JPH06101720A

JPH06101720A - 軸継手

Info

Publication number: JPH06101720A
Application number: JP4275321A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Takano; 和也高野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】一方の軸と他方の軸との間を接続して回転力
を伝達する、推進軸等に使用される軸継手に関し、例え
ばエンジンの駆動力を伝達するプロペラシャフト、ステ
アリングホイ−ルの回転力を伝達するステアリングシャ
フトの接続等に利用することができる。【構成】駆動側の軸端と被駆動側の軸端間に取り付け
られて動力を伝達する盤状の軸継手であって、駆動側の
軸と連結される複数の筒体１を同心円上に等距離をもっ
て配列し、被駆動側の軸と連結される複数の筒体２を同
心円上に等距離をもち、かつ前記筒体１と交互に配列し
てなり、前記各筒体１、２をゴム弾性体で囲繞すると共
に、隣り合う当該ゴム弾性体間を合成樹脂盤体にて連結
した軸継手において、筒体１又は筒体２のいずれか一方
を囲繞するゴム弾性体のバネ定数が他側の筒体を囲繞す
るゴム弾性体のバネ定数より十分大きくしたことを特徴
とする軸継手。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一方の軸と他方の軸と
の間を接続して回転力を伝達する、推進軸等に使用され
る軸継手に関し、例えばエンジンの駆動力を伝達するプ
ロペラシャフト、ステアリングホイ−ルの回転力を伝達
するステアリングシャフトの接続等に利用することがで
きる。

【０００２】

【従来の技術】従来からの軸継手において、例えばプロ
ペラシャフトの接続に用いられるものの例として図９に
示すような分割タイプのものがある。図において、１１
（１１₁ 、１１₂ 、１１₃ 、‥‥‥）は軸継手基体であ
り、これを連結ピン１２によって一般には６個の基体を
連結して軸継手としている。この軸継手においては、一
つの基体１１内に装着された連結ピン１２、１２間に生
じる張力に耐え得るよう、二つのピン１２、１２間を抗
張材１３例えば有機繊維束が巻き掛けされていて、全体
を弾性ゴム１４で覆って弾力性を保持して形成されてい
る。

【０００３】しかるに、このタイプの軸継手において、
何層にも繊維コ−ド１３を巻きがけすることから各層で
のコ−ドテンションのバラツキ、コ−ド１３、１３間及
びコ−ド１３と弾性ゴム１４との接着性が均一でないと
いう欠点がある。このことは各基体間に特性のバラツキ
があることは当然であり、これらが原因となって、更に
ゴムの加硫工程における熱の作用によってコ−ドの熱収
縮率のバラツキ、弾性ゴムの表面へのコ−ドの浮き出し
等製造上及び性能上にも大きな影響をもたらすこととな
っている。

【０００４】本発明者は、これら課題を解決するため、
図１０に示す如く、駆動側の軸と連結される複数の筒体
２１を同心円上に等距離をもって配列し、被駆動側の軸
と連結される複数の筒体２２を同心円上に等距離をも
ち、かつ前記筒体２１と交互に配列してなり、前記各筒
体２１、２２をゴム弾性体２３で囲繞すると共に、隣り
合う当該ゴム弾性体２３、２３間を合成樹脂盤体２４に
て連結した軸継手を提供した（特願平２−４１４５３３
号）。

【０００５】これは軸継手の基体を単一の合成樹脂２４
をもって構成したもので、軸継手としての強度の向上、
性能のバラツキの低減をなし、製造上の簡便さはもとよ
り、軸継手としてのコスト低減及び軽量化を狙ったもの
である。即ち、かかる既提案の発明は、繊維コ−ドに代
わり筒体２１、２２間に介在する合成樹脂２４が回転ト
ルクを直接伝達することとなり、この合成樹脂２４が筒
体２１、２２間の引っ張り力に抗し、或いは筒体２２、
２１間の圧縮力に抗することによってトルクを被駆動側
の軸に伝えるものであって、従来の技術の欠点を大幅に
改善したものである。

