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联轴器.pdf

摘要
申请专利号:

CN201310395577.2

申请日:

2013.09.03

公开号:

CN103671597A

公开日:

2014.03.26

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16D 3/50申请日:20130903|||公开
IPC分类号: F16D3/50; F16D3/72 主分类号: F16D3/50
申请人: JUKI株式会社
发明人: 射越悠
地址: 日本东京
优先权: 2012.09.03 JP 2012-192739
专利代理机构: 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 代理人: 何立波;张天舒
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310395577.2

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.12.05|||2015.09.23|||2014.03.26

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供一种联轴器,其实现扭矩传递时的联轴器的连结部件的应力减少。联轴器具有:2个固定体(20、20),其分别固定在2个旋转轴(84a、85)上;以及连结部件(30),其向上述固定体插入。各固定体具有:主体部(21),其使旋转轴插入;以及凸条的凸起部(22),其在该主体部的外周以均等间隔排列而形成。各凸起部具有在主体部的全长上形成并从主体部的一端部凸出形成的延伸部(23)。对于各固定体,彼此的凸起部沿周向交替地排列且彼此的主体部以插入至对方侧的各延伸部的内侧的状态连结。连结部件具有配置在各凸起部的间隙中的多个插入部。各插入部的旋转中心线方向的长度与凸起部的全长相等或者大于凸起部的全长。

权利要求书

权利要求书
1.  一种联轴器,其具有:
2个固定体,其分别固定在2个旋转轴上;以及
连结部件,其由插入所述2个固定体之间的弹性体构成,
该联轴器的特征在于,
所述2个固定体分别具有:圆筒状的主体部,其使所述2个旋转轴中所对应的一个插入;以及多个凸起部,其是在该主体部的外周面上沿周向以均等间隔排列而形成,并且沿所述2个旋转轴的旋转中心线方向形成的凸条,
所述多个凸起部分别跨越所述主体部的所述旋转中心线方向上的全长而形成,所述多个凸起部分别具有延伸部,该延伸部从所述主体部的一端部沿旋转中心线方向凸出形成,
所述2个固定体在下述状态下连结,即,所述2个固定体的一个凸起部和所述2个固定体的另一个凸起部沿所述周向交替地排列,并且,所述2个固定体的所述一个主体部向所述2个固定体的所述另一个延伸部的内侧插入,并且,所述2个固定体的所述另一个主体部向所述2个固定体的所述一个延伸部的内侧插入的状态,
所述连结部件具有多个插入部,它们配置在沿所述周向交替地排列的所述2个固定体的凸起部之间的多个间隙中,
所述多个插入部的各自的所述旋转中心线方向的长度,与所述凸起部的各自的所述旋转中心线方向的全长相等或者大于该全长。

2.  根据权利要求1所述的联轴器,其特征在于,
所述凸起部的各自的所述旋转中心线方向的全长,与经由所述连结部件连结的所述2个固定体的所述旋转中心线方向的长度相等。

3.  根据权利要求1或2所述的联轴器,其特征在于,
所述连结部件具有多个连结部,其将在沿周向排列的所述多个插入部中沿周向相邻的插入部的所述旋转中心线方向上的一端部和 另一端部沿周向交替地连结。

4.  根据权利要求3所述的联轴器,其特征在于,
使所述连结部件的连结部形成为,通过所述2个固定体的各自的延伸部的延伸方向的前端面侧,并且沿着该前端面的形状。

5.  根据权利要求3所述的联轴器,其特征在于,
使所述连结部件的连结部形成为,通过所述2个固定体的一个延伸部和所述2个固定体的另一个主体部之间,并且沿着所述2个固定体的另一个主体部的外周面的形状。

