JPH0357334B2 - - Google Patents

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JPH0357334B2
JPH0357334B2 JP57147893A JP14789382A JPH0357334B2 JP H0357334 B2 JPH0357334 B2 JP H0357334B2 JP 57147893 A JP57147893 A JP 57147893A JP 14789382 A JP14789382 A JP 14789382A JP H0357334 B2 JPH0357334 B2 JP H0357334B2
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2003/22303—Details of ball cages
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、その内面に軌道が設けられている中
空外側機素と、その外面に対応する軌道が設けら
れている外側機素内にある内側機素と、外側機素
及び内側機素の軌道に回転トルク伝達のために収
容されているボールと、外側機素と内側機素との
間に配設され、ボールが公転するボール面中にあ
る開口によつてボールを保持するケージとを備え
た等速継手にして、ケージは球状制御領域及び中
空球状制御領域とを有し、制御領域の中心点は両
側面上かつボール面に対して等距離に位置しそし
て制御領域は外側機素の制御領域及び内側機素の
球状制御領域と協働する等速継手に関する。
（従来の技術） 従来のこの種の等速継手としては例えば米国特
許第2046584号に示すような固定継手式の構造を
有するものがあり、ケージの凸状の制御領域は外
側機素上の凹状面で案内され、また内側機素の凸
状の外側面はケージの凹状の制御領域に案内さ
れ、両制御領域は夫々の中心点を含む半径方向の
面の両側に延びている。この構造に於いては継手
の屈曲運動の範囲内で適当な最小軌道深さを確保
するためにはボール面から制御領域の中心点への
間隔〔オフセツトと称する〕とボールの半径との
間の比を非常に小さい値に維持する必要があり、
このことは内側機素と外側機素の双方ともに必要
なことである。しかしながら小さなオフセツトは
継手の構造と作動に相当のマイナス効果を伴う。
継手構成部品は著しい締まり嵌めを必要とするか
ら、熱膨張による〓間を最小限にしなければなら
ない。更に制御力はここで使用するレバーアーム
が短かくなるのに応じて増大する。この結果ケー
ジ、ボール及び軌道は大きな負荷を受けかつ継手
の実用寿命は相当に短縮される。
オフセツトを増大する場合には軌道深さを最小
限に減少させることが必要となり、そうするとボ
ール及び軌道が高い負荷を受け、その結果同様に
ケージも高い負荷を受け、各々伝動し得る最大ト
ルクが小さくなる。他方では比較的大きな最小軌
道深さは継手の比較的大きな角度の屈曲運動を可
能にする。
更にこの構造の場合に内側機素をケージに組込
むには、内側機素を90゜回転させてケージにねじ
込むのであるが、このためにケージは比較的に長
い開口を備えることが必要である。その結果、ケ
ージの回転運動に関する対称性は制約される。こ
の継手を組立てる際には、内側機素をケージに組
込み、該ケージを外側機素に嵌め込んだ後に、内
側機素を外側機素に関して90゜に渡つて傾斜させ、
ボールを挿入する。このような継手の場合には常
に、スプライン嵌合等によつて軸に結合させる中
空部分を内側機素に設ける必要がある。継手の所
定寸法を決定するためには、最大のトルク必要条
件に合致するように内側機素の壁厚とスプライン
の取付寸法を決定する必要があるので、ボールの
大きさ、従つてボールの大きさによつてトルクを
制限する必要がある。
上記の構造を有する滑り式の別の等速継手の場
合〔西独特許第1297425号〕に、ケージの凸状の
制御領域が外側機素の凹状面で案内され、しかも
内側機素の制御領域はケージの制御領域で案内さ
れ、これらケージの制御領域は対称的に配置され
ている。内側機素を差込式にして軸方向でケージ
へ組込むために、円筒状の通孔をケージ開口に延
びるケージの一端部に設け、ケージ開口の直径を
内側機素の外径より大きくする。オフセツトと最
小軌道深さとの間の関係をこの場合も同様に決定
する。更に、通孔の最大直径、換言すれば内側機
素の外径がケージ開口のボールの位置とボールの
半径方向運動によつて制限されるということによ
つて軌道深さは減少する。
