JPS6032435Y2

JPS6032435Y2 - 軸継手

Info

Publication number: JPS6032435Y2
Application number: JP1977118975U
Authority: JP
Inventors: 一一福田; 伸衛栗田
Original assignee: 関東特殊製鋼株式会社
Priority date: 1977-09-06
Filing date: 1977-09-06
Publication date: 1985-09-27
Also published as: JPS5445856U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は比較的大きなトルクを伝達するたわみ軸継手
に関する。

軸心のずれのある回転軸間の軸継手として、従来ゴムま
たは金属ばねを弾性体として利用したたわみ軸継手、歯
車軸継手、ディスクカップリングその他各種のたわみ軸
継手が使用されている。

ところで、圧延設備のローラーテーブル用ローラー、工
作機械、ポンプ、エヤコンプレッサ、車両などの駆動系
に用いられる比較的大きなトルク（例えば１０００ｋｇ
−７７Ｌ）を伝達する従来のたわみ軸継手には種々の問
題があった。

例えば、ゴムなどの弾性体を利用したたわみ軸継手はそ
の形状の大きさに比べて伝達トルクが小さいため上記の
ような比較的大きなトルクの伝達には不適当であり、歯
車軸継手は歯面の磨耗やスポーリングを防ぐため歯面の
潤滑を必要とし、このための保守点検作業が繁雑である
。

ディスクカップリングには強度が比較的低く、しかも、
高い加工精度を要するという難点がある。

また、トルクを伝達する軸系には軸のずれの他に衝撃的
なトルクの発生という問題がある。

上記工作機械などの装置において起動、停止時あるいは
運転中に急激な負荷の変動がしばしば起こる。

この急激な負荷の変動によって伝動軸には回転方向に衝
撃力を発出し、衝撃力の繰返しにより、軸の疲労破壊ま
たはキー溝の損傷等の動力伝達系の事故を招くことがあ
る。

従来、上記工作機械などのように比較的大きなトルクを
伝達する軸系において、衝撃力を吸収、緩和するために
、クラッチ、流体継手などが用いられているが、これら
クラッチ、流体継手は軸心の狂いを調整する機能は有し
ていない。

各種機械設備は小型でありながら大きなトルクを伝達す
ることができる軸継手で、軸心調整機能および緩衝機能
を兼れ備えた軸継手が強く要望されていた。

そこで本考案者はコイルばねを用いたいくつかの新しい
たわみ軸継手（例えば、特願昭５０−１１７８２９、特
願昭５０−１５５８１３、特願昭５１−２４３６、実願
昭５ｌ−１３３１５１）を開発した、これらたわみ軸継
手のうち代表的なものを第１図および第２図に示す。

これらの図面に示すたわみ軸継手は、相互に間隙をおき
軸線が一致するようにして組み合わされた一対のバブ５
，８と、両バブ５，８の間に軸線に沿ってかけ渡され、
バブの円周方向に配置された対をなす複数組のばね受座
１７と、相対するばね受座１７の間にばね軸がバブ円周
の接線方向を指向するようにして介装されたコイルばね
１８とを有し、トルクが加わると前記コイルばね１８は
圧縮されて、トルクを一方のバブ５より他方のバブ８に
伝達するものである。

上記たわみ軸継手を更に詳細に説明すると、一方のバブ
８に接続ピース１１がリーマボルト１３で連結され、さ
らに、接続ピース１１に取外し可能フランジ１４が止め
ねじ１５で固着されている。

コイルばね１８を保持しているばね受座１７は両端がそ
れぞれ接続ピース１１のフランジ１２および取外し可能
フランジ１４で支持され、中央部はバブ５のフランジ６
で支持されている。

また、ばね受座１７の継手軸方向の移動はバブ８のフラ
ンジ９および押え板１９によって制限されている。

ところで、上記たわみ軸継手では、ばね受座１７は両端
部が接続ピース１１のフランジ１２および取外し可能フ
ランジ１４によって支持される構造となっているため継
手全長りの中央よりバブ５側に片寄って支持され、対称
性を欠くという欠点があった。

また、一般に軸継手に接続される駆動軸１および被動軸
２の軸径は大体において等しい場合が多く、軸継手にキ
ー３などの接続される部分の長さも殆んど等しいもので
ある。

