JP2822316B2 - 等速固定継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、中空の外側部と、
内側部と、案内手段とを備えた等速固定継手に関するも
のであって、前記外側部が、両端に開口部を有し、該外
側部の内周面が、外側部の長手方向軸線に対する子午面
内に延びる外側走行溝を有し、前記内側部が、外側部の
空洞内に配設され、該内側部の外周面が、前記外側走行
溝に対向して位置して内側部の長手方向軸線に対する子
午面内に延びる内側走行溝を有し、前記対向した内側走
行溝と外側走行溝とが、トルク伝達のためのボールを共
働して収容し、前記各ボールが、外側部の内周面と内側
部の外周面との間の空間内で案内される保持器の窓内で
案内され、前記内側走行溝と外側走行溝とが第１の開口
部から始まってアンダカットが無いように設計され、前
記保持器が、窪んだ球形部分面を介して、第２の開口部
の方にかけて配設された内側部の外球面上で案内される
と共に、外側部の内周面に対して遊びを持って配設さ
れ、前記案内手段が、第一の開口部に向いた平坦な接触
面と実質的に長手方向軸線に沿って延びる凸状の案内球
面とを備えた案内素子により形成されており、該案内素
子が、接触面を介して、外側部に対して固定された支持
素子の平坦な設定面上で径方向に摺動することにより調
整可能に案内され、外側部の長手方向軸線が、前記設定
面上で垂直方向に位置決めされ、前記内側部と外側部と
保持器とを、連結中心を中心として互いに連結可能であ
る等速固定継手に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】このよ
うな等速固定継手は、独国特許第４２０８７８６号Ｃｌ
に記載されている。ここでは、接触面と設定面とは、継
手の連結中心からずらして配設される。その結果、連結
時に内側部を外側部に対して設定する工程は、外側に対
して径方向に調節可能な内側部により、大きく影響され
る。

【０００３】本発明の目的は、外側部に対する内側部の
設定動作を、両部間の摩擦が一層減少するように、改良
することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、前記案内素子が、球形部又は球形層として形成さ
れ、前記球形部の平面又は前記球形層の平面の一方が、
前記連結中心を含む平面を構成する接触面であり、前記
支持素子が、その設定面を介して、前記接触面まで延び
ることにより達成される。

【０００５】本実施形態の利点は、外側部に対する内側
部の調節動作を、それが行われる位置で、即ち連結中心
の周りに内側部を外側部に対して連結する際に、正確に
実施し得ることである。連結時に生じる保持器の位置従
って該保持器により保持されたボールの位置の変化は、
連結中心の周りから両側に向けて起こるので、調節工程
には有利な条件となる。連結時に外側走行溝及び内側走
行溝内で調節されるボールにより生じる径方向の位置変
化は、詰まる危険や摩擦の悪影響がなく、許容される。
径方向の移動は極めて僅かであるが、連結中心で許容さ
れているので、継手の摩擦状態全体に、従って摩擦損失
にも大きく影響する。

【０００６】従来と比較して、径方向の調整力が梃子の
腕を介して案内素子の設定面及び接触面に作用しないの
で、摩擦を減少させ得る。継手が展延位置にある場合、
即ち外側部の長手方向軸線と内側部の長手方向軸線とが
互いに整列している場合、設定面は、ボール中心を含む
平面となる。等速固定継手が展延位置から曲がるとき最
初にキャッチング効果がしばしば生じるので、これは特
に有利である。かかるキャッチングは、本発明の等速固
定継手では、内側部に対する外側部の径方向の調整移動
が許容されているので、生じることがない。

【０００７】支持素子を直接外側部に固定すること、或
いは、外側部に固定された保持素子に支持素子を取り付
けることは、可能である。例えば自動車の操縦及び被動
車輪に用いられる連結角が大きい等速固定継手では、本
発明に係る実施形態の支持素子は、設定面を含む部分に
隣接した位置に、角度の変化に由来する支持素子に対す
る保持器及び内側部の必要な移動の自由度を獲得するた
めに、テーパ付きの部分を有する。

【０００８】支持素子を保持素子に直接固定する場合
は、例えば支持素子を金属板部として構成してもよい。

【０００９】支持素子を連結角が大きい等速固定継手に
適用する場合、支持素子が設定面と該設定面に隣接した
テーパ付き柄部とを有し、該柄部がそれと比較して段差
のある断面を持つジャーナルを有し、更に、保持素子が
ジャーナルを収容するための内孔を備える、ことが望ま
しい。

