(57)【要約】【課題】許容できる回転衝撃の大きさの範囲を拡げ、弾性ブッシュの着脱性を良くする。また、駆動軸と従動軸との間の同軸精度を高める。コンパクトに構成する。【解決手段】駆動軸と従動軸22との連結部の一側に回転一体に設けられ、軸心から所定のピッチ円半径Ｒ１，Ｒ２の位置に複数の弾性ブッシュ６，７が固定されるブッシュ固定部材４と、上記連結部の他側に回転一体に設けられ、ブッシュ固定部材３に固定された弾性ブッシュ６，７を嵌合保持するブッシュ嵌合穴25，26を有するブッシュ嵌合部材３とを備えており、弾性ブッシュ６，７のピッチ円半径Ｒ１，Ｒ２と硬さを異ならせた。さらに、弾性ブッシュ６，７に、ブッシュ嵌合穴25，26に密に挿入されるものと遊び44を持って挿入されるものとを設けた。【選択図】  図１
2007333002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と従動軸との連結部の一側に回転一体に設けられるとともに、軸心から所定のピッチ円半径の位置に複数の弾性ブッシュが固定されるブッシュ固定部材と、上記連結部の他側に回転一体に設けられるとともに、上記ブッシュ固定部材に固定された上記弾性ブッシュを嵌合保持するブッシュ嵌合穴を有するブッシュ嵌合部材とを備え、上記複数の弾性ブッシュのピッチ円半径を異ならせたことを特徴とする可撓式軸継手。
【請求項２】
上記複数の弾性ブッシュの硬さを異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の可撓式軸継手。
【請求項３】
上記ピッチ円半径の小さい弾性ブッシュの硬さをピッチ円半径の大きい弾性ブッシュの硬さよりも硬くしたことを特徴とする請求項２に記載の可撓式軸継手。
【請求項４】
上記弾性ブッシュは、上記ブッシュ嵌合穴に密に挿入されるものと、上記ブッシュ嵌合穴に遊びを持って挿入されるものとがあることを特徴とする請求項１に記載の可撓式軸継手。
【請求項５】
上記ピッチ円半径の大きい弾性ブッシュを上記ブッシュ嵌合穴に密に挿入されるものとし、ピッチ円半径の小さい弾性ブッシュをブッシュ嵌合穴に遊びを持って挿入されるものとしたことを特徴とする請求項４に記載の可撓式軸継手。
【請求項６】
上記ピッチ円半径の大きい弾性ブッシュとピッチ円半径の小さい弾性ブッシュとを交互に配置したことを特徴とする請求項１に記載の可撓式軸継手。
【請求項７】
上記ブッシュ固定部材と上記ブッシュ嵌合部材との間から上記弾性ブッシュを着脱できるように、ブッシュ固定部材とブッシュ嵌合部材の少なくとも一方を他方に対し軸方向に離反可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の可撓式軸継手。
【請求項８】
上記ブッシュ固定部材と上記ブッシュ嵌合部材との間に、両部材を互いに同心状にかつ相対回転自在に支持する軸支部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の可撓式軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム等の弾性を利用して回転方向への衝撃を吸収する可撓式軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンや電動モーター等の駆動軸の回転を従動軸に伝達する場合、駆動軸と従動軸との接続部には可撓式軸継手が連結されるのが一般的である。可撓式軸継手とは、ゴムやスプリング等の弾性部材を内蔵し、その弾性変形を利用して駆動軸と従動軸との間に捩れを許容し、駆動軸の回転トルク変動に伴う回転衝撃を従動軸側に対し緩衝するものである。
【０００３】
このような可撓式軸継手の従来例として、例えば特許文献１〜４に挙げられるようなものがある。これらの可撓式軸継手は、いずれも複数の弾性部材が全て軸心から同一のピッチ円半径の位置に配置されている。また、複数の弾性部材の硬さ（弾性係数）は等しく設定されている。
【特許文献１】特開平８−３１２６６３号公報
【特許文献２】特開平６−３３７０２１号公報
【特許文献３】特開２００５−４２８２５号公報
