JP2011064335A - 等速固定ボール継ぎ手 - Google Patents

Abstract

【課題】改良された制御特性を有する対向軌道継ぎ手を提供することにある。
【解決手段】対向軌道継ぎ手の形における等速固定ボール継ぎ手が外方継ぎ手部材と、内方継ぎ手部材と、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を含んでおり、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、その軌道が内方継ぎ手部材の接続端部に向かって第１軸方向に走行する互い異なりかつ第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、その軌道が外方継ぎ手部材の接続端部に向かって第２軸方向に走行する互いから異なりかつ第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。
【選択図】図１３

Description

本発明は、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軸方向に互いから離れて延びかつ第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軸方向に互いに離れて延びかつ第２ボールを保持する対向軌道継ぎ手の形における等速固定ボール継ぎ手に関するものである。

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。

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の方向に開いている第２の軌道対が配置さ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。

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。

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提供することにある。

上記目的は、第１軌道対が第１軌道対と半径方向に反対に位置決めされそして第２軌道対が第２軌道対と半径方向に反対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。好ましくは、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１２または１６の軌道対の選択に言及する。

本発明の継ぎ手は、一定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よって特徴付けられ、その結果、総体的に、制御条件が実質上改善された。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。

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１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１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。 軸方向ボール力を示している図１による継ぎ手の長手方向断面図である。 軸方向ボール力を示している図１による継ぎ手のケージの展開図である。 連接された状態において回転している図１による継ぎ手の軸方向図である。 連接された状態において回転している図１による継ぎ手の長手方向断面図である。 連接された状態において回転している図１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。 連接された状態において回転している図１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。 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１０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１０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。 軸方向ボール力を示している図１０による継ぎ手の長手方向断面図である。 軸方向ボール力を示している図１０による継ぎ手のケージの展開図である。 連接された状態において回転している図１０による継ぎ手の軸方向図である。 連接された状態において回転している図１０による継ぎ手の長手方向断面図である。 連接された状態において回転している図１０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。 連接された状態において回転している図１０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。

本発明の継ぎ手は、従来技術による継ぎ手に比較して図面に示されかつ以下で説明される。

図１ないし図３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には、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が収容される。ボールケージ３１は外方継ぎ手部材１１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延びる第１の方向Ｒ_１に見られる互いに異なる第１外方軌道１６_１および第１内方軌道２６_１を含んでいる。

そのうえ、継ぎ手は、継ぎ手中心から見られるとき、外方継ぎ手部材のジャーナル端へ向って延びる第２の方向Ｒ_２に見られる互いに異なる第２外方軌道１６_２および第２内方軌道２６_２を含んでいる。第１外方軌道１６_１および第１内方軌道２６_１は互いに第１軌道対を形成し、第２外方軌道１６_２および第２内方軌道２６_２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３６_１，３６_２を収容する。

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おいて、第１軌道対１６_１，２６_１および第２軌道対１６_２，２６_２が、図２の断面Ａ−Ａおよび図３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３６_１は第１の方向Ｒ_１に向いている力を軌道によって受ける。

第２軌道対内のボール３６_２は第２の方向Ｒ_２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、外方継ぎ手部材１内に軸方向に力がない状態において保持される。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。

図４において、軌道対１６_１，２６_１および１６_２，２６_２によってボール３６_１，３６_２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５のケージ３１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３１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。

図６、図７、図８および図９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Ａ_１１と内方継ぎ手部材２１の軸線Ａ_２１との間に設定されている。軸線Ａ_１１，Ａ_２１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７は軸線Ａ_１１，Ａ_２１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。

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α_１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α_４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Ａ_１１，Ａ_２１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。

図９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Ａ_１１，Ａ_２１による１継ぎ手回転を横切る前記制御角度α_１，α_４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３３０°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８によれば、また、前記角度的位置の外側で、傾斜モーメントを発生する１対の力を形成する力Ｆ_１およびＦ_４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。

図１０、図１１および図１２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Ｒ_１に見られる互いに異なる第１外方軌道１６_１および第１内方軌道２６_１を含んでいる。

