JP3145768B2 - 自在継手 - Google Patents

自在継手

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JP3145768B2 JP06479592A JP6479592A JP3145768B2 JP 3145768 B2 JP3145768 B2 JP 3145768B2 JP 06479592 A JP06479592 A JP 06479592A JP 6479592 A JP6479592 A JP 6479592A JP 3145768 B2 JP3145768 B2 JP 3145768B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自在継手で、継手ハウジ
ング内に配置された継手ボールと、継手ハウジングと継
手ボールとの間に配置された少なくとも一つの軸受金
と、継手ハウジングと軸受金との間に配置された少なく
とも一つの圧力リングとを有し、該圧力リングが軸受金
の外方套面上に触座し、かつ該軸受金が継手ハウジング
内部空間の軸線方向に締付けられるようになった自在継
手に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような自在継手は技術的に周知であ
る。たとえばＤＥ−ＰＳ３５ ０２２３３にはハウジン
グ内部空間内に収納された継手ボールを有する自在継手
が記載されており、該継手ボールは継手ハウジングと、
この継手ボールとの間に挿入された、硬質弾性プラスチ
ックよりなる二つの軸受金と、内方套面によって軸受金
の外方套面に触座する、軟質弾性プラスチックよりなる
二つの圧力リングとを有している。軸受金は圧力リング
の支持区域に、継手ハウジングの方に向かって縮小する
球面を有し、この面に対して、凸状に形成された圧力リ
ングが支持される。この周知の自在継手においては、な
るべくはポリウレタンよりなる圧力リングが、これを組
み立てる時に軸線方向の圧力を加えることによって、所
要の継手締付け力が得られるように変形せしめられる。
したがってこの形状弾性リングは、所要の継手締付け力
を発生させると共に、自在継手内に生じる公差を平衡さ
せる。周知の自在継手は実際的に有用である。しかしな
がらポリウレタン製リングはこれを組立てた後に、軸線
方向圧力に望ましからざる変化の生じることがある。こ
の変形は先ず材料が現存の空洞内に流動することによっ
て現れる。したがって摩擦係数および継手締付け力は減
少し、これに反し継手弾性は増加する。
【０００３】さらにＤＥ−ＰＳ ２８ ３１ ４７０に
記載されている自在継手においては、球帯状端部がゴム
体部に接着され、該ゴム体部は内側においては円筒形の
取付け端部を有する二つの球状内方部分に堅く結合さ
れ、外側においてはハウジングの円筒形中央区画に堅く
結合されている。端部部材はハウジングに対して回転し
ないように支持され、かつハウジングの軸線方向に対し
て斜めに配置された、軸受金に触座するウエブと、該ウ
エブから延びる二つの脚とを有する圧力リングとして働
く。継手を軸線方向に締付ける力は二つの脚の一つに導
かれる。
【０００４】これら周知の自在継手の欠点は、圧力リン
グとして働く端部部材が形状弾性的に形成されておら
ず、したがって該端部部材の固有弾性による継手締付け
力が影響を受け易いと言うことである。したがってまた
自在継手に摩耗が生じた時に、端部部材及び球形内方部
分によってこれを平衡させることができない。
【０００５】最後にＤＥ＝ＯＳ ２０ ６２ ４７５に
記載されている自在継手は、球形外面を有する内方リン
グと、対応する球形内面を備えた、前記内方リングを受
け入れる外方リングとよりなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記の
型の自在継手にして、組み立後においても継手締付け力
が変化することなく、簡単な態様で自動的に組み立てる
ことができ、かつ継手ハウジングと軸受金との間に公差
