JP4137213B2

JP4137213B2 - ウレタンカップリングの製造方法及びその製造装置

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Publication number: JP4137213B2
Application number: JP04327098A
Authority: JP
Inventors: 博山口
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2018-02-25
Also published as: JPH11132250A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、端面の複数の突起と中心孔とを有する円形ハブの一対がウレタンエラストマーを介して接合されたウレタンカップリングの製造方法及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性体軸継手は、駆動軸と従動軸とを弾性体を介して連結し、この弾性体の変形により両軸間の偏心、偏角等を吸収しつつ動力を伝達するものである。このような従来の弾性体軸継手の弾性体にゴムを使用するものとして、ＪＩＳ−Ｂ１４５５のゴム軸継手に規定されるものがある。
【０００３】
このゴム軸継手は、軸に嵌入される中心孔を有する一対の円形ハブの端面に周方向に等間隔で複数の突起を設けた１対の突起同志を向かい合わせ、前記突起を交互に等間隔に位置させるとともにこれにより円形及び突起間に形成される空間にダンパーとしてゴム弾性体を介在させたものである。
【０００４】
駆動軸から従動軸への動力の伝達は、駆動軸側の円形ハブの突起がゴム弾性体を押圧し、この押圧力を受けてゴム弾性体が従動軸側の円形ハブの突起を押圧することにより行われる。そして、このとき両軸間に偏心、偏角が存在していてもゴム弾性体の弾性により吸収される。このようなゴム弾性体の機能を十分に発揮させる材料として、ウレタンエラストマーを用いた、ウレタンカップリングが知られている。
【０００５】
このウレタンエラストマーは、液状ウレタンを熱硬化させるタイプのものである。一対の円形ハブをその突起が空間を有してかみ合い状態となし、その空間に液状ウレタンを充満させ、加熱して硬化させる。従来、この充満作業は、一対の円形ハブを型内に保持し、前記空間に液状ウレタンを注入することで行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のウレタン注型は、大気圧下で行われていたため、液状ウレタン内に存在する気泡がとれずに、そのまま残るという問題点があった。気泡が残ると、所定の反発弾性率が得られなくなる。この気泡は、液状ウレタンの秤量時及び攪拌時に発生するものであり、秤量及び攪拌工程で気泡を生じないようにすることは製造工程を複雑化させる。
【０００７】
したがって本発明の目的は、液状ウレタン内に存在する気泡を除去しつつ、一対の円形ハブの間の空間に充満させることができるウレタンカップリングの製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１の製法発明は、端面の複数の突起と中心孔とを有する円形のハブの一対を、前記突起が空間を有してかみ合い状態になるように位置決めする第１工程と、前記空間に液状ウレタンを遠心力で流入させて満たす第２工程と、前記遠心力を保持したまま前記液状ウレタンを反応硬化させ、前記一対のハブをウレタンエラストマーを介在させて接合する第３工程とを備え、前記第１工程の前記位置決めは、シャフトを前記一対のハブの前記中心孔に貫通させ、各ハブを前記シャフトの軸方向及び周方向の所定位置で固定することによって、上記ハブの前記突起が空間を有してかみ合い状態になるよう対面させ、更に開閉自在な上下金型内に前記一対のハブを前記シャフトを介して固定することにより行うものであり、前記第２工程の前記遠心力は、前記上下金型を水平面内或いは垂直面内で回転させることにより生じさせるものであり、前記第３工程の前記反応硬化は、液状ウレタンを注入した後、前記上下金型が回転している状態で行わせるものであり、第４工程として、前記一対のハブを前記シャフトともに前記上下金型から取り出したのち、前記シャフトを抜き取る工程を備えるウレタンカップリングの製造方法である。前記遠心力は回転により発生させることができ、前記回転は水平面内又は垂直面内で行われる。
