JP5416702B2 - トリポードジョイント及びトリポードジョイント用のローラ体 - Google Patents

Description

本発明は、ジョイント外側部分及び、一体的に形成された三つのジャーナルを備える中央体を有するジョイント内側部分を備えるトリポードジョイントに関する。ジャーナルにはそれぞれローラ体が一つずつ設けられている。本発明は更に、トリポードジョイント用のローラ体に関する。

上述のタイプのジョイントは、特許文献１により知られており、トリポードジョイントのジャーナルはいずれの場合も、ジャーナルを介してのトルク伝達の際に接触圧を低く抑えるため、ジョイントの軸方向において互いに反対側に設けられている二つの球の断面の形の端面と、周方向において互いに反対側に設けられている滑り面とを備えている。ここでも同様に、ジャーナルの周りの外側に設けられたローラ体のニードル軸受は、一方ではジャーナルの球の断面の形の端面上で、他方では周方向において滑り面と対向して設けられているディスク部分上で、内側において放射状に案内される。ここで、軸受体がいずれの場合もジャーナルの端面及びディスク部分の外面からなる周面上と、ローラ体の外リングの内面上とを回転できるように、ディスク部分は円筒形の側面として設計された外側摺動面を備える。ここで、ニードル軸受の内側摺動面は、具体的にいうとジャーナル及び二つのディスク部分という、三つの構成要素で成り立っている。従って、ニードル軸受は、動作の際、ジャーナルとディスク部分の間のジョイントの上を回転せねばならず、その結果ニードル軸受の摺動が滑らかでなくなることがある。

独国特許出願公開第１００ ３２ ０６５号明細書

本発明は少なくとも、従来技術に関して注目される課題を少なくとも部分的には解決することを目的とし、特に荷重指向設計も選択できる上述のタイプのジョイント及びローラ体を提供するものである。更に、ジョイントは、ジョイント外側部分とジョイント内側部分との間の大きな偏向角度に、特に自動車のトルク伝達に、適していなければならない。

上記目的は、請求項１のトリポードジョイント及び請求項７のローラ体により達せられる。装置の更なる効果的な実施形態と望ましい利用方法は、従属する請求項に記載されている。ここで指摘すべき点は、個々の従属項に記載の特徴は、技術的に望ましい形に適宜組み合わせられることができ、それによって本発明の更なる実施形態を定義することである。請求項に記載される特徴は、本発明の更なる望ましい実施形態とともに本文においてさらに詳述され、説明されている。

本件では、第一長手方向軸線、及び開口端を有し長手方向に延びる空洞を有するジョイント外側部分を備え、前記ジョイント外側部分には長手方向に延びる凹部が三つ設けられ、第二長手方向軸線を有し前記第二長手方向軸線から放射状に延びるジャーナル軸を有する三つのジャーナルが一体的に設けられた少なくとも一つの中央体を有するジョイント内側部分を備え、前記各ジャーナルには一つのローラ体が配置され、前記ローラ体は、少なくとも一つの外リング、閉じた内リング、及びそれらの間に配置された軸受体を備え、さらに前記各ローラ体は、各々が凹部に長手方向に移動可能に保持され、前記各ジャーナルに対する前記閉じた内リングの回転が阻止されることを特徴とするトリポードジョイントにより目的は達せられる。

特定されたローラ体は、円筒形ローラ軸受からも知られているように、外リングの形状が、ローラ体が概ね軸方向に移動するジョイント外側部分の凹部の形状に合うように形成されているのが望ましい。ここで、いずれの場合も個々の軸受体がローラ体の内リングから外リングへと線形接触することによりジョイント外側部分からジョイント内側部分へ力またはトルクが伝達されるように、ローラ体の外リングと内リングの間の軸受体は、円筒形または針状である。軸受体が回転する外リングの摺動面及び内リングの摺動面は、部品間の接触圧が小さくなり、遊びが大幅に抑制されるように平面的な形状が望ましい。

軸受体をローラ体の外リングと内リングの中間の空間に軸方向に固定させることは、例えば、径が自在であり、外リング又は内リングの意図された溝に取り付けられる固定リングを用いることによって行われるか、あるいは、外リング及び／又は内リングと一体的に形成され、それを用いて外リング及び内リングの組立中に軸受体が固定されうる鍔により固定される。特許文献１と対照的に、本発明によれば、ローラ体の内リングは閉じた（特に単一部品の）設計になっており、軸受体は連続する内側摺動面上を転がることができる。軸受体の荷重抑制に加え、それによりローラ体用の、及びジョイント用の部品数も減らすことができ、結果として製造コストと労力を削減することができる。