したがって、上記たわみ軸継手ではノ＼ブ５の端面と押
え板１９との間隔ｌが小さく、押え板１９を外しての軸
継手内部の点検および部品の交換が著しく困難であった
。

また、両軸間の軸心のずれを測定する場合、バブ５の外
周を接続ピース１１が覆っているためバブ５および８の
いずれか一方の外径を基準とし、他方のバブの軸心のず
れを直接測定することは困難である。

また、取外し可能フランジ１４は接続ピース１１に止め
ねじ１５で固定されているので両者の合せ加工が必要で
ある。

この考案は上記たわみ軸継手を改良したもので、点検お
よび部品の交換が簡単であり、かつ、加工容易な構造を
なし、さらに、たわみ軸継手の全長を短かくすると共に
軸心の調整をし易い軸継手を提供するものである。

以下、この考案を望ましい実施例に基づいて図面を参照
しながら説明する。

第３図および第４図に示すように、この考案のたわみ軸
継手は主として第１バブ２１．第２バブ２８、接続ピー
ス３５．ばね受座４５．ばね５０および押え板５３．５
５とから構成されている。

第１バブ２１および第２バブ２８にそれぞれキー３など
により駆動軸１および被動軸２が連結される。

第１バブ２１は円筒状２２の先端にフランジ２３を一体
として設けてあり、フランジ２３には円周方向に沿って
９０°づつの間隔をおき４個の長穴２４を設けある。

長穴２４は円弧状の側面２５を有している。

第２バブ２８は円筒部２９の先端にフランジ３０を一体
として設けである。

このフランジ３０には上記第１バブフランジ２３の長穴
２４に対応する位置に円弧状の側面３２を有する切欠き
３１を設けである。

接続ピース３５は円筒部３６の一端に外径方向に突出す
るフランジ３７ど他端に内径方向に突出するフランジ３
８とを設けである。

フランジ３８には前記第１バブフランジ２３の長穴２４
に対応する位置に円弧状の側面４０を有する切欠き３９
が設けである。

なお、第１バブフランジ２３は各部材が軸継手として組
み立てられたときに接続ピース３５の円筒部３６内に収
納される。

ばね受座４５は第５図に示すように半円筒面４６を有し
、平面４７に長手方向の中心線ｒに沿って２個の円筒状
突起４８を設けである。

コイルばね５０は上記円筒状突起４８に内径をはめ合わ
せてばね受座４５に装着される。

押え板５３および５５は環状をなし、それぞれ第２バブ
２８のフランジ３０および接続ピース３５のフランジ３
８に取り付けられる。

たわみ軸継手は上記の各部材により次のように組み立て
られている。

第１バブ２１および第２バブ２８はそれぞれのフランジ
２３および３０が向い合うようにして配置され、第１バ
ブフランジ２３を収納するようにして接続ピース３５が
第２バブフランジ３０にボルト・ナツト４２によって固
定されている。

このとき、第１バブフランジ２１の長穴２４．第２バブ
フランジ３０の切欠き３１および接続ピース３５の７ラ
ンジ３８の切欠き３９は軸継手の軸方向に沿って開口す
るように並び、ばね受座４５およびばね５０の収容部６
０が形成している。

ばね受座４５は対となって向い合っており、その間にば
ね５０が介装されている。

そして、ばね受座４５とばね５０とのセットは、ばね軸
が上記各フランジの接線方向に沿うようにして上記収容
部６０内に挿入されている。

ばね受座４５は、円筒面４６の両端部がそれぞれ第２バ
ブフランジ３０の切欠き３１の円弧面３２および接続ピ
ースフランジ３８の切欠き３９の円弧面４０によって支
持され、円筒面４６の中央部が第１バブフランジ２１の
長穴２４の円弧面２５によって支持される。

また、押え板５３をボルト５４により第２バブフランジ
３０に、押え板５５をボルト５６により接続ピース３５
のフランジ３８にそれぞれ固着してあり、ばね受座４５
が収容部６０から抜は出るのを防止している。

上記のような構成において、軸心調整作用時に、第１バ
ブフランジ２１が、第２バブフランジ３０と接続ピース
３５とが形成する空間６１内で自由に運動できるように
、適当な間隙ａ、ｂを設けである。

