JP2002539382A - 2つの回転運動可能な軸端の連結のための継手 - Google Patents
2つの回転運動可能な軸端の連結のための継手Info
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Abstract
Description
よりトルク伝達のために連結する継手に関する。
の継手として形成されている。公知の可動継手では連結される軸端の軸受誤差の
補償が所定の許容範囲内で可能であるが、しかしこの継手はかなり複雑な構造が
特徴である。例えば相互に係合する円板継手が知られている。また軸の縦軸と交
差して固定されたピンが二又状の切欠き部に互いに90°の食違いで支承され、
こうして軸端の食違い角を許す自在継手(カルダン継手)が知られている。 本発明の根底にあるのは、構造が簡単で、連結される軸端の軸線の食違い及び
/又は食違い角を補償する上記種概念に基づく種類の継手を提供する課題である
。
れる。軸端がその回転軸に対して垂直に延びる溝形受座を備え、受座に継手部材
のピンが夫々確実拘束的に係合し、ピンが互いに確実結合されることによって、
連結される軸端の間の軸線の食違い及び/又は食違い角を簡単に補償できる利点
がある。このような継手部材は少数の、最小の場合は1個の部材からなり、従っ
て大量生産で極めて安価に製造することができる。しかも構造が簡単なため、2
つの軸端の間の継手を追加の組立工具を要せずに簡単に製造することができる。
配列した構成になっている。これによって2つの軸端の特に良好な心合わせ結合
が得られる。また互いに平行に配列されたピンは簡単に互いに確実結合される。
特に継手部材が一体に形成され、ピンを連結する中間片を有するならば好都合で
ある。これによって例えばこのような継手をロッド製品として製造することがで
き、簡単な定寸切断によって夫々の継手部材が得られる。伝達トルクに対する要
求に応じて、継手部材は例えば金属、特に熱処理鋼か又はプラスチックからなる
ことができる。
軸の周りに旋回又は回転運動可能に支承した構成になっている。これによって軸
端の少なくとも一方を継手部材の縦軸の周りにねじることができるので、軸端の
間の食違い角を簡単に補償できる利点がある。
方向に移動可能に支承した構成になっている。これによって、連結される軸端の
回転軸に対して垂直な軸のずれを継手部材により簡単に補償することが可能にな
る。軸端の受座の中でピンがこうして縦移動可能であることにより、軸端の間の
結合と回転運動を妨げることなく、食違い角の補償に加えて軸のずれの補償が可
能になる。
座の中で少なくとも一方の軸端の縦方向に移動し得るように支承した構成になっ
ている。これによって、連結される軸端の間隔を補償できる利点がある。特に規
定どおりに使用した場合に縦方向にがたつく軸で、トルク伝達のための継手の機
能を妨げることなく補償が行なわれる。
1つにはずれ止めを配属した構成になっている。これによって、継手を規定どお
りに使用する際に機械的荷重が比較的高くても、継手部材の正確な位置決めを保
証することができる。はずれ止めの好適な実施形態は例えば割りピン、スナップ
リング、止めねじ等である。
に係る継手の好適な応用が可能である。簡単で小型の継手部材により圧油供給装
置のための極めてコンパクトな駆動継手が実現され、連結される軸端の方向の軸
方向長さが極めて小さく制限される。こうして被駆動圧油供給装置全体の取付け
場所が大幅に縮小される。
である。
縦断面概略図を図1に示す。軸端12は例えば駆動機械の出力軸であり、軸端1
4は例えば圧油供給装置のロータ、例えば自動車の真空ポンプのロータの入力軸
である。もちろん他の応用分野も可能である。
0を有する。軸端14も同じく端面24に穿設され、回転軸22に対して垂直に
延びる溝形受座26を有する。
28は2個の−トグル、ボルト又は丸ピンとも呼ばれる−ピン、即ち第1のピン
30と第2のピン32を有する。ピン30及び32は−下記の図に基づき改めて
説明するように−互いに確実結合されている。ピン30は軸端12の溝形受座2
0に、ピン32は軸端14の溝形受座26に係合する。溝形受座20及び26は
横断面で見て長方形に形成され、その高さhはピン30又は32の直径dに相当
する。受座20及び26の深さtは直径dより大きい。寸法比をこのように選定
することによって、ピン30及び32を回転軸16又は22の方向に移動し得る
