JP2001517758A - 改良駆動素子 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
- F16D3/44—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected the intermediate member being connected to the coupling parts by ridges, pins, balls, or the like guided in grooves or between cogs
- F16D3/46—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected the intermediate member being connected to the coupling parts by ridges, pins, balls, or the like guided in grooves or between cogs each coupling part embracing grooves or ridges on the intermediate member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C1/00—Flexible shafts; Mechanical means for transmitting movement in a flexible sheathing
- F16C1/02—Flexible shafts; Mechanical means for transmitting movement in a flexible sheathing for conveying rotary movements
- F16C1/04—Articulated shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C1/00—Flexible shafts; Mechanical means for transmitting movement in a flexible sheathing
- F16C1/02—Flexible shafts; Mechanical means for transmitting movement in a flexible sheathing for conveying rotary movements
- F16C1/06—Flexible shafts; Mechanical means for transmitting movement in a flexible sheathing for conveying rotary movements with guiding sheathing, tube or box
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Abstract
(57)【要約】
回転可能シャフト（１２、１４）同士を結合させるために駆動素子（１０）が提供される。シャフト（１２、１４）は、それぞれ縦軸（１２Ａ，１４Ａ）を中心に回転可能である。さらに、シャフト（１２、１４）は、駆動素子（１０）の幾何形状中心に一致するピボット点Ｐの回りで、相対的に枢軸回転できる。駆動素子（１０）は、シャフト（１２）のタング（１６）を受ける溝（２０）と、シャフト（１４）に形成される溝（１８）内に着座するタング（２２）とを含む。溝（２０）の表面（２６）、タング（２２）の反対側上の表面（３４）は、シャフト（１２、１４）の回転軸（１２Ａ，１４Ａ）が、所定の角度範囲で相対的に枢軸回転となり、シャフト（１２、１４）とピボット点Ｐ間で、最接近接触軌跡がそれぞれ一定であるよう、形成される。したがって、シャフト（１２）、素子（１０）、シャフト（１４）を備えるユニバーサル・カプリング・ドライブ（２４）の全長は、シャフト（１２、１４）の所定枢軸回転範囲において一定となる。
Description
【０００１】 本発明は、２つの回転可能部材間で、トルクの伝達、移転を行う改良駆動素子
に関する。 本出願人による国際出願番号ＰＣＴ／ＡＵ９６／００１９３号に、駆動素子、
および時計回り、反時計回りの両方向で、直線、曲線に沿ってトルクの伝達を行
う１つ以上の駆動素子を組み込んだ連接ドライブが記載されている。曲がった、
または曲線の経路の回りでトルクの伝達を行うため、チューブ等の支持構造内で
、２つ以上の駆動素子が相互にかみ合わされ、保持される。曲線経路に沿って、
反対方向にトルクを伝達する連接ドライブは、この方法で成功裡に構築されてき
た。だが、達成可能曲度は、２つの駆動素子が配置される経路の曲度、または曲
率半径が変化するに伴い、素子間距離が変化するという事実により制限されるこ
とが分かっている。このことは、結局、所定の連接ドライブが利用できる曲度に
制限を加え、フレキシブルな連接ドライブの複雑性を増加することになる。連接
ドライブがより複雑になると、曲率半径の変化に伴う隣接する駆動素子間の距離
に変化が起こり、その補償のため、追加の機構が必要となる。
に関する。 本出願人による国際出願番号ＰＣＴ／ＡＵ９６／００１９３号に、駆動素子、
および時計回り、反時計回りの両方向で、直線、曲線に沿ってトルクの伝達を行
う１つ以上の駆動素子を組み込んだ連接ドライブが記載されている。曲がった、
