JPH0475403B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一方が回転駆動体に結合され、他方
が回転従動体に連結された少くとも２個の円板
と、上記円板の一方に取付けられたピンと他方の
円板に取付けられたスリーブから成り、一方及び
他方の円板を結合する複数個のボルト結合機構を
有し、上記スリーブは、球面リングに、形成され
た軸方向にわん曲した表面を介して上記ピンに支
持され、該球面リングがピンのスリーブに対し
て、上記球面リングを、この継手を自然に放置し
たときにとる位置すなわち自然位置に向けて軸方
向に附勢するばねの力に抗して、軸方向に移動可
能に形成されたたわみ継手に関する。

上記のたわみ継手は古くから知られており、互
いに一線に整列しないで、相互に小角度をなす軸
においても、回転運動の伝達を可能にするために
利用される。若干のたわみが生じ、このため軸端
が相互に或る角を作る長い軸の間では上記のよう
な連結を必要とすることがしばしば起こる。これ
は、駆動装置が互いに連結されている場合や、若
干のたわみが生じる長いロール駆動装置に於て、
実際に常時発生することである。機械装置を入念
に組立てた場合にも、組立てた装置に於ては、若
干の芯出し誤差および組立誤差の発生をさまたげ
られず、これらの誤差に基づく力は、当該軸受部
に縁荷重として作用し、このため軸受部の部材に
早くから摩耗を発生する。この公知の誤差を補償
するために、回転運動を伝達する各種の多数の継
手がたわみ継手として使用される。球面リングを
介するスリーブとピンの間の結合を、遊〓を持た
せて構成することによりり、上記の種類のたわみ
継手で回転運動を伝達することが、かつて試みら
れた（米国特許公報第981736号、西独特許公報第
714243号及び西独特許出願第1909213号を参照）。
米国特許公報第981736号では球面リングがピンの
上で並進変位するので、互いに平行に変位可能で
あるように、遊〓が必要である。しかし軸が一線
に整列する位置から軸間に角度を生ずる位置（以
後交差位置と記す）に移行する時に、球面リング
は互いに円軌道上で運動しなければならない。こ
のような運動の発生は、該運動を軸受の遊〓によ
つて吸収する必要があるが、このような吸収は小
さな回転角誤差に対してだけである。明らかに米
国特許公報第981736号ではスリーブが球面リング
を緊密に取囲むから、ピンと球面リングの間に遊
〓が設けられている。

ピンとスリーブの間にある遊〓は、駆動体から
従動体への回転運動の伝達の位相のずれをもたら
すと共に、加えて継手に衝撃が生じ、それが特に
逆動の時に強く影響する。従つてねじれのない忠
実な運動の伝達は、公知のたわみ継手では不可能
である。技術的には、この構造は小さな回転数と
小さな角誤差にしか適さない。軸の食違いと大き
な角誤差がある場合には、回転の遊びがこの角の
範囲内ですこぶる大きくなるから、上記の解決策
は技術的に全く使用不能である。

最近、ゴム部材を用いた弾性ピン継手が製造さ
れている。この継手は長さの変化と曲げ角の発生
に或る程度適応することができる。しかし上記の
ゴム部材は、継手で高いトルクを伝達することを
妨げる。この場合も駆動体と従動体の間に移相が
生じる。この相対運動のほかに、更にねじり振動
も系に発生することがある。

そこで本発明の目的とするところは、互いに一
線に整列しないで、数度までの角誤差を相互に形
成する回転体において大きなトルクを、ねじりに
対して剛直に、遊びなく伝達することができるた
わみ継手を製作することである。

上記目的を達成するために本発明のたわみ継手
は、球面リングが、該球面リングの軸方向両側に
作用する２個の圧縮ばねの作用により、上記自然
位置に配置され、該球面リングは、上記自然位置
から出発して軸方向両方に移動可能に形成され
る。

本発明によるたわみ継手は、遊〓のない軸受に
よる上記の目的の達成、すなわち12000回転に及
ぶ高い回転数と、それに対応する大きなトルク
の、ねじれのない忠実な伝達を可能にする。米国
特許公報第981736号による構成の無遊〓構造では
必然的に生ずる、互いに整列しない軸のジヤムす
なわち引掛かりは、本発明により球面リングとス
リーブの間で軸方向の並進相対運動が可能である
ことによつて、容易に回避される。このことは、
スリーブが円柱形の、従つて球面リングの表面に
整合しない内面を有することによつて、容易に実
現することができる。又球面リングが片寄ると、
圧縮ばねがこれを原位置に押しもどすので、球面
リングは所定の位置に戻される。

