JPH0740101Y2 - フレキシブルカップリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、たとえば内燃機関の出力軸の回転を補機駆動
用の回転軸に伝達するためのフレキシブルカップリング
に関する。ここで補機とは内燃機関冷却用ファン、発電
機、エアコン用コンプレッサあるいはパワーステアリン
グ用オイルポンプ等、内燃機関によって駆動される機器
の一種又は二種以上のものをいう。

（従来の技術） 一般に、フレキシブルカップリングは、駆動系に発生す
るトルク脈動を吸収し、また軸方向の振動や衝撃を吸収
するために弾性体を利用するものであって、このような
フレキシブルカップリングは主として自動車のプロペラ
シャフトの連結部に使用されている。このような例とし
て、たとえば実開昭56−91926号公報を挙げることがで
きる。

第４図は上記公報に開示されたフレキシブルカップリン
グを示したものである。フレキシブルカップリングは、
環状の弾性体84を主たる構成部材とするもので、この弾
性体84を入力軸80と出力軸82との間に配置した状態で、
その円周部分を軸方向に貫通する複数本のボルト86によ
って両軸80,82のフランジ80a,82aに取付ける構成となっ
ており、そしてボルト86による取付けには通常小型の円
形のワッシャ88が使用されている。従って、入力軸80の
回転は弾性体84を円周方向に弾性変形させながら出力軸
82へ伝達され、また軸方向の振動や衝撃は弾性体84の軸
方向の弾性変形によって吸収される。

（考案が解決しようとする課題） ところが、上述したフレキシブルカップリングは、軸方
向の振動や衝撃を吸収する弾性体84の軸方向（とくに両
軸80、82の抜け方向）の変形を規制するための機能を備
えておらず、そのために軸方向に大きな荷重が作用した
場合の弾性体84の変形量が大きくなるためその耐久性が
問題となり弾性体84の低ばね定数化の制限となる。

ところで、内燃機関の回転を車輪に伝える伝達系では、
途中にクラッチやミッションを介した上でプロペラシャ
フトに伝達されるので、トルクの脈動はクラッチやミッ
ションによって相当程度まで平均化されると考えられ
る。従って、このような伝達系ではフレキシブルカップ
リングの性能は現状程度で十分であるとしても、内燃機
関と補機との間には上記のようなトルク脈動を平均化さ
せる部材がないことから、現状のものよりも性能の高い
フレキシブルカップリングが要望されることになる。し
かし、そのときは上記耐久性の問題がより顕著となる。

本考案の目的は、軸の振動や衝撃に伴う弾性体の軸方向
の弾性変形量が予め設定された範囲に達したときに、剛
体同志の接触によってそれ以上の弾性変形が起らないよ
う制限することで、弾性体の耐久性を高め、また弾性体
が破損したときの軸の過大な動きを防止し得るフレキシ
ブルカップリングを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上記課題を解決するために次のように構成し
ている。

すなわち、本考案のフレキシブルカップリングは、駆動
側と従動側とを弾性体を介してトルク伝達可能にかつ軸
方向の振動吸収可能に結合するものにして、詳しくは駆
動側と従動側との間に配置される剛体よりなる環状のカ
ップリング本体と、このカップリング本体の中央孔内に
配置され、前記駆動側又は従動側のいずれか一方に固定
された外輪と他方に固定された内輪とを有するとともに
該内輪が前記外輪に球面運動可能に嵌合された球面軸受
と、前記カップリング本体の周方向に所定間隔を置いて
嵌着された複数個の弾性体とを主たる構成部材としてい
る。

そして、各弾性体の軸心部には弾性体の軸方向長さより
長い剛体からなるブッシュが貫通されて一体化されてお
り、このブッシュ内に貫通されたボルトを前記駆動側又
は従動側の一方に結合している。このことによって弾性
体は駆動側と従動側とに取付けられる。

また、前記ボルトとブッシュとの間にはストッパが介在
されており、このストッパは前記弾性体の外径を越えて
張出す部分を有する略長方形状に形成されるとともにそ
の長手方向が前記カップリング本体の周方向に沿う方向
に配置されかつ張出部分が前記カップリング本体に対し
て軸方向に一定の隙間を置いて相対向している。

