JPH0245048B2 - - Google Patents

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JPH0245048B2
JPH0245048B2 JP57093959A JP9395982A JPH0245048B2 JP H0245048 B2 JPH0245048 B2 JP H0245048B2 JP 57093959 A JP57093959 A JP 57093959A JP 9395982 A JP9395982 A JP 9395982A JP H0245048 B2 JPH0245048 B2 JP H0245048B2
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constant velocity
spherical
axis
plane
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Arekusandoru Oren Mitsusheru
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Glaenzer Spicer SA
Original Assignee
Glaenzer Spicer SA
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Publication date
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Publication of JPH0245048B2 publication Critical patent/JPH0245048B2/ja
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/306Means to synchronise movements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0678Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body, i.e. the body carrying the circulating rolling elements, provided in the interior of a sleeve-like guide member defining the opposing raceways, e.g. in a telescopic shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/06Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
    • F16D3/065Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement by means of rolling elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は特に自動車伝動装置、さらに駆動装
置の動力取出軸と駆動車輪との間に配設された前
輪駆動式車輛に用いる滑り型等速回転継手に関す
る。
一般に燃焼機関は、30乃至300Hzの広範囲に変
化する振幅をもつ振動源である。滑り型等速回転
継手は角度変動と、長さ変動のもとでトルクを伝
達するばかりでなく、ゼロ作動角度及び最大作動
角度のいずれの場合にも軸方向に自由に移動でき
て、機関の振動の軸方向成分が駆動車輪及び車輛
構造部に向けて伝達するのを防ぐ。さらに、ある
角度で作動するとき、この継手は車輛構造部に振
動を生ぜしめる周期的な軸方向励起作用を生じて
はならない。
振幅が周期的に変動する作動摩擦により、既知
の滑り型等速回転継手は、摩擦によつて生じる回
転軸線に垂直なモーメントは周期的に変動して対
応する励起作用を生じ、この励起作用は車輛構造
部又は伝動軸自身にこれに対する応答作用を与え
るという欠点がある。
摩擦に関連して生ずるこれらの周期的変動作用
は、ころがり部材が運動する態様から生じ、これ
らの転がり部材は考えられる位相角に従つて、高
い負荷の下でころがり又は滑るから、生じたモー
メントに極めて高い変動を生ずる。同一のころが
り部材(球等)が実際上の純粋なころがりから完
全な滑り運動に変化するような動作は、滑り速度
が低くかつ実際上一定である玉軸受の動作とは全
く異る。
1962年9月18日出願のフランス特許第1341628
号に記載された等速回転継手は、第1軸線のまわ
りに等角度に隔たつて配置された3対の支持平面
をもち、各支持平面が相互間及び第1軸線と平行
な第1要素と、第2軸線のまわりに等角度に隔た