【００１０】組み立て状態において、支持素子は、外側
部の止め面に当接している。二つに分割した一実施形態
の場合、即ち、支持素子が外側部に直接支持されない場
合、支持素子は、外側部の止め面に当接させることが望
ましい。

【００１１】有利な遊び設定を達成し、連結と調整に参
画する全部品を連結中心に対して極めて高精度に中心決
めするために、止め面は、外側走行溝を寸法規制即ち型
打ちする際に二次成形型のための止め面として機能する
面により、形成されることが望ましい。必要な精度を獲
得するために、外側走行溝は、外側部を例えば温間の非
チップ製造成形工程により製造した後、再び型打ち即ち
寸法規制される。この工程は、成形型内で行われ、成形
型内に受容された外側部内にスタンプが投入される。成
形型は、また、ラン−オン面を備え、そのラン−オン面
が外側部の対応するラン−オン面に当接するまで外側部
内に投入される。前記ラン−オン面は、止め面を構成す
る。外側走行溝により形成される軌道及び従って理論上
の連結中心は、止め面に対して最大限の精度で製造され
る。その結果、設定面も、最大可能精度でそれに対して
整合させてもよい。

【００１２】摩擦状態特に展延位置から始まる初期摩擦
に対して好適に作用するために、案内素子の接触面は、
その中央に凹部を備えている。案内素子が球形層の形を
採っている場合は、該素子の両平面の中央に凹部を設け
る。案内素子を穿通することにより前記凹部を容易に形
成できる。この場合、二つの平行な面の内孔の出口部分
が、凹部を形成する。

【００１３】更に、内側部の凹状の球形案内面もまた、
内側部分の長手方向軸線の近傍に凹部を備える。更に、
支持素子の設定面もまた、外側部の長手方向軸線の近傍
に凹部を備える。これにより、全体的に自己抑制が生じ
ないようにしている。更に、凹部は、潤滑油を収容する
ためのポケットとして使用するのに適している。

【００１４】

【発明の実施の形態】添付図面は、本発明の二つの好適
な実施形態を示す。図１に示した等速固定継手におい
て、外側部１は、金属板部として形成されている。外側
部は、中空であり、外側に延びるフランジの近傍に第一
の開口部５を備え、その反対側端部に第二の開口部６を
備える。外側部１の内周面４には、円周方向に分布して
外側部の長手方向軸線２に対する子午面内に延びる複数
の外側走行溝３が、設けられている。外側走行溝３は、
第一の開口部５から始まり、アンダカット無しで第二の
開口部６の方向に延びる。即ち、外側走行溝の軌道基部
は、第一の開口部５から第二の開口部６までの距離の全
体に亘り、外側部の長手方向軸線２に接近する。更に、
等速固定継手は、例えば非チップ製造温間成形工程によ
り形成され得る、非中空の内側部７を備える。また、内
側部の機能表面の一部には、寸法規制即ち型打ちによ
り、それらの端部寸法に合わせて仕上げ処理を施す。

【００１５】内側部７の外周面は、内側部の長手方向軸
線１０に対する子午面内に延びる複数の内側走行溝１４
を備える。等速固定継手の組み立て状態において、内側
走行溝１４もまた、アンダカット無しで外側部１の第一
の開口部５から延びる。即ち、内側走行溝の軌道基部
は、内側走行溝１４が始まる位置で長手方向軸線１０か
らの距離が短く且つこの距離が第二の開口部６の方に向
けて拡大するように、延びる。内側部７上には、接続ジ
ャーナル１３が、内側部と一体に形成されている。内側
部７には、また、開口部５と対向する凹状の案内球面９
が設けられている。案内球面９は、中空の球形部分面で
あり、その中心を内側部の長手方向軸線１０上に置く。
案内球面９は、内側部の長手方向軸線１０の近傍に、凹
部１２を備える。更に、前記凹部１２から開口部５に対
向する端部まで、内側部の長手方向軸線１０に対して円
周方向に分布した複数の溝１１が、延びている。案内球
面９は、開口部５に対向する内側部７の端部から始ま
り、やはりアンダカット無しで延びる。案内球面９と内
側走行面溝４とは、一つの成形型内で、且つ後工程で即
ち非チップ製造温間成形工程の後で、一緒に形成され、
最終的な形状と仕上げ寸法とを獲得するために、寸法規
制即ち型打ち加工が行われる。内側部７は、組み立て状
態で開口部５とは反対側を向いた外周面の一部に、外球
面８を備える。外側部１の内周面４と内側部７の外周面
との間の径方向空間には、保持器１５が、配設される。
保持器１５は、その内部に、窪んだ球形部分面１７を備
える。保持器１５は、この部分面１７を介して、内側部
７の外球面８上で案内される。保持器の外周面１６は、
外側部１の内周面４から一定の距離を置いて配設され
る。即ち、継手の組み立て状態では、この二つの周面が
接触することはない。

