JPH09242774A - Universal joint for shaft to pipe, excavator having this universal joint for shaft to pipe, industrial manipulator and work machine - Google Patents

Universal joint for shaft to pipe, excavator having this universal joint for shaft to pipe, industrial manipulator and work machine

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JPH09242774A
JPH09242774A JP7117196A JP7117196A JPH09242774A JP H09242774 A JPH09242774 A JP H09242774A JP 7117196 A JP7117196 A JP 7117196A JP 7117196 A JP7117196 A JP 7117196A JP H09242774 A JPH09242774 A JP H09242774A
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JP
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pipe
shaft
universal joint
flange
ring
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JP7117196A
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Inventor
Isamu Ito
勇 伊藤
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KUJIRAOKA KATSUHIRO
Original Assignee
KUJIRAOKA KATSUHIRO
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a universal joint for a shaft to a pipe which can impart deflectability to a connecting part of a shaft, a pipe or the like and is high in airtightness, liquidtightness, transmission of high torque, rigidity and fixing capability to the inside and outside of the joint. SOLUTION: A hollow ball-like sleeve 11 whose outer peripheral surface is formed as an outer spherical surface over the whole periphery, is joined to the inside end of a first flange 10 joined to one pipe end. A slidingly movable globe 31 whose inner peripheral surface is formed as an inner spherical surface over the whole periphery, is joined to the inside end of a second flange 30 joined to the other pipe end. An intermediate spherical surface ring 40 where the outer spherical surface of these hollow ball-like sleeve 11, the inner spherical surface of the slidingly movable globe and inner and outer two spherical surfaces mutually sliding to the respective spherical surfaces are concentrically formed, is provided. This intermediate spherical surface ring 40 is made different in a phase by 90 deg. around the central axis, and is pivotally fixed to the hollow ball-like sleeve 11 and the slidingly movable globe 31. A water stop ring 42 is provided in a mutual sliding part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は主として下水管、
上水道管、共同ケーブル管などの同士の接続、管と掘削
ヘッドとの接続に使用するためのもの、或いは多関節ロ
ボットアームの関節部、産業用マニプレーター、土木機
械などの作業機アームの関節部乃至接続部に屈折性を与
る軸乃至管自在継手、及びこの継手を備えた掘削装置に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention mainly relates to sewer pipes,
For connecting water supply pipes, joint cable pipes, etc., for connecting pipes and excavation heads, or joint parts of articulated robot arms, industrial manipulators, work machine arms such as civil engineering machines BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a shaft or pipe universal joint that imparts refraction to a connecting portion, and an excavator equipped with this joint.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来これらの管など中空物の継手は殆ど
のものが、接続部で屈折出来ない。僅かにビクトリア継
手のみが継手部分でゴムのジョイントで接続されるため
に屈折出来るに過ぎない。また掘削機などにおいては、
トンネル工事などに用いられる掘削ヘッドの首が傾斜で
きるものが一部に発表されているが、相当に大がかりな
もので、前述の下水管、上水道管、共同ケーブル管など
同士の接続には不向きである。
2. Description of the Related Art Most of conventional joints for hollow objects such as these tubes cannot be bent at a connecting portion. Only a few Victoria joints can be bent because they are connected by rubber joints at the joints. For excavators,
Some have announced that the neck of the excavation head used for tunnel construction etc. can be inclined, but it is considerably large, and it is not suitable for connecting the above-mentioned sewer pipe, water supply pipe, common cable pipe, etc. is there.

【0003】また一般産業におけるユニバーサル継手は
それ自体任意の屈折角に固定する機能、及び任意の角度
に屈曲する力はなく。単にユニバーサル継手の一方に接
続された軸の回転をユニバーサル継手を挟んで他方に接
続された軸に1:1の回転比で伝達するに過ぎない。ま
た大きなトルクを伝達するには不向きな構造であった。
Further, the universal joint in the general industry itself has no function of fixing at any refraction angle and no force of bending at any angle. The rotation of the shaft connected to one side of the universal joint is simply transmitted to the shaft connected to the other side of the universal joint at a rotation ratio of 1: 1. Moreover, the structure was not suitable for transmitting a large torque.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この発明は主として下
水管、上水道管、共同ケーブル管などの同士の接続、管
と掘削ヘッドとの接続に使用するためのもの、或いは多
関節ロボットアームの関節部、重荷重用マニプレータ
ー、土木機械のアームの関節部乃至接続部に使用する軸
乃至管自在継手を市場に提供するためであり、特に軸乃
至管などの接続部に屈折性を与え、かつ継手内外に対す
る耐圧気密、耐圧液密性があるものとすることである。
また前記軸乃至管自在継手は外部からの流体圧によっ
て、許容範囲において、任意の角度に屈曲でき、かつそ
の角度を保持できるものとすることである。また一定の
方向に屈曲した状態のまま、回転力を一方の軸乃至管か
ら他方の軸乃至管に伝達可能とすることである。また必
要に応じて大きな回転伝達トルクが伝達できるようにす
ることである。またこの前記軸乃至管自在継手を備えた
掘削装置、産業用マニプレータ(産業用ロボットを含
む)、その他土木、建築又は、電気工事、その他消防、
救命作業などに用いる作業機を市場に提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is mainly used for connecting sewage pipes, water supply pipes, common cable pipes, etc. to each other, connecting pipes to a drilling head, or joints of an articulated robot arm. The purpose of the present invention is to provide a market for a heavy-duty manipulator and a shaft or pipe universal joint used for joints or joints of arms of civil engineering machines. It is to have pressure tightness and pressure tight liquid tightness.
Further, the shaft or the pipe universal joint can be bent at an arbitrary angle and can maintain the angle within a permissible range by a fluid pressure from the outside. In addition, the rotational force can be transmitted from one shaft or tube to the other shaft or tube while being bent in a certain direction. In addition, it is to be able to transmit a large rotation transmission torque as needed. Further, an excavator equipped with the shaft or pipe universal joint, an industrial manipulator (including an industrial robot), other civil engineering, construction or electrical work, other fire fighting,
The purpose is to provide a work machine for lifesaving work to the market.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記の課題を達成するた
めに、この発明は一方の軸乃至管端に結合するリング状
の第1のフランジの内端に、外周面が全周にわたって外
球面とした中空ボール様スリーブが結合してあり、他方
の軸乃至管端に結合するリング状の第2のフランジの内
端に、内周面が全周にわたって内球面とした摺動グロー
ブが結合してあり、前記中空ボール様スリーブの外球面
と摺動グローブの内球面とそれぞれの球面と摺合する内
外2重の球面を同心に形成してある中間球面リングが設
けてあり、この中間球面リングには中心軸線の周りに半
径方向のピンが90°間隔に設けてあり、180°位相
を異にする一対の前記ピン同士を一組とし、第1の組の
一対のピンは前記中間球面リングと前記中空ボール様ス
リーブを枢着してあって、他の組みの一対のピンは、前
記中間球面リングと摺動グローブを枢着してあり、各球
面摺合面には相互に摺合する何れかの部材にリング形状
の液漏れパッキンがそれぞれ設けてあることを特徴とす
る軸乃至管用自在継手とする。
In order to achieve the above object, the present invention is directed to an inner surface of a ring-shaped first flange which is connected to one shaft or a pipe end, and an outer peripheral surface of which is an outer spherical surface. A hollow ball-like sleeve is joined, and a sliding glove whose inner circumferential surface is an inner spherical surface is joined to the inner end of the ring-shaped second flange which is joined to the other shaft or tube end. There is provided an intermediate spherical ring concentrically formed with an outer spherical surface of the hollow ball-like sleeve, an inner spherical surface of the sliding glove, and inner and outer double spherical surfaces which are in sliding contact with the respective spherical surfaces. Has a pair of pins in the radial direction around the central axis at intervals of 90 °, and sets a pair of the pins having a 180 ° phase difference as one set, and the pair of pins of the first set is the intermediate spherical ring. The hollow ball-like sleeve is pivotally attached. Thus, a pair of pins of another set pivotally mounts the intermediate spherical ring and the sliding globe, and each spherical sliding surface has a ring-shaped liquid leakage packing on any member that slides on each other. A universal joint for a shaft or a pipe characterized by being provided.

