JPS5817225A - シヤフト連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２個の同軸シャフトの隣接する両端部に跨っ
て覆蓋するスリーブを有し、そのスＩＪ一ブがその両シ
ャフトをロックするように係合すべく収縮させられる形
式のシャフト連結装置に関する。更に詳しくは、スリー
ブが先づ液圧によって収縮せしめられ、その後、そのス
リーブの上を覆う１つの外側スリーブによりその収縮状
態が維持される如き種類のシャフト連結装置に関するも
のである。その際の液圧は、圧力下にある液体（通例オ
イルである）の連結装置内への注入によって発生せしめ
られる。よって以後このシャフト連結装置を便宜上オイ
ル注入式連結装置と称するが、本連結装置の組付は及び
解体時に液圧を発生させるだめに適宜の液体が使用でき
ることは勿論である。

従来用いられてきたオイル注入式シャフト連結装置にお
いては、内側スリーブが直接向シャフト上ｔこ収縮させ
られ、そのため伝達され得る最大トルクは収縮したスリ
ーブと両シャフトとの間の摩擦抵抗によって決まること
となり、結局収縮スリーブと両シャフトとの間の圧力に
よって大きく左右されることとなる。従って、高いねじ
り応力の下で作動できるシャフトを連結するオイル注入
式連結装置においては、これまで、内外内スリーブの間
に必要な圧力な供給しても外側スリーブの素材の弾性限
度を超過しないようにするために外側スリーブを許容し
難いまでに厚（することが必要であった。或は連結装置
の作用長を相当大きくせざるを得なかった。

これらの解決方法に見られる不具合の１つは、達せられ
るべき連結装置の効率に比し否釣合に大シャフト表面積
の割に連結装置の全体の作用ｌの増大をもたらすような
解決方法は、その他に、極微小スリップ摩損という付随
的な問題を惹き起し勝ちであり、特にそのことは回転方
向が交互に変わるような場合には一層著しいのである。

連結装置に用いられる材料の強度を大きくすること、つ
まり作用応力の限界を高めることはその連結装置の最大
寸法を抑制することを可能にする。しかしながらそれは
また、その反面、素材のグレードを上げるためのコズト
と連結装置の製造コストとをつり上げるというデメリッ
トを伴うこととなる。

内側スリーブと両シャフトとの間に１つの中間スリーブ
を設けるということは既に知られているが、この構成は
高ねじり応力下の作動時に従来の２スリーブ構造と同様
な不具合が生ずることを避は得ないものである。

本発明の目的は、従って、２個の同軸シャフトを相互に
連結するオイル注入式シャフト連結装置の改良型で、同
じサイズの従来型に比しより高いトルクの伝達を可能と
するものを提供することにある。

本発明によって提供されるシャフト連結装置においては
、２個の同軸シャフトを相互に連結するオイル注入式シ
ャフト連結装置にして、（ａ）その２個のシャフトの隣
接する両端部を取り囲む外側スリーブと、（ｂ）その外
側スリーブの内側において収縮せしめられた状態で保持
されるよう干渉嵌合によりその外側スリーブと係合する
内側スリーブと、（Ｃ）前記収縮せしめられた内側スリ
ーブと前記２個のシャフトとの間に圧入され、複数個の
実質的に剛体である分割部材から成り、その各々が前記
２個のシャフトの連結部位を覆う如く軸方向に伸びてい
る分割スリーブとを含むとともに、前記内外内スリーブ
中いずれか一方に、当該シャフト連結装置の取付けまた
は取り外しの行われる間その内側スリーブを収縮せしめ
るべ（その内外内スリーブ間に圧液な注入する液注入通
路を有し、作動時において当該連結装置により伝達され
るトルクの少なくとも一部が、前記内側スリーブ及び外
側スリーブを通過することなく、直接ｒｉｉｌ記分割区
分割スリーブて伝えられることを特徴とする。

