JPS5924287B2 - 交差軸用撓み継ぎ手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は動力伝達用の回転軸と、これｔこ対して交差
している他の回転軸とを結合するための撓み継ぎ手Ｅこ
関するものである。

さらにのべれば、小さな角度で交差している１駆動軸と
、被動軸との間に無理な力が生じないように回転力を伝
えろための軸継き手である。

従来この種の継ぎ手として第５図及び第６図Ｉこ示す如
く駆動軸に取付けられた駆動フランジと、被動軸に取付
けられた被動フランジとの間ｔこ、複数の正方形の薄板
ばねを介入し、該薄板ばねの対角線の一つの両端部を駆
動フランジに他の対角線の両端部を被動フランジ〔こ夫
々結合したものが存在するが、これでは両軸間（こ大き
なトルクを伝えようとして、該薄板ばねの厚さを大きく
すると、その応力が大きくなり、疲労によって破壊され
る。

この応力を小さくするためＣと、該薄板ばねの厚さを小
さくすると、両軸間の伝達トルクも小さくなる。

斯様ｔこ薄板ばねの弾性応力を小さくすることと、伝達
トルクを大きくすることとを同時（こ両立することは困
難である。

本発明の目的は、このような困難な問題点を解決し、伝
達トルクを大きくするために、薄板ばねの厚さを大きく
しても、そのばねの応力が前記従来のものより増加しな
いようにすることである。

この発明を添付図面によって説明すると、次の通りであ
る。

一枚の薄鋼板から主体５の両端部１こ於ける両側に夫々
腕１，２，３．４を一体的に結合した形状のものを形成
し該６腕の長さ方向を上記主体５の長さ方向に対して、
夫々約４５度傾斜し、該主体引こ対して同軸に位置する
二本の腕の各自端を互ｔこ近接し、これら４本の腕１．
２，３，４で略正方形を形成し、該主体及び腕の軸心方
向の厚さｔをそれらの巾すより小さくして、該厚さ方向
に可撓性を、ヌ巾す方向（こ剛性を夫々もたせ、前記６
腕の中で互に平行な二本の腕の自由端１ａ、３ａを１駆
動フランジ６にボルト７．８で、又１也の平行な二本の
腕の自由端２ａ、４ａを被動フランジ１０にボルトｌＬ
１２で堰付けた交差軸用撓み継ぎ手である。

なお、１５は１駆動軸、１６は被動軸、１７゜１８．１
９，２０は夫々座金、２１はフランジに形成した逃げ孔
である。

駆動フランジ６を矢印Ａ６方向ｔこ回転すると、ボルト
７．８で結合された腕１の自由端１ａ。

３ａも一緒（こ同方向に回転し、これらの腕１，３と一
体の腕２，４の自由端２ａ 、４ａｉこ結合されている
被動フランジ１０を同一方向Ｅこ回転するものである。

この際、６腕１．２，３，４は主体５の長さ方向に対し
て、約４５度傾斜しているので、その腕１１こは長さ方
向の引張り力Ｔ１、ヌ腕２にはその長さ方向の引張り力
Ｔ２が生じ、これらの引張り力で被動フランジ１０Ｅこ
トルクを与えろ。

ヌ、この引張り力ＴＩ 、Ｔ２ｆこよって生ずる主体５
の長さ方向の圧縮力Ｐは他の腕３，４の引張り力Ｔ３゜
Ｔ４によって生ずる圧縮力−Ｐと平衡する。

斯様にして駆動フランジのトルクを被動フランジｌこ伝
えるものであり、両軸が小さな或角度θで交差している
場合、主体５及び腕１．２，３，４はその軸心方向の厚
さｔが巾すより小さくしであるから、その厚さｔ方向ｌ
こ撓んで、第３図１こ示すような曲線状態Ｅこ弾性変形
する。

これと同様ｌこ他の腕３，４も弾性変形する。

この際、腕１と腕２はそれらの長さの合計長さの間で、
角度θだけ弾性変形することｌこなる。

これｔこ対して従来の継ぎ手は第５図、及び第６図１こ
示す如く正方形の薄板はね２１の対角線の両端を１駆動
フランジ６ｔこポルｔ−２２，２３で、他の対角線の両
端を被動フランジ１０１こポル１−２４ 、２５で夫々
取付けたものであるから、該駆動フランジ６の径を前記
本願の実施例のそれと同じ大きさｌこした場合、薄板ば
ねの曲乙部分の長さ、所謂曲りしろは前記略正方形の一
辺の長さであり、本発明の腕の曲りしるの約１／２であ
りしかもその曲り形状は蛇行形となる。