【0006】また前記の課題を達成するために、この発
明の軸乃至管自在継手の前記中空ボール様スリーブは円
周方向に4乃至6箇に分割され、分解組立自在のセグメ
ントとこの内側に丁度嵌合する等径の内側スリーブによ
って形成してあり、前記複数箇のセグメントの内の少な
くとも1つのセグメントの両接合面は軸方向と平行な平
面であって、その外周面の幅は内周面の幅と同一乃至若
干狭く形成して、分解組立型としてあり、他方前記摺動
グローブの内球面部はこの軸線と直角な平面により、前
記内球面の直径が最大となる部分で分割された2箇の部
材である摺動グローブ本体と摺動グローブ蓋とによって
形成して、分解組立型としてあることを特徴とすること
が好ましい。
In order to achieve the above object, the hollow ball-like sleeve of the shaft or pipe universal joint of the present invention is divided into 4 to 6 in the circumferential direction, and a segment which can be disassembled and assembled and which is just inside the segment. It is formed by a fitting inner sleeve having an equal diameter, and both joint surfaces of at least one of the plurality of segments are flat surfaces parallel to the axial direction, and the width of the outer peripheral surface is the inner peripheral surface. Is formed to be the same as or slightly narrower than the width of the inner surface of the sliding globe, while the inner spherical surface of the sliding globe is divided by a plane perpendicular to the axis line at a portion where the inner spherical surface has a maximum diameter. It is preferable that the sliding glove main body and the sliding glove lid, which are individual members, are formed to be an exploded assembly type.

【0007】また前記の課題を達成するために、この発
明の軸乃至管自在継手の前記摺動グローブの外周面に
は、前記内球面と同心の外球面を持つ防塵リングが嵌合
してあり、他方前記内側中空結合管部材一部には前記防
塵リングの外周面と摺合する防塵カバースリーブが固着
してあることを特徴とすることが好ましい。
To achieve the above object, a dustproof ring having an outer spherical surface concentric with the inner spherical surface is fitted to the outer peripheral surface of the sliding globe of the shaft or pipe universal joint of the present invention. On the other hand, it is preferable that a dustproof cover sleeve that is slidably engaged with the outer peripheral surface of the dustproof ring is fixed to a part of the inner hollow coupling pipe member.

【0008】また前記の課題を達成するために、この発
明の軸乃至管自在継手の前記中空ボール様スリーブと前
記防塵カバースリーブの間に位置する第1のフランジの
一部乃至これと一体的な部材には、これらの軸線周り
に、この軸線方向に3箇乃至40箇の流体圧シリンダー
が設けてあり、各流体圧シリンダー内にはそれぞれ軸方
向に摺動するプランジャーが装備してあり、これらプラ
ンジャーの先端部分は前記摺動グローブの内端端面に当
設してあることを特徴とする場合もある。
In order to achieve the above-mentioned object, a part of the first flange located between the hollow ball-like sleeve and the dustproof cover sleeve of the shaft or pipe universal joint of the present invention or an integral part thereof. The member is provided with 3 to 40 fluid pressure cylinders in the axial direction around these axes, and each fluid pressure cylinder is equipped with a plunger that slides in the axial direction. In some cases, the tip end portions of these plungers are abutted against the inner end surface of the sliding globe.

【0009】また前記の課題を達成するために、この発
明の軸乃至管自在継手の前記流体圧パイプ乃至ホースラ
イン結合部は前記第1のフランジ乃至はこれと一体の部
材の内周面にそれぞれ設けてあることを特徴とすること
が好ましい。
In order to achieve the above object, the fluid pressure pipe or hose line connecting portion of the shaft or pipe universal joint of the present invention is provided on the inner peripheral surface of the first flange or an integral member thereof. It is preferable that it is provided.

【0010】また前記の課題を達成するために、この発
明は前記各項(請求項1、請求項2、請求項3、又は請
求項4)記載うちの一つの軸乃至管自在継手の前記第
1、第2のフランジのうちの一方のフランジの外端には
掘削ヘッドが結合してあり、他のフランジの外端には掘
削物搬出用パイプが結合してあることを特徴とする軸乃
至管自在継手を備えた掘削装置とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides the shaft or pipe universal joint according to any one of claims (claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4). An excavation head is connected to an outer end of one of the first and second flanges, and a pipe for carrying out an excavated material is connected to an outer end of the other flange. The excavator is equipped with a universal joint.

【0011】また前記の課題を達成するために、この発
明は前記各項(請求項1、請求項2、請求項3、又は請
求項4)記載うちの一つの軸乃至管自在継手をアームの
関節として備えたことを特徴とする産業用マニプレータ
とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses one shaft or pipe universal joint of one of the above claims (claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4) as an arm. An industrial manipulator characterized by being equipped as a joint.

【0012】また前記の課題を達成するために、この発
明は前記各項(請求項1、請求項2、請求項3、又は請
求項4)記載うちの一つの軸乃至管自在継手をアームの
関節として備えたことを特徴とする作業機とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses one of the shafts (1), (2), (3), or (4) of the above-mentioned each item (claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4) as an arm. A working machine characterized by being provided as a joint.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1 請求項1乃至5記載の発明を含むものであり、図1及び
図2に示すものである。10はリング状の第1のフラン
ジであり、その外端面に一方のパイプP若しくは軸のフ
ランジFと結合する部分である。この内径d1は図1に
於いては、接続するパイプPの内径と等しくしてある。
Embodiment 1 It includes the invention described in claims 1 to 5, and is shown in FIGS. 1 and 2. Reference numeral 10 denotes a ring-shaped first flange, which is a portion joined to the one pipe P or the shaft flange F on the outer end surface thereof. This inner diameter d1 is made equal to the inner diameter of the pipe P to be connected in FIG.

【0014】11は中空ボール様スリーブあり、この内
端部分の外周面は外球面13としてあり、その中心点は
前記フランジ10、及び中空ボール様スリーブ11の中
心軸線O上に設けてある。
Reference numeral 11 denotes a hollow ball-like sleeve, the outer peripheral surface of the inner end portion of which is an outer spherical surface 13, and the center point thereof is provided on the flange 10 and the central axis O of the hollow ball-like sleeve 11.

【0015】30はリング状の第2のフランジであり、
他方のパイプPのフランジFと結合する部分である。こ
の内径も前記の他の第1のフランジ10の内径と等しく
してある。第2のフランジの内端には摺動グローブ31
がやはり数本のボルトによって固定してある。この内周
面は前記外球面13より大きく、これと同心の内球面3
2としてある。
Reference numeral 30 is a ring-shaped second flange,
It is a portion that is connected to the flange F of the other pipe P. This inner diameter is also equal to the inner diameter of the other first flange 10 described above. A sliding globe 31 is provided on the inner end of the second flange.
Is still fixed with a few bolts. This inner peripheral surface is larger than the outer spherical surface 13 and is concentric with it.
There are two.

【0016】40は球面中間リングであり、内周面は前
記外球面13と摺合し、外周面は前記内球面32と摺合
する球面を内外に形成したものであり、前記外球面13
と前記内球面32との間に介在させてあり、この球面中
間リングには90°毎に半径方向のピン41が4本設け
てあり、180°位相を異にするピンを一組として2組
のピン41aと41bとしてあり、第1の組のピン41
aによって、内側の中空ボール様スリーブ11と球面中
間リング40が枢着してあり、これらと90°位相を異
にする第2のピン41bは外側の摺動グローブ30と、
前記球面中間リング40がそれぞれ枢着してある。
Reference numeral 40 denotes a spherical intermediate ring, the inner peripheral surface of which is slidably engaged with the outer spherical surface 13 and the outer peripheral surface of which is formed with a spherical surface slidably engaged with the inner spherical surface 32 inside and outside.
And the inner spherical surface 32, the spherical intermediate ring is provided with four radial direction pins 41 at every 90 °, and two sets of pins 180 ° out of phase are provided as one set. Pins 41a and 41b of the first set of pins 41
The inner hollow ball-like sleeve 11 and the spherical intermediate ring 40 are pivotally attached by a, and the second pin 41b that is 90 ° out of phase with these is provided on the outer sliding glove 30.
The spherical intermediate rings 40 are pivotally attached to each other.

