JP2004169915A - 制御角度の反転を行うカウンタートラックジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】 大きな屈曲角度における改良されたケージ制御条件を保証すること。
【解決手段】 本発明に係る等速ジョイントは、カウンタートラックジョイントの形式であって、
第１の外部ボール軌道２２と第１の内部ボール軌道２３とが互いに軌道の第１の対を形成し、第２の外部ボール軌道２４と第２の内部ボール軌道２５とが互いに軌道の第２の対を形成し、軌道の対がそれぞれ、トルク伝達ボール１４を収容しており、
ジョイントが整合した状態にある場合、軌道の第１の対２２，２３の開放角αが、開口端部から取付け端部に向かって開放するとともに、軌道の第２の対２４，２５の開放角βが、取付け端部から開放端部に向かって開放しており、ジョイントが屈曲されたときに、軌道の第１の対２２，２３の開放角αは、中心平面ＥＭを越えて外部ジョイント部１２に進入するボール１４において、最初はゼロになり、次いで開口端部に向かって開放するように設計されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カウンタートラックジョイントの形式の等速ユニバーサルボールジョイントに関する。カウンタートラックジョイントは例えば特許文献１に記載されている。その詳細に関する限り、カウンタートラックジョイントは以下の特徴を有している：
外部ジョイント部を有しており、この外部ジョイント部は、第１の長手方向軸線Ｌａと、互いに軸線方向で反対側に配置された取付け端部と開口端部と、第１の外部ボール軌道と第２の外部ボール軌道とを有しており；
内部ジョイント部を有しており、この内部ジョイント部は、第２の長手方向軸線Ｌｉと、外部ジョイント部の開口端部に向けられたシャフトための取付け手段と、第１の内部ボール軌道と第２の内部ボール軌道とを有しており；
第１の外部ボール軌道と第１の内部ボール軌道とが互いに軌道の第１の対を形成しており；
第２の外部ボール軌道と第２の内部ボール軌道とが互いに軌道の第２の対を形成しており、軌道の対がそれぞれトルク伝達ボールを収容しており；
外部ジョイント部と内部ジョイント部との間にボールケージが配置されており、このボールケージが、周方向に分配されたケージ窓を有しており、それぞれのケージ窓がトルク伝達ボールの少なくとも１つを収容しており；
ボールの中心Ｋがケージによって中心ボール平面ＥＫに保持されており；
ボール軌道におけるボールの中心Ｋの移動が、それぞれのボール軌道の中心線Ｍとして規定されており；
縦断面図で見て、ボール軌道との接触点におけるボールにおける接線が、ボール軌道において互いに開放角を形成しており；
ジョイントが整合した状態にある場合、軌道の第１の対の開放角αが、開口端部から取付け端部に向かって開放しており、ジョイントが整合した状態にある場合、軌道の第２の対の開放角βが、取付け端部から開口端部に向かって開放している。

ボールのための所要の遊びを無視した場合、整合したジョイントにおける軌道の第１及び第２の対の中心線は、ジョイントの中心平面ＥＭに関して互いに実質的に鏡面対称的であり、ジョイントが屈曲されている場合には、中心線は、角度二等分平面に関して互いに鏡面対称的である。“開放角”とは、軌道ベースラインとの接点におけるボールにおけるそれぞれの接線の間、すなわちそれぞれボールに最も近い箇所における軌道ベースラインにおける接線の間の角度である。“制御角”とは、トルクが加えられている場合の軌道フランクとの接触点におけるボールにおける接線平面の間の空間的角度をいう。両角度は、ジョイントが屈曲されると変化することができ、質的な意味において、同じコースをたどる。これらの角度の角度二等分平面は、軌道の対からボールに作用する力の方向を決定する。

“開口端部”及び“取付け端部”という文言は、カウンタートラックジョイントがディスクジョイントの形式で設計されることができかつ取付け端部にも開口を有するという可能性を排除しない。全ての場合において、開口端部は、内部ジョイント部内へのシャフトの入口に向けられた端部である。軸線方向を定義するために、“取付け端部”及び“開口端部”という文言がまた使用されており、内部ジョイント部に関して、変化しないままである。

特許文献１に記載されたカウンタートラックジョイントにおいて、軌道の第１の対及び第２の対においてボールに作用する力は反対方向を向いている。前記力はケージによって支持され、したがってこのケージは、ゼロになる軸線方向合力を受ける。その結果、ケージは、軸線方向の力を実質的に受けることなく外部ジョイント部において支持され、これにより、ジョイントは、低摩擦、ひいては簡単な動作及び高い効率を特徴とする。

特許文献２よりカウンタートラックジョイントが知られており、この場合、制御角が開口端部から取付け端部に向かって開放している軌道の第１の対は、開口端部において広げられており、Ｓ字形の経路を辿る。これは、軌道の第１の対の第１の外部ボール軌道の軌道中心線が、開口端部に向かって外方へ湾曲されており、第１の内部ボール軌道の軌道中心線が、取付け端部に向かって外方へ湾曲されていることを意味する。ボール軌道によって辿られる前記Ｓ字形経路は、ジョイントの屈曲角度を増大させる。なぜならば、ジョイントが屈曲された場合にジョイント開口に向かって移動するボールが、まだボール軌道内に位置している時により大きな屈曲範囲に亘って移動させられ、トルクの伝達に貢献することができるからである。

既に上記刊行物において述べられているように、この形式のカウンタートラックジョイントの軌道の第２の対には、ＵＦ（アンダーカットフリー）ジョイント又はツェッパジョイントから知られる設計が設けられることができ、すなわち外部ボール軌道及び内部ボール軌道の中心線が円形の軌道から成っていて、この軌道の中心がジョイントの中心平面に関して相互に軸線方向にずらされているか、又は接線方向直線が反対方向で隣接している円弧から成っている。

