(57)【要約】【課題】駆動軸側部材１及び従動軸側部材２との間での打音や摩耗の発生を有効に防止可能であると共に、耐久性に優れた軸継手構造を提供する。【解決手段】互いの対向端面に径方向に延びる複数の嵌合凹部１１，２１が形成された駆動軸側部材１及び従動軸側部材２と、軸方向両側に前記各嵌合凹部１１，２１に挿入可能な複数の嵌合凸部３１が形成されると共にこの嵌合凸部３１の幅方向中間で二つの半部材３Ａ，３Ｂに分割された継手本体３と、この継手本体３の分割部に介在されたゴム状弾性材料からなる弾性層４とを備え、嵌合凸部３１の外側面が、嵌合凹部１１，２１の内側面に圧接可能であって先端へ向けて前記嵌合凸部３１の幅を減少させる斜面３１ａをなす。このため、嵌合凸部３１を、駆動軸側部材１及び従動軸側部材２の嵌合凹部１１，２１に挿入する過程で、弾性層４が適当に予圧縮され、また、弾性層４の摩耗や負荷の集中がない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの対向端面に径方向に延びる複数の嵌合凹部（１１，２１）が形成された駆動軸側部材（１）及び従動軸側部材（２）と、軸方向両側に前記各嵌合凹部（１１，２１）に挿入可能な複数の嵌合凸部（３１）が形成されると共にこの嵌合凸部（３１）の幅方向中間で複数に分割された継手本体（３）と、この継手本体（３）の分割部に介在されたゴム状弾性材料からなる弾性層（４）とを備え、前記嵌合凸部（３１）の外側面が、前記嵌合凹部（１１，２１）の内側面に圧接可能であって先端へ向けて前記嵌合凸部（３１）の幅を減少させる斜面（３１ａ）をなすことを特徴とする軸継手構造。
【請求項２】
互いの対向端面に径方向に延びる複数の嵌合凹部（１１，２１）が形成された駆動軸側部材（１）及び従動軸側部材（２）と、軸方向両側に前記各嵌合凹部（１１，２１）に挿入可能な複数の嵌合凸部（３１）が形成されると共にこの嵌合凸部（３１）の幅方向中間で複数に分割された継手本体（３）と、この継手本体（３）の分割部に介在されたゴム状弾性材料からなる弾性層（４）とを備え、前記嵌合凹部（１１，２１）の内側面が、前記嵌合凸部（３１）の外側面に圧接可能であって内端へ向けて前記嵌合凹部（１１，２１）の幅を減少させる斜面をなすことを特徴とする軸継手構造。
【請求項３】
嵌合凸部（３１）の先端面に、ゴム状弾性材料からなる副弾性層（４ａ）を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸継手構造。
【請求項４】
継手本体（３）が、駆動軸側部材（１）の嵌合凹部（１１）に挿入される嵌合凸部（３１）と、従動軸側部材（２）の嵌合凹部（２１）に挿入される嵌合凸部（３１）との間に中間鍔部（３０）を有し、その端面に、ゴム状弾性材料からなる副弾性層（４ｂ）を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの駆動軸側部材と油圧ポンプの回転軸など、駆動軸側部材と従動軸側部材とを回転接続する軸継手構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電動モータの駆動軸側部材と油圧ポンプの回転軸等を接続する軸継手構造の典型的な従来技術としては、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。この従来技術は、駆動軸側部材に形成した径方向に延びる複数の係合凸部と従動軸側部材に形成した径方向に延びる複数の係合凸部との間にゴム製のトルク伝達部材を介在させ、このトルク伝達部材を介して駆動軸側から従動軸側へ駆動トルクを伝達するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３３７０２１（第１図〜第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術によれば、駆動軸側部材の係合凸部から従動軸側部材の係合凸部へのトルク伝達部にゴムが介在しているので、モータの起動・停止時、正・逆回転切換時等の耳障りな打音の発生を防止することができ、駆動軸側部材と従動軸側部材とのある程度の芯ずれも吸収できる。しかし、回転に伴って、ゴム製のトルク伝達部材が駆動軸側部材及び従動軸側部材の係合凸部と摺動することにより摩耗したり、比較的狭いトルク伝達面から繰り返し荷重が作用することによって、ゴムの耐久性が早期に低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、駆動軸側部材及び従動軸側部材との間での打音や摩耗の発生を有効に防止可能であると共に、耐久性に優れた軸継手構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る軸継手構造は、互いの対向端面に径方向に延びる複数の嵌合凹部が形成された駆動軸側部材及び従動軸側部材と、軸方向両側に前記各嵌合凹部に挿入可能な複数の嵌合凸部が形成されると共にこの嵌合凸部の幅方向中間で複数に分割された継手本体と、この継手本体の分割部に介在されたゴム状弾性材料からなる弾性層とを備え、前記嵌合凸部の外側面が、前記嵌合凹部の内側面に圧接可能であって先端へ向けて前記嵌合凸部の幅を減少させる斜面をなすものである。
