JPS5937334A - 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】 この発明はコイルはね全回転伝達弾性エレメントとする
軸継手に関する。

軸心間の狂いの調節および緩掬作用が比べ的大きいこと
から伝達エレメントとしてコイルはね全使用した軸継手
がいくつか商品化されている。

第１図はこの上うな軸継手の一例を示している。

このｑ４ＩＩ継手では同かい合った一対のハブ１にそれ
ぞれ複数のはね穴２が設けられている。はね穴２にはコ
イルはね３がハブ１間にかけ渡されるようにして挿入さ
れている。トルクは一方の八ツ１から他方のハブ１ヘコ
イルはね３を介して伝達される。＠心間の狂いの調節お
よび緩衛作用はコイルばね３がはね軸に対して横方向に
変形することによって行なわれる。

第１図に示す軸継手は構造が簡単であるが、次　　　（
のような問題がある。すなわち、コイルはね３ははね穴
２に遊合しているので、両ハブ１間に遊びがあり、回転
角精度が悪い。特に、はね穴２の内周面は使用中にコイ
ルはね３による打球および擦過によって拡大する。これ
によって回転角精度は一層低下し、またコイルはね３の
疲労破壊が窄められる。

この発明は構造が簡単であるという利点をもった第１図
の軸継手を改良したものである。

この発明は構造が比較的簡単であり、ハブとコイルはね
との間に遊びのない軸継手を提供しようとするものであ
る。

不兄明の軸継手はそれぞれはね穴を有するフランジが円
筒部の一端に設けられた第１ハブおよび第２ハフならひ
にコイルはねどからなっている。

第１ハフおよび第２ハブとはこれらのフランジが向い合
うようにして配置されている。そして、コイルばねが両
フランジにかけ渡され、はね締付はボルトにより圧縮さ
れた状態ではね穴に細りはめされている。

上記のように構成された軸継手は、コイルはねを圧縮す
ると、その撓み量に比例して、無負荷時の外径より、圧
縮時の外径が大きくなる特性全利用している。すなわち
、駆ｍＪ４ＩｌｌＩ倶］及び被動軸側ハブのばね穴に組
込時はコイルはねを無負荷で、自由に穴部に挿入可能な
寸法とし、心出し完了後コイルはねを圧縮することによ
゛す、穴部にコイルばねの外周を弾性的に圧着する。回
転時には、コイルはねばばね輔とば角方向に、伝達トル
クに比例して、弾性変形し、トルクを伝達すると共に緩
匈作用を行う。ハフと弾性エレメントとの間に遊びはな
く、更に穴部に多少の摩れが生じても、コイルはねの外
径が増大する弾性力により、常に遊びのない状態を保ち
、緩衛作用と、軸心調型作用を行う。

本発明の特長の一つは、前記の如く、コイルはねにより
、常に遊ひのない状態に保持出来ると共に、駆動軸１０
１１ハブから被駆動肛１側ハフに直接にコイルはねのみ
によりトルクを伝達出来る構造に設計可能であり、リー
マ−ボルト等の接置部品に直接トルクが作用しないこと
になり、完全な遊びなしの軸継手１４成出来る点にある
。

完全に遊びのない軸継手として、市販の小型ベローズ形
カップリングは駆動＠側ハフ、ベローズ、被動軸側ハブ
とすべての伝達構成部品が浴候により結合されたカップ
リングがあるが、これらは極めて小型のものに限られ、
通常サイズ品では、この方式では、組立作業が極めて困
難で、適用は不可能に近い。

本発明は、上記の特長以外に、 本発明に使用されるコイルはねは、組込与の条件により
、コイルばねの組込み構造及びはね仕様を広範囲に且つ
自由に選択出来る為に、一般的に３− 同容量の両数カップリングの代表的なギヤーカップリン
グ、７ランジ形だわ与継手等より非常にコンパクトであ
り、当然製作費も定価となる。

