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聯軸器
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摘要
申請專利號:

CN201310395577.2

申請日:

2013.09.03

公開號:

CN103671597A

公開日:

2014.03.26

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16D 3/50申請日:20130903|||公開
IPC分類號: F16D3/50; F16D3/72 主分類號: F16D3/50
申請人: JUKI株式會社
發明人: 射越悠
地址: 日本東京
優先權: 2012.09.03 JP 2012-192739
專利代理機構: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112 代理人: 何立波;張天舒
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310395577.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.12.05|||2015.09.23|||2014.03.26

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種聯軸器,其實現扭矩傳遞時的聯軸器的連結部件的應力減少。聯軸器具有:2個固定體(20、20),其分別固定在2個旋轉軸(84a、85)上;以及連結部件(30),其向上述固定體插入。各固定體具有:主體部(21),其使旋轉軸插入;以及凸條的凸起部(22),其在該主體部的外周以均等間隔排列而形成。各凸起部具有在主體部的全長上形成并從主體部的一端部凸出形成的延伸部(23)。對于各固定體,彼此的凸起部沿周向交替地排列且彼此的主體部以插入至對方側的各延伸部的內側的狀態連結。連結部件具有配置在各凸起部的間隙中的多個插入部。各插入部的旋轉中心線方向的長度與凸起部的全長相等或者大于凸起部的全長。

權利要求書

權利要求書
1.  一種聯軸器,其具有:
2個固定體,其分別固定在2個旋轉軸上;以及
連結部件,其由插入所述2個固定體之間的彈性體構成,
該聯軸器的特征在于,
所述2個固定體分別具有:圓筒狀的主體部,其使所述2個旋轉軸中所對應的一個插入;以及多個凸起部,其是在該主體部的外周面上沿周向以均等間隔排列而形成,并且沿所述2個旋轉軸的旋轉中心線方向形成的凸條,
所述多個凸起部分別跨越所述主體部的所述旋轉中心線方向上的全長而形成,所述多個凸起部分別具有延伸部,該延伸部從所述主體部的一端部沿旋轉中心線方向凸出形成,
所述2個固定體在下述狀態下連結,即,所述2個固定體的一個凸起部和所述2個固定體的另一個凸起部沿所述周向交替地排列,并且,所述2個固定體的所述一個主體部向所述2個固定體的所述另一個延伸部的內側插入,并且,所述2個固定體的所述另一個主體部向所述2個固定體的所述一個延伸部的內側插入的狀態,
所述連結部件具有多個插入部,它們配置在沿所述周向交替地排列的所述2個固定體的凸起部之間的多個間隙中,
所述多個插入部的各自的所述旋轉中心線方向的長度,與所述凸起部的各自的所述旋轉中心線方向的全長相等或者大于該全長。

2.  根據權利要求1所述的聯軸器,其特征在于,
所述凸起部的各自的所述旋轉中心線方向的全長,與經由所述連結部件連結的所述2個固定體的所述旋轉中心線方向的長度相等。

3.  根據權利要求1或2所述的聯軸器,其特征在于,
所述連結部件具有多個連結部,其將在沿周向排列的所述多個插入部中沿周向相鄰的插入部的所述旋轉中心線方向上的一端部和 另一端部沿周向交替地連結。

4.  根據權利要求3所述的聯軸器,其特征在于,
使所述連結部件的連結部形成為,通過所述2個固定體的各自的延伸部的延伸方向的前端面側,并且沿著該前端面的形狀。

5.  根據權利要求3所述的聯軸器,其特征在于,
使所述連結部件的連結部形成為,通過所述2個固定體的一個延伸部和所述2個固定體的另一個主體部之間,并且沿著所述2個固定體的另一個主體部的外周面的形狀。