【００１６】保持器１５は、円周方向に分布した複数の
窓１８を備える。前記窓１８の円周方向の構成は、内側
走行溝１４と外側走行溝３の構成に対応する。前記窓
は、それぞれ、保持器１５から径方向外側に突出して外
側走行溝３と係合すると共に径方向内側に内側走行溝の
方向に突出して該溝に受容されるボールを、収容する。
ボール１９は、トルク伝達機能を果たす。内側走行溝１
４と外側走行溝３は、トルク伝達時に開口部５の方に向
いた力をボール１９から窓面２１に更には保持器１５に
伝達し得ると共に内側部７の外球面８と接触した窪んだ
球面１７を介して保持器１５を保持し得る制御角が生じ
るように、形成される。ボール１９は、外側走行溝３と
内側走行溝１４とに接触する結果、内側部７と外側部１
との径方向の中心を一致させる。全ボール１９の中心２
０は、理論上の継手中心即ち連結中心の位置を含み且つ
ボール１９が押圧される窓面２１の位置にも整合した、
一つの平面内に保持される。

【００１７】更に、凸状の案内球面２３を介して内側部
７の凹状の案内球面９上で案内される案内素子２２が、
球形層として、設けられている。案内素子２２は、二つ
の平行な表面２４、２５を備え、そのうちの第一の開口
部５に向いた側の表面２４が、平坦な接触面を形成す
る。加えて、実質的に長手方向軸線１０に沿って凸状に
湾曲して延びる案内球面２３は、二つの表面２４、２５
の間を内孔２６と共に延びている。各継手部品は、例え
ば、互いに組み立てるべき部品、即ち接触面２４が継手
の連結中心２７を含むように組み立てるべき外側部１、
保持器１５、内側部７及び案内素子２２を選定すること
により、中心決めを行う。継手の内側部７は、案内素子
２２を介し、設定面３１を有する支持素子２８に対して
支持される。接触面２４は、設定面３１に同一平面にて
当接している。支持素子２８は、金属板部であり、外側
部の長手方向軸線２に対して略径方向に延びる部分３２
と、外側部の長手方向軸線２の方向に延びて符号３０を
付されたカップ状の凹部と、を備える。支持素子２８
は、径方向に延びる部分３２を介して、外側部１の止め
面２９に当接する。支持素子２８は、更に、円周方向に
分布した内孔に挿入されるカラー３３を有する保持ブッ
シュ３４により、外側部１に対して軸方向に固定され
る。設定面３１は、また、外側部の長手方向軸線２の近
傍に配設された凹部３５を備える。

【００１８】図面は、外側部の長手方向軸線２と内側部
の長手方向軸線１０とが一致した、展延位置にある継手
を示す。例えば、内側部７が外側部１に対して連結され
ると、内側部の長手方向軸線１０は、外側部の長手方向
軸線２に対して一定の角度位置をとる。外側走行溝３と
内側走行溝１４内の各ボール１９は、同時に動く。内側
部７は、外側部１に対して、連結中心２７の周りを回動
する。保持器１５もまた、外側部１と内側部７とに対し
て連結中心２７の周りを回動する。保持器１５は、外側
部の長手方向軸線２と内側部の長手方向軸線１０との間
の連結角を２等分するように、調節される。ボール中心
２０を含む平面は、連結中心２７を通って延びる。内側
部７がボール１９のみにより外側部１に対して中心決め
され且つ連結時に前記ボール１９が二つの継手部７、１
の構造と製造公差とに起因して他の径方向位置を採り得
る場合、案内素子２２がその接触面２４を介して設定面
３１上を径方向に摺動することができるので、内側部７
は、案内素子２２により、外側部１に対して径方向に調
節可能である。また、凹部１２、内孔２６及び凹部３５
も、詰まる危険がない滑らかな連結の実現に寄与してい
る。しかしながら、これは、連結中心を含むという接触
面２４の構造に拠るところが大きい。

