駆動ループを更に伸張した場合に始めて、押し棒の端面
も、差込スリーブの周面ミゾ１１の底面に置かれ力を伝
達する。

【００２１】押し棒１５も、長繊維強化合成樹脂から形
成され、長繊維は、すべて、相互に且つ押し棒の縦軸線
に平行をなし、中断なく延びる。湾曲状態の軸継手の回
転時、ー駆動ループと同様ー押し棒の端面も、周面ミゾ
内で軸線方向の揺動運動を行うので、上記すべり運動の
摩擦学的改善のため、押し棒の繊維材料および／または
マトリックス合成樹脂中に、同じく、固体潤滑剤の粒子
を混合すれば合目的的である。

【００２２】以下に、図１〜６（特に、図４）の継手リ
ングの改良例を示す図１４〜１６の実施例について説明
する。上記双方の実施例の共通点は、駆動ループ８；
８″が、差込スリーブの横断面の丸い周面ミゾ１１；１
１″内に案内され、駆動ループが、巻掛範囲において内
側へ凸に湾曲されている点にある。しかしながら、言及
した双方の実施例は、周面ミゾ内における駆動ループの
自由な軸線方向揺動のためのスペースを周面ミゾ内に形
成する態様に関して異なる。

【００２３】図４の継手リングの欠点は、駆動リング８
の横断面が、半径方向へなお比較的大きく、従って、図
６ａ〜６ｄから知られる如く、巻掛部材のための最適な
平ベルト形状が、正に不完全に近似されるに過ぎないと
いう点にある。図１４〜１６の実施例の場合、少なくと
も楕円の偏平側の範囲および隣接の巻掛範囲では、駆動
ループ８″のより偏平な横断面形状が達成され、即ち、
特に、図１６ｃ，１６ｄに示した如く、ほぼ正方形の横
断面形状が得られる。

【００２４】揺動運動のために周面ミゾ１１″内に必要
な自由スペースは、図１４〜１６の実施例の場合、巻掛
範囲において中心から端部へ周面ミゾを拡開することに
よって形成される。巻掛範囲の頂点（図１６ａ）では、
ミゾ底の曲率半径Ｒおよび駆動リング８″の対応する横
断面の曲率半径は、駆動リング８″の軸線方向幅Ｂ″の
１／２に過ぎない。楕円の偏平側に続く巻掛範囲端（図
１６ｄ）では、ミゾ底の横断面輪郭および駆動ループ
８″の横断面輪郭は、直線であり、即ち、もはや湾曲さ
れていない。これら双方の位置の間では、曲率は連続的
に変化し、駆動ループの横断面積は、周面を越えて一定
である。

【００２５】即ち、差込スリーブ７″の中心点２８に関
して回転対称の周面ミゾの形状とは異なり、周面ミゾ
は、巻掛範囲の中心から駆動ループ８″の楕円の偏平側
１４″へ向かって拡開する。ミゾ底および駆動リング
８″の横断面は、巻掛範囲の中心において、ループ幅ー
寸法Ｂ−の１／２に対応する曲率半径Ｒの半円形に構成
されている。周面ミゾ１１″および駆動リング８″の横
断面の半径方向内側の輪郭は、曲率の連続的な減少とと
もに、楕円の偏平側１４″へ向かって偏平となる。

【００２６】駆動ループ８″は、図１４に鎖線で示した
旋回軸線２５のまわりに差込スリーブに対して軸線方向
へ揺動する。この旋回軸線は、その位置に関して、駆動
ループ８″の図１６ａ（断面ａ−ａ）の横断面輪郭の曲
率半径Ｒの半径中心に対応する。差込スリーブ７″の周
面ミゾ１１″の各点は、上記軸線２５に関して回転対称
の表面上にある。この回転面は、上記旋回軸線２５のま
わりの内部子午線２６（図１４に破線で示した）の回転
によって形成される。周面ミゾ１１″および駆動ループ
８″の半径方向内側の境界面は、回転面からなるストリ
ップに対応し、上記回転面の回転軸線は、位置に関し
て、差込スリーブ７″に対する駆動ループ８″の旋回軸
線２５と一致し、上記回転面の母線は、周面ミゾ１１″
の半円形内部子午線２６である。

