JPS58214020A - 自在継手用ヨ−ク部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自在継手、特に自在継手のヨーク即ち二又
材に関するものである。

自在継手装置のヨーク部材は、強度の点から典型的に鍛
鋼から作られている。特に重荷重用のものに於ては、強
度及びねじりこわさは全重電と同様に極めてＮ要である
。鍛鋼は信頼し得る材料であるとされているが、広範囲
の熱処理を必要とするので遺憾ながら高価につく。

エネルギ原価が増大するにつれ、典型的に鍛鋼で作られ
てきた部品の原価を、代替材料を使うことによって下げ
ようとする試みが工業界に於て行なわれてきている。外
来材料の成るものは適当な代替品になるが、その原価は
やはり高価である。

製造業者の成るものは、成る限定された程度にではある
が鍛鋼を鋳鉄で代替することに成功している。しかし自
在継手の分野では、このような成功は、大きな荷重、ね
じり力その他を受けることのなかった小さなヨーク即ち
二又材に限られている。

重荷重用の構成部材に於ては、鋳鍛による代替では、そ
の特性特に疲労強度の不足から、満足は得られていない
。鋳造による材料は、その構成部材の重要部位に現われ
ることのある応力集中現象に対して感度がより鋭い。

一般に業界に於て重荷重用のねじり部材用に鍛鋼の代り
に外来材料を使う方向に進んでいるのは、上記のような
理由によるのである。

この発明、鋳鉄のような材料から作ることのできるヨー
クである。従ってこのようなヨークの製造には、従来よ
りも少ないエネルギでよい。このヨークは、重荷重用に
使うのに充分なねじり強度及び疲労強度を備えている。

この発明によるヨークは、軸線方向に延びるスプライン
を形成する本体と、ラグ・タイイン材即ちラグ抱込み又
は結合材によって該スプラインに連結した２個のラグと
を備えている。このラグ・タイイン材は、ラグ及びスプ
ライン付本体間に肩部を備えている。好適実施例に於て
は、ラグ・タイイン材の内面は、両ラグ間の距離の２０
チないし５０％の半径を備えている。又好適とするスリ
ップヨークでは、スプライン付本体はパーレル即ち綱状
体であり、ラグ・タイイン材は肩部及びバーシル間に環
状の移行面を備えており、この移行面はバーレル軸に対
して４５°以下の角度をなしている。

以下この発明をその実施例について添付図面を用いて詳
細に説明する。

この発明を充分に理解し評価することができるように、
従来の典型的装置を知っておく必要がある。第１、第２
、第３図は、従来の典型的重荷重用鍛鋼製スリップスプ
ラインヨーク部材１１Ｇ（以下　　　゛単に［ヨーク叫
ともいう）を示す。このヨーク（１０１は、中空のスプ
ライン付本体０２即ちパーレル又は胴体（６）を備え、
該本体０埴はその軸線方向に延びるスプラインα４を持
っている。ヨークＩＩＧは縦向きの軸線０１備え、この
軸線の回りにヨーク（１０）が回転する。胴体ｔｘ′４
ｕ　、スプラインα４を回転駆動すると共にこのスプラ
インと軸線方向に滑動自在に係合するかみ合いスプライ
ンを備えた円筒軸（図示してない）を受けるようにしで
ある。胴体０のは一方の端部ａηを持ち、この端部ａη
には、周知のように円筒軸に向って密封をするねじ付き
ちり除はキャップ（図示してない）を取けるように外ね
じを施しである。胴体ａ埠の外側中央部には円筒形の区
域又は外面−ヲ設け、この外面−には、２個の切削工具
を使ってする胴体外部の同時機械加工のため、僅かな段
を付けることもあり、付けないこともある。一方の円筒
形区域α３の直径が他方の直径よりも小さい場合には１
．小さい直径の方が常にねじ付き端部ケηになる。

ヨーク（１αは、ねじ付き端部任ηの反対側に、２個の
対称的に半径方向に隔てられたラグ（ｌｅｅ備えている
。各ラグには、ジャーナル・クロス・トラニオンを受け
るためのベアリングクロス穴（２２）ヲ設けである。第
２図に明らかなように、ラグＯＱの外面にはタップ穴（
２３）　ｆｆｉ設けて軸受の外レースを保持するキャッ
プスクリューを受ける。