又、運転時のメンテナンスも、本発明は、ハブと伝達エ
レメントとの連結部に遊びがなく、伝達エレメントの作
用も弾性変形であるので、作用的には、給脂は、原則的
には不要である。′／Ｊ論金属接触で構成されているの
で船方Ｖされれば寿命は一層長くなるのは、当然である
。

次に、本発明の望ましい実施例につき説明する。

第２図および第３図はそれぞれこの発明の軸継手の一例
を示す側断面図および部分断面正面図である。これら図
面に示すように軸継手は生として駆動すｑＩ側ハフ４、
被動軸側ハブ９、保持カバー１６には軸方向に沿って貫
通する三つのはね穴７が設けられている。はね穴７はリ
ーマ−によりＭＷよく仕上げられている。また、隣り合
うはね穴７の間にはリーマ−ボルト２８の径より大きく
、許容側−４＝ 心電に相当する間隙ヲもったボルト穴８が設けられてい
る。

被動軸側ハブ９は円筒部１０の一端にフランジ］］を備
えている。７ランジ１］には上記駆動軸側ハブ４のフラ
ンジ６のはね穴７およびボルト穴８に対応する位置にそ
れぞれはね穴１２およびリーマ−ボルト穴１３が設けら
れている。はね穴］２はリーマ−５加工されているが、
フランジ１１ヲ貫通していない。

保持カバー１６は駆動軸側ハブ４の円筒部５が貫通する
開口】７および駆動軸側ハブ４のフランジ６を収益する
凹部１８が設けられている。また、駆動軸側ハブ４のフ
ランジ６のはね穴７およびリーマ−ボルト穴８に対応す
る位置にそれぞれ貫通しないはね穴］９およびリーマ−
ボルト大局があけられている。上記開口１７部の周面に
０−リング溝２１が切られている。開口１７部と駆動［
ｉｌＩ側ハブ４の円筒部５との間に軸心調整のための隙
間（ａ）が設けられている。

コイルばね５は矩形ばねであり、外族聞が研磨によりＱ
ｉ［度に仕上げられている。コイルはねぇ５の外径は、
無負荷のときにばばね穴７．１２、］９と遊合し、圧縮
されたときには細りはめどなるような寸法となっている
。

上記ハフ４および９はフランジ６．１１が向い合うよう
にして配置−され、ばね穴７および１２にコイルばね５
が１申入される。そして、保持カバー１６ヲこれのはね
穴１９にコイルはね５が入り込むようにして被動軸側ハ
フ９にリーマ−ポル）２８によシ固定される。このとき
、コイルはね５は圧縮された状態となる。コイルはね５
は圧縮されると外径が若干拡大し、はね穴７．１２、］
９に対して細りばめとなる。

第１表は圧縮によるコイルはね５の外径拡大の実測例を
示している。

ばね穴７．１２．１９とコイルばね２５のはめあいを具
体的数値で示すと、コイルはね２５全土表のＧｆ使用す
る場合、ばね穴７．１２．９全ずべてφ５９・８５±０
．０３＋ｕ＋　に加工ずれは、無負荷状態では帆０５〜
０゜０８　ｍｍのクリアランスがあり、自由に１ηｊ入
することが出来る。又圧縮時には、夫々０．１０〜帆１
３の弾性飾り代がろり、コイルはね部とはね穴７．１２
．１９の間には、全く遊びは存在しないことになる。

なお、作動中の軸継手が輔心調榮する際に駆動軸側ハフ
４のフランジ６が自由に可動なように保持カバー１６門
の墾間は十分広くとられている。また、ｏ−リング溝２
１に取り伺けられたＱ−ＩＪング３（）は保持カバー１
６内に外部から水などが侵入するの全防止する。

ここで、以上のように構成された軸継手の作用について
説明する。

先ずたわみ継手であるので、細心調整作用の３裡の調搬
作用即ち偏心調整作用、斜交角調整作用、軸方向変位調
整作用について夫々説明する。

］。偏心調整作用 第４図は制電・調整作用説明図で、偏心δが生じると、
図示の如く、コイルはね２５ははね軸が彎曲する形状に
変形することにより、偏心を調整する。

この場合、偏心の最大許容量は図中の隙間ａ、ｌ）の大
きさ及び、第２図のリーマ−ボルト２８の外径と、駆動
軸側ハブ４のフランジ６のボルト穴８との径差の％の大
きさにより、制限され、最大偏心量が決定される。