（作用） 上記構成のフレキシブルカップリングにあっては、駆動
側の回転は弾性体が周方向に弾性変形しながら従動側へ
伝達することによって駆動側のトルク脈動を吸収する。

この場合、駆動側と従動側との間に介在された球面軸受
によって両側のセンタリングが行われるため、両側の中
心軸線が径方向にずれても両側の中心軸線は球面軸受の
球面運動中心点で常に交差し、駆動側と従動側が互いに
芯振れすることなく円滑に回転が伝達される。

また、駆動側と従動側との間に発生する軸方向の振動や
衝撃は、弾性体の軸方向の弾性変形によって吸収される
が、このときの弾性変形量はストッパとカップリング本
体との間に設定された隙間の範囲内であって、軸方向の
荷重が大きく弾性体の弾性変形量が前記隙間分に達すれ
ば、ストッパとカップリング本体との剛体同志が当接す
る。従って、それ以上の弾性変形が制限され、このこと
によって弾性体の過度の変形が抑えられる。また、仮に
弾性体が破損したとしても、ストッパとカップリング本
体とが当接することによりフレキシブルカップリングの
過大な動きを制限できる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

まず、第１図及び第２図に示す第１実施例について説明
する。この第１実施例は内燃機関の出力軸２と、この出
力軸２の回転を補機駆動用の回転軸に伝達する中継軸40
との連結用としてフレキシブルカップリング10を適用し
た例である。前記出力軸２にはフランジ４が相対回転不
能に取付けられ、このフランジ４の外周にはプーリ６が
取付けられている。

フレキシブルカップリング10は駆動側である出力軸２と
従動側である中継軸40との間に配置されるドーナツ板状
のカップリング本体14を有している。このカップリング
本体14は剛体からなり、第２図によく示されるように６
個の貫通孔14aを円周方向に等間隔で備え、それら貫通
孔14aにはそれぞれ弾性体18が嵌入されている。弾性体1
0は中心部に円形の貫通孔18cを有する円筒形に形成され
るとともに、前記カップリング本体10の厚み（軸方向の
長さ）とほぼ同程度の長さを有し、かつ貫通孔18cを挟
んで両側には中空溝18a、18bを備えている。

また、弾性体18の外周には剛体からなる外筒16が嵌着さ
れ、貫通孔18cには剛体からなる内筒としてのブッシュ2
4が貫通されていて、それら外筒16及びブッシュ24は弾
性体18に加硫接着により一体となっている。外筒16は弾
性体18の軸方向長さとほぼ同程度に設定されるが、ブッ
シュ24は弾性体18の軸方向長さよりも長く設定され、そ
の両端が弾性体18の軸方向端面から所定長さだけ突出さ
れている。

第２図によく示されるように、円周方向に配設された６
個の弾性体18のうち、１個おきの３個の弾性体18は内燃
機関の出力軸２のフランジ４にブッシュ24を通して挿通
されるボルト20によって固定され、他の３個の弾性体18
は中継軸40の先端に取付けられた三又アーム状のフラン
ジ42にブッシュ24を通して挿通されるボルト32によって
固定されるている。この場合、第１図によく示されるよ
うに、出力軸２側についてはボルト20はねじ込みによる
結合であり、中継軸40側についてはナット36による固定
である。

そして、ボルト20,32の取付け時において、ボルト20,32
とブッシュ24との間にはそれぞれワッシャを兼用するス
トッパ22,34が介在される。それらストッパ22,34は弾性
体18の外径を越えて少なくとも弾性体18の外筒16又はカ
ップリング本体14の軸方向端面に至る長さを有する略長
方形のプレート状に形成されている。そしてストッパ2
2,34は図２によく示されるように、その長手方向がカッ
プリング本体の円周方向に沿う方向に配置されるととも
に、その張出端部が外筒16及びカップリング本体14に対
して前記ブッシュ24の弾性体18からの突出長さに相当す
る一定の隙間Ｃを置いて相対向している。なお、中継軸
40のフランジ42とカップリング本体14との間には一定の
隙間が保持されるよう設定される。

