JP2004239436A

JP2004239436A - ケージを改良した対向軌道型継手

Info

Publication number: JP2004239436A
Application number: JP2004025886A
Authority: JP
Inventors: Ida Hassenrik; ハッセンリックイダ; Stephen Maucher; マオヒャーステファン; Thomas Weckerling; ヴェッカーリングトーマス
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2004-08-26
Also published as: DE10304156B4; US7393284B2; US20060154734A1; DE10304156A1; US20050090317A1

Abstract

【課題】8つのボールを有し、ケージが強化された対向軌道型継ぎ手を提供する。
【解決手段】本継手は、外側継手部１０と、ボールケージ３０と、トルク伝達ボールとを備える。外側継手部１０には、４つの周方向に均等に配列された第１の外側軌道11と、第二の外側軌道１２とが交互に配設され、内側継手部には、４つの周方向に均等に配列された第１の内側軌道21と、第２の内側軌道22とが交互に配設されている。第１の外側及び内側軌道は、第１の方向に広がる第１の軌道組を形成する。第２の外側軌道１２及び内側軌道22は、逆方向に広がる第２の軌道組を形成する。第２の外側ボール軌道１２は、外側継手部１０の開口に、第２のボール３２を第２のケージ窓内へ径方向外側から挿入するための幅広の組立部１３を有するとともに、第２のケージ窓を外側継手部１０から軸方向に突出させた状態で、第１のボール全てが既に第１のケージ窓内に挿入されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、外側継手部、内側継手部、ボールケージ、及びトルク伝達ボールを備える対向軌道型継手に関する。
ここで、外側継手部には、４つの第１の外側軌道と４つの第２の外側軌道とが交互に且つ周方向に均等に配設されている。
内側継手部には、４つの第１の内側軌道と４つの第２の内側軌道とが交互に且つ周方向に均等に配設されている。
第１の外側軌道及び第１の内側軌道は共に、継手を位置合わせした状態の際に第１の方向に広がる第１の軌道組を形成する。
第２の外側軌道及び第２の内側軌道は共に、継手を位置合わせした状態の際に逆方向に広がる第２の軌道組を形成する。
ボールは、各組の軌道に保持される。
環状ケージは、８つの周方向に配置されたケージ窓を備え、各ケージ窓が複数のボールの１つを収納し、ケージ窓全体でその中央により平面内に複数のボールを保持する。

本出願人の特許出願で公知なものとして、６つのトルク伝達ボールを備えた対向軌道型継手が図示及び開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、６つのトルク伝達ボールを有する同一の軌道組を備えたツェッパ（Ｒｚｅｐｐａ）型固定継手であって、組立上の理由で周方向の長さが異なる複数のケージ窓を有するものが、本出願人の別の特許出願にも開示されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、８つのボールを備えた同一の軌道組を有するツェッパ型固定継手であって、継手を過度に連結させた際に当該ボールを挿入するための組立ポケットが外側のボール軌道の開口端部に設けられているものも知られている（例えば、特許文献３参照）。

独国特許出願公開第１００６０１１９号明細書独国特許発明第４２３４４８８号明細書特開２００１−２３２９４５号公報

等速継手の組立体は、ある種の欠点を伴うものである。この継手は、まず外側継手部、ケージ、及び内側継手部を公知の方法の１つで一体的に連結し、その後、継手を過度に連結させることによりボールを挿入する。すなわち、外側継手部に対して内側継手部とケージとを連結し、こうしてボールケージのケージ窓を外側継手部から突出可能とし、ボールを径方向外側からケージ窓に挿入可能とさせる。そして、ケージ窓がすでに幅広くボールで充填されている場合、いわゆる過度な連結による方法では、ケージ内の複数のボールを互いに相対的に周方向に移動するため、周方向にケージ窓長を必要とする。この長さは、組立中のみしか必要ではなく、継手の操作中の様々な条件下では不要である。すなわち、この長さは、最大連結操作角まで必要となる。かかるケージ窓の周方向の長さは、周方向のケージ窓間のウェブ幅を低減することになり、このためボールケージを弱くしてしまう。実験結果によれば、操作時でのケージは、割れの危険にさらされる部品を構成するものであり、極力強固となるように設計されるべきものであることが分かる。

