JPS6027850B2 - 軸継手用の弾性継手円板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は柚継手用の弾性継手円板に関し、特に所定の角
度間隔をおいて継手円板の藤線の周囲に配置された複数
個のブッシュを有し、これらのブッシュは相互に対をな
して繊維ループが巻付けられ、かつ繊維ループと共にェ
ラストマ材料中に埋設されている継手円板に関する。

この種の継手円板におけるブッシュは、環状断面を有し
少なくとも一端が開放した細長い中空体として、ェラス
トマ材料よりも硬質の材料、通常は鋼により形成される
。

繊維ループは各種の繊維、例えば木綿繊維、合成樹脂繊
維または鋼繊維を緩く並置させ、または相互に密着させ
て構成される。またェラストマ材料として望ましくは天
然または合成ゴムその他のェラストマが好適あり、ブッ
シュおよび繊維ループはェラストマ材料中に特に硫化処
理によって埋設される。上述した形式の既知の継手円板
（ドイツ特許第４０８２７７号、同第４３９２４１号、
同第５０９９９少号、ドイツ特許出願公告第１０２１２
１２号、およびドイツ実用新案第１９９７１５４号参照
）において、対をなして繊維ループが巻付けられたブッ
シュは連結ボルトが受入れられる程度の大きさとする。

繊維ループは輪郭形状をだ円とするのが好適であり、ブ
ッシュ以外にブッシュ間に配置された押圧ゴム片にも付
加的に巻付けられる（ドイツ特許第５０９９９少号およ
びドイツ特許出願公告１０２１２１２号参照）。押圧片
の形状を適切に決定することにより継手円板全体の弾性
を広範囲にわたり決定することができる。すなわち、繊
維ループにより形成されるだ円の短融が長ければ、繊維
ループにより相互に連結されるブッシュの間隔を、繊維
ループが伸長された状態となり、それ以後はその固有弾
性のみ依存するようにるまで更に広げることが可能とな
る。前述した形式の既知の継手円板は多くの用途、例え
ば動力車輪における切替歯車および差敷歯車の間の連結
に際して、欠点とみなされる特性を有している。

すなわち、小さなトルクの伝達時に相互に連結された軸
のねじり振動を十分に減衰させるためには、許容負荷の
全領域において継手円板をねじりに対し柔軟な構造とし
なければならない。したがって、そのような継手円板に
最大許容トルク負荷が作用するとねじり角が増大し多量
のェネルギが対応応して蓄積される。この「浮上り効果
」として知られた特性のため、トルク伝達が中断される
と蓄積ェネルギが比較的僅かしか減衰されないで被動軸
に放出される。したがって本発明の目的は、前述した形
式の弾性継手円板において高い固有負荷性能を保つと共
にトルク負荷の低領域および中間領域における減衰およ
び弾性特性を改善し、同時にトルク負荷の高領域におけ
る望ましくない浮上がり効果を防止するにある。

この目的を達成するために、本発明においては、繊維ル
ープが巻付けられたブッシュのうち少なくとも１個おき
のブッシュを外側ブッシュとして形成し、各外側プッシ
ュにより相互に連結すべき軸に固定される内側体をスペ
ースを残して受入れるように構成し、各スペースにも同
機にェラストマ材料を充填する。

なお、内側体は内側ブッシュとして形成して軸のフラン
ジ等に設けられた連結ボルトを受入れる構造とすること
ができる。しかし内側体を連結ボルトそれ自体で構成す
ることも可能である。上述した構成によれば、本発明の
継手円板により相互に連結された軸間でのトルク伝達特
性に多段階的な変化をもたせることが可能となる。例え
ば駆動軸が内側体と剛固に結合されている場合、第１段
階においてトルクは内側体から外側ブッシュへ両者間に
配置されたェラストマ材料を介して伝達される。第２段
階においてトルクは上記の外側ブッシュから繊維ループ
介し、その繊維ループが巻付けられた別のブッシュに伝
達される。後者のブッシュも同様に外側プッシュとして
内側体の周囲に離間して配置させているとすれば、また
これら両者間のスペースが少なくとも部分的にェラスト
マ材料で満たされているとすれば、トルク伝達特性は第
３段階に移行する。これらの各段階は固有のねじり角・
減衰特性を有する。各段階の特性は外側ブッシュおよび
内側体の寸法、ならびにスペース内にヱラストマ材料を
充填する程度に応じて大幅に変化させることができる。
特に製造技術面から言えばェラストマ材料を均一に充填
することが望ましいが、これは必要条件ではない。例え
ば、外側ブッシュおよび内側体の間のスペースの寸法や
、そこに充填するェラストマ材料の量を適切に決定する
ことにより、継手円板の低トルク負荷時に内側体は外側
ブッシュ内で、隣接する外側ブッシュ相互間での変位量
よりも余計に変位させることができる。そして継手円板
は、低トルク負荷領域においてはねじりに対し柔軟性を
有し、所定のトルク値を超えて始めて内側体の外側ブッ
シュ内における遊び変位が終了してねじりに対し剛性を
有するに至る。本発明は弾性継手円板を特に効果的に各
種の使用条件に適合させることが可能であり、例えば動
力車頚における原動機のトルク特性、カルダン軸の固有
振動数および支持質量等に対応させることができる。

