JPH05215141A - トリポードジョイント - Google Patents

トリポードジョイント

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JPH05215141A
JPH05215141A JP4267829A JP26782992A JPH05215141A JP H05215141 A JPH05215141 A JP H05215141A JP 4267829 A JP4267829 A JP 4267829A JP 26782992 A JP26782992 A JP 26782992A JP H05215141 A JPH05215141 A JP H05215141A
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roller
joint
journal
arrangement
axis
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Michael Ricks
ミカエル・リクス
Norbert Hofmann
ノルベルト・ホフマン
Friedhelm John
フリートヘルム・ヨーン
Werner Krude
ヴェルナー・クルーデ
Dieter Jost
ディーター・ヨースト
Peter Harz
ペーター・ハルツ
Joerg Bensinger
イェルク・ベンズィンガー
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GKN Driveline Deutschland GmbH
GKN Driveline International GmbH
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Loehr and Bromkamp GmbH
GKN Automotive GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D3/205—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
    • F16D3/2055—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D2003/2026—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints with trunnion rings, i.e. with tripod joints having rollers supported by a ring on the trunnion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/32—Articulated members
    • Y10T403/32008—Plural distinct articulation axes
    • Y10T403/32057—Angular and linear

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Automatic Assembly (AREA)
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  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ジョイント励起力を減少し、ジャーナル及びロ
ーラ等ジョイント要素の安定した配置設定を可能とす
る。 【構成】このトリポードジョイントは、アウタジョイン
ト33を有し、これが３個の周方向で配設した軸平行な凹
部34を有し、凹部34が周方向で対向した軌道42を形成し
ており、更に横断面で見て星形のインナジョイント31を
有し、これが３個の周方向で配設したジャーナル32を有
し、ジャーナル32がアウタジョイント33の凹部34内に係
合し、ジャーナル32でローラ配置が支承してある。ジョ
イントが伸長してトルクを伝達するとき最初に指摘した
面間でインナジョイント31からローラ38に直接加わる力
の合力K1は第二に指摘した面間でアウタジョイント33か
らローラ38に加わる相手力の合力K2よりもジョイント軸
線との垂直距離が小さく、ジョイント内にトルクが導入
されると動作範囲内のどの曲げ角度でもローラ38に対し
傾動モーメントが発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アウタジョイントを有
し、これが３個の周方向で配設した軸平行な凹部を有
し、該凹部が周方向で対向した軌道を形成しており、更
に横断面で見て星形のインナジョイントを有し、これが
３個の周方向で配設したジャーナルを有し、該ジャーナ
ルがアウタジョイントの凹部内に係合し、ジャーナル上
でローラ配置が支承してあり、該配置が各１個のローラ
支持体配置と１個のローラとを含み、少なくとも後者が
各ジャーナルに対し相対的にジャーナル軸線に対し軸方
向に摺動可能、又ジャーナル軸線に対し角運動可能、揺
動可能に配置してあるトリポードジョイントに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】この種のトリポードジョイントはさまざ
まな構成で知られており、その例としてDE 28 31 044
（本田）、DE 39 36 601（GKN)、DE 37 16 962（NTN)を
