JP2003329053A - 駆動軸 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
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- F16D3/065—Yielding 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
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- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/22—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
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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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- F16D3/16—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
- F16D3/223—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 the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
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-
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S464/00—Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
- Y10S464/904—Homokinetic coupling
- Y10S464/906—Torque transmitted via radially spaced balls
Abstract
(57)【要約】
【課題】 改良された制御特性を有する対向軌道継ぎ手
を備えた最初に述べた型の駆動軸を提供することにあ
る。 【解決手段】 自動車の側軸として使用される２つの等
速継ぎ手および中間軸を有する駆動軸であって、外方継
ぎ手部材１１と内方継ぎ手部材２１と、外方軌道および
内方軌道からなっている軌道対に収容されるトルク伝達
ボール３６と、ボールが共通平面内に保持されかつ前記
継ぎ手が連接されるとき角度２等分平面上に案内される
ケージ窓を有するボールケージとを備え、第１外方軌道
が、第１内方軌道とともに、第１軌道対を形成し、その
軌道が前記内方継ぎ手部材の接続端部に向かって第１軸
方向に見て互いに分れかつ第１ボールを保持し、第２外
方軌道が、第２内方軌道とともに、第２軌道対を形成
し、その軌道が前記外方継ぎ手部材の接続端部に向かっ
て第２軸方向に見て互いに分れかつ第２ボールを保持
し、第１軌道対が第１軌道対と反対に半径方向に位置決
めされ、第２軌道対が第２軌道対と反対に半径方向に位
置決めされる駆動軸。
を備えた最初に述べた型の駆動軸を提供することにあ
る。 【解決手段】 自動車の側軸として使用される２つの等
速継ぎ手および中間軸を有する駆動軸であって、外方継
ぎ手部材１１と内方継ぎ手部材２１と、外方軌道および
内方軌道からなっている軌道対に収容されるトルク伝達
ボール３６と、ボールが共通平面内に保持されかつ前記
継ぎ手が連接されるとき角度２等分平面上に案内される
ケージ窓を有するボールケージとを備え、第１外方軌道
が、第１内方軌道とともに、第１軌道対を形成し、その
軌道が前記内方継ぎ手部材の接続端部に向かって第１軸
方向に見て互いに分れかつ第１ボールを保持し、第２外
方軌道が、第２内方軌道とともに、第２軌道対を形成
し、その軌道が前記外方継ぎ手部材の接続端部に向かっ
て第２軸方向に見て互いに分れかつ第２ボールを保持
し、第１軌道対が第１軌道対と反対に半径方向に位置決
めされ、第２軌道対が第２軌道対と反対に半径方向に位
置決めされる駆動軸。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、とくに対向軌道継
ぎ手の形において少なくとも１つの等速固定ボール継ぎ
手を有する、自動車の側軸として使用される、２つの等
速継ぎ手および中間軸を有する駆動軸に関する。前記対
向軌道継ぎ手は外方軌道を有する外方継ぎ手部材、内方
軌道を有する内方継ぎ手部材、前記外方軌道および前記
内方軌道からなっている軌道対に収容されるトルク伝達
ボール、および前記ボールが共通平面内に保持されかつ
前記継ぎ手が連接されるとき角度２等分平面上に案内さ
れるケージ窓を有するボールケージ；第１外方軌道が、
第１内方軌道とともに、第１軌道対を形成し、その軌道
が前記内方継ぎ手部材の接続端部に向かって第１軸方向
に見て互いに分れかつ第１ボールを保持し；第２外方軌
道が、第２内方軌道とともに、第２軌道対を形成し、そ
の軌道が前記外方継ぎ手部材の接続端部に向かって第２
軸方向に見て互いに分れかつ第２ボールを保持する。 【０００２】 【従来の技術】上述した型の対向軌道継ぎ手は、第１軌
道対および第２軌道対に交互に周部に配置されるボール
が、軌道を介して、第１方向および第２方向に交互に向
ける力を受けるために好都合である。前記力は内部力の
形で釣り合わされるボールケージの対向力によって収容
され、その結果ケージはどのような外部の軸方向力も受
けない。ケージは、したがって、外方継ぎ手部材に対し
て比較的摩擦のない方法において走行する。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】これまで、製造および
