JPH04129924U - カツプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ワッシャー部材を軽量化し、カップリングの軽
量化、価格の低廉化を図ること。 【構成】仮想円Ｗの円弧方向において配置された複数個
の第１取付具１及び第２取付具２と、ゴム弾性体６をも
つ樹脂材料からなる剛体３と、第１取付具１及び該第２
取付具２に保持された金属製のワッシャー部材５とをも
つ樹脂カップリングにおいて、剛体３の軸端面部分に溝
室３５を形成し、溝室３５にワッシャー部材５を配置す
る。捩じり方向において大トルクが入力されたときに
は、ワッシャー部材５のストッパ面５５は溝側壁面３６
に当接し、ストッパー作用が得られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は樹脂を基材とするカップリングに関する。このカップリングは例えば 、自動車のステアリングシャフトとギヤボックスとの間に介置されるカップリン グ、あるいは、トランスミッションとプロペラシャフトとの間に介置されるカッ プリングに適用できる。

【０００２】

【従来の技術】

従来より提供されているカップリングは、ゴム基材方式であり、一方の軸に取 付られる第１取付具と、他方の軸に取付られる第２取付具と、補強ループで補強 されるとともに第１取付具及び第２取付具を一体的に保持したゴム体とで構成さ れている。

【０００３】 ところで近年、ゴム体を用いない方式として、樹脂材料からなる剛体を用いた 方式のカップリングが知られている。このカップリングは、図１０（Ａ）（Ｂ） に示す様に、中心軸線Ｍの回りの仮想円Ｗの円弧方向において所定間隔を隔てて 配置された円筒状の第１取付具１０１と、仮想円Ｗの円弧方向において所定間隔 を隔てて第１取付具１０１間に配置された円筒状の第２取付具１０２と、第１取 付具１０１及び第２取付具１０２をリング状のゴム弾性体１０５を介して一体的 に保持する樹脂材料からなる剛体１０６と、第１取付具１０１及び第２取付具１ ０２に挿通された第１ボルト２０１及び第２ボルト２０２を覆うとともに剛体１ ０６の軸端面に宛てがわれた筒状の樹脂カラー２０５と、第１ボルト２０１及び 第２ボルト２０２で剛体１０６の両軸端面に取付けられたワッシャー部材２０８ とで構成されている。

【０００４】 ここでワッシャー部材２０８は金属製であり、図１０（Ｂ）から理解できる様 に、樹脂カラー２０５が嵌まるＵ字形の切欠２０９をもち、その半径ｒが剛体１ ０６の半径とほぼ等しい大型円板状をなす。このカップリングでは、図１０（Ａ ）から理解できる様に、第１取付具１０１に挿通された第１ボルト２０１に第１ ナット３０１を締めることにより、第１取付具１０１は一方の軸３１０に取付け られ、また、第２取付具１０２に挿通された第２ボルト２０２に第２ナット３０ ２を締めることにより、第２取付具１０２は他方の軸３２０側に取付けられる。

【０００５】 このカップリングでは、トルク伝達のために第１取付具１０１が捩じり方向つ まり矢印Ｘ１方向に回転する場合には、ワッシャー部材２０８の切欠２０９のス トッパ面２１０と樹脂カラー２０５とが当たるので、仮想円Ｗの円弧方向におけ る第１取付具１０１の変位が規制され、従って大トルク入力時において捩じり方 向におけるストッパー機能が得られる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで上記したカップリングでは、前記した様にストッパ機能を得るために 半径ｒが剛体１０６の半径とほぼ等しい大型円板状のワッシャー部材２０８と、 複数個の樹脂カラー２０５とを必要とし、重量増、コスト増の要因となり易い。 本考案は上記した実情に鑑み開発されたものであり、その目的は、ワッシャー 部材を配置する溝室を剛体の軸端面に形成することにより、軽量化、コストの面 で有利なカップリングを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のカップリングは、中心軸線の回りの仮想円の円弧方向において所定間 隔を隔てて配置され、一方の軸に取付られる複数個の第１取付具と、 仮想円の円弧方向において所定間隔を隔てて第１取付具間に配置され、他方の 軸に取付られ該第１取付具と同数個の第２取付具と、 第１取付具及び第２取付具をゴム弾性体を介して一体的に保持する樹脂材料か らなる剛体と、 第１取付具及び第２取付具の少なくとも一方に保持され、仮想円の円弧方向に おいて互いに背向するストッパ面をもち仮想円の円弧方向における一方の変位を 規制するワッシャー部材とで構成され、 剛体は、 その軸端面部分に形成されワッシャー部材が配置された溝室と、溝室を区画し 仮想円の円弧方向において互いに対向するとともにワッシャー部材のストッパ面 に対面しストッパ面と当接可能な溝側壁面とをもつことを特徴とするものである 。