そのうえ、継ぎ手は、継ぎ手中心から見られる場合に、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に見られる互いに異なる第２外方軌道１６_２および第２内方軌道２６_２を含んでいる。第１外方軌道１６_１および第１内方軌道２６_１は互いに第１軌道対を形成する。第２外方軌道１６_２および第２内方軌道２６_２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３６_１，３６_２を収容する。

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おいて、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１６_１，２６_１内のボール３６_１は第１の方向Ｒ_１に向いている力を軌道によって受ける。

第２軌道対内のボール３６_２は第２の方向Ｒ_２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。

図１３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１４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。

図１５、図１６、図１７および図１８の個々の図が以下で共同して説明される。図１０、図１１および図１２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Ａ_１１と内方継ぎ手部材の軸線Ａ_２１との間に設定されている。軸線Ａ_１１，Ａ_２１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１６は軸線Ａ_１１，Ａ_２１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。

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α_１を取り囲みかつボール５での接線は、対称のために、同一の大きさからなる、制御角度α_５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Ａ_１１，Ａ_２１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。

図１８は、ボール１および５に関して、定量的に、相対的に固定位置にある軸線Ａ_１１，Ａ_２１による継ぎ手回転を横切る前記制御角度α_１，α_５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α_１が、ボール５に関して制御角度α_５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Ｆ_１およびＦ_５によって形成される１対の力は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。

以下に本発明の実施の形態を要約列挙する。

＜１＞ 対向軌道継ぎ手の形における等速固定ボール継ぎ手において、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（３６）、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（１６_１）が、第１内方軌道（２６_１）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（Ｒ_１）に互いから離れて延びかつ第１ボール（３６_１）を保持し；第２外方軌道（１６_２）が、第２内方軌道（２６_２）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（Ｒ_２）に互いに離れて延びかつ第２ボール（３６_２）を保持し；第１軌道対（１６_１，２６_１）が第１軌道対（１６_１，２６_１）と反対に半径方向に位置決めされそして第２軌道対（１６_２，２６_２）が第２軌道対（１６_２，２６_２）と反対に半径方向に位置決めされる等速固定ボール継ぎ手。

＜２＞ 前記第１軌道対（１６_１，２６_１）および前記第２軌道対（１６_２，２６_２）が周部を横切って交互に配置される上記＜１＞に記載の等速固定ボール継ぎ手。

＜３＞ ８個の軌道対（１６_１，２６_１，１６_２，２６_２）が設けられる上記＜２＞に記載の等速固定ボール継ぎ手。

＜４＞ その接続端部において、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つに記載の等速固定ボール継ぎ手。

（発明の効果）
叙上のごとく、本発明は、対向軌道継ぎ手の形における等速固定ボール継ぎ手において、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を含んでおり；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軸方向に走行する互い異なりかつ第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軸方向に走行する互いから異なりかつ第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等速固定ボール継ぎ手を提供することができる。

１１ 外方継ぎ手部材
１６_１ 第１外方軌道
１６_２ 第２外方軌道
２１ 内方継ぎ手部材
２６_１ 第１内方軌道
２６_２ 第２内方軌道
３１ ボールケージ
３４ ケージ窓
３６_１ 第１ボール
３６_２ 第２ボール

Claims (1)

1. 対向軌道継ぎ手の形における等速固定ボール継ぎ手において、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）とを含み、第１外方軌道（１６_１）が、第１内方軌道（２６_１）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（Ｒ_１）に互いから離れて延びかつ第１ボール（３６_１）を保持し、第２外方軌道（１６_２）が、第２内方軌道（２６_２）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（Ｒ_２）に互いに離れて延びかつ第２ボール（３６_２）を保持し、前記第１軌道対（１６_１，２６_１）が該第１軌道対（１６_１，２６_１）と反対に半径方向に位置決めされ、前記第２軌道対（１６_２，２６_２）が該第２軌道対（１６_２，２６_２）と反対に半径方向に位置決めされることを特徴とする等速固定ボール継ぎ手。

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