特許第6791513号(P6791513)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6791513
(24)【登録日】2020年11月9日
(45)【発行日】2020年11月25日
(54)【発明の名称】軸継手
(51)【国際特許分類】
   F16D 3/79 20060101AFI20201116BHJP
【FI】
   F16D3/79 A
【請求項の数】5
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2018-564035(P2018-564035)
(86)(22)【出願日】2017年1月27日
(86)【国際出願番号】JP2017002871
(87)【国際公開番号】WO2018138856
(87)【国際公開日】20180802
【審査請求日】2019年11月13日
(73)【特許権者】
【識別番号】592153953
【氏名又は名称】鍋屋バイテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】礒部 央
【審査官】 中島 亮
(56)【参考文献】
【文献】 特開2016−153285(JP,A)
【文献】 登録実用新案第3093023(JP,U)
【文献】 特開昭61−009156(JP,A)
【文献】 英国特許出願公告第01597184(GB,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16D 1/00−9/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動軸に対し一体回転可能に連結される駆動ハブと、従動軸に対し一体回転可能に連結される従動ハブと、前記駆動ハブと前記従動ハブとの間で回転を伝動する回転伝動部とを備えた軸継手において、
前記駆動ハブ及び前記従動ハブの少なくともいずれか一方のハブの部位であって、該軸継手全体の捩り剛性に関与しない非関与部位に対して一体に連結された動吸振器を備え
前記動吸振器は、慣性体と、前記慣性体を前記非関与部位に取付ける取付部材と、前記慣性体と前記取付部材との間に介在して前記慣性体を支持する単数または複数の弾性部材とを含み、前記慣性体、前記取付部材及び前記弾性部材は、前記駆動軸及び前記従動軸とは非接触で配置され、
前記ハブは、円柱状に形成されて、前記駆動軸または前記従動軸が嵌合する軸孔と、軸方向に一対の端面とを有しており、
前記非関与部位が前記ハブの何れか一方の端面であり、
前記慣性体は、前記取付部材が取付けられた前記ハブの外周面を覆う覆い部と、前記弾性部材に支持される部位であって、前記覆い部と一体に連結された被支持部とを有する軸継手。
【請求項2】
前記慣性体は、前記ハブの外形よりも径方向に張り出して円板状に形成されている請求項に記載の軸継手。
【請求項3】
前記弾性部材は、単数であって、
該弾性部材及び前記取付部材は、円形リング状に形成されて、前記駆動軸または前記従動軸が非接触で挿入される挿入孔をそれぞれ有し、
前記弾性部材は、前記慣性体の該弾性部材に支持される部位と前記取付部材とに重ね合わされている請求項または請求項に記載の軸継手。
【請求項4】
前記駆動ハブのみに、前記動吸振器が取付けられている請求項1乃至請求項のうちいずれか1項に記載の軸継手。
【請求項5】
前記駆動ハブ及び前記従動ハブの各々に、前記動吸振器が取付けられている請求項1乃至請求項のうちいずれか1項に記載の軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軸継手に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1及び特許文献2に開示されているように、駆動軸と従動軸との間に配置される軸継手は、前記駆動軸に連結される駆動ハブと、前記従動軸に連結される従動ハブと、両ハブの間で回転を伝動する回転伝動部とを有している。
【0003】
特許文献1及び特許文献2では、振動吸収性を高めるために、駆動ハブと従動ハブとの間に、板バネと弾性体とを介在させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−348992号公報
【特許文献2】特開2010−203469号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、このように駆動ハブと従動ハブとの間に、振動吸収を向上させるための手段を新たに介在させると、軸継手の捩り剛性が低下してしまう。
