KR101571256B1

KR101571256B1 - 카운터 트랙 조인트

Info

Publication number: KR101571256B1
Application number: KR1020147004827A
Authority: KR
Inventors: 안나 그레멜마이어; 이다 하센릭; 한스-위르겐 포스트; 토마스 베컬링
Original assignee: 게케엔 드리펠린 인터나쇼날 게엠베하
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2015-11-23
Also published as: EP2705266B1; CN103946571A; JP2014525552A; PL2705266T3; MX340709B; EP2705266A1; US9133888B2; CN103946571B; MX2014002265A; JP5886428B2; KR20140053228A; US20140206463A1; WO2013029655A1; BR112014002555A2

Abstract

카운터 트랙 조인트는 제1 외측 볼 트랙(22A) 및 제2 외측 볼 트랙(22B)을 구비한 외측 조인트 부품(12), 제1 내측 볼 트랙(23A) 및 제2 내측 볼 트랙(23B)을 구비한 내측 조인트 부품(13)을 포함하고, 제1 외측 볼 트랙(22A) 및 제1 내측 볼 트랙(23A)은 함께, 카운트 트랙 조인트가 정렬된 위치에 있을 때, 외측 조인트 부품(12)의 개구 단부를 향해 확장하며, 제1 토크 전달 볼(14A)을 각각 수용하는 트랙들의 제1 쌍을 형성하고, 제2 외측 볼 트랙(22B) 및 제2 내측 볼 트랙(23B)은 함께, 카운터 트랙 조인트가 정렬된 위치에 있을 때, 외측 조인트 부품(12)의 부착 단부를 향해 확장하며, 제2 토크 전달 볼(14B)을 각각 수용하는 트랙들의 제2 쌍을 형성하고, 트랙들의 제1 쌍(22A, 23A)의 볼(14A)들의 중심은 각각 제1 트랙 중심 선(A)을 형성하고, 제1 트랙 중심 선(A)은 중심 조인트 평면(EM)으로부터 부착 단부를 향한 방향으로, 적어도 일부(A2)에 의해, 제1 기준 아치(CRA)의 방사상 내부에서 연장한다.

Description

카운터 트랙 조인트 {Counter Track Joint}

본 발명은 카운터 트랙 조인트 형태의 등속 조인트에 관한 것이다. 카운터 트랙 조인트는 트랙들의 짝수 개의 쌍을 포함한다. 상기 트랙들의 쌍들 중 제1 절반은 외측 조인트 부품의 개구 단부를 향해 개방되고, 상기 트랙들의 쌍들 중 다른 절반은 외측 조인트 부품의 부착 단부를 향해 개방된다. 제1 유형 및 제2 유형의 트랙들의 쌍들은 원주 방향으로 교대하도록 배열된다. 트랙들의 쌍의 개수는 짝수이고, 특히 6개, 8개, 또는 10개이다.

WO 2006/048032 A1호에 대응하는 미국 특허 출원 공개 제2007/0111806 A1호는 상기 유형의 카운터 트랙 조인트를 제안한다. 정렬된 조인트의 중심 조인트 평면 내에서 부착 단부를 향해 개방되는, 부착 단부에서의 볼 트랙은 작은 반경을 구비한 제1 아치형 부분을 포함하고; 중심 조인트 평면의 영역 내에서, 이는 더 큰 반경을 구비한 제2 아치형 부분을 포함하고; 개구 단부에서, 이는 제2 아치형 부분에 대해, 반대 방향의 곡률을 포함하는 제3 아치형 부분을 포함한다. 정렬된 조인트의 중심 조인트 평면 내에서, 개구 단부를 향해 확장하는, 제1 실시예에 따른 볼 트랙은 볼 트랙의 전체 길이를 따라 동일한 반경을 포함하거나; 제2 실시예에 따르면, 이는 균일한 반경으로, 부착 단부로부터 중심 조인트 평면을 넘어 연장하며, 개구 단부에서, 카운터 반경에 의해 연접되는 아치형 부분을 포함하거나, 제3 실시예에 따르면, 이는 동일한 반경으로, 부착 단부로부터 중심 조인트 평면을 넘어 연장하며 개구 단부에서 접선에 의해 연접되는 아치형 부분을 포함한다.

WO 2005/028895 A1호에 대응하는 EP 1 656 509 B1호로부터, 중심 조인트 평면 내에서 정렬된 조인트 내에서, 개구 단부로부터 부착 단부로 연장하는 볼 트랙이 S-형으로 연장하는 것이 제안되어 있는 카운터 트랙 조인트가 공지되어 있고, 여기서 외측 조인트 부품 내의 상기 볼 트랙의 중심 선은 부착 단부를 향해, 기준 반경으로부터 방사상 내측으로 벗어나고, 개구 단부를 향해, 상기 기준 반경으로부터 방사상 외측으로 벗어난다. 중심 조인트 평면 내에서 정렬된 조인트 내에서, 부착 단부를 향해 개방되는 볼 트랙의 상기 트랙 형상의 결과로서, 최대 굴절 각도의 증가가 달성된다. 중심 조인트 평면 내에서 정렬된 조인트 내에서, 부착 단부로부터 개구 단부를 향해 확장하는 볼 트랙은 부착 단부로부터 중심 조인트 평면으로의 균일한 반경을 구비한 원형 아치를 포함하고, 원형 아치는 개구 단부에서, 접선에 의해 연접된다.

WO 2008/080709호에 대응하는 미국 특허 출원 공개 제2010/0323802 A1호는 다른 카운터 트랙 조인트를 제안한다. 중심 조인트 평면 내에서 정렬된 조인트 내에서 개구 단부로부터 부착 단부로 개방되는 볼 트랙은 S-형으로 연장한다. 중심 조인트 평면 내에서 정렬된 조인트 내에서 부착 단부로부터 개구 단부로 확장하는 볼 트랙은 S-형으로 연장하고, 큰 반경을 구비한 후방 아치형 부분으로 구성되고; 중심 조인트 평면의 영역 내에서, 이는 더 작은 반경을 구비한 중심 아치형 부분, 및 중심 아치형 부분에 대해 반대 방향의 곡률로 연장하는, 개구 단부에서의 아치형 부분을 포함한다. 볼 케이지는 내부 구면 중심을 구비한 외측 구형 면을 포함하고, 외부 구면 중심 및 내부 구면 중심은 서로에 대해 오프셋되도록 배열된다. 이러한 카운터 트랙 조인트 설계의 결과로서, 더 큰 강도 및 부착 단부에서의 더 깊은 트랙 진출부(run-out)로 이어지는 더 두꺼운 케이지 직경이 달성되고, 이는 결국 더 긴 사용 수명으로 이어진다.

전술한 카운터 트랙 조인트에서, 카운터 트랙 조인트의 정렬된 상태에서, 중심 조인트 평면 내에서 부착 단부를 향해 개방되는 볼 트랙은 방사상 내측으로 만곡된다. 따라서, 내측 조인트 부품 및 외측 조인트 부품 내의 볼 주위에서의 볼 트랙들의 감싸기 각도는 서로에 대해 더욱 정렬되어 향상된다.

특히, 6개의 볼을 구비한 카운터 트랙 조인트의 경우에, 조인트가 작동할 때, 총 3개의 볼만이 일 방향으로 케이지 상에 작용하고, 굴절 상태에서, 이들 중 일부만이 케이지에 대한 제어 기능을 포함하기 때문에, 저소음 특징과 조합된 신뢰할 수 있는 케이지 제어를 달성하는 것이 어렵다.

그러므로, 본 발명의 목적은 동일한 사용 수명을 가지며, 개선된 케이지 제어 상태 및 작동 시의 저소음 수준을 보장하는 카운터 트랙 조인트를 제안하는 것이다.

이러한 목적은 카운터 트랙 조인트 형태의 등속 조인트를 제공함으로써 달성되고, 카운트 트랙 조인트는,

종축(L12)과, 서로에 대해 축방향으로 대향되는 부착 단부 및 개구 단부를 포함하고, 제1 외측 볼 트랙 및 제2 외측 볼 트랙을 또한 포함하는, 외측 조인트 부품; 및

종축(L13)과, 외측 조인트 부품의 개구 단부를 향하는 샤프트를 위한 부착 수단을 포함하고, 제1 내측 볼 트랙 및 제2 내측 볼 트랙을 또한 포함하는, 내측 조인트 부품

트랙들의 각각의 제1 쌍 및 트랙들의 각각의 제2 쌍 내의 토크 전달 볼; 및

외측 조인트 부품과 내측 조인트 부품 사이에 배열되고, 토크 전달 볼들 중 적어도 하나를 각각 수용하는 원주방향으로 분포된 케이지 창을 포함하는 환상 볼 케이지

를 포함하고,

제1 외측 볼 트랙 및 제1 내측 볼 트랙은 카운터 트랙 조인트의 정렬된 상태에서, 외측 조인트 부품의 개구 단부를 향해 확장하는 트랙들의 제1 쌍을 형성하고;

제2 외측 볼 트랙 및 제2 내측 볼 트랙은 카운터 트랙 조인트의 정렬된 상태에서, 외측 조인트 부품의 부착 단부를 향해 확장하는 트랙들의 제2 쌍을 형성하고,

내측 조인트 부품 및 외측 조인트 부품의 종축(L12, L13)들이 동축으로 정렬되면, 볼들은 중심 조인트 평면(EM) 상에서 볼 케이지에 의해 유지되고, 외측 조인트 부품에 대한 내측 조인트 부품의 각 운동의 경우에, 볼들은 종축(L12, L13)들 사이의 각도 양분 평면 상으로 안내되고;

제1 볼 트랙의 볼들의 중심은 상기 볼들이 외측 및 내측 제1 볼 트랙을 따라 이동될 때, 제1 트랙 중심 선(A)을 형성하고,

제2 볼 트랙의 볼들의 중심은 상기 볼들이 외측 및 내측 제2 볼 트랙을 따라 이동될 때, 제2 트랙 중심 선(B)을 형성하고;

제1 기준 반경(RRA)이 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12)의 반경 중심(MRA)과 제1 트랙 중심 선(A) 및 중심 조인트 평면(EM)의 중심 평면 교차점(PEA) 사이에 형성되고, 반경 중심(MRA)은 종축(L12)과, 상기 중심 평면 교차점(PEA)을 통해 이어지며 중심 조인트 평면(EM) 내의 제1 트랙 중심 선(A) 상의 접선에 대해 직교하는 선의 교차점 내에 위치되고;

중심 조인트 평면(EM)으로부터 부착 단부를 향한 방향으로, 제1 트랙 중심 선(A)의 적어도 일 부분은 상기 제1 기준 반경(RRA)에 의해 형성된 기준 아치(CRA)의 방사상 내부에서 연장한다.