オフセツトを増大すると、ケージ開口内のボー
ルの半径方向運動は増大し、最小軌道深さは更に
減少する（この関係については西独特許第
2164431号明細書に詳しく開示されている）。この
構造の継手においては、外側機素に関して線接触
が存在するから、高い制御力はケージの凸状の制
御領域に著しい摩耗を生じることを回避できな
い。この接触点におけるケージの摩耗は、等速運
動面の過度な制御の原因となり、その結果軌道に
は過大な応力が作用し、従つて継手の実用寿命を
加速度的に短縮する。この結果継手は屈曲運動が
比較的小さい角度の条件でのみ実用される。
（発明の課題） 本発明の目的は従来知られている継手に存在し
ている欠点を解消することであり、特に、実用寿
命の改良と屈曲運動の許容角度を大きくすること
を、軸方向に組込まれる内側機素を使用すること
により達成せんとするものである。
（課題の解決のための手段） 本発明によれば、本発明の課題は特許請求の範
囲第１項に記載の特徴部に記載された構成によつ
て達成されることができる。
本発明によるものとして、従来に比べて複雑で
なく、狭い領域で軌道深さを大きくできるような
方法で制御領域を形成することができ、ケージ、
更には内側機素と外側機素の双方又はいずれか一
方の構造を制御領域を構成しない面に自由に適合
させることができる。
本発明による構造に於いて、内側機素は前記の
領域において例えば円筒形又は円錐形であり、従
つて最小軌道深さを相応して増大できる。一方、
軌道深さを増大できない場合には、オフセツトを
適宜増大させることができる。オフセツト及びオ
フセツトと軌道深さの関係を連続的に変化させる
ことができ、従つて特殊な装置に対し最も良好な
結果を与えることができる。
本発明者は、課題を解決するには、トルクの伝
達に当つて制御領域の全領域に亘つて負荷を受け
る必要はないと認識した。面接触により制御する
際に、制御領域の面積が減少するが、実際にはボ
ール面から離れた面のみがトルク負荷を基本的に
受けることを意味し、単位面積当りの圧力が増大
するということにはならない。線接触の場合（滑
り継手）、実際にはボール面から離れた面のみが
負荷を受けるが単位面積の圧力は変わらない。こ
の場合は、単位面積当りの圧力減少はオフセツト
やそれぞれのレバーアームの増大や、更には最小
軌道深さの増大及おび継手に対する内部応力の減
少の結果として決まるというのが適切である。実
用寿命は、余分な力による負荷を軽減することで
延びるのである。
等速継手が更に付加的で、ばらつきがあつたり
不規則な軸方向の力を受ける場合には軸方向にお
ける作動の安全性が必要であり、本発明の他の特
徴は、上記の点につき内側機素をケージに対して
軸方向で固定することや、ケージを外側機素に対
して軸方向で固定すること更には内側機素を制御
領域の反対方向で外側機素に対して軸方向で固定
すること等々を適宜行うことにより上記の安全性
を満たすことである。
軸方向の固定は、その結果として固定手段を強
度及び振動の双方に関して継手に対して予測され
る軸方向の負荷と一致するように最適状態に構成
されるという利点をもつて制御領域とは無関係に
配置され得るようになつている。
即ち、例えば軸方向での固定はスパイラル軌道
又はばね機素を使用する力のロツク手段を用いて
達成できる。軸方向での固定の他の可能性として
は、制御領域と同心に延びている制限領域を使用
する積極的なロツク手段により達成できる。
本発明の上記の如き改良点は、本発明の上記目
的の意味に於ける軸方向の固定が、ケージや内側
機素の制御領域を各中心点を通る半径方向の面を
起点として所定の距離まで延ばされており、継手
の主制御に加えて補助制御を行うことにより為さ
れるということである。これによつて継手の構造
を更に改善できる。軸方向での固定により外向き
の力が生じ、その結果より大きな範囲にまで外向
きにボール面を押圧し、それによつて制御領域が
更に短くされることができる。
もし固定をばね機素を使用して行うならば、こ
れらばね機素は例えば遊〓無しに内側機素をケー
ジの凹状の制御領域に当接せしめるので、制御を
更に改善できる。軸方向のばね力の結果として制
御領域と内側機素との間の接触点は等速運動面か
ら更に移動する。
等速継手の一部分にスパイラル形状の軌道を設
けることは他の部分に対する反対向きのスパイラ
ル形状の軌道の採用を必要とする。従来知られて
いるように、軌道は付加的な制御を行うことがで
き、更に継手の軸方向の固定を確実にするトルク
によつて、軸方向の力を発生させる。積極的なロ
ツク手段を使用する固定の場合には主としてボー
