JP7325153B2 - 一字軸式ボールヒンジ伝動軸 - Google Patents
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Description
(1)転動体と伝動孔の開口部面が設けられることにより、伝動孔の受力の状況が改善され、応力集中が低減され、製品の寿命が長くなる。
(2)転動体は伝動孔の開口部面と嵌合する外面が円錐面又は旋回曲面であり、これにより、伝動時の接触受力面積が増大し、伝動時の接触応力が低下する。
(3)一字軸伝動を行うときに転動体と伝動孔の開口との接触面との間の相対摺動が低減又は解消され、滑り摩擦損失が減少し、接触面での滑り摩損が低減する。
(4)メンテナンスが容易であり、転動体の摩損が発生した場合に一字軸ではなく転動体だけを交換すればよく、これにより、メンテナンスコストが節約される。
図1、図2に示すように、一字軸式ボールヒンジ伝動軸は、ソケットWと、ボールQと、一字軸Sとを含み、ボール外球面Q-2がソケットの位置決め内球面W-1内に位置決めされ、摺動嵌合が形成され、図1に示すように、ボールには伝動孔Q-1が設けられ、伝動孔の両端に開口部面Q-4がさらに設けられる。一字軸には、一字軸の軸線を旋回中心とする円錐体である転動体Mがさらに同軸設置され、一字軸はボールの伝動孔を挿通した後、その両端が軸受けZを介してソケット軸受け孔W-2内にヒンジ連結され、転動体の軸方向の位置を規制し、転動体の外円錐面はボールの伝動孔の両端の開口部面と嵌合する。転動体の開口部面と嵌合する接触母線M-1は直線であり、その延長線はボールの球心を通る。
図3、図4に示すように、実施例2は実施例1の変形であり、主要な相違点としては、転動体の外形が異なり、実施例2の転動体の伝動孔の開口部面と嵌合する外面は旋回曲面であり、該旋回曲面の伝動孔の開口部面との接触母線は曲線である。実際のニーズに応じて、該曲線は円弧線、双曲線、インボリュートなどの様々な曲線の形態としてもよく、このように、転動体とボールの伝動孔の開口部面との間での動力を伝達する時の有効な接触面積が増大し、接触応力が低下し、製品の寿命が長くなる。
図5、図6、図9~12に示すように、ソケットは必要に応じて一体式構造又は別体式構造としてもよく、図5、図9、図10では一体式ソケットであり、図6、図11、図12では別体式ソケットであり、残りは上記と類似するので、詳しく説明しない。
図7、図8に示すように、軸受けは円錐ころ軸受けとしてもよく、転動体は円錐ころ軸受けのインナーレースと一体化してもよく、これにより、部品点数が減少され、構造が簡素化され、品質が向上し、コストが下がる。残りは上記と類似するので、詳しく説明しない。
図13は2対のボールとソケットとが摺動嵌合してペアとして使用されるときの概略図を示しており、2つのソケットはそれぞれ伝動軸Cアセンブリの両端に設けられ、伝動軸は長手方向に伸縮可能であり、この伸縮はスプライン軸とスプラインスリーブとの嵌合により実現されてもよく、これにより、伝動軸の取り付け距離の変化に対応できる。防塵カバーGはスプライン軸とスプラインスリーブの外側に嵌設され、防塵及び潤滑油に対するシールを行い、もちろん、伝動軸の伸縮は他の形態で実現されてもよく、上記方式に限定されるものではなく、伝動の安定性を確保するために、一字軸を取り付ける方向は一致に維持しなければならない。残りは上記と類似するので、詳しく説明しない。
図14は2つのソケットが背中合わせで一体化されて使用されたときの概略図であり、2つのボールはそれぞれ伝動軸アセンブリの両端に設けられ、ボールレバーを介して伝動システムに接続される。残りは上記と類似するので、詳しく説明しない。
Q-1 伝動孔
Q-2 ボール外球面
Q-3 ボールレバー
Q-4 開口部面
S 一字軸
W ソケット
W-1 位置決め内球面
W-2 軸受け孔
Z 軸受け
M 転動体
M-1 接触母線
G 防塵カバー
C 伝動軸
Claims (10)
- ソケット(W)と、ボール(Q)と、一字軸(S)と、を含み、ボール外球面(Q-2)がソケット(W)の位置決め内球面(W-1)内に位置決めされ、摺動嵌合が形成され、ボール(Q)に伝動孔(Q-1)が設けられ、一字軸(S)はボール(Q)の伝動孔(Q-1)を挿通して軸受け(Z)を介してソケット(W)の軸受け孔(W-2)内にヒンジ連結される一字軸式ボールヒンジ伝動軸であって、
一字軸(S)には一字軸(S)の軸線を旋回中心とする旋回体である転動体(M)がさらに同軸設置され、転動体(M)の外部が軸受け(Z)に接し、
ボール(Q)の伝動孔(Q-1)の両端に転動体(M)の外形に適合する曲面である開口部面(Q-4)がさらに設けられ、転動体(M)はボール(Q)の伝動孔(Q-1)の両端の開口部面(Q-4)内に嵌合して組み立てられ、ボール(Q)はソケット(W)の位置決め内球面(W-1)、一字軸(S)及び転動体(M)の全てにより拘束されることを特徴とする一字軸式ボールヒンジ伝動軸。 - 転動体(M)の開口部面(Q-4)と嵌合する外面は円錐面であり、該円錐面と開口部面(Q-4)との接触母線(M-1)は直線であることを特徴とする請求項1に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
- 前記接触母線(M-1)の延長線はソケット(W)の内球面の球心を通ることを特徴とする請求項2に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
- 転動体(M)の開口部面(Q-4)と嵌合する外面は旋回曲面であり、該旋回曲面と開口部面(Q-4)との接触母線(M-1)は曲線であることを特徴とする請求項1に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
- 前記接触母線(M-1)は円弧線、双曲線又はインボリュートであることを特徴とする請求項4に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
- 前記軸受け(Z)は円錐ころ軸受けであることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
- 前記軸受け(Z)は円錐ころ軸受け(Z)であり、転動体(M)と軸受け(Z)のインナーレースとは一体式構造とされることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
- ソケット(W)は一体式又は別体式構造であることを特徴とする請求項1に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
- 2組のボール(Q)とソケット(W)とが摺動嵌合してペアとして使用され、2つのソケット(W)はそれぞれ伝動軸(C)アセンブリの両端に設けられ、伝動軸(C)はスプライン軸とスプラインスリーブを含み、スプライン軸とスプラインスリーブが嵌合することにより、伝動軸が伸縮されることを特徴とする請求項1に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
- 2つのソケット(W)は対向するように対称的に接続され、一体化して使用されることを特徴とする請求項1に記載の一字軸式ボールヒンジ伝動軸。
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