組み立ての理由のためにかつ好適なボールの大きさに関
連して、第１の方向に見られるとき開いている第１の軌
道対と反対に、それと反対に半径方向に、第２の方向に
見られるとき開いている第２の軌道対が配置され、その
さいさらに６対の軌道が設けられるのが従来技術による
継ぎ手の慣例であった。この設計は継ぎ手の制御に関連
して、すなわち、ケージでの制御力条件に関連して重大
な欠点を有していた。 【０００４】しかしながら、正確なケージ制御が、継ぎ
手が連接されるときは何時でも、外方継ぎ手部材と内方
継ぎ手部材の軸線間で角度を対称的に分割する角度２等
分平面上に十分に高い制御力により全体としてボールを
案内することができるために必須である。従来技術によ
る継ぎ手における前記不都合な制御条件に関する理由は
図面に関連して後でより詳細に説明する。 【０００５】それゆえ、本発明の目的は、改良された制
御特性を有する対向軌道継ぎ手を備えた最初に述べた型
の駆動軸を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的は、前記継ぎ手
において、第１軌道対が第１軌道対と反対に半径方向に
位置決めされそして第２軌道対が第２軌道対と反対に半
径方向に位置決めされることによって達成される。とく
に、前記第１軌道対および前記第２軌道対が周部を横切
って交互であるように配置されることが提案される。好
適な実施の形態において、８個の均一に周部に分布され
た軌道対を有する継ぎ手が提案される。他の可能性は１
２または１６の軌道対の選択に言及する。 【０００７】かかる継ぎ手を有する本発明の駆動軸は、
とくに２つの等速継ぎ手および一体にされた軸方向突入
ユニットを備えた中間軸からなっている駆動軸の駆動端
部において継ぎ手として使用される、継ぎ手の明瞭に改
善された寿命によって特徴付けられる。外方継ぎ手部分
は差動駆動装置によって駆動されかつ内方継ぎ手部材は
中間軸に接続される。 【０００８】改善された寿命は、永続的にゼロからずれ
かつ軌道対によってそれぞれ対向のボール対に印加され
る結果として生じる制御力に起因し、その結果、総体的
に、ケージ制御条件が非常に改善される。かかる改善さ
れた制御力条件に関する理由は図面を参照して説明す
る。 【０００９】従来技術による継ぎ手に比較して本発明の
駆動軸およびその継ぎ手特性を図面に示しかつ以下で説
明する。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は対向軌道継ぎ手の形の第１
等速固定ボール継ぎ手４１、第２等速固定ボール継ぎ手
４２および中間軸４３を備えた本発明の駆動軸を示して
いる。中間軸には、実質上、ジャーナル４５、スリーブ
４６およびケージ４８によってともに保持されるトルク
伝達ボール４７を含んでいる軸方向突入ユニット４４が
一体にされている。 【００１１】前者の等速固定ボール継ぎ手４１は基部１
４および形成されたジャーナル１５を備えた外方継ぎ手
部分１１、ならびにジャーナル４５に接続された内方継
ぎ手部材２１、ボールケージ３１およびトルク伝達ボー
ル３６を含んでいる。継ぎ手かつしたがって駆動軸全体
は外方継ぎ手部分１１を介してジャーナル１５によって
駆動される。このジャーナル１５は差動駆動装置に挿入
される。第２等速固定ボール継ぎ手４２は出力がその外
方継ぎ手部材４９およびホイールハブに接続されるジャ
ーナル５０を介して行われるような方法において配置さ
れる。 【００１２】図２ないし図４の例示が以下で共同して説
明される。外方継ぎ手部分１１は開口１３を備えた内部
１２および対向基部１４を含んでいる。接続ジャーナル
１５は基部１４に形成される。内部１２は軸ジャーナル
を挿入するための内方開口２２を備えた内方継ぎ手部材
２１を収容する。ボールケージ３１は外方継ぎ手部材１
１と内方継ぎ手部材２１との間に配置されている。継ぎ
手は継ぎ手中心から外方継ぎ手部材の開口端へ向かう第
１の方向Ｒ1に見られるとき互いに異なる第１外方軌道
１６1および第１内方軌道２６1を含んでいる。 【００１３】そのうえ、継ぎ手は、継ぎ手中心から、外
方継ぎ手部材のジャーナル端へ向いている第２の方向Ｒ
2に見られるとき互いに異なる第２外方軌道１６2および
第２内方軌道２６2を含んでいる。第１外方軌道１６1お
よび第１内方軌道２６1は互いに第１軌道対を形成し；
第２外方軌道１６2および第２内方軌道２６2は互いに第
２軌道対を形成している。内方軌道および外方軌道から
なっている軌道対はトルク伝達ボール３６1，３６2を収
容する。 【００１４】ボールケージ３１は外方継ぎ手部材の球状
内面１８内に保持される球状外面３２を含んでいる。ボ
ールはケージ３１の窓３４に保持される。継ぎ手全体を
通ってボール軌道を通る各半径方向断面に、第１軌道対
１６1，２６1および第２軌道対１６2，２６2が、図３の
断面Ａ−Ａおよび図４の断面Ｂ−Ｂにおいて見られ得る
ように、互いに反対に位置決めされる。第１軌道対内の
ボール３６1は第１の方向Ｒ1に向いている力を軌道によ
って受ける。 【００１５】第２軌道対内のボール３６2は第２の方向
Ｒ2に向いている力を軌道によって受ける。各場合に、
これはトルク伝達状態に適用されかつケージに印加され
ている内部負荷を導く。しかしながら、力が対で釣り合
わせられるように、ケージは、総体的に、外方継ぎ手部
材１１および内方継ぎ手部材２１に対して軸方向に力が
ないように保持される。結果として、ケージと外方継ぎ
手部材との間の摩擦力は組み立てられた継ぎ手が回転す
るとき低い。 【００１６】図５において、軌道対１６1，２６1および
１６2，２６2によってボール３６1，３６2に印加される
力が４個のボールに関して再び示され、そして図６のケ
ージ３４の展開図がボールに作用しかつケージによって
印加されねばならないそれぞれの対向力を示している。
反対方向に交互に作用している６個の力の合計により、
