JPH01153821A - ねじり弾性継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はねじり弾性継手に関し、特に内室を取り囲むば
ねが巻回され、そのばね端部が軸端に固定されて成るね
じり弾性継手に関する。

〔従来の技術〕

上記のねじり弾性継手は西ドイツ特許出願公開第２３３
１５８８号により公知である。このようなねじり弾性継
手においては、ばね端部の間にあるばね区域は半径方向
に移動自在であり、そのため高回転数の場合にはアンバ
ランスが生じる場合がある。またこのねじり弾性継手の
超過荷重に対する安全性も不十分と考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って本発明の課題は、最高回転数の場合にもアンバラ
ンスを確実に回避可能であると共に、超過荷重に対する
安全性が著しく改善されるように、従来のねじり弾性継
手を改良するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明に基づく継手において
は、軸端の一方がばねの内室内に軸方向に張り出す延長
部を具備し、該ばね端部が両ばね端部の間の区域におい
て該延長部に対し半径方向間隔を有し、この間隔から成
る間隙の内側が停止面によって画定され、両端が第１の
方向相対ねじりされることにより、該部分区域が該停止
面に当接するように、該ばねが方向性を持って巻回され
ている。

ばねのこわさば通常、作動可能な状態においてその位置
に関係なく偏心変位やアンバランスが無視できる程僅少
となるように、設計され、形成され、取付けられる。ま
たばねの横断面をばね端部の方向に一定不変と構成する
ことも可能である。

間隙の幅は通常極めて狭く、その幅は、トルク伝達時に
ばねと延長部との間で充分な相対可動性が確保される程
度であれば良い。使用に供されるばねが特に小さく断面
収縮する場合にのみ、該延長部が二次的に作用し、該ば
ねの半径方向案内が形成されることが好ましい。このよ
うにして、高い回転数の場合にも好ましくない半径方向
変位を確実に回避可能である。

予定されたトルクを遥かに超えるトルクが伝達されると
、ばねと延長部の停止面の相互接触が生じる。そのため
ばね材料の曲げ弾性のみならず、さらに引張強さもトル
ク伝達に利用される。こうして大きな超過荷重が加わっ
た場合にも、ばね、すなわち継手の損傷を大部分回避す
ることができる。

ばねの慣性モーメントをばね端部の方向に向かって減少
させることも可能である。そのためには例えばばねの横
断面をばね端部の方向に向かって縮小するように構成し
てやれば良い。かかる構造であれば、継手に超過荷重が
加わった場合でも、ばね端部から始まり巻輪の長手寸法
が増加するにつれ、ばねの内側からの支持力が強化され
ると共に次第に剛性も増加する。

このように本発明に基づく継手においては、可撓伝動挙
動から剛性伝動挙動への移行が上述の通り均等化される
ため、接続された機械部材の超過荷重に起因する損傷の
発生の危険が著しく減少する。

本発明に基づく継手のばねとしてコイルばねを使用する
ことにより、継手の外径を特に小さなものにすることが
できる。これに対して軸方向に対し特に短い空間で継手
を使用する必要がある場合には、うず巻ばねを使用する
ことが好ましいことが判明した。

上述の本発明に基づく継手の実施例は、伝達すべきトル
クが所定の単一方向、すなわち第１の方向に現れる場合
に使用される継手に適用されるものである。本発明にお
いては、ばねの可撓部分と停止面との間の相互間隔が必
然的に多少減少し、結果的にばねに引張荷重が生じるた
め、回転数が極めて高い場合にもばねのアンバランスの
増加が起こらない。従って本発明に基づく継手は、特に
高い軸回転を考慮せねばならない用途に適している。

トルク伝達方向の変化を考慮する必要がある場合には、
ばねに第２のばねを並列に接続することが有利であるこ
とが判明した。第２のばねは第１のばねと同構造であり
、両軸端が第２の方向に相対ねじりされることにより、
第２のばねに属する部分区域が停止面に当接するように
方向性を持って巻回される。

場合によっては第１のばねと第２のばねとのばねこわさ
を相違させることも可能である。このような構成により
、例えば一方では制動、他方では駆動の場合に生じる伝
動状態に関して振動絶縁を改善することが可能である。

２つの軸端の相対ねじりはこうして第２の方向について
も固定値に制限される。前述と同様に第２の方向につい
ても最高回転数の場合のばねのアンバランスが完全に回
避可能である。

意外なことにばね及び第２のばねが１つの連続する螺旋
体の部分を成すように構成することが可能である。従っ
て、両回転方向に適した当該実施例に関する継手の製造
が極めて容易なものとなる。