ように支承することができる。またピン30は軸端12に対して、またピン32
は軸端14に対して、旋回又は回転運動可能である。用紙平面をのぞき込むよう
に見て、即ち図1の図平面に対して垂直に見て、ピン30又は32は後述のよう
に同じく移動可能に支承されている。
食違いΔa又は食違い角Δφにかかわらず、軸端12及び14の連結が簡単に可
能になる。矢印34で示唆するように、軸端12が時計回りに回転駆動されると
継手部材28を介してトルクが軸端14に伝達されるから、軸端14も矢印34
で示唆した回転方向に駆動される。
6によって互いに確実結合されたピン30及び32を有する。ピン30及び32
の縦軸38又は40は実質的に互いに平行に延びている。1個の結合部材36だ
けしかない継手部材28も考えられる。それによって継手部材28を受座20又
は26に半径方向に差し込むことができる。
さh、直径d及び深さtの比により、継手部材28は軸端12に対して二重矢印
42に従って旋回又は回転運動可能であり、回転軸16に対して二重矢印44に
従って縦移動することができる。さらにピン30の長さl(図2)を軸端12の
直径D(図1)より大きく選定すれば、ピン30が長さlと直径Dの差に相当す
る値Bだけ突出することになる。これによって継手部材28を二重矢印46に従
って軸端12の回転軸16に対して半径方向にも移動し得るように支承すること
ができる。
に従って並進自由度2で、かつ二重矢印42に従って回転運動可能に支承されて
いることが明らかである。このような実施形態により図1の食違いΔa及び食違
い角Δφが簡単に補償される。
所定の弾性を有するように構成することもできる。これによって継手10がねじ
り弾性を備え、回転方向34に作用する振動をねじり弾性で補償することができ
る。
同じ参照符号を付し、改めて説明しない。この場合はピン32の長さlが軸端1
4の直径Dに相当するように構成されている。従ってその差はゼロであるから、
値B(図3)はない。このため継手部材28は軸端14と−二重矢印42に従っ
て−旋回又は回転運動可能に、かつ−二重矢印44に従って−並進自由度1で連
結されている。
自由度44及び46に従って継手部材28と連結されるように構成することがで
きる。ところが継手の運動が図4により並進自由度44でだけ行なわれるように
構成することもできる。それは継手が軸端に対して常に心合わせされて運動し、
大きな不釣合いを生じない利点がある。また混合型が可能である。即ち即ち軸端
12又は14が例えば図3により、他方の軸端が図4により継手部材28と連結
されるのである。
で説明した機能と同じであるから、相違だけに触れる。同じ部材はそれぞれ同じ
参照符号を付した。
なく円形に形成されている。この場合ピン32の直径dは受座26の直径d1に
相当する。こうしてピン32は軸端14によって確実拘束的に取り囲まれる。
転方向でだけ旋回又は回転することができる。ピン32又は受座26’の直径d
及びd1は、ピン32が実質的に遊びなく(少ない遊びで)受座26’に係合す
るように相互に整合する。これによって回転運動42が保証される。図4で述べ
たようにピン32は確実拘束的に取り囲まれているので、別の並進運動44は不
可能である。図3ですでに説明したように、長さl又は直径Dの選択によって並
進運動46がさらに可能になるように構成することができる。
触れる。この場合は継手部材28が一体の成形体48として形成されている。こ
の成形体でピン30及び32は中間結合片50を介して相互に移行する。ピン3
0及び32を形成するために、結合片50は内側に湾曲した(くびれた)構造に
なっている。これによって食違い角Δφ及び/又は図示した高さの食違いΔaの
補償が、一体の継手部材28でも可能になる。
継手部材28の間の相対的旋回又は回転運動42もしくは並進運動44又は好ま
しくはここに図示しないストップによる並進運動46が可能になる。これは−図
1ないし4で詳しく説明したように−長さl(図10)、直径d又は深さt及び
高さhの寸法比を適当に設計することによって可能になる。
成形部材48の最適な寸法比を図10に基づき説明しよう。ピン30又は32の
直径dと長さlが示されている。また実質的に回転軸16の方向の成形体48の
軸方向長さを決定する間隔aが示されている。間隔aは直径dの130ないし4
00%であることが好ましく、一方、長さlは直径dの200ないし1000%
であることが好ましい。
材28の実施形態と同様に形成することができる。この場合も受座26’はピン