ケージ３４は外方継ぎ手部材１１および内方継ぎ手部材
２１に対して外方に向かって力がない。 【００１７】図７、図８、図９および図１０の個々の例
示を協働して以下で説明する。図１による継ぎ手が連接
された状態において示され、連接角度βは外方継ぎ手部
材１１の軸線Ａ11と内方継ぎ手部材の軸線Ａ21との間に
設定されている。軸線Ａ11，Ａ21との間の角度は角度２
等分平面Ｅによって対称的に分割される。図８は軸線Ａ
11，Ａ21によって広げられるいわゆる連接平面による長
手方向断面図である。ボールは１から６に連続して番号
が付され、ボール１および４が連接平面に位置決めされ
ている。 【００１８】ボール１および４とボール軌道との間の接
触点において、接線はボールに対して描かれる。ボール
１での接線は制御角度α1を取り囲みかつボール４での
接線は、対称のため、同一の大きさからなる、制御角度
α4を取り囲んでいる。ゼロと異なる制御角度を設ける
ことが必要であり、その結果、軸線Ａ11，Ａ21の連接
時、ボール軌道は角度２等分平面Ｅ上でケージを同じに
制御することができるようにボールに力を印加する。高
い制御力が他のボールに印加されるならばゼロであるよ
うな個々のボールでの制御力を許容する。 【００１９】図１０はボール１および４に関して、定量
的に、相対的に固定位置にある軸線Ａ11，Ａ21による継
ぎ手回転を横切る前記制御角度α1，α4を示している。
例示は、周部を２度横切って、とくに２１０°および３
３０°の回転角度で、ボール１および４の制御角度が同
時にゼロになることを示している。かくして、図９によ
れば、また、前記角度的位置の外側で、ケージに傾斜モ
ーメントを発生する１対の力を形成する力Ｆ1およびＦ4
はゼロになる。ずれた位相を有する、２つのさらに他の
対のボールがゼロからずれる力の対により作用すること
を考慮するとしても、ケージ制御は比較的不満足であ
る。 【００２０】図１１、図１２および図１３の例示は以下
で共同して説明される。外方継ぎ手部材１１は開口１３
および対向基部１４を有する内部１２を含んでいる。接
続ジャーナル１５は基部１４に形成される。内部１２は
軸ジャーナルを挿入するための内方開口２２を有する内
方継ぎ手部材２１を含んでいる。外方継ぎ手部材１１と
内方継ぎ手部材２１との間には、ボールケージ３１が配
置される。継ぎ手は、継ぎ手中心から外方継ぎ手部材に
向いている第１方向Ｒ1に見られるとき互いに異なる第
１外方軌道１６1および第１内方軌道２６1を含んでい
る。 【００２１】そのうえ、継ぎ手は継ぎ手中心が、外方継
ぎ手部材のジャーナル端へ向いている第２の方向Ｒ2に
見られるとき互いに異なる第２外方軌道１６2および第
２内方軌道２６2を含んでいる。第１外方軌道１６1およ
び第１内方軌道２６1は互いに第１軌道対を形成する。
第２外方軌道１６2および第２内方軌道２６2は互いに第
２軌道対を形成している。内方軌道および外方軌道から
形成される軌道対はトルク伝達ボール３６1，３６2を収
容する。 【００２２】ボールケージ３１は外方継ぎ手部材の球状
内面１８内に保持される球状外面３２を含んでいる。ボ
ールはケージ３１の窓３４に保持される。継ぎ手全体を
通ってボール軌道を通る各半径方向断面に、第１軌道対
が断面Ｂ−Ｂにおいて見られ得るように、第１軌道対と
反対に位置決めされるか、または第２軌道対が、断面Ａ
−Ａにおいて見られ得るように、第２軌道対と反対に位
置決めされる。第１軌道対１６1，２６1内のボール３６
1は第１の方向Ｒ1に向いている力を軌道によって受け
る。 【００２３】第２軌道対内のボール３６2は第２の方向
Ｒ2に向いている力を軌道によって受ける。これはトル
ク伝達状態に適用されかつケージに印加されている内部
負荷を導く。しかしながら、力が対で釣り合わせられる
ように、ケージは、総体的に、軸方向に力がない状態に
おいて外方継ぎ手部材に保持される。結果として、ケー
ジと外方継ぎ手部材との間の摩擦力は組み立てられた継
ぎ手が回転するとき低い。 【００２４】図１４の断面図において、軌道対によって
ボールに印加される力が５個のボールに関して示され、
そして図１５のケージの展開図はボールに作用しかつケ
ージによって印加されるべきであるそれぞれの対向力を
示している。反対方向に交互に作用する合計８個の力に
より、ケージは外方に向かって力がない。 【００２５】図１６、図１７、図１８および図１９の個
々の図が以下で共同して説明される。図１４および図１
５による継ぎ手が連接された状態において示され、連接
角度βは外方継ぎ手部材１１の軸線Ａ11と内方継ぎ手部
材の軸線Ａ21との間に設定されている。軸線Ａ11，Ａ21
との間の角度は角度２等分平面Ｅによって対称的に分割
される。図１７は軸線Ａ11，Ａ21によって広げられるい
わゆる連接平面による長手方向断面図である。ボールは
１から８に連続して番号が付され、ボール１および５が
連接平面に位置決めされている。 【００２６】ボール１および５とボール軌道との間の接
触点において、接線はボールに対して描かれる。ボール
１での接線は制御角度α1を取り囲みかつボール５での
接線は、本発明によれば、異なる大きさからなる、制御
角度α5を取り囲んでいる。ゼロと異なる制御角度を設
けることが必要であり、その結果、軸線Ａ11，Ａ21の連
接時、ボール軌道は角度２等分平面Ｅ上でケージを同じ
に制御することができるようにボールに力を印加する。
高い制御力が他のボールに印加されるならばゼロである
ような個々のボールでの制御力を許容する。 【００２７】図１８はボール１および４に関して、定量
的に、相対的に固定位置にある軸線Ａ11，Ａ21による継
ぎ手回転を横切る前記制御角度α1，α5を示している。
例示は、ボール１および５の各々に関して、周部を２度
横切って、すなわち、３０°および１５０°で、ボール
１に関してかつ２１０°および３３０°の回転角度で、
