JP2548544Y2 - 二軸連結用カツプリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、一直線上に軸線を配し
た二軸の端部同士を連結するための二軸連結用カツプリ
ングに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の二軸連結用カツプリング
の一つとして、積層した金属ばね板により偶数辺多角形
の枠を構成し、その各頂点を二軸の一方の連結端と他方
の連結端とに一つおきに交互に結合した構造とすること
により、一方の軸から他方の軸へのトルクの伝達を行う
とともに、金属ばね板に弾性変形を生じさせつつ二軸の
軸線のずれを吸収し、さらに、一方の軸の振動を金属ば
ね板の弾性変形により吸収して他方の軸に伝わるのを防
止するようにしたものが用いられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
二軸連結用カツプリングは、金属ばね板が密着した構造
をなしていて、金属ばね板同士の間で生じる板間摩擦の
ために弾性変形し難くなつていることから、二軸の軸線
回りの剛性が高かつた。

【０００４】さらに、かかる二軸連結用カツプリングに
おいては、多角形の頂点において金属ばね板を二軸に連
結するための手段として、金属ばね板の頂点に相当する
部分に形成した円形の連結孔に円形断面のボルトを貫通
させて、そのボルトとナツトにより金属ばね板を二軸の
連結端に固定するという方法が取られていた。

【０００５】このため、トルクの作用により金属ばね板
が伸び縮みの弾性変形を生じつつ駆動側の軸のボルトが
従動側のボルトに対して円周方向に相対移動したとき
に、金属ばね板の頂点部分と円形断面のボルトとの間で
は摩擦抵抗を伴う相対回転を生じることとなり、この摩
擦抵抗のために金属ばね板の弾性変形が生じ難くなるこ
とから、二軸の軸線回りのねじり剛性が高かつた。

【０００６】このように、従来の二軸連結用カツプリン
グは、軸線回りのねじり剛性が高かつたため、二軸の一
方が軸線回りのねじり方向に振動したときにその振動を
十分に吸収することができず、二軸の間で振動が伝達さ
れるのを確実に防止することができないという問題があ
つた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、上記課題を解
決するための手段として、連結されるべき二軸の軸線方
向と直角な面内において偶数辺多角形の枠状をなし、多
角形の各辺を、その長さ方向の中央部において内周側よ
りも外周側のほうが大きく撓むように波形に湾曲した複
数枚の金属ばね板を板間に隙間を空けて二軸の軸線方向
に積層することにより構成し、金属ばね板の多角形の各
頂点に相当する部分を二軸の一方の連結端に設けた非円
形断面の軸状連結部材と他方の連結端に設けた非円形断
面の軸状連結部材とに一つおきに交互に嵌合して結合す
ることにより、二軸を互いに連結するようにした構成と
した。

【０００８】

【考案の作用及び効果】本考案は上記構成になり、二軸
の軸線回りのトルクが作用すると、一方の軸の軸状連結
部材が他方の軸の軸状連結部材に対して円周方向に相対
回転し、隣り合う軸状連結部材の間隔が一つおきに広く
または狭くなるのにともなつて金属ばね板が伸び縮みの
弾性変形を生じつつ、トルクが他方の軸に伝達される。

【０００９】このときに、弾性変形する金属ばね板は、
その板間に隙間が空いているから、積層されたもの同士
が接触して板間摩擦を生じるということがない。

【００１０】しかも、軸状連結部材同士が相対回転を生
じるときに、多角形の辺の一端の軸状連結部材の軸心か
ら他端の軸状連結部材の軸心に向かう方向がトルクの変
動にともなつて内周側または外周側にずれても、軸状連
結部材は非円形断面であつてその軸心回りに金属ばね板
が回転を生じるということがないため、軸状連結部材と
金属ばね板との間ではその相対回転による摩擦は生じな
い。

【００１１】このように、金属ばね板同士の板間摩擦
も、多角形の頂点における金属ばね板と軸状連結部材と
の間の摩擦も生じないから、金属ばね板は弾性変形を生
じ易い。したがつて、二軸の一方が振動した場合には、
その振動が金属ばね板の弾性変形によつて十分に吸収さ
れるため、二軸の間における振動の伝達を確実に防止す
ることができる効果がある。

【００１２】また、多角形の頂点においては金属ばね板
が軸状連結部材の軸心回りの回転不能に拘束されている
ために、軸状連結部材同士の間隔が広がるのにともなつ
て金属ばね板がその辺の一端側に対して他端側の位置を
内周側にずらしながら伸び変形を生じるのであるが、金
属ばね板は多角形の辺の中央部で外周側が内周側よりも
大きく撓んでいるから、金属ばね板が伸び切つたときに
平坦になるようにすることが可能である。したがつて、
内周側と外周側のいずれか一方が撓んだまま金属ばね板
が伸び切つた状態でトルクの伝達が行われる場合とは異
なり、金属ばね板に生じる応力が外周側と内周側で均一
となるようにすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本考案の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。一直線上に軸線Ｐを配して連結端のハブフ
ランジ２ａ、２ｂ同士を対応させた駆動軸１ａと従動軸
１ｂ（本考案の構成要素である二軸に相当する）とを連
結する本実施例の二軸連結用カツプリングＣは、両軸１
ａ、１ｂの軸線Ｐと直角な面上において正六角形の枠状
をなす。