がある時に、これを平衡せしめ得る自在継手を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題の技術的解決方
法は前記の型の自在継手にして、圧力リングが一定の輪
郭を有する、形状弾性金属リングであり、継手ハウジン
グ内部空間の軸線方向に対して一定の角度をなすように
配置された支持面を形成するリングウエブと、このリン
グウエブから軸線方向に隔置されて、半径方向外方に延
びる二つのリング脚とを有し、該脚に継手締め付け力が
加えられて圧力リングの固有弾性が影響されるようにな
った自在継手を提供することである。
【０００８】本発明による自在継手の利点は挿入された
金属リングが、組立て後に軸線方向の圧力が加えられて
も、わずかしか屈撓せず、継手締付け力および摩擦係数
が減少しないことである。さらに本発明による自在継手
の継手弾性は長期に亙って一定である。本発明による自
在継手の組立ては、ポリウレタン−圧力リングを有する
周知の自在継手に比して、容易である。その理由は一方
においては鋼製圧力リングの安定性が大なるために、組
み立て工程の自動化が容易であり、他方においてはこの
時生じる公差の和によって制限される継手内の自由空間
が、リング容積より小さい場合においても組立てを行い
得るからである。最後に本発明による自在継手において
は、使用済みのおよび／または欠陥の生じた自在継手を
廃棄する場合に、生態学的影響をおよぼすようなプラス
チック部材の使用が少ないと言う利点があり、これは将
来このような自在継手の生産費を考える時に相当大きな
意味がある。
【０００９】本発明による自在継手の生産費の低下は、
圧力リングを鋼によって形成することによる。
【００１０】本発明の第１実施例においては、その軸線
方向長さの１部分に亙って円筒形に形成された継手ハウ
ジング内部空間が、端部区域において円錐形に形成さ
れ、この端部区域に対応する円錐形套面を有する軸受金
の第１半分が触座している。さらにこの実施例の場合
は、継手ボールは継手ハウジング内部空間の軸線方向に
相対して位置する端部において、軸受金の第２半分を介
して圧力リングにより締付けられる。本発明によるこの
実施例においては、組立てを簡単に自動化し得ると言う
利点がある。その理由は組立を行う場合に、軸受金の半
分の中に挿入した継手ボールを該軸受金と共に継手ハウ
ジング内部空間に挿入し、該空間の円錐形に形成された
端部区域に触座せしめ、続いて上に載置した圧力リング
によって締付けを行えば良いからである。自在継手のこ
の第１実施例は構成部品の数が少なくて済むと言う特色
がある。
【００１１】本発明による自在継手の第２実施例におい
ては、継手ボールは円筒形継手ハウジング内部空間の軸
線方向の相対する端部区域に配置された二つの鋼製圧力
リングによって保持される。
【００１２】本発明による自在継手の前記両実施例にお
いては、圧力リングの位置を正確に決定するために、継
手ハウジング内部空間はその内周にリング状の溝を有
し、この溝の中に単数または複数の圧力リングの少なく
とも一つのリング脚が、その自由縁によって係合するよ
うにされている。自在継手の別の実施例においては、継
手ハウジング内部空間の軸線方向に対して配置されるリ
ングウエブの角度αと、触座区域における、該軸線方向
と軸受金半分の外面との間の角度βとがわずかに異なる
ようにされている。このような構造の効果は、軸線方向
に働く組立て圧力がリングを、軸受金の勾配に対して拡
開せしめ、したがってその端部位置に動かし、すなわち
該圧力リングを、脚を結合しているウエブによって、軸
受金の外方套面に触座せしめることである。圧力リング
はその拡開によって緊張せしめられ、継手ハウジング内
に、圧力リングによる所要の継手締付け力が得られるよ
うになる。リング脚の配置角度αはなるべくは軸受金半
分の外面の傾斜角度βよりわずかに大となるようにさ
れ、この角度の差は好適な実施例においては１度であ
る。
【００１３】圧力リングの軸線方向および半径方向にお
ける所要の弾性は、軸受金の方に向いた圧力リングの端
