JPH0727142A - 軸継手 - Google Patents
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- JPH0727142A JPH0727142A JP6085194A JP8519494A JPH0727142A JP H0727142 A JPH0727142 A JP H0727142A JP 6085194 A JP6085194 A JP 6085194A JP 8519494 A JP8519494 A JP 8519494A JP H0727142 A JPH0727142 A JP H0727142A
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Classifications
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- F16D3/68—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic elements arranged between substantially-radial walls of both coupling parts the elements being made of rubber or similar material
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Abstract
系列内のハブへとトルクを2段階で伝達するために,ね
じり剛性を異にする2群のゴム弾性継手体を有するねじ
り弾性軸継手が設けられている。第1群のねじり軟性弾
性継手体は,ハブの多角形外面と,それに適合した多角
形の,しかし周面をずらして設けられた継手フランジ凹
部との間で,半径方向元応力が加えられて挿入されてい
る。この弾性第1継手段はきわめてねじり軟性である。
ハブは耐ねじり性に二次動力伝達要素と結合されてお
り,該要素は爪が軸線方向で継手フランジの周面溝孔内
に嵌め込まれる。 【効果】 第2群のねじり剛性ゴム弾性継手体が設けら
れており,該継手体は,部分負荷が高くなつてはじめ
て,全負荷に至るまで,作動させられる。
Description
記載された2段ねじり弾性軸継手に関する。
ザ(MerCruiser)社の広報刊行物により公知
である。この軸継手は,特に原動機の無負荷運転時又は
低部分負荷のときに発生する騒音(いわゆる“ギヤハン
マリング“)を低減するために設計された。このような
騒音は,特に,このような負荷条件にとつて継手が十分
なねじり軟性に設計されていないときに発生する。2段
メルクルーザ軸継手では,比較的ねじり軟性に調整され
た弾性ゴムリング体を介して継手フランジがハブと結合
されている。つまり,ボート原動機のはずみ車から継手
フランジに伝達されるトルクはこのゴム弾性リングを介
してハブに伝達され,該ハブに伝動軸が耐ねじり性に結
合されている。無負荷運転時及び低い機関回転数のと
き,弾性継手要素としてまずゴムリングのみが力束内に
割り込ませられている。
た皿要素又は円板状二次動力伝達要素としつかり結合さ
れている。この動力伝達要素は,軸線方向に延びた6つ
のピンを担持しており,このピンに嵌められたゴム弾性
スリーブは最初に挙げられたゴム弾性リング要素よりも
ねじり剛性である。スリーブ付きのピンは,継手フラン
ジの内部で周面の各部分範囲を超えて延びた長手凹部内
に嵌め込まれる。駆動トルクが無負荷運転範囲内又は低
部分負荷に留まる限りで,弾性スリーブ付きのピンは,
この長手凹部内で,長手凹部の境界に衝突することな
く,自由に発振することができる。駆動トルクが高ま
り,かつ継手部分相互の周面のずれが大きくなると,ゴ
ム弾性リング単独の復元力がもはや十分ではなく,継手
フランジとハブとの間で,従つてゴム弾性スリーブを備
えたボルトと継手フランジの長手凹部との間でも,周方
向でより大きな相対運動が現れる。より大きな角度行程
に基づいて,いまやゴム弾性スリーブは長手凹部の,継
手フランジの回転方向に向いた境界に達し,力又はトル
ク伝達機能を果たす。
特性曲線は,無負荷運転時及び部分負荷範囲のとき,リ
ングからなる弾性継手体のみが作用する場合,緩やかに
上昇しており,ねじり剛性に調整された第2群の弾性継
手体が投入されるや,この曲線は累進的に上昇する枝線