【０００７】
また従来の技術的課題を有効に解決するための他の手段として、請求項２の発明に係る軸継手構造は、互いの対向端面に径方向に延びる複数の嵌合凹部が形成された駆動軸側部材及び従動軸側部材と、軸方向両側に前記各嵌合凹部に挿入可能な複数の嵌合凸部が形成されると共にこの嵌合凸部の幅方向中間で複数に分割された継手本体と、この継手本体の分割部に介在されたゴム状弾性材料からなる弾性層とを備え、前記嵌合凹部の内側面が、前記嵌合凸部の外側面に圧接可能であって内端へ向けて前記嵌合凹部の幅を減少させる斜面をなすものである。
【０００８】
請求項３の発明に係る軸継手構造は、請求項１又は２に記載の構成において、嵌合凸部の先端面に、ゴム状弾性材料からなる副弾性層を形成したものである。
【０００９】
請求項４の発明に係る軸継手構造は、請求項１又は２に記載の構成において、継手本体が、駆動軸側部材の嵌合凹部に挿入される嵌合凸部と、従動軸側部材の嵌合凹部に挿入される嵌合凸部との間に中間鍔部を有し、その端面に、ゴム状弾性材料からなる副弾性層を形成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る軸継手構造の第一の形態を示す分離斜視図、図２は、本形態における継手本体を軸方向一側から見た図、図３は本形態における継手本体と駆動軸側又は従動軸側部材の関係を示す説明図、図４は本形態における継手本体の嵌合突起を駆動軸側又は従動軸側部材の嵌合凹部へ挿入する過程を示す説明図である。
【００１１】
まず図１において、参照符号１は駆動軸側部材、２は従動軸側部材で、このうち、駆動軸側部材１は、例えばモータの出力軸等の回転軸自体、あるいはこの回転軸の軸端に取り付けられた部材であり、従動軸側部材２は、例えば前記モータによって回転される油圧ポンプやあるいは減速機等の回転軸自体、あるいはこの回転軸の軸端に取り付けられた部材である。軸方向に互いに対向されるこれら駆動軸側部材１と従動軸側部材２の軸端には、それぞれ軸方向に所定の深さを有する接続穴１０，２０が形成されている。接続穴１０，２０は、軸方向から見た形状が十字形を呈するものであって、すなわち、それぞれ互いに直角をなして径方向に延びる四つの嵌合凹部１１，２１を有する。
【００１２】
参照符号３は、剛材、例えば金属材料あるいは硬質の合成樹脂材料等、剛材からなる継手本体である。継手本体３は、中間鍔部３０と、その軸方向両側にそれぞれ互いに十字形をなすように径方向に突設された四つの嵌合凸部３１，３１，３２，３２を有する。詳しくは、中間鍔部３０の軸方向一側における一対の嵌合凸部３１，３１は直径方向に互いに対向しており、他の一対の嵌合凸部３２，３２は、嵌合凸部３１，３１と位相が９０度異なる位置で直径方向に互いに対向している。中間鍔部３０の軸方向他側における嵌合凸部３１，３１，３２，３２も同様である。
【００１３】
また、この継手本体３は、嵌合凸部３１，３１の幅方向中間で半部材３Ａ，３Ｂに二分割されており、その分割部、言い換えれば半部材３Ａ，３Ｂの対向面間には、例えばＮＲ（天然ゴム）等のゴム状弾性材料からなる板状の弾性層４が介在され、一体的に接着されている。弾性層４は、所定の金型内に半部材３Ａ，３Ｂをセットして、その対向面間に前記金型によって画成されたキャビティ内に未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、成形と同時に半部材３Ａ，３Ｂに下流接着しても良いし、板状に加硫成形した後で、半部材３Ａ，３Ｂに接着剤で接着しても良い。
【００１４】
継手本体３の嵌合凸部３１，３２は、駆動軸側部材１の接続穴１０（嵌合凹部１１）及び従動軸側部材２の接続穴２０（嵌合凹部２１）に挿入可能な大きさに形成されている。詳しくは、図３に示されるように、接続穴１０，２０（嵌合凹部１１，２１）の軸方向深さＤは、嵌合凸部３１，３２の軸方向高さＨよりも若干深く、嵌合凸部３１（及び３２）における軸方向先端部の幅Ｗａは、嵌合凹部１１，２１の幅Ｗｂよりも僅かに小さく形成されている。
