JPH0470491B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、駆動部材と従動部材とを連結する改
良された自在継手に関するもので、さらに詳細に
は駆動部材と従動部材とがある角度でずれた状態
でがたつくことなく、円滑に高速で回転させるこ
とができる自在継手に関する。

（従来の技術） 継手部材間のトルクの伝達は、内側継手部材と
外側継手部材の間に設けたローラボールによつて
行ない、駆動部材と従動部材との間の角度又は軸
間のずれが大きい場合には複数の自在継手を組み
合せることによつて対応させることができる。

従来の上記継手としては例えば米国特許第
4156354号に開示されているようなカルダン継手、
米国特許第2910845号及び第4377385号に開示され
ているような等速継手がある。それらの各継手は
回転部材の間でトルクを伝達することができる。
この回転部材の一方には内側継手部材が、他方に
は外側継手部材が連結されている。

前記米国特許第4165354号には内側継手部材と
外側継手部材の間に挿入されたローラによつてト
ルクが高速で伝達されるものが示されている。こ
のローラは平面を有し、その平面で内側継手部材
に回転自在に取り付けられ、その周辺部を外側継
手部材の内面に接触させるようにして取り付けら
れている。

このような構造では継手が複雑で大型となり、
そのうえ表面仕上げを良くし、作成誤差を小さく
する必要があり、コストが増大する。さらに平面
とされた表面が滑りながら回転するので摩擦が増
大し、円滑な動作が行ないにくい。

米国特許第2910845号で開示されたものは軸線
方向に整列しているか、わずかにずれている場合
にのみ役に立つ等速継手であつて、用途が限定さ
れる。さらにその継手は駆動部材に設けられてい
るジヤーナルを中心として回転するために制約さ
れた球状駆動部材を用いなくてはならない。その
ため摩擦が増大して好ましくない。

米国特許第4377385号には、複雑なボール係合
外面を有する内側継手部材の端部によつて正常な
動作中トルクを伝達するボールが相互に離れるよ
うにした等速自在継手が示されている。この構造
はきわめて複雑で、製作費が高くつくため、経済
上の検知から一般的には使用されない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、角度のずれ及び軸線方向の不
整列に対して使用できる自在継手を得ることであ
る。

他の課題は、駆動部材に平な部分をなくして動
作の円滑を図ることができる自在継手を提供する
ことである。

さらに他の課題は、製作誤差が小さく、表面輪
郭及び表面仕上げのための製作費が低い自在継手
を提供することである。

さらに他の課題は、端部荷重を伝えずに吸収で
きる自在継手を提供することである。

さらに他の課題はより広い範囲で関節的に曲が
つた状態でトルクを伝達することができる自在継
手を提供することである。

さらに他の課題は円滑に動作する自在継手を提
供することである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そのため本発明は、中心軸を有し、全体として
球状に形成された端部を設け、その端部に空洞部
を形成させた内側継手部材と、内面に球面状に形
成された複数のくぼみを設けた外部継手部材を用
意し、その外部継手部材のくぼみに前記内側継手
の端部の球状の一部を挿入するようにして、前記
内側継手部材が角度的関節動ができるようにする
一方、軸線方向への移動を封じ、この外部継手部
材の内面に軸方向に延びる複数の直線状の溝を形
成させてある。上記内側継手部材には複数のロー
ラボールが挿入されるが、このボールは前記内側
継手部材の空洞内に入れられるとともに、それぞ
れが外部継手部材の溝の一つ、一つに係合させら
れ、内部継手部材と外部継手部材とが関節的に曲
げられた状態で前記内側継手部材の空洞内と外側
継手部材の溝とにあつて回転できるようにされて
いる。

また、上記外部継手部材の複数のくぼみと前記
複数の直線的な溝とはを円周方向に交互に配列す
るようにすることが望ましい。

（作用） 上記のように本発明は内側継手部材の球状の端
部を外側継手部材の内壁に設けた球状のくぼみに
入れて内側継手部材と外側継手部材とを組み付け
る。このように、内側継手部材の端部の球形が外
側継手部材に設けた球形のくぼみに入れられるの
で、内側継手部材と外側継手部材とは相互に直線
的な動きはできないが、関節的に折れるような動
きはできる。その際双方の継手部材に加わる引つ
張りや圧縮荷重はこのかみ合わさつている球形の
部分で受けることができる。

