(57)【要約】  本発明によるスイベル継手（２０、１００、１１０、１２０、１３０）は、第１及び第２のベース部材（３０Ａ、３２Ａ、１０４Ａ、１１４Ａ、１２９、１３６）を含む。スパイダー（３４、６０、７０）は、第１及び第２の円弧状表面（３６、３８）を含み、これらの円弧状表面は、第１及び第２のベース部材（３０Ａ、３２Ａ、１０４Ａ、１１４Ａ、１２９、１３６）の夫々とともに継手を形成する。更に、スパイダー（３４、６０、７０）は、互いに対向する第１及び第２のピン（４０Ａ、４０Ｂ）及び互いに対向する第３及び第４のピン（４２Ａ、４２Ｂ）を含む。第１機構（３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、１１２、１２２、１３２）がスパイダー（３４、６０、７０）及び第１ベース部材（３０Ａ、１０４Ａ、１１４Ａ、１２９、１３６）に連結されており、第１円弧状表面（３６）と第１ベース部材（３０Ａ、１０４Ａ、１１４Ａ、１２９、１３６）との間に力を加えるようになっている。更に、第２機構（３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、１０２、１１２、１２２、１３２）がスパイダー（３４、６０、７０）及び第２ベース部材（３２Ａ、１０４Ａ、１１４Ａ、１２９、１３６）に連結されており、第２円弧状表面（３８）と第２ベース部材（３２Ａ、１０４Ａ、１１４Ａ、１２９、１３６）との間に力を加えるようになっている。
2005513362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイベル継手において、
第１ベース部材、
第２ベース部材、及び
スパイダーであって、
前記第１及び第２のベース部材の夫々と継手を形成するようになった第１及び第２の円弧状表面、
互いに対向する第１及び第２のピン、
互いに対向する第３及び第４のピン、
前記スパイダーの前記第１及び第２のピン及び前記第１ベース部材に連結され、前記第１ベース部材を前記第１円弧状表面に向かって引っ張る圧縮力を発生するようになった第１機構、及び
前記スパイダーの前記第３及び第４のピン及び前記第２ベース部材に連結され、前記第２ベース部材を前記第２円弧状表面に向かって引っ張る圧縮力を発生するようになった第２機構を含む、スパイダー、
を含む、スイベル継手。
【請求項２】
請求項１に記載の継手において、
前記第１機構は、
前記第１ベース部材及び前記第１及び第２のピンに連結された第１及び第２のリテーナ、及び
前記第１及び第２のリテーナを前記第１ベース部材に向かって夫々押圧する第１及び第２のファスナを含み、
前記第２機構は、
前記第２ベース部材及び前記第３及び第４のピンに連結された第３及び第４のリテーナ、及び
前記第３及び第４のリテーナを前記第２ベース部材に向かって夫々押圧する第３及び第４のファスナを含む、継手。
【請求項３】
請求項２に記載の継手において、前記第１及び第２のピンは長さ方向第１軸線上にあり、前記第３及び第４のピンは長さ方向第２軸線上にあり、前記第１及び第２の長さ方向軸線は互いに直交している、継手。
【請求項４】
請求項３に記載の継手において、前記第１及び第２のピンは第１ばねエレメントを含み、前記第３及び第４のピンは第２ばねエレメントを含む、継手。
【請求項５】
請求項２に記載の継手において、前記第１、第２、第３、及び第４のファスナはばねエレメントを含む、継手。
【請求項６】
請求項５に記載の継手において、前記第１、第２、第３、及び第４のファスナは外部ばねエレメントを含む、継手。
【請求項７】
請求項１に記載の継手において、
前記第１機構は、
前記第１ベース部材及び前記第１及び第２のピンに連結された第１及び第２のリテーナであって、変位に対して柔軟な撓み部材を有し、この撓み部材は隙間を有する、第１及び第２のリテーナ、及び
前記第１及び第２のリテーナの夫々の前記撓み部材の前記隙間を増大するようになった第１及び第２のエレメントを有し、
前記第２機構は、
前記第２ベース部材及び前記第３及び第４のピンに連結された第３及び第４のリテーナであって、変位に対して柔軟な撓み部材を有し、この撓み部材は隙間を有する、第３及び第４のリテーナ、及び
前記第１及び第２のリテーナの夫々の前記撓み部材の前記隙間を増大するようになった第３及び第４のエレメントを有する、継手。
【請求項８】
