JP4336923B2 - フレキシブルカップリング - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸の接続部に用いられて、駆動側から従動側へ回転力を伝達すると共にトルク変動や振動の伝達を低減するフレキシブルカップリングに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車のプロペラシャフトとトランスミッション側及びデファレンシャル側との軸接続部等に用いられるフレキシブルカップリングは、基本的には円周方向所定間隔で複数配置され駆動軸側に設けられる駆動側接続子と、これら各駆動側接続子間に位置して円周方向所定間隔で複数配置され従動軸側に設けられる従動側接続子と、円周方向に互いに隣り合う前記駆動側及び従動側接続子の間にそれぞれ介在するエラストマからなる弾性部材とを備え、回転駆動力を前記弾性部材を介して伝達すると共に、トルク変動や振動の伝達を前記弾性部材の変形により低減するものである(例えば特開平10−169667号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のフレキシブルカップリング(軸継ぎ手)において、有効な防振・防音効果を実現するには、ばね定数を低くする必要があり、動力伝達を行うためにはある程度ばね定数を高く設定する必要があるといった、相反する特性が要求される。しかしながら、上記従来技術によれば、駆動側と従動側との相対的な捩り角度に対して、弾性部材が、ほぼ線形的な荷重特性しか得られない構造であるため、上記特性を満足することが困難であり、したがって、双方の特性の妥協点を見出して仕様の設定を行う必要があった。
【0004】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題とするところは、優れた防振・防音性能と、動力伝達力の双方を満足し得るフレキシブルカップリングを提供することにある。
【0005】
【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、本発明に係るフレキシブルカップリングは、円周方向所定間隔で複数配置され駆動軸側及び従動軸側のうちの一方の第一フランジに形成された第一接続子と、これら各第一接続子間に位置して円周方向所定間隔で複数配置され駆動軸側及び従動軸側のうちの他方の第二フランジに形成された第二接続子と、円周方向に互いに隣り合う前記第一及び第二接続子の間にそれぞれ介在し前記第一接続子側に固定されたエラストマからなる弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記第二接続子側と初期接触する第一山部と、この第一山部が所定の変形量に達した時点で前記第二接続子側と接触する第二山部と、外周面に形成され、前記第二フランジにおける環状突縁の内周面と摺動可能に接触される小突起と、軸方向一端面に形成され、前記第一フランジの内側面と摺動可能に接触される小突起と、軸方向他端面に形成され、前記第二フランジの内側面と摺動可能に接触される小突起とを有する。また、この構成において一層好ましくは、前記弾性部材に、前記第一山部の変形による応力を吸収する逃げ溝が、前記第一山部に隣接して形成される。
【0006】
この構成によれば、トルク変動等によって、第一接続子と第二接続子の間で弾性部材が変形を受ける過程では、この弾性部材は、まず第一山部のみが変形を受け、特に、この第一山部に隣接する逃げ溝が形成されることによって、第一山部の変形による応力が吸収されるのでばね定数が低く、有効な防振・防音効果を奏する。また、第一及び第二接続子の互いの捩れ角が所定の大きさになると、第二山部も変形を受けることによって、ばね定数が上昇するので、所要の動力伝達力が確保される。しかも弾性部材の外周面及び軸方向両端面の小突起によって、弾性部材は、前記第一及び第二フランジにベタ当たりすることなく保持されるので、変形動作が阻害されず、半径方向及び軸方向のばね定数も低下する。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1及び図2は、本発明に係るフレキシブルカップリングの好ましい実施の形態を示すものである。この図において参照符号1は、ボス部11と、その外周から円盤状に展開したフランジ本体12を有する第一フランジ、参照符号2は、前記第一フランジ1に軸方向に対向配置され、ボス部21と、その外周から円盤状に展開したフランジ本体22と、その外周に沿って、前記第一フランジ1側へ突出形成された環状の環状突縁23を有する第二フランジである。
【0008】