本発明に係るシャフト連結装置が同程度のサイズの従来
の連結装置に比してより高いトルクの伝達をなし得る理
由は、前述の分割スリーブにおいては円周方向の圧縮応
力が全（存しないことと、その分割スリーブの外側表面
上に働く全べての力が両シャフトの表面に伝達されるこ
とにある。剛体の中間スリーブ類を用いている連結装置
においては円周方向と半径方向と圧縮応力の関係が結局
ある程度側シャフトに及ぶ接触圧の損失をもたらしてい
るが、これが本発明による連結装置には生じないのであ
る。

る表面の面積が、両シャフトと接触している分割部材の
表面の面積を相当上まわることが望ましく、それにより
分割部材と両シャフトとの間の圧力が内側スリーブと分
割部材との間の圧力よりも大きくなるのである。この分
割スリーブにおいては、円周方向の圧縮応力が全く存在
しないので、分割スリーブの外側表面に作用する半径方
向の圧力は両シャフトへの伝達時に、分割スリーブの外
側の表面積の、分割スリーブの孔部の表面積に対する割
合で増大させられる。上記圧力の増加はまた、分割スリ
ーブの外径の同孔部内径に対する割合に正比例するとも
説明することができる。かくして分割スリーブは、外側
スリーブが内側スリーブに及ぼす負荷を両シャフトに伝
達する場合に、実際上一種の圧力増幅媒体として作用す
る。又そのことにより、効力とコストとの二つの観点か
らみて理恕的な断面の連結装置用外側スリーブが実現可
能となる。

本発明の更に別のメリットは、高いねじり応力を伝達し
得る連結シャフトに使用さ几るオイル注入式シャフト連
結装置が標準設計及び標準毎イズのもので間に合うとい
うことである。又付随的なメリットとして、コストの面
と、スペア部品の調達容易性が挙げられる。

本発明ＶＣよるシャフト連結装置においては、前記の分
割スリーブは、分割部材の分割円筒形部分の集って形成
する円筒形孔部と、分割部材の円弧状テーパ部分の集っ
て形成するテーパ孔部を含むことが望ましい。そして円
筒形孔部の内側表面は両シャフトと接触状態にあυ、テ
ーパ孔部の内側表面はその内径の小なる端部において円
筒形孔部の一端の内側表面に滑かに連なるようにされる
。

これによ゛り本来−線上にない２個のシャフト上におい
て本連結装置を組立てる時、そｎらシャフトの隣接する
両端部を覆うように前記外側並びに内側スリーブを位置
決めし、且つ前記分割部材を内側スリーブの内側にその
一端部から強制挿入することによシ、２個のシャフトは
自ら一線上に位置せしめら九、その際に各分割部材のテ
ーパ部分が夫々くδびの役割を果たして両シャフトの隣
接する端部を一線上に揃えること＼なる。

上記分割スリーブは８個若しくはそれ以上の、同形の、
且つ事実上軸方向の面に沿って縦に分割さｆＬり分割部
材により形成さｎることか望ましい。

通例使用される分割部材の数の最高限度は、製造コスト
と、連結装置の取付け・取外し作業中の操作性により決
定δｎるべきものである。また、分割部材が比較的長い
場合には、その外側表面に１つ若しくはそｎ以上の軸方
向のスロット（縦長い溝）を設けて、その半径方向にお
ける剛性を減殺して置くことが望ましい。

前記分割部材は相互に、弾性の或は容易に変形し得る素
材からなる隔て部材によって隔てらｎて、装置の組立て
中または作動中にそれらが面対面の直接々触に至った場
合に起り得る円周方向の圧縮応力を確実に排除して置く
ことが望ましい。その隔て部材は、“０”リングに用い
らｎるような円形断面のゴム製コードのある長さを持つ
ものであっても良い。各分割部材が、軸方向に伸びる一
側面に形成δれにスロットの中に嵌め込まルた成る長６
のゴム製コードを備えるようにすることも可能である。