特許文献３より、前記形式の軌道の対のみを有する純粋ＵＦ（アンダーカットフリー）ジョイント又はツェッパジョイントを用いてさえも、外部ジョイント部における開口端部におけるボール軌道を広げることによって、可能な屈曲角度を増大させることが知られており、この場合にも、開口に向かって外部ジョイント部内を移動するボールにおいてジョイントが屈曲させられる場合に、ボール案内及びボールによるトルク伝達に関して確実な利点を達することができる。

カウンタートラックジョイント、特に軌道の第１の対の軌道中心線がＳ字形であるようなカウンタートラックジョイントの欠点は、屈曲角度が大きい場合に、ケージが屈曲軸線の周囲においてもはやトルク平衡されない位置が生じるということである。このことは、ジョイント制御の低下、及びジョイントにおける詰まりを生じるおそれがある。

独国特許出願公開第１００６０１１９号明細書 独国特許出願公開第１００６０２２０号明細書 独国特許第１９７０６８６４号明細書

したがって、本発明の課題は、大きな屈曲角度における改良されたケージ制御条件を保証するようなカウンタートラックジョイントを設計することである。

この課題は、ジョイントが屈曲される場合に、軌道の第１の対の開放角αが、中心平面ＥＭを超えて外部ジョイント部に進入するボールにおいて、まずゼロになり、次いで開口端部に向かって開放するように、軌道の第１の対が設計されていることにより達成される。
特に、軌道が屈曲された場合に、軌道の第１の対の開放角αが、中心平面ＥＭを超えて外部ジョイント部に進入するボールにおいて、絶え間なく変化し、１１〜１６°の屈曲角度範囲、特に約１３°において、開放角αがゼロになるように、軌道の第１の対が設計されていることが提案される。

ここに記載されている軌道形状はらせん状又はウォーム状と呼ぶことができる。すなわち、外部ジョイント部における軌道の第１の対の第１の外部ボール軌道の曲線は、取付け端部に向かってらせん状に閉鎖しており、内部ジョイント部における第１の内部ボール軌道の軌道中心線は、開口端部に向かってウォーム状に閉鎖している。大きな屈曲角度の場合には、軌道の第１の対の開放角αも、屈曲範囲全体に亘って、軌道の第２の対の開放角βと同様に、すなわちＲＦジョイント又はＵＦ（アンダーカットフリー）ジョイントにおいて成すのと同様に動作する。その結果、大きな屈曲角度においてさえも、実質的に同じ方向に延びたボール力の結果、ケージは屈曲軸線に関してトルク平衡される。

別の解決手段は、軌道の第１の対の第１の外部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２２が、中央で、半径Ｒ２を備えた円弧を有しており、この半径の中心は、第１の軸線方向オフセットＯ１だけ、ジョイントの中心平面ＥＭから取付け端部に向かってずらされており、取付け端部に向かって前記円弧に隣接した領域において、軌道中心線は、次第に前記半径Ｒ２から半径方向内方へ逸れており、軌道の第１の対の第１の内部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２３は、中央で半径Ｒ２´を備えた円弧を有しており、この半径の中心は、第２の軸線方向オフセットＯ２だけ、ジョイントの中心平面ＥＭから開口端部に向かってずらされており、開口端部に向かって前記円弧に隣接した領域において、軌道中心線は、次第に前記半径Ｒ２´から半径方向内方へ逸れている。より具体的には、第１の外部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２２が、半径Ｒ２を備えた円弧に取付け端部側で隣接した領域において、より小さな半径Ｒ３を備えた円弧を有しており、この円弧は絶え間なく前記円弧と隣接しており、第１の内部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２３は、半径Ｒ２′を備えた円弧に開口端部側で隣接した領域において、この円弧に絶え間なく隣接したより小さな半径Ｒ３´を有している。

好適な実施形態によれば、本発明のカウンタートラックジョイントの軌道の第１の対は、屈曲角度を増大し、大きな屈曲角度におけるトルク伝達を保証するために、Ｓ字形経路を辿る軌道中心線を有している。より具体的には、このことが意味することは、軌道の第１の対の第１の外部ボール軌道の軌道中心線が、開口端部に向かって、半径Ｒ２を備えた円弧に隣接した領域において、次第に前記半径Ｒ２から半径方向外方へ逸れており、第１の内部ボール軌道の軌道中心線が、取付け端部に向かって、半径Ｒ２′を備えた円弧に隣接した領域において、次第に半径Ｒ２′から半径方向外方へ逸れている、ということである。より具体的には、提案されていることは、第１の外部ボール軌道の軌道中心線が、開口端部に向かって、半径Ｒ２を備えた円弧に隣接した領域において、この円弧に連続的に隣接した半径Ｒ１を備えた円弧を有しており、前記半径Ｒ１の中心は半径Ｒ２の外側に配置されており、第１の内部ボール軌道の軌道中心線が、取付け端部に向かって、半径Ｒ２′を備えた円弧に隣接した領域において、この円弧に連続的に隣接した半径Ｒ１′を有しており、この半径Ｒ１′の中心は半径Ｒ２′の外側に配置されている、ということである。

