JP2003028185A - 設定可能な軸方向突入ユニット - Google Patents

設定可能な軸方向突入ユニット

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JP2003028185A
JP2003028185A JP2002180122A JP2002180122A JP2003028185A JP 2003028185 A JP2003028185 A JP 2003028185A JP 2002180122 A JP2002180122 A JP 2002180122A JP 2002180122 A JP2002180122 A JP 2002180122A JP 2003028185 A JP2003028185 A JP 2003028185A
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English (en)
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Hans-Heinrich Welschof
ヴェルショフ ハンス−ハインリッヒ
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GKN Driveline Deutschland GmbH
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GKN Loebro GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より良好な運転作動かつしたがってより長い
寿命によって特徴付けられる型の長手方向突入ユニット
を提供することにある。 【解決手段】 第１ボール溝（１２）を有する輪郭が付
けられたスリーブ（１１）と、第２ボール溝（２２）を
有する輪郭が付けられたジャーナル（２１）と、ボール
グループにおいて第１および第２ボール溝（１２，２
２）対に配置されるボール（３１，３２，３３）、輪郭
が付けられたスリーブ（１１）と輪郭が付けられたジャ
ーナル（２１）との間に位置決めされかつ前記ボールを
それらの位置において相対的に固定するボールケージ
（４１）からなっている。ボール溝（１２，２２）の領
域において、前記輪郭が付けられたスリーブ（１１）と
輪郭が付けられたジャーナル（２１）が同一の捩じれ剛
性からなるトルクの導入の間中、それらが同一のねじれ
角度にしたがう長手方向突入ユニット。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、周部に分布され
た、長手方向に延びる第１ボール溝を有する輪郭が付け
られたスリーブ、周部に分布された、長手方向に延びる
第２ボール溝を有する輪郭が付けられたジャーナル、ボ
ールグループにおいて前記第１および第２ボール溝対に
配置されるボール、および前記輪郭が付けられたスリー
ブと前記輪郭が付けられたジャーナルとの間に位置決め
されかつ前記ボールをそれらの位置において相対的に固
定するボールケージからなっている、トルクを伝達する
のに使用される軸構体用の長手方向に突入する長手方向
突入ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第１９９５２２４
５Ａ１号から、硬さ歪みが、第１ボール溝の数が多数の
第２ボール溝の数の倍数に対応しかつ第１ボール溝の過
剰部分がボールから自由であることによって回避される
型の長手方向突入ユニットが知られている。
【０００３】ヨーロッパ特許第０１８９０１１Ａ号はト
ルクを伝達するための前記型のさらに他の長手方向突入
ユニットを提案している。回転方向における遊びからの
自由は少なくとも１つのボールまたはローラが溝に対し
て過剰な寸法からなりかつ予備緊張下で嵌合されるよう
に弾性材料からなることによって達成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】トルクにより、輪郭が
付けられたスリーブが輪郭が付けられたジャーナルに対
して移動されるとき、ボールは内方および外方溝内で実
質上摺動摩擦がない方法において転動し、その結果ボー
ル、かつしたがってそのボールのすべてを有するボール
ケージは２つの要素間の相対的な移動通路を半分カバー