本発明の目的は、捩り剛性を維持したまま振動吸収性を持たせることができる軸継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決するため、本発明の態様によれば、駆動軸に対し一体回転可能に連結される駆動ハブと、従動軸に対し一体回転可能に連結される従動ハブと、前記駆動ハブと前記従動ハブとの間で回転を伝動する回転伝動部とを備えた軸継手において、前記駆動ハブ及び前記従動ハブの少なくともいずれか一方のハブの部位であって、該軸継手全体の捩り剛性に関与しない非関与部位に対して一体に連結された動吸振器を備える。
【0007】
この構成によれば、軸継手全体の捩り剛性に関与しない非関与部位に対して動吸振器が取付けられることにより、捩り剛性を維持したまま振動吸収性を上げることができる。
また、前記動吸振器は、慣性体と、前記慣性体を前記非関与部位に取付ける取付部材と、前記慣性体と前記取付部材との間に介在して前記慣性体を支持する単数または複数の弾性部材とを含み、前記慣性体、前記取付部材及び前記弾性部材は、前記駆動軸及び前記従動軸とは非接触で配置されることが好ましい。
【0008】
この構成にすれば、動吸振器自体の減衰性と振動吸収性とをより確実に発揮することができる。
また、前記ハブは、円柱状に形成されて、前記駆動軸または前記従動軸が嵌合する軸孔と、軸方向に一対の端面とを有しており、前記非関与部位が前記ハブの何れか一方の端面であることが好ましい。
【0009】
この構成にすれば、円柱状のハブの端面に動吸振器が取付けられることにより、捩り剛性を維持したまま振動吸収性を上げることができる。
また、前記慣性体は、前記取付部材が取付けられた前記ハブの外周面を覆う覆い部と、前記弾性部材に支持される部位であって、前記覆い部と一体に連結された被支持部とを有することが好ましい。
【0010】
この構成にすれば、ハブの外周面を覆うように配置される慣性体を、例えば円板状に形成した慣性体と振動吸収性を同じくした場合は、該円板状の慣性体に比してその回転軸心からの外径を短くでき、その外形の大きさを小型化できる。
【0011】
また、前記慣性体は、前記ハブの外形よりも径方向に張り出して円板状に形成されていることが好ましい。
この構成にすれば、簡単な構成で捩り剛性を維持したまま振動吸収性を持たせることができる。
【0012】
また、前記弾性部材は、単数であって、該弾性部材及び前記取付部材は、円形リング状に形成されて、前記駆動軸または前記従動軸が非接触で挿入される挿入孔をそれぞれ有し、前記弾性部材は、前記慣性体の該弾性部材に支持される部位と前記取付部材とに重ね合わされていることが好ましい。
【0013】
この構成にすれば、円形リング状に形成された弾性部材は同じく円形リング状に形成された取付部材と慣性体とに重ね合わせられた状態となり、かつ、各挿入孔に駆動軸及び従動軸が非接触で挿通されていることにより、簡単な構成で動吸振器自体の減衰性と振動吸収性とを発揮することができる。
【0014】
また、前記駆動ハブのみに、前記動吸振器が取付けられていることが好ましい。
この構成にすれば、駆動ハブは加振源に近くて、従動軸に比して大きく振動するため、振動抑制効果が大きくなる。
【0015】
また、前記駆動ハブ及び前記従動ハブの各々に、前記動吸振器が取付けられていることが好ましい。
この構成にすれば、1つのハブに動吸振器が取付けられている場合に比して、加減速等のパラメータの変動に強く、すなわち、ロバスト性を高くすることができる。また、1つのハブに動吸振器を取付けた場合に比して、同じ慣性モーメント比においては、駆動側の変化に対する応答性、例えば、駆動軸がモータの出力軸の場合、モータ指令に対する応答性を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】第1実施形態の動吸振器付きの軸継手の斜視図。
図2】第1実施形態の動吸振器付きの軸継手の分解斜視図。
図3】第1実施形態の軸継手の分解斜視図。
図4】第1実施形態の動吸振器付きの軸継手の断面図。
図5】第2実施形態の動吸振器付きの軸継手の斜視図。
図6】第2実施形態の動吸振器の分解斜視図。
図7】第3実施形態の動吸振器付きの軸継手の斜視図。
図8】第3実施形態の動吸振器の分解斜視図。
図9】第3実施形態における試験結果を示すグラフ。
図10】第4実施形態の動吸振器付きの軸継手の斜視図。
図11】第4実施形態の動吸振器の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
<第1実施形態>
図1図4を参照して、本発明の軸継手を具体化した第1実施形態について説明する。
図1図2に示すように、軸継手10は一対の動吸振器20、30を有している。
【0018】
図2図3図4に示すように、軸継手10は、駆動軸12に接続される駆動ハブ40と、従動軸14に接続される従動ハブ50と、駆動ハブ40と従動ハブ50との間に配置された伝達部材60と、駆動ハブ40と伝達部材60との間、及び従動ハブ50と伝達部材60との間にそれぞれ配置された一対のディスクユニット80、90を有している。本実施形態の軸継手10は、ディスクユニット80、90を備えたダブルディスクタイプのフレキシブルカップリングである。