軌道の第２の対を設計するために、種々異なる可能性が既に引用されている。より具体的には、提案されていることは、軌道の第２の対の第２の外部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２４は、中央で、半径Ｒ５を備えた円弧を有しており、この半径Ｒ５の中心は、ジョイントの中心平面ＥＭから開口端部に向かって第１の軸線方向オフセットＯ３だけずらされており、前記円弧に開口端部側で隣接した領域において、軌道中心線は次第に前記半径Ｒ５から半径方向外方へ逸れており、軌道の第２の対の第２の外部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２５が、中央で、半径Ｒ５′を備えた円弧を有しており、前記半径Ｒ５′の中心が、ジョイントの中心平面ＥＭから取付け端部に向かって第２の軸線方向オフセットＯ４だけずらされており、前記円弧に取付け端部側で隣接した領域において、軌道中心線は次第に前記半径Ｒ５′から半径方向外方へ逸れている、ということである。より具体的には、提案されていることは、第２の外部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２４が、半径Ｒ５を備えた円弧に開口端部側で隣接した領域において、この円弧に絶え間なく隣接した半径Ｒ４を備えた円弧を有しており、前記半径Ｒ４の中心は半径Ｒ５の外側に配置されており、第２の内部ボール軌道の軌道中心線が、半径Ｒ５′を備えた円弧に取付け端部側で隣接した領域において、この円弧に絶え間なく隣接した半径Ｒ４′を備えた円弧を有しており、この円弧Ｒ４′の中心は半径Ｒ５′の外側に配置されている。

これに対する択一例として、提案されていることは、第２の外部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２４が、半径Ｒ５を備えた円弧に開口端部側で隣接した領域において、この円弧に接線方向で続いた直線を有しており、第２の内部ボール軌道の軌道中心線Ｍ２５が、半径Ｒ５′を備えた円弧に取付け端部側で隣接した領域において、この円弧に接線方向で続いた直線を有している、ということである。

軌道の対は、好適には、外部ジョイント部及び内部ジョイント部の長手方向軸線Ｌａ，Ｌｉを含む中心平面に配置されている。より具体的には、このことは、円周方向に沿って交互に分配された、軌道の６つの対及び軌道の８つの対に当てはまる。

本質的な利点をもう一度以下に要約する。本発明に基づくジョイントのカウンタートラック原理は、作動屈曲範囲内の大きな永久屈曲角度でさえも長寿命を達成し、高い効率が保証される。本発明の軌道の形状により、極めて大きな屈曲角度において良好なジョイント制御条件と高いトルク伝達能力とが提供される。カウンタートラック（軌道の第１の対）及び、選択的に標準的な軌道（軌道の第２の対）とにおけるＳ字形ボール軌道を備えた好適な実施形態において、５０゜までの増大された最大屈曲角度を達成することができる。

本発明は以下に記載される好ましい態様を参照として、詳細に説明される。
まず、図１から図４までを以下にまとめて説明する。図１から図４まではそれぞれ、実質的に外部ジョイント部１２と、内部ジョイント部１３と、トルク伝達ボール１４と、ボールケージ１５とを有する本発明のジョイント１１の縦断面図を示している。球状の外面１６によって、ボールケージ１５は同心的に外部ジョイント部１２内に保持されており、これに対して、内面１７によって、ボールケージ１５は好適には内部ジョイント部１３に対して遊びを有しながら保持されている。ボール１４は、ボールケージ１５における周方向に分配されたケージ窓１８に、共通の中心ボール平面ＥＫにおいて保持されている。外部ジョイント部１２は長手方向軸線Ｌａを、内部ジョイント部１３は長手方向軸線Ｌｉを有するように示されている。外部ジョイント部１２は、取付けジャーナル１９と開口２０とを有している。取付けジャーナル１９の位置は“取付け端部”の軸線方向を示しており、開口２０の位置は“開口端部”の軸線方向を示している。これらの用語は、内部ジョイント部１３に関しても使用されるが、内部ジョイント部は、“開口端部”から取付けシャフトを挿入するための開口２１を有している。

ジョイントは、ジョイント中心Ｍと、４つのオフセット点０１，０２，０３，０４と、中心平面ＥＭとを有している。

各図の上半分は、第１の外部ボール軌道２２と第１の内部ボール軌道２３とから成る軌道の第１の対を縦断面図で示している。第１の外部ボール軌道２２の中心線Ｍ２２は、第１の外部ボール軌道２２に関するボール１４_１のボール中心の移動を示しており、第１の内部ボール軌道２３の中心線Ｍ２３は、第１の内部ボール軌道２３に関するボール１４_１のボール中心の移動を示している。２つの中心線Ｍ２２，Ｍ２３は、中心ボール平面ＥＫに関して互いに鏡面対称的である。

図面の下半分は、第２の外部ボール軌道２４と第２の内部ボール軌道２５とを備えた軌道の第２の対を縦断面図で示している。第２の外部ボール軌道２４の中心線Ｍ２４は、第２の外部ボール軌道２４に関するボール１４_２のボール中心の移動を示しており、第２の内部ボール軌道２５の中心線Ｍ２５は、第２の内部ボール軌道２５に関するボール１４_２のボール中心の移動を示している。２つの中心線Ｍ２４，Ｍ２５は、中心ボール平面ＥＫに関して互いに鏡面対称的である。

中心線Ｍ２２，Ｍ２３及びＭ２４，Ｍ２５が中心ボール平面ＥＫに関して互いに極めて対称的に配置されていることは、この形式の等速ジョイントにおける一般的法則に相当する。図面においては、ボール軌道の軌道ベース（より詳しくは示されていない）がボールと接触しているが、これは、必ずしも実際に製造されたジョイントにおける場合でなくてもよい。単純化の理由から、ここではボールとボール軌道との間の接触はトラックベースにおいて生じると仮定されている。ボール軌道のボール軌道ラインは、中心線に関して等距離である。トルクが等速ジョイントにおいて伝達される場合、ボール軌道とのボールの接触は、必然的にボール軌道の側面領域へと変化する。

