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▶ ゲー カー エヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-26
(54)【発明の名称】カウンタトラックジョイントおよびサイドシャフト
(51)【国際特許分類】
F16D 3/223 20110101AFI20240719BHJP
【ＦＩ】
F16D3/223
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024505390
(86)(22)【出願日】2021-07-30
(85)【翻訳文提出日】2024-01-29
(86)【国際出願番号】 EP2021071507
(87)【国際公開番号】W WO2023006229
(87)【国際公開日】2023-02-02
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】504467521
【氏名又は名称】ゲー カー エヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ＧＫＮ Ｄｒｉｖｅｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｕｐｔｓｔｒａｓｓｅ １３０， Ｄ－５３７９７ Ｌｏｈｍａｒ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】シュテファン マウハー
(72)【発明者】
【氏名】トーマス ヴェッカーリング
(72)【発明者】
【氏名】イーダ ベンナー
(72)【発明者】
【氏名】ロルフ クレメリウス
(72)【発明者】
【氏名】アンナ グレメルマイアー
(72)【発明者】
【氏名】ハンス－ユルゲン ポスト
(57)【要約】
本発明は、カウンタトラックジョイントであって、ジョイント外側部分（１２）と、ジョイント内側部分（１３）とを含み、まっすぐにされたカウンタトラックジョイントにおいて、第１のトラック対（２２Ａ，２３Ａ）が、ジョイント外側部分（１２）の開口側に向かって拡張しており、まっすぐにされたカウンタトラックジョイントにおいて、第２のトラック対（２２Ｂ，２３Ｂ）が、ジョイント外側部分（１２）の接続側に向かって拡張しており、カウンタトラックジョイントはさらに、各第１および第２のトラック対内の各１つのボール（１４Ａ，１４Ｂ）と、それぞれが１つのボール（１４）を収容する、周方向に配分された保持器窓（１８）を備えたボール保持器（１５）とを含み、ボール保持器（１５）は、横断面で見て少なくとも、３つの最大値と３つの最小値とを備えた非円形の形状を有している、カウンタトラックジョイントに関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カウンタトラックジョイントであって、長手方向軸線（Ｌ１２）と、接続側および開口側と、長手方向において少なくとも部分的に湾曲させられた内面（２４）と、周方向に配分されて配置された第１の外側のボールトラック（２２Ａ）および第２の外側のボールトラック（２２Ｂ）とを備えたジョイント外側部分（１２）と、
長手方向軸線（Ｌ１３）と、第１の内側のボールトラック（２３Ａ）および第２の内側のボールトラック（２３Ｂ）とを備えたジョイント内側部分（１３）であって、前記第１の内側のボールトラック（２３Ａ）および前記第２の内側のボールトラック（２３Ｂ）は、前記ジョイント内側部分（１３）の外面（２６）において周方向に配分されて配置されている、ジョイント内側部分（１３）と
を含み、
前記第１の外側のボールトラック（２２Ａ）と前記第１の内側のボールトラック（２３Ａ）とは互いに、前記ジョイント外側部分（１２）の前記開口側に向かって拡張する第１のトラック対（２２Ａ，２３Ａ）を形成しており、
前記第２の外側のボールトラック（２２Ｂ）と前記第２の内側のボールトラック（２３Ｂ）とは互いに、前記ジョイント外側部分（１２）の前記接続側に向かって拡張する第２のトラック対（２２Ｂ，２３Ｂ）を形成しており、
前記カウンタトラックジョイントはさらに、各前記第１のトラック対（２２Ａ，２３Ａ）および各前記第２のトラック対（２２Ｂ，２３Ｂ）においてトルクを伝達する各１つのボール（１４Ａ，１４Ｂ）と、
前記ジョイント外側部分（１２）と前記ジョイント内側部分（１３）との間に配置されていて、保持器内面（１７）と、保持器外面（１６）と、それぞれが少なくとも１つの前記トルクを伝達するボール（１４Ａ，１４Ｂ）を収容する、周方向に配分された保持器窓（１８）とを有するボール保持器（１５）であって、該ボール保持器（１５）は、前記周方向に配分された保持器窓（１８）の側方に隣接する、開口側のリングウェブ（３７）と、接続側のリングウェブ（３８）とを有しており、前記ジョイント内側部分（１３）の前記長手方向軸線（Ｌ１３）と、前記ジョイント外側部分（１２）の前記長手方向軸線（Ｌ１２）とが同軸に方向付けられている場合に、前記ボール（１４Ａ，１４Ｂ）は、前記ボール保持器（１５）により、１つの半径方向平面（ＥＭ）内に保持される、ボール保持器（１５）と
を含み、
前記ジョイント外側部分（１２）の前記長手方向軸線（Ｌ１２）と、前記ジョイント内側部分（１３）の前記長手方向軸線（Ｌ１３）とが互いに一直線に並んでいる場合に、前記保持器外面（１６）と、前記ジョイント外側部分（１２）の前記内面（２４）との間に外側の半径方向ギャップ（２５）が形成されており、かつ前記保持器内面（１７）と、前記ジョイント内側部分（１３）の前記外面（２６）との間に内側の半径方向ギャップ（２７）が形成されており、
前記ジョイント内側部分（１３）は、前記ジョイント外側部分（１２）に対して相対的に、軸線方向に限定的に可動であり、前記ボール保持器（１５）の前記開口側のリングウェブ（３７）は、前記ジョイント外側部分（１２）または前記ジョイント内側部分（１３）のうちの少なくとも一方の開口側の支持面（２４ａ，２６ａ）に軸線方向において支持され得るようになっており、かつ前記接続側のリングウェブ（３８）は、前記ジョイント外側部分（１２）または前記ジョイント内側部分（１３）のうちの少なくとも一方の接続側の支持面（２４ｂ，２６ｂ）に軸線方向において支持され得るようになっている、