【特許文献４】特開平７−０４２７５５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、このように従来の可撓式軸継手では複数の弾性部材が全て軸心から同一のピッチ円半径の位置に配置され、しかも全ての弾性部材の硬さが等しく設定されていたため、許容できる回転衝撃の大きさの範囲が狭かった。例えば、小さな回転衝撃に対応する弾性部材を装着した可撓式軸継手では大きな回転衝撃を吸収することができず、逆に大きな回転衝撃に対応する弾性部材を装着した可撓式軸継手では小さな回転衝撃を吸収することができなかった。したがって、回転衝撃の大きさに応じて可撓式軸継手を適宜選定しなければならないという煩わしさがあった。また、従来の可撓式軸継手では、弾性部材を交換するのに可撓式軸継手全体を取り外さなければならず、心出し調整等を含め非常に手間が掛かるという難点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、許容できる回転衝撃の大きさの範囲が広くて弾性ブッシュ交換時の作業性が良く、しかも駆動軸と従動軸との間の同軸精度が高くてコンパクトな可撓式軸継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る可撓式軸継手は、駆動軸と従動軸との連結部の一側に回転一体に設けられるとともに、軸心から所定のピッチ円半径の位置に複数の弾性ブッシュが固定されるブッシュ固定部材と、上記連結部の他側に回転一体に設けられるとともに、上記ブッシュ固定部材に固定された上記弾性ブッシュを嵌合保持するブッシュ嵌合穴を有するブッシュ嵌合部材とを備え、上記複数の弾性ブッシュのピッチ円半径を異ならせたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る可撓式軸継手は、上記複数の弾性ブッシュの硬さを異ならせ、例えば上記ピッチ円半径の小さい弾性ブッシュの硬さをピッチ円半径の大きい弾性ブッシュの硬さよりも硬くした。
【０００８】
さらに、本発明に係る可撓式軸継手は、上記弾性ブッシュに、上記ブッシュ嵌合穴に密に挿入されるものと、上記ブッシュ嵌合穴に遊びを持って挿入されるものとを設け、例えば上記ピッチ円半径の大きい弾性ブッシュを上記ブッシュ嵌合穴に密に挿入されるものとし、ピッチ円半径の小さい弾性ブッシュをブッシュ嵌合穴に遊びを持って挿入されるものとした。
【０００９】
さらに、本発明に係る可撓式軸継手は、上記ピッチ円半径の大きい弾性ブッシュとピッチ円半径の小さい弾性ブッシュとを交互に配置した。
【００１０】
また、本発明に係る可撓式軸継手は、上記ブッシュ固定部材と上記ブッシュ嵌合部材との間から上記弾性ブッシュを着脱できるように、ブッシュ固定部材とブッシュ嵌合部材の少なくとも一方を他方に対し軸方向に離反可能に設けた。
【００１１】
さらに、本発明に係る可撓式軸継手は、上記ブッシュ固定部材と上記ブッシュ嵌合部材との間に、両部材を互いに同心状にかつ相対回転自在に支持する軸支部を設けた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る可撓式軸継手によれば、複数の弾性ブッシュのピッチ円半径や硬さを異ならせたり、ピッチ円半径の小さい弾性ブッシュの硬さをピッチ円半径の大きい弾性ブッシュの硬さよりも硬くしたり、ブッシュ嵌合穴に遊びを持って挿入される弾性ブッシュを設けたりしたため、１つの可撓式軸継手が許容できる回転衝撃の大きさの範囲を拡げることができる。
【００１３】
また、ブッシュ固定部材とブッシュ嵌合部材の少なくとも一方を他方に対し軸方向に離反可能に設けたため、弾性ブッシュの交換時における作業性を向上させることができる。
【００１４】
さらに、ブッシュ固定部材とブッシュ嵌合部材との間に、両部材を互いに同心状にかつ相対回転自在に支持する軸支部を設けたため、駆動軸と従動軸との間の同軸精度を向上させることができる。
【００１５】