または曲線の経路の回りでトルクの伝達を行うため、チューブ等の支持構造内で
、２つ以上の駆動素子が相互にかみ合わされ、保持される。曲線経路に沿って、
反対方向にトルクを伝達する連接ドライブは、この方法で成功裡に構築されてき
た。だが、達成可能曲度は、２つの駆動素子が配置される経路の曲度、または曲
率半径が変化するに伴い、素子間距離が変化するという事実により制限されるこ
とが分かっている。このことは、結局、所定の連接ドライブが利用できる曲度に
制限を加え、フレキシブルな連接ドライブの複雑性を増加することになる。連接
ドライブがより複雑になると、曲率半径の変化に伴う隣接する駆動素子間の距離
に変化が起こり、その補償のため、追加の機構が必要となる。
【０００２】 本発明の目的は、本出願人の前記出願で記載された素子の特性を向上した、改
良駆動素子を提供することである。
良駆動素子を提供することである。
【０００３】 本発明の実施の形態によると、駆動素子の幾何形状の中心に位置するピボット
点の回りを相対的に枢軸回転可能であり、それぞれ回転軸を有する第１、第２回
転可能部材を結合させる駆動素子が提供される。この駆動素子は、それぞれ第１
、第２回転可能部材と結合するための第１、第２結合手段を備え、ピボット点と
、前記軸の相対的所定枢軸回転角度の範囲で、第１、第２部材が駆動部材幾何形
状中心と最接近接触する各軌跡間とで、間隔が実質的に一定に維持されるよう構
成される。
点の回りを相対的に枢軸回転可能であり、それぞれ回転軸を有する第１、第２回
転可能部材を結合させる駆動素子が提供される。この駆動素子は、それぞれ第１
、第２回転可能部材と結合するための第１、第２結合手段を備え、ピボット点と
、前記軸の相対的所定枢軸回転角度の範囲で、第１、第２部材が駆動部材幾何形
状中心と最接近接触する各軌跡間とで、間隔が実質的に一定に維持されるよう構
成される。
【０００４】 前記所定角度範囲は、最大５０°〜６０°程度とすることが好ましい。
【０００５】 第１結合手段は、必要に応じ、第１回転可能部材上に形成されるスロット、ま
たは突起と係合する突起、またはスロット形状とすることが好ましい。この場合
、突起、またはスロットの根元に隣接する結合手段の表面が、突起、またはスロ
ットの長さに沿って反対方向に、突起、またはスロット中間点から開放される。
これにより、座面（bearing surface, ベアリング表面）が定められる。座面形 状、または外形は、その長さが、第１部材と第１結合手段の最接近接触軌跡に対
応するよう形成される。
たは突起と係合する突起、またはスロット形状とすることが好ましい。この場合
、突起、またはスロットの根元に隣接する結合手段の表面が、突起、またはスロ
ットの長さに沿って反対方向に、突起、またはスロット中間点から開放される。
これにより、座面（bearing surface, ベアリング表面）が定められる。座面形 状、または外形は、その長さが、第１部材と第１結合手段の最接近接触軌跡に対
応するよう形成される。
【０００６】 第２結合手段は、必要に応じ、第２回転可能部材上に形成されるスロット、ま
たは突起と係合する突起、またはスロット形状とすることが好ましい。この場合
、突起、またはスロットの根元に隣接する第２結合手段表面が、突起、またはス
ロットの長さに沿って反対方向に、突起、またはスロット中間点から開放される
。これにより、座面が定められる。座面形状、または外形は、その長さが、第２
部材と第２結合手段の最接近接触軌跡に対応するよう形成される。
たは突起と係合する突起、またはスロット形状とすることが好ましい。この場合
、突起、またはスロットの根元に隣接する第２結合手段表面が、突起、またはス
ロットの長さに沿って反対方向に、突起、またはスロット中間点から開放される
。これにより、座面が定められる。座面形状、または外形は、その長さが、第２
部材と第２結合手段の最接近接触軌跡に対応するよう形成される。
【０００７】 第１、第２結合手段は、相対直角方向に延長されることが好ましい。
【０００８】 第１結合手段は、突起、またはスロットのどちらか一方として形成され、第２
結合手段は、突起、またはスロットの他方として形成されることが好ましい。し
かし、他実施例では、第１、第２結合手段の両方を同じ形状、つまり両方とも突
起状、またはスロット状とすることができる。
結合手段は、突起、またはスロットの他方として形成されることが好ましい。し
かし、他実施例では、第１、第２結合手段の両方を同じ形状、つまり両方とも突
起状、またはスロット状とすることができる。
【０００９】 駆動素子は、前記第１、第２結合手段を形成するため、材料を取り除かれた球
形とすることが好ましい。
形とすることが好ましい。
【００１０】 本発明の他の実施の形態によると、連接カプリングが提供される。この連接カ
プリングは、それぞれ縦軸を中心に回転可能な第１、第２回転可能シャフトと、
一方のシャフトから他方のシャフトに、時計回り、または反時計回りにトルクを
伝達する第１、第２回転可能シャフト間に位置し、第１、第２結合可能シャフト
に結合される駆動素子とを備える。駆動素子には、それぞれ第１、第２回転可能
シャフトと結合するための第１、第２結合手段が設置される。第１、第２結合手
段は、回転可能部材の縦軸が、それぞれ、駆動素子の幾何形状中心に一致するピ
ボット点を中心に、相対的に枢軸回転可能となるよう構成される。さらに、駆動
素子は、ピボット点と、軸の相対的所定枢軸回転角度の範囲で、第１、第２回転