第一フランジ1におけるフランジ本体12の内側面には、ボス部11の内端11aの外周面から外径方向に延びる三本の第一接続子13が、等位相間隔(円周方向120°間隔)で形成されており、第二フランジ2におけるフランジ本体22の内側面には、その外周に沿って形成された環状突縁23から内径方向に延びる三本の第二接続子24が、前記各第一接続子13,13間に位置して等位相間隔(円周方向120°間隔)で形成されている。
【0009】
円周方向に交互に隣り合う各第一接続子13と各第二接続子24の間には、エラストマ(ゴム又はゴム状弾性材料)からなる弾性部材3A,3Bが交互に介在されている。この弾性部材3A,3Bは、図3及び図4に示されるように、内環部41及びそこから円周方向120°間隔で外径方向に延びる三本の嵌合プレート42を有する取付金具4に一体的に設けられている。
【0010】
詳しくは、取付金具4は、内環部41が、第二フランジ2におけるボス部21の外周に遊嵌可能な大きさに形成され、嵌合プレート42の先端が、第二フランジ2における環状突縁23の内径よりも小径の円周上にある。前記各嵌合プレート42は、軸方向に開いた略コ字形の屈曲形状を呈するものであって、第一フランジ1における各第一接続子13に嵌着されるようになっており、弾性部材3A,3Bは、その成形に際して、それぞれ各嵌合プレート42の円周方向両側に、焼付け等により一体的に接合されたものである。すなわち、弾性部材3A,3Bは、その各基部が取付金具4における各嵌合プレート42を介して第一フランジ1における第一接続子13に固定されている。
【0011】
弾性部材3A,3Bは、取付金具4における嵌合プレート42の中心線を対称軸として、互いに対称形状に形成されており、その互いに対向する先端部には、それぞれ第一山部31と、その外周側に位置し、円周方向高さが前記第一山部31よりも低い第二山部32と、これら第一及び第二山部31,32の間に位置する逃げ溝33が形成されている。半径方向に対する前記第二山部32の幅は、前記第一山部31よりも大きく、前記逃げ溝33は、前記第一山部31と略同等の容積で形成されている。
【0012】
図3に示される弾性部材3A,3Bと取付金具4との一体成形品において、前記弾性部材3A,3Bは、円周方向に互いに対向する第一山部31,31間の間隔p1が、第二フランジ2における第二接続子24の円周方向厚さよりも小さく、また、円周方向に互いに対向する第二山部32,32間の間隔p2が、前記第二接続子24の円周方向厚さよりも大きいものとなっている。したがって図2に示される組立状態において、前記第一接続子13と第二接続子24が、円周方向等間隔(60°間隔)にある無負荷状態では、各弾性部材3A,3Bにおける第一山部31は、先端が所定の潰し代をもって第二フランジ2における第二接続子24の両側面に接触することにより、適当な予圧縮が与えられており、一方、第二山部32は、前記第二接続子24の両側面と非接触状態にある。
【0013】
すなわち第一フランジ1と第二フランジ2の相対的な捩り角が所定の範囲内にあっては、弾性部材3A,3Bは、第一山部31のみが第二接続子24の側面と接触しており、前記捩り角が所定範囲を超えた時点で、第二山部32が第二接続子24の側面と接触されるようになっている。
【0014】
また、弾性部材3A,3Bの外周面には、第二フランジ2における環状突縁23の内周面と摺動可能に接触される複数の小突起34が形成されており、軸方向一端面には、第一フランジ1の内側面と摺動可能に接触される複数の小突起35が形成されており、更に軸方向他端面には、第二フランジ2の内側面と摺動可能に接触される複数の小突起36が形成されている。このため、弾性部材3A,3Bは、前記第一及び第二フランジ1,2にベタ当たりすることなく保持され、変形動作が阻害されないようになっている。
【0015】
上述の構成を備える本発明のフレキシブルカップリングは、第一フランジ1が、図示されていない駆動軸及び従動軸のうち一方の軸端に取り付けられ、第二フランジ2が、前記駆動軸及び従動軸のうち他方の軸端に取り付けられる。そして、この取付状態で、駆動軸と従動軸間でトルク変動を生じると、第一フランジ1と第二フランジ2との相対的な捩り角が変化することによって、第一接続子13と第二接続子24との間で弾性部材3A,3Bが円周方向へ交互に圧縮変形を受けながら、駆動軸から従動軸への動力伝達を行う。
【0016】
詳しくは、図2に示される無負荷状態から、例えば一方の弾性部材3Aが円周方向へ圧縮変形を受ける過程を考えると、第一フランジ1と第二フランジ2の相対的な捩り角が所定角度αの範囲内においては、この弾性部材3Aは、小突起34,36の摺動を伴いながら、第一フランジ1及び取付金具4と共に、第二フランジ2に対して相対的に捩り変位して、第二接続子24の側面と接触している第一山部31が圧縮変形を受けるが、第二山部32は非接触状態にある。しかも第一山部31は、前記圧縮に伴って、隣接する逃げ溝33を埋めるように逃げ変形するので、圧縮による応力が吸収され、ばね定数が低く抑えられる。
