JP3002950B2 - ボール式同期回転継手 - Google Patents

ボール式同期回転継手

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JP3002950B2
JP3002950B2 JP6333737A JP33373794A JP3002950B2 JP 3002950 B2 JP3002950 B2 JP 3002950B2 JP 6333737 A JP6333737 A JP 6333737A JP 33373794 A JP33373794 A JP 33373794A JP 3002950 B2 JP3002950 B2 JP 3002950B2
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ヴェルナー・クルーデ
ペーター・ハルツ
ブルーノ・フェイヒター
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ジー・ケー・エヌ・オートモーティヴ・アクチエンゲゼルシャフト
ジー・ケー・エヌ・ビルフェルト・ソシエタ・ペル・アチオニ
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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
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はボール式同期回転継手
に関し、特に組み立てに当って、インナ・レースを傾け
たりすることなく、軸方向に各部材を嵌入して簡単に製
作でき、しかもボールケージの強度を落すことのない回
転継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】前述の形式の継手は、ドイツ連邦共和国
特許第２２５２８２７号明細書により公知である。この
場合、一般的には、アウタ・レースはインナ・レースの
ための駆動側とは軸方向で反対の被駆動側において一体
に成形された底によって閉鎖されている。さらに、アウ
タ・レースにおけるこのような底が狭い意味で溶接され
ている構成も公知である。普通、底には軸ピンが一体成
形されており、又は取り付けられている。継手は、軸方
向でアンダーカットフリーのボール軌道を有するＵＦ−
継手（アンダーカットフリーの継手）として構成される
ことも、あるいは中心平面に対して両側へ湾曲されたボ
ール軌道を有するゼッパ（Ｒｚｅｐｐａ）−継手として
構成されることもできる。互いにほぼ垂直な軸の場合
に、まず、ケージ内へのインナ・レースの複雑な導入が
必要であり、かつやはり互いにほぼ垂直にクロスする軸
を有するアウタ・レース内へのケージのやはり複雑な導
入が必要である組立ては、前述の形式の継手においては
煩雑であり、かつ不都合である。この場合、ケージの部
材はインナ・レースの軌道内に嵌まる。相応して、アウ
タ・レースの部材はケージの窓内に嵌まる。ボールの嵌
入はインナ・レースとケージと、アウタ・レースとが互
いに内外に配置され、かつほぼ同軸上に配置された後に
始めて行なわれる。その場合嵌入すべきボール１個毎に
アウタ・レースとインナ・レースとを最大限に傾けてお
いて、ボールをアウタ・レースから外に出ているケージ
の窓に半径方向で導入する。このように正常運転で許さ
れる最大角度に屈曲させてなおかつケージの窓がアウタ
・レースから外に出るためにはケージの窓は正常運転の
ために必要である以上の円周方向の長さを有していなけ
ればならない。それによって窓と窓との間隔は小さくな
るからケージの強度はそれだけ減少する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このことから、この発
明の課題は、組立てが簡単であり、かつケージの強度が
改善されているような冒頭で述べたような効果を有する
継手を得することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は前記の課題を
解決するために「軸方向に延びていて、内方で円周方向
に分配されている第１のボール軌道（10）を有するアウ
