JP4071489B2 - 対向軌道ジョイントとしての等速ボールジョイント - Google Patents
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Description
【０００１】
（技術分野）
本発明は、外部軌道を持つ外部ジョイント部分と、内部軌道を持つ内部ジョイント部分と、ジョイント縦軸線Ａを基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを共通平面内に保持し、またジョイントが関節運動されるときに、前記ボールを角度二等分面上に案内するケージ窓付きのボールケージとを備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
もっとも普通のタイプの摺動式等速ジョイントは、ＤＥ３１０２８７１Ｃ２によるいわゆるＶＬジョイント（交差溝形ジョイント）であり、このジョイントでは、外部軌道の中心線と内部軌道の中心線はそれぞれ、ジョイント縦軸線に対して、互いに反対方向の交差角をなし、しかも、ジョイント縦軸線に平行に延びている平面内に、または、ジョイント縦軸線を中心とする円筒面上に位置づけられる。
【０００３】
米国特許第３，１３３，４３１号から、外部軌道の中心線と内部軌道の中心線が、ジョイント縦軸線に対して、同じ大きさの交差角をなす、すなわち、これらの中心線が、ジョイント縦軸線そのものを含む平面内に位置づけられる公知の摺動式等速ジョイントがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のタイプのジョイントは双方とも、まっすぐな軌道を持つジョイントである。
【０００５】
本発明の目的は、関節運動角度を大きくし、また外部ジョイント部分と内部ジョイント部分との軸方向相対移動距離を比較的に短くした新型の摺動式等速ジョイントを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、第１の内部軌道とともに第１の外部軌道が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボールが保持される第１の軌道対を形成しており、第２の内部軌道とともに第２の外部軌道が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボールが保持される第２の軌道対を形成しており、前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、前記外部ジョイント部分と前記内部ジョイント部分とが相対的に軸方向移動可能と成し、かる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージの球状内面に当たって止まる前記内部ジョイント部分の端縁によって限定され、前記外部ジョイント部分の内面が円筒形であり、更に、前記ボールケージの前記球状外面に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面をその両端で規定する２つの端縁が、内側円錐形の止め面で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されていることを特徴とする等速ボールジョイントを提供することで達成される。
また、上記した目的は、外部軌道を持つ外部ジョイント部分と、内部軌道を持つ内部ジョイント部分と、ジョイントの長手方向軸線を基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを前記長手方向軸線を横切る共通平面内に保持しかつ、ジョイントが関節運動されるときに、前記ボールをその関節角度を二等分する平面内に常に位置するように案内するケージ窓付きのボールケージと、を備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイントであって、第１の内部軌道とともに第１の外部軌道が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボールが保持される第１の軌道対を形成しており、第２の内部軌道とともに第２の外部軌道が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボールが保持される第２の軌道対を形成しており、前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、前記外部ジョイント部分と前記内部ジョイント部分とが相対的に軸方向移動可能と成し、かかる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージの球状外面に当たって止まる前記外部ジョイント部分の円周上の内部端縁によって限定され、前記ボールケージの内面が、円筒形であり、前記外部ジョイント部分の内面が円筒形であり、更に、前記ボールケージの前記球状外面に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面を両端で規定する２つの前記内部端縁が、内側円錐形の止め面で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されていることを特徴とする等速ボールジョイントを提供することによっても達成される。
この場合に外部及び内部ジョイント部分が移動する軸方向の相対移動距離は、少なくとも０．８ｍｍであり、好ましくは１．０ｍｍを超える。これは、実質上、固定ジョイントの軸方向の遊びがせいぜい０．５ｍｍであることから比較してかなり大きい。
【０００７】
本発明によるジョイントは、移動距離の形式で、軸方向の振動を遮断するための手段を提供し、したがって、ＮＶＨ挙動（ノイズ、振動、異音）を向上させることに役立つ。このような設計により、機械加工作業の間、より細かな仕上げ面を必要としない。これらの軌道の設計により、軸方向における自己センタリング特性を持つジョイントが提供される。
【０００８】
特に、これらの軌道は、ゼッパジョイントまたはＵＦジョイントの場合のように、彎曲する。その結果、関節運動角度がさらに大きくなっても、制御角が充分に大きく採れるために、充分なボール制御が得られる。
【０００９】
軸方向の相対移動距離が制限されていることにより、軸方向の移動の結果として、制御角が、極端に小さくはならないことが保証される。軸方向の摺動を制限する止め方策は、もっぱら外部ジョイント部分とボールケージとの間で、または、もっぱら内部ジョイント部分とボールケージとの間で、あるいは、同時に双方の対の間で、それぞれの場合に、ジョイントが整合状態にあるときに効果的となることもある。このような場合、内部ジョイント部分の縦軸線と外部ジョイント部分の縦軸線が重なる。ボールケージが、内部ジョイント部分や、外部ジョイント部分に対して、半径方向に自在に設定されるから、このジョイントは、特に摩擦が小さいことを、その特徴としている。さらに、このような対向軌道の成形のために、ジョイントが自動的に軸方向にセンタリングが行われることと、ボールケージに作用する力が、或る範囲内に抑えられることが保証される。さらに、断面図において、これらの軌道でボールを包むやり方が、特に有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
様々な実施例の以下の説明から、さらなる詳細を得ることができる。
【００１１】
これらの図面において、対向軌道を持つ固定ジョイントを、本発明のジョイントと比較する。双方とも、以下で詳しく説明する。
【００１２】
図１と図２は、比較目的や、説明を補足する目的だけに役立つジョイントを指している。以下で、これらの図を一緒に説明する。ジョイント１１は、ジャーナル１３が形成されている外部ジョイント部分１２、軸用の差込み開口１５を持つ内部ジョイント部分１４、ボール１６1，１６2、および、これらのボールがケージ窓１８に保持されるケージ１７を備えている。これらのジョイントは、対向軌道ジョイントである。
【００１３】