說明書

說明書聯軸器
技術領域
本發明涉及一種用于將2個旋轉軸連結的聯軸器。
背景技術
在將2個旋轉軸同心地配置并進行彼此之間的扭矩傳遞的情況下,利用聯軸器進行旋轉軸之間的連結。
圖11是當前廣泛普及的聯軸器100的分解斜視圖。如該圖所示,現有的聯軸器100具有:軸套110、120,它們分別固定在動力側的旋轉軸和負載側的旋轉軸上;以及連結部件130,其設置在軸套110、120之間,容許動力側的旋轉軸和負載側的旋轉軸的軸心偏移。
軸套110、120是大致相同的構造,具有:圓筒狀的主體部111、121,其使動力側或者負載側的旋轉軸插入;3個凸起部112、122,其從該主體部111、121的一個端面沿該主體部的中心線方向延伸(對于凸起部122中的一個省略圖示)。
主體部111、121形成沿其半徑方向貫穿至內部的螺紋孔111a、121a,利用未圖示的無頭螺釘,相對于插入至主體部111、121的內側的動力側或者負載側的旋轉軸進行固定。
3個凸起部112、122在主體部111、121的一端面上沿圓周方向以均等間隔設置。此外,主體部111、121和凸起部112、122由相同的金屬材料一體地形成。
連結部件130具有圓筒狀的主體部131和在該主體部131的外周面上朝向半徑方向外側延伸的6個凸起部132,它們由橡膠等彈性材料一體地形成。
主體部131與軸套110、120相比直徑小,可以配置在軸套110、120的各凸起部112、122的內側。
各凸起部132在主體部131的外周面上沿圓周方向以均等間隔 設置,在相鄰設置的凸起部132之間形成凹部134。
另外,對于軸套110和軸套120,在使各自的形成凸起部112、122的端面相對的狀態下,使連結部件130插入而進行連結。
此時,軸套110的凸起部112和軸套120的凸起部122,以交替地排列的方式插入連結部件130的各凹部134中。
如果在動力側的旋轉軸和負載側的旋轉軸之間產生軸心偏移,則在扭矩傳遞時會產生負載,該負載成為扭矩傳遞損耗。
在聯軸器100中,由于成為在軸套110的凸起部112和軸套120的凸起部122之間插入連結部件130的凸起部132的狀態,所以即使在因軸心偏移而使各凸起部112、122之間的間隔產生偏差的情況下,也可以使連結部件130的各凸起部132伸縮而吸收該偏差,減少扭矩傳遞損耗。
如上述所示,聯軸器100可以在旋轉軸之間實現損耗少的扭矩傳遞,但由于采用將軸套110、連結部件130、軸套120這3個部件沿旋轉軸的中心線方向排列并連結的構造,所以存在下述問題,即,特別容易在中心線方向上產生大型化。
因此,為了解決上述問題而提出了圖12所示的構造的聯軸器200。
該聯軸器200具有:軸套210、220,它們分別固定在動力側的旋轉軸和負載側的旋轉軸上;以及連結部件230,其設置在軸套210、220之間(例如,參照專利文獻1)。
一個軸套210由圓筒狀的主體部211和在該主體部211的一個端面上設置的3個凸起部212構成,是與上述的軸套110大致相同的構造。
并且,另一個軸套220具有圓筒狀的主體部221和在該主體部221的外周面上朝向半徑方向外側延伸的3個凸起部222。
軸套220的主體部221與軸套210相比直徑小,可以配置在該軸套210的各凸起部212的內側。
各凸起部222在主體部221的外周面上沿圓周方向以均等間隔設置,其前端部的外徑與軸套210的外徑相等。
另外,另一個軸套220的中心線方向的厚度,與一個軸套210的凸起部212的中心線方向的凸出長度相等,可以將另一個軸套220收容在一個軸套210的3個凸起部212的內側的區域內。
另外,連結部件230具有:6個插入部231,它們配置在一個軸套210的3個凸起部212和另一個軸套220的3個凸起部222的圓周方向的間隙中;以及6個連結部232,它們將相鄰配置的插入部231之間連結。
連結部232將沿圓周方向排列的插入部231的中心線方向上的一端部和另一端部交替地連結,由此,使連結部件230環狀地一體化。
通過該構造,連結部件230形成朝向一個軸套210側開口的3個凹部233、以及朝向另一個軸套220側開口的3個凹部234。并且,在將軸套210、220連結時,使軸套210的各凸起部212插入至一個凹部233中,使軸套220的各凸起部222插入至另一個凹部234中。由此,可以在設置連結部件230的同時,在一個軸套210的各凸起部212的內側區域內收容另一個軸套220。
其結果,聯軸器200可以在利用連結部件230的各插入部231的彈性減少損耗的同時,從動力側的旋轉軸向負載側的旋轉軸進行扭矩傳遞。
另外,由于另一個軸套220收容在一個軸套210的各凸起部212的內側區域內,所以可以在其中心線方向上與軸套220的長度相對應而實現小型化。
專利文獻1:CN200940202Y
在經由聯軸器200將旋轉軸之間連結而進行扭矩傳遞的情況下,旋轉時的負載主要在各凸起部212、222的側面上產生。