【0017】従って、第1のフランジ10と球面中間リ
ング40とは、第1のピン41aの周りにその許容範囲
内において、自由に回動でき、第2のフランジ30と球
面中間リング40とは、第2のピン41bの周りにその
許容範囲内において、自由に回動でき、一種のユニバー
サルジョイントになっている。前述の第1のフランジ1
0と球面中間リング40の摺合面及び第2のフランジ3
0と球面中間リング40の摺合面部分にはそれぞれリン
グ状の液漏れ止パッキン(通常Oリングと云われている
パッキン)42が装備してある。
Therefore, the first flange 10 and the spherical intermediate ring 40 can freely rotate around the first pin 41a within the permissible range, and the second flange 30 and the spherical intermediate ring 40 can be separated from each other. , Is a kind of universal joint that can freely rotate around the second pin 41b within its allowable range. The above-mentioned first flange 1
0 and the sliding surface of the spherical intermediate ring 40 and the second flange 3
0 and the spherical intermediate ring 40 are provided with ring-shaped liquid leakage preventing packings (usually referred to as O-rings) 42 on the sliding surfaces thereof.

【0018】前述の中空ボール様スリーブ11は組立て
の都合上、円周方向に数箇(図示のものは4箇)に分割
してあるセグメント11a乃至11dとこの内側に丁度
嵌合する等径の内側スリーブ12にとによって形成して
ある。前記のセグメント11a乃至11dのうち、少な
くともその内の1箇のセグメント11aの両側面は軸方
向に平行であって、その外周部の幅は内周部の幅と同一
か若干狭く形成してあり、前記球面中間リング40の内
側で組立てて、中空ボール様スリーブ11とした後、内
側スリーブ12と嵌合してボルトによってこれらを一体
化してある。前記セグメントの数は例えば4乃至6箇と
してあり、これら数箇のセグメント11a乃至11dの
外周面によって単一の外球面13が形成されている。前
記の内側スリーブ12の内径は接続される前記パイプP
の内径と等しいものを図示したが、パイプPの径と異な
る場合もある。前述の例ではパイプPを接続するものと
して説明したが、中実の軸を接続してもよいし、軸自体
の断面形も円形は勿論、H型の断面形状でもよく、その
断面形状に限定はない。
For the convenience of assembly, the hollow ball-like sleeve 11 described above is divided into several segments (4 in the figure) in the circumferential direction and segments 11a to 11d of equal diameter which fit exactly inside this segment. The inner sleeve 12 is formed by and. Of the above-mentioned segments 11a to 11d, at least one side surface of one segment 11a is parallel to the axial direction, and the width of the outer peripheral portion is the same as or slightly narrower than the width of the inner peripheral portion. After being assembled inside the spherical intermediate ring 40 to form a hollow ball-like sleeve 11, the hollow ball-like sleeve 11 is fitted with the inner sleeve 12, and these are integrated by bolts. The number of the segments is, for example, 4 to 6, and a single outer spherical surface 13 is formed by the outer peripheral surfaces of these several segments 11a to 11d. The inner diameter of the inner sleeve 12 is the pipe P to be connected.
Although the diameter of the pipe P is the same as that of the pipe P in FIG. Although the pipe P is connected in the above example, a solid shaft may be connected, and the shaft itself may have a circular cross section or an H-shaped cross section. There is no.

【0019】前述の摺動グローブ31も組立ての都合上
この中心軸線Oと直角な面で2分割され、摺動グローブ
本体31aと摺動グローブ蓋31bとによって形成して
あり、その分割位置は内球面の径が前記分割面において
最大となる位置としてある。従って、摺動グローブ本体
31aと摺動グローブ蓋31bとの内周面によって、一
つの内球面32を形成している。
The above-mentioned sliding glove 31 is also divided into two parts on the plane perpendicular to the central axis O for convenience of assembly, and is formed by the sliding glove body 31a and the sliding glove lid 31b, and the dividing position is inside. The position is such that the diameter of the spherical surface is the maximum on the divided surface. Therefore, one inner spherical surface 32 is formed by the inner peripheral surfaces of the sliding glove body 31a and the sliding glove lid 31b.

【0020】前述の摺動グローブ31の外周面には前記
摺動グローブ本体31aと摺動グローブ蓋31bとの継
目部分を跨いで防塵リング33が嵌合してあり、その外
周面34も前記内球面32と同心の外球面としてある。
他方中空ボール様スリーブ11の根元の外側には単一の
シンリダーケースリング15が嵌合させて、適宜の固定
手段によって、中空ボール様スリーブ11の各セグメン
ト11a乃至11dと分解組立て自在に一体化してあ
る。
A dustproof ring 33 is fitted on the outer peripheral surface of the sliding glove 31 so as to straddle the joint between the sliding glove body 31a and the sliding glove lid 31b. The outer spherical surface is concentric with the spherical surface 32.
On the other hand, a single thin lid case ring 15 is fitted on the outer side of the base of the hollow ball-like sleeve 11 and can be freely disassembled and integrated with the respective segments 11a to 11d of the hollow ball-like sleeve 11 by appropriate fixing means. There is.

【0021】このシンリダーケースリング15には軸方
向に4乃至40箇の流体圧シリンダー16が穿設してあ
り、それぞれの流体圧シリンダー16内には独立して摺
動するプランジャー(ピストン)17が装備してあり、
各プランジャー17の先端は前記摺動グローブ31の先
端面に流体圧シリンダー16内に設けたバネ18によっ
て弾発的に各当接してある。各流体圧シンンダー16の
それぞれの一端は流体圧リングマニホールド19を介し
て、前記内側スリーブ12の内周面12aに開口し、流
体圧ラインの一種たる流体圧パイプ20にそれぞれ連結
してある。
The cylinder cylinder ring 15 is provided with 4 to 40 fluid pressure cylinders 16 in the axial direction. Plungers (pistons) that slide independently in each fluid pressure cylinder 16 are provided. Equipped with 17,
The tip of each plunger 17 elastically abuts on the tip surface of the sliding globe 31 by a spring 18 provided in the fluid pressure cylinder 16. One end of each fluid pressure cylinder 16 is opened to the inner peripheral surface 12a of the inner sleeve 12 via a fluid pressure ring manifold 19 and is connected to a fluid pressure pipe 20 which is a type of fluid pressure line.

【0022】前述の流体圧シリンダー16の数は4箇以
上であれば特に数の制限はないが、シンリダーケースリ
ング15の直径及び流体圧シリンダー16の直径により
自ずから定まり、実際は4箇乃至20箇程度である。制
御系の設計の都合上4箇以上であって2の倍数であるこ
とが好ましい。
The number of the fluid pressure cylinders 16 is not particularly limited as long as it is 4 or more, but it is naturally determined by the diameter of the thin lider case ring 15 and the diameter of the fluid pressure cylinders 16, and is actually 4 to 20. It is a degree. For the convenience of designing the control system, it is preferable that the number is 4 or more and is a multiple of 2.

【0023】前記のシリンダーケースリング15の外側
には防塵カバースリーブ21の根元が密着嵌合させてあ
り、その先端部は前記防塵リング33方向に伸びて、こ
れと摺合させてある。実施の形態に於いては防塵カバー
スリーブ21の先端摺合部分に防塵シールリング22が
装備してある。従って、前記プランジャー17群の先端
部は中空ボール様スリーブ11、シリンダーケースリン
グ15、防塵カバースリーブ21及び摺動グローブ31
で囲まれた空間Cに位置し、通常この空間Cには潤滑油
が充満させてある。前述の軸乃至管中空継手Aはその中
心軸線Oに対して、何れの方向にも屈折でき、その傾斜
範囲は約15°とするが、実施の形態1の図示のものは
7°としてある。
The base of the dustproof cover sleeve 21 is closely fitted to the outside of the cylinder case ring 15, and the tip end thereof extends in the direction of the dustproof ring 33 and is slidably engaged therewith. In the embodiment, a dustproof seal ring 22 is provided at the tip sliding portion of the dustproof cover sleeve 21. Therefore, the tip of the plunger 17 group has a hollow ball-like sleeve 11, a cylinder case ring 15, a dustproof cover sleeve 21, and a sliding glove 31.
It is located in a space C surrounded by, and this space C is usually filled with lubricating oil. The shaft or tube hollow joint A described above can be bent in any direction with respect to the central axis O, and its inclination range is about 15 °, but the illustrated range of the first embodiment is 7 °.

【0024】実施の形態2 実施の形態1の流体圧シリンダー16及びプランジャー
17をそれぞれ省いたものであり、請求項1乃至請求項
3記載の発明の実施の形態である。
Second Embodiment The fluid pressure cylinder 16 and the plunger 17 of the first embodiment are omitted, and are embodiments of the invention described in claims 1 to 3.