장점은 제1 트랙 중심 선이 기준 반경 내부에서 부착 단부를 향해 연장하기 때문에, 큰 굴절 각도에서 개선된 케이지 제어 상태가 달성되는 점에 있다. 이는 후방 부분 내에서, 트랙들의 제1 쌍으로부터 볼로의 그리고 볼로부터 볼 케이지로의 힘의 도입이 개선되는 사실로 인한 것이다. 결과적으로, 볼 케이지 상에 작용하는 힘은 특히 잘 균형 잡힌다. 따라서, 전반적으로, 특히 큰 굴절 각도를 달성하는 것이 가능한 조인트가 제공되고, 개선된 케이지 제어 상태 때문에, 소음, 진동, 및 거칠음(NVH)이 거의 없다. 종래 기술로부터 공지된 카운터 트랙 조인트에 대조적으로, 본 발명에 따르면, 조인트가 정렬된 상태에 있을 때, 개구 단부를 향해 개방되는 볼 트랙의 후방 트랙 부분(트랙 중심 선(A))은 부착 단부를 향해 방사상 내부로 만곡된다. 따라서, 외측 조인트 부품 내에서, 내부에서 안내되는 볼 주위에서의 상기 볼 트랙(트랙 중심 선(A))의 감싸기 각도가 감소된다.

위에서, 제1 트랙 중심 선(A)의 본 발명의 트랙 형상은 외측 조인트 부품을 참조하여 설명된다. 그러나, 내측 조인트 부품의 제1 트랙 중심 선(A')이 그에 따라 설계되는 것이 이해된다. 외측 조인트 부품의 제1 트랙 중심 선(A) 또는 제2 트랙 중심 선(B)과 관련하여 본원에서 설명되는 각각의 실시예는 중심 조인트 평면(EM)에 대한 거울상 대칭으로만, 내측 조인트 부품의 제1 트랙 중심 선(A') 및 제2 트랙 중심 선(B')에 각각, 동일한 형태로 적용된다. 이와 관련하여, 외측 조인트 부품의 트랙 중심 선의 오목한 부분은 내측 조인트 부품의 트랙 중심 선의 각각의 볼록한 부분에 대응하고, 그 반대도 가능하다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)은 조인 중심(M) 주위에서 조인트 중심 평면(EM)에 대해, 적어도 8°의 각도로부터 시작하여, 특히 적어도 10° 또는 12°의 각도로부터 시작하여, 부착 단부를 향해 제1 기준 반경(RRA)에 의해 형성된 기준 아치(CRA)의 방사상 내부에서 연장한다. 조인트 중심 평면(EM)과 조인트 중심(M) 및 볼의 중심을 통한 선 사이에 포함되는 상기 각도까지, 제1 트랙 중심 선(A)은 그의 중심 부분 내에서 상대적으로 작은 곡률을 갖는다. 그러나, 제1 기준 반경(RRA)에 의해 형성된 제1 기준 아치의 방사상 내부에 적어도 부분적으로 위치되는 후방 만곡 부분 내에서, 곡률은 중심 부분의 곡률과 비교하여 더 강하다. 볼의 중심과 조인트 중심 평면 사이의 언급된 각도들 - 트랙 중심 선(A)이 상기 각도로부터 시작하여 기준 반경의 방사상 내부로 이어짐 - 은 바람직한 값이다. 트랙 중심 선(A)은 또한 예를 들어 3°의 각도로부터 시작하는 것과 같이, 이미 조인트 중심 평면(EM)에 대한 더 작은 각도 영역 내에서 방사상으로 기준 반경 내에서 이어질 수 있음이 이해된다.

바람직한 실시예에 따르면, 외측 조인트 부품 내에서, 제1 트랙 중심 선(A)의 후방 부분(A2)은 제1 후방 트랙 지점(P1) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 제1 접선(T1)과 외측 조인트 부품의 종축(L12) 사이에 포함되는 제1 접선 각도(α1)가 28°와 38° 사이의 범위가 되도록 설계되고, 제1 트랙 지점(P1)은 제1 트랙 중심 선(A)과 중심 조인트 평면(EM)과의 15°의 각도를 포함하는, 조인트 중심(M)을 통한 직선의 교차점에 의해 형성된다. 또는, 바꾸어 말하면, 제1 트랙 지점(P1)은 내측 조인트 부품이 30°만큼 외측 조인트 부품에 대해 굴절되었을 때, 각각의 볼 트랙 내의 토크 전달 볼에 의해 취해지는 볼 중심의 위치에 의해 형성된다.

또한, 외측 조인트 부품 내에서, 제1 트랙 중심 선(A)의 후방 제2 부분(A2)은 바람직하게는 제2 후방 트랙 지점(P2) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 제2 접선(T2)과 외측 조인트 부품의 종축 사이에 포함되는 제2 접선 각도(α2)가 36°와 46° 사이의 범위가 되도록 설계되고, 제2 트랙 지점(P2)은 제1 트랙 중심 선(A)과 중심 조인트 평면(EM)과의 20°의 각도를 포함하는, 조인트 중심(M)을 통한 직선의 교차점에 의해 설계된다. 또는, 바꾸어 말하면, 제2 트랙 지점(P2)은 내측 조인트 부품이 40°만큼 외측 조인트 부품에 대해 굴절되었을 때, 볼 중심의 위치에 위해 형성된다.

상기 조치의 결과로서, 후방 부분 내의 제1 트랙 중심 선(A)에 대해 특히 큰 접선 각도(α)가 달성되고, 이는 특히 양호한 케이지 제어 상태 및 낮은 소음 수준으로 이어진다.

제1 트랙 중심 선(A)은 중심 조인트 평면(EM)에 대해, 일 측면 상에서 개구 단부를 향해 그리고 타 측면 상에서 부착 단부를 향해, 적어도 3°, 특히 적어도 4°의 조인트 중심 평면(EM) 주위에서의 각도 범위에 걸쳐 연장하는 중심 만곡 부분(A1)을 포함한다. 조인트 중심 평면(EM) 주위에서의 이러한 각도 범위 내에서, 등속 조인트는 사용 수명 작동으로 작동된다. 이는 조인트가 상기 각도 범위 내에서 작동될 때, 조인트의 설계 사용 수명은 조인트가 임의의 손상을 받지 않고서, 변화하는 하중 조건 하에서 도달됨을 의미한다. 그러므로, 조인트 중심 평면의 양 측면 상의 상기 각도 범위는 사용 수명 각도로서 지칭될 수도 있다.

중심 만곡 부분(A1)은 여러 방식으로 설계될 수 있다. 제1 가능예에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)은 원형 아치 형상이고, 즉 중심 만곡 부분(A1)은 제1 중심 주위에서 그의 길이를 따라 균일한 제1 반경을 구비한 원형 아치에 의해 형성되고, 중심 만곡 부분(A1)의 전체 길이를 따른 곡률은 일정하다. 중심 만곡 부분(A1)의 반경은 기준 반경과 동일한 크기를 가질 수 있고, 이는 상기 중심 부분(A1) 내의 2개의 상기 반경들이 일치함을 의미한다. 그러나, 중심 부분(A1)의 반경이 기준 반경보다 더 작거나 더 큰 것을 생각할 수도 있고, 이러한 경우에 반경 중심은 외측 조인트 부품의 종축에 대해, 일정 방사상 거리에 위치된다. 중심 부분(A1)의 반경이 이미 상기 중심 부분(A1) 내에서 기준 반경(RRA)보다 더 작으면, 제1 트랙 중심 선(A)은 기준 반경(RRA)으로부터 부착 단부를 향해 방사상 내측으로 벗어난다. 중심 부분(A1)의 반경이 기준 반경(RRA)보다 더 크면, 제1 트랙 중심 선(A)은 중심 부분(A1) 내에서, 상기 기준 반경(RRA)의 방사상 외부에서 이어진다. 이러한 경우에, 트랙 중심 선(A)은 중심 만곡 부분과 연접하는 후방 만곡 부분 내에서 기준 반경(RRA)에 의해 형성된 제1 기준 아치(CRA)를 거쳐 내부를 향해 통과하고, 부착 단부를 향한 후방 만곡 부분의 추가의 경로는 그 다음 기준 반경(RRA)의 방사상 내부에 있다.

제2 가능예에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)은 균일한 반경을 구비한 원형 아치에 의해 형성되는 대신에, 고차의 곡선에 의해, 예컨대 타원, 나선, 또는 포물선에 의해 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 중심 만곡 부분(A1)의 곡률은 부착 단부를 향해 연속적으로 증가되어, 상기 부분 내의 제1 트랙 중심 선(A)은 기준 반경(RRA)으로부터 방사상 내측으로 멀리 이동한다. 이러한 맥락에서의 곡률은 극미하게 짧은 조각의 길이를 따른 각각의 트랙 부분의 방향으로의 변화를 지칭한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)은 부착 단부를 향해, 후방 만곡 부분(A2)에 의해 연접된다. 제1 가능예에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)의 후방 만곡 부분(A2)은 제2 중심(MA2) 주위에서 그의 길이를 따라 균일한 제2 반경(RA2)을 구비한 원형 아치를 포함하고, 이는 후방 부분(A2)의 전체 길이를 따른 곡률이 일정함을 의미한다. 후방 부분(A2)의 제2 반경(RA2)이 (원형 아치의 경우의) 반경(R1)보다 더 작거나, 또는 각각 중심 부분(A1)의 (고차의 곡선의 경우의) 최소 반경보다 더 작은 것이 제안된다. 제2 부분(A2)의 제2 반경(RA2)은 바람직하게는 제1 부분(A1)의 (최소) 제1 반경(RA1)의 0.5 내지 0.75배가 된다. 그러나, 제2 가능예에 따르면, 후방 부분(A2)은 또한 원형 아치로부터 벗어난 형상, 예를 들어, 타원, 나선, 또는 포물선 형상을 가질 수 있음이 이해된다. 결정 인자는 만곡된 후방 부분(A2)이 각각 후방 부분 내에서, 제1 기준 반경(RRA)의 방사상 내부에서 적어도 부분적으로 연장하는 것이다. 바람직하게는, 후방 부분(A2)에서의 접선과 외측 조인트 부품의 종축 사이에 포함되는 각각의 접선 각도는 중심 부분(A1)에서의 접선과 외측 조인트 부품의 종축 사이에 포함되는 접선 각도보다 더 작다. 또는, 바꾸어 말하면, 후방 부분(A2)을 따른 임의의 지점에서, 후방 부분(A2)의 곡률은 중심 부분(A1)의 최대 곡률보다 더 크다.

바람직한 실시예에서, 외측 조인트 부품 내에서, 후방 만곡 부분(A2)의 원형 아치의 중심(MA2)은 제1 트랙 중심 선(A)을 향한 축방향 오프셋을 포함한다. 또한, 상기 중심(MA2)이 중심 조인트 평면(EM)에 대한, 즉 개구 단부를 향한 축방향 오프셋을 포함하는 것이 제안된다.