に移行する。
継手は,ねじり軟性の第1減衰段を用意することによ
り,無負荷運転時又は部分負荷運転時に発生する騒音を
かなり下げる目的を達成するのに好適である。公知の継
手の欠点は,構造が複雑で真に支出高である点にある。
つまり,明らかに,ゴムリングは一方で継手フランジ
と,他方でハブとねじ止めされている。他方で,弾性リ
ング体は,継手部分とねじ止めされることができるよう
に,ねじ止めフランジを備えていなければならず,この
フランジにリングが成形されていなければならない。こ
のことから,製造及び組立が支出高となり又それに応じ
てコスト高となる。
は,請求項1の前提部分で前提とされた種類の2段ねじ
り弾性軸継手を設計上かなり簡素化することである。更
に,動作信頼性を高めることに重きが置かれる。
ます第一に,実質的に,請求項1の特徴部分に明示され
た特徴によつて解決する。
れ,この継手は−加硫された弾性継手体なしでも間に合
うので−動作信頼性もきわめて高い。ゴムローラ継手自
体は確かに公知である。しかし本発明は,これを最適な
仕方で第2継手段内に一体化することによつて,特に適
切な仕方でこの継手を利用する。この一体化は,両段の
半径方向割当てにも軸線方向割当てにも関係している。
つまり最初に述べられた先行技術ではゴムリングを少な
くとも部分的に軸線方向で継手フランジの前に設けてお
かねばならないのに対して,いまや両段は,軸線方向の
ずれを有するのではなく,むしろ一方の段が他方の段で
覆われているように一体化することができる。このこと
から,有利な仕方で,軸線方向できわめて狭く構成され
る継手ユニツトも提供される。
んど専ら,ゴム部品と金属部品とが接触し,金属部品が
相互に接触するのではない。こうして,相接触する金属
部品間で,力が変化するときに危ぐされるフレツチング
腐食は防止される。この継手は耐摩耗性にきわめて優れ
ており,保守不要である。
しくは,正四角形によつて限定されている。一方で継手
フランジ凹部,他方で長手凹部が,それぞれ−比較的薄
い−壁部分によつて限定又は制限されており,それぞれ
1つの多角形の隅が,継手フランジの2つの長手凹部を
分離する壁部分に対して半径方向に一列に並んで設けら
れているとき,特に適切な1構成が得られる。これによ
り,継手,特に継手フランジの軽量骨格構造が,一貫し
てほぼ一定に設計可能な壁厚で達成され,これにより,
形状の複雑な継手フランジは金属又はプラスチツク,特
にガラス繊維強化プラスチツクから,注型品として製造
されるのが特に望ましい。
しいその他の構成は,残りの従属請求項に明示されてお
り,添付図面に基づいていくつかの実施例についての以
下の説明から明らかとなる。
られた継手フランジ10と,被動側で,例えは伝動装置
の軸11と結合すべきハブとを含む。継手フランジ10
は,多角形輪郭14を有する中央凹部13を有する。ハ
ブ12は同様に適当な多角形輪郭15を有し,しかし辺
の長さが短く,従つて直径が小さい。
13の内輪郭14との間に,それもしかも,ハブ12と
継手フランジ凹部13が,図示された四角形の場合正確
に45°だけ,相互に周面をずらして設けられていると
きに生じる自由空間内に,棒状又は円筒状ゴム弾性体1
6が挿入されている。ゴム弾性体13は,かなりの半径
方向元応力を受けて,ハブ12の外面15の前で,継手
フランジ凹部13内に取り付けられている。この取付け
は工場側で特別の装置を利用して行われる。その後,こ
の構成は,実際の運転時,分解不可能である。
1群を形成し,機能の点で,最初に述べられた先行技術
のゴムリングを補う。駆動フランジとして役立つ継手フ
ランジ10に対してトルクが周方向Uで導入されると,
継手フランジ10はこの回転方向でハブ12に対して相
対的に変位し,その際,ゴム弾性要素16がトーシヨン
バーとして働く。この状態が図2に示されており,この
図には,図示簡略の理由から,ハブに対する継手フラン
ジの周面のずれではなく,その逆回動が図示されてい
る。原動機の無負荷運転又は低部分負荷に相当する小さ
なトルクの場合,継手フランジ10のみからゴム弾性要
素16を介してハブ12に,及びこれと結合された軸1
1に,トルクの伝達が行われる。こうして,ねじり軟性
ゴム要素16を有するこの第1継手段は,一定程度に至
るまでねじり振動を単独で減衰することができる。
群のゴム弾性継手要素17が力束内に達する。このゴム
弾性体17は,それぞれ,周面凹部18の周面回転方向