すなわち、外部ジョイント部分１２の第１の外部ボール軌道１９1と、内部ジョイント部分１４にあって第１のボール１６1を保持する第１の内部ボール軌道２０1は、外部ジョイント部分１２の第２の外部ボール軌道１９2と、内部ジョイント部分１４にあって第２のボール１６2を保持する第２の内部ボール軌道２０2に対して、軸方向に向い合せに設計されている。第１の軌道対１９1，２０1は、第１の方向Ｒ1に開いている制御角を持つ。また、第２の軌道対１９2，２０2は、第２の方向Ｒ2に開いている制御角を持つ。
【００１４】
対向軌道の成形は、外部ジョイント部分の外部ボール軌道１９1，１９2の曲率中心が、継手の長手方向軸線 A に対して直交する中心ジョイント平面Ｅに対して、対向する軸方向で、周方向に交互にずらされ、同様に、内部ジョイント部分１４の内部ボール軌道２０1，２０2の曲率中心が、中心ジョイント平面Ｅに対して、対向する軸方向で、周方向に交互にずらされるという点で、実現される。この中心ジョイント平面は、これらのボールの中心により画成される。ボールケージ１７は、外部ジョイント部分１２の球状内面２２に案内される球状外面２１を含んでいる。
【００１５】
さらに、ボールケージは、内部ジョイント部分１４の球状外面２４が案内される球状内面２３も含んでいる。このような形態の結果として、これらのジョイントは、固定ジョイントとなる。軌道１９2，２０2の軌道中心線９2，１０2だけでなく、軌道１９1，２０1の軌道中心線９1，１０1も、ジョイントが整列状態にあるときに、中心ジョイント平面Ｅ内で、互いに交差する。図１において、これらの軌道の中心線９，１０は、完全に円形アーチであるが、図２の軌道の中心線９，１０は、軸線に平行な相接する接線を持つ円形アーチによって形成される。
【００１６】
図３は、図１に示されるものとだいたい同じであるジョイント１１3を示している。互いに一致する細部には、同じ参照数字が与えられている。その範囲で、この図を参照する。特に、このことは、図示されてない外部軌道２０2や内部軌道２０2だけでなく、図示された外部軌道１９1や内部軌道２０1にも当てはまる。
【００１７】
添え字３が与えられた異なる細部は、以下に述べられる。このジョイントでは、ボールケージ１７3の球状外面２１3は、外部ジョイント部分１２3の球状内面２２3から半径方向に離れた所に配置されている。さらに、ボールケージ１７3の球状内面２３3も、内部ジョイント部分１４3の球状外面２４3から半径方向に離れた所に配置されている。その結果、以下で、さらに詳しく説明される通り、外部ジョイント部分１２3と内部ジョイント部分１４3の間で、相対的に軸方向に移動することができるが、ボールケージ１７3は、その移動距離の半分の距離に設定される。
【００１８】
図４ａでは、拡大細部Ｘにおいて、図３の細部に対応するどの細部にも、同じ参照数字が与えられており、前の説明が参照される。
【００１９】
図４ｂでは、拡大細部Ｘは、変更された位置にあり、その場合、中心ジョイント平面は、外部ジョイント部分１２3に対する相対的な位置において、基準平面ＥBとして任意に使用される。この図に関して、内部ジョイント部分１４3は、移動距離ＶＩだけ、軸方向に右向きに移されるが、しかるに、ボールケージ１７3は、この移動距離の大きさの半分ＶＣだけ右向きに移される。この位置では、外部ジョイント部分１２3の内部端縁２５3が、ボールケージ１７3の外面２１3に当たって止まるが、しかるに、同時に、内部ジョイント部分１４3の外部端縁２６3が、ボールケージ１７3の内面２３3に当たって止まる。
【００２０】
このボールケージの外部端縁２７3と、この内部ジョイント部分の第２の外部端縁２８3は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージの角度α1は、ボールケージの中心平面と、端縁２５3への接触線とのなす角度であり、また、ボールケージ１７3の角度α2は、ボールケージの中心平面と、端縁２６3への接触線とのなす角度である。外部ジョイント部分の内面２２3の半径には、参照記号ＲＯが与えられ、またボールケージの外面２１3の半径には、参照記号ＲＣが与えられている。
【００２１】
図５ａは、図４ｂに示されるものと同様な発明の変形ジョイントの一部を示している。同じ部分には、同じ参照数字が与えられているが、これらの部分は、添え字４で識別される。半径が変更されているために、内部ジョイント部分１４4の円周上の端縁２６4がただ１つ、ボールケージ１７3の内面２３4に触れるが、しかるに、このような軸方向の停止位置では、ボールケージ１７3の外面２１4は、外部ジョイント部分１２4の内部端縁２５4に対して、なおも半径方向の遊びを持っている。内部ジョイント部分の第２の外部端縁２８4は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７4の角度αは、移動した中心平面と、接触端縁を通る半径方向とのなす角度である。
【００２２】
図５ｂは、図４ｂに示されるものと同様な発明の変形ジョイントの一部を示している。同じ部分には、同じ参照数字が与えられているが、これらの部分は、添え字５で識別される。半径が変更されているために、外部ジョイント部分１２5の円周上の端縁２５5がただ１つ、ボールケージ１７5の外面２１5に触れるが、しかるに、このような軸方向の停止位置では、ボールケージ１７5の内面２３5は、内部ジョイント部分１４5の外面２３5に対して、なおも半径方向の遊びを持っている。このボールケージの外部端縁２７5は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７5の角度αは、移動した中心平面と、接触端縁を通る半径方向とのなす角度である。
【００２３】
図６は、図１に示されるものとだいたい同じであるジョイント１１6を示している。互いに一致する細部には、同じ参照数字が与えられている。その範囲で、この図を参照する。特に、このことは、図示されてない外部軌道１９2や内部軌道２０2だけでなく、図示された外部軌道１９1や内部軌道２０1にも当てはまる。添え字６が与えられた異なる細部は、以下に述べられる。このジョイントでは、ボールケージ１７6の球状外面２１6は、半径方向に、外部ジョイント部分１２6の内側円筒形の内面２２6の中心に合わされるが、ただし、２つの相接する内側円錐形の止め面２９6，３０6に対しては、軸方向の遊びを含んでいる。さらに、ボールケージ１７6の内面２３6は、内部ジョイント部分１４6の球状外面２４6から、半径方向に離れた所に配置されている。その結果、以下で、さらに詳しく説明される通り、外部ジョイント部分１２6と内部ジョイント部分１４5の間で、相対的に軸方向に移動することができるが、ボールケージ１７3は、その移動距離の半分の距離に設定される。
【００２４】
図７ａでは、拡大細部Ｘにおいて、図６のものと同じ細部には、同じ参照数字が与えられており、前の説明が参照される。
【００２５】
図７ｂでは、拡大細部Ｘは、変更された位置にあり、その場合、中心ジョイント平面は、外部ジョイント部分１２6に対する相対的な位置において、基準平面ＥBとして任意に使用される。この図に関して、内部ジョイント部分１４6は、移動距離ＶＩだけ、軸方向に右向きに移されるが、しかるに、ボールケージ１７6は、この移動距離の大きさの半分ＶＣだけ右向きに移される。
【００２６】
この位置では、外部ジョイント部分１２6の内部端縁２５6が、ボールケージ１７6の外面２１6に当たって止まるが、しかるに、同時に、内部ジョイント部分１４3の外部端縁２６3が、ボールケージ１７3の内面２３3に当たって止まる。このボールケージの外部端縁２７6と、この内部ジョイント部分の第２の外部端縁２８6は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７3の角度αは、ボールケージの中心平面と、端縁２５3への接触線とのなす角度である。このボールケージの内面２１6の半径には、参照記号ＲＣが与えられている。
【００２７】
図８は、図１に示されるものとだいたい同じであるジョイント１１8を示している。互いに一致する細部には、同じ参照数字が与えられている。その範囲で、この図を参照する。特に、このことは、図示されてない外部軌道１９2や内部軌道２０2だけでなく、図示された外部軌道１９1や内部軌道２０1にも当てはまる。
【００２８】
