JP2003509637A - ボールケージ - Google Patents

ボールケージ

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JP2003509637A
JP2003509637A JP2001523535A JP2001523535A JP2003509637A JP 2003509637 A JP2003509637 A JP 2003509637A JP 2001523535 A JP2001523535 A JP 2001523535A JP 2001523535 A JP2001523535 A JP 2001523535A JP 2003509637 A JP2003509637 A JP 2003509637A
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アダムス、フランツ−ヨーゼフ
アルファレツ−メンデツ、アンゲル
アンドレアス シェルハース、ラルフ
シュトイデ、フォルカー
ヨーゼフ シュトレートゲン、ペーター
コッホジーク、グイド
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Iprotec Maschinen und Edelstahlprodukte GmbH
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Iprotec Maschinen und Edelstahlprodukte GmbH
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 ほぼ環状球欠（２）の形の未加工鋳造品（１）から形成された等速ジョイントのためのボールケージで、中心線とほぼ平行に形成された、ジョイントボールと協働するための当接面（５）を備え、中心線に沿って配置された窓状のボールポケット（４）と、少なくとも外側のリング縁辺領域（６）に形成された、椀状ジョイントと協働するための、ほぼ環状に延びる機能面（９）と、内側のリング領域に形成された、星形ジョイントと協働するための、ほぼ環状に延びる機能面（７）とを有しており、少なくとも若干の機能面がボールケージの隣接面に対して隆起して形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ほぼ環状球欠の形の未加工鋳造品から形成された等速ジョイントの
ためのボールケージであって、該ボールケージが、中心線とほぼ平行に形成され
た、ジョイントボールと協働するための当接面を備え、中心線に沿って配置され
た窓状のボールポケットと、少なくとも外側のリング縁辺領域に形成された、椀
状ジョイントと協働するための、ほぼ環状に延びる機能面と、内側のリング領域
に形成された、星形ジョイントと協働するための、ほぼ環状に延びる機能面とを
有しているボールケージ請求項１の前文に記載した形式のボールケージに関する
。
【０００２】 ボールケージは、いわゆる椀状ジョイント（アクスルエンドとも言う）、ボー
ルレース（星形ジョイントとも言う）及びボールと共に固定ジョイントの本質的
な要素をなしている。この場合、ボールケージとアクスルエンド及びボールケー
ジとボールレースの要素は遊びをもたせて嵌合されており、通常完成品の公差は
機能に制約されて数マイクロメートルの範囲内にある。普通の構造のボールケー
ジは、構成部材の、外側ではアクスルエンドと接し、内側ではボールレースと接
する面を連続的に成形することを特徴としている。環状球欠の外輪郭も内輪郭も
、それぞれ一方の側方仕切り面からウェブ領域を経て反対側の他方の仕切り面ま
で延びる半径に形成されている。
【０００３】 前輪駆動方式の自動車では、連結された車輪が駆動される。それゆえ前輪アク
スルシャフトは、車輪のばね伸縮も、そのステアリング角も許容するジョイント
を備えていなければならない。車輪のできるだけ一様な駆動を可能にするために
、等速ジョイント（同速回転ジョイント）が用いられる。その際、前輪アクスル
シャフトでも後輪アクスルでもジョイントには、何よりもポットジョイントとし
て構成された等速固定ジョイントが使用される。特に後輪アクスルシャフトのジ
ョイントには、ジョイントの屈曲のほかに、軸方向移動も可能にする、ポットジ
ョイントとして構成された等速移動ジョイントが使用される。
【０００４】 固定式の等速ジョイントでは、ボールソケットと星形ジョイントは湾曲した軌
道を有しており、その上をボールが動くようになっている。移動式の等速ジョイ
ントでは、ボールソケットと星形ジョイントに設けた運動軌道が平坦に形成され
ている。このような種類のボールケージは環状で、球欠形を有している。この球
状に形成されたリングの肉厚は数ミリメートルである。中心線に沿って設けられ
た窓状のボールポケットは、中心線に対してほぼ平行に延びる縁辺に、ボールと
協働するための機能面領域を備えている。上側リング領域と下側リング領域には
、全周にわたる環状機能面が形成されていて、ボールケージが椀状ジョイントと
協働するように働く。内側領域では窓状の開口部の上方と下方に環状面が、ボー