挙げることができる。曲折して延設したジョイントの場
合インナジョイントの軸線に対し──インナジョイント
を基準に──ローラの半径方向発振運動、ジャーナル上
でのローラの揺動運動、そして同時に軌道に沿って──
アウタジョイントを基準に──ローラの長手方向発振転
動運動が起きる。最初に指摘した半径方向運動と揺動運
動は滑り摩擦が伴っているのに対し、第二に挙げた運動
は殆ど転動運動として現れる。摩擦力に基づき、周知の
トリポードジョイントは曲げ角度が増すのに伴いジョイ
ント励起力、即ちジョイント内で発生して駆動系統に伝
達される交互力の著しい増加を示す。かかる力は駆動系
統内の摩耗に関し又騒音発生の点できわめて望ましくな
いものである。それと並んで一部ではジョイントごとに
このジョイント励起力のばらつきが現れ、時として運転
中個々のジョイントにそれが現れることさえある。曲折
して延設したジョイントの場合軌道内でのローラの不安
定な挙動をその原因と見做すことができ、この挙動は凹
部に対しローラ配置のさまざまな当接面でさまざまな交
互的当接・摩擦条件を生じることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】その点を前提に本発明
の課題は前記種類のジョイントを改良し、ジョイント内
の摩擦条件を向上し、こうしてジョイント励起力を減ら
して設定可能とすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このための最初の解決策
では球面がジャーナルに又は各ローラ配置の要素に、そ
してそれぞれ内部球形又は内部円筒形相手面が一方でロ
ーラ配置の要素又はローラに、他方でローラの表面及び
これに接触する軌道表面に形成してあり、ジョイントが
伸長してトルクを伝達するとき最初に指摘した面間でイ
ンナジョイントからローラに直接加わる力の合力は第二
に指摘した面間でアウタジョイントからローラに加わる
相手力の合力よりもジョイント軸線との垂直距離が小さ
く、ジョイント内にトルクが導入されると動作範囲内の
どの曲げ角度でもローラに対し傾動モーメントが発生
し、該モーメントがローラを、負荷された軌道の接触面
を中心に内方にジョイント軸線の方に傾動させる。
【０００５】これは、基本的に、各トリポードジャーナ
ルからローラの内面に直接加わる力の作用点を非対称に
設け、つまり各軌道の表面からローラの外面に加わる力
の作用点に対し半径方向内側にずらして設け、こうして
前記傾動モーメントを生成することを意味する。力をジ
ャーナルからローラの内面に間接的に伝達するローラ配
置の要素がジャーナルとローラとの間に設けてあること
は自明である。概念「力の作用点」とは合力の力の作用
線とローラの各内面又は外面との交点を意味する。本発
明によるジョイントが場合によっては既に曲折した取付
位置にある点を考慮してアウタジョイントの軸線を基準
に２本の力の作用線の半径方向垂直距離はローラに加わ
る傾動モーメントの回転方向がいかなる運転曲げ角度の
下でも同じ方向に正を維持するような大きさに選定する
ことができる。
【０００６】そこから得られる有利な作用として、ジョ
イント内にトルクが導入されると回転数及び曲げ角度に
拘りなくアウタジョイントの凹部に対しローラ配置の安
定した当接条件が確保してあり、いかなる運転状態の下
でも予見可能な当接条件が、従ってジョイント励起力を
決定する限定された摩擦条件が生じる。次にこの摩擦条
件は当該滑動表面の位置を有利な形で形成し又それを造
形することにより肯定的に調節することができる。この
望ましい調節はローラ配置及び凹部の造形により、特に
半径方向外側及び内側に支持面を実施し又ローラ配置と
支持面との間に適宜な半径方向隙間を決定することによ
り可能である。
【０００７】支持面はローラ配置に対し──それぞれジ
ョイント軸線を基準に──半径方向外側及び半径方向内
側でアウタジョイントに配置しておくことができる。こ
の場合、発生する摩擦力を考慮して、ローラ配置の部品
──特にローラ支持体──と支持面との接触は──ジャ
ーナル軸線を基準に──ローラに加わる力の合力間に本
発明により設ける──ジョイント軸線を基準に──半径
方向距離ａより大きな摩擦直径上で行うのが好ましい。
【０００８】支持面──これはローラ配置の継続傾動に
対抗しなければならない──は、軌道とローラを相互に
異なる横断面形状とすることにより、例えば横断面で見
て尖頭形の軌道（ゴシック式アーチ）に対し横断面で見
て円弧形の外面を有するローラにより、直接形成するこ
ともできる。詳細には凹部内に、そしてローラ配置の要
素の一つにそれぞれ支持面が形成してあり、傾動モーメ
ントにより変位したローラ配置は、──ジョイント軸線
を基準に──ローラ配置の半径方向外側にある面に設け
た凹部のトルク導入時負荷される半片と──ジョイント
軸線を基準に──ローラ配置の半径方向内側にある面に
設けた凹部のトルク導入時未負荷の半片とで支えられる
ようにすることができる。
【０００９】更に、ローラ配置が変位していないときロ
ーラ配置の要素と凹部の支持面との間に各１個の半径方
向自由空間を設けておくことができる。上記措置の選択
案として支持面と相手面を凹部内の軌道自体によって形
成し、該軌道の横断面をジョイントによりローラ外面の
横断面形状と相違させることができる。
【００１０】第二の解決策では球面がジャーナル又は各
ローラ配置の要素に、そしてそれぞれ内部球形又は内部
円筒形相手面が一方でローラ配置の要素又はローラに、