つぎに、出力軸２と中継軸40との間に介在されるフレキ
シブルカップリング10のセンタリング機構について説明
する。センタリング機構は中継軸40側に取付けられる球
面軸受26と、出力軸２側に取付けられるセンタリングピ
ン12とを主たる構成部材として成立っている。球面軸受
26は内周面に凹球面に有する外輪26aと、この凹球面に
摺動可能に嵌合する凸球面を有する内輪26bとからな
り、外輪26aは中継軸40側のフランジ42の中央に形成さ
れたセンタホール42a内に嵌着されている。一方、内輪2
6bに摺動可能に貫通されるセンタリングピン12は径方向
に等間隔で突出する３本のアーム13を一体に備えてお
り、それらアーム13が出力軸２のフランジ４と弾性体18
のブッシュ24との間に介在された状態でボルト20によっ
て結合されている。このことにより出力軸２の軸線と中
継軸40側の軸線は同一線上か、あるいはたわみ時にあっ
ては球面軸受26の球面運動中心点で常に交差してセンタ
リング機能が発揮される。なお、前記アーム13はカップ
リング本体14との間に一定の隙間を保持するよう設定さ
れる。また、第１図において30はシール部材である。

上述のように構成された第１実施例において、内燃機関
の出力軸２が回転されると、この出力軸２の回転はフラ
ンジ４、ボルト20、弾性体18、ボルト32、フランジ42、
中継軸40の順に伝達され、そして出力軸２側に発生する
トルクの脈動はフレキシブルカップリング10の弾性体18
の弾性変形（左右の中空溝18a,18bを押し潰し）によっ
て吸収される。また、出力軸２と中継軸40との間におけ
る軸方向の振動、衝撃等は弾性体18の軸方向の弾性変形
によって吸収され、さらに球面軸受26及びセンタリング
ピン12によってセンタリングが行なわれ、芯振れなく円
滑に回転が伝達される。

上記のような回転伝達中において、通常の軸方向の振
動、衝撃は弾性体18の軸方向の弾性変形によって行なわ
れるが、軸の抜け方向、つまり出力軸12と中継軸40とが
離れる向きに何らかの原因で大きい荷重が作用した場合
には、ストッパ22,34がカップリング本体14に当接して
弾性体18のそれ以上の変形を規制する。すなわち、剛体
同志の当接によって弾性体18の弾性変形を規制し、過大
荷重から弾性体18を保護することができる。なお、出力
軸12と中継軸40とが接近する向きに荷重が作用したとき
の弾性体18の変形はセンタリングピン12と一体のアーム
13及び中継軸40のフランジ42がその付根側でカップリン
グ本体14に当接することで規制する。

また、このようなことから、仮に弾性体18が破損したと
しても、ストッパ22,34とカップリング本体14とが当た
ることでフレキシブルカップリング10の過大な動きが制
限でき、中間軸の動きも制限できる。

つぎに、第３図に示す第２実施例について説明する。こ
の第２実施例は中継軸40と、補機駆動用の回転軸70との
連結用としてフレキシブルカップリング10を適用した例
であって、フレキシブルカップリング10自体は前述の第
１実施例とほぼ同様に構成されており、従って同一部分
に関しては同一符号を付してその説明を省略する。フレ
キシブルカップリング10は、中継軸40の一端に取付けら
れた三又アーム状のフランジ46と、回転軸70の一端に一
体に形成された三又アーム状のフランジ70aとにそれぞ
れボルト52,58によって取付けられている。

この場合において、中継軸40側に関しては弾性体18内を
貫通するブッシュ24がフランジ46まで貫通しており、ま
た中継軸40側からブッシュ24を通して挿通されたボルト
52はナット56によって固定され、そしてブッシュ24とナ
ット56との間に弾性体18の軸方向の弾性変形を規制する
ストッパ54が介在されてカップリング本体10に対して隙
間Ｃを置いて相対向している。また、回転軸70側につい
てはボルト58が中継軸40側からブッシュ24内に挿通さ
れ、ナット62によってフランジ70aに固定されており、
そしてボルト58の頭部とブッシュ24との間にストッパ60
が介在されてカップリング本体10に対して隙間Ｃを置い
て対向している。