同様な適合性を得ることは、前述した形式の既知の継手
円板においても、また複数の孔がねじり角方向に離間し
て形成され、これらの孔内に外側ブッシュ、これと同軸
の内側ブッシュ、ならびに両プッシュ間の還状中間層が
設けられた既知の金属性継手円板（１９５３王８月６日
付けで出願公告された特許出願Ｓ２３９３６号およびド
イツ実用新案第６９２８１７６号参照）においても不可
能である。本発明においては、さらに継手円板の円周方
向におけるスペースの幅は少なくとも内側体の片側にお
いて継手円板の半径方向におけるスペースの幅よりも小
さくする。

その結果、内側体の関連する外側ブッシュ内における遊
び変位スペースが少なくともトルク伝達の主方向、すな
わち円周方向において限定されるので、その円周方向に
おける最大許容トルクの伝達時に内側体および外側ブッ
シュの間のェラストマ材料の比せん断応力が小さく保た
れ、したがってェラストマ材料の耐用寿命を延ばすこと
が可能となる。上述の構成とは逆に、少なくとも内側体
の片側において継手円板の半径方向におけるスペースの
幅を円周方向におけるスペースの幅よりも小さく形成す
る場合には、継手の半径方向における所定の剛性下での
振動減衰が行なわれるが、本発明はかかる構成とは技術
思想を全く異にするものである。

上述したように、スペースの寸法を各方向に異らしめる
ためには、例えば円形断面を有する外側ブッシュにおい
ては、少なくとも１個おきの外側ブッシュ内で関連する
内側体の軸線を外側ブッシュの軸線に対し継手円板の両
円周方向の一方にオフセットさせる。

残りの外側ブッシュ内にも同様に内側体を配置する場合
には、内側体を継手円板の同一または逆向きの円周方向
にオフセットさせることができる。外側ブッシュと、こ
れに関連する内側体との間には外側ブッシュを配置する
ことができ、その場合に中間ブッシュの軸線は外側ブッ
シュおよび内側体の各軸線間に配置する。

外側ブッシュに対して同軸の、または偏′○した中間ブ
ッシュは、外側ブッシュと、それに対して同軸の、また
は偏心した内側体との間のスペースを半径方向厚さを対
応して減少させた２個の環状スペースに分割するので、
それらの環状スペース内のェラストマ材料は継手円板の
高トルク負荷時にのみ適度に変形し、そのために長い寿
命を有する。外側ブッシュと、それに対して偏心した内
側体との間のスペースは、その最小幅部分を閥口により
形成し、そこにはェラストマ材料を充填しない構成とす
ることができる。

その場合には、継手円板のトルク負荷が所定値を超える
際に内側体は外側プッシュの内壁に直接またはほぼ接触
し、その際に内側体および外側ブッシュ間で強力な接近
が生じる領域においてもェラストマ材料が圧しつぶされ
る危険を伴うことはない。このことによっても耐久性が
向上する。内側体を関連する外側ブッシュに対して遠心
位置にに配置する代りに、または上記配置において付加
的に、外側ブッシュを細長い断面形状のものとし、その
大径を継手円板の半径方向とほぼ一致させることができ
る。

この配置によれば両円周方向において外側ブッシュと内
側体との間のスペースの幅が減少する部分が形成される
。したがって、このような配置は高いトルクの負荷が交
互に円周方向の一方および他方に作用する継手円板に特
に適当である。このような配置の継手円板においては、
上述したことに対応して、外側ブッシュと内側体との間
のスペースにそれぞれ開ロにより形成される幅の挟し、
両部分を形成し、これらの部分にはェラストマ材料を充
填しない構成とするのが有利である。以下、本発明を図
示の実施例のついて説明する。