制御角度α1が、ボール５に関して制御角度α5がゼロに
なることを示しているが、半径方向に反対に位置決めさ
れたそれぞれのボールの制御角度は常にゼロからずれ
る。かくして、また、ケージに傾斜モーメントを発生す
る力Ｆ1およびＦ5によって形成される１対の力を一定に
ゼロからずれる。結果として、ケージ制御はすべての回
転角度において極めて好都合である。 【００２８】図２０には、４つの試験において、８個の
軌道対内に８個のボールを有する等速固定ボール継ぎ手
を有する本発明による駆動軸の寿命が６個の軌道対内に
６個のボールを有する等速固定ボール継ぎ手を有する駆
動軸の寿命と比較されている。８個のボールを備えた継
ぎ手を有する本発明による駆動軸のすべては１００％の
規定の寿命を達成したが、これに反して６個のボールを
備えた継ぎ手を有する駆動軸は各々規定の寿命の５０％
以下に達した。８個のボールを備えた継ぎ手は図１１な
いし図１８による継ぎ手に対応され、これに反して６個
のボールを備えた継ぎ手は図２ないし図９に示された継
ぎ手に対応した。 【００２９】以下に本発明の実施の形態を要約列挙す
る。 【００３０】＜１＞ とくに対向軌道継ぎ手の形におい
て少なくとも１つの等速固定ボール継ぎ手を有する、自
動車の側軸として使用される、２つの等速継ぎ手および
中間軸（４３）を有する駆動軸において、前記継ぎ手が
以下の特徴、すなわち、外方軌道（１６）を有する外方
継ぎ手部材（１１）、内方軌道（２６）を有する内方継
ぎ手部材（２１）、前記外方軌道および前記内方軌道か
らなっている軌道対に収容されるトルク伝達ボール（３
６）、および前記ボールが共通平面内に保持されかつ前
記継ぎ手が連接されるとき角度２等分平面上に案内され
るケージ窓（３４）を有するボールケージ（３１）；第
１外方軌道（１６1）が、第１内方軌道（２６1）ととも
に、第１軌道対を形成し、その軌道が前記内方継ぎ手部
材（２１）の接続端部に向かって第１軸方向（Ｒ1）に
見て互いに分れかつ第１ボール（３６1）を保持し；第
２外方軌道（１６2）が、第２内方軌道（２６2）ととも
に、第２軌道対を形成し、その軌道が前記外方継ぎ手部
材（１１）の接続端部に向かって第２軸方向（Ｒ2）に
見て互いに分れかつ第２ボール（３６2）を保持し；第
１軌道対（１６1，２６1）が第１軌道対（１６1，２
６1）と反対に半径方向に位置決めされそして第２軌道
対（１６2，２６2）が第２軌道対（１６2，２６2）と反
対に半径方向に位置決めされる駆動軸。 【００３１】＜２＞ 前記継ぎ手内に、前記第１軌道対
（１６1，２６1）および前記第２軌道対（１６2，２
６2）が周部を横切って交互に配置される上記＜１＞に
記載の駆動軸。 【００３２】＜３＞ 前記継ぎ手内に、８個の軌道対
（１６1，２６1，１６2，２６2）が設けられる上記＜２
＞に記載の駆動軸。 【００３３】＜４＞ その接続端部において、前記継ぎ
手の前記外方継ぎ手部材（１１）が一体に形成された継
ぎ手基部（１４）を含んでいる上記＜１＞ないし＜３＞
のいずれか１つに記載の駆動軸。 【００３４】＜５＞ 前記継ぎ手の前記内方継ぎ手部材
（２１）が前記駆動軸の前記中間軸（４３）に接続され
る上記＜１＞ないし＜４＞のいずれか１つに記載の駆動
軸。 【００３５】＜６＞ ２つの等速固定ボール継ぎ手およ
び一体の軸方向移動ユニットを有する中間軸を含んでい
る上記＜１＞ないし＜５＞のいずれか１つに記載の駆動
軸。 【００３６】 【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、とくに対向軌
道継ぎ手の形において少なくとも１つの等速固定ボール
継ぎ手を有する、自動車の側軸として使用される、２つ
の等速継ぎ手および中間軸を有する駆動軸において、前
記継ぎ手が以下の特徴、すなわち、外方軌道を有する外
方継ぎ手部材、内方軌道を有する内方継ぎ手部材、前記
外方軌道および前記内方軌道からなっている軌道対に収
容されるトルク伝達ボール、および前記ボールが共通平
面内に保持されかつ前記継ぎ手が連接されるとき角度２
等分平面上に案内されるケージ窓を有するボールケー
ジ；第１外方軌道が、第１内方軌道とともに、第１軌道
対を形成し、その軌道が前記内方継ぎ手部材の接続端部
に向かって第１軸方向に見て互いに分れかつ第１ボール
を保持し；第２外方軌道が、第２内方軌道とともに、第
２軌道対を形成し、その軌道が前記外方継ぎ手部材の接
続端部に向かって第２軸方向に見て互いに分れかつ第２
ボールを保持し；第１軌道対が第１軌道対と反対に半径
方向に位置決めされそして第２軌道対が第２軌道対と反
対に半径方向に位置決めされる構成としたので、改良さ
れた制御特性を有する対向軌道継ぎ手を備えた最初に述
べた型の駆動軸を提供することができる。
ぎ手の形において少なくとも１つの等速固定ボール継ぎ
手を有する、自動車の側軸として使用される、２つの等
速継ぎ手および中間軸を有する駆動軸に関する。前記対
向軌道継ぎ手は外方軌道を有する外方継ぎ手部材、内方
軌道を有する内方継ぎ手部材、前記外方軌道および前記
内方軌道からなっている軌道対に収容されるトルク伝達
ボール、および前記ボールが共通平面内に保持されかつ
前記継ぎ手が連接されるとき角度２等分平面上に案内さ
れるケージ窓を有するボールケージ；第１外方軌道が、
第１内方軌道とともに、第１軌道対を形成し、その軌道
が前記内方継ぎ手部材の接続端部に向かって第１軸方向
に見て互いに分れかつ第１ボールを保持し；第２外方軌
道が、第２内方軌道とともに、第２軌道対を形成し、そ
の軌道が前記外方継ぎ手部材の接続端部に向かって第２
軸方向に見て互いに分れかつ第２ボールを保持する。 【０００２】 【従来の技術】上述した型の対向軌道継ぎ手は、第１軌
道対および第２軌道対に交互に周部に配置されるボール
が、軌道を介して、第１方向および第２方向に交互に向
ける力を受けるために好都合である。前記力は内部力の
