(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のパイプの内部にシャフトが挿入された、回転力を伝達し、かつ、軸方向にスリップ自在であるスリップジョイントと、
前記スリップジョイントの両端に設けられ、一方は前記パイプに外嵌され、他方は前記シャフトに外嵌される中空のヨークジョイントと、
前記パイプと前記シャフトとの間及び前記スリップジョイントの両端と前記ヨークジョイントとの間に挿入設置されて半径方向に弾性力を発生させる弾性手段とが備わっており、
該弾性手段は、中空であり、外周一側が軸方向に切開状に形成され、中心側に圧着されて設けられ、外周側に弾性力を発生させるスプリングピンであり、
前記パイプと前記シャフトとの間及び前記スリップジョイントの両端と前記ヨークジョイントとの間には、回転力の伝達を向上させることができるように、前記パイプと前記シャフト及び前記スリップジョイントと前記ヨークジョイントに各々一体に形成される伝達手段が設けられており、
該伝達手段は、前記パイプの内部と前記シャフトの外部及び前記ヨークジョイントの内部と前記パイプの外部とに各々形成され、半径方向に相互対面して溝をなす対の設置溝であり、前記対の設置溝には前記スプリングピンが圧縮されて挿入され、
前記スプリングピンは、周方向に回転しないように半径方向断面が長孔であり、前記設置溝はこれに対応するように半径方向断面が長孔の半分に形成されていることを特徴とするユニバーサルジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユニバーサルジョイントに係り、さらに詳細にはスリップジョイントのパイプとシャフト間及びスリップジョイントとヨークジョイント間における遊隙補償と振動低減そして温度と回転力に対する剛性が向上されるように、軸連結を改善したユニバーサルジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にユニバーサルジョイントは、任意の角度に傾いたまま設けられてその間に回転力を伝達することができるように用意される。
【０００３】
このために、回転力を伝達する側と伝達を受ける側に各々設けられるヨークジョイント（Ｙｏｋｅ  Ｊｏｉｎｔ）と、このヨークジョイントの間に軸方向にスリップ自在に連結されるスリップジョイント（Ｓｌｉｐ  Ｊｏｉｎｔ）とを備える。
【０００４】
図１は、このような従来のユニバーサルジョイントを示す図面である。これに図示されたように、ヨークジョイント１は一端側の内部に半径方向にピンが設けられることができるように用意された２個のヨークを相互咬合して配置する。
【０００５】
そして、その間に十字型のスパイダ（Ｓｐｉｄｅｒ）を設けて、所定の角度以下に屈折した状態でも一側のヨークから他側のヨークに回転力を伝達することができるように用意される。
【０００６】
一方、スリップジョイント２は、一側のヨークジョイント１から伝えられる回転力を他側のヨークジョイント１に伝達すると同時に、軸方向にスリップ自在に用意される。
【０００７】
すなわち、一側のヨークジョイント１に連結されるパイプ３と、他側のヨークジョイント１に連結されるシャフト４とに分割して形成される。
【０００８】
また、このパイプ３の内部とシャフト４の外部には、相互噛み合う一対のセレーション３ａ、４ａ（またはスプライン）が形成される（図２参照）。
【０００９】
そして、パイプ３の開口された先端側には、軸方向に所定長さだけ切開して形成されたスリット３ｂが用意される。
【００１０】
同時に、パイプ３の開口された先端には、その内部に異物が流入することを防止するダストキャップ６が設けられる。
【００１１】
また、スリット３ｂの外周側には、パイプ３とシャフト４が緩まることを防止すると同時に、パイプ３とシャフト４の軸方向の移動を制限するクリップ５が設けられる。
【００１２】
このクリップ５によって、パイプ３とシャフト４が相互に密着固定されて、パイプ３とシャフト４間における半径方向の遊隙が最小化される。
【００１３】
この時、スリップジョイント２の長さを調節するためには、パイプ３とシャフト４の軸方向に８〜１５ｋｇｆ（７８．４〜１４７Ｎ）程度の荷重を加える必要があり、この荷重は人の手で発生させるには難しい荷重である。