従って、本発明は従来のものと比較して被動軸が駆動軸
ｌこ対して同じ角度θだけ傾斜していても腕１，２の単
位長さ当りの弾性変形量は少くてすむ。

これを理論的に説明すれば、梁の途中ｌこ外力がかから
ない場合は剪断力が一定であるから、その積分である所
の曲げモーメントは一次式である。

そして梁の長さ方向の距離をＸ、それと直角方向の変位
をｙとすると、梁の慣性能率が一定であ ２ ｙ れば、曲げモーメントと曲率□が比例するかｘ２ ら、該変位ｙを求めるには曲げモーメントを二度積分す
ればよく、ヌその曲げモーメントは前述の如くＸの一次
式であるからｙはＸの三次式となり、ｙ＝ａｘ３＋ｂｘ
２＋ｃｘ＋ｄ 、、、、、、（Ａ）で表される。

第３回着こおいては ｄｙＩ Ｘｌ−０のときｙｌ−０、且つ−＝０であるか算式は
ｄｘｌ ｃ＝０．ｄ＝ｏとなり、 ｙｌ＝ａ１ｘ１＋’ｂｌ ｘｌ・・・・・・・・・・・
・（１）で表される。

更に本発明は交叉軸のｘ（＝１１１ｔこおけ石切線と、
Ｘｌ−０におけろ切線、即ちＸ、軸とは１駆動軸と被動
軸との交点Ｑで交るから、該曲線の線分は左右対称とな
り、（１）式に於ける３次の項はなくなり、（１）式は ｙｔ＝ｂ１ｘＹ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２）となる。

そこで、二軸の交叉角をθ、腕１，２の曲る部分の長さ
を４１とすれば、（２）式より ｄｙＩ −二２ ｂｘｌとなり、又、第３図から明らかＸ１ な通り、ｘｌ＝Ｊ！１に於いては ｄｙＩ −＝ｔａｎθであるから ｄＸ１ｔ３□θ ｂｌ−□ となる。

１１ ｄｙＩ Ｘｌ 故に□＝ （−） １ａｎθ・・・・・・・・・・・・
・・・（３）ｄＸｌ １１ ４″“ １°“０ ・・・・・・・・ （４）と
なる。

ｄｙＩ １１ 次に第５図の従来の薄板ばね２１の曲線はｙ２ Ｘ２−０のとさＸ２二〇かつ□二〇であるかｘ２ 臼λ式はｃ＝０．ｄ＝０となり、 Ｘ２＝ａ２ ｘｉ ＋ ｂ２ ｘ”２ ・・・・・・
・・・・・・（５）で表される。

そして、二軸の交叉角θ、薄板ばね２１の曲る部分の長
さを１２とした場合、（５）式はｘ２＝１２）こおいて ２−Ｏ ｙ２ かつ−＝ ｔａｎθであるから ｘ２ これによりＸ２ 、ｂ２を求めれば、 ｔａｎθ ｔａｎ θａ２二□、ｂ
２ ＝ニーーとなる。

ｌ蕃 １２ 故ｌこＸ２−１２ｔａｎθ（（−）３−（−□）２）・
・・（６）テ２ ２１２ 表される。

ｙ２ 従って一−ｔａｎθ（３（顕アー２（シ））ｄｘ２
１２ １２・・・・・・・・・・
・・ （７） ｄ２ｙ２ ｔａｎθ Ｘ２ − ＝ −（６−−−２）・・・・・・・・・・・・（
８）となり、ｄｘ２ １２ １２ （８式は ｘ２＝１２ Ｅこおいて、 ｄｙｅ ４““０ ・・・・・・・・・ （９
）となる。

ｄｘ２１．２ 第３図及び第５図より明らかに４□二２１２であるから
、両回線の曲率の比は（４）式及び（９）式より、従っ
て本発明の腕の応力を従来の薄板ばねの応力と等しくな
るよう（こすれば、該腕の軸方向の厚さｔを薄板ばねの
それの８倍をこすることができる。

更にこ実際には工作上ｌ、 ＞ ２ Ａ２とせざるを得
ないので、１０倍以上にこなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜面図、第２図は分解図、第
３図は本発明の理論説明のための平面図、第４図は第３
図の被動フランジを外した場合の正面図、第５図は従来
例の第３図Ｅこ相当する平面図、第６図は同従来例の第
４図Ｅこ相当する正面図である。 Ｌ２，３，４・・・・・・腕、１ａ、２ａ、３ａ。 ４ａ・・・・・・自由端、５・・・・・・主体、６・・
・・・・駆動フランジ、１０・・・・・・被動フランジ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸心を通る薄板状の主体の両端の両側に夫々薄板状
   の腕を該主体と同一平面上に、且つ一体に形成し、該腕
   の長さ方向を上記主体の長さ方向に対して約４５度傾斜
   すると共ｌこ、該主体Ｅこ対して同側に位置する二本の
   腕の各自由端を互ｌこ近接して、それらの腕でほぼ正方
   形を形成し、該主体及び腕の軸心方向の厚さをそれらの
   巾より小さくシ。 前記腕の中で互（こ平行な一対の腕の自由端を、駆動フ
   ランジに、ヌ他の平行な二つの腕の自由端を被動フラン
   ジＥこ夫々取付けた交差軸用撓み継ぎ手。