JP2004068944A

JP2004068944A - 回転軸接続構造

Info

Publication number: JP2004068944A
Application number: JP2002229925A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tatsumura; 龍村　剛
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】両回転軸間のミスアライメントを許容するための隙間に起因する摩耗や打音の発生を防止した回転軸接続構造を提供する。
【解決手段】一方の回転軸１の軸端に形成された嵌合筒部１１と、他方の回転軸２の軸端に形成された係合軸２１の間に、嵌合筒部１１に圧入される外環３１と、係合軸２１を回転方向へ係合した状態に挿入可能な内環３２と、外環３１と内環３２を弾性的に連結する弾性体３３からなる継手本体３が介在する。外環３１に内向き突部３１ａが形成され、内環３２の一部が、回転方向へ所定のクリアランスをもって前記内向き突部３１ａと対向される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの駆動軸と油圧ポンプの回転軸など、駆動側回転軸と従動側回転軸とを回転接続するための、接続技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の技術に係る回転軸接続構造を示す分離斜視図である。この図６において、例えばモータの出力軸である駆動側回転軸１１０の軸端１１０ａには、その直径方向に対称に並んだ一対のトルク伝達片１１１，１１２が突設されており、駆動側回転軸１１０の軸端１１０ａと対向する、例えばブレーキポンプの回転軸である従動側回転軸１２０の軸端１２０ａにも、同様のトルク伝達片１２１，１２２が突設されている。両回転軸１１０，１２０を連結する軸継手１００は、軸方向に貫通した十字孔１０１を有する。
【０００３】
すなわち、駆動側回転軸１１０のトルク伝達片１１１，１１２と、従動側回転軸１２０のトルク伝達片１２１，１２２は、互いにほぼ直角をなして交差するように組み合わされた状態で、軸継手１００の十字孔１０１に、その軸方向両側から挿入されることによって、トルク伝達可能な状態に接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の回転軸接続構造によれば、駆動側回転軸１１０のトルク伝達片１１１，１１２及び従動側回転軸１２０のトルク伝達片１２１，１２２と、軸継手１００の十字孔１０１との間には、両回転軸１１０，１２０間の芯ずれなどミスアライメントを許容するために、ある程度の隙間が設定されていることから、この隙間に起因するガタつきによって、十字孔１０１の内面と、トルク伝達片１１１，１１２及び１２１，１２２が摺動し、経時的な摩耗を生じ、その摩耗粉が、他部品に悪影響を与えるおそれがある。また、前記ガタつきによって、打音を発生する問題も指摘される。
【０００５】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、両回転軸間のミスアライメントを許容するための隙間に起因する摩耗や打音の発生を防止した回転軸接続構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る回転軸接続構造は、一方の回転軸の軸端に形成された嵌合筒部と、他方の回転軸の軸端に形成され前記嵌合筒部の内周へ延びる係合軸との間に、該係合軸を回転方向へ係合した状態に挿入可能な内環と、該内環を前記嵌合筒部の内周に弾性的に連結する弾性体とを備える継手本体を介在させたものである。
【０００７】
また、請求項２の発明に係る回転軸接続構造は、請求項１に記載の構成において、弾性体の外周に、嵌合筒部に圧入される外環が一体的に設けられると共に、この外環に内向き突部が形成され、内環の一部が、円周方向へ所定のクリアランスをもって前記内向き突部と対向される。
【０００８】
また、請求項３の発明に係る回転軸接続構造は、請求項１に記載の構成において、嵌合筒部の内周面に内向き突部が形成され、内環の一部が、円周方向へ所定のクリアランスをもって前記内向き突部と対向される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回転軸接続構造の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第一の形態による回転軸接続構造を示す分離斜視図、図２は、第一の形態による回転軸接続構造を軸心と直交する平面で切断して示す断面図、図３は、第一の形態による回転軸接続構造を軸心を通る平面で部分的に切断して示す要部断面図である。
