(57)【要約】【課題】弾性体軸継手に用いられる弾性体の磨耗を抑制する。【解決手段】軸方向に同心状にフライホイール１２と油圧ポンプ２の入力軸を配置する。フライホイール１２の端面には同心状に複数のホイール金具１３を配置し、ポンプ入力軸の周面には複数のポンプ金具２３を配置する。これら金具１３，２３のトルク伝達面１３０，２３０にはそれぞれ凹凸部１３２，２３２を設け、これら凹凸部１３２，２３２に嵌合するように弾性体３を介装する。【選択図】図１１
2010091068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に同心状に第１の回転体と第２の回転体とが配置され、これら第１の回転体および第２の回転体の軸方向の端部に、軸方向に互いに嵌合し合うようにそれぞれ径方向に延びて放射状に複数のトルク伝達面が形成されるとともに、これら第１の回転体のトルク伝達面と第２の回転体のトルク伝達面との間に、トルク伝達面を介して弾性体が介装され、この弾性体を介して第１の回転体のトルクを第２の回転体に伝達する弾性体軸継手であって、
前記複数のトルク伝達面のうち、前記第１の回転体と前記弾性体とが接触する第１のトルク伝達面および前記第２の回転体と前記弾性体とが接触する第２のトルク伝達面の少なくとも一方に、前記弾性体の遠心力を受ける段部を設けることを特徴とする弾性体軸継手。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性体軸継手において、
前記段部は、前記第１のトルク伝達面およびまたは前記第２のトルク伝達面に径方向にわたり複数設けられることを特徴とする弾性体軸継手。
【請求項３】
請求項２に記載の弾性体軸継手において、
前記段部は、凹凸形状をなし、その各凹凸面は、径方向内径側および径方向外径側にかけて斜めに形成されることを特徴とする弾性体軸継手。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性体軸継手において、
前記第１の回転体は、エンジンのフライホイールの軸方向端面に、周方向に間隔を開けて設けられた複数の第１のブロックを有し、
前記第２の回転体は、油圧ポンプの回転軸の周面に設けられた複数の第２のブロックを有し、
前記段部は、前記第１のブロック、前記第２のブロックおよび前記弾性体の各トルク伝達面にそれぞれ形成されることを特徴とする弾性体軸継手。
【請求項５】
請求項４に記載の弾性体軸継手を有する建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体のトルクを弾性体を介して他の回転体に伝達する弾性体軸継手および建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンのフライホイールからの駆動トルクを弾性体を介して従動軸に伝達するようにした弾性体軸継手が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の弾性体軸継手では、フライホイールの端面に周方向に間隔を開けて複数のブロックを設け、これら各ブロックに嵌合するように従動軸の周面にも複数のブロックを設ける。フライホイールと従動軸の各ブロックの間にはそれぞれ弾性体を介装し、遠心力により弾性体が外側に膨出しないようにブロックの外周面に鍔を設ける。
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３０６３８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フライホイールからのトルクはエンジン回転速度の変動等により変動するため、上記特許文献１記載のようにブロックの外周面に鍔を設けたのでは、弾性体が遠心力を受けながら鍔との接触面において摺動し、弾性体が磨耗しやすいすいといった問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による弾性体軸継手は、軸方向に同心状に第１の回転体と第２の回転体とが配置され、これら第１の回転体および第２の回転体の端部に、軸方向に互いに嵌合し合うようにそれぞれ径方向に延びて放射状に複数のトルク伝達面が形成されるとともに、これら第１の回転体のトルク伝達面と第２の回転体のトルク