し、かくして低摩擦方法において長手方向突入ユニット
の長さの変化を許容する。
【０００５】移動通路の終わりにおいて、ボールケージ
またはボール用の軸方向ストッパは輪郭が付けられたス
リーブまたは輪郭が付けられたジャーナルに設けられ
る。通常の運転条件下で、ボールケージは、できるな
ら、軸方向ストッパに達しないが、特定の設計にしたが
って、自由に移動可能にすべきであり、かくして、溝内
のボールのあらゆる摺動摩擦を回避する。
【０００６】この型の構体は、トルク伝達軸、とくに、
−組立て中の接続部分間の距離の許容誤差を補償しおよ
び／または接続部分間の、とくに継ぎ手の距離の変化を
補償するために−運転中低摩擦の突入条件を要求する駆
動軸に使用される。かかる長手方向突入ユニットの基本
的な設計は知られている。
【０００７】運転の間中、これらのユニットは、特定の
トルクの伝達の間中、ボール溝の領域において、輪郭が
付けられたスリーブのおよび輪郭が付けられたジャーナ
ルの内部係合部分において必然的に捩じれを発生すると
いう問題を受け、その結果として、グループ内で、端部
で長手方向に位置決めされたユニットのボールはそれら
の領域に発生しているねじれの最大差異により最高の負
荷を受ける。結果として、損傷（窪み付け）が発生し、
その損傷はまず端部でボールに発生しかつユニット全体
の故障の出発点である。
【０００８】本発明の目的は、より良好な運転作動かつ
したがってより長い寿命によって特徴付けられる前記型
の長手方向突入ユニットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の解決によれば、ボ
ール溝の領域において、輪郭が付けられたスリーブと輪
郭が付けられたジャーナルが同一の捩じれ剛性からな
る、すなわち、トルクの導入の間中、それらが同一のね
じれ角度にしたがうことが提案される。とくに、前記ボ
ール溝の領域において、前記輪郭が付けられたスリーブ
と前記輪郭が付けられたジャーナルの材料の同一の横方
向弾性係数（剪断係数）を同時に含みながら、前記輪郭
が付けられたスリーブと前記輪郭が付けられたジャーナ
ルが同一正反対の慣性モーメントからなることが提案さ
れる。
【００１０】この解決は、トルク条件により、中心から
見るならば、ボールがトルクにより受ける負荷ができる
だけ均一であることを保証するために、輪郭が付けられ
たスリーブのかつしたがって外方ボール溝の捩じれと、
輪郭が付けられたジャーナルのかつしたがって内方のボ
ール溝の捩じれとの間で長手方向に増加する捩じれ差異
（角度的エラー）を減少する第１の手段を構成する。
【００１１】第２の解決は、ボールのグループ内で、ボ
ールの大きさが長手方向において変化し、そのさい長手
方向に中心に位置決めされたすべてのボールが最大直径
を含みそして端部に位置決めされたボールが最小直径を
含むことからなる。とくに、前記ボールの大きさが中心
から外方に向かってボールからボールへ直線的に減少す
ることが提案される。しかしながら、また、大きさが同
一でありかつより小さいボールによって両側で隣接され
る１群の中央ボールを設けることも考えることができ
る。
【００１２】ボールの大きさは、好ましくは、長手方向
突入ユニットのトルクなしの状態において、前記中央の
ボールのみが輪郭が付けられたスリーブと輪郭が付けら
れたジャーナル間に半径方向に予め緊張させられるよう
になっている。この解決によれば、捩じれ負荷の影響下
のとき、輪郭が付けられたスリーブおよび輪郭が付けら
れたジャーナルが、ボールを介してのトルクの導入があ
まり有効でないそれぞれの自由端からそれぞれの接続さ
れた端部へ増加しているトルクを受け、その結果２つの
部分間の捩じれの差異（角度的エラー）がトルクを導入
するそれぞれの接続された端部において最大であると仮
定される。
【００１３】それにも拘わらず、ボールが均一の負荷に
したがうことを保証するために、本発明によれば、ボー
ルの大きさが中心からそれぞれの端部に減少されること
が提案される。負荷スペクトルにおいて最も頻繁に発生
するトルクにおいて、すべてのボールで均一の接触、す
なわち、均一のボール力を設けることが提案されてい
る。
【００１４】両方の解決はモデルとしてのみ作用する理
論的な等式に基づいている。その文脈で、２つの解決を
結合するのがとくに好都合である。
【００１５】本発明の２つの好適な実施の形態を図面に