【００１０】
まず図１及び図３において、参照符号１は一方の回転軸としての駆動側回転軸で、例えばモータの出力軸などに相当するものであり、参照符号２は、他方の回転軸としての従動側回転軸で、例えば前記モータによって回転されるブレーキポンプの回転軸等に相当するものであり、参照符号３は、両回転軸１，２間に介在される継手本体である。両回転軸１，２は、その軸端が軸方向に互いに対向された状態に配置される。
【００１１】
駆動側回転軸１の軸端には、円筒状の嵌合筒部１１が形成されており、従動側回転軸２の軸端には、嵌合筒部１１の内周に遊挿可能な角柱状の係合軸２１が同心的に形成されている。係合軸２１は、その軸方向の投影形状が長方形をなすものであって、その軸方向の長さが、駆動側回転軸１の嵌合筒部１１の軸方向長さ以上に形成されている。
【００１２】
継手本体３は、図２にも示されるように、金属製の外環３１と、その内周に配置された金属製の内環３２と、これら外環３１と内環３２の間に互いに十字形をなすように介在されて、外環３１と内環３２とを弾性的に連結するゴム状弾性材料からなる弾性体３３とを備えた、ブッシュ状に構成されたものである。
【００１３】
継手本体３における外環３１は、円筒を円周方向９０度間隔で内周側へ凹ませた形状を呈するものであって、その外径は、駆動側回転軸１の嵌合筒部１１の内周に適当な締め代をもって圧入可能な大きさに形成されており、図３に示されるように、軸方向長さＬ２が、嵌合筒部１１の軸方向長さＬ１と略同等に形成されている。また、内周側へ凹んだ部分、すなわち内向き突部３１ａ（四箇所）は、後述するように、内環３２に対する円周方向のストッパとなっており、軸方向へ延在されている。
【００１４】
継手本体３における内環３２は、従動側回転軸２の係合軸２１を密嵌状態に挿入可能であって、すなわち軸方向の投影形状が、略長方形の角筒状をなすものである。図２に示されるように、前記投影形状における長辺方向の側面部３２ｂ，３２ｂの長さＬａは、外環３１の内向き突部３１ａ，３１ａ間の内法Ｌｃよりも長く、かつ外環３１の内周面と非接触となる長さを有する。また、前記投影形状における短辺方向の側面部３２ｃ，３２ｃの長さＬｂは、外環３１の内向き突部３１ａ，３１ａ間の内法Ｌｃよりも短いものとなっている。
【００１５】
継手本体３における弾性体３３は、内環３２における一対の長辺側の側面部３２ｂ，３２ｂと外環３１の互いに対向する円弧面３１ｂ，３１ｂとの間に加硫接着された、一対の第一弾性部３３ａ，３３ａと、内環３２における一対の短辺側の側面部３２ｃ，３２ｃと外環３１の互いに対向する円弧面３１ｃ，３１ｃとの間に加硫接着された、一対の第二弾性部３３ｂ，３３ｂとからなる。すなわち、第一弾性部３３ａ，３３ａと第二弾性部３３ｂ，３３ｂは、内環３２を介して互いに直交する方向へ対向するように設けられている。また、先に説明したように、短辺方向の側面部３２ｃ，３２ｃの長さＬｂが、外環３１の内向き突部３１ａ，３１ａ間の内法Ｌｃよりも短いため、長方形の各頂点に相当する角部３２ａ（四箇所）及び前記側面部３２ｃ，３２ｃに加硫接着された第二弾性部３３ｂ，３３ｂの円周方向両端部と、外環３１に形成された内向き突部３１ａ（四箇所）は、それぞれ所定のクリアランスδを介して円周方向に対向している。
【００１６】
なお、継手本体３は、予め加硫接着剤を塗布した外環３１と内環３２を、所定の金型内に同心的にセットし、前記外環３１と内環３２の間に、弾性体３３における第一弾性部３３ａ，３３ａ及び第二弾性部３３ｂ，３３ｂを、加硫成形と同時に加硫接着することによって製作したものである。
【００１７】
以上のように構成された第一の形態による回転軸接続構造においては、駆動側回転軸１における嵌合筒部１１の内周に、継手本体３の外環３１を圧入嵌着する一方、この継手本体３の内環３２に、従動側回転軸２の係合軸２１を密嵌状態に挿入することによって、両回転軸１，２が回転接続されるものである。嵌合筒部１１の開口縁及び係合軸２１の先端部には面取り１１ａ，２１ａが施されているので、嵌合筒部１１への外環３１の圧入及び内環３２への係合軸２１の挿入を容易に行うことができる。また、嵌合筒部１１への継手本体３の圧入によって、その外環３１が僅かに縮径変形されるので、これに伴って、弾性体３３における第一弾性部３３ａ，３３ａ及び第二弾性部３３ｂ，３３ｂが、径方向に適当に予圧縮される。