【０００９】
請求項１において、前記一対のハブの前記シャフトの軸方向の所定位置での固定は、前記シャフトの大径部と小径部との間の段部に前記各ハブの端面を当接させることにより行い、前記一対のハブの前記シャフトの周方向の所定位置での固定は、前記シャフトの所定位置に予め設けられた平面部に対して前記各ハブの前記貫通孔に開口するネジ孔を利用してネジ止めすることにより行う（請求項２）。請求項１において、前記上下金型内に前記一対のハブを前記シャフトを介して行う前記固定は、前記一対のハブの各々の中心孔から突出する上突出部と下突出部とを設け、前記下突出部を前記下金型に嵌め、前記上突出部を前記上金型に嵌めることにより行う（請求項３）。請求項１において、前記上下金型は、前記ハブの収納部及び前記シャフトの固定部を、回転中心に対して同心円上に等分配置で多数列設したものである（請求項４）。請求項１において、前記上下金型は、前記ハブの収納部及び前記シャフトの固定部を、回転中心に対して同心円上に列設したものであり、前記収納部の周囲に、前記液状ウレタンを注入するためのゲート部と、このゲート部におけるウレタンの収縮と同様の収縮を生じさせるための溜め部とを設け、前記溜め部を少なくとも前記ゲートと対面する位置に配設した（請求項５）。
【００１０】
上記目的を達成する請求項６の装置発明は、端面の複数の突起と中心孔とを有する円形ハブの一対を、前記突起が空間を有してかみ合い状態になるように、前記中心孔に貫通され、前記各ハブを前記シャフトの軸方向及び周方向の所定位置で固定置決めするシャフトと、前記シャフトを固定するとともに前記ハブを覆う収納部を回転中心の同心円上に等分配置で多数列設する加熱可能且つ開閉可能な上下金型と、前記上下金型の少なくとも一方を支持し、前記上下金型を前記回転中心の回りで回転させる駆動手段と、前記上下金型の他方の前記回転中心に開口し、液状ウレタンを注入するための注入口と、前記注入口から前記多数の収納部に向かって放射状に連通して前記液状ウレタンを各収納部に導くゲート部と、を備えるウレタンカップリングの製造装置である。前記回転中心を垂直になるように配設し、前記上下金型を水平面内で回転させることが好ましい。ただし、液状ウレタンを注入するとき、前記回転中心を垂直にし、前記上下金型を回転させるとき、前記回転中心を水平にして垂直面内で回転させることもできる。
請求項６において、前記シャフトと前記ハブの嵌め合い部、及び、前記ハブと前記上下金型との嵌め合い部に弾性体リングを使用する（請求項７）。請求項６において、前記収納部の周囲であって、少なくとも、前記ゲート部と対面する位置に、前記液状ウレタンの溜め部を配設した（請求項８）。
【００１１】
前記ポリウレタンエラストマーとしては、トルエンジシソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びパラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）等に代表されるジシソシアネートと、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネイト系ポリオールの１種又は２種以上からなるプレポリマーに硬化剤（架橋剤）を配合してなるポリウレタンエラストマーが用いられる。
【００１２】
ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、ポリカルボン酸と低分子ポリオールとの縮合物で、分子量５００〜１００００のものが挙げられる。