可能シャフトが駆動素子幾何形状中心と最接近接触する各軌跡との間で、距離が
実質的に一定に維持されるよう構成される。これにより、連接カプリング全長が
、軸の相対的所定枢軸回転角度範囲にまたがり実質的に一定に保持される。
プリングは、それぞれ縦軸を中心に回転可能な第１、第２回転可能シャフトと、
一方のシャフトから他方のシャフトに、時計回り、または反時計回りにトルクを
伝達する第１、第２回転可能シャフト間に位置し、第１、第２結合可能シャフト
に結合される駆動素子とを備える。駆動素子には、それぞれ第１、第２回転可能
シャフトと結合するための第１、第２結合手段が設置される。第１、第２結合手
段は、回転可能部材の縦軸が、それぞれ、駆動素子の幾何形状中心に一致するピ
ボット点を中心に、相対的に枢軸回転可能となるよう構成される。さらに、駆動
素子は、ピボット点と、軸の相対的所定枢軸回転角度の範囲で、第１、第２回転
可能シャフトが駆動素子幾何形状中心と最接近接触する各軌跡との間で、距離が
実質的に一定に維持されるよう構成される。これにより、連接カプリング全長が
、軸の相対的所定枢軸回転角度範囲にまたがり実質的に一定に保持される。
【００１１】 本発明の別の様態によると、時計回り、反時計回りの両方向に、動力伝達系路
（drive line）に沿ってトルク伝達を行う連接フレキシブル・ドライブが提供さ
れる。この連接フレキシブル・ドライブは、複数の駆動素子と、動力伝達装置に
沿って駆動素子を回転可能に保持するフレキシブル・ハウジングとを備える。駆
動素子は、動力伝達装置に接する各回転軸を中心に回転可能であり、それぞれ第
１、第２結合手段を有する。それにより、隣接する相互噛み合い駆動素子の第１
、第２結合手段を含む平面で、隣接する駆動素子がお互いにスライドできるよう
、隣接素子の噛み合いが容易になる。さらに、第１、第２結合手段は、各回転軸
の相対的所定枢軸回転角度範囲における隣接駆動素子最接近接触軌跡で、隣接駆
動素子の幾何形状中心間の間隔が実質的に一定となるよう構成される。
（drive line）に沿ってトルク伝達を行う連接フレキシブル・ドライブが提供さ
れる。この連接フレキシブル・ドライブは、複数の駆動素子と、動力伝達装置に
沿って駆動素子を回転可能に保持するフレキシブル・ハウジングとを備える。駆
動素子は、動力伝達装置に接する各回転軸を中心に回転可能であり、それぞれ第
１、第２結合手段を有する。それにより、隣接する相互噛み合い駆動素子の第１
、第２結合手段を含む平面で、隣接する駆動素子がお互いにスライドできるよう
、隣接素子の噛み合いが容易になる。さらに、第１、第２結合手段は、各回転軸
の相対的所定枢軸回転角度範囲における隣接駆動素子最接近接触軌跡で、隣接駆
動素子の幾何形状中心間の間隔が実質的に一定となるよう構成される。
【００１２】 次に、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１３】 添付図面に示すように、シャフト１２、１４形状の第１、第２回転可能部材を
結合させる駆動素子１０が提供される。シャフト１２は、その縦軸１２Ａを中心
に回転可能であり、シャフト１４も、その縦軸１４Ａを中心に回転可能である。
また、シャフト１２、１４は、軸１２Ａと１４Ａが列に並んでいないとき、その
軸交差点に位置するピボット点Ｐを中心に、相対的に枢軸回転可能である。駆動
素子１０は、その幾何形状中心がピボット点Ｐと一致する、シャフト１２、１４
間に位置決めされる。駆動素子１０に隣接するシャフト１２端には、突起、また
はタング１６が形成され、駆動素子１０に隣接するシャフト１４端には、スロッ
ト、または溝１８が形成される。シャフト１２、１４を結合するため、駆動素子
１０には、第１結合手段が備えられる。この第１結合手段は、タング１６と、ス
ロット１８内に着座する突起、またはタング２２を受ける溝２０の形状である。 例えば、シャフト１４が、その軸１４Ａを中心に回転するよう駆動されると、
駆動素子１０によりシャフト１２へトルクが伝達され、シャフト１２は、シャフ
ト１４と同じ回転方向で、その軸１２Ａを中心に回転される。
結合させる駆動素子１０が提供される。シャフト１２は、その縦軸１２Ａを中心
に回転可能であり、シャフト１４も、その縦軸１４Ａを中心に回転可能である。
また、シャフト１２、１４は、軸１２Ａと１４Ａが列に並んでいないとき、その
軸交差点に位置するピボット点Ｐを中心に、相対的に枢軸回転可能である。駆動
素子１０は、その幾何形状中心がピボット点Ｐと一致する、シャフト１２、１４
間に位置決めされる。駆動素子１０に隣接するシャフト１２端には、突起、また
はタング１６が形成され、駆動素子１０に隣接するシャフト１４端には、スロッ
ト、または溝１８が形成される。シャフト１２、１４を結合するため、駆動素子
１０には、第１結合手段が備えられる。この第１結合手段は、タング１６と、ス
ロット１８内に着座する突起、またはタング２２を受ける溝２０の形状である。 例えば、シャフト１４が、その軸１４Ａを中心に回転するよう駆動されると、
駆動素子１０によりシャフト１２へトルクが伝達され、シャフト１２は、シャフ
ト１４と同じ回転方向で、その軸１２Ａを中心に回転される。
【００１４】 シャフト１２、１４、駆動素子１０は、共に、ユニバーサル・カプリング２４
を形成する。シャフト１２の枢軸回転は、スロット２０の長さに一致する平面内
である。シャフト１４は、突起２２を含む平面と一致する横断面内で枢軸回転で