さらには、中継軸40のフランジ46及び回転軸70のフラン
ジ70aはそれぞれカップリング本体14に対して一定の隙
間を保持するよう設定される。なお、センタリング機構
を構成するセンタリングピン70bは回転軸70の先端に一
体に形成されている。

また、補機駆動用の回転軸70は、車両本体に図示省略の
マウントを介して取付けられる補機類取付用のハウジン
グ72に図示省略の軸受によって回転可能に支持され、そ
して図示はしないが、この回転軸70に他端部に取付けら
れたプーリからベルトを介して補機類が駆動されるよう
になっている。

従って、このように構成された第２実施例の場合も第１
実施例の場合と同様に、中継軸40のトルクの脈動を吸収
して回転軸70に伝達し、また軸方向の振動、衝撃を吸収
する。

（考案の効果） 以上詳述したように、本考案によれば、ストッパによっ
て弾性体の軸方向の最大変形を規制することにより、軸
方向に作用する過大な荷重から弾性体を保護してその耐
久性を高め得るとともに、仮に弾性体が破損した場合の
カップリング自体の、延いては軸の脱落を防止すること
ができる。しかも球面軸受によって駆動側と従動側間に
心振れが生ずることを防止できるため、弾性体にばね定
数の低い材料を使用でき、軸方向の振動、衝撃吸収効果
が向上するとともに弾性体が破損し難くなる。従って、
高性能にして耐久性の高いフレキシブルカップリングを
提供することができる。

また、本考案によれば、ストッパを略長方形状に形成す
るとともに、その長手方向がカップリング本体の円周方
向に沿う方向に配置してあるため、軸中心からストッパ
の遠い部分までの距離を短くすることができる。そのた
め、カップリングに曲げ力が作用したとき、軸中心から
の距離が短いことにより、曲げの自由度が大きいものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のフレキシブルカップリングを内燃機関
の出力軸と中継軸との連結に適用した第１実施例の縦断
面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図はフレ
キシブルカップリングを中継軸と補機駆動用回転軸との
連結に適用した第２実施例の縦断面図、第４図は従来例
を示す一部破断正面図である。 ２…内燃機関の出力軸 10…フレキシブルカップリング 14…カップリング本体 18…弾性体 20,32…ボルト 22,34…ストッパ 24…ブッシュ 40…中継軸 52,58…ボルト 54,60…ストッパ 70…回転軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岡野 信彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 村山 敦彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 武田 喜重 大阪府大阪市中央区南船場３丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)考案者 厚海 敏幸 大阪府大阪市中央区南船場３丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (56)参考文献 実開 昭51−119441（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動側と従動側とを弾性体を介してトルク
   伝達可能にかつ軸方向の振動吸収可能に結合するフレキ
   シブルカップリングであって、駆動側と従動側との間に
   配置される剛体よりなる環状のカップリング本体と、こ
   のカップリング本体の中央孔内に配置され、前記駆動側
   又は従動側のいずれか一方に固定された外輪と他方に固
   定された内輪とを有するとともに該内輪が前記外輪に球
   面運動可能に嵌合された球面軸受と、前記カップリング
   本体の周方向に所定間隔を置いて嵌着された複数個の弾
   性体と、それら弾性体内に軸方向に貫通固定されかつ弾
   性体の軸方向長さより長い剛体のブッシュと、該ブッシ
   ュ内を貫通して前記駆動側又は従動側の一方と結合され
   るボルトと、このボルトとブッシュとの間に介在された
   ストッパとを備え、このストッパは前記弾性体の外径を
   越えて張出す部分を有する略長方形状に形成されるとと
   もにその長手方向が前記カップリング本体の周方向に沿
   う方向に配置されかつ張出部分がカップリング本体に対
   して軸方向に一定の隙間を置いて相対向していることを
   特徴とするフレキシブルカップリング。