ローラ体の内リング自体は、ジャーナル回りの内リングの回転が阻止されるように各ジャーナルにさらに取り付けられている。このことは、特にジャーナル軸回りの回転に関して言える。ジャーナルにおける内リングの動き、従ってローラ体の動きはここでは制限されず、したがって内リングはジャーナル上を両方向にジャーナル軸に沿って自在に動くことが出来、ローラ体の外リングは閉じた内リングに対して自在に回転可能である。回転の阻止は特に、ジャーナル回りの、即ちジャーナル軸回りの回転方向に少なくとも部分的に嵌るように形成された、対向するジャーナルの外面及び内リングの内面によって生ずる。言い換えると、例えばジャーナルがその外周に部分的な面を含み、及び／又は、内リングがその内周に部分的な面を含み、内リングがジャーナル上を回転する際、対向する部分的な面により切込みができることを意味する。具体的な例では、ローラ体は複数の閉じた内リングを備えていてもよく、例えば円盤型で互いに隣り合っていてもいい。しかし、閉じた単一部品の内リングが（丁度）一つである実施形態が望ましい。

内リングのジャーナルに対する（特に自在あるいは無制限の）回転を防止した結果、ジョイントの動作には、ジャーナル及び内リングの定められた領域同士が互いに割り当てられ、又は、前記定められた領域同士のみが相互に干渉しあうことになる。夫々のジャーナルに対する内リングの回転を阻止することにより、力伝達を介しての荷重に関して用途指向または荷重指向の設計の内リングを提供することが可能になる。対応する設計は、ジャーナルと内リングの組み合わせにおける材料、塗装、形状、他の機械的及び／又は化学的な性質に特に関係しうる。故に、特に摩擦損失、潤滑不足、従ってノイズの発生及び製品寿命に、目標とする有益な方法で影響を与えることができる。

トリポードジョイントのさらなる実施形態によれば、各ジャーナルは、二つの互いに反対側の力伝達面を備え、前記各内リングは、前記ジャーナルの前記力伝達面に対向するよう設けられた二つの互いに向かい合うリング力吸収面を備え、少なくとも前記力伝達面又は前記リング力吸収面は平面的又は平たくされている。

ここで、ジャーナルの力伝達面は、トリポードジョイントのトルク伝達の間にそれを介して主な力が伝達される面である。従って、これらの面はジャーナルにおけるジョイント内側部分の周方向に設けられ、ジョイント外側部分からジョイント内側部分へと、また逆へとトルクを伝達する。

ローラ体の内リングの対応して設計された面は、ここではリング力吸収面と呼ばれる。力伝達面やリング力吸収面の実施形態によって、荷重のケースに応じて本発明の適した実施形態が使用されうるように、ここでは力伝達面とリング力吸収面との間を、単一線接触又は多重線接触、及び／又は、（望ましくは）面接触に構成することができる。定められた接触は、適切な場合、ジャーナルの力伝達面あるいは内リングのリング力吸収面の領域における費用効果のよい局所加工を行うことを可能とする。

「平面的」および「平ら」という表現は、ジャーナル軸方向から見たジャーナルや内リングの周面に関するものである。「平面的」な構造は特に、ジャーナル軸に対して垂直な構成部分の複数の断面に形成される真っ直ぐな周辺部に見受けられる。ここで「平たくされている」とは、言い換えると、ジャーナル軸に対して垂直な構成部分を通る断面は非円形であり、大きな曲率半径を有する周辺域は力伝達面又はリング力吸収面を形成していることである。適切な場合、力伝達面やリング力吸収面の周囲の構造が、すなわちジャーナル軸の方向における外形が独立して設計され、ジャーナル軸に対して垂直であってもいい。力伝達面（リング力吸収面と同様に）はここでいう全周辺の少なくとも１０％、特に１０％から２０％を占める。

平面的な、すなわち特に平らな力伝達面、つまり無限の曲率半径（もちろん通常の許容量が許されるべきである）を有する面の場合、リング力吸収面は、以下のグループの設計、すなわち、平たくされた円錐、または平たくされたピラミッドのように平面的であり、平面的な面より上の隆起の箇所がいずれも凸状である、つまり尖っているか突出している形により形成される。

平らな外側に湾曲したジャーナル面、すなわち凸状の力伝達面の場合は、平たくされた円錐または平たくされたピラミッドになるよう曲率を設計できるので、環状の力伝達面も平面的な設計か平たくされた円錐または平たくされたピラミッドに設計することが出来る。リング力吸収面の平たくされた設計はここでは同様に凸状であり、すなわち表面あるいは体から外側へ突き出るように又は外向きに設計されている。