添え字８が与えられた異なる細部は、以下に述べられる。このジョイントでは、ボールケージ１７8の球状外面２１8は、半径方向に、外部ジョイント部分１２8の球状内面２２8の中心に合わされる。さらに、ボールケージ１７8の内面２３8は、内部ジョイント部分１４8の球状外面２４8から、半径方向に離れた所に配置されている。その結果、以下で、さらに詳しく説明される通り、外部ジョイント部分１２8と内部ジョイント部分１４8の間で、相対的に軸方向に移動することができるが、ボールケージ１７3は、その移動距離の半分の距離に設定される。
【００２９】
図９ａでは、拡大細部Ｘにおいて、図８のものと同じ細部には、同じ参照数字が与えられており、前の説明が参照される。
【００３０】
図９ｂでは、拡大細部Ｘは、変更された位置にあり、その場合、中心ジョイント平面は、外部ジョイント部分１２8に対する相対的な位置において、基準平面ＥBとして任意に使用される。この図に関して、内部ジョイント部分１４8は、移動距離ＶＩだけ、軸方向に右向きに移されるが、しかるに、ボールケージ１７8は、この移動距離の大きさの半分ＶＣだけ右向きに移される。この位置では、内部ジョイント部分１２8の外部端縁２６8が、ボールケージ１７8の内面２３8に当たって止まる。
【００３１】
この内部ジョイント部分の第２の外部端縁２８8は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７8の角度αは、ボールケージの中心平面と、端縁２６8への接触線とのなす角度である。この内部ジョイント部分の外面２４8の半径には、参照記号ＲＩが与えられており、また、このボールケージの内面２１8の半径には、参照記号ＲＣが与えられている。
【００３２】
図１０は、図１に示されるものとだいたい同じであるジョイント１１10を示している。互いに一致する細部には、同じ参照数字が与えられている。その範囲で、この図を参照する。特に、このことは、図示されてない外部軌道１９2や内部軌道２０2だけでなく、図示された外部軌道１９1や内部軌道２０1にも当てはまる。添え字１０が与えられた異なる細部は、以下に述べられる。
【００３３】
このジョイントでは、ボールケージ１７10の球状外面２１10は、半径方向に、外部ジョイント部分１２10の内側円筒形の内面２２10の中心に合わされる。さらに、内部ジョイント部分１４10の球状外面２４10も、ボールケージ１７10の内側円筒形の内面２３10の中心に合わされる。その結果、以下で、さらに詳しく説明される通り、外部ジョイント部分１２10と内部ジョイント部分１４10の間で、相対的に軸方向に移動することができるが、ボールケージ１７3は、その移動距離の半分の距離に設定される。
【００３４】
図１１ａでは、拡大細部Ｘにおいて、図１０のものと同じ細部には、同じ参照数字が与えられており、前の説明が参照される。
【００３５】
図１１ｂでは、拡大細部Ｘは、変更された位置にあり、その場合、中心ジョイント平面は、外部ジョイント部分１２10に対する相対的な位置において、基準平面ＥBとして任意に使用される。この図に関して、内部ジョイント部分１４10は、移動距離ＶＩだけ、軸方向に右向きに移されるが、しかるに、ボールケージ１７10は、この移動距離の大きさの半分ＶＣだけ右向きに移される。
【００３６】
この位置では、外部ジョイント部分１２10の内部端縁２５10が、ボールケージ１７10の外面２１10に当たって止まる。このボールケージの外部端縁２７10は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７10の角度αは、ボールケージの中心平面と、端縁２５3への接触線とのなす角度である。このボールケージの内面２１10の半径には、参照記号ＲＣが与えられている。
【００３７】
図１２は、ケージ無しの簡略化された図において、図１で用いられたものと同一の参照数字を付けた外部ジョイント部分１２、内部ジョイント部分１４、ボール１６を示している。３つのすべての図において、ボールの中心により画成された中心面は、中心ジョイント平面Ｅとして示される。すなわち、新たな人為的な基準面は、導入されない。軌道１９，２０は、それらの軌道基線と、それらの軌道中心線９，１０によってのみ示される。簡潔のために、軌道端縁も排除されている。
【００３８】
これらのボールの位置は、軌道中心線９，１０の交差点により画定される。外部ジョイント部分と内部ジョイント部分との間の相対移動Ｖmaxのために、軌道中心線９，１０の曲率中心は、互いに相対的に移動し、その結果、関連軌道中心線９，１０のなす制御角が、同時に、互いに反対方向に変化する。すなわち、一方の制御角が大きくなると、他方の制御角が小さくなる。中心ジョイント平面Ｅからの曲率中心の最小距離は、Ｑminとして示され、また中心ジョイント平面Ｅからの曲率中心の最大距離は、Ｑmaxとして示される。
【００３９】
軌道中心線の交差点の接線に対して垂直位置にある半径方向のなす角度は、前記軌道中心線のなす制御角β1，β2に一致する。これらの半径方向のなす前記角度の半分はそれぞれ、βmax/2，βmin/2として示される。βmin/2が４°の値よりも小さくない、したがって、最小の制御角βminが８°よりも小さくないようなところまで、このような軸方向の移動が限定されることになっている。
【００４０】
以下に、本発明を要約列挙する。
【００４１】
＜１＞ 外部軌道（１９）を持つ外部ジョイント部分（１２）と、内部軌道（２０）を持つ内部ジョイント部分（１４）と、ジョイントの長手方向軸線Ａを基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボール（１６）と、前記トルク伝達ボールを前記長手方向軸線を横切る共通平面内に保持しかつ、ジョイントが関節運動されるときに、前記ボールをその関節角度を二等分する平面内に常に位置するように案内するケージ窓（１８）付きのボールケージ（１７）と、を備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイント（１１）であって、
第１の内部軌道（２０１）とともに第１の外部軌道（１９１）が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボール（１６）が保持される第１の軌道対を形成しており、
第２の内部軌道（２０2）とともに第２の外部軌道（１９2）が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボール（１６2）が保持される第２の軌道対を形成しており、
前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、
前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）とが相対的に軸方向移動可能と成し、
かかる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、
軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、
前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージ（１７）の球状内面（２３）に当たって止まる前記内部ジョイント部分（１４）の端縁（２６，２８）によって限定され、
前記外部ジョイント部分（１２６）の内面（２２６）が円筒形であり、
更に、前記ボールケージ（１７ ６ ）の前記球状外面（２１ ６ ）に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面をその両端で規定する２つの端縁が、内側円錐形の止め面（２９ ６ ，３０ ６ ）で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されることを特徴とする等速ボールジョイント。
【００４２】
＜２＞ 外部軌道（１９）を持つ外部ジョイント部分（１２）と、内部軌道（２０）を持つ内部ジョイント部分（１４）と、ジョイントの長手方向軸線Ａを基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボール（１６）と、前記トルク伝達ボールを前記長手方向軸線を横切る共通平面内に保持しかつ、ジョイントが関節運動されるときに、前記ボールをその関節角度を二等分する平面内に常に位置するように案内するケージ窓（１８）付きのボールケージ（１７）と、を備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイント（１１）であって、