カウンタトラックジョイントにおいて、
前記保持器外面（１６）および前記保持器内面（１７）のうちの少なくとも一方は、軟質仕上げ加工され、かつ硬化されており、
前記ボール保持器（１５）は、横断面で見て非円形の形状を有しており、これにより、軸線方向摺動時に前記開口側の支持面（２４ａ，２６ａ）に接触する前記開口側のリングウェブ（３７）と、前記接続側の支持面（２４ｂ，２６ｂ）に接触する前記接続側のリングウェブ（３８）とは、それぞれ少なくとも、３つの最大値（ＰＨ）と、３つの最小値（ＰＬ）と、少なくとも３０マイクロメートルの最大ピーク・バレー値（ＨＬ，ＨＬｉ，ＨＬｏ）とを備えた多角形の周囲輪郭（Ｋ）を有している
ことを特徴とする、カウンタトラックジョイント。
【請求項2】
前記多角形の周囲輪郭（Ｋ）の前記最大ピーク・バレー値（ＨＬ）は、２００マイクロメートル未満、特に１５０マイクロメートル未満である、請求項１記載のカウンタトラックジョイント。
【請求項3】
前記多角形の周囲輪郭（Ｋ）は、内周輪郭（Ｋ３７ｉ）と外周輪郭（Ｋ３７ｏ）とを含み、前記内周輪郭（Ｋ３７ｉ）の前記最大ピーク・バレー値（ＨＬｉ）は、少なくとも１０マイクロメートルだけ、前記外周輪郭（Ｋ３７ｏ）の前記最大ピーク・バレー値（ＨＬｏ）よりも大きくなっている、請求項１または２記載のカウンタトラックジョイント。
【請求項4】
前記ボール保持器（１５）は、前記リングウェブ（３７，３８）の横断面において、全周にわたり可変の壁厚さを有しており、最小半径方向厚さと最大半径方向厚さとの間の厚さの差は、少なくとも５０マイクロメートルである、請求項１から３までのいずれか１項記載のカウンタトラックジョイント。
【請求項5】
前記多角形の周囲輪郭（Ｋ）は少なくとも、６つの最大値（ＰＨ）と６つの最小値（ＰＬ）とを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のカウンタトラックジョイント。
【請求項6】
前記ジョイント外側部分（１２）と前記ジョイント内側部分（１３）とに対して前記ボール保持器（１５）をセンタリングして配置した状態では、前記外側の半径方向ギャップ（２５）および前記内側の半径方向ギャップ（２７）のうちの少なくとも一方は、７５マイクロメートルよりも大きく、前記外側の半径方向ギャップ（２５）および前記内側の半径方向ギャップ（２７）のうちの他方は、５０マイクロメートルよりも大きい、請求項１から５までのいずれか１項記載のカウンタトラックジョイント。
【請求項7】
無負荷状態では、前記保持器外面（１６）と、前記ジョイント外側部分（１２）の前記内面（２４）との間に形成された外側の全軸線方向遊び（Ｓｏ）と、前記保持器内面（１７）と、前記ジョイント内側部分（１３）の前記外面（２６）との間に形成された内側の全軸線方向遊び（Ｓｉ）とは、それぞれ異なる大きさであり、前記外側の全軸線方向遊び（Ｓｏ）は特に、前記内側の全軸線方向遊び（Ｓｉ）より少なくとも１０％大きくなっている、請求項１から６までのいずれか１項記載のカウンタトラックジョイント。
【請求項8】
トルク負荷状態の前記内側の全軸線方向遊び（Ｓｉ）に関して、前記ジョイント内側部分（１３）が前記ボール保持器（１５）に対して軸線方向において中間に位置決めされている場合に、前記外側の全軸線方向遊び（Ｓｏ）は非対称に、外側の開口側の軸線方向遊び（Ｓｏａ）と外側の接続側の軸線方向遊び（Ｓｏｂ）とに分割されている、請求項７記載のカウンタトラックジョイント。
【請求項9】
前記第１の外側のボールトラック（２２Ａ）と前記第２の外側のボールトラック（２２Ｂ）とは、外側のボールトラック群を形成しており、前記第１の内側のボールトラック（２３Ａ）と前記第２の内側のボールトラック（２３Ｂ）とは、第２のボールトラック群を形成しており、前記外側のボールトラック群および前記内側のボールトラック群のうちの一方は硬化されかつ硬質加工されており、前記外側のボールトラック群および前記内側のボールトラック群のうちの他方は硬化前に仕上げ加工されている、すなわち、硬化後に機械的に加工されてはいない、請求項１から８までのいずれか１項記載のボールトラックジョイント。
【請求項10】
前記外側のボールトラック群および前記内側のボールトラック群のうちの前記他方は、非切削式の加工成形により仕上げ加工されている、請求項９記載のボールトラックジョイント。
【請求項11】
前記第１の外側のボールトラック（２２Ａ）は、開口側に第１の外側のアンダカット（Ｈ２２Ａ）を有しており、前記第２の外側のボールトラック（２２Ｂ）は、開口側に第２の外側のアンダカット（Ｈ２２Ｂ）を有しており、前記第１の外側のアンダカット（Ｈ２２Ａ）は、前記第２の外側のアンダカット（Ｈ２２Ｂ）よりも小さくなっている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のボールトラックジョイント。
【請求項12】
前記ジョイント外側部分（１２）の前記内面（２４）と、前記第１の外側のボールトラック（２２Ａ）と、前記第２の外側のボールトラック（２２Ｂ）とは、軟質仕上げ加工されかつ硬化されており、かつ前記ジョイント内側部分（１３）の前記第１の内側のボールトラック（２３Ａ）と、前記第２の内側のボールトラック（２３Ｂ）とは、硬化されかつ硬質仕上げ加工されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のボールトラックジョイント。
【請求項13】
前記ジョイント外側部分（１２）の前記第１の外側のボールトラック（２２Ａ）と、前記第２の外側のボールトラック（２２Ｂ）とは、硬化されかつ硬化後に硬質仕上げ加工されており、かつ前記ジョイント内側部分（１３）の前記第１の内側のボールトラック（２３Ａ）と、前記第２の内側のボールトラック（２３Ｂ）とは、軟質仕上げ加工されかつ硬化されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のボールトラックジョイント。
