柔性联轴节.pdf

一种柔性联轴节，其包括按照沿圆周方向交替设置的多个驱动侧连结件(10A)和从动侧连结件(10B)；筒架(11A，11B)，该筒架(11A，11B)以防止抽出的方式外套于各连结件(10A，10B)上；第1和第2连结带(20，30)，该第1和第2连结带(20，30)跨于上述驱动侧连结件(10A)的外周的筒架(11A)和沿圆周方向邻接的从动侧连结件(10B)的外周的筒架(11B)上，呈环状卷绕，沿圆周方向交替设置；环状弹性体(40)，该环状弹性体(40)按照埋设上述各筒架(11A，11B)和第1，第2连结带(20，30)的方式形成，上述筒架(11A，11B)由合成树脂形成。润滑剂密封于驱动侧连结件(10A，10B)与筒架(11A，11B)的嵌合间隙(G)中。

1.  一种柔性联轴节，其特征在于该柔性联轴节包括按照沿圆周方向交替设置的多个驱动侧连结件(10A)和从动侧连结件(10B)；筒架(11A，11B)，该筒架(11A，11B)以防止抽出的方式外套于各连结件(10A，10B)上；第1和第2连结带(20，30)，该第1和第2连结带(20，30)跨于上述驱动侧连结件(10A)的外周的筒架(11A)和沿圆周方向邻接的从动侧连结件(10B)的外周的筒架(11B)上，呈环状卷绕，沿圆周方向交替设置；环状弹性体(40)，该环状弹性体(40)按照埋设上述各筒架(11A，11B)和第1，第2连结带(20，30)的方式形成，沿圆周方向连续，上述筒架(11A，11B)由合成树脂形成。

2.  根据权利要求1所述的柔性联轴节，其特征在于筒架(11A，11B)与各连结件(10A，10B)间隙配合。

3.  根据权利要求2所述的柔性联轴节，其特征在于润滑剂介于驱动侧连结件(10A)，或从动侧连结件(10B)与筒架(11A，11B)之间。

柔性联轴节
技术领域
本发明涉及下述的柔性联轴节，在该柔性联轴节中，通过弹性方式将驱动侧旋转轴和从动侧旋转轴连结传递转矩，并且在两个轴之间吸收轴向振动、挠曲，本发明特别涉及具有下述的结构的类型，在该结构中，安装于驱动侧旋转轴侧的筒架和安装于从动侧旋转轴上筒架通过环状的连结带而连结。
背景技术
图7为按照通过与其轴心相垂直的平面剖开的方式表示这种柔性联轴节100的典型的已有技术的剖视图，图8为沿图7中的VIII-VIII线的剖视图。即，在图7和图8所示的柔性联轴节100中，多个，并且相同数量的驱动侧连结件101和从动侧连结件102沿圆周方向交替地设置，沿圆周方向邻接的驱动侧连结件101和从动侧连结件102通过第1和第2连结带105，106连结，该第1和第2连结带105，106跨于分别安装于其外周的驱动侧筒架103和从动侧筒架104上，呈环状卷绕，在第1和第2连结带105，106中，具有适当张拉弹性的聚酯等的芯体呈多层状卷绕，上述筒架103，104和连结带105，106埋设于由橡胶等形成的环状弹性体107中而形成一体。
驱动侧和从动侧筒架103，104分别由钢制的套筒108，与一对钢制的卡箍109形成，该对卡箍109按照沿轴向的规定间距，以压配合方式固定于其外周面上。该卡箍109，109按照截面基本呈コ字形的方式冲压形成，其中，分别在轴向两侧，具有环状的凸部。
第1连结带105卷绕于驱动侧筒架103的套管108的外周面的卡箍109，109之间的部分，与从动侧筒架104的套管108的外周面的卡箍109，109之间的部分，沿其圆周方向相邻的第2连结带106，106分别卷绕于驱动侧筒架103的卡箍109，109，与从动侧筒架104的卡箍109，109上。即，按照圆周方向的等间距，交替设置的各驱动侧连结件101和各从动侧连结件102通过一束第1连结带105和两束第2连结带106，106，沿圆周方向交替地连结。