他方でローラの外面及びこれに接触する軌道表面に形成
してあり、ジョイントが伸長してトルクを伝達するとき
最初に指摘した面間でインナジョイントからローラに直
接加わる力の合力は第二に指摘した面間でアウタジョイ
ントからローラに加わる相手力の合力よりもジョイント
軸線との垂直距離が大きく、該距離は、動作範囲内のど
の曲げ角度でもローラに対し傾動モーメントが発生し、
該モーメントがローラを、──負荷された軌道の──そ
の接触範囲を中心に外方に傾動させるよう設計してあ
る。
【００１１】これは、基本的に、各トリポードジャーナ
ルがローラの内面に直接加える力の作用点を非対称に設
け、つまり各軌道の表面がローラの外面に加える力の作
用点に対し半径方向外側にずらして設け、こうして前記
傾動モーメントを生成することを意味する。力をジャー
ナルからローラの内面に間接的に伝達するローラ配置の
要素がジャーナルとローラとの間に設けてあることは自
明である。概念「力の作用点」とは合力の力の作用線と
ローラの各内面又は外面との交点を意味する。本発明に
よるジョイントが場合によっては既に曲折した取付位置
にある点を考慮してアウタジョイントの軸線を基準に２
本の力の作用線の半径方向垂直距離はローラに加わる傾
動モーメントの回転方向がいかなる運転曲げ角度の下で
も同じ方向に正を維持するような大きさに選定すること
ができる。即ち、取付曲げ角度と運転曲げ角度との和を
設計上考慮しなければならない。
【００１２】そこから得られる有利な作用として、トル
クがゼロ以外のとき回転数及び曲げ角度に拘りなくアウ
タジョイントの凹部に対しローラ配置の安定した当接条
件が確保してあり、いかなる運転状態の下でも予見可能
な当接条件が、従ってジョイント励起力を決定する限定
された摩擦条件が生じる。次にこの摩擦条件は当該滑動
表面の位置を有利な形で形成し又それを造形することに
より肯定的に調節することができる。この望ましい調節
はローラ配置及び凹部の造形により、特に径向き支持面
を実施し又ローラ配置と凹部との間に適宜な半径方向隙
間を決定することにより可能である。
【００１３】好ましい１構成によればローラ配置の要素
の一つに支持面が形成してあり、該支持面はローラに加
わる傾動モーメントを捕捉する相手モーメントを、凹部
のトルク導入時未負荷の半片に設けた面と、半径方向外
側にあるローラ配置での支持力によって生成する。頭面
とも呼ばれるかかる支持面は有利には或る直径上に形成
することができ、この直径は凹部のトルク伝達時負荷さ
れる半片上でローラ配置の半径方向内側に考えられる支
持面よりも小さく、後者は肩面と呼ぶこともでき又この
支持面で、半径方向隙間を適宜に選定し又ローラでの合
力の本発明による位置とにより接触が防止される。
【００１４】他方、ローラ配置の要素の一つに対し凹部
に設けた別の支持面は、別の支持力により、ローラに加
わる傾動モーメントを捕捉する相手モーメントに寄与
し、ローラ支持体配置の半径方向内側で凹部のトルク導
入時負荷される半片に設けておくことができる。
【００１５】
【実施例】本発明は冒頭指摘した各種のジョイント構造
態様に適用することができ、以下それらを図面に基づき
詳しく説明する。その際やはり図面を基に機能及び作用
様式をなお詳細に説明する。図１と図４に各１個の実質
的に環状のインナジョイント11と周方向で配設したその
径向き円筒形ジャーナル12、そして１個のアウタジョイ
ント13と周方向で配設したその凹部14を認めることがで
き、この場合ジャーナルは凹部内に係合し又なお詳しく
説明するローラ配置のジャーナル上に設けてある。ロー
ラ配置は内面が内部円筒形、外面が外部球形の内ローラ
15を各１個有する。内ローラ15はそれぞれジャーナル12
上でジョイント軸線を基準に半径方向に発振可能であ
る。内ローラ15上で保持されたローラ支持体16が内部球
形凹部でもって揺動可能に内ローラ15の外部球形外面に
嵌着してある。ローラ支持体16上でニードル軸受17を介
しローラ18が回転可能に保持してある。ニードル軸受と
ローラは詳細にはジョイント軸線を基準に半径方向内側
にある１個のカラー19と各１個の半径方向外側にある円
板20及び１個の止め輪21とにより保持される。外部球形
ローラ18はトルク導入時それぞれ凹部14内に設けた軌道
22の一つの上を転動する。軌道22内に各１個の潤滑剤溝
23を認めることができる。ローラ配置の半径方向内側に
凹部14がその両半片にそれぞれ肩部24を有し、そのうち
凹部のトルク導入時負荷される半片上にある肩部が非接
触保持される。それに対しローラ支持体19は凹部14のト
ルク導入時負荷される半片側ではローラ配置の半径方向
外側にある支持面25で支えることができる。該支持面は
凹部14の各半片側で半径方向拡張部26によりジャーナル
軸線を基準に軸線近傍の範囲に限定してある。ジャーナ
ルから内ローラ15に、従って間接的にローラ18に加わる
合力の力の作用線K1（半径方向内側）と軌道22から直接
ローラ18に加わる合力の力の作用線K2（半径方向外側）
が２本の一点鎖線により示してあり、両者はいかなる動
作曲げ角度の下でも相互に正の半径方向距離ａを有しな
ければならない。これによりジョイントにトルクが導入
されると、負荷された軌道との接触面を中心にローラを
内方に傾動させる傾動モーメントTRがローラに加わる。
【００１６】図２と図５に各１個の実質的に環状のイン
ナジョイント31と周方向で配設してこれに半径方向で取
り付けた外部球形ジャーナル32を認めることができ、該
ジャーナルは周方向で配設した凹部34を有するアウタジ
