JPH05256322A - 同期球継手 - Google Patents

同期球継手

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JPH05256322A
JPH05256322A JP5019249A JP1924993A JPH05256322A JP H05256322 A JPH05256322 A JP H05256322A JP 5019249 A JP5019249 A JP 5019249A JP 1924993 A JP1924993 A JP 1924993A JP H05256322 A JPH05256322 A JP H05256322A
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JP
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joint
ball
race
cage
outer member
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JP5019249A
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English (en)
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Werner Krude
ヴェルナー・クルーデ
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GKN Driveline International GmbH
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GKN Automotive GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 保持器と継手内側部材と外側部材との間の案
内面を耐摩耗性の点で焼入れされ、しかも研摩や分類を
行なう必要がなく継手を取付けることができるようにす
ること。および、そのために好適な焼入れ方法を提供す
ること。 【構成】 継手外側部材と内側部材にそれぞれ少なくと
も球による負荷を受ける球レースのレース表面と共に球
レースとそれぞれ境界を接する保持器案内面としての表
面領域を焼入れ処理し、２つの球レース間の案内面どう
しの間に焼入れしない領域が位置するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ほぼ長手方向に走行す
る多数の球レースが設けられた継手外側部材と内側部材
と、継手内側部材と外側部材の径方向に対向するレース
内に案内される回転トルク伝達用の球と、保持器窓内で
球を軸に対して垂直に位置する面内に保持する保持器と
を備え、継手外側部材と内側部材から軸が互いに相対的
に変位した時に保持器を球と共に角度を二等分する面上
へガイドする手段が設けられた同期球継手に関する。
【０００２】これによって以下に個々に述べる種々のタ
イプの継手を特徴づけることができる。
【０００３】
【従来の技術】それらは特にルツェッパ固定継手であ
り、その場合、二等角面上での球の直接制御は長手方向
に変位する外側部材と内側部材のレースの中心点を備え
る子午線を走る球レースにより行われる。これらは更に
アンダーカットのないＵＦ継手で、それらはほぼ同一の
原理に従うが、球レースは軸方向に設けられアンガーカ
ットなしに構成されている。
【０００４】また、更にＤＯ継手と称されるものも存在
し、その場合、保持器の球形案内面は内側と外側に軸方
向に互いに変位する曲率中心点を備えている。そのため
継手が屈曲した時、二等角面上で保持器の直接的制御と
共に球の間接制御が行われる。同種の継手は屈曲球案内
レースを備えることによって固定継手として構成でき、
また直線状に走行する球案内レースを備えることによっ
て軸方向に変位する継手として構成することができる。
【０００５】最後に、本発明の対象としてはＶＬ継手が
含まれる。同継手は外側部材と内側部材中に少なくとも
一部、互いに並列されたレースを備え、同レースは厳密
に長手方向に走らないが、互いに一定の角度を形成する
ため二等分角面と半分の変位運動に対する球の直接制御
を行う。