ル軌道の主負荷領域の外側で使用することにな
り、その結果ボール軌道は大きな自由度の運動が
できかつ信頼性に富むようにできる。
もし従来知られているケージが差込式で外側機
素に固定されており、ボール面の方向に向うその
側面が内側機素の相応する領域の最も大きい直径
と少なくとも等しい半径の円筒形状を有してお
り、しかも継手が真直位置でのみ組立てることが
できるような構造に内側機素が形成されていれば
効果がある。このために内側機素に円錐面を設け
ることができる。その際先ず外側機素にケージを
組込む。
ここでは固定式の継手又はプランジヤ式の継手
のいずれかとする。次にボールはケージの内側か
らケージ開口を経て外側機素の軌道に挿入され
る。次に内側機素を軸方向に取付ける。
他の実施例において、従来知られているケージ
が差込式で外側機素に固定されており、しかもボ
ール面の方向に向うその側面は内側機素に相応す
る領域に溝を有しており、内側機素の回転軸線か
らの溝の間隔は少なくとも内側機素の最大直径と
等しくなつており、それによつて溝は内側機素の
外形又はそれぞれのウエブと整合する。次いで組
立ては上記と同様な方法で行われる。溝はケージ
開口でウエブの領域に位置せしめられ、継手を傾
斜させれば軸方向の固定が行われる。
0゜の領域にうおける固定領域の延長は、ケージ
のウエブに対して開口長さとボール直径との差の
半分よりも大きな距離だけ周囲方向に相互にずら
されて配置することにより行われる。この場合
に、組立ては上記の方法で行うことができ、しか
も内側機素を押入れる時にケージをボールに対す
る回転方向の中心で回転させることができるよう
にするだけでよいが、これは継手としての弾性領
域内である。
本発明による滑り継手の構造は、基本的には、
外側機素の凹状面がスライドの滑り長さに相応す
る長さを有しかつその主方向において軌道を軸平
行に延ばすか又はねじ状に延ばすこそによつて達
成される。
固定式の継手に関して、軌道深さを最大限に利
用しかつ同時に製造コストを減じるために本発明
によつて提供それた基本的概念は、略ボール面か
ら始まる継手機素の軌道軸線の半径をその主方向
においてこの継手機素の制御領域における主軸線
に平行とし、他の領域において次第に減少させ、
しかもボール面から見た時に他の継手機素の軌道
がこの鏡像対称となるようにすることとして示さ
れる。
このため角度を傾斜させた領域において存在し
ている軌道の深さが最小値を示すように減少して
いる。更に内側機素と外側機素における軌道はア
ンダーカツトがなく、従つて製造は電解質の腐食
工程だけでなく冷間プレス又は焼結のような軸方
向の金属成形工程を用いることができる。
本発明に係る等速継手を説明する前に、説明の
都合上従来の等速継手の例を第１図及び第２図に
基づき説明する。
（具体的な従来技術の説明） 第１図は、外側機素１、内側機素２、ケージ
３、ボール４、凹状の制御領域３１、外側機素１
と内側機素２の軸線に対し平行な軌道４１，４２
及びケージ開口４３を示している。継手の遊〓は
清浄のためにかなり大きくなつている。第１図中
Ａ−Ａは外側機素１の回転軸線、Ｉ−Ｉは内側機
素２の回転軸線、更に、Ｋ−Ｋはケージ３の回軸
線である。図中O1はケージ３の凸状の制御領域
の中心点であり、O2は凹状の制御領域の中心点
である。またA′−A′はO1を通る外側機素の垂直
面である。K′−K′は等速運動面又はボール面と
呼ばれ、ボール中心を含む面である。点Ｚは軸線
Ａ−Ａ、Ｉ−Ｉとボール面がK′−K′とが交差す
る点でありかつ継手の屈曲運動の中心である。
継手がトルクを受ける場合に、ケージ３は傾斜
運動を受ける（この関係では西独特許第2323822
号明細書を参照）。この傾斜運動は傾斜運動の方
向、即ち矢印MKの方向に、点Ｚを中心として成
る軸方向の面にケージ３を傾斜させる。ケージ３
は、外側機素１と内側機素２の相対する面にある
制御領域によつて２点P1、P2で支持されている。
これらの点P1、P2は面A′−A′と面I′−I′にそれぞ
れ位置する。これらの面A′−A′，I′−I′は有効レ
バーアームＺ−O1とＺ−O2に対して直角である
からである。これらの面A′−A′，I′−I′は、ケー
ジ３を支持している場合で、継手が真直な位置に
ある時にボール面K′−K′に平行になり、かつ屈
曲角度が増大するにつれてボール面K′−K′から
離れる。その結果ボール面K′−K′から離れる制
御領域の側のみがトルク又は傾斜運動をそれぞれ
受けるようになる。制御領域の他方の側は、軸方
向の固定部でスラストを受けるために役立つ。こ
