JP4833976B2 - 保持器のリテーナを備えた長手方向摺動ユニット - Google Patents

Description

本発明は軸配置構造におけるトルク伝達のための長手方向摺動ユニットに関する。本発明による長手方向摺動ユニットは、周方向で分配され長手方向で延びる第１のボール溝を備えた異形スリーブと、周方向で分配され長手方向で延びる第２のボール溝を備えた異形ジャーナルとを有している。その際、異形ジャーナルは異形スリーブ側の端部でもって異形スリーブに係入する。対を成す第１、第２のボール溝内にはその都度グループ状にボールが配置されている。ボール相互の相対的な軸方向の位置はボール保持器により固定される。ボール保持器は半径方向で異形スリーブと異形ジャーナルとの間に配置されている。ボール保持器は異形ジャーナルまたは異形スリーブに対して相対的に、互いに間隔を置いた軸方向ストッパの間で摺動可能である。

異形スリーブと異形ジャーナルとの間の相対的な長手方向摺動時に、ボールは第１もしくは外側の溝内と、第２もしくは内側のボール溝内とを、実質的にすべり摩擦なしに転動する。その結果、ボール、ひいてはボール保持器は全体的にその都度異形スリーブと異形ジャーナルとの間の半分の摺動ストロークを経る。それにより、長手方向摺動ユニットは軸配置構造の、摩擦の少ない長さ変化を可能にする。

ボール保持器の摺動ストロークを、互いに間隔を置いた軸方向ストッパにより制限することは、ボール保持器がボール溝から逸走することを阻止するために必要である。仮に、そのようなボール保持器の走出が、ボール溝を制限するボール溝食付き部に基づいて不可能であっても、ボール保持器のボールがボール溝食付き部に乗り上がると、結果的に自縛が発生することになるので、そのようなことにならぬよう、軸方向ストッパが設けられていなければならない。

ＤＥ１９９１１１１１Ｃ１号明細書から、異形スリーブの、異形ジャーナル側の端部に第１のリング溝を加工し、そこから軸方向で間隔を置いて、第２のリング溝を異形スリーブに加工し、両リング溝にその都度１つのリテーナリングを装入し、それにより、２つの軸方向ストッパを、リング溝の間で摺動可能なボール保持器のために設けることが公知である。

ＤＥ１０２３３７５８Ａ１号明細書から、異形スリーブの、異形ジャーナル側の端部に設けられたリテーナリングの他に、スリーブ状のストッパボディをボール保持器のための第２のストッパとして設けることが公知である。その際、ストッパボディは半径方向で見て異形スリーブと異形ジャーナルとの間に配置されている。組立のために、ストッパボディは異形スリーブに挿入されなければならない。その際、ストッパボディは形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式にボール溝に係入し、一方の端部でもって異形スリーブの円錐領域に支持される。それに対して、他方の端部はボール保持器のためのストッパ面として役立つ。そのようなストッパボディの製作は手間がかかる。それというのも、そのようなストッパボディは、ボール溝に対応する横断面プロフィルを有しているからである。加えて、ストッパボディは決められた回転角位置でのみスリーブに導入されることができる。それというのも、ストッパボディはさもなければ、長手方向で延びるボール溝に係入し得ないからである。

ＤＥ２９６１１７８５Ｕ１号明細書には、異形ジャーナルと、異形スリーブと、両者の間でボール溝内に保持されたボールとを備えた長手方向摺動ユニットが示されている。ボールはボール保持器内に収容されている。異形ジャーナルは、異形スリーブに進入するその自由端にストッパプレートを有している。このストッパプレートにボール保持器は衝突することができる。接続部側でボールの摺動ストロークはボール溝食付き部により制限される。

ＵＳ３３６５９１４号明細書には、アウタ部分とインナ部分とを備えた回転カップリング（Ｄｒｅｈｋｕｐｐｌｕｎｇ）が示されている。アウタ部分とインナ部分との間には、軌道内に、トルクを伝達するためのローラがボール保持器内で保持されている。ボール保持器の摺動ストロークは、一方で、アウタ部分に設けられた肩部により、他方で、アウタ部分に結合されたカバーにより制限される。

