JPH08261246A - たわみ継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 たわみ継手において、駆動軸側および被駆動
軸側に設けられる筒状部材のフランジが、継手における
軸線方向の変位時に筒状体内に巻回される繊維束または
これを被覆しているゴム弾性体に強く接触することで繊
維束やゴム弾性体に破損が生じたりするのを防止する。 【構成】 駆動軸および被駆動軸から交互に突設される
筒状部材（外筒部材）３，３とその隣り合う筒状部材
３，３間に巻回された補強繊維束４と、補強繊維束４を
筒状部材３，３と共に被覆するゴム弾性体５とからなる
リンク要素を有するたわみ継手１０において、隣り合う
筒状部材同士の外フランジ３Ａ，３Ａを補強繊維束４が
接触する外周領域にほぼ限定して形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たわみ継手に関し、特
に自動車の動力伝達系に好適な駆動軸と被駆動軸との間
を連結するたわみ継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のたわみ継手としては、例
えば、実開昭６４−２７５３２号公報に開示されている
ものがある。この従来例は略同一円周上に所定の間隔を
置いて交互に配置された駆動軸側および被駆動軸側の筒
状体と、その隣り合う筒状体間に巻回された特殊加工の
繊維とからなり、さらに、筒状体の両面および中間にフ
ランジ部を設け、隣り合う繊維束同士をこれによって分
離拘束した状態に保つと共にこのような筒状体および繊
維束を含むように弾性体を被覆したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例にあっては、フランジ部が筒状体の全周にわ
たり形成されるため、隣り合う対の筒状体間に巻回され
る繊維束に、例えば無機繊維であるガラス繊維や炭素繊
維、あるいはセラミック繊維（アルミナ繊維、シリカア
ルミナ繊維または炭化硅素繊維等）、金属繊維、また、
有機繊維でもアラミド繊維などのように、強度は高い
が、伸びが小さくて靭性に乏しい繊維がヤーン形態やコ
ード形態等で用いられると、たわみ継手によって連結さ
れる駆動軸と被駆動軸との間にそれらを軸線方向に沿っ
て大きく相対変位させる力が加わった場合に繊維束が筒
状体のフランジ部外縁に引っ張られ、そのために繊維コ
ードとフランジ部の外縁とが衝撃を伴って強く接触し、
かかる繊維のコードに損傷の生じる恐れがあった。また
フランジ部が筒状体の全周にわたり形成されるために隣
接する筒状体のフランジ外縁間でスパンが短くなり、ま
たたわみ角が鋭くなるので筒状体やこれら弾性コードを
囲繞している外皮としての弾性体が外フランジ部の外縁
近傍で亀裂を起こす恐れがある。

【０００４】また、かかるたわみ継手の場合、駆動軸側
および被駆動軸側から交互に突設される筒状部材には補
強繊維が巻回される対の部材同士の例えば６組を軸線方
向に交互配置するので、製作上個々の筒状部材を、端部
にフランジ部が形成されその間に補強繊維が巻回される
外筒部材と、隣り合うリンク要素の外筒部材同士を同軸
に固定させる内筒部材とで構成することが望ましい。

【０００５】ただし、このように構成したたわみ継手に
おいて駆動軸、被駆動軸間で軸線方向の大きい変位が発
生した場合、内筒部材に同心に固定されている外筒部材
のうちいずれか一方に巻回されている補強繊維束の外側
を被覆している弾性体が他方の外筒部材の外フランジ外
縁部ないしこれを被覆している弾性体と干渉し、弾性体
の干渉部分が局部的に折曲げられ、この場合も前記同様
に亀裂の発生する虞がある。なお、変位が逆方向に発生
した場合にも同様な問題が生じる。