ョイント33に嵌入してある。ジャーナルと凹部との間に
以下詳しく説明するローラ配置が設けてある。これはま
ず１個のローラ支持体36を含み、該支持体が内部円筒形
内穴を有し、従ってジャーナル32上をジョイント軸線を
基準に半径方向に摺動可能、又ジャーナル軸線を基準に
揺動可能に保持してある。ローラ支持体36の内部円筒形
内面の境界に摩耗挿入材48が設けてある。ローラ支持体
36上でニードル軸受37によりローラ38が支承してある。
ニードル軸受37とローラ38はローラ支持体36上でジョイ
ント軸線を基準に一方で半径方向内側にあるカラー39を
介し、そして各１個の外側にある円板40及び止め輪41を
介し保持してある。凹部34の両半片はそれぞれ内部円筒
形軌道42と半径方向内側にある肩部44とを相反する側に
有する。凹部34は更に外側にある支持面45を有し、該支
持面はトルクが導入されると片側がローラ支持体36に当
接することができる。ローラ支持体36のカラー39は凹部
34のトルク導入時負荷される半片側ではいかなる曲げ角
度の下でも非接触でなければならない。ローラ支持体36
は凹部34のトルク導入時負荷される半片側では、専ら支
持面45の範囲で、カラーよりかなり小さい直径で支えら
れねばならない。これは、トルクの導入で生成した傾動
モーメントTRがローラに加わることにより、ジャーナル
32からローラ支持体36に、従って間接的にローラ38に加
わる合力の力の作用線K1（半径方向内側）とトルクで負
荷された軌道42からローラに直接加わる合力の力の作用
線K2（半径方向外側）との間の正の距離ａの結果として
達成される。
【００１７】前記力の２本の力の作用線間の正の距離ａ
は、支持面45でローラ支持体36に加わる清浄力が小さく
なるよういずれの曲げ角度でも維持されねばならず、こ
うして球形ジャーナル32に対し回転運動が起きず又両者
間の実質的に線状の接触面で摩耗が防止される。図３と
図６には各１個の実質的に環状のインナジョイント51と
周方向で配設したその径向きジャーナル52、そして１個
のアウタジョイント53と周方向で配設したその凹部54を
認めることができ、該凹部内にジャーナルが係合する。
ジャーナルと凹部との間にトルクを伝達するローラ配置
が設けてあり、これを以下説明する。円筒形ジャーナル
52上でニードル軸受57を介し内ローラ56が回転可能に支
承してあり、これが球形外面を有する。内ローラ56上で
内部円筒形内面を有するローラ58がジョイント軸線を基
準に半径方向に摺動可能、又ジャーナル軸線を基準に揺
動可能に保持してある。ローラは凹部54の両半片に設け
た軌道62内を移動する。ニードル軸受57と内ローラ56は
円板60及び止め輪61を介し軸方向でジャーナル上で固定
してある。インナジョイント51から内ローラ56を介し間
接的にローラ58に加わる合力の力の作用線K1とアウタジ
ョイント53からローラ58に加わる合力の力の作用線K2が
それぞれ一点鎖線で示してあり、その際前者は半径方向
内側、後者は半径方向外側にある。いずれの運転状態で
も、即ちあらゆる曲げ角度のときにも、ジョイントにト
ルクが導入されると傾動モーメントTRがローラに加わっ
てローラが凹部45内の支持面65で支えられるよう２本の
力の作用線間に正の距離ａを維持しなければならない。
【００１８】図４〜図６にそれぞれ示したジョイントは
トルク導入時に作用する力を受けている。従ってインナ
ジョイントが駆動部品、アウタジョイントが被動部品で
あると仮定するならジョイント内に導入されるトルクは
右まわりであると前提されよう。これによりジャーナル
からローラ配置にその右側で作用する力は符号Ｆ、軌道
からローラ配置に作用する力は符号−Ｆである。両力の
作用線間の距離に基づき、これにより、回転矢印で示唆
した傾動モーメントTRがローラ配置に加わり、該モーメ
ントはまず第一に半径方向外側にある支持面の支持力Ｆ
saによって捕捉されねばならない。
【００１９】図７〜図９には各１個の一部示しただけの
インナジョイント111 と周方向で配設してこれに半径方
向で取り付けた３個の外部球形ジャーナル112 を認める
ことができ、該ジャーナルはインナジョイント113 の周
方向で配設した３個の凹部114 内に挿入してある。ジャ
ーナルと凹部との間に以下詳しく説明するローラ配置が
設けてある。これが１個のローラ支持体116 を含み、該
支持体は内部円筒形内穴を有し、これでもってジャーナ
ル112 上でジョイント軸線を基準に半径方向に摺動可
能、又ジャーナル軸線を基準に揺動可能に保持してあ
る。ローラ支持体116 上でニードル軸受117 によりロー
ラ118 が支承してある。ニードル軸受117 とローラ118
はローラ支持体116 上でジョイント軸線を基準に一方で
半径方向内側にあるカラー119 を介し、そして各１個の
外側にある円板120 と１個の止め輪121 とを介し保持し
てある。凹部114 の両半片はそれぞれ内部円筒形軌道12
2 と半径方向内側にある肩部124 とを相反する側に有す
る。凹部114 は更に外側にある支持面125 を有する。
【００２０】図７に示したジョイントはトルク導入開始
の瞬間であり、この場合インナジョイントが駆動部品、
アウタジョイントが被動部品であると仮定するとトルク
の導入は右まわりであると前提される。右側に示した軌
道122 はこの場合ローラと接触している。図８に同じ図
示で示したローラに加わる傾動モーメントTRはジャーナ
ル112 からローラ支持体116 に、従って間接的にローラ