そこで、本発明は、８つのボールを有し、ケージの強度が向上された対向軌道型継手を提供することを目的とする。本目的は、次の特徴により達成される。すなわち、本発明の対向軌道型継手では、外側継手部の第２の外側ボール軌道が、当該外側継手部の開口にて、第２のボールを第２のケージ窓内へ径方向外側から挿入するための幅広な組立領域を備えているとともに、継手を過度に連結した結果、第２のケージ窓を外側継手部から軸方向に突出させた状態で、第１のケージ窓が既に第１のボールで完全に充填されている。

本発明の実施形態によれば、第１の軌道組に関連する４つの第１のケージ窓が、第２の軌道組に関連する４つの第２のケージ窓よりも周方向に長くなされた長さ（Ｌ１）を有し、継手の連結操作角に適合する長さ（Ｌ２）を有することが提案される。

本発明の幅広な組立領域が第２の外側ボール軌道の端部にある結果、ケージを外側継手部に対して最大連結操作角を越えて若干だけ連結させた際、第２種のボールを挿入することができ、すでに挿入された第１種のボールのための第１のケージ窓は、操作目的に必要な周方向の長さを若干超えた分だけその長さを増す必要がある。一方、第２種のボール用のケージ窓は、これらの中のボールが組立中に互いに移動しないため、周方向の長さが短めで良い。組立中には、第２種のボールは、一方、継手の連結軸上にあり、他方、継手の連結平面上にある。そのため、これら第２種のボールは、連結の操作範囲内で連結を目的として必要な最小の長さのみ必要とする。よって、ケージ窓間のウェブをかなり幅広くすることができ、これにより操作時のケージの強度を増すことができる。またこうして、本発明の継手の耐負荷能力も高められる。

更なる有効な実施形態によれば、特に、大きくて幅広な組立領域を要する形態では、第１の軌道組に関連する４つの第１のケージ窓が、第２の軌道組に関連する４つの第２のケージ窓の長さ（Ｌ２）に対応する周方向の長さ（Ｌ１）を有し、これら長さが、若干余分な寸法となされているが継手の連結操作角に適合するようになされることが提案されている。この実施形態では、組立工程は、上述したものと同様であるが、それとともにケージを第１及び第２の軌道組に対して所望通り挿入可能であるという点に利点がある。

第１の有効な実施形態によれば、これは図示したものであるが、外側継手部は、開口に軸方向に対向する端部にて基部が設けられることが提案されている。また特に、駆動軸は、内側継手部に脱着自在に挿入可能であることが提案されている。

更なる実施形態によれば、これも図示したものであるが、駆動軸が内側継手部に堅固に接続されるとともに、内側継手部は、開口の端部に、第２の内側軌道用の内方にくぼんだ軌道逃げ部を有することが提案されている。

以下、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、本発明の最良の実施形態を、従来技術の状態による継手と比較しながら説明する。

まず、図１中の３つの個別の図面を合わせて説明する。ここでは、８つのボールを有する対向軌道型継手である、等速固定式ボール継手を図示している。図示した実施形態では、外側継手部１０は、継手開口１７と、形成されたジャーナル１９を有する基部１８とを備える。また、外側継手部１０には、第１の外側ボール軌道１１と第２の外側ボール軌道１２とが設けられており、各４つのボール軌道が周囲に亘って交互に分布している。外側継手部１０は、内側継手部２０との間にボールケージ３０を収納する。内側継手部２０では、第１の内側ボール軌道２１と第２の内側ボール軌道２２とが、各４つのボール軌道の形態で周方向に交互に分布する。第１の外側ボール軌道１１及び第１の内側ボール軌道２１は、第１の軌道組１１及び２１を形成する。第２の外側ボール軌道１２及び第２の内側ボール軌道２２は、第２の軌道組１２及び２２を形成する。継手を位置合わせした状態では、第１の軌道組１１及び２１は、開口１７から基部１８に向かって第１の方向Ｒ１に広がっている。第２の軌道組１２及び２２は、継手を位置合わせした状態では、基部１８から開口部１７に向かって第２の方向Ｒ２に広がっている。第１の軌道組１１及び２１は、第１種のボール３１を保持する。第２の軌道組１２及び２２は、第２種のボール３２を保持する。ボールは、共通の平面内でボールケージ３０により保持され、すなわちボールケージ３０内の周方向に延びるケージ窓（詳細は図示せず）で保持される。