【請求項14】
前記第１の外側のボールトラック（２２Ａ）および前記第２の外側のボールトラック（２２Ｂ）は、横断面で見てそれぞれ、トルクを伝達する付属の前記ボール（１４Ａ，１４Ｂ）との２点接触が形成されているように形成されており、かつ／または前記第１の内側のボールトラック（２３Ａ）および前記第２の内側のボールトラック（２３Ｂ）は、横断面で見てそれぞれ、トルクを伝達する付属の前記ボール（１４Ａ，１４Ｂ）との２点接触が形成されているように形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のボールトラックジョイント。
【請求項15】
前記ジョイント外側部分（１２）と前記ジョイント内側部分（１３）とは、前記ジョイント内側部分（１３）が前記ジョイント外側部分（１２）に対して相対的に２０°よりも大きな屈曲角度（β）だけ、角運動可能であるように形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のボールトラックジョイント。
【請求項16】
特に自動車を後輪駆動するために、トルクをトランスミッションから車両ホイールに伝達するサイドシャフトであって、トランスミッション側の等速ジョイントと、ホイール側の等速ジョイントと、その間に位置するシャフトとを含む、サイドシャフトにおいて、前記トランスミッション側の等速ジョイントおよび前記ホイール側の等速ジョイントのうちの少なくとも一方は、請求項１から１５までのいずれか１項記載のカウンタトラックジョイントであることを特徴とする、サイドシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カウンタトラックジョイントの形態の等速ジョイントならびにこのようなカウンタトラックジョイントを備えたサイドシャフトに関する。
【0002】
独国特許出願公開第１００６０１２０号明細書から、ジョイント外側部分と、ジョイント内側部分と、それぞれ外側トラックと内側トラックとから成るトラック対内に収容された、トルクを伝達するボールと、内部にボールが保持されている、保持器窓を備えたボール保持器とを有するカウンタトラックジョイントが公知である。第１の外側トラックは、第１の内側トラックと共に第１のトラック対を形成しており、第１のトラック対の第１の制御角度は、第１の軸線方向に開いており、第１のトラック対内には第１のボールが保持されている。第２の外側トラックは、第２の内側トラックと共に第２のトラック対を形成しており、第２のトラック対の第２の制御角度は、第２の軸線方向に開いており、第２のトラック対内には第２のボールが保持されている。ジョイント外側部分とジョイント内側部分とは、互いに相対的に軸線方向に摺動可能である。国際公開第２０１３／０２９６５５号から、別のカウンタトラックジョイントが公知である。
【0003】
独国特許出願公開第１０２０９９３３号明細書から公知のカウンタトラックジョイントは、第１および第２の内側転動溝を備えた内側ハブと、第１および第２の外側転動溝を備えた外側ハブと、内側ハブと外側ハブとの間に配置されていて、転動溝に係合するボールが内部でガイドされている半径方向窓を有するリング形の保持器とを含む。カウンタトラックジョイントの外側ハブは、一体の閉じられたリングであり、このリングには、外側転動溝が非切削式に加工成形されている。
【0004】
欧州特許出願公開第２１８０２０２号明細書から、摺動式等速ジョイント用のボール保持器が公知である。このボール保持器は、ボールを収容するために周方向に配分された窓と、外側球面状の制御面と、予め成形された素材から出発して機械的に加工されていない外側円錐状の逃げ面とを含む。
【0005】
仏国特許発明第１２８７５４６号明細書から、ジョイント外側部分と、このジョイント外側部分に対して長手方向に可動のジョイント内側部分と、保持器と、保持器窓内に保持された、トルクを伝達する４つのボールとを備えた摺動式等速ジョイントが公知である。ジョイント外側部分は、軸線に対して直角に延びる４つの外側トラックを備えた円筒状の内面を有している。ジョイント内側部分は、外側トラックに対して対称的に延びる４つの内側トラックを備えた双円錐状の外面を有している。保持器は、縦断面で見て双円錐状の外面を有しておりかつ横断面で見て長手方向に延びる４つの切欠きを備えた円筒状の内面を有しており、これらの切欠き内には、摺動運動時に、ジョイント内側部分の、内側トラックの間に位置するウェブ領域が延在している。
【0006】
米国特許第６２２４４９０号明細書から、ジョイント外側部分と、ジョイント内側部分と、トルクを伝達するボールと、保持器とを備えた等速ジョイントが公知である。ジョイント外側部分は、転動溝を備えた球面状の内面を有している。ジョイント内側部分は、転動溝を備えた球面状の外面を有しており、転動溝の数は、ジョイント外側部分に設けられた転動溝の数に等しい。ジョイント外側部分に設けられる転動溝と、ジョイント外側部分に設けられる進入斜面とは、塑性加工法により製造される。
【0007】
本発明の根底を成す課題は、簡単かつ効率的に製造可能であると共に、僅かな騒音エミッションを有する、カウンタトラックジョイントの形態の等速ジョイントを提案することにある。さらに、このようなカウンタトラックジョイントを備えた、効率的で騒音の少ないサイドシャフトを提案する、という課題もある。
【0008】