また隔て部材は、各分割部材の軸方向に伸びる側面の１
つ若しくはそｎ以上に７接着さ几た弾性材料のヌ）Ｕツ
ブ（細長い部材）であっても差支えない。

この連結装置は、同軸である両シャフト上における組立
てまｋは取外しの容易さの観点から、各分割部材が相互
の関係において分割スリーブの形態を保って内側スリー
ブの内側孔部に取り付けられることが望ましい。この目
的のために、各分割部材は半径方向に張り出したフラン
ジをその一方端に備え、他端に雄ねじを切っておくこと
が良く、この場合には内側スリーブが各分割部材の一端
に設けらｎたフランジと、他端の雄ねじ部に螺合させら
れたナツトとの間に挾まｎる。

以下、２個のシャフトを相互に連結するオイル注入式シ
ャフト連結装置の本発明に従う一例を、添付図面を参照
しつ＼詳説する。

このシャフト連結装置は、１個の金属製外側スリーブ１
０とその外側スリーブ１０の内側に干渉嵌合（１ｎｔｅ
ｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｉｔ　）さｎる１個の金属製内側
スリーブ１１とを含み、これら両ヌリーブ１０．１１は
２個の同軸シャフト１２．１８の互に隣接する端部を覆
っている。本装置には更に１個の金属製の分割スリーブ
１４が含まｎ、前記内側スリーブ１１と両シャフト１２
．１８との間に挾ま几ている。両シャフ）１２．１８は
同径で且つその夫々の端部において当接し合っている。

第３図において更に明示さｎているように、分割スリー
ブ１４はその一端部に小径部分１８を備え、そこには雄
ねじ１９と軸方向のスロット２゜が形成されている。ま
た、その他端部には半径方向の外方に向って張り出した
環状のフランジ２１が設けられている。分割スリーブ１
４の小径部分１８と大径部のうちそｎに隣接する部分と
は、その内側にテーパ孔部２２を備えている。そのテー
バ孔部２２の最大径は両シャツ）１２．１８の外径より
僅かに大きく、分割スリーブ１４の端部にあり、また同
テーパ孔部２２の内径の小さくなる所では殆ど両シャフ
）１２．１８の外径に等しくなっている。分割ヌリーブ
１４の残余の部分は、殆ど両シャフ）１２．１８の外径
と等しい内径を有する円筒形孔部２Ｂをその内側に備え
ている。

このようにしてテーバ孔部２２の内周面は滑かに前記円
筒形孔部２８の内周面に連なっている。分割スリーブ１
４は複数の軸方向の面により切り離さｎて、４個の軸方
向の同形の分割部材２４に分がｎている。

そｎら分割部材２４の軸方向に伸びる側面は、分割スリ
ーブ１４の小径部分１８を形成する端部では互に接触し
当接し合っている。しかじながら各分割部材２４の一方
の側面２５は、分割部材の残余の部分に沿って、第８図
に符号２６で示さｎているように長手方向に切り取らｎ
、そｎによりその分割部材２４は長手方向の大部分の範
囲にわたって互に離間する結果となっている。各分割部
材２４の他の側面２７には１条の軸方向スロット２８が
掘ら詐、その中に円形断面の弾性ゴム製の長いコード２
９が嵌め込まｎている。コード２９はその分割部材２４
の側面２７からはみ出している。各分割部材２４の外側
表面には夫々２条の軸方向スロット８０が掘ら八ていて
、そｎら分割部材２４の半径方向における剛性が減殺さ
ｎている。

前記内側スリーブ１１の内周面は円筒状であり、その外
周面にはテーパが付けられている。内側スリーブ１１の
肉厚は、前記外側ヌリーブ１０の肉厚に比較して薄くな
っておシ、上記テーパの角度は大径部における肉厚が小
径部における肉厚のほぼ２倍になるように決めらｔてい
る、内側スリーブの小径端の外側にはリング形部材８５
がねじ込みによシ取り付けられている。

前、区外側スリーブ１０はテーパの付いた内周面を有し
、それにより内側スリーブ１１のテーパ付外周面と丁度
対応するようになっている。外側スリーブ１０の、前記
内側スリーブ１１の小径端に隣接する方の端部には、円
筒形の壁面８６を有する環状の凹部が形成され、先に述
べたリング形部材８５がそれに嵌入できるようにされて
いる。内側ヌリープ１１とリング形部材８５とは、前述
の外側スリーブ１０の内側に設けら几ている四部と協力
してその中に一つの環状液室８７を形成することとなり
、その液室の容置は、外側ヌリープ１０が内側スリーブ
１１の上を軸方向に、リング形部材８５から遠ざかる如
く、つまり内側スリーブ１１の大径部に向って移動する
ときに増大する。