つた3つの球形支持面をもつ第2要素と、一方に
おいて前記支持平面とそれぞれ平行な支持平面
を、他方において球形支持面と協働する球形支持
面を含む中間要素とを具えている。
しかし、このような継手は、実際には、それ自
身によつて生じる周期的な妨害のために使用しに
くい。トルク伝達状態では、摩擦力は回転角度の
関数として変動し、この変動は1回転に3サイク
ルをもつ段階曲線であらわされる。従つてこれら
の摩擦による破壊モーメントは、毎回転6サイク
ルをもつ鋸歯状曲線に従つて変動する。これらの
変動の大きさは全く受入れ難いものとなり、特に
上述の適用例において甚だしい。
従つて、この発明の目的は、駆動装置から伝達
される振動を吸収でき、かつ従来技術において遭
遇した周期的内部摩擦を有せず、又は実質的に有
しない滑り型等速回転継手を提供するにある。そ
の反面、このような継手は、大きさ及び方向が一
定の摩擦モーメントをもち、かつ作動角のいかん
にかかわらず、極めて自由に滑動できなければな
らず、しかも周期的な軸方向応力を生じてはなら
ない。
上記の特性は下記の型式の等速回転継手によつ
て達成される。即ち該継手は、第1軸線を有し、
そのまわりに120度の角度間隔をもつて配置され
た3対の支持平面が形成され、各対の支持平面が
相互にかつ第1要素と平行になつている第1要素
と、第2軸線を有し、そのまわりに120度の角度
間隔をもつて配置された半径方向に延びる3対の
球形支持面をもつ第2要素と、第1要素の支持平
面と第2要素の球形支持面との間に配置され、前
記支持平面と平行に対向する支持平面及び前記球
形支持面と適合して補完し合う球形支持面を有す
る中間要素と、第1要素の各支持平面と中間要素
の各支持面との間に配置された直線状のころがり
要素列と、各列のころがり要素列を保持し、第
1、第2要素の直線及び角運動の双方を許す保持
器とを具え、各ころがり要素列の軸方向の長さは
中間要素の支持平面の長さを超える長さを有して
いることを特徴とするものである。
上記のようなこの発明によれば、第1、第2要
素がその作動角度のいかんにかかわらず自由に滑
動することができ、しかも摩擦モーメントの大き
さと方向が常に一定となることから周期的な軸方
向応力が生じない。
図面を参照しつつ、この発明を以下に詳細に述
べる。
第1図乃至第3図に示す継手は、軸部2及び軸
部2から半径方向に延びる3つの翼部3をもつ第
1要素1を含み、軸部2は軸線Xをもち、翼部3
の中間面は、軸線Xのまわりに120度ずつ均等に
隔たつている。そして翼部3は中間面の両側に配
置された3組の1対の支持平面4をもち、この支
持平面4は軸線Xに平行である。
軸線Yをもつ第2要素10は、孔11を介して
ボルトによつて、例えば駆動装置に結合される胴
部材によつて構成される。この第2要素10は、
軸線Yのまわりに互いに120度の等間隔で配置さ
れた中間面をもつ3つの開口12を含み、軸線Y
は図示の位置において、軸線Xと整合する。球形
支持凹面14が開口12の対向する側部に形成さ
れている。
球形支持凸面21と支持平面22とをもつ6つ
の中間要素20が第1要素と第2要素10との間
に介装される。支持凸面21は第2要素10の球
形支持凹面14内に受入れられ、支持平面22は
第1要素1の支持平面4と平行に、かつ所定距離
を保つて配置される。対向する支持平面4,22
間にニードル23が配置される。
2つの平行なニードル列が各支持平面4に対し
て配設され、ニードル23はその中に配置される
空洞26を有する2つの長側壁25を含む保持器
24内に保持され、長側壁25は2つの短側壁2
7によつて連結されている。従つて保持器24は
一般に長方形である。空洞26はニードル23の
外側が支持平面4,22間のすき間に位置すると
き、ニードル23を保持するための先端部28を
もつている(第5図)。保持器24は肩部5,6
間で第1要素1に対して所定位置に半径方向に保
持される。
第1要素1の翼部3は中間要素20の直径より
大きい軸方向の長さをもち、保持器24は翼部3
の長さより大きい長さをもつている。
ニードル23の保持器24を中間位置に戻す機
構が提供される。この機構は、特に第4,6,7
図にみられるように、3つの分岐部31をもち、
かつ硬化プレス加工薄板金属で造られた2つのス
パイダ部材30を含む。各保持器24の短側壁2
7は2つのスパイダ部材30の2つの対向する分
岐部31間に保持される。スパイダ部材30はロ
ツド33の頭部32とロツド33に取付けられた
ばね34とで挟持される。ロツド33は第1要素
1に形成された凹部7及び同要素1に固定された
リング8内に滑動可能に取り付けられる。このリ
ング8はばね34及び他端においてロツド33の
拡大端部36と当接する第2ばね35の支持部と
して作用する。
このような継手の動作及び利点はつぎのとおり
である。ある角度をもつてトルクを伝達する場
合、中間要素20は、それらが第2要素10の開
