JP2016505782A - 改良型シャフト連結器 - Google Patents

Abstract

手動で、または機械的に駆動される回転シャフトを連結する雄シャフト連結器であって、その雄連結器は、連結されたシャフトの軸に垂直な非円形外形の断面を有する雄嵌合部と、ロックペグであって、ペグが嵌合部の表面から突出する第１の位置と、ペグの最外面が前記雄嵌合部の表面とほぼ面一になる第２の位置との間で移動可能なロックペグと、ペグをその第１の位置に向かって付勢する付勢手段と、前記雄嵌合部に取り付けられたシャフト取付部とを有する。ペグに角度の付いた部分を設けることで、ペグは、雄および雌連結器が連結されるときに自動的に押下される。対応する雄シャフト連結器からの雄嵌合部を受け入れる空洞を有する、対応する雌シャフト連結器も提供され、雌シャフト連結器も、連結されたシャフトの軸に垂直な非円形断面を有する。

Description

本発明は、互いに適切かつ解放可能に連結され、共通軸のまわりを回転するように、手動で、または機械的に駆動されることを意図されたシャフトまたはロッドを連結する連結器に関する。通常、そのようなシャフトは、一連の（連続して連結された）シャフトの端部に適切な用具を取り付けることで、煙突、排水管、排気筒、およびダクト（例えば、空調または換気ダクト）などの導管を清浄する、または導管から障害物を取り除くために使用される。そのようなシャフトは、通常、湾曲した導管内で使用できるように、かつ導管内に導入できるように可撓性であるが、特定の使用用途によっては剛性であることもある。

米国特許第６，６８８，８００号明細書は、連結器の一方の部品にばね付勢式のプランジャを有する、上記の特徴のシャフト用連結装置について記載しており、このプランジャは、雄連結部品の表面から突出し、オペレータによって押下されて、対応する雌連結部品を連結することができる。連結されると、プランジャは、ばねによって付勢されて、雌連結部品の壁に配置された、対応する穴と係合する。連結器を切り離すために、オペレータは、付勢ばねの作用に抗してプランジャを再度押し込んで、２つの連結器部品が分離させることができる。

本発明は、この種の連結器の改良形態であり、この公知の装置の特定の欠点に対処しようとするものである。第一に、この連結器を装備した２つのシャフトの連結は、連結するのを可能にするために、オペレータによってプランジャが押下されなければならないことから、多少面倒であり得ることが分かっている。シャフトは、多くの場合、オペレータが手袋を着用した状況で使用され、連結を行うのに、手袋をはめた手でプランジャを押下する必要があることにより、シャフトアレイにさらなるシャフトを迅速に追加するのが困難となる。また、シャフトは、明かりが乏しい、汚れた環境、および出し入れしづらいといった状況で使用されることが多い。一方のシャフトを他方と連結するのに必要なことは、連結を行うために、プランジャを押下しなければならないだけでなく、確実な連結が行われるのを保証するために、プランジャが雌連結器の対応する穴と嵌合するように、シャフトを正確に回転させて整列させなければならないことである。プランジャの一方の縁部だけが穴と係合して、プランジャがその付勢位置に一部だけ戻る状況が存在する。オペレータは、この部分係合が起こったときにクリック音を聞き、連結が適切に行われなかったことに気付かないことがある。シャフトが導管に押し込まれると、当然ながら、連結は、もはや目に見えず、プランジャが穴から外れると、シャフトの回転、またはシャフトの回転方向の転換により、シャフトが外れることがある。これは、補修するのに特に困難な状況であり、オペレータに、切り離された一連のシャフトと、シャフトに連結された関連用具とが、進入できないダクト内に置かれた状態が残される。これにより、多くの場合、排水管を掘り出して、または配管を解体して、シャフトを回収できるようにすることが求められる。

さらに、シャフトアレイを通じて伝達されなければならない回転力は、プランジャの一方の面をその嵌合穴の対応する面に当接させることで、シャフトからシャフトに伝達される。回転方向が逆転した場合に、力の伝達は、プランジャの対応する他方の面を通じて行われる。このようにして繰り返される力の伝達によって、回転力が、シャフトアレイの屈曲と組み合わさって、プランジャを対応する連結器内の穴から外れさせることがあり、そ
の結果、シャフトが切り離されるような程度まで、プランジャの縁部が摩耗することがある。これは、この場合も、切り離されたシャフトと関連用具との回収に対して重大な問題を引き起こす。