ポリエーテル系ジオールとしては、例えば、アルキレンオキシド（例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド）を活性水素化合物である多価アルコール（例えば、ジエチレングリール）を開始剤として開環付加重合により与えられるものが挙げられる。
ポリカーボネート系ポリオールとしては、従来公知のポリオール（多価アルコール）とホスゲン、クロル蟻酸エステル、ジアルキルカーボネート又はジアリルカーボネートとの縮合によって得られ、種々の分子量のものが挙げられる。
【００１３】
前記ポリオールの１種または２種以上をＴＤＩ、ＭＤＩ及びＰＰＤＩ等に代表れるジイソシアネートと反応させて、ウレタンプレポリマー（液状ウレタン）を製造するための方法としては、特に限定されず、例えば、反応温度、反応時間、溶媒の有無等を含めて公知の方法で行うことができる。本発明に用いるウレタンエラストマーを得るためには、上述のようにして得られたウレタンプレポリマーと、硬化剤とを混合して、ウレタンプレポリマーを硬化（反応硬化）させればよい。
【００１４】
使用できる硬化剤としては、特に限定されず、従来、ウレタンプレポリマーを硬化してウレタンエラストマーを生成させる際に一般的に用いられているもので構わない。例えば、ポリオール化合物、ポリアミン化合物等が挙げられる。ポリオール化合物としては、特に限定されず、１級ポリオール、２級ポリオール、３級ポリオールのいずれを用いてもよい。
【００１５】
上記の硬化剤と、前述のようにして得られたウレタンプレポリマーとを混合して、同ウレタンプレポリマーを硬化（架橋）させるための方法としては、特に限定されず、例えば、ウレタンプレポリマーに対する硬化剤の混合割合、硬化温度、硬化時間等を含めて、通常の方法で行うことができる。本発明に用いるポリウレタンエラストマーは、添加剤等を含有するものとしてもよい。この添加剤は、可塑剤、難燃剤、充填剤、安定剤、着色剤等である。安定剤は、従来より使用されている酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、加水分解防止剤等である。
【００１６】
本発明では、前記遠心力を保持したまま前記液状ウレタンを反応硬化させる。そこで、反応促進のために、上下金型を加熱可能にしている。前記遠心力により気泡が追いやられた液状ウレタンが一対の円形ハブの間の空間を満たし、その状態を保って反応硬化を進める。一対の円形ハブの上下金型に対する位置決めはシャフトを介して行う。一対の円形ハブの間の空間を満たす液状ウレタンは金型のゲート部を介して注入される。このゲート部におけるウレタンの収縮に対抗するために前記空間に連通する液状ウレタンの溜め部を少なくとも前記ゲート部に対面する位置に設けると、前記ウレタンの前記シャフト周りの収縮が点対称になる。前記シャフトを抜き取ってウレタンカップリングにした時に、前記シャフト周りのウレタンの収縮がシャフト周りで点対象であるため、一対のハブの中心孔同志の偏心及び偏角が防止され、精度の良いウレタンカップリングが得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明方法に用いる製造装置の断面図であり、図２は、前記製造装置における下金型の上面図であり、図３は、前記製造装置におけるシャフトとハブの取付け状態を示す横断面図であり、図４は、前記シャフトとハブの取付け状態を示す縦断面図である。
【００１８】
まず、図１〜２により、本発明装置の全体を説明する。本発明装置は、円形ハブ２，３の一対を所定位置で固定するシャフト１１と、シャフト１１の多数を固定可能な下金型１２及び上金型１３と、下金型１２を支持する回転板（駆動手段）１４と、この回転板１４を高速回転させる駆動モータ（駆動手段）１５とを備えてなる。
【００１９】
駆動モータ１５は垂直上向きの出力軸１５ａを水平配置の回転板１４の回転中心に嵌入等により取り付けたものである。この回転板１４の上に、円形の下金型１２をその中心が一致するようにボルト１６を用いて固定する。
【００２０】