以下に図１から図４までの相違点を説明する。

図１は整合した状態における本発明のジョイントを示している。長手方向軸線Ｌａ及びＬｉは一致しており、同じことがオフセット点０１，０４及び０２，０３にも当てはまる。軌道の第１の対２２，２３は、中心平面ＥＭにおいて、取付け端部に向かって開放していることを特徴とする。すなわち、ボール軌道におけるボール接点における接線が、取付け端部に向かって開放した開放角αを形成している。その結果、ボール１４_１は、トルクが加えられると、取付け端部に向けられた合力Ｆ１を受ける。

軌道の第２の対２４，２５は、軌道が中心平面ＥＭにおいて開口端部に向かって開放していることを特徴とする。すなわち、ボール軌道におけるボール接点における接線が、開口端部に向かって開放した開放角βを形成している。その結果、ボール１４_２は、トルクが加えられると、開口端部に向けられた合力Ｆ４を受ける。

円周方向で見て交互に配置された軌道の第１の対及び軌道の第２の対においてボールに作用する力がゼロに等しくなる結果、ケージは軸線方向の力をほとんど受けず、作動角の範囲において、ジョイントは低摩擦条件において走行する。

図２において、ジョイントは、図面平面に配置された屈曲角度γ１だけ屈曲されており、屈曲角度γ１は、長手方向軸線ＬａとＬｉとの間に形成されている。角度二等分平面ＥＷと一致する中心ボール平面ＥＫは中心平面ＥＭに対して、図示されていない屈曲角度の半分γ１／２だけ回転させられており、機械的な意味において右回転の結果、軌道の第１の対２２，２３におけるボール１４_１は取付け端部に向かって移動させられており、軌道の第２の対におけるボール１４_２は開口端部に向かって移動させられている。また詳細に説明されていない軌道の第１の対の本発明の軌道形状の結果、軌道の第１の対におけるボール１４_１における接線の間の開放角αは、今や、開口端部に向かって開放するような程度に変化させられている。トルクが加えられると、軌道の第１の対２２，２３は今や、開口端部に向けられた合力Ｆ１をボール１４_１に対して生じる。

軌道の第２の対２４，２５におけるボール１４_２における接線は、開放角βを形成しており、この開放角βは、元の開放角よりも増大させられているが、依然として開口端部に向けられている。トルクが加えられると、軌道の第２の対２４，２５は、今や、やはり開口端部に向けられた合力Ｆ４をボール１４_２に生じさせる。

全ての軌道の対におけるボールに作用する力の合力はゼロではないので、ケージは、外部ジョイント部に対して支持されなければならない。しかしながら、逆に、屈曲平面におけるケージは、屈曲の軸線の周囲のトルクを受けないので、ケージは、容易に戻されることができ、ジョイントは容易に制御可能なままである。

図３において、ジョイントは、図面の平面において、第２の屈曲角度γ２だけ屈曲されており、この第２の屈曲角度γ２は、屈曲角度γ１と同じ大きさであるが、この場合は機械的な意味において左回転の結果として生じている。前記屈曲角度γ２は、中心線Ｌａ，Ｌｉの間に形成されている。角度二等分平面ＥＷと一致する中心ボール平面ＥＫは、ジョイントの中心平面ＥＭに対して、ここには示されていない屈曲角度の半分（β２／２）だけ傾斜させられている。開放角はこの図には示されていない。ボール１４_１の領域において、中心ボール平面ＥＫは既に第１の外部ボール軌道２２を通過しているが、選択された軌道形状は、ボール接触点Ｃ２２がボール軌道２２の端部から距離Ｓ１だけ依然として離れていることを保証する。ボール接触点Ｃ２３も、ボール軌道２３の端部から、明示されていない距離だけ位置決めされている。ボール１４_１は、このように依然としてボール軌道２２，２３内で確実な接触を有しており、ひいては、トルクの伝達に貢献することができる。その理由、すなわち、開口端部における第１のボール軌道２２，２３の設計は、上記の特許文献２に詳細に記載されており、ここでその内容が参照される。

図４は、図２に示したものと同じジョイントを示しており、この場合、図面平面における屈曲角度γ１は、第１の長手方向軸線Ｌａと第２の長手方向軸線Ｌｉとの間に形成されている。開放角はこの図には示されていない。軌道の第２の対２４，２５におけるボール１４_２の領域において、角度二等分平面ＥＷと一致し且つジョイントの中心平面ＥＭに対して屈曲角度の半分（γ１／２）だけ傾斜させられている中心ボール平面ＥＫは、すでに前記屈曲角度において外部ボール軌道２４の領域を通過していることが示されている。しかしながら、軌道の第２の対の軌道形状により、それにもかかわらず、外部軌道２４とのボール１４_２の接触点Ｃ２４は依然として距離Ｓ２だけ軌道内に位置決めされることが保証されている。ボール接触箇所Ｃ２５もボール軌道２５の端部から、明示されていない距離だけ離れている。したがってボール１４_２は依然としてトルクの伝達に参加することができる。前記軌道の設計原理は、上記の特許文献３に記載されており、ここではその内容が参照される。

図５及び図６は外部ジョイント部１２を詳細に縦断面図で示している。これらの図面は、第１の外部ボール軌道２２の中心軌道ラインＭ２２と、第２の外部軌道２４の中心軌道ラインＭ２４とを示している。

図５は、より詳細に見ると、第１の外部ボール軌道２２によって辿られる経路を、この第１の外部ボール軌道の中心線Ｍ２２に関して示している。中心領域において、前記軌道は、半径Ｒ２を備えた、中心０１とする曲線を描いている。半径Ｒ２は、取付け端部に向かって、長手方向軸線Ｌａに対して垂直に配置された平面Ｓまで延びている。半径Ｒ２には、絶え間なく、半径Ｒ３を備えたより小さな円弧が続いており、この半径Ｒ３の中心ＯＳは前記平面Ｓ上に配置されており、したがって、ジョイントが屈曲された場合に、軌道の第１の対におけるボールにおける開放角αの本発明による反転を達成する。