【００２７】周面ミゾ１１″の内部子午線２６は、図示
の実施例の場合、位置および安定性の理由から差込スリ
ーブ７″の中心２８に対して駆動ループ８″の方向へ寸
法ｅだけ偏心状態に設けた中心点２７および半径Ｒ11を
有する円弧である。周面ミゾ１１″の半円形内部子午線
２６の中心点２７は、差込スリーブ７″の中心点に対し
て、楕円の偏平側の方向および内部方向へ寸法ｅだけ偏
心させて設けてある。周面ミゾ１１″は、中心点２８に
関して回転対称に構成されてなくまたは差込スリーブ
７″に設けてなく、所定の周面位置に配してあるので、
差込スリーブ７″の周面位置は、駆動ループ８″に関し
てこの特定位置において安定化されなければならない。
このためにも、周面ミゾ１１″の曲率中心点２７および
差込スリーブ７″の中心点２８の上述の偏心性が役立
つ。即ち、偏心性にもとづき、差込スリーブ７″は、駆
動ループ内に作用する張力に起因する駆動ループおよび
差込スリーブの目標位置が場合によって乱れた場合も、
常に、駆動ループの方向へ偏心した図示の相対位置に自
動的にもどる。

【００２８】以下に、更に、他の実施例、即ち、図８〜
１１の実施例について説明する。この場合、横断面をー
内側から見てー凹に構成した円弧状接触面２４が、すべ
り要素１９；２０に設けてあり、他方、差込スリーブ７
´には凸の周面輪郭１７が設置してある。図８〜１１の
実施例の場合、駆動ループは、すべり要素１９；２０を
介して間接的に差込スリーブに支持してあり、かくし
て、すべり要素の材料を摩擦学的観点から最適に選択ま
たは決定できるという利点が得られる。以下に、すべり
要素使用の他の利点を説明する。即ち、このような構成
の場合、製造上好適に、すべり要素１９，２０と駆動ル
ープ１０との間の接触面を円筒形に形成できる。この場
合、駆動ループは、巻いた楕円形パイプから切出すこと
ができる。

【００２９】図８〜１１および図１２，１３の実施例に
対応して駆動ループと差込スリーブとの間に凸の接触面
形状を有する継手リングは、自由な軸線方向揺動が可能
であるのみならず、隣接の駆動頚軸を相互に交差させた
場合、駆動ループのねじれが完全に避けられるという特
別な利点を与える。このために、接触面が球面２３，２
４，２４´の部分をなすよう、子午面方向の曲率半径お
よび周面方向の曲率半径を相互に同一に構成する必要が
ある。すべり面の球面は、周面隆起上の駆動ループの揺
動時に比較的大きい軸線方向ストロークを誘起するが、
広い接触面によって、同時に、すべり面対の面圧も減少
される。球形状および広い接触面の他の利点は、駆動ル
ープ１０；１８の横断面を広く偏平に構成でき、かくし
て、巻掛範囲において、外方への湾曲起因の応力増が僅
かであるという点にある。駆動ループ１０；１８の横断
面の軸線方向平均長さＢ′は、半径方向へ測定した肉厚
ｓよりも大きく設計できる。

【００３０】すべり要素１９，２０を使用する場合、す
べり要素の双方の端面に、相互間に駆動ループ１０を受
容する案内縁を設けるのが合目的的であり、かくして、
すべり要素と駆動ループとの間の相対位置が安定化され
る。