【0025】実施の形態3 請求項6記載の発明の実施の形態であり、図4に図示す
るものである。つまり実施の形態1の軸乃至管自在継手
Aの一種である管自在継手Aを用い、一端の第1のフラ
ンジ10の外端面に軸線Oの周りに回転若しくは回転し
ない管Pを接続し、第2のフランジ30に掘削ヘッド6
0を結合したものである。つまり掘削ヘッド60として
は、前記の管自在継手A1の中心軸線Oの周りに旋回す
る多数の掘削ビットを取り付けたもの、或いは掘削ヘッ
ド60と管自在継手A1の第2のフランジ30が固定さ
れ、第2のフランジ30を軸線周りに駆動して、管自在
継手A1と共に掘削ヘッド60をその中心軸線周りに回
動さすものでもよい。
Embodiment 3 An embodiment of the invention described in claim 6 is shown in FIG. That is, the pipe universal joint A, which is a kind of the shaft or the pipe universal joint A of the first embodiment, is used, and the pipe P that rotates or does not rotate around the axis O is connected to the outer end surface of the first flange 10 at one end. Drilling head 6 on flange 30 of 2
It is a combination of 0s. That is, as the excavation head 60, one in which a large number of excavation bits that swivel around the central axis O of the universal joint A1 are attached, or the excavation head 60 and the second flange 30 of the universal joint A1 are fixed, It is also possible to drive the second flange 30 around the axis to rotate the excavation head 60 together with the universal joint A1 around the central axis thereof.

【0026】前述の例では掘削ヘッド60を第2のフラ
ンジ30の外側に取り付けたのを例示したが、前記掘削
ヘッド60を第1のフランジ10の外側に取付、第2の
フランジ30側を根元側にしても、この発明の実施の形
態に含まれる。また掘削ビットの代わりに、高圧水噴射
ノッズルを多数装備したものでもよく、掘削ヘッド60
の型式は問わない。軸乃至管自在継手Aの各構成部材の
結合固定部は図示した通り、全てボルト(符号記載せ
ず)によって、それぞれ固定してある。
Although the excavation head 60 is attached to the outside of the second flange 30 in the above-described example, the excavation head 60 is attached to the outside of the first flange 10 and the second flange 30 side is the base. Even the side is included in the embodiment of the present invention. Further, instead of the excavating bit, a large number of high-pressure water jetting nozzles may be provided, and the excavating head 60
The model does not matter. As shown in the drawing, all the coupling and fixing portions of the respective constituent members of the shaft and the universal joint A are fixed by bolts (not shown).

【0027】実施の形態4 請求項7記載の発明の実施の形態であり、図5に示すも
のである。前記の実施の形態1の軸乃至管自在継手Aを
産業用マニプレータのアーム61の関節として用いたも
のである。先端部に近い側のフランジには少なくともパ
イプPが接続してある。前記産業用マニプレータの中に
は産業用ロボツトも含まれ、このロボットの肩、肘、手
首、指などの関節に用いても、この実施の形態に含まれ
る。
Fourth Embodiment An embodiment of the invention described in claim 7 is shown in FIG. The shaft-to-tube universal joint A of the first embodiment is used as the joint of the arm 61 of the industrial manipulator. At least the pipe P is connected to the flange on the side close to the tip. The industrial manipulator also includes an industrial robot, and even if it is used for joints such as shoulders, elbows, wrists, and fingers of this robot, it is included in this embodiment.

【0028】実施の形態5 請求項8記載の発明の実施の形態であり、図6にその一
例示すものである。前記の実施の形態1の軸乃至管自在
継手Aを建築工事、電気工事、土木作業、消防乃至救命
作業などに用いるパワーシャベル、パワーグリップ、高
所工事用自在作業車(図6参照)、コンクリート破砕グ
リップなどのアーム62の関節として用いたものであ
る。勿論作業機は前述の例に限定されるものではない。
Embodiment 5 This is an embodiment of the invention described in claim 8 and an example thereof is shown in FIG. A power shovel, a power grip, a universal work vehicle for aerial work (see FIG. 6), which uses the shaft or pipe universal joint A according to the first embodiment for construction work, electric work, civil engineering work, firefighting or lifesaving work, etc. It is used as a joint of the arm 62 such as a crushing grip. Of course, the working machine is not limited to the above example.

【0029】実施の形態の作用 実施の形態1のものを組み立てるには、先ず中間球面リ
ング40の内側でバラバラのセグメント11a乃至11
dを組立て、これらの根元側から、摺動グローブ蓋31
bを中間球面リング40の外側に嵌め、次いでスリーブ
状になった中空ボール様スリーブ11の根元にシリンダ
ーケースリング15を嵌め、中空ボール様スリーブ11
とシリンダーケースリング15を適宜のボルトで固定す
る。これらのセグメント11a乃至11dの組立てと相
前後して、第1の一対のピン41aによって、中空ボー
ル様スリーブ11と中間球面リング40とを枢着する
(図1の中心線Oより下側半分と図2参照)。次ぎにシ
リンダーケースリング15の背面には流体圧リングマニ
ホールド19を固定する。
Operation of Embodiment To assemble the first embodiment, first, the disjointed segments 11a to 11 inside the intermediate spherical ring 40 are formed.
Assembling d, from the root side of these, sliding glove lid 31
b is fitted on the outside of the intermediate spherical ring 40, and then the cylinder case ring 15 is fitted at the base of the hollow ball-like sleeve 11 in the form of a sleeve.
Then, the cylinder case ring 15 is fixed with appropriate bolts. Before and after the assembly of these segments 11a to 11d, the hollow ball-like sleeve 11 and the intermediate spherical ring 40 are pivotally connected to each other by the first pair of pins 41a (the lower half of the center line O in FIG. 1). See FIG. 2). Next, the fluid pressure ring manifold 19 is fixed to the rear surface of the cylinder case ring 15.

【0030】次ぎに組立てられた数箇のセグメント11
a乃至11dの内側に内側スリーブ12を挿入し、これ
らをボルトによって固定し、内側スリーブ12の外端に
第1のフランジ10の内端面を合わせてボルトで固定す
る。数箇のセグメント11a乃至11dの内端と内側ス
リーブ12の内端も係止リング23を嵌合して、適宜の
ボルトで固定する。
Next several assembled segments 11
The inner sleeve 12 is inserted inside a to 11d, these are fixed by bolts, and the inner end surface of the first flange 10 is aligned with the outer end of the inner sleeve 12 and fixed by bolts. The locking ring 23 is also fitted to the inner ends of the several segments 11a to 11d and the inner end of the inner sleeve 12 and fixed with appropriate bolts.

【0031】次ぎに、中間球面リング40の外側に摺動
グローブ蓋31bとは反対側から摺動グローブ本体31
aを嵌め、中間球面リング40の外周面から突出する第
2の一対のピン41bを摺動グローブ本体31aと摺動
グローブ蓋31bの合わせ部に設けてある軸受部に挟み
込み、これらを適宜のボルトで締め、摺動グローブ本体
31aと摺動グローブ蓋31bによって、中間球面リン
グ40の外球面を抱持し、摺動グローブ31とする。こ
れと同時に摺動グローブ31と中間球面リング40とは
第2の一対のピン41bによって枢着された状態になる
(図1の中心線Oより上側半分と図2参照)。
Next, the sliding glove main body 31 is provided outside the intermediate spherical ring 40 from the side opposite to the sliding glove lid 31b.
a is fitted and the second pair of pins 41b projecting from the outer peripheral surface of the intermediate spherical ring 40 are sandwiched by the bearing portion provided at the mating portion of the sliding globe body 31a and the sliding globe lid 31b, and these are appropriately bolted. The outer spherical surface of the intermediate spherical ring 40 is held by the sliding glove body 31a and the sliding glove lid 31b to form the sliding glove 31. At the same time, the sliding globe 31 and the intermediate spherical ring 40 are pivotally mounted by the second pair of pins 41b (the upper half of the center line O in FIG. 1 and see FIG. 2).