바람직한 실시예에 따르면, 외측 조인트 부품 내에서, 중심 조인트 평면(EM)에 대해 평행하게 연장하며 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)의 중심(MA1)을 포함하도록 위치된 제1 오프셋 평면(EA)이 개구 단부를 향해 형성되고, 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)은 오프셋 평면(EA)으로부터 시작하여, 부착 단부를 향해 16°를 초과하는 트랙 각도(γA1)에 걸쳐 연장한다. 바람직하게는, 트랙 각도(γA1)는 18° 미만이다.

유리한 추가의 실시예에 따르면, 중심 제1 부분(A1)과 후방 제2 부분(A2) 사이의 제1 트랙 중심 선(A) 상에서, 전이점(P12)이 형성되고, 제2 부분(A2)의 원형 아치는 전이점(P12)으로부터 시작하여, 부착 단부를 향해 20°를 초과하는 각도(γA2)에 걸쳐 연장하는 것이 제안된다. 바람직하게는, 각도(γA2)는 27° 미만이다.

바람직한 추가의 실시예에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)은 후방 만곡 부분(A2)과 연접하는 영역 내에서, 부착 단부를 향해 후방 만곡 부분(A2)과 접선식으로 연접하는 후방 직선 부분(A3)을 포함하는 것이 제안된다. 상기 직선 부분(A3)은 외측 조인트 부품의 제1 트랙 중심 선(A)의 (부착 단부에서의) 진출부를 형성한다.

개구 단부를 향해, 외측 조인트 부품의 제1 트랙 중심 선(A)은 개구 단부를 향해 중심 부분과 연접하는 전방 부분을 포함한다. 제1 가능예에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)의 전방 부분은 중심 부분의 연속부로서, 즉 동일한 반경(RA1)을 구비하여 제공될 수 있다. 제2 가능예에 따르면, 전방 부분은 제1 기준 반경의 방사상 외부에서 연장할 수 있다. 전방 부분은 곡률의 방향이 중심 부분의 원형 아치에 대향되는 원형 아치의 형태로 또는 중심 부분(A1)과 접선식으로 연접하는 접선의 형태로 제공될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 볼 케이지는 제1 표면 중심 주위에서의 내측 반경을 구비한 내측 구형 표면 및 제2 표면 중심 주위에서의 외측 반경을 구비한 외측 구형 표면을 포함하고, 제1 표면 중심과 제2 표면 중심은 서로로부터 축방향 거리에 배열된다. 이러한 실시예는 부착 단부에서의 볼 트랙에서의 볼 감싸기가 증가되는 것을 보장한다. 특히, 이는 제1 기준 반경(RRA) 내부에서 부착 단부에서 연장하는 제1 트랙 중심 선(A)과의 협동에 대해 유리하고, 케이지 오프셋이 이러한 영역 내에서, 감소된 반경으로 인해 감소되는 트랙 깊이에 대해 작용하기 때문이다. 따라서, 전반적으로, 조인트의 강도 및 사용 수명에 관한 임의의 손실을 허용할 필요가 없이 부착 단부를 향해 개방되는 제1 볼 트랙 내에서 양호한 케이지 제어 상태가 달성된다.

외측 조인트 부품 내에서, 제1 제어 각도(δA/2)가 중심 조인트 평면(EM) 내의 트랙들의 제1 쌍의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 접선(TMA)과 외측 조인트 부품의 종축 사이에 형성되고, 제2 제어 각도(δB/2)가 중심 조인트 평면 내의 트랙들의 제2 쌍의 제2 트랙 중심 선(B)에서의 접선(TMB)과 외측 조인트 부품의 종축 사이에 형성되고, 바람직한 실시예에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)의 제1 제어 각도(γA/2)는 제2 트랙 중심 선(B)의 제2 제어 각도(δB/2)보다 더 큰 것이 제안된다. 특히, 개구 단부를 향해 확장하는 제1 트랙 중심 선(A)의 제어 각도(δA/2)는 9°를 초과하고, 특히 13° 미만이다. 부착 단부를 향해 확장하는 트랙 중심 선(B)의 제어 각도(δB/2)는 바람직하게는 8° 미만이고, 특히 6°를 초과한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제2 기준 반경(RRB)이 반경 중심(MRB)과 제2 트랙 중심 선(B) 및 중심 조인트 평면(EM)의 중심 평면 교차점(PEB) 사이에서 외측 조인트 부품의 트랙 중심 선(B)에 대해 형성되고, 제2 기준 반경(RRB)의 반경 중심(MRB)은 중심 평면 교차점(PEB)에서의 제2 트랙 중심 선(B)의 반경 중심(MR2)과 동일하고, 외측 조인트 부품의 제2 트랙 중심 선(B)의 적어도 일 부분은 부착 단부를 향해 상기 제2 기준 반경(RRB)에 의해 형성된 제2 기준 아치(CRB)의 방사상 내부에서 연장한다. 따라서, 내측 조인트 부품 내의 볼 주위에서의 볼 트랙의 감싸기 각도와 외측 조인트 부품 내의 볼 주위에서의 볼 트랙의 감싸기 각도는 서로에 대해 정렬되어 향상된다.

부착 단부를 향해 개방되는 제2 볼 트랙들 각각의 제2 트랙 중심 선(B)의 설계는 다양할 수 있다. 바람직하게는, 중심 조인트 평면(EM)의 영역 내에서, 외측 조인트 부품의 제2 트랙 중심 선(B)은 중심(MB2) 주위에서 반경(RB2)을 갖는 원형 아치의 형태로 제공되는 중심 만곡 부분(B2)을 포함한다. 특히, 제2 트랙 중심 선(B)의 중심 부분(B2)의 중심(MB2)은 외측 조인트 부품의 종축에 대한 제2 트랙 중심 선(B)으로부터의 방사상 오프셋을 포함한다. 또한, 제2 트랙 중심 선(B)의 중심 부분(B2)의 중심(MB2)은 부착 단부를 향한 중심 조인트 평면(EM)에 대한 축방향 오프셋을 포함하고, 제2 트랙 중심 선(B)의 중심 부분(B2)의 중심(MB2)의 축방향 오프셋은 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 부분(A1)의 중심(MA1)의 축방향 오프셋에 대응한다. 제2 트랙 중심 선(B)의 중심 부분(B2)의 중심(MB2)의 방사상 오프셋은 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 부분(A1)의 중심(MA1)의 방사상 오프셋보다 더 크다.

바람직한 실시예에 따르면, 외측 조인트 부품 내의 제2 트랙 중심 선(B)은 부착 단부를 향해 중심 만곡 부분(B2)과 연접하는 후방 만곡 부분(B3)을 포함하고, 외측 조인트 부품의 제2 트랙 중심 선(B)의 후방 만곡 부분(B3)은 제2 기준 아치(CRB)의 방사상 내부에서 연장하는 것이 제안된다. 제2 중심 부분(B)의 상기 후방 만곡 부분(B3)은 바람직하게는 중심(MB3) 주위에서의 반경(RB3)을 구비한 원형 아치의 형태로 제공되고, 후방 만곡 부분(B3)의 반경(RB3)은 중심 부분(B2)의 반경(RB2)보다 더 작고 제2 기준 반경(RRB)보다 더 작다.

제2 트랙 중심 선(B)의 후방 만곡 부분(B3)의 중심(MB3)은 바람직하게는 제2 트랙 중심 선(B)을 향해 외측 조인트 부품의 종축에 대한 방사상 오프셋을 포함한다. 또한, 후방 만곡 부분(B3)은 중심 조인트 평면(EM)에 대해, 부착 단부를 향한 축방향 오프셋을 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 외측 조인트 부품의 제2 트랙 중심 선(B)은 부착 단부를 향해 후방 만곡 부분(B3)과 연접하는 진출부 형태의 후방 직선 부분(B4)을 포함한다.

개구 단부를 향해, 외측 조인트 부품의 제2 트랙 중심 선(B)은 개구 단부를 향해 중심 부분(B2)과 연속적으로 연접하는 전방 부분(B1)을 포함한다. 상기 전방 부분(B1)은 바람직하게는 제2 기준 반경(RRB)에 의해 형성된 제2 기준 아치(CRB)의 방사상 외부에서 연장한다. 전방 부분(B1)은 직선이거나 만곡될 수 있고, 특히 그의 곡률 방향은 중심 만곡 부분(B2)의 곡률의 방향에 반대될 수 있다.

단부들에서 2개의 반경 및 2개의 접선을 갖는 제2 트랙 중심 선(B)의 상기 실시예 대신에, 제2 트랙 중심 선(B)은 또한 고차의 곡선에 의해, 예컨대, 타원, 나선, 또는 포물선에 의해 형성될 수 있다.

이미 위에서 언급된 바와 같이, 외측 조인트 부품에 대해 설명된 상기 실시예는 당연히 내측 조인트 부품의 제1 및 제2 트랙 중심 선에도 적용되어, 내측 조인트 부품의 볼 트랙의 설계에 관한 반복을 피하기 위해, 외측 조인트 부품의 설명이 참조될 수 있다. 외측 조인트 부품의 제1 트랙 중심 선과 제2 트랙 중심 선은 조인트가 정렬된 위치에 있을 때, 중심 조인트 평면에 대해 거울상 대칭이다.

바람직한 실시예에 따르면, 정확히 트랙들의 3개의 제1 쌍 및 트랙들의 3개의 제2 쌍이 제공되고, 트랙들의 제1 쌍과 트랙들의 제2 쌍은 원주부 둘레에서 교대하도록 배열된다. 트랙들의 6개의 쌍 및 토크 전달 볼을 구비하여, 이러한 방식으로 형성된 카운터 트랙 조인트에 대해, 개구 단부를 향해 확장하는 제1 중심 선(A)의 본 발명의 실시예가 특히 유리하고, 이는 적은 수의 볼 및 관련된 적은 수의 볼 케이지 상에 작용하는 힘에도 불구하고, 특히 신뢰할 수 있는 케이지 제어 상태가 달성되고, 이는 개선된 NVH 거동으로 이어지기 때문이다. 그러나, 4개 또는 이를 초과하는 트랙들의 제1 쌍 및 4개 또는 이를 초과하는 트랙들의 제2 쌍을 제공하는 것도 가능함은 당연하고, 트랙들의 제1과 트랙들의 제2 쌍은 원주부 둘레에서 교대하도록 배열된다.

본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 아래에서 설명될 것이다.