另一方面,聯軸器200為了實現小型化,各凸起部212、222的側面面積與現有技術相比變小,與此相伴,由凸起部212的側面和凸起部222的側面夾持的連結部件230的插入部231的接觸面積也變小。其結果,對于連結部件230的插入部231,每個單位面積的負載與現有技術相比變大,因此,存在下述問題,即,為了抑制磨損、老化,而必須由與現有技術相比耐久性優異的聚氨酯彈性體這樣高價的 材料形成。
發明內容
本發明的目的在于,在實現聯軸器小型化的同時,實現其連結部件的耐久性的提高。
技術方案1記載的發明是一種聯軸器,其具有:2個固定體,其分別固定在2個旋轉軸上;以及連結部件,其由插入所述2個固定體之間的彈性體構成,該聯軸器的特征在于,所述2個固定體分別具有:圓筒狀的主體部,其使所述2個旋轉軸中所對應的一個插入;以及多個凸起部,其是在該主體部的外周面上沿周向以均等間隔排列而形成,并且沿所述2個旋轉軸的旋轉中心線方向形成的凸條,所述多個凸起部分別跨越所述主體部的所述旋轉中心線方向上的全長而形成,所述多個凸起部分別具有延伸部,該延伸部從所述主體部的一端部沿旋轉中心線方向凸出形成,所述2個固定體在下述狀態下連結,即,所述2個固定體的一個凸起部和所述2個固定體的另一個凸起部沿所述周向交替地排列,并且,所述2個固定體的所述一個主體部向所述2個固定體的所述另一個延伸部的內側插入,并且,所述2個固定體的所述另一個主體部向所述2個固定體的所述一個延伸部的內側插入的狀態,所述連結部件具有多個插入部,它們配置在沿所述周向交替地排列的所述2個固定體的凸起部之間的多個間隙中,所述多個插入部的各自的所述旋轉中心線方向的長度,與所述凸起部的各自的所述旋轉中心線方向的全長相等或者大于該全長。
技術方案2記載的發明的特征在于,具有與技術方案1記載的發明相同的結構,并且,所述凸起部的各自的旋轉中心線方向的全長,與經由所述連結部件連結的所述2個固定體的所述旋轉中心線方向的長度相等。
技術方案3記載的發明的特征在于,具有與技術方案1或2記載的發明相同的結構,并且,所述連結部件具有多個連結部,其將在沿周向排列的所述多個插入部中沿周向相鄰的插入部的所述旋轉中心線方向上的一端部和另一端部沿周向交替地連結。
技術方案4記載的發明的特征在于,具有與技術方案3記載的發明相同的結構,并且,使所述連結部件的連結部形成為,通過所述2個固定體的各自的延伸部的延伸方向的前端面側,并且沿著該前端面的形狀。
技術方案5記載的發明的特征在于,具有與技術方案3記載的發明相同的結構,并且,使所述連結部件的連結部形成為,通過所述2個固定體的一個延伸部和所述2個固定體的另一個主體部之間,并且沿著所述2個固定體的另一個主體部的外周面的形狀。
發明的效果
在技術方案1記載的發明中,在同心的旋轉軸中的一個和另一個上分別固定安裝固定體,經由連結部件將各固定體連結。
此時,通過向各固定體的延伸部的內側插入彼此的主體部,從而可以縮短連結后的2個固定體的旋轉中心線方向的長度。
另一方面,由于各凸起部具有延伸部,所以可以使其長度與主體部相比更長,可以擴大凸起部的側面面積。并且,由于將向2個凸起部之間插入的連結部件的插入部的旋轉中心線方向的長度設為與凸起部的全長相等或者大于凸起部的全長,所以可以擴大凸起部和插入部彼此的接觸面積。
由此,可以減少在從旋轉軸向旋轉軸進行扭矩傳遞時,從凸起部向插入部施加的每個單位面積的負載,可以避免連結部件的老化,實現長壽命化。另外,與此相伴,在選定連結部件的材料時,并不限定于能夠承受高負載的高價材料,因此,可以實現聯軸器的制造成本的降低。
在技術方案2記載的發明中,由于將固定體的各凸起部的全長設為與經由連結部件對固定體之間進行連結時的長度相等,所以可以相對于聯軸器的長度最大限度地確保連結部和凸起部的接觸面積,可以在實現聯軸器的小型化的同時,高效地減少向連結部件的連結部施加的每個單位面積的負載。
在技術方案3記載的發明中,由于利用多個連結部對連結部件 的多個插入部進行連結,所以可以實現部件的一體化,可以實現聯軸器的組裝作業性的提高。
另外,由于多個連結部將相鄰設置的2個插入部的旋轉中心線方向上的一端部和另一端部在周向上交替地連結,所以各連結部成為偏向一端部側和另一端部側交替地配置的狀態,在將2個固定體的凸起部沿周向以交替地排列的狀態連結的情況下,各連結部不會妨礙連結。
在技術方案4記載的發明中,使連結部件的連結部通過固定體的延伸部的延伸方向的前端面側,并且沿該前端面形成。例如,在將連結部設為沿固定體的主體部的外周面的形狀的情況下,需要在一個固定體的主體部的外周面和另一個固定體的各凸起部的內表面之間,形成用于使連結部通過的間隙,但在連結部通過延伸部的前端面側的情況下,不需要上述的間隙,因此,可以通過聯軸器的小徑化而實現小型化。
在技術方案5記載的發明中,使連結部件的連結部通過一個固定體的延伸部和另一個固定體的主體部之間,并且形成沿著另一個固定體的主體部的外周面的形狀,因此,該連結部成為夾在一個固定體的各延伸部的內表面和另一個固定體的主體部的外周面之間的狀態。