【0019】
図3図4に示すように駆動ハブ40は、アルミニウムやステンレスなどにより円柱状に形成されている。駆動ハブ40は、断面円形状の外周面41と、円形状の外端面42及び内端面43とを有している。外端面42及び内端面43の中心部には断面円形状の軸孔44が貫通して形成されている。図3に示すように、駆動ハブ40は、外周面41から軸孔44の内周面に亘って形成されたスリット45と、外端面42からスリット45に亘って形成されたスリット46を有している。
【0020】
図4に示すように駆動軸12は、軸孔44に対して外端面42側から挿入された状態で、連結ネジ48(図2参照)によりスリット46が許容する範囲で締め付けられて軸孔44が縮径されていることにより、駆動ハブ40に対して一体回転可能に連結される。
【0021】
図3図4に示すように従動ハブ50は、アルミニウムやステンレスなどにより円柱状に形成されている。従動ハブ50は、断面円形状の外周面51と軸方向に円形状の外端面52及び内端面53とを有している。外端面52及び内端面53の中心部には断面円形状の軸孔54が貫通して形成されている。図3に示すように、従動ハブ50は、外周面51から軸孔54の内周面に亘って形成されたスリット55と、外端面52からスリット55に亘って形成されたスリット56を有している。図4に示すように従動軸14は、軸孔54に対して外端面52側から挿入された状態で、連結ネジ58(図2参照)によりスリット56が許容する範囲で締め付けられて軸孔54が縮径されていることにより、従動ハブ50に対して一体回転可能に連結される。
【0022】
ディスクユニット80は、相互に同じ大きさで円板状に形成された金属製の板バネが複数枚重ね合わされている。ディスクユニット80を構成する各板バネには中央に断面円形の透孔82が形成されている。図4に示すように、ディスクユニット80は、伝達部材60側から挿通された複数の伝動ボルト81により、駆動ハブ40の内端面43に対して締め付けされて固定されている。各伝動ボルト81は、軸継手10の回転中心を中心として、等角度に配置されている。図4に示すように伝動ボルト81の頭部と、ディスクユニット80との間には、スペーサ85が介在して伝動ボルト81により締め付けられている。
【0023】
伝達部材60は、アルミニウムやステンレスなどにより円柱状に形成されるとともに、透孔61が一対の端面62、63間に透設されている。
図4に示すように、ディスクユニット80は、駆動ハブ40側から挿通された複数の伝動ボルト83により、伝達部材60の端面62に対して締め付けされて一体となるように固定されている。なお、各伝動ボルト83は、ディスクユニット80のリング状の端面において伝動ボルト81間に配置されるとともに、相互に隣接する伝動ボルト81とは、軸継手10の回転中心を中心として等角度となるように離間配置されている。
【0024】
また、伝動ボルト81の頭部は、伝達部材60の端面62に設けられた凹部64に対して遊びを有するように嵌合されている。また、伝動ボルト83の頭部は、駆動ハブ40の凹部47に対して遊びを有するように嵌合されている。
【0025】
ディスクユニット90は、ディスクユニット80の金属製の板バネと同じ大きさであって、相互に同じ大きさで円板状に形成された金属製の板バネが複数枚重ね合わされている。ディスクユニット90を構成する各板バネには中央に断面円形の透孔92が形成されている。図4に示すようにディスクユニット90は、伝達部材60側から挿通された複数の伝動ボルト91により、従動ハブ50の内端面53に対して締め付けされて固定されている。
【0026】
各伝動ボルト91は、軸継手10の回転中心を中心として、等角度に配置されている。図4に示すように伝動ボルト91の頭部と、ディスクユニット90との間には、スペーサ95が介在して伝動ボルト91により締め付けられている。
【0027】
図4に示すように、ディスクユニット90は、従動ハブ50側から挿通された複数の伝動ボルト93により、伝達部材60の端面63に対して締め付けされて一体となるように固定されている。図4に示すように伝動ボルト93の頭部と、ディスクユニット90との間には、スペーサ94が介在して伝動ボルト93により締め付けられている。
【0028】
なお、各伝動ボルト93は、ディスクユニット90のリング状の端面において伝動ボルト91間に配置されるとともに、相互に隣接する伝動ボルト91と、軸継手10の回転中心を中心として等角度となるように離間配置されている。
【0029】
また、伝動ボルト91の頭部は、伝達部材60の端面63に設けられた凹部65に対して遊びを有するように嵌合されている。また、伝動ボルト93の頭部は、従動ハブ50の内端面53に形成された凹部57に対して遊びを有するように嵌合されている。