例示しかつ以下で説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、円錐領域１３、管状領域
１４、第２の円錐領域１５、管状領域１６、円錐領域１
７および歯付きスリーブ１８が軸方向に続いている一定
断面を有する輪郭が付けられたスリーブ１１を備えたユ
ニットを示している。輪郭が付けられたスリーブ１１に
は、中実のジャーナルによって形成されかつ筒状のジャ
ーナル２３および歯付きジャーナル２４によって形成さ
れる一定断面を有する輪郭が付けられたジャーナル２１
が挿入される。
【００１７】輪郭が付けられたスリーブ１１は第１の外
方ボール溝１２を含んでいる。輪郭が付けられたジャー
ナル２１はその周部位置が外方ボール溝１２の周部位置
に対応する第２の内方ボール溝２２を含んでいる。しか
しながら、外方ボール溝１２の数は内方ボール溝２２の
数の倍数にすることができる。互いに連係するボール溝
は保持されるボールセット３１，３２，３３を支持し、
その結果ボールは一定の軸方向配置において、スリーブ
形状のボールケージ４１によって、失われることができ
ない。
【００１８】輪郭が付けられたスリーブ１１には、スリ
ーブ形状のストッパ部材４２が挿入され、このストッパ
部材は、形状嵌合かつ決定的な方法において輪郭（プロ
ファイル）溝に係合しかつ右方へ向かう管端に対して密
封作用を有しかつ同時に輪郭が付けられたジャーナル２
１がさらに輪郭が付けられたスリーブ１１に挿入される
のを阻止するために軸方向のストッパを形成している。
また、ボールケージ４１用の軸方向ストッパを形成して
いる。ボールケージ４１が輪郭が付けられたスリーブ１
１から抜き出されるのを阻止するためのボール用のさら
に他の軸方向ストッパは輪郭が付けられたスリーブの環
状の溝４３に挿入された固定リング４４によって形成さ
れる。
【００１９】図２は円錐領域１３および管状領域１４が
軸方向に続いている一定断面を有する輪郭が付けられた
スリーブ１１を備えたユニットを示している。輪郭が付
けられたスリーブには、中空ジャーナルによって形成さ
れかつ歯付きジャーナル２４が続いている一定断面を有
する輪郭が付けられたジャーナル２１が挿入される。輪
郭が付けられたスリーブ１１は第１外方ボール溝１２を
含んでいる。輪郭が付けられたジャーナル２１はその周
部位置が外方ボール溝１２の周部位置に対応する第２の
内方ボール溝２２を含んでいる。
【００２０】しかしながら、外方ボール溝１２の数は内
方ボール溝２２の数の倍数にすることができる。互いに
関連付けられるボール溝は保持される複数組のボール
（３１，３２，３３）を支持し、その結果ボールは一定
の軸方向配置においてスリーブ形状のボールケージ４１
によって、失われることができない。輪郭が付けられた
スリーブにはスリーブ形状のストッパ部材４２が挿入さ
れ、このストッパ部材は右方に向かって管端に対して密
封作用を有しかつ同時に輪郭が付けられたジャーナル２
１が輪郭が付けられたスリーブ１１内にさらに挿入され
るのを阻止するための軸方向ストッパを形成している。
【００２１】ボールケージ４１用の第１の軸方向ストッ
パは輪郭が付けられたジャーナル２１上野環状溝４５に
挿入された固定リング４４によって形成される。ボール
用のさらに他の軸方向ストッパは輪郭が付けられたスリ
ーブの環状溝４３に挿入された固定リング４４によって
形成される。等速継ぎ手はその内方継ぎ手部分５３によ
って歯付きジャーナル２４上に位置決めされる。
【００２２】等速継ぎ手５１の外方継ぎ手部分５２は転
動ブーツ６１を締め付けるスリーブ５４を支持してい
る。転動ブーツ６１の他端はスリーブ１９上に位置決め
され、このスリーブは、順次、締め付けバンド２０によ
って固定される輪郭が付けられたスリーブ１１上に配置
される。ユニットのグリース充填を収容するためのプラ
グ２５は歯付きジャーナル２４に挿入される。
【００２３】両方の図面の変形例において、本発明の第
１の実施の形態によれば、ボール溝１２，２２の輪転に
おいて、輪郭が付けられたスリーブ１１と輪郭が付けら
れたジャーナル２１が同一の捩じれ剛性からなる、すな
わち、トルクの導入の間中、それらが同一のねじれ角度
にしたがうことが提案される。
【００２４】本発明の第２の実施の形態によれば、中央
ボール３１は端部に向かって位置決めされるボール３
２，３３より大きな直径を有し、かつボール溝断面が一