上記に鑑み、本発明は、第１の態様において、手動で、または機械的に駆動される（機械駆動式が好ましい）回転シャフトを連結する雄シャフト連結器を提供し、前記雄連結器は、連結されたシャフトの軸に垂直な非円形外形の断面を有する雄嵌合部と、前記雄嵌合部内に配置され、前記嵌合部の表面から突出する第１の位置と、最外面が前記雄嵌合部の表面とほぼ面一になる第２の位置との間で移動可能なロックペグと、前記ペグを前記第１の位置に向かって付勢する付勢手段と、前記雄嵌合部に取り付けられたシャフト取付部とを含む。

非円形断面を有する雄連結器（および、下記に説明するように、対応する雌連結器）を提供することは、これまで「プランジャ」を用いて、隣接する、連結されたロッドまたはシャフト間で伝達された回転力が、今や、対応する雄および雌連結器間の非円形、したがって、非回転の連結によって、隣接するシャフト間で伝達することができることから有益である。ここでは、「プランジャ」またはペグは、もはや、連結されたアレイの隣接するロッドまたはシャフト間で回転力を伝達する単なる機構に過ぎない。さらに、１つの位置だけで嵌合できる（すなわち、回転対称ではない）非円形断面の形状を選択することで、付勢されたロックペグは、雌嵌合部の対応するペグ受け入れ開孔と常に正確に整列するように配置できるという点でさらなる利益が得られる。このように、連結器の確実なロックが保証される。

好ましくは、前記ペグの突出面は、シャフト取付部から最も離れたペグの縁部が、前記雄嵌合部の表面とほぼ面一になるか、または下に引っ込むように角度の付いた部分を含み、そのため、雄嵌合部の対応する雌嵌合部の空洞への挿入により、ペグがその第２の位置に向かって移動する。このようにして、２つの連結器同士を簡単に押し込むことができ、雌連結器の空洞のリップ部は、角度の付いた面に当たって作用し、それにより、ロックペグを押圧し、連結を可能にする。

前記ペグの突出面は、その第１の位置と第２の位置との間の前記ペグの移動軸に垂直な平坦部分を含むのがさらに好ましい。これは、使用者が、連結器を切り離すために、ペグをその第２の位置に移動させるように押し込むことができる平面をもたらす。

雄コネクタにおいて、連結されたシャフトの軸に垂直な前記雄嵌合部の断面は、弓形が欠けた円を含むのも好ましい。この構成は、製造するのが比較的簡単であり、非回転対称をなくして、ロックペグと開孔との整列を保証する。

この場合に、前記ロックペグは、前記弓形が欠けた部分を画定する弦に該当する前記雄嵌合部の平坦部分に配置されるのも好ましい。これにより、ペグが、対応する雌連結器の開孔の最も厚い部分を通り、それにより、回転トルク伝達のためのより強力な連結をもたらす（そのため、シャフトは、オペレータがロックペグを押下した場合のみ外れる）ことが保証される。

連結されたシャフトの軸に平行な前記ロックペグの面は平面を含むのがさらに好ましい。平面の使用は、使用時、連結部にある程度の緩みがある場合に、非円形嵌合要素を介して伝達されない回転力を伝達するための、より広い接触表面積を保証する。

連結されたシャフトの軸に垂直で、前記シャフト取付部から最も離れた前記ロックペグ
の面は、平面を含むことも好ましい。端部が丸い「プランジャ」を有する米国特許第６，６８８，８００号明細書の装置とは異なり、これは、ロッドアレイが導管に出入りするときに、軸方向力の伝達のための表面積をより大きくする。

第２の関連する態様では、本発明はまた、手動で、または機械的に駆動される（機械駆動式が好ましい）回転シャフトを連結する雌シャフト連結器を提供し、前記雌連結器は、シャフト取付部と、対応する雄シャフト連結器からの雄嵌合部を受け入れる空洞とを含み、前記空洞は、連結されたシャフトの軸に垂直な非円形断面を有する雌嵌合部と、対応する雄シャフト連結器からのロックペグを受け入れるために、前記空洞の内部から前記雌嵌合部の外部に延びる開孔とを含む。

好ましくは、前記開孔の非円形断面は、同様の形状とされた雄連結器と同じ理由により、弓形が欠けた円を含む。

本発明はまた、本明細書で説明する雄シャフト連結器と、本明細書で説明する雌シャフト連結器とを含むシャフト連結システムを提供し、そのような連結器はそれぞれ、対応した形状とされた嵌合部を有する。