32に整合するから、ピン32が軸端14によって確実拘束的に取り囲まれる。
これによって軸端14に対する成形部材48の図13で示した旋回又は回転運動
42が可能になるが、並進運動44は不可能である。
転運動42と並進運動44に制限することができる。このことは、成形部材48
の長さlが軸端12の直径Dに相当することによって実現される。その際軸端1
2に対する成形部材48の並進運動46又は半径方向運動を、図16ないし49
に基づき改めて説明する様々な仕方で制限することができる。
び並進運動46に限定するように構成することができることを明らかにする。こ
れは、例えば軸端14の直径Dを成形部材48の長さlより大きく選定して、回
転軸22の半径方向に遊びを生じることによって達成される。この遊びが以下で
図16ないし49に基づき説明する所定のストップの範囲内で並進運動46を可
能にするのである。
即ち異なる並進及び回転自由度で連結されるように構成することもできる。
の変型を図16ないし49に基づき説明する。図は成形体48としての継手部材
28の一体構造に関するものである。図1ないし6に示した継手部材28の実施
形態では、軸端12又は14の溝形受座20及び26の区域を挟持する結合部材
36によりはずれ止めを行なうことができる。これによって継手部材28の半径
方向引出し又は脱落が不可能になる。
ている。もちろん上述のはずれ止めの実施形態をさらに軸端14の側でも、又は
軸端14の側だけで行なうこともできる。
2と連結された継手部材28の側面図、図17は縦断面図、図18は平面図を示
す。この場合ピン30を収容する溝形受座20の側部開口部をかしめることによ
ってはずれ止めが行なわれる。こうして軸端12の押しのけられた材料からなる
側板52が形成される。この側板52は継手部材28の半径方向ストップをなす
から、継手部材28は軸端12から半径方向に脱出することができない。
20を半径方向に袋状に形成して、受座20の底部54が継手部材28の動き止
めをなすように構成することができる。受座20の底部54の反対側に、やはり
かしめて側板52を設けることができる。
8に移行するように構成されている。この軸頸58が溝形受座20を有する。継
手部材28のはずれ止めのために、環状部材60が軸頸58の上に嵌め込まれ、
環状部材60が軸端12に対する継手部材28の半径方向運動を制限する。
設されている。環状溝62は受座20の区域にある。好ましくはばねリングとし
て形成された止め輪64を、環状溝62に挿入することができる。
行する軸頸58を有する。受座20に−平面図で見て−I形の止め板66を挿入
することができる。この止め板66は受座20に継手部材28を入れる前に挿入
される。続いて端部68を、回転軸16と平行になるように折り曲げる。これに
よって継手部材28がいわば端部68の間に緊定されるから、継手部材28の半
径方向運動が制限される。端部68は溝形受座20の開口部をふさぐのに十分な
寸法を有する。
る。この場合は軸端12の受座20がアダプタ70の肉厚分だけ大きく形成され
ているから、アダプタ70が本来の受座20’を形成する。アダプタ70は端面
18と平行に延びるカバープレート72を有する。カバープレート72は端面1
8と結合することができる。この結合は例えば点溶接、接着又は他の適当な処置
により行なうことができる。アダプタ70によって同時に継手部材28と受座2
0の間の許容差を補償することができる。さらにアダプタ70は継手部材28の
回転運動のための軸受の性質を備えているから、軸端12特に受座20を場合に
よっては再加工、例えば焼入れしないでよい。
12の直径線と平行に挿入された止めピン74によって実現される。この止めピ
ン74は軸端12の穴76に、例えばプレスばめによって挿入される。止めピン
74が軸端12の周囲を越えて張出すことを防止するために、ポケット状の凹陥
部78が設けられ、ここに止めピン74を埋没して配設することができる。この
場合止めピン74は受座20とほぼ交差し、継手部材28は互いに実質的に平行
に延びる止めピン74の間に配設される。
軸端12の半径方向に適当な穴76に挿入される。穴は受座20の底部と交差す
る。継手部材28は穴76に対応する溝80を有するから、止めピン74は溝8
0に係合する。継手部材28の必要な回転又は旋回運動が保証されるように、溝
80の深さは止めピン74の配置、輪郭及び直径に整合する。止めピン74は軸
