JP2640221B2 - 等速継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空外輪の内面に外輪
長手軸線を基準に子午面上に外側軌道溝が設けられてお
り、外輪の内部空間内に内輪が配置されており、内輪の
外面には、内輪長手軸線を基準に子午面上に内側軌道溝
が外側軌道溝に対向させて設けられており、それぞれ相
対向した内側軌道溝と外側軌道溝が協動してトルクを伝
達するボールを受容しており、該ボールが、外輪の内面
と内輪の外面との間の空隙内に配置された保持器の窓内
で案内されており、内側軌道溝と外側軌道溝が継手の片
側から出発してアンダカットなしに構成されており、保
持器が中空球形部分面によって内輪の外側球形面で案内
されている等速継手に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような等速継手がドイツ特許公報第
37 39 867号に述べられている。塑性加工によって内輪
を製造するとき材料を流動させねばならないのでかなり
の力が必要となる。特に、軌道溝の範囲ではそれを仕上
寸法に加工するために材料を押し出さねばならないが、
この仕上寸法への加工はそこに示された形状の場合、そ
の形状維持のための応力によってのみ行われることがで
きる。しかしこれは、守るべき精度に対してマイナスに
影響する。加工時に内輪を受容する金型は高圧を受けて
広がってしまう。更に、この加工方式には高いエネルギ
ー支出が必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、僅か
な力で、従って僅かなエネルギー支出で、但し高い精度
で、機能上重要な輪郭に関して塑性加工で製造すること
のできる内輪及び／又は外輪を備えた等速継手を提供す
ることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、内輪及び／又は外輪の軌道溝が内側軌道溝内での
ボールの行程と該行程の両端での余裕長さとを合わせた
長さに限定されており、前記行程が回転時の外輪に対す
る内輪の設計上予定された所定最大曲折時に生じ、軌道
溝の少なくとも一端が軌道溝に対して拡張された横断面
を有する溝部分に繋がっており、短縮された状態となる
軌道溝を有する内輪又は外輪が塑性加工によって製造さ
れていることによって解決される。

【０００５】外輪長手軸線と内輪長手軸線が１平面にあ
る場合、内輪が外輪に対して持ち上がるときに一方の極
限位置から他方の極限位置に至るボールの行程に、強度
上の理由から末端における安全余裕を加えたものに一致
した最大長さに、軌道溝、特に内側軌道溝が短縮される
ことによって、正確な寸法で塑性加工で作製されねばな
らない面が著しく減少する。これにより、塑性加工のた
めに加えねばならない力を著しく低減することが可能と
なる。軌道溝に軸線方向で続く拡張された溝部分が、押
し出された材料を受容するのに利用することができるこ
とから、力が更に低減する。そのことから、同様に、塑
性加工時に寸法安定性が向上し、従って一層狭い公差が
達成される。塑性加工は複数の段階で行うことができ、
その際、最終段階が全体の圧印加工であり、これは２つ
の金型間で行われ、少なくとも軌道溝にまで及ぶ。しか
し、好ましくは、軌道溝の横のすべての機能面が、例え
ば保持器を案内するのに役立つ内輪の外側球形面も、同
時に仕上寸法に型打加工される。その際、加工は押出し
式型打加工として行われ、そのことから帰結する利点と
して必要となる力が減少し又精度が向上する。

【０００６】内側軌道溝の横断面の構成と、その作業範
囲にわたる延設とに関しては、例えば、ドイツ特許公報
第 39 04 655号（米国特許公報第 49 68 287号）に述べ
られた解決策が考慮に値する。寸法安定性は、所要の成
形力を同時に一層小さくして、内側軌道溝が、その長さ
にわたって延びた少なくとも１個の溝を備えていること
によって、なお向上させることができる。好ましくは、
外輪に対する内輪の最大曲折時にボールが占める極限位
置において、ボールがなお確実に保持され且つ制御され
るように、安全長さは設計されている。

【０００７】本発明の特徴は、特に有利には、固定式等
速継手として構成された継手に関連して現れる。こうし
た継手では、外側軌道溝を有する外輪が、無アンダカッ
ト部の出発する側で、密閉部品によって閉鎖されてお
り、内輪が、密閉部品に対して、球形面として構成され
た案内面を備えており、更に、外側球形面が、案内面に
背向した内輪の側面に配置されている。