タ・レース（２）と、軸方向に延びていて、外方で円周
方向に分配されている第２のボール軌道（11）を有する
インナ・レース（３）と、夫々第１、第２のボール軌道
内を案内されるトルク伝達用ボール（５）と、アウタ・
レース（２）とインナ・レース（３）との間の環状室内
に位置するリング状のボールケージ（４）とからなり、
前記の第１のボール軌道（10）と第２のボール軌道（1
1）の各々は１個づつ半径方向に相対して向い合うよう
に配置されており、アウタ・レース（２）は少なくとも
その一端においてインナ・レース（３）の駆動手段のた
めの開口８を有しており、ボールケージ（４）は、円周
方向に分配されていて各、軸方向に１つのボール（５）
を保持している窓（12）を有しており、又ボールケージ
は全てのボール（５）を１つの平面（Ｅ）内に保持して
おり、さらにアウタ・レース（２）とインナ・レース
（３）の軸が傾いたときには、前記のボール（５）を両
軸の角度を二等分する平面上に導き、又アウタ・レース
（２）の案内面（16）と接触して案内される外側球状ケ
ージ面（13）と、インナ・レース（３）の面（19）に接
触して案内される内方球状ケージ面（14）とを有してい
るボール式回転同期継手において、ボールケージ（４）
の外側球状面（13）と、内側球状面（14）との曲率中心
Ｍ1 、Ｍ2 はケージの窓（12）の、円周方向に延びる中
心線（Ｌｍ）によって規定されるケージの中心平面
（Ｅ）に対して相対的に軸方向に離れており、外側球状
面（13）の曲率中心Ｍ1 はアウタ・レース（２）の開口
（８）の側に位置しており、また内側球状面（14）の曲
率中心Ｍ2 は、アウタ・レース（２）の開口８とは軸方
向に反対側に位置しており、アウタ・レースの開口
（８）側に位置しているボールケージ（４）の内側開口
（15）の直径は、インナ・レース（３）の外側面（19）
の最大直径よりも大きく、アウタ・レース（２）の内側
面（16）は開口（８）の方向からみて、軸方向にアンダ
ーカットフリーになっており、さらに開口（８）側に位
置する端部におけるボールケージ（４）に対する案内面
（18）は、各々アウタ・レースに固着されている１個又
は数個の保持部材（17、2４）で形成されていることを
特徴とするボール式同期回転継手。」を得たものであ
る。
【０００５】
【作用】このような形式で、面倒な屈曲運動などをする
ことなしに、インナ・レース、アウタ・レース、ボー
ル、ケージ等を同軸的に組合わすことができる。このよ
うな作業は手動でも、自動でも簡単に実施できる。自動
化はこのような形式において初めて採算のとれる費用で
可能である。即ちケージの内側案内面がアンダーカット
なしであり、その内側開口の径がインナ・レースの最大
径より大きいので、ケージにインナ・レースを同軸的で
嵌めこむことができ、それにボールを半径方向からケー
ジの窓に嵌入させることができる。そしてこのインナ・
レース、ケージ、ボールからなるユニットをそのままア
ウタ・レース内に嵌めこむことができるものである。ケ
ージの内側面はアンダーカットなしであるからケージは
切削加工しない方法で簡単に成形できる。その上、ケー
ジの外側案内面の曲率中心がボールの中心を含む面より
内側開口側にあるので、ケージの内側開口側の壁厚は過
度に減少されることはなく、内側開口の径を大きくして
もケージの強度が損われることはない。さらに、アウタ
・レースの内側案内面が、開口から見て軸方向でアンダ
ーカットされておらず、さらにボールケージのための第
１の案内面が、ボールケージ内で開口とは反対の側にお
いて形成されており、かつボールケージのための第２の
案内面が、開口に向かって位置する側において、それぞ
れアウタ・レースと結合している単数又は複数の別個の
保持部材に形成されているような有利な構成によって、
別の組立て利点及び製造利点を得ることができる。さら
に、アウタ・レースの内側案内面が、開口から見て軸方
向でアンダーカットフリーであり、かつ開口とは反対の
側においてボールケージの球状の外側案内面に対して間
隔を置いて位置しており、さらにボールがボール軌道及
びボールケージの窓と接触しており、さらに、ボールケ
ージのための案内面が、開口に向かって位置する側にお