ラグＯ＊　ｆ′ｉ、ラグ・タイイン材（２４）によって
胴体（功に取けられているが、このタイイン材（２４）
は、それぞれラグ（１６）に連結した２個のネック（２
６）、各ネック（２６）に連結した２個の肩部（２８）
、この肩部（２８）に隣接するザーク面（４８）、及び
このザーク面（４８）　’ｅ胴体ａつに連結する傾斜部
即ち移行区域（５ｏ）から成っている。円錐形の移行区
域即ち傾斜部５０）は、ヨーク軸（１８）に対し典型的
に約６０°の角度（ｂ２）で配置されている。ザーク面
（４８）　＋１　、ザークフイテング即ちグリースニッ
プルを受けるための潤滑用タップ穴（５１）　を備えて
いる。第２図から判るように、ネック（２６）はラグ０
→の幅（３９）よりも小さい幅（３８）を持っている。

各ラグ０４　ｎ　、それぞれのベアリングクロス穴（２
２）の直下に内面（３０）　ｅ備えている。軸線側に直
角な平面内に於けるこれら内面（３０）間の距離は、第
１図に於て参照数字（３４）で示しである。ラグ・タイ
イン面（３２）から成る内方面を形成しており、これら
の面（３２）は、ラグ内面（３０）から２個のラグ・タ
イイン面（３２）　’ｅ連結する底部（３５）−Ｅで延
びている。

ラグ・タイイン材（２４）の内面は、また、ラグα９間
に対称に間隔を隔てた対向するノツチ（４３）を形成し
ている。これらのノツチ（４３）は周知のように、最大
の自在継手角度を許容するリリーフ区域である。底部（
３５）は比較的平坦であり、バランス穴（４０）を備え
ているが、この穴（４０）は、軸線（１８）の回りにヨ
ークｆｉｎ　ｅ合理的にバランスさせるために、ヨーク
内に戦略的に位置ぎめをしたドリル穴である。

底部（３５）は更に、スプライン（１４）　？ちり及び
破片から保護するちり除はキャップ（図示してない）を
受けるための端ぐり（至）を形成している。

内方ラグ・タイイン面（３２）　ｔｉｔ、　、ラグの内
面（３０）及び底部（３５）間に比較的小さい表面半径
（３６）　’ｅ持つている。この半径（３６）は、比較
的大きい平坦な底部（３５）にバランス穴（４０）　ｅ
設けることができるように、従来は比較的小さくしであ
る。従来は、大きな半径（３６）　ｔ：ｍ　、曲面にバ
ランス穴をあけるのが困難なために避けられてきている
。

ザーク面（４８）は円筒形であり、比較的大きな直径を
持たせて潤滑剤用のを付部品をスプラインａ４から隔て
るようにしである。又ザーク面（４８）には、そこが高
い応力を生ずる区域であり、又応力の問題がサーク穴（
５１）と混合され疲労の問題を生ずるようになるので、
大きな直径を持たせるようにしである。その上更にこの
ザーク区域は、いつもこの区域で協力短軸が終端になり
、従ってザーク面の直下でレバーとして働くので、応力
の高い区域になっている。

この発明の好適実施例を第４．５．６図に示す。

第４図に示すように、スリップスプラインヨーク部材（
１１０）　（以下単に［ヨーク（１１０）　Ｊ−ともい
う）は、スプライン（１１４）′ｆｆ：持つ中空胴体（
１１２）を備え、縦軸線（１１８）の回りに回転自在で
ある。胴体（１１２）は円筒形外面（１１９）　を備え
、これらの外面のうちの一方に鉱その端部（１１７）に
ねじを付ける。

ヨーク（１１０）には２個のラグ（１１６）を持たせ、
各ラグにはベアリングクロス穴（１２２）及びキャップ
ねじ穴（１２３）　を設ける。ラグ（１１６）は、典型
的鍛鋼ヨークのラグよりも肉厚にして、ねじり強度を増
加させる。ラグ（１１６）は、ラグ・タイイン材（１２
４）によって胴体（１１２）に取付ける。ラグ・タイイ
ン材（１２４）には、ネック（１２６）、肩部（１２８
）、潤滑口（１５１）　ｔ−備えたザーク面（１４８）
　、及び傾斜区域即ち移行区域（１５０）’を持たせる
。

傾斜区域（１５０）は、胴体の軸線（１１８）に対して
１５°の角度（１５２）で配置する。徐々に傾斜する（
１５０）で示すような傾斜区域は、移行区域（１５０）
に起り勝ちな応力集中を軽減するのに役立つことが判明
した。現在のところ１５°の傾斜が望ましいが、約４５
°以下の角度を持つ傾斜が他の使用例に於ては同様な利
点を発揮することもある。この発明構造の付加的利点と
して、徐々に傾く傾斜面（１５０）が、ヨーク鋳物の鋳
造に対して理想的な区域を提供していると云うことを挙
げることができる。