【０００８】一方で、密閉部品の、又は外輪長手軸線の
方向で密閉部品で支えられた案内要素の、支持面で内輪
の案内面が支えられることによって、他方で、外側軌道
溝内及び保持器内でボールが支えられることによって、
内輪と外輪が互いに調心されており、保持器の外面と外
輪の内面との間に遊びが存在するとき、例えば、薄板成
形品として構成された別の外輪、又は塑性加工によって
製造された別の外輪、を使用することが考慮に値する。

【０００９】別の好ましい構成変種として、一方で、密
閉部品の、又は外輪長手軸線の方向で密閉部品で支えら
れた案内要素の、支持面で案内面が支えられることによ
って、他方で、外輪の中空球形面で保持器の球形外面が
支えられることによって、内輪と外輪は互いに調心され
ている。

【００１０】案内面に対応した密閉部品の面で内輪を直
接案内するようになった構成は例えばドイツ特許公報第
37 39 867号（米国特許公報第 49 50 206号）から明ら
かとなり、分離した案内要素が設けられている構成はド
イツ特許公報第 42 08 786号（US-SN 03 25 02）及び特
許出願Ｐ43 17 606.2 から明らかとなる。

【００１１】両方の実施態様について、補足的に、機能
遊隙を調整するために密閉部品を外輪に対して軸線方向
に調整可能とするように、提案されている。分離した案
内要素が設けられている場合、この案内要素は、望まし
くは、外輪長手軸線に対して半径方向に移動可能に、密
閉部品で支えられている。

【００１２】更に、内輪が外側球形面と案内面との間に
自由面を備えており、該自由面が両者に対して継手中心
の方にずらされていると、有利である。これにより、摩
擦面の減少によって摩擦条件が好適な影響を受ける。こ
のことは、内輪の外側球形面が、継手中心を含む横平面
の前で成端する場合にも妥当する。保持器を案内するの
に役立つ内輪の外側球形面は、本発明の具体化のなか
で、直径が球形案内面に一致しており、案内面及び外側
球形面の中心は継手中心に調心されている。

【００１３】分離した案内要素が設けられている場合、
案内面は中空球形部分面として構成しておくことができ
る。かかる構成原理は、例えば、ドイツ特許公報第 42
08 786号又はドイツ特許出願Ｐ43 17 606.2 に述べられ
ている。この場合、やはり内輪長手軸線を基準に子午面
上を延びた溝を案内面が有するのが望ましい。これによ
り、型打加工すべき面が小さくなり、所要の成形力が減
少する。更に、溝は潤滑剤貯蔵室として利用することが
でき、そのなかに貯蔵されるグリースは、内輪と案内要
素との互いに滑動する面を潤滑するのに利用することが
できる。案内面内の溝は、好ましくは、２つの隣接した
内側軌道溝間に配置されている。

【００１４】

【実施例】本発明の２つの好ましい実施例が図面に略示
されている。図１と図２には、固定式継手として構成さ
れた回転式ボール等速継手の第１実施態様が示してあ
る。等速継手は、薄板部品として構成されて中空にされ
た外輪１からなる。符号５は外輪１の内部空間である。
符号２は内部空間５内に生じる内面である。外輪１の内
面２に、外輪長手軸線４を基準に子午面上に延びた外側
軌道溝３が設けられている。更に、外輪１が密閉部品７
を備えており、接続手段６は、例えばピン等の形で、外
輪１を回転駆動部品又は被動部品と結合するのに役立
つ。密閉部品７は、外輪１との耐捩り性結合が達成され
るように構成されている。密閉部品７を外輪１に固定す
るのに役立つのは、例えば、電子ビーム溶接継目又は周
面に配設された複数の溶接点の形の溶接継目８である。
耐捩り性結合は、密閉部品７の突起が複数の外側軌道溝
３内に係合することによって達成される。

【００１５】外輪１の内部空間５内に内輪９が配置され
ている。内輪９は複数の部分で構成された外面10を有す
る。外面10に、内輪長手軸線16を基準に子午面上で周面
に配設して内側軌道溝13が設けられており、該軌道溝
は、それぞれ、外輪１の外側軌道溝３に対向している。
内側軌道溝13と外側軌道溝３は継手の片側11から出発し
てアンダカットなしに構成されている。この側11に向か
って、密閉部品７が取付けられている。従って、この側
11は継手の閉じた側であり、これとは反対側12は継手の
開口側であり、そこから内輪９は軸を取付けるために接
近可能である。