いて、それぞれアウタ・レースと結合している単数又は
複数の別個の保持部材に形成されているような別の構成
によって、同様の組立て利点及び製造利点を得ることが
できる。 これによって、両方の場合に、その組立てが
既に本発明により改善されているボールケージとインナ
・レースとから成る予め組み立てられたユニットを同軸
的にアウタ・レース内に嵌め込むことができ、かつこの
純粋な軸方向の組立ての後に、やはり軸方向で嵌め込ま
れる少なくとも１つの、あるいは複数の保持部材によっ
て保持することができる。保持部材は、アウタ・レース
と溶接され、あるいは締め付けられ、あるいはかしめら
れることができる。ボール軌道が軸方向でもアンダーカ
ットされていないと、ボールケージとインナ・レースと
から成る予め組み立てられたユニットは、ケージの窓及
び第２のボール軌道内に既に嵌め込まれているボールと
一緒に組み立てられることができる。このような組立て
動作も、従来の一般的な組立て順序に比べて著しく簡単
であり、かつ手動でも、自動でも簡単に実施される。自
動化は、このような形式で初めて採算の取れる費用で可
能になる。予め組み立てられたユニットの軸方向の導入
は、第１の構成によれば、ボールケージの球状の外側案
内面がアウタ・レースの内側案内面と接触することによ
って制限される。この場合、前記の両面内面の接触後に
保持部材がアウタ・レース内に嵌め込まれることがで
き、かつ保持部材の案内面にボールケージの球状の外側
案内面と衝突されることができる。このような位置で保
持部材はアウタ・レースと結合される。又別の態様とし
て、ボールケージの球状の外側案内面がアウタ・レース
の内側案内面に衝突する前にボールがアウタ・レースと
インナ・レースのボール軌道と接触し、かつボールケー
ジの窓の側面に支持されるようにすることもできる。次
いで第１の態様の場合と同じように保持部材がアウタ・
レース内に嵌め込まれ、保持部材の案内面がボールケー
ジの球状の外側案内面と衝突される。このような位置
で、保持部材はアウタ・レースと結合される。
【０００６】保持部材とアウタ・レースとの結合が遊び
なしの位置で行われる前述の記載に対して、この遊びな
しの位置を基準位置としてのみ利用し、かつこの基準位
置が達成された後に、継手内に所定の遊びを得るために
インナ・レースが保持部材とアウタ・レースとの結合前
に固定的な所定の寸法だけアウタ・レースから再び引出
されることもできる。この寸法は、所定の組立て動作に
基づいて、製造誤差とは無関係に個々の構成部材におい
てそれぞれ同じ大きさである。これは、集められた構成
部材において実際に生じる遊びなしの位置に関連してい
るからである。このような限定された均一な遊び位置
は、継手の耐用寿命に関して極めて有利である。
【０００７】アウタ・レースの内側案内面と、保持部材
の、ボールケージと接触する面部分とが、曲率半径にお
いて、ボールケージの外側案内面の曲率半径に相応して
いる。しかし、前記面の曲率半径を大きくすることもで
き、この場合、この面を特に円錐面に変化させることが
できる。
【０００８】別の有利な構成によれば、アウタ・レース
の軸方向でアンダーカットフリーの内側案内面が、継手
を組み立てる際に、ボールケージの中心平面から僅かに
開口に向かって円筒状に延びている。このことは、例え
ば、組み立てる際に保持部材の純粋な軸方向の接近を可
能にし、これは自動化のために有利である。
【０００９】別の構成によれば、アウタ・レースのアン
ダーカットフリーの内側案内面が、継手を組み立てる際
に、ボールを通る中心平面から開口に向かって円錐状に
拡大されることができる。これは、例えば、切削加工な
しの変形によるアウタ・レースの製造を簡単にする。
別の有利な構成によれば、駆動軸がインナ・レースに一
体に成形されている。この場合には、この発明により可
能である組立てに基づいて、駆動軸の直径は、ボールの
組立てのために組立て屈曲角度によって制限されている
のではなく、運転中の屈曲角度によってのみ限定されて
いる。すなわち、個々のボールをボールケージの窓内に
導入するために継手の屈曲をもはや必要としない純粋な
軸方向の組立ての際に、軸を相応して厚く選ぶことがで
きる。
【００１０】さらに有利な構成においては、ボールケー