在该柔性联轴节100中，驱动侧筒架103的内周的驱动侧连结件101通过按照圆周方向等间距设置的螺栓螺母(图示省略)，安装于驱动侧旋转轴的轴端的轴轭上，另一方面，从动侧筒架104的内周的从动侧连结件102通过按照圆周方向等间距设置的螺栓螺母(图示省略)，安装于从动侧旋转轴的轴端的轴轭上。另外，由此，将驱动侧旋转轴的的转矩传递给从动侧旋转轴，并且通过第1连结带105，106与环状弹性体107的变形特性，允许驱动侧旋转轴和从动侧旋转轴的轴心的方向不同的连结状态(扭弯)状态的转矩传递，两个旋转轴的轴向的相对位移，并且吸收两个旋转轴之间的传递振动。
在这种柔性联轴节100中，由于在第1和第2连结带105，106中，环状弹性体107的内周侧和外周侧相互平行地在筒架103，104之间延伸，故当因在沿圆周方向邻接的驱动侧筒架103和从动侧筒架104之间，产生沿圆周方向的相对扭转位移时，伴随该情况，在第1连结带105，或第2连结带106中，与在环状弹性体107内的内周侧延伸的部分(在下面称为“内周侧部分”)105b，106b相比较，在外周侧延伸的部分(在下面称为“外周侧部分”)105a，106a以较大程度拉伸，产生拉力差。
但是，由聚酯等的芯体形成的第1和第2连结带105，106难于相对钢制的筒架103，104(套管108和卡箍109)而滑动，难以消除内周侧部分105b，106b与外周侧部分105a，106a的拉力差，于是，驱动侧筒架103与从动侧筒架104之间的扭转位移越大，上述拉力差也越大。此外，在此状态，由于扭矩偏置地作用于第1连结带105，或第2连结带106的外周侧部分105a，106上，故其造成的，外周侧105a，106a的拉应力和变形增加，由此，扭转角进一步增加，其结果是，具有第1和第2连结带105，106较快地发生疲劳破损的危险。
另外，在这种柔性联轴节100中，如果对第1和第2连结带105，106，进行适当的初始松弛处理，则获得下述的二级特性，即，在转矩的施加时，因保持较小的抗扭刚性，获得优良的吸振效果，直至在驱动侧筒架103和从动侧筒架104之间，消除第1连结带105，或第2连结带106的松弛，在第1连结带105，或第2连结带106呈直线状拉伸时，抗扭刚性增加，产生较大的转矩传递力。但是，如果第1和第2连结带105，106与驱动侧筒架103和从动侧筒架104之间地滑动难于产生，则第1和第2连结带105，106中的外周侧部分105a，106和内周侧部分105b，106b的初始松弛不均匀，难于确保稳定的二级特性。
此外，驱动侧筒架103和从动侧筒架104通过下述方式制作，该方式为：导钢板进行冲压而形成的卡管109压配合于对钢管进行抽拨加工，通过切削，对两端面的内周部进行倒角加工而形成的套管108的外周面上。形成套管108的倒角的目的在于容易将套管108以压配合方式设置于驱动侧连结件101，或从动侧连结件102的外周上。但是，象这样制作的筒架103，104具有下述的问题，即，由于在制作套管108时，必须进行钢管的抽拔加工和其两端面内周部的切削的倒角加工，用于制作在轴向两端具有凸缘部的卡箍109的加工步骤也麻烦，故制造成本增加。
发明内容
本发明是针对上述这样的问题而提出的，其目的在于防止连结带的早期破损，提高疲劳耐久性，并且确保转矩施加初期的吸振性和缓冲性以及转矩传递力的二级特性，同时可以成本较低。
作为有效地解决上述的问题的技术方案，本发明第一方面所述的发明的柔性联轴节包括按照沿圆周方向交替设置的多个驱动侧连结件和从动侧连结件；筒架，该筒架以防止抽出的方式外套于各连结件上；第1和第2连结带，该第1和第2连结带跨于上述驱动侧连结件的外周的筒架和沿圆周方向邻接的从动侧连结件的外周的筒架上，呈环状卷绕，沿圆周方向交替设置；环状弹性体，该环状弹性体按照埋设上述各筒架和第1，第2连结带的方式形成，沿圆周方向连续，上述筒架由合成树脂形成，由此，降低上述第1和第2连结带的摩擦系数。
此外，本发明第二方面所述的发明的柔性联轴节涉及本发明第一方面所述的方案，其中，筒架与各连结件间隙配合，由此，可使筒架相对各连结件旋转。