請求項２に記載の継手において、前記第１、第２、第３、及び第４のリテーナはばねエレメントである、継手。
【請求項９】
請求項１に記載の継手において、前記スパイダーの前記第１及び第２の円弧状表面は実質的に球形である、継手。
【請求項１０】
請求項１に記載の継手において、前記スパイダーの前記第１及び第２の円弧状表面は実質的に円筒形である、継手。
【請求項１１】
請求項２に記載の継手において、前記第１ベース部材は、前記第１円弧状表面と接触した第１支承面アッセンブリを含み、前記第２ベース部材は、前記第２円弧状表面と接触した第２支承面アッセンブリを含む、継手。
【請求項１２】
請求項１１に記載の継手において、前記第１ピンと前記第１リテーナとの間に配置された第３支承面アッセンブリ、前記第２ピンと前記第２リテーナとの間に配置された第４支承面アッセンブリ、前記第３ピンと前記第３リテーナとの間に配置された第５支承面アッセンブリ、及び前記第４ピンと前記第４リテーナとの間に配置された第６支承面アッセンブリを更に含む、継手。
【請求項１３】
請求項１１に記載の継手において、前記第１及び第２の支承面アッセンブリは転動エレメントを含む、継手。
【請求項１４】
請求項１１に記載の継手において、前記第１及び第２の支承面アッセンブリは静圧ベアリングである、継手。
【請求項１５】
多自由度シミュレーションシステムにおいて、
試料支持体、
複数のアクチュエータ、及び
少なくとも一つのアクチュエータを前記試料支持体に作動的に連結する少なくとも一つのスイベルであって、
前記第１及び第２のベース部材の夫々とともに継手を形成するようになった第１及び第２の円弧状表面、
互いに対向する第１及び第２のピン、
互いに対向する第３及び第４のピン、
前記スパイダーの前記第１及び第２のピン及び前記第１ベース部材に連結され、前記第１ベース部材を前記第１円弧状表面に向かって引っ張る圧縮力を発生するようになった第１機構、及び
前記スパイダーの前記第１及び第２のピン及び前記第２ベース部材に連結され、前記第２ベース部材を前記第２円弧状表面に向かって引っ張る圧縮力を発生するようになった第２機構を含むスイベル、
を含む、システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記第１機構は、
前記第１ベース部材及び前記第１及び第２のピンに連結された第１及び第２のリテーナ、及び
前記第１及び第２のリテーナを前記第１ベース部材に向かって夫々押圧する第１及び第２のファスナを含み、
前記第２機構は、
前記第２ベース部材及び前記第３及び第４のピンに連結された第３及び第４のリテーナ、及び
前記第３及び第４のリテーナを前記第２ベース部材に向かって夫々押圧する第３及び第４のファスナを含む、システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記第１及び第２のピンは長さ方向第１軸線上にあり、前記第３及び第４のピンは長さ方向第２軸線上にあり、前記第１及び第２の長さ方向軸線は互いに直交している、システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、前記第１及び第２のピンは第１ばねエレメントを含み、前記第３及び第４のピンは第２ばねエレメントを含む、システム。
【請求項１９】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記第１、第２、第３、及び第４のファスナはばねエレメントを含む、システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムにおいて、前記第１、第２、第３、及び第４のファスナは外部ばねエレメントを含む、システム。
【請求項２１】
請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記第１機構は、
前記第１ベース部材及び前記第１及び第２のピンに連結された第１及び第２のリテーナであって、変位に対して柔軟な撓み部材を有し、この撓み部材は隙間を有する、第１及び第２のリテーナ、及び
前記第１及び第２のリテーナの夫々の前記撓み部材の前記隙間を増大するようになった第１及び第２のエレメントを有し、
前記第２機構は、
前記第２ベース部材及び前記第３及び第４のピンに連結された第３及び第４のリテーナであって、変位に対して柔軟な撓み部材を有し、この撓み部材は隙間を有する、第３及び第４のリテーナ、及び