スリーブはピンに対して長手方向に移動可能で
あるため、本発明によるたわみ継手は長さの変化
を吸収することもできる。

圧縮ばねは、スリーブに接する座金と当接する
ことが好ましい。又第２の圧縮ばねが設けられ、
これが第２のストツパーに一端が接した状態でス
リーブの内部に突出し、球面リングに予圧を与え
つつ当接する。球面リングの軸方向変位が可能で
あるので、ピンに対して傾斜したスリーブの適正
な案内が可能となる。それは傾斜が球面リングの
移動と、第１のストツパの方向への第１の圧縮ば
ねの力に対抗する第２の軸方向ストツパとをもた
らすからである。この運動は本発明の継手構造で
は、球面リングによつて遂行される。

この実施態様の球面リングは実質的に座金に支
持されるから、この実施態様では第１の圧縮ばね
のばね力が第２の圧縮ばねのばね力より遥かに大
きければ好都合である。第１の圧縮ばねのばね力
の優勢が、スリーブをその後、原位置に押しもど
させる。

製造上有利な実施態様においては、球面リング
とスリーブの両側が座金で挟持され、２個の対向
して作用する、ほぼ等しい強さのばねによつて原
位置に保持される。この実施態様は同様の動的性
質を有するが、等しい直径の２個の同じ圧縮ばね
が使用されるため、一層簡単に製造される。球面
リングが安定に停止する原位置は、ばねの力が該
球面リングに作用しない位置、すなわち上記ばね
が十分伸びて、もはや球面リングに力を及ぼさな
い位置である。

円板への結合機構の固定を異なる取付け方向に
行うことによつて、円板の傾斜の際に良好な幾何
的条件が得られる。逆向きに取付けた結合機構が
正反対の位置で相対していれば、傾斜の際に両方
の結合機構にスリーブの全く等しい傾斜と軸方向
変位が生じる。

極めて好適な実施態様においては、２個の円板
の間に少くとも１個の中間円板が配設され、その
際円板と中間円板は結合機構によつて連結され
る。この３円板形継手は２個の互いに平行の回転
軸の軸方向食違いを実現することもできる。その
場合、中間円板だけが傾斜するが、継手の回転の
際に両方の円板に対して相対運動を行わない。傾
斜はボルトの構造によつて吸収される。この実施
態様では、継手は軸方向食違いを許容するたわみ
継手の全く新規な構造をなす。

軸方向食違いの程度が前述の実施態様によつて
制限されることは明らかである。大きな軸方向食
違いに対しては、回転体の円板と、軸方向食違い
を許容する継手とを連結し、他方の回転体の円板
と継手の連結は結合機構を介して行うことが好ま
しい。こうして構成されるたわみ継手は大きな軸
方向食違いを実現すると共に、回転体の間の角を
補償することができる。このことは大型設備で特
に重要である。なぜなら回転軸がたわんで傾き、
それによつて円板に角度を生じるからである。こ
うした事情は実際に大きな問題をもたらしたが、
本発明の継手によつて解決されたのである。

次に、図面に示す実施例に基づいて、本発明を
詳述する。

第１図と第２図に示すたわみ継手は、従動軸
（図示せず）のための円板として使用される円板
１を有し、この円板１は３個の結合機構２を介し
て、周知の継手４の円板３とを連結される。継手
４は、それぞれ３個の連接棒７を介して互いに連
結された３個の円板３，５，６から成る。連接棒
７は端部にそれぞれピン継手８を有し、一方のピ
ン継手は円板３，５，６の内の１つと、他方のピ
ン継手は隣接の円板３，５，６と連結される。連
接棒７と中間円板５によつて、円板６を特定の半
径の範囲内で、円板３のあらゆる軸方向位置に置
くことができる。その場合、継手４は、円板６と
連結された駆動軸（図示せず）の回転運動を円板
３及びそれと連結された円板１に、回転角に忠実
に伝達することを可能にする。この全構成で継手
４は、駆動軸と従動軸との大きな軸方向食違いを
可能にするために用いられる。