端12に固定されているから、継手部材28が軸端12の半径方向に移動するこ
とも回避される。
受座20の底部と交差する深さに形成した、軸方向に延びるスロット82を有す
るように構成することができる。受座20に整合する張出し部86を有する止め
線86をこのスロット82に挿入することができる。線条84の足88は軸端1
2の区域のスロット82の中にある。一方、継手部材28はスロット82に対応
する溝80を有する。これによって線条88を一方ではスロット82に、他方で
は溝80に係合させることができる。こうして継手部材28の半径方向移動も回
避される。
て軸方向に延びる穴90を有し、穴90が軸端12の軸方向穴92に対応する構
成になっている。穴90及び92に止めピン74を挿入することができる。止め
ピン74は一部が穴92に、一部が穴90に係合するように配設されている。こ
れによってやはり継手部材28の半径方向移動が阻止される。その場合十分な遊
びによって、止めピン74に対する継手部材28の回転又は旋回運動が可能であ
ることを保証しなければならない。
から延びる軸方向貫通穴94を有する構成になっている。貫通穴94は環状段部
96を経て小さな直径の開口98に移行する。開口98は受座20に接続する。
継手部材28は同じく軸端12の半径方向に延びる穴100を有する。穴100
は開口98に対応する。そこで継手部材28の固定のために、開口94を通って
止めねじ102が挿入され、そのねじ付き軸部が軸12にねじ込まれ、頭部は環
状段部96に支えられるように構成されている。穴100の内径は止めねじ10
2の外径に対して、継手部材28の旋回運動が可能であるように選定しなければ
ならない。
形態を示す。穴104はばね部材106を収容し、ばね部材106は一方では穴
104の底部に、他方ではカップ形保持部材108に支えられる。カップ形保持
部材108は継手部材28の対応する止まり穴110に係合する。継手部材28
を取付けると、保持部材108はばね部材106の力によって止まり穴110の
中へ押し込まれるから、軸端12に対する継手部材28の半径方向移動は不可能
である。
から回転軸16に対して偏心に延びるように構成されている。穴112は受座2
0と交差するようになっている。継手部材28は縁端が開放した溝114を有す
る。溝114は止まり穴112に対応する。止まり穴112に止めピン74を挿
入することができる。止めピン74は端面18と同一平面で終わるように挿入さ
れる。止めピン74は一方では止まり穴112に、他方では継手部材28の溝1
14に係合する。これによっても継手部材28の半径方向移動が阻止される。こ
の場合−他のすべての実施例のように−十分な遊びによって継手部材28の回転
又は旋回運動を保証しなければならない。
32の間にある結合片50がピン30又は32より小さい長さl(図10)を有
するように形成されている。こうしてピン30は中間片50の両側へ半径方向に
張り出す。軸端12は環状段部56によって形成された軸頸58を有する。そこ
でピン30の張出し端に、例えばスナップリング118(図45)又は割りピン
120(図46)として形成されたロッキング部材116を取付けることができ
る。割りピン120はピン30の張出し区域の適当な穴に貫挿される。スナップ
リング118はピン30のこの張出し部の適当な外周溝に係合する。いずれの場
合も継手部材28の半径方向移動を阻止することができる。
体122として形成され、その外側輪郭がピン30又は32及び中間片50を形
成する。この中空体122は閉鎖され、もしくはピン30又は32の縦方向に開
放することができる。中空体122が軸端12の受座20に係合した後、軸12
4を中空体122にピン30の縦方向に差込み、中空体122から張り出す端部
にロッキング部材126を取付ける。軸124の構造に応じてロッキング部材1
26はリベット頭部、ナット、スナップリング、割りピンその他である。
Claims (20)
- 【請求項1】 2つの回転運動可能な軸端を両方の軸端と確実結合された継
手部材によりトルク伝達のために連結する継手において、軸端(12、14)が
その回転軸(16、22)に対して垂直に(半径方向に)延びる溝形受座(20
、26)を備えており、受座(20、26)に継手部材(28)のピン(30、
32)が夫々確実拘束的に係合し、ピン(30、32)が互いに確実結合されて
いることを特徴とする継手。 - 【請求項2】 継手部材(28)のピン(30、32)の少なくとも1つが