円形の下金型１２は、シャフト１１の下突出部４１に対応する下固定部１７と、円形ハブ２，３の一方に対応する下収納部１８とからなる下二段孔部１９を、図２のように、回転中心２０の同心円２１に等分配置（図示例では１２等分配置）したものである。回転中心２０の回りに下円形貯留部２２が設けられ、下円形貯留部２２から各々の下収納部１８に放射状に延びる下ゲート部２３が配設されている。
【００２１】
図１に戻り、円形の上金型１３も、シャフト１１の上突出部４２に対応する上固定部２４と、円形ハブ２，３の他方に対応する上収納部２５とからなる上二段孔部２６を、下金型１２の下二段孔部１９と軸心が一致するように配設したものである。また下金型１２の下円形貯留部２２と下ゲート部２３に一致する上円形貯留部２７と上ゲート部２８が上金型１３にも配設されている。なお、上下円形貯留部２２，２７と上下ゲート部２３，２８は、一体の円形貯留部及びゲート部として、上下金型１２，１３の一方だけに設けることもできる。
【００２２】
この上金型１３の回転中心２０に沿って、上下円形貯留部２２，２７に至る注入口２９が設けられている。そして、上下金型１２，１３はボルト１３ａで閉じた状態に固定される。このボルト１３ａにより、上下金型１２，１３は開閉自在となっている。また、上下金型１２，１３には、図示されない電気ヒータ等の加熱手段が内蔵されている。さらに、下金型１２の第２収納部１８と上金型１３の第２収納部２５の各々の合わせ面近くに、円形ハブの外周との間をシールするＯリング（弾性体リング）３０，３１が配設されている。
【００２３】
シャフト１１を中心にし上下金型のゲート部２３，２８を起点とすると、＋１８０°離れた平行な位置に、上下金型に分かれて位置する第１溜め部３２Ｕ，３２Ｌが配設され、＋９０°離れた直交する位置に、上下金型に分かれて位置する第２溜め部３３Ｕ，３３Ｌが配設され、−９０°離れた直交する位置に、上下金型に分かれて位置する第３溜め部３４Ｕ，３４Ｌが配設されている。ゲート部２３，２８、第１溜め部３２Ｕ，３２Ｌ、第２溜め部３３Ｕ，３３Ｌ及び第３溜め部３４Ｕ，３４Ｌは、上下金型の収納部１８，２５のうち、一対の円形ハブ２，３の間の空間に連通するように設けられている。
【００２４】
第１溜め部３２Ｕ，３２Ｌは、ゲート部２３，２８と同じ長さ及び同じ巾を有している。ゲート部２３，２８があると、それだけウレタンの量が多くなって収縮量も大きくなる。第１溜め部３２Ｕ，３２Ｌのウレタンの収縮が、前記ゲート部２３，２８のウレタンの収縮に直接的に対抗することができる。第１溜め部３２Ｕ，３２Ｌがない場合、シャフト１１がこの収縮に対抗している。そのため、シャフト１１を抜き取ると、前記ゲート部２３，２８がある側のウレタンの収縮が大きくなり、一対の円形ハブの偏心・偏角が生じる。そこで、前記ゲート部２３，２８のウレタンの収縮に対抗するため、少なくとも、前記ゲート部２３，２８から＋１８０°離れた対向位置に第１溜め部３２Ｕ，３２Ｌを設ける。
前記ゲート部２３，２８におけるウレタンの収縮と同じ現象をシャフト１１の周りで点対象になるように多く生じさせると、シャフト１１周りの収縮が略均一になる。そこで、第２溜め部３３Ｕ，３３Ｌ及び第３溜め部３４Ｕ，３４Ｌを、ゲート部２３，２８と同じ長さ及び同じ巾をにして設けることが好ましい。図示のように、収納部１８，２５の回りを４等分した位置にゲート部２３，２８、第１溜め部３２Ｕ，３２Ｌ、第２溜め部３３Ｕ，３３Ｌ及び第３溜め部３４Ｕ，３４Ｌを設けると、収納部１８，２５内部の空間にあるウレタンの収縮がシャフト１１に対して点対象によりバランスするようになる。その結果、前記シャフト１１を抜き取ってウレンタンカップリングにしたとき、ウレタンの収縮の偏在によって生じる、一対の円形ハブの中心孔同志の偏心や偏角が抑制される。
【００２５】