【００１８】
この回転軸接続構造によれば、駆動側回転軸１と従動側回転軸２の軸心が僅かにずれていたり、あるいは軸心同士が互いに交差した状態などのミスアライメントがあっても、駆動側回転軸１の嵌合筒部１１と従動側回転軸２の係合軸２１との間には、継手本体３の弾性体３３が介在し、かつクリアランスδが形成されているので、ミスアライメント状態での両回転軸１，２の接続が許容されると共に、弾性体３３の弾性によって、ガタつきが押さえられる。したがって、このようなガタつきに起因する摩耗や打音の発生も、有効に防止される。
【００１９】
ここで、駆動側回転軸１がその軸心を中心として、例えば図２における時計回りの方向へ回転すると、そのトルクは、駆動側回転軸１の嵌合筒部１１から、継手本体３における外環３１、弾性体３３及び内環３２を介して、従動側回転軸２の係合軸２１に伝達され、これによって、従動側回転軸２が駆動側回転軸１と同方向へ回転される。そして、このトルク伝達過程では、両回転軸１，２間での振動が、弾性層２０の変形動作によって有効に絶縁される。
【００２０】
特に、弾性体３３における第二弾性部３３ｂ，３３ｂの円周方向両側にはクリアランスδが形成されているため、円周方向の剪断ばね定数が比較的低くなっており、したがって優れた振動絶縁性を発揮する。そして、弾性体３３の剪断変形量は、入力トルクの大きさに応じて変化し、このトルクが所定の大きさ以上になると、内環３２における一つの対角線上の角部３２ａ，３２ａが、これに対向する外環３１の内向き突部３１ａ，３１ａと接触して、この接触部でトルクを伝達するので、弾性体３３の過大変形による破損が防止される。
【００２１】
次に、図４は、本発明に係る第二の形態による回転軸接続構造を示す分離斜視図、図５は同じく軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。この形態において、第一の形態と異なるところは、継手本体３に外環が設けられておらず、弾性体３３が直接、駆動側回転軸１の嵌合筒部１１の内周に嵌合されるように構成したことにあり、その他の部分は、基本的には第一の形態と同様である。
【００２２】
詳しくは、駆動側回転軸１の嵌合筒部１１の内周面には、円周方向９０度間隔で、内周側へ突出すると共に軸方向へ延在された四個の内向き突部１２が形成されている。なお、このような形状の嵌合筒部１１は、例えば鋳造等によって成形することができる。
【００２３】
一方、継手本体３は、従動側回転軸２の係合軸２１を密嵌状態に挿入可能であって軸方向の投影形状が略長方形の角筒状をなす金属製の内環３２と、その外周に一体的に加硫接着された十字形の弾性体３３とを備える。すなわち、弾性体３３は、内環３２における長辺側の側面部３２ｂ，３２ｂに加硫接着された一対の第一弾性部３３ａ，３３ａと、短辺側の側面部３２ｃ，３２ｃに加硫接着された一対の第二弾性部３３ｂ，３３ｂとからなり、これら第一及び第二弾性部３３ａ，３３ａ，３３ｂ，３３ｂは、駆動側回転軸１の嵌合筒部１１における内向き突部１２，１２，…間の内周面１１ｂ，１１ｂ，…に、適当な予圧縮状態で圧入されるようになっている。
【００２４】
第一の形態と同様、継手本体３における内環３２は、従動側回転軸２の係合軸２１を密嵌状態に挿入可能な、略長方形の軸方向投影形状をなし、図５に示されるように、投影形状における長辺方向の側面部３２ｂ，３２ｂの長さＬａは、駆動側回転軸１における嵌合筒部１１の内向き突部１２，１２間の内法Ｌｃよりも長く、かつ嵌合筒部１１の内周面１１ｂと非接触となる長さを有する。また、前記投影形状における短辺方向の側面部３２ｃ，３２ｃの長さＬｂは、内向き突部１２，１２間の内法Ｌｃよりも短いものとなっている。このため、内環３２の四つの角部３２ａ及び弾性体３３の第二弾性部３３ｂ，３３ｂの円周方向両端部と、外環３１に形成された内向き突部３１ａ（四箇所）は、それぞれ所定のクリアランスδを介して円周方向に対向している。
【００２５】
なお、継手本体３は、予め加硫接着剤を塗布した内環３２を、所定の金型内に同心的にセットし、内環３２の外周に、未加硫ゴムを賦形して加熱・加圧することにより、弾性体３３における第一弾性部３３ａ，３３ａ及び第二弾性部３３ｂ，３３ｂを、加硫成形と同時に加硫接着したものである。
【００２６】
また、従動側回転軸２の軸端に形成された係合軸２１の軸方向長さは、駆動側回転軸１の嵌合筒部１１の軸方向長さ以上であり、継手本体３の軸方向長さは、嵌合筒部１１の軸方向長さと略同等である。
【００２７】
