JP2927248B2 - 等速継手 - Google Patents

等速継手

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JP2927248B2
JP2927248B2 JP8209568A JP20956896A JP2927248B2 JP 2927248 B2 JP2927248 B2 JP 2927248B2 JP 8209568 A JP8209568 A JP 8209568A JP 20956896 A JP20956896 A JP 20956896A JP 2927248 B2 JP2927248 B2 JP 2927248B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/08Couplings for intersecting shafts, provided with intermediate bars bent in an angle corresponding with the angle of intersection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は機械相互の回転軸を
結合するに好適な等速継手に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、駆動軸と被駆動軸の軸方向にピン
挿入孔を設け、その孔にバネを介して可変屈折可能な連
結ピンの両端をそれぞれ孔内を摺動するように挿入した
等速継手は特公昭46−6210号公報で知られている。
【0003】また特開昭63−308220号公報で知られてい
る等速継手は、対向する駆動軸の間にガイドピンを挾ん
で一対の駆動ピンを配設し、その駆動ピンの一端を軸方
向に摺動自在にして設け、他端を球頭にして回動自在で
かつ半径方向に移動可能な構造にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記第1の従来技術
は、2つの連結ピンがピン軸を介して屈折して配置され
ているため、ピン軸の挿入方向が常にそれぞれ同一方向
でなければ回転継手が成立せず、常にメカニカルロック
が生じないように2つの連結ピンの継手回転バランスと
同期回転が要求される。
【0005】上記第2の従来技術は、駆動軸(継手軸)
の傾き角度の変化に対応して変位する駆動ピンのピッチ
径差を吸収できるように構成しているものの、1回転当
り2回の速度変化が生じ、必ずしも等速で回転を伝達で
きない問題があった。
【0006】後記した自在継手では、駆動軸の傾転角を
大きくとれない。駆動ピン挿入穴の壁面を利用してトル
クを伝達するので機械的損失が大きい等の問題もある。
【0007】本発明の目的は、駆動軸の傾き角が変化し
ても等速で回転伝達を行える等速継手を構造容易にして
提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は駆動部材と被駆
動部材の軸方向に複数本のシリンダ孔を設け、該シリン
ダ孔に圧縮手段を介して駆動ピンを配設し両部材間を機
械的に連結してなる自在継手であって、前記駆動部材と
被駆動部材間は、一方端をスライド自在に、他端を回動
及びスライド自在に運動する様に配置された3本以上
駆動ピンにより連結し、前記圧縮手段を駆動力伝達状態
において前記駆動ピンと前記駆動部材及び被駆動部材の
間に作用するように構成し、前記駆動ピンを浮動状態で
前記駆動部材と被駆動部材の間に位置させるものであ
【0009】この等速継手の駆動ピンの一方端は、それ
ぞれが駆動軸あるいは被駆動軸のシリンダ孔で自転しな
がら一定の軌跡にそって回転し、スライドする。そして
他端球頭部は被駆動軸あるいは駆動軸のシリンダ孔(ボ
ール受孔)で回動運動する。従って、それぞれの駆動軸
あるいは被駆動軸の回転に応じて駆動ピンは直線的スラ
イド運動を持続し、他端球頭部は被駆動軸あるいは駆動
軸に中心を浮動状態に保つように保持される。
【0010】それによって、それぞれのピストンはある
一定の軌跡を描いて駆動されるので等速継手が可能とな
り、機械的振動が皆無となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例を図
1及び図2に基づき説明する。
【0012】別途設置される駆動手段と機械的に連結さ
れる入力軸(駆動部)1及び出力軸(被駆動部)2は冷
間鍛造加工あるいは切削加工等により成形されている。
該入力軸1には軸と平行して一方を開口するシリンダ孔
3を同心円上に均等割に4個にスライス加工等により形
成している。他方出力軸2も同様にして成形され、前記
シリンダ孔3と相対する面の同等位置にシリンダ孔4を
同様に形成している。駆動ピン5は一端がそれぞれ圧縮
バネ6を介して前記シリンダ孔3に挿入配置され、他端
球頭部7は同様前記出力軸2のシリンダ孔4の開口端に
それぞれ圧縮バネ8を介して配置されている。ここで前
記圧縮バネ8と6の圧縮はほぼ均一(出力軸側のバネ8
が多少弱くてもよい)で、球頭部7の球中心を常に浮動
状態で支持する様にバランスさせている。
【0013】また、バネ座9は輪状からなり駆動ピンの