【００３１】接触面の球形状の更に別の利点は、引張負
荷時に球面から中間のすべり要素１９，２０または直接
に載る駆動ループへ加えられる拡開作用が比較的僅かで
あるという点にある（図１２，１３）。なぜならば、球
の“くさび面”が、相互に極めて僅かに傾斜しているか
らである。すべり要素１９，２０は、対応して構成すれ
ば、上記拡開作用を容易に受容できる。縦方向へのみ繊
維強化した駆動ループは、横方向へ大きく負荷できず、
球面上に直接に載せた場合（図１２，１３）、場合によ
って、極端な引張負荷および対応して大きい拡開作用を
受けた際、分裂される。従って、駆動ループ１８が周面
隆起上を直接的に滑動する場合は、横方向引張強度を増
大するため横方向繊維を駆動ループに組込むのが合目的
的である。

【００３２】差込スリーブとすべり要素または駆動ルー
プとの間に球形接触面を使用する場合は、球面の湾曲が
より偏平であるため、特に、ー推奨の如くー押し棒を遊
隙を置いて駆動頚軸の間に保持した場合、球面上に押し
棒１５´を位置確実に調心するのは困難である。従っ
て、外方へ凸の、特に、球形の接触面の場合、すべり易
い材料（特に、合成樹脂）からなるすべりシュー１９
´；２０を使用して間接的に押し棒を周面隆起１７上に
置くのが合目的的である。押し棒１５´の端面を真っす
ぐに且つ直角に所定長さに切断し、押し棒端部をすべり
シュー１９´；２０に差込む。すべりシューは、押し棒
とともに、押し棒の機能長さを形成する。

【００３３】図９のすべり要素１９の実施例の場合、押
し棒１５´のすべりシュー１９´は、すべり要素１９に
組込まれ、構造的に環状に閉じた構造部材を形成する。
駆動ループ１０は、それぞれ、案内縁２２の間で双方の
すべり要素上に外側から置かれ、かくして、双方の対向
するすべり要素の相互間隔が決定される。すべり要素
は、あらかじめ、差込スリーブ７´の球形の周面隆起１
７上に軸線方向へクリップ止めすれば合目的的である。
この場合も、押し棒１５´の端部をすべりシュー内に導
入できるよう、すべりシューの軸線方向へ露出した壁に
スリットを構成し、かくして、上記壁を弾性的に曲げ
て、押し棒端をすべりシューに軸線方向へ導入できる。

【００３４】図１０のすべり要素２０の実施例の場合、
このすべり要素は、Ｃ字状に、即ち、周縁箇所を開放し
て構成してあり、押し棒１５´のすべりシュー２１は、
対応して別個の構造部材として構成してある。関連の双
方のすべり要素２０および差込スリーブ７´を備えた駆
動ループおよび双方のすべりシュー２１を備えた押し棒
１５´は、それぞれ、前組立てでき、次いで、前組立し
たユニットを差込スリーブの周面隆起１７の間に軸線方
向へ導入でき、この場合、上述の意図した遊隙１６は、
上記クリップ止め操作を助成する。

【００３５】球形の周面隆起１７；２３を使用する実施
例の場合、平ベルト形状によって、駆動ループの極めて
良好に近似した横断面形状を実現できる。この駆動ルー
プの場合、図１１に駆動ループ１０´について鎖線で示
し図１２に駆動ループ１８について実線で示した如く、
楕円の長辺を湾曲状態に構成できる。長辺のこの湾曲状
態によって、もちろん、長辺がある程度の固有剛性を有
する場合に限られるが、駆動ループの縦方向弾性が得ら
れる。駆動ループの横断面が、−所望の如く−極めて偏
平であり、従って、曲げに対する面慣性モーメントが極
く小さい場合、伸びに対する駆動ループ１０´または１
８のバネ硬さも、同じく、極めて小さい。元来柔軟なこ
のような駆動ループにより大きい弾性硬さを実現するた
め、駆動ループの内部に、楕円の双方の湾曲した長辺の
間のスペースに軟質ゴムまたは弾性フォーム材からなる
充填材を充填すれば合目的的である。駆動ループの引張
負荷時、上記弾性充填材は、内方へ移動して伸張位置に
近づく長辺によって圧縮される。かくして、伸びに対す
る駆動ループの弾性抵抗が増大される。圧縮に対する充
填材の材料起因および／または形状起因の硬さに応じ
て、駆動ループの所定の弾性硬さを調節できる。