２、斜交角調整作用 第５図は斜交角調整作用の説明図で、斜交角θは図に示
す如く、偏心δ１と、軸方向の長さ１１．１２の変化に
より調整される。δｌは１項の偏心調整作用と同作用で
調整され、１１は圧縮変形、１２は伸長変形により調整
される。最大斜交角はｅ□又は１２が０になる角度即ち
、駆動＋１！ｌｌＩ側ハフ４のフランジ６が破勤輔側ハ
ブ９のフランジ１】又は保持カバー１６と接触する角度
が最大許容斜交角となる。ｌ１ＩＪ論、幾何学的には、
斜交に＝９− より、間ＷｐａがＯになり接触をするとその角１隻で斜
交角の大きさは制限されるが、一般的には、４１又は１
２がＯになる角度でも、ａは０にならない設計が通常で
ある。

３゜軸方向変位の調整作用 第６図は、軸方向変位の調整作用の説明図で変位ｅはｅ
ｌは圧縮、１２は伸長の弾性変形により調整される。但
し、軸継手取付時に、最初から第６図の状態で組立てら
れる場合には、＠６図に示されるような圧縮・伸長によ
る弾性変形は発生せず、ｌよ・１２共に一様に圧縮され
た状態で、夫々のはね穴４．１２．１９に、コイルはね
δの外周が圧漸され、その状態を中立の位隨として、回
転中の軸方向の振動変位に対しては、最初に記載した圧
縮・伸長作用により調整される。

以上のように、画軸心の狂いを、偏心・斜交角・軸方向
の変位と３裡類の構成・要素に分けて夫々説明したが実
際には、３要素が混在しているので、その場合における
Ｗ＋谷量は、前記の間隙ａ１　ｂ。

＝１０− ｃ、ｄにより制限されることになり、各々の構成安累の
最大許容量よりは当然小さくなることになる。

尚、第２図の構造により、実際に製作されている軸継手
シリーズの代表例の生要仕体を第２表に示す。

回転トルクの伝達は、駆動軸側ノ）ブ４、コイルはね５
、被動軸側／Ｓフ９、保持カバー１６と順次伝達される
。この間に、コイルはね乙のはね軸と直角方向の弾性変
形による弾性力と回転トルクが常に平■を保持しながら
同転が伝達される。従って、負荷側又は駆動側のいずれ
の側からの＠軍トルクに対しても緩衝作用を行い、又捩
シ振動を平準化する。

駆動軸側ハフ４と被動軸側ハブ９との相対的回転角は、
リーマ−ポル）２８の外周と、駆動軸側ハフ４のフラン
ジ６に設けられているボルト穴８とが接触する角度が、
蚊犬計容緩価１ｕ転角となる。

それ以上のトルクに対しては駆動［１ｉ１１１側）・フ
４、リーマ−ボルト路、抜駆＃＠側ハブ９、保持カバー
　１６と回転は伝達され、この場合は、回転方向に対し
ては、リジッドとなる。

第２図に示す実施例に対しては、組立時には、コイルは
ね５は、圧縮されているが、静止の状態においては、駆
動軸側ハフ４、及び被動＠側ハフ９のいずれに幻しても
、コイルはね２５によるスラ１３− スト力は全く作用しない。回転中に発生ずる１咄方向変
位を伴う振動が発生ずる場合にコイルはね乙の圧縮によ
りその変位量に比例したスラストが作用することになり
、このスラスト力により、ｌｌｌ１１１方回振動は、早
期に減衰する。