形で釣り合わされるボールケージの対向力によって収容
され、その結果ケージはどのような外部の軸方向力も受
けない。ケージは、したがって、外方継ぎ手部材に対し
て比較的摩擦のない方法において走行する。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】これまで、製造および
組み立ての理由のためにかつ好適なボールの大きさに関
連して、第１の方向に見られるとき開いている第１の軌
道対と反対に、それと反対に半径方向に、第２の方向に
見られるとき開いている第２の軌道対が配置され、その
さいさらに６対の軌道が設けられるのが従来技術による
継ぎ手の慣例であった。この設計は継ぎ手の制御に関連
して、すなわち、ケージでの制御力条件に関連して重大
な欠点を有していた。 【０００４】しかしながら、正確なケージ制御が、継ぎ
手が連接されるときは何時でも、外方継ぎ手部材と内方
継ぎ手部材の軸線間で角度を対称的に分割する角度２等
分平面上に十分に高い制御力により全体としてボールを
案内することができるために必須である。従来技術によ
る継ぎ手における前記不都合な制御条件に関する理由は
図面に関連して後でより詳細に説明する。 【０００５】それゆえ、本発明の目的は、改良された制
御特性を有する対向軌道継ぎ手を備えた最初に述べた型
の駆動軸を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的は、前記継ぎ手
において、第１軌道対が第１軌道対と反対に半径方向に
位置決めされそして第２軌道対が第２軌道対と反対に半
径方向に位置決めされることによって達成される。とく
に、前記第１軌道対および前記第２軌道対が周部を横切
って交互であるように配置されることが提案される。好
適な実施の形態において、８個の均一に周部に分布され
た軌道対を有する継ぎ手が提案される。他の可能性は１
２または１６の軌道対の選択に言及する。 【０００７】かかる継ぎ手を有する本発明の駆動軸は、
とくに２つの等速継ぎ手および一体にされた軸方向突入
ユニットを備えた中間軸からなっている駆動軸の駆動端
部において継ぎ手として使用される、継ぎ手の明瞭に改
善された寿命によって特徴付けられる。外方継ぎ手部分
は差動駆動装置によって駆動されかつ内方継ぎ手部材は
中間軸に接続される。 【０００８】改善された寿命は、永続的にゼロからずれ
かつ軌道対によってそれぞれ対向のボール対に印加され
る結果として生じる制御力に起因し、その結果、総体的
に、ケージ制御条件が非常に改善される。かかる改善さ
れた制御力条件に関する理由は図面を参照して説明す
る。 【０００９】従来技術による継ぎ手に比較して本発明の
駆動軸およびその継ぎ手特性を図面に示しかつ以下で説
明する。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は対向軌道継ぎ手の形の第１
等速固定ボール継ぎ手４１、第２等速固定ボール継ぎ手
４２および中間軸４３を備えた本発明の駆動軸を示して
いる。中間軸には、実質上、ジャーナル４５、スリーブ
４６およびケージ４８によってともに保持されるトルク
伝達ボール４７を含んでいる軸方向突入ユニット４４が
一体にされている。 【００１１】前者の等速固定ボール継ぎ手４１は基部１
４および形成されたジャーナル１５を備えた外方継ぎ手
部分１１、ならびにジャーナル４５に接続された内方継
ぎ手部材２１、ボールケージ３１およびトルク伝達ボー
ル３６を含んでいる。継ぎ手かつしたがって駆動軸全体
は外方継ぎ手部分１１を介してジャーナル１５によって
駆動される。このジャーナル１５は差動駆動装置に挿入
される。第２等速固定ボール継ぎ手４２は出力がその外
方継ぎ手部材４９およびホイールハブに接続されるジャ
ーナル５０を介して行われるような方法において配置さ
れる。 【００１２】図２ないし図４の例示が以下で共同して説
明される。外方継ぎ手部分１１は開口１３を備えた内部
１２および対向基部１４を含んでいる。接続ジャーナル
１５は基部１４に形成される。内部１２は軸ジャーナル
を挿入するための内方開口２２を備えた内方継ぎ手部材
２１を収容する。ボールケージ３１は外方継ぎ手部材１
１と内方継ぎ手部材２１との間に配置されている。継ぎ
手は継ぎ手中心から外方継ぎ手部材の開口端へ向かう第
１の方向Ｒ1に見られるとき互いに異なる第１外方軌道
１６1および第１内方軌道２６1を含んでいる。 【００１３】そのうえ、継ぎ手は、継ぎ手中心から、外
方継ぎ手部材のジャーナル端へ向いている第２の方向Ｒ
2に見られるとき互いに異なる第２外方軌道１６2および
第２内方軌道２６2を含んでいる。第１外方軌道１６1お
よび第１内方軌道２６1は互いに第１軌道対を形成し；
第２外方軌道１６2および第２内方軌道２６2は互いに第
２軌道対を形成している。内方軌道および外方軌道から
なっている軌道対はトルク伝達ボール３６1，３６2を収
容する。 【００１４】ボールケージ３１は外方継ぎ手部材の球状
内面１８内に保持される球状外面３２を含んでいる。ボ
ールはケージ３１の窓３４に保持される。継ぎ手全体を
通ってボール軌道を通る各半径方向断面に、第１軌道対
１６1，２６1および第２軌道対１６2，２６2が、図３の
断面Ａ−Ａおよび図４の断面Ｂ−Ｂにおいて見られ得る
ように、互いに反対に位置決めされる。第１軌道対内の
ボール３６1は第１の方向Ｒ1に向いている力を軌道によ
って受ける。 【００１５】第２軌道対内のボール３６2は第２の方向
Ｒ2に向いている力を軌道によって受ける。各場合に、
これはトルク伝達状態に適用されかつケージに印加され
ている内部負荷を導く。しかしながら、力が対で釣り合
わせられるように、ケージは、総体的に、外方継ぎ手部
材１１および内方継ぎ手部材２１に対して軸方向に力が
ないように保持される。結果として、ケージと外方継ぎ
手部材との間の摩擦力は組み立てられた継ぎ手が回転す
るとき低い。 【００１６】図５において、軌道対１６1，２６1および