【０００８】 本考案では、剛体の軸端面部分には溝室が形成されている。溝室の溝深さはワ ッシャー部材の厚み等を考慮して適宜選択できる。溝室を区画する溝側壁面は仮 想円の円弧方向において対向しており、ワッシャー部材のストッパ面に対面して いる。従って、ワッシャー部材のストッパ面は溝側壁面と当接可能である。 なお剛体を形成する樹脂は、カップリングの種類等に応じて公知の樹脂材料か ら適宜選択でき、例えばナイロン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹 脂、エポキシ樹脂等を採用でき、ガラス繊維等の補強材を含んでいてもよい。

【０００９】

【作用】

一方の軸と他方の軸との間でトルク伝達が行われる際に、第１取付具及び第２ 取付具が剛体とともに回転する。このとき大きなトルクが入力したときには、ワ ッシャー部材のストッパ面が、溝室を区画する溝側壁面に当接する。これにより 捩じり方向におけるストッパ機能が発現される。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１〜図７を参照して説明する。図１はワッシャー部 材５を配置した状態を示し、図２、図３、図７はワッシャー部材５を外した状態 を示す。 このカップリングは、図１〜図３に示す様に、円筒状の複数個の第１取付具１ と、第１取付具１と同数個の円筒状の第２取付具２と、樹脂材料からなる剛体３ と、ワッシャー部材５とで構成されている。

【００１１】 剛体３はナイロン樹脂から形成されている。図２、図３に示す様に、剛体３に は、その軸端面３ａ、３ｂの外周縁で軸方向に突き出るリング状をなす強度確保 用の外枠部３０が形成されており、更に、剛体３には、その中心軸心Ｐの回りの 仮想円Ｗの円弧方向において均等間隔を隔てて円形状の４個の孔３１が形成され ている。ここで、第１取付具１は金属製であり、１個おきの孔３１に挿通されて 、剛体３の中心軸線Ｐの回りに配置されている。第２取付具２も金属製であり、 他の１個おきの孔３１に挿通されて、剛体３の中心軸線Ｐの回りに配置されてい る。剛体３の孔３１の内壁面と第１取付具１及び第２取付具２の外周壁との間に はリング状のゴム弾性体６がほぼ同軸的に介在している。ゴム弾性体６は主とし て、第１取付具１及び第２取付具２の軸方向及び軸直角方向における変位を確保 するものである。なお本実施例では図３に示す様に第１取付具１の軸端１ｂ、第 ２取付具１の軸端２ｂは剛体３、ゴム弾性体６よりも突き出している。

【００１２】 図７に示す様に、剛体３の一方の軸端面３ａには、溝深さがｈ１で示される溝 室３５が形成されている。ここで、直線状の溝側壁面３６および円弧状の溝側壁 面４６は溝室３５を区画し、溝側壁面３６は互いに対向しており、溝側壁面４６ も互いに対向している。溝室３５の中央部にはリブとして機能する橋架部３７が 突設されている。同様に、剛体３の他方の軸端面３ｂにも、溝側壁面３６をもつ 溝室３５、橋架部３７が形成されている。図２に示す様に剛体３の軸端面３ａ、 ３ｂにそれぞれ形成された溝室３５は十文字形状に配置されており、また、剛体 ３の軸端面３ａ、３ｂにそれぞれ形成された橋架部３７も十文字形状に配置され ている。