球頭部7とシリンダ孔の内周部に圧縮バネ8が割込み球
頭部の運動を阻害しない様にシリンダ孔に摺動配置され
ている。しかしバネ形状あるいは球頭部との関係が適切
であればこれを廃止しても差し支えない。
【0014】上記構成において、駆動ピン5の好ましく
は図2に示す如く同心円上に均等割に配置されている
が、駆動ピンは3本以上であればよく、偶数本の場合は
対の物がバランスする様に対向して配置されていればよ
い。また、球頭部7は必要強度に応じて大きさが決定さ
れ、ピストン部と共に必要に応じ焼入れ、チタンコーテ
ィング等の表面加工処理あるいは適切な材料が選ばれ
る。
【0015】図1の様に入力軸1と出力軸2を所定の傾
転角θを持って配置し、入力軸1を回転させると駆動ピ
ンは傾転位置に応じて圧縮バネ6,8を最大圧縮から最
小圧縮の範囲を交互に徐々に変化させ、回転駆動力を出
力軸2に伝達する。この時前記圧縮バネ6と8は常に圧
縮力はバランスする強さにしてあるため、駆動ピン5は
軸方向に移動して他端の球頭部7の球中心は浮動状態で
位置し、球頭部7は常に同心円上の軌跡を正しく運動し
真の等速継手が実現される。
【0016】尚、実施例では圧縮バネを有するものを主
体に説明してあるが、球頭部側のバネは傾転角が5°以
上ある場合はシリンダ孔が球頭部の軸方向の動きを規制
するので必ずしも必要としない。
【0017】前述の実施例では4本の駆動ピン5を同心
円上に配列しているものを示したが、駆動ピンは3本以
上であればよく、奇数配列の場合は均等ピッチで配列す
るのが応力バランスが良く好ましい。
【0018】図3は他の実施態様を示すもので、駆動ピ
ンの球頭部7はスリッパ10を介してシリンダ孔4に挿
入され、該スリッパ10が圧縮バネ8を受けている。
尚、スリッパ10はC状あるいは半割のものが用いら
れ、予め球頭部に組込んだ後シリンダ孔に挿入される。
【0019】この様にすることによって球頭部のスライ
ド性がよくなり、バネ座も兼用できるので動きが滑らか
になる。
【0020】図4,図5は、前記圧縮バネ6に変えて油
圧を作用させたもので、図5に示す如くシリンダ孔3の
底部を交叉する通路11で結びシリンダ孔に液体(油)
12を封入したものである。この場合ピストン部は液体
が漏れない様にOリング13を設ける必要がある。
【0021】従って、駆動ピン間の圧縮バランスがよ
く、かつより機械振動を吸収し易く、低騒音の等速継手
が得られる。
【0022】図6は、圧縮バネ6を設けるタイプで、ピ
ストン部のスライドを滑らかにするためシリンダ孔3に
軸受メタル14を圧入したもので、該メタル14を介し
てピストン部を支承したものである。
【0023】従って、ピストン部のスライドが良好で、
機械ロスの小さいものとなり、しいては騒音低減にも効
果的である。
【0024】次に前述した等速継手を用いた実施例を図
7,図8に基づき説明する。
【0025】図は斜軸式ピストンポンプ装置を示すもの
で、図において囲体21は吸入孔22a及び吐出口22
bを有するサイドカバー22と、該サイドカバー22と
気密的に結合されるカップ状のハウジング23とから構
成されている。前記サイドカバー22の中心部には内側
空間に向けてシリンダピン24が垂直に植設され、該シ
リンダピン24にはバルブプレート25を介してシリン
ダバレル26が回転可能に装着されている。前記シリン
ダバレル26は円柱体からなり、同一円周上に等間隔に
前記バルブプレート25を介して吸入孔22aもしくは
吐出口22bに連通されるシリンダ孔26aが偶数個
(8個)形成されている。そして中央部のシリンダピン
24の同心円上には複数個(4個)のシリンダ挿入孔2
6bが等間隔に形成されている。ピストンサポート27
aを一体に形成した駆動軸27はニードルベアリング2
8を介して傾転板29に回転自在に保持され、該傾転板
30は半球面31を介して前記ハウジング23の半球面
32と接している。
【0026】33はシリンダ孔26aに挿入配置された
ピストンで、シールリング34を介して回動自在に配置
され、他端球頭部33aはピストンサポート27aに回
動自在に配置され、抜止板36により保持されている。
【0027】37は前記ピストン33の内径側の同心円
上に配置された駆動ピンで、ピストン部を圧縮バネ38
を介して駆動ピン挿入孔39に挿入し、他端球頭部37
aをピストンサポート27aの端面に形成したボール受
孔27bに圧縮バネ39Aを介して挿入配置されてい
る。
【0028】尚、前記駆動ピン挿入孔39及びボール受
孔27bはそれぞれ後方に油通路40,41を形成し、
潤滑能力を向上させている。
【0029】上記構成において、駆動軸27を回転する
とピストンサポート27aおよび駆動ピン37を介して
回転力がシリンダバレル26に伝達され、同期回転され
る。一方駆動ピン37およびピストン33はピストンサ
ポート27aが傾斜しているため回動運動につれて軸方
向にスライドを始め、ピストン33はバルブプレート2
5を介して吸入−吐出作用を行う。
【0030】上記作用においてピストンサポート27a
の傾転角θが変化した時に生じるシリンダ孔26aのピ
ッチ円と球頭部33aのピッチ円との差は、ピストン3
3が自由運動することで吸収される。他方、駆動ピン3
