JPH0243924B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［従来の技術］ 本発明は、少くとも時々は相互に対して回動可
能な２つの物体、または軸の間にトルクを伝達す
るために使用される自在継手に関する。従来、こ
のような機械構造に用いられた自在継手には、い
ろいろの異なつた種類のものが知られている。

多くの自在継手は、カルダン型であり、２個の
フオーク状の連結部品を有し、これらの連結部品
は十字型の横ピンにより互に連結され、横ピン自
身は、すべり軸受またはころがり軸受により相互
の連結部品の内側に取付けられている。これらの
従来の自在継手は、製造コストが高く、或る期間
使用した後には軸受または横ピンが摩耗し、連結
部にがたを生ずる。

多くの自在継手はすべて金属製であり、トルク
の突当たり金属伝達を与える。この金属の突当た
り接触は、多くの場合に有用であるが、別の場合
には、減衰された軟接触が望まれている。

また、ある特定の目的にとつて、２つの連結部
品の軸の間の角度が所定の角度を超過すると、自
在継手が破壊されたり押漬されたりすることが求
められる。この用途の一例は、自動車のかじ取り
棒組立体であり、この場合には、自動車が衝突し
た時に自在継手が屈曲して破断されることが望ま
しいと考えられている。

本発明の主たる目的は、所定の角度を超える角
度または過負荷に際しては破壊されたり押潰され
たりする、構造が簡単で廉価な上述した形式の自
在継手を提供することにある。このような自在継
手は、ドイツ連邦共和国特許第875596号、または
英国特許第946937号により公知である。これらの
自在継手は、一対のフオーク状の連結部品を有
し、この一対の連結部品は、ボール状の中間部品
を介して自在に連結される。この中間部品には２
本の溝が形成されていて、この溝を連結部品のフ
オーク状の部分、すなわちアームが係合、摺動し
て、自在なトルク伝達を可能にしている。この形
式の自在継手は構造が単純で製造が容易であり、
もし中間のボール状の中間部品が弾力性のある材
料から出来ていれば、機械構造における１対の連
結された軸の間で、金属衝撃的でないソフトなト
ルク伝達も可能である。

また、上述のような継手のこの他の一般的な形
式としては、ドイツ連邦共和国特許第569889号の
ものが公知である。この継手は、一対のフオーク
状の連結部品が、４個の円錐状の挿入部品を介し
て協働するもので、挿入部品は、２個の連結部品
のアームの相当する側面に接触を保つように１本
のばねで付勢されている。

［発明が解決しようとする課題］ この継手は、以下の２点で不利である。すなわ
ち、挿入部品を連結部品のアームに接触させる
付勢力が、実際上、それ程強くないので、継手が
トルクを伝達している状態で挿入部品の逸脱を十
分には阻止し得えない、また、継手がトルクを
伝達している状態では、１個、またはそれ以上の
挿入部品は、他の挿入部品よりも長い距離だけ正
常なアームとの接触状態から移動されて、これに
より一対の連結手段が相互の軸心を揃えた正常な
状態から外れてしまうため、継手の自己調心作用
が期待できないのである。

［発明の作用、効果］ 上述の各従来例の継手に対し、特許請求の範囲
に示される本発明によれば、複数個設けられた継
手の挿入部品（中間部品）は、それぞれ少なくと
も１面の直径方向内側に向つて傾斜したくさび摺
動面を有し、このくさび摺動面は、ばね付勢され
たくさび連結部材と、両者が摺動接触を保つよう
に協働して、これにより、挿入部品は、相互に離
れる方向に付勢されて、連結部品のアームの直径
方向内側に向いた面（アングル面）を押圧し、こ
の面との接触を保つようになつている。

従つて、本発明においては、摩耗によつて発生
するいかなる遊びも自動的に除かれる。また、全
部（例えば４個）の挿入部品は、１個のしかも同
一のくさび連結部品によつて作動される。これに
より、挿入部品は、連結部品のアームに対し、動
力伝達に十分な接触を保つことができ、挿入部品
が逸脱することも無い。また、挿入部品は、アー
ム相互の間隔を自動的に揃え得るから、この自在
継手に自己調心作用が働くのである。