各ラグ（１１６）は、内面部（１３０）　（ｒそれぞれ
のベアリングクロス穴（１２２）の直下に備えている。

縦軸線（１１８）に直角な平面内に於けるこれらの内面
部（１３０，）間の距離は、参照数字（１３４）で示し
である。ラグータイイン材（１２４）には、内方ラグ・
タイイン面（１３２）から成る内方面を持たせ、これら
の面（１３２）’（ｒ、ラグ内面部（１３０）から２個
のラグ・タイイン面（１３２）　ｅ連結する底部（１３
５）　”！で延ばす。底部（１３５）には第３図のバラ
ンス穴（４０）のようなバランス穴は設けない。その理
由は、ラグ・タイイン材（１２４）の曲った内面（１３
’２）にこのような穴をあけることは困難であるからで
ある。底部（１３５）にはちり除はキャップ（図示して
ない）を受けるための端ぐり（０５）　を持たせる。ラ
グ・タイイン材（１２４）の内面には、向き合うヨーク
部材間に最大角度が得られるように向い合ったノツチ（
１４３）を形成する。

各ラグ・タイイン面（１３２）には、対応するラグ内間
部（１３０）及び底部（１３５）間に大きな表面半径（
１３６）　’ｅ持たせる。この半径は距離（１３４）の
２０％ないし５０％の間にある。この大きな半径（１３
６）によってラグ・タイイン材を強化し、胴体との取付
けを強める。又これによって遠心力に対するこわさ及び
疲労強度を助長する、成る好適実施例に於ては、半径（
１３６）は距離（１３４）の２４％にしである。

半径（１３６）を距離（１３４）の５０％と等しくした
場合には、面（１３２）はラグ内面部（１３０）間に単
一の曲面を形成する。距離（１３４）の５０チよりも大
きな半径（１３６）は望ましくなく、その理由は面（１
３０）と面（１３５）との間にノツチができるからであ
る。半径（１３６）が大きいので、ちり除はキャップ端
ぐり（１１５）用として比較的平坦なだ円形区域（１４
１）　（第６図）を設ける必要がある。

第５図に示すように、ネック（１２６）の幅（１３８）
は少くともラグ（１１６）の幅（１３９）と同じにする
。

この大きな幅（１３８）Ｆｉ、厚さを増すことと相持っ
て、半径方向のこわさ及びねじれに対するこわさを増大
させ、ねじり力をコントロールするのにより有力なラグ
（１１６）　２に作り出す働きをする。この発明によれ
ば、従来応力に耐えることのできなかっった極めて大き
なヨークに、鋳鉄を使用することができる。

ラグ（１１６）の１つの外面（１３１）に、バランス穴
（１４０）をあける。ネック（１２６）の大きな幅（１
３８）は、ラグを不当に弱めるようなことなく、バラン
ス穴の存在を許すだけの充分な面積区域を提供する。鋳
鉄の比重は鍛鋼の僅か９０チ程度に過ぎないが、バラン
ス穴（１４０）は従来のヨークの底部のバランス穴（４
０）と同等に有効である。その理由は、バランス穴（１
４０）がヨークの軸線（１１８）から半径方向により大
きな距離だけ隔てられているからである。

この発明によれば、鍛鋼の代りに鋳鉄をヨーク（１１０
）用として使うことができる。鋳鉄ヨーク（１１０）は
従来の鍛鋼ヨークよりも大ｔｍではあ′るが、その重量
は鋳鉄の比重が鍛鋼の比重の約９０チであるので、鍛鋼
ヨークの重量よりも太きくはない。

鋳鉄の１量は１立方インチ当り約０．２５６ボンドであ
るが、鍛鋼のＮ儀は一立方インチ当り約０．２８３ボン
ドである。

ヨーク（１１０）に使う鋳鉄材料は、鋳放しで使うバー
ライチック・モジュラ（ダクタイル）鉄（ＳＡＥ材料仕
様Ｄ　７００３　［改訂〕〕である。この鋳鉄は１００
　、０ＯＯＰＳＩの抗張力と７０，０００　ＰＳＩの降
伏強度を持っている。２インチの伸び率は３ないし５％
、弾性係数は２２ないし２４　Ｘ　１０　　ＰＳＩであ
る。この材料は０２０−３０のロックウェル硬度、２２
９−２８５ＢＨＮのブリネル硬度を持つ。この鋳鉄は機
械加工に対して充分な硬さを備えている。