도 1a는 제1 실시예에 따른 본 발명의 조인트의 축방향 도면이다.
도 1b는 제1 실시예에 따른 본 발명의 조인트의 단면 선 Ⅰ-Ⅰ을 따른 종단면도이다.
도 1c는 제1 실시예에 따른 본 발명의 조인트의 단면 선 Ⅱ-Ⅱ를 따른 종단면도이다.
도 1d는 도 1c의 상세도(X)이다.
도 2a는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 외측 조인트 부품을 축방향 도면으로 도시한다.
도 2b는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 외측 조인트 부품을 단면 선 Ⅲ-Ⅲ을 따른 종단면도로 도시한다.
도 2c는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 외측 조인트 부품을 단면 선 Ⅳ-Ⅳ을 따른 종단면도로 도시한다.
도 3a는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 내측 조인트 부품을 축방향 도면으로 도시한다.
도 3b는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 내측 조인트 부품을 단면 선 Ⅴ-Ⅴ를 따른 종단면도로 도시한다.
도 3c는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 내측 조인트 부품을 단면 선 Ⅵ-Ⅵ을 따른 종단면도로 도시한다.
도 4a는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 볼 케이지를 축방향 도면으로 도시한다.
도 4b는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 볼 케이지를 2개의 대향된 케이지 창을 통한 종단면도로 도시한다.
도 4c는 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 볼 케이지를 2개의 대향된 웨브를 통한 종단면도로 도시한다.
도 5a는 각각 제1 및 제2 볼 트랙의 경로 및 트랙 중심 선에 관한 세부와 함께, 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 외측 조인트 부품을 종단면도로 도시한다.
도 5b는 각각 제1 및 제2 볼 트랙의 경로 및 트랙 중심 선에 관한 세부와 함께, 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 내측 조인트 부품을 종단면도로 도시한다.
도 6a는 특히 기준 반경(RRA)에 관련된 트랙 중심 선(A)의 경로에 관한 추가의 세부와 함께, 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 외측 조인트 부품을 종단면도로 도시한다.
도 6b는 특히 개구 단부를 향해 개방되는 제1 볼 트랙의 경로, 및 소정의 조인트 굴절 각도(β)에서의 각각의 접선 각도(α)에 관련된 트랙 중심 선(A)에 관한 추가의 세부와 함께, 도 1에 따른 카운터 트랙 조인트의 외측 조인트 부품을 종단면도로 도시한다.
도 7은 도 1에 따른 본 발명의 카운터 트랙 조인트에 대한 굴절 각도(β)의 함수로서, 제1 트랙 중심 선(A)의 각각의 트랙들의 제1 쌍의 접선 각도(α)의 곡선을 그래프로 도시한다.
도 8은 도 1에 따른 본 발명의 카운터 트랙 조인트에 대한 상이한 접선 각도(α)에 대한 케이지 텀블링 지수(CTI)의 곡선을 그래프로 도시한다.
도 9는 제2 실시예의 본 발명에 따른 카운터 트랙 조인트의 도면이다.

도 1 내지 도 4가 아래에서 함께 설명될 것이다. 도 1 내지 도 4는 카운터 트랙 조인트(11) 형태로 제공되는 본 발명의 등속 유니버설 조인트를 도시한다. 카운터 트랙 조인트(11)는 외측 조인트 부품(12), 내측 조인트 부품(13), 6개의 토크 전달 볼(14), 및 볼 케이지(15)를 포함한다. 볼 케이지(15)는 외측 조인트 부품 내에서 안내되는 구형 외측 면(16) 및 내측 조인트 부품 상에서 안내되는 구형 내측 케이지 면(17)을 포함한다. 볼 케이지(15)의 구형 외측 면(16)과 외측 조인트 부품(12)의 구형 내측 면 사이에, 소량의 유격이 제공된다. 이는 볼 케이지(15)의 구형 내측 면(17)과 내측 조인트 부품(13)의 구형 외측 면 사이의 표면들의 쌍에도 적용된다. 특히, 도 1c에서, 제1 표면 중심(M16) 및 제2 표면 중심(M17)은 각각 반대 방향들로의 중심 조인트 평면(EM)에 대한 축방향 거리(오프셋)를 포함하는 것을 볼 수 있다. 볼(14)은 중심 조인트 평면(EM) 내에서 볼 케이지(15) 내의 원주방향으로 분포된 케이지 창(18) 내에 유지된다. 외측 조인트 부품(12)에서, 종축(L12)이 도시되어 있고, 내측 조인트 부품(13)에서, 종축(L13)이 도시되어 있다. 종축(L12, L13)들과 중심 조인트 평면(EM)의 교차점은 조인트 중심(M)을 형성한다.

외측 조인트 부품(12)은, 예를 들어, 부착 저널로 변화할 수 있는 기부(19)와, 개구(20)를 포함한다. 내측 조인트 부품(13)은 토크를 전달하기 위해 구동 샤프트(24)의 저널을 회전 방향으로 고정된 방식으로, 삽입하는 것이 가능한 개구(21)를 포함한다. 또한, 기부의 위치는 "부착 단부를 향한" 축 방향을 표시하고, 개구(20) 단부의 위치는 "개구 단부를 향한" 축 방향을 표시한다. 상기 용어들은 또한 내측 조인트 부품에 관련되어 사용되고, 내측 조인트 부품(13)에 대한 샤프트의 실제 부착은 고려되지 않는다. 외측 조인트 부품이 기부 대신에, 특히 디스크 조인트 형태로, 부착 단부를 향해 개방되도록 설계될 수도 있음이 이해된다.

원주부 둘레에서, 토크 전달 제1 볼(14A)을 구비한 트랙들의 제1 쌍(22A, 23A) 및 토크 전달 제2 볼(14B)을 구비한 트랙들의 제2 쌍(22B, 23B)이 교대한다. 트랙들의 제1 쌍(22A, 23A)의 형상은 도 1b의 단면도의 상반부 내에서 볼 수 있고, 트랙들의 제2 쌍(22B, 23B)의 형상은 도 1b의 하반부 내에서 볼 수 있다. 제1 볼(14A)은 외측 조인트 부품의 제1 외측 볼 트랙(22A) 및 내측 조인트 부품의 제1 내측 볼 트랙(23A)과 접촉하고, 제1 볼(14A)들의 중심은 외측 및 내측 제1 볼 트랙(22A, 23A)을 따라 이동할 때, 제1 트랙 중심 선(A, A')을 각각 형성하고, 제2 볼(14B)들의 중심은 외측 및 내측 제2 볼 트랙(22B, 23B)을 따라 이동할 때, 제2 트랙 중심 선(B, B')을 각각 형성한다. 상기 트랙 중심 선(A, A', B, B')의 설계에 관한 추가의 세부사항이 아래에 주어질 것이다.

도시된 바와 같은 조인트의 정렬된 위치에서, 즉 외측 조인트 부품과 내측 조인트 부품이 동축으로 정렬되면, 볼(14A)에서의 접선(T22A, T23A)은 제1 트랙(22A, 23A)과의 접촉 지점 내에서 개방 각도(δA)를 형성하고, 개방 각도(δA)는 개구 단부를 향해 개방된다. 제2 볼(14B)은 외측 조인트 부품(12) 내의 외측 볼 트랙(22B) 내에서 그리고 내측 조인트 부품(13) 내의 내측 볼 트랙(23B) 내에서 안내된다. 볼(14B)은 볼 트랙의 트랙 기부 내에서 접촉하는 것으로 도시되어 있고, 이러한 접촉은 반드시 존재할 필요는 없다. 도시된 바와 같은 정렬된 위치에서, 제2 트랙(22B, 23B)과의 접촉 지점 내에서의 제2 볼(14B)에서의 접선(T22B, T23B)은 부착 단부를 향해 개방되는 제2 개방 각도(δB)를 형성한다. 제1 볼 트랙(22A, 23A)을 설명하기 위해, 또한 조인트의 각 운동 중의 볼 중심들의 합에 의해 형성되는 중심 선(A, A')들이 각각 참조되고, 볼 중심 선(A)은 개구 단부를 향해 확장하는, 외측 조인트 부품(12) 내의 제1 볼 트랙(22A) 내의 볼(14A)들의 볼 중심의 선을 형성하고, A'는 내측 조인트 부품(13) 내의 관련된 제1 볼 트랙(23A)의 볼 중심 선을 형성한다. 또한, 볼 중심 선(B)은 부착 단부를 향해 개방되는 외측 조인트 부품(12) 내의 제2 볼 트랙(22B) 내의 볼(14B)들의 볼 중심의 선을 형성하고, B'는 내측 조인트 부품(13) 내의 관련된 제2 볼 트랙(23B)의 볼 중심 선을 형성한다. 볼 중심 선(A, A', B, B')들이 볼 트랙들의 각각의 쌍에 의해 형성되므로, 이들은 트랙 중심 선 또는 단순히 중심 선으로 불릴 수도 있다.

도 1a, 도 2a, 및 도 3a에서 각각, 중심 선(A, B)을 구비한 트랙들의 각각의 쌍은 조인트를 통한 방사상 평면 내에 위치되고, 각각의 볼(14)은 볼 케이지(15) 내의 케이지 창(18)에 의해 수납되는 것을 볼 수 있다. 또한, 외측 조인트 부품(12) 및 내측 조인트 부품(13)의 제1 볼 트랙(22A,23A)은 각각 제2 볼 트랙(22B, 23B)에 직경방향으로 대향하여 위치되는 것을 볼 수 있다.

특히, 도 4c는 내측 구형 면(17)을 생성하기 위한 반경 중심(M17) 및 외측 구형 면(16)을 생성하기 위한 반경 중심(M16)이 서로에 대해 축방향 거리(오프셋)를 포함하는 점에서 형성되는 케이지 오프셋을 도시한다. 2개의 반경 중심(M16, M17)들은 중심 조인트 평면(EM)으로부터 반대 방향들로 이격되도록 배열된다. 케이지 오프셋의 결과로서, 트랙들의 제1 및 제2 쌍(22A, 23A; 22B, 23B)들의 후방 부분 내에서의 볼의 볼 감싸기(wrap)가 증가된다.

아래에서, 본 발명의 카운터 트랙 조인트, 특히 개구 단부를 향해 확장하는 트랙들의 제1 쌍(22A, 23A) 및 이들의 트랙 중심 선(A, A')의 설계의 추가의 세부가 주어질 것이다. 본 발명의 카운터 트랙 조인트 및 볼 트랙의 설계와 관련하여, 다음의 정의가 적용된다:

접선 각도(α)는 임의의 트랙 지점(P) 내에서의 각각의 외측 조인트 부품 및 내측 조인트 부품(13)의 트랙 중심 선(A, A')에서의 접선(T)과 각각의 외측 조인트 부품 및 내측 조인트 부품의 종축(L) 사이에 포함되는 각도를 정의한다.

조인트 굴절 각도(β)는 외측 조인트 부품의 종축(L12)과 내측 조인트 부품(13)의 종축(L13) 사이에 포함되는 각도를 정의한다. 정렬된 조인트 내에서, 조인트 굴절 각도(β)는 0이 된다.

트랙 굴절 각도(β/2)는 조인트 중심(M) 및 볼 중심을 통한 방사상 선과 중심 조인트 평면(EM)에 의해 포함되는 각도를 정의한다. 조인트의 모든 각 위치에서, 트랙 굴절 각도(β/2)는 항상 조인트 굴절 각도(β)의 절반이 된다.