【０００６】しかしながら、この発明にも改良が必要と
される点も存在し、それは、図１１に示すように合成樹
脂２４が質量体となり、その両側、即ち駆動側と被駆動
側都でバネ系を構成することとなる。即ち、このことは
合成樹脂２４の質量と、ゴム弾性体２３のバネで決定さ
れる固有振動数と、駆動側の振動外力の周波数が一致す
ると、いわゆる共振現象が生じ、駆動側からの振動が著
しく大きくなり、このため防振性能が低下することとな
ってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は既提案の軸継
手にあって、合成樹脂部とゴムとによって生じる共振現
象をなくすことを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の軸継手の構造
は、駆動側の軸端と被駆動側の軸端間に取り付けられて
動力を伝達する盤状の軸継手であって、駆動側の軸と連
結される複数の筒体１を同心円上に等距離をもって配列
し、被駆動側の軸と連結される複数の筒体２を同心円上
に等距離をもち、かつ前記筒体１と交互に配列してな
り、前記各筒体１、２をゴム弾性体で囲繞すると共に、
隣り合う当該ゴム弾性体間を合成樹脂盤体にて連結した
軸継手において、筒体１又は筒体２のいずれか一方を囲
繞するゴム弾性体のバネ定数が他側の筒体を囲繞するゴ
ム弾性体のバネ定数より十分大きくしたことを特徴とす
るものである。そして、筒体１、２を囲むゴム弾性体の
バネ比が、１：６以上であることが好ましい。

【０００９】本発明で用いられる合成樹脂としては、い
わゆるエンジニアリングプラスチックと称されるものが
主として採用され、中でもポリアミド樹脂が一般に用い
られる。勿論、かかるプラスチックに強度向上のために
ガラスや炭素等の繊維を混合した複合系としてもよい。

【００１０】

【作用】前記したように特願平２−４１４５３３号の発
明にあっては、合成樹脂２４の質量とゴム弾性体２３の
バネで決定される固有振動数と、駆動側の振動外力の周
波数が一致すると、共振現象が生じ、防振性能が低下す
る場合がある。本発明は、かかる共振現象を実質的に使
用される周波数の範囲から外してしまおうとするにあ
る。

【００１１】ここで、減衰項を無視した単純化したモデ
ルを考える。質量体の質量をｍ、駆動側に結合されたゴ
ム弾性体のバネ定数をｋ₁ 、被駆動側に結合されたゴム
弾性体のバネ定数をｋ₂ とし、入力される振動ｙをｙ₀
＝sin ωｔとすると、被駆動側に伝わる振動伝達力Ｆ
は、次の式で示される。Ｆ＝ｋ₁ ・ｋ₂ ・ｙ₀ ／（ｋ₁ ＋ｋ₂ ）−ｍω² 又、この系のバネ定数Ｋは、Ｋ＝ｋ₁ ・ｋ₂ ／（ｋ₁ ＋
ｋ₂ ）となり、一方、固有振動数ω_n は、ω_n ＝｛（ｋ
₁ ＋ｋ₂ ）／ｍ｝^0.5 となる。さて、既提案の軸継手に
おいて、ｋ₁ ＝ｋ₂ とすると、この系のバネ定数Ｋ＝ｋ
₁ ／２、この時、固有振動数ω_n は、ω_n ＝（２ｋ₁ ／
ｍ）^0.5 となる。

【００１２】一方、本発明の軸継手において、ｋ₂ ′＝
α・ｋ₁ ′とすると、この系のバネ定数Ｋ′は、Ｋ′＝
（α／１＋α）・ｋ₁ ′となる。ここで、Ｋ＝Ｋ′とな
るようにすると、ｋ₁ ′＝（１＋α）／２α・ｋ₁ 、ｋ₂ ′＝（１＋α）／２・ｋ₁ となる。従って、既提案の軸継手の共振点、ω＝（２ｋ
₁ ／ｍ）^0.5 における本発明の軸継手の伝達力Ｆは次の
ようになる。Ｆ＝ｋ₁ ′・ｋ₂ ′・ｙ₀ ／（ｋ₁ ′＋ｋ₂ ′）−ｍω² ＝（α＋１）² ／２（α−１）² ・ｋ₁ ・ｙ₀

【００１３】ここで共振倍率Ｆ／ｋ₁ ・ｙ₀ ＜１とする
と、α＞３＋√８が得られる。即ち、ｋ₁ ′とｋ₂ ′の
バネ比が３＋√８以上であると、既提案の共振点ω＝
（２ｋ₁ ／ｍ）^0.5 における、本発明の軸継手の共振倍
率が１以下となる。