伝達面との間に、トルク伝達面を介して弾性体が介装され、この弾性体を介して第１の回転体のトルクを第２の回転体に伝達する弾性体軸継手であって、複数のトルク伝達面のうち、第１の回転体と弾性体とが接触する第１のトルク伝達面および第２の回転体と弾性体とが接触する第２のトルク伝達面の少なくとも一方に、弾性体の遠心力を受ける段部を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回転体と弾性体とが接触するトルク伝達面に、弾性体の遠心力を受ける段部を設けるようにしたので、弾性体の磨耗を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図１〜図１２を参照して本発明による弾性体軸継手の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る弾性体軸継手を有する建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。油圧ショベルは、走行体１０１と、走行体１０１上に旋回可能に搭載された旋回体１０２と、旋回体１０２に回動可能に軸支された作業用フロント１０３とを有する。旋回体１０２のフレーム１０５には運転室１０４が搭載され、その後方にはエンジン室１０６が設けられ、フレーム１０５の後端部にカウンタウエイト１０７が支持されている。作業用フロント１０３は、ブーム１１１と、アーム１１２と、バケット１１３とを有し、これらはそれぞれ油圧シリンダ１１４〜１１６により駆動される。
【０００８】
図２は、エンジン室１０６内の要部構成を示す図である。フレーム１０５上にはブラケット１０８を介してエンジン１が横置きに支持されている。エンジン１の側方には油圧ポンプ２が設けられ、エンジン１のフライホイールハウジング１１に油圧ポンプ２のポンプフランジ２１が締結される。エンジン１の出力軸には、弾性体軸継手を介して油圧ポンプ２の入力軸が連結される。
【０００９】
図３は、本実施の形態の比較例としての弾性体軸継手の分解斜視図（エンジン側から見た斜視図）であり、図４はその要部拡大図である。まず、この比較例を用いて弾性体軸継手の概略構成を説明する。エンジン１の出力軸の端部には、フライホイール１２が一体に取り付けられ、フライホイール１２の端面には、ボルト１４によりホイール金具１３が取り付けられる。図５（ａ）は、フライホイール１２の正面図（図３の矢視V図）であり、図５（ｂ）は側面図である。図５に示すようにホイール金具１３は、周方向に等間隔に複数（図では４つ）取り付けられ、各ホイール金具１３の周方向両端面にそれぞれトルク伝達面１３０が形成されている。
【００１０】
図３，４に示すように油圧ポンプ２の入力軸の端部には、トルク伝達用のハブ２２がポンプ２に一体に取り付けられている。ハブ２２は、ポンプ入力軸に固定される回転軸２４と、回転軸２４の外周面から径方向外側に突出して設けられる複数のポンプ金具２３とを有する。ポンプ金具２３は、ホイール金具１３と同数だけ周方向等間隔に設けられ、各ポンプ金具２３の周方向両端面にそれぞれトルク伝達面２３０が形成されている。
【００１１】
図４に示すように弾性体３は、金具１３，２３のトルク伝達面１３０，２３０に密着するトルク面密着部３１と、ポンプ金具２３の軸方向端面に密着する軸端面密着部３２と、回転軸２４の外周面に密着するハブ面密着部３３とを一体に有する。各トルク面密着部３１の内側にはトルク伝達面３１０が形成され、外側にはトルク伝達面３１１が形成されている。トルク伝達面３１０の間には金具挿入空間ＳＰ１が、トルク伝達面３１１の間には金具挿入空間ＳＰ２がそれぞれ形成され、金具挿入空間ＳＰ１とＳＰ２は、トルク伝達面３１０，３１１を介して周方向に交互に形成されている。弾性体３は例えば樹脂材からなり、一体成形により形成される。
【００１２】
エンジン１の出力軸にポンプ２の入力軸を連結する際は、まず、弾性体３の金具挿入空間ＳＰ１に軸方向からポンプ金具２３挿入し、弾性体３をハブ２２に取り付ける。これにより図６に示すようにハブ２２の外側表面が弾性体３により覆われる。図７は、弾性体３装着後のハブ２２の正面図（ポンプ２の内側から見た図）である。
【００１３】