部に、軸線方向に延びる多数の細隙を設けることによっ
て得られる。
【００１４】細隙を軸受金と反対の方に向いた圧力リン
グのリング脚の近くまで伸ばすことによって、さらに弾
性を改良することができる。自在継手の好適な実施例の
一つにおいては、圧力リングは同じ周囲間隔で配置され
た８個の細隙を有している。
【００１５】継手ハウジング内部空間内における圧力リ
ングの好適な締付けは、リング脚を圧力リングの軸線方
向に対して直角に配置することによって行われる。この
時は圧力リングの衝当面は軸線方向に対して直角とな
る。
【００１６】大きな弾性を有し、それによって大きな公
差を平衡せしめ得る自在継手の一つの実施例において
は、軸受金と反対の方に向いた圧力リングのリング脚
は、実質的にリングウエブに対して直角に延びる。
【００１７】自在継手のさらに好適な実施例は、リング
脚の間に配置されるウエブが凸状に形成されることを特
徴としている。このようにすれば軸受金に対する圧力リ
ングの適合状態が改良される。
【００１８】圧力リングは締付けリングによって継手ハ
ウジング内に効果的に保持され、該リングは継手ハウジ
ング内部空間の套面内を延びるリング溝の中に挿入され
る。この実施例は特に簡単な態様で自動的に組立てるこ
とができる。
【００１９】最後に圧力リングは鋼によって形成し、欠
陥の生じた、または使い古した自在継手の廃棄処分が環
境破壊に繋がらないようにされる。
【００２０】本発明の他の詳細および利点は添付図面に
よって次に説明する好適な実施例によってさらに明らか
となる。
【００２１】
【実施例】自在継手は円筒形の内部空間２を有する継手
ハウジング１を備え、該ハウジングはその端部区域３に
円錐形の衝当部分４を有し、この衝当部分には軸受金の
第１半分５が衝当している。
【００２２】円筒形継手ハウジング内部空間２の中には
継手ボール６が挿入され、該ボールの外面７は軸受金の
第１半分５の摺動面８に衝当している。軸受金の第１半
分５の上方において、ピン９の装着された継手ボール６
の上に、軸受金の第２半分１０が載置され、該半分は同
様にその摺動面８によって継手ボール６の外面７に触座
している。
【００２３】軸受金の半分５および１０は共に球殻状に
形成され、上方軸受金１０の外面１１が、継手ハウジン
グ１の軸線方向に配置された軸受金ハウジング内部空間
２の套面１２に対してβなる角度をなすように配置され
る。套面１２は二つのリング状溝１３を有している。
【００２４】軸受金半分１０の外面１１と、継手ハウジ
ング内部空間２の套面１２との間には圧力リング１４が
配置され、該リングは弾性金属リングとして形成され
る。圧力リング１４は実質的にＵ字形リングとして形成
され、かつそれぞれ衝当面１５、１６（図４から７ま
で）を形成する二つのリング脚１７、１８と、該リング
脚を結合するリングウエブ１９とを有している。リング
脚１８は二つの溝１３の下方のものと係合し、鋼リング
として形成された圧力リング１４が、継手ハウジング１
の軸線方向に固定されるようになっている。この圧力リ
ング１４はその衝当面１５によって、軸受金の半分５、
１０および継手ボール６の締付け力を発生させる締付け
リング２０に触座する。締付けリング２０も同様に鋼リ
ングとして形成され、かつ二つの溝１３の上方のものと
係合する。圧力リング１４を設けることによって自在継
手の所要の締付け状態が得られる。
【００２５】図３から７までは圧力リング１４の異なる
実施例を示すもので、図３は図２の矢印２１の方向に見
た圧力リング１４の頂面図である。円環状の圧力リング
は前述の如く、Ｕ字形の断面を有し、両方のリング脚１
７および１８はそれぞれ衝当面１５、１６を有してい
る。リング脚１７、１８間に配置されたリングウエブ１
９は圧力リングの軸線方向に対して、αなる角度を有
し、この角度は軸線方向と軸受金半分１０の外面１１と
の間の角度βとわずかに異なっている。この角度αは角
度βよりわずかに大であり、これら角度の差はほぼ１度
である。図示の実施例においては、角度βは２９度であ