【００１６】内側軌道溝13は内輪９の軸線方向長さの小
部分にわたって設けられているだけである。内側軌道溝
13の横断面よりも横断面が拡張された溝部分14、15がそ
れぞれ両側11、12に向かって内側軌道溝13から続いてい
る。内側軌道溝13は片側11から出発してアンダカットな
しに構成されている。内側軌道溝は内輪長手軸線16を基
準に、ボールの行程18と各末端の安全長さ19とからなる
長さ17を有する。内側軌道溝13はその長さ方向にわたっ
て延びる底に設けられた溝32を有する。

【００１７】ボールの行程18は以下になお詳しく説明さ
れる。符号20は継手中心であり、それを中心に内輪９は
外輪１に対して相対的に揺動することができる。内輪９
の外面10は、反対側12に向かって外側球形面21を有して
おり、該球形面の中心は継手中心20で調心されている。
片側11に向かって案内面23が設けられており、これがや
はり球形面として構成されており、その中心はやはり継
手中心20に調心されている。外側球形面21は横平面28の
前で成端しており、この平面は反対側12の方から横平面
28を見た場合、継手中心20で内輪長手軸線16と直角に交
差する。

【００１８】この末端と案内面23との間に設けられた自
由面22は、外側球形面21及び案内面23に対してずらされ
ている。外側球形面21と案内面23は、好ましくは、球径
が同じである。自由面22は、外側球形面21又は案内面23
の球径に一致した直径の包絡面の想定延長に対して自由
空間を残す。

【００１９】外輪１の内面２と内輪９の外面10との間の
空隙内に配置された保持器24が中空球形部分面25を有し
ており、この部分面でもって保持器は内輪９の外側球形
面21で案内されている。保持器24は更に外輪１の内面２
から離間して設けられた実質的に球形の外面26を有す
る。保持器24は外側軌道溝３及び内側軌道溝13の分布に
応じて周面に配設された窓27を有する。外側軌道溝３と
それに対向した内側軌道溝13はそれぞれ１個のボール31
を受容する。各ボール31は保持器24の窓27内で案内され
ている。

【００２０】外輪長手軸線４が内輪長手軸線16と一致し
て整列している外輪１及び内輪９の伸長位置から出発し
て、継手が曲折して、例えば、内輪９が継手中心20を中
心に外輪１に対して図１の図示平面において右回りに曲
折すると、ボール31が保持器24と一緒に、右方向に、実
線で示されたボール31の右横に示された一点鎖線の位置
へと移動するように、ボール31の位置変化が生じる。内
側軌道溝13とボール31との間の接触点は、内輪長手軸線
16に対して直角にボール31の中心と継手中心20とを通る
平面と内側軌道溝13との交点に生じる。そのことから、
ボールの行程18の一端が極限位置30となる。内輪９が図
１に示す位置から継手中心20の周りを左方向に外輪１に
対して回転すると、極限位置29が生じる。内輪長手軸線
に投影した両極限位置29、30の間隔がボールの行程18と
なる。しかし、内側軌道溝13の長さ17は、それぞれ、や
はり内輪長手軸線16を基準とした末端の安全長さ19だけ
拡大されている。安全長さ19は、特に、極限位置29、30
においてもボールが確実に案内され且つ保持されねばな
らないことから生じる。このことは、発生する公差を考
慮して設定する。

【００２１】密閉部品７内に設けられている凹部33は、
外輪長手軸線４を基準に半径方向に延びた支持面34を有
する。凹部33内で案内要素36が半径方向に摺動可能に案
内されている。案内面は平坦面でもって摺動可能に支持
面34に当接する。案内要素36の外周面と凹部33の境界壁
との間に配置された弾性リング37は案内要素36を保持
し、但しその半径方向変位を可能とする。更に、案内要
素36は支持面34に背向した側面に案内面35を有してお
り、該案内面は中空球形部分面として構成されており、
又この案内面に軸線方向で内輪９の案内面23が当接す
る。継手を組立てるとき、例えば、内輪９と保持器24と
ボール31とからなる予め組付けられたユニットが外輪１
内に押し込まれる。引き続き、密閉部品７は、弾性リン
グ37を介して密閉部品で保持された案内要素36と一緒
に、外輪１内に押し込まれ、ユニット全体は、図１で左
方向に、所要の機能遊隙が生じるまで移動され、その
後、外輪１に対する密閉部品７の固定が溶接継目８を介
して実施される。

【００２２】内輪９は、更に、内輪長手軸線16に調心さ
れた穴38を有する。穴38のなかに軌道溝39が周面に配設
して設けられている。これらの軌道溝39に対して、穴38
に差し込まれた軸42の軌道溝43が対向している。軌道溝
39、43は、それぞれ対で内輪長手軸線16に沿って分散配
置されて保持器41によって保持されたボール40を受容
し、こうして、内輪９と軸42との間で長手摺動が可能で
ある。