図３及び図４により、円形ハブ２，３とシャフト１１との取付体を説明する。図４は図３のＸ−Ｘ線断面図である。図３において、大径の第１突出部４１から小径の第２突出部４２に至るまでに、順次小径となる第１軸部４３と第２軸部４４を設けたものである。大径の第１突出部４１と小径の第１軸部４３との間に第１段部４５が形成され、大径の第１軸部４３と小径の第２軸部４４との間に第２段部４６が形成されている。また、第１軸部４３の円形ハブ２の対面側の端面近くと、第２軸部４４の円形ハブ３の対面側の端面近くに、円形ハブ２，３の中心孔の間をシールするＯリング（弾性体リング）４７，４８が配設されている。更に、第１軸部４３の円形ハブ２の中間位置と、第２軸部４４の円形ハブ３の中間位置に、円形ハブ２，３のボルト孔に対面する平面部４９，５０が設けられている。
【００２６】
図５及び図６により、円形ハブ２，３の構造を説明する。図６は図５のＹ−Ｙ線断面図である。図５において、アルミ合金製の一対の円形ハブ２，３は、それぞれ中心孔４，５を有し、互いに対向する端面に突起６，７が突設されたものである。図６のように、円形ハブ２の３本の突起６，６，６と円形ハブ３の３本の突起７，７，７は互いに同じ距離離れた空間を介してかみ合い状態に配設されている。この空間にあるウレタンエラストマー８が一対の円形ハブ２，３を接合する構造になっている。通常、一方の円形ハブ２の中心孔４は他方の円形ハブ３の中心孔５より大径になっている。またウレタンエラストマー８は内側が中心孔４と同じ内径を有するリングになっており、リングから放射状に延びる部分が突起６，７の間の空間等を埋めている。さらに、円形ハブ２の本体の中間位置に中心孔４に開口するボルト孔９が設けられ、同じく円形ハブ３の本体の中間位置に中心孔５に開口するボルト孔１０が設けられている。なお、円形ハブ２，３にアルミ合金を使用した場合には、ウレタンレラストマー８との接着性を向上させるために、円形ハブ２，３の対向する部分に接着剤を予め塗布しておく接着性向上のための処理を施しておくことが望ましい。
【００２７】
図３に戻り、シャフト１１の第１軸部４３は円形ハブ２の中心孔４に嵌まる外径を有しており、円形ハブ２の反対向面側の端部が第１段部４５に当たってシャフト１１に対する軸方向位置が決まる。また、シャフト１１の第２軸部４４は円形ハブ３の中心孔５に嵌まる外径を有しており、円形ハブ３の対向面側の端部が第２段部４６に当たってシャフト１１に対する軸方向位置が決まる。これにより、円形ハブ２の突起６と円形ハブ３との間の距離εと、円形ハブ３の突起７と円形ハブ２との間の距離εとが自動的に決まるようになっている。
【００２８】
円形ハブ２のボルト孔９に止めネジ５１をねじ込むと、止めネジ５１の先端が平面部４９に垂直に当たり、円形ハブ２のシャフト１１の周方向位置が決まる。同様に、円形ハブ３のボルト孔１０に止めネジ５２をねじ込むと、止めネジ５２の先端が平面部５０に垂直に当たり、円形ハブ３のシャフト１１の周方向位置が決まる。これにより、図４のように、円形ハブ２の突起６と円形ハブ３の突起７との間の隙間５３が角度αの等しいものとなって、円形ハブ２，３の周方向位置が自動的に決まるようになっている。
【００２９】
このように、シャフト１１に円形ハブ２，３を順に嵌めて段部４５，４６に当て、止めネジ５１，５２をねじ込むだけで、シャフト１１に対する円形ハブ２，３の軸方向位置と周方向位置か決まる。そして、円形ハブ２，３の間に突起６，７を介在させた所定空間５４が形成される。
【００３０】
つぎに、上述した本発明装置を用いた本発明製法を説明する。図３に示すように、まずシャフト１１に大きな中心孔４を有する円形ハブ２を嵌入し、円形ハブ２の端面を第１段部４５に当てる。つぎに、シャフト１１に小さな中心孔５を有する円形ハブ３を嵌入し、円形ハブ３の端面を第２段部４６に当てる。そして、円形ハブ２のネジ孔９に止めボルト５１をねじ込み、平面部４９に止めボルト５１の先端を当てる。同様に円形ハブ３のネジ孔１０に止めボルト５２をねじ込み、平面部５０に止めボルト５２の先端を当てる。このように、一対の円形ハブ２，３のシャフト１１に対する軸方向位置と周方向位置に決め、軸方向隙間εと突起６，７間の隙間５３等の空間５４を所定形状のものとする（第１工程）。
【００３１】