り、角度αは３０度である。圧力リング１４の直径Ｄr
は軸受金半分１０の直径Ｄ1 よりは小さく、圧力リング
１４を軸受金半分１０の上に置いた時に、拡開して締付
けを行うようになっている。
【００２６】図４から７までに示された圧力リング１４
は、軸受金半分の方に向いたその端部に、軸線方向に延
びる複数の細隙２２を有している。図３に示される如
く、各圧力リングは同じ間隔で配置された８個の細隙を
有し、この時隣接する二つの細隙２２の間の角度は４５
度である。この細隙は２２は、圧力リング１４の軸線方
向および半径方向の所要弾性を高める。図６に示された
圧力リング１４の実施例においては、細隙２２は、軸受
金半分１０と反対の方に向いたリング脚１７によって形
成される圧力リング１４の衝当面１５の近くまで延びて
いる。この長い細部２２は軸線方向および半径方向にお
ける弾性を高める。
【００２７】図４、６および７に示された圧力リング１
４の実施例においては、衝当面１５は圧力リング１４の
軸線方向に対して直角に配置されている。これに反し、
図５に示された圧力リングの実施例においては、軸受金
半分１０と反対の方に向いた圧力リング１４のリング脚
１７は軸線方向に曲げられ、弾性区画を形成するリング
脚１７が、角度αをなすように配置されたリングウエブ
１９に対して実質的に直角に延びるようにされている。
この圧力リング１４は特に、継手ハウジング１と、継手
ボール６との間の大きな公差を平衡させるに適してい
る。
【００２８】最後に図７に示された圧力リング１４の実
施例は、リング脚１７、１８の間に凸状に形成されたリ
ングウエブ１９を有している。この実施例においては角
度αと、角度βとの差の働きは、リングウエブ１９を凸
状に形成することによって得られる。
【００２９】第２実施例（図示せず）においては継手ボ
ール６は、円筒形継手ハウジング内部空間２の反対端に
配置された、二つの鋼製の圧力リング１４によって保持
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】自在継手の断面図。
【図２】図１の断面で示された自在継手の展開図。
【図３】圧力リングの正面図。
【図４】図３に示された圧力リングの第１実施例の、図
３の線III −III に沿って取られた縦断面図。
【図５】図３に示された圧力リングの第２実施例の、図
３の線III −III に沿って取られた縦断面図。
【図６】図３に示された圧力リングの第３実施例の、図
３の線III −III に沿って取られた縦断面図。
【図７】図３に示された圧力リングの第４実施例の、図
３の線III −III に沿って取られた縦断面図。
【符号の説明】 １ 継手ハウジング ２ 継手ハウジング内部空間 ３ 端部区域 ４ 衝当部分 ５ 軸受金半分 ６ 継手ボール ７ 外面 ８ 摺動面 ９ ピン １０ 軸受金半分 １１ 外面 １２ 套面 １３ 溝 １４ 圧力リング １５、１６ 衝当面 １７、１８ リング脚 １９ リングウエブ ２０ 締付けリング ２２ 細隙
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 11/06 - 11/08

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自在継手で、継手ハウジング（１）内に
    配置された継手ボール（６）と、継手ハウジング（１）
    と継手ボール（６）との間に配置された少なくとも一つ
    の軸受金と、継手ハウジング（１）と軸受金との間に配
    置された少なくとも一つの圧力リング（１４）とを有
    し、該圧力リングが軸受金の外面（１１）上に載置さ
    れ、かつこの軸受金を継手ハウジング内部空間（２）の
    軸線方向に締め付けるようになっている自在継手におい
    て、前記圧力リング（１４）が形状の安定した、金属製
    の、一定の輪郭を有するリングであり、継手ハウジング
    内部空間の軸線方向に対して（α）なる角度をなす支持