【０００６】本発明の目的は、上述したような問題の解
決を図るべく、軸方向の大きい変位に対して補強繊維束
の外側を被覆する弾性体や補強繊維束自体の損傷を十分
に防止することのできるたわみ継手を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の第１の形態は、駆動軸側および被駆動軸
側に交互に連結され、端部にフランジが形成された筒状
部材と、前記駆動軸側および被駆動軸側の隣り合う筒状
部材間に巻回された補強繊維束と、該補強繊維束を前記
筒状部材と共に被覆するゴム弾性体とからなるリンク要
素を有するたわみ継手において、前記隣り合う筒状部材
同士のフランジを前記補強繊維束が接触する外周領域に
ほぼ限定して形成したことを特徴とするものである。

【０００８】本発明の第２の形態は、駆動軸側および被
駆動軸側に交互に連結した内筒部材に嵌合固定され両端
部にフランジが形成された外筒部材と、前記駆動軸側お
よび被駆動軸側の隣り合う外筒部材間に巻回された補強
繊維束と、少なくとも該巻回された補強繊維束を被覆す
るゴム弾性体とで構成されるリンク要素の複数を有する
たわみ継手において、前記隣り合う外筒部材同士のフラ
ンジを前記補強繊維束が接触する外周領域にほぼ限定し
て形成し、前記内筒部材に少なくとも２つ同心に嵌合固
定され、それぞれに前記リンク要素の一部を構成する外
筒部材間に軸方向の間隙を設け、前記駆動軸および被駆
動軸の軸方向の変位時に前記巻回された補強繊維束を被
覆するゴム弾性体と前記フランジとが干渉しないように
したことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の第１の形態によれば、その隣り合う筒
状部材同士のフランジを補強繊維束が接触する外周領域
にほぼ限定して形成したことにより、軸線方向の変位が
生じたときにリンク要素を構成するために筒状部材同士
の間に巻回されている補強繊維束がフランジの外周縁部
によって引張力を受けてその繰り返しにより摩耗損傷す
るのを、補強繊維束の支持スパンを拡大し、たわみ角を
減少させたことによって防止することができると共に被
覆のゴム弾性体がフランジの外周縁部によって損傷され
るのを防止することができる。

【００１０】また、本発明の第２の形態によれば、隣り
合う外筒部材同士のフランジを補強繊維束が接触する外
周領域に限定して形成した上、内筒部材に少なくとも２
つ同心に固定される外筒部材間に軸方向の間隙を設けた
ことで、軸方向の変位時においても一方のリンク要素を
構成しているゴム弾性体がその巻回されている外筒部材
間で他方の外筒部材のフランジないしゴム弾性体と干渉
し、破損したり亀裂が生じるのを防止することができ
る。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１２】図１および図２は、本発明の第１の実施例
を示す。

【００１３】図１において、１は、紙面と同一平面上に
て点０を中心として回転可能な駆動軸（図示せず）に連
結される計３つの第１の内筒部材であり、また２は、そ
の駆動軸と同軸回転可能な被駆動軸（図示せず）に連結
される計３つの第２の内筒部材である。これら３つずつ
の第１および第２の内筒部材１および２は、点０を中心
とする中心角６０°の等間隔で交互に位置し、さらに、
それらの個々の外周部には、外筒部材３が同図中の上下
方向（図１中紙面の表裏方向）に２つずつ装着されてい
る。また、外筒部材３の両端には後述するように切欠を
有するフランジ部３Ａ，３Ａが形成されており、図１中
紙面の表側に位置する計６つの外筒部材３の内、互いに
隣接する２つずつからなる３組のものの間には、補強繊
維束（例えばアラミド繊維とガラス繊維ヤーンからな
る）４が計３組巻回されている。同様に、図１中紙面の
裏側に位置する計６つの外筒部材３の内、互いに隣接す
る２つずつからなる３組のものの間にも同様の補強繊維
束４が計３組巻回された状態で設けられている。そし
て、このように計１２個の外筒部材３の間に計６組の補
強繊維束４を巻装した上、さらに後述するゴム弾性体の
囲繞により６組の弾性リンクＬが形成され、３つずつの
第１および第２の内筒部材１および２が図１に示すよう
に平面正六角形状に連結されている。