一方、回転力の伝達は、内側継手部材の空洞に
入れらるとともに、外部継手部材の溝にそれぞれ
が係合された複数のボールを介して行なわれる。

前述のように継手部材の軸方向の負荷を球形の
端部とこれがかみ合つている球形のくぼみとで受
けているので、その負荷がボールに加わらず、ボ
ールは自由に回転することができる。

（実施例） 第１図ないし第５図は本発明継手を使用した例
である。

第１図はモータ３０の軸とギヤボツクス３１と
がずれているときにこれらを連結した状態であ
る。図は後述する二重継手３２を用いている。

第２図は同様にモータ３０とギヤボツクス３１
とを連結するものであるが、双方の軸がよりずれ
ている例である。

第３図は同様にモータ３０とギヤボツクス３１
がより離れた例であり、複数の自在継手３２を用
いて連結している。

第４図は本発明継手を動力取出し箇所に用いた
例であり、農場で使用する動力源３３と動力アタ
ツチメント３４とが引棒３５で連結され、自在継
手３７で動力源３３から動力アタツチメント３４
に動力を伝えている。

第５図はラチエツトレンチ２７であり、その先
端に設けた延長部２８をソケツト２９に挿入して
動力をピントル部材２５に与える。上記ソケツト
２９は継手２４の外側継手部材２６に設けられて
いる。継手２４はソケツト並びにピントル部材２
５をも含むものである。

第６図，第７図が本発明の１実施例の断面図で
ある。駆動すべき装置を受けるソケツト部（図示
せず）が外側継手部材２６の一端に設けられ、そ
のソケツト部に拡大部３８が設けられる。この拡
大部３８は円筒であつて、その内面には角度的に
対称的な位置に軸線方向にまつすぐな溝３９が設
けられている。本実施例においてはこの溝３９は
120度間隔で３本設けられている。溝３９の形状
はローラボール４０を受けるため円筒の一部の断
面形状とされている。

トルクの伝達は内側継手部材２５と外側継手部
材２６との間に設けられたボール４０によつて行
なわれる。

内側継手部材２５の端部４２の外側面４３は球
状に形成され、内部をボール４０を入れるための
空洞４１とし、その球形の壁にボール４０の一部
を突出させるための孔４５を形成させている。球
形にされた端部４２の先端にはボールを空洞４１
内に入れるための開口４８を設けている。図から
も分るようにボール４０の中心を内側継手部材２
５の中心軸と直角な面に配置している。

この内側継手部材２５の端部４２は、拡大部３
８の内部に挿入されるが、この拡大部３８の内面
には球状の端部４２を挿入する球面状のくぼみ４
４が設けられている。このくぼみ４４は溝３９と
交互に設けられ、くぼみ４４の円弧状の長さ
「Ｒ」は溝３９の円弧状の長さ「Ｓ」に等しいか
わずかに小さくされている。

拡大部３８の前記くぼみ４４及び溝３９を設け
ない内径は内側継手部材２５の端部４２の球の外
径より小さい。しかし、溝３９を設け、その円弧
状長さ「Ｓ」がくぼみ４４の円弧状長「Ｒ」と等
しいかわずかに大きいので、端部４２の孔４５を
設けない部分４３、すなわち外側継手部材２６の
くぼみ４４に入る部分を、溝３９に合せれば端部
４２を拡大部３８の中に入れることができる。こ
のようにして端部４２をくぼみ４４の位置まで挿
入して60度回転させ、第７図に示すようにくぼみ
４４に端部の外面４３を入れる。このくぼみ４４
と面４３との係合によつて内側継手部材２５と外
側継手部材２６との関節動を行なわせる。すなわ
ち、本発明は玉継手型の継手となり、双方の圧縮
及び引つ張りの端部荷重がボール４０に加わらな
いようにしている。この端部荷重がボールに加わ
ると内側継手部材と外側継手部材との間のトルク
伝達を妨げることがある。

内側継手部材２５を外部継手部材２６に取り付
けたのち、ボール４０を前述した端部４２の先端
に設けた開口４８側から行なう。この開口４８か
らボールを端部４２の空洞４１に入れ、それぞれ
を孔４５から一部出して溝３９に入れる。３個の
ボール４０を入れた後開口４８に設けた周縁リツ
プ４７の内側に保持リング４６を入れてボール４
０が外れないようにする。

本発明は第７図に示すように３個のボール４０
は外側では溝３９に入れ、内側では互いに直接接
触するように入れてある。

このボールに代え、端部を丸くしてばねで反発
するように連結したピンを使用することもでき
る。この場合自在継手の動作の円滑性が減ずる
が、それでもある用途には満足できるものであ
る。