開口端部に向かって、中心０１とする半径Ｒ２を備えた円弧には、やはり絶え間なく、半径Ｒ１を備えた円弧が続いており、この円弧は反対方向に湾曲しており、その中心ＯＥは、半径Ｒ２を備えた円弧の外側に位置決めされている。公知の幾何学的法則によれば、一致する長手方向軸線Ｌａ，Ｌｉを備えた、第１の内部ボール軌道２３の中心線Ｍ２３（この図には示されていない）は、中心平面ＥＭに関して中心線Ｍ２２に対して対称的に延びており、ジョイントの全ての屈曲された位置において、長手方向軸線Ｌａ，Ｌｉの間の角度二等分平面ＥＷに相当する中心ボール平面ＥＫに関して、中心線Ｍ２２に対して対称的なままである。

図６は、第２の外部ボール軌道２４によって辿られる経路を中心線Ｍ２４によって示している。この経路は、中央に、中心０３とする半径Ｒ５を備えた円弧を有しており、この場合、前記円弧は、ボール軌道の端部まで取付け端部に向かって延びている。開口端部側で、前記円弧には、半径Ｒ４を備えた、反転された曲線を備えた円弧が続いており、この半径Ｒ４の中心ＯＡは、半径Ｒ５を備えた円弧の外側に位置決めされている。第２の内部ボール軌道２５の関連した中心線Ｍ２５（図示せず）は、長手方向軸線Ｌａ，Ｌｉが一致している場合にはジョイントの中心平面ＥＭに関して、また、それぞれ、長手方向軸線Ｌａ，Ｌｉの間の角度二等分平面ＥＷに相当する、全ての位置における屈曲されたジョイントにおける中心ボール平面ＥＫに関して、図示された中心線Ｍ２４に対して対称的に延びている。

図７は、前の図面による完成したジョイントを示しており、対応する部材は同じ参照符号を有している。それらの部材に関して、前の説明が参照される。ジョイントは６ボールジョイントであり、軌道の３つの第１の対２２，２３が円周方向に交替しており、そのうちの１つが図面の上半分に断面Ａ−Ａに沿って示されており、軌道の３つの第２の対２４，２５が設けられており、そのうちの１つが図面の下半分に断面Ａ−Ａに沿って示されている。

図８は、図７に示されたものと同様のジョイントを示しており、同じ参照符号によって示された同様の細部を備えている。それらの細部に関しては、前の説明が参照される。しかしながら、軌道の第２の対２４，２５は次の点で変更されている。つまり、第１の円弧（半径Ｒ５を備えている）に続いて、軌道の中心線が、反対方向に湾曲した円弧の代わりに、接線方向に隣接した直線を有しているという点である。したがって、ここに示された軌道形状は、標準的なＵＦジョイントの軌道形状に相当する。

図９は、図７に示されたものと同様のジョイントを示しているが、８つの軌道対と８つのボールとが設けられており、軌道の第１の対と第２の対とは円周方向に沿って交替している。断面Ａ−Ａは、軌道の２つの第１の対２２，２３を、断面Ｂ−Ｂは軌道の２つの第２の対２４，２５を、それぞれ断面図で示している。

図１０は、実質的に、図９に示されたジョイントと同じ細部を有するジョイントを示している。それらの細部に関しては、前の説明が参照される。しかしながら、軌道の第２の対２４，２５は以下の点で逸れている。すなわち、軌道の中心線の円弧（半径Ｒ５を備えている）には、反対方向に湾曲された円弧の代わりに、接線方向直線が続いている。したがって、軌道形状は従来のＵＦジョイントの形状に対応している。

図１１及び図１２は、軌道によってボールに加えられる力を、６つのボールジョイントのための半分の断面図で示している。

図１１は本発明によるジョイントを示しており、この場合、第１のボール軌道２２によって辿られる本発明による経路の結果、屈曲平面においてボールに作用する力Ｆ１の反転が生じ、これにより、ボール（図示せず）に作用する力Ｆ２及びＦ３に加えて、同じ方向に延びた力Ｆ５及びＦ６が加えられるということを考慮して、ケージは、取付け端部に向けられた合力を受けるが、トルクは、ジョイントの屈曲の軸線の周囲に生じない。その結果、ケージは外部ジョイント部に支持され、摩擦力が生じる。しかしながら、ジョイントは、屈曲された位置から、より小さな屈曲角度へ容易に戻されることができる。

図１２は、最大屈曲を行った慣用のカウンタートラックジョイントにおいて、ジョイント屈曲軸に関してケージに作用する全てのボール力が、どのように同じ回転方向でケージに作用するかを示している。ケージは、回転矢印によって示されているように、高いトルクを受ける。ジョイントは詰まる傾向があり、ジョイントを小さな屈曲角度に戻すことは、複雑であるか又は不可能である。