【００１３】 図５、図６に示す様に、ワッシャー部材５は金属板をプレス加工して形成され ており、端部に位置し挿通孔５０をもつ幅広の当板部５１と、当板部５１に連設 された傾斜板部５２と、傾斜板部５２間に連設された幅狭の中央板部５３とで形 成されている。なおワッシャー部材５の当板部５１の側辺はストッパ面５５とさ れている。当板部５１には、外枠部３０の曲率にほぼ等しい円弧をもつ円弧面５ １ａが形成されている。

【００１４】 さて組付時には、図４から理解できる様に、第１取付具１の軸端１ｂおよび第 ２取付具２の軸端２ｂにそれぞれワッシャー部材５の当板部５１を宛てがう。こ れにより中央板部５３で橋架部３７を覆い、更に、当板部５１の挿通孔５０と第 １取付具１および第２取付具２の孔１ａ、２ａとを連通させる。その状態で、第 １ボルト８０を軸７０のフランジ部７１の孔７２、第１取付具１の孔１ａ及びワ ッシャー部材５の挿通孔５０に挿通し、その第１ボルト８０の先端部に第１ナッ ト８１を締めることにより、第１取付具１は一方の軸７０のフランジ部７１に取 付けられている。また、図４から理解できる様に、同様に、第２ボルト８４を軸 ７５のフランジ部７６の孔７７、第２取付具２の孔２ａ及びワッシャー部材５の 挿通孔５０に挿通し、その第２ボルト８４の先端部に第２ナット８５を締めるこ とにより、第２取付具２は他方の軸７５のフランジ部７６に取付けられている。 これにより本実施例のカップリングは一方の軸７０と他方の軸７５との間に介置 されている。

【００１５】 このようにカップリングを介置させた状態では、図１に示す様に、ワッシャー 部材５は溝室３５に配置されており、ワッシャー部材５のストッパ面５５は仮想 円Ｗの円弧方向において互いに背向している。従って、ワッシャー部材５のスト ッパ面５５は溝側壁３６に隙間３８を介して対面している。ここで、隙間３８は 径内側が隙間幅Ｔ１と小さく径外側が隙間幅Ｔ２と大きく設定されている。

【００１６】 さて、一方の軸７０と他方の軸７５との間でトルク伝達が行われる際には、第 １取付具１及び第２取付具２が剛体３と共に中心軸線Ｐの回りで回転する。この とき一方の軸７０と他方の軸７５との間で捩じり方向における相対変位が大きく なる様に大きなトルクが入力されたときには、図１から理解できる様に、ワッシ ャー部材５のストッパ面５５が溝側壁面３６に当接する。これにより捩じり方向 におけるストッパ機能が発現される。

【００１７】 本実施例では、わかり易いように隙間幅を誇張して実寸法の約２倍で示してあ るが、一方の軸７０と他方の軸７５との間で周方向における相対変位が約３度の ときに、ストッパ機能が発現される。なお捩じりトルク−回転角度との関係を図 ９の特性線Ｕに示す。図８の特性線Ｕの立ち上がり部位Ｕ１は、ストッパ機能が 発現される域である。

【００１８】 このとき本実施例では、前記した様に隙間３８は径内側が隙間幅Ｔ１と小さく 、径外側が隙間幅Ｔ２と大きな形状にされているので、ワッシャー部材５の当板 部５１のストッパ面５５が溝側壁面３６に線接触し易くなり、当接面積が増し、 当接時の衝撃を緩和でき、よって溝側壁面３６の樹脂部分の保護に有利である。 また本実施例では図１に示す様に、溝側壁面４６とワッシャー部材５の中央板 部５３との隙間４８の隙間幅Ｔ３は前記した隙間幅Ｔ２よりも大きくされている 。従ってワッシャー部材５の中央板部５３の側辺５３ｃが溝側壁面４６に接触す るよりも先に、ワッシャー部材５の当板部５１のストッパ面５５が溝側壁面３６ に確実に接触することになる。