第１の内部軌道（２０1）とともに第１の外部軌道（１９1）が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボール（１６1）が保持される第１の軌道対を形成しており、
第２の内部軌道（２０2）とともに第２の外部軌道（１９2）が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボール（１６2）が保持される第２の軌道対を形成しており、
前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、
前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）とが相対的に軸方向移動可能と成し、
かかる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、
軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、
前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージ（１７ １０ ）の球状外面（２１ １０ ）に当たって止まる前記外部ジョイント部分（１２ １０ ）の円周上の内部端縁（２５ １０ ）によって限定され、
前記ボールケージの内面（２３ １０ ）が、円筒形であり、
更に、前記ボールケージ（１７ １０ ）の前記球状外面（２１ １０ ）に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面を両端で規定する２つの前記内部端縁が、内側円錐形の止め面（２９ １０ ，３０ １０ ）で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されるこることを特徴とする等速ボールジョイント。
【００４３】
＜３＞ 制御角が同一である（β1＝β2）ジョイントの軸方向の位置において、前記ボールケージ（１７）が、前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）に対して、軸方向の遊びを有する上記＜１＞又は＜２＞に記載の等速ボールジョイント。
【００４４】
＜４＞ 制御角が同一である（β1＝β2）ジョイントの軸方向の位置において、前記ボールケージ（１７）が、前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）に対して、軸方向の遊びを有する上記＜１＞〜＜３＞の内のいずれか１項に記載の等速ボールジョイント。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ゼッパ軌道を持つ、最新技術による対向軌道式の固定ジョイントを示しており、
（ａ）は、一対の対向軌道を通る縦断面図で、
（ｂ）ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図２】 図２は、アンダカット無し（ＵＦ）の軌道を持つ対向軌道式の固定ジョイントを示しており、
（ａ）は、一対の対向軌道を通る縦断面図で、
（ｂ）は、ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図３】 図３は、第１の実施例において、ゼッパ軌道を持つ発明のジョイントを、ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図４】 図４は、図３の細部Ｘを示しており、
（ａ）は、ジョイントの軸方向中心位置での拡大図、
（ｂ）は、ジョイントを軸方向に最大移動させたときの拡大図である。
【図５】 図５は、図３に示されるジョイントと同様なジョイントを、軸方向に最大移動させたときに、その拡大細部を示しており、
（ａ）は、第１の実施例における拡大図、
（ｂ）第２の実施例における拡大図である。
【図６】 図６は、第２の実施例において、ゼッパ軌道を持つ発明のジョイントを、ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図７】 図７は、図６の細部Ｘを示しており、
（ａ）は、ジョイントの軸方向中心位置での拡大図で、
（ｂ）ジョイントを軸方向に最大移動させたときの拡大図である。
【図８】 図８は、第３の実施例において、ゼッパ軌道を持つ発明のジョイントを、ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図９】 図９は、図８の細部Ｘを示しており、
（ａ）は、ジョイントの軸方向中心位置での拡大図で、
（ｂ）は、ジョイントを軸方向に最大移動させたときの拡大図である。
【図１０】 図１０は、第４の実施例において、ゼッパ軌道を持つ発明のジョイントのケージウェブの断面図である。
【図１１】 図１１は、図１０の細部Ｘを示しており、
（ａ）は、ジョイントの軸方向中心位置での拡大図、
（ｂ）は、ジョイントを軸方向に最大移動させたときの拡大図である。
【図１２】 図１２は、発明のジョイントの原理を示しており、
（ａ）は、軸方向の第１の方向にジョイントを最大移動させたときの断面図であり、
（ｂ）は、ジョイントの軸方向中心位置での断面図であり、
（ｃ）軸方向の第２の方向にジョイントを最大移動させたときの断面図である。
【符号の説明】
１１ 等速ボールジョイント
１２ 外部ジョイント部分
１４ 内部ジョイント部分
１６ トルク伝達ボール
１６1 第１ボール
１６2 第２ボール
１７ ボールケージ
１８ ケージ窓
１９ 外部軌道
１９1 第１外部軌道
１９2 第２外部軌道
２０ 内部軌道
２０1 第１内部軌道
２０2 第２内部軌道
（技術分野）
本発明は、外部軌道を持つ外部ジョイント部分と、内部軌道を持つ内部ジョイント部分と、ジョイント縦軸線Ａを基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを共通平面内に保持し、またジョイントが関節運動されるときに、前記ボールを角度二等分面上に案内するケージ窓付きのボールケージとを備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
もっとも普通のタイプの摺動式等速ジョイントは、ＤＥ３１０２８７１Ｃ２によるいわゆるＶＬジョイント（交差溝形ジョイント）であり、このジョイントでは、外部軌道の中心線と内部軌道の中心線はそれぞれ、ジョイント縦軸線に対して、互いに反対方向の交差角をなし、しかも、ジョイント縦軸線に平行に延びている平面内に、または、ジョイント縦軸線を中心とする円筒面上に位置づけられる。
【０００３】
米国特許第３，１３３，４３１号から、外部軌道の中心線と内部軌道の中心線が、ジョイント縦軸線に対して、同じ大きさの交差角をなす、すなわち、これらの中心線が、ジョイント縦軸線そのものを含む平面内に位置づけられる公知の摺動式等速ジョイントがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のタイプのジョイントは双方とも、まっすぐな軌道を持つジョイントである。
【０００５】
本発明の目的は、関節運動角度を大きくし、また外部ジョイント部分と内部ジョイント部分との軸方向相対移動距離を比較的に短くした新型の摺動式等速ジョイントを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、第１の内部軌道とともに第１の外部軌道が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボールが保持される第１の軌道対を形成しており、第２の内部軌道とともに第２の外部軌道が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボールが保持される第２の軌道対を形成しており、前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、前記外部ジョイント部分と前記内部ジョイント部分とが相対的に軸方向移動可能と成し、かる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージの球状内面に当たって止まる前記内部ジョイント部分の端縁によって限定され、前記外部ジョイント部分の内面が円筒形であり、更に、前記ボールケージの前記球状外面に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面をその両端で規定する２つの端縁が、内側円錐形の止め面で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されていることを特徴とする等速ボールジョイントを提供することで達成される。