結合機構２は、螺条部が円板３の穴９を貫通し
て突出するように挿入され、該先端にナツト１０
を螺入することにより、円板３に設けられた受座
１１に固定される。上記結合機構は先端に図の右
方に突出するピン８′を有する。上記のように螺
条部にナツト１０を螺入した状態では、円板３に
結合機構２の円板状ストツパ１２が接し、その他
方の側を、ピン継手８の周囲に嵌められた圧縮ば
ね１３が押圧する。圧縮ばね１３の他端は、ピン
に嵌着した座金１４に接する。一方、この座金１
４は第１の圧縮ばね１３によつて円板１に挿入さ
れたスリーブ１５に押付けられ、スリーブ１５の
他端は、ピン８′にねじ込んだねじ１７によつて
ピン８′に固定された第２のフランジ状ストツパ
１６に接する。ピン８′の外径に相当する内径を
有し、ねじ１７とほぼ同軸に設けられた円形の溝
１８に、圧縮ばね１９が挿入され、球面リング２
０を座金１４に押付ける。球面リング２０は軸方
向に樽状にわん曲した表面を有し、この表面上に
スリーブ１５が嵌め込まれている。スリーブ１５
は球面リング２０の樽状にわん曲した表面の上で
傾斜することができるので、円板１も円板３に対
して傾斜することができる。円板６を該円板６に
連結された駆動軸（図示せず）によつて回転させ
るとき、この回転が場合によつては傾斜した円板
１に、忠実な回転角で伝達できる。円板１は例え
ば長くてややたるみを生じている従動軸（図示せ
ず）に取付けられたために、この場合にも上記駆
動軸に対して傾斜状態にあることがある。しかし
このような時にも、この発明の上記伝動機構によ
り、上記従動軸を、円板６と連結された駆動軸か
ら忠実な回転角で回転させることかできる。第１
図と第２図に示す連接棒の位置は、最大軸方向食
違いの場合に該当する。連接棒の位置の変化によ
つて、それより小さな他のあらゆる軸方向食違い
（食い違い角度０の場合を含む）を実現すること
ができる。上記説明の変形例として、ピンで連結
された円板１は、従動軸と一体に結合された円板
で直接形成することもできる。この場合にも円板
１を用いることにより、駆動軸に対する従動軸の
傾斜を許容することができる。

第３図は第４図には２個の円板１，１′が示さ
れており、その一方には駆動軸に、他方を従動軸
に連結される。２個の円板１，１′から成る２円
板形継手２１は従動軸に対する駆動軸の傾斜を可
能とする。第３図と第４図に示す実施態様では４
個の結合機構２が設けてあり、その中の２個の組
と、残部の２個の組は逆方向に取付けられてい
て、ある１個のボルトのスリーブ１５が円板１に
固定されているとすれば、90°離れて取付けられ
た結合機構２のスリーブ１５は円板１′に固定さ
れる。この配列は、円板の相互の傾斜によつて両
方のスリーブ１５間にほぼ等しい傾斜および軸方
向ずれを生じても、これにかかわらず駆動軸から
従動軸への運転を円滑に継続できるという利点を
有している。

第５図と第６図に示す３円板形継手２２は、や
はり駆動軸又は従動軸との連結する２個の円板
１，１′を有する。２個の円板は中間円板２３を
介して互いに連結される。各々３本の結合機構２
が円板１又は１′を中間円板２３に保持するから、
中間円板２３には６個の結合機構２のブシユ部分
が中間円板の周囲に均等に分布する。３個の円板
１，１′及び２３の大きさが等しいから、第５図
の矢印方向に見た第６図の図形では、３個の結合
機構２を有する円板１しか認められない。

３円板形継手２２ももちろん駆動軸に対する従
動軸の傾斜を可能にするが、そればかりでなく駆
動軸と従動軸の間の或る程度の軸方向食違いを許
すこともできる。このために円板１，１′は平行
に置かれているが、中間円板２３は傾斜する。こ
の傾斜は中間円板２３のスリーブ１５の傾斜によ
つて吸収される。従つて本発明による継手によつ
て、軸方向に食違う軸の回転駆動も実現される。