Uとは逆側にある末端に取り付けられており,該凹部は
中央継手フランジ凹部の外側に,これを取り囲む形で,
継手フランジに設けられている。爪19は円板状二次動
力伝達要素20に一端がしつかり固定されており,軸線
方向で周面凹部18内に嵌め込まれ,この爪の突接を減
衰する前記ゴム弾性継手体17を介して,継手フランジ
10からハブ12へと動力伝達が行われる。二次動力伝
達要素20はやはり耐ねじりにハブ12と結合されてい
る(例えば図4参照)。爪19と動力伝達要素20との
結合も,該要素とハブ12との結合も,それぞれ,リベ
ツト締め又はコーキングによつて,形状結合式に行われ
る。このことも図4から,そして図6及び図8からも,
明らかとなる。ハブ12が円とは異なる周面を有するの
で,ここでは特別の形状結合措置を講じる必要がない。
適当な多角形開口21が動力伝達要素20に設けられれ
ば十分である。
時又は下側部分負荷範囲のとき周方向で相互に発振する
限り,−上に述べられたように−第1群のゴム弾性要素
16のみが振動減衰作用を行う。しかし,この発振が,
回転数及びトルクが上昇して大きな振幅に達すると,継
手部分10,12相互の周面のずれが増すのに伴つて爪
19は第2群のゴム弾性要素17の方向に移動し,第2
群も力束内に割り込ませられており,いまやトルクをね
じり弾性的に駆動軸に伝達することができる。この状態
が図2に示されている。
十分に利用できるようにするために,周方向で測定され
た自由空間,つまり,爪19が付属の第2群の弾性継手
要素17に突接することができるまでの自由行程α2
は,周面角度α1とされた当該後部自由空間よりも大き
い。後部に認めることのできる,板状に平らな弾性ゴム
要素22は,実質的に,負のトルクが現れたときに金属
接触を防止しかつ爪19の突接を減衰することがその役
目であるので,基本的に,パツド状ゴム弾性体17とは
別の機能を有する。負のトルクは,特に過渡運転時の共
振通過のときに現れることがある。
かなように,単純な構造を有し,金属対金属接触及びそ
れに伴つて更に現れることのあるフレツチング腐食を防
止し,ボルト固定手段を利用することなく工場側で取り
付けられることができる。弾性継手体17,22は,軸
線方向で受容ポケツト37内に単純に差し込まれて,そ
のなかで摩擦結合及び形状結合によつて保持されてい
る。
弾性継手体16を介設した第1段は,僅かな累進的特性
曲線を有する高ねじり弾性である。第2段は,強累進性
を有し,こうして,より高い部分負荷間の範囲から全負
荷に至るまでで伝達するのに最も適している。この設計
は,実質的に,継手の定格トルクを基準に,第1段が約
10%,第2段が約90%,動力伝達及び減衰に関与し
ているようになされている。
合,円筒ボルトではなく,ほぼ長方形断面を有する比較
的平らなスタツドである点で,図1及び図2に基づいて
説明された実施と相違している。そのことから,機能的
相違点として,図1の継手では,爪19とゴム弾性体1
7との接触がほぼ全面で行われる図3の継手の場合より
もより柔らかく減衰が始まることになる。更に,継手が
未負荷静止位置のときに爪19が周面の中央で長手凹部
18内に位置するように構成がなされており,この場合
同一に構成された弾性継手体17に突接するに至るま
で,回転方向Uにおける又はその逆方向における角度行
程は同一である。このように完全に対称な継手は,特
に,回転方向が交互する用途に適している。
は,第2群のゴム弾性継手体17が,長手凹部18に対
して直接割り当てられているのでなく,爪19に対して
割り当てられており,それに押し付けられるスリーブ体
として構成されている。周方向における予備配向は,こ
の場合,図1と対比し得る仕方でなされている。周面角
度比α2/α1を見よ。この実施態様の利点は,一方で
弾性体17の構成,他方で単純に限定されたほぼ腎臓形
の長手凹部18の構成が簡素であることにある。
で,当該駆動集成装置に装着されることができる。継手
フランジ10が,例えばはずみ車等の機械部分に,図示
しないねじを周面穴23に通して結合される一方,ハブ
12は,適当に形成された軸11に対して軸線方向で嵌
まるために,内側をインボリュート・スプライン断面2
4として構成されている。
その他の点では図1及び図4の実施例に一致した設計の
実施態様では,継手の軸線方向差込み性は,ゴム筒26
及びねじ27ではずみ車のフランジ28にねじ止めされ