【００１４】正六角形枠の各辺に相当する部分は、夫
々、駆動軸１ａ及び従動軸１ｂの軸線方向に積層した複
数枚の細長い第１の金属ばね板３とその積層した第１の
金属ばね板３を両側から挟むように重ねた２枚の細長い
第２の金属ばね板４とにより他辺とは別個に構成されて
いる。また、隣り合う辺同士が交わる頂点部分において
は、それらの辺の金属ばね板３、４の端部が交互に重ね
られていて、これにより、各辺における金属ばね板３、
４の板面同士の間には、隣りの辺の金属ばね板３、４の
厚さに相当する隙間が空けられている。

【００１５】第２の金属ばね板４は、第１の金属ばね板
３よりも肉厚で剛性が高く、その長さ方向の中央部にお
いて予め波付けされた形状をなし、その波付けは、六角
形枠における外周側の部分が内周側の部分よりも大きく
撓むように施されている。この第２の金属ばね板４の両
端部には、円の一部を直線とした非円形をなす嵌合孔４
ａが形成されている。

【００１６】また、第１の金属ばね板３は、自由状態に
おいては平坦であつて、その両端部には、第２の金属ば
ね板４の嵌合孔４ａと同じ形状の嵌合孔３ａが形成され
ている。この第１の金属ばね板３は、その長さ方向の中
央部において第２の金属ばね板４と同様に外周側が内周
側よりも大きく撓むように波形に湾曲し、かつ、その嵌
合孔３ａが第２の金属ばね板４の嵌合孔４ａと整合する
ように弾性変形されている。

【００１７】そして、かかる状態の第１の金属ばね板３
と第２の金属ばね板４は、それらの嵌合孔３ａ、４ａ
に、内周が嵌合孔３ａ、４ａと同じく円の一部を直線に
した非円形断面形状である結合用筒体５を緊密に嵌通さ
せてその両端部を鍔状にかしめ付けることにより、六角
形の枠を形成するように一体に結合されており、これに
よつて、二軸連結用カツプリングＣが構成されている。

【００１８】組み付けられた二軸連結用カツプリングＣ
の第１の金属ばね板３は、外周側が内周側側よりも大き
く撓むように湾曲変形しているため、その平坦な自由状
態において両端の嵌合孔３ａ、３ａの中心Ｘ、Ｘを結ん
だ直線状の中心線Ｙは、組付け状態において両嵌合孔３
ａ、３ａの中心Ｘ、Ｘを結んだ直線Ｚよりも内周側にず
れている。言い換えると、辺の一端の嵌合孔３ａの中心
から駆動軸１ａ及び従動軸１ｂの軸心Ｐに向かう半径方
向に対して、第１の金属ばね板３の中心線Ｙがなす角度
θと、一端の嵌合孔３ａの中心Ｘから他端の嵌合孔３ａ
の中心Ｘに向かう方向の直線Ｚがなす６０°の角度とを
比べると、中心線Ｙのなす角度θの方が直線Ｚのなす６
０°の角度よりも僅かに小さくなつている。

【００１９】上記構成になる二軸連結用カツプリングＣ
は、駆動軸１ａのハブフランジ２ａと従動軸１ｂのハブ
フランジ２ｂとの間に介装され、六角形の６個の頂点部
分において一つおきに駆動軸１ａと従動軸１ｂとに交互
に結合される。

【００２０】二軸連結用カツプリングＣと駆動軸１ａと
の結合は、そのハブフランジ２ａの非円形状をなす貫通
孔１１に非円形断面の連結用ボルト（本考案の構成要素
である軸状連結部材に相当する）１２ａを緊密に貫通さ
せ、その連結用ボルト１２ａに筒形スペーサ１３を外嵌
し、二軸連結用カツプリングＣの結合用筒体５を緊密に
外嵌し、さらに筒形スペーサ１４を外嵌して、連結用ボ
ルト１２ａの先端の雄ねじにナツト１５を螺合して締め
付けることによつて行われる。二軸連結用カツプリング
Ｃと従動軸１ｂとの結合も、駆動軸１ａの場合と同様に
非円形断面の連結用ボルト（本考案の構成要素である軸
状連結部材に相当する）１２ｂを用いて行われる。この
ようにして二軸連結用カツプリングＣに駆動軸１ａと従
動軸１ｂを結合することにより駆動軸１ａと従動軸１ｂ
が連結される。

【００２１】次に、本実施例の作動を説明する。駆動軸
１ａにトルクが作用すると、駆動軸１ａ側の連結用ボル
ト１２ａが従動軸１ｂ側の連結用ボルト１２ｂに対して
離間または接近するように軸心Ｐ回りの円周方向に相対
移動することにより、金属ばね板３、４がその長さ方向
に伸びまたは縮むように弾性変形しつつ、トルクが従動
軸１ｂに伝達される。