また、上記した目的は、外部軌道を持つ外部ジョイント部分と、内部軌道を持つ内部ジョイント部分と、ジョイントの長手方向軸線を基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを前記長手方向軸線を横切る共通平面内に保持しかつ、ジョイントが関節運動されるときに、前記ボールをその関節角度を二等分する平面内に常に位置するように案内するケージ窓付きのボールケージと、を備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイントであって、第１の内部軌道とともに第１の外部軌道が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボールが保持される第１の軌道対を形成しており、第２の内部軌道とともに第２の外部軌道が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボールが保持される第２の軌道対を形成しており、前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、前記外部ジョイント部分と前記内部ジョイント部分とが相対的に軸方向移動可能と成し、かかる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージの球状外面に当たって止まる前記外部ジョイント部分の円周上の内部端縁によって限定され、前記ボールケージの内面が、円筒形であり、前記外部ジョイント部分の内面が円筒形であり、更に、前記ボールケージの前記球状外面に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面を両端で規定する２つの前記内部端縁が、内側円錐形の止め面で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されていることを特徴とする等速ボールジョイントを提供することによっても達成される。
この場合に外部及び内部ジョイント部分が移動する軸方向の相対移動距離は、少なくとも０．８ｍｍであり、好ましくは１．０ｍｍを超える。これは、実質上、固定ジョイントの軸方向の遊びがせいぜい０．５ｍｍであることから比較してかなり大きい。
【０００７】
本発明によるジョイントは、移動距離の形式で、軸方向の振動を遮断するための手段を提供し、したがって、ＮＶＨ挙動（ノイズ、振動、異音）を向上させることに役立つ。このような設計により、機械加工作業の間、より細かな仕上げ面を必要としない。これらの軌道の設計により、軸方向における自己センタリング特性を持つジョイントが提供される。
【０００８】
特に、これらの軌道は、ゼッパジョイントまたはＵＦジョイントの場合のように、彎曲する。その結果、関節運動角度がさらに大きくなっても、制御角が充分に大きく採れるために、充分なボール制御が得られる。
【０００９】
軸方向の相対移動距離が制限されていることにより、軸方向の移動の結果として、制御角が、極端に小さくはならないことが保証される。軸方向の摺動を制限する止め方策は、もっぱら外部ジョイント部分とボールケージとの間で、または、もっぱら内部ジョイント部分とボールケージとの間で、あるいは、同時に双方の対の間で、それぞれの場合に、ジョイントが整合状態にあるときに効果的となることもある。このような場合、内部ジョイント部分の縦軸線と外部ジョイント部分の縦軸線が重なる。ボールケージが、内部ジョイント部分や、外部ジョイント部分に対して、半径方向に自在に設定されるから、このジョイントは、特に摩擦が小さいことを、その特徴としている。さらに、このような対向軌道の成形のために、ジョイントが自動的に軸方向にセンタリングが行われることと、ボールケージに作用する力が、或る範囲内に抑えられることが保証される。さらに、断面図において、これらの軌道でボールを包むやり方が、特に有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
様々な実施例の以下の説明から、さらなる詳細を得ることができる。
【００１１】
これらの図面において、対向軌道を持つ固定ジョイントを、本発明のジョイントと比較する。双方とも、以下で詳しく説明する。
【００１２】
図１と図２は、比較目的や、説明を補足する目的だけに役立つジョイントを指している。以下で、これらの図を一緒に説明する。ジョイント１１は、ジャーナル１３が形成されている外部ジョイント部分１２、軸用の差込み開口１５を持つ内部ジョイント部分１４、ボール１６1，１６2、および、これらのボールがケージ窓１８に保持されるケージ１７を備えている。これらのジョイントは、対向軌道ジョイントである。
【００１３】
すなわち、外部ジョイント部分１２の第１の外部ボール軌道１９1と、内部ジョイント部分１４にあって第１のボール１６1を保持する第１の内部ボール軌道２０1は、外部ジョイント部分１２の第２の外部ボール軌道１９2と、内部ジョイント部分１４にあって第２のボール１６2を保持する第２の内部ボール軌道２０2に対して、軸方向に向い合せに設計されている。第１の軌道対１９1，２０1は、第１の方向Ｒ1に開いている制御角を持つ。また、第２の軌道対１９2，２０2は、第２の方向Ｒ2に開いている制御角を持つ。
【００１４】
対向軌道の成形は、外部ジョイント部分の外部ボール軌道１９1，１９2の曲率中心が、継手の長手方向軸線 A に対して直交する中心ジョイント平面Ｅに対して、対向する軸方向で、周方向に交互にずらされ、同様に、内部ジョイント部分１４の内部ボール軌道２０1，２０2の曲率中心が、中心ジョイント平面Ｅに対して、対向する軸方向で、周方向に交互にずらされるという点で、実現される。この中心ジョイント平面は、これらのボールの中心により画成される。ボールケージ１７は、外部ジョイント部分１２の球状内面２２に案内される球状外面２１を含んでいる。
【００１５】
さらに、ボールケージは、内部ジョイント部分１４の球状外面２４が案内される球状内面２３も含んでいる。このような形態の結果として、これらのジョイントは、固定ジョイントとなる。軌道１９2，２０2の軌道中心線９2，１０2だけでなく、軌道１９1，２０1の軌道中心線９1，１０1も、ジョイントが整列状態にあるときに、中心ジョイント平面Ｅ内で、互いに交差する。図１において、これらの軌道の中心線９，１０は、完全に円形アーチであるが、図２の軌道の中心線９，１０は、軸線に平行な相接する接線を持つ円形アーチによって形成される。
【００１６】
図３は、図１に示されるものとだいたい同じであるジョイント１１3を示している。互いに一致する細部には、同じ参照数字が与えられている。その範囲で、この図を参照する。特に、このことは、図示されてない外部軌道２０2や内部軌道２０2だけでなく、図示された外部軌道１９1や内部軌道２０1にも当てはまる。
【００１７】
添え字３が与えられた異なる細部は、以下に述べられる。このジョイントでは、ボールケージ１７3の球状外面２１3は、外部ジョイント部分１２3の球状内面２２3から半径方向に離れた所に配置されている。さらに、ボールケージ１７3の球状内面２３3も、内部ジョイント部分１４3の球状外面２４3から半径方向に離れた所に配置されている。その結果、以下で、さらに詳しく説明される通り、外部ジョイント部分１２3と内部ジョイント部分１４3の間で、相対的に軸方向に移動することができるが、ボールケージ１７3は、その移動距離の半分の距離に設定される。
【００１８】