【0030】
ディスクユニット80、伝動ボルト81、83、伝達部材60、伝動ボルト93、ディスクユニット90、及び伝動ボルト91、93は、回転伝動部を構成している。
図4に示すように使用状態において、軸継手10は、図示しないモータによって駆動軸12が回転されると、この回転運動は、駆動ハブ40を介して複数の伝動ボルト81に伝達される。そして、伝動ボルト81からディスクユニット80を介して複数の伝動ボルト83に伝達され、伝達部材60に伝達される。この伝達部材60に伝達された回転運動は、複数の伝動ボルト93を介して、ディスクユニット90に伝達されるとともに、伝動ボルト91を介して従動ハブ50に伝達される。そして、この従動ハブ50に伝達された回転運動は、従動軸14に伝達される。上述した駆動軸12から従動軸14へのトルクの伝達中において、ディスクユニット80、90の弾性力によって、軸継手10に撓みが生じ、駆動軸12の中心軸線と従動軸14の中心軸線とが同一直線上にない状態においても、回転運動が円滑に伝達される。
【0031】
図4に示すように動吸振器20は、駆動ハブ40に対して取付けられている。図2に示すように、動吸振器20は、取付体21と、振動減衰体22と、慣性体23とを備えている。動吸振器20は、軸継手10のうち、駆動ハブ40が位置する側の振動を抑制するべく、例えば、定点理論、或いは最適同調法により、その質量等のパラメータが設定されている。
【0032】
取付体21はアルミ等の金属製であって、円形リング状に形成されているとともに、一定の厚みを有して剛性を備えている。取付体21は、取付部材に相当する。取付体21は、駆動ハブ40の外端面42に対して、等ピッチに配置された取付ボルト25により、固定されている。外端面42は、軸継手全体の捩り剛性に関与しない非関与部位に相当する。取付体21は、中央部に円形の挿入孔21aを有している。挿入孔21aは、駆動軸12の径よりも内径が大きくされていることにより、挿入された駆動軸12と干渉しないようにされている。取付体21は、挿入孔21aから径方向に延びたスリット24により、周方向に沿って形成された部位の一部が切れている。
【0033】
振動減衰体22は、合成ゴム、エラストマー等の弾性材により円形リング状に形成されて一定の厚みを有している。振動減衰体22は、単数の弾性部材に相当する。振動減衰体22は、取付体21に対して接着剤により固定されている。振動減衰体22は、中央部に円形の挿入孔22aを有している。挿入孔22aは、挿入孔21aと同径であって、同軸に配置されており、駆動軸12の径よりも内径が大きくされていることにより、駆動軸12が干渉しないように挿入されている。
【0034】
振動減衰体22の挿入孔22aの内周面には、該内周面が取付ボルト25の頭部に接触しないように凹部27が形成されている。振動減衰体22は、径方向に延びたスリット26により周方向に沿って形成された部位の一部が切れている。
【0035】
図2図4に示すように慣性体23は、ステンレス、鉄等の金属製であって、円板状の板部28と、板部28の周縁部に一体に連結された円筒状の筒部29とを備えている。板部28の内面は、振動減衰体22の取付面22bに対して接着剤により固定されている。板部28は、被支持部に相当する。板部28の中央部には、円形の挿入孔28aが形成されている。挿入孔28aは、挿入孔21aと同径であって、同軸に配置されており、駆動軸12の径よりも内径が大きくされていることにより、駆動軸12が干渉しないように挿入される。挿入孔28aの内周面には、該内周面が取付ボルト25の頭部に接触しないように凹部28bが形成されている。
【0036】
図4に示すように筒部29は、駆動ハブ40と同軸となるように、かつ、駆動ハブ40の外周面全体を覆うように配置されている。筒部29は、覆い部に相当する。筒部29には、内周面と外周面との間を貫通する透孔29aが形成され、前記連結ネジ48が挿通可能となっている。
【0037】
図4に示すように動吸振器30は、従動ハブ50に対して取付けられている。図2に示すように、動吸振器30は、取付体31と、振動減衰体32と、慣性体33とを備えている。動吸振器30は、軸継手10のうち、従動ハブ50が位置する側の振動を抑制するべく、例えば、定点理論、或いは最適同調法により、その質量等のパラメータが設定されている。
【0038】
本実施形態では、駆動ハブ40を含めた駆動ハブ側の各種部品は、従動ハブ50を含めた従動ハブ側の各種部品と同等のものを採用しているため、動吸振器30の取付体31、振動減衰体32及び慣性体33の大きさは、動吸振器20の取付体21、振動減衰体22及び慣性体23と同じ大きさ及び重さを有している。
【0039】