【００１４】さらにまた本例ではこれら１２個の外筒部
材３のフランジ３Ａ，３Ａは図２に示すようにいずれも
対向する外筒部材３同士の中心を結ぶ線分に垂直でかつ
ほぼ外筒の中心を通る線によって２分された内の対向側
のフランジ部分が切り欠かれている。つまり、外筒部材
間における補強繊維束４の自由スパンＳをフランジ３
Ａ，３Ａの切り欠きによって広げることができる。つま
り、所望の軸方向変位に対するたわみ角αが従来より減
少する。

【００１５】ついで、このような外筒部材３，３を用い
たたわみ継手１０の製造方法の一例を以下に図２を参照
しつつ説明する。

【００１６】まず、外径φが３７ｍｍ、内径φが２２ｍ
ｍのフランジ３Ａを各外筒部材３に形成した上、これら
フランジ３Ａ，３Ａの補強繊維束４と干渉する上述した
ほぼ半分にあたる部分を切り欠き、その切り欠かれた端
縁部分は補強繊維束４および弾性体５との接触に備えて
両面側とも面取りをしておくようにする。かくして、こ
れらの外筒部材３，３を互いにフランジ切欠部３Ｂがそ
れぞれ相対する形で間隔５４ｍｍが保たれるようにして
固定した上、隣接する内筒部材１，２間の対応する外筒
部材３，３間に番手１０００のパラアラミド繊維ヤーン
を層状にして６８巻巻回した。このとき、前記フランジ
３Ａにより、補強繊維は従来のように整列して巻くこと
ができる。

【００１７】なお、この巻回時に外筒部材３，３の繊維
ヤーンと接触する接触部Ｐのみにエポキシ樹脂（エポキ
シ当量１９０）および変性複素環式アミン系硬化剤混合
物を塗布した。そしてこの巻回終了後引き続いて番手１
３５のガラス繊維ヤーンを４００巻層状に同じ要領で塗
布しながら巻回し、さらにその巻回終了後不図示のピッ
チ固定用治具にセットし、８０℃の炉内で３時間加熱硬
化させ繊維束４を外筒部材３・３にそれぞれ接着固定し
た。次に、上記樹脂未含浸の巻架部Ｑには低粘度のシリ
コンオイル（５００センチストークス程度）を１ｇ塗布
して繊維束４の内部にまで浸透させるようにした。

【００１８】次にこの繊維束４とフランジ端縁とが接触
する部分Ｒに互いを隔離するために液状ウレタンゴム
（イソシアネートプレポリマ、およびポリオールの２液
型ウレタンゴムで硬化後のゴム硬度ＪＩＳ４０Ａ）を含
浸し６０℃で２時間硬化させた。

【００１９】なお、上記Ｒ，Ｑの各部に対する処理は両
外筒部材３，３間の補強繊維束４における補強繊維とフ
ランジ外縁、および補強繊維同士間の摩擦摩耗を防ぐた
めに望ましい処理ではあるが、本発明に必須のものでは
ない。

【００２０】以上のように処理したもの全体を不図示の
金型内に保持し、ゴム弾性体５として上記ウレタンゴム
で１〜２ｍｍ厚さに真空注形被覆した上６０℃で４時間
加熱硬化させてリンクＬを６個作成した。そして、これ
らのリンクＬに形成した外筒部材３，３の内周部に内筒
部材１および２の外周部を圧入固定し、正六角形に一体
化して図１のたわみ継手１０を得た。

【００２１】なお、本実施例にかかるこのようなたわみ
継手を対比するために外フランジの切り欠きのない外筒
部材を用いた、たわみ継手を作成し、双方を軸方向変位
±７ｍｍ、１Ｈｚ、１０万サイクルの軸疲労試験にかけ
てその耐久性を比較した。その結果を表１に示す。この
表１に示されるように試料Ｎｏ．１（フランジ切り欠き
無し）に比べ、本発明適用の試料Ｎｏ．２（切り欠き有
り）は補強繊維損傷が防止でき、被覆ゴム弾性体５のフ
ランジ外縁際での亀裂発生も防止できる。