以上述べた好適実施例は、スリッーブヨークだけについ
て触れているに過ぎないが、この発明はス　　　゛プラ
イン付きの本体が胴形でないエンドヨークのような他の
自在継手部品についても利用することができる。

以上この発明を実施例について詳細に説明したが、この
実施例は、この発明の精神を逸脱することなく、種々の
変化変型をなし得ることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスリ、ツブスプラインヨークの前面図、
第２図は第１図の従来のヨークの側面図、第３図は第１
、第２図の従来のヨークの頂面図、第４図はこの発明に
よる構造を持つスリップラインヨークの前面図、第５図
は第４図のスリップスプラインヨークの側面図、第６図
は第４、第５図のスリップスプラインヨークの頂面図で
ある。 １１０・・・ヨーク部材、１１２・・・スプライン付胴
体、１１４・・・スプライン、１１６・・・ラグ、１１
８・・・スプライン軸線、１２２・・・ベアリングクロ
ス穴、１２４・・・ラグ・タイイン材、１２６−１２４
のネック、１２８・・・１２４の肩部、１３０・・・１
１６の内面部、１３１・・・１１６の外向、１３２・・
・１２４の内面、１３４・・・１３０間距離、１３６・
・・１３２の表面半径、１３８・・・１２６の幅、１３
９・・・１１６の幅、１４０・・・バランス穴、１４３
・・・ノツチ、１４８・・・ザーク面、１５０・・・移
行区域、傾斜部、１５２・・・角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１組合わされる装置のかみ合いスプラインと係合さ
   せるための軸線方向に延びるスプラインを形成するスプ
   ライン付胴体と、前記スプライン軸線の回りに対称に位
   置決めされ、該軸線に対して横方向に延び互に整合状態
   にあるベアリングクロス穴を形成する、軸線方向に延び
   る２個のラグと、各々がそれぞれ前記ラグの１つに連結
   されている２個のネック及び各々がこれらのネックの１
   つをそれぞれ前記スプライン付胴体に連結する２個の肩
   部を備え前記各ラグを前記スプライン付胴体に連結する
   ラグ・タイイン材とを備えたヨーク部材であって、前記
   各ラグには前記ベアリングクロス穴の最も内側の部分に
   隣接する内面部を持たせ、前記ラグ・タイイン材により
   少くとも前記ラグ内面部の１つから前記スプラインに隣
   接する区域まで延びる内面を形成し、このラグ・タイイ
   ン材内面にカーブを与えその半径を前記ラグ内面部間の
   垂直距離の２０チないし５０％にして成る、ヨーク部材
   。 （２１ネックの幅を少くとラグの幅と等しくした特許請
   求の範囲１１１　Ｋ記載のヨーク部材。 （３）　　ラグ嗜タイイン材に外面を持たせ、この外面
   に少くとも１個のバランス穴を設けた特許請求の範囲＋
   ２）Ｋ記載のヨーク部材。 （４）　　バランス穴をネックの一方に設けた特許請求
   の範囲（３）に記載のヨーク部材。 （５）　　スリップヨークを鋳鉄で作った特許請求の範
   囲（１１、（２）、（３１，（４＋のいずれかに記載の
   ヨーク部材。 （６１組合わされる装置のかみ合いスプラインと係合さ
   せるための軸線方向に延びるスプラインを持つ軸線方向
   に延びる胴体と、前記胴体軸線の回りに対称に位置決め
   され、該軸線に対して横方向に延び互に整合状態にある
   ベアリングクロス穴を形成する、軸線方向に延びる２個
   のラグと、各々がそれぞれ前記ラグの１つに連結されて
   いる２個のネック及び各々がこれらのネックの１つをそ
   れぞれ前記胴体に連結する２個の肩部を備え前記ラグを
   前記胴体に連結するラグ・タイイン材とを備えたスリッ
   プヨーク部材であって、前記ラグ・タイイン材に、前記
   肩部及び胴体間にありこの胴体よりも大きい直径を持つ
   環状移行面を持たせると共に更にこの移行面及び胴体を
   連結する環状傾斜部を持たせ、この傾斜部を胴体軸線に
   対して４５゜よりも小さい角度で配置して成る、スリッ
   プヨーク部材。 （７）　　鋳鉄で作った特許請求の範囲（６）に記載の
   スリップヨーク部材。