원형 아치형 트랙 부분의 트랙 부분 각도(γ)는 균일한 반경(R)에서, 상기 원형 아치형 트랙 부분이 상기 반경(R)의 반경 중심(M) 주위에서 연장하는 각도를 정의한다.

개구부 개방 각도(δ)는 정렬된 조인트 내에서, 각각 제1 볼 트랙 및 제2 볼 트랙과의 접촉 지점 내에서의 볼들의 접선(T)들 사이에 포함되는 각도를 정의한다.

제어 각도(δ/2)는 정렬된 조인트 내에서, 각각의 볼 트랙 중심 선에서의 볼 중심 내에 제공되는 접선, 및 외측 조인트 부품의 관련된 종축(L)에 의해 포함되는, 관련된 내측 조인트 부품의 각각의 각도를 정의한다. 제어 각도(δ/2)는 개구부 개방 각도(δ)의 절반과 동일하다.

중심 평면(EM)은 정렬된 조인트 내에서의 토크 전달 볼(14)들의 볼 중심에 의해 형성된다.

오프셋 평면(EA)은 중심 조인트 평면(EM)에 대해 평행하게 연장하며 개구 단부를 향해 개방되는 제1 볼 트랙 중심 선(A)의 중심 부분(A1)의 반경 중심(MA1)을 포함하는 평면에 의해 형성된다.

오프셋 평면(EB)은 중심 조인트 평면(EM)에 대해 평행하게 연장하며 부착 단부를 향해 개방되는 제2 볼 트랙 중심 선(B)의 중심 부분(B2)의 반경 중심(MB2)을 포함하는 평면에 의해 형성된다.

외측 조인트 부품(12)의 제1 볼 트랙 중심 선(A)에 대한 기준 반경(RRA)은 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12) 상의 반경 중심(MRA)과 제1 트랙 중심 선(A) 및 중심 조인트 평면(EM)의 중심 평면 교차점(PEA) 사이에 형성되고, 반경 중심(MRA)은 종축(L12)과, 상기 중심 평면 교차점(PEA)을 통해 그리고 중심 평면 교차점(PEA) 내의 제1 트랙 중심 선(A) 상의 접선에 대해 직교하여 이어지는 선의 교차점 내에 위치된다.

제1 트랙 중심 선(A)에 대한 제1 기준 반경(RRA)은 제1 기준 아치(CRA)를 형성한다.

외측 조인트 부품(12)의 제2 볼 트랙 중심 선(B)에 대한 기준 반경(RRB)은 반경 중심(MRB)과, 제2 트랙 중심 선(B) 및 중심 조인트 평면(EM)의 중심 평면 교차점(PEB) 사이에 형성되고, 제2 기준 반경(RRB)의 반경 중심(MRB)은 트랙 중심 선(B)이 상기 중심 평면 교차점(PEB)에서 갖는 반경의 반경 중심과 동일하다.

제2 트랙 중심 선(B)에 대한 제2 기준 반경(RRB)은 제2 기준 아치(CRB)를 형성한다.

아래에서, 도 5a 및 도 5b의 설명이 이어질 것이다.

도 5a는 외측 조인트 부품(12)을 그의 트랙 중심 선(A) 및 그의 트랙 중심 선(B)과 함께 도시한다. 개구 단부를 향해 확장하는 외측 조인트 부품(12)의 볼 트랙(22A)의 트랙 중심 선(A)은 개구 단부로부터 시작하여 부착 단부를 향해 주어진 순서로, 외측 조인트 부품의 개구 단부로부터 중심 조인트 평면(EM)까지 그리고 그를 넘어 연장하는 제1 만곡 부분(A1); 제1 부분(1)과 연속적으로 연접하는 제2 만곡 부분(A2); 및 제2 부분(A2)과 접선식으로 연접하는 제3 부분(A3)을 포함한다. 제3 부분(A3)은 직선이고, 제1 볼 트랙(A)의 단부 부분을 형성한다. 본 발명에 따르면, 제1 트랙 중심 선(A)은 중심 조인트 평면(EM)으로부터 부착 단부를 향한 방향으로, 적어도 일부에 의해, 제1 기준 반경(RRA)의 방사상 내부에서 연장하는 것이 제안되고, 이는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다. 기준 반경(RRA) 내부에서 연장하는 상기 일부 부분은 적어도 트랙 중심 선(A)의 제2 만곡 부분(A2) 및 제3 직선 부분(A3)을 포함한다. 이러한 경우에, 제1 부분(A1)은 기준 반경(RRA)과 동일하지만; 제1 부분(A1)이 상기 기준 반경(RRA)의 방사상 외부에서 적어도 부분적으로 연장하는 것도 생각할 수 있다.

개별 부분(A1, A2, A3)들은 그들의 상이한 곡률 및 반경을 특징으로 한다. 제1 트랙 중심 선(A)의 제1 만곡 부분(A1)은 제1 중심(MA1) 주위에서 길이를 따라 균일한 제1 반경(RA1)을 구비한 원형 아치를 포함한다. 제1 중심(MA1)은 중심 조인트 평면(EM)에 대해 축방향으로 오프셋되고, 따라서 오프셋 평면(EA)을 형성한다. 중심 만곡 부분(A1)은 적어도 4°, 특히 대략 5°의 조인트 중심(M) 주위에서의 각도 범위에 걸쳐 적어도 조인트 중심 평면(EM)까지 그리고 그를 넘어 부착 단부를 향해 연장한다. 제1 중심 만곡 부분(A1)은 제1 오프셋 평면(EA)으로부터 시작하여, 제1 중심(MA1) 주위에서 바람직하게는 16° 초과 및 18° 미만의 트랙 부분 각도(γA1)만큼 부착 단부를 향해 연장한다. 제1 중심(MA1)은 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12) 상에 위치되는 것을 볼 수 있다. 그러한 범위까지, 제1 반경(RA1)은 제1 기준 반경(RRA)에 대응한다. 그러나, 제1 반경이 기준 반경(RRA)보다 더 작거나 더 큰 것도 생각할 수 있고, 이는 반경 중심의 방사상 오프셋에 의해 달성될 수 있다.

제1 부분(A1)과 연속적으로 연접하는 제2 부분(A2)은 제2 중심(MA2) 주위에서 길이를 따라 균일한 제2 반경(RA2)을 구비한 원형 아치에 의해 형성된다. 제2 부분(A2)에 대한 제2 중심(MA2)은 외측 조인트 부품의 종축(L12)에 대해, 제1 볼 트랙 중심 선(A)을 향한 방사상 오프셋을 포함하고, 중심 조인트 평면(EM)에 대해, 개구 단부를 향한 축방향 오프셋을 포함한다. 따라서, 후방 만곡 부분(A2)의 제2 반경(RA2)은 중심 부분(A1)의 반경(RA1)보다 더 작다. 제2 반경(R2)은 바람직하게는 제1 반경(R1)의 0.5 내지 0.75배이다. 부착 단부에서의 중심 제1 부분(A1)과 제2 부분(A2) 사이에, 전이점(PA12)이 형성되고, 부착 단부에서의 제2 부분(A2)의 원형 아치는 전이점(PA12)으로부터 시작하여, 부착 단부를 향해 바람직하게는 25° 초과 및 27° 미만의 제2 트랙 부분 각도(γA2)만큼 연장한다.

만곡된 제2 부분(A2)은 직선 제3 부분(A3)에 의해 접선식으로 연접되고, 전이점(PA23)이 상기 트랙 부분(A2, A3)들 사이에 형성된다. 직선 제3 부분(A3)은 부착 단부를 향한 제1 볼 트랙 중심 선(A)의 트랙 진출부를 형성한다.

아래에서, 부착 단부를 향해 개방되는, 외측 조인트 부품(12)의 제2 볼 트랙 중심 선(B)의 설계의 설명이 이어질 것이다.

외측 조인트 부품(12)의 개구 단부로부터 부착 단부(19)를 향해 시작하여, 트랙 중심 선(B)은 제1 직선 부분(B1), 중심(MB2) 주위에서의 반경(RB2)을 구비한만곡된 제2 부분(B2), 더 작은 제3 반경(RB3)을 구비한 연접하는 만곡된 제3 부분(B3), 및 부착 단부에서의 직선 단부 부분(B4)을 포함한다. 중심 만곡 부분(B2)은 원형 아치 형태로 제공되고, 반경 중심(MB2)은 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12)에 대해, 제2 트랙 중심 선(B)으로부터의 방사상 오프셋을 포함하는 것을 볼 수 있다. 제2 트랙 중심 선(B)의 제2 중심 부분(B2)의 중심(MB2)은 부착 단부(19)를 향하여 중심 조인트 평면(EM)에 대해, 축방향 오프셋을 포함한다. 제2 트랙 중심 선(B)의 중심 부분(B2)의 중심(MB2)의 축방향 오프셋은 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 부분(A1)의 중심(MA1)의 축방향 오프셋에 대응한다. 오프셋 평면(EB)은 중심 평면(EM)에 대해 평행하게 연장하며 제2 트랙 중심 선(B)의 중심 만곡 부분(B2)의 중심(MB2)을 포함하는 평면에 의해 형성된다.

부착 단부를 향해 제2 부분(B2)과 연속적으로 연접하는 후방 만곡 제3 부분(B3) 또한 원형 아치 형태로 제공된다. 그러나, 상기 제3 부분에 대한 반경(RB3)은 제2 부분(B2)에 대한 반경(RB2)보다 상당히 더 작다. 또한, 반경 중심(MB3)은 외측 조인트 부품(12)의 종축(R12)에 대해, 제2 트랙 중심 선(B)을 향한 방사상 오프셋을 포함한다. 이러한 실시예는 만곡된 제3 부분(B3)이, 방사상 외부로부터, 중심 조인트 평면(EM)으로부터 부착 단부를 향한 경로 내에서, 제2 기준 반경(RRB)에 의해 형성되며, 상기 기준 아치(CRB)의 방사상 내부에서 각각 적어도 대부분에 대해 적어도 그의 후방 부분에 의해 이어지는 제2 기준 아치(CRB)와 교차하는 것을 보장한다. 또한, 만곡된 제3 부분과 접선식으로 연접하는 직선 단부 부분(B4)은 바람직하게는 상기 기준 아치(CRB)의 방사상 내부에서 이어진다. 이와 대조적으로, 중심 부분(B2)은 제2 기준 반경(RRB)에 의해 형성된 기준 아치(CRB)의 방사상 외부에 위치된다.

제1 부분(B1)과 제2 부분(B2) 사이에, 제2 부분(B2)의 곡률이 제1 부분(B1) 내로 접선식으로 변화하는 전이점(PB12)이 형성된다. 또한, 제2 부분(B2)과 후방 제3 부분(B3) 사이에, 제2 반경(RB2)의 곡률이 제3 반경(RAB3)의 곡률로 연속적으로 변화하는 전이점(PB23)이 형성된다. 제2 부분은 12° 와 13° 사이의 범위인 트랙 부분 각도(γB2)만큼 연장한다. 제3 부분(B3)은 대략 33° 내지 34°의 반경 중심(MB3) 주위에서의 트랙 부분 각도(γB3)만큼 연장한다. 제3 부분(B3)과 제4 부분(B4) 사이의 전이점은 도면 부호(PB34)가 주어져 있다.