きる。シャフト１２、１４が、ユニバーサル・カプリング２４の全長を変更する
ことなく、ピボット点Ｐを中心に相対的に枢軸回転できるよう、駆動素子１０は
、ピボット点Ｐと、軸１２Ａと１４Ａの相対的所定枢軸回転角度の範囲で、シャ
フト１２、１４が、駆動素子１０の幾何形状中心Ｐと最接近接触する各軌跡との
間で、その間隔を実質的に一定に維持するよう構成される。
を形成する。シャフト１２の枢軸回転は、スロット２０の長さに一致する平面内
である。シャフト１４は、突起２２を含む平面と一致する横断面内で枢軸回転で
きる。シャフト１２、１４が、ユニバーサル・カプリング２４の全長を変更する
ことなく、ピボット点Ｐを中心に相対的に枢軸回転できるよう、駆動素子１０は
、ピボット点Ｐと、軸１２Ａと１４Ａの相対的所定枢軸回転角度の範囲で、シャ
フト１２、１４が、駆動素子１０の幾何形状中心Ｐと最接近接触する各軌跡との
間で、その間隔を実質的に一定に維持するよう構成される。
【００１５】 図５に、最接近接触軌跡が最もよく例示されている。この図は、中央位置、２
カ所の対向位置にあるカプリング２４を示している。中央位置では、シャフト１
２１が、軸１４Ａと共直線の回転軸１２Ａ１を有する。反時計方向に角度α分シ
ャフト１２を枢軸回転させると、仮想シャフト１２２が示す位置にシャフトが残
されることなる。シャフト１２を中央位置から時計方向に枢軸回転させると、シ
ャフト１２３が示す位置にシャフトが置かれることになる。位置１２１、１２２ 、１２３におけるシャフト１２の最接近接触点は、それぞれ接触点Ｃ１、Ｃ２、
Ｃ３として示されている。シャフトが位置１２３と１２２間で枢軸回転すると、
最接近接触点Ｃにより、シャフト１２と幾何形状中心Ｐ間での最接近接触（最短
距離）軌跡Ｌが定めされる。ユニバーサル・カプリング２４の全長は、枢軸回転
軸１４Ａと相対的な枢軸回転軸１２Ａからプラス・マイナスαの枢軸回転範囲に
おいて、実質的に一定に維持可能であるが、これは、軌跡Ｌに沿う点全てが、確
実にピボット点Ｐから同じ距離を保つことにより可能となる。また、このことは
、スロット２０の根元における素子１０の表面２６を、スロット２０の長さ中央
点から反対方向に開放、またはその形を形成することにより達成される。表面２
６は、中央凸面部２８と、２つの対向凹面部３０、３２（図３参照）よりなる複
合形状となるよう開放される。中央凸面部２８は、軌跡Ｌと一致する形状、また
は外形を有する。面部２８、３０、３２は、滑らかに連続形成される。凹面部３
０、３２は、それぞれ枢軸回転位置１２２、１２３にあるシャフト１２部分を収
容する。
カ所の対向位置にあるカプリング２４を示している。中央位置では、シャフト１
２１が、軸１４Ａと共直線の回転軸１２Ａ１を有する。反時計方向に角度α分シ
ャフト１２を枢軸回転させると、仮想シャフト１２２が示す位置にシャフトが残
されることなる。シャフト１２を中央位置から時計方向に枢軸回転させると、シ
ャフト１２３が示す位置にシャフトが置かれることになる。位置１２１、１２２ 、１２３におけるシャフト１２の最接近接触点は、それぞれ接触点Ｃ１、Ｃ２、
Ｃ３として示されている。シャフトが位置１２３と１２２間で枢軸回転すると、
最接近接触点Ｃにより、シャフト１２と幾何形状中心Ｐ間での最接近接触（最短
距離）軌跡Ｌが定めされる。ユニバーサル・カプリング２４の全長は、枢軸回転
軸１４Ａと相対的な枢軸回転軸１２Ａからプラス・マイナスαの枢軸回転範囲に
おいて、実質的に一定に維持可能であるが、これは、軌跡Ｌに沿う点全てが、確
実にピボット点Ｐから同じ距離を保つことにより可能となる。また、このことは
、スロット２０の根元における素子１０の表面２６を、スロット２０の長さ中央
点から反対方向に開放、またはその形を形成することにより達成される。表面２
６は、中央凸面部２８と、２つの対向凹面部３０、３２（図３参照）よりなる複
合形状となるよう開放される。中央凸面部２８は、軌跡Ｌと一致する形状、また
は外形を有する。面部２８、３０、３２は、滑らかに連続形成される。凹面部３
０、３２は、それぞれ枢軸回転位置１２２、１２３にあるシャフト１２部分を収
容する。
【００１６】 表面２６が、平面である場合、シャフト１２の位置１２２、または１２３への
枢軸回転は、幾何形状中心Ｐからのシャフト１２の直線平行移動を伴う。これは
、シャフトが、平らな表面に対して外側にてこ移動されるからである。
枢軸回転は、幾何形状中心Ｐからのシャフト１２の直線平行移動を伴う。これは
、シャフトが、平らな表面に対して外側にてこ移動されるからである。
【００１７】 タング２２の反対側上にある素子１０の表面３４は、表面２６と同様の方法で
開放、またはその形が形成される。これにより、シャフト１４が、軸１４Ａと１
２Ａが一致する中央線から±α°枢軸回転され、ピボット点Ｐに対するシャフト
１４の最接近接触軌跡からの距離が、一定に維持される。突起２２反対側上の表
面３４は、その反対側に、中央凸部３６、連続する凹部３８、４０を備える。凸
部３６は、その形状、または外形が、シャフト１４の最接近接触点と、その中心
位置から±α°間枢軸回転する幾何形状中心Ｐとの間における一定距離軌跡に対
応するよう形成される。
開放、またはその形が形成される。これにより、シャフト１４が、軸１４Ａと１
２Ａが一致する中央線から±α°枢軸回転され、ピボット点Ｐに対するシャフト
１４の最接近接触軌跡からの距離が、一定に維持される。突起２２反対側上の表
面３４は、その反対側に、中央凸部３６、連続する凹部３８、４０を備える。凸