【００１９】図２は、図１の実施形態と比較して、より
大きな連結角が可能な等速固定継手の別の実施形態を示
す。外側部１は、非中空部として図示されている。外側
部１には、やはり、開口部５から始る外側走行溝３が、
形成されている。外側走行溝３は、図１を参照して説明
したものと同様の態様で延びる。即ち、外側走行溝の軌
道基部は、外側部の第一の開口部５から第二の開口部６
まで延びるにつれ、外側部の長手方向軸線に接近する。
これは、外側走行溝３が、アンダカットを有しないこと
を意味する。同様に内側部７が非中空部として設けら
れ、内側部の外球面８は、保持器１５をその窪んだ球形
の部分面１７により案内するように構成されている。内
側部７は、また、凹状の案内球面９を備える。案内球面
９は、内側部の長手方向軸線１０上に中心決めされると
共に、溝１１と中央凹部１２とを有する。内側部７は、
接続ジャーナル１３を備える。内側部７の外周面は、内
側走行溝１４を有する。ここでも、内側部７は、保持器
１５の窓内に保持されたボール１９のみにより、外側部
１に対して径方向に中心決めされる。保持器１５の外周
面１６は、外側部１の内周面４から一定距離を置いて配
設されている。トルク伝達状態下で、各ボール１９は、
窓面２１と接触して保持されると共に、内側部７の外球
面８と接触して、保持器１５をその窪んだ球形の部分面
１７により保持する。案内球面９を含む内側部７の凹部
は、球形層の形をした案内素子２２と、その凸状の案内
球面２３を介して、係合する。案内素子２２は、接触面
２４と、それと平行に延びる面２５と、を備え、前記二
つの面２４、２５の間には、内孔２６が延びている。接
触面２４は、継手の連結中心２７を含む平面を形成する
ように配設される。内側部７は、軸方向で、外側部に対
して案内素子２２により理論上の連結中心上に保持され
る。案内素子は、このため、設定面３１を有する支持素
子２８に当接して軸方向に支持されている。設定面３１
は、プレート３８の一部を形成する。プレート３８に
は、開口部５の方に向かって、柄部３６が接続されてい
る。柄部３６の直径は、プレートの直径より小さい。柄
部３６は、ジャーナル３７を含む。ジャーナル３７の直
径は、柄部３６に対して段差を成して減少している。支
持素子２８は、ジャーナル３７を介して、保持素子３９
の内孔４０と係合する。保持素子３９は、外側部１の凹
部に挿入され、その止め面４１を介して外側部１の対応
する止め面２９に当接する。外側部１の外周部には、テ
ーパ付き座玉軸受である軸受４２が、取り付けられてお
り、該軸受の外レースは、例えば乗用車の操縦及び被動
前輪の車輪キャリヤ４３の内孔に係合する。支持素子２
８のプレート３８は、外側部の長手方向軸線２の近傍
に、凹部３５を備える。案内素子２２は、また、継手が
展延状態にあるとき凹部３５に対向する、貫通孔２６を
備える。内側部は、その長手方向軸線１０上に中心決め
される案内球面９内に、対応する凹部１２を備える。

【００２０】以下、本発明の好適な実施の態様を列記す
る。 １．請求項１記載の等速固定継手において、支持素子
（２８）が、外側部（１）に直接固定される。 ２．請求項１記載の等速固定継手において、支持素子
（２８）が、外側部（１）に固定された保持素子（３
９）に取り付けられる。 ３．請求項１及び項目１及び２のいずれかに記載の等速
固定継手において、支持素子（２８）が、設定面（３
１）を有する部分（３８）に隣接した領域にテーパ付き
部分（３６）を備える。 ４．請求項１又は項目１に記載の等速固定継手におい
て、支持素子（２８）が、設定面（３１）を有するプレ
ート（３８）と、ジャーナル（３７）を有して前記プレ
ートに隣接したテーパ付き柄部（３６）とを備え、前記
ジャーナル（３７）の横断面が、柄部（３６）に対して
段差を有し、保持素子（３９）が、ジャーナル（３７）
を収容するための内孔（４０）を備える。 ５．請求項１記載の等速固定継手において、支持素子
（２８）が、外側部（１）の止め面（２９）に当接す
る。 ６．項目２に記載の等速固定継手において、保持素子
（３９）が、外側部（１）の止め面（２９）に当接す
る。 ７．項目５又は６に記載の等速固定継手において、止め
面（２９）が、外側走行溝（３）を寸法規制即ち型打ち
する際に二次成形型のための止め面として機能する面に
より、形成される。 ８．請求項１及び項目１乃至７のいずれか一項に記載の
等速固定継手において、案内素子（２２）の接続面（２
４）が、中央に凹部（２６）を備える。 ９．請求項１及び項目１乃至８のいずれか一項に記載の
等速固定継手において、案内素子（２２）を球形層とし
て構成する場合、二つの平面（２４、２５）がそれぞ
れ、中央に凹部を備える。 １０．請求項９に記載の等速固定継手において、前記凹
部が、貫通孔（２６）として設けられている。 １１．請求項１及び項目１乃至１０のいずれか一項に記
載の等速固定継手において、凹状の案内球面（９）が、
内側部（７）の長手方向軸線（１０）の近傍に、凹部
（１２）を備える。 １２．支持素子（２８）の設定面（３１）が、外側部の
長手方向軸線（２）の近傍に、凹部（３５）を備える。