도 5b는 볼 트랙(23A, 23B)을 통한 종단면에서의 본 발명의 카운터 트랙 조인트(11)의 내측 조인트 부품(13)을 도시한다. 개구 단부를 향해 확장하는 제1 볼 트랙(23A)은 제1 트랙 중심 선(A')을 형성하고, 부착 단부를 향해 확장하는 제2 볼 트랙(B')은 내측 조인트 부품의 제2 트랙 중심 선(B')을 형성한다.

내측 조인트 부품(13)의 제1 볼 트랙 중심 선(A')은 외측 조인트 부품(12)의 제1 볼 트랙 중심 선(A)에 대해 상보적이고, 이는 내측 조인트 부품(13)의 볼 트랙 중심 선(A')이 중심 조인트 평면(EM)에 관련하여 외측 조인트 부품(12)의 볼 트랙 중심 선(A)에 대해 거울상 대칭임을 의미한다. 따라서, 조인트 내측 부품(13)의 제2 볼 트랙 중심 선(B')은 외측 조인트 부품(12)의 제2 볼 트랙 중심 선(B)에 대해 상보적이고, 이는 내측 조인트 부품(13)의 제2 트랙 중심 선(B')이 중심 조인트 평면(EM)에 관련하여 외측 조인트 부품(12)의 조인트 트랙 중심 선(B)에 대해 거울상 대칭임을 의미한다.

그러므로, 내측 조인트 부품(13)의 제1 및 제2 볼 트랙 중심 선(A', B')에 의해 취해지는 경로에 관한 임의의 반복을 피하기 위해, 외측 조인트 부품(12)의 설명과 관련하여 상기 및 하기에서 이루어지는 설명을 참조한다.

도 6a 및 도 6b는 개구 단부를 향해 확장하는 외측 조인트 부품(12)의 제1 볼 트랙(22A)의 트랙 형상에 관한 추가의 세부 사항을 도시한다. 도 6a는 반경 중심(MRA)이 외측 조인트 부품의 종축(L12) 상에 위치되는, 중심 조인트 평면(EM) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 제1 기준 반경(RRA)을 도시한다. 반경 중심(MRA)은 중심 조인트 평면(EM) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 접선(TMA) 상의 법선의 종축(L12)과의 교차점에 의해 형성된다. 중심 평면 교차점(PEA)이 트랙 중심 선(A)과 조인트 중심 평면(EM) 사이에 형성되고, 상기 접선(TMA)은 상기 조인트 중심 평면 교차점(PEA)을 통해 이어진다. 또한, 제1 트랙 중심 선(A)은 제1 부분(A1)과 제2 부분(A2) 사이의 전이점(PA12)으로부터 부착 단부를 향해, 상기 제1 기준 반경(RRA)에 의해 형성된 제1 기준 아치(CRA)의 방사상 내부에서 부착 단부를 향해 제1 부분(A1)과 제2 부분(A2) 사이에서 연장하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 후방 부분 내의 외측 조인트 부품의 제1 볼 트랙(22A)의 트랙 기부는 트랙 중심 선(A)의 기준 아치(CRA)에 대해 평행하게 연장하는 대응하는 기준 아치(CR22A)에서 방사상 내측으로 이동한다. 따라서, 상기 후방 부분(A2, A3) 내에서, 각각 트랙 중심 선(A) 및 트랙 기부에서 제공되는 접선의 상대적으로 큰 접선 각도(α)가 달성된다. 특히, 본 발명에 따른 접선 각도(α)는 균일한 반경을 구비한 볼 트랙이 부착 단부를 향해 중심 트랙 평면으로부터 연속되는 경우보다 더 크다. 증가된 접선 각도(α)는 상기 제1 볼 트랙(22A, 23A) 내의 볼(14A)로부터 볼 케이지(15) 내로의 증가된 힘의 도입으로 이어지고, 이는 결과적으로 바람직하지 않은 소음을 덜 발생시키면서, 각도 양분 평면 상으로 더 효과적으로 제어될 수 있다.

또한, 외측 조인트 부품은 중심 조인트 평면(EM) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서 접선(TMA)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 상기 접선(TMA)과 종축(L12) 사이에서 그리고 접선(TMA) 상의 법선과 외측 조인트 부품(12)의 오프셋 평면(EA) 사이에서, 제1 제어 각도(δA/2)가 형성된다. 중심 조인트 평면(EM) 내의 제2 트랙 중심 선(B)은 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12)과 함께, 제2 제어 각도(δB/2)를 포함하는 제2 접선(TMB)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 제1 트랙 중심 선(A)의 제1 제어 각도(δA/2)는 제2 트랙 중심 선(B)의 제2 제어 각도(δB/2)보다 더 크다. 특히, 개구 단부를 향해 확장하는 제1 트랙 중심 선(A)의 제어 각도(δA/2)는 9° 초과 및 특히 13° 미만인 것이 제안된다. 부착 단부를 향해 확장하는 트랙 중심 선(B)의 제어 각도(δB/2)는 바람직하게는 8° 미만 및 특히 6° 초과이다.

도 6b로부터 특히 명백한 바와 같이, 외측 조인트 부품(12)의 제1 트랙 중심 선(A)의 후방 제2 부분(A2)은 트랙 지점(P1) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 접선(T1)과 외측 조인트 부품의 종축(L12) 사이에 포함되는 제1 접선 각도(α1)가 28°와 38° 사이의 값, 특히 33°가 되도록 설계된다. 내측 조인트 부품(13)이 30°만큼 외측 조인트 부품(12)에 대해 굴절되면, 트랙 지점(P1)은 제1 트랙 중심 선(A) 내의 볼 중심의 위치에 의해 형성되거나, 또는 바꾸어 말하면, 트랙 지점(P1)은 제1 트랙 중심 선(A)과, 중심 조인트 평면(EM)과의 15°의 각도를 포함하는 조인트 중심(M)을 통한 직선의 교차점에 의해 형성된다.

또한, 트랙 지점(P2) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 제2 접선(T2)과 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12) 사이에 포함되는 제2 접선 각도(α2)는 36°와 46° 사이의 값, 특히 대략 40°가 되는 것을 볼 수 있다. 제2 트랙 지점(P2)은 내측 조인트 부품(13)이 40°만큼 외측 부품(12)에 대해 굴절되었을 때의 제1 트랙 중심 선(A) 내의 볼 중심의 위치에 위해 형성된다. 또는, 바꾸어 말하면, 제2 트랙 지점(P2)은 제1 트랙 중심 선(A)과, 중심 조인트 평면(EM)과의 20°의 각도를 포함하는 조인트 중심(M)을 통한 직선의 교차점에 의해 형성된다.

후방 곡선 부분(A2)과 후방 직선 부분(A3) 내의 큰 접선 각도(α)는 상기 제1 볼 트랙(22A, 23A) 내의 볼(14A)로부터 볼 케이지(15) 내로의 개선된 힘의 도입을 이루고, 이는 그러므로 바람직하지 않은 소음이 덜 발생되면서, 각도 양분 평면 상으로 더 쉽게 제어될 수 있다.

후방 부분(A2, A3) 내의 큰 접선 각도(α)는 또한 도시된 트랙 형상 이외의 수단에 의해 달성될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 제2 후방 부분(A2)은 타원, 나선형, 또는 포물선 형상과 같은, 원형 아치에서 벗어난 형상을 가질 수 있다. 제3 부분(A3)이 직선에서 벗어난 형상, 즉 곡률을 포함하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 임의의 경우에, 제1 볼 트랙 중심 선(A)이 부분(A1, A2, A3)에 대해 설명된 형상 이외의 형상을 갖더라도, 후방 부분은 제1 기준 반경(RRA)의 방사상 내부에서 연장하고, 결과적으로, 길이를 따라 균일한 반경을 구비한 볼 트랙을 갖는 경우에서보다 종축과의 더 큰 접선 각도(α)를 포함한다.

도 7은 종래 기술로부터 공지된 조인트와 비교한, 도 1에 따른 본 발명의 카운터 트랙 조인트(11)에 대한 굴절 각도(β)의 함수로서 제1 트랙 쌍(22A, 23A)의 접선 각도(α)에 의해 취해지는 경로를 그래프로 도시한다. 도 7은 3개의 조인트에 대해 0° 내지 대략 45°까지의 굴절 각도(β)의 함수로서 각도(α)에 의해 취해지는 경로를 도시한다. 상부 점선(SX6)은 도 1에 따른 본 발명의 조인트(11)에 대한 굴절 각도(β)의 함수로서 접선 각도(α)에 의해 취해지는 경로를 나타낸다. 다른 한편으로, 연속선(AC)은 소위 AC 조인트에 대한 굴절 각도의 함수로서의 접선 각도(α)를 포함한다. 가장 평탄한 선인 일점 쇄선(SX8)은 타입(SX8)의 8개의 볼을 구비한 카운터 트랙 조인트에 대한 굴절 각도(β)의 함수로서의 접선 각도(α)의 비율을 도시한다.

비교 목적으로 사용되는 AC 조인트는 서로에 대해 균일한 설계인 볼 트랙들을 포함한다. 전체 길이를 따라, 볼 트랙들은 각각 내측 조인트 부품 및 외측 조인트 부품의 종축 상에 위치된 반경 중심 주위에서 연속적으로 균일한 반경을 포함한다.

비교 목적으로 또한 사용되는 SX8 조인트는 WO 2008/043384 A1호의 도 5에 도시된 바와 같은 카운터 트랙 조인트이다. 상기 카운터 트랙 조인트의 후방 부분 내에서, 개구 단부를 향해 확장하는 외측 조인트 부품의 볼 트랙은 중심 부분의 반경에 비해 증가된 반경을 포함한다.

도 7에서, 30° 및 40°의 굴절 각도에 대해, 굴절 각도(β)의 함수로서의 접선 각도(α)의 연장선과의 교차점 내에서, 30° 및 40°의 상기 구체적인 굴절 각도에 대한 접선 각도(α)를 제공하는 구체적인 교차점이 형성된다.

계속하여 대략 10°의 굴절 각도로부터, 본 발명의 카운터 트랙 조인트(11)에 대한 접선 각도(α)에 의해 취해지는 경로는 각각 종래 기술의 AC 조인트 및 SX8 조인트에 대한 각각의 접선 각도보다 더 가파르다. 30°의 굴절 각도에서, 대략 33°의 구체적인 접선 각도(α)가 본 발명의 조인트에 대해 얻어진다. 다른 한편으로, AC 조인트에 대한 접선 각도는 단지 대략 23°가 되고, SX8 조인트에 대한 접선 각도(α)는 대략 19°가 된다.