図示のいずれの実施例においても、継手円板１０を６本
の繊維ループ１１が６角形状に配置された構成とし、各
ループはそれぞれ２個の外側ブッシュ１２に巻付ける。

各外側ブッシュ１２にはそれぞれ２本のループ１１を巻
付け、これらのループを部分的に重ねて交差させる。各
外側ブッシュ１２の内側には円筒状内側ブッシュ１３を
離間させて配置する。各外側ブッシュ１２と、それに関
連する内側ブッシュ１３との間のスペースは部分的にェ
ラストマ材料１４で満たす。外側プッシュ１２の相互間
のスペースも同様にェラストマ材料１５で満たし、その
材料中に繊維ループ１１を完全に埋設する。ェラストマ
材料１５は、継手円板１０がリング形状をなすように半
径方向の外方および内方において限定する。各繊維ルー
プ１１は、第１，３，５および８図の平面図では一体構
造のものとして示したが、第７図および１０図に示すよ
うに相互に外側プッシュ１２の軸線方向にオフセットさ
せた繊維ループ群により構成した通常の様式のものとす
ることもできる。

１個おきの内側ブッシュ１３は第２，４および９図に示
すように、ねじ１６により第１の軸のフランジー７に固
定し、他方その間に位置する内側ブッシュ１３はねじ１
８により第２の軸のフランジ１９に固定する。

図示のいずれの実施例においても、全ての外側ブッシュ
１２の軸線２２と全ての内側ブッシュ１３の鞠線２３と
は継手円板の軸線２５を中心とする同一円周２４上に位
置させる。

外側ブッシュ１２の轍線２２は６０ｏの等角度間隔で配
置する。図示の継手円板１０のいずれにおいても外側ブ
ッシュ１２は同一寸法のものとするので、各継手円板の
内部における繊維ループ１１は同一である。図示のいず
れの実施例においても、外側ブッシュ１２は硫化処理に
よりェラストマ材料１４，１５と堅固に結合し、内側ブ
ッシュ１３も同様に硫化処理により材料１４と堅固に結
合する。第１および第２図に示した実施例において、各
内側プッシュ１３の鞄線２３は関連する外側ブッシュ１
２の鞠線２２に対し円周方向の一方（正転方向）または
他方（逆転方向）にオフセットさせ、外側ブッシュ１２
に対し内側ブッシュ１３が交互に逆方向にオフセットさ
れるように配置する。

そのオフセットは等しい大きさとし、かつ隣接する内側
ブッシュ１３について方向だけを異らせたものとする。
したがって、各内側プッシュ１３とこれに１個へだてて
配置された内側ブッシュ１３との角度間隔は、各外側ブ
ッシュ１２とこれに１個へだてて配置された外側ブッシ
ュ１２との角度間隔と同様に、１２０ｏである。そのた
め継手円板により相互に連結すべき軸のフランジ１７，
１９には、通常のフランジにおけると同様に、相互に１
２００ずつオフセツトした３個の孔を形成し、これらの
孔にねじ１６または１８を通す構成とする。第１および
２図に示した実施例において、各外側ブッシュ１２とそ
れに関連する内側ブッシュ１３との間のスペースの最鰍
部には、関口２８を残すためにェラストマ材料１４を充
填しない。

各関口２８は関連する外側ブッシュ１２の軸線２２と同
軸とし両端に丸みが付けられた部分円弧形として形成す
る。各外側ブッシュ１２とそれに関連する内側ブッシュ
１３との間のスペースには更に、閉口２８の中間部に対
し約１８０ｏずらせた位置に関口２９を形成するため、
この閉口に対応する部分にも同様にェラストマ材料１４
を充填しない。閉口２９は大部分を円周２４の外側に位
置させ、一方では関連する内側ブッシュ１３により、ま
た他方では突部３０により限定する。突部３０は、第１
図に示すように、完全に円周２４の外周に位置させるの
が望ましい。また、突部は外側ブッシュ１２自体の材料
をェンボス加工することにより形成するのが望ましいが
、内側ブッシュ１３の一部として、または独立した構成
部品として形成することもできる。第１図および２図に
示した継手円板１川ま第１図の矢ａ方向のトルク負荷に
対して比較的剛固である。