口12の側部に形成された球形支持凹面14内に
滑動可能に支持されているから滑動する。これと
同時に、ニードル23は翼部3及び中間要素20
の対向する支持平面4,22に沿つて転動する。
ここにおいて注意すべきことは、これらの中間
要素20、ニードル23及び支持平面4間のすき
間が完全に無くされていることである。作動の円
滑さに悪影響を与えずに、かつ軸方向滑動をなん
ら拘束することなく、軽度の予備負荷を提供する
ことさえできる。従つてこの継手は何等角度的な
遊びを伴わずに作動でき、このことは重要であ
る。
保持器24の対向する2長側壁にそれぞれ保持
されたニードル23の負荷及び負荷解除は、ニー
ドル23が中間要素20の2つの支持平面22
と、第1要素1の翼部3の両側の支持平面4との
間の区域に位置するか、又はこれらの区域を離れ
るかにより、次の2つの理由から高いトルクを受
けているときでも漸次かつ円滑に行われる。即ち
第1に中間要素20は十分な強さを維持しなが
ら、その縁部が球形支持凸面21と支持平面22
とによつて形成され、支持平面22は円形である
ので、負荷開始時すなわちニードル23が支持平
面と線接触する接触初期にあつては、線接触の長
さは最小で支持平面22の中央の直径部分へ行く
につれて次第に長くなり、それより遠ざかるにつ
れて次第に短くなるので、負荷はそれにつれて順
次増大し最大となつた後、順次減少することとな
り、第2には前記により負荷の開始時にはニード
ル23の中間にかかつた負荷が次第に全長にかか
ることとなることから、開始時にニードル全体に
一時に負荷がかかるのに比べて、ニードルに23
の負荷の開始及び解除が円滑に行われることとな
る。
継手が滑動すると、ニードル23は常に軸2の
軸線Xと平行な方向に転動する。この運動によ
り、中間要素20に対してニードル23、すなわ
ち保持器24が同方向に変位してもニードル23
列の軸線X方向の長さが、中間要素20の支持平
面22の同方向の長さより長いことから、支持平
面22にニードル23と接触していない部分を生
ずることがなくて、ニードル23による負荷状態
に変更を生じない。
この運動中中間要素20がある角度をもつてト
ルクを受け、第2要素10に形成された球形支持
凹面14に対して滑動すると、一定値で一定方向
のモーメントを生ずる。
前記のようにしてこの継手がある角度をもつて
作動するとき、翼部3の両側支持平面4に対する
中間要素20の支持平面22の並進運動が、両支
持平面4,22間にあつて、支持平面22の全並
進方向にわたつてニードル23がこれに接触し
て、小さな抵抗のもとに滑り運動をすることとな
る。このためにこの並進運動は滑り運動の変動を
起さず、かつ軸になんらの周期的軸方向応力を発
生しない。
このようにゼロ作動角、又は大きい作動角での
極めて自由な軸方向滑動がえられることから、い
ずれの状態にあつても軸方向振動が吸収され、自
動車の車体に振動を発生せず、快適な乗心地が得
られることである。
第6,7図に示す戻し機構は、(1)第2要素10
に対して第1要素1が軸方向に変位した際、3つ
の保持器2をすべて右方向又は左方向へ同様に変
位し、(2)この継手がある角度をもつて回転するこ
とにより、第1要素1の翼部3の支持平面4に対
する中間要素20の3つの保持器24を交互に並
進する。
この場合、2つのスパイダ部材30は第1要素
1の軸線Xと第2要素10の軸線Y間との間の傾
斜のほぼ1/2に相当する傾斜となる。
ばね34,35はスパイダ部材30をロツド3
3の軸線と垂直な中間位置に位置させる。第7図
はばね34が圧縮され、ばね35が伸長される極
限位置を示す。これによつて軸方向の力が生じ、
2つのスパイダ部材30を右方に向つて、従つて
保持器24を中間位置に戻させようとし、この力
は矢印F2で示すものではなく、矢印F1で示す力
である。さらに、これらの2つの力F1,F2は戻
し運動、即ち2つのスパイダ部材30の平面をロ
ツド33の軸線と垂直な位置に偏倚する復帰モー
メントを発生する。
第8,第9図は、この発明に係る滑動可能な等
速回転継手の他の実施例を示す。この継手は軸部
102と剛接された3脚を有する第2要素101
を含む。この第2要素101はその軸線のまわり
に120度間隔で配置された3つの球形部材103
を担持する。これらの球形部材103は平面10
4上で軸線に対して垂直に断ち切られ、これによ
つて後述するように中間要素120の取付けを可
能にする。
1対の支持平面112によつて構成された走路
を相互間にもつ3つの分岐部111を含むチユリ
ツプ形要素によつて第1要素110が構成され、
各支持平面112は互に平行でかつ第1要素11
0の軸線と平行である。
中間要素120が球形部材103と支持平面1
12との間に配置され、該中間要素120は、端
壁121及び横壁122を含むU字形構造をも
ち、横壁122は、一方において球形部材103