つぎに、他の実施例について説明する。なお、以下の図
面で既出の図面に示す部材と実質的に同一の部材にはこ
れらの図面のものと同一の裟照符号をつける。

第７図は、第２図のリーマ−ボルト路が、駆動ＩＩＩＩ
ＩＩ側ハフ４のフランジ６のボルト穴８を貫通して設け
られていたのに対し、駆動軸側ハフ、３】にはボルト穴
′ｆＩ：設けず、被動［１８１ＩＩ側ハブ３３の７ラン
ジ３４ｆ：更に外周に太きくシ、保持カバー３６も同体
に太きくし、互に直接リーマ−ボルト３８で締結する構
造としたものである。第２図の実施例より、外径は大き
くなるが、コイルはね２！５を多数装着することが可能
となる。第７図ではコイルはね２５の２４個が組込まれ
た実施例である。但し、この場合は、第２図の実施例で
はリーマ−ポルドアとボルト穴８とが接触して、コイル
はね２５ヲ介さずに、トルクを伝達し過大なトルクに対
して、コイルはね２５ヲ保護する作用をしているが、第
７図の実施例では、これが欠けている。

この対′果として、コイルはね５の内部に鼓形のピン３
９を設けて、この欠点を補う構造のものを第８図に示す
。鼓形の中凹の大きさだけ、コイルはね乙の弾性変形が
許容される。

第９図は、第７図の被動ｌ１ＩＩＩｌ側フランジ３３を
背中仕せに２個結合して、スペーサー４１とした構造の
もので、大型のポンプ、コンプレツサー等に使用される
スペーサー型軸継手である。

第１０図および第１］図は、第２図のリーマ−ボルト２
８ヲ、コイルはね乙の中心孔に貫通して設けたもので、
第２図と、第７図を一体化したような設計である。駆動
軸側ハブ４３は第２図のものと同一構造をしている。こ
の場合、コイルばね５の内径と、υ−マーボルト４７の
外周には多少のクリアランスがあるので、第１０図に示
す如く、被＠　ｍ１１ｔｌハブ４４と保持カバー４５全
六角孔付セツトホルト４６又は、テーパーピン等で、円
周方向に相対的に回転しない悸に固定する必要がある。

この場合のリーマ−ボルト４７も第１１図に示す如く、
第８図と同様に鼓形にする必要がある。

以上、コイルばねの組込み位置の説明図、第４、第５、
第６、第８、第Ｉの各図では、第２図に示すクリアラン
スｃ、ｄの大きさを非常に大きく図示したが、実際はコ
イルはね５の矩形断面の厚さより小さい方が望ましく、
実際寸法に近い形状の説明図全第１２図に示した。この
場合、コイルはね部の変形全自由になさしめる為に、駆
動軸側ハブ４９のはね穴５０は両側開口部に向ってラッ
パ形に拡大するよう穿孔される必要がある。又、コイル
はね部の素線の厚さｆがｃ、ｄよシ大きいと、過大トル
クに対し、コイルはね２５は剪断力でトルクを伝達する
ので、コイルはねｚ５の破損全僅少にすることが出来前
記の如く、コイルはね５の中心にピン又は、υ−マーボ
ルト全挿入して、コイルはね２！５全保護する必敦ばな
い。

今までに説明した実施例は、保持カバーを設け、＝１６
− 駆動軸側ハブ、被動軸側ハブのいずれにも、コイルはね
の圧縮によるスラスト力を作用せしめない構造の軸継手
であるが、多少のスラスト力は作用しても、差支えない
と判断される場合には第１３図に示す構造のものがある
。ハブ５２は駆動軸側および被動軸側とも同形である。

両ハブ５２の間にはシール用Ｏリング５３が挿入されて
いる。この場合は、ソーマーボルトは使用せず、締付は
ボルト５５によりコイルばね２５ヲ押え板５４を介して
圧縮する。第２図〜第１２図のものに比較し、最もコン
パクトで安価である。

第１４図は、第１３図の締付はポル）５５’１ｌＪ−マ
ーボルト５６にすることにより、スラスト力の作用を多
少軽減出来るが、コイルはね乙の圧縮はやや不安定とな
る。

最後に中間軸型の軸継手に対しては、第２図、又は第７
図の駆動軸側ハブを中間軸で夫々連結する方法が最も通
當の方法であるが、中間軸のスラスト方向の振動を少な
くする為には、第１３図の軸継手を中間軸５８で連結し
た第１５図のものが最適で１７− ある。