ジの窓がその周方向長さにおいて継手の運転角度のため
に必要な寸法に制限されている。この場合も、継手を屈
曲させる組立てを考慮する必要はなく、かつアウタ・レ
ースから離れるボールケージの窓による組立てを考慮す
る必要がある。むしろ、ボールケージの強度を、窓の縮
小によって周方向で高めることができる。
【００１１】
【実施例】本発明の有利な実施例を以下に図面を用いて
説明する。図１のａは、アウタ・レース２と、インナ・
レース３と、図示しない環状室内で両方のレースの間に
配置されたボールケージ４と、周面に分配された複数の
ボール５とから成るボール式同期回転継手１を示してい
る。アウタ・レース２は、片側で底６によって鉢状に閉
鎖されており、この場合、中空ピン７がこの底に接続さ
れている。アウタ・レースはインナ・レース３の駆動側
に開口８を有している。インナ・レース３には、駆動軸
９が一体に接続されている。開口８から見て軸方向でア
ンダーカットフリーの第１のボール軌道１０がアウタ・
レース２内に設けられている。同じ形式で開口８から見
て軸方向でアンダーカットされていない第２のボール軌
道１１は、インナ・レース３内に設けられている。それ
ぞれ一対の半径方向で向かい合う第１のボール軌道１０
及び第２のボール軌道１１内に、トルクを伝達するボー
ル５が受容されている。ボール５はそれぞれ、ボールケ
ージ４の窓１２内に軸方向で保持されている。ボールケ
ージ４は、アウタ・レース２と接触する球状の外側案内
面１３と、インナ・レース３の表面１９の底６側の所定
部分と接触する球状の内側案内面１４とを有している。
ボールケージ４の、インナ・レース３の駆動側に向かっ
て位置する内側開口１５は、インナ・レース３の最大直
径より大きいか、あるいはそれと同じである。ボールケ
ージ４は、アウタ・レース２における球状の内側案内面
１６に支持されており、この内側案内面は、少なくと
も、ボール中心を通るボールケージ４の中心平面Ｅから
開口８に向かってアンダーカットフリーに延びている。
内側の案内面１８を有する保持部材１７は、ボールケー
ジ４を軸方向で保持するためにアウタ・レース２内に嵌
め込まれている。ボールケージ４は球状の内側案内面１
４を有しており、この内側案内面にインナ・レース３が
支持されている。少なくとも、ボールケージ４の窓の縦
中心線Ｌｍを通る中心平面から、この内側案内面１４
も、インナ・レース３の駆動側から見てアンダーカット
フリーである。符号２０は、アウタ・レース２における
アンダーカットされていない僅かに円錐状の区分を示し
ており、符号２１は、ボールケージ４の内側におけるア
ンダーカットフリーの内側円筒状の区分を示している。
【００１２】図１のｂの実施例では、図１のａの実施例
に相応する部材に同じ符号が付けられており、しかし、
符号にダッシュが付けられている。部材を詳しく説明し
ない限りでは、図１のａの記載が引用される。図１のａ
の実施例と異なり、ボールケージの球状の外側案内面１
３′とアウタ・レースの内側案内面１６′との間に、底
６′に向かって位置する側に間隙２３が存在している。
ボールケージは、底６′に向かう方向で窓１２′を介し
てボール５′に支持され、かつボールはアウタ・レース
２′における第１のボール軌道１０′のベースに支持さ
れる。これに対して、球状の外側案内面１３′は、駆動
軸９′に向かって保持部材１７′の案内面１８′と接触
している。
【００１３】図１のｃの実施例では、図１のａの実施例
に相応する部材に同じ符号が付けられており、しかし、
符号にツーダッシュが付けられている。部材を詳しく説
明しない限りでは、図１のａの記載が引用される。図１
のａの実施例と同様に、ボールケージ４″の球状の外側
案内面１３″は、アウタ・レース２″の球状の内側案内
面１６″と接触している。構成の変化は、薄板部材とし
て構成されていてかつボール軌道１０″の領域で輪郭が
同じ打ち抜き成形部２５を有する唯１つのリング状の保
持部材２４にある。この実施例でも、保持部材２４は、
駆動軸９″に向かう方向でボールケージ４″の球状の外
側案内面１３″と支持接触されている案内面１８″から
形成されている。
【００１４】図２〜図４の実施例では、図１の実施例に