118 に加わる合力Ｆの力の作用線（半径方向外側）とト
ルクで負荷された右側軌道122 からローラに直接加わる
合力−Ｆの力の作用線（半径方向内側）との間の正の距
離OFF の結果である。
【００２１】図９は、ローラに加わる傾動モーメントTR
の結果としてローラがジョイント軸線に平行な軸線を中
心に軌道内で傾動した位置をどのように占めるかを示
す。この場合カラー119 は凹部114 の負荷された半片に
設けてある肩部124 で支えてあり、他方ローラ支持体11
6 は半径方向外側にあるその頭面が軌道の外側にある支
持面125 で支えてある。傾動モーメントTRに対抗して働
く支持モーメントは支持力FSにより応力中心距離RRで生
成される。
【００２２】前記力Ｆ、−Ｆの２本の力の作用線間の距
離OFF は、支持面125 でローラ支持体116 に加わる清浄
力が小さくなり、こうして球形ジャーナル112 に対し回
転運動が起きず又これに伴い両者間の実質的に線状の接
触面の摩耗が防止されるよう、いずれの曲げ角度でも正
を維持しなければならない。図10〜図12では図７〜図９
の細部に相当する部品にそれぞれ数20を加えた符号が付
けてある。そこに示したジョイントとは異なり軌道142
は中心軸が互いにずれた各２つの円筒形部分147, 148を
有し、該部分は横断面で見ていわゆるゴシック式アーチ
である。両アーチ部品の曲率半径は図示断面図でローラ
138 の曲率半径よりも大きい。このジョイントで相違す
る点として更にローラ138 はローラ支持体136 上で半径
方向外側が円板及び止め輪140, 141によって、又半径方
向内側でも円板及び止め輪149, 150によって固定してあ
る。軌道形状のこの構成により、力Ｆの作用点に拘りな
く力−Ｆの作用点が僅かに変化するだけとなる。
【００２３】図13〜図15では相対応した細部にやはり図
10〜図12より数20を加えた符号が付けてある。相違する
点として軌道162 及びローラ158 の形状を指摘してお
く。軌道162 は横断面で見て中央範囲が凸面状で、２つ
の肩部167, 168を形成しているのに対し、ローラ158 は
中央範囲が外部円筒形で、相手肩部を備えており、相手
肩部が軌道162 の肩部167, 168に衝突する。この軌道形
状も、力Ｆが半径方向で変化するとき相手力−Ｆが実質
的に同じ作用点を維持する効果を有する。
【００２４】図16には一部示しただけのインナジョイン
ト171 と周方向で配設した３個の径向き円筒形ジャーナ
ル172 の一つ、そしてアウタジョイント173 と周方向で
配設した３個の凹部174 の一つを部分断面図で認めるこ
とができ、この場合ジャーナルが凹部内に係合し、ジャ
ーナル上には個々になお説明するローラ配置が設けてあ
る。ローラ配置は内面が内部円筒形、外面が外部球形の
内輪175 を有する。内輪175 はジャーナル172 上でジョ
イント軸線を基準に半径方向に発振可能である。内輪17
5 上で保持されたローラ支持体176 は内部球形凹部でも
って揺動可能に内輪175 の外部球形外面に嵌着してあ
る。ローラ支持体176 上でニードル軸受177 を介しロー
ラ178 が回転可能に保持してある。ニードル軸受とロー
ラは詳細にはジョイント軸線を基準に半径方向内側にあ
るカラー179 と各１個の半径方向外側にある円板180 及
び１個の止め輪181 とにより保持される。外部球形ロー
ラ178 はトルクが導入されるとその都度凹部174 に設け
た軌道182 の一つを転動する。ローラ配置の半径方向内
側で凹部174 はその両半片にそれぞれ肩部184 を有し、
そのうち凹部のトルク導入時未負荷の半片に設けた肩部
は非接触保持されねばならない。それに対しローラ支持
体179 は凹部174 のトルク導入時未負荷の半片側ではロ
ーラ配置の半径方向外側にある支持面185 でその頭面を
支えることができる。支持面185 は凹部の各半片上で半
径方向拡張部186 によりジャーナル軸線を基準に軸線近
傍の範囲に限定してある。ジャーナルから内輪175 に、
従って間接的にローラ178 に加わる合力の力の作用線
（半径方向外側）と軌道182 から直接ローラ178 に加わ
る合力の力の作用線（半径方向内側）が２本の一点鎖線
により示してあり、両者はいかなる運転曲げ角度でも相
互に正の半径方向距離を有していなければならない。こ
れにより、右側にある軌道がトルクの導入で負荷される
と前提するなら、この軌道を中心に右まわりの傾動モー
メントが外向きにローラに加わる。
【００２５】図17には一部示しただけのインナジョイン
ト191 と周方向で配設した３個の径向き円筒形ジャーナ
ル192 の一つ、そしてアウタジョイント193 と周方向で
配設した３個の凹部194 の一つを認めることができ、該
凹部内にジャーナルが係合する。ジャーナルと凹部との
間にはトルクを伝達するローラ配置が設けてあり、該配
置については後に説明する。円筒形ジャーナル192 上で
ニードル軸受197 を介し内ローラ196 が回転可能に支承
してあり、これが球形外面を有する。内ローラ196 上で
内部円筒形内面を有するローラ198 がジョイント軸線を
基準に半径方向に摺動可能、又ジャーナル軸線を基準に
揺動可能に保持してある。ローラは凹部194 の両半片に
設けた軌道202 内を移動する。ニードル軸受197 と内ロ
ーラ196は外側では円板100 と止め輪101 を介し軸方向
でジャーナル上で固定してある。内側ではスラスト輪10
3 がジャーナル上に設けてある。インナジョイント191