トリポードジョイントの発明のさらなる実施形態によれば、ジャーナルは第二長手方向軸線方向に互いに反対側に位置する凸状のコントロール面を有する。ここで、第二長手方向軸線は、特に中央体の中心軸であり、又は、各ジャーナル軸がそれに対して放射状に延びる場合は中央体に繋がるシャフトの中心軸である。したがって、ここで指定されるジャーナルのコントロール面は、使用中に、ジョイント外側部分とジョイント内側部分の間で軸方向の動きまたは軸力の伝達を行い、従ってローラ体を凹部にそってジョイント外側部分内で動かす面である。ここで、いずれもコントロール面はジャーナルから見て外側に湾曲した凸状の面を一つ備えている。凸状のコントロール面は例えば、球状部分か円筒部分として形作られてもよく、円筒部分の向きが、ジャーナル軸に対して横方向に、特に垂直に延び、中心軸に対して横方向に、特に垂直に延びる円筒軸に対して向いていてもよい。

トリポードジョイントのさらなる便宜の実施形態によれば、各ジャーナルはコントロール面、力伝達面、及び遷移面を備え、夫々、コントロール面と力伝達面の間に遷移面が一つ設けられ、遷移面はコントロール面と力伝達面を互いに繋ぎ、遷移面はジャーナル軸方向に少なくとも面取り部分を一つ含み、その面取り部分が遷移面をジャーナル端面または中央体へ繋げる。

内リングのジャーナルに対しての位置がブロックされているので、ここで指定される遷移面は、トリポードジョイントのジャーナルと内リングの間での力伝達には使われない。ゆえに力伝達面はここでは、内リングがジャーナル上で動く際の内リングの動きの自由を制限することなく、殆どいかなる所望の設計とされうる。実施形態によっては、遷移面は中央体のジャーナル突出部分からジャーナル端面へと延びてもよく、特に面取り部分がジャーナル端面への遷移に形成されるのが望ましい。これにより、内リングをジャーナルに対して交差させた結果生じる、動作中における遷移面とローラ体の内リングとの衝突を防ぐことができる。

ここで、例えばジャーナルは、ジャーナル端面から始まって、ジャーナルの突出方向へ、少なくともジャーナルの軸方向の長さの１０％超、適切であれば２０％超、そして少なくとも３５％超も延びることができる。

トリポードジョイントのさらなる実施形態によれば、前記内リングは二つのリング力吸収面及び二つのリング摺動面を有し、前記リング摺動面は、ジャーナルのコントロール面に対向するよう設けられ、平面的又は平たくされた設計である。

リング摺動面は主として、ジャーナルのコントロール面と同様に、ジョイント内の力伝達ではなく、むしろジョイント外側部分とジョイント内側部分の間を伝達される軸力により、ジョイント外側部分の凹部に沿ってローラ体をコントロールする役割を果たし、該軸力は、ジョイント外側部分又はジョイント内側部分の夫々の長手方向軸線の周方向に作用する力との関連においては小さい。

リング力吸収面とリング摺動面を繋げる内リングの接続面は、やはり接触力伝達のために設計されてはおらず、ジャーナル上における内リングの自在な動きを考慮した殆どいかなる所望の設計にもされうる。内リングのリング摺動面はここでは平面的な設計であり、つまりはいずれの場合も球状か、ジャーナル軸とジョイント内側部分の長手方向軸線に対して横方向に（特に垂直に）延びる円筒軸を含む円筒形の、すなわち異なる形であるジャーナルのコントロール面との組み合わせである。

リング摺動面は、ジャーナル軸とジョイント内側部分の第二長手方向軸線に対して横方向に（特に垂直に）設けられた円筒軸を含む円筒形部分型設計である凸状の外形を有してもよい。それによりその設計の内リングのリング摺動面を、凸状の球状部分又は円筒部分を有するジャーナルのコントロール面と組み合わせることができる。

トリポードジョイントの軸方向に伝達される力が小さい為、コントロール面及びリング摺動面はいかなる所望の形もとりうるが、互いに対してある程度の遊びを有するべきであり、それによりジャーナルに対するローラユニットの交差又は偏りにより面同士が衝突するのを防げる。これにより特に費用効果のよい実施形態に省力の可能性をもたらすことができる。