【００３６】汚物侵入に対してすべり箇所を保護し、継
手リング６の各部材を統合して独立の取扱い易い部品を
形成するため、継手リングのすべての部材を低硬度のゴ
ム弾性材料中に埋込み、上記材料によって完全に囲む。
別の方策として、軟質の弾性合成樹脂を継手リングの各
部材のまわりに射出成形することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】軸継手の側面断面図である。

【図２】図１の部分 II の拡大詳細図である。

【図３】図１の左側に示した軸のフランジの線 III−II
I に沿う断面図である。

【図４】図１の軸継手の駆動ループおよび接合した押し
棒の組込状態の軸線方向拡大詳細図である。

【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿う押し棒の詳細図である。

【図６】（ａ）は周面において変化する横断面の内部境
界線を示す線ａ−ａに沿う図５の駆動ループの半径方向
断面図であり；（ｂ）は周面において変化する横断面の
内部境界線を示す線ｂ−ｂに沿う図５の駆動ループの半
径方向断面図であり；（ｃ）は周面において変化する横
断面の内部境界線を示す線ｃ−ｃに沿う図５の駆動ルー
プの半径方向断面図であり；（ｄ）は周面において変化
する横断面の内部境界線を示す線ｄ−ｄに沿う図５の駆
動ループの半径方向断面図である。

【図７】楕円の湾曲した偏平側を有する駆動ループの改
良例を軸線方向から見た図面である。

【図８】差込スリーブ上に球面状周面隆起を有する軸継
手の改良例の図２と同様の拡大詳細図である。

【図９】図８の軸継手の、押し棒のすべりシューを組込
んだすべり要素の拡大斜視図である。

【図１０】駆動ループのすべり要素および押し棒のすべ
りシューを構造的に相互に分離した図９のすべり要素の
改良例の図面である。

【図１１】接合した押し棒を含む組込状態の図８の軸継
手の、図４と同様の断面図である。

【図１２】楕円の湾曲した偏平側を有する横断面の湾曲
した偏平な駆動ループの軸線方向断面である。

【図１３】楕円の湾曲した偏平側を有する横断面の湾曲
した偏平な駆動ループの半径方向断面図である。

【図１４】図４の実施例の変更例としての、駆動ループ
で囲んだ差込スリーブの別の実施例を軸線方向図であ
る。

【図１５】頂点にある駆動ループを子午面断面として示
した図１４の差込スリーブおよび駆動ループの半径方向
図である。

【図１６】（ａ）は差込スリーブの周面に沿って変化す
る図１４の駆動ループおよび関連の受容ミゾの線ａ−ａ
に沿う半径方向断面図であり；（ｂ）は差込スリーブの
周面に沿って変化する図１４の駆動ループおよび関連の
受容ミゾの線ｂ−ｂに沿う半径方向断面図であり；
（ｃ）は差込スリーブの周面に沿って変化する図１４の
駆動ループおよび関連の受容ミゾの線ｃ−ｃに沿う半径
方向断面図であり；（ｄ）は差込スリーブの周面に沿っ
て変化する図１４の駆動ループおよび関連の受容ミゾの
線ｄ−ｄに沿う半径方向断面図である。

【符号の説明】

１ 軸継手 ２ 軸 ３ フランジ ４ 駆動頚軸 ５ 刻み円 ６ 継手リング ７，７´ 差込スリーブ ８，１０，１８ 駆動ループ １５ 押し棒 １７ 周面隆起 １９ すべり要素 １９´ すべりシュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594080404 Ｅｐｐｌｅｓｔｒａｓｓｅ 225，70546 Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，ＢＲＤ