このような負荷は、開□２８の幅を減少させ各内側ブッ
シュが関連する外側ブッシュに直接接触するまで継手円
板により危険を伴わずに伝達される。トルク・ねじり角
特性（縦軸としてトルク・横鞄としてねじり角をとる）
は、短かく平坦な匂配で開始し、その匂配は内側ブッシ
ュ１３が外側プッシュ１２に接触するまで保たれる。こ
の時点から匂配は急になるが、その理由はトルクが更に
増加することにより繊維ループに張力が及ぼされ、その
間に内側ブッシュ１３の外側ブッシュ１２に対する相対
変位が生じないからである。これに対してトルクが第１
図の矢ｂ方向に負荷されると、第１および２図示した継
手円板１０はかなり柔軟であり、その理由は開□２９が
関口２８に対し幅広に形成されているからである。トル
ク・ねじり角特性は比較的長く平坦な匂配で開始し、こ
の匂配は内側ブッシュ１３が突部３０と接触するまで保
たれる。この時点から匂配が急になり、その変化は矢ａ
方向への負荷時と同様に繊維ル−プ１１とそれを包囲す
るェラストマ材料の弾性のみによるものである。突部３
０は、ヱラストマ材料１４が開□２９の周囲で過剰に負
荷されるのを防止する。第１および２図の実施例におい
て開口２９は大部分を、また突部３０は完全に円周２４
の外側に配置することについては前述したが、その理由
を以下に説明する。

継手円板の軸線２５に対し横方向の相対変位を生じさせ
ない純粋なねじり力をフランジ１７および１９の相互間
に作用させると、全内側ブッシュ１３の軸線２３は円周
２４上で変位し、他方外側ブッシュ１２の軸線２２は継
手円板の鞄線２５に若干接近し同時に外側ブッシュ１２
は幾分ねじりを受ける。矢ｂ方向への負荷時に外側ブッ
シュ１２のねじりは、突部３０を継手円板の軸線２５に
接近させる。その結果、内側ブッシュ１３は関連する突
部３０の少なくとも中央部に接近する。第３および４図
に示した実施例において、内側ブッシュ１３の鱗線２３
と、外側ブッシュ１２の鞠線２２との間のオフセットは
、第１および２図の実施例について説明したと同様であ
る。

相違点は、第３および４図の実施例において外側ブッシ
ュ１２と内側ブッシュ１３との間で両プッシュにより離
間させて中間ブッシュ３１を配置することである。これ
らの中間ブッシュは鞠線を外側ブッシュ１２の軸線２２
に対し同一方向にオフセットさせ、そのオフセット量は
内側ブッシュ１３の鞄線２３のそれより僅かな値とする
。ェラストマ材料１４を外側ブッシュ１２と内側ブッシ
ュ１３との間で中間ブッシュ３１が占める以外のスペー
スに充填する。第５〜７図に示した実施例において外側
ブッシュ１２の線２２は関連する内側ブッシュ１３の軸
線と一致させる。

それにも抱らず外側ブッシュ１２と内側ブッシュ１３と
の間のスペースは本実施例においても幅を異らせる。そ
のためには、外側プッシュ１２を環状断面形状とする代
りに例えば初期の円筒管状断面にプレス加工を施して長
円またはだ円形状とする。各外側ブッシュ１２の最大直
径は、継手円板の鞠線２５を通る直径線とほぼ、または
図示のとおり望ましくは完全に一致させる。外側ブッシ
ュ１２と内側ブッシュ１３との間のスペースは、上記直
径線上に位置する２つの最大幅部分と、この最大幅部分
に対して９０ｏずつオフセットさせた２つの最小幅部分
を有する。したがって後者の最小幅部分は円周２４の接
線方向に延在する。この最小幅部分において、外側ブッ
シュ１２と内側ブッシュ１３との間のスペースにはェラ
ストマ材料１４を充填しない。そのために２個の部分円
弧状をなす閉口２８が相互に対向して形成される。第５
〜７図に示した継手円板は両方向に等しくトルクを負荷
することができ、そのトルク・ねじり角特性は負荷方向
に無関係であり、常に等しい。