【０００６】この種の既知の継手の場合、保持器は継手
の内側と（又は）外側部材の球レースどうしの間に位置
する表面全体と場合によっては永久的に、もしくは少な
くとも一時的にすべり接触を有する。上記接触は表面の
構成に応じて永久的に球断面や場合によっては移動する
狭いリング断面を包含することができる。この場合、摩
耗の点から継手外側部材ないし内側部材の平滑面全体を
焼入れ処理する必要がある。だが、上記焼入れは大量の
熱を導入する必要と結びついており、相当する部分に歪
みや変形を生じさせる。同部分はそのため焼入れ後にそ
の歪んだ案内面を研摩する必要がある。同部分が既に焼
入れ前に仕上り寸法に仕立て上げられていれば、その後
の研摩の必要をなくするために焼入れによる歪みのため
に少なくとも互いに適する継手外側部材、内側部材およ
び保持器を分類、即ち、選別しなければならない。とこ
ろが、焼入れ後の研摩も焼入れ後の分類も全体として製
作費を高めることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上に鑑みて本発明の
目的は、保持器と継手内側部材ならびに（もしくは）外
側部材との間の案内面をそれらが耐摩耗性の点で焼入れ
され、しかも焼入れ後に不利な影響を及ぼす研摩や分類
を行わずに継手を取付けることができるように構成する
ことである。もう一つの目的はこのために好適な焼入れ
方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による前記目的を
解決する手段の特徴は、継手外側部材と（又は）内側部
材にそれぞれ少なくとも球による負荷を受ける球レース
のレース表面と共に球レースとそれぞれ境界を接する保
持器案内面としての表面領域を焼入れ処理し、２つの球
レース間の案内面どうしの間に焼入れしない領域が位置
するようにすることにある。
【０００９】球レース内に接触領域を深部焼入れする方
法は、同種の継手の場合、ＤＥ−ＰＳ31 32 363 号より
既知である。更に、三又継手のころの転がりレースの排
他的焼入れはＪＰ3 −26 335 Y2 より既知である。だ
が、この場合、前記発明の対象とは構造上又は作用上の
関連性は全く存在しない。本発明により構成した案内面
は必要な耐摩耗性を確保し、小さくなった焼入れ領域に
基づいてより小さくなった熱導入量により焼入れによる
歪みを少なくすることができる。特に有利であるのは、
球レース辺縁附近の外側レース面を焼入れして案内面を
制限すること、即ち、それぞれ継手外側部材ないし内側
部材の凹形球レースと断面が部分的に円形の表面との間
の遷移部分を焼入れすることである。
【００１０】焼入れされた案内面が長手方向の案内長全
体にわたって均一に延びるようにすることが望ましい。
だが、軸方向の端部領域がそれぞれ焼入れされた広い領
域として作用するようにした構成をとることも同様に可
能である。好適例によれば焼入れ案内面のみを担い、そ
れらが継手外側部材の径方向内側ないし継手内側部材の
径方向外側へ残りの表面領域、即ち、焼入れしない領域
がそれぞれ２つの球レース間に位置するようにする。好
適例によれば、これらの径方向に盛上がった案内面は専
ら焼入れ工程を成功させるためであり、それについては
後に再説する。
【００１１】保持面と継手外側と（又は）外側部材間の
小さな担持領域のため、その領域の部分が迅速に研摩さ
れて局部的な歪みが発生しても継手の作用は危険にさら
されることはない。
【００１２】本発明の継手を製作するための有利な方法
は、保持器案内用に設けられた継手外側部材と（又は）
内側部材とが保持器の向かい側に径方向の隙間をもって
機械的に製作され、案内面が外側部材ないし内側部材に
材料量を大きくする焼入れ工程を実行することによって
構成することである。この場合には、焼入れ後に次の機
械的処理段階を省略することができる。
【００１３】適当な方法、殊に誘導焼入れ法によってマ
ルテンサイト形成による所望体積増加を実現することが
できる。この場合、一部焼入れ領域に対する熱供給は良
好に制御可能であって、構成部品全体の歪みを気づかう
必要はない。特に有利なのは従来の熱処理、例えば焼戻
しにより構成部品内に依然存在する熱を本発明の焼入れ
工程に活用することである。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の好適例を図面に基づいて解説