部３６は、その形状、または外形が、シャフト１４の最接近接触点と、その中心
位置から±α°間枢軸回転する幾何形状中心Ｐとの間における一定距離軌跡に対
応するよう形成される。
【００１８】 表面２６、３４の適切な加工、または開放により、回転軸１２Ａと１４Ａは、
カプリング２４の全長に影響を与えることなく、中心位置から反対方向におよそ
２５°〜３０°枢軸回転が可能となる。したがって、単一の素子１０により、１
シャフトが５０°〜６０°円錐状に枢軸回転できるユニバーサル・カプリングが
提供される。
カプリング２４の全長に影響を与えることなく、中心位置から反対方向におよそ
２５°〜３０°枢軸回転が可能となる。したがって、単一の素子１０により、１
シャフトが５０°〜６０°円錐状に枢軸回転できるユニバーサル・カプリングが
提供される。
【００１９】 スロット２０、突起２２は、互いに直交する平面にあるため、ドライブ１０は
、実際には、シャフト１２、１４により、ピボット点Ｐを中心とする回転が抑制
される。したがって、駆動素子１０を適切な位置に保持するための、軸受、他装
置等を設置する必要はない。このことにより、摩擦による動力損失が最小に止め
られる。しかし、実際には、駆動素子１０を中心に運行クリアランスを有する位
置決めリング（例えばナイロンなどの自己潤滑材よりなる）、または軸受を設け
ることも考えられる。重負荷、および・または高ＲＭＰでの適用では、軸受を設
けることが推奨される。
、実際には、シャフト１２、１４により、ピボット点Ｐを中心とする回転が抑制
される。したがって、駆動素子１０を適切な位置に保持するための、軸受、他装
置等を設置する必要はない。このことにより、摩擦による動力損失が最小に止め
られる。しかし、実際には、駆動素子１０を中心に運行クリアランスを有する位
置決めリング（例えばナイロンなどの自己潤滑材よりなる）、または軸受を設け
ることも考えられる。重負荷、および・または高ＲＭＰでの適用では、軸受を設
けることが推奨される。
【００２０】 本発明の他の実施の形態では、図６、図７に示すように、フレキシブル連接ド
ライブ４２が、チューブ４４等のフレキシブル・ハウジング内に、多くの駆動素
子１０を相互に噛み合わせることにより形成され、チューブ４４の各端に、トル
ク入力、トルク出力シャフト４６、４８がそれぞれ備えられる。本実施例におい
て、第１の駆動素子１０Ａが、トルク入力シャフト４６のタング５０と噛み合わ
せられ、最後の駆動素子１０Ｎが、トルク出力シャフト４８のタング５２と噛み
合わせられる。各駆動素子１０は、隣接駆動素子間との間隔を変更することなく
、およそ２５〜３０°、その隣接駆動素子に対して枢軸回転可能である。そのた
め、フレキシブル・チュービングでは、対向端素子間隔を大幅に変更することな
く、一定、可変、そして多数半径での曲げ、またはねじ曲げが可能となる。効率
を最大にするには、フレキシブル連接ドライブ４２に、駆動素子１０間のクリア
ランスを微調整するため、一端、または両端にバイアス素子、または他の手段を
備えることも考えられる。トルク入力、出力シャフト４６、４８は、チューブ４
４の対向端に設置される糸５８、６０上に固着される各ブッシュ５４、５６内に
回転可能に保持される。チューブ４４内での２つの駆動素子１０Ａと１０Ｂの相
互噛み合わせは、図７に最も明確に示されている。駆動素子１０Ａ，１０Ｂ，そ
して他全ての素子１０は、図１〜５に示す素子と同様の形状、構成、作用を有し
ている。素子１０Ａの突起２２は、素子１０Ｂのスロット２０に受け入れられる
。素子１０Ａ、１０Ｂは、前記図１〜５に示す実施例と同様の方法で、枢軸回転
角度の所定範囲で、その間になんら間隔なしに、相対的に枢軸回転可能である。
回転中、素子は、スロット噛み合わせにおける突起固有の特性のため、それらの
回転軸を横断する方向に、相対的にスライド可能でもある。このスライド動作は
、隣接する相互噛み合わせ素子１０のスロット２０、突起２２を含む平面内で起
こる。これにより、トルクが、入力シャフト４６から出力シャフト４８に移転さ
れるとき、素子１０に振れ動作が生じる。
ライブ４２が、チューブ４４等のフレキシブル・ハウジング内に、多くの駆動素
子１０を相互に噛み合わせることにより形成され、チューブ４４の各端に、トル
ク入力、トルク出力シャフト４６、４８がそれぞれ備えられる。本実施例におい
て、第１の駆動素子１０Ａが、トルク入力シャフト４６のタング５０と噛み合わ
せられ、最後の駆動素子１０Ｎが、トルク出力シャフト４８のタング５２と噛み
合わせられる。各駆動素子１０は、隣接駆動素子間との間隔を変更することなく
、およそ２５〜３０°、その隣接駆動素子に対して枢軸回転可能である。そのた
め、フレキシブル・チュービングでは、対向端素子間隔を大幅に変更することな
く、一定、可変、そして多数半径での曲げ、またはねじ曲げが可能となる。効率
を最大にするには、フレキシブル連接ドライブ４２に、駆動素子１０間のクリア
ランスを微調整するため、一端、または両端にバイアス素子、または他の手段を
備えることも考えられる。トルク入力、出力シャフト４６、４８は、チューブ４
４の対向端に設置される糸５８、６０上に固着される各ブッシュ５４、５６内に
回転可能に保持される。チューブ４４内での２つの駆動素子１０Ａと１０Ｂの相
互噛み合わせは、図７に最も明確に示されている。駆動素子１０Ａ，１０Ｂ，そ
して他全ての素子１０は、図１〜５に示す素子と同様の形状、構成、作用を有し