【００１４】本発明は上記したような構成を採用したた
めに、繊維コ−ドに代わり筒体１、２間に介在する合成
樹脂が回転トルクを直接伝達することとなり、この合成
樹脂が筒体間の引っ張り力に抗し、或いは筒体間の圧縮
力に抗することによってトルクを被駆動側の軸に伝える
ことになるのである。そして、特に、使用されるゴム弾
性体のバネ比を極めて大きく取ることにより、製品のバ
ネ定数をほとんど変えることなく、固有振動数を高く取
れることとなり、通常の軸継手の使用周波数の範囲での
共振を避け、防振効果を高めることが可能となったもの
である。

【００１５】

【具体例】以下図面をもって本発明の軸継手を更に詳述
する。図１は本発明の軸継手の第１実施例を示す正面図
であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線での断面図、図３
はＢ−Ｂ線での断面図である。図中１は駆動側の軸と連
結される筒体であり、２は被駆動側の軸と連結される筒
体である。そして筒体１と筒体２は一般に夫々２個が同
心上に備えられて、各軸からのびるヨ−ク（図示せず）
に対応しており、これらは交互に配置されるものであ
る。これらの筒体１と筒体２は、場合によっては、各々
別の同心円上に配置することも可能である。

【００１６】符号３、４で示すものはこれら筒体１、２
の全周を囲むゴム弾性体であって、回転使用時における
振動の吸収作用、急激な負荷に対する緩衝作用をなし、
更には騒音の低減のために供されるものである。このゴ
ム弾性体３にあって、回転周方向にスグリ５が形成され
ている。かかるスグリ５はゴム弾性体３及び４のバネ比
を異ならせるためのものであり、これにより共振点がず
れることとなる。ちなみに、ゴム弾性体３及びゴム弾性
体４の軸直角方向のバネ定数は、夫々一個当たり１８０
ｋｇ／ｍｍ及び２０ｋｇ／ｍｍであり、バネ比は９：１
となっている。

【００１７】そして、符号６は筒体１、２を囲んだこれ
らゴム弾性体３、４を所定位置に配置して夫々を独立さ
せた合成樹脂盤体であり、円盤状のナイロン樹脂が使用
されている。

【００１８】かかる合成樹脂盤体６は、各筒体１、２を
所定位置に設定する機能をもつと共に、回転使用時にお
いて、駆動側の軸に連結される筒体１と、被駆動側の軸
に連結される筒体２間の引張り力を伝達する機能をなす
ものであり、従来の軸継手における抗張体の機能を奏す
るものである。

【００１９】この場合、まず筒体１、２の周囲にゴム弾
性体３、４を加硫接着によって一体化し、これらを盤体
を形成する型内の位置にセットし、次いで合成樹脂を射
出成形する手段によって各要素を一体化することが一般
的であるが、合成樹脂盤体６を先に形成し、ここに設け
られた孔７内に前記した筒体１、２を内包したゴム弾性
体３、４を圧入することも可能である。この例にあって
はゴム弾性体３、４の外周と、合成樹脂盤体５の孔７と
の関係は真円状で接しているが、両者の接面が必ずしも
真円でなくてもよい。

【００２０】図４に示すものは、本発明の第２実施例に
おける正面図であって、盤体６に設けた孔７、８を交互
に異ならせ、この孔７、８に嵌り合うゴム弾性体３及び
４の形状を異ならせてゴム弾性体のバネ比を変化させた
ものである。

【００２１】図５に示すものは、本発明の第３実施例に
おける正面図であって、盤体６に設けた孔７、８は同一
であるが、この孔７、８に嵌り合うゴム弾性体４にイン
タ−リング９を加硫接着し、ゴム弾性体のバネ比を変化
させたものである。

【００２２】図６に示すものは、本発明の第４実施例に
おける正面図であって、図７はそのＣ−Ｃ線での断面図
である。この軸継手の構造は基本的には図４にて示す軸
継手と同様であるが、筒体２にあって、筒体２の中央に
膨らみ部１０を持たせてゴム弾性体のバネ比を変化させ
たものである。尚、本発明にあっては、筒体１及び２に
このような膨らみ部を持たせてゴム中からの抜けを防止
することも可能である。