前記第１及び第２のリテーナの夫々の前記撓み部材の前記隙間を増大するようになった第３及び第４のエレメントを有する、システム。
【請求項２２】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記第１、第２、第３、及び第４のリテーナはばねエレメントである、システム。
【請求項２３】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記スパイダーの前記第１及び第２の円弧状表面は実質的に球形である、システム。
【請求項２４】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記スパイダーの前記第１及び第２の円弧状表面は実質的に円筒形である、システム。
【請求項２５】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記第１ベース部材は、前記第１円弧状表面と接触した第１支承面アッセンブリを含み、前記第２ベース部材は、前記第２円弧状表面と接触した第２支承面アッセンブリを含む、システム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のシステムにおいて、前記第１ピンと前記第１リテーナとの間に配置された第３支承面アッセンブリ、前記第２ピンと前記第２リテーナとの間に配置された第４支承面アッセンブリ、前記第３ピンと前記第３リテーナとの間に配置された第５支承面アッセンブリ、及び前記第４ピンと前記第４リテーナとの間に配置された第６支承面アッセンブリを更に含む、システム。
【請求項２７】
請求項２５に記載のシステムにおいて、前記第１及び第２の支承面アッセンブリは転動エレメントを含む、システム。
【請求項２８】
請求項２５に記載のシステムにおいて、前記第１及び第２の支承面アッセンブリは静圧ベアリングである、システム。
【請求項２９】
請求項２８に記載のシステムにおいて、少なくとも二つのスイベル及びこれらの少なくとも二つのスイベルに連結されたストラットを含み、前記少なくとも二つのスイベル間を流体連通させるようになった、システム。
【請求項３０】
スイベル継手において、
第１ベース部材、
第２ベース部材、
第１及び第２の円弧状表面を持ち、前記第１及び第２のベース部材の夫々とともに継手を形成するようになったスパイダー、
前記スパイダーと前記第１ベース部材との間に圧縮予負荷力を提供するため第１予負荷手段、及び
前記スパイダーと前記第２ベース部材との間に圧縮予負荷力を提供するため第２予負荷手段を含む、スイベル継手。
【請求項３１】
請求項３０に記載のスイベル継手において、
前記スパイダーは、互いに対向する第１及び第２のピン及び互いに対向する第３及び第４のピンを含み、
前記第１予負荷手段は、前記ピンを受け入れて前記スパイダーを前記第１ベース部材に連結する穴を含み、
前記第２予負荷手段は、前記ピンを受け入れて前記スパイダーを前記第２ベース部材に連結する穴を含み、
継手に負荷が加わったとき、圧縮負荷についての第１負荷経路が、第１ベース部材から第１及び第２の円弧状表面を通して前記第２ベース部材内に直接形成されており、第１負荷経路に圧縮負荷を形成するための第２負荷経路は、前記第１ベース部材、前記第１及び第２のピン、前記スパイダー、前記第３及び第４のピン、及び第２ベース部材を含む、スイベル継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイベル継手に関する。更に詳細には、本発明は張力及び圧縮力を伝達するためのスイベル継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自在継手は、部材を２度の自由度で互いに連結する周知の装置である。一般的には、自在継手は、クロス即ちスパイダー部材を間に配置した二つのヨーク又はクレビスを含む。スパイダーの端部の支承面により、二つの直交軸線を中心とした相対的角度移動が可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