する。図１の継手は、一体に形成された床２とそれに取
付けた取付プラグ３（詳示せず）を備えた継手外側部材
１を示す。一方が開放した継手外側部材１内にはほぼリ
ング形の継手内側部材４でシャフトジャーナル用中心挿
入口５（詳示せず）を備えるものが挿入される。継手外
側部材と内側部材の間には保持器６が導入され、同保持
器６は円周方向に分布する保持器窓７内に回転トルクを
伝達する球８を納めている。上記球は外側部材内の長手
方向に走るレース９と内側部材のレース１０に係合し、
対状に径方向に対向位置する。レース中心線が対に対称
的な形をしているため、外側部材の向う側に内側部材が
屈曲した時、球は周知の形で二等角面に調節され、その
際、球は球により互いに上下に一つの面内に保持され
る。
【００１５】保持器は球断面形の外側面１１と内側面１
２を備える。これら面のうちの少なくとも一つは外側部
材中の内側面（以下に詳説する）と（又は）内側部材の
外側面１４にスムーズに案内される。これらの表面はそ
の他の図について詳説する。
【００１６】図２には、既に解説した詳部を有する継手
外側部材１が描かれている。その場合、その他の断面と
個々の図面によって球レース９とそれぞれその球レース
どうしの間に位置する内側表面１３が明確に描かれてい
る。点線によってそれぞれ球レースの辺縁に沿って走行
する焼入れされ、従って容積が大きくなった焼入れ領域
が描かれている。同領域は軸方向に辺縁部１５に沿って
走る案内面１６を形成している。
【００１７】この場合、点線が正面上を走ることによっ
て焼入れはレース９の長手方向辺縁部１５をとらえるだ
けでなく、レース９の面領域に走行レース面を包摂する
ことが明らかである。
【００１８】図３には、既に述べた詳部を有する継手内
側部材４が描かれている。その場合、球レース１０とそ
れぞれその間に位置する外側裏面１４が明らかである。
それぞれ点線により示されているのは焼入れされ体積が
大きくなった焼入れ領域であり、それらは軸方向にレー
ス１０の辺縁１７に沿って走る案内面１８を構成してい
る。外側表面１４はそれらの案内面１８の間で場合によ
って傾斜しており、ここでは支持は全く不可能である。
この場合、正面上を点線が走ることによって焼入れがレ
ース１０の長手方向辺縁１７について行われるだけでな
く、レース１０の面領域における走行レース表面をも包
摂することが明らかである。
【００１９】図４には、乖離形の継手がスライド継手と
して描かれている。その場合、互いに基本的に対応する
詳部は図１よりも２０だけ多くの数字で示してある。従
って、継手外側部材２１で継手床２２とそれに取付けた
ジャーナル２３を備えたものが示されており、その内部
には内部開口２５を有する内側部材２４が挿入される。
同内側部材２４は乖離位置に描かれている。
【００２０】内側部材と外側部材の間には、周囲に保持
器ホルダー２７を有する保持器２６が描かれている。同
ホルダー２７は回転トルクを伝達する球２８を受取り、
それらは外側部材の球レース２９と内側部材の球レース
３０に係合する。この場合、それらは構成部品の中心軸
に対して一定の距離をおいてレース中心線に対して走
る。だが、二等分角面に球を案内し内側部材が外側部材
に対して軸方向に変位した場合に球を二等分角移動路に
案内するために、この場合、図面には示さない斜め角で
レースが継手構成部品のそれぞれの軸に対して走行する
ようになっている。また、この場合、保持器２６はほぼ
球形の外側表面３１を有し、一方、内側表面３２はほぼ
保持器中心から床２２方向へ内側を円筒形にして走り、
継手側に対して内側部材２４の軸方向ストッパーを構成
する。図の実施例では継手は外側方向に周知の構造のこ
ろベローズ３９によって閉鎖されている。
【００２１】焼入れ領域（詳解せず）は従来例の場合と
同じく少なくともころ面と案内面を包摂している。
【００２２】図５ａ〜５ｄには球レース９の領域の継手
外側部材１の断面図が示されている。その場合、一点鎖
線で境界を示す点線の横断面領域は焼入れ領域４０と、
場合によって焼入れ領域４２の拡大断面を示したもので
ある。材料中の焼入れ領域４０の深さはそれぞれレース
の基礎が僅かで、球レースの辺縁１５附近のレース面は
大きく、その際、作用上、焼入れされる案内面１６の幅
ｂと、レース９領域の支持面下の焼入れ領域４０の深さ
ａが重要である。
【００２３】その下でレース９は回転トルクが伝達され