たスリーブ29をそれぞれ含む弾性かみ合い継手25を
利用して実現されている。ゴム筒26は,実質的に,許
容差補償機能を有し,金属対金属接触を防止し,継手フ
ランジ穴30に差し込まれて直接受容するのに役立つ。
構成されており,それに合わせて軸12の末端がテーパ
32を有する。この場合,結合及び固定に役立つのはく
さび33と正面ねじ止め部34である。この構成の利点
は,軸11に対するハブ12の固定を迅速簡単に実行す
ることができかつ十分に確実にすることができることに
ある。
12が,軸11と結合すべき本来のハブ体12′とスリ
ーブ12′′とに分割されている。このスリーブ1
2′′は第1継手段の構成要素であり,ゴム弾性継手体
16がそれに取り付けられている。スリーブ12′′と
ハブ12′は,滑り嵌めで互いに耐ねじり性に差込み結
合できるように,互いに合致されている。突接制限のた
めにハブ体12′及びスリーブ12′′はそれぞれ正面
カラー12′a,12′′aを備えている。軸線方向差
込み結合の過程で,組立は,この場合図11を参考に次
のように行われる。即ち,爪19を有する二次動力伝達
要素20がハブ体12′に固定されており,まずこのハ
ブ体が伝動軸11の末端にくさび止めされ,残りの継手
構成(図11の左半分)は,継手フランジ10を機関は
ずみ車にねじ止めすることにより,機関側に取り付けら
れる。次に,伝動装置は軸線方向で機関の方に,又その
際ハブ体12′がスリーブ12′′内に,押しやられ
る。
これは,例えば,厳密な”長方形”を排他的に意味して
はいない。例えば,図12でハブ12の外周面に,又継
手フランジ凹部13の内周面に示されたような種類の造
形も,本発明の意味における多角形構成である。ハブ1
2と継手フランジ凹部との間で,変形可能ではあるがし
かし“転り出る”ことができないような場所でゴム弾性
体16が保持されていることが大切である。それ故に,
ゴム弾性体は継手フランジ凹部の隅範囲内に位置決めさ
れてハブ側の面15と接触させられるのが好ましい。こ
の面15は,全く,平らである必要はない。それは,例
えば,図12の図示に対応してゴム弾性体16に向かつ
て凹面形成しておくこともできる。そのことから,ちな
みに,より急峻なばね特性曲線(弾性減衰の累進性向
上)が帰結する。図12では,ゴム弾性継手体16が静
止位置のときごく僅かな半径方向元応力を受けているだ
けであることが示されている。つまりこの場合減衰特性
は,最初,ねじり軟性であり,次に,急激にねじり剛性
となる。
的に過寸法に設計されており,特に,必要以上に大きな
直径を備えていることを指摘しておく。二次側質量慣性
モーメントがこのように増加する結果,継手系の共振
は,より低い回転数の方にずらされることができる。
いずれの実施でも継手フランジ10が骨格状に構成され
ており,凹部13,18及びそれを限定し又は相互に隣
接した壁が適切に設けられかつ割り当てられている点で
ある。これは,実質的に,ハブ12及び継手フランジ凹
部13の多角形側面の数に一致した数の周面凹部18が
設けられており,周面凹部18を仕切る仕切壁35が多
角形の隅36に対して半径方向で1列に並んで設けられ
ていることによつて達成される。これにより,すべての
材料断面は,好ましいことに,近似的に同じ寸法で設計
することができる。
る半径方向半断面図である。
実施態様を示す。
向断面図である。
ある。
ある。
する形状変種を示す。
Claims (14)
- 【請求項1】 特にボート原動機用の2段ねじり弾性軸
継手であつて,実質的に,駆動側に設けるべき継手フラ
ンジと,軸線方向で継手フランジの中央凹部内に嵌め込
まれる,被動側に設けるべきハブと,耐ねじり性にハブ
と結合された二次動力伝達要素とからなり,該要素が,
継手フランジの周方向に延びた長手凹部内に軸線平行に
進入する爪と2群の弾性継手要素とを備えており,少な
くとも1つの弾性要素を有する第1群が継手フランジと
ハブとの間に設けられており,第2群が継手フランジの
長手凹部に対して割り当てられており,該凹部に対して
爪が周方向で周面移動可納に割り当てられており,第1
群の弾性継手体が第2群よりも一段とねじり軟性に調整
されており,低トルクのとき又は無負荷運転時又は低部
分負荷のとき動力が継手フランジから専ら第1群の弾性
継手体を介してハブに伝達され,部分負荷が大きくなつ
てはじめて,高トルクの全負荷に至るまで,ねじり剛性