自在継手は、様々な異なる用途で使用できる。多くの場合、自在継手は、連結された部材間にトルク負荷を伝達するために使用される。しかしながら、張力及び圧縮力を伝達するため高い軸線方向剛性を持つ自在継手は、他の用途についても特に有用である。しかしながら、現在の自在継手は、スパイダーの曲げ応力及び撓みのため、軸線方向での強度及び剛性が低い。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一つの特徴によるスイベル継手は、第１及び第２のベース部材を含む。スパイダーは、更に、第１及び第２の円弧状表面を含み、これらの表面は第１及び第２のベース部材の夫々と継手を形成する。更に、スパイダーは、互いに対向する第１及び第２のピン及び互いに対向する第３及び第４のピンを含む。スパイダーを第１ベース部材に連結する第１機構は、第１ベース部材と第１円弧状表面との間に圧縮力を発生するようになっている。更に、スパイダーを第２ベース部材に連結する第２機構は、第２ベース部材と第２円弧状表面との間に圧縮力を発生するようになっている。ベース部材と対応する円弧状表面との間の力は、外作用力が加わったとき、ベース部材と対応する円弧状表面とを連結状態に維持し、これによって、継手の可動範囲に亘る張力及び圧縮力の作用力範囲に亘って軸線方向剛性を保存する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
自在継手を詳細に説明する前に、自在継手についての、本発明の別の特徴を形成する例示の作動環境の一例を説明しておくことが有用であろう。図１は例示のシミュレーションシステム１０を概略に示す。このシステム１０は、試験を受ける試料１１を支持するためのテーブル１２、及びこのテーブル１２をシステム制御装置１６に応じて駆動するためのアクチュエータ１５を含む。テーブル１２をアクチュエータ１５の各々に連結するため、ストラット１８が共通に設けられている。図示の実施例では、アクチュエータ１５とストラット１８及びテーブル１２との間にスイベル２０が設けられている。図示の実施例では、システム１０は１２個のスイベル２０を含むけれども、スイベル２０は、その作動パラメータに応じて必要なだけシステム１０に設けることができるということは理解されよう。以下に論じる一実施例では、スイベル２０は、アクチュエータ１５によってベアリング用の流体を提供できる静圧ベアリングを含んでもよい。更に、ストラット１８は、ポート２１を通してスイベル２０間を流体連通させるようになっていてもよい。スイベル２０はシミュレーションシステム１０で特に有用であり、このシステムでは、スイベル２０は、力を試料又はテーブルに制御装置１６からのコマンド入力と比例して伝達するのに使用される。詳細には、スイベル２０は、圧縮力及び張力を、高い負荷容量で、高い軸線方向剛性で、及び最小のバックラッシュで伝達するように形成されている。他のアクチュエータアッセンブリ（例えば液圧式、空気圧式、電気式）、ロボット機構、及び機械工具を含むスイベル継手２０を使用するシステムもあるが、これらは２〜３を列挙したもので、これらに限定されるものではない。
【０００６】
図２及び図３は、スイベル継手２０を更に詳細に示す。スイベル２０はテーブル１２及びストラット１８（又は別の態様ではアクチュエータ１５）の一部に複数のファスナ２３で固定されている。ここにボルトとして示すこれらの複数のファスナ２３は、スイベル継手２０をテーブル１２、ストラット１８、アクチュエータ１５、又はスイベル継手２０が有用な任意の他の部材に固定するための任意の種類のものであってもよい。スイベル継手２０は、二つの回転軸線２４及び２６を中心として回転自在であり、図３はスイベル継手２０を軸線２４を中心として回転させた状態で示す。スイベル継手２０は、力をテーブル１２に所望の通りに伝達するため、軸線２４及び２６を中心として所定の角度範囲に亘って回転できる。一実施例では、スイベル２０により、軸線２４及び２６を中心として±２０°以上の角度に亘って同時に回転させることができるが、所望の用途に応じてこの他の範囲を提供できる。
【０００７】