【００２３】内輪９は、単数又は複数の塑性加工工程で
製造されている。軌道溝13に続いて横断面を拡張された
溝部分14、15と軌道溝13の底に設けられた溝32とによっ
て、塑性加工時に必要とするエネルギー支出を低減する
縮小した接触面が生じる。更に、加工時に力が小さくな
り又材料の逃げる可能性の故に、内輪９を受容する金型
の受ける応力が小さくなるので、寸法安定性が向上す
る。材料の流動が速くなる。説明した種類の内輪９は、
好ましくは、はだ焼鋼から製造される。

【００２４】図３に示す本発明による継手の第２実施態
様では、薄板成形品として構成された外輪101 が設けら
れており、それに付属して設けられた密閉部品107 は成
形部分108 によって外輪101 と結合される。内輪109
は、案内要素136 用案内面123として中空球形面を有し
ており、該球形面の中心は継手中心120 に調心されてい
る。

【００２５】中心球形部分面として構成された案内面12
3 に、内輪長手軸線116 を基準に子午面上に配設して溝
144 が設けられており、該溝は、それぞれ、内側軌道溝
113の間隔に一致した半ピッチだけ、内側軌道溝113 に
対して周方向にずらされている。溝144 によって、案内
面123 の面積の割合が減少する。更に、型打加工時に材
料を流すための自由空間が生成され、中空球形部分面と
して構成された案内面123 は内側軌道溝113 と一緒に塑
性加工で製造することができる。内側軌道溝113 が側面
111 から直接出発しており、反対側112 に向かってのみ
溝部分115 が設けられており、該部分は、内側軌道溝11
3 に対して、拡大された横断面を有する。つまり、内輪
109 が外輪101 に対して曲折しており、図１のものに一
致した断面勾配が設けられることになる。

【００２６】密閉部品107 は、案内面123 内に受容され
た案内要素136 の方向に引込み部を有しており、該引込
み部が有する支持面134 に、案内要素136 は、適宜な支
持面でもって、外輪長手軸線104 を基準に半径方向に摺
動可能に配置されている。本発明は、短縮された軌道溝
に関して、それが充実部品であるとき、外輪にも適用す
ることができる。

【００２７】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 １． 内側軌道溝(13)が、その長さ(17)にわたって延び
た少なくとも１個の溝(32)を備えていることを特徴とす
る等速継手。 ２． 発生する公差を考慮してボールが極限位置のとき
にも案内されているように、安全長さ(19)が設計されて
いることを特徴とする等速継手。

【００２８】３． 固定式等速継手として構成されてお
り、外側軌道溝(3) を有する外輪(1) が、無アンダカッ
ト部の出発する側(11)で、密閉部品(7) によって閉鎖さ
れており、内輪(9) が、密閉部品(7) に対して、球形面
として構成された案内面(23)を備えており、更に、外側
球形面(21)が、案内面(23)に背向した内輪(9) の側面に
配置されていることを特徴とする、上記項目１，２のい
ずれか１項に記載の等速継手。

【００２９】４． 一方で、密閉部品(7) の、又は外輪
長手軸線(4) の方向で密閉部品で支えられた案内要素(3
6)の、支持面(35)で内輪(9) の案内面(23)が支えられる
ことによって、他方で、外側軌道溝(3) 内及び保持器(2
4)内でボール(31)が支えられることによって、内輪(9)
と外輪(1) が互いに調心されており、保持器(24)の外面
(26)と外輪(1) の内面(2) との間に遊びが存在すること
を特徴とする上記項目３に記載の等速継手。

【００３０】５． 一方で、密閉部品(7) の、又は外輪
長手軸線(4) の方向で密閉部品で支えられた案内要素(3
6)の、支持面(35)で案内面(23)が支えられることによっ
て、他方で、外輪(1) の中空球形面で保持器(24)の球形
外面が支えられることによって、内輪(9) と外輪(1) が
互いに調心されていることを特徴とする上記項目３に記
載の等速継手。