この方法によると、中間＠５８の生仏方向の振動は、コ
イルはね５の遊びなしの効果によシ最小となり、又軸方
向の振動は、コイルはね２５の圧縮によるスラスト力に
より、早期に減哀し、フローチングシャフト型軸継手と
して、極めて、良好な作動を行うことが出来る。

本発明は、以上の実施例に示す如く、多独類の構造の設
計が可能であり、又夫々の設備の要求仕様に合致したも
のを提供することが出来る。

高速回転に対しては、遊びのない軸継手が要求されてい
るが、本発明は単に、新品時に遊びがないだけでなく、
万一リーマ−ばね穴に多少の摩耗が発生しても、コイル
ばねの弾性力により、自動的に遊びをなくすることが出
来る。今までにこのような軸継手はなく、特に高速回転
伝動軸糸及びめで大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はコイルはねを使用した従来の軸継手の一例を示
す部分断面図、第２図はこの発明の一例を示すもので軸
継手の断面側面図、第３図は第２図に示す軸継手の部分
断面正面図、第４図〜第６図は上記軸継手の細心調整の
説明図、第７図は他の実施例を示す断面図、第８図はこ
の発明の軸継手要部の他の例を示す断面図、第９図およ
び第１０図は更に他の実施例を示す断面図、第１Ｊ図お
よび第１２図は軸継手要部の更に他の実施例を示す断面
図、ならびに第１３図〜第１５図はこの発明の更に他の
実施例を示す断面図である。 １．４．９％３１．３３．４３．５２　　・・ハブ、２
．７．１２．１９・・はね穴、５．１０・・ハブ円筒部
、６．１２．３４・・フランジ、８，１３．２０−・ボ
ルト穴、１６．３６．４５・・カバー、３．２５　　・
・コイルはね、２８．３８．４７．５５．５６、・・ボ
ルト、５４・・押え板、５８・・中間軸。 特許出願人　代理人 ９ｆ理士　矢舞知之 （ほか１名） 一２０＝ 第　１　図 第２図 １３　ぽｄ　ンご　し　ンＵ ＩＪ　３図 第４！！！’ 第　５図 第　６図 手続補正書（自発） 昭和５７年１０月＋ｇ＋’＋ 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　昭和５７年　特　許　願第１４ｆ’＋
７９１　　ツ２、発明の名称　軸　継　手 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 住　所（居所）東京都中央区銀座七丁目１７番５号氏　
名（名称）　湘洋技研Ｔ業株式会社４、代　理　人 ５補正の対象 明細書の発明の詳細な説明１図面 ６補ｎＦの内容 （１）明細書第９頁４行目の［±０．０３ｍｍ１を１２
）同第１１頁下から３行目の「構成・要素」を１構成要
素」と補正する。 （３）同第１２頁４行目の「製作されてい」を「製作さ
れ１と補正する。 （４）　同第１４頁１〜２行目の「回転トルク・・・・
・と順次伝」を「回転トルクは、駆動軸側・・ブ４から
コイルばね２５を介して被動軸側・・プ９．保持カバー
１６へと伝」と補正する。 （５）同第１４頁１３〜１５行目の１トルクに対し・・
・・・・伝達され、」を１トルクは駆動軸側ハブ４から
リーマ−ボルト２８を介して被動軸側ハブ９．保持カバ
ー１６へと伝達され、」と補正する。 （６）添付図面の第３図及び第４図の符号「１」を「４
」に補正する（別紙図面写し参照）。 （７）添付図面の第７図を別紙の如く補正する。 　２　− 第　３図 第４図 ％４ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれはね穴を有するフランジが円筒部の一端に設け
   られた第１ハフおよび第２ハブ、ならびにコイルばねと
   からなり、第１ハブと第２ハブとはこれらのフランジが
   向い合うようにして配置されており、前記コイルはねが
   両７ランジにかけ渡され、はね締付はボルトにより圧縮
   された状態で前記はね穴に細りばめされている軸継手。