同様に、ばね受座４５と他の部材との間に細心調整に必
要な間隙ｃｅｄを設けである。

次に上記のように構成されたたわみ軸継手の作用につい
て説明する。

今、回転力が作用して第１バブ２１と第２バブ２８が相
対的に回転すると、回転方向の如何にか）わらず第１バ
ブ２１と、第２バブ２８とは、円周方向に相対的に変位
し２個のばね受座４５、にて両端を支持されたコイルば
ね５０のばね高さは変位前より小さくなる。

したがってコイルばね５０のばね高さは回転方向の如何
んにか）わらず圧縮されることになる。

駆動軸１から被動軸２に伝達される回転力が次第に大き
くなるとコイルばね５０は次第に強く圧縮され遂には密
着するようになる。

このように駆動軸１からの回転力は第１バブ２１、ばね
受座４５、コイルばね５０ばね受座４５、第２バブフラ
ンジ３０と接続ピース３５、第２バブ２８、被動軸２と
順次伝達される。

この間伝達トルクの変動に応じコイルばね５０の圧縮力
に相当する力で平衡を常に保ち乍ら回転するので起動時
あるいは衝撃的負荷等による衝撃エネルギーはコイルば
ね５０の弾性変形として吸収され緩衝される。

大なる回転トルクが作用する場合にはコイルばね５０は
密着して回転が伝達されるのでこれを避けるためにはコ
イルばね５０の密着時の応力を弾性限内に設計しておけ
ばよい。

こうすれば長期間の使用に対してもコイルばね５０の破
損は生じない。

第６図はこの作用を説明するもので、第６ａ図は駆動軸
１と被動軸２間に内燃機関の相対的回転の生じた場合の
模型図、第６ｂ図はその場合のコイルばねの説明図であ
る。

第６ａ図にむいて角度αは第１バブに対する第２バブ２
８の回転角を表わしている。

使用状況によりコイルばね５０の撓み特性を適正に選択
すれば動力伝達系に対し、入力源又は出力源より生じる
各種の衝撃作用を緩衝し、各部品を保護することができ
る。

次にこの軸継手の可撓作用について説明する。

前記のように各部材間には空隙ａ、ｂｙｃおよびｄ
が設けであるので、その範囲内では両軸間の軸心の狂い
、即ち同軸心の喰い違い、同軸心の斜交及び同軸心の軸
方向変位の３種の軸心の狂いはすべて調整されることに
なる。

先ず両軸間の喰い違いについて説明する。

第７図は無負荷状態における駆動軸と被動軸に軸心の喰
い違いδが生じた場合の軸心調整作用を説明するもので
、第７ａ図は模型図、第７ｂ図はコイルばねの変位状況
の説明図である。

無負荷状態では、第３図に示す各空隙部ａ、ｂの各位
置における、接触に至るまでの許容される変位量の大き
さにより、駆動軸１と被動軸２との軸心喰い違い量δが
決定されδ以下では自由に変位できる。

今、駆動軸１により回転力が与えられるとその大きさに
よりコイルばね５０の圧縮変形量は異るが、いずれにし
てもばね軸方向に圧縮される。

この場合、第１ハブフランジ２３の長穴２４の円弧面２
５．変位した第２ハブフランジ２８の切欠き３１の円弧
面３２および接続ピースフランジ３８の切欠き３９の円
弧面４０のそれぞれとばね受座４５の半円筒面４６との
間の空隙はコイルばね５０の圧縮により大きくなってい
る。

したがって、ばね受座４５の半円筒面４６が上記円弧面
２５．３２．４０のいずれかに接触して、このばね受座
４５と隣り合うばね受座４５（両ばね受座のコイル軸は
お互に対して大体において直角である。

）のコイル軸に対して直角方向の変位すなわち、第２ハ
ブフランジ２８に対する第１ハブフランジ２３の軸心の
喰違いを制限することはない。

このようにして両軸間の細心の喰い違いは無負荷状態に
おいても駆動軸１から被動軸２に回転が伝達される間に
おいても円滑に除去される。

次に両軸心の軸方向の変位δ′であるが、これは第１ハ
ブフランジ２３が第２ハブフランジ３０または接続ピー
ス３５のフランジ３Ｂのいずれかと、接触するまで即ち
空隙すと同じ大きさだけ自由に変位することができる。