【0032】次ぎに、摺動グローブ31の外側に防塵リ
ング33を嵌める。他方シリンダーケースリング15の
外側に防塵カバースリーブ21を嵌め、この外端部分を
前記シリンダーケースリング15に固定する。このよう
にすると、防塵カバースリーブ21の先端部分は防塵リ
ング33の外周面に摺合する。また摺動グローブ31の
外端面に第2のフランジ30の内端面を合わせ、これら
をボルトで固定する。流体圧リングマニホールド19に
はそれぞれの流体圧シリンダー16に対応した流体圧パ
イプ20を接続する。
Next, the dustproof ring 33 is fitted on the outer side of the sliding globe 31. On the other hand, a dustproof cover sleeve 21 is fitted on the outside of the cylinder case ring 15, and the outer end portion is fixed to the cylinder case ring 15. In this way, the tip portion of the dustproof cover sleeve 21 slides on the outer peripheral surface of the dustproof ring 33. Further, the inner end surface of the second flange 30 is aligned with the outer end surface of the sliding globe 31, and these are fixed with bolts. A fluid pressure pipe 20 corresponding to each fluid pressure cylinder 16 is connected to the fluid pressure ring manifold 19.

【0033】実施の形態2のものにおいては、流体圧シ
リンダー16及び流体圧リングマニホールド19はない
から、流体圧パイプ21も組み立てる必要はない。実施
の形態3に於いては、第1フランジ10又は第2のフラ
ンジ30の何れかフランジ10又は30の外端面に掘削
ヘッド60を固定し、反対側のフランジに掘削土または
岩石の排出用のパイプPを連結する。
In the second embodiment, since the fluid pressure cylinder 16 and the fluid pressure ring manifold 19 are not provided, it is not necessary to assemble the fluid pressure pipe 21. In the third embodiment, the excavation head 60 is fixed to the outer end surface of either the first flange 10 or the second flange 30 of the flange 10 or 30, and the opposite flange is used for discharging excavated soil or rocks. The pipe P is connected.

【0034】実施の形態1の流体圧を0としておけば、
外部からこの実施の形態の管用自在継手Aに加えられる
曲げ力により、前記球形の接続部分において、何れの方
向にもその許容範囲内で傾斜する。この場合、各接合部
分は球面接触で摺合しているから、内外の流体又は気体
は殆ど完全なまでに遮断された状態となり、実施の形態
のように、更に各摺合部分に液漏れ止リング42がそれ
ぞれ嵌合させてあるものに於いては、内外において10
気圧程度までの圧力差があっても、充分に流体が遮断さ
れる。またこの実施の形態1の前記中空ボール様スリー
ブ11の内面である内側スリーブ12の内径は接続され
るべきパイプPの内径と等しくしてあるから、パイプP
を流れる流体の流れを阻害しないし、この軸乃至管用自
在継手Aを用いた管路内に電気ケーブル、その他の流体
ホース、ダクトなどを敷設する場合にも何らの障害に成
らない。亦、前述の通り自在接続部分は球面接触によっ
て接続されているから、軸方向に相互に所謂アンダーカ
ットが形成されているため、軸方向に加えられる力が仮
に作用したとしても、この接続部分が離反するおそれは
ない。従って、道路下などに埋設された場合、道路上を
走行する車輛によって、或いは地震、地下水位の上昇に
よるパイプPの浮上などによる地盤の部分的な振動若し
くは変化に対しても、充分に追従し、継手部分やこれに
よって連結されたパイプPなどが破損する率を極端に少
なくすることができる。ここまでの作用は実施の形態2
においても同一の作用である。
If the fluid pressure in the first embodiment is set to 0,
The bending force applied from the outside to the universal joint A for pipes of this embodiment causes the spherical connection portion to be inclined in any direction within its allowable range. In this case, since the respective joint portions are in sliding contact with each other by spherical contact, the fluid or gas inside and outside is almost completely blocked, and the liquid leakage prevention ring 42 is further connected to each sliding portion as in the embodiment. If they are fitted together, 10
Even if there is a pressure difference up to about atmospheric pressure, the fluid is sufficiently blocked. Further, since the inner diameter of the inner sleeve 12 which is the inner surface of the hollow ball-like sleeve 11 of the first embodiment is equal to the inner diameter of the pipe P to be connected, the pipe P
Does not impede the flow of the fluid flowing through the pipe, and does not cause any obstacle when laying an electric cable, other fluid hoses, ducts, etc. in the pipeline using the shaft or the universal joint A for pipes. Further, as described above, since the universal connection portions are connected by spherical contact, so-called undercuts are formed mutually in the axial direction, so even if a force applied in the axial direction acts, this connection portion is There is no risk of separation. Therefore, when it is buried under the road, it can sufficiently follow the partial vibration or change of the ground due to the vehicle traveling on the road, the earthquake, and the floating of the pipe P due to the rise of the groundwater level. It is possible to extremely reduce the rate of breakage of the joint portion and the pipe P connected by the joint portion. The operation so far is the second embodiment.
It is the same action in.

【0035】実施の形態1においては、更に流体圧パイ
プ20などの流体圧ラインより、それぞれの流体圧シリ
ンダー16のうち屈折する方向と反対側の流体圧シリン
ダー16に圧力をかけ、他の側のもの流体圧ラインの圧
力を開放すれば、圧力上昇側のプランジャー17は押し
出され、これによって摺動グローブ31の先端部は押さ
れ、第1のフランジ10と第2のフランジ30の軸線は
球面接合部で屈折し、反対側のプランジャー17は逆に
流体圧シリンダー17内に押し込まれる作用をなす。流
体圧ラインのバブル(図示してない)を締め切れば、流
体圧シリンダー16内の流体は移動せず、この軸乃至管
用自在継手Aの屈折角はその状態を維持する。
In the first embodiment, a fluid pressure line such as the fluid pressure pipe 20 applies pressure to the fluid pressure cylinders 16 on the opposite side of the respective fluid pressure cylinders 16 from the direction of refraction, and the fluid pressure cylinders 16 on the other side are pressurized. When the pressure of the fluid pressure line is released, the plunger 17 on the pressure rising side is pushed out, the tip of the sliding globe 31 is pushed by this, and the axes of the first flange 10 and the second flange 30 are spherical. It is bent at the joint portion, and the plunger 17 on the opposite side acts to be pushed into the fluid pressure cylinder 17 on the contrary. When the bubble (not shown) in the fluid pressure line is closed, the fluid in the fluid pressure cylinder 16 does not move, and the angle of refraction of the shaft or the universal joint A for pipes maintains that state.

【0036】実施の形態3の作用としては、前述の実施
の形態の作用の他、前記の流体圧シリンダー16の流体
圧を外部から制御することによって、前記管用自在継手
A1を許容範囲内において何れの方向にも傾斜すること
ができるから、前記屈折角で形成される曲率半径で屈曲
する排水管、水道管など、或いはトンネルの掘削が可能
となる作用をなす。また地下水位の高い地盤を掘削する
場合など、略密閉されている掘削ヘッド60が地下水中
で浮遊する現象、或いは地盤の一部に固い岩石などがあ
り、その掘削抵抗の差より掘削ヘッドが何れかの方向に
偏在する現象が起こり、正確に目的の方向に掘削できな
くなることも稀におこるが、この発明のものにおいて
は、このような現象時には、前記流体圧制御により、前
記偏在と反対方向に掘削ヘッド60を傾斜させることに
より、前記の掘削ヘッド60の偏在による掘削方向の補
正ができる作用をなす。
As the operation of the third embodiment, in addition to the operation of the above-described embodiment, by controlling the fluid pressure of the fluid pressure cylinder 16 from the outside, the universal joint A1 for pipe can be operated within an allowable range. Since it can be tilted also in the direction of, the excavation of a drainage pipe, a water pipe, or the like that bends with a radius of curvature formed by the refraction angle, or a tunnel becomes possible. In addition, when excavating the ground with a high groundwater level, there is a phenomenon in which the substantially sealed excavation head 60 floats in the groundwater, or there is hard rock or the like in a part of the ground. It is rare that the phenomenon of uneven distribution in one direction occurs and it becomes impossible to excavate accurately in the intended direction.However, in the case of the present invention, in such a phenomenon, due to the fluid pressure control, the opposite direction to the uneven distribution can be obtained. By tilting the excavation head 60, the excavation direction can be corrected by uneven distribution of the excavation head 60.