また、ピッチ円半径の小さい弾性ブッシュとピッチ円半径の大きい弾性ブッシュとを交互に配置したため、可撓式軸継手のコンパクト化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る可撓式軸継手の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は可撓式軸継手の縦断面図であり、図２は図１の分解図であり、図３は図１のIII-III矢視による縦断面図である。なお、図１は図３のI-I線に沿う縦断面図でもある。
【００１８】
この可撓式軸継手１は、例えば自動車のエンジンと、そのエンジン出力等の性能を測定するダイナモ（非図示）との間を繋ぐ継手として用いられるものであり、図１に向かって右側にエンジンが接続され、左側にダイナモが接続される。
【００１９】
可撓式軸継手１は、ドライブシャフトフランジ２と、ブッシュ嵌合部材３と、ブッシュ固定部材４と、セットプレート５と、弾性ブッシュ６，７とを主な構成要素にしている。
【００２０】
ドライブシャフトフランジ２は、シャフト部９の一端に駆動軸固定フランジ10が一体形成された軸状部材である。シャフト部９の外周には雄スプライン11が刻設され、駆動軸固定フランジ10には複数のボルト孔12が穿設されている。駆動軸固定フランジ10には図示しない駆動軸であるエンジンの出力軸（クランク軸またはプロペラ軸）がボルトで連結される。
【００２１】
一方、ブッシュ嵌合部材３は、円筒状のセンターハブ14と、このセンターハブ14の一端（駆動軸寄りの端部）に一体形成されたブッシュ嵌合ディスク15とを備えている（図２も参照）。センターハブ14の中心にはジョイント穴16が形成され、このジョイント穴16の内周部に雌スプライン17が刻設され、ここに前述のドライブシャフトフランジ２（シャフト部９）の雄スプライン11が嵌合される。このため、ブッシュ嵌合部材３全体がドライブシャフトフランジ２（駆動軸）に対し回転一体かつ軸方向に摺動自在である。
【００２２】
また、ブッシュ固定部材４は、筒状のセンタースリーブ19の前後端部にそれぞれブッシュ固定フランジ20と従動軸固定フランジ21とが一体に形成された形状である。従動軸固定フランジ21の外径はブッシュ固定フランジ20よりも小さくされ、この従動軸固定フランジ21に従動軸22（例えばダイナモの主軸に繋がる中間軸受装置の軸）がボルト23で締結される。
【００２３】
ブッシュ嵌合部材３のブッシュ嵌合ディスク15には複数のブッシュ嵌合穴25，26が貫通形成されている。これらのブッシュ嵌合穴25，26は例えば４個ずつ形成されており、ブッシュ嵌合穴25のピッチ円半径Ｒ１とブッシュ嵌合穴26のピッチ円半径Ｒ２とが異なる寸法とされ、例えばＲ１＞Ｒ２に設定されている。そして、大きいピッチ円半径Ｒ１のブッシュ嵌合穴25と小さいピッチ円半径Ｒ２のブッシュ嵌合穴26とが交互に配置されている。なお、交互に配置されたブッシュ嵌合穴25と26との間の空きスペースには可撓式軸継手の回転マスを極力小さくするための軽量孔27が多数穿設されている。
【００２４】
ブッシュ固定フランジ20の外径はブッシュ嵌合ディスク15の外径と同じであり、ブッシュ固定フランジ20にはブッシュ嵌合ディスク15に穿設されたブッシュ嵌合穴25，26と同じく、軸心から所定のピッチ円半径Ｒ１，Ｒ２の位置に複数のブッシュ固定ネジ孔29が穿設されている。
【００２５】
ブッシュ嵌合部材３とブッシュ固定部材４との間には、両部材３，４を互いに同心状に軸支する軸支部31が設けられている。この軸支部31の構成例として、センタースリーブ19の内周部にメタル軸受32が圧入され、このメタル軸受32の内周側にブッシュ嵌合部材３のセンターハブ14外周面が密に、かつ回転自在に挿入される。これにより、ブッシュ嵌合部材３とブッシュ固定部材４とが互いに相対回転自在となり、しかもブッシュ嵌合部材３はブッシュ固定部材４に対して軸方向にスライド自在となる。ブッシュ嵌合ディスク15とブッシュ固定フランジ20は互いに対向して近接する。
【００２６】
弾性ブッシュ６，７はゴムやウレタン等の衝撃吸収が可能な弾性材料によって形成されており、ブッシュ嵌合部材３（ブッシュ嵌合ディスク15）のブッシュ嵌合穴25，26に対して軸方向両側から嵌合可能なように２分割形状に形成され、それぞれが嵌合部34とストッパー部35とを備えた段付き形状に形成されている。嵌合部34はブッシュ嵌合穴25，26に嵌合可能であり、ストッパー部35はブッシュ嵌合穴25，26に嵌合不可能である。これらの弾性ブッシュ６，７にはそれぞれ中心孔36が形成されている。