図１１及び図１２には、図２、図３及び図４に示したように、屈曲軸がジョイント中心Ｍにおいて図平面に対して垂直である。

次に、本発明に係る等速ジョイントの構成の特徴部分を説明する。

［１］
カウンタートラックジョイントの形式の等速ジョイントにおいて、
第１の長手方向軸線Ｌａと、軸線方向で互いに反対側に配置された取付け端部及び開口端部と、第１の外部ボール軌道（２２）及び第２の外部ボール軌道（２４）とを有する外部ジョイント部（１２）が設けられており、
第２の長手方向軸線Ｌｉと、前記外部ジョイント部（１２）の前記開口端部に向けられたシャフトのための取付け手段と、第１の内部ボール軌道（２３）及び第２の内部ボール軌道（２５）とを有する内部ジョイント部（１３）が設けられており、
前記第１の外部ボール軌道（２２）と前記第１の内部ボール軌道（２３）とが互いに軌道の第１の対を形成しており、
前記第２の外部ボール軌道（２４）と前記第２の内部ボール軌道（２５）とが互いに軌道の第２の対を形成しており、
前記軌道の対がそれぞれ、トルク伝達ボール（１４）を収容しており、
ボールケージ（１５）が、前記外部ジョイント部（１２）と前記内部ジョイント部（１３）との間に配置されておりかつ、円周方向に分配されたケージ窓（１８）を有しており、該ケージ窓がそれぞれ、前記トルク伝達ボール（１４）のうちの少なくとも１つを収容しており、
前記ボール（１４）の中心Ｋが、前記ケージ（１５）によって中心ボール平面ＥＫに保持されており、
前記ボール軌道における前記ボール（１４）の中心Ｋの移動が、個々の前記ボール軌道の中心線Ｍとして規定されており、
当該ジョイントが整合した状態にある場合、前記軌道の第１の対（２２，２３）の開放角αが、前記開口端部から前記取付け端部に向かって開放しており、
当該ジョイントが整合した状態にある場合、前記軌道の第２の対（２４，２５）の開放角βが、前記取付け端部から前記開口端部に向かって開放しており、
当該ジョイントが屈曲されたときに、前記軌道の第１の対の開放角αは、中心平面ＥＭを越えて前記外部ジョイント部（１２）に進入する前記ボール（１４）において、最初はゼロになり、次いで前記開口端部に向かって開放するように前記軌道の第１の対（２２，２３）が設計されていることを特徴とする、カウンタートラックジョイントの形式の等速ジョイント。

［２］
当該ジョイントが屈曲されたときに、前記軌道の第１の対（２２，２３）の開放角αが、前記中心平面ＥＭを越えて前記外部ジョイント部（１２）へ進入する前記ボール（１４）において、絶え間なく変化することを特徴とする、上記［１］に記載の等速ジョイント。

［３］
カウンタートラックジョイントの形式の等速ジョイントであって、
第１の長手方向軸線Ｌａと、軸線方向で互いに反対側に配置された取付け端部及び開口端部と、第１の外部ボール軌道（２２）及び第２の外部ボール軌道（２４）とを有する外部ジョイント部（１２）が設けられており、
第２の長手方向軸線Ｌｉと、前記外部ジョイント部（１２）の開口端部に向けられたシャフトのための取付け手段と、第１の内部ボール軌道（２３）及び第２の内部ボール軌道（２５）とを有する内部ジョイント部（１３）が設けられており、
前記第１の外部ボール軌道（２２）と前記第１の内部ボール軌道（２３）とが互いに軌道の第１の対を形成しており、
前記第２の外部ボール軌道（２４）と前記第２の内部ボール軌道（２５）とが互いに軌道の第２の対を形成しており、
前記軌道の対がそれぞれ、トルク伝達ボール（１４）を収容しており、
ボールケージ（１５）が、前記外部ジョイント部（１２）と前記内部ジョイント部（１３）との間に配置されておりかつ、円周方向に分配されたケージ窓（１８）を有しており、該ケージ窓がそれぞれ、前記トルク伝達ボール（１４）のうちの少なくとも１つを収容しており、
前記ボール（１４）の中心Ｋが、前記ケージ（１５）によって中心ボール平面ＥＫに保持されており、
前記ボール軌道における前記ボール（１４）の中心Ｋの移動が、個々の前記ボール軌道の中心線Ｍとして規定されており、
当該ジョイントが整合した状態にある場合、前記軌道の第１の対（２２，２３）の開放角αが、前記開口端部から前記取付け端部に向かって開放しており、
当該ジョイントが整合した状態にある場合、軌道の第２の対（２４，２５）の開放角βが、前記取付け端部から前記開口端部に向かって開放している等速ジョイントであって、
前記軌道の第１の対の前記第１の外部ボール軌道（２２）の軌道中心線Ｍ２２が、中央で、半径Ｒ２を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が、当該ジョイントの中心平面ＥＭから前記取付け端部に向かって第１の軸線方向オフセットＯ１だけずらされており、該円弧に前記取付け端部側で隣接した領域で、前記軌道中心線は次第に前記半径Ｒ２から半径方向内方へ逸れており、
前記軌道の第１の対の前記第１の内部ボール軌道（２３）の軌道中心線Ｍ２３が、中央で、半径Ｒ２′を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が、当該ジョイントの中心平面ＥＭから前記開口端部に向かって第２の軸線方向オフセットＯ２だけずらされており、該円弧に前記開口端部側で隣接した領域で、前記軌道中心線は次第に、前記半径Ｒ２′から半径方向内方へ逸れていることを特徴とする、等速ジョイント。

［４］
前記第１の外部ボール軌道（２２）の軌道中心線Ｍ２２が、前記半径Ｒ２を備えた円弧に前記取付け端部側で隣接した領域で、該円弧に絶え間なく隣接した、より小さな半径Ｒ３を備えた円弧を有しており、前記第１の内部ボール軌道（２３）の軌道中心線Ｍ２３が、半径Ｒ２′を備えた円弧に前記開口端部側で隣接した領域で、該円弧に絶え間なく隣接したより小さな半径Ｒ３′を備えた円弧を有していることを特徴とする、上記［３］に記載の等速ジョイント。

［５］
前記軌道の第１の対の前記第１の外部ボール軌道（２２）の軌道中心線Ｍ２２が、前記半径Ｒ２を備えた円弧に前記開口端部側で隣接した領域で、次第に前記半径Ｒ２から半径方向外方へ逸れており、前記第１の内部ボール軌道（２３）の軌道中心線Ｍ２３が、前記取付け端部側で、前記半径Ｒ２′を備えた円弧の領域で、次第に前記半径Ｒ２′から外方へ逸れていることを特徴とする、上記［２］または［３］に記載の等速ジョイント。