【００１４】
一方、ヨークジョイント１の一側内部には、スリップジョイント２が挿入されるが、このスリップジョイント２とヨークジョイント１の間には防振ゴム７が設けられる（図３参照）。
【００１５】
すなわち、ヨークジョイント１の内部とスリップジョイント２の外部間には、弾性力が良いゴム材質の防振ゴム７が設けられ、その間に伝わる振動を低減させるようになる。
【００１６】
また、スリップジョイント２とヨークジョイント１及び防振ゴム７には、半径方向に相互連通されることができるように、各々にホールが形成される。
【００１７】
そして、このホールの内部にはピン状のストッパー８が挿入設置され、スリップジョイント２とヨークジョイント１及び防振ゴム７を軸方向及び回転方向に堅固に結合させるようになる。
【００１８】
すなわち、防振ゴム７の材質の弾性領域以上に回転角が発生する場合には、スリップジョイント２とヨークジョイント１を貫通して設けられるストッパー８の強度によって回転力を伝達するようになる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された従来のユニバーサルジョイントでは、クリップ５でスリップジョイント２のパイプ３とシャフト４とを固定しているので、その間のスリップが円滑でないという問題点があった。
【００２０】
そして、スリップジョイント２の長さ可変時に、甚だしい密着によって騷音及び振動が発生する問題点があった。
【００２１】
また、パイプ３とシャフト４に精密加工でセレーション３ａ、４ａを成形しなければならないので、その製作工程が難しくなって製造原価が上昇する問題点があった。
【００２２】
同時に、スリップジョイント２とヨークジョイント１間に設けられる防振ゴム７は、高温及び低温で劣化及びクラック発生の憂慮が高く、温度による剛性の変化が甚だしいという問題点があった。
【００２３】
そして、防振ゴム７は回転力を伝達するための剛性が低く、別途のストッパー８を設けなければならないという問題点があった。
【００２４】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、その目的は、スリップジョイントのパイプとシャフトとの間及びスリップジョイントとヨークジョイントとの間における遊隙補償と振動低減そして温度と回転力とに対する剛性が向上されるように、半径方向に弾性力を発生させる弾性手段と、さらに大きな回転力を伝達する伝達手段を備えたユニバーサルジョイントを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明のユニバーサルジョイントは、中空のパイプの内部にシャフトが挿入された、回転力を伝達し、かつ、軸方向にスリップ自在であるスリップジョイントと、前記スリップジョイントの両端に設けられ、一方は前記パイプに外嵌され、他方は前記シャフトに外嵌される中空のヨークジョイントと、前記パイプと前記シャフトとの間及び前記スリップジョイントの両端と前記ヨークジョイントとの間に挿入設置されて半径方向に弾性力を発生させる弾性手段とが備わっており、該弾性手段は、中空であり、外周一側が軸方向に切開状に形成され、中心側に圧着されて設けられ、外周側に弾性力を発生させるスプリングピンであり、前記パイプと前記シャフトとの間及び前記スリップジョイントの両端と前記ヨークジョイントとの間には、回転力の伝達を向上させることができるように、前記パイプと前記シャフト及び前記スリップジョイントと前記ヨークジョイントに各々一体に形成される伝達手段が設けられており、該伝達手段は、前記パイプの内部と前記シャフトの外部及び前記ヨークジョイントの内部と前記パイプの外部とに各々形成され、半径方向に相互対面して溝をなす対の設置溝であり、前記対の設置溝には前記スプリングピンが圧縮されて挿入され、前記スプリングピンは、周方向に回転しないように半径方向断面が長孔であり、前記設置溝はこれに対応するように半径方向断面が長孔の半分に形成されていることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明による実施例を詳細に説明する。
【００２７】