说明书

说明书联轴器
技术领域
本发明涉及一种用于将2个旋转轴连结的联轴器。
背景技术
在将2个旋转轴同心地配置并进行彼此之间的扭矩传递的情况下,利用联轴器进行旋转轴之间的连结。
图11是当前广泛普及的联轴器100的分解斜视图。如该图所示,现有的联轴器100具有:轴套110、120,它们分别固定在动力侧的旋转轴和负载侧的旋转轴上;以及连结部件130,其设置在轴套110、120之间,容许动力侧的旋转轴和负载侧的旋转轴的轴心偏移。
轴套110、120是大致相同的构造,具有:圆筒状的主体部111、121,其使动力侧或者负载侧的旋转轴插入;3个凸起部112、122,其从该主体部111、121的一个端面沿该主体部的中心线方向延伸(对于凸起部122中的一个省略图示)。
主体部111、121形成沿其半径方向贯穿至内部的螺纹孔111a、121a,利用未图示的无头螺钉,相对于插入至主体部111、121的内侧的动力侧或者负载侧的旋转轴进行固定。
3个凸起部112、122在主体部111、121的一端面上沿圆周方向以均等间隔设置。此外,主体部111、121和凸起部112、122由相同的金属材料一体地形成。
连结部件130具有圆筒状的主体部131和在该主体部131的外周面上朝向半径方向外侧延伸的6个凸起部132,它们由橡胶等弹性材料一体地形成。
主体部131与轴套110、120相比直径小,可以配置在轴套110、120的各凸起部112、122的内侧。
各凸起部132在主体部131的外周面上沿圆周方向以均等间隔 设置,在相邻设置的凸起部132之间形成凹部134。
另外,对于轴套110和轴套120,在使各自的形成凸起部112、122的端面相对的状态下,使连结部件130插入而进行连结。
此时,轴套110的凸起部112和轴套120的凸起部122,以交替地排列的方式插入连结部件130的各凹部134中。
如果在动力侧的旋转轴和负载侧的旋转轴之间产生轴心偏移,则在扭矩传递时会产生负载,该负载成为扭矩传递损耗。
在联轴器100中,由于成为在轴套110的凸起部112和轴套120的凸起部122之间插入连结部件130的凸起部132的状态,所以即使在因轴心偏移而使各凸起部112、122之间的间隔产生偏差的情况下,也可以使连结部件130的各凸起部132伸缩而吸收该偏差,减少扭矩传递损耗。
如上述所示,联轴器100可以在旋转轴之间实现损耗少的扭矩传递,但由于采用将轴套110、连结部件130、轴套120这3个部件沿旋转轴的中心线方向排列并连结的构造,所以存在下述问题,即,特别容易在中心线方向上产生大型化。
因此,为了解决上述问题而提出了图12所示的构造的联轴器200。
该联轴器200具有:轴套210、220,它们分别固定在动力侧的旋转轴和负载侧的旋转轴上;以及连结部件230,其设置在轴套210、220之间(例如,参照专利文献1)。
一个轴套210由圆筒状的主体部211和在该主体部211的一个端面上设置的3个凸起部212构成,是与上述的轴套110大致相同的构造。
并且,另一个轴套220具有圆筒状的主体部221和在该主体部221的外周面上朝向半径方向外侧延伸的3个凸起部222。
轴套220的主体部221与轴套210相比直径小,可以配置在该轴套210的各凸起部212的内侧。
各凸起部222在主体部221的外周面上沿圆周方向以均等间隔设置,其前端部的外径与轴套210的外径相等。
另外,另一个轴套220的中心线方向的厚度,与一个轴套210的凸起部212的中心线方向的凸出长度相等,可以将另一个轴套220收容在一个轴套210的3个凸起部212的内侧的区域内。
另外,连结部件230具有:6个插入部231,它们配置在一个轴套210的3个凸起部212和另一个轴套220的3个凸起部222的圆周方向的间隙中;以及6个连结部232,它们将相邻配置的插入部231之间连结。
连结部232将沿圆周方向排列的插入部231的中心线方向上的一端部和另一端部交替地连结,由此,使连结部件230环状地一体化。
通过该构造,连结部件230形成朝向一个轴套210侧开口的3个凹部233、以及朝向另一个轴套220侧开口的3个凹部234。并且,在将轴套210、220连结时,使轴套210的各凸起部212插入至一个凹部233中,使轴套220的各凸起部222插入至另一个凹部234中。由此,可以在设置连结部件230的同时,在一个轴套210的各凸起部212的内侧区域内收容另一个轴套220。
其结果,联轴器200可以在利用连结部件230的各插入部231的弹性减少损耗的同时,从动力侧的旋转轴向负载侧的旋转轴进行扭矩传递。
另外,由于另一个轴套220收容在一个轴套210的各凸起部212的内侧区域内,所以可以在其中心线方向上与轴套220的长度相对应而实现小型化。
专利文献1:CN200940202Y
在经由联轴器200将旋转轴之间连结而进行扭矩传递的情况下,旋转时的负载主要在各凸起部212、222的侧面上产生。