ている。素子１０Ａの突起２２は、素子１０Ｂのスロット２０に受け入れられる
。素子１０Ａ、１０Ｂは、前記図１〜５に示す実施例と同様の方法で、枢軸回転
角度の所定範囲で、その間になんら間隔なしに、相対的に枢軸回転可能である。
回転中、素子は、スロット噛み合わせにおける突起固有の特性のため、それらの
回転軸を横断する方向に、相対的にスライド可能でもある。このスライド動作は
、隣接する相互噛み合わせ素子１０のスロット２０、突起２２を含む平面内で起
こる。これにより、トルクが、入力シャフト４６から出力シャフト４８に移転さ
れるとき、素子１０に振れ動作が生じる。
【００２１】 以上本発明の実施例を詳細に記述したが、関連技術の当業者であれば分かるよ
うに、本発明の基本的概念を逸脱することなく、種々の修正、変更が可能である
。例えば、駆動素子１０は、スロット２０と突起２２を備えている。しかし、駆
動素子１０に接続される部材特性に応じ、駆動素子１０は、互いの直交平面に２
つの突起２２、または２つのスロット２０を備えるようにしてもよい。素子１０
は、必ずしも球形とする必要もない。また、駆動素子１０は、中実（例えば、ダ
イカスト、または中実球形材の加工により形成される）、中空のどちらか一方に
形成してもよい。さらなる実施例において、スロット２０、突起２２は、必ずし
も相互に直交状態とする必要はない。むしろ、９０°以下の角度でオフセットす
るようにしてもよい。素子１０が、図６に示すような列状に配置される場合、ス
ロット２０、突起２２が、９０°ではなく６０°でオフセットされることが好ま
しい。回転中、素子の回転加速、減速におけるバラツキが排除されるからである
。この点に関して、回転するとき、素子１０は、ユニバーサル・ジョイントに幾
分類似した方法で、連続的に加速、減速されることに留意する必要がある。素子
１０の列において、スロット２０と突起２２間の角度をオフセットすることによ
り、素子はそれぞれ異なる時間に加速、減速することになり、それにより列全体
の「がた振れ」が除去される。オフセットは、列内の素子１０数に応じ、変更し
てよい。
うに、本発明の基本的概念を逸脱することなく、種々の修正、変更が可能である
。例えば、駆動素子１０は、スロット２０と突起２２を備えている。しかし、駆
動素子１０に接続される部材特性に応じ、駆動素子１０は、互いの直交平面に２
つの突起２２、または２つのスロット２０を備えるようにしてもよい。素子１０
は、必ずしも球形とする必要もない。また、駆動素子１０は、中実（例えば、ダ
イカスト、または中実球形材の加工により形成される）、中空のどちらか一方に
形成してもよい。さらなる実施例において、スロット２０、突起２２は、必ずし
も相互に直交状態とする必要はない。むしろ、９０°以下の角度でオフセットす
るようにしてもよい。素子１０が、図６に示すような列状に配置される場合、ス
ロット２０、突起２２が、９０°ではなく６０°でオフセットされることが好ま
しい。回転中、素子の回転加速、減速におけるバラツキが排除されるからである
。この点に関して、回転するとき、素子１０は、ユニバーサル・ジョイントに幾
分類似した方法で、連続的に加速、減速されることに留意する必要がある。素子
１０の列において、スロット２０と突起２２間の角度をオフセットすることによ
り、素子はそれぞれ異なる時間に加速、減速することになり、それにより列全体
の「がた振れ」が除去される。オフセットは、列内の素子１０数に応じ、変更し
てよい。
【００２２】 前記のような変更、修正は全て、その特徴が前記より判断される本発明の範囲
内とする。
内とする。
図１は、本発明の駆動素子を組み込んだユニバーサル・カプリングの側面図で
ある。 図２は、図１に示すカプリングの側面図であるが、構成要素が全て９０°回転
されている。 図３は、図１に示す駆動素子を示す図である。 図４は、図２に示す駆動素子を示す図である。 図５は、図１に示すカプリングの側面図であるが、出力シャフトが、様々な傾
斜範囲で示されている。 図６は、駆動素子を組み込んだ連接フレキシブル・ドライブの部分断面図であ
る。 図７は、図６に示す連接フレキシブル・ドライブの駆動素子のうち２つを示す
拡大図である。
ある。 図２は、図１に示すカプリングの側面図であるが、構成要素が全て９０°回転
されている。 図３は、図１に示す駆動素子を示す図である。 図４は、図２に示す駆動素子を示す図である。 図５は、図１に示すカプリングの側面図であるが、出力シャフトが、様々な傾
斜範囲で示されている。 図６は、駆動素子を組み込んだ連接フレキシブル・ドライブの部分断面図であ
る。 図７は、図６に示す連接フレキシブル・ドライブの駆動素子のうち２つを示す
拡大図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ
Claims (12)
- 【請求項１】 それぞれ回転軸を有する第１、第２回転可能部材を結合する駆動素子において
、前記第１、第２回転可能部材が、前記駆動素子の幾何形状中心に位置するピボ
ット点を中心に相対的に回転可能であり、 それぞれ前記第１、第２回転可能部材と結合するための第１、第２結合手段を
備え、 前記ピボット点と、前記軸の相対的所定枢軸回転角度範囲において、前記第１
、第２部材が前記駆動素子の幾何形状中心と最接近接触する各軌跡との間で、実
質的に一定の間隔を維持するよう構成されることを特徴とする駆動素子。 - 【請求項２】 前記第１結合手段が、必要に応じ、前記第１回転可能部材上に形成されるスロ