１６2，２６2によってボール３６1，３６2に印加される
力が４個のボールに関して再び示され、そして図６のケ
ージ３４の展開図がボールに作用しかつケージによって
印加されねばならないそれぞれの対向力を示している。
反対方向に交互に作用している６個の力の合計により、
ケージ３４は外方継ぎ手部材１１および内方継ぎ手部材
２１に対して外方に向かって力がない。 【００１７】図７、図８、図９および図１０の個々の例
示を協働して以下で説明する。図１による継ぎ手が連接
された状態において示され、連接角度βは外方継ぎ手部
材１１の軸線Ａ11と内方継ぎ手部材の軸線Ａ21との間に
設定されている。軸線Ａ11，Ａ21との間の角度は角度２
等分平面Ｅによって対称的に分割される。図８は軸線Ａ
11，Ａ21によって広げられるいわゆる連接平面による長
手方向断面図である。ボールは１から６に連続して番号
が付され、ボール１および４が連接平面に位置決めされ
ている。 【００１８】ボール１および４とボール軌道との間の接
触点において、接線はボールに対して描かれる。ボール
１での接線は制御角度α1を取り囲みかつボール４での
接線は、対称のため、同一の大きさからなる、制御角度
α4を取り囲んでいる。ゼロと異なる制御角度を設ける
ことが必要であり、その結果、軸線Ａ11，Ａ21の連接
時、ボール軌道は角度２等分平面Ｅ上でケージを同じに
制御することができるようにボールに力を印加する。高
い制御力が他のボールに印加されるならばゼロであるよ
うな個々のボールでの制御力を許容する。 【００１９】図１０はボール１および４に関して、定量
的に、相対的に固定位置にある軸線Ａ11，Ａ21による継
ぎ手回転を横切る前記制御角度α1，α4を示している。
例示は、周部を２度横切って、とくに２１０°および３
３０°の回転角度で、ボール１および４の制御角度が同
時にゼロになることを示している。かくして、図９によ
れば、また、前記角度的位置の外側で、ケージに傾斜モ
ーメントを発生する１対の力を形成する力Ｆ1およびＦ4
はゼロになる。ずれた位相を有する、２つのさらに他の
対のボールがゼロからずれる力の対により作用すること
を考慮するとしても、ケージ制御は比較的不満足であ
る。 【００２０】図１１、図１２および図１３の例示は以下
で共同して説明される。外方継ぎ手部材１１は開口１３
および対向基部１４を有する内部１２を含んでいる。接
続ジャーナル１５は基部１４に形成される。内部１２は
軸ジャーナルを挿入するための内方開口２２を有する内
方継ぎ手部材２１を含んでいる。外方継ぎ手部材１１と
内方継ぎ手部材２１との間には、ボールケージ３１が配
置される。継ぎ手は、継ぎ手中心から外方継ぎ手部材に
向いている第１方向Ｒ1に見られるとき互いに異なる第
１外方軌道１６1および第１内方軌道２６1を含んでい
る。 【００２１】そのうえ、継ぎ手は継ぎ手中心が、外方継
ぎ手部材のジャーナル端へ向いている第２の方向Ｒ2に
見られるとき互いに異なる第２外方軌道１６2および第
２内方軌道２６2を含んでいる。第１外方軌道１６1およ
び第１内方軌道２６1は互いに第１軌道対を形成する。
第２外方軌道１６2および第２内方軌道２６2は互いに第
２軌道対を形成している。内方軌道および外方軌道から
形成される軌道対はトルク伝達ボール３６1，３６2を収
容する。 【００２２】ボールケージ３１は外方継ぎ手部材の球状
内面１８内に保持される球状外面３２を含んでいる。ボ
ールはケージ３１の窓３４に保持される。継ぎ手全体を
通ってボール軌道を通る各半径方向断面に、第１軌道対
が断面Ｂ−Ｂにおいて見られ得るように、第１軌道対と
反対に位置決めされるか、または第２軌道対が、断面Ａ
−Ａにおいて見られ得るように、第２軌道対と反対に位
置決めされる。第１軌道対１６1，２６1内のボール３６
1は第１の方向Ｒ1に向いている力を軌道によって受け
る。 【００２３】第２軌道対内のボール３６2は第２の方向
Ｒ2に向いている力を軌道によって受ける。これはトル
ク伝達状態に適用されかつケージに印加されている内部
負荷を導く。しかしながら、力が対で釣り合わせられる
ように、ケージは、総体的に、軸方向に力がない状態に
おいて外方継ぎ手部材に保持される。結果として、ケー
ジと外方継ぎ手部材との間の摩擦力は組み立てられた継
ぎ手が回転するとき低い。 【００２４】図１４の断面図において、軌道対によって
ボールに印加される力が５個のボールに関して示され、
そして図１５のケージの展開図はボールに作用しかつケ
ージによって印加されるべきであるそれぞれの対向力を
示している。反対方向に交互に作用する合計８個の力に
より、ケージは外方に向かって力がない。 【００２５】図１６、図１７、図１８および図１９の個
々の図が以下で共同して説明される。図１４および図１
５による継ぎ手が連接された状態において示され、連接
角度βは外方継ぎ手部材１１の軸線Ａ11と内方継ぎ手部
材の軸線Ａ21との間に設定されている。軸線Ａ11，Ａ21
との間の角度は角度２等分平面Ｅによって対称的に分割
される。図１７は軸線Ａ11，Ａ21によって広げられるい
わゆる連接平面による長手方向断面図である。ボールは
１から８に連続して番号が付され、ボール１および５が
連接平面に位置決めされている。 【００２６】ボール１および５とボール軌道との間の接
触点において、接線はボールに対して描かれる。ボール
１での接線は制御角度α1を取り囲みかつボール５での
接線は、本発明によれば、異なる大きさからなる、制御
角度α5を取り囲んでいる。ゼロと異なる制御角度を設
けることが必要であり、その結果、軸線Ａ11，Ａ21の連
接時、ボール軌道は角度２等分平面Ｅ上でケージを同じ
に制御することができるようにボールに力を印加する。
高い制御力が他のボールに印加されるならばゼロである
ような個々のボールでの制御力を許容する。 【００２７】図１８はボール１および４に関して、定量