ＤＥ１０１５８５４４Ｃ２号明細書には、摺動ストロークを制限するために、ボール保持器がボール溝食付き部に当接することができるようになっている長手方向摺動ユニットが示されている。

ＤＥ１０１２３２２１Ｃ１号明細書には、ボール保持器が両方向で、異形ジャーナルに設けられたリング溝に装入されたリテーナリングに衝突することができるようになっている長手方向摺動ユニットが示されている。その際、リング溝は、既に上で説明した異形スリーブの場合と同様に、ボール溝の領域もしくはボール溝食付き部の領域に配置されている。このことは旋削加工によるリング溝の製作に際し、断続的なカットにつながる。この断続的なカットにより、工具は高められた磨耗に曝されている。加えて、構成部分はリング溝の加工前に、ボール溝の領域におけるバリ形成を回避するために合目的に硬化されなければならない。ただし、このことは工具磨耗のさらなる上昇につながる。これにより、寿命はさらに減じられ、ひいては製作コストは高められる。

それゆえ本発明の課題は、ボール保持器の摺動ストロークが制限されており、簡単かつ安価に製作されることができる長手方向摺動ユニットを提供することである。

上記課題は、軸配置構造におけるトルク伝達のための長手方向摺動ユニットであって、異形スリーブと異形ジャーナルとボールとボール保持器とが設けられており、異形スリーブが、周方向で分配され、長手方向で延びる第１のボール溝を有しており、異形ジャーナルが、周方向で分配され、長手方向で延び、かつボール溝食付き部を有する第２のボール溝を備えた第１の区分と、該第１の区分に軸方向で接続する第２の区分とを有しており、ボールが、対を成す第１のボール溝および第２のボール溝内にその都度グループ状に配置されており、ボール保持器が、半径方向で異形スリーブと異形ジャーナルとの間に配置されており、ボールを互いに相対的なその軸方向の位置で固定し、かつ互いに間隔を置いた軸方向ストッパの間で異形ジャーナルに対して相対的に摺動可能である形式のものにおいて、ストッパスリーブが異形ジャーナル上に配置されており、該ストッパスリーブが、異形ジャーナルまたは該異形ジャーナルに結合された構成部分に衝突することができ、ボール保持器の、第２の区分の方向での摺動ストロークを制限するようにしたことにより解決される。

ストッパスリーブを異形ジャーナル上に配置したことにより、リング溝は軸方向でボール溝食付き部に隣接して異形ジャーナルの第２の区分に連続的なカットで加工されることができる。それにより工具磨耗は減じられる。「異形ジャーナル上に」とは、この関連では、ストッパスリーブが異形ジャーナルに対して同軸的に配置されていることを意味している。その際、有利には半径方向ギャップがストッパスリーブと異形ジャーナルとの間に形成されている。ただし、ストッパスリーブは締まりばめでもって異形ジャーナルに被せ嵌められていることもできる。その際、この解決策は、ストッパスリーブが別個に形成されている場合に有利である。本発明による解決策により、ストッパスリーブは、ボール保持器に作用する軸方向力を受容し、この軸方向力をストッパスリーブのための適当な軸方向支持により、異形ジャーナルの、ボール保持器から間隔を置いた領域に導くという課題を充足する。この軸方向支持は軸方向でボール溝食付き部に対して隣接して、異形ジャーナルの、有利には円筒形に構成されている第２の区分に位置する。それにより、溝は連続的なカットで設けられることができる。このことは工具磨耗に対して有利に作用する。

有利には、ストッパスリーブが、異形ジャーナルの第１の区分の最大の外径よりも大きな内径を有している。それにより、内孔の直径は、異形ジャーナルのボール溝の外径よりも大きい。それにより、ストッパスリーブは簡単に異形ジャーナルの第１の区分上を、その際にストッパスリーブと異形ジャーナルとの間の正しい回転角位置に注意を払う必要なく摺動させられる。