れは継手スペースの最も重要な部分、即ちトルク
の伝動がしばしば生じる部分又は専らトルクの伝
動を行う部分を使用することを要する。
ケージ３の傾斜運動の結果としては、遊〓及び
軌道形状によつて内側機素２が外側機素１に対し
て回転により偏心して位置するようになり、従つ
て、ボール４は一方の領域において一層大きくな
つた遊〓を受けかつ他方の領域において一層小さ
くなつた遊〓を受ける。これらは軌道４１，４２
上の点F1，F2で支持される。
第１ａ図は第１図の例を図式的に示しており、
図中の符号は第１図と同一として使用している。
ケージ３をここでは無負荷状態で示す。ケージ３
がトルク荷重を受ける時に、ケージ３は点Ｚのま
わりで矢印MKの方向に動き、従つて点P1，P2に
は、それぞれ外側機素１と内側機素２とを、支持
することになる。外側機素１が中空円筒状である
差込式の継手とすると接触点P1は不変となる。
（本発明の実施例） 以下本発明の原理及び更なる特徴を第２図以下
の図面に基づいて説明するが、従来と同一乃至類
似の部分には同一の符号を付してある。又以下の
各実施例に於いても上記と同様にしてある。
第２図は本発明に係る等速継手に用いるケージ
３の基本的な形状を示す部分断面図で、制御領域
３５，３１が図示されている。制御領域３５，３
１の中心点O1，O2はボール面K′−K′から等距離
のケージ３の軸線Ｋ−Ｋ上に位置する。図示の如
く、制御領域３１，３５は夫々軸線I′−I′，A′−
A′から始まつて、負荷を受ける面であるボール
面K′−K′から離れる側へと延びている。ボール
面K′−K′側にあるケージ３の側面３１′は、制御
領域３１の半径よりも中心点O2からの距離が大
きくなつている。他方、ボール面K′−K′と反対
側の側面３５′は制御領域３５の半径よりも中心
点O1からの距離が小さくなつている。前記側面
３１′と３５′を制御領域３１，３５の形状に従つ
て延ばした仮想軌道は点線３１″と３５″によつて
示されている。この仮想軌道まで延ばせば最小軌
道深さ、オフセツト、即ちボール面K′−K′から
中心点O1，O2までの距離を有効に増大させるこ
とができることを意味している。
制御領域３５と３１とを通り、中心O1，O2か
ら半径方向に引いた線０，１，２，３，４は、例
えば、0゜、10゜20゜、30゜、40゜の屈曲角度における
ケ
ージ３の負荷位置を示す。概略的には一定のトル
クにより、傾斜モーメントは、先ず屈曲角度に比
例して増大し、次いで、もしこれに従い、制御領
域によつて支持力が半径線の方向で受けられるな
らば、一般的傾向として、支持力は線PA、PIに
沿う。この第２図からわかるように、制御領域３
５，３１の半分が負荷を受けるだけでなく、負荷
が増大するに従つて負荷点がボール面K′−K′か
ら益々離れるということが分る。
第３図は本発明に係る第１実施例を示す図で、
外側機素１と内側機素２との間でケージ３を制御
するようになつている。制御領域３１は対称平面
I′O2に向かつてせり上がつている。点O2は制御領
域３１の中心点である。また接続領域３０は円筒
形状である。内側機素２の外形は、ケージ３に相
応させてあり、最初に制御領域２１が制御領域３
１に接続し、次いで接続領域２２へと続いてい
る。円錐体の頂部の半分の角度は継手の最大屈曲
運動角度の半分に対応している。更に、外側機素
１の制御領域１１は対称面A′−O1に向かつて拡
大しており、これに続く接続領域１２は円筒状と
なつている。また、ケージ３の制御領域３５は球
状であり、これに円錐状の接続領域３６が続いて
いる。この接続領域３６の頂角は継手の最大屈曲
運動感度より大きくしてある。比較のために、一
点鎖線D1は従来の例に於ける内側機素の外形を
示す。図から明らかなように、本発明は軌道深さ
を相当に改善することができる。
ボール４は、屈曲運動の最大角度に於いて内側
機素２の軌道４２に沿つて面L1，L2に達するま
で移動する。軌道深さT1，T2は、夫々従来の例
及び本実施例に於けるものを比較して示してあ
り、継手が真直位置である時にのみ内側機素２を
ケージ３から移動させることができるようになつ
ている。継手が屈曲運動する際内側機素２の接続
領域３０の軸線に対して傾斜しており、その結果
内側機素２をこの位置まで引込むことはできな
い。
第４図は第２実施例を示しており、ケージ３の
制御領域３１は漸次に幅広になる円錐状接続領域
３２に続いている。この制御領域３１に続く制限
領域３３は球状であり、制御領域３１と同心円と
して形成されている。更に内側機素２は制御領域
２１内に於いて球形で、線I′−O2に関して対称で