【0037】その他前述のように、前記実施の形態3に
おいて、軸乃至管用自在継手Aの一端に掘削ヘッド60
を取付、反対側に駆動用のパイプなどを取り付ける場合
は、前記パイプPをその軸線廻りに駆動して、軸乃至管
用自在継手A及び掘削ヘッド60を共に軸線周りに回転
して、掘削する場合に於いては、前記各流体圧シリンダ
ー16が掘削すべき穴の所定の位相位置に成ったとき
は、前記各流体圧シリンダー16内のプランジャー17
の押出し寸法が常に一定になるよう、前記各流体圧シリ
ンダー16内に送りこまれる流体量及び圧力を制御して
使用すれば、軸乃至管用自在継手Aを外部に対して特定
の方向に傾斜させたまま、根元側のパイプをその軸線周
りに回転駆動して、先端の掘削ヘッド60を軸線周りに
駆動させることができる作用がある。
Others As described above, in the third embodiment, the excavating head 60 is attached to one end of the shaft-to-pipe universal joint A.
When mounting a pipe for driving on the opposite side, when driving the pipe P around its axis and rotating both the shaft or the pipe universal joint A and the drilling head 60 around the axis, the drilling is performed. In the above, when the fluid pressure cylinders 16 reach the predetermined phase position of the hole to be drilled, the plungers 17 in the fluid pressure cylinders 16 are provided.
If the amount and pressure of the fluid fed into each of the fluid pressure cylinders 16 are controlled so that the extruded dimension of is constant, the shaft or pipe universal joint A is inclined in a specific direction with respect to the outside. As it is, there is an effect that the root side pipe can be rotationally driven around its axis to drive the excavation head 60 at the tip around the axis.

【0038】実施の形態4及び5の作用 前述の様に構成するから、産業用マニプレータのアーム
61又は作業機のアーム62に前記の軸乃至管自在継手
Aを関節としているから、これら関節は前述の許容範囲
内において折曲し、かつ前記関節を介して、根元側から
先端側に、アームの軸線周りにトルクを伝達することが
出来きる作用をなす。特に先端側のフランジにはパイプ
Pが接続してあるから、この中に電気系統、流体圧系統
などのラインが収納出来、これらがマニプレータ、作業
機の操作の邪魔にならず、且つこれらラインを保護する
作用をなす。
Operation of Embodiments 4 and 5 Because of the construction as described above, since the shaft 61 or the universal joint A is jointed to the arm 61 of the industrial manipulator or the arm 62 of the working machine, these joints are described above. And the torque can be transmitted around the axis of the arm from the root side to the tip side through the joint. In particular, since the pipe P is connected to the flange on the tip end side, lines for electric system, fluid pressure system, etc. can be housed therein, and these do not interfere with the operation of the manipulator and working machine, and these lines are connected. Acts to protect.

【0039】[0039]

【実施例】パイプPの内径19cmのものに使用する管
用自在継手A1の場合、第1のフランジ10、第2のフ
ランジ30、及び内側スリーブ12の内径も19cmと
した。また第1のフランジ10、第2のフランジ30及
び防塵カバースリーブ21の外径は前記パイプPのフラ
ンジFの外径寸法と等しくし、この管用自在継手Aの軸
方向の長さは24cmとした。流体圧シリンダー17及
びプランジャー18の数は全周にわたり等角間隔に12
箇設けた。
EXAMPLE In the case of the universal joint A1 for pipes used for the pipe P having an inner diameter of 19 cm, the inner diameters of the first flange 10, the second flange 30, and the inner sleeve 12 were also 19 cm. The outer diameters of the first flange 10, the second flange 30, and the dustproof cover sleeve 21 are equal to the outer diameter of the flange F of the pipe P, and the axial length of the universal joint A for pipe is 24 cm. . The number of fluid pressure cylinders 17 and the number of plungers 18 are 12 at equal angular intervals over the entire circumference.
I set it up.

【0040】また材質しとては、第1のフランジ10、
第2のフランジ30、及び内側スリーブ12は鋼製と
し、各セグメント11a乃至11d、摺動グローブ3
1、防塵リング33及び球面中間リング40など摺動す
る部分の材質は青銅アルミ合金、砲金、真鍮、ホワイト
メタルなどの摩擦係数の小さい材質とした。また各部の
肉厚は10mm以上とした。勿論これらの摺動する部分
の材質は前記の材質のほか、摩擦係数の小さいエンジニ
アプラスチックスとしても、この発明の実施の形態に含
まれる。流体圧に使用する流体としては、水、空気、も
しくは油の何れでもよいが、油が尤も一般的である。
As for the material, the first flange 10,
The second flange 30 and the inner sleeve 12 are made of steel, and each of the segments 11a to 11d and the sliding globe 3
1. The materials of the sliding parts such as the dustproof ring 33 and the spherical intermediate ring 40 are materials having a small friction coefficient such as bronze aluminum alloy, gun metal, brass and white metal. Moreover, the thickness of each part was 10 mm or more. Of course, the materials of these sliding parts are not limited to the above-mentioned materials, but engineering plastics having a small friction coefficient are also included in the embodiment of the present invention. The fluid used for the fluid pressure may be water, air or oil, but oil is generally common.

【0041】下水管などを敷設するための横穴を掘削す
るための掘削ヘッド60に用いる場合は、掘削を開始す
る前に通常20m乃至50m間隔に予め竪穴を掘削する
が、この竪穴乃至竪穴の近傍に前記各シリンダー16に
供給する流体圧を制御する制御機器、パイプ管Pを軸線
周りに回動する駆動装置などを設ける。前述の実施例の
数値は単なる例であり、もっと細いパイプでも、或いは
人間が歩行できるような大きなパイプの接続用のもので
も、或いは軸であってもこの発明の実施例に含まれる。
径が細い場合は前記シリンダー16及びプランジャー1
7の数は4乃至6箇でよく、径が大きい場合はこれらの
数は20箇を越える場合もある。また材質についても、
用途に応じ適宜選択して使用する。
When it is used as an excavating head 60 for excavating a lateral hole for laying a sewer pipe or the like, pits are usually excavated at intervals of 20 m to 50 m before starting excavation. Further, a control device for controlling the fluid pressure supplied to each of the cylinders 16 and a drive device for rotating the pipe tube P around the axis are provided. The numerical values of the above-described embodiment are merely examples, and a thinner pipe, a connection of a large pipe that allows human walking, or a shaft is included in the embodiment of the present invention.
If the diameter is small, the cylinder 16 and the plunger 1
The number of 7 may be 4 to 6, and when the diameter is large, these numbers may exceed 20. Also regarding the material,
Select and use according to the application.

【0042】[0042]

【発明の効果】請求項1記載の発明に於いては、前記の
通り構成し、作用をなすから、この軸乃至管用自在継手
Aは通常の軸又はパイプPの自在継手として使用するこ
とが可能であり、その許容範囲で軸線Oの周りの何れの
方向にも屈折出来る。また前述の中空ボール様スリーブ
11と中間球面リング40及びこの中間球面リング40
と摺動グローブ31は順次密着状態でピン41に寄って
それぞれ枢着されているから、各ピン41には曲げモー
メントは作用せず、それぞれ直径方向の剪断力のみ作用
し、ピンの直径を充分に太くしておけば、大きなトルク
に耐えられる。
According to the first aspect of the present invention, the shaft-to-pipe universal joint A can be used as a general shaft or pipe P universal joint because it is constructed and operates as described above. Therefore, it is possible to refract in any direction around the axis O within the allowable range. The hollow ball-like sleeve 11 and the intermediate spherical ring 40 and the intermediate spherical ring 40
Since the sliding glove 31 and the sliding glove 31 are pivotally attached to each other in close contact with each other, the bending moment does not act on each pin 41, and only the shearing force in the diametrical direction acts on each pin 41, so that the pin diameter is sufficient. If it is thick, it can withstand a large torque.

【0043】また、中空ボール様スリーブ11、摺動グ
ローブ及び中間球面リング40は全てパイプ状であるか
ら、捻じれモーメントは発生するが、曲げモーメントは
全くなく、従来の十文字や二股アームを用いたユニバー
サルジョイントよりは遥かに大きなトルクの伝達が出来
る効果を奏する。
Further, since the hollow ball-like sleeve 11, the sliding globe and the intermediate spherical ring 40 are all pipe-shaped, a twisting moment is generated, but there is no bending moment, and a conventional cross-shaped or bifurcated arm is used. It has the effect of transmitting much larger torque than a universal joint.