図４を参照すると、スイベル継手２０は二つのヨーク即ちクレビス３０及び３２、及びこれらのクレビス３０と３２との間に配置されたスパイダー即ちクロス３４を含む。例として、クレビス３２は、ベース部材３２Ａ、リテーナ３２Ｂ及び３２Ｃ、及びファスナ３２Ｄを含む。ここに一対のボルトとして示すファスナ３２Ｄがリテーナ３２Ｂ及び３２Ｃ及びかくしてスパイダー３４をベース部材３２Ａに向かって引っ張る。ファスナ３２Ｄは、リテーナ３２Ｂ及び３２Ｃとともに、ベース部材３２Ａとスパイダー３４との間に圧縮力を発生する。発生した力のレベルは、好ましくは、スイベル継手２０に加えられると考えられる最大張力よりも大きい。クレビス３０はクレビス３２と同様の構造を備えており、ベース部材３０Ａ及びリテーナ３０Ｂ及び３０Ｃがベース部材３０Ａとスパイダー３４との間に圧縮力を発生する。ここでは、クレビス３０及び３２は互いに対して直交しているように示してある。更に、ベース部材３０Ａの配向は、ベース部材３２Ａの配向と逆である。
【０００８】
リテーナ３０Ｂ及び３０Ｃ、３２Ｂ及び３２Ｃ、並びにファスナ３０Ｄ及び３２Ｄがスパイダー３４をそれらの夫々のベース部材３０Ａ及び３２Ａに連結する。スパイダー３４をベース部材３０Ａ及び３２Ａに連結することにより、ベース部材３０Ａからスパイダー３４を通ってベース部材３２Ａへの及びこの逆の直接的（軸線方向）一次負荷経路を形成する。一次負荷経路の存在により、スイベル継手２０が軸線方向で剛性のままであるときにスイベル継手２０に高い圧縮力を加えることができる。更に、ベース部材３０Ａからリテーナ３０Ｂ及び３０Ｃ、スパイダー３４、リテーナ３２Ｂ及び３２Ｃを通ってベース部材３２Ａへの二次負荷経路が存在する。この二次負荷経路の剛性は、一次負荷経路よりも小さい。更に、二次負荷経路は、スイベル継手２０に加えられた外方張力を一次負荷経路が剛的に取り扱うことができるように、一次負荷経路に予負荷を加える。
【０００９】
図５及び図６を参照すると、これらの図には、スイベル継手２０の例示の形態の分解図が示してある。この実施例では、スパイダー３４は、下本体部分３５Ａ及び上本体部分３５Ｂを含むスパイダー本体３５を有する。下本体部分３５Ａは円弧状第１表面３６を有し、上本体部分３５Ｂは円弧状第２表面３８を有する。これらの円弧状表面３６及び３８は実質的に円筒形に形成されており、これには完全な円筒形が含まれる。それにも拘わらず、場合によっては、材料の変形により、円弧状表面３６及び３８とベース部材３０Ａ及び３２Ａとの間の連結が不均等になってしまう。更に別の変形例では、円弧状表面３６及び３８は、表面３６及び３８と対応するベース部材３０Ａ及び３２Ａとの間を均等に連結するため、端部に僅かなテーパが付けてあってもよい。ピン部分４０及び４２は、スパイダー本体３５から遠ざかる方向に延びる対をなした両ピン（（４０Ａ、４０Ｂ）及び（４２Ａ、４２Ｂ））を含む。これらのピンは、リテーナ３０Ｂ、３０Ｃ、３２Ｂ、及び３２Ｃの各々の穴４１に配置される。ファスナ４４が、スパイダー本体部分３５Ａ及び３５Ｂを、これらの間にピン部分４０及び４２を配置した状態で、互いに固定する。ここにスパイダー本体３５を別々の構成要素で例示し且つ説明したが、二つ又はそれ以上のアッセンブリエレメントが単一の本体として形成された一体アッセンブリを使用することもできる。
【００１０】
プレート部材４６及び４８は、夫々、円弧状表面３６及び３８と同様に形成されており、円弧状表面３６及び３８とベース部材３０Ａ及び３２Ａの夫々との間に配置される。支承面アッセンブリ５０及び５２がプレート部材４６及び４８に保持されている。支承面アッセンブリ５０及び５２は、個々に平行なニードルローラーとして示してあり、クレビス３０及び３２を円弧状表面３６及び３８に沿って回転する上で適当なアッセンブリを提供する。更に、リテーナ３０Ｂ、３０Ｃ、３２Ｂ、及び３２Ｃの各々について複数の支承面アッセンブリ５４が設けられている。これらの支承面アッセンブリ５４（ここではニードルローラー）は、ピン部分４０及び４２が各リテーナ３０Ｂ、３０Ｃ、３２Ｂ、及び３２Ｃの各々の穴４１内で回転するための適当なアッセンブリを提供する。ここに例示した支承面アッセンブリ５０、５２、及び５４の代わりに、静圧ベアリング、ボール等の変形例の支承面アッセンブリを使用することもできるということは当業者には理解されよう。
【００１１】