この状態で、図２に示すようにホイールフランジ１１にポンプフランジ２１を締結すると、金具挿入空間ＳＰ２内に軸方向からホイール金具１３が挿入される。これにより弾性体３を介してホイール金具１３とポンプ金具２３が一体に連結され、弾性体３と金具１３，２３がフライホイール１２の回転に伴い図８の矢印に示す方向に一体に回転する。このような弾性体軸継手では、トルク伝達面１３０と２３０の間に弾性体３が挟まれ、弾性体３を介してエンジン１からのトルクが油圧ポンプ２に伝達されるため、エンジン側とポンプ側との軸ずれや、エンジン１のトルク変動等を弾性体３で吸収することができ、滑らかなトルク伝達が可能である。なお、弾性体２３はホイール金具１３の周方向両側にかけて設けられるが、フライホイール１２を矢印方向に回転させたときには、回転方向側の弾性体３に回転トルクが作用する。図８では、この回転方向側のトルク伝達面をとくに１３０ａ，２３０ａで表している。
【００１４】
フライホイール１２の回転時に、弾性体３は遠心力により外側に膨らもうとする。これを抑えるため、上記比較例では図８に示すようにホイール金具１３とポンプ金具２３の外周部にそれぞれ鍔１３１，２３１を設け、鍔１３１，２３１により弾性体３の外側への膨出を抑えている。このため弾性体３と鍔１３１，２３１との接触面ｓｆに大きな面圧が作用する。
【００１５】
さらにエンジン１からの回転トルクを弾性体３に伝える側のトルク伝達面１３０ａと、その回転トルクを弾性体３から受ける側のトルク伝達面２３０ａとの間に挟まれたトルク面密着部３１は、円周方向の圧縮荷重を受ける。そのため、トルク面密着部３１は、円周方向においては収縮され、径方向においては外周部が鍔部１３１、２３１を除き拘束する部材がないので、円周方向に収縮した反発として外径方向に膨出する。この膨出も鍔部との接触面ｓｆに大きな面圧を作用させる。
【００１６】
ここで、エンジン回転数やポンプ負荷が変動すると継手部の伝達トルクが変動する。このときトルク伝達面１３０ａと２３０ａとの間に挟まれたトルク面密着部３１には、伝達トルクの変動によって、円周方向に変動した圧縮荷重が作用する。この変動した圧縮荷重によって弾性体３は伸び縮みされ、その伸び縮みによって鍔１３１，２３１との接触面ｓｆにおいて弾性体３が摺動する。このため、弾性体３に摺動磨耗が発生し、金具１３，２３の外周部に鍔１３１，２３１を設けたのでは、磨耗防止の点から好ましくはない。そこで、本実施の形態では、ホイール金具１３とポンプ金具２３と弾性体３を以下のように構成する。
【００１７】
図９は、本実施の形態に係るホイール金具１３と弾性体３の組立状態を示す正面図（図７に対応する図）であり、図１０は、ホイール金具１３とポンプ金具２３と弾性体３の組立状態を示す正面図である。なお、図９，１０に示した以外の構成は、比較例のものと同様であり、説明を省略する。
【００１８】
図９，１０に示すように、ホイール金具１３とポンプ金具２３のトルク伝達面１３０，２３０には、それぞれ径方向にわたり凹凸部１３２，２３２が設けられている。この凹凸部１３２，２３２に嵌合するように弾性体３のトルク伝達面３１０，３１１にも、それぞれ凹凸部３１２が設けられている。
【００１９】
図１１に示すように局所的に見ると金具１３，２３の凹凸部１３２，２３２と弾性体３の凹凸部３１２との接触面ｓｆは、頂点Ｐ１から径方向内径側および径方向外径側に斜めに形成され、凹凸部１３２，２３２，３１２はそれぞれ三角形状をなしている。凹凸部１３２，２３２，３１２の径方向の長さは、弾性体３の遠心力に対する剪断強度を考慮して所定長さＬ０に設定される。これにより径方向の所定範囲ΔＬ内に、多くの凹凸部１３２，２３２，３１２を設けることができ、凹凸部１３２，２３２に作用する面圧が小さくなって、弾性体３の磨耗をより一層抑えることができる。
【００２０】
図１２に示すように凹凸部１３２，２３２，３１２を四角形状とすることもできる。この場合、凹凸部１３２，２３２と凹凸部３１２の接触面ｓｆはほぼ周方向に形成され、凹凸部の径方向の長さは、弾性体３の遠心力に対する剪断強度を考慮して所定長さＬ０に設定される。これにより径方向の所定範囲ΔＬ内に、多くの凹凸部１３２，２３２，３１２を設けることができ、凹凸部１３２，２３２に作用する面圧が小さくなって、弾性体３の磨耗をより一層抑えることができる。
