JP2007518042A - 自在継手のワッシャバッフル - Google Patents

Abstract

自在継手の交差状部材ジャーナルの潤滑室に圧入されて取り付けられるように適合させたスラストワッシャおよび潤滑バッフルの組品。スラストワッシャおよび潤滑バッフルは、１つまたは複数の潤滑溝を組み込んでおり、交差状部材と軸受キャップの表面間において潤滑剤の流れを円滑にする。スラストワッシャの弾性によって、ジャーナル表面を所望の公差に合わせて研磨する必要がなくなるとともに、スラストワッシャ表面に潤滑溝を組み込むことで、硬化処理または熱処理の前にジャーナル端部にプレス加工によって直接潤滑溝を付ける必要がなくなる。

Description

発明の背景
この発明は一般に、交差状部材ジャーナルを有する自在継手に関し、交差状部材ジャーナルはその端部で開いた内部潤滑経路を備え、それによって軸受カップに潤滑剤が補給され、軸受カップの内部においてジャーナルがそれぞれのヨーク部材の中で回転自在に支持される。この発明は特に、潤滑経路の拡大された端部に圧入されて保持されるよう構成されたワッシャおよび潤滑バッフルに関する。

典型的には、マックエルウィン（McElwain）他への米国特許第４，１０３，５１２号に示されているように、自在継手の交差状部材またはトラニオンの内部において、潤滑経路は中心位置で交差し、外部潤滑付属品と隣接するので、潤滑剤を必要に応じて自在継手に投入できる。自在継手の中心位置に投入された潤滑剤は、典型的には半径方向外向きに流れ、個々の潤滑経路を経由して交差状部材ジャーナルの端部へ向かう。動作中、自在継手が交差状部材に対して垂直な軸を中心として回転運動することで遠心力が生じ、軸受カップへ向かう潤滑剤の外向きの流れを補助する。

自在継手の回転が止まると、ジャーナルの１つまたは複数が垂直方向上向きに配置され、そのために重力が作用して潤滑剤が軸受カップから潤滑経路へ下向きに引戻されることがある。回転運動が再開されると、連結された軸受キャップには潤滑剤がほとんどまたは全く残らず、結果としてより大きな摩擦力が生じて望ましくない摩耗をもたらす可能性がある。

交差状部材の端部と軸受キャップとの間で生じる摩擦摩耗を軽減するために、製造者は、潤滑剤を使用するほか、ニーマン（Nieman）他への米国特許第６，２６４，５６６号Ｂ１、またはレンティニ（Lentini）他への米国特許第５，８１３，９１６号に示されているように、軸受キャップの内面と交差状部材またはトラニオン端部との間に緩衝材としてスラストワッシャを配置することが多い。製造中、これらスラストワッシャは、交差状部材の端部上に据え付けられる前に、軸受カップに装着され、スペーサを用いて正確に配置される。交差状部材の端部の対応する面が、機械加工によって研磨されてスラストワッシャに対する所望の公差が確保され、プレス加工によって１つまたは複数の潤滑溝を設けられて、スラストワッシャと交差状部材の端部との間で潤滑剤が流れ易いようにする。

したがって、この発明の目的は、自在継手における軸受キャップの近傍から潤滑剤が排出されることに関連する潜在的な問題を克服し、それと同時に自在継手の製造プロセスから１つまたは複数の研磨および機械加工の工程を省くことである。

発明の概要
簡単に述べると、この発明は、自在継手の交差状部材またはトラニオンの拡大された潤滑通路に圧入して取付ることができるよう適合させたスラストワッシャおよび潤滑バッフルの組品を提供することである。スラストワッシャおよびそれと一体化された潤滑バッフルは、１つまたは複数の溝を組み込んで、交差状部材と軸受カップの表面間における潤滑剤の流れを円滑にする。スラストワッシャの弾性によって、交差状部材の端部を所望の公差に合わせて研磨する必要がなくなり、スラストワッシャの表面に潤滑溝を組み込むこと
で、硬化処理または熱処理の前に交差状部材の端部を直接プレス加工して潤滑溝を付ける必要がなくなる。

この発明の前述のおよび他の目的、特徴、利点、ならびにこの発明の現時点で好ましい実施例は、添付の図面とともに以下の説明を読むことでより明らかになるであろう。

添付の図面は、この明細書の一部を構成する。
各図面全体を通して、同一の参照符号は同一の構成要素を表わす。

好ましい実施例の説明
以下の詳細な説明は、この発明を例証するものであって、限定するものではない。ここでの記述は明らかに、当業者がこの発明を実行および使用することを可能にし、現在この発明を実施するベストモードと考えられる態様を含む、この発明のさまざまな実施例、適合、変形、代替例および用途を説明するものである。

図１を参照して、従来のフック型自在継手の交差状部材またはトラニオンを１０として概略的に示す。交差状部材１０は、中心体１４の周りに４つのジャーナル１２を等間隔で配置することで構成される。潤滑剤経路１６は、共通の中心点Ｃから各ジャーナル１２を通って、各ジャーナル１２の半径方向外側の端部２０に隣接する開口式潤滑室１８まで軸方向に延びる。中心体１４の中心点Ｃには、潤滑剤を潤滑剤経路１６に投入するために、１つまたは複数の潤滑剤導入通路２２が設けられる。