的に、相対的に固定位置にある軸線Ａ11，Ａ21による継
ぎ手回転を横切る前記制御角度α1，α5を示している。
例示は、ボール１および５の各々に関して、周部を２度
横切って、すなわち、３０°および１５０°で、ボール
１に関してかつ２１０°および３３０°の回転角度で、
制御角度α1が、ボール５に関して制御角度α5がゼロに
なることを示しているが、半径方向に反対に位置決めさ
れたそれぞれのボールの制御角度は常にゼロからずれ
る。かくして、また、ケージに傾斜モーメントを発生す
る力Ｆ1およびＦ5によって形成される１対の力を一定に
ゼロからずれる。結果として、ケージ制御はすべての回
転角度において極めて好都合である。 【００２８】図２０には、４つの試験において、８個の
軌道対内に８個のボールを有する等速固定ボール継ぎ手
を有する本発明による駆動軸の寿命が６個の軌道対内に
６個のボールを有する等速固定ボール継ぎ手を有する駆
動軸の寿命と比較されている。８個のボールを備えた継
ぎ手を有する本発明による駆動軸のすべては１００％の
規定の寿命を達成したが、これに反して６個のボールを
備えた継ぎ手を有する駆動軸は各々規定の寿命の５０％
以下に達した。８個のボールを備えた継ぎ手は図１１な
いし図１８による継ぎ手に対応され、これに反して６個
のボールを備えた継ぎ手は図２ないし図９に示された継
ぎ手に対応した。 【００２９】以下に本発明の実施の形態を要約列挙す
る。 【００３０】＜１＞ とくに対向軌道継ぎ手の形におい
て少なくとも１つの等速固定ボール継ぎ手を有する、自
動車の側軸として使用される、２つの等速継ぎ手および
中間軸（４３）を有する駆動軸において、前記継ぎ手が
以下の特徴、すなわち、外方軌道（１６）を有する外方
継ぎ手部材（１１）、内方軌道（２６）を有する内方継
ぎ手部材（２１）、前記外方軌道および前記内方軌道か
らなっている軌道対に収容されるトルク伝達ボール（３
６）、および前記ボールが共通平面内に保持されかつ前
記継ぎ手が連接されるとき角度２等分平面上に案内され
るケージ窓（３４）を有するボールケージ（３１）；第
１外方軌道（１６1）が、第１内方軌道（２６1）ととも
に、第１軌道対を形成し、その軌道が前記内方継ぎ手部
材（２１）の接続端部に向かって第１軸方向（Ｒ1）に
見て互いに分れかつ第１ボール（３６1）を保持し；第
２外方軌道（１６2）が、第２内方軌道（２６2）ととも
に、第２軌道対を形成し、その軌道が前記外方継ぎ手部
材（１１）の接続端部に向かって第２軸方向（Ｒ2）に
見て互いに分れかつ第２ボール（３６2）を保持し；第
１軌道対（１６1，２６1）が第１軌道対（１６1，２
６1）と反対に半径方向に位置決めされそして第２軌道
対（１６2，２６2）が第２軌道対（１６2，２６2）と反
対に半径方向に位置決めされる駆動軸。 【００３１】＜２＞ 前記継ぎ手内に、前記第１軌道対
（１６1，２６1）および前記第２軌道対（１６2，２
６2）が周部を横切って交互に配置される上記＜１＞に
記載の駆動軸。 【００３２】＜３＞ 前記継ぎ手内に、８個の軌道対
（１６1，２６1，１６2，２６2）が設けられる上記＜２
＞に記載の駆動軸。 【００３３】＜４＞ その接続端部において、前記継ぎ
手の前記外方継ぎ手部材（１１）が一体に形成された継
ぎ手基部（１４）を含んでいる上記＜１＞ないし＜３＞
のいずれか１つに記載の駆動軸。 【００３４】＜５＞ 前記継ぎ手の前記内方継ぎ手部材
（２１）が前記駆動軸の前記中間軸（４３）に接続され
る上記＜１＞ないし＜４＞のいずれか１つに記載の駆動
軸。 【００３５】＜６＞ ２つの等速固定ボール継ぎ手およ
び一体の軸方向移動ユニットを有する中間軸を含んでい
る上記＜１＞ないし＜５＞のいずれか１つに記載の駆動
軸。 【００３６】 【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、とくに対向軌
道継ぎ手の形において少なくとも１つの等速固定ボール
継ぎ手を有する、自動車の側軸として使用される、２つ
の等速継ぎ手および中間軸を有する駆動軸において、前
記継ぎ手が以下の特徴、すなわち、外方軌道を有する外
方継ぎ手部材、内方軌道を有する内方継ぎ手部材、前記
外方軌道および前記内方軌道からなっている軌道対に収
容されるトルク伝達ボール、および前記ボールが共通平
面内に保持されかつ前記継ぎ手が連接されるとき角度２
等分平面上に案内されるケージ窓を有するボールケー
ジ；第１外方軌道が、第１内方軌道とともに、第１軌道
対を形成し、その軌道が前記内方継ぎ手部材の接続端部
に向かって第１軸方向に見て互いに分れかつ第１ボール
を保持し；第２外方軌道が、第２内方軌道とともに、第
２軌道対を形成し、その軌道が前記外方継ぎ手部材の接
続端部に向かって第２軸方向に見て互いに分れかつ第２
ボールを保持し；第１軌道対が第１軌道対と反対に半径
方向に位置決めされそして第２軌道対が第２軌道対と反
対に半径方向に位置決めされる構成としたので、改良さ
れた制御特性を有する対向軌道継ぎ手を備えた最初に述
べた型の駆動軸を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動軸を示す部分長手方向断面図であ
る。 【図２】従来技術による対向軌道継ぎ手の継ぎ手開口を
示す軸方向図である。 【図３】図２の対向軌道継ぎ手の断面Ａ−Ａによる長手
方向断面図である。 【図４】図２の対向軌道継ぎ手の断面Ｂ−Ｂによる長手
方向断面図である。 【図５】軸方向ボール力を示している図２による継ぎ手
の長手方向断面図である。 【図６】軸方向ボール力を示している図２による継ぎ手
のケージの展開図である。 【図７】連接された状態において回転している図２によ
る継ぎ手の軸方向図である。 【図８】連接された状態において回転している図２によ
る継ぎ手の長手方向断面図である。 【図９】連接された状態において回転している図２によ
る継ぎ手のケージとボールを有する詳細の形で示す図で