図４は本発明によるユニバーサルジョイントを示す断面図である。これに図示されたように、ユニバーサルジョイントは全体的に長い形状で用意されるスリップジョイント２０とこのスリップジョイント２０の両端に設けられるヨークジョイント１０とに区分される。
【００２８】
まず、ヨークジョイント１０は、所定の角度以下に屈折した状態でも回転力を伝達することができるように、２個のヨークを相互咬合して用意される。
【００２９】
次に、ヨークジョイント１０の間に設けられるスリップジョイント２０は、回転力を伝達すると同時に軸方向にスリップ自在に、パイプ３０とこれに挿入されるシャフト４０に分割して形成される。
【００３０】
一方、本発明では、図５と図８に図示されたように、相互連結されるスリップジョイント２０のパイプ３０とシャフト４０との間及びスリップジョイント２０とヨークジョイント１０との間に弾性手段と伝達手段とが用意される。
【００３１】
まず、スリップジョイント２０のパイプ３０とシャフト４０との間の弾性手段は、外部側に拡張可能に金属材質の板状のものを巻いて、外周一側が切開された中空状のスプリングピン１５０（Ｓｐｒｉｎｇ  Ｐｉｎ）である。すなわち、略筒形状であって、周壁部において軸方向に一端部から他端部に達する切欠部（スリット）が形成されている。
【００３２】
このスプリングピン１５０は、外周一側の離隔形成された両端の間隔が狭くなるように中心側に収縮した状態に設けられて、設置後には外部側に弾性力を発生させるようになる。
【００３３】
すなわち、スプリングピン１５０は、パイプ３０の内部面とシャフト４０の外部面との間に密着して設けられ、その間に回転力を伝達するものであって、相互対応する位置に三本用意される。
【００３４】
次に、スリップジョイント２０のパイプ３０とシャフト４０との間に設けられて回転力を伝達する伝達手段は、その間にさらに大きな回転力を伝達するために用意されるものである。
【００３５】
すなわち、伝達手段は、スプリングピン１５０が挿入できるようにパイプ３０の内部面とシャフト４０の外部面とに相互対面して円形の溝をなす一対の設置溝（伝達手段）１１０、１２０であって、スプリングピン１５０と対応するように三個所に用意される。
【００３６】
この時、設置溝１１０、１２０の結合された直径は、スプリングピン１５０の外形が収縮して組立てられる時、スプリングピン１５０の外径と密着できるように用意される。
【００３７】
また、シャフト４０の外部面に突出形成された結合突起１４０と、この結合突起１４０が挿入できるようにパイプ３０の内部に外周側に陥没形成される結合溝１３０とが用意されてもよい。
【００３８】
すなわち、シャフト４０の外部には、三本の設置溝１２０と結合突起１４０とが各々等角度をなすように用意されて、パイプ３０の内部にはこれに対応するよう設置溝１１０と結合溝１３０とが用意される。
【００３９】
この時、設置溝１１０、１２０と結合溝１３０とは、その形状が同一であって、結合突起１４０はスプリングピン１５０と類似な形態に突出して、結合突起１４０とスプリングピン１５０は、設置溝１１０、１２０と結合溝１３０に選択的に挿入される。
【００４０】
このような弾性手段と伝達手段は、図６と図８に図示されたように、スリップジョイント２０とヨークジョイント１０間にも類似して適用される。
【００４１】
この時、スリップジョイント２０のシャフト４０とヨークジョイント１０との連結は、スリップジョイント２０のパイプ３０とヨークジョイント１０との連結と同一であるので、本実施例ではパイプ３０とヨークジョイント１０との連結を実施例で説明する。
【００４２】
スリップジョイント２０とヨークジョイント１０との間の弾性手段は、相互対応する位置に三本配置されるスプリングピン１５０である。
【００４３】
そして、スリップジョイント２０とヨークジョイント１０との間の伝達手段は、スプリングピン１５０が挿入できるようパイプ３０の外部面とヨークジョイント１０の内部面の３か所に相互対面して円形の溝をなす対の設置溝１６０、１７０で用意される。
【００４４】
また、スリップジョイント２０とヨークジョイント１０との間には、パイプ３０外部面に突出形成された結合突起１９０と、この結合突起１９０が挿入できるようにヨークジョイント１０の内部に外周側に陥没形成される結合溝１８０が用意されている。