ルケージと星形ジョイントとの協働のために働く機能面として形成されている。
等速ジョイントは実用的に遊びがなく、ボールケージ、椀状ジョイント及び星形
ジョイントの互いに協働する領域は非常に狭い公差に従う。
【０００５】 実用から知られている、星形ジョイント、ボールケージ及びボールソケットか
らなる等速ジョイントでは、ボールレース状の内側支承面及び外側支承面と、ト
ルクを伝達するボールを受容するためのボールポケットとを備えたボールケージ
が、種々異なる機械において多数の作業工程で作製される。ボールケージのため
の未加工鋳造品の公知の製造法では、作製しようとするボールケージの外径にほ
ぼ等しい中空管から出発して、最初にこの材料管から、作製しようとするボール
ケージの幅にほぼ等しい幅の管部分を切り取る。次いで、ボールレース状の内側
支承面と外側支承面とを鍛造工程で成形し、その後で旋盤加工して、別の機械で
ボールレース状の支承面からボールポケットを打ち抜き、そしてこれらの未加工
鋳造品を表面硬化してから仕上げ加工に送る。
【０００６】 この公知の製造方法の問題点は、各々のボールケージの作製が複数の作業工程
を包含していて、それぞれ異なる機械で実施しなければならないこと、及び鍛造
加工とボールポケットの打ち抜きにおいてボールケージの材料中に組織異常と応
力が形成されることである。このように種々異なる機械における多数の作業工程
に基づき、ボールケージの作製には時間とコストがかかる。未加工鋳造品を焼き
入れし、すべての面を、相応の加工、通常は超硬旋盤加工により公差寸法に加工
することも知られている。これにより非常に正確で平滑な機能面が生じる。固定
ジョイントは通常、屈曲しても大きい力を相応の可使時間にわたって伝達できる
ように設計されているので、材料にはもっぱら焼き入れ鋼を使用する。狭い製造
公差を守ることができるように、仕上げ加工は原則として焼き入れした部材で行
う。これは通常は幾何的に規定されていない切り刃を使用する切削法、たとえば
超硬旋盤加工か、又は超硬フライス加工によって行われる。
【０００７】 従来解決されていないボールケージの超硬加工の問題は、外周に窓を設けてい
るためにウェブ領域では切削が中断されるが、ウェブの側方に位置する領域では
工具は連続的に切削することにある。切削の中断による負荷と、負荷の種類が連
続的な負荷から中断された負荷に変わることは、工具の可使時間に不利な影響を
及ぼす。
【０００８】 焼き入れ鋼を加工するために、特別の加工要素を使用しなければならないが、
これらは通常非常に高級でコストがかかる。 切削が中断されるために、比較的低い切削速度しか調節できない。なぜならば
、さもないと切り刃の摩耗が激しく、切り刃の破損を招くおそれがあるからであ
る。さらに、仕上げ加工されたボールケージの強度は、未加工鋳造品の表面構造
の無秩序な中断、いわゆる繊維の流れの異常を引き起こす表面加工のために、切
欠き効果を被って制限されることが分かった。
【０００９】 総じて、冒頭に記載した種類のボールケージの作製は非常に面倒で、不良品率
及び工具需要は比較的高く、集約的な大量生産にもかかわらず完成したボールケ
ージはまだ高価である。
【００１０】 本発明の公知技術のボールケージを改良して、より短い加工時間で、より経済
的かつ容易に製造可能なボールケージを提供することである。
【００１１】 この課題を解決するために本発明では、未加工鋳造品で少なくとも若干の機能
面がボールケージの隣接面に対して隆起して形成されているようにした。
【００１２】 本発明に従い、未加工鋳造品で機能面領域が隣接面に対して隆起して、つまり
過大寸法で形成されていることにより、好ましくは超硬旋盤加工による仕上げ加
工を、機能面領域又は若干の機能面領域に制限することが可能となる。その結果
として、少数の面のみ加工され、窓状の開口部の間に残っているウェブをさらに
加工することによって切削の中断がなくなり、さらに機能面が仕上げ加工の後で
隣接面に対して常に高くなっているか、少なくとも等しい高さにあるように機能
面領域の隆起を確定できる。
【００１３】 ボールケージは好ましくは作製時にロール成形される。つまり材料管から圧延
によって成形される。本発明の有利な提案に従い、窓状のボールポケットが打ち
抜かれ、その際にボール当接面、すなわち中心線と平行に形成された面は過大寸
法で作製できる。この面を旋盤加工することによって特別の長所が生じる。なぜ
ならば、バイトの軌道がより良い切削条件下で延びているからである。特に当接
面自体は過大寸法で形成されているが、ボールポケット自体はそれよりもはるか
に長い場合には、両側に加工されないスペースが残るので有利である。ロール成
形によって切欠き力が未加工鋳造品に及ぼされず、材料の一様な繊維の流れが生
じるので、総じて強度が大きくなり、その結果として可使時間も伸びる。
【００１４】 総じて旋盤加工によって加工すべき焼き入れした機能面を過大寸法で形成する
ことにより、加工時間は著しく短縮される。なぜならば、工作物の回転速度を大
幅に、たとえば２倍に高めることができるからである。切削の中断をほぼ回避で
きることにより、より高い速度によって加工時間が短縮され、工具が破損する可