通常の場合、一対の連結部品のそれぞれは、２
本のアームを持たせて形成され、一対の連結部品
アーム同士は、同軸上で相互に90度回転させた状
態で組合される。ここで、継手は、その軸心線に
対して完全な軸対称性を備える。しかし、連結部
品に、２本以上のアームを備えさせるような設計
を行うことも可能である。例えば、一対の連結部
品のそれぞれに３本づつ、または４本づつのアー
ムを設けても良い。しかし、ここでは、本発明の
記述の簡易性のために、２本づつのアームを備え
た参照例に関して説明を行う。これは、実施例に
より発明思想が決して限定されるべきでないこと
に従つた処置である。

［発明の実施例］ 次に、添付図面に示した本発明の好ましい実施
例について詳述する。

第１〜第５図は、本発明の実施例の自在継手を
説明するための図である。ここで、第１図は、本
実施例の自在継手の斜視図、第２図は、本実施例
の自在継手の連結部品２１，２２の部分的な輪郭
を一部分取除いて示した図、第３図は、本実施例
の自在継手を第２図の―で切断した断面図で
ある。また、第４図は、本実施例の自在継手の一
方の連結部品２２と２個の挿入部品２５をともに
示す斜視図、第５図は、本実施例の自在継手の遊
びを自動的に取除く調整機構部分を輪郭で示した
図である。

第１〜第５図に示される自在継手は、それぞれ
図示しない軸または機械部品に接続されるように
意図された一対２個の連結部品２１，２２と、一
対の連結部品２１，２２の間での自在な角度のト
ルク伝達を可能とする、中間の動力伝達手段（挿
入部品２５）とを有している。

連結部品２１，２２は、好ましくは同一な形状
と寸法に形成され、それぞれ軸保持部を有し、軸
保持部には、スプライン溝、またはキー溝、また
は類似の手段が形成されていても良い。軸保持部
からは２本のアーム２３が延ばされている。

このアーム２３は、軸方向に円弧状に形成され
たアーチ面２４を持たせて形成されている。この
アーチ２４面は、その内側に納められる中間の動
力伝達手段を保持するために、軸方向の尾根部分
を持たせ、また、90度を越えた角度にまで延ばさ
れている。中間の動力伝達手段は、４個の挿入部
品２５を有し、挿入部品２５は、軸方向に弓型に
形成された面２６と、軸直角断面において直径方
向内側に向つて広がつた側面２７とを有し、側面
２７は、アーム２３の上記尾根の両側の面２４
ａ，２４ｂに接触している。軸直角断面において
面２４ａ，２４ｂが形成する角度のおかげで、４
個の挿入部品２５は、一対の連結部品２１，２２
の相互に組合された計４本のアーム２３の間に形
成された空間に保持される。

可能な摩耗の自動的な調整に備えるために、そ
れぞれの挿入部品２５は、第４図と第５図に明白
に示されるように、その直径方向内側に向う脚部
２８を有する。脚部２８の最も内側の面２９は、
軸方向の中央で角部３０を持たせて折曲げた２つ
の平面からなり、２つの平面は、角部３０から軸
方向外側に向つて伸びて中心軸に接近するくさび
摺動面を構成している。対向する２個の挿入部品
２５の間には、２個のくさび３１と、１本の中間
圧縮ばね３２とからなる自動調整機構が存在して
いる。この圧縮ばね３２は、２個のくさび３１を
相互に離すように付勢して、これにより、対向す
る２個の挿入部品２５同士が直径方向外側に向つ
て付勢される。摩耗が発生すると、挿入部品２５
は、その結果として連続的に直径方向外側に押さ
れ、これにより挿入部品２５の側面２７は、アー
ム２３の面２４ａ，２４ｂとの接触を保つのであ
る。

これに関しては、次のようなことも想起される
であろう。比較的高速で回転しているような自在
継手の場合は、上述のようなくさび３１、および
中間の圧縮ばね３２を使用せずに同等の機能が達
成される。この継手の場合には、中間の動力伝達
部分のみが、遠心力作用によつて自動調節作用を
する。この場合、挿入部品２５を比較的重質の材
料製としたり、またはより重い挿入部品２５とし
て、この効果を高めることができる。

また、弾力性のある材料、例えば、天然或いは
合成ゴムの部材を、中間の圧縮ばね及びウエツジ
部分の代りに用いた場合にも、当業者には自明な
ように等価の機能が達成される。