【００４５】
すなわち、パイプ３０の外部には各三個の設置溝１７０と結合突起１９０とが各々等角度に用意されて、ヨークジョイント１０の内部にはこれに対応するように設置溝１６０と結合溝１８０とが用意される。
【００４６】
同時に、図７に図示されたように、設置溝１１０、１２０、１６０、１７０の内部にスプリングピン１５０を１本程度挿入して残りには一般的な金属材質の固定ピン２００を挿入する場合もある。
【００４７】
このような場合には、弾性力が低下する反面さらに大きな回転力伝達を得ることができるので、必要に応じてスプリングピン１５０と固定ピン２００との挿入本数を調節すればよい。
【００４８】
図９は、本発明によるまた他の実施例を示す分解斜視図であって、弾性手段と伝達手段を除外した他の構成要素は同一名称・同一符号を用いて説明する。
【００４９】
まず、スリップジョイント２０のパイプ３０とシャフト４０との間の弾性手段は、相互対面する両側に配置されるスプリングピン３５０である。
【００５０】
このスプリングピン３５０は、金属材質の板状のものを巻いて外周一側が切開された形状の中空管であって、パイプ３０とシャフト４０との間に広く密着するように半径方向の断面が長孔である。
【００５１】
すなわち、スプリングピン３５０は、回転しないように半径方向の断面を平べったく形成したものであって、外周一側の離隔された間隔が狭くなるよう中心側に圧着された状態に設けられる。
【００５２】
次に、スリップジョイント２０のパイプ３０とシャフト４０との間の伝達手段は、パイプ３０とシャフト４０とをさらに堅固に回転方向に結合させるものであって、スプリングピン３５０が挿入できるようにシャフト４０の外部面とパイプ３０の内部面とに相互対面する対の設置溝３１０、３２０で用意される。
【００５３】
すなわち、この設置溝３１０、３２０は、スプリングピン３５０の外部形状と対応するようにほぼ長孔を半分に分割した形状に各々陥没形成されて、対面する時その内部にスプリングピン３５０が圧縮された状態で設けられる。
【００５４】
また、スリップジョイント２０のパイプ３０とシャフト４０との間には、シャフト４０の外部面に突出形成された結合突起３４０と、これに対応するようにパイプ３０の内部に外周側に陥没形成される結合溝３３０が用意されている。
【００５５】
すなわち、シャフト４０の外部には２本の設置溝３２０との交差方向に２個の結合突起３４０が用意されて、パイプ３０の内部にはこれに対応するように設置溝３１０と結合溝３３０とが用意される。
【００５６】
この時、設置溝３１０、３２０と結合溝３３０とは、その形状が同一に用意されて、結合突起３４０はこの設置溝３１０、３２０と結合溝３３０に選択的に挿入できるようにスプリングピン３５０の外部形状と類似して用意される。
【００５７】
同時に、このような弾性手段と伝達手段は、スリップジョイント２０とヨークジョイント１０との間にも類似して適用される。
【００５８】
この時、スリップジョイント２０のシャフト４０とヨークジョイント１０との連結は、スリップジョイント２０のパイプ３０とヨークジョイント１０との連結と同一であるので、本実施例ではパイプ３０とヨークジョイント１０との連結を実施例として説明する。
【００５９】
まず、スリップジョイント２０とヨークジョイント１０との間の弾性手段は、相互対面する両側に配置され半径方向の断面が長孔であるスプリングピン３５０である。
【００６０】
次に、スリップジョイント２０とヨークジョイント１０との間の伝達手段は、スプリングピン３５０が挿入できるようにシャフト４０の外部面とパイプ３０の内部面とに相互対面し結合された断面が長孔である対の設置溝３６０、３７０で用意される。
【００６１】
また、スリップジョイント２０とヨークジョイント１０との間には、パイプ３０の外部面に突出形成された結合突起３９０と、これに対応するようにヨークジョイント１０の内部に陥没形成された結合溝３８０が用意されている。
【００６２】
すなわち、パイプ３０の外部には２本の設置溝３７０との交差方向に２個の結合突起３９０が用意されて、ヨークジョイント１０の内部にはこれに対応するように設置溝３６０と結合溝３８０が用意される。