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐ねじれ性であるが若干の範囲内で軸線
   方向へおよび／または角度的に可動に２つの軸を相互に
   結合する軸継手であって、 −軸継手の軸線方向へ突出する複数の、好ましくは３つ
   の、駆動頚軸を含み、継手によって結合された２つの軸
   の端部に設けたフランジ；ここで好ましくは総計６つ
   の、互いにジグザグ配列の該駆動頚軸が共通の刻み円の
   周縁に均一に配置される；および −上記頚軸を回転しないよう相互に結合し、頂点に差込
   スリーブを備え、そして該差込スリーブの間で軸線方向
   へ弾性的に変形可能な正多角形の、好ましくは正六角形
   の、継手リング；を有し、 −上記継手リングが、２つの隣接の差込スリーブに巻掛
   けられ、該差込スリーブ上でそれぞれ半径方向へ旋回自
   在な複数のエンドレスの楕円形駆動ループのリングによ
   り多分割形に形成され、かくして該継手リングが可撓的
   に変形できる、形式のものにおいて、 上記楕円形駆動ループ（８，１０，１８）が、差込スリ
   ーブ（７，７´）および駆動ループ（８，１０，１８）
   の子午面断面の円弧形状の１対の接触面にもとづき、駆
   動頚軸（４）に間接的または直接的に軸線方向へ滑動自
   在に且つ旋回自在に支持されていることを特徴とする軸
   継手。
2. 【請求項２】 楕円形駆動ループ（８，１０，１８）
   が、少なくとも、差込スリーブ（７，７´）との接触範
   囲において且つ少なくとも、差込スリーブ（７，７´）
   に向く内面において、直接的にも円弧状にー凹または凸
   にー構成されているか、あるいは、子午面断面を円弧状
   に構成したすべり要素（１９，２０）を内面に有し、駆
   動ループ（８，１０，１８）またはすべり要素（１９，
   ２０）が、横断面をループ側またはすべり要素側の横断
   面形状に対してネガとして対応して円弧状に構成された
   周面ミゾ（１１）に係合するか、差込スリーブ（７，７
   ´）の外面の周面突起（１７）を上方から被い、かくし
   て、駆動ループ（８，１０，１８）が、関連の周面ミゾ
   （１１）内または周面隆起（１７）上で軸線方向へ滑動
   可能とともに軸線方向へ旋回自在であることを特徴とす
   る請求項１の軸継手。
3. 【請求項３】 すべり要素（１９，２０）または駆動ル
   ープ（１８）および差込スリーブ（７´）の周面突起
   （１７）の接触面（２４，２４´）の横断面を−内側か
   ら見て−凹んだ円弧状に構成した場合、子午面の湾曲度
   および円周方向の湾曲度が相互に等しく且つ接触面が球
   面（２３，２４，２４´）の部分をなすよう、横断面形
   状の半径が選択してあることを特徴とする請求項２の軸
   継手。
4. 【請求項４】 駆動ループ（１７）および差込スリーブ
   の周面ミゾ（１１）の横断面の輪郭を凸の円弧状に構成
   した場合、駆動ループ（８）の横断面の円弧状輪郭が、
   その周面を越えて連続的に変化され、即ち、完全に連続
   する円弧を有する楕円形駆動ループ（８）の頂点から出
   発して楕円の双方の偏平側へ向かって半径同一の弧フラ
   ンクを有する対称の尖頭アーチ（１２）に変化されるこ
   とを特徴とする請求項２の軸継手。
5. 【請求項５】 弧フランクの曲率中心（１３，１３´，
   １３″，１３´″）が、周面位置相互間の楕円周面のす
   べての箇所において、楕円頂点にある湾曲円の中心から
   同一の半径方向距離（ａ）を有し、かくして、楕円頂点
   からの周面位置の周面距離の増加とともに、尖頭アーチ
   （１２）の尖端から頂点湾曲円の中心までの半径方向距
   離が増大することを特徴とする請求項４の軸継手。
6. 【請求項６】 駆動ループ（８）の横断面の内側輪郭