別の有利な実施例では、ストッパスリーブが、異形スリーブの、ボール溝の領域における最小の内径よりも小さな外径を有している。それにより、ストッパスリーブの、センタリングされた位置において、長手方向摺動ユニットの組立時または使用中に、異形ジャーナルが軸方向でストッパスリーブに突き当たる可能性は排除されることができる。

有利には、異形ジャーナルに結合された構成部分が、異形ジャーナルの、異形スリーブとは反対側の端部に固定されている固定式ジョイント（Ｆｅｓｔｇｅｌｅｎｋ）のボールハブの形で構成されている。このことは異形ジャーナルの製作のためのコストを削減する。それというのも、ストッパスリーブの軸方向支持を異形ジャーナルに設けるために、別個の手段を講じる必要がないからである。

別の具体的な構成によれば、ストッパスリーブの長さは、第２の端部寄りのボールがボール保持器の終端位置でその都度軸方向でボール溝食付き部に対して間隔を置いて配置されているように選択されている。それにより、ボールがボール溝食付き部に乗り上がることにより自縛が発生することは阻止される。ボール溝は異形ジャーナルの一部分にわたって延在するにすぎない。これにより、ボール溝が全長にわたって延在している異形ジャーナルに比して、ボール溝の製作は、比較的僅かな長さに基づいて、切削加工による形状付与に際し安価に執り行われる。

ストッパスリーブは、異形ジャーナルのリング溝に装入されたリテーナリングに衝突することができ、リング溝は軸方向で異形ジャーナルのボール溝食付き部に対して隣接して配置されている。このように加工されたリング溝の利点は、その製作時に断続的なカットが提示されないという点にある。その結果、ボール溝領域でのリング溝の製作に比して、工具寿命は延長される。さらに、ストッパスリーブの長さはボール溝食付き部と接続構成部分との間の間隔とは無関係である。それにより、同一構造のストッパスリーブが、種々異なる固定式ジョイントを備えた長手方向摺動ユニットにおいて使用されることができる。これに対して、ストッパスリーブが直接ボールハブに支持されている実施例は、リテーナリングが不要であるという利点を有している。

別の有利な実施例では、ストッパスリーブが異形ジャーナルのリング鍔に衝突することができ、該リング鍔が軸方向で異形ジャーナルのボール溝食付き部に対して隣接して配置されている。ストッパの製作は合目的にリング鍔における旋削加工により実施される。旋削加工により、リテーナリングを備えた実施例に比して、リング溝の加工が省略される。さらにリテーナリングも節約される。さらに、ストッパスリーブの長さは、ボール溝食付き部と接続構成部分、例えば等速ジョイントのボールハブとの間の間隔とは無関係である。

有利には、ストッパスリーブが一体的にボール保持器に成形されている。このことは個別部分の個数を減じ、長手方向摺動ユニットの組立時に異形ジャーナルにストッパスリーブを取り付け忘れる危険を排除する。択一的な実施形態によれば、ストッパスリーブが別個に形成されていることもできる。このことは、ボール保持器の構成を変更する必要なく、種々異なる組み付け状況への簡単な適合性の利点を提供する。

ストッパスリーブは有利にはプラスチックまたは金属から成る。材料の選択ならびにストッパスリーブの寸法設定に際し、ストッパスリーブが、発生する組立力および滑動力を確実に受容することができることに留意しなければならない。

図面に示した実施例を参照しながら本発明について詳細に説明する。
図１：長手方向摺動ユニットの第１の構成を示す図である。
図２：長手方向摺動ユニットの第２の構成を示す図である。
図３：長手方向摺動ユニットの第３の構成を示す図である。
図４：長手方向摺動ユニットの第４の構成を示す図である。