あり、次いで接続領域２２で円筒状となつてい
る。又内側機素２の制限領域２３は、制御領域３
１に関して同心円である。ケージ３の制御領域３
１は、内側機素２の制限領域２２と同径である。
この例に於いても、制限領域２３を制限領域３３
で覆うようにすることにより、先の例と同様、継
手の屈曲状態では内側機素２を引き抜くことは不
可能である。一点鎖線D1は従来の例に於ける内
側機素２の形状を示している。ボール４は屈曲運
動が最大角度をとつて面L1，L2に到るまでボー
ル４の軌道に沿つて図中右方へ運動する。T1は
従来の例の場合の軌道深さを示し、T2は本発明
の実施例における軌道深さを示す。屈曲運動のオ
フセツト又は屈曲角度が大きくなればなる程軌道
深さT1，T2の差は大きくなる。
第５図は、第３実施例を示しており、ケージ３
の内面形状は第３図と同様で、かつ中心点O2の
制御領域３１に円錐状接続領域３２が続き、更に
制限領域３３が続いている。中心点O2での内側
機素２の制御領域２１は対称平面I′−O2にまで続
き、対称平面上の点から接続領域２２、制限領域
２３が続いている。固定部材６は、ケージ３の制
限領域３３に圧入して固定されており、該固定部
材６の制限領域６１は上記中心O2をその中心点
としかつ内側機素２の制限領域２３に当接してい
る。これによつて内側機素２はケージ３に対して
軸方向を固定されている。軸方向を固定は内側機
素２において軌道とボールの負荷領域の外側で行
われる。固定部材６は弾性部材でもよく、又は特
殊な場合には剛体であつてもよい。固定部材６の
制御領域６１と、中心点O2及び軸線I′のなす角度
はこの例では従来の例に於ける角度よりも大き
く、従つて軸方向の力によつて発生する「破砕
力」として知られる半径方向の分力を減少させる
ことができ、その結果としてケージ３が受ける負
荷を減少させることができる。ケージ３の制御領
域３５は中心としてオフセツト点O1を有する。
外面３６はこれに対して接線方向に延びかつ円錐
形状であり、この外面３６に中心点がO1である
固定領域３７が続いている。同様に、固定部材５
を外側機素１の平面１３に固定してある。固定部
材５の制限領域５１は固定領域３７に支持され、
従つてケージ３の固定は固定領域３７により積極
的又は消極的に行われ、軸方向の力によつて生じ
る「破砕力」の影響は従来より小さい。
比較の為に球状とされた従来の場合の内側機素
２の輪郭を一点鎖線D1によつて示す。更に、一
点鎖線で示された輪郭DAは図示の如くオフセツ
ト値に関しては従来のものに相当する。また、内
側機素２の軌道深さが減少していることとは無関
係に、この輪郭を有するケージを作ることが実際
には不可能であることが分る。
第６図には第４実施例として固定式の継手とし
た場合の例を示しており、ケージ３は、外側機素
１の制御領域１１に於ける凸状面３５０によつて
案内されている。点線３９は開口の真中の領域に
於けるケージ３上にあつて軸線に平行な溝を示
し、開口は外側機素１に於いてケージ３が差込み
式の組立体の場合に必要である（例えば、西独特
許公告第2114536号明細書参照）。ケージ３の内部
形状は制御領域３１を有し、その制御領域３１は
線O2−I′で対称面となつており、これに次いで接
続領域３２及び同心の制限領域３３が続く。ケー
ジ３の厚い部分において、中空円筒３４が内側機
素２の軸方向の導入のために設けられている。内
側機素２の輪郭は制御領域２１、接続領域２２及
びこれに続く制限領域２３から成り、制限領域２
３は主として内側機素２を固定する作用を有す
る。外側機素１の平面１３には固定部材５を取付
け、該固定部材５は制限領域５１を有し、外側機
素１の制限領域１１と同一直径を有している。内
側機素２と外側機素１との間の取付けは、固定部
材７を使用して行われる。固定部材７は内側機素
２の制限領域２３に支持される制限領域７２及び
固定部材５の制限領域５１に支持され、傾斜した
時には外側機素１の制御領域１１に支持される制
限領域７１を有する。固定部材７の外径７３はケ
ージ３の円筒状面３４の直径に相応している。組
立てを行うために、ケージ３を外側機素１へ組付
けた後に、ボール４を外側機素１の軌道４１へ開
口を介して内側から挿入する。これに次いで内側
機素２、固定部材７、次いで固定部材５を取付け
る。ボール４は内側機素２の軌道４２に沿つて屈
曲の最大角度で面L1とL2に到るまで移動する。
第７図は第５実施例を示しており、ケージ３は
第５図に示された第３実施例のケージ３と基本的
には同様のものであるが、制限領域３３はケージ
３と一体になつている。内側機素２をケージ３に