ット、または突起と係合する突起、またはスロットのどちらか一方形状に形成さ
れ、前記突起、またはスロットの根元に隣接する前記結合手段表面が、前記突起
、またはスロットの長さに沿って対向方向に、前記突起、またはスロットの中間
点から開放、またはその形が形成され、それにより座面が定められ、前記座面の
長さは、その形状、または外形が、前記第１部材、前記第１結合手段の最接近接
触軌跡に対応するよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の駆動素子。 - 【請求項３】 前記第２結合手段が、必要に応じ、前記第２回転可能部材上に形成されるスロ
ット、または突起と係合する突起、またはスロットのどちらか一方形状に形成さ
れ、前記突起、またはスロットの根元に隣接する前記第２結合手段表面が、前記
突起、またはスロットの長さに沿って対向方向に、前記突起、またはスロットの
中間点から開放、またはその形が形成され、それにより座面が形成され、前記座
面の長さは、その形状、または外形が、前記第２部材、前記第２結合手段の最接
近接触軌跡に対応するよう形成されることを特徴とする請求項２に記載の駆動素
子。 - 【請求項４】 前記第１、第２結合手段が、相互に直角の方向に延長されることを特徴とする
請求項３に記載の駆動素子。 - 【請求項５】 前記第１結合手段が、前記突起、スロットのどちらか一方として形成され、前
記第２結合手段が、前記突起、スロットの他方として形成される、ことを特徴と
する請求項４に記載の駆動疎素子。 - 【請求項６】 前記駆動素子が、前記第１、第２結合手段を形成するよう、材料が取り除かれ
た球形に形成されることを特徴とする請求項１に記載の駆動素子。 - 【請求項７】 前記所定角度範囲が、最大５０°〜６０°程度であることを特徴とする請求項
１に記載の駆動素子。 - 【請求項８】 連接カプリングにおいて、 それぞれの縦軸中心に回転可能な第１、第２回転可能シャフトと、 前記シャフトの一方から他方に、時計回り、または反時計回りにトルクを伝達
する前記第１、第２回転可能シャフト間に位置し、前記第１、第２回転可能シャ
フトに結合される駆動素子とを備え、 前記駆動素子には、それぞれ前記第１、第２回転可能シャフトと結合するため
の第１、第２結合手段が設置され、前記第１、第２結合手段は、回転可能部材の
縦軸が、それぞれ、前記駆動素子の幾何形状中心に一致するピボット点を中心に
、相対的に枢軸回転可能となるよう構成され、さらに、前記駆動素子は、前記ピ
ボット点と、軸の相対的所定枢軸回転角度の範囲で、前記第１、第２回転可能シ
ャフトが前記駆動素子幾何形状中心と最接近接触する各軌跡との間で、距離が実
質的に一定に維持されるよう構成され、これにより、前記連接カプリング全長が
、前記軸の相対的所定枢軸回転角度の範囲にまたがり実質的に一定に維持される
ことを特徴とする連接カプリング。 - 【請求項９】 前記第１結合手段が、必要に応じ、前記第１回転可能シャフト上に形成される
スロット、または突起と係合する突起、またはスロットのどちらかの形状に形成
され、前記突起、またはスロットの根元に隣接する前記結合手段表面が、前記突
起、またはスロットの長さに沿って対向方向に、前記突起、またはスロットの中
間点から開放され、それにより座面が定められ、前記座面の長さは、その形状、
または外形が、前記第１シャフト、前記第１結合手段の最接近接触軌跡に対応す
るよう形成されることを特徴とする請求項８に記載のカプリング。 - 【請求項１０】 前記第２結合手段が、必要に応じ、前記第２回転可能シャフト上に形成される
スロット、または突起と係合する突起、またはスロットのどちらかの形状に形成
され、前記突起、またはスロットの根元に隣接する前記第２結合手段表面が、前
記突起、またはスロットの長さに沿って対向方向に、前記突起、またはスロット
の中間点から開放され、それにより座面が形成され、前記座面の長さは、その形
状、または外形が、前記第２シャフト、前記第２結合手段の最接近接触軌跡に対
応するよう形成されることを特徴とする請求項９に記載のカプリング。 - 【請求項１１】 時計回り、反時計回りの両方向に、動力伝達系路に沿ってトルク伝達を行う連
接フレキシブル・ドライブにおいて、 複数の駆動素子と、 前記動力伝達系路に沿って前記駆動素子を回転可能に保持するフレキシブル・
ハウジングとを備え、 前記駆動素子は、前記動力伝達系路に接する各回転軸を中心に回転可能であり
、それぞれ第１、第２結合手段を有し、それにより隣接する相互噛み合わせ駆動
素子の前記第１、第２結合手段を含む平面で、隣接する駆動素子がお互いスライ
ドできるよう、隣接素子の噛み合わせを容易とし、さらに、前記第１、第２結合
手段は、各回転軸の相対的所定枢軸回転角度の範囲における隣接駆動素子の最接
近接触軌跡で、隣接駆動素子の幾何形状中心間の間隔が実質的に一定となるよう
構成されることを特徴とする連接フレキシブル・ドライブ。 - 【請求項１２】 前記第１結合手段が、突起形状に形成され、前記第２結合手段が、スロット形
状に形成され、前記スロット、突起の根元に隣接する各駆動素子表面が、対向方
向に、前記突起、またはスロットの中間点から開放、またはその形状が形成され
、それにより各座面が定められ、前記各座面の長さは、その形状、または外形が
、その駆動素子が、隣接する駆動素子に最接近接触する軌跡に対応するよう形成