ある。 【図１０】連接された状態において回転している図２に
よる継ぎ手の２つの対向ボールに関する制御角度の図で
ある。 【図１１】本発明による対向軌道継ぎ手の継ぎ手開口を
示す軸方向図である。 【図１２】図１１の対向軌道継ぎ手の断面Ａ−Ａによる
長手方向断面図である。 【図１３】図１１の対向軌道継ぎ手の断面Ｂ−Ｂによる
長手方向断面図である。 【図１４】軸方向ボール力を示している図１１による継
ぎ手の長手方向断面図である。 【図１５】軸方向ボール力を示している図１１による継
ぎ手のケージの展開図である。 【図１６】連接された状態において回転している図１１
による継ぎ手の軸方向図である。 【図１７】連接された状態において回転している図１１
による継ぎ手の長手方向断面図である。 【図１８】連接された状態において回転している図１１
による継ぎ手のケージとボールを有する詳細の形で示す
図である。 【図１９】連接された状態において回転している図１１
による継ぎ手の２つの対向ボールに関する制御角度の図
である。 【図２０】従来技術に比較されるような本発明による駆
動軸における対向軌道継ぎ手の寿命を示す特性図であ
る。 【符号の説明】 １１ 外方継ぎ手部材 １６1 第１外方軌道 １６2 第２外方軌道 ２１ 内方継ぎ手部材 ２６1 第１内方軌道 ２６2 第２内方軌道 ３１ ボールケージ ３４ ケージ窓 ３６ トルク伝達ボール ３６1 第１ボール ３６2 第２ボール ４３ 中間軸
る。 【図２】従来技術による対向軌道継ぎ手の継ぎ手開口を
示す軸方向図である。 【図３】図２の対向軌道継ぎ手の断面Ａ−Ａによる長手
方向断面図である。 【図４】図２の対向軌道継ぎ手の断面Ｂ−Ｂによる長手
方向断面図である。 【図５】軸方向ボール力を示している図２による継ぎ手
の長手方向断面図である。 【図６】軸方向ボール力を示している図２による継ぎ手
のケージの展開図である。 【図７】連接された状態において回転している図２によ
る継ぎ手の軸方向図である。 【図８】連接された状態において回転している図２によ
る継ぎ手の長手方向断面図である。 【図９】連接された状態において回転している図２によ
る継ぎ手のケージとボールを有する詳細の形で示す図で
ある。 【図１０】連接された状態において回転している図２に
よる継ぎ手の２つの対向ボールに関する制御角度の図で
ある。 【図１１】本発明による対向軌道継ぎ手の継ぎ手開口を
示す軸方向図である。 【図１２】図１１の対向軌道継ぎ手の断面Ａ−Ａによる
長手方向断面図である。 【図１３】図１１の対向軌道継ぎ手の断面Ｂ−Ｂによる
長手方向断面図である。 【図１４】軸方向ボール力を示している図１１による継
ぎ手の長手方向断面図である。 【図１５】軸方向ボール力を示している図１１による継
ぎ手のケージの展開図である。 【図１６】連接された状態において回転している図１１
による継ぎ手の軸方向図である。 【図１７】連接された状態において回転している図１１
による継ぎ手の長手方向断面図である。 【図１８】連接された状態において回転している図１１
による継ぎ手のケージとボールを有する詳細の形で示す
図である。 【図１９】連接された状態において回転している図１１
による継ぎ手の２つの対向ボールに関する制御角度の図
である。 【図２０】従来技術に比較されるような本発明による駆
動軸における対向軌道継ぎ手の寿命を示す特性図であ
る。 【符号の説明】 １１ 外方継ぎ手部材 １６1 第１外方軌道 １６2 第２外方軌道 ２１ 内方継ぎ手部材 ２６1 第１内方軌道 ２６2 第２内方軌道 ３１ ボールケージ ３４ ケージ窓 ３６ トルク伝達ボール ３６1 第１ボール ３６2 第２ボール ４３ 中間軸
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 シュテファン マオハー
ドイツ連邦共和国、ディー−53721 ズィ
ーク ブルク、シャーンホルストシュトラ
ーセ ６
(72)発明者 アンナ グレメルマイアー
ドイツ連邦共和国、ディー−53757 ザン
クト アウグスティン、ツェーデルンヴェ
ーク 187
(72)発明者 ヘルベルト タオレグ
ドイツ連邦共和国、ディー−53773 ヘン
ネフ 、ウッケラース−レバッハ （番地
なし)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 対向軌道継ぎ手の形における少なくとも
１つの等速固定ボール継ぎ手を有する、自動車の側軸と
して使用される、２つの等速継ぎ手および中間軸（４
３）を有する駆動軸であって、 外方軌道（１６）を有する外方継ぎ手部材（１１）と、 内方軌道（２６）を有する内方継ぎ手部材（２１）と、 前記外方軌道および前記内方軌道からなっている軌道対
に収容されるトルク伝達ボール（３６）と、 前記ボールが共通平面内に保持されかつ前記継ぎ手が連
接されるとき角度２等分平面上に案内されるケージ窓
（３４）を有するボールケージ（３１）とを備え、 第１外方軌道（１６1）が、第１内方軌道（２６1）とと
もに、第１軌道対を形成し、その軌道が前記内方継ぎ手
部材（２１）の接続端部に向かって第１軸方向（Ｒ1）
に見て互いに分れかつ第１ボール（３６1）を保持し、 第２外方軌道（１６2）が、第２内方軌道（２６2）とと
もに、第２軌道対を形成し、その軌道が前記外方継ぎ手
部材（１１）の接続端部に向かって第２軸方向（Ｒ2）
に見て互いに分れかつ第２ボール（３６2）を保持し、 前記第１軌道対（１６1，２６1）が該第１軌道対（１６
1，２６1）と反対に半径方向に位置決めされ、前記第２
軌道対（１６2，２６2）が該第２軌道対（１６ 2，２
６2）と反対に半径方向に位置決めされることを特徴と
する駆動軸。
Applications Claiming Priority (2)
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