还有，本发明第三方面所述的发明的柔性联轴节涉及本发明第二方面所述的方案，其中，润滑剂介于驱动侧连结件，或从动侧连结件与筒架之间，由此，可更加容易地使筒架相对各连结件旋转。
附图说明
图1为按照通过轴心平面剖开的方式表示下述的状态的图，该状态指汽车的传动轴等的驱动侧旋转轴1与从动侧旋转轴2通过本发明的柔性联轴节4连结的状态；
图2为按照通过与轴心相垂直的平面剖开的方式表示本发明的柔性联轴节4的优选实施例的剖视图；
图3为按照通过图2的III-III线剖开的方式表示的剖视图；
图4为以放大方式表示图3的一部分的剖视图；
图5为以比较方式表示本发明的柔性联轴节4，与过去结构的柔性联轴节10的扭转弹性的特性曲线图；
图6为表示进行本发明的柔性联轴节4，与过去结构的柔性联轴节100的疲劳耐久试验的结果的说明图；
图7为通过与其轴心相垂直的平面剖开的方式表示已有技术的柔性联轴节100的剖视图；
图8为沿图7中的VIII-VIII线的剖视图。
具体实施方式
图1为按照通过轴心平面剖开的方式表示下述的状态的图，该状态指汽车的传动轴等的驱动侧旋转轴与从动侧旋转轴通过本发明的柔性联轴节连结的状态；图2为按照通过与轴心相垂直的平面剖开的方式表示本发明的柔性联轴节的剖视图；图3为按照通过图2的III-III线剖开的方式表示的剖视图，图4以放大方式表示图3的一部分的剖视图。另外，在下面的描述中，“圆周方向”指以该柔性联轴节的轴心为中心的圆周的方向。
首先，在图1中，符号1表示驱动侧旋转轴，符号2表示从动侧旋转轴，符号3表示用于保持驱动侧旋转轴1和从动侧旋转轴2的对中的对中衬套。驱动侧旋转轴1和从动侧旋转轴2中的相对的轴端之间通过本发明的柔性联轴节4连结。
柔性联轴节4象图2所示的那样，包括3个圆筒状的驱动侧连结件10A，该3个驱动侧连结件10A按照圆周方向的120°间隔设置；3个圆周状的从动侧连结件10B，该3个从动侧连结件10B设置于驱动侧连结件10A，10A之间的相应的中间位置，即，按照与驱动侧连结件10A相差60°的相位，并且按照圆周方向的120°间隔设置。象图1和图3所示的那样，按照相应的轴心与柔性联轴节4的轴心平行的方式设置。
在各驱动侧连结件10A的外周上，分别外套有驱动侧筒架11A和用于阻止其退出的一对卡箍12A，同样，在各从动侧连结件10B的外周上，分别外套有从动侧筒架11B和用于阻止其退出的一对卡箍12B。象图1所示的那样，驱动侧连结件10A分别通过穿过的螺栓13A和与其螺合的螺母14A，按照圆周方向120°的间距安装于驱动侧旋转轴1的轴端的轴轭1a上，从动侧连结件10B分别通过穿过的螺栓13A和与其螺合的螺母14B，按照圆周方向120°的间距安装于从动侧旋转轴2的轴端的轴轭2a上。
沿圆周方向邻接的驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B通过第1和第2连结带20，30相互连结。另外，各筒架11A，11B和各连结带20，30埋设于由橡胶等的弹性材料形成的环状弹性体40中。即，环状弹性体40通过下述方式成形，该方式为：在通过各连结带20，30连结的状态，将筒架11A，11B设定在模具的内部，将成形用弹性材料填充于该模具内部，使其硬化。
驱动侧连结件10A和从动侧连结件10B是相同的，以截出碳素钢的钢管等的方式制造。另外，驱动侧筒架11A与从动侧筒架11B也是相同的，其由合成树脂，最好由尼龙N66形成。由此，可采用树脂成形用的模具，低成本地制作。
驱动侧筒架11A与从动侧筒架11B象图8最清楚地所示的那样，按照轴向的规定间距，呈4个凸缘部111～114的形状。内侧的凸缘部112，113之间形成卷绕第1连结带20的第1绕架部11a，内侧凸缘部112和外侧凸缘部111之间，以及另一内侧凸缘部113和外侧凸缘部114之间，分别构成卷绕第2连结带30的第2绕架部11b，第1绕架部11a的宽度大于第2绕架部11b。