【００１５】
また、嵌合凸部３１，３２のうち、継手本体３における半部材３Ａ，３Ｂの互いの分割部に位置する嵌合凸部３１、すなわち幅方向中間部に弾性層４を有する一対の嵌合凸部３１は、その基部、すなわち中間鍔部３０側の端部の幅Ｗｃが、嵌合凹部１１，２１の幅Ｗｂよりも大きく形成されている。したがって、この嵌合凸部３１における幅方向両側の外側面は、先端へ向けて幅（肉厚）を減少するなだらかな斜面３１ａをなしている。
【００１６】
弾性層４における幅方向の層厚Ｔは、嵌合凸部３１における軸方向先端部の幅Ｗａと基部の幅Ｗｃとの差（Ｗｃ−Ｗａ）よりも大きいものとなっており、嵌合凹部１１，２１の開口縁部又は嵌合凸部３１の先端縁部には、嵌合凸部３１の挿入を容易にするための面取りあるいは角丸めが形成されることも好ましい。
【００１７】
なお、実例としては、中間鍔部３０の軸方向肉厚は５ｍｍ程度、嵌合凸部３１，３２の径方向長さＬは１４〜１５ｍｍ程度、Ｈは７ｍｍ程度、Ｄは１０ｍｍ程度、Ｗｃは６ｍｍ程度であり、斜面３１ａの傾斜角度は２度程度である。
【００１８】
以上のように構成された軸継手構造において、継手本体３における軸方向一側の嵌合凸部３１，３１，３２，３２を、駆動軸側部材１の接続穴１０（嵌合凹部１１）に挿入し、軸方向他側の嵌合凸部３１，３１，３２，３２を、従動軸側部材２の接続穴２０（嵌合凹部２１）に挿入することによって、駆動軸側部材１と従動軸側部材２が互いに回転接続された状態とするものである。
【００１９】
ここで、継手本体３の嵌合凸部３１，３１，３２，３２を、駆動軸側部材１の接続穴１０（嵌合凹部１１）又は従動軸側部材２の接続穴２０（嵌合凹部２１）に挿入する過程では、図４に示されるように、弾性層４に適当な予圧縮が与えられる。すなわち、幅方向中間部に弾性層４を有する嵌合凸部３１は、その幅方向両側の外側面が、中間鍔部３０側の端部の幅Ｗｃが嵌合凹部１１，２１の幅Ｗｂよりも大きくなるような斜面３１ａをなしているため、図４（Ａ）から（Ｂ）に示される状態への挿入過程で、両斜面３１ａが嵌合凹部１１（２１）の開口縁１１ａ（２１ａ）と圧接し、更に挿入して行くことによって、両斜面３１ａが、前記開口縁１１ａ（２１ａ）との摺動を伴いながら幅方向両側から荷重Ｆを受け、継手本体３の半部材３Ａ，３Ｂが、互いに近接方向へ変位して弾性層４を圧縮する。このため、図４（Ｃ）の状態まで挿入した時点で、弾性層４は、Ｗｃ−Ｗｂに相当する大きさの予圧縮を受けることになる。
【００２０】
このとき、駆動軸側部材１と従動軸側部材２の軸心が僅かにずれた状態や、駆動軸側部材１と従動軸側部材２の軸心が互いに僅かな角度をなして交差した状態などのミスアライメントがあっても、継手本体３は、弾性層４の変形や、図４（Ｃ）に示される嵌合凸部３１，３２と嵌合凹部１１（２１）との微小隙間Ｇによって、ミスアライメントが吸収される。
【００２１】
そして、上述のように予圧縮された弾性層４の圧縮反力によって、継手本体３における嵌合凸部３１，３１の両側面（斜面３１ａ）が、嵌合凹部１１（２１）の開口縁１１ａ（２１ａ）に弾性的に押し付けられている。したがって、駆動軸側部材１の接続穴１０及び従動軸側部材２の接続穴２０と継手本体３における嵌合凸部３１，３２との間にガタつきが発生せず、これに起因する摩耗や打音の発生を、有効に防止することができる。また、モータの振動やギヤの噛合等に起因する駆動軸側部材１と従動軸側部材２との間での振動伝達は、弾性層４の弾性によって、有効に絶縁される。
【００２２】
ここで、ゴム状弾性材料からなる弾性層４は、継手本体３を構成する半部材３Ａ，３Ｂ間に介在されているので、この弾性層４が、駆動軸側部材１の嵌合凹部１１や従動軸側部材２の嵌合凹部２１の内面（トルク伝達面）と摺動するようなことはなく、したがって、弾性層４が摩耗によって劣化するようなことはない。また、この弾性層４は、伝達トルクによる負荷を、半部材３Ａ，３Ｂとの接着面の全域で受けるので、局部的に負荷が集中して作用するようなことはなく、したがって、繰り返し負荷による弾性層４の劣化も有効に防止される。
【００２３】
次に、図５は、本発明に係る軸継手構造の第二の形態を示す継手本体の断面図、図６は第二の形態における継手本体と駆動軸側又は従動軸側部材との接続状態を示す部分断面図である。すなわち、この形態において、上述した第一の形態と異なるところは、図５に示されるように、弾性層４を形成しているゴム状弾性材料の一部を、継手本体３を構成する半部材３Ａ，３Ｂの軸方向両端面、言い換えれば嵌合凸部３１，３１，３２，３２の軸方向一端面又は両端面へ延長させて、副弾性層４ａを形成した点にある。その他の部分は、第一の形態と同様である。