次に、図２中の個別の図面を合わせて説明する。図２は、継手を過度に連結させることにより、第１種の４つのボール３１を組み立てる従来の方法を示している。なお、ここでは、状況を分かりやすくするために、内側継手部を図示していない。外側継手部１０を、第１の外側ボール軌道１１の断面Ｂ−Ｂで示す。この断面では、ボールケージ３０が外側継手部１０に対して角度αで連結されている。内側継手部（図示せず）は、ボールケージ３０に対して同一平面内で同一角度αで連結される。３つのボール３１は、ここで図示した方法により既に搭載されている。そして、図示した位置にて、図示の断面上に位置する上方のボール３１を、外側継手部１０から突出する第１のボール窓２７内に挿入することができる。第１のケージ窓２７は、周方向に大きさの異なる第２のボール窓２８と、全周に亘って交互になされている。第１種のボール３１の直径と比較すると、ボール窓２７には、周方向に組立用の遊び２ａが形成されている。この組立用の遊びは、第１種のボール３１を既に挿入した後に、本文で示したように、継手を過度に連結することにより、後段で第２種のボール３２を挿入するのに十分な大きさとなされている。ここで、興味深い点は、図示したように、４つの第１種のボール３１のうちの最後の１つを次の場合に挿入する点である。すなわち、その最後のボールの場合に、ボールケージ３０が外側継手部に対して角度αで横軸１４回りに回転しており、内側継手部（ここでは図示せず）がボールケージ３０に対して横軸１４回りに同一方向で同一サイズの角度αで再度回転する。

次に、図３中の個別の図面を合わせて説明する。ここでは、本発明の継手を、第２種のボール３２が搭載された状態で外側継手部１０の第２の外側ボール軌道１２を通る断面Ａ−Ａで示す。第１種のボール３１は、前出の図面により既に挿入済みである。なお、繰り返しになるが、分かりやすくするために、内側継手部は図示していない。ケージ３０は、第１の横軸１４に対して４５°回転された第２の横軸１５回りに、外側継手部１０に対して角度β２で連結されている。内側継手部（図示せず）は、ケージ３０に対して同一方向に同一角度β２で再度連結される。特に、詳細図Ｘから明らかなように、第２の外側ボール軌道１２は、その外側継手部の開口１７に、第２種のボール３２を当該外側継手部１０に対してボールケージ３０の比較的小さな連結角β２で挿入可能とさせる外方に広がった部分１３を有する。断面図で示されるように、この部分１３は、ボール形状に適合されている。ケージ窓２８に対して中央に各々配置された複数のボール３２は、継手の操作範囲で連結目的のために必要な窓長に対応する窓長Ｌ２の窓のみを必要とする。第１種のボール３１用の窓２７の長さを、繰り返しになるがＬ１とすると、窓の両側の組立用遊びは、図２中によればａ１＋ａ２＝２ａに対応し、このａ２は、ａ１＝２ａの場合、ゼロとなりうる。

次に、図４の異なる図面を合わせて説明する。図４は、図３と実質的に同じ図面を示しているが、従来型の継手に関するものである。第２の外側ボール軌道１２’は、開口１７’に若干の外方に広がる部分をも有していない。そのため、ケージ３０’は、第１の横軸１４に対して４５°回転した第２の横軸１５回りの上述した角度β２と比較して、より大きな角度β１で連結せねばならない。また同様に、内側継手部（図示せず）は、同一方向にケージに対して同一角度β１で再び連結せねばならず、第２種のボール３２の最後のボールをボール窓２８’に挿入可能とする。このことは、第２種のボール３２用の第２のボール窓２８’の長さＬ２を変化させないままで、より長い周方向の長さＬ１’を有する第１種のボール３１用のボール窓２７を設けることが必要であることを意味する。その結果、ボール窓２７’とボール窓２８’間のウェブは、周方向でより短くなり、全体としてボールケージが弱くなる。なお、本図では、図２と類似な詳細部分について、図２と同一の参照番号を付したが、アポストロフィを加えてある。