【００２２】このときに、駆動軸１ａ側の連結用ボルト
１２ａが従動軸１ｂ側の連結用ボルト１２ｂに対して移
動する方向は、両連結用ボルト１２ａ、１２ｂを結ぶ直
線Ｚ方向に対して外周側または内周側にずれているので
あるが、連結用ボルト１２ａ、１２ｂと二軸連結用カツ
プリングＣの結合用筒体５との嵌合部分における断面形
状は非円形であるから、金属ばね板３、４が連結用ボル
ト１２ａ、１２ｂの軸心Ｘ回りに回転するのが阻止され
る。したがつて、金属ばね板３、４の嵌合孔３ａ、４ａ
の内周と連結用ボルト１２ａ、１２ｂの外周との間で摩
擦抵抗が生じるということはない。また、各辺の積層さ
れた金属ばね板３、４の間には隙間が空いているから、
金属ばね板３、４の間で板間摩擦が生じるということは
ない。

【００２３】このように、金属ばね板３、４と連結用ボ
ルト１２ａ、１２ｂとの間の摩擦も金属ばね板３、４の
板間摩擦も共に生じないから、金属ばね板３、４は弾性
変形を生じ易く、動ばね定数は低く保たれる。したがつ
て、駆動軸１ａに振動が作用したときには、その振動が
金属ばね板３、４の弾性変形によつてほぼ完全に吸収さ
れることとなり、振動が駆動軸１ａから従動軸１ｂへ伝
達されるのが確実に防止される。

【００２４】そして、トルクが増大して一定の値に達す
ると第１の金属ばね板３は完全に伸び切つた状態とな
り、それ以上トルクが増大しても二軸連結用カツプリン
グＣは軸心Ｐ回りの変形を生じ難くなる。

【００２５】すなわち、二軸連結用カツプリングＣのば
ね定数は、トルクが一定値に達するまでは緩やかに増大
してその一定値を越えると急激に増大するのであつて、
ゴムを用いた二軸連結用カツプリングと同じような非線
形特性を示す。

【００２６】また、金属ばね板３が伸びる辺の一端に位
置する駆動軸１ａ側の連結用ボルト１２ａが他端に位置
する従動軸１ｂの連結用ボルト１２ｂに対して移動する
方向は、前述したように辺の長さ方向すなわち直線Ｚ方
向に対して僅かに内周側へずれた方向となるために、伸
び変形する金属ばね板３の変形量は内周側よりも外周側
の方が大きくなるのであるが、トルクが作用しない状態
において金属ばね板３は外周側が内周側よりも大きく撓
むように湾曲しているから、トルクが一定の値に達して
金属ばね板３が伸び切つた図２（Ｂ）に示す状態におい
ては、金属ばね板３は外周側の部分も内周側の部分もと
もに伸び切つて板面が平坦になつた状態となる。

【００２７】したがつて、この平坦に伸び切つた状態に
おいては、外周側と内周側のいずれか一方の部分が湾曲
したままの状態で金属ばね板が伸び切る場合とは異な
り、トルクの作用によつて金属ばね板３に生じる応力が
外周側と内周側でほぼ均一になる。

【００２８】本実施例においては、六角形の各辺毎に別
個の金属ばね板３、４を用いてそれを頂点部分で連結す
る構造としたが、すべての辺がつながつた枠状をなす金
属ばね板を用いるようにしてもよい。

【００２９】また、本考案によれば、二軸連結用カツプ
リングを構成する枠の形状は、上記実施例で説明した六
角形に限らず、四角形や八角形等の他の偶数辺の多角形
とすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】二軸を連結した状態の一部切欠側面図である。

【図２】（Ａ）トルクが作用していない状態の一部切欠
正面図である。

【図２】（Ｂ）トルクが作用して金属ばね板が伸び切つ
た状態の部分正面図である。

【図３】分解した状態の斜視図である。

【符号の説明】

Ｃ：二軸連結用カツプリング １ａ：駆動軸（二軸の一
方） １ｂ：従動軸（二軸の他方） ３、４：金属ばね
板 １２ａ、１２ｂ：連結用ボルト（軸状連結部材）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 連結されるべき二軸の軸線方向と直角な
   面内において偶数辺多角形の枠状をなし、多角形の各辺
   を、その長さ方向の中央部において内周側よりも外周側
   のほうが大きく撓むように波形に湾曲した複数枚の金属
   ばね板を板間に隙間を空けて前記二軸の軸線方向に積層
   することにより構成し、前記金属ばね板の多角形の各頂
   点に相当する部分を前記二軸の一方の連結端に設けた非
   円形断面の軸状連結部材と他方の連結端に設けた非円形
   断面の軸状連結部材とに一つおきに交互に嵌合して結合
   することにより、前記二軸を互いに連結するようにした
   ことを特徴とする二軸連結用カツプリング。