前記外側スリーブ１０の壁部にはポート８８が設けられ
、前記環状液室８７に通じている。更に別の２つのポー
ト８９が外側スリーブ１０の壁部に設けられて、テーパ
の付いた同ヌリーブの内周面まで貫通している。１個の
ブムまたは類似の弾性材料でできた環状のシール部材４
０が、その−面において前記リング形部材８５の端面に
固着さｎｌそｎにより前記環状液室８７の一方の壁面に
形成するようになっている。また、シール部材４０の内
外の周面は、前記リング形部材８５から遠ざかるにつれ
て互に遠のくように広がっており、そｎによって前記環
状液室８７の半径方向における内外両壁面に対して液密
性を付与している。

４個の分割部材２４から成る前記分割スリーブ１４は、
その環状のフランジ２１で前記内側スリーブ１１の大径
側端に当接する状態でその内側スリーブ１１の内側に組
み付けられる。分割スリーブ１４は、雄ねじ１９に螺合
されてロッキングワッシャ４２を内側スリーブ１１上の
リング形部材８５に向って締め付けるナツト４・１によ
って、内側スリーブｌｌ内の定位置に固定される。ロッ
キングワッシャ４２は前述のスロット２０と係合する１
個のキー４８を有している。また半径方向の耳４４を幾
つか有し、その中の一個が前記ナット４１０周縁部の幾
つかのスロットの１つに係合してナツト４１を定位置に
ロックする働きを為している。

前記各スリーブ類を第１図に示す通り両シャフ）１２　
、１８の当接端部の周シに正しく位置決めして嵌め込み
、次にポー）８８．８９を通じて加スリーブ１１．１０
間のテーバの付いた対応面の間に油膜を形成する。その
際のオイルの圧力は、内側スリーブを収縮させることに
よって分割部材２４の内側スリーブ１１と両シャフト１
２　、１８との間の部分を締め付け、岬［体向に円筒形
孔部２８を形成させるに充分な高さとされる。ポート８
８から環状液室３７内に注入されるオイルは、外側スリ
ーブ１０に軸方向の力を加えて、そｆＬを内側スリーブ
１１の大径側に向けて押す。オイルの圧力が解除δれる
と、オイルは内外両スリーブ１１．１０のテーパ付対応
面間Ａｊら追い出さ扛、両対応面は直接の干渉接触（１
ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｃｏｎｔａｃｔ　）の状態に
入ることとなる。それら対応面の間に生じた摩擦力が外
側スリーブ１０の内側スリーブ１１上における軸方向の
移動を妨げ、その結果外側スリーブ１０は内側スリーブ
１１を収縮させた状態に保持する。

このシャフトの連結は、加圧オイルをポート８９を通じ
て再び両ヌリープ１０．１１の夫々のテーパ付対応面間
に注入し、形成される油膜により両スリーブを離間させ
ることによって断たれる。

外側スリーブ１０はその際、テーパ面上に作用するオイ
ルの圧力により内側スリーブ１１の小径部の方向に押し
やられる。−力源状液室８７の中の芽イルは、ある規制
さｆｌ、た速度で排出されることが好ましく、そｎによ
って外側スリーブ１０がオイル皮膜によって内側スリー
ブ１１との係合を解かれる際の過激な前進運動が抑制さ
ｎる。

上述のシャフト連結装置においては、各分割部材２４の
外側面における円弧の長さは同部材の内側面における円
弧長よりかなり大であり、しかも分割部材２４はそｎら
が互にゴムのコード２９によって夫々離間させらｎてい
てそこでは円周方向の圧縮応力というものは全く働かな
いため、分割部材２４と両シャツ）１２．１８との間の
圧力は、内側スリーブ１１の収縮により分割部材２４に
およぼされる負荷の結果として内側スリーブ１１と分割
部材２４の間に発生する圧力よりも実質的に大となる。