另一方面,联轴器200为了实现小型化,各凸起部212、222的侧面面积与现有技术相比变小,与此相伴,由凸起部212的侧面和凸起部222的侧面夹持的连结部件230的插入部231的接触面积也变小。其结果,对于连结部件230的插入部231,每个单位面积的负载与现有技术相比变大,因此,存在下述问题,即,为了抑制磨损、老化,而必须由与现有技术相比耐久性优异的聚氨酯弹性体这样高价的 材料形成。
发明内容
本发明的目的在于,在实现联轴器小型化的同时,实现其连结部件的耐久性的提高。
技术方案1记载的发明是一种联轴器,其具有:2个固定体,其分别固定在2个旋转轴上;以及连结部件,其由插入所述2个固定体之间的弹性体构成,该联轴器的特征在于,所述2个固定体分别具有:圆筒状的主体部,其使所述2个旋转轴中所对应的一个插入;以及多个凸起部,其是在该主体部的外周面上沿周向以均等间隔排列而形成,并且沿所述2个旋转轴的旋转中心线方向形成的凸条,所述多个凸起部分别跨越所述主体部的所述旋转中心线方向上的全长而形成,所述多个凸起部分别具有延伸部,该延伸部从所述主体部的一端部沿旋转中心线方向凸出形成,所述2个固定体在下述状态下连结,即,所述2个固定体的一个凸起部和所述2个固定体的另一个凸起部沿所述周向交替地排列,并且,所述2个固定体的所述一个主体部向所述2个固定体的所述另一个延伸部的内侧插入,并且,所述2个固定体的所述另一个主体部向所述2个固定体的所述一个延伸部的内侧插入的状态,所述连结部件具有多个插入部,它们配置在沿所述周向交替地排列的所述2个固定体的凸起部之间的多个间隙中,所述多个插入部的各自的所述旋转中心线方向的长度,与所述凸起部的各自的所述旋转中心线方向的全长相等或者大于该全长。
技术方案2记载的发明的特征在于,具有与技术方案1记载的发明相同的结构,并且,所述凸起部的各自的旋转中心线方向的全长,与经由所述连结部件连结的所述2个固定体的所述旋转中心线方向的长度相等。
技术方案3记载的发明的特征在于,具有与技术方案1或2记载的发明相同的结构,并且,所述连结部件具有多个连结部,其将在沿周向排列的所述多个插入部中沿周向相邻的插入部的所述旋转中心线方向上的一端部和另一端部沿周向交替地连结。
技术方案4记载的发明的特征在于,具有与技术方案3记载的发明相同的结构,并且,使所述连结部件的连结部形成为,通过所述2个固定体的各自的延伸部的延伸方向的前端面侧,并且沿着该前端面的形状。
技术方案5记载的发明的特征在于,具有与技术方案3记载的发明相同的结构,并且,使所述连结部件的连结部形成为,通过所述2个固定体的一个延伸部和所述2个固定体的另一个主体部之间,并且沿着所述2个固定体的另一个主体部的外周面的形状。
发明的效果
在技术方案1记载的发明中,在同心的旋转轴中的一个和另一个上分别固定安装固定体,经由连结部件将各固定体连结。
此时,通过向各固定体的延伸部的内侧插入彼此的主体部,从而可以缩短连结后的2个固定体的旋转中心线方向的长度。
另一方面,由于各凸起部具有延伸部,所以可以使其长度与主体部相比更长,可以扩大凸起部的侧面面积。并且,由于将向2个凸起部之间插入的连结部件的插入部的旋转中心线方向的长度设为与凸起部的全长相等或者大于凸起部的全长,所以可以扩大凸起部和插入部彼此的接触面积。
由此,可以减少在从旋转轴向旋转轴进行扭矩传递时,从凸起部向插入部施加的每个单位面积的负载,可以避免连结部件的老化,实现长寿命化。另外,与此相伴,在选定连结部件的材料时,并不限定于能够承受高负载的高价材料,因此,可以实现联轴器的制造成本的降低。
在技术方案2记载的发明中,由于将固定体的各凸起部的全长设为与经由连结部件对固定体之间进行连结时的长度相等,所以可以相对于联轴器的长度最大限度地确保连结部和凸起部的接触面积,可以在实现联轴器的小型化的同时,高效地减少向连结部件的连结部施加的每个单位面积的负载。
在技术方案3记载的发明中,由于利用多个连结部对连结部件 的多个插入部进行连结,所以可以实现部件的一体化,可以实现联轴器的组装作业性的提高。
另外,由于多个连结部将相邻设置的2个插入部的旋转中心线方向上的一端部和另一端部在周向上交替地连结,所以各连结部成为偏向一端部侧和另一端部侧交替地配置的状态,在将2个固定体的凸起部沿周向以交替地排列的状态连结的情况下,各连结部不会妨碍连结。
在技术方案4记载的发明中,使连结部件的连结部通过固定体的延伸部的延伸方向的前端面侧,并且沿该前端面形成。例如,在将连结部设为沿固定体的主体部的外周面的形状的情况下,需要在一个固定体的主体部的外周面和另一个固定体的各凸起部的内表面之间,形成用于使连结部通过的间隙,但在连结部通过延伸部的前端面侧的情况下,不需要上述的间隙,因此,可以通过联轴器的小径化而实现小型化。
在技术方案5记载的发明中,使连结部件的连结部通过一个固定体的延伸部和另一个固定体的主体部之间,并且形成沿着另一个固定体的主体部的外周面的形状,因此,该连结部成为夹在一个固定体的各延伸部的内表面和另一个固定体的主体部的外周面之间的状态。