【0044】殊にパイプPの継手として使用しても、こ
の軸乃至管用自在継手A部分で液漏れのおそれもなく、
液体の移送のみならず、各種ケーブル、ホース若しくは
電線などを通す共同トンネルの継手としても使用でき
る。さらに産業用のマニプレーター、ロボットアームの
関節部としても使用できる効果を奏する。
Especially when used as a joint for the pipe P, there is no risk of liquid leakage at the shaft or the universal joint A for pipes.
It can be used not only for liquid transfer but also as a joint for a joint tunnel through which various cables, hoses or electric wires are passed. Further, it has an effect that it can be used as an industrial manipulator or a joint part of a robot arm.

【0045】請求項2記載の発明に於いては、前述の通
りに軸乃至管用自在継手Aの構造を特に中空ボール様ス
リーブ11は円周方向に4乃至6箇のセグメント11a
乃至11dに分割され、分解組立自在のセグメント11
a乃至11dの内側に丁度嵌合する等径の内側スリーブ
12によって形成してあり、前記数箇りセグメント11
a乃至11dの内の少なくとも1つの例えばセグメント
11aの両接合面は軸方向にの平面であって、その外周
面の幅は内周面の幅と同一乃至若干狭く形成して、分解
組立型としてあり、
According to the second aspect of the present invention, as described above, the structure of the universal joint A for shafts and pipes, in particular, the hollow ball-like sleeve 11 has 4 to 6 segments 11a in the circumferential direction.
The segment 11 is divided into 11 to 11d and can be disassembled and assembled.
formed by an inner sleeve 12 of equal diameter that fits exactly inside a to 11d,
At least one of a to 11d, for example, both joint surfaces of the segment 11a is a flat surface in the axial direction, and the width of the outer peripheral surface is formed to be the same as or slightly narrower than the width of the inner peripheral surface. Yes,

【0046】他方前記摺動グローブ31の内球面部はこ
の軸線と直角な平面により、前記内球面の直径が最大と
なる部分で分割された2箇の部材である摺動グローブ本
体31aと摺動グローブ蓋31bとによって形成して、
分解組立型としてあるから、大きなアンダーカットのあ
る前記中空ボール様スリーブ11及び摺動グローブ31
が中間球面リング40の内外に密着して組立てができ、
かつ組み立てた後においては、前記球面で形成されるア
ンダーカットによって結合され、この軸乃至管用自在継
手Aは軸方向の力が加えられても、抜けるおそれはな
い。
On the other hand, the inner spherical surface of the sliding glove 31 slides on the sliding glove main body 31a, which is two members divided by a portion at which the inner spherical surface has the maximum diameter by a plane perpendicular to this axis. Formed with the glove lid 31b,
Since it is of a disassembled and assembled type, the hollow ball-like sleeve 11 and the sliding glove 31 having a large undercut
Can be assembled by closely contacting the inside and outside of the intermediate spherical ring 40,
Further, after being assembled, they are joined by the undercut formed by the spherical surface, and the shaft or the pipe universal joint A does not come off even if an axial force is applied.

【0047】請求項3記載の発明に於いては、前記摺動
グローブ31の外周面には、前記内球面と同心の外球面
34を持つ防塵リング33が嵌合してあり、他方前記第
1のフランジ10の一部には前記防塵リングの外周面と
摺合する防塵カバースリーブ21が固着してあるから前
述の各請求項記載の発明の効果他、中間球面リング40
の摺動面部分に外部の土砂、塵埃などが侵入するのを防
御する効果がある。
In the invention according to claim 3, a dustproof ring 33 having an outer spherical surface 34 concentric with the inner spherical surface is fitted to the outer peripheral surface of the sliding globe 31, while the first gland is provided. Since a dustproof cover sleeve 21 that slides on the outer peripheral surface of the dustproof ring is fixedly attached to a part of the flange 10 of the intermediate spherical ring 40.
It has the effect of preventing the intrusion of external dirt, dust, etc. into the sliding surface part of the.

【0048】請求項4記載の発明に於いては、前項まで
の請求項の効果の他、前述の通り多数(4乃至40箇)
の流体圧シリンダー16が設けてあり、各流体圧シリン
ダー16内にはそれぞれ軸方向に摺動するプランジャー
17が装備してあり、これらプランジャー17の先端部
分は前記摺動グローブ31の内端端面に当設してあり、
前記各流体圧シリンダー16には前記プランジャー17
を進退させる流体圧パイプ乃至ホースライン20が接続
してあるから、流体圧を利用し、前記軸乃至管用自在継
手Aを外部から強制的に屈折させることができるし、ま
た屈折したままの状態に固定することも可能あり、さら
に流体圧制御によっては、傾斜角を外部に対して特定の
方向にしたまま、一方のフランジに与えられるその軸線
周りの回転を他方のフランジの軸線周りの回転として、
出力できる効果を有する。
In the invention described in claim 4, in addition to the effects of the claims up to the preceding claim, a large number (4 to 40) as described above.
Fluid pressure cylinders 16 are provided, and each fluid pressure cylinder 16 is provided with a plunger 17 that slides in the axial direction. The tip end portion of these plungers 17 is the inner end of the sliding globe 31. It is installed on the end face,
Each of the fluid pressure cylinders 16 has the plunger 17
Since a fluid pressure pipe or hose line 20 for advancing and retracting the shaft is connected, the fluid pressure can be used to forcibly bend the shaft or the universal joint A for pipes from the outside, and the bending joint A can be left in a bent state. It is also possible to fix, and depending on the fluid pressure control, while keeping the inclination angle in a specific direction with respect to the outside, the rotation about its axis given to one flange is the rotation about the axis of the other flange,
Has the effect of being output.

【0049】請求項5記載の発明に於いては、前述まで
の請求項の効果の他、前記流体圧パイプ乃至ホースライ
ン20結合部は前記第1のフランジ10乃至これと一体
の部材の内周面12aにそれぞれ設けてあるから、この
軸乃至管用自在継手Aを利用したパイプなどの内側に設
けることが可能となり、流体圧制御のためのこれら前記
流体圧パイプ乃至ホースライン20が充分に保護される
効果を有する。
According to the invention of claim 5, in addition to the effects of the above-mentioned claims, the connecting portion of the fluid pressure pipe or the hose line 20 is the inner periphery of the first flange 10 or a member integrated with the first flange 10. Since they are respectively provided on the surface 12a, they can be provided inside a pipe or the like using the shaft or pipe universal joint A, and the fluid pressure pipes or hose lines 20 for fluid pressure control are sufficiently protected. Have the effect.

【0050】請求項6記載の発明に於いては、前記の請
求項4記載の発明の軸乃至管自在継手Aの前記第1、第
2のフランジ10,30のうちの一方のフランジの外端
には掘削ヘッド60が結合してあり、他のフランジの外
端には掘削物搬出用パイプPが結合した掘削装置Bであ
るから、土中を掘削するとき、前記請求項4記載の発明
の効果と同様の効果を奏する。従って、前記の軸乃至管
自在継手Aの屈折許容範囲で屈曲した状態に穴を掘るこ
とも可能となるし、地下水の高いところで、掘削ヘッド
60が浮遊傾向を呈する場合であっても、所期の方向掘
削することができる効果を奏する。
In the sixth aspect of the invention, the outer end of one of the first and second flanges 10 and 30 of the shaft or pipe universal joint A of the fourth aspect of the invention. The excavation head 60 is connected to the excavator B, and the excavator B is connected to the outer end of the other flange to form the excavator B. Therefore, when excavating in the soil, the invention according to claim 4 is provided. Has the same effect as the effect. Therefore, it is possible to dig a hole in a bent state within the refraction allowable range of the shaft or the pipe universal joint A, and even if the digging head 60 exhibits a floating tendency at a high groundwater level, it is expected. There is an effect that can be excavated in the direction of.

【0051】請求項7載の発明に於いては、マニプレー
タのアーム61の運動の自由度が向上し、大きな力の曲
げ及びトルクの伝達ができる。請求項8載の発明に於い
ては、作業機のアーム62の運動の自由度が向上し、大
きな力の曲げ及びトルクの伝達ができる。
According to the seventh aspect of the invention, the degree of freedom of movement of the arm 61 of the manipulator is improved, and a large force can be bent and torque can be transmitted. According to the eighth aspect of the invention, the degree of freedom of movement of the arm 62 of the working machine is improved, and a large force can be bent and torque can be transmitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施の形態1の中心線を挟んで上下90°展開
した縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional side view in which the center line of the first embodiment is sandwiched by 90 ° vertically.