【００６３】
この時、設置溝３６０、３７０と結合溝３８０とはその形状が同一に用意されて、結合突起３９０はこの設置溝３６０、３７０と結合溝３８０に選択的に挿入できるようにスプリングピン３５０の外部形状と類似に用意される。
【００６４】
このように構成された本発明のユニバーサルジョイントは、結合溝１３０、１８０、３３０、３８０の内部に結合突起１４０、１９０、３４０、３９０を軸方向に挿入して、スリップジョイント２０のシャフト４０とパイプ３０及びスリップジョイント２０とヨークジョイント１０を回転方向に固定するようになる。
【００６５】
この時、結合突起１４０、１９０、３４０、３９０を結合溝１３０、１８０、３３０、３８０及び設置溝１１０、１２０、１６０、１７０、３１０、３２０、３６０、３７０に選択的に設けるようになされるので、結合突起１４０、１９０、３４０、３９０が挿入されない結合溝１３０、１８０、３３０、３８０ないし設置溝１１０、１２０、１６０、１７０、３１０、３２０、３６０、３７０は対面する設置溝１１０、１２０、１６０、１７０、３１０、３２０、３６０、３７０との間にスプリングピン１５０、３５０が挿入できる空間を形成するようになる。
【００６６】
そして、スリップジョイント２０のシャフト４０とパイプ３０及びスリップジョイント２０とヨークジョイント１０が回転方向に一時固定された状態で、相互対面するように用意される結合溝１３０、１８０、３３０、３８０ないし設置溝１１０、１２０、１６０、１７０、３１０、３２０、３６０、３７０と対面する設置溝１１０、１２０、１６０、１７０、３１０、３２０、３６０、３７０の内部にスプリングピン１５０と３５０を半径方向に圧縮させて挿入する。
【００６７】
こういうわけで、スプリングピン１５０、３５０が外部側に弾性力を発生させて、スリップジョイント２０のシャフト４０とパイプ３０及びスリップジョイント２０とヨークジョイント１０の間に密着すると同時に、これらを回転方向及び軸方向に固定させ、ひいては設置後はスリップジョイント２０のシャフト４０とパイプ３０及びスリップジョイント２０とヨークジョイント１０から発生する振動を低減させるようになる。
【００６８】
以上のように、本発明のユニバーサルジョイントにおいて、前記パイプとシャフトとの間及び前記スリップジョイントの両端と前記ヨークジョイントとの間には、回転力の伝達を向上させることができるように、前記パイプと前記シャフト及び前記スリップジョイントと前記ヨークジョイントに各々一体に形成される伝達手段が設けられており、前記弾性手段は、中空であり、外周一側が軸方向に切開状に形成され、中心側に圧着されて設けられ、外周側に弾性力を発生させるスプリングピンであり、前記伝達手段は、前記スプリングピンが圧縮されて挿入できるように、半径方向に相互対面する前記パイプの内部とシャフトの外部及び前記ヨークジョイントの内部とパイプの外部に各々形成される設置溝であるとしてもよい。
【００６９】
また、本発明のユニバーサルジョイントにおいて、前記弾性手段は、中空であり、外周一側が軸方向に切開状に形成され、中心側に圧着されて設けられ、外周側に弾性力を発生させるスプリングピンであり、前記パイプと前記シャフトとの間及び前記スリップジョイントの両端と前記ヨークジョイントとの間には、回転力の伝達を向上させることができるように、前記パイプと前記シャフト及び前記スリップジョイントと前記ヨークジョイントに各々一体に形成される伝達手段が設けられており、この伝達手段は、前記パイプの内部と前記シャフトの外部及び前記ヨークジョイントの内部と前記パイプの外部とに各々形成され、半径方向に相互対面して溝をなす対の設置溝であり、前記対の設置溝には前記スプリングピンが圧縮されて挿入され、前記スプリングピンは、周方向に回転しないように半径方向断面が長孔であり、前記設置溝はこれに対応するように半径方向断面が長孔の半分に形成されたとしてもよい。
【００７０】