【0017】
また、第一フランジ1と第二フランジ2の相対的な捩り角が、図2に示される所定角度αを超えると、弾性部材3Aは、第一山部31に加えて第二山部32も第二接続子24の側面と接触して圧縮を受ける。しかも、この時点では前記第一山部31が逃げ溝33を充満するように押し潰されているため、前記弾性部材3Aは、その半径方向全域が第二接続子24の側面と接触して円周方向の圧縮を受けることになり、ばね定数が高くなる。
【0018】
図2に示される無負荷状態から、他方の弾性部材3Bが円周方向へ圧縮変形を受ける場合も上述と同様である。
【0019】
したがって、図5に本発明のフレキシブルカップリングのばね特性を示すように、捩り角が所定角度の範囲内では、低ばね定数であることによって、優れた防振・防音機能を奏し、それよりも捩り角が大きくなる加速時等においては、高ばね定数となることによって、大きな動力伝達力が確保される。
【0020】
また、上述の構成によれば、取付金具4を介して第一フランジ1の第一接続子13に固定された弾性部材3A,3Bは、第二フランジ2における環状突縁23の内周面に小突起34で接触していることによって、半径方向へ低いばね定数で変形可能であり、また、前記第二フランジ2におけるフランジ本体22の内側面に、小突起36において接触していることによって、軸方向へも低いばね定数で変形可能である。このため、捩り方向だけでなく、軸方向や半径方向の振動入力に対しても、有効な防振・防音機能を奏することができる。
【0021】
なお、本発明は図示の例に限定されるものではなく、各部の形状や、第一及び第二接続子13,24及びこれに対応する弾性部材3A,3Bの数等は、種々変更可能である。
【0022】
【発明の効果】
本発明のフレキシブルカップリングによると、ばね定数を低くすることによる有効な防振・防音効果の実現と、ばね定数を高く設定することによる大きな動力伝達力の確保といった、相反する特性の要求を満足することができる。しかも捩り方向だけでなく、軸方向や半径方向の振動入力に対しても、有効な防振・防音機能を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフレキシブルカップリングの好ましい一実施形態を、軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。
【図2】図1におけるII−II線断面図である。
【図3】本発明に係るフレキシブルカップリングにおける弾性部材と取付金具からなる成形品を軸心と平行な方向から見た図である。
【図4】図3におけるIV−IV線断面図である。
【図5】本発明に係るフレキシブルカップリングの特性を示す説明図である。
【符号の説明】
1 第一フランジ
11,21 ボス部
12,22 フランジ本体
13 第一接続子
2 第二フランジ
23 環状突縁
24 第二接続子
3A,3B 弾性部材
31 第一山部
32 第二山部
33 逃げ溝
34〜36 小突起
4 取付金具
41 内環部
42 嵌合プレート
Claims (2)
- 円周方向所定間隔で複数配置され駆動軸側及び従動軸側のうちの一方の第一フランジ(1)に形成された第一接続子(13)と、
これら各第一接続子(13)間に位置して円周方向所定間隔で複数配置され駆動軸側及び従動軸側のうちの他方の第二フランジ(2)に形成された第二接続子(24)と、
円周方向に互いに隣り合う前記第一及び第二接続子(13,24)の間にそれぞれ介在し前記第一接続子(13)側に固定されたエラストマからなる弾性部材(3A,3B)とを備え、
前記弾性部材(3A,3B)は、
前記第二接続子(24)側と初期接触する第一山部(31)と、
この第一山部(31)の変形が所定の変形量に達した時点で前記第二接続子(24)側と接触する第二山部(32)と、
外周面に形成され、前記第二フランジ(2)における環状突縁(23)の内周面と摺動可能に接触される小突起(34)と、
軸方向一端面に形成され、前記第一フランジ(1)の内側面と摺動可能に接触される小突起(35)と、
軸方向他端面に形成され、前記第二フランジ(2)の内側面と摺動可能に接触される小突起(36)と、
を有することを特徴とするフレキシブルカップリング。 - 弾性部材(3A,3B)に、第一山部(31)の変形による応力を吸収する逃げ溝(33)が、前記第一山部(31)に隣接して形成されたことを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルカップリング。
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