図４ａでは、拡大細部Ｘにおいて、図３の細部に対応するどの細部にも、同じ参照数字が与えられており、前の説明が参照される。
【００１９】
図４ｂでは、拡大細部Ｘは、変更された位置にあり、その場合、中心ジョイント平面は、外部ジョイント部分１２3に対する相対的な位置において、基準平面ＥBとして任意に使用される。この図に関して、内部ジョイント部分１４3は、移動距離ＶＩだけ、軸方向に右向きに移されるが、しかるに、ボールケージ１７3は、この移動距離の大きさの半分ＶＣだけ右向きに移される。この位置では、外部ジョイント部分１２3の内部端縁２５3が、ボールケージ１７3の外面２１3に当たって止まるが、しかるに、同時に、内部ジョイント部分１４3の外部端縁２６3が、ボールケージ１７3の内面２３3に当たって止まる。
【００２０】
このボールケージの外部端縁２７3と、この内部ジョイント部分の第２の外部端縁２８3は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージの角度α1は、ボールケージの中心平面と、端縁２５3への接触線とのなす角度であり、また、ボールケージ１７3の角度α2は、ボールケージの中心平面と、端縁２６3への接触線とのなす角度である。外部ジョイント部分の内面２２3の半径には、参照記号ＲＯが与えられ、またボールケージの外面２１3の半径には、参照記号ＲＣが与えられている。
【００２１】
図５ａは、図４ｂに示されるものと同様な発明の変形ジョイントの一部を示している。同じ部分には、同じ参照数字が与えられているが、これらの部分は、添え字４で識別される。半径が変更されているために、内部ジョイント部分１４4の円周上の端縁２６4がただ１つ、ボールケージ１７3の内面２３4に触れるが、しかるに、このような軸方向の停止位置では、ボールケージ１７3の外面２１4は、外部ジョイント部分１２4の内部端縁２５4に対して、なおも半径方向の遊びを持っている。内部ジョイント部分の第２の外部端縁２８4は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７4の角度αは、移動した中心平面と、接触端縁を通る半径方向とのなす角度である。
【００２２】
図５ｂは、図４ｂに示されるものと同様な発明の変形ジョイントの一部を示している。同じ部分には、同じ参照数字が与えられているが、これらの部分は、添え字５で識別される。半径が変更されているために、外部ジョイント部分１２5の円周上の端縁２５5がただ１つ、ボールケージ１７5の外面２１5に触れるが、しかるに、このような軸方向の停止位置では、ボールケージ１７5の内面２３5は、内部ジョイント部分１４5の外面２３5に対して、なおも半径方向の遊びを持っている。このボールケージの外部端縁２７5は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７5の角度αは、移動した中心平面と、接触端縁を通る半径方向とのなす角度である。
【００２３】
図６は、図１に示されるものとだいたい同じであるジョイント１１6を示している。互いに一致する細部には、同じ参照数字が与えられている。その範囲で、この図を参照する。特に、このことは、図示されてない外部軌道１９2や内部軌道２０2だけでなく、図示された外部軌道１９1や内部軌道２０1にも当てはまる。添え字６が与えられた異なる細部は、以下に述べられる。このジョイントでは、ボールケージ１７6の球状外面２１6は、半径方向に、外部ジョイント部分１２6の内側円筒形の内面２２6の中心に合わされるが、ただし、２つの相接する内側円錐形の止め面２９6，３０6に対しては、軸方向の遊びを含んでいる。さらに、ボールケージ１７6の内面２３6は、内部ジョイント部分１４6の球状外面２４6から、半径方向に離れた所に配置されている。その結果、以下で、さらに詳しく説明される通り、外部ジョイント部分１２6と内部ジョイント部分１４5の間で、相対的に軸方向に移動することができるが、ボールケージ１７3は、その移動距離の半分の距離に設定される。
【００２４】
図７ａでは、拡大細部Ｘにおいて、図６のものと同じ細部には、同じ参照数字が与えられており、前の説明が参照される。
【００２５】
図７ｂでは、拡大細部Ｘは、変更された位置にあり、その場合、中心ジョイント平面は、外部ジョイント部分１２6に対する相対的な位置において、基準平面ＥBとして任意に使用される。この図に関して、内部ジョイント部分１４6は、移動距離ＶＩだけ、軸方向に右向きに移されるが、しかるに、ボールケージ１７6は、この移動距離の大きさの半分ＶＣだけ右向きに移される。
【００２６】
この位置では、外部ジョイント部分１２6の内部端縁２５6が、ボールケージ１７6の外面２１6に当たって止まるが、しかるに、同時に、内部ジョイント部分１４3の外部端縁２６3が、ボールケージ１７3の内面２３3に当たって止まる。このボールケージの外部端縁２７6と、この内部ジョイント部分の第２の外部端縁２８6は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７3の角度αは、ボールケージの中心平面と、端縁２５3への接触線とのなす角度である。このボールケージの内面２１6の半径には、参照記号ＲＣが与えられている。
【００２７】
図８は、図１に示されるものとだいたい同じであるジョイント１１8を示している。互いに一致する細部には、同じ参照数字が与えられている。その範囲で、この図を参照する。特に、このことは、図示されてない外部軌道１９2や内部軌道２０2だけでなく、図示された外部軌道１９1や内部軌道２０1にも当てはまる。
【００２８】
添え字８が与えられた異なる細部は、以下に述べられる。このジョイントでは、ボールケージ１７8の球状外面２１8は、半径方向に、外部ジョイント部分１２8の球状内面２２8の中心に合わされる。さらに、ボールケージ１７8の内面２３8は、内部ジョイント部分１４8の球状外面２４8から、半径方向に離れた所に配置されている。その結果、以下で、さらに詳しく説明される通り、外部ジョイント部分１２8と内部ジョイント部分１４8の間で、相対的に軸方向に移動することができるが、ボールケージ１７3は、その移動距離の半分の距離に設定される。
【００２９】
図９ａでは、拡大細部Ｘにおいて、図８のものと同じ細部には、同じ参照数字が与えられており、前の説明が参照される。
【００３０】
図９ｂでは、拡大細部Ｘは、変更された位置にあり、その場合、中心ジョイント平面は、外部ジョイント部分１２8に対する相対的な位置において、基準平面ＥBとして任意に使用される。この図に関して、内部ジョイント部分１４8は、移動距離ＶＩだけ、軸方向に右向きに移されるが、しかるに、ボールケージ１７8は、この移動距離の大きさの半分ＶＣだけ右向きに移される。この位置では、内部ジョイント部分１２8の外部端縁２６8が、ボールケージ１７8の内面２３8に当たって止まる。
【００３１】
この内部ジョイント部分の第２の外部端縁２８8は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７8の角度αは、ボールケージの中心平面と、端縁２６8への接触線とのなす角度である。この内部ジョイント部分の外面２４8の半径には、参照記号ＲＩが与えられており、また、このボールケージの内面２１8の半径には、参照記号ＲＣが与えられている。
【００３２】
図１０は、図１に示されるものとだいたい同じであるジョイント１１10を示している。互いに一致する細部には、同じ参照数字が与えられている。その範囲で、この図を参照する。特に、このことは、図示されてない外部軌道１９2や内部軌道２０2だけでなく、図示された外部軌道１９1や内部軌道２０1にも当てはまる。添え字１０が与えられた異なる細部は、以下に述べられる。
【００３３】
このジョイントでは、ボールケージ１７10の球状外面２１10は、半径方向に、外部ジョイント部分１２10の内側円筒形の内面２２10の中心に合わされる。さらに、内部ジョイント部分１４10の球状外面２４10も、ボールケージ１７10の内側円筒形の内面２３10の中心に合わされる。その結果、以下で、さらに詳しく説明される通り、外部ジョイント部分１２10と内部ジョイント部分１４10の間で、相対的に軸方向に移動することができるが、ボールケージ１７3は、その移動距離の半分の距離に設定される。
【００３４】