から内ローラ196 を介し間接的にローラ198 に加わる合
力の力の作用線とアウタジョイント193 からローラ198
に加わる合力の力の作用線がそれぞれ一点鎖線で示して
あり、その際前者は半径方向外側、後者は半径方向内側
にある。いずれの運転状態でも、即ちあらゆる曲げ角度
の下でも、右側にある軌道がトルクの導入で負荷される
と前提するときこの軌道を中心に右まわりの傾動モーメ
ントが外向きにローラに加わるよう２本の力の作用線間
に正の距離を維持しなければならない。これによりロー
ラ198 の傾動が生じると該ローラは凹部194 の支持面20
6 で支えることができる。
【００２６】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 １． 凹部(14,34,54)内に、そしてローラ配置の要素の
一つにそれぞれ支持面(25,45,65)が形成してあり、傾動
モーメントにより変位したローラ配置は、──ジョイン
ト軸線を基準に──ローラ配置の半径方向外側にある面
に設けた凹部(14,34,54)のトルク導入時に負荷される半
片と──ジョイント軸線を基準に──ローラ配置の半径
方向内側にある面(24,44,62)に設けた凹部(14,34,54)の
トルク導入時未負荷の半片とで支えられることを特徴と
する請求項１記載のトリポードジョイント。
【００２７】２． ローラ配置が変位していないときロ
ーラ配置の要素と凹部の支持面(25,45,65,24,44)との間
に各１個の半径方向自由空間が設けてあることを特徴と
する請求項１記載のトリポードジョイント。 ３． 支持面と相手面が凹部内の軌道自体により形成さ
れ、該軌道が横断面で見てジョイントによりローラ外面
の横断面形状と相違していることを特徴とする前項１又
は前項２記載のトリポードジョイント。
【００２８】４． それぞれ円筒形ジャーナル(12)上で
内部円筒面を有する内輪(15)が──相対的に見て──ジ
ャーナル軸線に対し軸方向に摺動可能に案内してあり、
該内輪が球形外面を有し、該外面がローラ支持体(16)の
少なくとも部分的に球形の内面内に係合し、該支持体が
内輪(15)上でジャーナル軸線に対し揺動可能に保持して
あり、それぞれローラ支持体(16)上でローラ(18)が回転
可能に保持してあることを特徴とする請求項１、前項１
〜前項３のいずれか１項記載のトリポードジョイント
（図１）。
【００２９】５． それぞれローラ支持体(16)とローラ
(18)との間にニードル軸受(17)を設けたことを特徴とす
る前項４に記載のトリポードジョイント。 ６． 各１個のジャーナル(32)が部分球形頭部を有し、
該頭部上で円筒形内穴を有するローラ支持体(36)が──
相対的に見て──軸方向にジャーナル軸線に対し摺動可
能、又ジャーナル軸線に対し揺動可能に保持してあり、
それぞれローラ支持体(36)上でローラ(38)が回転可能に
保持してあることを特徴とする請求項１、前項１〜前項
３のいずれか１項記載のトリポードジョイント（図
２）。
【００３０】７． それぞれローラ支持体(36)とローラ
(38)との間にニードル軸受(37)を配置したことを特徴と
する前項６記載のトリポードジョイント。 ８． それぞれ円筒形ジャーナル(52)上で外部球形面を
有する内部円筒形内輪(56)が回転可能に保持してあり、
内部円筒形内面を有するローラ(58)が──相対的に見て
──内輪(56)上で軸方向にジャーナル軸線に対し変位可
能、又ジャーナル軸線に対し揺動可能に案内してあるこ
とを特徴とする請求項１、前項１〜前項３のいずれか１
項記載のトリポードジョイント（図３）。
【００３１】９． それぞれジャーナル(52)と内輪(56)
との間にニードル軸受(57)を配置したことを特徴とする
前項８記載のトリポードジョイント。 10． 凹部内に、そしてローラ配置の要素の一つにそれ
ぞれ支持面が形成してあり、傾動モーメントにより変位
したローラは、──それぞれジョイント軸線を基準に─
─ローラ配置の半径方向内側にある面(124,148,168,18
4) に設けた凹部のトルク導入時負荷される半片とロー
ラ配置の半径方向外側にある面(125,145,165,185) に設
けた凹部のトルク導入時未負荷の半片とで支えられるこ
とを特徴とする請求項２記載のトリポードジョイント。
【００３２】11． ローラ配置の要素と凹部の支持面と
の間に各１個の半径方向自由空間が形成してあり、傾動
モーメントの作用でローラが傾動するとローラ配置と─
─それぞれジョイント軸線を基準に──ローラ配置の半
径方向外側にある凹部のトルク導入時負荷される半片と
の間の接触、そしてローラ配置とローラ配置の半径方向
内側にある凹部のトルク導入時未負荷の半片との間の接
触が排除されることを特徴とする前項10記載のトリポー
ドジョイント。
【００３３】12． ローラ配置の部品に設けた支持面が
それぞれ傾動モーメントの影響で各凹部と接触し、それ
ぞれジャーナル軸線を基準に軌道との接触範囲ではロー
ラ表面よりも直径が小さいことを特徴とする請求項２、
前項10、及び前項11のいずれか１項記載のトリポードジ
ョイント。 13． 各ジャーナル(112,132,152) が部分球形頭部を有
し、該頭部上で円筒形内穴を有するローラ支持体(116,1
36,156) が──相対的に見て──ジャーナル軸線に対し
軸方向に摺動可能、又ジャーナル軸線に対し揺動可能に
保持してあり、それぞれローラ支持体上でローラ(118,1
38,158) が回転可能に保持してあることを特徴とする請