【図2】図1の2−2線縦断正面図である。FIG. 2 is a vertical sectional front view taken along line 2-2 of FIG.

【図3】図2の3−3線縦断正面図である。FIG. 3 is a vertical front view taken along line 3-3 of FIG.

【図4】実施の形態3の概略側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of a third embodiment.

【図5】マニプレータの一例の一部外観図である。FIG. 5 is a partial external view of an example of a manipulator.

【図6】作業機の一例の一部外観側面概略図である。FIG. 6 is a schematic side view of a part of an example of a working machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 軸乃至管用自在継手 B 掘削装置 P パイプ 10 第1のフランジ 11 中空ボール様スリーブ 11a〜11d セグメント 12 内側スリーブ 13 外球面 15 シリンダーケース 16 流体圧シリンダー 17 プランジャー 20 流体圧パイプ 30 第2のフランジ 31 摺動グローブ 31a 摺動グローブ本体 31b 摺動グローブ蓋 32 内球面 33 防塵リング 40 球面中間リング 41,41a,41b ピン 60 掘削ヘッド A Universal joint for shaft or pipe B Drilling device P Pipe 10 First flange 11 Hollow ball-like sleeve 11a to 11d Segment 12 Inner sleeve 13 Outer spherical surface 15 Cylinder case 16 Fluid pressure cylinder 17 Plunger 20 Fluid pressure pipe 30 Second flange 31 sliding glove 31a sliding glove main body 31b sliding glove lid 32 inner spherical surface 33 dust-proof ring 40 spherical intermediate ring 41, 41a, 41b pin 60 excavating head

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の軸乃至管端に結合するリング状の第
1のフランジの内端に、外周面が全周にわたって外球面
とした中空ボール様スリーブが結合してあり、他方の軸
乃至管端に結合するリング状の第2のフランジの内端
に、内周面が全周にわたって内球面とした摺動グローブ
が結合してあり、前記中空ボール様スリーブの外球面と
摺動グローブの内球面とそれぞれの球面と摺合する内外
2重の球面を同心に形成してある中間球面リングが設け
てあり、この中間球面リングには中心軸線の周りに半径
方向のピンが90°間隔に設けてあり、180°位相を
異にする一対の前記ピン同士を一組とし、第1の組の一
対のピンは前記中間球面リングと前記中空ボール様スリ
ーブを枢着してあって、他の組みの一対のピンは、前記
中間球面リングと摺動グローブを枢着してあり、各球面
摺合面には相互に摺合する何れかの部材にリング形状の
液漏れパッキンがそれぞれ設けてあることを特徴とする
軸乃至管用自在継手。
1. A hollow ball-like sleeve having an outer peripheral surface formed as an outer spherical surface is connected to an inner end of a ring-shaped first flange which is connected to one shaft or a pipe end, and the other shaft or A sliding globe having an inner peripheral surface as an inner spherical surface is coupled to the inner end of a ring-shaped second flange that is coupled to the pipe end, and the outer spherical surface of the hollow ball-like sleeve and the sliding globe are coupled to each other. An intermediate spherical ring is provided, which is concentrically formed with an inner spherical surface and inner and outer double spherical surfaces that are in sliding contact with the respective spherical surfaces. The intermediate spherical ring is provided with radial pins at 90 ° intervals around the central axis. The pair of pins having a 180 ° phase difference are set as one set, and the pair of pins of the first set pivotally attach the intermediate spherical ring and the hollow ball-like sleeve to each other. The pair of pins slide on the intermediate spherical ring A universal joint for a shaft or a pipe, wherein a globe is pivotally attached, and each spherical sliding surface is provided with a ring-shaped liquid leakage packing on any member that slides on each other.
【請求項2】前記中空ボール様スリーブは円周方向に4
乃至6箇に分割され、分解組立自在のセグメントとこの
内側に丁度嵌合する等径の内側スリーブによって形成し
てあり、前記複数箇のセグメントの内の少なくとも1つ
のセグメントの両接合面は軸方向と平行な平面であっ
て、その外周面の幅は内周面の幅と同一乃至若干狭く形
成して、分解組立型としてあり、 他方前記摺動グローブの内球面部はこの軸線と直角な平
面により、前記内球面の直径が最大となる部分で分割さ
れた2箇の部材である摺動グローブ本体と摺動グローブ
蓋とによって形成して、分解組立型としてあることを特
徴とする請求項1記載の軸乃至管自在継手。
2. The hollow ball-like sleeve has a circumference of 4
To 6 pieces and formed by a segment which can be disassembled and assembled and an inner sleeve having an equal diameter which fits exactly inside the segment. Both joint surfaces of at least one of the plurality of segments are arranged in the axial direction. And the width of the outer peripheral surface is the same as or slightly narrower than the width of the inner peripheral surface, which is a disassembled type, while the inner spherical surface of the sliding globe is a plane perpendicular to this axis. According to the invention, it is formed as an exploded assembly type by being formed by a sliding glove main body and a sliding glove lid which are two members divided at a portion where the diameter of the inner spherical surface is maximum. The shaft or pipe universal joint described.
【請求項3】前記摺動グローブの外周面には、前記内球
面と同心の外球面を持つ防塵リングが嵌合してあり、他
方前記第2のフランジの一部には前記防塵リングの外周
面と摺合する防塵カバースリーブが固着してあることを
特徴とする請求項1記載の軸乃至管自在継手。
3. A dustproof ring having an outer spherical surface concentric with the inner spherical surface is fitted on the outer circumferential surface of the sliding globe, while the outer circumference of the dustproof ring is fitted to a part of the second flange. The shaft-to-tube universal joint according to claim 1, wherein a dust-proof cover sleeve that slides on the surface is fixed.
【請求項4】前記中空ボール様スリーブと前記防塵カバ
ースリーブの間に位置する第2のフランジの一部乃至こ
れと一体的な部材には、これらの軸線周りに、この軸線
と平行な4箇乃至40箇の流体圧シリンダーが設けてあ
り、各流体圧シリンダー内にはそれぞれ流体圧によって
軸方向に摺動するプランジャーが装備してあり、これら
プランジャーの先端部分は前記摺動グローブの内端端面
に当設してあることを特徴とする請求項1、請求項2ま
たは請求項3記載の軸乃至管自在継手。
4. A part of the second flange, which is located between the hollow ball-like sleeve and the dust-proof cover sleeve, or a member integrated with the second flange, is provided with four parts around these axes and parallel to the axes. Up to 40 fluid pressure cylinders are provided, and each fluid pressure cylinder is equipped with a plunger that slides in the axial direction by fluid pressure. The shaft or pipe universal joint according to claim 1, 2 or 3, wherein the shaft or pipe universal joint is provided on the end face.
【請求項5】前記流体圧パイプ乃至ホースライン結合部
は前記第1のフランジ乃至これと一体の部材の内周面に
それぞれ設けてあることを特徴とする請求項4記載の軸
乃至管自在継手。
5. The shaft or pipe universal joint according to claim 4, wherein the fluid pressure pipe or hose line coupling portion is provided on an inner peripheral surface of the first flange or a member integrated with the first flange. .
【請求項6】前記請求項4又は請求項5記載の軸乃至管
自在継手の前記第1、第2のフランジのうちの一方のフ
ランジの外端には掘削ヘッドが結合してあり、他のフラ
ンジの外端には掘削物搬出用パイプが結合してあること
を特徴とする軸乃至管自在継手を備えた掘削装置。
6. A drilling head is coupled to the outer end of one of the first and second flanges of the shaft or pipe universal joint according to claim 4 or 5, and another An excavator equipped with a shaft or a pipe universal joint, characterized in that a pipe for carrying out excavated material is connected to an outer end of the flange.
【請求項7】前記請求項4又は請求項5記載の軸乃至管
自在継手をアームの関節として備えたことを特徴とする
産業用マニプレータ。
7. An industrial manipulator comprising the shaft or pipe universal joint according to claim 4 or 5 as an arm joint.
【請求項8】前記請求項4又は請求項5記載の軸乃至管
自在継手をアームの関節として備えたことを特徴とする
作業機。
8. A working machine comprising the shaft or pipe universal joint according to claim 4 or 5 as a joint of an arm.
JP7117196A 1996-03-01 1996-03-01 Universal joint for shaft to pipe, excavator having this universal joint for shaft to pipe, industrial manipulator and work machine Pending JPH09242774A (en)

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