40°의 굴절 각도에서, 본 발명의 SX6 조인트에 대한 접선 각도(α)는 대략 40°가 되고, 종래 기술의 AC 조인트에 대한 대략 28° 및 SX8 조인트에 대한 대략 22°의 각각의 접선 각도(α)는 확실히 더 작다.

굴절 각도의 함수로서의 접선 각도(α)의 증가는 트랙들의 제1 쌍(22A, 23A) 및 기준 반경(RRA, RRA') 내부에서 연장하는 제1 볼 트랙 중심 선(A, A')의 본 발명의 설계에 의해 달성된다.

전반적으로, 도 7의 그래프는 10°로부터 계속되는 굴절 각도들에 대한 접선 각도(α)가 종래 기술의 AC 조인트 및 SX8 조인트의 경우에서보다 명확히 더 크다는 것을 보여준다. 이러한 조치는 도 8과 관련하여 더 상세하게 설명될, 볼 케이지(15)의 개선된 케이지 제어를 보장한다.

도 8은 정의된 굴절 각도(β)에서의 접선 각도(α)의 함수로서의 케이지 텀블링 지수(CTI)의 곡선을 그래프로 도시한다. 그래프는 더 큰 접선 각도(α)에 대한 CTI가 명확하게 감소함을 도시한다. 특히, 30°의 굴절 각도 및 대략 26°의 접선 각도에서, 본 발명의 카운터 트랙 조인트에 대한 케이지 텀블링 지수(CTI)는 0.1 아래이다. 28° 내지 34°의 더 큰 접선 각도의 경우에, 케이지 텀블링 지수(CTI)는 0.05 아래이다. 30°의 굴절 각도(β)에서의 케이지 텀블링 지수(CTI)와 접선 각도(α) 사이의 관계가 점선에 의해 도시되어 있다.

40°의 굴절 각도에 대한 각각의 관계가 일점 쇄선에 의해 도시되어 있다. 33°의 접선 각도(α)에서, 0.1 미만의 케이지 텀블링 지수가 이미 달성되어 있음을 볼 수 있다. 더 큰 접선 각도(α)에서, 즉 종축(L12, L13)을 향한 트랙들의 제1 쌍(22A, 23A)의 더 큰 곡률에서, 0.07 미만의 훨씬 더 작은 케이지 텀블링 지수(CTI)가 달성된다.

30°의 조인트 굴절 각도(β)에서의 제1 트랙 중심 선(A, A')에 대한 접선 각도(α)가 28°와 38° 사이의 범위이고, 40°의 조인트 굴절 각도(β)에서의 접선 각도(α)가 36°와 46° 사이의 범위가 되는 방식으로, 트랙 중심 선(A, A')이 설계되는 것이 특히 유리하다. 중간 굴절 각도에 대한 유리한 값들은 내삽에 의해 달성된다. 주어진 범위는 특히 6개의 볼을 구비한 카운터 트랙 조인트에 적용되고, 이는 케이지를 제어하는 더 적은 개수의 볼로 인해, 개선된 힘의 도입이 유리하기 때문이다. 8개의 볼을 구비한 카운터 트랙 조인트에서, 주어진 굴절 각도(β)에서의 접선 각도(α)에 대한 상기 범위는, 예를 들어, 2°만큼 감소되어, 약간 더 작을 수 있다.

도 8에 따른 시뮬레이션 및 그래프는 트랙 중심 선(A, A')의 후방 범위 내의 접선 각도(α)가 큰 굴절 각도에서의 케이지 제어에 확실히 영향을 주는 것, 즉 접선 각도(α)가 클수록, 케이지 모멘트는 더 잘 균형잡히는 것을 입증한다. 반대도 가능하며, CTI 지수가 클수록, 케이지 균형은 더 악화된다. CTI 지수는 낮은 온도에서도, 카운터 트랙 조인트가 특히 큰 굴절 각도에서, 신뢰할 수 있는 케이지 제어 및 낮은 소음 수준을 특징으로 하는 것을 보장하기 위해, 0.1 미만이어야 한다.

도 9는 다른 실시예에 따른 본 발명의 카운터 트랙 조인트를 축방향 도면으로 도시한다. 이러한 조인트는 도 1 내지 도 6에 따른 카운터 트랙 조인트에 실질적으로 대응하여, 공통적인 특징에 관하여, 상기 설명이 참조될 수 있고, 동일한 부분은 동일한 도면 부호가 주어진다. 차이점은 본 실시예에서 8개인, 각각의 볼 트랙의 토크 전달 볼의 개수에만 존재한다. 개구 측면을 향해 개방되며 제1 트랙 중심 선(A)을 형성하는 트랙들의 제1 쌍(22A, 23A), 및 부착 측면을 향해 개방되며 제2 트랙 중심 선(B)을 형성하는 트랙들의 제2 쌍(22B, 23B)이 원주부에 걸쳐 교대하도록 배열된다. 총 8개의 볼 개수로 인해, 결과는 각각의 경우에, 트랙들의 2개의 제1 쌍(22A, 23A) 및 트랙들의 2개의 제2 쌍(22B, 23B)이 서로에 대해 직경방향으로 대향하여 배열되는 것이다. 본 실시예의 각각의 제1 볼 트랙(22A, 23A) 및 트랙 중심 선(A)의 설계는 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예의 각각의 제1 볼 트랙(22A, 23A) 및 제1 트랙 중심 선(A)과 대응한다. 이는 제2 볼 트랙(22B, 23B) 및 제2 트랙 중심 선(B)에도 적용된다. 또한, 도 1 내지 도 6에 따른 실시예와 관련하여 언급된 다른 특징들과, 도 7 및 도 8과 관련하여 설명된 각각의 장점은 또한 8개의 볼을 갖는 본 카운터 트랙 조인트에도 적용되어, 이와 관련하여, 상기 설명이 참조될 수 있다.

도 1 내지 도 6에 따른 6개의 볼을 구비한 본 발명의 카운터 트랙 조인트 또는 도 9에 따른 8개의 볼을 구비한 본 발명의 카운터 트랙 조인트는 개별 파라미터들 사이의 다음의 관계, 각각 개별 파라미터에 대한 다음의 비율이 관찰되면, 47° 미만의 굴절 각도에 대해 특히 최적화된다.

0.26 < DZ/DO < 0.34

0.27 < PCDS/DO < 0.33

1.31 < PCDS/DB < 1.51

2.7 < PCD/DB < 3.8

2.2 < PCD/PCDS < 2.5

2.2 < PCD/DZ < 2.7

0.2 < OFC/OFA < 0.5

1.2 < HB/HA < 3.5

1.3 < PCDS/LF < 1.8

0.01 < ORC < 0.2

0.01 < IRC < 0.2

W > 2.5mm

-0.02mm < SKR < +0.05mm

-0.04mm < SKF < +0.04mm

상기 관계에서, 사용된 파라미터들은 다음의 의미를 갖는다:

DZ: 조인트가 굴절되었을 때 외측 조인트 부품과 접촉할 수 있는 영역 내의 저널의 외경

DO: 외측 조인트 부품의 외경

PCD: 볼들의 피치 원 직경

PCDS: 샤프트 스플라인의 피치 원 직경

DB: 볼 직경

OFA: 개구 단부를 향해 개방된 트랙(A)에 대한 볼 트랙 오프셋

OFC: 케이지 오프셋

ORC: 외측 조인트 부품과 볼 케이지 사이의 방사상 유격

IRC: 내측 조인트 부품과 볼 케이지 사이의 방사상 유격

HA: 제1 볼 트랙(외측 조인트 부품)의 언더컷

HB: 제2 볼 트랙(외측 조인트 부품)의 언더컷

LF: 기능적 길이, 즉 조인트가 47°의 각도만큼 굴절되었을 때, 내측 조인트 부품 내의 볼에 의해 덮이는 축방향 거리

W: 가장 깊은 트랙 기부와 외측 조인트 부품의 외측 면 사이의 방사상 두께

SKR: 볼 트랙 내의 방사상 볼 유격

SKF: 케이지 창 내의 볼 유격

조인트의 최대 굴절을 위해, 볼이 볼 케이지의 케이지 창의 외부로 이동하는 것이 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 0.5mm까지의 각각의 케이지 창 외부로의 볼의 최대 이동이 가능하다. 볼 주위에서의 볼 트랙의 최소 감싸기 각도는 바람직하게는 외측 조인트 부품에 대해 40°를 초과하고, 바람직하게는 내측 조인트 부품에 대해 45°를 초과한다.

언급된 값 및 비율은 각각 특히 47°의 최대 굴절 각도를 갖는 6개 또는 8개의 토크 전달 볼을 구비한 카운터 트랙 조인트에 대해 적용된다. 그러나, 본 발명에 따른 카운터 트랙 조인트는 임의의 다른 최대 굴절 각도를 구비하여 설계될 수 있고, 특히 40°와 52° 사이의 최대 굴절 각도가 고려될 수 있음이 이해된다. 40° 내지 52°의 이러한 굴절 각도에 대해, 위에서 언급된 값 및 비율이 각각 그에 따라 적응된다.

11: 카운터 트랙 조인트
12: 외측 조인트 부품
13: 내측 조인트 부품
14: 볼
15: 볼 케이지
16: 외측 구형 면
17: 내측 구형 면
18: 창
19: 부착 단부
20: 개구 단부
21: 개구
22: 외측 볼 트랙
23: 내측 볼 트랙
A: 제1 중심 선(외측 조인트 부품)
A': 제1 중심 선(내측 조인트 부품)
A1, A2, A3: 부분
CRA: 기준 아치
RA1, RA2: 반경
RRA: 기준 반경(제1 중심 선)
MA1, MA2: 중심
MRA: 기준 반경(RRA)의 중심
M: 조인트 중심
EM: 중심 조인트 평면
B: 제2 중심 선(외측 조인트 부품)
B': 제2 중심 선(내측 조인트 부품)
B1, B2, B3, B4: 부분
RB2, RB3: 반경
MB2, MB3: 중심
RRB: 기준 반경(제2 중심 선)
P: 트랙 지점
T: 접선
EA: 제1 오프셋 평면
EB: 제2 오프셋 평면
α: 접선 각도
β: 조인트 굴절 각도
γ: 트랙 부분 각도
δ: 개구부 개방 각도