好ましくは、硬質かつ耐摩耗性の材料により、
アーム２３を含めて連結部品２１，２２を形成す
るとともに、適当な樹脂、例えば自己潤滑性の合
成樹脂等の比較的硬質でない材料により、挿入部
品２５を形成する。これにより、２つの連結部品
２１，２２間の力の伝達は、減衰された金属的で
ない接触として行なわれる。比較的廉価な材料か
ら成る挿入部品２５には、運転に伴つておそらく
摩耗が発生するが、自在継手は、挿入部品２５に
より、容易にかつ廉価に再調整される。また、自
在継手の軸が所定角度を越えてアングル状に曲げ
られたり、過負荷な状態に曝されたりすると、本
発明の特別の設計に従つて、自在継手が破壊、ま
たは押潰される。これは、自在継手がかじ取り軸
棒または同種の目的の継手として用いられる場合
に有利であり、必要な事である。

自在継手には、塵埃、砂、砂利などの異物によ
る摩耗の防止、および保護のためには、中間の連
結部分を全面的に覆い、連結部品の軸保持部（ハ
ブ）にシール接合された保護カバーを取付けても
よい。

本発明は、上述した実施例のほかにも種々変更
して実施でき、上述した特定の構成は単なる例に
過ぎず、本発明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の自在継手の概略な
構成を示す斜視図である。第２図は、第１図の自
在継手における連結部品２１，２２の部分的な輪
郭を、その一部分を取除いて示した側面図であ
る。第３図は、第１図の自在継手を第２図の線
―で切断した断面図である。第４図は、第１図
の自在継手の一方の連結部品２２と２個の挿入部
品２５をともに示す斜視図である。第５図は、第
１図の自在継手のガタを自動的に取除く調整機構
部分を概略な輪郭で示した側面図である。 主要部分の符号の説明、２１，２２…連結部
品、２３…アーム、２４…アーチ面、２５…挿入
部品、２７…側面、２８…脚部、２９…面、３０
…頂点、３１…くさび、３２…圧縮ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の突合わされた連結部品２１，２２の間
   で自在な角度のトルク伝達が可能な自在継手であ
   つて、 内側の一対の面２４ａ，２４ｂが形成する尾根
   部分が直径方向内側に向い、またアーチ型に90度
   以上伸ばされたフオーク状のアーム２３を有する
   連結部品２１，２２と、 前記アーム２３の間に位置する少なくとも４個
   の協働する中間の動力伝達手段であり、また、そ
   れぞれ１面以上の軸方向で直径方向内側または外
   側に傾斜したくさび摺動面２９を形成した脚部２
   ８を有する挿入部品２５と、 前記挿入部品２５を相互に引き離す方向に前記
   くさび摺動面２９を押す、ばね付勢されたくさび
   連結部品３１，３２とからなり、 前記挿入部品２５を介して前記アーム２３が軸
   回転トルクを伝達する、また、前記くさび連結部
   品が前記挿入部品２５を前記アーム２３の前記一
   対の面２４ａ，２４ｂの方向に押すことにより摩
   耗に伴い発生する遊びが自動的に除去されること
   を特徴とする自在継手。 ２ 前記アーム２３の前記一対の２４ａ，２４ｂ
   に束縛されるように、直径方向外側に向つて収束
   した側面を形成した頭部２６，２７を備える、軸
   方向にアーチ型に形成されたそれぞれの前記挿入
   部品２５を備えることを特徴とする特許請求の範
   囲１に記載の自在継手。 ３ 前記くさび連結部品３１，３２は、１組のば
   ね付勢されたくさびからなり、 組合された前記アーム２３の内側に納められる
   全部の前記挿入部品２５に対して共通に作用して
   全部の前記挿入部品２５を直径方向外側に向つて
   押すものであることを特徴とする特許請求の範囲
   １，２いずれかに記載の自在継手。 ４ 前記全部の挿入部品２５が同一な形状、寸法
   に形成されるとともに、前記連結部品２１，２２
   の各アームもまた同一な形状、寸法に形成されて
   いて、これにより、交差角０度で運転する際には
   自在継手自身が回転軸に関して完全な軸対称を呈
   することを特徴とする特許請求の範囲第１，２，
   ３のいずれかに記載の自在継手。 ５ 前記くさび摺動面２９は、前記挿入部品２５
   の脚部２８の軸方向の中心で角部を持たせて折曲
   げた、前記脚部２８の直径方向に見て最も内側の
   面２９からなるとともに、 前記くさび連結部品３１，３２は、２個のくさ
   び部品３１と自在継手の中心に位置する１個の中
   間の圧縮ばね３２とからなり、 前記２個のくさび部品３１が、前記脚部２８の
   内側の面２９に作用することにより、挿入部品２
   ５が直径方向外側に付勢されて前記アーム２３の
   前記一対の面２４ａ，２４ｂとの接触を保つもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲１に記載
   の自在継手。