従って、本シャフト連結装置は、同程度のサイズの従来
型シャフト連結装置で内側スリーブが直接に両シャフト
上において収縮するものよシもよシ高いトルりの伝達を
可能とするものである。何故ならば、従来型においては
、内側スリーブに起きる円周方向の圧縮応力が同スリー
ブの外周面並びに内周面の弧長の差に基く増幅効果を減
殺してしまうからである。

更にまた、上述のシャフト連結装置においては分割部材
２４が両シャフトの連結部位を覆う如く伸びているので
、少なくとも当該連結装置により伝達されるべきトルク
の一部は、内外両スリーブ１１．１０を通過することな
く直接に分割部材２４を通じて伝えられるのである。

両シャフ）１２．１８に連結装置が取り付けらｒしる以
前において既に同軸であるような場合においては、分割
スリーブ１４は、内側スリーブ１１と分割スリーブ１４
とが両シャツ）’１２　、１８上に取り付けらｎる以前
に、予めナツト４１によって内側スリーブ１１の内側に
位置決めして固定さｎることかむしろ望ましい。しかし
ながら両シャフ）１２．１８を正確に一線上に置くこと
が不可能な時には、外側スリーブ１０並びに内側スリー
プ１１は、予備圧入または予備嵌入位置においてシャフ
ト上に位置決めし、そ几から分割部材２４を内側スリー
ブ１１の内側の定位置に強制的に挿入してもよい。テー
パ孔部２２を形成するために相協力している分割部材２
４のテーパ部分はその際両シャフトの端部を一線上に揃
えるために夫々くさびの役割を演するのである。このよ
うにして連結装置を組立てる場合には、前記ナツト４１
は必要ではない。しかしナツト４１は、連結装置を分解
する場合に各種構成部品の取扱いを容易にする。このナ
ツト４１及び雄ねじ１９は勿論能の適当なる保持手段、
例えばスプリング或いはサークリップなどにより代替さ
せることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるシャフト連結装置の軸
方向の断面を示す図であり、第２図におけるＩ−１断面
図である。 第２図は上記連結装置の端面を示すもので、第１図にお
ける矢印Ａの方向から見たものである（但し構造の詳細
を示すために装置の一部が切り欠か汎ている）、。 第３図は分割ヌリープの側面図である。 第４図は分割スリーブの端部を示す図で、第３図におけ
る矢印Ｂの方向から見たものである。 １０：外側スリーブ　　　１１：内側スリーブ１２．１
８：シャフト　　１４：分割スリーブ１８：小径部分　
　　　　１９：雄ねじ２１：フランジ　　　　　２２：
テーパ孔部２８：円筒形孔部　　　　２４：分割部材２
８ニスロツト　　　　　２９：コード８０：ヌロット　
　　　　　３５：リング形部材８７：環状液室　　　　
　４ｏ：シール部材４１：ナツト　　　　　　　４２：
ロッキングヮッシャｌＲ）２ ＦｔＯ４゜ ２／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同 （１）２個の肩軸シャフトを相互に連結するオイル注入
   式シャフト連結装置にして、（ａ）該２個のシャフトの
   隣接する両端部を取り囲む外側スリーブと、（ｂ）該外
   側スリーブの内側において収縮せしめられた状態で保持
   されるよう干渉嵌合により該外側スリーブと係合する内
   側スリーブと、（Ｃ）前記収縮せしめられた内側スリー
   ブと前記２個のシャフトとの間に圧入され、複数個の実
   質的に剛体である分割部材から成り、その各々が前記２
   個のシャフトの連結部位を覆う如く軸方向に伸びている
   分割スリーブとを含むとともに、前記内外両スリーブ中
   いずれか一方に当該シャフト連結装置の取付けまたは取
   り外しの行われる間該内側スリーブを収縮せしあるべく
   該内外両スリーブ間に圧液な注入する液注入通路を有し
   、作動時において当該連結装置により伝達されるトルク
   の少なくとも一部が、前記内側スリーブ及び外側スリー
   ブを通過することな（、直接前記分割スリーブを通じて
   伝えられることを特徴とするシャフト連結装置。 （２）　　前記分割部材の各々における前記内側スリー
   ブの内周面と接触する部分の表面積が、前記両シャフト
   と接触する部分の表面積より大であり、従って該分割部
   材と該両シャフト間における圧力が、該内側スリーブと
   該分割部材との間の圧力より大となることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のシャフト連結装置。 （３）前記分割スリーブが、前記分割部材の分割円筒形
   部分の集って形成する円筒形孔部と、該分割部材の円弧
   状テーパ部分の集って形成するテーバ孔部とを有し、該
   円筒形孔部の内側表面は前記両シャフトと接触状態にあ
   り、該テーバ孔部の内側表面はその内径の小なる端部に
   おいて該円筒形孔部の一端の内側表面に滑かに連なり、
   それによって本来−線上にない２個のシャフト上におい
   て当該連結装置を組立てる時、それらシャフトの隣接す
   る両端部を覆うようにｉＪ記外側並びに内側スリーブを
   位置決めし、且つ前記分割部材を該内側スリーブの内側
   にその一端部から強制挿入することにより、該分割部材
   のテーパ部分の夫々がくさびの役割を果たして該両シャ
   フトの隣接する端部を正しく一線上に揃えることを特徴
   とする特許許請求の範囲第１項又は第２項記載のシャフ
   ト連結装置。 ｛４｝　　前記分割スリーブが軸方向の面に沿って分割
   され、３つ若しくはそれ以上の同一サイズおよび形状の
   分割部材に分かれていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項乃至第３項のいずれかに記載のシャフト連結装
   置。 （５）前記分割スリーブが４閂の分割部材からなること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載のシャフト連結
   装置。 Φ （６）前記分割部材の各が、その外側表面に１個若しく
   はそれ以上の軸方向スロットを備えて、それにより該分
   割部材のヤ半径方向の剛性が゜減ぜられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに
   記載のシャフト連結装置。 （７）前記分割部材が、それ等の長手方向の大部分に亘
   って容易に変形し得る材料より成る隔て部材により相互
   に離間させられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第６項のいずれかに記載のシャフト連結装置
   。 （８）前記分割部材の各々が、それの軸方向に伸びる一
   方の側面に、弾性材料より成るストリップを前記隔て部
   材として備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項記載のシャフト連結装置。 ｛９｝前記弾性材料製のストリップが、前記分割部材の
   軸方向に伸びる一側面に形成された一つのスロットの中
   に配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第８
   項記載のシャフト連結装置。 叫　前記弾性材料製のストリップが、前記分割部材の軸
   方向に伸びる一側面に接着されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第８項記載のシャフト連結装置。 （１１１　　前記分割スリーブが前記内側スリーブの内
   側に組み込まれ、よって当該シャフト連結装置の組ケて
   又は分解時にその取扱いを容易ならしめるよう該内側ス
   リーブと一体の組立体を形成することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれかに記載のシャ
   フト連結装置。 （功　前記分割スリーブの一端部においては前記分割部
   材の相隣接するものの軸方向に伸びた軸方向側面が相互
   に当接し合い、該軸方向側面の残余の部分は相互に離間
   させられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第１１項のいずれかに記載のシャフト連結装置。 ＋１３　　前記分割スリーブの前記一端部の外側に嵌合
   され１前記分割部材の相隣接する軸方向側面を該分割ス
   リーブの前記一端部において部分的に当接状態に保持す
   る保持手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項記載のシャフト連結装一端部の上に形成された雄ね
   じに螺合する１個のナツトを含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第１３項記載のシャフト連結装置。 （１５）前記分割スリーブの他方の端部に、半径方向に
   外方に張り出した環状の７ランジが設けられ、且つ前記
   内側スリーブが該環状７ランジと前記保持手段との間に
   位置していることを特徴とする特許請求の範囲第１３項
   または第１４項記載のシャフト連結装置。