   が、楕円の直線状に構成された偏平側（１４）の全範囲
   を越えて、少なくともほぼ一定な尖頭アーチ状に構成さ
   れていることを特徴とする請求項２の軸継手。
7. 【請求項７】 駆動ループ（８）の横断面の内側輪郭の
   曲率半径（ｒ）が、駆動ループ（８）の軸線方向幅
   （Ｂ）の５０〜１５０％（好ましくは、約８０〜１２０
   ％）に対応することを特徴とする請求項４の軸継手。
8. 【請求項８】 差込スリーブ（７″）の中心点（２８）
   に関して回転対称の周面ミゾ形状とは異なり、周面ミゾ
   （１１″）が、巻掛範囲（図１４のａ−ａ断面）の中心
   から駆動ループ（８″）の楕円の偏平側（１４″）へ拡
   張する周面ミゾ（１１″）の形に構成されており、ミゾ
   底および駆動ループ（８″）の横断面が、巻掛範囲の中
   心において、ループ幅（寸法Ｂ″）の１／２に対応する
   曲率半径（Ｒ）の半円形に構成されており、周面ミゾ
   （１１″）および駆動ループ（８″）の横断面の半径方
   向内側の輪郭が、曲率の連続的減少とともに楕円の偏平
   側（１４″）へ偏平に移行することを特徴とする請求項
   ２の軸継手。
9. 【請求項９】 周面ミゾ（１１″）の半円形内部子午線
   （２６）の中心（２７）が、差込スリーブ（７″）の中
   心に対して、楕円の偏平側に平行に且つ楕円内部の方向
   へ偏心状態（寸法ｅ）に配置してあることを特徴とする
   請求項８の軸継手。
10. 【請求項１０】 周面ミゾ（１１″）および駆動ループ
    （８″）の半径方向内側の境界面が、回転面からなるス
    トリップに対応し、上記回転面の回転軸線が、位置に関
    して、差込スリーブ（７″）に対する駆動ループ
    （８″）の旋回軸線（２５）と一致し、上記回転面の母
    線が、周面ミゾ（１１″）の半円形内部子午線（２６）
    であることを特徴とする請求項８の軸継手。
11. 【請求項１１】 駆動ループの横断面の面積が、その全
    周面を越えて円弧状構成の範囲においても一定であるこ
    とを特徴とする請求項２の軸継手。
12. 【請求項１２】 駆動ループ（８，１０，１８）が、無
    端繊維強化合成樹脂からなり、巻かれた各繊維または少
    数の各繊維を含む巻かれた無端ストランドが、駆動ルー
    プ（８）の完成輪郭に追従することを特徴とする請求項
    ２の軸継手。
13. 【請求項１３】 駆動ループ（８，１０，１８）の繊維
    材料および／またはマトリックス合成樹脂中に、固体潤
    滑剤の粒子が混合されていることを特徴とする請求項２
    の軸継手。
14. 【請求項１４】 少なくとも間接的に滑動する駆動ルー
    プ（１０，１８）の周面隆起（１７）を除いて、駆動ル
    ープ（１０，１８）の横断面の軸線方向平均長さ（ｂ
    ´）が、半径方向へ測定したその肉厚（ｓ）よりも大き
    いことを特徴とする請求項２の軸継手。
15. 【請求項１５】 駆動ループ（１８）が周面隆起上を直
    接に滑動する場合、上記駆動ループには、横方向引張強
    度を増大する横方向繊維が組込んであることを特徴とす
    る請求項１４の軸継手。
16. 【請求項１６】 駆動ループ（８）が周面ミゾ内を間接
    的または直接的に滑動する場合、上記駆動ループの横断
    面が、すべての周面位置において、辺長比が１０：８〜
    ８：１０の範囲（好ましくは、１：１の近傍）にあるほ
    ぼ正方形の長方形に内接されることを特徴とする請求項
    ２の軸継手。
17. 【請求項１７】 駆動ループ（８）が周面ミゾに係合す
    るまたは周面隆起（１７）を被うすべり要素（１９，２
    ０）を介して間接的に差込スリーブ（７´）のまわりに
    巻かれる場合、すべり要素（１９，２０）と駆動ループ