本発明により提案するカウンタトラックジョイントの形態の等速ジョイントは、長手方向軸線と、接続側および開口側と、長手方向において少なくとも部分的に湾曲させられた内面と、周方向に配分されて配置された第１の外側のボールトラックおよび第２の外側のボールトラックとを備えたジョイント外側部分と、長手方向軸線と、第１の内側のボールトラックおよび第２の内側のボールトラックとを備えたジョイント内側部分であって、第１の内側のボールトラックおよび第２の内側のボールトラックは、ジョイント内側部分の外面において周方向に配分されて配置されている、ジョイント内側部分とを含み、第１の外側のボールトラックと第１の内側のボールトラックとは互いに、ジョイント外側部分の開口側に向かって拡張する第１のトラック対を形成しており、第２の外側のボールトラックと第２の内側のボールトラックとは互いに、ジョイント外側部分の接続側に向かって拡張する第２のトラック対を形成しており、等速ジョイントはさらに、各第１のトラック対および各第２のトラック対においてトルクを伝達する各１つのボールと、ジョイント外側部分とジョイント内側部分との間に配置されていて、保持器内面と、保持器外面と、それぞれが少なくとも１つのトルクを伝達するボールを収容する、周方向に配分された保持器窓とを有するボール保持器であって、ボール保持器は、周方向に配分された保持器窓の側方に隣接する、開口側のリングウェブと、接続側のリングウェブとを有しており、ジョイント内側部分の長手方向軸線とジョイント外側部分の長手方向軸線とが同軸に方向付けられている場合に、ボールは、ボール保持器により、１つの半径方向平面内に保持される、ボール保持器とを含み、ジョイント外側部分の長手方向軸線と、ジョイント内側部分の長手方向軸線とが互いに一直線に並んでいる場合に、保持器外面と、ジョイント外側部分の内面との間に外側の半径方向ギャップが形成されており、保持器内面と、ジョイント内側部分の外面との間に内側の半径方向ギャップが形成されており、ジョイント内側部分は、ジョイント外側部分に対して相対的に、軸線方向に限定的に可動であり、ボール保持器の開口側のリングウェブは、ジョイント外側部分および／またはジョイント内側部分の開口側の支持面に軸線方向において支持され得るようになっており、接続側のリングウェブは、ジョイント外側部分および／またはジョイント内側部分の接続側の支持面に軸線方向において支持され得るようになっており、ボール保持器の保持器外面および保持器内面のうちの少なくとも一方は、軟質仕上げ加工され、かつ硬化させられており、ボール保持器は、横断面で見て、接続側のリングウェブの多角形の周囲輪郭と、開口側のリングウェブの多角形の周囲輪郭とを備えた非円形の形状を有しており、多角形の周囲輪郭はそれぞれ少なくとも、３つの最大値と、３つの最小値と、少なくとも３０マイクロメートルの最大ピーク・バレー値とを有している。
【0009】
カウンタトラックジョイントは、ボール保持器がその非円形の形状に基づき、軸線方向のストッパにおいて、ジョイント外側部分もしくはジョイント内側部分と点状にのみ接触し、所定のばね機能を有している、という利点を有している。このことは、ストッパにおけるノイズ発生を少なくすると共に、全周にわたる点状の接触に基づき、面状の接触に比べて小さな摩擦力をもたらす。別の利点は、ボール保持器が、硬化前に仕上げ加工される面に基づき、簡単かつ廉価に製造され得る点にある。これにより全体として、簡単かつ効率的に製造可能であり、特に負荷変動時の騒音発生が少ないカウンタトラックジョイントが得られる。
【0010】
ボール保持器の多角形の周囲輪郭は、外面および／または内面に形成されていてもよい。この場合、本開示に関連する多角形の周囲輪郭の特徴は、ボール保持器の横断面または円錐断面において得られる、周囲線中心点に関して全周にわたり可変の半径を有する周囲線を有しているため、実質的に波形の延在部が生じる。この点で、周囲線は連続波と呼ばれることもある。この場合、最大ピーク・バレー値は、中心点を中心とした多角形の周囲線の最小半径と、最大半径との間の差を表す。前述のピーク・バレー値は、両リングウェブの、特に内側と外側とにおける周囲線に関し、これにより、２つの軸線方向の端部ストッパには、軽いばね作用と低減された騒音発生とを伴う点状接触が生じることになる。
【0011】
ボール保持器の多角形の周囲線の幾何学形状の大きさを計算するためには、複数の可能性が存在する。例えば、波形の周囲線の外接円および内接円が定められ、これに基づき、半径方向の差が形成され得る。外接円は、周囲線もしくは周囲線に沿った全ての測定点を完全に取り囲む最小の円である。この外接円は、「最小外接円」（ＭＣＣ）とも呼ばれる。内接円は、周囲線もしくは周囲線の全ての測定点の完全に内側に位置する最大の円を表す。この内接円は、「最大内接円」（ＭＩＣ）とも呼ばれる。この方法を使用する場合、外接円と内接円との間の半径方向間隔は、全周にわたり３０マイクロメートルよりも大きいことが望ましい。択一的または補足的に、多角形の周囲線のピーク・バレー値は、「最小領域円」（ＭＺＣ）とも呼ばれる最小円法により求められてもよい。この場合、同一の中心点を有する２つの円が算出され、これにより、一方の円は、周囲線もしくは周囲線の全ての測定点の外側に最小限に位置しており、他方の円は、周囲線もしくは周囲線の全ての測定点の内側に最大限に位置している。この方法を使用する場合、２つの同軸円の半径方向間隔は、全周にわたり３０マイクロメートルよりも大きいことが望ましい。択一的または補足的に、多角形の周囲線のピーク・バレー値は、「最小二乗円」（ＬＳＣ）とも呼ばれるガウス円に基づき求められてもよい。ガウス円は、このガウス円が、多角形の周囲線もしくは周囲線の全ての測定点の可能な限り近くに位置するように求められる。この方法を使用する場合、ガウス基準円に対する多角形の周囲線もしくは周囲線の測定点の絶対最大値および絶対最小値の半径方向間隔は、それぞれ１５マイクロメートルよりも大きいことが望ましい。本発明によるピーク・バレー値を計算するために、上述したあらゆる任意の方法が使用され得る、ということは自明である。周囲線を定めるために使用される測定点の数は、保持器窓の領域では、保持器窓の数に相当し、少なくとも６、好適には８または１０以上である。リングウェブの領域では、測定点の数はこれを大幅に上回っていてもよく、例えば少なくとも１６、または連続した測定線であってもよい。
【0012】
ボール保持器は、両リングウェブに多角形の周囲輪郭を有している。この場合、多角形の内周輪郭および／または外周輪郭は、少なくとも６つの最大値および６つの最小値、特に少なくとも８つの最大値および少なくとも８つの最小値を含んでいてもよい。
【0013】