第８図〜１０図に示した実施例は、全ての内側ブッシュ
１３が外側ブッシュ１２に対し同一方向にオフセットし
ている以外は第１および２図に示したものと同一である
。

そのトルク・ねじり角特性は矢ａ方向への負荷時でも矢
ｂ方向への負荷時と等しい。いずれの場合においても特
性は短か〈平坦な匂酌で開始し、この匂配は１個おきの
内側ブッシュ１３が関連する開□２８の端緑を押圧する
まで保たれる。匂配は引続き急となり、この急匂配は残
りの内側ブッシュが関連する突部３０１こ達するまで保
たれる。これにより全内側ブッシュ１３の外側ブッシュ
１２に対する相対変位が終了し、継手円板１０１こより
伝達すべきトルクが増加すると特性はより急匂配となる
。それは、この時点おける特性が繊維ループ１１とこれ
を包囲するェラストマ材料１５の弾性のみに依存するか
らである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の正面図、第２図は第１図
のローロ線に沿う断面図、第３図は本発明の第２実施例
の正面図、第４図は第３図のＷ−Ｗ線に沿う断面図、第
５図は本発明の第３実施例の正面図、第６図は第５図の
Ｗ−の線に沿う断面図、第７図は第５図の肌．皿線に沿
う部分断面図、第８図は本発明の第４実施例の正面図、
第９図は第８図のＫ−Ｋ線に沿う断面図、そして第１０
図は第８図のＸ−Ｘ線に沿う部分断面図である。 １０・・・・・・継手円板、１１…・・・繊維ループ、
１２・・・・・・外側ブッシュ、１３・・…・内側体、
１４…・・・ェラストマ材料、２２，２３・・・・・・
軸線、２４・・・・・・円周、２８，２９閉口、３０・
…・・突部、３１中間ブツシユ。 ＦＩｇ．２ Ｆｉ９．１ 行Ｑ３ 〇り子 斤ＱＳ 行９６ 打９．フ Ｆｉ９．８ Ｆｉｇ．９ Ｆｉ９．１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸継手用の弾性継手円板であつて、所定の角度間隔
   をおいて継手円板の軸線の周囲に配置された複数個のブ
   ツシユを有し、これらのブツシユは相互に対をなして繊
   維ループが巻付けられ、かつ繊維ループと共にエラスト
   マ材料中に埋設されているものにおいて、繊維ループ１
   １が巻付けられたブツシユのうち少なくとも１個おきの
   ブツシユを外側ブツシユ１２として形成し、各外側ブツ
   シユにより相互に連結すべき軸に固定される内側体１３
   をスペースを残して受入れるように構成し、各スペース
   にも同様にエラストマ材料を充填すること、ならびに継
   手円板１０の円周方向で少なくとも内側体１３の一側と
   接するスペースの幅を、継手円板の半径方向におけるス
   ペースの幅よりも小さくすることを特徴とする継手円板
   。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の継手円板であつて、外
   側ブツシユが環状断面形状に形成されたものにおいて、
   少なくとも１個おきの外側ブツシユ１２について関連す
   る内側体１３の軸線２３を、外側ブツシユ１２の軸線２
   ２に対し継手円板１０の両円周方向の一方にオフセツト
   させることを特徴とする継手円板。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の継手円板において、残
   りの外側ブツシユ１２について内側体１３を継手円板１
   ０の円周方向の他方にオフセツトさせることを特徴とす
   る継手円板。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の継手円板において、外
   側ブツシユ１２とそれに関連する内側体１３との間に中
   間ブツシユ３１を配置することを特徴とする継手円板５
   特許請求の範囲第２項または第３項記載の継手円板に
   おいて、外側ブツシユ１２とそれに対して同軸の内側体
   １３との間に中間ブツシユ３１を配置し、中間ブツシユ
   の軸線を外側ブツシユおよび内側体の各軸線２２，２３
   の間に配置することを特徴とする継手円板。 ６ 特許請求の範囲第２項または第３項記載の継手円板
   において、外側ブツシユ１２とそれに対して同軸の内側
   体１３との間のスペースを、開口２８の最小幅部分によ
   り形成することを特徴とする継手円板。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の継手円板において、外
   側ブツシユ１２と内側体１３との間のスペース内に開口
   ２８と対向させて少なくとも１個の別の開口２９を形成
   することを特徴とする継手円板。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の継手円板において、外
   側ブツシユ１２を細長い断面形状に形成し、その大径は
   継手円板１０の直径線と少なくともほぼ一致させること
   を特徴とする継手円板。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の継手円板において、外
   側ブツシユ１２と内側体１３との間のスペースを開口２
   ８の幅が減少した両部分として形成することを特徴とす
   る継手円板。 １０ 特許請求の範囲第２項記載の継手円板において、
   少なくとも１個おきの内側体１３のそれに関連する外側
   ブツシユ１２に対する円周方向の相対変位を突部３０に
   より制限し、この突部を外側ブツシユ１２のほぼ円筒形
   状をなす内面と内側体１３のほぼ円筒形状をなす外面と
   の間で内外の両円筒面が相互に最も離間した位置に配置
   し、外側ブツシユ１２との内側体１３との間に配置さる
   エラストマ材料１４に突部３０と隣接する開口２９を形
   成し、この開口により継手円板１０のトルク伝達時に内
   側体１３から外側ブツシユ１２への力の直接伝達を可能
   とすることを特徴とする継手円板。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載の継手円板において
   、突部３０は関連する開口２９と共に少なくとも大部分
   を全面内側体１３の軸線２３が限定する円周２４の外側
   に配置することを特徴とする継手円板。