Claims

카운터 트랙 조인트이며,
종축(L12)과, 서로에 대해 축방향으로 대향되는 부착 단부 및 개구 단부를 포함하고, 제1 외측 볼 트랙(22A) 및 제2 외측 볼 트랙(22B)을 또한 포함하는, 외측 조인트 부품(12); 및
종축(L13)과, 외측 조인트 부품(12)의 개구 단부를 향하는 샤프트를 위한 부착 수단을 포함하고, 제1 내측 볼 트랙(23A) 및 제2 내측 볼 트랙(23B)을 또한 포함하는, 내측 조인트 부품(13)
트랙들의 각각의 제1 쌍(22A, 23A) 및 트랙들의 각각의 제2 쌍(22B, 23B) 내의 토크 전달 볼(14A, 14B); 및
외측 조인트 부품(12)과 내측 조인트 부품(13) 사이에 배열되고, 토크 전달 볼(14)들 중 적어도 하나를 각각 수용하는 원주방향으로 분포된 케이지 창(18)을 포함하는 환상 볼 케이지(15)
를 포함하고,
제1 외측 볼 트랙(22A) 및 제1 내측 볼 트랙(23A)은 함께, 카운터 트랙 조인트가 정렬된 위치에 있을 때, 외측 조인트 부품(12)의 개구 단부를 향해 확장하는 트랙들의 제1 쌍(22A, 23A)을 형성하고;
제2 외측 볼 트랙(22B) 및 제2 내측 볼 트랙(23B)은 함께, 카운터 트랙 조인트가 정렬된 상태에 있을 때, 외측 조인트 부품(12)의 부착 단부를 향해 확장하는 트랙들의 제2 쌍(22B, 23B)을 형성하고;
내측 조인트 부품(13) 및 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12, L13)들이 동축으로 정렬되면, 볼(14)은 중심 조인트 평면(EM) 상에서 볼 케이지(15)에 의해 유지되고, 외측 조인트 부품(12)에 대한 내측 조인트 부품(13)의 각 운동의 경우에, 볼(14)은 종축(L12, L13)들 사이의 각도 양분 평면 상으로 안내되고;
제1 볼 트랙(22A, 23A)의 볼(14A)들의 중심은 상기 볼들이 외측 및 내측 제1 볼 트랙(22A, 23A)을 따라 이동될 때, 각각 제1 트랙 중심 선(A, A')을 형성하고,
제2 볼 트랙(22B, 23B)의 볼(14B)들의 중심은 상기 볼들이 외측 및 내측 제2 볼 트랙(22B, 23B)을 따라 이동될 때, 제2 트랙 중심 선(B, B')을 형성하고,
제1 기준 반경(RRA)이 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12) 상의 반경 중심(MRA)과 제1 트랙 중심 선(A) 및 중심 조인트 평면(EM)의 중심 평면 교차점(PEA) 사이에 형성되고, 반경 중심(MRA)은 종축(L12)과, 상기 중심 평면 교차점(PEA)을 통해 이어지며 상기 중심 평면 교차점(PEA) 내의 제1 트랙 중심 선(A) 상의 접선(TMA)에 대해 직교하는 선의 교차부에 위치되고,
중심 조인트 평면(EM)으로부터 부착 단부를 향한 방향으로, 제1 트랙 중심 선(A)의 적어도 일 부분은 상기 제1 기준 반경(RRA)에 의해 형성된 기준 아치(CRA)의 방사상 내부에서 연장하는, 카운터 트랙 조인트.
제1항에 있어서, 제1 트랙 중심 선(A)은 조인트 중심 평면(EM)에 대한 조인트 중심(M) 주위에서, 적어도 8°의 각도로부터 시작하여, 부착 단부를 향해 상기 제1 기준 아치(CRA)의 방사상 내부에서 연장하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 트랙 중심 선(A)과 중심 조인트 평면(EM)과의 15°의 각도를 포함하는 조인트 중심(M)을 통한 직선 사이의 교차부 내에서, 제1 후방 중심 선 지점(P1)이 형성되고,
외측 조인트 부품(12) 내에서, 제1 트랙 중심 선(A)의 후방 부분(A2)은 상기 제1 후방 중심 선 지점(P1) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 제1 접선(T1)과 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12) 사이에 포함되는 제1 접선 각도(α1)가 28°와 38° 사이의 범위가 되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 트랙 중심 선(A)과 중심 조인트 평면(EM)과의 20°의 각도를 포함하는 조인트 중심(M)을 통한 직선 사이의 교차부 내에서, 제2 후방 중심 선 지점(P2)이 형성되고,
외측 조인트 부품(12) 내에서, 제1 트랙 중심 선(A)의 후방 부분(A2)은 상기 제2 후방 중심 선 지점(P2) 내의 제1 트랙 중심 선(A)에서의 제2 접선(T2)과 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12) 사이에 포함되는 제2 접선 각도(α2)가 36°와 46° 사이의 범위가 되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 조인트 부품(12)의 제1 트랙 중심 선(A)은 중심 조인트 평면(EM)의 영역 내에서, 제1 곡률을 구비한 중심 만곡 부분(A1) - 중심 만곡 부분(A1)은 조인트 중심(M)에 대해, 중심 조인트 평면(EM) 주위에서 적어도 ±3°의 각도 영역 내에서 연장함 -, 및 제2 곡률을 구비한 후방 만곡 부분(A2) - 후방 만곡 부분(A2)은 부착 단부를 향해 중심 만곡 부분(A1)과 연접함 - 을 포함하고,
후방 만곡 부분(A2)의 제2 곡률은 중심 만곡 부분(A1)의 제1 곡률보다 더 큰 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)은 중심(MA1) 주위에서의 반경(RA1)을 구비한 원형 아치에 의해 형성되고,
제1 트랙 중심 선(A)의 후방 만곡 부분(A2)은 제2 중심(MA2) 주위에서의 제2 반경(RA2)을 구비한 원형 아치에 의해 형성되고,
후방 만곡 부분(A2)의 제2 반경(RA2)은 중심 만곡 부분(A1)의 제1 반경(RA1)보다 더 작은 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제6항에 있어서, 외측 조인트 부품(12) 내에서, 후방 만곡 부분(A2)의 원형 아치의 중심(MA2)은 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12)에 대한 방사상 오프셋과 중심 조인트 평면(EM)에 대한 축방향 오프셋 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 조인트 부품(12)의 제1 트랙 중심 선(A)은 후방 만곡 부분(A2)과 접선식으로 연접하는 진출부 형태의 직선 후방 부분(A3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 조인트 부품(12) 내에서, 중심 조인트 평면(EM)에 대해 평행하게 연장하며, 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)의 중심(MA1)을 포함하는, 개구 단부를 향한 제1 오프셋 평면(EA)이 형성되고,
제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)은 제1 오프셋 평면(EA)으로부터 시작하여, 부착 단부를 향해 16°를 초과하고 18° 미만인 트랙 각도(γA1)에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중심 만곡 부분(A1)과 후방 만곡 부분(A2) 사이의 제1 트랙 중심 선(A) 상에서, 전이점(PA12)이 형성되고, 후방 만곡 부분(A2)의 원형 아치는 전이점(PA2)으로부터 시작하여, 부착 단부를 향해 20°를 초과하는 트랙 각도(γA2)에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 조인트 부품(12) 내에서, 제1 트랙 중심 선(A)은 개구 단부를 향해 중심 만곡 부분(A1)과 연접하는 전방 부분을 포함하고, 전방 부분은 제1 원형 아치(CRA)의 방사상 외부에서 연장하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 볼 케이지(15)는 제1 표면 중심(M17) 주위에서의 내측 반경(R17)을 구비한 내측 구형 표면(17), 및 제2 표면 중심(M16) 주위에서의 외측 반경(R16)을 구비한 외측 구형 표면(16)을 포함하고, 제1 표면 중심(M17)과 제2 표면 중심(M16)은 서로로부터의 축방향 거리(오프셋)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 조인트 부품(12) 내에서, 제1 제어 각도(δA/2)가 중심 조인트 평면(EM) 내의 제1 트랙 중심 선(A) 상의 접선(TMA)과 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12) 사이에 포함되고,
외측 조인트 부품(12) 내에서, 제2 제어 각도(δB/2)가 중심 조인트 평면(EM) 내의 제2 트랙 중심 선(B) 상의 접선(TMB)과 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12) 사이에 포함되고,
제1 트랙 중심 선(A)의 제1 제어 각도(δA/2)는 제2 트랙 중심 선(B)의 제2 제어 각도(δB/2)보다 더 큰 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 기준 반경(RRB)이 반경 중심(MRB)과 제2 트랙 중심 선(B) 및 중심 조인트 평면(EM)의 중심 평면 교차점(PEB) 사이에서 외측 조인트 부품(12)의 제2 트랙 중심 선(B)에 대해 형성되고, 제2 기준 반경(RRB)의 반경 중심(MRB)은 중심 평면 교차점(PEB) 내의 제2 트랙 중심 선(B)의 반경 중심(MR2)과 동일하고,
외측 조인트 부품(12)의 제2 트랙 중심 선(B)의 적어도 일 부분은 상기 제2 기준 반경(RRB)에 의해 형성된 제2 기준 아치(CRB)의 방사상 내부에서 연장하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제14항에 있어서, 제2 트랙 중심 선(B)은 중심 조인트 평면(EM)의 영역 내의 중심 만곡 부분(B2) - 상기 중심 만곡 부분(B2)은 중심(MB2) 주위에서의 반경(RB2)을 가짐 -, 및 부착 단부를 향해 중심 만곡 부분(B2)과 연접하는 후방 만곡 부분(B3) - 상기 후방 만곡 부분(B3)은 중심(MB3) 주위에서의 반경(RB3)을 가짐 - 을 포함하고,
후방 만곡 부분(B3)의 반경(RB3)은 중심 만곡 부분(B2)의 반경(RB2)보다 더 작은 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제15항에 있어서, 외측 조인트 부품(12) 내에서, 제2 트랙 중심 선(B)의 중심 만곡 부분(B2)의 중심(MB2)은 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12)에 대해, 제2 트랙 중심 선(B)으로부터 연장하는 방사상 오프셋을 포함하고, 중심 조인트 평면(EM)에 대해, 부착 단부를 향해 연장하는 축방향 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 트랙 중심 선(B)의 중심 만곡 부분(B2)의 중심(MB2)의 방사상 오프셋과 제1 트랙 중심 선(A)의 중심 만곡 부분(A1)의 중심(MA1)의 방사상 오프셋은 크기가 상이한 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 조인트 부품(12) 내에서, 제2 트랙 중심 선(B)의 후방 만곡 부분(B3)의 중심(MB3)은 외측 조인트 부품(12)의 종축(L12)에 대해, 제2 트랙 중심 선(B)을 향한 방사상 오프셋을 포함하고, 중심 조인트 평면(EM)에 대해, 부착 단부를 향해 연장하는 축방향 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 조인트 부품(12)의 제2 트랙 중심 선(B)은 후방 만곡 부분(B3)과 접선식으로 연접하는 진출부 형태의 후방 직선 부분(B4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 조인트 부품(12)의 제2 트랙 중심 선(B)은 개구 단부를 향해 중심 만곡 부분(B2)과 연접하는 전방 부분(B1)을 포함하고, 전방 부분(B1)은 제2 기준 반경(RRB)에 의해 형성된 제2 원형 아치(CRB)의 방사상 외부에서 연장하는 것을 특징으로 하는 카운터 트랙 조인트.