またばね及び又は第２のばねを環状室に配設し、この環
状室を粘性又はペースト状材料で充填することにより、
良好な緩衝効果を得ることができる。粘性又はペースト
状材料は例えばシリコーン油から成る。

〔実施例〕

添付書類として添えた図面に基づいて、次に本発明の主
題を詳述する。

第１図に示す継手は、２つの軸端１，２の間のトルクの
伝達のために使用される。これらの軸端は共通の回転軸
上に配列され、互いに同心状に組合わされる。２つの軸
端の間の空隙はコイルばね３によって橋絡される。ばね
の両側の端部４は両方の軸端の表面上に固着して載坐す
る。従ってばねの端部を当該の軸端に対してねじること
ができない。

軸端１は端面区域に延長部５を具備する。延長部は円筒
形に画成された鋼製の軸頚から成る。

この軸頚はばね３の内側から僅かな間隔Ａを有し、相対
する面が停止面６として形成されている。伝達される回
転運動は特定の方向を有する。

この方向はばね３の巻成方向に拠り、伝達されるトルク
の大きさに応じて間隔Ａの減少が生じるようになってい
る。間隔Ａの減少は極めて小さいため、公称トルクが伝
達される場合には間隔は依然として維持され、延長部５
に対するばね３の良好な相対可動性が保証される。

図の右側部分に示した軸端２は更に間隙を完全に橋絡す
る環状室７と液密に連結される。環状室７は図の左側部
分に運動用シール８を担持し、運動用シール８は軸端１
の表面に摺接する。

このように取り囲まれた空胴部９は高粘度シリコーン油
で充填され、伝達される振動の良好な減衰をもたらす。

第２図に上からの斜視図で示した継手は、任意の方向の
トルクの流れを伝達させる場合に好適な継手である。継
手は第１のばね３．１と第２のばね３．２から成り、ば
ねはそれぞれコイルばねとして形成され、ばね端部４が
一方で軸端１に、他方で軸端２の突起にそれぞれ固定さ
れる。

第１及び第２のばねは、方向を突然変えることなく連続
して巻成された１個のばね螺旋体の構成部分を成す。そ
れにも拘わらず、軸端の相対的可動性は両回転方向に対
して、張力が負荷されたばねと当該停止面との間の相互
接触により限定される。かかる場合ねじり角を９０°に
限定すればアンバランスがほとんど回避される。従って
、適当に構成した継手は回転数１（Ｌ　０００ｒｅｖ／
ｍｉｎ以下のトルク伝達に良好な適性を示す。２つのば
ねを貫通する軸端１の円筒形延長部５は、軸端ｌと同じ
直径を有する。従って両者の間に段差は認められない。

第２ａ図には別の実施例を示す。この継手の機能は第２
図に示す実施態様と同様であるが、互いにに逆の巻成方
向のばね３．１及び３．２を使用する点において相違し
ている。なお２つのばね３．１及び３．２の軸方向間隔
とばねの各巻輪の半径方向間隔を図示の便宜上、誇張し
て示した。

最大ねじり角は約９０°である。ばね３．１及び３゜２
に相互に異なるばねこわさを持たせることも可能である
。

回転対称に形成されたリングによって内側と外側が画定
され、ばね端部４がこのリングに移行するうず巻ばねを
第３図に示す。リングとばねの巻輪はそれぞれ長方形輪
郭を有し、高い圧縮荷重の場合にもばねの巻輪が具合よ
く相互に支持可能である。またばねは半径方向に次第に
減少する横断面を有し、これにより特に柔軟なばね特性
が得られる。

第４図には本発明に基づく継手の別の実施例の半裁図を
示す。この場合２つのばね３．１及び３．２が設けられ
ている。これらのばねはそれぞれうず巻ばねとして形成
され、回転方向に応じた一方のばねに関して、停止面６
（というよりはむしろ停止面上に既に巻回されたばね部
分）とばねの可動部分との間が半径方向に接近可能なよ
うに巻成されている。かくしてこの実施例においても各
回転方向にかかわりなく、軸端のの相対可動性又はねじ
り角が、固定値例えば９゜°に制限され、高い回転数の
場合にもアンバランスが生じないように構成される。図
示の実施例においては２つのばねが独立に形成され、並
べて配設される。しかしこれらのばねは、方向を突然変
えることなく連続する１つのうず巻体の部分を成すこと
もできる。