各潤滑室１８は、潤滑経路１６を受入れるほぼ円錐台状で半径方向内側の面２４を有する、連結された潤滑経路１６の拡径部と、円筒形側壁２６とによって定められる。潤滑室１８の半径方向外側の端部は、開口しており、円筒形側壁２６とジャーナル１２の外側端部２０との間の移行部分である、面取りされた周端部２８を含む。

図２から図４を参照して、この発明のワッシャバッフル組品を１００として概略的に示す。ワッシャバッフルは、スラストワッシャ部１０２と、自在継手１２の潤滑室１８に圧入されるように適合させた連結バッフル部１０４とから構成される。好ましくは、スラストワッシャ部１０２および連結バッフル部１０４は、一体化された弾性構造である。このワッシャバッフル組品を従来のプラスチック成形技術を用いて形成するのに適した材料の１つは、ＤｕＰｏｎｔ ７０Ｇ３３Ｌとして識別され、デラウェア州ウィルミントン市のイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．）が「ザイテル（Zytel）」（登録商標）の商標名で販売しているナイロンエラストマーである。この発明のワッシャバッフル組品１００の構成には、摩耗、温度および弾性において必要な公差が満たされるものであれば、エラストマーに限定されず、他の材料も利用できることは、当業者に理解されるであろう。

図３から最もよくわかるように、ワッシャバッフル１００のスラストワッシャ部１０２は、ジャーナル１２の半径方向外側の端部２０の寸法に実質的に対応する環状表面を定める。スラストワッシャ部１０２の少なくとも上面には、スラストワッシャ部１０２の中心軸Ｘから半径方向外向きに広がる複数の潤滑溝１０６が等間隔で配設される。必要に応じて、潤滑溝１０６はスラストワッシャ部１０２の下面にも設けることができる。

スラストワッシャ部１０２と連結して、バッフル部１０４が、中心軸Ｘを中心として同心円状に、スラストワッシャ部１０２の下面に対して垂直に配置される。バッフル部１０４は、環状ベース１１０によって結合された１対の同心円筒形要素１０８Ａおよび１０８Ｂによって定められる。円筒形要素１０８Ａは、バッフル部１０４の外側の円筒面を定め
、好ましくはスラストワッシャ部１０２と連続している。図５から最もよくわかるように、円筒形要素１０８Ａの外面は、好ましくは中心軸Ｘに平行に整列する複数のリブ１１１を含む。各リブ１１１は、圧入されてジャーナル潤滑室１８の内面と係合するように構成される。円筒形要素１０８Ｂは、バッフル部１０４の内側の円筒面および開口式軸方向潤滑送出路１１２を定める。環状ベース１１０は、同心円筒形要素１０８Ａおよび１０８Ｂを、スラストワッシャ部１０２と対向する側で接合し、それによって軸方向潤滑送出路１１２と同心の環状潤滑保持空間１１４を定める。好ましくは、環状ベース１１０および円筒形要素１０８Ｂは、円筒形要素１０８Ａと連続しているが、ワッシャバッフル組品１００の構成要素は、従来の態様で個別に形成して結合しても、連続的に形成された構成要素と等価の機能性が得られることは、当業者には理解されるであろう。

図６および図７を参照して、スラストワッシャバッフル組品１００をジャーナル１２の潤滑室１８に軸方向に圧入して挿入する状態を示す。スラストワッシャバッフル組品１００が潤滑室１８に圧入されると、リブ１１１によって、円筒形要素１０８Ａの外面と潤滑室１１８の表面とは十分に係合して、そこでスラストワッシャバッフル組品が中心位置において保持される。潤滑室１１８の中に完全に挿入されると、スラストワッシャ部１０２の下面はジャーナル外側端部２０に接して止まり、軸方向潤滑送出路１１２は潤滑経路１６と同軸に配置されて、そこから潤滑剤の流れが受入れられる。スラストワッシャ部１０２の弾性作用により、ジャーナル１２およびジャーナル外側端部２０の寸法のばらつきの公差は限られた範囲となるので、製造工程の間にジャーナル２０の表面を研磨して精密な公差に合わせる必要がなくなる。

一旦スラストワッシャバッフル組品１００がジャーナル１２の潤滑室１８に収まると、図７に示すように、軸受カップ２００がスラストワッシャ部１０２およびジャーナル外側端部２０の上に嵌まる。軸受カップ２００は、止め輪２０４によって接合ヨークの縁２０２で保持される。ジャーナル１２の外周面と軸受カップ２００の内周側壁との間には、針状ころ軸受２０６が配設される。キャリア２１０内の環状シール２０８は、潤滑剤を保持し、軸受キャップ２００の内部からの汚染物質を排除する。