組込むために、溝３４は固定部材３００に設けら
れ、固定部材３００はケージ３の開口の真中の領
域に取付けられ、従つて差込み式の組立を必要と
する。ボール４を外側からケージ３の開口４３を
通つて内側機素２の軌道４２に押し込み、次いで
全体の組立体を外側機素１の円筒面に沿つて挿入
する。
第８図には第６実施例として固定式の継手とし
た場合を示しており、外側機素１の軌道４１と内
側機素の軌道４２は点Ｏを中心とする円形であ
り、ケージ３の制御領域３１は、非対称である。
更に、制限領域３３はケージ３の厚い側に設け
る。内側機素２をケージ３に組込むために、溝３
０２がケージ３の周囲に設けられ、該溝３０２は
内側機素２の輪郭に相応する形状となつている。
溝３０２は、ケージ３の回転方向に於いてウエブ
状の面の外側に設けてあり、従つて内側機素２の
軸方向での組立は、ケージ３を更に回転させる場
合にのみ可能である。ケージ３の開口４３の長さ
が許容する限り、外側機素１に対してケージ３を
相対回転させることができる。ケージ３が継手の
弾性変形領域内でトルクを受けるならば、ケージ
３を1/100mmから1/10mmまで回転させることがで
きる。この位置に正確に溝３０２を設ければ、内
側機素２をケージ３に組込むことができる。実際
には、内側機素２を軸方向に取付け、その際軌道
４２の側面はケージ３を回転させる機能を有す
る。内側機素２を端部位置に取付けると、ケージ
３は弾性変形に相応する量だけ後退し、しかも内
側機素２が飛出すのを防止する。溝３０２は、摩
擦と遊〓によつて生じる負荷を受けてケージ３が
回転する方向とは反対の回転方向に互いに違いに
ずらされる。ボール４に対するケージ３の係脱機
構又は回転ロツク機構はこの原理によれば同様に
等しく採用できる。
第９図は第８図とほぼ同様であるが、次の相違
点がある第７実施例を示してある。ケージ３の凸
状の制御領域３５は外側機素１の制御領域１１に
よつて支持されている。外側機素１の軸方向の固
定領域１４及びケージ３の固定領域３７を設け、
これらの固定領域１４，３７により外側機素１に
於ける軌道４１の最大軌道深さは、面L1によつ
て特徴づけられた屈曲の最大角度領域において増
大する。輪郭DAを示す破線は従来の場合に外側
機素１の輪郭である。この措置は屈曲角度の範囲
において最小値を呈するところで軌道深さとして
増大される。このことは内側機素２にも通用す
る。その他の最大角度領域L2において、軌道深
さは自動的に大きくなる。内側機素２をケージ３
に固定することは環状の固定部材６を使用するこ
とで達成でき、該固定部材６をケージ３の溝３４
に取付け、その後に溶接、接着剤、ねじ等を使用
して組立てる。この解決法は、ケージ３の凸状面
に関してはこれまで説明した解決方法とは逆の作
動を行わせている。即ち、この場合には、ケージ
３の制御領域３５の外径が相当に減少され、その
結果として軌道深さは外側機素１で増大してい
る。
第１０図には、第８実施例として、最も良好な
軌道深さの値を得る例を示す。この例は、いわば
特殊な例であつて、外側機素１の軌道４１２，４
１１が互いに異なるように形成されている。軌道
４１２は点Ｏを中心として円形となつているのに
対し、軌道４１１は軸線に平行である。従来知ら
れているように、内側機素２の軌道軸線は互いに
鏡像関係になつていることが必要であり、ボール
面K′−Ｏは鏡面となる。これに次いで内側機素
２の軌道４２２は中心点Ｏに関して等しく形成さ
れており、軌道４２１の半分は軸線に平行となつ
ている。
外側機素１の軌道４１１の半分及び内側機素２
の軌道４２１の半分に夫々直線部分を設ける結果
として、円形軌道部分に対する最大限の利用は次
のように行うことができる。ケージ３の制御領域
３１の領域に於いては、軌道４２１の深さは減少
するが、しかしこれは完全な円形の場合（第９図
参照）には生じない。他方、軌道４１１の半分の
領域では軌道深さは、軌道のバランス及び継手の
高い性能を得るために大変に重要であり、軌道を
軸線に対して平行とすることによつて軌道深さは
増大されている。軌道は円や直線の如くきちんと
した形状のものにする必要はない。重要な問題は
製造可能であることである。第１０図の例はアン
ダーカツトがなく、簡単に製造し得るようになつ
ている。内側機素２をケージ３へ組込むために、
溝３０１を設けてある。溝３０１はケージ３の開
口間にあるウエブ状部分の領域に設けてある。固
定部材６０は0゜の屈曲運動角度に於いて軸方向で
固定するために設けられる。更に、固定部材６０
は軸方向に取付けられ且つケージ３の溝３０１を