【００１９】 また図１から理解できる様に、剛体３の軸直角方向つまり矢印Ｙ１方向に一方 の軸７０と他方の軸７５とが相対変位したときには、ワッシャー部材５の当板部 ５１の円弧面５１ａが剛体３の外枠部３０の内周面３０ｃに当接するので、軸直 角方向におけるストッパ機能も得られる。 以上説明した様に本実施例によれば、剛体３の軸端面３ａ、３ｂに溝室３５を 形成し、溝３５にワッシャー部材５を配置しているので、大トルク入力時には、 溝室３５内に配置したワッシャー部材５は溝側壁面３６と当接し、剛体３の周方 向つまり捩じり方向におけるストッパ機能が発現される。そのため本実施例では 、図１０に示す従来装置で必要とされていた半径が剛体１０６の半径とほぼ等し い大型円板状のワッシャー部材２０８を必要せずとも、また、ワッシャー部材２ ０８と当接するために、従来必要とされていた複数個の樹脂カラー２０５も必要 とせずとも、ストッパ機能が得られ、したがって軽量化、コストの面で有利であ る。特に本実施例にかかるワッシャー部材５と図１０に示す従来のワッシャー部 材２０８とを比較すると、剛体のサイズが同じとすると、本実施例にかかるワッ シャー部材５は小型、軽量で済む。

【００２０】 ところで、図１０に示す従来装置では、樹脂カラー２０５と剛体１０６とでゴ ム弾性体１０５がその軸方向において過圧縮され、ゴム弾性体１０５の軸方向に おけるばね定数が高くなり、遮音性能が低下しがちである。この点本実施例では 図４から理解できる様に、第１取付具１の軸端１ｂの端面にワッシャー部材５の 当板部５１が当接するので、通常状態においてゴム弾性体６とワッシャー部材５ の当板部５１との間に隙間Ｓ１を確保でき、両者の非接触状態は維持される。従 ってゴム弾性体６の軸方向における過剰圧縮を回避でき、軸方向におけるばね定 数を低めに維持でき、ステアリンクギアからの振動伝達を抑え得、遮音性能の維 持に有利である。しかも隙間Ｓ１により、ゴム弾性体６の軸端の摩滅も抑え得る 。

【００２１】 更に本実施例では剛体３の軸端面３ａ、３ｂにリング状の外枠部３０が形成さ れているので、樹脂製の剛体３の強度確保に有利である。更に溝室３５にはリブ として機能する橋架部３７が形成されているので、強度が低下しがちの溝室３５ 付近の強度確保に有利である。特に本実施例では、図２に示す様に剛体３の軸端 面３ａ、３ｂにそれぞれ形成された溝室３５は十文字形状に配置されており、ま た、剛体３の軸端面３ａ、３ｂにそれぞれ形成された橋架部３７も十文字形状に 配置されているため、樹脂製の剛体３の強度確保に有利である。

【００２２】 なお、カップリングの製造にあたり以下の（Ａ）〜（Ｃ）の手段を採用できる 。 （Ａ）第１取付具１及び第１取付具２の外周面にゴム弾性体６を加硫接着した ものを、樹脂成形型のキャビティに配置し、キャビティに樹脂を射出成形し、剛 体３を得る手段。

【００２３】 （Ｂ）孔３１をもつ剛体３を予め成形し、第１取付具１及び第１取付具２の外 周面にゴム弾性体６を加硫接着したものを、その孔３１に圧入する手段。 （Ｃ）孔３１をもつ剛体３を予め成形し、第１取付具１及び第１取付具２を孔 ３１に挿入した状態で、剛体３をゴム加硫型のキャビティに配置し、第１取付具 １及び第１取付具２の外周面と孔３１の内周面とのリング状空間にゴムを注入し 、加硫し、ゴム弾性体６を形成する手段。 （他の実施例） 上記した実施例では、図５に示す様にワッシャー部材５は、端部に位置し挿通 孔５０をもつ当板部５１と、当板部５１に連設された傾斜板部５２と、傾斜板部 ５２間に連設された中央板部５３とで形成されているが、かかる構造に限られる ものではなく、例えば、傾斜板部５２および中央板部５３を有せず、当板部５１ に該当する部分のみの構造のワッシャー部材でもよい。この場合にはワッシャー 部材の一層の軽量化に有利である。