【００２２】

【表１】

【００２３】（他の実施例）図３は本発明の第２の実施
例による外筒部材３，３の形状を示す。本例では外フラ
ンジ部３Ａの切欠範囲が図２の例に比べて少ない。すな
わち両外筒部材３，３において、その切欠部３Ｂをそれ
ぞれ対向する側で約１０ｍｍ程度ずつ少なくし、外フラ
ンジ３Ａと切欠部３Ｂとの境界をそれぞれ対向側にそれ
だけ延在させたものである。表１に示した試料Ｎｏ．３
の結果からも明らかなように切欠の無い対比例Ｎｏ．１
に比べればゴム弾性体亀裂箇所数が少なく、補強繊維束
損傷が小さくなる。

【００２４】なお、上述の実施例１，２の形態のものお
いて、継手１０における軸線方向の相対変位時に、外フ
ランジ３Ａの外縁と弾性体５との間に生じる摩擦損耗を
より一層少なくするために、外フランジ３Ａの少なくと
も上位変位にかかわる外縁部に対しても面取りを施して
おくことが望ましいことはいうまでもない。

【００２５】また、切欠部３Ｂの範囲は、上記寸法に限
るものではなく、任意でよい。

【００２６】ついで図４により本発明のさらに他の実施
例について説明する。

【００２７】内部部材１および２は駆動軸１１側および
被駆動軸１２側から交互に軸心Ｏを中心とする円の周方
向等分位置に配設されるものであるが、本例では、その
個々の内筒部材１および２にそれぞれ同心に固定される
外筒部材３，３の外フランジ３Ａ，３Ａ間に例えば所望
の厚さのワッシャ（不図示）等を介装して間隔Ｃを保た
せるようにする。なお、ここで、Ｌはそれぞれ先に述べ
た（弾性）リンクであり、この図に示すように異なる組
のリンク構成要素をなし、内筒部材１，２に同心に固定
される外筒部材３，３間に上記の間隔Ｃを保たせたこと
によりこの図に示すような軸線方向に変位Ｄ₁ が発生し
た場合でも一方のリンクＬを被覆している弾性体５が他
方のリンクＬの弾性体５若しくは外フランジ３Ａと干渉
するのを防止し、弾性体５に亀裂が生じるなどの破損を
防止することができる。なお、間隔Ｃは、前記変位Ｄ₁
の最大変位量と同じ程度に設定するのが効果的である。

【００２８】しかも、本実施例によれば、各リンクＬに
おいて、外筒部材３に設けるフランジ３Ａのうち、第１
実施例または第２実施例のところで述べたようにしてそ
の対向する側のほぼ半分ずつが切り欠かれていることに
より変位時における自由スパンＳ（図２参照）を広げる
ことができ、かつ、補強繊維束４に発生するたわみ角α
を減少させることができる。

【００２９】本実施例にかかるたわみ継手を外筒部材３
のフランジ３Ａ間に間隔を設けなかった例と対比する実
験を行った結果、次の表２に示すような結果が得られ
た。なお、この実験では、軸線方向の変位を±７ｍｍと
し、加振周波数１Ｈｚ、２０万サイクルの軸疲労試験に
よりその耐久性を評価した。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２に示すように軸線方向の間隔Ｃを設け
なかった試料Ｎｏ．４の試料では同軸に保たれる２つの
リンクＬの外筒部材３，３間において、ウレタン被覆突
き当て面でかつ一方の外フランジ３Ａの切り欠き部近傍
に１２ケ所発生していた亀裂が図４に示す試料Ｎｏ．５
では皆無となり、十分な亀裂防止効果の得られることが
確認できた。