【図面の簡単な説明】

【図１】小連結角用の等速固定継手の縦断面図。

【図２】車輪軸受ユニットの一部を形成する大連結角用
の等速固定継手の縦断面図。

【符号の説明】

１……外側部 ２……外側部の長手方向軸線 ３……外側走行溝 ４……内周面 ５……第一の開口部 ６……第二の開口部 ７……内側部 ８……外球面 ９……凹状の案内球面 １０……内側部の長手方向軸線 １１……溝 １２……凹部 １３……接続ジャーナル １４……内側走行溝 １５……保持器 １６……外周面 １７……窪んだ球形部分面 １８……窓 １９……ボール ２０……ボール中心 ２１……窓面 ２２……案内素子 ２３……凸状の案内球面 ２４……接触面 ２５……平行面 ２６……内孔 ２７……連結中心 ２８……支持素子 ２９……止め面 ３０……凹部 ３１……設定面 ３２……径方向部 ３３……カラー ３４……保持ブッシュ ３５……凹部 ３６……柄部 ３７……ジャーナル ３８……プレート ３９……保持素子 ４０……内孔 ４１……止め面 ４２……軸受 ４３……車輪キャリヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−42542（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−240412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 3/20 - 3/229

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の外側部（１）と、内側部（７）
   と、案内手段と、を備えた等速固定継手であって、 前記外側部（１）が、両端に開口部（５、６）を有し、
   該外側部の内周面（４）が、外側部の長手方向軸線
   （２）に対する子午面内に延びる外側走行溝（３）を有
   し、 前記内側部（７）が、外側部（１）の空洞内に配設さ
   れ、該内側部の外周面（８）が、前記外側走行溝（３）
   に対向して位置して内側部の長手方向軸線（１０）に対
   する子午面内に延びる内側走行溝（１４）を有し、 前記対向した内側走行溝（１４）と外側走行溝（３）と
   が、トルク伝達のためのボール（１９）を共働して収容
   し、前記各ボールが、外側部（１）の内周面（４）と内
   側部（７）の外周面との間の空間内で案内される保持器
   （１５）の窓（１８）内で案内され、前記内側走行溝
   （１４）と外側走行溝（３）とが第一の開口部（５）か
   ら始まってアンダカットが無いように設計され、 前記保持器（１５）が、窪んだ球形部分面（１７）を介
   して、第二の開口部の方にかけて配設された内側部
   （７）の外球面（８）上で案内されると共に、外側部
   （１）の内周面（４）に対して遊びを持って配設され、 前記案内手段が、第一の開口部（５）に向いた平坦な接
   触面（２４）と実質的に長手方向軸線（１０）に沿って
   延びる凸状の案内球面（２３）とを備えた案内素子（２
   ２）により形成されており、 該案内素子（２２）が、接触面（２４）を介して、外側
   部に対して固定された支持素子（２８）の平坦な設定面
   （３１）上で径方向に摺動することにより調整可能に案
   内され、外側部の長手方向軸線（２）が、前記設定面
   （３１）上で垂直方向に位置決めされ、前記内側部
   （７）と外側部（１）と保持器（１５）とを、連結中心
   （２７）を中心として互いに連結可能である、等速固定
   継手において、 前記案内素子（２２）が、球形部又は球形層として形成
   され、 前記球形部の平面又は前記球形層の平面の一方が、前記
   連結中心を含む平面を構成する接触面（２４）であり、 前記支持素子（２８）が、その設定面（３１）を介し
   て、前記接触面（２４）まで延びることを特徴とする等
   速固定継手。