されることを特徴とする請求項１１に記載の連接フレキシブル・ドライブ。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU39219/97A AU685045B3 (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Improved drive element |
| US08/982,703 US6059664A (en) | 1997-09-24 | 1997-12-02 | Drive element |
| US39219/97 | 1997-12-02 | ||
| US08/982,703 | 1997-12-02 | ||
| PCT/AU1998/000801 WO1999015798A1 (en) | 1997-09-24 | 1998-09-24 | Improved drive element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001517758A true JP2001517758A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=25624704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000513064A Pending JP2001517758A (ja) | 1997-09-24 | 1998-09-24 | 改良駆動素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1015776B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001517758A (ja) |
| CN (1) | CN1100216C (ja) |
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| CA (1) | CA2307164A1 (ja) |
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| WO (1) | WO1999015798A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN101294480B (zh) * | 2008-06-03 | 2012-08-15 | 中国海洋石油总公司 | 一种连续油管超短半径侧钻微小井眼的装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US1677337A (en) * | 1924-09-27 | 1928-07-17 | Thomas E Grove | Antrum drill |
| US1710237A (en) * | 1926-06-09 | 1929-04-23 | Waltham Watch Co | Flexible shaft |
| GB736608A (en) * | 1952-12-13 | 1955-09-14 | George William Blackburn | Flexible drives and extensions for transmitting rotary movement |
| GB971401A (en) * | 1962-10-04 | 1964-09-30 | Samuel Levi Collins | Improvements in and relating to ball type universal couplings,joints,flexible drive and/or control mechanisms |
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| FR2634260A1 (fr) * | 1988-07-15 | 1990-01-19 | Bristol Myers Co | Dispositif d'entrainement coude |
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1998
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- 1998-09-24 CA CA002307164A patent/CA2307164A1/en not_active Abandoned
- 1998-09-24 AT AT98944901T patent/ATE339625T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-09-24 IL IL13524998A patent/IL135249A/xx not_active IP Right Cessation
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- 1998-09-24 CN CN98809786A patent/CN1100216C/zh not_active Expired - Fee Related
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| A02 | Decision of refusal |
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