トリポードジョイントのさらなる特に望ましい実施形態によれば、各ジャーナルは、二つの互いに反対側の力伝達面を有し、前記各内リングは、前記ジャーナルの前記力伝達面に対向するよう配置された二つの互いに向かい合うリング力吸収面を有し、前記力伝達面及び前記リング力吸収面は平面的であり、前記ローラ体の前記外リングは、前記中央体の周方向に凹部の中で回転可能である。

この実施形態は、主たる力伝達方向におけるジャーナルと内リングの面接触をもたらし、比較的低い接触圧が得られる。この場合、内リングはジャーナル軸回りに回転可能ではなく、またジョイント内側部分の第二長手方向軸線に平行な軸回りに旋回可能でもない。内リングはローラ体とともに、ジャーナル上を移動可能であり、ジャーナル軸に対して横方向／垂直に延び、ジョイント内側部分の第二長手方向軸線に対して横方向／垂直に延びる軸回りを旋回可能である。

この実施形態では、ローラ体の外リングが例えば球状の外輪郭を有し、ローラ体がジョイント外側部分の凹部の中央軸回りに旋回可能であるように、また中央体の周方向に旋回可能であるように、軌道運動の角度補正は、ローラ体の外リングとジョイント外側部分の凹部とが接触する領域で行われる。ここで、ローラ体がジョイント外側部分の周方向に固定されるのではなく、旋回できるよう、ジョイント外側部分の凹部は、凹部の軌道中央軸に対して両側に、０から５度、特に０から３度にわたる軌道運動に対応した形状である。この旋回は軌道角度と呼ばれる。ここで、軌道中央軸は、ジョイント外側部分の軸力によりローラ体がそれに沿って動く、ジョイント外側部分の各凹部の軸である。

ここで、軌道運動の角度補正は、少なくとも部分的にトリポードジャーナルと内リングの間でおこりうる。このために、少なくともジャーナルの力伝達面又は内リングのリング力吸収面のいずれかが、凸状の湾曲した設計でなくてはならない。それぞれの面が凸状であるとは、面が球状部分、樽状部分、あるいは中央体の軸方向に円筒軸を含む円筒部分であるよう設計されていることである。

本発明の目的でもある本発明に係るローラ体は、トリポードジョイントの中でも特に本発明に係るトリポードジョイントでの使用に適しており、少なくとも一つの外リング、閉じた内リング、及びその間に設けられた軸受体を備えており、内リングは、非円形の内周を有する。ここで、内周とは言い換えると、ローラ体の回転軸に対して横方向／垂直とされた任意の所望の断面における最も内側の構成線である。

内リングの内周は従って円形ではなく、むしろ楕円形であり、及び／又は、非連続の推移部及び／又は突出部、切り込み、点状の隆起、切抜き部分等を含み、それによりマンドレル状の保持体、特に本発明に係る内リングを保持するよう設けられたトリポードジョイントのジャーナルに対する回転が抑制され、又は防止されうる。

ここでいう内周は、いずれの場合も、内リングが、例えばトリポードジョイントにおいて、使用される際に、マンドレル又はジャーナルと係合する内リングの部分である。

発明のさらなる面によれば、トリポードジョイント、特に本発明に係るトリポードジョイント用のローラ体が提案されており、ローラ体は、少なくとも一つの外リング、閉じた内リング、及びそれらの間に設けられた軸受体を有し、内リングの内周は角張っている。

ここでいう「角張っている」とは、内周の形状が丸形でも楕円でもなく、むしろ概ね多角形であるということである。ここで内周における角は丸みがあってもよい。ここでは基本的には内周の設計は円形ではなく多角形である。特に内リングは４の整数倍の角を有し、つまり例えば四角形や八角形である。ここで、角は、特に内リングの機能面を区切り、内リングの軸方向における全長に亘って延在しているのが望ましい。

ローラ体のさらなる特に望ましい実施形態によれば、内リングはそれぞれ同じ設計の面が互いに向かい合って配置されている異なる機能面を有する。ここでは機能面は、用途に応じて、特定の役割を果たし特定の荷重を受ける面を意味する。ここではそれぞれ同じ設計を有する機能面、すなわち同じ仕様と構成の面が、内リングの内側、つまり内リングの内面で互いに向かい合っている。トリポードジョイント、特に本発明のトリポードジョイントの異なったジャーナルの外面も、ここでは機能面と見なされる。

特に望ましい実施形態によれば、機能面は既に定められた力伝達面、リング力吸収面、コントロール面、リング摺動面、遷移面、連結面、面取り部分に延びるが、またこれらの面の一部分のみを指しても良い。