図１のボルト１３ａを外し、上金型１３を外した状態にする。図３のシャフト１１と円形ハブ２，３の取付体を、下突出部４１を下固定部１７に嵌入することにより下金型１２の所定位置にセットする。つぎに、上金型１３を回転中心２０に沿って降ろし、上突出部４２を上固定部２４に嵌入することにより上金型１３の下金型１２に対する同心を確保して、ボルト１３ａをねじ込む。すると、図３のシャフト１１と円形ハブ２，３の取付体の１２個が、上下金型１２，１３内にセットされ、円形ハブ２，３間の空間が、ゲート部２３，２８、円形貯留部２７，２８を介して注入口２９に連通する状態になる。この状態にして、駆動モータ１５を回転させると、回転円板１４を介して上下金型１２，１３が回転し、シャフト１１と円形ハブ２，３の取付体に大きな遠心力が発生する。遠心力が発生したまま、注入口２９から液状ウレタンを注入すると、円形貯留部２７，２８、ゲート部２２，２７を介して、円形ハブ２，３間の空間に液状ウレタンが充満していく（第２工程）。
【００３２】
遠心力を発生させたまま上下金型１２，１３を加熱すると、液状ウレタンの反応硬化が進んでいく。遠心力が発生したままであるため、液状ウレタン内に気泡があっても、比重の軽い気泡部分は円形貯留部２７，２８に集まり、円形ハブ２，３の間の空間の液状ウレタンは最も遠心力か大きいため気泡が殆ど存在しなくなる。円形ハブ２，３の空間の液状ウレタンが反応硬化してウレタンエラストマーに変化すると、円形ハブ２，３がウレタンエラストマーで接合される（第３工程）。このとき、ゲート部２３，２８におけるウレタンの収縮により、円形ハブ２，３の空間にあるウレタンが引っ張られるが、第１溜め部３２Ｕ，３２Ｌからの引っ張りが対抗し、第２溜め部３３Ｕ，３３Ｌ及び第３溜め部３４Ｕ，３４Ｌが円形ハブ２，３の空間にあるウレタンの動きを規制し、ウレタンの収縮が周方向に均一化される。そのため、シャフト１１を抜いたときに、ウレタンの収縮に起因する一対の円形ハブの中心孔同志の偏心や偏角が出なくなる。
【００３３】
上下金型１２，１３の回転を止め、ボルト１３ａを外して上金型１３と下金型１２を開放する。そして、下金型１２からシャフト１１と円形ハブ２，３の取付体の１２個を取り外す。そして、止めネジ５１，５２を緩めて外し、取付体からシャフト１１を抜き取る。円形ハブ２，３の間の空間に詰まったウレタンエラストマーのゲート部分をカットし、所定形状のウレタンカップリングを得る（第４工程）。
【００３４】
第２，第３工程の遠心力付与の工程で、液状ウレタンの収納部２５への余分な洩れだしは、弾性リング３０，３１で止められ、同じく液状ウレタンの中心孔４，５への余分な洩れだしは図３の弾性リング４７，４８で止められる。そのため、所定形状のウレタンカップリングを得るまでの、仕上げ作業が簡単になる。但し、弾性リング４７，４８は必ずしも必要ではない。何故ならば、軸振れの精度を高めるためには、弾性リング４７，４８を省いた方が好ましい場合があるからである。
【００３５】
以上のように、一回の遠心力付与の工程で、１２個のウレタンカップリングを得ることができる。また、一対の円形ハブ２，３をシャフト１１で位置決めする構成であるため、大きな遠心力が作用しても、一対の円形ハブ２，３の位置関係がずれることがなく、高精度のウレタンカップリングが得られる。
【００３６】
【実施例】
同心円の直径（ＰＣＢ）が２０５ｍｍであって、シャフトと円形ハブの取付体を１２個セットできる上下金型を用いた。プレポリマー（液状ウレタン）として、ポリエステル系Ｔ．Ｄ．Ｉ．ウレタンプレポリマーであるＶｉｂｒａｔｈａｎｅ８０５０（ユニロイヤル社製）に架橋剤としてポリオール系の架橋剤であるＡ−９３１（ユニロイヤル社製）、およびアミン系架橋剤であるＭＯＣＡ（和歌山精化製）を表１に示すように混合し、予め攪拌しておいたものを使用した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