能性は最小限に低減する。
【００１５】 以下に、本発明のその他の長所と特徴を、図面に基づいて詳細に説明する。 図１に示すボールケージ１は、環状球欠２からなる。中心線３に沿って、ボー
ル当接面５を備えたボールポケット４が形成されている。ボール当接面５は、ボ
ールポケットの、中心線とほぼ平行な縁辺６の一部しか占めないので、両側に空
きスペースが生じる。リングの内側には星形ジョイントと一緒に進行するための
環状機能面７が形成され、リングの外側には椀状ジョイントと協働するための環
状機能面６が形成されている。図面に示すように、すべての機能面領域、すなわ
ち領域７及び９が過大寸法で形成されている。ボール当接面５も過大寸法で形成
されている。未加工鋳造品をロール成形によって作製した後で、ボールポケット
を、たとえば打ち抜きで形成するときに未加工鋳造品を焼き入れする。次いで過
大寸法で形成された機能面を旋盤で加工し、完成寸法にもたらす。このときは面
５、７及び９のみ加工する。旋盤工程の間に、基準面もしくは緊定面、たとえば
環状領域８又は平坦な基準縁辺１０が相応に形成される。
【００１６】 全領域１１では一切加工が行われてはならず、それによって切削の中断が回避
されていることが分かる。機能面は過大寸法で形成してあるので、公差条件に応
じて削り取ることができ、仕上げ後も他の面に対して隆起しているか、又は少な
くとも同じ高さ面にある。
【００１７】 本発明により、全領域１１は機能面が形成されないため未加工状態で残すこと
ができるように未加工鋳造品を形成することにより、加工時間を大幅に短縮でき
、総じて製造課程を簡略化することができる。
【００１８】 図２に示すボールケージが図１に示すボールケージと異なるのは、ウェブ領域
１１に追加的に少なくとも１つの外側支持面１３と、少なくとも１つの内側支持
面１２とが一緒に加工されて形成されている点である。
【００１９】 図３に示すボールケージが図１に示すボールケージと異なるのは、外側の環状
機能面９は隆起して形成されているが、内側の機能面７は隆起して形成されてい
ない点である。
【００２０】 図４に示すボールケージが図３に示すボールケージと異なるのは、ウェブ領域
１１に追加的に少なくとも１つの外側支持面１３が一緒に加工されて刻設されて
いる点である。
【００２１】 図５に示すボールケージが図１に示すボールケージと異なるのは、内側の環状
機能面７のみ隆起して形成されているが、外側の機能面９は隆起して形成されて
いない点である。
【００２２】 図６に示すボールケージが図５に示すボールケージと異なるのは、ウェブ領域
１１に追加的に少なくとも１つの内側支持面１２が一緒に加工されて刻設されて
いる点である。
【００２３】 前記の実施例は、説明の目的で示したものであり、本発明を制限するものでは
ない。
【００２４】 以上、詳述したように、この発明によれば、より短い加工時間で、より経済的
かつ容易に製造が可能であるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ボールケージの一実施例を示す一部破断側面図。
【図２】 ボールケージの別の実施例を示す一部破断側面図。
【図３】 ボールケージのさらに別の実施例を示す一部破断側面図。
【図４】 ボールケージのさらに別の実施例を示す一部破断側面図。
【図５】 ボールケージのさらに別の実施例を示す一部破断側面図。
【図６】 ボールケージのさらに別の実施例を示す一部破断側面図。
【符号の説明】
１…ボールケージ、２…環状球欠、３…中心線、４…ボールポケット、５…当
接面、６…中心線と平行な縁辺、７…環状機能面、７′…環状機能面、８…基準
面／緊定面、９…環状機能面、９′…環状機能面、１０…基準面／緊定面、１１
…未加工領域、１２…内側支持面、１３…外側支持面。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１１月１２日（２００１．１１．１２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (71)出願人 ビステオン グローバル テクノロジーズ インコーポレイテッド アメリカ合衆国 ミシガン州 48126，デ ィアボーン ワン パークレーン ブール ヴァード パークレーン タワーズ イー スト スイート 728 (72)発明者 アダムス、フランツ−ヨーゼフ ドイツ連邦共和国 Ｄ−50739 ケルン ミュールハウザー シュトラーセ 29 (72)発明者 アルファレツ−メンデツ、アンゲル ドイツ連邦共和国 Ｄ−52223 シュトル ベルク ローラントシュトラーセ 33 (72)発明者 シェルハース、ラルフ アンドレアス ドイツ連邦共和国 Ｄ−50996 ケルン ザーンシュトラーセ 33 (72)発明者 シュトイデ、フォルカー ドイツ連邦共和国 Ｄ−50765 ケルン ヒルシュホーフヴェーク 11 (72)発明者 シュトレートゲン、ペーター ヨーゼフ ドイツ連邦共和国 Ｄ−42489 ヴェルフ ラート ノルトシュトラーセ 11 (72)発明者 コッホジーク、グイド ドイツ連邦共和国 Ｄ−33818 レオポル ドゥスヘーエ ベルケンブルッフ 26−26 アー