取付体31はアルミ等の金属製であって、円形リング状に形成されているとともに、一定の厚みを有して剛性を備えている。取付体31は、取付部材に相当する。取付体31は、従動ハブ50の外端面52に対して等ピッチに配置された取付ボルト35により、従動ハブ50の外端面52に対して固定されている。外端面52は、軸継手全体の捩り剛性に関与しない非関与部位に相当する。取付体31は中央部に円形の挿入孔31aを有している。挿入孔31aは、従動軸14の径よりも内径が大きくされていることにより、挿入された従動軸14と干渉しないようにされている。取付体31は、挿入孔31aから径方向に延びたスリット34により、周方向に沿って形成された部位の一部が切れている。
【0040】
振動減衰体32は、合成ゴム、エラストマー等の弾性材により円形リング状に形成されて一定の厚みを有している。振動減衰体32は、単数の弾性部材に相当する。振動減衰体32は、取付体31に対して接着剤により固定されている。振動減衰体32は、中央部に円形の挿入孔32aを有している。挿入孔32aは、挿入孔31aと同径であって、同軸に配置されており、従動軸14の径よりも内径が大きくされていることにより、従動軸14が干渉しないように挿入されている。振動減衰体32の挿入孔32aの内周面には、該内周面が取付ボルト35の頭部に接触しないように凹部27が形成されている。振動減衰体32は、径方向に延びたスリット36により周方向に沿って形成された部位の一部が切れている。
【0041】
図2図4に示すように慣性体33は、ステンレス、鉄等の金属製であって、円板状の板部38と、板部38の周縁部に一体に連結された円筒状の筒部39とを備えている。板部38の内面は、振動減衰体32の取付面32bに対して接着剤により固定されている。板部38は、被支持部に相当する。板部38の中央部には、挿入孔38aが形成されている。挿入孔38aは、挿入孔31aと同径であって、同軸に配置されており、従動軸14の径よりも内径が大きくされていることにより、従動軸14が干渉しないように挿入されている。挿入孔38aの内周面には、該内周面が取付ボルト35の頭部に接触しないように凹部38bが形成されている。
【0042】
図4に示すように筒部39は、従動ハブ50と同軸となるように、かつ、従動ハブ50の外周面全体を覆うように配置されている。筒部39には、内周面と外周面間を貫通する透孔39aが形成され、前記連結ネジ58が挿通可能となっている。
【0043】
上記のように構成された動吸振器付きの軸継手10の作用を説明する。
図示しないモータによって駆動軸12が回転されると、この回転運動は、駆動ハブ40、ディスクユニット80、伝達部材60、従動ハブ50等を介して、従動軸14に伝達される。また、駆動ハブ40に連結された動吸振器20は、慣性体23により、駆動ハブ40での振動及び振幅に比例した反力を与えて、駆動ハブ40の振動を吸収する。また、動吸振器20の振動減衰体22は、自身の減衰性能により駆動ハブ40の振動を減衰する。
【0044】
一方、従動ハブ50に連結された動吸振器30は、慣性体33により、従動ハブ50での振動及び振幅に比例した反力を与えることにより、従動ハブ50の振動を吸収する。また、動吸振器30の振動減衰体32は、自身の減衰性能により従動ハブ50の振動を減衰する。
【0045】
また、本実施形態では、軸継手10の駆動ハブ40、従動ハブ50に対して、それぞれ動吸振器20、30が取付けられている。このため、本実施形態の軸継手10は、同じ負荷慣性モーメント、すなわち、同じ慣性モーメント比においては、1つの動吸振器のみが軸継手10の駆動ハブ40、従動ハブ50のいずれか一方のハブに取付けられたものに比して、駆動側の変化に対する応答性、例えば、モータ指令に対する応答性を高くすることができる。また、ロバスト性を高くすることができ、トルク伝達系に関するパラメータの変化に強くすることも可能となる。
【0046】
また、本実施形態では、動吸振器20、30の慣性体23、33の筒部29、39は、駆動ハブ40及び従動ハブ50を覆うように配置されているため、慣性体23、33の全体を円板状に形成する場合に比して、半径方向の大きさを小さくすることができ、小型化することができる。
【0047】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)軸継手10は、駆動ハブ40及び従動ハブ50の部位であって、軸継手10全体の捩り剛性に関与しない非関与部位である外端面42、52に対して動吸振器20、30がそれぞれ一体に連結されている。この結果、軸継手全体の捩り剛性に関与しない非関与部位に対して動吸振器が取付けられることにより、捩り剛性を維持したまま振動吸収性を上げることができる。
【0048】
(2)動吸振器20、30は、慣性体23、33と、慣性体23、33を駆動ハブ40、及び従動ハブ50の非関与部位に取付ける取付部材としての取付体21、31と、慣性体23、33と取付体21、31との間に介在して慣性体23、33を支持する単数の弾性部材としての振動減衰体22、32とを含む。また、慣性体23、33、取付体21、31及び振動減衰体22、32は、駆動軸12及び従動軸14とはそれぞれ非接触で配置される。この構成によれば、動吸振器自体の減衰性と振動吸収性とをより確実に発揮することができる。