以上のように構成された第二の形態による回転軸接続構造も、第一の形態と同様に、駆動側回転軸１における嵌合筒部１１の内周に、継手本体３を圧入嵌着する一方、この継手本体３の内環３２に、従動側回転軸２の係合軸２１を密嵌状態に挿入することによって、両回転軸１，２を回転接続するものである。そして、ミスアライメント状態での両回転軸１，２の接続を許容し、弾性体３３の弾性によって、ガタつき及びこれに起因する摩耗や打音の発生を防止し、過大トルク入力の際に、内環３２における一つの対角線上の角部３２ａ，３２ａが、これに対向する嵌合筒部１１の内向き突部１２，１２と接触することによって、弾性体３３の過大変形による破損を防止するといった、第一の形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【００２８】
また、第二の形態によれば、継手本体３に第一の形態のような外環３１が存在しないため、外環の製作工程も不要となり、構造の簡素化及び製作コストの低減を図ることができる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態においては、駆動側回転軸１の軸端に嵌合筒部１１を形成し、従動側回転軸２の軸端に係合軸２１を形成したが、これは逆の関係であっても良く、すなわち駆動側回転軸１の軸端に係合軸を形成し、従動側回転軸２の軸端に嵌合筒部を形成しても、本発明は実現可能である。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る回転軸接続構造によれば、一方の回転軸における嵌合筒部の内周に、継手本体を介して、他方の回転軸の係合軸を係合することによって、両回転軸を回転接続するものであり、継手本体における弾性体によって、伝達振動を絶縁すると共にガタつきをなくしたため、摩耗や打音の発生を、有効に防止することができる。
【００３１】
請求項２の発明に係る回転軸接続構造によれば、請求項１による効果に加え、過大トルク入力時に、内環の一部と外環の内向き突部との接触によって、弾性体の過大変形による破損を防止することができる。
【００３２】
請求項３の発明に係る回転軸接続構造によれば、請求項１による効果に加え、過大トルク入力時に、内環の一部と嵌合筒部の内向き突部との接触によって、弾性体の過大変形による破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第一の形態による回転軸接続構造を示す分離斜視図である。
【図２】本発明に係る第一の形態による回転軸接続構造を軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。
【図３】本発明に係る第一の形態による回転軸接続構造を、軸心を通る平面で部分的に切断して示す要部断面図である。
【図４】本発明に係る第二の形態による回転軸接続構造を示す分離斜視図である。
【図５】本発明に係る第二の形態による回転軸接続構造を、軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。
【図６】従来の技術に係る回転軸接続構造を示す分離斜視図である。
【符号の説明】
１　駆動側回転軸（一方の回転軸）
１１　嵌合筒部
１２　内向き突部
２　従動側回転軸（他方の回転軸）
２１　係合軸
２１ａ　面取り
３　継手本体
３１　外環
３１ａ　内向き突部
３１ｂ，３１ｃ　円弧面
３２　内環
３２ａ　角部（内環の一部）
３２ｂ，３２ｃ　側面部
３３　弾性体
３３ａ　第一弾性部
３３ｂ　第二弾性部
δ　クリアランス

Claims

一方の回転軸（１）の軸端に形成された嵌合筒部（１１）と、他方の回転軸（２）の軸端に形成され前記嵌合筒部（１１）の内周へ延びる係合軸（２１）との間に、該係合軸（２１）を回転方向へ係合した状態に挿入可能な内環（３２）と、該内環（３２）を前記嵌合筒部（１１）の内周に弾性的に連結する弾性体（３３）とを備える継手本体（３）を介在させたことを特徴とする回転軸接続構造。
弾性体（３３）の外周に、嵌合筒部（１１）に圧入される外環（３１）が一体的に設けられると共に、この外環（３１）に内向き突部（３１ａ）が形成され、内環（３２）の一部が、円周方向へ所定のクリアランス（δ）をもって前記内向き突部（３１ａ）と対向されたことを特徴とする請求項１に記載の回転軸接続構造。
嵌合筒部（１１）の内周面に内向き突部（１２）が形成され、内環（３２）の一部が、円周方向へ所定のクリアランス（δ）をもって前記内向き突部（１２）と対向されたことを特徴とする請求項１に記載の回転軸接続構造。