相応する部材に同じ符号が付けられている。部材を詳し
く説明しない限りでは、内容的に図１の記載が引用され
る。図２において、左側にはアウタ・レース２が部分品
として縦断面図で示されており、右側にはインナ・レー
ス３と、ボールケージ４と、ボール５とから成る予め組
み立てられたユニット２２が示されている。内側開口１
５の大きさ並びにボールケージ４における内側円筒状面
２１の構成に基づいて、インナ・レース３は、このイン
ナ・レース３の球状の表面１９がボールケージ４の球状
の内側案内面１４に当接するまでボールケージ４内に同
軸的に導入されることができる。この場合、両方の部材
は、同軸的に、かつ旋回運動なしに互いに内外に導入さ
れることができる。次いで初めて、ボール５が半径方向
で外側からケージの窓１２内に導入される。アウタ・レ
ース２が有利な構成で示されており、この場合、内側案
内面１６は開口８から見て軸方向でアンダーカットされ
ていない。矢印によって示すように、右側に示す予め組
み立てられたユニット２２をアウタ・レース２内にまっ
すぐに軸方向で導入させることができる。このような軸
方向の導入は、設計に応じて、ボールケージ４の球状の
外側案内面１３が内側案内面１６に当接すること、ある
いはケージの窓１２を介して連行されたボール５が第１
のボール軌道１０及び第２のボール軌道１１内に同時に
当接することによって制限されており、この場合、ボー
ルケージ４への軸方向の圧力は、インナ・レース３の表
面１９とボールケージ４の球状の内側案内面１４との間
の接触を介して生ぜしめられる。図１に示された実施例
によれば、ここではボールケージ４の外側案内面１３と
アウタ・レース２の内側案内面１６との直接的な接触が
行われる。
【００１５】図３には、周方向で区分された複数の窓１
２が、ボールケージ４を断面した半部において見えてお
り、この場合、周方向で延びる中心線Ｌｍも示されてお
り、この中心線は、窓１２を軸方向で限定している側面
に対して等間隔を有しておりかつボールケージ４の中心
平面Ｅを限定している。前述の図面に補足して、さら
に、外側案内面１３の曲率半径Ｒ１の中心点Ｍ１及び内
側案内面１４の曲率半径Ｒ２の中心点Ｍ２が示されてい
る。両方の中心点Ｍ１，Ｍ２は、中心平面Ｅに対してそ
れぞれ反対側に軸方向でずらされており、この場合、そ
の軸方向の間隔は寸法ｄによって示されている。図４に
おいては、図２により既に示されたインナ・レース３及
びボールケージ４から成る予め組み立てられたユニット
２２が示されておる。ただしこの図ではボールはまだ投
入されていない。
【００１６】
【発明の効果】この発明のボール式同期回転継手は前記
のような構成であって、インナ・レースを傾けてボール
を投入する工程が必要されることなしに、インナ・レー
スが同軸的にボールケージ内に導入されることができる
継手が提出される。これによって、このような動作は手
動でも、自動でも、簡単に実施される。自動化は、この
ような形式において初めて採算の取れる費用で可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａは完成して組み立てられた本発明によるボー
ル式同期回転継手（ＵＦ−継手）の第１実施例の縦断面
図、ｂは図１のａの変化第１実施例の縦断面図、ｃは図
１のａの変化第２実施例の縦断面図である。
【図２】インナ・レースと、ボールケージと、ボールと
から成るユニットをアウタ・レースに組み立てる前で示
す、図１による継手の縦断面図である。
【図３】本発明による継手のボールケージを示す断面図
である。
【図４】図１及び図２による本発明による継手のボール
ケージとインナ・レースとから成る組立て前のユニット