リングウェブの領域において、多角形の内周輪郭は、特に少なくとも１０マイクロメートルだけ、多角形の外周輪郭よりも大きくなっていてもよい。例えば多角形の内周輪郭は、少なくとも３０マイクロメートルの最大ピーク・バレー値を有していてもよく、多角形の外周輪郭は、少なくとも５０マイクロメートルの最大ピーク・バレー値を有していてもよい。より大きなピーク・バレー値もしくは振幅に伴い、ジョイント外側部分および／またはジョイント内側部分との当接においてもより小さな点接触と、保持器のより大きなばね作用とが生じる。好適には、多角形の内周輪郭および／または外周輪郭の最大ピーク・バレー値は、２００マイクロメートル未満、特に１５０マイクロメートル未満である。ボール保持器は、多角形の内周面も、多角形の外周面も有していてもよい。この場合、外側多角形および内側多角形の連続波は、周方向において同位相ででもよく、または位相をずらされていてもよい。
【0014】
ボール保持器は、リングウェブの周方向断面において、全周にわたり可変の壁厚さを有していてもよく、この場合、リングウェブの最小半径方向厚さと最大半径方向厚さとの間の厚さの差は、好適には少なくとも５０マイクロメートルである。
【0015】
１つの実施形態では、ボール保持器の外面と、内面と、任意には少なくとも１つの端面とは、軟質仕上げ加工され、かつ硬化されていてもよい。本開示に関連して、軟質仕上げ加工されるということは、特に所望の構成部材幾何学形状が専ら軟質加工のみにより生ぜしめられること、すなわち硬化前に行われて完了していることを含む。硬化後には、ボール保持器の外面の少なくとも一部の幾何学形状を変化させる後加工、特に切削加工は想定されていない。ボール保持器の外面、内面および／または端面は、特に変形加工により、例えば鍛造加工、熱間変形加工、冷間変形加工、エンボス加工および／またはハンマ加工により仕上げられてもよい。択一的または補足的に、ボール保持器の部分面は、少なくとも中間ステップにおいて、例えばフライス加工作業、旋削加工作業および／または研削加工作業により切削式に加工されてもよい。
【0016】
特に硬化後に、保持器窓の、軸線方向において互いに反対の側に位置する側面が、さらに硬質加工されてもよい。この場合、本開示に関連して、硬化されることと、硬質加工されることとは特に、硬化前の各ワーク面が、相応する過剰寸法を備えて予備製造され、硬化後に所望の最終幾何学形状へと仕上げ加工される、ということを意味する。予備製造は、旋削またはフライス加工等の切削式の製造法により、かつ／または変形加工もしくは鍛造加工またはエンボス加工等の非切削式の製造法により行われてもよい。仕上げ加工は、特に切削式に、例えば研削加工またはフライス加工により行われてもよい。仕上げ加工に際して、中間製品に設けられた、相応する面の、例えば数十分の１ミリメートルであり得る過剰寸法材料が、硬化後に除去される。
【0017】
ジョイント外側部分と、保持器と、ジョイント内側部分との互いに対向する面は、原則として要求に応じて自由に選択され得る。例えば、ジョイント外側部分の内面、保持器外面、保持器内面、およびジョイント内側部分の外面のうちの１つ、複数、または全ては、球面状に形成されていてもよい。択一的または補足的に、前記面は、円筒状、円環面状および／または円錐状の部分を有していてもよい。球面状の外面と内面とを備えたボール保持器を使用する場合、これらの球面は互いに同軸的に配置されていてもよい、すなわち、両方の面中心点は一致している。１つの択一的な可能性では、球面状の面は、軸線方向において互いにずらされていてもよい、すなわち、内側の球面状の保持器面および外側の球面状の保持器面の両方の面中心点は、互いに軸線方向間隔（オフセット）を有している。同じことは、外側部分の球面状の内面および／または内側部分の球面状の外面が使用される場合に、これらにも同様に当てはまる。
【0018】
１つの実施形態では、ジョイント外側部分とジョイント内側部分とに対してボール保持器をセンタリングして配置した状態では、外側の半径方向ギャップおよび内側の半径方向ギャップのうちの少なくとも一方は、７５マイクロメートルよりも大きくなっていてもよい。内側の半径方向ギャップと外側の半径方向ギャップとは、それぞれ異なる大きさであってもよく、特に少なくとも２５マイクロメートルだけ互いに異なっていてもよい。同様に、保持器外面とジョイント外側部分の内面との間に形成された外側の全軸線方向遊びと、保持器内面とジョイント内側部分の外面との間に形成された内側の全軸線方向遊びとが、それぞれ異なる大きさであってもよい。例えば、外側の全軸線方向遊びは、内側の全軸線方向遊びよりも、少なくとも１０％および／または少なくとも１００マイクロメートルだけ、特に少なくとも２０％および／または少なくとも２００マイクロメートルだけ大きくなっていてもよい。さらにジョイント構成部材は、トルク負荷状態でボール保持器に対してジョイント内側部分を軸線方向において中間に位置決めした場合に、外側の全軸線方向遊びが非対称に、外側の開口側の軸線方向遊びと外側の接続側の軸線方向遊びとに分割されているように形成されていてもよい。この場合、接続側の軸線方向遊びが、好適には開口側の軸線方向遊びよりも小さくなっている。これにより、ボールがボールトラック内で引っ掛かることもしくはボールトラックに圧着することなしに、ボール保持器を介してシャフトを圧入する際にジョイント内側部分は軸線方向においてジョイント外側部分の支持面に支持され得る、ということが有利に支援される。半径方向遊びもしくは軸線方向遊びのそれぞれ異なる構成は、簡単かつ安価な製造に寄与する。それというのも、４対の面のうちの１つにおいて大まかな遊びが可能になるからである。
【0019】