と協働する球形支持凹面123を、他方において
走路を構成する支持表面112と平行な支持平面
124をもつている。第1実施例におけるように
保持器126によつて保持されたニードル125
の列は、第1要素110と中間要素120の対向
する支持平面間に配置される。
これらの保持器126は、長方形状で、かつニ
ードルを収容する空洞128をもつ長側壁127
を含む。一方の短側壁129には円弧部129a
が形成され、これによつて軸102の角運動を許
す。
この継手部の内部を外部の塵埃等から保護する
ために、第1要素110は、内側に密閉ベローズ
(図示せず)を固定することができる溝131を
有する金属の囲いスリーブによつて構成されたカ
バー130によつて包囲され、前記密閉ベローズ
とカバーー130によつて継手部は密封される。
このカバーは第1要素110の3つの分岐部11
1間にあつて、保持器126の短側壁129に対
向した位置に内向突出部132をもつている。こ
れらの突出部132は、各保持器126が中間要
素から外方位置へ移動した際、その終点において
短側壁129の円弧部129aに係合してそれ以
上の移動を抑止する抑止部として作用する。
保持器126用の弾性変形可能な戻し機構(図
示せず)が配設され、かつ第1実施例に関して記
述しかつ図示されたものと同様である。
第3実施例を第10、第11図に示す。この継
手は大むね円筒形の第1要素200を含み、この
要素200はその軸線のまわりに120度ずつ隔つ
て配置された半径方向内方へ延びる3つの翼部2
01を具備する。これらの翼部201はそれぞれ
2つの半径方向肩部203によつて限定された2
つの支持平面202をもつている。また第1要素
200は固定用孔204及び密閉用ベローズ(図
示せず)の末端部分を受入れる環状溝205を含
む。
この継手は軸211と剛接され、かつ軸211
の軸線に対して120度間隔で配置された3つの球
形空洞212をもつ第2要素210を含む。
球形支持凸面221と支持平面222とをもつ
中間要素220が第1、第2要素200,210
間に配置され、その支持凸面221は第2要素2
10の支持凹面212内に受入れられるが、支持
平面222は第1要素200の支持平面と平行で
ある。前述の実施例のように、対向する支持平面
間にニードル223が配置され、これらのニード
ル223は保持器224内に保持されている。こ
れらの保持器224は軸の相対傾斜を許すように
それらの内側端に傾斜表面225をもつている。
さらに、保持器224の2つの長側壁228を
連結する短側壁227間に戻しばね226が配置
され、かつ翼部201支持平面202をもつてい
る。これらの短側壁227はまた切除された円弧
部227aをもつている。この実施例の動作及び
利点は、第1実施例について述べたことと同様で
ある。
第12図は、保持器300によつて担持された
ニードル302が協働するころがりピンをもつ要
素301に対して、保持器300を戻すための弾
性的に変形可能な機構の特に簡単な変形例を示
す。この装置は、相互に120度ずつの間隔で配置
された3つの分岐部304をもつ例えばナイロン
などのプラスチツク材料で鋳造された部材303
を含む。各分岐部304の末端にはクリツプ30
5又は他の適当な部材が配設され、この部材は保
持器300の短側壁306と係合する。部材30
3の中央部分には空洞307が形成され、この空
洞307内にコイルばね308が装着され、その
先端は要素301の空洞309内に固定される。
このような戻し機構は、勿論上述の継手の種々の
実施例に用いることができる。
この発明は前記のようであつて、第1、第2要
素間に中間要素を配置し、第1要素と中間要素の
対向支持平面間に直線状のころがり要素列を設け
て軸方向移動を可能とし、第2要素と中間要素と
は両者の球形支持面によつて角方向に相対的移動
が可能となつていて、中間要素の支持平面は円形
となつており、それに対するころがり要素の線接
触の長さは接触初期は短くて中央にかけて順次長
くなり、それより遠ざかるにつれて順次短くなつ
て行くので、それに応じて負荷も変動し、接触初
期の小さな負荷から順次大きな負荷となり、また
小さな負荷へと移行することから、ころがり要素
列の軸方向の移動が軽快になされ、さらにころが
り要素列の軸方向の長さは中間要素の支持平面の
軸方向長さより長くしてあるので、第2要素に対
して第1要素が軸線方向に移動して、それまで中
間要素の支持平面に接触していたころがり要素
が、支持平面から非接触位置へ移動しても、軸線
の前後方向においてそれと反対側にあるころがり
要素が中間要素の支持平面と接触するようになつ
て、支持平面ところがり要素との接触状態に変化
がなく、このようにして第1要素に対する第2要
素の軸方向及び角方向変位がきわめて軽快かつが
たつき及び振動を生ずることなく実現されるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の縦断正面図、第2