7は軸方向にスライドすることにより吸収され、駆動軸
27からシリンダバレル26へ駆動力がスムーズに伝達
される。
【0031】本実施例のポンプ装置は所謂可変容量形
で、駆動軸27を左,右に動かすことによりピストンス
トロークが任意に変化し吐出容量を変える。
【0032】なお図3では最大22°の位置にストッパ
21aを設け傾転板30の一端を係止する様にしてい
る。
【0033】本実施例によれば、等速継手において駆動
ピン37が楕円運動するにもかかわらず、球頭部が軸方
向に移動するため無理な力が働くことなくスムーズに回
動され、機械的振動が低減される。
【0034】また、駆動ピンは容量吐出ピストンとは別
としているため必要以上に装置を大型化することなくし
て高出力のポンプ装置が安価に提供できる。
【0035】一般には、第1の実施例も含めて囲体はア
ルミニウム材等の金属体で形成されるが、更に軽量化す
るためにはプラスチック材を用いても主目的は達成し得
る。さらに、前記した実施例で、駆動側を被駆動側に置
換しても主目的を達成し得ることは言うまでもない。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、駆動ピンの変速的な回
転運動からくる歪応力を駆動ピンの前後の移動により吸
収できるので、駆動軸の傾き角が変化しても回転を等速
で伝達できる効果がある。
【0037】また、回転力を確実に同期して伝達できる
ので、部品相互間のがた付きがなく、低振動低騒音化の
製品が簡単な構成にて実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す等速継手の要部断面
図。
【図2】図1のII−II断面図。
【図3】等速継手の要部の他の実施例を示す断面図。
【図4】等速継手の要部の他の実施例を示す断面図。
【図5】等速継手の要部の他の実施例を示す断面図。
【図6】等速継手の要部の他の実施例を示す断面図。
【図7】斜軸式ピストンポンプ・モータ装置の半縦断面
図。
【図8】図7のIV−IV断面図。
【符号の説明】
1…駆動部、2…被駆動軸、3,4…シリンダ孔、5…
駆動ピン、6,8…圧縮バネ、7…球頭部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−308220(JP,A) 特開 平2−9953(JP,A) 特開 昭56−46120(JP,A) 特開 平3−103620(JP,A) 特開 昭63−13921(JP,A) 実開 昭58−189377(JP,U) 特公 昭9−3563(JP,B1) 特公 昭46−6210(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16D 3/08 F04B 1/24

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動部材と被駆動部材の軸方向に複数本の
    シリンダ孔を設け、該シリンダ孔に圧縮手段を介して駆
    動ピンを配設し両部材間を機械的に連結してなる自在継
    手であって、前記駆動部材と被駆動部材間は、一方端を
    スライド自在に、他端を回動及びスライド自在に運動す
    る様に配置された3本以上の駆動ピンにより連結され
    前記圧縮手段は駆動力伝達状態において前記駆動ピンと
    前記駆動部材又は被駆動部材の間に作用するように構成
    され、前記駆動ピンを浮動状態で前記駆動部材と被駆動
    部材の間に位置させていることを特徴とした等速継手。
  2. 【請求項2】請求項1記載において、シリンダ孔はそれ
    ぞれが導通路を介して連結され、液体が封入されている
    ことを特徴とした等速継手。
  3. 【請求項3】請求項1もしくは2記載において、駆動ピ
    ンは前記駆動軸又は被駆動軸に設けられた軸受を介して
    円筒穴に挿入配置されていることを特徴とした等速継
    手。
  4. 【請求項4】駆動軸と被駆動軸間に駆動ピンを配設して
    両部材間を機械的に連結してなる自在継手において、そ
    れぞれの同一円周上に等間隔に、かつ軸心に平行に延び
    るシリンダ孔を形成した前記対向する一対の駆動軸と、
    前記いずれか一方の駆動軸のシリンダ孔に圧縮バネを介
    して挿入配置される円柱体部分と、該円柱体部分の一端
    に形成され、他方のシリンダ孔に圧縮バネを介して挿入
    配置される球頭部を有してなる駆動ピンとからなり、前
    記圧縮バネは駆動力伝達状態において前記駆動ピンと前
    記駆動軸又は被駆動軸との間に作用するように構成さ
    れ、前記駆動ピンを浮動状態で前記駆動軸と被駆動軸の
    間に位置させていることを特徴とした等速継手。
  5. 【請求項5】請求項記載において、駆動ピンの球頭部
    の球面はバネ座を介して圧縮バネに対接していることを
    特徴とした等速継手。
  6. 【請求項6】請求項記載において、駆動ピンの球頭部
    はスリッパを介してシリンダ孔に配置されることを特徴
    とした等速継手。
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