【0049】
(3)軸継手10の駆動ハブ40及び従動ハブ50は、円柱状に形成されて、駆動軸12及び従動軸14が嵌合する軸孔44、54と、軸方向に外端面42、52及び内端面43、53とをそれぞれ有しており、外端面42、52を取付部材が取付けられる非関与部位としている。この結果、円柱状の駆動ハブ40及び従動ハブ50の外端面42、52に動吸振器20、30が取付けられることにより、捩り剛性を維持したまま振動吸収性を上げることができる。
【0050】
(4)慣性体23、33は、取付体21、31が取付けられた駆動ハブ40及び従動ハブ50の外周面を覆う筒部29と、弾性部材としての振動減衰体22、32に支持される部位であって、筒部29、39と一体に連結された板部28、38とを有する。この結果、駆動ハブ40及び従動ハブ50の外周面を覆うように配置される慣性体23、33を、円板状に形成した慣性体と振動吸収性を同じくした場合は、該円板状の慣性体に比してその回転軸心からの外径を短くでき、その外形の大きさを小型化できる。
【0051】
(5)弾性部材としての振動減衰体22、32及び取付部材としての取付体21、31は、円形リング状に形成されて、駆動軸12及び従動軸14が非接触で挿入される挿入孔21a、22a、31a、32aをそれぞれ有している。また、振動減衰体22、32は、慣性体23、33の振動減衰体22、32に支持される部位と取付体21、31とに重ね合わされている。
【0052】
この結果、円形リング状に形成された振動減衰体22、32は同じく円形リング状に形成された取付体21、31と慣性体23、33とに重ね合わせられた状態となり、かつ、各挿入孔21a、22a、31a、32aに駆動軸12及び従動軸14が非接触で挿通されている。このことにより、簡単な構成で動吸振器自体の減衰性と振動吸収性とを発揮することができる。
【0053】
(6)本実施形態の動吸振器20、30は、駆動ハブ40及び従動ハブ50に対してそれぞれ取付けられている。この結果、駆動ハブ40での振動及び従動ハブ50での振動を、動吸振器20、30により個別に吸収することができる。
【0054】
次に、図5図10に示す他の実施形態における軸継手について説明する。他の各実施形態の軸継手は、第1実施形態の軸継手10と同一構成であるが、動吸振器120、220、320が駆動ハブ40のみに取付けられているところ、及び動吸振器120、220、320の構成が第1実施形態と大きく異なっている。以下には、さらに第1実施形態と異なる構成について説明する。
【0055】
<第2実施形態>
図5及び図6に示す第2実施形態の動吸振器120は、取付体121と、複数の振動減衰体122と、慣性体123とを備えている。取付体121はアルミ等の金属製であって、駆動ハブ40の外径よりも長い外径を有していて、円形リング状に形成されているとともに、一定の厚みを有して剛性を備えている。取付体121は、取付部材に相当する。取付体121は、駆動ハブ40の外端面42に対して、等ピッチに配置された取付ボルト125により、固定されていて、駆動ハブ40と同軸となるように配置されている。取付体121は、中央部に円形の挿入孔121aを有している。挿入孔121aは、駆動軸12の径よりも内径が大きくされていることにより、挿入された駆動軸12と干渉しないようにされている。取付体121は、挿入孔121aから径方向に延びたスリット124により、周方向に沿って形成された部位の一部が切れている。
【0056】
振動減衰体122は、合成ゴム、エラストマー等の弾性材によりピン状に形成されている。振動減衰体122は、複数の弾性部材に相当する。複数の振動減衰体122の内端は、挿入孔121aを中心にして等ピッチとなるように取付体121に対して接着剤により固定されている。振動減衰体122は、挿入孔121aから径方向に離間することにより、駆動軸12とは干渉しないようその周囲に配置されている。
【0057】
図5図6に示すように慣性体123は、ステンレス、鉄等の金属製であって、取付体121と外径が同径の円板状に形成されている。すなわち、駆動ハブ40の外形よりも径方向に張り出して形成されている。慣性体123の内面は、各振動減衰体122の外端に対して接着剤により固定されており、取付体121に対して平行に、かつ、離間して配置されている。このように、振動減衰体122は、軸方向の両端が慣性体123と取付体121とに対して固定されている。慣性体123の内面は、被支持部に相当する。
【0058】