スイベル継手２０の個々の構成要素は、これらの構成要素を組み立てたときに所望の予負荷力が加わるように構成要素間に隙間を形成するように構造を定めることができる。例えば、組み立て時にファスナ３０Ｄ及び３２Ｄから所望の予負荷力を発生するように、リテーナ３０Ｂ、３０Ｃ、３２Ｂ、及び３２Ｃとベース部材３０Ａ、３２Ａとの間に隙間を形成できる。この隙間は、様々な予負荷力を提供するため、調節自在である（即ちシム又は密な製造許容差によって調節できる）。張力をバックラッシュなしで効果的に伝達するため、ベース部材３０Ａ、３２Ａとスパイダー３４との間の圧縮力は、好ましくは、少なくとも２２６．７９６Ｋｇ（５００ポンド）である。別の実施例では、圧縮力は少なくとも４５３．５９２Ｋｇ（１０００ポンド）である。更に別の実施例では、圧縮力は、少なくとも２２６７．９６２Ｋｇ（５０００ポンド）である。更に他の実施例では、圧縮力は、少なくとも４５３５．９２４Ｋｇ（１００００ポンド）である。
【００１２】
図７は本発明の変形例を示す。この実施例では、スパイダー６０は、球を含む実質的に球状の円弧状表面を有する。スパイダー６０の球面は、ベース部材３０Ａ及び３２Ａに連結され、従って、これらのベース部材は凹状の球面を含む。一実施例では、スパイダー６０は、図示のようにスパイダー本体３５と同様に二つの本体部分から形成されていてもよいし、別の態様では、一つの一体の本体から形成されていてもよい。この場合、ピン４０Ａ、４０Ｂ、４２Ａ、４２Ｂは設けられていてもよいし挿入されてもよい。ボールベアリング６２は、スパイダー６０に対し、適当なベアリングアッセンブリを提供する。
【００１３】
図８及び図９は静圧ベアリングを使用する本発明の一実施例を示す。更に、一体の本体を持つスパイダー７０が示してある。流体源７２がベース部材３２Ａのポート７４と流体連通している。ポート７４は、コミュテーター７６に流体を提供する。コミュテーター７６は、流体を静圧ベアリング８０及び８１に、またこの例では摩擦減少部材７８に漏れることなくスパイダー７０に通すため、シール７７を含む。。コミュテーター７６は、スパイダー７０の中央ポート８２と流体連通するようになっている。副ポート８４及び８６が流体を中央ポート８２からベアリング８０及び８１に送る。コミュテーター７６は、流体を静圧ベアリングエレメントに提供するための外部コネクタの数を最小にする。しかし、所望であれば、ベース部材の各々に別の流体継手を設けてもよい。
【００１４】
流体は、中央ポート８２を通ってコミュテーター８７に入る。このコミュテーター８７は、コミュテーター７６と同様に形成されているが、コミュテーター７６に対して直交方向に配向されている。コミュテーター８７により、流体をポート８８と連通させることができる。このようにして、ポート８８は、図１に示すように、ストラット１８の通路２１を通して別のスイベル２０と流体連通できる。これにより、スイベル２０の各々についての別々のホースをなくす。
【００１５】
例えば、ベアリング８０を図９に示す。流体は、副ポート８４を通してベアリング８０に送出される。チャンネル９０がベース部材３２Ａに凹所をなして設けられており、ベアリング８０に対して流体連通を提供する。チャンネル９０はパッド９２を形成する。ここに示すパッドの数は３個であるが、任意の数のパッドを使用できる。流体がチャンネル９０に捕捉されると、チャンネル９０内の流体圧力が上昇し、最終的にはパッド９２に漏れる。流体パッド９２は、ベース部材３２Ａとスパイダー７０との間に回転に適した支承面を形成し、更に、圧縮力及び引張力が加えられたときにスイベル２０のバックラッシュの最小にするスクイズフィルムを形成する。
【００１６】
ばねエレメントを使用することによって、スパイダー３４とベース部材３０Ａ及び３２Ａとの間に予負荷力を加えることができる。ばねエレメントは、冒頭に論じたように、二つの負荷経路を形成する。作用負荷経路（一次経路）は、円弧状表面３６及び３８を夫々のベース部材３０Ａ及び３２Ａに連結することによって形成される。これは、圧縮力を取り扱う剛性負荷経路である。予負荷経路即ち二次負荷経路は、ばねエレメントを通して形成され、圧縮予負荷を作用負荷経路に提供する。二次負荷経路は剛性作用経路よりも柔軟である。予負荷経路により、剛性作用負荷経路は、スイベル２０に外方張力負荷が加わった状態で、円弧状表面３６及び３８を夫々のベース部材３０Ａ及び３２Ａに連結した状態に維持できる。
【００１７】