【００２１】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）フライホイール１２の端面にホイール金具１３を設け、さらにこれと嵌合するように油圧ポンプ２の端部にポンプ金具２３を設け、各金具１３，２３のトルク伝達面１３０，２３０の間にトルク伝達面３１０，３１１を介して弾性体３を介装し、エンジン１のトルクを弾性体３を介して油圧ポンプ２に伝達するとともに、トルク伝達面１３０，２３０，３１０，３１１にそれぞれ凹凸部１３２，２３２，３１２を設けるようにした。これにより金具１３，２３は外周部よりも内径側に位置する接触面ｓｆで弾性体３からの遠心力を受けることができ、弾性体３の磨耗を抑制することができる。
（２）金具１３，２３の外周部に鍔１３１，２３１（図８）を設ける必要がなく、金具１３，２３の最外径を小さくできる。
【００２２】
（３）トルク伝達面１３０，２３０を凹凸形状とし、径方向に複数の凹凸部１３２，２３２を設けるようにしたので、弾性体３の遠心力を受ける接触面ｓｆの面積が増加し、接触面ｓｆに作用する面圧を小さくできる。その結果、弾性体３の磨耗をより抑えることができる。
（４）エンジン１のフライホイール１２と油圧ポンプ２を連結する軸継手のトルク伝達面を凹凸形状としたので、エンジン回転速度の変動や油圧ポンプ２の負荷が大きく変動した場合であっても、弾性体３の磨耗を抑えることができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、ホイール金具１３と弾性体３のトルク伝達面１３０，３１１（第１のトルク伝達面）、およびポンプ金具２３と弾性体３のトルク伝達面２３０，３１０（第２のトルク伝達面）にそれぞれ三角形状の凹凸部１３２，２３２，３１２を設けたが、段部の形状はこれに限らない。図１２に示すような四角形状としてもよい。トルク伝達面１３０，３１１とトルク伝達面２３０，３１０の両方に凹凸部１３２，２３２，３１２を設けるようにしたが、いずれか一方のみに設けるのでもよい。凹凸部１３２，２３２，３１１を径方向に複数設けるようにしたが、一つだけ設けたのでもよい。
【００２４】
上記実施の形態では、第１の回転体としてエンジン１のフライホイール１２の端面にホイール金具１３（第１のブロック）を設け、第２の回転体として油圧ポンプ２の出力軸の端部の周面にポンプ金具２３（第２のブロック）を設けるようにしたが、第１の回転体と第２の回転体の構成はこれに限らない。エンジン１と油圧ポンプ２を連結する軸継手部だけでなく、他の軸継手部も上述したのと同様に構成することができる。
【００２５】
以上では、油圧ショベルに適用する例を示したが、他の建設機械にも適用可能である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の弾性体軸継手に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る建設機械の一例である油圧ショベルの側面図。
【図２】油圧ショベルのエンジン室内の構成を示す図。
【図３】本実施の形態の比較例である油圧ポンプとフライホイールの継手部における分解斜視図。
【図４】図３の要部拡大図。
【図５】図３のフライホイールの正面図と側面図。
【図６】図３の弾性体の装着状態を示す油圧ポンプの斜視図。
【図７】図３の弾性体の装着状態を示す正面図。
【図８】図３の弾性体とフライホイールの金具と油圧ポンプの回転軸の金具の組立状態を示す正面図。
【図９】本実施の形態に係る弾性体軸継手を構成する油圧ポンプの回転軸の金具と弾性体の組立状態を示す正面図。
【図１０】本実施の形態に係る弾性体軸継手を構成するフライホイールの金具と弾性体の組立状態を示す正面図。
【図１１】本実施の形態に係る弾性体軸継手の動作を説明する図。
【図１２】図１１の比較例としての弾性体軸継手の動作を説明する図。
【符号の説明】
【００２７】
１  エンジン
２  油圧ポンプ
３  弾性体
１２  フライホイール
１３  ホイール金具
２２  ハブ
２３  ポンプ金具
３１  トルク面密着部
１３０，２３０，３１０，３１１  トルク伝達面
１３２，２３２，３１２  凹凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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