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ほぼ環状球欠の形の未加工鋳造品から形成された等速ジョイ
    ントのためのボールケージであって、当該ボールケージが、中心線とほぼ平行に
    形成された、ジョイントボールと協働するための当接面を備え、中心線に沿って
    配置された窓状のボールポケットと、少なくとも外側のリング縁辺領域に形成さ
    れた、椀状ジョイントと協働するための、ほぼ環状に延びる機能面と、内側のリ
    ング領域に形成された、星形ジョイントと協働するための、ほぼ環状に延びる機
    能面とを有しているボールケージにおいて、 前記未加工鋳造品で少なくとも若干の機能面がボールケージの隣接面に対して
    隆起して形成されていることを特徴とするボールケージ。
  2. 【請求項２】 未加工鋳造品が機能面を加工仕上げする前に焼き入れされて
    いることを特徴とする請求項１に記載のボールケージ。
  3. 【請求項３】 焼き入れした未加工鋳造品で、隆起した機能面領域のみが超
    硬旋盤加工によって加工されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボ
    ールケージ。
  4. 【請求項４】 旋盤加工された、好ましくは超硬旋盤加工された基準面を有
    していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のボールケージ
    。
  5. 【請求項５】 旋盤加工によって加工された機能面が、仕上げ加工後に隣接
    面に対して隆起しているか、少なくとも等しい高さ面に形成されていることを特
    徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボールケージ。
  6. 【請求項６】 未加工鋳造品がロール成形法により形成されていることを特
    徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のボールケージ。
  7. 【請求項７】 開口部が打ち抜かれていることを特徴とする請求項１乃至６
    のいずれか１項に記載のボールケージ。
  8. 【請求項８】 窓状開口部の寸法は、上に中心線と平行な機能面を形成され
    た面が当該機能面よりも長くなっていて、当該機能面から張り出しているように
    選択されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のボール
    ケージ。
  9. 【請求項９】 ほぼ環状球欠の形の未加工鋳造品から形成された等速ジョイ
    ントのためのボールケージであって、当該ボールケージが、中心線とほぼ平行に
    形成された、ジョイントボールと協働するための当接面を備え、中心線に沿って
    配置された窓状のボールポケットと、外側のリング縁辺領域に形成された、椀状
    ジョイントと協働するための、ほぼ環状に延びる複数の機能面と、内側のリング
    領域に形成された、ジョイント星状部と協働するための、ほぼ環状に延びる複数
    の機能面とを有しているボールケージにおいて、 完成品で少なくとも若干の機能面が隣接面に対して隆起しているか、又は少な
    くとも等しい高さ面に形成されていることを特徴とするボールケージ。
  10. 【請求項１０】 ボールポケットを切り離しているウェブ領域に、隆起して
    形成され、超硬旋盤加工によって加工された機能面領域を有していることを特徴
    とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のボールケージ。
JP2001523535A 1999-09-14 2000-09-13 ボールケージ Pending JP2003509637A (ja)

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EP99118232 1999-09-14
EP99118232.0 1999-09-14
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DE19958719.1 1999-12-06
PCT/EP2000/008926 WO2001020185A1 (de) 1999-09-14 2000-09-13 Kugelkäfig

Publications (1)

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ID=8238999

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