例如,在各旋轉軸的旋轉中心線完全產生偏移的情況下,如果一個固定體的各延伸部的內表面和另一個固定體的主體部的外周面直接接觸,則可能因振動而產生磨損,或產生扭矩傳遞損耗,但通過設置由彈性體構成的連結部件的連結部,從而可以防止磨損,減少扭矩傳遞損耗。
附圖說明
圖1是將搭載有本發明的聯軸器的縫紉機的一部分切去后的正視圖。
圖2是縫紉機電動機的周圍的剖面圖。
圖3是縫紉機電動機周圍的結構的分解斜視圖。
圖4是本發明所涉及的聯軸器的斜視圖。
圖5是聯軸器的分解斜視圖。
圖6是從旋轉中心線方向觀察聯軸器的側視圖。
圖7是聯軸器的第一變形例的分解斜視圖。
圖8是聯軸器的第二變形例的斜視圖。
圖9是聯軸器的第三變形例的斜視圖。
圖10是表示本發明和現有的聯軸器的、向凸起部和插入部之間的接觸面施加的應力的計算結果的曲線圖。
圖11是當前廣泛普及的聯軸器的分解斜視圖。
圖12是其他現有的聯軸器的分解斜視圖。
符號的說明
10、10A、10B、10C、100、200 聯軸器
20、20C 軸套(固定體)
21 主體部
22、22C 凸起部
23、23C 延伸部
24 凹狀部
30、30A、30B 連結部件
31、31B 插入部
32、32A 連結部
33 隔壁部
80 縫紉機
84 縫紉機電動機
84a 輸出軸(旋轉軸)
85 上軸(旋轉軸)
具體實施方式
[搭載有聯軸器的縫紉機的概要]
作為本發明的實施方式,以將聯軸器10搭載在縫紉機80上的情況為例進行說明。圖1是將縫紉機80的一部分切去后的正視圖。
縫紉機80具有:縫紉機架81,其對縫紉機的整體結構進行支撐;針棒83,其保持縫針82,并且通過縫紉機架81可上下移動地支撐;縫紉機電動機84,其成為針棒83的上下移動的驅動源;上軸85,其配置在與縫紉機電動機84的輸出軸84a相同的旋轉中心線上;聯軸器10,其將上述輸出軸84a和上軸85以能夠進行扭矩傳遞的方式連結;針棒曲柄86,其固定安裝在上軸85上;曲柄桿87,其將針棒曲柄86和針棒83連結;下軸88,其在縫紉機80的下部與上軸85平行地配置;主動帶輪89,其固定安裝在上軸85上;從動帶輪90,其固定安裝在下軸88的一端部上;同步帶91,其從主動帶輪89向從動帶輪90進行扭矩傳遞;以及未圖示的釜,其設置在下軸88的另一端部上,使下線與穿過縫針82的上線纏繞。
上述縫紉機架81具有:底座部81a,其在縫紉機下部沿固定方向延伸;縱向機體部81b,其直立設置在底座部81a的一端部上;以及臂部81c,其從縱向機體部81b的上部向與底座部81a平行的方向延伸。
下軸88在上述底座部81a的內部,以與該底座部81a的長度方向平行且朝向水平的狀態可旋轉地被支撐。
在下軸88的一端部上,固定安裝有上述的從動帶輪90,從上軸85傳遞固定方向的轉動動作。
另外,在下軸88的另一端部上安裝有上述釜。釜是所謂全周旋轉垂直釜,由于其構造是公知的,所以省略詳細的說明。
上軸85在上述臂部81c的內部,以與該臂部81c的長度方向平行且朝向水平的狀態可旋轉地被支撐。
在上軸85的一端部附近,固定安裝有上述的主動帶輪89,經由同步帶91向下軸88進行扭矩傳遞。
另外,在上軸85的另一端部上固定安裝有上述的針棒曲柄86,該針棒曲柄86以上軸85為中心進行旋轉運動。在針棒曲柄86的從旋轉中心偏心的位置上,連結曲柄桿87的上端部,該曲柄桿87的上端部可以繞與上軸85平行的軸旋轉。
另一方面,在曲柄桿87的下端部連結有針棒抱持部92,該針棒 抱持部92抱持固定在針棒83上,可以繞與上軸85平行的軸旋轉。
因此,如果通過針棒曲柄86使曲柄桿87的上端部進行以上軸85為中心的圓運動,則可以向曲柄桿87的下端部僅傳遞圓運動的上下方向的成分,向針棒83施加上下移動動作。
圖2是縫紉機電動機84的周圍的剖面圖,圖3是分解斜視圖。縫紉機電動機84經由電動機安裝臺93安裝在縫紉機架81的縱向機體部81b的上部、且與臂部81c相反側的側面上。
縫紉機電動機84具有貫穿其中心部的輸出軸84a,該輸出軸84a的一端部經由聯軸器10與上軸85連結,在另一端部上安裝有手動旋轉用的手輪94。并且,輸出軸84a通過聯軸器10與上軸85連結,以同心狀態、即繞同一旋轉中心線C旋轉的方式,同時進行旋轉。
電動機安裝臺93是大致矩形的框體,形成有開口部93a,在該開口部93a的中央部中松散插入縫紉機電動機84的輸出軸84a,并且該開口部93a與設置在縱向機體部81b上的圓筒部81d嵌合。縫紉機電動機84的縫紉機架81側的端部通過未圖示的固定螺釘,固定在電動機安裝臺93上,并且,電動機安裝臺93通過螺栓緊固而固定在縱向機體部81b上。
在設置于縱向機體部81b上的圓筒部81d的內側,安裝大致圓筒狀的上軸支撐體95。該上軸支撐體95在內部具有:金屬軸承95a,其通過滑動而可旋轉地支撐上軸85的一端部;以及油封95b,其與該金屬軸承95a的外側相鄰設置。
另外,上軸支撐體95在縫紉機電動機84側的端部上形成圓形的凹狀部95c。對于該凹狀部95c,其內徑設定為比后述的聯軸器10的外徑略大,可以配置為,在不產生接觸的狀態下將聯軸器10的一端部向內側引入。