例如,在各旋转轴的旋转中心线完全产生偏移的情况下,如果一个固定体的各延伸部的内表面和另一个固定体的主体部的外周面直接接触,则可能因振动而产生磨损,或产生扭矩传递损耗,但通过设置由弹性体构成的连结部件的连结部,从而可以防止磨损,减少扭矩传递损耗。
附图说明
图1是将搭载有本发明的联轴器的缝纫机的一部分切去后的正视图。
图2是缝纫机电动机的周围的剖面图。
图3是缝纫机电动机周围的结构的分解斜视图。
图4是本发明所涉及的联轴器的斜视图。
图5是联轴器的分解斜视图。
图6是从旋转中心线方向观察联轴器的侧视图。
图7是联轴器的第一变形例的分解斜视图。
图8是联轴器的第二变形例的斜视图。
图9是联轴器的第三变形例的斜视图。
图10是表示本发明和现有的联轴器的、向凸起部和插入部之间的接触面施加的应力的计算结果的曲线图。
图11是当前广泛普及的联轴器的分解斜视图。
图12是其他现有的联轴器的分解斜视图。
符号的说明
10、10A、10B、10C、100、200 联轴器
20、20C 轴套(固定体)
21 主体部
22、22C 凸起部
23、23C 延伸部
24 凹状部
30、30A、30B 连结部件
31、31B 插入部
32、32A 连结部
33 隔壁部
80 缝纫机
84 缝纫机电动机
84a 输出轴(旋转轴)
85 上轴(旋转轴)
具体实施方式
[搭载有联轴器的缝纫机的概要]
作为本发明的实施方式,以将联轴器10搭载在缝纫机80上的情况为例进行说明。图1是将缝纫机80的一部分切去后的正视图。
缝纫机80具有:缝纫机架81,其对缝纫机的整体结构进行支撑;针棒83,其保持缝针82,并且通过缝纫机架81可上下移动地支撑;缝纫机电动机84,其成为针棒83的上下移动的驱动源;上轴85,其配置在与缝纫机电动机84的输出轴84a相同的旋转中心线上;联轴器10,其将上述输出轴84a和上轴85以能够进行扭矩传递的方式连结;针棒曲柄86,其固定安装在上轴85上;曲柄杆87,其将针棒曲柄86和针棒83连结;下轴88,其在缝纫机80的下部与上轴85平行地配置;主动带轮89,其固定安装在上轴85上;从动带轮90,其固定安装在下轴88的一端部上;同步带91,其从主动带轮89向从动带轮90进行扭矩传递;以及未图示的釜,其设置在下轴88的另一端部上,使下线与穿过缝针82的上线缠绕。
上述缝纫机架81具有:底座部81a,其在缝纫机下部沿固定方向延伸;纵向机体部81b,其直立设置在底座部81a的一端部上;以及臂部81c,其从纵向机体部81b的上部向与底座部81a平行的方向延伸。
下轴88在上述底座部81a的内部,以与该底座部81a的长度方向平行且朝向水平的状态可旋转地被支撑。
在下轴88的一端部上,固定安装有上述的从动带轮90,从上轴85传递固定方向的转动动作。
另外,在下轴88的另一端部上安装有上述釜。釜是所谓全周旋转垂直釜,由于其构造是公知的,所以省略详细的说明。
上轴85在上述臂部81c的内部,以与该臂部81c的长度方向平行且朝向水平的状态可旋转地被支撑。
在上轴85的一端部附近,固定安装有上述的主动带轮89,经由同步带91向下轴88进行扭矩传递。
另外,在上轴85的另一端部上固定安装有上述的针棒曲柄86,该针棒曲柄86以上轴85为中心进行旋转运动。在针棒曲柄86的从旋转中心偏心的位置上,连结曲柄杆87的上端部,该曲柄杆87的上端部可以绕与上轴85平行的轴旋转。
另一方面,在曲柄杆87的下端部连结有针棒抱持部92,该针棒 抱持部92抱持固定在针棒83上,可以绕与上轴85平行的轴旋转。
因此,如果通过针棒曲柄86使曲柄杆87的上端部进行以上轴85为中心的圆运动,则可以向曲柄杆87的下端部仅传递圆运动的上下方向的成分,向针棒83施加上下移动动作。
图2是缝纫机电动机84的周围的剖面图,图3是分解斜视图。缝纫机电动机84经由电动机安装台93安装在缝纫机架81的纵向机体部81b的上部、且与臂部81c相反侧的侧面上。
缝纫机电动机84具有贯穿其中心部的输出轴84a,该输出轴84a的一端部经由联轴器10与上轴85连结,在另一端部上安装有手动旋转用的手轮94。并且,输出轴84a通过联轴器10与上轴85连结,以同心状态、即绕同一旋转中心线C旋转的方式,同时进行旋转。
电动机安装台93是大致矩形的框体,形成有开口部93a,在该开口部93a的中央部中松散插入缝纫机电动机84的输出轴84a,并且该开口部93a与设置在纵向机体部81b上的圆筒部81d嵌合。缝纫机电动机84的缝纫机架81侧的端部通过未图示的固定螺钉,固定在电动机安装台93上,并且,电动机安装台93通过螺栓紧固而固定在纵向机体部81b上。
在设置于纵向机体部81b上的圆筒部81d的内侧,安装大致圆筒状的上轴支撑体95。该上轴支撑体95在内部具有:金属轴承95a,其通过滑动而可旋转地支撑上轴85的一端部;以及油封95b,其与该金属轴承95a的外侧相邻设置。
另外,上轴支撑体95在缝纫机电动机84侧的端部上形成圆形的凹状部95c。对于该凹状部95c,其内径设定为比后述的联轴器10的外径略大,可以配置为,在不产生接触的状态下将联轴器10的一端部向内侧引入。
[联轴器]
图4是联轴器10的斜视图,图5是分解斜视图。联轴器10主要具有:2个作为固定体的轴套20、20,它们以相对状态分别固定安装作为旋转轴的缝纫机电动机84的输出轴84a和作为旋转轴的上轴85;以及由弹性体构成的连结部件30,其在将上述轴套20、20连结 的情况下,插入它们彼此之间。
安装在缝纫机电动机84的输出轴84a上的轴套20和安装在上轴85上的轴套20为相同的构造,因此,仅对一个轴套20进行说明。
上述轴套20具有:圆筒状的主体部21,其使缝纫机电动机84的输出轴84a或者上轴85插入;以及3个凸起部22,其从该主体部21的外周面上向旋转半径方向外侧凸出形成,它们由相同的金属材料一体地形成。
上述主体部21的内径大小形成为,与缝纫机电动机84的输出轴84a以及上轴85的外径大致相等且能够插入上述轴。
另外,对于主体部21的外径以及旋转中心线C方向的长度,在要求联轴器10的小型化的基础上,优选设为更小,但在使用环境中,根据与其形成材料之间的关系,设定为至少得到规定耐用期间的耐久性及强度的数值。
此外,在缝纫机80中,缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85的外径相等,但假设在它们的外径不同的情况下,分别安装由与各自的外径对应的内径的主体部21构成的轴套20。另外,如上述所示在各个主体部21的内径不同的情况下,也优选将各主体部21的外径设为彼此相等。
3个凸起部22在圆周方向上以均等间隔配置,各凸起部22的半径方向外侧的面,成为以旋转中心线C为中心的圆周面。
另外,各凸起部22均呈沿旋转中心线C的凸条状,具有从主体部21的一端部朝向沿旋转中心线C的固定方向凸出形成的延伸部23。
图6是从旋转中心线C的方向观察联轴器10的侧视图。如图所示,凸起部22的以旋转中心线C为中心的形成角度θ1,与成为360°的六等分的60°相比略小。另外,延伸部23的内径R1与上述的主体部21的外径相比略大,另外,延伸部23的旋转中心线C方向的长度与主体部21的长度相比略长。由此,在以一个轴套20的延伸部23的前端部和另一个轴套20的主体部21的后端部(与延伸部23的延伸方向相反侧的端部)一致的方式将轴套20、20彼此连结的情况 下,可以在各自的主体部21、21的端面之间形成间隙。在缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85的轴心略微产生偏移的情况下,如果主体部21、21之间直接紧密接触,则可能成为扭矩传递的负载的原因,但通过上述间隙可以缓和上述负载。另外,在联轴器10中,在连结部件30上设置具有弹性的隔壁部33(后述),向上述主体部21、21之间的间隙中插入一致的厚度的隔壁部33,实现扭矩传递的负载的减少。
在2个轴套20、20连结时,彼此的凸起部22、22的延伸部23、23以对置的朝向配置在同一旋转中心线C上,直至一个轴套20的凸起部22的延伸部23的前端到达另一个轴套20的凸起部22的后端(旋转中心线C方向上的与延伸部23相反侧的端部)为止,在一个轴套20的各凸起部22之间的凹状部24中,插入另一个轴套20的各延伸部23。
由此,2个轴套20、20成为彼此的凸起部22、22沿绕旋转中心线C的圆周方向交替地排列的状态,成为彼此的主体部21、21松散插入所连结的对方侧的多个各延伸部23、23的内侧区域内的状态。
并且,通过图6所示的尺寸设定,在彼此相邻设置的一个轴套20的凸起部22和另一个轴套20的凸起部22之间,在一个轴套20的主体部21的外周面和另一个轴套20的凸起部22的延伸部23的内周面之间,以及在一个轴套20的主体部21和另一个轴套20的主体部21的相对的端面之间,得到用于使连结部件30的各部分插入的固定的间隙。
另外,在3个中的2个凸起部22上,形成从其外周面贯穿至主体部21的内周面的螺纹孔25,向该凸起部22的内侧螺入无头螺钉26。通过使该无头螺钉26从外部向规定方向旋转,从而利用其前端部对插入至主体部21中的缝纫机电动机84的输出轴84a或者上轴85的外周面进行紧固,从而使轴套20不会相对于上述旋转轴发生脱离或旋转偏移。
连结部件30具有:6个插入部31,它们配置在沿绕旋转中心线C的圆周方向交替地排列的2个轴套20、20的凸起部22之间的间隙 中;6个连结部32,它们将相邻设置的插入部31、31的旋转中心线C方向上的一端部和另一端部交替地连结;以及隔壁部33,其插入至2个轴套20、20的主体部21、21的彼此相对的端面之间。并且,它们由作为弹性体的橡胶、例如丁腈橡胶(NBR)一体地形成。
插入部31是板状体,在配置为将2个轴套20、20连结的的情况下,插入至相邻设置的一个轴套20的凸起部22的侧面(圆周方向的两端部的侧面)和另一个轴套20的凸起部22的侧面之间的间隙中。
该插入部31的旋转中心线C方向的长度L(参照图5)与包含延伸部23在内的凸起部22的全长一致,插入部31的相对于旋转中心线C的半径方向的宽度H(参照图5),与轴套20的凸起部22的外周面和主体部21的外周面之间的半径差一致。另外,由于插入部31可以利用其弹性而压缩,所以其圆周方向上的厚度(角度宽度)θ2(参照图6)设定为,与各凸起部22之间的间隙相比略宽。
由此,插入部31可以在插入时与各凸起部22的侧面整体紧密接触。
连结部32在配置为将2个轴套20、20连结的情况下,插入至一个轴套20的凸起部22的延伸部23的内周面和另一个轴套20的主体部21的外周面之间的间隙中,因此,形成为沿它们的周面弯曲的板状。
在连结部32中,具有将插入部31、31的旋转中心线C方向上的一端部之间连结的部分(在图5中位于左侧的连结部32)、以及将插入部31、31的旋转中心线C方向的另一端部之间连结的部分(在图5中位于右侧的连结部32),它们配置为沿以旋转中心线C为中心的圆周方向交替地排列。
隔壁部33是设置在6个插入部31的相对于旋转中心线C的半径方向内侧且该各插入部31的长度方向的中间位置上的、与旋转中心线C垂直的隔壁,在其中央部形成圆形的开口部33a。
该隔壁部33的旋转中心线C方向的厚度,与从轴套20的凸起部22的延伸部23的旋转中心线C方向的长度中减去主体部21的旋转中心线C方向的长度后的值大致一致。另外,开口部33a的内径 设定为,与主体部21的内径一致或者比主体部21的内径略大。
由此,在配置为将2个轴套20、20连结的情况下,隔壁部33以无间隙地插入各轴套20、20的主体部21、21中的彼此相对端面之间的状态配置。
[利用联轴器进行的连结作业]
下面,参照图5,说明利用联轴器10对缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85进行连结的方法。在以下的说明中,假设图5中左侧的轴套20是安装在上轴85上的轴套,右侧的轴套20是安装在缝纫机电动机84的输出轴84a上的轴套。
首先,将各个轴套20、20安装在缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85上。
具体地说,向一个轴套20的中心部插入缝纫机电动机84的输出轴84a,将螺纹孔25的无头螺钉26拧紧,从而将一个轴套20固定在输出轴84a上。
相同地,向另一个轴套20的中心部插入上轴85,利用无头螺钉26将另一个轴套20固定在上轴85上。
然后,相对于轴套20进行连结部件30的安装。在此情况下,连结部件30可以向输出轴84a侧和上轴85侧中的任意一侧进行安装,但在这里,以向输出轴84a侧安装轴套20的情况为例进行说明。
首先,使轴套20的各凸起部22的延伸部23和连结部件30的一端部(图5中的右端部)相对,并且,使该连结部件30的一端部侧的3个连结部32的圆周方向的位置与轴套20的3个凹状部24一致,以在该3个连结部32的内周面侧插入轴套20的主体部21的方式,将连结部件30安装在轴套20上。此时,直至连结部件30的隔壁部33与输出轴84a侧的轴套20的主体部21的端面抵接为止,使主体部21插入至3个连结部32的内侧。
其结果,成为下述状态,即,连结部件30的一端部(图5中的右端部)侧的3个连结部32的内周面和输出轴84a侧的轴套20的主体部21的外周面紧密接触,连结部件30的另一端部(图5中的左端部)侧的3个连结部32的外周面和输出轴84a侧的轴套20的3个延 伸部23的内周面紧密接触。
然后,将安装有连结部件30的输出轴84a侧的轴套20与上轴85侧的轴套20连结。在此情况下,与缝纫机电动机84一起将输出轴84a侧的轴套20和上轴85侧的轴套20连结,以使得输出轴84a侧的轴套20的各凸起部22的延伸部23和上轴85侧的轴套20的各凸起部22的延伸部23成为相对状态,使各个轴套20的各凸起部22的延伸部23的圆周方向的位置与对方侧的轴套20的各凹状部24一致,该各延伸部23在使连结部件30的各连结部32插入设置的同时,向对方侧的轴套20的凹状部24中插入。在此情况下,直至连结部件30的隔壁部33与上轴85侧的轴套20的主体部21的端面抵接为止,使输出轴84a侧的轴套20朝向上轴85侧的轴套20移动。
其结果,成为下述状态,即,连结部件30的另一端部(图5中的左端部)侧的3个连结部32的内周面和上轴85侧的轴套20的主体部21的外周面紧密接触,连结部件30的一端部(图5中的右端部)侧的3个连结部32的外周面和上轴85侧的轴套20的3个延伸部23的内周面紧密接触。
由此,对联轴器10进行组装,将缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85连结。另外,与利用该联轴器10进行的连结作业并行地,还进行缝纫机电动机84相对于电动机安装台93的设置作业。
此外,在上述示例中,先将联轴器10的各轴套20向缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85上安装,但作业流程并不限定于此。例如,也可以首先在最初对联轴器10的各轴套20以及连结部件30进行组装后,将一个轴套20向缝纫机电动机84的输出轴84a或者上轴85中的某一个上安装,然后,将另一个轴套20向缝纫机电动机84的输出轴84a或者上轴85中的另一个上安装。
[联轴器的技术效果]
与图11及图12的联轴器100、200进行比较,对联轴器10的效果进行说明。
在上述联轴器10中,由于各轴套20的凸起部22具有延伸部23,所以可以使凸起部22成为与联轴器10的全长(2个轴套20、20经 由连结部件30连结时的长度)一致的长度。
因此,可以使轴套20的凸起部22和连结部件30的插入部31之间的接触面的旋转中心线C方向的宽度,与联轴器10的全长一致,从而将该接触面的面积最大限度地扩大,即使在使联轴器10小型化的情况下,也可以充分地减少连结部件30的插入部31中的每个单位面积的负载。
与此相对,联轴器100是各轴套110、120的凸起部112、122均从主体部111、121向旋转中心线方向凸出的构造,只能将与连结部件130的凸起部132之间的接触面的旋转中心线C方向的宽度,确保为各轴套110、120的凸起部112、122的凸出长度。因此,相对于联轴器100的全长,凸起部112、122和凸起部132之间的接触面积变小,在使联轴器100小型化的情况下,无法减少连结部件130的凸起部132中的每个单位面积的负载。
另外,对于联轴器200,只能将各轴套210、220的凸起部212、222和连结部件230的插入部231之间的接触面的旋转中心线C方向的宽度,确保为轴套220的旋转中心线方向的宽度。因此,在联轴器200的情况下,也是相对于该联轴器200的全长,凸起部212、222和插入部231之间的接触面积变小,在使联轴器200小型化的情况下,无法减少连结部件230的插入部231中的每个单位面积的负载。
如上述所示,在联轴器10中,由于可以相对于该联轴器10的全长而充分地扩大轴套20的凸起部22和连结部件30的插入部31之间的接触面积,所以可以在实现联轴器10的小型化的同时,提高连结部件30的耐久性。
并且,对于连结部件30材料的选定,不限定于能承受高负载的高价材料,因此,可以实现联轴器10的制造成本的降低。
另外,由于联轴器10的连结部件30具有对各插入部31进行连结的连结部32,所以可以将各部分一体化而形成为一个部件。并且,由于连结部32在各插入部31的一端部侧和另一端部侧交替地形成,并且,它们形成为沿轴套20的主体部21的外周面的形状,所以连结部32成为插入至一个轴套20的主体部21和另一个轴套20的延伸部 23之间的状态。由此,可以对缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85旋转时的径向的振动等进行吸收,从而进行良好的扭矩传递。
另外,由于连结部件30具有隔壁部33,所以该隔壁部33插入一个轴套20和另一个轴套20的彼此的主体部21之间,可以对缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85旋转时的轴向的振动等进行吸收,从而进行良好的扭矩传递。
[联轴器的变形例(1)]
图7是联轴器的第一变形例的分解斜视图。在该联轴器10A中,可以将除了其连结部件30A以外的结构设置为与联轴器10相同。
联轴器10A的连结部件30A具有:与连结部件30相同的6个插入部31;6个连结部32A,其将相邻设置的插入部31、31的旋转中心线C方向上的一端部和另一端部交替地连结;以及与连结部件30相同的隔壁部33。并且,该连结部件30A也由作为弹性体的橡胶、例如丁腈橡胶(NBR)一体地形成。
另外,上述各连结部32A形成为,在所连结的2个插入部31的一端部或者另一端部处沿轴套20的延伸部23的延伸端部的端面的形状。另外,优选与连结部32A的厚度量相对应而缩短各延伸部23的凸出长度,使该连结部32A的不与延伸部23相对的这一侧端面与轴套20的主体部21的端面一致。
因此,在隔着连结部件30A将轴套20和轴套20连结的情况下,各连结部32A成为与各延伸部23的前端部端面紧密接触的状态。在此情况下,由于在各延伸部23和主体部21之间不插入连结部,所以可以减小其间隙,可以使联轴器10A整体在径向上小型化。
此外,该联轴器10A如上述所示,对于除了连结部件30A以外的结构、例如轴套,可以使用与联轴器10的轴套20相同的结构,但由于不需要一个轴套20的延伸部23和另一个轴套20的主体部21之间的间隙,所以当然也可以进行下述设计变更,即,不形成该间隙、或者与连结部32A的厚度量相对应而缩短各延伸部23的凸出长度等。
[联轴器的变形例(2)]
图8是联轴器的第二变形例的斜视图。在该联轴器10B中,可以将除了其连结部件30B以外的结构设置为与联轴器10相同。
联轴器10B的连结部件30B,使向2个轴套20、20的各凸起部22之间插入的6个插入部31B分别分离,不具有连结部32及隔壁部33。
并且,在联轴器10B的制造过程中,各插入部31B通过粘接、烧接处理等而紧固在相邻设置的凸起部22、22的彼此相对的2个侧面中的一个或者这两者上。
在紧固于各凸起部22的一个侧面上的情况下,各插入部31B无法从轴套20分离。另外,在紧固于各凸起部22的2个侧面上的情况下,2个轴套20、20和连结部件30B一体化而无法分离。
因此,在使联轴器10B一体化的状况下,将缝纫机电动机84的输出轴84a以及上轴85连结,但不会产生作业上的问题。
如上述所示,通过使各插入部31B各自分离而预先紧固在轴套20上,从而使连结部件30B的构造简单,因此,可以提高联轴器10B的生产性。
此外,该联轴器10B也可以使用与联轴器10的轴套20相同的结构,但由于不需要一个轴套20的延伸部23和另一个轴套20的主体部21之间的间隙,所以当然也可以进行下述设计变更,即,不形成该间隙、或者由于不设置隔壁部33所以进一步缩短各延伸部23的凸出长度,以使主体部21之间更接近等。
[联轴器的变形例(3)]
图9是联轴器的第三变形例的斜视图。在该联轴器10C中,可以将除了轴套20C以外的结构设置为与联轴器10相同。
在上述的联轴器10中,各轴套20的延伸部23的旋转中心线C方向的长度设定为与主体部21的长度大致相等,由此,凸起部22的全长=联轴器10的全长。通过使上述长度一致,从而可以相对于联轴器10的大小,最大限度地扩大凸起部22和插入部31之间的接触面积。
与此相对,联轴器10C的各轴套20C的延伸部23C与主体部21 相比,旋转中心线C方向的长度设定得较短。因此,凸起部22的全长<联轴器10的全长,不能相对于联轴器10的大小,将凸起部22和插入部31之间的接触面积最大限度地扩大。因此,对于联轴器10C,各插入部31中的每个单位面积的负载减少效果比联轴器10差。但是,由于至少通过延伸部23C使凸起部22C的全长与主体部21相比较长,所以如果与现有的联轴器100、200(参照图11、图12)相比,则实现各插入部31中的每个单位面积的负载减少,可以实现连结部件30的长寿命化。
此外,该联轴器10C如上述所示,对于除了轴套20C以外的结构、例如连结部件,可以使用与联轴器10的连结部件30相同的结构,但当然也可以进行下述设计变更,即,将连结部件30的各插入部31缩短为,相同于一个轴套20C的凸起部22C及其相邻设置的另一个轴套20C的凸起部22C在旋转中心线C方向上重合的范围。
[其它]
上述的各联轴器10~10C均将缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85为相同外径这一点作为前提,分别安装相同的轴套20或20C,但在缝纫机电动机84的输出轴84a和上轴85的外径不同的情况下,当然也可以安装与各自对应的内径的轴套。在此情况下,对于各轴套,优选使用仅用于进行位于其中心的轴插入的贯穿孔的内径不同的轴套。
另外,在轴套20相对于缝纫机电动机84的输出轴84a或者上轴85的安装中,使用了无头螺钉26,但并不限于此,例如,也可以在输出轴84a或上轴85和轴套20上形成键槽,通过使键插入而进行安装。另外,也可以将键和螺钉并用。
另外,上述的联轴器10~10C的轴套20、20C的凸起部22、22C均形成为,其圆周方向上的两侧缘部与旋转中心线方向C平行,但并不限于此,凸起部22、22C的圆周方向上的两侧缘部也可以形成为,随着朝向延伸部23、23C的前端侧而使宽度变窄的锥状。
[实施例1]
图10是表示在以相同条件进行扭矩传递的缝纫机电动机84的 输出轴84a和上轴85之间安装联轴器10和联轴器200的情况下,向各自的凸起部和插入部之间的接触面施加的每个单位面积的负载(应力)的计算结果的曲线图。
在上述联轴器10、200中以下述条件为前提,即,凸起部和插入部之间的接触面的相对于旋转中心线C的最大半径和最小半径为相同的值,联轴器10、200的旋转中心线C方向的全长也为相同的值。并且,假设在扭矩传递时,在一个轴套20的3个凸起部22和另一个轴套20的3个凸起部22内的、一组的凸起部22、22之间集中地产生负载的情况,而进行应力计算。
其结果,联轴器10的接触面中的应力值为7.3[MPa],联轴器200的接触面中的应力值为17.4[MPa]。
另外,基于上述应力计算,对各联轴器10、200中的安全率进行了计算。
上述安全率是根据[各联轴器10、200中的容许应力值]/[缝纫机80中的通常使用条件下的各联轴器10、200中的应力值]而计算的。
其结果,在联轴器10中安全率为2.0,在联轴器200中安全率为0.8。
如上述所示,在本实施例1中,作为发明品的联轴器10与现有技术的联轴器200相比,能够得到下述结果,即,减少对凸起部22产生的应力,使安全率提高。

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