第７図は、第１図による結合機構配列より簡単
に製作される３円板形継手のボルト配列の変型実
施態様を示す。結合機構２′の配列構造は、実質
的に結合機構２の配列構造と同様である。従つて
同じ部材、例えばピン８′、ストツプ１２、座金
１４、圧縮ばね１３は第１図以下と同じ参照番号
を付した。スリーブ１５′と球面リング２０とは
この実施態様ではほぼ等しい幅を有し、他の側に
も座金２５で遮断されている。第１圧縮ばね１３
とほぼ等しい寸法の圧縮ばね２６が、座金２５を
押圧する。圧縮ばね２６の他端は、ピンに支持さ
れたストツパ２７に当接する。従つて球面リング
２０′とスリーブ１５′の原位置は圧縮ばね１３，
２６によつて定まり、この原位置からの片寄り
は、それぞれ圧縮されるばね１３，２６の復帰力
を発生する。

結合機構２′の機能は結合機構２の機能に相当
する。この場合も重要なのは、スリーブ１５′が
スリーブ１５のように内部に円柱形壁面を有し、
これがスリーブ１５又は１５′に対する球面リン
グ２０又は２０′の軸方向変位を許容することで
ある。

もちろん円板１，３用の結合機構２，２′の数
は３個と決まつている訳でない。２個の又は３個
を越える結合機構を有する実施態様も可能であ
る。結合機構の数を増やすことによつて、同じ直
径でより大きな被伝達トルクが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は軸方向に食違い、互いに傾斜する駆動
軸のためのたわみ継手の側面図、第２図は第１図
による構成の前面図、第３図は２円板形継手の側
面図、第４図は第３図の継手の前面図、第５図は
３円板形継手の側面図、第６図は第５図の継手の
前面図、第７図はボルト配列の変型実施態様を有
する３円板形継手の側面図を示す。 １……円板、１′……円板、２……結合機構、
３……円板、８′……ピン、１２……ストツパ、
１３……圧縮ばね、１４……座金、１５……スリ
ーブ、１６……ストツパ、１９……圧縮ばね、２
０，２０′……球面リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方が回転駆動体に結合され、他方が回転従
   動体に連結された少なくとも２個の円板１，１′，
   ３と上記円板の一方に取付けられたピン８′と他
   方の円板に取付けられたスリーブ１５から成り、
   一方及び他方の円板を結合する複数個の結合機構
   ２を有し、 上記スリーブ１５は、球面リング２０に、形成
   された軸方向にわん曲した表面を介して上記ピン
   ８′に支持され、該球面リング２０がピン８′とス
   リーブ１５に対して、上記球面リング２０を、こ
   の継手を自然に放置したときにとる位置すなわち
   自然位置に向けて軸方向に附勢するばねの力に抗
   して、軸方向に移動可能に形成されたたわみ継手
   に於て； 上記球面リング２０が、該球面リングの軸方向
   両側に作用する２個の圧縮ばね１３，１９；１
   ３，２６の作用により、上記自然位置に配置さ
   れ、該球面リング２０は、上記自然位置から出発
   して軸方向両方に移動可能に形成されているこ
   と、を特徴とするたわみ継手。 ２ 圧縮ばね１３が、スリーブに接する座金１４
   に当接されること、を特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のたわみ継手。 ３ 第１の圧縮ばね１３が押圧されるフランジ状
   ストツパ１２が、円板１，１′，３の表面から成
   ること、を特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項のいずれか１に記載のたわみ継手。 ４ ストツパ１６に当接する第２の圧縮ばね１９
   は、スリーブ１５の内側を通つて球面リング２０
   に向かつて延出していること、を特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載のたわみ継手。 ５ 第１の圧縮ばね１３のばね力が第２の圧縮ば
   ね１９のばね力より遥かに大きいこと、を特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載のたわみ継手。 ６ 第２の圧縮ばね２６は第１の圧縮ばね１３と
   ほぼ同じ力を発揮可能に形成されていること、を
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれか１に記載のたわみ継手。 ７ 第２の座金２５は球面リング２０と第２の圧
   縮ばね２６との間に配置されていること、を特徴
   とする特許請求の範囲第６項に記載のたわみ継
   手。 ８ 結合機構２は円板１，１′，３に異なる方向
   に向けて取付けられていること、を特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか１に記
   載のたわみ継手。 ９ 少くとも１個の中間円板２３が、２つの円板
   １，１′の間に配置され、結合機構２が上記円板
   １，１′を中間円板２３に結合するように形成さ
   れていること、を特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第８項のいずれか１に記載のたわみ継手。 １０ 一方の回転体の１つの円板が軸方向移動が
   可能な継手４と結合され、該継手４と他方の回転
   体の円板１との間の結合が上記結合機構２によつ
   て行なわれること、を特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第９項のいずれか１に記載のたわみ継
   手。