また、本発明の参考例としてのユニバーサルジョイントにおいて、前記パイプと前記シャフトとの間及び前記スリップジョイントの両端と前記ヨークジョイントとの間には、回転力の伝達を向上させることができるように、前記パイプと前記シャフト及び前記スリップジョイントと前記ヨークジョイントに各々一体に形成される伝達手段が設けられており、この伝達手段は、前記スプリングピンが圧縮されて挿入できるように、半径方向に相互対面する前記パイプの内部とシャフトの外部及び前記ヨークジョイントの内部とパイプの外部に各々形成される設置溝であり、前記伝達手段は、前記パイプの内部に挿入される前記シャフトの一端及び前記ヨークジョイントの内部に挿入される前記パイプの一端の外周側に突出形成された結合突起と、この結合突起に対応するように前記パイプの内部と前記ヨークジョイントの内部に陥没形成される結合溝とであり、前記設置溝と結合溝の内径は同一な形状で相互に対称な位置に交互となるように用意され、前記スプリングピンと結合突起の外径は同一な形状に用意され、前記設置溝と結合溝の内部に前記スプリングピンと結合突起が選択的に挿入されるとしてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上で詳細に説明したように、本発明によるユニバーサルジョイントは、スリップジョイントのパイプとシャフトとの間及びスリップジョイントとヨークジョイントとの間に、例えば、スプリングピン及びピンで用意された弾性手段と、例えば、設置溝と結合突起と結合溝で用意された伝達手段とを備える。
【００７２】
こういうわけで、パイプとシャフト間とのではこれらを部分的に連結するスプリングピン及びピンによってスリップジョイントのスリップが円滑になり、スリップジョイントの長さが可変時における騷音及び振動を低減させて製品の信頼性を向上させる利点がある。
【００７３】
また、回転力伝達構造が単純になったことにより、スリップジョイントとヨークジョイントとを製作し組立てる工程が容易になり、これによって製造原価を節減させることができる利点がある。
【００７４】
同時に、スリップジョイントのパイプとシャフトとの間及びスリップジョイントとヨークジョイントの回転方向の遊隙を補償でき、その間で発生する遊隙騷音を低減させることができ、回転力の円滑な伝達を得ることができる利点がある。
【００７５】
そして、スリップジョイントとヨークジョイントとの間では、スプリングピンが金属材質で用意されることによって、高温及び低温における剛性と回転力を伝達するための剛性が向上する利点がある。
【００７６】
また、スリップジョイントとヨークジョイントの内外部に、これと一体に用意された結合溝と結合突起を用意することによって、スリップジョイントとヨークジョイントとを組立てるための別途の部品及びこれを設けるための別途の工程を削除できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のユニバーサルジョイントを示す断面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】  図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】  本発明の実施の一形態におけるユニバーサルジョイントを示す断面図である。
【図５】  図４のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図６】  図４のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図７】  本発明の実施の他の一形態を示す矢視断面図である。
【図８】  本発明の実施の一形態におけるユニバーサルジョイントの分解斜視図である。
【図９】  本発明の実施のまた他の一形態における分解斜視図である。
【符号の説明】
１０  ヨークジョイント
２０  スリップジョイント
３０  パイプ
４０  シャフト
１１０、１２０、１６０、１７０、３１０、３２０、３６０、３７０  設置溝（伝達手段）
１３０、１８０、３３０、３８０  結合溝
１４０、１９０、３４０、３９０  結合突起
１５０、３５０  スプリングピン（弾性手段）
２００  固定ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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