定であると仮定される。長手方向突入ユニットが捩じれ
にしたがわされるとき、より高い力が、輪郭が付けられ
たスリーブ１１および輪郭が付けられたジャーナル２１
が捩じれにしたがわされ始めた後のみ外方ボール３２，
３３に印加され、その結果予想された平均トルク範囲に
おいて、すべたのボールが相対的に均一のヘルツ圧力に
したがわされる。
【００２５】本発明の実施の形態を下記に要約列挙す
る。
【００２６】＜１＞ 周部に分布された、長手方向に延
びる第１ボール溝（１２）を有する輪郭が付けられたス
リーブ（１１）と、周部に分布された、長手方向に延び
る第２ボール溝（２２）を有する輪郭が付けられたジャ
ーナル（２１）と、ボールグループにおいて前記第１お
よび第２ボール溝（１２，２２）対に配置されるボール
（３１，３２，３３）と、および前記輪郭が付けられた
スリーブ（１１）と前記輪郭が付けられたジャーナル
（２１）との間に位置決めされかつ前記ボールをそれら
の位置において相対的に固定するボールケージ（４１）
とを含む、トルクを伝達するのに使用される軸構体用の
長手方向に突入する長手方向突入ユニットにおいて、前
記ボール溝（１２，２２）の領域において、前記輪郭が
付けられたスリーブ（１１）と前記輪郭が付けられたジ
ャーナル（２１）が同一の捩じれ剛性からなり、トルク
の導入の間中、それらが同一のねじれ角度にしたがうこ
とである長手方向突入ユニット。
【００２７】＜２＞ 前記ボール溝（１２，２２）の領
域において、前記輪郭が付けられたスリーブ（１１）と
前記輪郭が付けられたジャーナル（２１）の材料の同一
の横方向弾性係数を含みながら、前記輪郭が付けられた
スリーブ（１１）と前記輪郭が付けられたジャーナル
（２１）が同一正反対の慣性モーメントからなることで
ある上記＜１＞に記載の長手方向突入ユニット。
【００２８】＜３＞ 周部に分布された、長手方向に延
びる第１ボール溝（１２）を有する輪郭が付けられたス
リーブ（１１）と、周部に分布された、長手方向に延び
る第２ボール溝（２２）を有する輪郭が付けられたジャ
ーナル（２１）と、ボールグループにおいて前記第１お
よび第２ボール溝（１２，２２）対に配置されるボール
（３１，３２，３３）と、および前記輪郭が付けられた
スリーブ（１１）と前記輪郭が付けられたジャーナル
（２１）との間に位置決めされかつ前記ボールをそれら
の位置において相対的に固定するボールケージ（４１）
とを含む、トルクを伝達するのに使用される軸構体用の
長手方向に突入する長手方向突入ユニットにおいて、ボ
ール（３１，３２，３３）のグループ内で、前記ボール
の大きさが長手方向において変化し、長手方向に中心に
位置決めされた前記ボール（３１）が最大直径を含みそ
して端部に位置決めされた前記ボール（３３）が最小直
径を含むことである長手方向突入ユニット。
【００２９】＜４＞ 前記ボールの大きさが中心から外
方に向かってボールからボールへ直線的に減少すること
である上記＜３＞に記載の長手方向突入ユニット。
【００３０】＜５＞ トルクなしの状態において、長手
方向に中心に位置決めされたボール（３１）のみが第１
および第２ボール溝（１１，２２）の対内に半径方向に
予め緊張させられることである上記＜３＞または＜４＞
に記載の長手方向突入ユニット。
【００３１】＜６＞ 前記輪郭が付けられたスリーブ
（１１）から突出する前記輪郭が付けられたジャーナル
（２１）の端部には、等速ボール継ぎ手（５１）が配置
されそして包旋状のまたは転動ブーツ（６１）が、一方
で、前記等速継ぎ手（５１）の外方部分（５２）にかつ
他方で、前記輪郭が付けられたスリーブ（１１）に固定
されることである上記＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに
記載の長手方向突入ユニット。
【００３２】＜７＞ 前記ボール溝（１２，２２）の領
域において、前記輪郭が付けられたスリーブ（１１）と
前記輪郭が付けられたジャーナル（２１）が同一の捩じ
れ剛性からなり、トルクの導入の間中、それらが同一の
ねじれ角度にしたがうことである上記＜３＞〜＜６＞の
いずれか１つに記載の長手方向突入ユニット。
【００３３】＜８＞ 前記ボール溝（１２，２２）の領
域において、前記輪郭が付けられたスリーブ（１１）と
前記輪郭が付けられたジャーナル（２１）の材料の同一
の横方向弾性係数を含みながら、前記輪郭が付けられた