充填する突出部分６２から成る。突出部分６２は
制限領域６１を有し、該制限領域６１は内側機素
２の制限領域２３に支持される。固定部材６０の
第二部分６３は、環状であり、固定部材６０を所
定位置に保持し且つ突出部分６２を案内する作用
を有する。しかしながら、第二部分６３は、突出
部分６２との間に凹部を形成することができ且つ
極端な場合には数個の補助部分から成るようにす
ることもできる。基本的には１つの突出部分６２
のみが必要であり軸方向の固定のため固定環６５
をケージ３の適当な溝に取付ければよい。
以上説明してきたように、本発明によれば、そ
の構成を、外側機素の制御領域及び内側機素の制
御領域が夫々外側機素１側、内側機素２側へ向い
ており、両制御領域３５，３１の夫々の中心O1，
O2を通る半径方向の面A′−A′，A′−O1，I′−I′，
I′−O2を起点としてボール面K′−K′，K′−Ｏか
ら遠ざかる側へ形成され又上記両制御領域３５，
３１以外のケージ３の側面でボール面K′−Ｋ，
K′Oへ向かう側面のうち、内側機素２側の制御領
域３１、接続領域３０，３２が、内側機素２の領
域内で制御領域３１の中心O2から該制御領域３
１の半径よりも大なる距離を有するか、そして外
側機素１側の側面３５′が、外側機素１の領域内
で該制御領域３５の中心O1から該制御領域３５
の半径よりも小なる距離を有するかの少なくとも
いずれか一方であるようにしたことにより、外側
機素の軸方向で内側機素を組立てられるようにな
り、又内側機素、外側機素、ケージ間のトルク伝
達に当つて両制御領域の全領域に亘つては負荷を
受けないようになり、両制御領域はたとい大きな
屈曲運動を行つても高い負荷を受けることがなく
なり、実用寿命を従来に比して大幅に延ばすこと
ができるようになるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の等速継手に於いて傾斜位置で
の遊〓及び負荷を示す軸方向断面図、第１ａ図
は、第１図による従来の等速継手の制御領域での
負荷の位置を示す概略説明図、第２図は、本発明
に係る等速継手に用いるケージの一実施例に於い
て制御領域に対する負荷の強度及び位置を示す概
略説明図、第３図は、円錐状の内側機素を有する
本発明に係る等速継手の第１実施例を示す部分断
面図、第４図は、円筒状の内側機素を有する本発
明に係る等速継手の第２実施例を示す部分断面
図、第５図は、ケージを外側機素と内側機素に軸
方向に固定した本発明に係る等速継手の第３実施
例を示す部分断面図、第６図は内側機素を外側機
素に軸方向に固定した本発明に係る等速継手の第
４実施例を示す部分断面図、第７図は、積極的な
ロツク装置を使用して内側機素をケージに軸方向
で固定し、滑り等速継手の第５実施例を示す部分
断面図、第８図は、円形軌道を有する本発明に係
る等速継手の第６実施例を示す部分断面図、第９
図は、第８図と同様に円形軌道を有し、ケージの
両側の面に制御領域が形成されている本発明に係
る等速継手の第７実施例を示す部分断面図そして
第１０図は、軌道がアンダカツトを有していない
本発明に係る等速継手の第８実施例を示す部分断
面図である。 図中符号、２……内側機素、３……ケージ、２
１……制御領域、２２……接続領域、３０，３２
……接続領域、DI……制御領域２１の仮想延長
線、O2……中心点、I′O……頂点平面、K′−Ｏ…
…ボール面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ その内面に軌道が設けられている中空外側機
    素と、その外面に対応する軌道が設けられている
    外側機素内にある内側機素と、外側機素及び内側
    機素の軌道に回転トルク伝達のために収容されて
    いるボールと、外側機素と内側機素との間に配設
    され、ボールが公転するボール面中にある開口に
    よつてボールを保持するケージとを備えた等速継
    手にして、ケージは球状制御領域及び中空球状制
    御領域とを有し、制御領域の中心点は両側面上か
    つボール面に対して等距離に位置しそして制御領
    域は外側機素の制御領域及び内側機素の球状制御
    領域と協働する等速継手において、 内側機素２の制御領域２１は少なくともその頂
    点平面I′O2の範囲に形成されており、そして内側
    機素２はその制御領域２１に続いて制御領域２１
    の中心点O2からボール面K′Oに向かう接続領域２
    ２を有し、接続領域２２は制御領域２１の仮想延
    長線D1の半径方向外方に位置し、そしてケージ