特に環状の力伝達面は、例えば高い接触圧に対して、特別なコーティングか補強を施されるか、あるいは強化された設計となっており、例えば比較的少量の潤滑油で、あるいは比較的低い摩擦で、従って比較的低い騒音の発生となるように動作が向上される。特に望ましい実施形態によれば、内リングの荷重を受けない領域、あるいは受ける荷重が少ない領域は、他の領域に比べ、より弾性のある設計になることができ、その目的のために設けられた領域では内リングの変形が可能である。

ローラ体のさらなる実施形態によれば、機能面はいずれもそれぞれ違ったサイズを有する。つまり、内リングやジャーナルの特に適合された部分領域は、力伝達面、リング力吸収面、コントロール面、リング摺動面、遷移面、連結面、面取り部分の全エリアには広がらず、少なくとも上記エリアの一つの部分領域を含むのみである。また、内周は異なる機能面により、均一の部位に分けられていない方が好ましいが、必ずしもその必要はない。

ローラ体のさらなる特に望ましい実施形態によれば、内リングの部分領域は異なる機械的性質を有する。これは特に、材料の異なった硬化プロセスや硬度レベル、材料の組成及び、あるいは少なくとも一のコーティングによって得られる。また上記実施形態は、内リングに限定されず、個々のジャーナルにも同様にもたらされてもよい。

特に望ましい実施形態によれば、ローラ体はトリポードジョイント、特に本発明のトリポードジョイントに使用される。

ここで記されたトリポードジョイントの実施形態では、使用中、ジョイント外側部分に対してのジョイント内側部分、つまり第一長手方向軸線に対する第二長手方向軸線の偏向が、少なくとも３０度、特に３２度あるいは３６度まで許される。この偏向は偏向角度と呼ばれる。
ここで更に開示されるのは、本発明に係わるトリポードジョイントを少なくとも一つ備えた自動車である。

上述のタイプのトリポードジョイントの実施形態に関する、いくつかの望ましい形状サイズと関係式が以下に規定されているが、本発明は当該のサイズや関係式に限定されることはない。偏向角β（ベータ）と軌道角α（アルファ）が絶対値として定められていることを除き、個々の値は、ピッチ円径ＰＣＤとの関連で定められている。考慮されている幾何学は、図１７から図２２自体と、それらの図の説明の結果によるものである。定められた値は、いずれの場合も個々の幾何学上の変数あるいは関係式における上限と下限を表している。
0.5 ≦ PCD/D1 ≦ 0.7 Ｄ１: ジョイント外側部分の外径
1.0 ≦ PCD/D2 ≦ 1.3 Ｄ２: 案内軌道の幅
1.0 ≦ PCD/D3 ≦ 1.3 Ｄ３: ローラ体の外径
1.5 ≦ PCD/D4 ≦ 2.0 Ｄ４: 内リングの外径
2.0 ≦ PCD/D5 ≦ 2.7 Ｄ５: リング摺動面の幅
2.8 ≦ PCD/D6 ≦ 3.7 Ｄ６: ローラ体の幅
4.4 ≦ PCD/D7 ≦ 6.0 Ｄ７:内リングの幅
1.1 ≦ PCD/D8 ≦ 1.4 Ｄ８: 中央体の外径
1.6 ≦ PCD/D9 ≦ 2.2 Ｄ９: 中央体の内径
2.2 ≦ PCD/D10 ≦ 3.0 Ｄ１０: 力伝達面の幅
2.0 ≦ PCD/D11 ≦ 2.7 Ｄ１１: コントロール面の幅
2.0 ≦ PCD/D12 ≦ 2.7 Ｄ１２: 中央体の幅
4.4 ≦ PCD/D13 ≦ 6.0 Ｄ１３: 内リングの幅
2.2 ≦ PCD/D14 ≦ 3.0 Ｄ１４: リング力吸収面の幅
1.6 ≦ PCD/D15 ≦ 2.2 Ｄ１５:シャフト径
0.4 ≦ PCD/D16 ≦ 12 Ｄ１６: リング力吸収面の径
0° ≦ α(alpha) ≦ 5° 軌道角
0° ≦ β(beta) ≦ 36° 偏向角

以下、本発明及び技術分野について、図に基づいてより詳しく説明する。図は本発明の変形である特に好ましい実施形態を示しており、本発明はこれらに限定されないことを明示しておく。各々の図にて、以下のように図示される。