その縦軸(38、40)の周りに旋回又は回転運動可能に支承されていることを
特徴とする請求項1に記載の継手。 - 【請求項3】 ピン(30、32)の少なくとも1つがその縦軸(38、4
0)の方向に移動可能に支承されていることを特徴とする請求項2に記載の継手
。 - 【請求項4】 ピン(30、32)の少なくとも1つが軸端(12、24)
の回転軸(16、22)の軸方向に移動可能に支承されていることを特徴とする
請求項1から3のいずれか1つに記載の継手。 - 【請求項5】 ピン(30、32)が互いに実質的に平行に配列されている
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の継手。 - 【請求項6】 ピン(30、32)が少なくとも1個の結合部材(36)に
よって互いに確実結合されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1
つに記載の継手。 - 【請求項7】 継手部材(28、48)が一体に形成され、ピン(30、3
2)が共通の中間片(50)によって互いに連結されていることを特徴とする請
求項1から6のいずれか1つに記載の継手。 - 【請求項8】 中間片(50)が湾曲して(くびれた形に)形成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の継手。 - 【請求項9】 少なくとも1個の結合部材(36)又は中間片(50)が所
定の弾性を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の継手
。 - 【請求項10】 受座(20、26)が横断面で見て長方形であることを特
徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の継手。 - 【請求項11】 受座(20、26)の高さ(h)がピン(30、32)の
直径(d)に相当することを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載
の継手。 - 【請求項12】 受座(20、26)の深さ(t)が直径(d)より大きい
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1つに記載の継手。 - 【請求項13】 ピン(30、32)の少なくとも1つの長さ(l)が軸端
(12、14)の直径(D)より大きいことを特徴とする請求項1から12のい
ずれか1つに記載の継手。 - 【請求項14】 受座(20、26)の少なくとも1つが横断面で見て円形
であり、受座(20、26)の直径(d1)がピン(30、32)の直径(d)
に相当することを特徴とする請求項1から13のいずれか1つに記載の継手。 - 【請求項15】 継手部材(28、48)の軸方向長さ(a)がピン(30
、32)の直径(d)の約130ないし400%であることを特徴とする請求項
1から14のいずれか1つに記載の継手。 - 【請求項16】 長さ(l)が直径(d)の約200ないし1000%であ
ることを特徴とする請求項1から15のいずれか1つに記載の継手。 - 【請求項17】 継手部材(28、48)のピン(30、32)の少なくと
も1つにはずれ止めが配属されていることを特徴とする請求項1から16のいず
れか1つに記載の継手。 - 【請求項18】 はずれ止めが受座(20、26)をかしめることによって
生じる側板(52)からなることを特徴とする請求項1から17のいずれか1つ
に記載の継手。 - 【請求項19】 はずれ止めが追加の部材、例えばリング部材(60)及び
/又は止め輪(64)及び/又は止め板(66)及び/又はアダプタ(70)及
び/又は止めピン(74)及び/又は止め線(84)及び/又は止めねじ(10
2)及び/又はばね付き保持部材(108)及び/又はスナップリング(118
)及び/又は割りピン(120)からなることを特徴とする請求項1から18の
いずれか1つに記載の継手。 - 【請求項20】 ピン(30、32)の少なくとも1つが中空体(122)
として形成され、中空体(122)がロッキング部材(126)で固定される軸
(124)によってロックされていることを特徴とする請求項1から19のいず
れか1つに記載の継手。
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