外側および内側のボールトラックは、それぞれトラック底部の縦断面で見て、少なくとも中心区分において湾曲されていてもよい。第１および第２の外側のボールトラックは、外側のボールトラック群を形成していてもよく、第１および第２の内側のボールトラックは、第２のボールトラック群を形成していてもよく、この場合、１つの構成では、外側のボールトラック群および内側のボールトラック群のうちの一方は硬化されかつ硬質加工されており、外側のボールトラック群および内側のボールトラック群のうちの他方は硬化前に仕上げ加工されている、すなわち、硬化後に機械的に加工されてはいない、もしくは幾何学形状を変化させる後加工はもはや施されない。後者のボールトラック群は、例えば非切削式の加工成形により、硬化前に仕上げ加工され得る。硬化後には、表面改質のためにさらにショットピーニングが行われてもよい。硬化前に仕上げ加工されたボールトラック群は、廉価な製造に寄与する。同時に、硬化させられてから硬質仕上げ加工されたボールトラック群と、ジョイント外側部分の支持面と、カウンタトラック形状とに基づき、ボール保持器に対する良好なガイド機能および支持機能ひいては高い効率が与えられている。外側のボールトラック群が軟質仕上げ加工されている場合、外側の半径方向ギャップもしくは外側の全軸線方向遊びは、好適には、内側の半径方向ギャップもしくは内側の全軸線方向遊びよりも大きくなっている。内側のボールトラック群が軟質仕上げ加工されている場合、外側の半径方向ギャップもしくは外側の全軸線方向遊びは、好適には、内側の半径方向ギャップもしくは内側の全軸線方向遊びよりも小さくなっている。
【0020】
例えば研削加工または旋削加工により硬質加工されたボールトラックは、軟質仕上げ加工された、すなわち硬化後に加工されていないボールトラックよりも小さな表面粗さを有することができる。後者は、任意には、硬化前に実施されるショットピーニングにより生ぜしめられる微細構造を有していてもよい。
【0021】
第１の外側のボールトラックおよび第２の外側のボールトラックは、好適には、横断面で見てそれぞれ、トルクを伝達する付属のボールとの２点接触が形成されているように形成されている。択一的または補足的に、第１の内側のボールトラックおよび第２の内側のボールトラックも、横断面で見てそれぞれ、トルクを伝達する付属のボールとの２点接触が形成されているように形成されていてもよい。２点接触は、例えば横断面で見てゴシック様式または楕円形のトラック形状により生ぜしめられてもよい。２点接触もしくは２点トラックにより、ボールトラックの自己センタリング式の測定を実施することが可能である。ただし基本的には円形トラックも使用され得る。
【0022】
基本的に、硬化前もしくは硬化後に仕上げ加工されたボールトラックをジョイント外側部分もしくはジョイント内側部分に対応して配置することにより生じる２つの実施形態が可能である。第１の構成では、硬化前に軟質仕上げ加工されたボールトラックがジョイント外側部分に対応して配置されていてもよい一方で、硬化されてから硬質加工されたボールトラックは、ジョイント内側部分に対応して配置されている。択一的な逆の構成では、硬化前に軟質仕上げ加工されたボールトラックがジョイント内側部分に対応して配置されていてもよい一方で、硬化されてから硬質加工されたボールトラックは、ジョイント外側部分に対応して配置されている。
【0023】
１つの実施例では、外側部分の内面は硬化され、硬化後には機械的に加工されていなくてもよい。すなわち、内面の幾何学形状は、硬化前に仕上げられている、もしくは完成している。硬化後には、内面の幾何学形状を変化させる後加工、特に切削加工は想定されていない。外側部分の内面は、特に変形加工により、例えば鍛造加工、熱間変形加工、エンボス加工および／またはハンマ加工により仕上げられてもよい。択一的または補足的に、外側部分の内面は、少なくとも中間ステップにおいて、例えばフライス加工作業、旋削加工作業および／または研削加工作業により切削式に加工されてもよい。
【0024】
ジョイント内側部分の外面は、硬化され、かつ硬化後に硬質加工されていてもよい。このことは特に、硬化前の内側部分の外面が、相応する過剰寸法を備えて予備製造され、硬化後に所望の最終幾何学形状へと仕上げ加工される、ということを意味する。この場合、予備製造は、旋削またはフライス加工等の切削式の製造法により、かつ／または変形加工もしくは鍛造等の非切削式の製造法により行われてもよい。外面の仕上げ加工は、特に切削式に、例えば研削加工または旋削加工により行われてもよい。
【0025】
第１の外側のボールトラックは、開口側に向かって第１のアンダカットを形成していてもよく、第２の外側のボールトラックは、開口側に向かって第２のアンダカットを形成していてもよい。この場合は特に、開口側に向かって開いた第１のボールトラックの第１のアンダカットは、接続側に向かって開いた第２のボールトラックの第２のアンダカットよりも小さくなっていることが想定されている。
【0026】
上述の具体化は、ジョイント外側部分のボールトラックの幾何学形状が専ら軟質加工のみにより製造されており、ジョイント内側部分のボールトラックは硬質加工されている実施形態に関する。ジョイント外側部分のボールトラックが硬質加工されており、ジョイント内側部分のボールトラックの幾何学形状は硬化前に専ら軟質加工のみにより製造されている択一的な実施形態では、各特徴が相応に逆転して構成されねばならない、ということは自明である。
【0027】
１つの実施形態では、ジョイント外側部分とジョイント内側部分とは、ジョイント内側部分がジョイント外側部分に対して相対的に２０°よりも大きな、特に３０°よりも大きな屈曲角度（β）だけ、角運動可能であるように形成されていてもよい。第１のトラック対の第１のボールは第１の部分円直径を形成しており、第２のトラック対の第２のボールは第２の部分円直径を形成している。ジョイント内側部分の差込み開口の最大部分円直径（ＰＣＤＳ）に対する第１および第２の部分円直径（ＰＣＤＡ，ＰＣＤＢ）のうちの少なくとも一方の比は、好適には２．５未満、特に２．１未満である（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＳ＜２．５および／またはＰＣＤＢ／ＰＣＤＳ＜２．５）。
【0028】
トルクを伝達するボールならびに対応する外側および内側のボールトラックの数は、好適には２で割ることができ、特に８であるが、これとは異なる６または１０等の数も可能である。
【0029】