本発明はさらに、細長いシャフト部材と、一方の端部に取り付けられた、本明細書で説明する雄シャフト連結器と、他方の端部に取り付けられた、本明細書で説明する雌シャフト連結器とを含むシャフトを提供する。

添付図面の任意の適切な組み合わせを参照して本明細書で十分に説明され、添付図面の任意の適切な組み合わせによって例示されるシャフト連結器、シャフト連結システム、またはシャフトも本発明の範囲に含まれる。

本発明が、添付図面を参照して説明される。

雄連結器の軸方向断面図を示す。 ロックペグの細部を示す。 ロックペグの細部を示す。 ロックペグの細部を示す。 雌シャフト連結器の軸方向断面図を示す。 雌連結器の半径方向断面図を示す。 雌連結器の平面図を示す。 雌連結器の半径方向断面図を示す。 連結された雌および雌連結器の半径方向断面図を示す。 連結された雌および雌連結器の半径方向断面図を示す。 雄連結器の平面図を示す。 雄連結器の半径方向断面図を示す。 雄および雌連結器の軸方向断面図を示す。 雄連結器の軸方向断面図を示す。 雌連結器の抜粋した実施形態の断面図を示す。 雌連結器の抜粋した実施形態の断面図を示す。 雌連結器の抜粋した実施形態の断面図を示す。

図１は、本発明の態様による、全体として１で示した雄シャフト連結器を軸方向断面図で示している。連結器は、嵌合部の外面３が非円形断面である雄嵌合部２を有する。この
実施形態では、外面３は、平面４を有する円筒状の面として形成されている。したがって、断面外形は、弓形が欠けた円の形態（Ｄ字形状の断面）である。連結器１はまた、雄嵌合部２の穴に取り付けられた位置決めペグ５を有する。連結器内には、ペグ５を半径方向外側に付勢する、ばね（図示せず）などの付勢要素を収容する空洞６がある。ペグの好ましい構成が下記に説明される。空洞６は、付勢要素の動作不良を引き起こす恐れがあるごみの侵入を防止するために、エンドキャップ７で封止されている。連結器１はまた、連結器が、基本的に永続的な態様でシャフトに取り付けられるのを可能にするシャフト取付部８を有する。この実施形態では、シャフト取付部８は、シャフトの端部を受け入れるような大きさとされた円筒形穴９と、シャフトが当接できる当接領域１０とを含む。この場合に、シャフトは、例えば、シャフト取付部の側面１１に打ち込まれ、シャフト取付部を圧着するピンの使用によって、または適切な接着剤の使用によって、連結器に固定することができる。通常、シャフト連結器１は鋼でできており、腐食を防止するために適切な表面仕上げ（電気めっき仕上げなど）されるか、またはアルミニウムでできている。

図２Ａ〜２Ｃは、本発明で使用するロックペグ５をそれぞれ側面図、端面図、および平面図で示している。ペグ５は、フランジ１３に取り付けられた押しボタン部分１２の形態を有する。押しボタン部分１２は、雄嵌合部２の表面の対応した形状の穴を貫通して突出し、一方、フランジ要素１３は、付勢要素の付勢力に抗して、ペグ５を雄連結器内に閉じ込められた状態に保つ働きをする。押しボタンは、図２Ｃに示すように、丸いコーナ１４を含む略長方形の平断面を有する。略長方形の断面は、連結器に組み込まれた後、連結されたシャフトの軸に平行な平面１５と、さらに、連結されたシャフトの軸に垂直で、シャフト取付部８から最も離れた平面１６とを付与する。

ペグ１５の上面または最外面（組み立てられた場合）は、角度の付いた部分１７を含んで、組み立てられた場合に、ペグの前縁１８（すなわち、シャフト取付部８から最も離れたペグの縁部）は、雄嵌合部の面とほぼ面一になるか、または下に引っ込むことさえある。この方法では、雄および雌部分が互いに押し込まれたときに、雌連結器は、ペグ５をその付勢要素に抗して押下し、２つの連結器が嵌合するのを可能にする。２つの連結器の嵌合面の非円形断面は、ペグと、雌連結器の対応する穴とが整列するのを保証し、連結器の相対回転運動を防止する。

図３は、全体として１９で示した本発明の雌シャフト連結器を軸方向断面図で示している。連結器１９は、連結されたシャフトの軸に垂直な非円形内形の断面を有する空洞２１を含む雌嵌合部２０を有する。嵌合部はまた、空洞２１と外面との間の嵌合部の壁を貫通して延び、対応する雄連結器１のロックペグ５の外側部分を受け入れるような大きさおよび形状とされた開孔２２を含む。嵌合部の外側面には、ペグがより容易に押下されるのを可能にして、連結器の切り離しを容易にするために、開孔２２を囲む切欠き２３も設けられている。