慣性体123の中央部には、挿入孔123aが形成されている。挿入孔123aは、挿入孔121aと同径であって、挿入孔121aと同軸に配置されている。慣性体123の挿入孔123aは駆動軸12の外径よりも内径が大きくされていて、駆動軸12が干渉しないように挿入されている。また、慣性体123には、複数の貫通孔123bが形成されている。貫通孔123bは、取付体121を駆動ハブ40に固定した取付ボルト125の頭部に接触しないように取付ボルト125の頭部よりも大径に形成されている。
【0059】
上記のように構成された軸継手10は、動吸振器120が、駆動ハブ40のみに取付けられている。
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【0060】
(7)本実施形態の慣性体123は、駆動ハブ40の外形よりも径方向に張り出して円板状に形成されている。この結果、本実施形態によれば、簡単な構成で捩り剛性を維持したまま振動吸収性を持たせることができる。
【0061】
(8)本実施形態の動吸振器120は、複数の振動減衰体122を備えていて、それらがピン状に形成されている。また、振動減衰体122は、駆動軸に対して周囲に配置されるとともに、慣性体123と取付体121とに対して、軸方向の両端が固定されている。この結果、駆動軸に対して周囲に配置された複数の振動減衰体122の両端部が、慣性体と取付部材とに対して固定されていることにより、慣性体123を支持することができる。
【0062】
<第3実施形態>
図7及び図8に示す第3実施形態の動吸振器220は、取付体221と、単数の振動減衰体222と、慣性体223とを備えている。取付体221及び振動減衰体222は、第1実施形態の取付体21及び振動減衰体22とそれぞれ同様の構成を備えていて、駆動ハブ40の外端面42に対して、第1実施形態と同様に取付けられている。このため、取付体221及び振動減衰体222の各部位、並びに取付ボルト225については、第1実施形態の取付体21及び振動減衰体22、並びに取付ボルト25の各部位に付した符号に200を加算した符号を付して、その説明を省略する。
【0063】
図7図8に示すように慣性体223は、ステンレス、鉄等の金属製であって、取付体221よりも外径が大きくされて円板状に形成されている。すなわち、駆動ハブ40の外形よりも径方向に張り出して形成されている。慣性体223の内面は、各振動減衰体222の外端に対して接着剤により固定されており、取付体221に対して平行に、かつ、離間して配置されている。このように、振動減衰体222は、軸方向の両面が慣性体223と取付体221とに対して固定されている。慣性体223の内面は、被支持部に相当する。
【0064】
また、慣性体223の中央部には、挿入孔223aが形成されている。挿入孔223aは、挿入孔221a、222aと同径であって、挿入孔221aと同軸に配置されている。慣性体223の挿入孔223aは駆動軸12の外径よりも内径が大きくされていて、駆動軸12が干渉しないように挿入される。また、挿入孔223aには、複数の凹部223bが形成されている。凹部223bは、取付体221を駆動ハブ40に固定した取付ボルト225の頭部に接触しないように取付ボルト225の頭部よりも大径に形成されている。
【0065】
上記のように駆動ハブのみに動吸振器220を取付けた軸継手10と、従動ハブのみに動吸振器220を取付けた軸継手10とを、駆動モータで駆動される駆動軸と、負荷に連結された従動軸との間にそれぞれ取付けたときの試験結果を図9に示す。図9の試験結果のグラフにおいて、横軸は慣性モーメント比を示し、縦軸はオートチューニングの応答性を示している。縦軸において、上方に位置するほど、応答性が高いことを示している。なお、この試験は、前記駆動軸を制御する制御装置が、オートチューニング機能を有していて、慣性モーメント比を変化させたときの、オートチューニングにおける応答性を測定したものである。なお、オートチューニングとは、運転中にモータ電流やモータ回転数などからモータを含む駆動部全体の慣性や摩擦を推定し、所定の制御則に基づいて、オンラインで自動的にサーボ系のゲインを更新し、安定性を維持しつつ、応答性、ロバスト性、定常特性を改善する機能のことである。
【0066】
図9に示すように、慣性モーメント比を変化させた場合のいずれもが、本実施形態のように駆動ハブ40に動吸振器220を付けたときの方がオートチューニングの応答性が高い。このように応答性が、駆動ハブ40に動吸振器220を取付けた場合の方が高くなるのは、駆動側の方が振動発生源であるモータに近いため、動吸振器220の振動吸収性が発揮されやすいものと考えられる。 上記のように構成された軸継手10は、第2実施形態の(7)の他、下記の効果を容易に実現できる。
【0067】