図５に、本発明のディスク継手形態の継手を示す。すなわち、外側継手部１０は、開口１７と対向する端部に、基部１８の代わりに第２の開口１６を有する。断面図は、第２の外側ボール軌道１２及び第２の内側ボール軌道２２を通る平面内を延びており、第２の外側ボール軌道１２が外方に広がる組立部１３を有するように示されている。内側継手部２０は、ジャーナル２４に一体的に接続されている。内側継手部２０の第２の内側ボール軌道２２は、開口１７の端部に、継手の相当な過度連結を可能とする軌道逃げ部２３を有する。なお、本図では、図１と類似な詳細部分について、図１と同一の参照番号を付している。よって、その程度で図１の説明を参照しうる。

図６に、第２種の最後のボール３２の組立中における図５による継手を示す。このとき、第１種のボール３１は、既に搭載されている。第２種の最後のボール３２は、外方に広がる組立部１３により比較的小さい連結角（本実施形態では図示せず）で挿入することができる。

以下に本発明の実施の形態を要約して列挙する。

＜１＞外側継手部（１０）と、内側継手部（２０）と、ボールケージ（３０）と、トルク伝達ボール（３１，３２）とを備える対向軌道型継手であって、前記外側継手部（１０）には、４つの第１の外側軌道（１１）と４つの第２の外側軌道（１２）とが交互に且つ周方向に均等に配設されており、前記内側継手部（２０）には、４つの第１の内側軌道（２１）と４つの第２の内側軌道（２２）とが交互に且つ周方向に均等に配設されており、前記第１の外側軌道（１１）及び前記第１の内側軌道（２１）は共に、前記継手を位置合わせした状態の際に第１の方向Ｒ１に広がる第１の軌道組（Ｂ−Ｂ）を形成し、前記第２の外側軌道（１２）及び前記第２の内側軌道（２２）は共に、前記継手を位置合わせした状態の際に逆方向Ｒ２に広がる第２の軌道組（Ａ−Ａ）を形成し、ボール（３１，３２）は、前記各組の軌道に保持され、前記環状ケージ（３０）は、８つの周方向に配置されたケージ窓（２７，２８）を備え、各ケージ窓がボール（３１，３２）の１つを収納し、ケージ窓全体でその中央により平面内に前記ボールを保持し、前記外側継手部（１０）の前記第２の外側ボール軌道（１２）は、前記外側継手部（１０）の開口（１７）に、第２のボール（３２）を第２のケージ窓（２８）内へ径方向外側から挿入するための幅広の組立領域（１３）を有するとともに、前記継手を過度に連結させた結果、前記第２のケージ窓（２８）を前記外側継手部（１０）から軸方向に突出させた状態で、前記第１のケージ窓（２７）は、既に第１のボール（３１）で完全に充填されている対向軌道型継手。

＜２＞前記第１の軌道組に関連する前記４つの第１のケージ窓（２７）は、前記第２の軌道組に関連する前記４つの第２のケージ窓（２８）よりも周方向に長くなされた長さ（Ｌ１）を有し、前記継手の連結操作角に適合する長さ（Ｌ２）を有した上記＜１＞に記載の対向軌道型継手。

＜３＞前記第１の軌道組に関連する前記４つの第１のケージ窓（２７）は、前記第２の軌道組に関連する前記４つの第２のケージ窓（２８）の長さ（Ｌ２）に対応する周方向の長さ（Ｌ１）を有し、前記長さ（Ｌ１，Ｌ２）は、若干余分な寸法とすると、前記継手の連結操作角に適合した上記＜１＞に記載の対向軌道型継手。