前記課題はさらに、特に自動車を後輪駆動するために、トルクをトランスミッションから車両ホイールに伝達するサイドシャフトであって、トランスミッション側の等速ジョイントと、ホイール側の等速ジョイントと、その間に位置するシャフトとを含む、サイドシャフトにおいて、トランスミッション側の等速ジョイントおよびホイール側の等速ジョイントのうちの少なくとも一方は、上述の実施形態のうちの１つに基づき構成されたカウンタトラックジョイントである、サイドシャフトにより解決される。本発明によるカウンタトラックジョイントを備えたサイドシャフトにより、有利には、特に負荷変動時の小さな騒音が得られる。
【0030】
以下に、図面に基づき好適な実施例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1A】本発明によるカウンタトラックジョイントの第１の実施形態におけるウェブ領域を示す縦断面図である。
【図1B】本発明によるカウンタトラックジョイントの第１の実施形態における第１のトラック対を示す縦断面図である。
【図1C】本発明によるカウンタトラックジョイントの第１の実施形態における第２のトラック対を示す縦断面図である。
【図1D】本発明によるカウンタトラックジョイントの第１の実施形態における第１のトラック対を図面下半分に、第２のトラック対を図面上半分に概略的に示す縦断面図である。
【0032】
以下で一緒に説明する図１Ａ～図６には、本発明によるカウンタトラックジョイント１１が示されている。カウンタトラックジョイント１１は、ジョイント外側部分１２と、ジョイント内側部分１３と、トルクを伝達する複数のボール１４Ａ，１４Ｂと、ボール保持器１５とを含む。ボール保持器１５の実質的に球面状の外面１６と、ジョイント外側部分１２の実質的に球面状の内面２４との間には、周方向に延びるギャップ２５が形成されている。また、ボール保持器１５の実質的に球面状の内面１７と、ジョイント内側部分１３の実質的に球面状の外面２６との間にも、周方向に延びるギャップ２７が形成されている。本実施形態では、面中心点Ｍ１６とＭ１７とが、１つの共通のジョイント中心平面ＥＭに位置しており、別の構成では、面中心点Ｍ１６とＭ１７とがそれぞれ、ジョイント中心平面ＥＭに対して互いに反対の方向に軸線方向間隔（オフセット）を有することも可能である。ボール１４Ａ，１４Ｂは、ボール保持器１５において１つの平面内で周方向に配分された保持器窓１８内に保持されている。ジョイント外側部分１２には長手方向軸線Ｌ１２が示されており、ジョイント内側部分１３には長手方向軸線Ｌ１３が示されている。トルク負荷時に生じる、長手方向軸線Ｌ１２，Ｌ１３とジョイント中心平面ＥＭとの交点が、ジョイント中心点Ｍを形成する。
【0033】
ここに示す実施形態では、ジョイント外側部分１２の内面２４と、保持器外面１６と、保持器内面１７と、ジョイント内側部分１３の外面２６とは、実質的に球面状に形成されている。択一的または補足的に、前記面のうちの１つまたは複数は、円筒状、円環面状および／または円錐状の部分を有していてもよい。外側部分１２の内面２４に関して、図１Ａには開口側の区分２４ａ、中心区分２４ｃおよび底部側の区分２４ｂが書き込まれている。底部側の区分２４ｂは、支持面を形成しており、この支持面には、ボール保持器１５がその外面１６でもって軸線方向において支持され得る。さらに、ジョイント内側部分１３の外面２６には、開口側の区分２６ａ、中心区分２６ｃおよび底部側の区分２６ｂが書き込まれている。
【0034】
ジョイント外側部分１２は、例えば接続ピンに移行し得る底部１９と開口２０とを有している。ジョイント内側部分１３は、開口２１を有しており、開口２１には、トルクを伝達するドライブシャフト３０のピンを相対回動不能に差し込むことができる。シャフト３０が取り付けられたカウンタトラックジョイント１１は、図２Ａ～図２Ｄに示されている。底部１９の位置を、以下では「接続側に向かう」軸線方向と言い、開口２０の位置を、以下では「開口側に向かう」軸線方向と言う。これらの用語は、ジョイント内側部分に関しても用いられ、この場合、ジョイント内側部分１３に対するシャフトの実際の接続は考慮されないままである。ジョイント外側部分は、底部に代えて、例えばディスクジョイントの形態で接続側に向かって開かれて構成されていてもよい、ということは自明である。
【0035】
全周にわたり、トルクを伝達する第１のボール１４Ａを備えた第１のトラック対２２Ａ，２３Ａと、トルクを伝達する第２のボール１４Ｂを備えた第２のトラック対２２Ｂ，２３Ｂとが交互に設けられている。第１のトラック対２２Ａ，２３Ａの形状は図１Ｂに示されており、第２のトラック対２２Ｂ，２３Ｂの形状は図１Ｃに示されている。第１のボール１４Ａは、ジョイント外側部分における第１の外側のボールトラック２２Ａと、ジョイント内側部分における第１の内側のボールトラック２３Ａとに接触している。この場合、第１のボール１４Ａの中心点が、外側の第１のボールトラック２２Ａと内側の第１のボールトラック２３Ａとに沿って移動する際に、それぞれ第１の中心点ラインを規定する一方で、第２のボール１４Ｂの中心点は、外側の第２のボールトラック２２Ｂと内側の第２のボールトラック２３Ｂとに沿って移動する際に、それぞれ第２の中心点ラインを規定する。
【0036】
ジョイント外側部分１２とジョイント内側部分１３とが同軸に方向付けられている場合、ボール１４Ａに対する接線Ｔ２２Ａ，Ｔ２３Ａは、第１のトラック２２Ａ，２３Ａとの接触点において、開口側に向かって開いた開放角度δＡを形成している。第２のボール１４Ｂは、ジョイント外側部分１２における外側のボールトラック２２Ｂと、ジョイント内側部分１３における内側のボールトラック２３Ｂとにおいてガイドされている。ボール１４Ｂは、ボールトラックのトラック底部に接触した状態で示されているが、接触は必ずしも生ぜしめられている必要はない。図示の延在位置で、第２のボール１４Ｂに対する接線Ｔ２２Ｂ，Ｔ２３Ｂは、第２のトラック２２Ｂ，２３Ｂとの接触点において、接続側に向かって開いた第２の開放角度δＢを形成している。カウンタトラックジョイントのトラック形状が変更された場合には、互いに反対の軸線方向に向けられた開放角度が、特に最大２°の、やや曲げられたジョイントの位置でも生じ得る。
【0037】