［６］
前記第１の外部ボール軌道（２２）の軌道中心線Ｍ２２が、前記半径Ｒ２を備えた円弧に前記開口端部側で隣接した領域で、該円弧に連続的に隣接した半径Ｒ１を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が前記半径Ｒ２の外側に配置されており、前記第１の内部ボール軌道（２３）の軌道中心線Ｍ２３が、前記半径Ｒ２′を備えた円弧に前記取付け端部側で隣接した領域で、該円弧に連続的に隣接した半径Ｒ１′を有しており、該円弧の中心が、前記半径Ｒ２′の外側に配置されていることを特徴とする、上記［５］に記載の等速ジョイント。

［７］
前記軌道の第２の対の前記第２の外部ボール軌道（２４）の軌道中心線Ｍ２４が、中央で、半径Ｒ５を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が、当該ジョイントの中心平面ＥＭから前記開口端部に向かって第１の軸線方向オフセットＯ３だけずらされており、該円弧に前記開口端部側で隣接した領域で、軌道中心線は、次第に前記半径Ｒ５から半径方向外方へ逸れており、前記軌道の第２の対の前記第２の内部ボール軌道（２５）の軌道中心線Ｍ２５が、中央で、半径Ｒ５′を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が、当該ジョイントの中心平面ＥＭから前記取付け端部に向かって第２の軸線方向オフセットＯ４だけずらされており、該円弧に前記取付け端部側で隣接した領域で、前記軌道中心線が次第に前記半径Ｒ５′から半径方向外方へ逸れていることを特徴とする、上記［１］から［６］のいずれか１つに記載の等速ジョイント。

［８］
前記第２の外部ボール軌道（２４）の軌道中心線Ｍ２４が、前記半径Ｒ５を備えた円弧に前記開口端部側で隣接した領域で、該円弧に絶え間なく隣接した半径Ｒ４を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が前記半径Ｒ５の外側に配置されており、前記第２の内部ボール軌道（２５）の軌道中心線Ｍ２５は、前記半径Ｒ５′を備えた円弧に前記取付け端部側で隣接した領域で、該円弧に絶え間なく隣接した半径Ｒ４′を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が半径Ｒ５′の外側に配置されていることを特徴とする、上記［７］に記載の等速ジョイント。

［９］
前記第２の外部ボール軌道（２４）の軌道中心線Ｍ２４が、前記半径Ｒ５を備えた円弧に前記開口端部側で隣接した領域で、絶え間なく接続した直線を有しており、前記第２の内部ボール軌道（２５）の軌道中心線Ｍ２５が、前記半径Ｒ５′を備えた円弧に前記取付け端部側で隣接した領域で、絶え間なく接続した直線を有していることを特徴とする、上記［７］に記載の等速ジョイント。

［１０］
前記ボール軌道の軌道中心線が、前記長手方向軸線Ｌａ，Ｌｉを含む中心平面に配置されていることを特徴とする、上記［１］から［９］のいずれか１つに記載の等速ジョイント。

［１１］
円周方向に沿って交互に配置された、前記軌道の３つの前記第１の対（２２，２３）と、前記軌道の３つの前記第２の対（２４，２５）とが設けられていることを特徴とする、上記［１］から［９］のいずれか１つに記載の等速ジョイント。

［１２］
円周方向に沿って交互に配置された、前記軌道の４つの前記第１の対（２２，２３）と、前記軌道の４つの前記第２の対（２４，２５）とが設けられていることを特徴とする、上記［１］から［９］のいずれか１つに記載の等速ジョイント。

整合した状態における本発明のカウンタートラックジョイントを縦断面図で示している。 第１の方向に最大限に屈曲された状態における、図１に示した本発明のジョイントを示している。 図２に示されたものとは反対方向に最大限に屈曲された本発明のジョイントの縦断面図である。 最初に言及した方向に最大限に屈曲された、図２に示した本発明のジョイントを示している。 第１の外部軌道に関する詳細とともに、本発明のジョイントの外部ジョイント部分を縦断面図で示している。 本発明のジョイントの外部ジョイント部の縦断面図であり、第２の外部軌道における詳細を示している。 ６つのボールを備えた、前記図面に示した本発明のジョイントを、ａ）正面図と、ｂ）縦断面図とにおいて示している。 修正された実施形態における６つのボールを備えた本発明のジョイントを、ａ）正面図と、ｂ）ボール軌道の縦断面図とにおいて示している。 ８つのボールを備えた、図７に示されたものと同様の本発明のジョイントを、ａ）平面図と、ｂ）軌道の２つの第１の対を通るＡ−Ａ線に沿って、ｃ）軌道の２つの第２の対を通るＢ−Ｂ線に沿って、示している。 修正された形式における図９に示した本発明のジョイントを、ａ）平面図と、ｂ）軌道の２つの第１の対を通るＡ−Ａ線に沿って、ｃ）軌道の２つの第２の対を通るＢ−Ｂ線に沿って、示している。 図２に示された本発明のジョイントを、内部ジョイント部を省略して示している。 従来のカウンタートラックジョイントを図１１と同様の図で示している。