求項２、前項10〜前項12のいずれか１項記載のトリポー
ドジョイント（図７〜図15）。
【００３４】14． ローラ支持体(116,136,156) とロー
ラ(118,138,158) との間にそれぞれニードル軸受(117,1
37,157) を配置したことを特徴とする前項13記載のトリ
ポードジョイント。 15． それぞれジャーナル(172) 上で内部円筒面を有す
る内輪(175) が──相対的に見て──ジャーナル軸線に
対し軸方向に摺動可能に案内してあり、該内輪が球形外
面を有し、該外面がローラ支持体(176) の少なくとも部
分的に球形の内面内に係合し、該支持体が内輪(175) 上
でジャーナル軸線に対し揺動可能に保持してあり、それ
ぞれローラ支持体(176) 上でローラ(178) が回転可能に
保持してあることを特徴とする請求項２、前項10〜前項
12のいずれか１項記載のトリポードジョイント（図1
6）。
【００３５】16． ローラ支持体(176) とローラ(178)
との間にそれぞれニードル軸受(177) を設けたことを特
徴とする前項15記載のトリポードジョイント。 17． それぞれ円筒形ジャーナル(192) 上で外部球面を
有する内部円筒形内輪(196) が回転可能に保持してあ
り、内部円筒形内面を有するローラ（198)が内輪(196)
上で──相対的に見て──ジャーナル軸線に対し軸方向
に変位可能、又ジャーナル軸線に対し揺動可能に案内し
てあることを特徴とする請求項２、前項10〜前項12のい
ずれか１項記載のトリポードジョイント（図17）。
【００３６】18． ジャーナル(192) と内輪(196) との
間にそれぞれニードル軸受(197) を配置したことを特徴
とする前項17記載のトリポードジョイント。
【図面の簡単な説明】
【図１】円筒形ジャーナルと、揺動可能なローラ支持体
とローラとの間にニードル軸受とを有するジョイントの
軸方向部分断面図である。
【図２】部分球形ジャーナルと、揺動可能なローラ支持
体とローラとの間にニードル軸受とを有するジョイント
の軸方向部分断面図である。
【図３】円筒形ジャーナルと、ジャーナルと外部球形内
ローラとの間にニードル軸受とを有するジョイントの軸
方向部分断面図である。
【図４】図１の細部拡大図である。
【図５】図２の細部拡大図である。
【図６】図３の細部拡大図である。
【図７】部分球形ジャーナルと、揺動可能なローラ支持
体とローラとの間にニードル軸受とを有するジョイント
をトルク導入の瞬間において示す部分断面図である。
【図８】ローラに作用する力を示した図７のジョイント
である。
【図９】図８に示した力の作用でローラが傾動した図７
のジョイントである。
【図10】部分球形ジャーナルと、揺動可能なローラ支持
体とローラとの間にニードル軸受とを有する別のジョイ
ントをトルク導入の瞬間において示す部分断面図であ
る。
【図11】ローラに作用する力を示した図10のジョイント
である。
【図12】図11に示した力の作用でローラが傾動した図10
のジョイントである。
【図13】部分球形ジャーナルと、揺動可能なローラ支持
体とローラとの間にニードル軸受とを有する第三のジョ
イントをトルク導入の瞬間において示す部分断面図であ
る。
【図14】ローラに作用する力を示した図13のジョイント
である。
【図15】図14に示した力の作用でローラが傾動した図13
のジョイントである。
【図16】円筒形ジャーナルと、揺動可能なローラ支持体
とローラとの間にニードル軸受とを有するジョイントの
部分断面図である。
【図17】円筒形ジャーナルと、ジャーナルと外部球形内
ローラとの間にニードル軸受とを有するジョイントの部
分断面図である。
【符号の説明】
11、31、51 インナジョイント 12、32、52 ジャーナル 13、33、53 アウタジョイント 14、34、54 凹部 15 内ローラ 16、36、56 ローラ支持体、内ローラ 17、37、57 ニードル軸受 18、38、58 ローラ 19、39 カラー 20、40、60 円板 21、41、61 止め輪 22、42、62 軌道 23 潤滑剤溝 24、44 肩部 25、45、65 支持面 26 拡張部 48 摩耗挿入材 111,131,151,171,191 インナジョイント 112,132,152,172,192 ジャーナル 113,133,153,173,193 アウタジョイント 114,134,154,174,194 凹部 175 内輪 116,136,156,176,196 ローラ支持体、内ローラ 186 拡張部 117,137,157,177,197 ニードル軸受 118,138,158,178,198 ローラ 119,139,179 カラー 120,140,160,180,200 円板 121,141,161,181,201 止め輪 122,142,162,182,202 軌道 124,184 肩部 125,145,165,185 支持面 147 部分 148 部分 149 円板 150 止め輪 167 肩部 168 肩部 169 円板 170 止め輪 203 スラスト輪 206 支持面