第８図はこの場合の模型図である。

軸方向変位を行う際、ばね受座４５と円弧面２５．３２
．４０との間の滑り、又はコイルばね５０のばね軸方向
に彎曲するような弾性変形のいずれかの作用により、両
軸間の変位に対し軸方向変位の調整作用を行う。

最後に両軸間の斜交であるが、斜交は回転角の各位置に
おいて順次変化する量をもった軸心の喰い違いと、軸方
向変位の合皮された変位と考えられるので上記のような
作用の組合せにより同じく無負荷状態においても、回転
中においても調整されることになる。

さらに斜交作用の際ばね受座４５、の斜交により端部の
接触による干渉を避けるため押え板５３．５５との間に
空隙Ｃが設けである。

第９図は斜交θが生じた場合の模型図である。

この考案のたわみ軸継手は以上詳細に説明したように、
ばね受座４５の両端部を第２ハブフランジ３０および接
続ピース３５のフランジ３８によって支持するようにし
、従来の取り外し可能フランジ１４を省略しである。

これより、構造が簡単になり、押え板５３または５５を
取り外すことによって内部点検、部品交換、あるいは軸
心のずれの測定が容易となる。

また、軸継手全体の長さを短くすることができる。

さらに、軸方向に関してばね受座４５は軸継手の中心付
近で第１ハブフランジ２３によって支持されるので、大
きな軸心のずれを調整することができる。

さらにまた、第２ハブ２８でもばね受座４５を直接支持
するので、第２ハブ２８と接続ピース３５とを接続する
ボルト４２の負担する荷重が小さくなり、このボルト４
２を小さく、あるいは本数を少くすることができる。

その結果、軸継手の外径は小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来のたわみ軸継手の一例を示
すもので、それぞれ断面図および一部切欠き正面図であ
る。第３図および第４図はこの考案たわみ軸継手の一例を示
すもので、それぞれ断面図および一部切欠き正面図であ
る。第５図は第３図に示す軸継手に用いられるばね受座の斜
集図である。第６図は駆動軸と被動軸との間に円周方向の相対的回転
が生じた場合における上記軸継手の作用説明図である。第７図は駆動軸と被動軸との間に軸心のずれが生じた場
合の作用説明図である。第８図および第９図はそれぞれ駆動軸と被動輪との間に
おいて軸方向の変位および軸心の斜交がある場合の模型
図である。２１・・・・・・第１ハブ、２３・・・・・・第１ハブ
フランジ、２４・・・・・・長穴、２８・・・・・・第
２ハブ、３０・・・・・・第２ハブフランジ、３１・・
・・・・第２ハブフランジの切欠き、３５・・・・・・
接続ピース、３９・・・・・・接続ピースフランジの切
欠き、４５・・・・・・ばね受座、５０・・・・・・コ
イルばね、５３．５５・・・・・・押え板、ａ、ｂ。Ｃ，ｄ・・・・・・空隙。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

円周方向に一定の間隔をおいて複数の長穴２４を設けた
フランジ２３を一端に有する第１ハブ２１と、前記長穴
２４に対応する部分に切欠き３１を設けたフランジ３０
を一端に有する第２ハブ２８と、一端に接続フランジ３
７を有し、前記第１ハブ２１の長穴２４に対応する部分
に切欠き３９を設けた内径側に突出するフランジ３８を
他端に有する円筒状の接続ピース３５と、前記長穴２４
および切欠き３１．３９の円弧面に当接する半円筒面４
６を有するばね受座４５と、対をなすばね受座４５の間
に介装されるコイルばね５０とからなり、第１ハブ２１
のフランジ２３と第２ハブ２８のフランジ３０とを向い
合わせた状態で内部６１に第１ハブ２１のフランジ２３
を軸心のずれを調整するに適当な空隙ａｓｂをおいて
収納するようにして接続ピース３５をこれの前記接続フ
ランジ３７を介して第２ハブ２８のフランジ３０に固定
し、フランジの接線方向に向き合うように組み合わされ
た対となったばね受座４５の間にコイルばね５０を介装
したものを、ばね受座４５が第１ハブ２１のフランジ２
３の長穴２４を貫通し、第２ハブフランジ３０の切欠き
３１および接続ピース３５のフランジ３８の切欠き３９
により両端部が支持されるように装着した軸継手。