    （１０）との間の接触面が円筒形に構成されていること
    を特徴とする請求項２の軸継手。
18. 【請求項１８】 駆動ループ（８）が周面ミゾに係合す
    るまたは周面隆起（１７）を被うすべり要素（１９，２
    ０）を介して間接的に差込スリーブ（７´）のまわりに
    巻かれる場合、すべり要素の双方の端面には、駆動ルー
    プ（１０）を相互間に受容するため案内縁（２２）が設
    けてあることを特徴とする請求項１７の軸継手。
19. 【請求項１９】 楕円形駆動ループ（８´）の偏平側
    （１４´）が、湾曲して延びることを特徴とする請求項
    ２の軸継手。
20. 【請求項２０】 楕円の湾曲した偏平側（１４´）が、
    外方へ凸に湾曲していることを特徴とする請求項１９の
    軸継手。
21. 【請求項２１】 差込スリーブ（７）が、摩擦が少ない
    耐摩耗性材料（好ましくは、セラミック）からなること
    を特徴とする請求項２の軸継手。
22. 【請求項２２】 差込スリーブ（７）のセラミック材料
    中には、固体潤滑剤の粒子が混合されていることを特徴
    とする請求項２１の軸継手。
23. 【請求項２３】 楕円形駆動ループ（８）の内部には、
    それぞれ、真っすぐな押し棒（１５）が設置してあり、
    上記押し棒の双方の端面には、横断面に関して且つ周面
    形状に関して差込スリーブの周面ミゾ（１１）または周
    面隆起に適合された形状の面が設けてあり、押し棒（１
    ５）の両端が、隣接の各差込スリーブ（７）の周面ミゾ
    （１１）に係合するか、周面隆起を被うことを特徴とす
    る請求項２の軸継手。
24. 【請求項２４】 真っすぐに且つ直角に所定の長さに切
    断した押し棒（１５´）の端部には、共働して押し棒
    （１５´）の機能長さを形成するすべり易い材料（特
    に、合成樹脂）からなるすべりシュー（１９´，２１）
    がはめ込んであり、周面ミゾまたは周面隆起（１７）に
    向くすべりシュー（１９´，２１）の接触面（２４）
    が、周面ミゾまたは周面隆起（１７）に適合されている
    ことを特徴とする請求項２３の軸継手。
25. 【請求項２５】 押し棒（１５）が、長繊維強化合成樹
    脂から形成され、長繊維が、すべて、相互に且つ押し棒
    （１５）の縦軸線に平行をなし、中断なく延びることを
    特徴とする請求項２３の軸継手。
26. 【請求項２６】 押し棒（１５）の繊維材料および／ま
    たはマトリックス合成樹脂中またはすべりシューの材料
    中に、固体潤滑剤の粒子が混合されていることを特徴と
    する請求項２３の軸継手。
27. 【請求項２７】 押し棒（１５）の有効長さ（Ｌ）が、
    単独でまたはー端面にすべりシューがはめ込んである場
    合はーすべりシュー（１９´，２１）を含む押し棒の有
    効長さが、上記押し棒が２つの隣接の差込スリーブ
    （７，７´）の間の内部スペースを遊隙（１６）を置い
    て埋めるよう、設計されていることを特徴とする請求項
    ２３の軸継手。
28. 【請求項２８】 軸継手（１）のトルク負荷時、駆動ル
    ープ（８）がトルク負荷によって既に所定の接線力まで
    負荷され円周方向へ弾性的に伸張されて始めて、押し棒
    （１５）が周面ミゾ（１１）の底面または差込スリーブ
    （７）の周面隆起の表面に力伝達状態で置かれるよう、
    ２つの隣接の差込スリーブ（７）の間の押し棒（１５）
    の遊隙（１６）が設計されていることを特徴とする請求
    項２７の軸継手。
29. 【請求項２９】 継手リング（６）のすべての部材が、
    低硬度のゴム弾性材料中に埋込まれ、上記材料によって
    完全に囲まれていることを特徴とする請求項１の軸継
    手。