卡箍12A，12B是相同的，其由SPCC等的钢板形成，其截面基本呈L形，由圆筒部121和凸缘部122形成。这样的形状的卡箍12A，12B与象在先描述的图8所示的过去的柔性联轴节100的卡箍109那样，在轴向两侧，具有凸缘部的类型不同，可容易通过冲压机等，进行制作，由于也不需要钢管的抽拨加工和两端内周的倒角加工的套管108的制作，故在此场合，还大大有助于制造成本的降低。
象图4以放大方式所示的那样，卡箍12A，12B的圆筒部121在驱动侧筒架11A，或从动侧筒架11B的第2绕架部11b，11b的内周侧，按照适当的过盈量，以压配合方式嵌接于驱动侧连结件10A，或从动侧连结件10B的外周面上。
驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B，分别与驱动侧连结件10A和从动侧连结件10B的外周面间隙配合，也与卡箍12A，12B间隙配合，在该嵌合间隙G中，密封有润滑油(黄油等)。
第1连结带20和第2连结带30沿圆周方向交替地设置。具体地来说，第1连结带20按照120°的相位间距，在圆周方向的3个部位，每次各一束地设置，跨于从动侧筒架11B的第1绕架部11a，与沿圆周方向与从动侧筒架11B邻接的驱动侧筒架11A的第1绕架部11a上，呈环状卷绕。第2连结带30按照与第1连结带20相差60°的相位，每次2束地设置于圆周方向的3个部位，其分别跨于驱动侧筒架11A的一对第2绕架部11b，与沿圆周方向和驱动侧筒架11A邻接的从动侧筒架11B的一对第2绕架部11b上，呈环状卷绕。即，各驱动侧筒架11A和各从动侧筒架11B相互按照60°的相位间隔，沿圆周方向交替设置，通过一束第1连结带20，与两束第2连结带30，30，沿圆周方向交替连结。
第1和第2连结带20，30通过将芯体呈多层状卷绕而形成，该芯体由比如，聚酯等的具有所需的拉伸弹性的高分子材料形成。作为具体的实例，在第1连结带20中，将由PET形成的3000d的芯体缠绕比如，20圈，在其轴向两侧的第2连结带30，将上述PET形成的3000d的芯体缠绕144圈。
环状弹性体40按照通过NR等的橡胶状弹性材料，包围在各驱动侧筒架11A和各从动侧筒架11B的周围，以及包围其间延伸的第1和第2连结带20，30的周围的方式形成，形成有孔部41，该孔部41位于各驱动侧筒架11A和各从动侧筒架11B的中间，在轴向一侧开口。该孔部41防止因伴随对柔性联轴节4施加的扭力而产生的驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B的相对位移，在其间的环状弹性体40中，产生压缩造成的龟裂的情况。
本发明的柔性联轴节4如在前面已描述的图1所示，介于驱动侧旋转轴1和从动侧旋转轴2之间，通过第1和第2连结带20，30，将驱动侧旋转轴1的转矩传递给从动侧旋转轴2，并且通过第1和第2连结带20，30和环状弹性体40的变形特性，允许驱动侧旋转轴1和从动侧旋转轴2的轴心的方向不同的(扭弯)状态的转矩传递，两个旋转轴1，2的轴向相对位移，而且吸收上述两个旋转轴1，2之间的传递振动。
在这里，在通过伴随转矩传递而产生的扭矩的施加，驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B的间距比如，沿对第1连结带20进行张拉的方向相对地变化的场合，如果各第1连结带20中的，环状弹性体40内的偏向外周侧的部分(在下面称为“外周侧部分”)21的拉力大于偏到内周侧的部分(在下面，称为“内周侧部分”)22的拉力，则通过拉力差，各筒架11A，11B相对驱动侧连结件10A，或从动侧连结件10B的外周面，沿消除上述拉力差的方向旋转，或在其与第1连结带20之间，产生沿消除上述拉力差的方向的滑动。其原因在于：由于各筒架11A，11B由合成树脂材料形成，故各筒架11A，11B与第1连结带20之间的摩擦系数较低，另外，由于间隙配合，连结件10A，10B和卡箍12A，12B可按照低摩擦的方式旋转。