    ３はその中心点O2から離れる方向で、ボール面
    K′Oに向かつて略その頂点平面I′O2まで形成され
    ておりかつ接続領域３０，３２を有し、接続領域
    は内側機素２がケージ３に対してケージ３の制御
    領域３１の中心点O2のまわりで継手の最大屈曲
    角の少なくとも略1/2だけ旋回可能であるように、
    内側機素の接続領域２２から離れていることを特
    徴とする等速継手。 ２ 内側機素２の接続領域２２は制御領域２１に
    対して少なくとも接線平面方向に向いている、特
    許請求の範囲第１項記載の等速継手。 ３ 内側機素２の制御領域２１が少なくとも一側
    でボール面K′Oの方向においてその頂点平面I′O2
    の範囲まで延びている、特許請求の範囲第１項記
    載の等速継手。 ４ ケージ３の制御領域３１はボール面K′Oの方
    向においてほとんどその頂点平面I′O2にまで形成
    されている、特許請求の範囲第１項記載の等速継
    手。 ５ 制御領域３１に続くケージ３の接続領域３２
    はボール面K′Oの方向において略円錐状に拡がつ
    て継手の略最大曲折角度に相応して形成されてい
    る特許請求の範囲第１項記載の等速継手。 ６ 内側機素２の接続領域２２及びケージ３の接
    続領域３２の延長線上にケージ３に対する内側機
    素２のアキシヤル移動可能性の制限のためのそれ
    ぞれ１つの制限領域２３，３３，６１が設けられ
    ている、特許請求の範囲第１項記載の等速継手。 ７ 制限領域３３，６１がケージ３に直接又はケ
    ージ３と形状一体的に又は摩擦的に支持された固
    定部材６，６０に形成されている、特許請求の範
    囲第６項記載の等速継手。 ８ ケージ３に直接形成された制限領域３３の最
    小の内径が内側機素２の制限領域２３の最大外径
    よりも小さく形成されておりその際ケージ３の制
    限領域３３を通るアキシヤル方向の固定部材３０
    ０及び溝３０２が内側機素２の挿入のために設け
    られている特許請求の範囲第６項又は第７項記載
    の等速継手。 ９ ケージ３は、ケージ３が弾性変形領域内でト
    ルクを受ける場合に、外側機素１に対して回転可
    能に固定されておりそしてウエブの周囲形状の溝
    ３０２は内側機素２の軌道４２の間に相応して形
    成されており、かつウエブに対して周囲方向にお
    いて開口４３の間で該開口の長さとボール直径と
    の差の半分よりも大きい距離だけずらされている
    特許請求の範囲第８項記載の等速継手。 １０ ケージ３によつて芯立てされ、軸方向の制
    限領域７１，７２を有する固定部材７が設けられ
    ており、固定部材は外側機素１と内側機素２とに
    それぞれ設けられた制限領域５１と制限領域２３
    との間に挿入される、特許請求の範囲第１項記載
    の等速継手。 １１ 軌道区間４１１又は４２１はそれぞれ外側
    機素１又は内側機素２の制御領域の頂点平面の範
    囲において略ボール面K′Oまでその主方向におい
    て軸平行に経過し、これに軌道区間４１２又は４
    ２２の他の部分はそのラジアル距離が略ボール面
    K′Oから出発して減少している請求の範囲第１項
    から第１０項までのうちのいずれか１つに記載の
    等速継手。 １２ 外側機素１の接続領域１２が円筒状に形成
    されている、請求の範囲第１項から第９項までの
    うちのいずれか１つに記載の等速継手。 １３ ケージ３の球状制御領域３５がボール面
    K′Oを越えて、好ましくは継手の最大曲折角の略
    半分の曲折寸法だけ延ばされており、そして外側
    機素１の中空球状制御領域１１がボール面の方向
    において略頂点平面I′O2にまで延びており、その
    際制御領域１１，３５と同心で、ケージ３及び外
    側機素１に設けられ、直径上にアキシヤル方向に
    向かい合つている、略球状の固定領域１４，３７
    が設けられており、そしてその際該固定領域１
    ４，３７の曲率半径は制御領域１１，３５よりも
    大きい、請求の範囲第１項から第１１項までのう
    ちのいずれか１つに記載の等速継手。
JP57147893A 1981-08-29 1982-08-27 等速継手 Granted JPS5842833A (ja)

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