図１１ａでは、拡大細部Ｘにおいて、図１０のものと同じ細部には、同じ参照数字が与えられており、前の説明が参照される。
【００３５】
図１１ｂでは、拡大細部Ｘは、変更された位置にあり、その場合、中心ジョイント平面は、外部ジョイント部分１２10に対する相対的な位置において、基準平面ＥBとして任意に使用される。この図に関して、内部ジョイント部分１４10は、移動距離ＶＩだけ、軸方向に右向きに移されるが、しかるに、ボールケージ１７10は、この移動距離の大きさの半分ＶＣだけ右向きに移される。
【００３６】
この位置では、外部ジョイント部分１２10の内部端縁２５10が、ボールケージ１７10の外面２１10に当たって止まる。このボールケージの外部端縁２７10は、対応する止めを形成し、そのとき、同じ大きさの移動距離が反対方向に延びる。ボールケージ１７10の角度αは、ボールケージの中心平面と、端縁２５3への接触線とのなす角度である。このボールケージの内面２１10の半径には、参照記号ＲＣが与えられている。
【００３７】
図１２は、ケージ無しの簡略化された図において、図１で用いられたものと同一の参照数字を付けた外部ジョイント部分１２、内部ジョイント部分１４、ボール１６を示している。３つのすべての図において、ボールの中心により画成された中心面は、中心ジョイント平面Ｅとして示される。すなわち、新たな人為的な基準面は、導入されない。軌道１９，２０は、それらの軌道基線と、それらの軌道中心線９，１０によってのみ示される。簡潔のために、軌道端縁も排除されている。
【００３８】
これらのボールの位置は、軌道中心線９，１０の交差点により画定される。外部ジョイント部分と内部ジョイント部分との間の相対移動Ｖmaxのために、軌道中心線９，１０の曲率中心は、互いに相対的に移動し、その結果、関連軌道中心線９，１０のなす制御角が、同時に、互いに反対方向に変化する。すなわち、一方の制御角が大きくなると、他方の制御角が小さくなる。中心ジョイント平面Ｅからの曲率中心の最小距離は、Ｑminとして示され、また中心ジョイント平面Ｅからの曲率中心の最大距離は、Ｑmaxとして示される。
【００３９】
軌道中心線の交差点の接線に対して垂直位置にある半径方向のなす角度は、前記軌道中心線のなす制御角β1，β2に一致する。これらの半径方向のなす前記角度の半分はそれぞれ、βmax/2，βmin/2として示される。βmin/2が４°の値よりも小さくない、したがって、最小の制御角βminが８°よりも小さくないようなところまで、このような軸方向の移動が限定されることになっている。
【００４０】
以下に、本発明を要約列挙する。
【００４１】
＜１＞ 外部軌道（１９）を持つ外部ジョイント部分（１２）と、内部軌道（２０）を持つ内部ジョイント部分（１４）と、ジョイントの長手方向軸線Ａを基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボール（１６）と、前記トルク伝達ボールを前記長手方向軸線を横切る共通平面内に保持しかつ、ジョイントが関節運動されるときに、前記ボールをその関節角度を二等分する平面内に常に位置するように案内するケージ窓（１８）付きのボールケージ（１７）と、を備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイント（１１）であって、
第１の内部軌道（２０１）とともに第１の外部軌道（１９１）が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボール（１６）が保持される第１の軌道対を形成しており、
第２の内部軌道（２０2）とともに第２の外部軌道（１９2）が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボール（１６2）が保持される第２の軌道対を形成しており、
前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、
前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）とが相対的に軸方向移動可能と成し、
かかる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、
軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、
前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージ（１７）の球状内面（２３）に当たって止まる前記内部ジョイント部分（１４）の端縁（２６，２８）によって限定され、
前記外部ジョイント部分（１２６）の内面（２２６）が円筒形であり、
更に、前記ボールケージ（１７ ６ ）の前記球状外面（２１ ６ ）に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面をその両端で規定する２つの端縁が、内側円錐形の止め面（２９ ６ ，３０ ６ ）で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されることを特徴とする等速ボールジョイント。
【００４２】
＜２＞ 外部軌道（１９）を持つ外部ジョイント部分（１２）と、内部軌道（２０）を持つ内部ジョイント部分（１４）と、ジョイントの長手方向軸線Ａを基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボール（１６）と、前記トルク伝達ボールを前記長手方向軸線を横切る共通平面内に保持しかつ、ジョイントが関節運動されるときに、前記ボールをその関節角度を二等分する平面内に常に位置するように案内するケージ窓（１８）付きのボールケージ（１７）と、を備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイント（１１）であって、
第１の内部軌道（２０1）とともに第１の外部軌道（１９1）が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボール（１６1）が保持される第１の軌道対を形成しており、
第２の内部軌道（２０2）とともに第２の外部軌道（１９2）が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボール（１６2）が保持される第２の軌道対を形成しており、
前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、
前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）とが相対的に軸方向移動可能と成し、
かかる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、
軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、
前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージ（１７ １０ ）の球状外面（２１ １０ ）に当たって止まる前記外部ジョイント部分（１２ １０ ）の円周上の内部端縁（２５ １０ ）によって限定され、
前記ボールケージの内面（２３ １０ ）が、円筒形であり、
更に、前記ボールケージ（１７ １０ ）の前記球状外面（２１ １０ ）に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面を両端で規定する２つの前記内部端縁が、内側円錐形の止め面（２９ １０ ，３０ １０ ）で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されるこることを特徴とする等速ボールジョイント。
【００４３】
＜３＞ 制御角が同一である（β1＝β2）ジョイントの軸方向の位置において、前記ボールケージ（１７）が、前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）に対して、軸方向の遊びを有する上記＜１＞又は＜２＞に記載の等速ボールジョイント。
【００４４】