空洞２１の内面２７は、非円形の断面を有する。この実施形態では、断面は、基本的に弓形が欠けた円の形態を取る。したがって、対応する雄連結器の平面４と合致する平坦部分２８がある。この平坦部分２８は、図４の半径方向断面図に示されており、この断面図では、対応する部分が同じ番号を付けられている。

雌連結器１９には、シャフト取付部２４も設けられている。このシャフト取付部は、この場合も、シャフト受け入れ空洞２５およびシャフト当接領域２６を含む。連結器１と同様に、シャフトは空洞２５に挿入されて当接部２６と当接することができ、ピン圧着または適切な接着剤などの手段を使用して、基本的に永続的な態様でそこに固定することができる。

図５は、シャフト２９の端部に連結された本発明の雌シャフト連結器１９を平面図で示している。図６は、Ａ−Ａ位置で連結器を横断する断面図であり、同じ番号が付いた要素を有する。この図は、連結器の外面と空洞２１との間の開孔２２を示している。開孔は、対応する雄連結器からのロックペグを受け入れる形状とされ、好ましい実施形態では、ロックペグ５の対応する平坦領域１６と当接する平坦領域３０を有し、それにより、ロッドまたはシャフトアレイにおいて軸方向引張り力を受ける際に、連結器に作用する点荷重を低減する。ロックペグ５の押下を容易にするために設けられた切欠き２３も示されている。連結器の空洞２１は、この実施形態では平面２８の形態の非円形断面を有し、その他の部分は円形断面であることが図６から分かる。

図７は、雄連結器１と嵌合した場合の、図５のＡ−Ａ位置で雌連結器１９を横断する断面図を示しており、ロックペグ５が、コイルばね３１の形態の付勢要素を用いてその第１の位置に付勢されている。

図８は図７の断面図を示しているが、ロックペグ５は、雄連結器１が雌連結器１９に挿入され得るように、付勢力に抗して所定の位置まで押下されている。

図９は、シャフト取付部８によってシャフト２９に連結された雄連結器１を平面図で示している。雄嵌合部２は、この場合も、図１０に示す、弓形が欠けた円の形状を有し、それにより、平面４を残す非円形外形の断面である。図１０は、図９のＢ−Ｂ線での断面図である。ロックペグ５は、雄嵌合部２の平面４に配置された穴から突出して示されている。ペグは、平面図で略長方形であり、コーナは丸いが、シャフト２９の軸に平行な平面１５と、シャフト２９の軸に垂直な平面１６とを示している。角度の付いた部分１７もペグ５の上部に含まれる。

図１１は、連結の準備ができた構成の雄連結器１および雌連結器１９を軸方向断面図で示している。雄連結器１の雄嵌合部２が、雌嵌合部２０の空洞２１の端部に挿入されている。ロックペグ５の突出した押しボタン１２の前縁１８は、雄嵌合部の表面の位置に、またはすぐ下に配置されて、２つの連結器が互いに押し込まれた場合に、雌連結器の空洞の縁部が、傾斜部分１７またはペグ５と相互作用して、ペグ５がばね３１の付勢力に抗して雄連結器の本体の中に向かって下方に移動し、連結器が互いに押し込まれるのを可能にする。雄連結器１が雌連結器に挿入されると、付勢要素３１は、ペグを押し付けて、雌連結器の穴２２と係合させ、それにより、２つの連結器同士を解放可能にロックする。

図１２は、本発明による雄連結器１を軸方向断面図で示し、ロックペグ５をばね３１に抗して偏位した、その押下された第２の位置で示し、ペグ５の外面は、雄嵌合部２の表面３とほぼ面一になっている。

図１３は、雌連結器１９の空洞２１の代替案の断面図を示しており、雌連結器１９では、雌嵌合部２０の空洞２１は三角形断面である。この形状も、対応する三角形断面の雄嵌合部との組み合わせで、望ましい非回転連結を実現している。

図１４は、雌連結器１９の空洞２１のさらなる代替案の断面図を示しており、雌連結器１９では、空洞２１は、基本的に円形であるが、雄連結器の雄嵌合部分の対応する溝と嵌合できる内部ピンまたは隆起３２を備えており、それにより、望ましい非回転連結を実現している。