この発明の１つまたは複数のスラストワッシャバッフル組品１００を含む自在継手が動作している間、潤滑剤は自在継手の交差状部材１０の中心から半径方向外向きに、それぞれの潤滑経路１６に沿って流れ、ジャーナル外側端部２０へ向かう。潤滑剤が潤滑室１８に流れ込むと、外向きの流れは環状ベース１１０によって制限されて開口式軸方向潤滑送出路１１２を経由して流れるようになり、そこからジャーナル外側端部２０に送られる。潤滑剤の流れは、ジャーナル外側端部２０から、等間隔に配置された潤滑溝１０６に沿って、スラストワッシャ部１０２の種々の面の間へと続くので、針状軸受２０６およびそれ以外の磨耗表面に潤滑剤を施すことができる。自在継手の回転運動が止まり、重力の影響などで潤滑剤の流れが逆向きになると、ある量の潤滑剤が環状空間１１４において保持され、潤滑剤経路１６に戻らないようにされる。それによって、回転運動が再開されたときに、ジャーナル外側端部２０で潤滑剤の供給が適切に行なわれる。

以上の点を鑑みて、この発明のいくつかの目的が達成され、その他の有利な結果が得られることがわかるであろう。上述の構成には、この発明の範囲を逸脱することなく、さまざまな変更を加えることができるので、上記の説明に含まれる内容または添付の図面に示される内容はすべて、例証として解釈されるべきであって、限定的な意味において解釈されるべきではないと考えられる。

先行技術による自在継手の交差状部材の平面図である。 この発明のワッシャバッフルの側面断面図である。 図２のワッシャバッフルの上面図である。 図２のワッシャバッフルの底面図である。 図４の一部の拡大図であり、交差状部材に圧入装着するための、垂直に整列したリブを示す。 交差状部材における図２のワッシャバッフルの配置を示す図である。 自在継手の交差状部材に圧入される図２のワッシャバッフルの断面図である。

Claims (10)

1. 潤滑剤保持搬送部品であって、
   環状スラストワッシャ部と、
   前記環状スラストワッシャ部に対して垂直でありかつ前記環状スラストワッシャ部と同軸の円筒形バッフル部と、
   前記円筒形バッフル部内で同軸に配置される円筒形要素とを含み、前記円筒形要素は、対向する端部で開口し、かつ軸方向潤滑送出路を規定し、前記潤滑剤保持搬送部品はさらに、
   前記円筒形バッフル部を、前記環状スラストワッシャ部と反対側で、前記円筒形要素に連続するように結合する環状ベースを含み、前記円筒形バッフル部、前記環状ベースおよび前記円筒形要素は協同で、前記軸方向潤滑送出路と同心でありかつ前記環状スラストワッシャ部の近傍で開口する環状潤滑保持空間を定める、潤滑剤保持搬送部品。
2. 前記環状スラストワッシャ部に配設される複数の半径方向潤滑経路をさらに含む、請求項１に記載の潤滑剤保持搬送部品。
3. 前記円筒形バッフル部の外周面に軸方向に整列した複数のリブをさらに含む、請求項１に記載の潤滑剤保持搬送部品。
4. 前記環状スラストワッシャ部、前記円筒形バッフル部、前記円筒形要素および前記環状ベースは一体構造である、請求項１に記載の潤滑剤保持搬送部品。
5. 少なくとも前記スラストワッシャ部は弾性を有する、請求項１に記載の潤滑剤保持搬送部品。
6. 改良された自在継手であって、前記自在継手は、前記自在継手のヨークにおいて保持された軸受カップにおいて支持される少なくとも１つのジャーナルを有し、前記ジャーナルは自身を貫通して延在する潤滑経路を有し、前記ジャーナルには自身の最外端近傍において開口式潤滑剤室が設けられ、前記改良された自在継手は、
   前記開口式潤滑剤室内に少なくとも部分的に配置される部品を含み、前記部品は、潤滑剤用軸方向通路を規定する第１の円筒形要素を含み、前記潤滑剤用軸方向通路は、前記潤滑剤経路の近傍の前記潤滑剤室から外向きに、前記ジャーナルの最外端に向かって延在して前記最外端の近傍で終端をなし、前記部品はさらに、前記第１の円筒形要素の半径方向外側にかつ前記第１の円筒形要素と同軸に配置される第２の円筒形要素を含み、前記第２の円筒形要素は、前記潤滑剤経路近傍で前記第１の円筒形要素と連続的に結合され、前記ジャーナルの最外端の近傍で開口して前記潤滑剤用軸方向経路と流体連通する環状潤滑保持空間を定める、改良された自在継手。
7. 前記要素は、前記ジャーナルの最外端の近傍に配置される環状スラストワッシャ部をさらに含み、前記環状スラストワッシャ部は、前記第２の円筒形要素に連続的に結合される、請求項６に記載の改良された自在継手。
8. 前記環状スラストワッシャ部において複数の潤滑剤経路をさらに含む、請求項７に記載の改良された自在継手。
9. 前記要素はさらに、前記第２の円筒形要素の外面に配設される複数のリブを含み、前記複数のリブは、前記潤滑剤室の内面と保持のために係合するように構成される、請求項６に記載の改良された自在継手。
10. 前記要素は一体成形された構造である、請求項６に記載の改良された自在継手。

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