【００３２】なお、上述の実施例１〜３の形態のものに
おいて、継手１０における軸線方向の相対変位時に、フ
ランジ３Ａの内外縁と弾性体５との間に生じる摩擦損耗
をより一層少なくするためにフランジ３Ａの少なくとも
上記変位にかかわる内外縁部に対して面取りを施してお
くことが望ましいことはいうまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の第１
の形態によれば、駆動軸側および被駆動軸側に交互に連
結され、端部にフランジが形成された筒状部材と、前記
駆動軸側および被駆動軸側の隣り合う筒状部材間に巻回
された補強繊維束と、該補強繊維束を前記筒状部材と共
に被覆するゴム弾性体とからなるリンク要素を有するた
わみ継手において、前記隣り合う筒状部材同士のフラン
ジを前記補強繊維束が接触する外周領域にほぼ限定して
形成したことにより、軸線方向の変位を受けたときに補
強繊維束にかかる引張力と曲げたわみ角とを減少させる
ことができ、筒状部材の外フランジ外縁と補強繊維束と
の間の強い接触力が軽減された補強繊維束の損傷が防止
される。また、たわみ角の減少により同部位での外皮と
してのゴム弾性体の亀裂発生も防止される。

【００３４】また、本発明の第２の形態によれば、第１
の形態に加えて、内筒部材に少なくとも２つ同心に嵌合
固定されるリンク同士の２つの外筒部材間に軸方向の間
隔を設けたことで、軸線方向の変位を受けた時に一方の
リンクの巻架部を構成する補強繊維束およびその外皮と
しての弾性体が他方のリンクを構成する外筒部材の切り
欠かれない部分のフランジないし、これを被覆している
弾性体と干渉し、特に弾性体のその干渉部に亀裂が生じ
たりするのを完全に防止する効果が得られる。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による構成の一例を軸方向から見て示す
平面図である。

【図２】図１に示す弾性リンクの１つを弾性体による被
覆前の状態で示す構成図である。

【図３】本発明の第２実施例にかかる外筒部材の構成を
平面図（Ａ）および（Ａ）のＡ方向から矢視図（Ｂ）に
よって示す説明図である。

【図４】本発明の第３実施例による構成を軸線方向の変
位状態で示す側面図である。

【符号の説明】

１，２ 内筒部材 ３ 外筒部材 ３Ａ 外フランジ ３Ｂ 切欠部 ４ 補強繊維束 ４Ａ 補強繊維束 ５ ゴム弾性体 ６ シリコンオイル １０ たわみ継手 １１ 駆動軸 １２ 被駆動軸 Ｃ 間隔 Ｌ 弾性リンク Ｐ 接触部 Ｑ 巻架部 Ｒ 繊維束とフランジ端縁との接触部 Ｓ スパン α たわみ角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸側および被駆動軸側に交互に連結
   され、端部にフランジが形成された筒状部材と、前記駆
   動軸側および被駆動軸側の隣り合う筒状部材間に巻回さ
   れた補強繊維束と、該補強繊維束を前記筒状部材と共に
   被覆するゴム弾性体とからなるリンク要素を有するたわ
   み継手において、 前記隣り合う筒状部材同士のフランジを前記補強繊維束
   が接触する外周領域にほぼ限定して形成したことを特徴
   とするたわみ継手。
2. 【請求項２】 駆動軸側および被駆動軸側に交互に連結
   した内筒部材に嵌合固定され両端部にフランジが形成さ
   れた外筒部材と、 前記駆動軸側および被駆動軸側の隣り合う外筒部材間に
   巻回された補強繊維束と、 少なくとも該巻回された補強繊維束を被覆するゴム弾性
   体とで構成されるリンク要素の複数を有するたわみ継手
   において、 前記隣り合う外筒部材同士のフランジを前記補強繊維束
   が接触する外周領域にほぼ限定して形成し、 前記内筒部材に少なくとも２つ同心に嵌合固定され、そ
   れぞれに前記リンク要素の一部を構成する外筒部材間に
   軸方向の間隙を設け、 前記駆動軸および被駆動軸の軸方向の変位時に前記巻回
   された補強繊維束を被覆するゴム弾性体と前記フランジ
   ないし該フランジを被覆するゴム弾性体とが干渉しない
   ようにしたことを特徴とするたわみ継手。
3. 【請求項３】 前記フランジの外周縁部および前記限定
   される端縁部には面取りが施されることを特徴とする請
   求項１および２に記載のたわみ継手。