図１５は、雌連結器の雌嵌合部分２０の非円形空洞２１のさらに別の実施形態を示している。この実施形態では、本来略円形の空洞に２つの平面２８が設けられている。しかし、この場合も、これは、非回転連結を形成するという所望の目的を達成している。

本発明によって提供されたシャフト連結器は、シャフトを連結するためだけでなく、シャフト（またはシャフトアレイ）を（導管を清浄する／導管から障害物を取り除くために使用される）ヘッド装置に一端で取り付けるためにも使用することができるのは明らかであり、そのようなヘッド装置は、雌連結器および／または他端に、回転力を加えることを容易にする構成要素（例えば、電動ドリルに連結されるドリルビット）を含み、そのような構成要素は雄連結器を含む。

ペグ５の上面または最外面（組み立てられた場合）は、角度の付いた部分１７を含んで、組み立てられた場合に、ペグの前縁１８（すなわち、シャフト取付部８から最も離れたペグの縁部）は、雄嵌合部の面とほぼ面一になるか、または下に引っ込むことさえある。この方法では、雄および雌部分が互いに押し込まれたときに、雌連結器は、ペグ５をその付勢要素に抗して押下し、２つの連結器が嵌合するのを可能にする。２つの連結器の嵌合面の非円形断面は、ペグと、雌連結器の対応する穴とが整列するのを保証し、連結器の相対回転運動を防止する。

Claims (12)

1. 手動で、または機械的に駆動される回転シャフトを連結する雄シャフト連結器であって、
   連結されたシャフトの軸に垂直な非円形外形の断面を有する雄嵌合部と、
   ロックペグであって、前記雄嵌合部の開孔内に配置され、前記ペグが前記嵌合部の表面から突出する第１の位置と、前記ペグの最外面が前記雄嵌合部の表面とほぼ面一になる第２の位置との間で移動可能なロックペグと、
   前記ペグを前記第１の位置に向かって付勢する付勢手段と、
   前記雄嵌合部に取り付けられたシャフト取付部と、
   を含む雄シャフト連結器。
2. 前記ペグの突出面は、前記シャフト取付部から最も離れた前記ペグの縁部が、前記雄嵌合部の表面とほぼ面一になるか、または下に引っ込むように角度の付いた部分を含み、そのため、前記雄嵌合部の対応する雌嵌合部の空洞への挿入により、前記ペグがその第２の位置に向かって移動する、請求項１に記載の雄連結器。
3. 前記ペグの前記突出面は、前記ペグの第１の位置と第２の位置との間の前記ペグの移動軸に垂直な平坦部分を含む、請求項１または２に記載の雄連結器。
4. 連結されたシャフトの軸に垂直な前記雄嵌合部の断面は、弓形が欠けた円を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の雄連結器。
5. 前記ロックペグは、前記弓形が欠けた部分を画定する弦に該当する前記雄嵌合部の平坦部分に配置される、請求項４に記載の雄連結器。
6. 連結されたシャフトの前記軸に平行な前記ロックペグの面は平面を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の雄連結器。
7. 連結されたシャフトの前記軸に垂直で、前記シャフト取付部から最も離れた前記ロックペグの前記面は平面を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の雄連結器。
8. 手動で、または機械的に駆動される回転シャフトを連結する雌シャフト連結器であって、
   シャフト取付部と、
   対応する雄シャフト連結器からの雄嵌合部を受け入れる空洞を含み、前記空洞は、連結されたシャフトの軸に垂直な非円形断面を有する、雌嵌合部と、
   対応する雄シャフト連結器からのロックペグを受け入れるために、前記空洞の内部から前記雌嵌合部の外部に延びる開孔と、
   を含む雌シャフト連結器。
9. 前記開孔の非円形断面は、弓形が欠けた円を含む、請求項７に記載の雌連結器。
10. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の雄シャフト連結器と、請求項７または８に記載の雌シャフト連結器とを含むシャフト連結システムであって、そのような連結器がそれぞれ、対応する形状とされた嵌合部を有する、シャフト連結システム。
11. 細長いシャフト部材と、
    一端に取り付けられた、請求項１〜７のいずれか１項に記載の雄シャフト連結器と、
    他端に取り付けられた、請求項８または９に記載の雌シャフト連結器と、
    を含むシャフト。
12. 添付図面の任意の適切な組み合わせを参照して、実質的に本明細書で説明された通りの、添付図面の任意の適切な組み合わせによって例示された通りの、シャフト連結器、シャフト連結システム、またはシャフト。

Images