を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 継手、 ２ アウタ・レース、 ３ インナ・レース、 ４ ボールケージ、 ５ ボール、 ６ 底、 ７ 中空ピン、 ８ 開口、 ９ 駆動軸、 １０ アウタ・レースの第１のボール軌道、 １１ インナ・レースの第２のボール軌道、 １２ 窓、１３ ボールケージの球状の外側案内面、 １４ ボールケージの球状の内側案内面、 １５ ボールケージの内側開口、 １６ アウタ・レースの内側案内面、 １７ 保持部材、 １８ 安全部材の案内面、 １９ インナ・レースの表面、 ２０ アウタ・レースの円錐状面、 ２１ ボールケージの内側円筒状面、 ２２ 組立てユニット、 ２３ 間隙、 ２４ リング状の保持部材、 ２５ 打ち抜き成形部、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー・クルーデ ドイツ連邦共和国 ノイルキルヒェン、 プファラー−スタウフ−シュトラーセ 32 (72)発明者 ペーター・ハルツ ドイツ連邦共和国 ヘネフ、シュタイン ブルハ−シュトラーセ 14 (72)発明者 ブルーノ・フェイヒター イタリア国 ブルネック、アン・ダー・ カイザー−ヴァルテ 20 (56)参考文献 特開 平７−98023（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−91524（ＪＰ，Ｕ) 特公 平２−17730（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平３−29621（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 3/223 - 3/224

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】軸方向に延びていて、内方で円周方向に分
    配されている第１のボール軌道（10）を有するアウタ・
    レース（２）と、軸方向に延びていて、外方で円周方向
    に分配されている第２のボール軌道（11）を有するイン
    ナ・レース（３）と、夫々第１、第２のボール軌道内を
    案内されるトルク伝達用ボール（５）と、アウタ・レー
    ス（２）とインナ・レース（３）との間の環状室内に位
    置するリング状のボールケージ（４）とからなり、前記
    の第１のボール軌道（10）と第２のボール軌道（11）の
    各々は１個づつ半径方向に相対して向い合うように配置
    されており、アウタ・レース（２）は少なくともその一
    端においてインナ・レース（３）の駆動手段のための開
    口８を有しており、ボールケージ（４）は、円周方向に
    分配されていて各々軸方向に１つのボール（５）を保持
    している窓（12）を有しており、又ボールケージは全て
    のボール（５）を１つの平面（Ｅ）内に保持しており、
    さらにアウタ・レース（２）とインナ・レース（３）の
    軸が傾いたときには、前記のボール（５）を両軸の角度
    を二等分する平面上に導き、又アウタ・レース（２）の
    案内面（16）と接触して案内される外側球状ケージ面
    （13）と、インナ・レース（３）の面（19）に接触して
    案内される内方球状ケージ面（14）とを有しているボー
    ル式回転同期継手において、 ボールケージ（４）の外側球状面（13）と、内側球状面
    （14）との曲率中心Ｍ1 、Ｍ2 はケージの窓（12）の、
    円周方向に延びる中心線（Ｌｍ）によって規定されるケ
    ージの中心平面（Ｅ）に対して相対的に軸方向に離れて
    おり、外側球状面（13）の曲率中心Ｍ1 はアウタ・レー
    ス（２）の開口（８）の側に位置しており、また内側球
    状面（14）の曲率中心Ｍ2 は、アウタ・レース（２）の
    開口８とは軸方向に反対側に位置しており、 アウタ・レースの開口（８）側に位置しているボールケ
    ージ（４）の内側開口（15）の直径は、インナ・レース
    （３）の外側面（19）の最大直径よりも大きく、 アウタ・レース（２）の内側面（16）は開口（８）の方
    向からみて、軸方向にアンダーカットフリーになってお
    り、 さらに開口（８）側に位置する端部におけるボールケー
    ジ（４）に対する案内面（18）は、各々アウタ・レース
    に固着されている１個又は数個の保持部材（17、2４）
    で形成されていることを特徴とするボール式同期回転継
    手。
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