スリーブ（１１）と前記輪郭が付けられたジャーナル
（２１）が同一の正反対の慣性モーメントからなること
である上記＜７＞に記載の長手方向突入ユニット。
【００３４】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、周部に分布さ
れた、長手方向に延びる第１ボール溝を有する輪郭が付
けられたスリーブ、周部に分布された、長手方向に延び
る第２ボール溝を有する輪郭が付けられたジャーナル、
ボールグループにおいて前記第１および第２ボール溝対
に配置されるボール、および前記輪郭が付けられたスリ
ーブと前記輪郭が付けられたジャーナルとの間に位置決
めされかつ前記ボールをそれらの位置において相対的に
固定するボールケージからなっている、トルクを伝達す
るのに使用される軸構体用の長手方向に突入する長手方
向突入ユニットにおいて、前記ボール溝の領域におい
て、前記輪郭が付けられたスリーブと前記輪郭が付けら
れたジャーナルが同一の捩じれ剛性からなる、すなわ
ち、トルクの導入の間中、それらが同一のねじれ角度に
したがう構成としたので、より良好な運転作動かつした
がってより長い寿命によって特徴付けられる前記型の長
手方向突入ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態において本発明のトルク伝達
用長手方向突入ユニットを示す長手方向断面図である。
【図２】等速継ぎ手と組み合わされた第２の実施の形態
において本発明の長手方向突入ユニットを示す長手方向
断面図である。
【符号の説明】
１１ 輪郭が付けられたスリーブ １２ 外方ボール溝 ２１ 輪郭が付けられたジャーナル ２２ 内方ボール溝 ３１ ボール ３２ ボール ３３ ボール ４１ ボールケージ ５１ 等速ボール継ぎ手 ５２ 外方部分（等速継ぎ手の） ６１ 包旋状または転動ブーツ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周部に分布された、長手方向に延びる第
    １ボール溝（１２）を有する輪郭が付けられたスリーブ
    （１１）と、周部に分布された、長手方向に延びる第２
    ボール溝（２２）を有する輪郭が付けられたジャーナル
    （２１）と、ボールグループにおいて前記第１および第
    ２ボール溝（１２，２２）対に配置されるボール（３
    １，３２，３３）と、および前記輪郭が付けられたスリ
    ーブ（１１）と前記輪郭が付けられたジャーナル（２
    １）との間に位置決めされかつ前記ボールをそれらの位
    置において相対的に固定するボールケージ（４１）とを
    含む、トルクを伝達するのに使用される軸構体用の長手
    方向に突入する長手方向突入ユニットであって、 前記ボール溝（１２，２２）の領域において、前記輪郭
    が付けられたスリーブ（１１）と前記輪郭が付けられた
    ジャーナル（２１）が同一の捩じれ剛性からなり、トル
    クの導入の間中、それらが同一のねじれ角度にしたがう
    ことを特徴とする長手方向突入ユニット。
  2. 【請求項２】 周部に分布された、長手方向に延びる第
    １ボール溝（１２）を有する輪郭が付けられたスリーブ
    （１１）と、周部に分布された、長手方向に延びる第２
    ボール溝（２２）を有する輪郭が付けられたジャーナル
    （２１）と、ボールグループにおいて前記第１および第
    ２ボール溝（１２，２２）対に配置されるボール（３
    １，３２，３３）と、および前記輪郭が付けられたスリ
    ーブ（１１）と前記輪郭が付けられたジャーナル（２
    １）との間に位置決めされかつ前記ボールをそれらの位
    置において相対的に固定するボールケージ（４１）とを
    含む、トルクを伝達するのに使用される軸構体用の長手
    方向に突入する長手方向突入ユニットであって、 ボール（３１，３２，３３）のグループ内で、前記ボー
    ルの大きさが長手方向において変化し、長手方向に中心
    に位置決めされた前記ボール（３１）が最大直径を含み
    そして端部に位置決めされた前記ボール（３３）が最小
    直径を含むことを特徴とする長手方向突入ユニット。
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