フロントページの続き (71)出願人 591040801 レール・ウント・ブロンカンプ・ゲゼルシ ャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフ ツング ＬＯＥＨＲ ＆ ＢＲＯＭＫＡＭＰ ＧＥ ＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣ ＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ ドイツ連邦共和国 オッフェンバッハ／マ イン １、カール・レギーン・シュトラー セ 10 (72)発明者 ミカエル・リクス ドイツ連邦共和国 バート・フィルベル、 フリードリッヒ・エベルト・シュトラーセ 10 (72)発明者 ノルベルト・ホフマン ドイツ連邦共和国 ロトガウ ６、シュレ ズィーンシュトラーセ ３ (72)発明者 フリートヘルム・ヨーン ドイツ連邦共和国 ハナウ・シュタインハ イム、メッレンゼーシュトラーセ 33ツェ ー (72)発明者 ヴェルナー・クルーデ ドイツ連邦共和国 ノインキルヒェン−ヴ ォルペラート、プファラー−シュタウフ− シュトラーセ 32 (72)発明者 ディーター・ヨースト ドイツ連邦共和国 トロイスドルフ、マリ ーンシュトラーセ ３ (72)発明者 ペーター・ハルツ ドイツ連邦共和国 ヘネフ 41、シュタイ ンブルウフシュトラーセ 14 (72)発明者 イェルク・ベンズィンガー ドイツ連邦共和国 ヘネフ １、ラウタウ ゼナーシュトラーセ 42

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アウタジョイント(13,33,53)を有し、こ
    れが３個の周方向で配設した軸平行な凹部(14,34,54)を
    有し、該凹部が周方向で対向した軌道を形成しており、
    更に横断面で見て星形のインナジョイント(11,31,51)を
    有し、これが３個の周方向で配設したジャーナル(12,3
    2,52)を有し、該ジャーナルがアウタジョイントの凹部
    内に係合し、ジャーナル上でローラ配置が支承してあ
    り、該配置が各１個のローラ支持体配置(16,36,56)と１
    個のローラ(18,38,58)とを含み、少なくとも後者が各ジ
    ャーナルに対し相対的にジャーナル軸線に対し軸方向に
    摺動可能、又ジャーナル軸線に対し角運動可能、揺動可
    能に配置してあるトリポードジョイントにおいて、球面
    がジャーナル(32)に又は各ローラ配置の要素(15, 56)
    に、そしてそれぞれ内部球形又は内部円筒形相手面が一
    方でローラ配置の要素(16, 36)又はローラ(58)に、他方
    でローラ(18,38,58)の外面及びこれに接触する軌道表面
    に形成してあり、ジョイントが伸長してトルクを伝達す
    るとき最初に指摘した面間でインナジョイント(11,31,5
    1)からローラ(18,38,58)に直接加わる力の合力K1は第二
    に指摘した面間でアウタジョイント(13,33,53)からロー
    ラ(18,38,58)に加わる相手力の合力K2よりもジョイント
    軸線との垂直距離が小さく、ジョイント内にトルクが導
    入されると動作範囲内のどの曲げ角度でもローラ(18,3
    8,58)に対し傾動モーメントが発生し、該モーメントが
    ローラを、負荷された軌道の接触面を中心に内方にジョ
    イント軸線の方に傾動させることを特徴とするトリポー
    ドジョイント。
  2. 【請求項２】 アウタジョイント(113,133,153,173,19
    3) を有し、これが３個の周方向で配設した軸平行な凹
    部(114,134,154,174,194) を有し、該凹部が周方向で対
    向した軌道を形成しており、更に横断面で見て星形のイ
    ンナジョイント(111,131,151,171,191) を有し、これが
    ３個の周方向で配設したジャーナル(112,132,152,172,1
    92) を有し、該ジャーナルがアウタジョイントの凹部内
    に係合し、ジャーナル上でローラ配置が支承してあり、
    該配置が各１個のローラ支持体配置(116,136,156,176,1
    96) と１個のローラ(118,138,158,178,198) とを含み、
    少なくとも後者が各ジャーナルに対し相対的にジャーナ
    ル軸線に対し軸方向に摺動可能、又ジャーナル軸線に対
    し角運動可能、揺動可能に配置してあるトリポードジョ
    イントにおいて、球面がジャーナル(112,132,152) に又
    は各ローラ配置の要素(175, 196)に、そしてそれぞれ内
    部球形又は内部円筒形相手面が一方でローラ配置の要素
    （116,136,156,176)又はローラ(198) に、他方でローラ
    (118,138,158,178,198) の外面及びこれに接触する軌道
    表面に形成してあり、ジョイントが伸長してトルクを伝
    達するとき最初に指摘した面間でインナジョイント(11
    1,131,151,171,191) からローラ(118,138,158,178,198)
    に直接加わる力の合力は第二に指摘した面間でアウタ
    ジョイント(113,133,153,173,193) からローラ(118,13
    8,158,178,198) に加わる相手力の合力よりもジョイン
    ト軸線との垂直距離が大きく、動作範囲内のどの曲げ角
    度でもローラに対し傾動モーメントが発生し、該モーメ
    ントがローラを、負荷された軌道の接触範囲を中心に外
    方に傾動させることを特徴とするトリポードジョイン
    ト。
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