水平配置の上下金型を中心軸回りで４０００ｒｐｍ±５００ｒｐｍで回転させ、所定時間３０〜４０分遠心力を作用させたままにし、同時に上下金型を９０〜１３０℃で加熱して前記液状ウレタンを硬化させた。硬化後にシャフトを上下金型から外し、シャフトからウレタンエラストマーで接合された円形ハブを取り外して、ウレタンカップリングを得た。この時の架橋後のウレタンエラストマーには気泡は目視では見当たらず、ウレタンエラストマーの反発弾性率は３０％（ＪＩＳＫ６３０１）で均一であった。なお、３５００ｒｐｍ時の遠心力は１４０４Ｇであり、４５００ｒｐｍ時の遠心力は２３２１Ｇである。従って、ウレタンの注入時に必要な遠心力は１３５０〜２４００Ｇである。
【００３９】
つぎに、上下金型のゲート部のウレタンの収縮に対抗できる位置に溜め部を配設した場合、一対の円形ハブの中心孔同志の偏心・偏角がどの程度防止できるかを測定した。
【００４０】
図２のようにゲート部と３か所の溜め部とを円周上に等分配置した金型と、溜め部がなくゲート部だけを配置した金型の両方を使用し、ハブ径３０ｍｍ、両端の軸径８ｍｍのウレタンカップリングを、３か所の溜め部有りで９６個、溜め部無しで５９個得た。一方のハブの軸を回転軸に嵌入し、他方のハブの軸の内側１ｍｍの振れをテストインジケータで測定し、その結果を表２に示す。表２において、平均値は、９６個又は５９個の測定値の平均であり、ＭＡＸは、９６個又は５９個の測定値のうちの最大であり、ＭＩＮは、９６個又は５９個のの測定値のうちの最小である。金型内のウレタンの収縮を円周方向で均一にすると、出来たウレタンカップリングの偏心・偏角が大幅に改善されることが判る。
【００４１】
【表２】

【００４２】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜５の製法発明によると、以下の効果を奏する。遠心力で液状ウレタンを一対の円形ハブ間の空間に注入し、遠心力を保ったまま前記液状ウレタンを反応硬化させるため、秤量時又は攪拌時に前記液状ウレタン内に発生した気泡が除去され、円形ハブの一対を所定のウレタンエラストマーを介して接合することができる。また、シャフトを使って一対の円形ハブの位置決めを行うため、円形ハブの突起の位置関係や円形ハブの同心度が高精度に維持でき、予めセットされたシャフトと円形ハブを金型に取り付けるだけでよいため、作業工程の能率化が可能になる（請求項１）。
シャフトの軸方向の段部により、一対の円形ハブの軸方向位置が決まり、シャフトに対するネジ止めにより、一対の円形ハブの周方向位置が決まるので、シャフトに対する一対の円形ハブの精度良い取り付けが簡単にできる（請求項２）。
また、シャフトの上下突出部により、一対の円形ハブのシャフト基準の精度を維持したまま、シャフト及び円形ハブの取付体を上下金型へ簡単にセットできる（請求項３）。前記シャフトと円形ハブの取付体の収納部の多数を同心円上に等分配置した金型を使うため、短時間に数多くのウレタンカップリングを製造できる（請求項４）。
前記収納部の周囲に、前記液状ウレタンを注入するためのゲート部と、このゲート部におけるウレタンの収縮と同様の収縮を生じさせるための溜め部とを設け、前記溜め部を少なくとも前記ゲートと対面する位置に配設すると、高精度のウレタンカップリングを製造できる（請求項５）。
【００４３】
本発明の請求項６〜８の装置発明によると、以下の効果を奏する。ウレタン内に気泡のないウレタンカップリングを一度に多数製造することができる（請求項６）。要所要所の弾性体リングの使用により、余計な所に液状ウレタンが回り込むことがなく、後工程の仕上げや金型の清掃が簡単になる（請求項７）。前記収納部の周囲であって、少なくとも、前記ゲート部と対面する位置に、前記液状ウレタンの溜め部を配設すると、一対の円形ハブの中心孔同志の偏心や偏角を防止できる（請求項８）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に用いる製造装置の断面図である。
【図２】前記製造装置における下金型の上面図である。
【図３】前記製造装置におけるシャフトとハブの取付け状態を示す横断面図である。
【図４】前記シャフトとハブの取付け状態を示す縦断面図である。
【図５】本製造方法によるウレタンカップリングの横断面図である。
【図６】本製造方法によるウレタンカップリングの縦断面図である。
【符号の説明】
２円形ハブ
３円形ハブ
４中心孔