図１〜図４にはその都度１つの長手方向摺動ユニット２４が縦断面図で異形スリーブ２５と共に示されている。異形スリーブ２５には、異形ジャーナル１が、異形スリーブ２５側の端部２でもって差し込まれている。異形ジャーナル１が有する他方の端部、すなわち異形スリーブ２５とは反対側の端部３には、ここではそれ以上の図示はしない等速回転ジョイント（Ｇｌｅｉｃｈｌａｕｆｄｒｅｈｇｅｌｅｎｋ）のボールハブ４が固定されている。異形スリーブ２５は、長手方向で延びる複数の平行な第１のボール溝２６をその内面に有している。第１のボール溝２６に合致した周方向位置で、異形ジャーナル１は第１の区分５に、長手方向で延びる複数の第２のボール溝６を有している。その際、ボール溝６は、異形ジャーナル１の、異形スリーブ２５側の端部２から、ボール溝食付き部７まで延在している。第１の区分５には異形ジャーナル１の第２の区分８が接続している。第２の区分８にはボール溝が加工されておらず、リング鍔９が設けられている。

ボール１１を備えたボール保持器１０は異形ジャーナル１に着座している。ボール保持器１０はボール１１をその相互の相対位置で固定する。その際、ボール保持器１０が異形ジャーナル１の長手方向で摺動させられると、ボール１１はグループ毎に、ここではその都度５つのボール毎に、その都度のボール溝６内を走行する。ボール保持器１０の、異形ジャーナル１に対する相対的な摺動は、長手方向摺動ユニット２４の組立が完了している場合、異形ジャーナル１と異形スリーブ２５とが互いに相対的に軸方向で摺動させられ、その際、ボール１１が異形ジャーナル１のボール溝６内と、異形スリーブ２５の、対向して位置するボール溝２６内とを転動する際に生ぜしめられる。

ボール保持器１０の、異形ジャーナル１に対する相対的な可能な摺動ストロークは、一方で、異形ジャーナル１の端部２に設けられたリング溝１２に装入されているリテーナリング２７により制限される。このリテーナリング２７にボール保持器１０は衝突することができる。他方で、ボール保持器１０の摺動ストロークは、ボール保持器１０とボールハブ４との間に配置されているストッパスリーブ１３ａにより制限される。その際、ストッパスリーブ１３ａは第１の端部１４でもってボールハブ４に支持される。それに対して、ストッパスリーブ１３ａの第２の端部１５にはボール保持器１０が平坦に当て付けられている。それにより、ストッパスリーブ１３ａは、ボール保持器１０がその図１に示した位置からさらに異形ジャーナル１の端部３の方向で運動することを阻止する。これにより、ボール保持器の、ジョイント寄りのボール１１がボール溝食付き部７に進入する可能性は排除される。ボール保持器１０の、異形スリーブ２５に対する相対的な摺動ストロークはジョイント側で、異形スリーブ２５の端部に設けられたリング溝２８に装入される、ここでは図示しないリテーナリングにより制限される。このリテーナリングは輸送時の抜け防止として役立つ。このリテーナリングにジョイント寄りのボール１１は衝突することができる。その結果、異形スリーブ２５からの異形ジャーナル１の滑り出しは阻止される。軸側で、ボール保持器１０の摺動ストロークは、ボール保持器１０がボール溝食付き部２９に当接することにより制限される。それにより、輸送時にボール１１がボール溝食付き部２９に噛み込むことは阻止される。

ストッパスリーブ１３ａの内径１６は、ストッパスリーブ１３ａが第１の区分５にわたって異形スリーブ１に向かって摺動させられるように寸法設定されている。その際、内径１６は、ボール溝６の外側の縁を結んだ円の直径よりも大きい。さらに、内径１６はリング鍔９の外径１８よりも大きい。これにより、ストッパスリーブ１３ａは異形ジャーナル１の第２の区分８にわたっても摺動させられる。