独立の２つのばねを使用するか、相互に移行する１つの
うず巻体を使用するかにかかわりなく、半径方向内側の
ばね端部は軸端１に固定され、半径外側のばね端部は図
中右側の釣鐘状体１０に固定される。この釣鐘状体１０
は軸端にねじり不能に連結される。

また２つのばね３．１及び３．２の間には、回転対称に
形成された仕切１１が配設される。仕切は減摩仕上面を
備えた金属円板から成る。

この継手では伝達されるねじり振動の特に良好な絶縁の
ほかに、最高回転数でもアンバランス現象が全く現れな
い。従って自動車の動力伝達系統の分野で使用するのに
特に好適な継手が得られる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されているため以下のような
優れた効果を有する。

すなわち、通常のトルク伝達時にはばねと延長部との間
で充分な相対可動性が確保されるが、高いトルクが伝達
されたような場合には、延長部が二次的に作用しばねの
半径方向案内が生じるため、ばねの半径方向変位やアン
バランスを回避することが可能である。

さらにまた本発明に基づく継手によれば、可撓伝動挙動
から剛性伝動挙動への移行が均等化されるため超過荷重
に起因する損傷の発生の危険が減少し、超過荷重に対す
る安全性が著しく向上する。

また第２のばねを第１のばねに並列させることにより、
第２の方向に対するトルク伝達も可能となる。この場合
、本発明によれば第１のばねと第２のばね一体的に構成
することも可能であり、従って本発明に基づく継手の構
造及び製造の簡素化が図れる。

以上のように本発明によれば、最高回転数の場合にもア
ンバランスを確実に回避可能であると共に、超過荷重に
対する安全性が著しく改善されるように、従来のねじり
弾性継手を改良するにある。

【図面の簡単な説明】

第１図はばねがコイルばねから成る継手の半裁図、第２
図及び第２ａ図はばねが２つの、軸方向に隣接して逆方
向に働く部分ばねから成る２つの継手の上からの斜視図
、第３図は本発明に基づく継手に使用するための、うず
巻ばねとして形成されたばねの略図、第４図はばねが２
個の軸方向に隣接する部分ばねから成る継手の半裁図を
示す。 １．２・・・軸端、３．３．１．３．２・・・ばね、４
・・・ばね端部、５・・・延長部 ６・・・停止面、７・・・環状室 ８・・・運動用シール、９・・・空洞部１０・・・釣鐘
状体、１１・・・仕切 Ａ・・・半径方向間隔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）内室を取り囲むばね（３）が巻回され、そのばね
   端部（４）が軸端（１、２）に固定されて成る、２つの
   軸端のためのねじり弾性継手において、前記軸端（１、
   ２）の一方が前記ばね（３）の内室内に軸方向に張り出
   す延長部（５）を具備し、前記ばね（３）が両ばね端部
   （４）の間の部分区域において、前記延長部（５）に対
   し半径方向間隔（Ａ）を有し、 間隔（Ａ）から成る間隙の内側が停止面（６）によって
   画定され、 両軸端が第１の方向に相対ねじりされるこ とにより、前記部分区域が前記停止面（６）に当接する
   ように、前記ばね（３）が方向性を持って巻回されてい
   ることを特徴とするねじり弾性継手。
2. （２）前記ばね（３）が前記ばね端部（４）の方向に一
   定不変の横断面を有することを特徴とする、請求項１に
   記載のねじり弾性継手。
3. （３）前記ばね（３）が前記ばね端部（４）の方向に減
   少する横断面を有することを特徴とする、請求項１に記
   載のねじり弾性継手。
4. （４）前記ばね（３）がコイルばねであることを特徴と
   する、請求項１ないし３のいずれかに記載のねじり弾性
   継手。
5. （５）前記ばね（３）がうず巻ばねであることを特徴と
   する、請求項１ないし３のいずれかに記載のねじり弾性
   継手。
6. （６）前記ばね（３）に第２のばねが並列に接続され、
   両軸端が第２の方向に相対ねじりされることにより、第
   ２のばねに属する部分区域が前記停止面（６）に当接す
   るように、前記第２のばねが方向性を持って巻回されて
   いることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに
   記載のねじり弾性継手。
7. （７）前記ばね及び前記第２のばねが１つの連続するば
   ね螺旋体の部分であることを特徴とする、請求項６に記
   載のねじり弾性継手。
8. （８）前記ばね（３）及び／又は前記第２のばねが環状
   室（７）に配設され、前記環状室（７）が粘性又はペー
   スト状材料で充填されていることを特徴とする、請求項
   １ないし６のいずれかに記載のねじり弾性継手。