＜４＞ 制御角が同一である（β1＝β2）ジョイントの軸方向の位置において、前記ボールケージ（１７）が、前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）に対して、軸方向の遊びを有する上記＜１＞〜＜３＞の内のいずれか１項に記載の等速ボールジョイント。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ゼッパ軌道を持つ、最新技術による対向軌道式の固定ジョイントを示しており、
（ａ）は、一対の対向軌道を通る縦断面図で、
（ｂ）ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図２】 図２は、アンダカット無し（ＵＦ）の軌道を持つ対向軌道式の固定ジョイントを示しており、
（ａ）は、一対の対向軌道を通る縦断面図で、
（ｂ）は、ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図３】 図３は、第１の実施例において、ゼッパ軌道を持つ発明のジョイントを、ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図４】 図４は、図３の細部Ｘを示しており、
（ａ）は、ジョイントの軸方向中心位置での拡大図、
（ｂ）は、ジョイントを軸方向に最大移動させたときの拡大図である。
【図５】 図５は、図３に示されるジョイントと同様なジョイントを、軸方向に最大移動させたときに、その拡大細部を示しており、
（ａ）は、第１の実施例における拡大図、
（ｂ）第２の実施例における拡大図である。
【図６】 図６は、第２の実施例において、ゼッパ軌道を持つ発明のジョイントを、ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図７】 図７は、図６の細部Ｘを示しており、
（ａ）は、ジョイントの軸方向中心位置での拡大図で、
（ｂ）ジョイントを軸方向に最大移動させたときの拡大図である。
【図８】 図８は、第３の実施例において、ゼッパ軌道を持つ発明のジョイントを、ケージウェブを通る屈曲縦断面図である。
【図９】 図９は、図８の細部Ｘを示しており、
（ａ）は、ジョイントの軸方向中心位置での拡大図で、
（ｂ）は、ジョイントを軸方向に最大移動させたときの拡大図である。
【図１０】 図１０は、第４の実施例において、ゼッパ軌道を持つ発明のジョイントのケージウェブの断面図である。
【図１１】 図１１は、図１０の細部Ｘを示しており、
（ａ）は、ジョイントの軸方向中心位置での拡大図、
（ｂ）は、ジョイントを軸方向に最大移動させたときの拡大図である。
【図１２】 図１２は、発明のジョイントの原理を示しており、
（ａ）は、軸方向の第１の方向にジョイントを最大移動させたときの断面図であり、
（ｂ）は、ジョイントの軸方向中心位置での断面図であり、
（ｃ）軸方向の第２の方向にジョイントを最大移動させたときの断面図である。
【符号の説明】
１１ 等速ボールジョイント
１２ 外部ジョイント部分
１４ 内部ジョイント部分
１６ トルク伝達ボール
１６1 第１ボール
１６2 第２ボール
１７ ボールケージ
１８ ケージ窓
１９ 外部軌道
１９1 第１外部軌道
１９2 第２外部軌道
２０ 内部軌道
２０1 第１内部軌道
２０2 第２内部軌道
Claims (2)
- 外部軌道（１９）を持つ外部ジョイント部分（１２）と、内部軌道（２０）を持つ内部ジョイント部分（１４）と、ジョイントの長手方向軸線Ａを基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボール（１６）と、前記トルク伝達ボールを前記長手方向軸線を横切る共通平面内に保持しかつ、ジョイントが関節運動されるときに、前記ボールをその関節角度を二等分する平面内に常に位置するように案内するケージ窓（１８）付きのボールケージ（１７）と、を備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイント（１１）であって、
第１の内部軌道（２０１）とともに第１の外部軌道（１９１）が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボール（１６）が保持される第１の軌道対を形成しており、
第２の内部軌道（２０2）とともに第２の外部軌道（１９2）が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボール（１６2）が保持される第２の軌道対を形成しており、
前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、
前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）とが相対的に軸方向移動可能と成し、
かかる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、
軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、
前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージ（１７）の球状内面（２３）に当たって止まる前記内部ジョイント部分（１４）の端縁（２６，２８）によって限定され、
前記外部ジョイント部分（１２６）の内面（２２６）が円筒形であり、
更に、前記ボールケージ（１７ ６ ）の前記球状外面（２１ ６ ）に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面をその両端で規定する２つの端縁が、内側円錐形の止め面（２９ ６ ，３０ ６ ）で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されていることを特徴とする等速ボールジョイント。 - 外部軌道（１９）を持つ外部ジョイント部分（１２）と、内部軌道（２０）を持つ内部ジョイント部分（１４）と、ジョイントの長手方向軸線Ａを基準として外向きに彎曲した外部軌道と内部軌道から成る軌道対に納められるトルク伝達ボール（１６）と、前記トルク伝達ボールを前記長手方向軸線を横切る共通平面内に保持しかつ、ジョイントが関節運動されるときに、前記ボールをその関節角度を二等分する平面内に常に位置するように案内するケージ窓（１８）付きのボールケージ（１７）と、を備えている対向軌道ジョイントの形態を備えた等速ボールジョイント（１１）であって、
第１の内部軌道（２０1）とともに第１の外部軌道（１９1）が、第１の制御角β1を成しかつ第１の軸方向Ｒ１に沿って開いていて、かつ第１のボール（１６1）が保持される第１の軌道対を形成しており、
第２の内部軌道（２０2）とともに第２の外部軌道（１９2）が、第２の制御角β2を成しかつ第２の軸方向Ｒ2に沿って開いていて、かつ第２のボール（１６2）が保持される第２の軌道対を形成しており、
前記制御角β1，β2を、対を成す前記内部軌道及び外部軌道上のボール接点における２本の接線が成す角度として定義し、
前記外部ジョイント部分（１２）と前記内部ジョイント部分（１４）とが相対的に軸方向移動可能と成し、
かかる相対的な軸方向移動により、前記第１の制御角β1と前記第２の制御角β2が互いに反対方向に変化し、
軸方向における最大移動距離Ｖmaxにおける前記制御角β1，β2の内の一方を、少なくとも８°にその最小値を制限しており、
前記軸方向の最大移動距離が、前記ボールケージ（１７ １０ ）の球状外面（２１ １０ ）に当たって止まる前記外部ジョイント部分（１２ １０ ）の円周上の内部端縁（２５ １０ ）によって限定され、
前記ボールケージの内面（２３ １０ ）が、円筒形であり、
前記外部ジョイント部分（１２ １０ ）の内面（２２ １０ ）が円筒形であり、
更に、前記ボールケージ（１７ １０ ）の前記球状外面（２１ １０ ）に相接する前記外部ジョイント部分における円筒形の前記内面を両端で規定する２つの前記内部端縁が、内側円錐形の止め面（２９ １０ ，３０ １０ ）で構成されており、該止め面によって前記ボールケージの軸方向の移動距離が限定されていることを特徴とする等速ボールジョイント。
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