[聯軸器]
圖4是聯軸器10的斜視圖,圖5是分解斜視圖。聯軸器10主要具有:2個作為固定體的軸套20、20,它們以相對狀態分別固定安裝作為旋轉軸的縫紉機電動機84的輸出軸84a和作為旋轉軸的上軸85;以及由彈性體構成的連結部件30,其在將上述軸套20、20連結 的情況下,插入它們彼此之間。
安裝在縫紉機電動機84的輸出軸84a上的軸套20和安裝在上軸85上的軸套20為相同的構造,因此,僅對一個軸套20進行說明。
上述軸套20具有:圓筒狀的主體部21,其使縫紉機電動機84的輸出軸84a或者上軸85插入;以及3個凸起部22,其從該主體部21的外周面上向旋轉半徑方向外側凸出形成,它們由相同的金屬材料一體地形成。
上述主體部21的內徑大小形成為,與縫紉機電動機84的輸出軸84a以及上軸85的外徑大致相等且能夠插入上述軸。
另外,對于主體部21的外徑以及旋轉中心線C方向的長度,在要求聯軸器10的小型化的基礎上,優選設為更小,但在使用環境中,根據與其形成材料之間的關系,設定為至少得到規定耐用期間的耐久性及強度的數值。
此外,在縫紉機80中,縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85的外徑相等,但假設在它們的外徑不同的情況下,分別安裝由與各自的外徑對應的內徑的主體部21構成的軸套20。另外,如上述所示在各個主體部21的內徑不同的情況下,也優選將各主體部21的外徑設為彼此相等。
3個凸起部22在圓周方向上以均等間隔配置,各凸起部22的半徑方向外側的面,成為以旋轉中心線C為中心的圓周面。
另外,各凸起部22均呈沿旋轉中心線C的凸條狀,具有從主體部21的一端部朝向沿旋轉中心線C的固定方向凸出形成的延伸部23。
圖6是從旋轉中心線C的方向觀察聯軸器10的側視圖。如圖所示,凸起部22的以旋轉中心線C為中心的形成角度θ1,與成為360°的六等分的60°相比略小。另外,延伸部23的內徑R1與上述的主體部21的外徑相比略大,另外,延伸部23的旋轉中心線C方向的長度與主體部21的長度相比略長。由此,在以一個軸套20的延伸部23的前端部和另一個軸套20的主體部21的后端部(與延伸部23的延伸方向相反側的端部)一致的方式將軸套20、20彼此連結的情況 下,可以在各自的主體部21、21的端面之間形成間隙。在縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85的軸心略微產生偏移的情況下,如果主體部21、21之間直接緊密接觸,則可能成為扭矩傳遞的負載的原因,但通過上述間隙可以緩和上述負載。另外,在聯軸器10中,在連結部件30上設置具有彈性的隔壁部33(后述),向上述主體部21、21之間的間隙中插入一致的厚度的隔壁部33,實現扭矩傳遞的負載的減少。
在2個軸套20、20連結時,彼此的凸起部22、22的延伸部23、23以對置的朝向配置在同一旋轉中心線C上,直至一個軸套20的凸起部22的延伸部23的前端到達另一個軸套20的凸起部22的后端(旋轉中心線C方向上的與延伸部23相反側的端部)為止,在一個軸套20的各凸起部22之間的凹狀部24中,插入另一個軸套20的各延伸部23。
由此,2個軸套20、20成為彼此的凸起部22、22沿繞旋轉中心線C的圓周方向交替地排列的狀態,成為彼此的主體部21、21松散插入所連結的對方側的多個各延伸部23、23的內側區域內的狀態。
并且,通過圖6所示的尺寸設定,在彼此相鄰設置的一個軸套20的凸起部22和另一個軸套20的凸起部22之間,在一個軸套20的主體部21的外周面和另一個軸套20的凸起部22的延伸部23的內周面之間,以及在一個軸套20的主體部21和另一個軸套20的主體部21的相對的端面之間,得到用于使連結部件30的各部分插入的固定的間隙。
另外,在3個中的2個凸起部22上,形成從其外周面貫穿至主體部21的內周面的螺紋孔25,向該凸起部22的內側螺入無頭螺釘26。通過使該無頭螺釘26從外部向規定方向旋轉,從而利用其前端部對插入至主體部21中的縫紉機電動機84的輸出軸84a或者上軸85的外周面進行緊固,從而使軸套20不會相對于上述旋轉軸發生脫離或旋轉偏移。
連結部件30具有:6個插入部31,它們配置在沿繞旋轉中心線C的圓周方向交替地排列的2個軸套20、20的凸起部22之間的間隙 中;6個連結部32,它們將相鄰設置的插入部31、31的旋轉中心線C方向上的一端部和另一端部交替地連結;以及隔壁部33,其插入至2個軸套20、20的主體部21、21的彼此相對的端面之間。并且,它們由作為彈性體的橡膠、例如丁腈橡膠(NBR)一體地形成。
插入部31是板狀體,在配置為將2個軸套20、20連結的的情況下,插入至相鄰設置的一個軸套20的凸起部22的側面(圓周方向的兩端部的側面)和另一個軸套20的凸起部22的側面之間的間隙中。