トリポードジョイントの側断面図である。 トリポードジョイントの第一長手方向軸線に沿った平面図である。 トリポードジョイントの中央体の斜視図であり、それに加えて内リングが分解されて図示されている。 中央体の第二長手方向軸線に沿った図である。 中央体の側面図である。 中央体の側面図である。 中央体の斜視図である。 内リングの平面図である。 内リングの側面図である。 内リングの側面図である。 トリポードジョイントの第一長手方向軸線に沿った平面図である。 偏向したトリポードジョイントと、内リングにおけるジャーナルの傾きを表す平面図である。 軌道角の傾斜がない中央体の第二長手方向軸線に沿った図である。 軌道角の傾斜がある中央体の第二長手方向軸線に沿った図と、詳細Ｉである。 図１４の詳細Ｉの拡大図である。 図１４の詳細Ｉを拡大した詳細図である。 トリポードジョイントの第一長手方向軸線に沿った平面図である。 ローラ体を含む中央体の側面図である。

図１は、自動車３０における、第一長手方向軸線３及び開口端５を有するジョイント外側部分２を備え、中央体９及びそれに連結されたシャフト３２を含むジョイント内側部分７が開口端５を通ってジョイント外側部分２の空洞４の中に向かって延設される、本発明に係るトリポードジョイント１の実施形態を示している。シャフト径Ｄ１５のシャフト３２と中央体９は、共通の第二長手方向軸線８を有する。三つのジャーナル１０は中央体９に一体的に形成されており、第二長手方向軸線８から放射状に延在するジャーナル軸１１に沿って設けられている。ローラ体１２は、第二長手方向軸線８を有するジョイント内側部分７の第一長手方向軸線３を有するジョイント外側部分２に対する交差又は偏向が、およそ偏向角βまで許されるよう、ジャーナル１０に設けられている。本発明に係る実施形態では、この種類の偏向は偏向角βが３６度まで可能である。

図２は、ローラ体１２がその中で第一長手方向軸線３の軸方向に動く径方向凹部６を有するジョイント外側部分２を示す。ジョイント内側部分７は、ジョイント外側部分２内を、第一長手方向軸線３に沿って軸方向に導かれる。ローラ体１２は、それぞれ少なくとも外リング１３、内リング１４、及びそれらの間に設けられた軸受体１５を備えている。

内リング１４は円い外形を有し、図３に示すように、ある特定の実施形態ではその内周２７が角張った設計となっている。ここで内リング１４の内側には、リング力吸収面１７、リング摺動面２４、連結面２５のいずれもがそれぞれ向かい合って設けられている。内リング１４は、中央体９の各々のジャーナル１０に設けられているが、リング力吸収面１７がジャーナル１０の力伝達面１６に対向するように、また、リング摺動面２４がジャーナル１０のコントロール面１９に対向するように設けられている。トリポードジョイント１を使用時の主たる力伝達は、環状のリング力吸収面１７と力伝達面１６との間で、つまり中央体９の周方向において行われる。

中央体９に一体的に形成されたジャーナル１０は、力伝達面１６とコントロール面１９に加えて、遷移面２１と面取り部分２２、該面取り部分２２によって遷移面２１とつながるジャーナル端面２３を備えている。

内リング１４の１つの特定の実施形態では、後者は内リング外周３３において平たくされた設計であってもよく、ジャーナル軸１１に対する内リング１４の内リング外周３３の横断面が楕円形となり、ここでは最大の半径がリング力吸収面１７に対向して位置するよう設けられ、軸受体１５と、内リング１４または内リング外周３３との間に生じうる接触圧を最小にするようにされてもよい。

図４乃至図６は、第二長手方向軸線８から放射状に延びるジャーナル軸１１を有する中央体９の、平面図（図４）及び側面図（図５及び図６）をそれぞれ示している。側面図からも判るように、ジャーナル１０は、第二長手方向軸線８の方向にここでは球状の設計のコントロール面１９を備えている。ここで、ジャーナル１０から中央体９への遷移箇所における、コントロール面１９と遷移面２１の領域に、切込み３４（図５）が形成されている。これにより、ジョイント内側部分７のジョイント外側部分２に対する強い偏向の場合に、内リング１４と中央体９の衝突を防止することが出来る。ジャーナル１０の面取り部分２２も対応する設計となっており、大きな偏向角度でのジャーナル１０と内リング１４の衝突を防止することが出来る。
１つの特に望ましい実施形態においては、力伝達面１６は平面的な設計となっている。

中央体９とシャフト３２の接続は、図７に示すように、中央体９及びシャフト３２（図７では不図示、図１及び図２を参照のこと）の双方に備えられたスプライン歯３１により成されている。

図８乃至図１０において、内リング１４が平面図（図８）及び側面図（図９及び図１０）に再び図示されている。ここでは機能面２８、すなわちここで言うリング力吸収面１７、リング摺動面２４、連結面２５が互いに向かい合うように設けられていることが明らかである。内リング１４の内周２７はここでは角張った設計となっている。