【００２３】図８に示すものは、本発明の第５実施例を
示す正面図であって、この例では、筒体２を囲むゴム弾
性体４が、合成樹脂盤体６に完全には包囲されていない
例である。このように、ゴム弾性体３及び４の形状を変
えることによって、バネ比を変化させることも可能であ
る。

【００２４】以上、本発明の実施例をゴム弾性体３及び
４の形状の変化を中心にして説明したが、これにゴムの
硬度の変化を加味してもよく、ゴム弾性体３及び４の形
状が同一であっても、硬度を変化させることにより目的
を達成することができることは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は筒体間にかかる張力（或いは圧
縮力）を合成樹脂盤体が受けるものであって、これは従
来の繊維コ−ドを何回も巻き掛けして構成する抗張体よ
りも単一材料であるが故に高精度化が図れ、かつ、ゴム
に比べて樹脂材料であるがために飛翔体等の接触に対し
て強度があり、更にはオゾン、油等にも強い材質が選択
でき耐久性も向上することとなったものである。

【００２６】そして、特に本発明は、かかる共振現象を
実質的に使用される周波数の範囲から外してしまおうと
するにある。これは、使用されるゴム弾性体のバネ比を
極めて大きく取ることにより、製品のバネ定数をほとん
ど変えることなく、固有振動数を高く取れることとな
り、通常の軸継手の使用周波数の範囲での共振を避け、
防振効果を高めることが可能となったものである。

【００２７】本発明の軸継手は回転トルクに対する剛性
が比較的高く、他の方向の剛性が低い場合に好ましく、
例えば自動車用の駆動側ヨ−クとプロペラシャフト又は
プロペラシャフトとデイファレンシャル側との接合部に
適するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の軸継手の第１実施例を示す正面
図である。

【図２】図２は図１のＡ−Ａ線での断面図である。

【図３】図３は図１のＢ−Ｂ線での断面図である。

【図４】図４は本発明の軸継手の第２実施例を示す正面
図である。

【図５】図５は本発明の軸継手の第３実施例を示す正面
図である。

【図６】図６は本発明の軸継手の第４実施例を示す正面
図である。

【図７】図７は図６のＣ−Ｃ線での断面図である。

【図８】図８は本発明の軸継手の第５実施例を示す正面
図である。

【図９】図９は従来からある軸継手の正面図である。

【図１０】図１０は既提案の軸継手の正面図である。

【符号の説明】

１、２‥‥筒体、３、４‥‥ゴム弾性体、５‥‥スグリ、６‥‥合成樹脂盤体、７、８‥‥合成樹脂盤体に設けられた孔、９‥‥インタ−リング、１０‥‥筒体の中央の膨らみ部。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年３月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図２】図２は図１のＡ−Ａ線での断面図である。

【図３】図３は図１のＢ−Ｂ線での断面図である。

【図７】図７は図６のＣ−Ｃ線での断面図である。

【図９】図９は従来からある軸継手の正面図である。

【図１０】図１０は既提案の軸継手の正面図である。

【図１１】図１１は既提案の軸継手のバネ系を示す概念
図である。

【符号の説明】１、２‥‥筒体、３、４‥‥ゴム弾性体、５‥‥スグリ、６‥‥合成樹脂盤体、７、８‥‥合成樹脂盤体に設けられた孔、９‥‥インターリング、１０‥‥筒体の中央の膨らみ部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動側の軸端と被駆動側の軸端間に取り
付けられて動力を伝達する盤状の軸継手であって、駆動
側の軸と連結される複数の筒体１を同心円上に等距離を
もって配列し、被駆動側の軸と連結される複数の筒体２
を同心円上に等距離をもち、かつ前記筒体１と交互に配
列してなり、前記各筒体１、２をゴム弾性体で囲繞する
と共に、隣り合う当該ゴム弾性体間を合成樹脂盤体にて
連結した軸継手において、筒体１又は筒体２のいずれか
一方を囲繞するゴム弾性体のバネ定数が他側の筒体を囲
繞するゴム弾性体のバネ定数より十分大きくしたことを
特徴とする軸継手。
【請求項２】筒体１、２を囲むゴム弾性体のバネ比
が、１：６以上である請求項第１項記載の軸継手。