該插入部31的旋轉中心線C方向的長度L(參照圖5)與包含延伸部23在內的凸起部22的全長一致,插入部31的相對于旋轉中心線C的半徑方向的寬度H(參照圖5),與軸套20的凸起部22的外周面和主體部21的外周面之間的半徑差一致。另外,由于插入部31可以利用其彈性而壓縮,所以其圓周方向上的厚度(角度寬度)θ2(參照圖6)設定為,與各凸起部22之間的間隙相比略寬。
由此,插入部31可以在插入時與各凸起部22的側面整體緊密接觸。
連結部32在配置為將2個軸套20、20連結的情況下,插入至一個軸套20的凸起部22的延伸部23的內周面和另一個軸套20的主體部21的外周面之間的間隙中,因此,形成為沿它們的周面彎曲的板狀。
在連結部32中,具有將插入部31、31的旋轉中心線C方向上的一端部之間連結的部分(在圖5中位于左側的連結部32)、以及將插入部31、31的旋轉中心線C方向的另一端部之間連結的部分(在圖5中位于右側的連結部32),它們配置為沿以旋轉中心線C為中心的圓周方向交替地排列。
隔壁部33是設置在6個插入部31的相對于旋轉中心線C的半徑方向內側且該各插入部31的長度方向的中間位置上的、與旋轉中心線C垂直的隔壁,在其中央部形成圓形的開口部33a。
該隔壁部33的旋轉中心線C方向的厚度,與從軸套20的凸起部22的延伸部23的旋轉中心線C方向的長度中減去主體部21的旋轉中心線C方向的長度后的值大致一致。另外,開口部33a的內徑 設定為,與主體部21的內徑一致或者比主體部21的內徑略大。
由此,在配置為將2個軸套20、20連結的情況下,隔壁部33以無間隙地插入各軸套20、20的主體部21、21中的彼此相對端面之間的狀態配置。
[利用聯軸器進行的連結作業]
下面,參照圖5,說明利用聯軸器10對縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85進行連結的方法。在以下的說明中,假設圖5中左側的軸套20是安裝在上軸85上的軸套,右側的軸套20是安裝在縫紉機電動機84的輸出軸84a上的軸套。
首先,將各個軸套20、20安裝在縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85上。
具體地說,向一個軸套20的中心部插入縫紉機電動機84的輸出軸84a,將螺紋孔25的無頭螺釘26擰緊,從而將一個軸套20固定在輸出軸84a上。
相同地,向另一個軸套20的中心部插入上軸85,利用無頭螺釘26將另一個軸套20固定在上軸85上。
然后,相對于軸套20進行連結部件30的安裝。在此情況下,連結部件30可以向輸出軸84a側和上軸85側中的任意一側進行安裝,但在這里,以向輸出軸84a側安裝軸套20的情況為例進行說明。
首先,使軸套20的各凸起部22的延伸部23和連結部件30的一端部(圖5中的右端部)相對,并且,使該連結部件30的一端部側的3個連結部32的圓周方向的位置與軸套20的3個凹狀部24一致,以在該3個連結部32的內周面側插入軸套20的主體部21的方式,將連結部件30安裝在軸套20上。此時,直至連結部件30的隔壁部33與輸出軸84a側的軸套20的主體部21的端面抵接為止,使主體部21插入至3個連結部32的內側。
其結果,成為下述狀態,即,連結部件30的一端部(圖5中的右端部)側的3個連結部32的內周面和輸出軸84a側的軸套20的主體部21的外周面緊密接觸,連結部件30的另一端部(圖5中的左端部)側的3個連結部32的外周面和輸出軸84a側的軸套20的3個延 伸部23的內周面緊密接觸。
然后,將安裝有連結部件30的輸出軸84a側的軸套20與上軸85側的軸套20連結。在此情況下,與縫紉機電動機84一起將輸出軸84a側的軸套20和上軸85側的軸套20連結,以使得輸出軸84a側的軸套20的各凸起部22的延伸部23和上軸85側的軸套20的各凸起部22的延伸部23成為相對狀態,使各個軸套20的各凸起部22的延伸部23的圓周方向的位置與對方側的軸套20的各凹狀部24一致,該各延伸部23在使連結部件30的各連結部32插入設置的同時,向對方側的軸套20的凹狀部24中插入。在此情況下,直至連結部件30的隔壁部33與上軸85側的軸套20的主體部21的端面抵接為止,使輸出軸84a側的軸套20朝向上軸85側的軸套20移動。
其結果,成為下述狀態,即,連結部件30的另一端部(圖5中的左端部)側的3個連結部32的內周面和上軸85側的軸套20的主體部21的外周面緊密接觸,連結部件30的一端部(圖5中的右端部)側的3個連結部32的外周面和上軸85側的軸套20的3個延伸部23的內周面緊密接觸。
由此,對聯軸器10進行組裝,將縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85連結。另外,與利用該聯軸器10進行的連結作業并行地,還進行縫紉機電動機84相對于電動機安裝臺93的設置作業。