前述のように、ジャーナル１０における内リング１４の位置は、内リング１４の非回転対称の内輪郭によりあらかじめ定められており、故にジョイント内側部分７からジョイント外側部分２への力の導入方向は、ジャーナル１０の力伝達面１６と、内リング１４のリング力吸収面１７によりあらかじめ定められているので、内リング外周３３は若干楕円形の設計であってもよい（図８中、点線で図示。実物大ではない）。内リング外周３３が楕円形であるため、内リング外周３３において最大径を有する内リング１４の領域を中央体９の周方向に位置づけることにより、つまりリング力吸収面１７と対向するよう配置することにより、内リング外周３３と軸受体１５の接触圧を可能な限り低く抑えることができる。多数の軸受体１５間で荷重の分配が行われるが、これにより軸受体１５間で、更に均等に荷重の分配が行われることになる結果、軸受体１５の耐用年数が延び、適切な場合には、個々の、荷重の少なくなった構成部品をより小型に設計することができ、ユニット全体をよりコンパクトな設計にすることができる。

図１１及び図１２は、ローラ体１２がその中で第一長手方向軸線３の軸方向に移動する径方向の凹部６を有するジョイント外側部分２を示す。ここではローラ体１２の外リング１３は、凹部６内での軌道角アルファ（α）の傾動が不可能なように形作られている。ジョイント内側部分７の第一長手方向軸線３に対する偏向角βの偏向がもたらす傾動は、本変形例においてはジャーナル１０と内リング１４間においてのみ許される。

該軌道角アルファ（α）の傾動は、図１３乃至図１６に示すように、少なくとも内リング１４のリング力吸収面１７がリング力吸収面の径Ｄ１６と凸状の湾曲した形状を備え、ジャーナル１０の力伝達面１６が平面的な形状であるときのみジャーナル１０と内リング１４の間において起こりうる。それと同時に或いはリング力吸収面１４の代わりに、ジャーナル１０の力伝達面１６が凸状の湾曲した形状を備えてもよい。各々の面の凸状の型形状は、球状の一部形状か樽形の一部形状、または中央体９の第二長手方向軸線８の方向に沿った円筒軸を含む円筒の一部形状になるよう設計されている。

図１５は、図１４内の詳細Ｉの拡大図であり、第一固定リング２８及び第二固定リング２９による外リング１３における軸受体１５及び内リング１４の固定を参照できる。

図１７乃至図２２には、本発明のトリポードジョイント１の幾何学変数が更に記されている。図１７では、Ｄ１はジョイント外側部分の外径、Ｄ２はジョイント外側部分２の凹部６における案内軌道２０の幅、ＰＣＤはローラ中心点１８が設けられる径を規定するピッチ円径２６を意味している。図１８は、ローラ体１２の幾何学変数を示しており、ローラ体の外径Ｄ３、内リングの外径Ｄ４、リング摺動面の幅Ｄ５、ローラ体の幅Ｄ６、内リングの幅Ｄ７がそれぞれ示されている。図１９では、中央体の外径Ｄ８、中央体の内径Ｄ９、力伝達面の幅Ｄ１０がそれぞれ示されている。図２０では、ジャーナル１０のコントロール面の幅Ｄ１１、中央体の幅Ｄ１２が示されている。図２１及び図２２では、内リングの幅Ｄ１３、内リングの外径Ｄ４、リング摺動面の幅Ｄ５、リング力吸収面の幅Ｄ１４が示されている。

本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。

１ トリポードジョイント
２ ジョイント外側部分
３ 第一長手方向軸線
４ 空洞
５ 端
６ 凹部
７ ジョイント内側部分
８ 第二長手方向軸線
９ 中央体
１０ ジャーナル
１１ ジャーナル軸
１２ ローラ体
１３ 外リング
１４ 内リング
１５ 軸受体
１６ 力伝達面
１７ リング力吸収面
１８ ローラ中心点
１９ コントロール面
２０ 案内軌道
２１ 遷移面
２２ 面取り部分
２３ ジャーナル端面
２４ リング摺動面
２５ 連結面
２６ ピッチ円径ＰＣＤ
２７ 内周
２８ 第一固定リング
２９ 第二固定リング
３０ 自動車
３１ スプライン歯
３２ シャフト
３３ 内リング外周
３４ 切込み
α 軌道角
β 偏向角

Claims (12)