第６図に示されているように、内側継手部材２
５は軸２５ａを有し、この軸には駆動部材又は従
動部材、例えばモータの出力軸又はモータにより
駆動される装置の入力軸に取り付けるための装置
（図示せず）が設けられ、あるいは軸２５ａ自体
をモータの出力軸あるいは駆動される装置の入力
軸とすることができる。

前記のように端部４２は外側継手部材２６の内
面に設けたくぼみ４４に入れられているので、角
度的な動きができる。その際ボール４０は直線状
の溝３９に入れられているので内側継手部材と外
側継手部材との相対的な角度位置に対応した新し
い位置をとることができる。傾斜すればみかけ
上、径が長くなるので、ボールは回転による遠心
力によつて相互接触を離れようとする。しかし、
内側継手部材と外側継手部材との間のボールとそ
の受との関係によつて内側継手部材２５と外側継
手部材２６との間が８度以上折れた状態でも遊び
が生じることはない。

第８図は、単一の外側継手部材１２６と、向き
合う一対の内側継手部材１２５とで作られた二重
自在継手を示す。この外側継手部材１２６及び内
側継手部材１２５は前述した外側継手部材２５及
び内側継手部材２５とそれぞれ類似したものであ
る。前述したのと同様にして内側継手部材１２５
の一方を外側継手部材１２６に組み合わせること
ができる。最初の内側継手部材１２５を外側継手
部材１２６に取り付けると外側継手部材１２６の
端部開口での作業ができなくなるので、第２の内
側継手部材を取り付けるには、その前に内側継手
部材へローラボールを事前に挿入しておかなけれ
ばならない。そのため、第２の内側継手部材を取
り付ける外側継手部材の端部はあらかじめ挿入で
きる程度に広げておかなければならない。したが
つて取付後は適当な加工作業によつてその端部の
寸法を小さくして第２の内側継手部材を所定の位
置に保持させておかなければならない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は外側継手部材の内面に設
けたくぼみに内側継手部材の球形とした端部を係
合しているので、この継手は軸線方向に移動する
ことなく関節的な動きのみを行なうことができ
る。すなわち本継手は、動力伝達をするローラと
は独立に外側継手部材及び内側継手部材が相対的
に角度的に移動することができるので、圧縮又は
引つ張りの端部荷重がローラに加わることがな
い。したがつて、内側継手部材と外部継手部材と
が大きな角度に折れた状態でもトルク伝達が効率
良く、しかもスムースに行なうことができる。

さらに本発明は少ない部品で構造が簡単である
ので製造コストを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は隣接するトルク伝達軸の間にずれがあ
る場合に用いられる本発明を実施する構造を示す
略図、第２図は角度不整列やずれがある場合に使
用する本発明を実施した構造の略図、第３図は従
属連結された本発明の多数の自在継手を用いた構
造を示す略図、第４図は動力取出し装置に使用さ
れている本発明を実施する構造を示す略図、第５
図は正方形ドライブ型の標準ラチエツトレンチに
関連して用いる本発明を実施する構造を示す略
図、第６図は本発明の単一式自在継手の部分断面
図、第７図は第６図の７−７線に沿う断面図、第
８図は本発明の二重自在継手を示す断面図であ
る。 ２５，１２５…内側継手部材、２６，１２６…
外側継手部材、３９…まつすぐな溝、４０…ロー
ラボール、４３…内側継手部材の球形外面、４４
…外側継手部材に設けたくぼみ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心軸を有し、全体として球状に形成された
   端部を設け、その端部に空洞部を形成させた内側
   継手部材と、 内面に球面状に形成された複数のくぼみを設
   け、そのくぼみに前記内側継手の端部の球状の一
   部を挿入して前記内側継手部材が角度的関節動が
   できるようにする一方、軸方向への移動を封じる
   とともに、内面に軸方向に延びる複数の直線状の
   溝を形成させた外側継手部材と、 中心を有し、前記内側継手部材の空洞内に入れ
   られるとともに、それぞれが外部継手部材の溝の
   一つ、一つに係合させられ、内部継手部材と外部
   継手部材とが関節的に曲げられた状態で前記内側
   継手部材の空洞内と外側継手部材の溝とにあつて
   回転できる複数のローラボールとを 有することを特徴とする動力伝達機械継手。 ２ 前記外部継手部材の複数のくぼみと前記複数
   の直線的な溝を円周方向に交互に配列した特許請
   求の範囲第１項記載の動力伝達機械継手。