此外,在上述示例中,先將聯軸器10的各軸套20向縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85上安裝,但作業流程并不限定于此。例如,也可以首先在最初對聯軸器10的各軸套20以及連結部件30進行組裝后,將一個軸套20向縫紉機電動機84的輸出軸84a或者上軸85中的某一個上安裝,然后,將另一個軸套20向縫紉機電動機84的輸出軸84a或者上軸85中的另一個上安裝。
[聯軸器的技術效果]
與圖11及圖12的聯軸器100、200進行比較,對聯軸器10的效果進行說明。
在上述聯軸器10中,由于各軸套20的凸起部22具有延伸部23,所以可以使凸起部22成為與聯軸器10的全長(2個軸套20、20經 由連結部件30連結時的長度)一致的長度。
因此,可以使軸套20的凸起部22和連結部件30的插入部31之間的接觸面的旋轉中心線C方向的寬度,與聯軸器10的全長一致,從而將該接觸面的面積最大限度地擴大,即使在使聯軸器10小型化的情況下,也可以充分地減少連結部件30的插入部31中的每個單位面積的負載。
與此相對,聯軸器100是各軸套110、120的凸起部112、122均從主體部111、121向旋轉中心線方向凸出的構造,只能將與連結部件130的凸起部132之間的接觸面的旋轉中心線C方向的寬度,確保為各軸套110、120的凸起部112、122的凸出長度。因此,相對于聯軸器100的全長,凸起部112、122和凸起部132之間的接觸面積變小,在使聯軸器100小型化的情況下,無法減少連結部件130的凸起部132中的每個單位面積的負載。
另外,對于聯軸器200,只能將各軸套210、220的凸起部212、222和連結部件230的插入部231之間的接觸面的旋轉中心線C方向的寬度,確保為軸套220的旋轉中心線方向的寬度。因此,在聯軸器200的情況下,也是相對于該聯軸器200的全長,凸起部212、222和插入部231之間的接觸面積變小,在使聯軸器200小型化的情況下,無法減少連結部件230的插入部231中的每個單位面積的負載。
如上述所示,在聯軸器10中,由于可以相對于該聯軸器10的全長而充分地擴大軸套20的凸起部22和連結部件30的插入部31之間的接觸面積,所以可以在實現聯軸器10的小型化的同時,提高連結部件30的耐久性。
并且,對于連結部件30材料的選定,不限定于能承受高負載的高價材料,因此,可以實現聯軸器10的制造成本的降低。
另外,由于聯軸器10的連結部件30具有對各插入部31進行連結的連結部32,所以可以將各部分一體化而形成為一個部件。并且,由于連結部32在各插入部31的一端部側和另一端部側交替地形成,并且,它們形成為沿軸套20的主體部21的外周面的形狀,所以連結部32成為插入至一個軸套20的主體部21和另一個軸套20的延伸部 23之間的狀態。由此,可以對縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85旋轉時的徑向的振動等進行吸收,從而進行良好的扭矩傳遞。
另外,由于連結部件30具有隔壁部33,所以該隔壁部33插入一個軸套20和另一個軸套20的彼此的主體部21之間,可以對縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85旋轉時的軸向的振動等進行吸收,從而進行良好的扭矩傳遞。
[聯軸器的變形例(1)]
圖7是聯軸器的第一變形例的分解斜視圖。在該聯軸器10A中,可以將除了其連結部件30A以外的結構設置為與聯軸器10相同。
聯軸器10A的連結部件30A具有:與連結部件30相同的6個插入部31;6個連結部32A,其將相鄰設置的插入部31、31的旋轉中心線C方向上的一端部和另一端部交替地連結;以及與連結部件30相同的隔壁部33。并且,該連結部件30A也由作為彈性體的橡膠、例如丁腈橡膠(NBR)一體地形成。
另外,上述各連結部32A形成為,在所連結的2個插入部31的一端部或者另一端部處沿軸套20的延伸部23的延伸端部的端面的形狀。另外,優選與連結部32A的厚度量相對應而縮短各延伸部23的凸出長度,使該連結部32A的不與延伸部23相對的這一側端面與軸套20的主體部21的端面一致。
因此,在隔著連結部件30A將軸套20和軸套20連結的情況下,各連結部32A成為與各延伸部23的前端部端面緊密接觸的狀態。在此情況下,由于在各延伸部23和主體部21之間不插入連結部,所以可以減小其間隙,可以使聯軸器10A整體在徑向上小型化。
此外,該聯軸器10A如上述所示,對于除了連結部件30A以外的結構、例如軸套,可以使用與聯軸器10的軸套20相同的結構,但由于不需要一個軸套20的延伸部23和另一個軸套20的主體部21之間的間隙,所以當然也可以進行下述設計變更,即,不形成該間隙、或者與連結部32A的厚度量相對應而縮短各延伸部23的凸出長度等。
[聯軸器的變形例(2)]
圖8是聯軸器的第二變形例的斜視圖。在該聯軸器10B中,可以將除了其連結部件30B以外的結構設置為與聯軸器10相同。