(9)本実施形態では、駆動ハブ40のみに、動吸振器220が取付けられている。この結果、モータを制御する制御装置がオートチューニング機能つきの場合、駆動ハブ40に動吸振器220を付けたときの方がオートチューニングの応答性を高くすることができる。なお、第2実施形態においても、駆動ハブ40のみに、動吸振器120が取付けられているため、本実施形態と同様にオートチューニングの応答性を高くすることが期待できる。
【0068】
<第4実施形態>
図10及び図11に示す第4実施形態の動吸振器320は、取付体321と、単数の振動減衰体322と、慣性体323とを備えている。
【0069】
図11に示す取付体321はアルミ等の金属製であって、駆動ハブ40の外径と略同径を有していて、円形リング状に形成されているとともに、一定の厚みを有して剛性を備えている。取付体321は、取付部材に相当する。取付体321は、駆動ハブ40の外端面42に対して、等ピッチに配置された取付ボルト325により、固定されていて、駆動ハブ40と同軸となるように配置されている。
【0070】
取付体321の中央部には、嵌合孔321aが透設されている。振動減衰体322は、円筒状に形成されているとともに、軸方向における内端が嵌合孔321aに対して嵌合された状態で接着されて固定されている。振動減衰体322の外周面322bは、歯車状に形成されていて、嵌合孔321aの内周面に形成された歯車形状部と噛合されることにより、軸心の回りの回動が不能となっている。取付体321は、嵌合孔321aから径方向に延びたスリット324により、周方向に沿って形成された部位の一部が切れている。
【0071】
振動減衰体322は、合成ゴム、エラストマー等の弾性材により形成されている。振動減衰体322は、単数の弾性部材に相当する。振動減衰体322の中央部には、駆動軸が非接触で挿入される挿入孔322aが透設されている。すなわち、挿入孔322aの内径は、駆動ハブ40の軸孔44に取付けられる図示しない駆動軸の外径よりも大きくされている。
【0072】
図10図11に示すように慣性体323は、ステンレス、鉄等の金属製であって、円板状の板部328と、該板部328の周縁部に一体に連結された円筒状の筒部329とを備えている。板部328の中央部には、嵌合孔328aが形成されている。嵌合孔328aには、振動減衰体322の軸方向における外端が嵌合された状態で接着されて固定されている。振動減衰体322は歯車状の外周面322bが、嵌合孔328aの内周面に形成された歯車形状部と噛合されることにより、軸心の回りの回動が不能となっている。板部328は、被支持部に相当する。板部328は、取付体321とは相互に接触しないように離間して平行に配置されている。板部328には、取付ボルト325の頭部を離間して収納する収納孔328bが透設されている。
【0073】
筒部329は、駆動ハブ40と同軸となるように、かつ、駆動ハブ40の外周面を覆うように配置されている。筒部329は、覆い部に相当する。筒部329には、内周面と外周面間を貫通する図示しない透孔が形成され、第1実施形態で説明した連結ネジ48が挿通されている。
【0074】
上記のように構成された軸継手10は、第1実施形態の(1)〜(4)の効果の他、下記の効果を容易に実現できる。
(10)本実施形態では、振動減衰体322は、単数であって、駆動軸に対して非接触の状態で挿入可能に筒状に形成されている。また、振動減衰体322は、慣性体323と取付体321とに対して、軸方向の両端が嵌合して固定されている。この結果、単数の振動減衰体322の軸方向の両端が慣性体と取付部材とに対して嵌合して固定されていることにより、慣性体323を支持することができる。
【0075】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
前記実施形態では、軸継手は、ダブルディスクタイプとしたが、シングルディスクタイプとしてもよい。また、軸継手は、ディスクタイプの軸継手に限定されず、他のタイプの撓み軸継手、或いはリジッドカップリングに代えることも可能である。
【0076】
前記実施形態では、各ハブ40、50の外端面42、52を取付部材が取付けられる非関与部位とした。これに代えて、各ハブ40、50の内端面43、53を取付部材が取付けられる非関与部位としてもよい。
【0077】
また、非関与部位を、駆動ハブ40及び従動ハブ50の外周面とし、該外周面に対して、動吸振器を取付け固定してもよい。
第2実施形態、第3実施形態、及び第4実施形態では、駆動ハブ40に動吸振器120、220、320を取付けたが、動吸振器を従動ハブ50に対してのみ取付けてもよい。
【0078】
第4実施形態では、振動減衰体322の外周面を歯車形状としたが、この形状に限定するものではない。例えば、振動減衰体322の外周面に溝または突起を設けて、振動減衰体322に嵌合する慣性体と取付部材とには、該溝または突起に嵌合される突起または溝が設けられていればよい。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11