于是，第1连结带20中的内周侧部分22和外周侧部分21受到基本相同的拉应力，拉应力不集中于外周侧部分21，防止由此造成的抗拉强度的降低。
驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B之间的间距比如，沿对第2连结带30施加拉伸的方向相对变化的场合，也是相同的，作用于其内周侧部分22和外周侧部分21的拉应力因相对驱动侧连结件10A和从动侧连结件10B的，驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B的旋转，或相对驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B的第2连结带30的滑动，相互基本相同，这样，防止拉应力集中于外周侧部分31造成的抗拉强度的降低。
特别是，在于图3和图4所示的嵌合间隙G中，密封有润滑油的场合，施加转矩时的第1连结带20和第2连结带30的外周侧部分21，31与内周侧部分22，32的拉力差消除通过驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B的旋转而实现，使驱动侧筒架11A和从动侧筒架11B润滑，由此，不产生磨耗。
另外，由于上述那样的，筒架11A，筒架11B的旋转，或第1和第2连结带20，30的滑动，第1和第2连结带20，30的外周侧部分21，31与内周侧部分22，32的初始松弛均匀，故可发挥该初始松弛的吸振缓冲效果，与消除初始松弛的状态的较大的转矩传递力的，良好的二级特性。
图5为以对比表示本形式的柔性联轴节4，与图7和图8所示的过去结构的柔性联轴节100的扭转弹性。如该曲线图所示的那样，按照本形式的柔性联轴节4，低弹性常数的吸振缓冲区域相对过去，较显著，具有优良的二级特性。另外，在本形式的柔性联轴节4中，比如，消除初始松弛的状态的静态弹性常数相对扭转方向，为1000N·m/deg，相对(扭弯)方向，为22N·m/deg，相对轴向，为260 N·m/deg。
图6表示进行本发明的实施例的柔性联轴节4，图7和图8所示的过去结构的柔性联轴节100的疲劳耐久试验的结果。在该疲劳耐久试验中，按照1Hz的振动频率，施加一定的反复负载转矩，进行10⁶次的振动。
如由图6而得知，在该疲劳耐久试验中，在已有技术的场合，伴随振动次数的增加，扭转角逐渐增加，如果超过2×10⁶次，则扭转角的增加率逐渐增加，振动次数为3.8×10⁵次，达到疲劳破坏。与此相对，在本发明的场合，扭转角未出现增加，振动次数达到10⁶次，即使在试验结束时刻，仍不至破坏。
按照本发明第一方面所述的发明的柔性联轴节，由于外套于驱动侧连结件和从动侧连结件上的筒架由合成树脂材料形成，故通过传递转矩的施加，在沿圆周方向邻接的驱动侧筒架和从动侧筒架之间沿圆周方向发生相对位移时，在连结带的平行的内周侧部分和外周侧部分之间产生的拉力差通过相对筒架的滑动而消除，于是，防止扭矩偏置地作用于连结带的外周侧部分的情况，可提高耐久性。另外，由于容易设定稳定的初始松弛，故可获得初始转矩施加时的优良的吸振缓冲效果，与消除初始松弛后的弹性常数上升造成的优良的转矩传递力。另外，由于筒架由合成树脂材料形成，故可降低制造成本，低价格地提供柔性联轴节。
按照本发明第二方面所述的发明的柔性联轴节，由于针对本发明第一方面所述的方案，筒架与各连结件间隙配合，故可通过相对连结件的筒架的旋转，确实消除连结带的内周侧部分和外周侧部分的拉力差，更进一步确实地获得本发明第一方面的效果。
按照本发明第三方面所述的发明的柔性联轴节，由于针对本发明第二方面所述的方案，润滑剂介于驱动侧连结件，或从动侧连结件与筒架之间，故可通过相对连结件的筒架的旋转，确实消除连结带的内周部分与外周部分的拉力差，另外，可防止筒架的磨耗。