【００３１】６． 密閉部品(7) が、外輪(1) に対し
て、機能遊隙を調整するために、外輪長手軸(4) の方向
に調整可能であることを特徴とする上記項目３〜５のい
ずれか１項に記載の等速継手。 ７． 案内要素(36)が、外輪長手軸線(4) に対して半径
方向に移動可能に、密閉部品(7) で支えられていること
を特徴とする上記項目４又は５のいずれかに記載の等速
継手。 ８． 内輪(9) が外側球形面(21)と案内面(23)との間に
自由面(22)を備えており、該自由面が両者に対して継手
中心(20)の方にずらされていることを特徴とする、上記
項目３〜７のいずれか１項に記載の等速継手。 ９． 内輪(9) の外側球形面(21)が、継手中心(20)を含
む横平面(28)の前で成端していることを特徴とする上記
項目４〜８のいずれか１項に記載の等速継手。 10. 保持器(24)を案内するのに役立つ内輪(9) の外側
球形面(21)が、直径の点で、球形案内面(23)に一致して
おり、案内面(23)及び外側球形面(21)の中心が、継手中
心(20)に調心されていることを特徴とする上記項目３〜
５のいずれか１項に記載の等速継手。

【００３２】11. 内輪(109) の案内面(123) が中空球
形部分面として構成されていることを特徴とする、上記
項目３〜５のいずれか１項に記載の等速継手。（図３） 12. 中空球形部分面として構成された案内面(123)
が、内輪長手軸線(116)を基準に子午面上を延びた溝(14
4) を有することを特徴とする上記項目12に記載の等速
継手。 13. 案内面(123) 内の溝(144) が、それぞれ、２つの
隣接した内側軌道溝(113) 間に配置されていることを特
徴とする上記項目13に記載の等速継手。

【００３３】

【発明の効果】以上の構成によって、加工時に正確な寸
法に型打加工しなければならない面の割合が著しく減少
しているので、塑性加工の可能性が改善される。材料は
一層良好に流動することができる。支えのために、更
に、内側軌道溝内になおそれぞれ１個の溝が設けられて
いる。寸法精度の改善と並んで、所要の成形力も低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】外輪と内輪との伸長整列時における本発明によ
る等速継手の第１実施態様を図２の切断線Ｉ−Ｉに沿っ
て示す縦断面図である。

【図２】図１の一部を図１の切断線II−IIに沿って示す
横断面図である。

【図３】本発明による継手の第２実施態様を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 外輪 ２ 内面 ３ 外側軌道溝 ４ 外輪長手軸線 ５ 内部空間 ６ 接続手段 ７ 密閉部品 ８ 結合部 ９ 内輪 10 内輪の外面 11、12 側 13 内側軌道溝 14、15 溝部分 16 内輪長手軸線 17 長さ 18 ボールの行程 19 安全長さ 20 継手中心 21 外側球形面 22 自由面 23 案内面 24 保持器 25 中空球形部分面 26 保持器の外面 27 窓 28 横平面 29、30 極限位置 31 ボール 32 溝 33 凹部 34 支持面 35 支持面 36 案内要素 37 弾性リング 38 穴 39 軌道溝 40 ボール 41 保持器 42 軸 43 軌道溝 44 溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空外輪(1) の内面(2) に外輪長手軸線
   (4) を基準に子午面上に外側軌道溝(3) が設けられてお
   り、外輪(1) の内部空間(5) 内には内輪(9)が配置され
   ており、内輪の外面(10)には内輪長手軸線(16)を基準に
   した子午面上に内側軌道溝(13)が外側軌道溝(3) と対向
   して設けられており、それぞれ相対向した内側軌道溝(1
   3)と外側軌道溝(3) が協動してトルク伝達用のボール(3
   1)を受容しており、該ボール(31)が外輪(1) の内面(2)
   と内輪(9) の外面(10)との間の空隙内に配置された保持
   器(24)の窓(27)内で案内されており、内側軌道溝(13)と
   外側軌道溝(3) が継手の片側(11)から出発してアンダカ
   ットなしに構成されており、保持器(24)が中空球形部分
   面(25)によって内輪(9) の外側球形面(21)で案内されて
   いる等速継手において、 内輪(9) 及び／又は外輪の軌道溝(13,3)が軌道溝(13)内
   でのボール(31)の行程(18)と該行程(18)両端での余裕長
   さ(19)とを合わせた長さ(17)に限定されており、継手回
   転時で外輪(1) に対する内輪(9) の所定最大曲折時に行
   程(18)の全行程が利用され、軌道溝(13)の少なくとも一
   端が軌道溝(13)に較べて拡張された横断面となっている
   溝部分(14, 15)に繋がっており、最小限必要とされる行
   程長さの軌道溝を有する内輪(9) 又は外輪(1) が塑性加
   工によって製造されて、少なくとも軌道溝が仕上寸法に
   ついて型打加工されていることを特徴とする等速継手。