図２には本発明の別の実施例が示されている。図１の実施例との違いは、ストッパスリーブ１３ｂが一体的にボール保持器１０に成形されている点にある。ストッパスリーブ１３ｂの外径１９は、ボール１１を固定するボール保持器１０の外径２０に等しい。ストッパスリーブ１３ｂは直接等速ジョイントのボールハブ４に支持されている。

図３には、図２と同様にストッパスリーブ１３ｃが一体的にボール保持器１０に成形されている実施例が示されている。ストッパスリーブ１３ｃは第１の端部１４でもって、ここでは、リング鍔９に加工されているリング溝２２内に着座したリテーナリング２１に支持されている。リング溝２２は一貫した、すなわち連続的なカットによりリング鍔９に製作される。

図４の実施例では、一体的にボール保持器１０に成形されたストッパスリーブ１３ｄが、異形ジャーナル１のストッパ２３に支持されている。ストッパ２３は段部によりリング鍔９に形成されている。リング鍔９の外径１８はストッパスリーブ１３ｄの内径１６よりも大きい。

長手方向摺動ユニットの第１の構成を示す図である。 長手方向摺動ユニットの第２の構成を示す図である。 長手方向摺動ユニットの第３の構成を示す図である。 長手方向摺動ユニットの第４の構成を示す図である。

符号の説明

１ 異形ジャーナル、 ２ 端部、 ３ 端部、 ４ ボールハブ、 ５ 第１の区分、 ６ 第２のボール溝、 ７ ボール溝食付き部、 ８ 第２の区分、 ９ リング鍔、 １０ ボール保持器、 １１ ボール、 １２ リング溝、 １３ ストッパスリーブ（１３ａ〜１３ｅ）、 １４ 第１の端部、 １５ 第２の端部、 １６ 内径、 １７ 外側の縁、 １８ 外径、 １９ 外径、 ２０ 外径、 ２１ リテーナリング、 ２２ リング溝、 ２３ ストッパ、 ２４ 長手方向摺動ユニット、 ２５ 異形スリーブ、 ２６ 第１のボール溝、 ２７ リテーナリング、 ２８ リング溝、 ２９ ボール溝食付き部

Claims (1)

1. 軸配置構造におけるトルク伝達のための長手方向摺動ユニット（２４）であって、
   異形スリーブ（２５）と異形ジャーナル（１）とボール（１１）とボール保持器（１０）とが設けられており、
   −異形スリーブ（２５）が、周方向で分配され、長手方向で延びる第１のボール溝（２６）を有しており、
   −異形ジャーナル（１）が、周方向で分配され、長手方向で延び、かつボール溝食付き部（７）を有する第２のボール溝（６）を備えた第１の区分（５）と、該第１の区分（５）に軸方向で接続する第２の区分（８）とを有しており、
   −ボール（１１）が、対を成す第１のボール溝（２６）および第２のボール溝（６）内にそれぞれグループ状に配置されており、
   −ボール保持器（１０）が、半径方向で異形スリーブ（２５）と異形ジャーナル（１）との間に配置されており、ボール（１１）を互いに相対的なその軸方向の位置で固定し、かつ互いに間隔を置いた軸方向ストッパの間で異形ジャーナル（１）に対して相対的に摺動可能である
   形式のものにおいて、
   ストッパスリーブ（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）が異形ジャーナル（１）上に配置されており、該ストッパスリーブ（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）が、異形ジャーナル（１）または該異形ジャーナルに結合された構成部分に衝突することができ、ボール保持器（１０）の、第２の区分（８）の方向での摺動ストロークを制限するようになっており、ストッパスリーブ（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）が、異形ジャーナル（１）の第２の区分（８）内で、ボール溝食付き部（７）に対して軸方向で間隔を置いてあるいは隣接して、異形ジャーナル（１）または該異形ジャーナル（１）に結合された構成部分（４）に当接する
   ことを特徴とする、保持器のリテーナを備えた長手方向摺動ユニット。

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