ばねエレメントは、多くの形態をとることができる。図１０乃至図１３は、スパイダー３４とクレビスのベース部材との間に予負荷力を提供するばねエレメントの変形例を概略に示す。以下の図の各々において、継手の片半部だけを示す。図１０は、ばねエレメント１０２を含むスイベル１００を示す。図示のように、ばねエレメント１０２は、リテーナ１０４Ｂと１０４Ｃとの間を延びる一つ又はそれ以上のピンである。ファスナ１０４Ｄが保持エレメント１０４Ｂ及び１０４Ｃをベース部材１０４Ａに向かって引っ張る。これによりばねエレメント１０２に曲げモーメントが生じる。所望であれば、保持エレメント１０Ｂ及び１０４Ｃは曲がるばねエレメント１０２に対して隙間を提供するための拡大穴を含んでもよい。
【００１８】
図１１では、スイベル継手１１０は、柔軟なばねエレメント１１２を含む。このばねエレメントは、ベース部材１１４Ａを保持エレメント１１４Ｂ及び１１４Ｃに向かって引っ張る。この場合、ピン部分１１６はばねエレメント１１２よりも剛性である。所望であれば、ばねエレメント１１２は、ファスナ、リテーナ、又は予負荷力を加える任意の他のエレメントであってもよい。ピン４０、４２、又はファスナ３０Ｄ、３２Ｄに使用される材料に応じて、スイベル継手２０は図１０及び図１１の原理に従って個々に又は組み合わせられて作動できる。
【００１９】
更に別の実施例では、図１２はリテーナを含むばねエレメント１２２を持つスイベル継手１２０の側面図を示す。同様の構造が他方の側に設けられている。この場合、リテーナ１２２はスロット又は隙間１２４を含む。スロット１２４の幅を大きくするため、ここではボルトであるエレメント１２６が設けられている。このエレメントは力を矢印１２８の方向に加え、これによりリテーナ１２２をベースエレメント１２９に向かって押圧する。
【００２０】
圧縮ばね力を使用することもできる。図１３では、スイベル継手１３０は、上リテーナエレメント１３４を下リテーナエレメント１３６に向かって押圧するばねエレメント１３２を含む。下リテーナエレメントは、この場合、ベース部材と一体である。例えば、各ファスナ１３７は、外ばねエレメント１３２（ここでは、ばねワッシャのスタックである）を通して挿入されたボルト１３９を含んでもよく、これらのボルト１３９は上リテーナエレメント１３４を通って延び、下リテーナエレメント１３６にねじ込まれる。外ばねエレメント１３２はコイルばねであってもよいし、他の外ばねエレメントであってもよい。図１３はスイベル継手１３０の一方の半部の片側を示す継手の各側部分に同様の構造が設けられている。
【００２１】
本発明を好ましい実施例を参照して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細に変更を加えることができるということは当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明で使用するためのシミュレーションシステムの概略図である。
【図２】本発明によるスイベル継手の斜視図である。
【図３】本発明によるスイベル継手の斜視図である。
【図４】特定のエレメントが破線で示してあるスイベル継手の斜視図である。
【図５】本発明によるスイベル継手の分解図である。
【図６】本発明によるスイベル継手の分解図である。
【図７】本発明によるスイベル継手の変形例の分解図である。
【図８】本発明による変形例のスイベルの側面図である。
【図９】図８に示すスイベルの平面図である。
【図１０】本発明の変形例の概略図である。
【図１１】本発明の変形例の概略図である。
【図１２】本発明の変形例の概略図である。
【図１３】本発明の変形例の概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  シミュレーションシステム
１１  試料
１２  テーブル
１５  アクチュエータ
１６  システム制御装置
１８  ストラット
２０  スイベル
２１  ポート
２３  ファスナ
２４、２６  回転軸線
３０、３２  クレビス
３４  スパイダー
【図１】
2005513362.tif 000003
【図２】
2005513362.tif 000004
【図３】
2005513362.tif 000005
【図４】
2005513362.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005513362.tif 000008
【図７】
2005513362.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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