第１および第２のトラック対は、それぞれその中心線でもって、ジョイントを通る１つの半径方向平面内に位置している。ボール１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ、ボール保持器１５に設けられた保持器窓１８内に収容されている。半径方向平面は、互いにそれぞれ等しい角距離を有している。トルクを伝達するボール１４Ａ，１４Ｂの数と、対応する外側および内側のボールトラックの数は、この場合８であるが、これに限定されることはない。この場合、ジョイント外側部分１２およびジョイント内側部分１３の２つの第１のトラック対２２Ａ，２３Ａが、それぞれ直径方向において互いに対向して位置しており、２つの第２のトラック対２２Ｂ，２３Ｂが、それぞれ直径方向において互いに対向して位置している。
【0038】
次に、本発明によるカウンタトラックジョイント１１の特徴について、特にボール保持器１５の構成について、より詳しく説明する。この場合、本発明によるカウンタトラックジョイントに関連して、以下の定義が当てはまる。
【0039】
ジョイント屈曲角度βは、ジョイント外側部分１２の長手方向軸線Ｌ１２と、ジョイント内側部分１３の長手方向軸線Ｌ１３との間に形成される角度を規定する。ジョイント屈曲角度βは、まっすぐにされたジョイントではゼロである。
【0040】
トラック屈曲角度β／２は、ジョイント中心点Ｍからボール中心までの半径がジョイント中心平面ＥＭと形成する角度を規定する。この場合、トラック屈曲角度β／２は、ジョイントのあらゆる角度位置において常に、ジョイント屈曲角度βの１／２である。
【0041】
開口開放角度δは、まっすぐにされたジョイントにおいて、ボールに対する接線Ｔにより、第１のボールトラックもしくは第２のボールトラックとの接触点において形成される角度を規定する。
【0042】
制御角度δ／２は、まっすぐにされたジョイントにおいて、ボール中心点で各ボール中心点ラインに当接した接線が、ジョイント外側部分もしくはジョイント内側部分に属す長手方向軸線Ｌと形成する角度を規定する。制御角度δ／２は、開口開放角度δの１／２に相当する。
【0043】
中心点平面ＥＭは、まっすぐにされたジョイントにおいてトルクを伝達するボール１４Ａ，１４Ｂのボール中心点により規定されている。
【0044】
第１の部分円直径ＰＣＤＡは、まっすぐにされたジョイントにおいて複数の第１のボール１４Ａの中心点により形成された直径を規定する。
【0045】
第２の部分円直径ＰＣＤＢは、まっすぐにされたジョイントにおいて複数の第２のボール１４Ｂの中心点により形成された直径を規定する。
【0046】
部分円直径ＰＣＤＳは、特に差込み開口の歯元線により、ジョイント内側部分１３の差込み開口の直径を規定する。
【0047】
ボール保持器１５は、周方向に配分された保持器窓１８の側方に隣接する、開口側のリングウェブ３７と、接続側のリングウェブ３８とを有している。リングギャップ２５に基づき、ボール保持器１５は、ジョイント外側部分１２に対して相対的に、軸線方向に限定的に可動である。これにより、運転時に生じる、ジョイント内側部分１３とジョイント外側部分との間の振動が補償され得る。開口２０の方向への軸線方向の動きは、開口側のストッパＳ２０により制限される。このためには図１Ｅに示すように、ボール保持器１５の開口側のリングウェブ３７が、ジョイント内側部分１３の開口側の支持面２６ａおよび／またはジョイント外側部分１２の開口側の支持面２４ａに当接する。底部の方向への軸線方向の動きは、底部側のストッパＳ１９により制限される。このためには図１Ｆに示すように、ボール保持器の接続側のリングウェブ３８が、ジョイント内側部分１３の接続側の支持面２６ｂおよび／またはジョイント外側部分１２の開口側の支持面２４ｂに当接する。
【0048】
本発明では、ボール保持器の保持器外面１６および保持器内面１７のうちの少なくとも一方が、軟質仕上げ加工され、かつ硬化されている。さらにボール保持器１５は、横断面で見て非円形もしくは多角形の形状を有している。特に図４、図５Ｂおよび図５Ｃから判るように、ボール保持器は、中間ウェブ３９およびリングウェブ３７，３８の領域に多角形の周囲輪郭Ｋ３７，Ｋ３８，Ｋ３９を有している。周囲輪郭Ｋ３７，Ｋ３８，Ｋ３９は、それぞれ高点と呼ばれることもある少なくとも３つの最大値ＰＨと、低点と呼ばれることもある３つの最小値ＰＬと、少なくとも３０マイクロメートルの最大ピーク・バレー値ＨＬ，ＨＬｏ，ＨＬｉとを有している。最大値の群は、少なくとも１つの絶対最大値と、複数の相対最大値とを含んでいてもよい。最小値の群は、少なくとも１つの絶対最小値と、複数の相対最小値とを含んでいてもよい。
【0049】
多角形の形状に基づき、ボール保持器１５は、軸線方向のストッパＳ１９，Ｓ２０において少なくとも最初は複数の点でのみ、つまり最大値ＰＨの領域においてのみ、ジョイント外側部分１２もしくはジョイント内側部分１３と接触する。多角形の保持器形状の点状の接触と軽度のばね作用とにより、環状のストッパは「軟性」であり、これに相応して騒音発生は比較的少ない。
【0050】
ボール保持器１５の多角形の周囲輪郭Ｋ３７，Ｋ３８，Ｋ３９はそれぞれ、周囲線中心点ＭＫ，ＭＣ，ＭＧ，ＭＩに関して可変の半径Ｒを全周にわたり有しており、これにより、波形の延在部が生じる。この場合、最大ピーク・バレー値ＨＬ，ＨＬｏ，ＨＬｉは、中心点を中心とした多角形の周囲線の最小半径ＲＬと、最大半径ＲＨとの間の差を表す。最大半径ＲＨを有する円は最大円線と呼ばれることもあり、最小半径を有する円は最小円線と呼ばれることもある。最大円線と最小円線とは、同心であってもよく、または互いにややずらされていてもよい。
【0051】
全体的に符号Ｋも付されている多角形の周囲線の幾何学形状の大きさを計算するためには、以下に例示的に説明する複数の可能性が存在する。
【0052】
例えば、多角形の周囲線Ｋのピーク・バレー値ＨＬは、「最小二乗円」とも呼ばれるガウス円ＬＳＣに基づき求めることもできる。ガウス円ＬＳＣは、図４に例示的に示すように、ガウス円ＬＳＣが、周囲線Ｋの多角形の周囲線もしくは全ての測定点ｐｍの可能な限り近くに位置するように求められる。この方法を使用する場合、本発明では、多角形の周囲線Ｋの、もしくは周囲線の測定点ｐｍからガウス基準円ＬＳＣまでの、絶対最大値ＰