JPS59155626A - 軸継手 - 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、伝動方向を横切る少なくとも２個の平坦な傾
斜面を各々具えた２個のカンシリング部材と、互いに背
き合った２個の平坦な滑ｐ面を各々具えた滑シキーと、
圧迫体とを有する軸継手に係わシ、この継手において一
方のカンプリング部材及び他方のカンプリング部材の、
対をなして互いに対向する各２個の平坦な傾斜面は間隙
を構成し、この間隙内に前記滑シキ−が配置されておシ
、またこの滑シキーは前記圧迫体上に支持されている。

米国特許第４，３７３，９２５号明細書に弾性的な軸継
手が記載されておシ、この継手の両カンプリング部材は
同様の新車（Ｚｅｎｔｒａｌｒ’ａｄｅｌ）として形成
される。これらの新車は平坦な傾斜面を具えた目を有し
、核間は対をなして互いに対向して、半径方向に開いて
いる間隙を構成する。これらの間隙に遊星歯車の楔形の
歯が噛合し、該遊星歯車はリング形の圧迫体を有する。

この弾性軸継手に荷重を加えると、両カンシリング部材
は互いに関して板曲がり、その際上記の間隙は狭まる。

継手を噛合い継手として形成した場合、間隙は軸方向で
互いに噛合する爪の間に生じ、これらの爪は上述の傾斜
面を有する。弾性の圧迫体によって、滑りキーへの弾性
荷重付与が達成され得る。滑りキーと圧迫体とは互いに
対向する表面を有し、これらの表面の形態は互いに一致
しておシ、その結果継手の荷重時、圧迫体は滑９キーの
表面に多少とも強固に密着する。軸継手の弾性は、圧迫
体を適当に形成することによって設定きれる。大トルク
用の継手の場合、圧迫体の寸法が所望の弾性も負荷容量
も顧慮しつつ決定されなければならない点に困難が生じ
、即ちその際相反する要求が満たされなければならない
。許容可能な面圧力が超過されないように、伝達される
べきトルクが大きいほど互いに係合するカンプリング部
材及び滑シキーの総面積も大きくなければならず、即ち
原則として滑シキーの数乃至圧迫体の変形箇所の数が増
加されなけ゛ればならない。しかしそれによって、体積
を同一とすると軸継手の弾性は甚だしく低下し、乃至捩
れ角は減小する。更に、圧迫体が必要な弾性を有するよ
うに、製造公差は比較的小さく規定されなければならな
いであろう。また、上述のような知られている軸継手で
は、振動特性及び緩衝特性に関して一定の温度従属性が
認められた。

従って本発明は、上述のような軸継手を構成上値かな無
駄しか伴わずに、所望の弾性が僅かな製造コストで達成
されるようにして形成することを目的とする。形成され
る軸継手は、特に４〜５度の範囲の太きい捩れ角を許容
し、乃至は高い弾性を有し、その際可能な限り小でい体
積並びに僅かな質量しか必要とされない。その上この軸
継手は可能な限シ僅かな不均衡性しか有さす、大きい回
転数用に適している。正に大型機械構造への適用のため
には、即ち大きいトルクの伝達の際には、体積を減小し
つつ同時に高い弾性を得ることが決定的に重要である。

ここで大きいトルクとは、１００万ニユートンメートル
よジも大きいトルクを指す。上記軸継手は特に、大きい
トルクを伝達するべく大型機械構造に適用するのに適し
ている。更にこの軸継手は作業上安全であシ、かつ作業
に関する必要条件Ｖｃｋ）え得る。その上この軸継手は
個々の必要条件に容易に適合きれ得、その除特に弾性荷
重及びそれに伴って弾性が明確に設定され得る。

上記の目的は本発明によって、圧迫体と少なくとも１個
の滑シキーとの間に、半径方向に弾性荷重を加える弾性
エレメントが設置されていることで達成きれる。

本発明による軸継手は単純な構成によって秀でておシ、
上記弾性エレメントによって継手の弾性が確実かつ明確
に設定され得る。継手の弾性は外的な影響、特に製造公
差、温度の影響等にほとんど左右されない。本発明によ
る構成に基づき、設定された弾性の達成に必要とされる
滑シキー乃至変形箇所の数は非常に容易に、知られてい
る軸継手に比較して著しく低減式れ得る。ここで留意さ
れるのは、変形箇所の数が増加すると半径方向の弾性力
も均衡を失するほどに増大することである。

即ち変形箇所が３箇所の場合は半径方向力について係数
（Ｆａｋｔｏｒ）　３０が顧慮されるべきである一方、
変形箇所が２箇所であれば５のオーダの係数が顧慮され
るべきである。本発明によって提案される、滑りキーと
圧迫体の間に位置する弾性エレメントに基づき、変形箇
所は非常に容易に少数に維持てれ得、その際一方では弾
性エレメントによって必要な半径方向力かもたらきれ、
また他方では非常に大きな捩れ角目体も大トルクのもと
で達成される。従って本発明によれば、体積はごく僅か
な無駄しかｍわずに、これまでに知られている継手に比
較して著しく減小され得る。本発明による軸継手は、対
応する体積を有する従来のｒ１鵬迷子に比較してはるか
に高い弾性を有し、この結果互いに連結されるべき機械
部材間の捩れ角も著しくより大きいものが許容され得る
。従って例えば、本発明による軸継手によって駆動モー
タに連結される伝動装置も、始動衝撃または他の負荷頂
点が軸継手によって受止められるので従来よシもはるか
に小屋に形成で扛得る。圧迫体は、本発明によれば剛性
に形成されておシ、この結果該圧迫体の゛寸法決定の際
も弾性に関して伺ら妥協の必要は無い。更に、各間隙内
には本発明の範囲内において、滑り面かあるいはまた傾
斜面である少なくとも１個の面が回動自在に配置されて
おシ、それによっ□　て、荷重が変化する際に必要とな
る適合性が得られる。

特別の具体例において、各滑９キーは弾性エレメントに
よって、半径方向において内側に配置された実質的に剛
性に形成されている圧迫体上に支持妊れている。対称性
の配置が保証されておシ、弾性エレメントは圧迫体を中
心に配して位置する。

不均衡は確実に回避される。圧迫体を内側に配置するこ
とに基づき、滑やキーは遠心力によって半径方向におい
て外側へと変位され、カップリング部材の傾斜面に圧着
される。遠心力は弾性エレメントの弾性力を特に有利に
強化し、前記エレメントは対応してよシ小ざく寸法決定
され得、またとれによって体積も減小され得る。

本質的な一構成では、圧迫体は少なくとも１個のチャン
バを有し、このチャンノ々内に弾性エレメントが配置さ
れている。従って弾性エレメントは、圧迫体内乃至該圧
迫体のチャンバ内に特に好ましい方法で一体に取付けら
れ得、その際比較的長い弾性行程及び／または比較的大
きい弾性力も難無く設定され得る。本発明に本質的なこ
の構成によって体積、及び特に軸継手の直径は更に減小
される。

別の構成では、内部に滑シキーが配置されている各間隙
内において少なくとも１個、好ましくは２個の傾斜面及
び／または滑シ面が回動自在に配置されている。これに
よって、それ自体公知である荷重変化への適合が達成さ
れ、この適合は本発明による支持体との結合をももたら
す弾性エレメントによって確実に保証される。

好ましい構成では、滑シキーの圧迫体に対向する表面は
平坦に形成されている。これによって滑シキーのコスト
的に好ましい製造が達成され、更に弾性エレメント及び
／または弾性エレメントと滑シ部材との間に設置される
別のエレメントのだめの適尚な接触面が創出される。上
記の表面は。

半径方向平面に対して実質的に垂直であシ、正確な半径
方向への弾性荷重が保証されている。該表面はまた、回
転軸に対して平行であることが好ましい。

好ましい構成では、滑シキーの上記表面の一部分と対向
する圧迫体表面との間に静止位置において間隔が存在す
る。荷重の際この間隔は狭まシ、その結果場合によって
前記の表面同士は接触する。

即ち一定の当接状態が設定されておシ、弾性エレメント
の過負荷は確実に回避される。この時、継手はもはや捩
れ不能である。

特に好ましい構成では、圧迫体のチャンバ内に圧力媒体
に押されて作動するピストンが配置されておシ、また更
に、別のチャンバに達する少なくとも１個の狭隘箇所が
圧力媒体用に設けられている。これによって、比較的僅
かな無駄しか伴わずに、油圧オイル等の圧力媒体によっ
て確実な緩衝が達成される。従ってカンシリング部材間
の荷重衝撃は確実に緩和でれる。圧迫体が少なくとも２
個のチャンバを有する場合、これらのチャンバは１個ま
たは複数個の狭隘箇所を介して互いに結合され得る。例
えばトルクによって１個のピストンが半径方向において
内側へ、また別のピストンが外側へと押遣られると、圧
力媒体は一方のチャンバを出、狭隘箇所を経て他方のチ
ャンバに至る。

緩衝の程度は明確かつ計算可能に設定きれ得、その際特
にチャンバ、狭隘箇所並びに圧力媒体用の全流路の形態
によって個々の必要栄件が船釣され得る。

本質的な具体例において、滑シキーに対向するチャンバ
は圧迫体内部の補償チャンバと結合状態にｓｂ、前記補
償テヤンノ々内には弾性エレメントに押されて作動する
ピストンが配置されている。

好ましくは、滑り部材に対向する全チャンバは同一の補
償チャンバと結合状態にあるう補償チャンバの弾性エレ
メントは、滑シキーに対向するチャンバの弾性エレメン
トと共にかあるいは択一的に設置され得る。好ましい具
体例において補償チャンバ内にのみ弾性エレメントが存
在する場合、その他のチャンバ内へも弾性ニレメンｉｆ
配置することは省略され、それによって製造及び取付け
が少なからず各易となる。即ち、圧力媒体は軸継手が完
全に組合されて初めてチャンバ内へもたらされ得、その
際滑シキー及びカンプリング部材に事前に予荷重が加え
られるということはあり得ない。

特別の構成では、半径方向において内側に位置する圧迫
体が中心に軸方向穿孔を有し、この穿孔は半径方向穿孔
、特に半径方向へ延伸する狭隘箇所を介してチャンバと
結合状態にある。これによって、圧迫体の製造並びにチ
ャ７７９間に設けられる結合の創出は特に容易に可能と
なる。補償チャンバも軸方向穿孔として形成されること
が好ましいが、その際該チャンバはよシ大きい直径を有
することが有利である。更に補償チャンバは、滑りキー
に対向するチャンバとは別の半径方向平面内に配置され
ることが好ましく、それによって圧迫体は最適に活用さ
れる。この場合補償チャンバはまた、他のチャンバとは
無関係に寸法決定され得、かり飼々の８髪条件に応じて
形成され得る。

本質的な構成において、中心の軸方向穿孔及び／または
補償チャンバは蓋によって閉じられている。軸方向穿孔
祉、圧力媒体が特に容易に供給され得る袋状または貫通
型として形成されることが好ましい。

本発明に本質的な他の特徴及び構成を、添付図面に基づ
き具体例によって以下に詳述する。

第１図の下半部から、リング形のカップリング部材２が
知見され、この部材２は中心の圧迫体４を囲繞する。こ
の図の上半部からはカップリング爪６及び８が知見され
、爪６はカップリング部材２に、また爪８は別のカップ
リング部材に付属する。カップリング爪６．８間の間隙
ｌＯ内に滑りキー１２が位置し、との渭シキー１２は補
償体１４を含む。爪６．８の傾斜面１６．１８は補償体
１４において、滑シ面２０に対向している。実質的に半
径方向に生じる反衝力を回避するために、択一的な好ま
しい具体例では、滑クキー１２乃至その補償体１４とカ
ップリング爪６．８との間に針軸受２２が設置され得る
。別の間隙２４内に拡縮ばね２６が位置し、この輪ばね
２６によって、負のトルクが出現した際カップリング爪
６．８のひどい衝突が回避される。本発明の範囲内にお
いて１個または複数個の上記補償体が対応してカップリ
ング部材上に配置され得ることは明白であろう。

中心の圧迫体４は半径方向を向いたチャンバ２８を有し
、このチャンバ２８は各々１個の滑シキー１２に対向し
ている。各チャンバ内には弾性エレメント３０が位置し
ており、このエレメント３゜はこの例では板ばねノｑケ
ットとして形成されてｂる。弾性エレメントは本発明の
範囲内において摩擦ばねとしても形成され得、該摩擦ば
ねは２ＷＡの外側リングから成り、これらのリング上に
、錐形面を介して中間リングが支持される。このような
摩擦ばねでは、摩擦係数と従って緩衝４ＩｉＦ性とは非
常に答易かっ厳密に設定され得る。滑シキー１２は平坦
な表面３２を有し、この表面３２は剛性の圧迫体４の同
じく平坦な表面３４に対向している。

滑ｐキー１２はその表面３２の一部分によってチャンバ
２８を凌駕し、それによって弾性エレメント３０の圧縮
の際の確実な当接が保証されてｂる。

第２図は噛合い継手の軸方向縦断面図乃至側面図を示し
、この図では第二のカップリング部材３６も知見され得
る。圧迫体４は実質的に剛性のリングとして形成されて
おシ、軸３８上に支持されている。第２図の上部にも、
針軸受２２が認められる。ここで再び明白であると思わ
れるのは、上記のような軸受によって、滑クキ−とカッ
プリング爪との間の摩擦の影響が著しく低減され、その
結果カップリング部材２．３６間の反衝力が実際上回避
されるということである。カップリング部材２．３６は
ねじ孔４ｏを具備しておシ、これらの孔４０を介して他
の機械部材乃至軸との結合が創出され得る。軸３８はそ
の端面３９によって、特に互いに連結されるべき機械軸
に接触し得、かつそれによって軸方向において固定され
得る。弾性エレメントの、本発明による対称性の支持及
び／または配置によって、圧迫体４の有効な心合せがあ
らゆる作業条件下に保証される。

第３図は軸継手の一具体例を示し、この例において中心
の圧迫体４は、回転軸に関して対称性に配置された４個
のチャンバ２８を有する。各チャンバ内にはピストン４
２及び弾性エレメント３０が位置しており、該エレメン
ト３０は一方では半径方向において内側に位置するチャ
ンバ２８底部に、また他方ではピストン４２の内側表面
に支持されてｂる。圧迫体４は更に軸方向穿孔４４を具
備しておシ、この穿孔４４は半径方向を向いた穿孔４６
を介して、４個の半径方向チャン７７２８と結合されて
いる。滑９キー１２はその平坦な、半径方向において内
側に位置する表面３２によってピストン４２に接触して
いる。この図でも滑りキー１２の補償体１４は明らかに
知見され、補償体１４とカップリング爪６．８との間に
は、反衝力回避のための針軸受２２も示されている。

チャンバ２８及び軸方向穿孔４４は圧力媒体、自穿孔４
６は圧力媒体用の狭隘箇所を構成する。

継手の荷重の際滑りキー１２が半径方向へと運動すると
、対応して圧力媒体は半径方向穿孔４６乃至狭隘箇所を
経て流れ、その際前記運動の抑制が有効に実施される。

特に狭隘箇所乃至半径方向穿孔４６の寸法を対応して決
定することによって、緩衝特性は明確に設定され得る。

ここで決定的に重要であるのは、範囲からの影響、特に
温度変化または消耗の影響が比較的僅かでしかなく、結
局軸継手の緩衝特性はあらゆる適用条件に関して正確に
計算され得かつ設定され得ることである。

第４図の断面図は、中心に軸方向穿孔４４を有する圧迫
体４を示す。軸方向穿孔４４はこの例では袋状穿孔とし
て形成され、蓋５４によって閉じられている。蓋５４に
設けられた開口部６０を通過して、圧力媒体はチャンバ
４４内へ容易に供給され得、この供給後前記チャンバ４
４はねじ等によって閉じられる。軸方向穿孔４４は半径
方向チャンバ２８の各々と、２本の半径方向穿孔４６を
介して結合状態にある。半径方向穿孔４６の数によって
も緩衝特性が所望のように設定され得ることは明白であ
る。

第５図は一つの変形例を示し、この例において滑ｐキー
１２と爪６．８とは滑シ軸受を介して互囚に近接してい
る。一方のカップリング部材及びこれに伴われたカップ
リング爪８は、カップリング爪６を有する他方のカップ
リング部材に関して矢印４８の方向へと、トルクによっ
て荷重を加えられる。その結果、図中左側に示した滑り
キー１２並びに右側に位置する滑りキーは半径方向にお
いて内側へと押される。これに対して、図中下方乃至上
方に位置する滑シキー１２は、半径方向において外側へ
と移動される。この際、側方のチャン／々２８から出た
圧力媒体部分は半径方向穿孔４６から軸方向穿孔４４を
経、最後に上方乃至下方の穿孔４６を経てその場のチャ
ンバ２８内へと押遣られた。続いて、上述した運動の進
行の抑制が起こる。緩衝の程度は、圧力媒体に押されて
作動するシステムの寸法並びに特に狭隘箇所の寸法を対
応して決定することによって明確に設定されている。

図中側方に示した滑りキー１２は荷重によって、半径方
向において内側へと押され、その際表面３２から圧迫体
４の平坦な上表面３４までの距離は減少した。更に荷重
を加えると上記の表面３２及び３４は接触し、その結果
弾性エレメント及び液圧システムは過度の荷重から保護
される。ピストン４２の内側の端面５０も、やはシ当杉
をもたらすべく圧迫体４の対向面と係合し得る。本発明
によればこれによって、継手の弾性的な領域が制限され
、荷重が更に増大される場合軸継手の伝動特性は捩れ不
能を示すものとなる。

第６図は、別様に実現された２個の軸継手の、二つの特
徴的な特性曲線を示す。実線６２は、その滑シキーが対
向するカップリング爪の傾斜面に転が９部材、特に針軸
受を介して支持されている継手に該当する。これに対し
て一点鎖線６４の方は、その滑りキーが適轟な潤滑剤を
塗布されているかまたは対向するカップリング爪の傾斜
面にＤＵライニングを介して支持されている継手に該当
する。継手特性から直接知見されるのは、本発明による
軸継手は非常に大きいトルク用の場合でも大きい捩れ角
（ψ）並びに高い弾性を有することで、トルクＴｋが１
００万ニユートンメートル（Ｎｍ）よシ大きくても高い
弾性が得られ、しかも体積はその場合でもごく僅かであ
る。、また、滑シキーとカップリング爪との間の摩擦係
数を対応して設定することによって、継手の特性が所望
のように設定され得ること紘明白である。

第７図は、原則として第１図の継手と比較され得る具体
例を示す。この例でも軸方向穿孔４４が設けられておシ
、この穿孔４４は対称性に配置された４個の滑りキー１
２に関連する４個の半径方向チャンバ２８と、半径方向
穿孔４６を介して結合状態にある。この具体例の場合は
４個の滑シキー１２が、弾性エレメント３０の力に逆い
半径方向において内側へと押される。

第８図からは、中心の圧迫体が補償チャンバ５２を具備
していることが知見され、このチャンバ５２は軸方向穿
孔４４に直接接続し、中はシ圧力媒体、特に油圧オイル
で満たされている。補償チャンバ５２は蓋５６によって
閉じられておシ、蓋５６とピストン５８との間には弾性
エレメント３ｏが設置されている。本発明の範囲内にお
いて、このただ１個の弾性エレメント３０で十分であシ
、従って上述した、半径方向チャンバ２８内に設置され
る弾性エレメント３０は省略されてもよい。補償チャン
バ５２内の弾性ニレメン）３０によって、滑りキー１２
は半径方向の弾性荷重を、導入される圧力媒体を介して
加えられる。しかし、補償チャンバ５２内にも半径方向
チャンバ２８内Ｋ［弾性エレメント３０が配置されてい
るような具体例も本発明の範囲内である。この軸継手の
荷重の際には、既に述べたように総ての滑りキーが半径
方向において内側へと移動される。補償チャンバ５２の
ピストン５８に弾性荷重が加えられることによって、圧
力媒体はチャンバ２８から半径方向穿孔４６を経て補償
チャンバ５２内へと流動し得、それによって緩衝が行な
われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は中心の圧迫体が弾性エレメント用のチャンバを
有する軸継手の、一部横断面を示す軸方向から眺めた平
面図、第２図は第１図の軸継手の部分的な軸方同断面図
及び部分側面図、第３図は非荷重状態にある液−圧緩衝
式軸緬手の説明図、第４図は第３図の線■に涜った断面
図、第５図は荷重状態にある第３図のものと同様の軸継
手の説明図、第６図は二つの具体例の特徴的な特性曲線
を示すグラフ、Ｎ７図は第１図のものと同様の軸継手の
長手軸を横切る断面図、第８図り中心に補償チャンバを
具えた軸継手の部分的な軸方向縦断面図である。 ２．３６・・・カップリング部材、４・・・圧迫体、６
．８・・・カップリング爪、１０．２４・・・間隙、１
２・・・滑シキー、１４・・・補償体、１６、１８・・
・傾斜面、　２ｏ・・・滑ｐ面、２２・・・針軸受、　
　２６・・・輪ばね。 ２８・・・半径方向チャンバ、３ｏ・・・弾性エレメン
ト、３８・・・軸、４ｏ・・・ねじ孔、４２．５８・・
・ピストン、４４・・・軸方向穿孔、　４６・・・半径
方向穿孔、５２・・・補償チャンバ、５４．５６・・・
蓋、６０・・・開口部。 ｆ−＞ＶＩＩＩ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）伝動方向を横切る少なくとも２個の平坦な傾斜面
   を各々具えた２個のカップリング部材と、互いに背面す
   る２個の平坦な滑シ面を各々具えた滑シキーと、圧迫体
   とを有する軸継手であって、一方のカップリング部材及
   び他方のカップリング部材の平坦な傾斜面は２個ずつ対
   をなして互いに対向して間隙を構成しており、この間隙
   内に前記滑υキーが配置てれておシ、またこの滑υキー
   は前記圧迫体上に支持されておシ、圧迫体と少なくとも
   １個の滑シキーとの間には半径方向に弾性荷重を加える
   弾性エレメントが設置されていることを特徴とする軸継
   手。 （２）各滑クキ−が弾性エレメントによって、半径方向
   において内側に配置された実質的に剛性に形成されてい
   る圧迫体上に支持されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の継手。 （３）圧迫体が少なくとも１個のチャンバを有しており
   、このチャンバ内に弾性エレメントが配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の継手。 （４）内部に滑シキーが配置されている各間隙内におい
   て少なくとも１個、好ましくは２個の傾斜面及び／また
   は滑シ面が補償体に回動自在に配置きれていることを特
   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
   記載の継手。 （５）清うキーの圧迫体に対向する表面が平坦に形成さ
   れておシ、かつ好ましくは半径方向平面に対して垂直並
   びに回転軸に対して平行に配置さ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４項のいずれかに記載
   の継手。 （６）滑多キーの上記表面の一部分と対向する圧迫体表
   面との間に静止位置において間隔が存在し、この間隔は
   荷重時に零に近付くとと′ｆ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継手。 （カ　チャンバが半径方向に配置されておシ、及び／ま
   たは半径方向穿孔として形成さ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
   継手。 （８）圧迫体のチャンバ内に圧力媒体に押されて作動す
   るピストンが配置されておシ、また別のチャンバ及び／
   または穿孔との結合をもたらす少なくとも１個の狭隘箇
   所、特に穿孔が設け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７項のいずれかに記載の継手。 （９）半径方向チャンバが圧迫体内部の補償チャンバと
   、狭隘箇所を介して結合状態にあり、前記補償チャンバ
   内には弾性エレメントに押されて作動するピストンが配
   置さ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８項のいずれかに記載の継手。 Ｑ〔半径方向において内側に位置する圧迫体が中心に軸
   方向穿孔を有し、この穿孔は好ましくは半径方向穿孔と
   して形成されている狭隘箇所を介してチャンバと結合状
   態にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ９項のいずれかに記載の継手。