た時球による力の負荷を受ける。図５ａと５ｃではレー
ス基礎４１には焼入れは全く行われず、即ち、焼入れ深
さは０に戻り、一方、図５ｂ，５ｄではレース基礎４１
領域でもはっきりと０の変位値が見てとれる。図５ａと
５ｂでは焼入れ領域４０の断面は弓形に境界づけられて
いるが、図５ｃ，５ｄでは辺縁部の接続部では深さがほ
ぼ一定の補完焼入れ領域４２が案内面１６を設けるため
に設けられている。
【００２４】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 １． 前記焼入れに付される領域が保持器の案内面の体
積を増加させてマルテンサイト形式により形成される請
求項１の継手。
【００２５】２． 案内面がそれぞれ球レースの軸方向
端に対して周方向に分布して構成される請求項１及び前
項１の何れか１項記載の継手。
【００２６】３． 継手外側部材ないし内側部材が案内
面領域に球レースのレース面領域よりも深く焼入れされ
る請求項１及び前項１又は２の何れか１項記載の継手。
【００２７】４． 継手外側部材ないし内側部材が専ら
案内面とレース辺縁附近のレース面領域に焼入れされ、
一方、レース基礎におけるレース表面が焼入れされない
ままである請求項１及び前項１〜３の何れか１項記載の
継手。
【００２８】５． 継手外側部材ないし内側部材が案内
面領域で大きく、かつレース面領域で小さくなる焼入れ
深度を有する前項３又は４の何れか１項記載の継手。
【００２９】６． 焼入れ法による案内面の形式に続い
て継手部分がそれ以上何らの機械的処理にも付されない
請求項２記載の方法。
【００３０】７． 継手外側部材ないし内側部材が全体
部分を包摂する少なくとも一つの熱処理段階、殊に焼戻
しに付され、その後続く一段階として一部使用される案
内面とレース面のマルテンサイト形成焼入れ法が行われ
る請求項２もしくは前項６の何れか１項記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】固定リンクとして完全に取付けられた同期球継
手の縦断面図である。
【図２】図１の継手の外側部材の縦断面図である。
【図３】図１の継手の内側部材の側面図である。
【図４】変位継手としての同期球継手の縦断面図であ
る。
【図５】図５ａは第１の実施例における一つの継手外側
部材の球レースの断面図であり、図５ｂは第２の実施例
における一つの継手外側部材の球レースの断面図であ
り、図５ｃは第３の実施例における外側部材の球レース
の断面図であり、又、図５ｄは第４の実施例における外
側部材の球レースの断面図である。
【符号の説明】
１，２１ 継手外側部材 ２，２２ 床 ４，２４ 継手内側部材 ５，２５ 挿入開口 ６，２６ 保持器 ８，２８ 球 ９，１０，２９，３０ レース １１，３１ 外側面 １２，３２ 内側面 １５，１７ 辺縁部 １６，１８ 案内面 ４０，４２ 焼入れ領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ほぼ長手方向に走行する多数の球レース
    が設けられた継手外側部材と内側部材と、前記内側と外
    側の継手部材内の径方向に対向位置するレース内に案内
    される回転トルク伝達用球と共に、保持器窓内に前記球
    を軸に対して垂直に位置する面に保持する保持器とを備
    え、その際、前記継手外側部材と内側部材の軸が互いに
    相対的に変位した時に球と共に保持器を二等角面上へ案
    内する手段が設けられる同期球継手において、 外側部材と（又は）内側部材においてそれぞれ少なくと
    も球レースの球による負荷を受けるレース面と球レース
    でそれぞれ境界を接する保持器用案内面としての表面領
    域とが一定の焼入れに付され、それぞれ２つの球レース
    間の案内面間に焼入れされない領域が位置する前記球継
    手。
  2. 【請求項２】 保持器と同保持器の案内用に設けた継手
    外側部材と（又は）内側部材とが互いに径方向隙間をも
    って機械的に製作され、外側部材ないし内側部材におけ
    る案内面がマルテンサイト形式により一部使用される体
    積増加焼入れ法の下に構成される請求項１記載のの何れ
    かの継手製作法。
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