    面を形成するように配置されたリングウエブ（１９）
    と、このリングウエブ（１９）から軸線方向に離れたと
    ころで、半径方向外方に曲げられた二つのリング脚（１
    ７、１８）とを有し、これらリング脚に前記継手を締付
    ける力が加えられ、圧力リングの固有弾性による締付け
    力が得られるようになっていることを特徴とする自在継
    手。
  2. 【請求項２】 圧力リング（１４）が鋼によって形成さ
    れている請求項１記載の自在継手。
  3. 【請求項３】 軸線方向長さの一部分が円筒形に形成さ
    れている継手ハウジング内部空間（２）が、その端部区
    域（３）において円錐形に形成され、この端部区域に、
    対応する円錐形套面を有する軸受金の第１半分（５）が
    触座し、かつ継手ボール（６）が継手ハウジング内部空
    間（２）の軸線方向反対端部に対し、軸受金の第２半分
    （１０）を介して、圧力リング（１４）により締付けら
    れるようになっている請求項１記載の自在継手。
  4. 【請求項４】 継手ボール（６）が、継手ハウジング内
    部空間（２）の軸線方向に相反する端部区域内に配置さ
    れた二つの鋼製圧力リング（１４）によって保持される
    請求項１記載の自在継手。
  5. 【請求項５】 継手ハウジング内部空間（２）がその内
    周（１２）に、環状溝（１３）を有し、該溝の中に単数
    または複数の圧力リング（１４）の少なくとも一つのリ
    ング脚（１８）が、その自由縁によって係合している請
    求項３または４記載の自在継手。
  6. 【請求項６】 リングウエブ（１９）を継手ハウジング
    内部空間の軸線方向に対して配置する時の角度（α）
    が、支持区域における軸線方向と軸受金半分（１０）の
    外面（１１）との間の角度（β）とわずかに異なってい
    る請求項１記載の自在継手。
  7. 【請求項７】 リング脚（１９）の配置角度（α）が、
    軸受金半分（１０）の外面（１１）の傾斜角度（β）よ
    りわずかに大である請求項６記載の自在継手。
  8. 【請求項８】 角度（α，β）の差が１度である請求項
    ７記載の自在継手。
  9. 【請求項９】 圧力リング（１４）が、軸受金（５、１
    ０）の方に向いたその端部に、軸線方向に延びる複数の
    細隙（２２）を有している請求項１記載の自在継手。
  10. 【請求項１０】 細隙（２２）が、軸受金（５、１０）
    と反対の方に向いた圧力リング（１４）のリング脚（１
    ７）の近くまで延びている請求項９記載の自在継手。
  11. 【請求項１１】 圧力リング（１４）が同じ周囲間隔を
    有するように配置された８個の細隙（２２）を有してい
    る請求項９または１０記載の自在継手。
  12. 【請求項１２】 リング脚（１７，１８）が圧力リング
    （１４）の軸線方向に対して直角に配置されている請求
    項１記載の自在継手。
  13. 【請求項１３】 軸受金（５、１０）と反対の方に向い
    た圧力リング（１４）のリング脚（１７）が、リングウ
    エブ（１９）に対して実質的に直角に延びている請求項
    １記載の自在継手。
  14. 【請求項１４】 リング脚（１７、１８）の間に配置さ
    れた圧力リング（１４）のウエブ（１９）が凸状に形成
    されている請求項１記載の自在継手。
  15. 【請求項１５】 圧力リング（１４）が締付けリング
    （２０）によって継手ハウジング（１）内に保持され、
    該締付けリングが継手ハウジング内部空間（２）の套面
    （１２）内を延びるリング溝（１３）内に挿入されてい
    る請求項１記載の自在継手。
  16. 【請求項１６】 締付けリング（２０）が鋼によって形
    成されている請求項１５記載の自在継手。
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