【００２４】 また図９に示す他の実施例の様に、ワッシャー部材５の当板部５１の縁部をプ レス加工の際等に折り曲げる等してフランジ状のストッパ面５８、フランジ状の ストッパ面５９を形成してもよい。この場合には、捩じり方向の変位に対しては 広面積のフランジ状のストッパ面５９が溝側壁面３６に当接し、また軸直角方向 の変位に対しては広面積のフランジ状のストッパ面５８が外枠部３０の内周面３ ０ｃに当接するので、当接面積を大きくでき、ストッパ機能の発現時における衝 撃を緩和できる。

【００２５】 また上記した実施例ではワッシャー部材５はボルト８０、８１とは別体である が、これに限らず、例えば市販のワッシャー付きボルトを用い、そのボルトのワ ッシャーを本考案のワッシャー部材として用いてもよい。また、隙間３８を所定 寸法に確保するために、ワッシャー部材５の挿通孔５０を第１、第２取付具１、 ２の軸端側外周面に圧入して固定するようにしてもよい。

【００２６】 その他、本考案は上記し図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、 例えばワッシャー部材は軽量化等のために樹脂製であってもよい等、必要に応じ て適宜選択して実施し得るものである。

【００２７】

【考案の効果】

本考案のカップリングによれば、剛体の軸端面に溝室を形成し、溝室にワッシ ャー部材を配置しているので、大トルク入力時には、溝室内に配置したワッシャ ー部材は溝側壁面と当接し、剛体の周方向つまり捩じり方向におけるストッパ機 能が発現される。そのため、従来必要とされていた半径が剛体１０６の半径とほ ぼ等しい大型円板状のワッシャー部材２０８を必要せず、また、従来必要とされ ていた複数個の樹脂カラー２０５とを必要とせず、したがって軽量化、コストの 面で有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワッシャー部材を溝室に配置した状態の要部の
平面図である。

【図２】ワッシャー部材を溝室から外した状態の要部の
平面図である。

【図３】図２のＮ−Ｎ線矢視図である。

【図４】軸間にカップリングを取付けた状態の断面図で
ある。

【図５】ワッシャー部材の平面図である。

【図６】ワッシャー部材の側面図である。

【図７】ワッシャー部材を溝室から外した状態の斜視図
である。

【図８】捩じりトルク−回転角度との関係を示すグラフ
である。

【図９】他の実施例にかかる要部の平面図である。

【図１０】従来のカップリングを示し、（Ａ）は縦断面
図であり、（Ｂ）は平面図である。

【符号の説明】

図中、１は第１取付具、２は第２取付具、３は剛体、３
５は溝室、３６は溝側壁面、５はワッシャー部材、５５
はストッパ面を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中心軸線の回りの仮想円の円弧方向におい
   て所定間隔を隔てて配置され、一方の軸に取付られる複
   数個の第１取付具と、該仮想円の円弧方向において所定
   間隔を隔てて該第１取付具間に配置され、他方の軸に取
   付られ該第１取付具と同数個の第２取付具と、該第１取
   付具及び該第２取付具をゴム弾性体を介して一体的に保
   持する樹脂材料からなる剛体と、該第１取付具及び該第
   ２取付具の少なくとも一方に保持され、該仮想円の円弧
   方向において互いに背向するストッパ面をもち該仮想円
   の円弧方向における該一方の変位を規制するワッシャー
   部材とで構成され、該剛体は、その軸端面部分に形成さ
   れ該ワッシャー部材が配置された溝室と、該溝室を区画
   し該仮想円の円弧方向において互いに対向するとともに
   該ワッシャー部材の該ストッパ面に対面し該ストッパ面
   と当接可能な溝側壁面とをもつことを特徴とするカップ
   リング。