【００２７】
他方、セットプレート５は略ドーナツ状の金属円板であり、中心部にシャフト挿通穴38が形成されている。このシャフト挿通穴38の内径はブッシュ嵌合部材３のセンターハブ14の外径よりも僅かに大きく設定されている。さらに、セットプレート５にはブッシュ嵌合部材３のブッシュ嵌合穴25，26およびブッシュ固定部材４のブッシュ固定ネジ孔29に整合する位置に複数のボルト挿通孔39が穿設されている。
【００２８】
ブッシュ嵌合部材３のブッシュ嵌合穴25，26には弾性ブッシュ６，７が軸方向両側から嵌合され、各弾性ブッシュ６，７の中心孔36には金属等の剛性材料で形成された筒状スペーサー41が密に挿入される。筒状スペーサー41の長さは弾性ブッシュ６，７の長さに等しい。そして、ブッシュ嵌合部材３のセンターハブ14がブッシュ固定部材４（センタースリーブ19）のメタル軸受32に挿入され、さらにセットプレート５がブッシュ嵌合ディスク15に沿うように当てがわれてそのシャフト挿通穴38がセンターハブ14の端部外周に嵌合され、８本のブッシュ固定ボルト42が駆動軸側からセットプレート５のボルト挿通孔39と各弾性ブッシュ６，７の筒状スペーサー41とを貫通してブッシュ固定フランジ20のブッシュ固定ネジ孔29に締結される。
【００２９】
これにより、ブッシュ固定部材４（ブッシュ固定フランジ20）に締結固定された弾性ブッシュ６，７がブッシュ嵌合部材３（ブッシュ嵌合ディスク15）のブッシュ嵌合穴25，26に嵌合保持される。
【００３０】
ところで、弾性ブッシュ６，７は、その硬さが異なっており、例えば小さいピッチ円半径Ｒ２の弾性ブッシュ７の硬さが、大きいピッチ円半径Ｒ１の弾性ブッシュ６の硬さよりも硬くされている。つまり弾性ブッシュ６の方が弾性ブッシュ７よりも潰れやすい。
【００３１】
また、弾性ブッシュ６，７は、ブッシュ嵌合穴25，26に密に挿入されるものと遊びを持って挿入されるものとがあり、図２に示すように大きいピッチ円半径Ｒ１の弾性ブッシュ６はブッシュ嵌合穴25に密に挿入され、小さいピッチ円半径Ｒ２の弾性ブッシュ７はブッシュ嵌合穴26に対し若干の遊び44を持って挿入される。
【００３２】
以上のように構成された可撓式軸継手１において、図示しない駆動軸からの駆動力、即ち回転トルクがドライブシャフトフランジ２に加わると、その回転トルクがドライブシャフトフランジ２→ブッシュ嵌合部材３→弾性ブッシュ６，７→筒状スペーサー41→ブッシュ固定ボルト42→ブッシュ固定部材４→従動軸22の順に伝達される。
【００３３】
その際、弾性材料によって形成された弾性ブッシュ６，７が撓むことにより、ブッシュ嵌合部材３とブッシュ固定部材４との間の捩れが許容され、駆動軸の回転トルク変動等に伴う回転衝撃が従動軸22に対して効果的に緩衝される。
【００３４】
本発明では、弾性ブッシュ６と弾性ブッシュ７のピッチ円半径Ｒ１，Ｒ２を異ならせたため、ブッシュ嵌合部材３とブッシュ固定部材４との間に捩れが加わった際における弾性ブッシュ６と弾性ブッシュ７の変形量を異ならせることができ、これにより可撓式軸継手１が許容できる回転衝撃の大きさの範囲を大幅に拡げることができる。つまり、ピッチ円半径Ｒ１，Ｒ２の関係をＲ１＞Ｒ２としたため、回転衝撃が小さい時（可撓式軸継手１の捻れが小さい時）には主に外側の弾性ブッシュ６の変形により衝撃が吸収され、回転衝撃が大きい時（可撓式軸継手１の捻れが大きい時）には外側の弾性ブッシュ６と内側の弾性ブッシュ７の両方の変形により衝撃が吸収される。
【００３５】
また、外側の弾性ブッシュ６の硬さを内側の弾性ブッシュ７の硬さよりも柔らかくしたため、柔らかい外側の弾性ブッシュ６により上述した小さい回転衝撃の吸収性を向上させることができる一方、内側の硬い弾性ブッシュ７により大きい回転衝撃を余裕を持って受け止めることができ、この点でも可撓式軸継手１が許容できる回転衝撃の大きさの範囲を拡げることができる。
【００３６】