図は第1図の線2−2に沿つてとられた断面図、
第3図は第2図の線3−3に沿つてとられた断面
図、第4図は第3図の線4−4に沿つてとられた
断面図、第5図は保持器内のニードルの取付詳細
図、第6、第7図は保持器用の弾性的に変形可能
な復帰装置の作動を示す部分断面図、第8図はこ
の発明の他の実施例の正面図、第9図は一部が第
8図の線9−9に沿つてとられた断面図、第10
図はこの発明のさらに他の実施例の一部縦断正面
図、第11図は第10図の線11−11に沿つて
とられた断面図、第12図は弾性変形可能な復帰
装置の変形例の部分断面図である。 1,110,200……第1要素、2,102
……軸部、3,201……翼部、4,202……
支持平面、5,6,203……肩部、10,10
1,210……第2要素、11……孔、12……
開口、14,212……球形支持凹面、20,1
20,220……中間要素、21,221……球
形支持凸面、22,222……支持平面、23,
125,223,302……ニードル、24,1
26,224,300……保持器、25,12
7,228……長側壁、26,128……空洞、
27,129,227,306……短側壁、28
……先端部分、30……スパイダ部材、31……
分岐部、32……頭部、33……ロツド、34…
…ばね、35……ばね、36……末端部分、10
2……軸、103……球形部材、104……支持
平面、111……分岐部、112……支持平面、
121……端壁、122……横壁、123……球
形支持凹面、124……支持平面、129……円
弧部、130……カバー、131……溝、132
……突出部、204……固定用孔、205……円
形溝、211……軸、225……傾斜表面、22
6……戻しばね、227a……切除部、301…
…要素、303……保持部材、304……分岐部
分、305……ホルダ、307……空洞、308
……コイルばね、309……空洞。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1軸線を有し、そのまわりに120度の角度
    間隔をもつて配置された3対の支持平面が形成さ
    れ、各対の支持平面が相互にかつ第1軸線と平行
    になつている第1要素と、第2軸線を有し、その
    まわりに120度の角度間隔をもつて配置された半
    径方向に延びる部位に3対の球形支持面をもつ第
    2要素と、第1要素の支持平面と第2要素の球形
    支持面との間に配置され、前記支持平面と平行に
    対向する支持平面及び前記球形支持面と適合する
    球形支持面を有する中間要素と、第1要素の各支
    持平面と中間要素の各支持面との間に配置された
    直線状のころがり要素列と、各ころがり要素列を
    保持する長側壁を有し、第1、第2要素の直線及
    び角運動の双方を許す保持器とを具え、長側壁に
    保持されたころがり要素列の軸方向の長さは中間
    要素の支持平面の軸方向の長さより長くなつてい
    ることを特徴とする等速回転継手。 2 各保持器が第1要素の肩部間に半径方向に維
    持されている特許請求の範囲第1項記載の等速回
    転継手。 3 各保持器が1列のころがり要素を担持する2
    つの対向する長側壁を有し、この長側壁が短側壁
    によつて連結されている特許請求の範囲第1項か
    ら第2項までのいずれか1項記載の等速回転継
    手。 4 ころがり要素がニードルからなる特許請求の
    範囲第1項から第3項までのいずれか1項記載の
    等速回転継手。 5 保持器と第1要素又は第2要素との間に保持
    器を中間位置に弾性的に戻す部材を有する特許請
    求の範囲第1項から第4項までのいずれか1項記
    載の等速回転継手。 6 戻し部材が3つの分岐部をもつ少くとも1つ
    のスパイダ部材からなり、前記分岐部の末端部分
    が保持器の短側壁と係合され、スパイダ部材と第
    1要素との間に少くとも1つのばねが介装されて
    いる特許請求の範囲第5項記載の等速回転継手。 7 各保持器と第1要素又は第2要素の末端表面
    との間に少くとも1つの戻しばねを有する特許請
    求の範囲第5項記載の等速回転継手。 8 中間要素が支持平面と球形支持凹面、又は支
    持平面と球形支持凸面とを具えた6個の要素によ
    つて構成されている特許請求の範囲第1項から第
    7項までのいずれか1項記載の等速回転継手。 9 中間要素が2組のそれぞれ支持平面及び球形
    支持面を有するU字形構造体からなる特許請求の
    範囲第1項から第7項までのいずれか1項記載の
    等速回転継手。
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