聯軸器10B的連結部件30B,使向2個軸套20、20的各凸起部22之間插入的6個插入部31B分別分離,不具有連結部32及隔壁部33。
并且,在聯軸器10B的制造過程中,各插入部31B通過粘接、燒接處理等而緊固在相鄰設置的凸起部22、22的彼此相對的2個側面中的一個或者這兩者上。
在緊固于各凸起部22的一個側面上的情況下,各插入部31B無法從軸套20分離。另外,在緊固于各凸起部22的2個側面上的情況下,2個軸套20、20和連結部件30B一體化而無法分離。
因此,在使聯軸器10B一體化的狀況下,將縫紉機電動機84的輸出軸84a以及上軸85連結,但不會產生作業上的問題。
如上述所示,通過使各插入部31B各自分離而預先緊固在軸套20上,從而使連結部件30B的構造簡單,因此,可以提高聯軸器10B的生產性。
此外,該聯軸器10B也可以使用與聯軸器10的軸套20相同的結構,但由于不需要一個軸套20的延伸部23和另一個軸套20的主體部21之間的間隙,所以當然也可以進行下述設計變更,即,不形成該間隙、或者由于不設置隔壁部33所以進一步縮短各延伸部23的凸出長度,以使主體部21之間更接近等。
[聯軸器的變形例(3)]
圖9是聯軸器的第三變形例的斜視圖。在該聯軸器10C中,可以將除了軸套20C以外的結構設置為與聯軸器10相同。
在上述的聯軸器10中,各軸套20的延伸部23的旋轉中心線C方向的長度設定為與主體部21的長度大致相等,由此,凸起部22的全長=聯軸器10的全長。通過使上述長度一致,從而可以相對于聯軸器10的大小,最大限度地擴大凸起部22和插入部31之間的接觸面積。
與此相對,聯軸器10C的各軸套20C的延伸部23C與主體部21 相比,旋轉中心線C方向的長度設定得較短。因此,凸起部22的全長<聯軸器10的全長,不能相對于聯軸器10的大小,將凸起部22和插入部31之間的接觸面積最大限度地擴大。因此,對于聯軸器10C,各插入部31中的每個單位面積的負載減少效果比聯軸器10差。但是,由于至少通過延伸部23C使凸起部22C的全長與主體部21相比較長,所以如果與現有的聯軸器100、200(參照圖11、圖12)相比,則實現各插入部31中的每個單位面積的負載減少,可以實現連結部件30的長壽命化。
此外,該聯軸器10C如上述所示,對于除了軸套20C以外的結構、例如連結部件,可以使用與聯軸器10的連結部件30相同的結構,但當然也可以進行下述設計變更,即,將連結部件30的各插入部31縮短為,相同于一個軸套20C的凸起部22C及其相鄰設置的另一個軸套20C的凸起部22C在旋轉中心線C方向上重合的范圍。
[其它]
上述的各聯軸器10~10C均將縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85為相同外徑這一點作為前提,分別安裝相同的軸套20或20C,但在縫紉機電動機84的輸出軸84a和上軸85的外徑不同的情況下,當然也可以安裝與各自對應的內徑的軸套。在此情況下,對于各軸套,優選使用僅用于進行位于其中心的軸插入的貫穿孔的內徑不同的軸套。
另外,在軸套20相對于縫紉機電動機84的輸出軸84a或者上軸85的安裝中,使用了無頭螺釘26,但并不限于此,例如,也可以在輸出軸84a或上軸85和軸套20上形成鍵槽,通過使鍵插入而進行安裝。另外,也可以將鍵和螺釘并用。
另外,上述的聯軸器10~10C的軸套20、20C的凸起部22、22C均形成為,其圓周方向上的兩側緣部與旋轉中心線方向C平行,但并不限于此,凸起部22、22C的圓周方向上的兩側緣部也可以形成為,隨著朝向延伸部23、23C的前端側而使寬度變窄的錐狀。
[實施例1]
圖10是表示在以相同條件進行扭矩傳遞的縫紉機電動機84的 輸出軸84a和上軸85之間安裝聯軸器10和聯軸器200的情況下,向各自的凸起部和插入部之間的接觸面施加的每個單位面積的負載(應力)的計算結果的曲線圖。
在上述聯軸器10、200中以下述條件為前提,即,凸起部和插入部之間的接觸面的相對于旋轉中心線C的最大半徑和最小半徑為相同的值,聯軸器10、200的旋轉中心線C方向的全長也為相同的值。并且,假設在扭矩傳遞時,在一個軸套20的3個凸起部22和另一個軸套20的3個凸起部22內的、一組的凸起部22、22之間集中地產生負載的情況,而進行應力計算。
其結果,聯軸器10的接觸面中的應力值為7.3[MPa],聯軸器200的接觸面中的應力值為17.4[MPa]。
另外,基于上述應力計算,對各聯軸器10、200中的安全率進行了計算。
上述安全率是根據[各聯軸器10、200中的容許應力值]/[縫紉機80中的通常使用條件下的各聯軸器10、200中的應力值]而計算的。
其結果,在聯軸器10中安全率為2.0,在聯軸器200中安全率為0.8。
如上述所示,在本實施例1中,作為發明品的聯軸器10與現有技術的聯軸器200相比,能夠得到下述結果,即,減少對凸起部22產生的應力,使安全率提高。

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