さらに、弾性ブッシュ６がブッシュ嵌合穴25に密に挿入される一方、弾性ブッシュ７はブッシュ嵌合穴26に遊び44を伴って挿入されているため、ブッシュ嵌合部材３とブッシュ固定部材４との間が捩れる際に、図４に示すように、まず外側の弾性ブッシュ６が変形し、次に内側の弾性ブッシュ７が変形し始める。図４は内側の弾性ブッシュ７が変形し始める直前の状態を示している。
【００３７】
このように弾性ブッシュ６と弾性ブッシュ７とが時間差を持って変形し始めるため、小さい回転衝撃は弾性ブッシュ６の変形によってのみ吸収でき、大きな回転衝撃は弾性ブッシュ６と弾性ブッシュ７とが共に変形して協調しながら回転衝撃を吸収する。このことも可撓式軸継手１が対応できる回転衝撃の大きさの範囲を拡げるのに大きく貢献している。
【００３８】
そして、弾性ブッシュ６，７のピッチ円半径Ｒ１，Ｒ２の設定と、弾性ブッシュ６，７の硬さの設定と、弾性ブッシュ７に設けられた遊び44の大きさの設定とにより、可撓式軸継手１の衝撃吸収性能を如何様にも設定することができ、可撓式軸継手の汎用性を高めるとともに、その設計自由度をも高めることができる。
【００３９】
また、大きいピッチ円半径Ｒ１の弾性ブッシュ６と、小さいピッチ円半径Ｒ２の弾性ブッシュ７とを交互に配置したことは可撓式軸継手１のコンパクト化（小径化）に大きく貢献する。
【００４０】
ところで、弾性ブッシュ６，７を交換する場合は、図２に示すように８本のブッシュ固定ボルト42を外し、セットプレート５とブッシュ嵌合部材３をブッシュ固定部材４に対し軸方向に離反させる。つまりセットプレート５とブッシュ嵌合部材３を駆動軸側（固定フランジ10側）にスライドさせる。ブッシュ嵌合部材３とブッシュ固定部材４との間の軸支部31は両部材３，４が軸方向に相対移動することを阻まないため、ブッシュ固定ボルト42を外してセットプレート５とブッシュ嵌合部材３を駆動軸側にずらすだけでブッシュ嵌合部材３を簡単にブッシュ固定部材４から離反させることができる。
【００４１】
そして、弾性ブッシュ６，７をブッシュ嵌合部材３のブッシュ嵌合穴25，26から引き抜き、別な弾性ブッシュに入れ替えればよい。弾性ブッシュ６，７がそれぞれ嵌合部34とストッパー部35とを備えた段付き形状であってブッシュ嵌合部材３の両面から装着される構造であることも弾性ブッシュ６，７の交換を容易にしている。
【００４２】
このようにブッシュ嵌合部材３をブッシュ固定部材４から離反させて弾性ブッシュ６，７を交換する場合には、ドライブシャフトフランジ２と従動軸22の位置関係が変化しないため、可撓式軸継手１を機器類に連結した状態のままで弾性ブッシュ６，７を素早く交換することができ、駆動軸と従動軸22間の心出し再調整等は一切不要である。したがって、弾性ブッシュ６，７の交換時における着脱作業性が非常に容易である。
【００４３】
なお、ブッシュ嵌合部材３とブッシュ固定部材４との間に、両部材３，４を互いに同心状にかつ相対回転自在に支持する軸支部31を設けたことにより、駆動軸（非図示）と従動軸22との間の同軸精度および防振性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図３のI-I線に沿う縦断面図により本発明の一実施形態を示す可撓式軸継手の縦断面図。
【図２】図１の分解図。
【図３】図１のIII-III矢視による縦断面図。
【図４】可撓式軸継手に捩れが加わり始めた状態を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１  可撓式軸継手
２  ドライブシャフトフランジ
３  ブッシュ嵌合部材
４  ブッシュ固定部材
５  セットプレート
６，７  弾性ブッシュ
11  雄スプライン
17  雌スプライン
22  従動軸
25，26  ブッシュ嵌合穴
31  軸支部
32  メタル軸受
41  筒状スペーサー
42  ブッシュ固定ボルト
44  遊び
Ｒ１，Ｒ２  ピッチ円半径
【図１】
2007333002.tif 000003
【図２】
2007333002.tif 000004
【図３】
2007333002.tif 000005
【図４】
2007333002.tif 000006