に調整された第2群の弾性継手体が自動的に動力伝達に
割り込ませられるものにおいて,第1弾性継手段は,ハ
ブと外部多角形との間で支承された棒状ゴム弾性継手体
を有する公知のゴムローラ継手の方式で構成されてお
り,更に,継手フランジは,爪を嵌め合わせるための長
手凹部を中心に向かつて制限する壁部分が,同時に多部
多角形を形成しており,両群の弾性継手体は実質的に軸
線方向でずれることなく互いに同心で設けられているこ
とを特徴とする2段ねじり弾性軸継手。 - 【請求項2】 継手フランジ(10)の中央凹部(1
3)もハブ(12)も,それぞれ1つの多角形輪郭を有
し,ハブ(12)と継手フランジ凹部(10)はそれら
の輪郭が周面をずらして嵌め合わされており,周面のず
れによつてハブ(12)と継手フランジ凹部(13)と
の間に形成された自由空間内に第1群の弾性継手体(1
6)が,好ましくは半径方向元応力を受けて,挿入され
ていることを特徴とする,請求項1に記載の継手。 - 【請求項3】 ハブ(12)及び継手フランジ凹部(1
3)の輪郭が正四角形によつて限定されていることを特
徴とする,請求項1又は後続の1つに記載の継手。 - 【請求項4】 一方で継手フランジ凹部(10),他方
で長手凹部(18)が,それぞれ−比較的薄い−壁部分
(35)によつて限定又は制限されており,それぞれ1
つの多角形の隅(36)が,継手フランジ(10)の2
つの長手凹部(18)を分離する壁部分(35)に対し
て半径方向に一列に並んで設けられていることを特徴と
する,請求項1又は後続の1つに記載の継手。 - 【請求項5】 継手フランジ(10)の長手凹部(1
8)内に進入する爪(19)を有する二次動力伝達要素
(20)が,実質的に平らな円板として構成されてお
り,かつ耐ねじり性にハブ(12)と直接結合されてい
ることを特徴とする,請求項1又は後続の1つに記載の
継手。 - 【請求項6】 二次動力伝達要素(20)が,実質的に
ハブ(12)の多角形輪郭を有する中央受容凹部(2
1)を有し,かつコーキング又はリベツト締めによつて
ハブ(12)と結合されていることを特徴とする,請求
項5に記載の継手。 - 【請求項7】 第2群の弾性継手体(17)がスリーブ
として構成されており,該スリーブが,ハブ(12)と
結合された二次動力伝達要素(20)の爪(19)に嵌
められており,かつ長手凹部(18)の横縁と協動する
ことを特徴とする,請求項1又は後続の1つに記載の継
手。 - 【請求項8】 第2群の弾性体(17;22)が,パツ
ド状成形品として構成されており,かつ長手凹部(1
8)の両横縁の範囲でポケツト状受容部(37)内に差
し込まれて保持されていることを特徴とする,請求項1
に記載の継手。 - 【請求項9】 継手が未負荷状態のとき,爪(19)が
それぞれ弾性要素(17,17;17,22)間のほぼ
中央で静止位置を占めることを特徴とする,請求項8に
記載の継手。 - 【請求項10】駆動回転方向(U)を向いた第2群の継
手体(17)がパツド状成形品として構成され,駆動回
転方向(U)とは逆を向いた弾性継手体(22)が,実
質的に,縦長長方形断面を有する板状に平らな止め体と
してのみ構成されていることを特徴とする,請求項1に
記載の継手。 - 【請求項11】 継手が未負荷状態のとき,爪(19)
が,継手フランジ(10)の回転方向(U)とは逆を向
いた長手凹部(18)の横縁の方,又は弾性継手体(1
7)の方にずれて静止位置を占めることを特徴とする,
請求項8又は9に記載の継手。 - 【請求項12】 ハブ(12)が,軸(11)としつか
り結合すべき本来のハブ体(12′)と,第1弾性継手
段の構成要素としてのスリーブ(12′′)とに分割さ
れており,ハブ体(12′)が,スリーブ(12′′)
とで,耐ねじり性の,軸線方向に滑り可能な,滑り嵌め
方式の嵌合いを形成することを特徴とする,請求項1又
は後続の1つに記載の継手。 - 【請求項13】 スリーブ(12′′)が,特にポリア
ミド,等のプラスチツクからなることを特徴とする,請
求項12に記載の継手。 - 【請求項14】 より高い質量慣性モーメントを有する
回転質量を形成するために,二次動力伝達要素(20)
が,所要の強度を超えて過寸法に設計されていることを
特徴とする,請求項1又は後続の1つに記載の継手。
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