【００２４】
この形態によれば、図６に示されるように、継手本体３における嵌合凸部３１，３２を、駆動軸側部材１及び従動軸側部材２の接続穴１０，２０（嵌合凹部１１，２１）に挿入した状態において、副弾性層４ａが、接続穴１０及び（又は）接続穴２０の底面と弾性的に衝合し、中間鍔部３０と駆動軸側部材１及び（又は）従動軸側部材２の先端面との間が非接触となっているため、第一の形態による効果に加え、軸方向振動に対する緩衝及び防振性能を奏することができる。
【００２５】
更に、図７は、本発明に係る軸継手構造の第三の形態を示す継手本体の断面図、図８は第三の形態における継手本体と駆動軸側又は従動軸側部材との接続状態を示す部分断面図である。すなわち、この形態は、上述した第二の形態における副弾性層４ａに代えて、図７に示されるように、中間鍔部３０の軸方向一端面又は両端面に、ゴム状弾性材料からなる副弾性層４ｂを被着したものである。その他の部分は、第一の形態と同様である。
【００２６】
この形態によれば、図８に示されるように、継手本体３における嵌合凸部３１，３２を、駆動軸側部材１及び従動軸側部材２の接続穴１０，２０（嵌合凹部１１，２１）に挿入した状態において、副弾性層４ｂが、駆動軸側部材１の先端面１ａ及び（又は）従動軸側部材２の先端面２ａと弾性的に衝合し、中間鍔部３０と駆動軸側部材１及び（又は）従動軸側部材２の先端面との間が非接触となっているため、第一の形態による効果のほか、第二の形態と同様、軸方向振動に対する緩衝及び防振性能を奏することができる。
【００２７】
なお、図示の各形態においては、継手本体３における嵌合凸部３１に斜面３１ａを形成したが、駆動軸側部材１の嵌合凹部１１及び従動軸側部材２の嵌合凹部２１の内側面を、その内端へ向けて幅を減少させるような斜面としても、嵌合凸部３１を挿入することによって、その外側面が嵌合凹部１１，２１の斜面状の内側面に摺接して加圧され、弾性層４が予圧縮されるようにすることもできる。あるいは、嵌合凸部３１の外側面及び嵌合凹部１１，２１の内側面の双方を、互いに対応する斜面とすることによって、同様に、嵌合凸部３１の挿入に際して弾性層４が予圧縮されるようにすることもできる。
【００２８】
また、継手本体３は、図示のような二分割構造には限定されず、嵌合凸部３２，３２も嵌合凸部３１，３１と同様に構成して、弾性層４を介在させることができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１及び２の発明に係る軸継手構造によれば、継手本体の分割部に介在させた弾性層が、継手本体の嵌合凸部を駆動軸側部材及び従動軸側部材の嵌合凹部に挿入する際に予圧縮され、その圧縮反力によってミスアライメントに起因するガタつきがなくなるため、摩耗や打音の発生を有効に防止すると共に、軸の振動を吸収することができる。しかも、弾性層が摩耗したり、局部的な負荷の集中によって劣化するようなことがないので、耐久性を著しく向上することができる。
【００３０】
請求項３及び４の発明に係る軸継手構造によれば、請求項１又は２による効果に加え、副弾性層によって、軸方向振動に対する緩衝及び防振性能を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸継手構造の第一の形態を示す分離斜視図である。
【図２】図１における継手本体を軸方向一側から見た図である。
【図３】図１における継手本体と駆動軸側又は従動軸側部材との関係を示す説明図である。
【図４】図１における継手本体の嵌合突起を駆動軸側又は従動軸側部材の嵌合凹部へ挿入する過程を示す説明図である。
【図５】本発明に係る軸継手構造の第二の形態を示す継手本体の断面図である。
【図６】図５における継手本体と駆動軸側又は従動軸側部材との接続状態を示す部分断面図である。
【図７】本発明に係る軸継手構造の第三の形態を示す継手本体の断面図である。
【図８】図７における継手本体と駆動軸側又は従動軸側部材との接続状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  駆動軸側部材
１０，２０  接続穴
１１，２１  嵌合凹部
２  従動軸側部材
３  継手本体
３Ａ，３Ｂ  半部材
３０中間鍔部
３１，３２  嵌合凸部
３１ａ  斜面
４  弾性層
４ａ，４ｂ  副弾性層
【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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