1. 第一長手方向軸線（３）、及び開口端（５）を有し長手方向に延びる空洞（４）を有するジョイント外側部分（２）を備え、前記ジョイント外側部分（２）には長手方向に延びる凹部（６）が三つ設けられ、第二長手方向軸線（８）を有し前記第二長手方向軸線（８）から放射状に延びるジャーナル軸（１１）を有する三つのジャーナル（１０）が一体的に設けられた少なくとも一つの中央体（９）を有するジョイント内側部分を備え、前記ジャーナル（１０）は、前記第二長手方向軸線（８）の方向に突出する互いに反対側の凸状のコントロール面（１９）を備え、前記互いに反対側の凸状のコントロール面は、球状部分または円筒部分として形作られ、前記円筒部分は、前記ジャーナル軸および中心軸のそれぞれに対して横方向に延びる円筒軸周りとなるように設けられ、前記各ジャーナル（１０）には一つのローラ体（１２）が配置され、前記ローラ体（１２）は、少なくとも一つの外リング（１３）、閉じた内リング（１４）、及びそれらの間に配置された軸受体（１５）を備え、さらに前記各ローラ体（１２）は、各々が凹部（６）に長手方向に移動可能に保持され、前記各ジャーナル（１０）に対する前記閉じた内リング（１４）の回転が阻止されることを特徴とするトリポードジョイント（１）。
2. 前記各ジャーナル（１０）は、二つの互いに反対側の力伝達面（１６）を備え、前記各内リング（１４）は、前記ジャーナル（１０）の前記力伝達面（１６）に対向するよう設けられた二つの互いに向かい合うリング力吸収面（１７）を備え、少なくとも前記力伝達面（１６）又は前記リング力吸収面（１７）は平面的又は平たくされていることを特徴とする請求項１に記載のトリポードジョイント（１）。
3. 前記ジャーナル（１０）は、それぞれコントロール面（１９）及び力伝達面（１６）を備え、前記コントロール面（１９）と前記力伝達面（１６）の間にそれぞれ一つの遷移面（２１）が設けられ、前記遷移面（２１）は、前記コントロール面（１９）と前記力伝達面（１６）を繋ぎ、前記遷移面（２１）は、前記ジャーナル軸（１１）の方向に面取り部分（２２）を少なくとも一つ備え、前記面取り部分（２２）は、前記遷移面（２１）をジャーナル端面（２３）又は中央体（９）に繋げることを特徴とする請求項１または２に記載のトリポードジョイント（１）。
4. 前記内リング（１４）は、二つのリング力吸収面（１７）及び二つのリング摺動面（２４）を有し、前記リング摺動面（２４）は、前記ジャーナル（１０）の前記コントロール面（１９）に対向するよう設けられ、平面的又は平たくされた設計であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトリポードジョイント（１）。
5. 前記各ジャーナル（１０）は、二つの互いに反対側の力伝達面（１６）を有し、前記各内リング（１４）は、前記ジャーナル（１０）の前記力伝達面（１６）に対向するよう配置された二つの互いに向かい合うリング力吸収面（１７）を有し、前記力伝達面（１６）と前記リング力吸収面（１７）は平面的であり、前記ローラ体（１２）の前記外リング（１３）は、前記中央体（９）の周方向（２６）に凹部（６）の中で回転可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトリポードジョイント（１）。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のトリポードジョイント（１）用のローラ体（１２）であって、少なくとも一つの外リング（１３）、閉じた内リング（１４）、及びそれらの間に設けられた軸受体（１５）を備え、前記内リング（１４）は非円形の内周（２７）を有することを特徴とするローラ体（１２）。
7. 請求項１から請求項５に記載のトリポードジョイント（１）用のローラ体（１２）であって、少なくとも一つの外リング（１３）、閉じた内リング（１４）、及びそれらの間に設けられた軸受体（１５）を備え、前記内リング（１４）は角張った内周（２７）を有することを特徴とするローラ体（１２）。
8. 前記内リング（１４）は、それぞれ同じ設計の面が互いに向かい合って配置されている異なる機能面（２８）を有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のローラ体（１２）。
9. 前記機能面（２８）は、それぞれ異なる面サイズを有することを特徴とする請求項８に記載のローラ体（１２）。
10. 前記内リング（１４）の部分領域は、異なる機械的性質を有することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のローラ体（１２）。
11. 請求項１から請求項５に記載のトリポードジョイント（１）における、請求項６から請求項１０に記載のローラ体（１２）の使用。
12. 請求項１から請求項５に記載のトリポードジョイント（１）を少なくとも一つ備える自動車（３０）。

Images