５中心孔
６突起
７突起
８ウレタンエラストマー
９ネジ孔
１０ネジ孔
１１シャフト
１２下金型
１３上金型
１４回転板
１５駆動モータ（駆動手段）
１７下固定部
１８下収納部
２０回転中心
２３，２８ゲート部
２４上固定部
２５上収納部
２９注入口
３０弾性リング
３１弾性リング
３２Ｕ，３２Ｌ第１溜め部
３３Ｕ，３３Ｌ第２溜め部
３４Ｕ，３４Ｌ第３溜め部
４１下突出部
４２上突出部
４３第１軸部
４４第２軸部
４５第１段部
４６第２段部

Claims

端面の複数の突起と中心孔とを有する円形のハブの一対を、前記突起が空間を有してかみ合い状態になるように位置決めする第１工程と、前記空間に液状ウレタンを遠心力で流入させて満たす第２工程と、前記遠心力を保持したまま前記液状ウレタンを反応硬化させ、前記一対のハブをウレタンエラストマーを介在させて接合する第３工程とを備え、
前記第１工程の前記位置決めは、シャフトを前記一対のハブの前記中心孔に貫通させ、各ハブを前記シャフトの軸方向及び周方向の所定位置で固定することによって、上記ハブの前記突起が空間を有してかみ合い状態になるよう対面させ、更に開閉自在な上下金型内に前記一対のハブを前記シャフトを介して固定することにより行うものであり、
前記第２工程の前記遠心力は、前記上下金型を回転させることにより生じさせるものであり、
前記第３工程の前記反応硬化は、液状ウレタンを注入した後、前記上下金型が回転している状態で行わせるものであり、
第４工程として、前記一対のハブを前記シャフトともに前記上下金型から取り出したのち、前記シャフトを抜き取る工程を備えるウレタンカップリングの製造方法。
前記一対のハブの前記シャフトの軸方向の所定位置での固定は、前記シャフトの大径部と小径部との間の段部に前記各ハブの端面を当接させることにより行い、
前記一対のハブの前記シャフトの周方向の所定位置での固定は、前記シャフトの所定位置に予め設けられた平面部に対して前記各ハブの前記貫通孔に開口するネジ孔を利用してネジ止めすることにより行う請求項１記載のウレタンカップリングの製造方法。
前記上下金型内に前記一対のハブを前記シャフトを介して行う前記固定は、前記一対のハブの各々の中心孔から突出する上突出部と下突出部とを設け、前記下突出部を前記下金型に嵌め、前記上突出部を前記上金型に嵌めることにより行う請求項１記載のウレタンカップリングの製造方法。
前記上下金型は、前記ハブの収納部及び前記シャフトの固定部を、回転中心に対して同心円上に等分配置で多数列設したものである請求項１記載のウレタンカップリングの製造方法。
前記上下金型は、前記ハブの収納部及び前記シャフトの固定部を、回転中心に対して同心円上に列設したものであり、
前記収納部の周囲に、前記液状ウレタンを注入するためのゲート部と、このゲート部におけるウレタンの収縮と同様の収縮を生じさせるための溜め部とを設け、前記溜め部を少なくとも前記ゲートと対面する位置に配設した請求項１記載のウレタンカップリングの製造方法。
端面の複数の突起と中心孔とを有する円形ハブの一対を、前記突起が空間を有してかみ合い状態になるように、前記中心孔に貫通され、前記各ハブを前記シャフトの軸方向及び周方向の所定位置で固定置決めするシャフトと、
前記シャフトを固定するとともに前記ハブを覆う収納部を回転中心の同心円上に等分配置で多数列設する加熱可能且つ開閉可能な上下金型と、
前記上下金型の少なくとも一方を支持し、前記上下金型を前記回転中心の回りで回転させる駆動手段と、
前記上下金型の他方の前記回転中心に開口し、液状ウレタンを注入するための注入口と、
前記注入口から前記多数の収納部に向かって放射状に連通して前記液状ウレタンを各収納部に導くゲート部と、を備えるウレタンカップリングの製造装置。
前記シャフトと前記ハブの嵌め合い部、及び、前記ハブと前記上下金型との嵌め合い部に弾性体リングを使用する請求項６記載のウレタンカップリングの製造装置。
前記収納部の周囲であって、少なくとも、前記ゲート部と対面する位置に、前記液状ウレタンの溜め部を配設した請求項６記載のウレタンカップリングの製造装置。