＜４＞前記外側継手部は、前記開口（１７）に軸方向に対向する端部にて、基部（１８）が設けられている上記＜１＞〜＜３＞のいずれか一つに記載の対向軌道型継手。

＜５＞駆動軸が、前記内側継手部（２０）に脱着自在に挿入しうる上記＜１＞〜＜４＞のいずれか一つに記載の対向軌道型継手。

＜６＞前記外側継手部は、前記開口（１７）に軸方向に対向する端部にて、第２の開口（１６）を有した上記＜１＞〜＜３＞のいずれか一つに記載の対向軌道型継手。

＜７＞駆動軸（２４）は、前記内側継手部に堅固に接続され、前記内側継手部は、前記開口（１７）の端部に、前記第２の内側軌道（２２）用の内方にくぼんだ逃げ部（２３）を有した上記＜６＞に記載の対向軌道型継手。

ａ）は本発明の第１の実施形態の継手における継手開口を軸方向から示す図であり、ｂ）はａ）中の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図であり、ｃ）はａ）中の線Ｂ−Ｂに沿って切断した長手方向の断面図である。ａ）は第１種のボールを組み立てる際中の図１の本発明の継手における外側継手部を軸方向から示す図であり、ｂ）はａ）中の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図であり、ｃ）は詳細を拡大した形態でケージを示した図である。ａ）は第２種のボールを組み立てる際中の本発明の継手における外側継手部を軸方向から示す図であり、ｂ）は拡大詳細図Ｘを有するａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した長手方向の断面図であり、ｃ）はｂ）のボールケージを通る線Ｆ−Ｆに沿って切断した断面図である。ａ）第２種のボールを組み立てる際中の従来技術の継手における外側継手部を軸方向から示す図であり、ｂ）はａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した長手方向の断面図であり、ｃ）はｂ）のボールケージを通る線Ｆ−Ｆに沿って切断した断面図である。ａ）は本発明の第２の実施形態によるディスク継手形態の継手を軸方向から示す図であり、ｂ）は継手を通る長手方向の断面図である。拡大詳細図Ｘとともに、第２種のボールを組み立てる際中の図５の継手を示す図である。

符号の説明

１０外側部
１１第１の外側ボール軌道
１２第２の外側ボール軌道
１３幅広の組立領域
１４旋回軸
１５旋回軸
１６開口
１７開口
１８基部
１９ジャーナル
２０内側部
２１第１の内側ボール軌道
２２第２の内側ボール軌道
２３軌道逃げ部
２４ジャーナル
２７第１のケージ窓
２８第２のケージ窓
３０ボールケージ
３１第１のボール
３２第２のボール

Claims

外側継手部（１０）と、内側継手部（２０）と、ボールケージ（３０）と、トルク伝達ボール（３１，３２）とを備える対向軌道型継手であって、
前記外側継手部（１０）には、４つの第１の外側軌道（１１）と４つの第２の外側軌道（１２）とが交互に且つ周方向に均等に配設されており、
前記内側継手部（２０）には、４つの第１の内側軌道（２１）と４つの第２の内側軌道（２２）とが交互に且つ周方向に均等に配設されており、
前記第１の外側軌道（１１）及び前記第１の内側軌道（２１）は共に、前記継手を位置合わせした状態の際に第１の方向Ｒ１に広がる第１の軌道組（Ｂ−Ｂ）を形成し、
前記第２の外側軌道（１２）及び前記第２の内側軌道（２２）は共に、前記継手を位置合わせした状態の際に逆方向Ｒ２に広がる第２の軌道組（Ａ−Ａ）を形成し、
前記ボール（３１，３２）は、前記各組の軌道に保持され、
前記環状ケージ（３０）は、８つの周方向に配置されたケージ窓（２７，２８）を備え、各ケージ窓がボール（３１，３２）の１つを収納し、ケージ窓全体でその中央により平面内に前記ボールを保持し、
前記外側継手部（１０）の前記第２の外側ボール軌道（１２）は、前記外側継手部（１０）の開口（１７）に、第２のボール（３２）を第２のケージ窓（２８）内へ径方向外側から挿入するための幅広の組立領域（１３）を有するとともに、
前記継手を過度に連結させた結果、前記第２のケージ窓（２８）を前記外側継手部（１０）から軸方向に突出させた状態で、前記第１のケージ窓（２７）は、既に第１のボール（３１）で完全に充填されていることを特徴とする対向軌道型継手。