符号の説明

１１ カウンタートラックジョイント
１２ 外部ジョイント部
１３ 内部ジョイント部
１４ ボール
１５ ケージ
１６ 外部ケージ面
１７ 内部ケージ面
１８ 窓
１９ 取付けジャーナル
２０ ジョイント開口
２１ 挿入開口
２２ 第１の外部ボール軌道
２３ 第１の内部ボール軌道
２４ 第２の外部ボール軌道
２５ 第２の内部ボール軌道
α 開放角
β 開放角
γ１ 屈曲角度
γ２ 屈曲角度
ＥＫ 中心ボール平面
ＥＭ 中心ジョイント面
ＥＷ 角度二等分平面
Ｌａ 外部ジョイント部の長手方向軸線
Ｌｉ 内部ジョイント部の長手方向軸線
Ｍ２２ 軌道２２の中心線
Ｍ２３ 軌道２３の中心線
Ｍ２４ 軌道２４の中心線
Ｍ２５ 軌道２５の中心線

Claims (2)

1. カウンタートラックジョイントの形式の等速ジョイントであって、
   第１の長手方向軸線Ｌａと、軸線方向で互いに反対側に配置された取付け端部及び開口端部と、第１の外部ボール軌道（２２）及び第２の外部ボール軌道（２４）とを有する外部ジョイント部（１２）が設けられており、
   第２の長手方向軸線Ｌｉと、前記外部ジョイント部（１２）の前記開口端部に向けられたシャフトのための取付け手段と、第１の内部ボール軌道（２３）及び第２の内部ボール軌道（２５）とを有する内部ジョイント部（１３）が設けられており、
   前記第１の外部ボール軌道（２２）と前記第１の内部ボール軌道（２３）とが互いに軌道の第１の対を形成しており、
   前記第２の外部ボール軌道（２４）と前記第２の内部ボール軌道（２５）とが互いに軌道の第２の対を形成しており、
   前記軌道の対がそれぞれ、トルク伝達ボール（１４）を収容しており、
   ボールケージ（１５）が、前記外部ジョイント部（１２）と前記内部ジョイント部（１３）との間に配置されておりかつ、円周方向に分配されたケージ窓（１８）を有しており、該ケージ窓がそれぞれ、前記トルク伝達ボール（１４）のうちの少なくとも１つを収容しており、
   前記ボール（１４）の中心Ｋが、前記ケージ（１５）によって中心ボール平面ＥＫに保持されており、
   前記ボール軌道における前記ボール（１４）の中心Ｋの移動が、個々の前記ボール軌道の中心線Ｍとして規定されており、
   当該ジョイントが整合した状態にある場合、前記軌道の第１の対（２２，２３）の開放角αが、前記開口端部から前記取付け端部に向かって開放しており、
   当該ジョイントが整合した状態にある場合、前記軌道の第２の対（２４，２５）の開放角βが、前記取付け端部から前記開口端部に向かって開放しており、
   当該ジョイントが屈曲されたときに、前記軌道の第１の対の開放角αは、中心平面ＥＭを越えて前記外部ジョイント部（１２）に進入する前記ボール（１４）において、最初はゼロになり、次いで前記開口端部に向かって開放するように前記軌道の第１の対（２２，２３）が設計されていることを特徴とする、カウンタートラックジョイントの形式の等速ジョイント。
2. カウンタートラックジョイントの形式の等速ジョイントであって、
   第１の長手方向軸線Ｌａと、軸線方向で互いに反対側に配置された取付け端部及び開口端部と、第１の外部ボール軌道（２２）及び第２の外部ボール軌道（２４）とを有する外部ジョイント部（１２）が設けられており、
   第２の長手方向軸線Ｌｉと、前記外部ジョイント部（１２）の開口端部に向けられたシャフトのための取付け手段と、第１の内部ボール軌道（２３）及び第２の内部ボール軌道（２５）とを有する内部ジョイント部（１３）が設けられており、
   前記第１の外部ボール軌道（２２）と前記第１の内部ボール軌道（２３）とが互いに軌道の第１の対を形成しており、
   前記第２の外部ボール軌道（２４）と前記第２の内部ボール軌道（２５）とが互いに軌道の第２の対を形成しており、
   前記軌道の対がそれぞれ、トルク伝達ボール（１４）を収容しており、
   ボールケージ（１５）が、前記外部ジョイント部（１２）と前記内部ジョイント部（１３）との間に配置されておりかつ、円周方向に分配されたケージ窓（１８）を有しており、該ケージ窓がそれぞれ、前記トルク伝達ボール（１４）のうちの少なくとも１つを収容しており、
   前記ボール（１４）の中心Ｋが、前記ケージ（１５）によって中心ボール平面ＥＫに保持されており、
   前記ボール軌道における前記ボール（１４）の中心Ｋの移動が、個々の前記ボール軌道の中心線Ｍとして規定されており、
   当該ジョイントが整合した状態にある場合、前記軌道の第１の対（２２，２３）の開放角αが、前記開口端部から前記取付け端部に向かって開放しており、
   当該ジョイントが整合した状態にある場合、軌道の第２の対（２４，２５）の開放角βが、前記取付け端部から前記開口端部に向かって開放している等速ジョイントであって、
   前記軌道の第１の対の前記第１の外部ボール軌道（２２）の軌道中心線Ｍ２２が、中央で、半径Ｒ２を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が、当該ジョイントの中心平面ＥＭから前記取付け端部に向かって第１の軸線方向オフセットＯ１だけずらされており、該円弧に前記取付け端部側で隣接した領域で、前記軌道中心線は次第に前記半径Ｒ２から半径方向内方へ逸れており、
   前記軌道の第１の対の前記第１の内部ボール軌道（２３）の軌道中心線Ｍ２３が、中央で、半径Ｒ２′を備えた円弧を有しており、該円弧の中心が、当該ジョイントの中心平面ＥＭから前記開口端部に向かって第２の軸線方向オフセットＯ２だけずらされており、該円弧に前記開口端部側で隣接した領域で、前記軌道中心線は次第に、前記半径Ｒ２′から半径方向内方へ逸れていることを特徴とする、等速ジョイント。

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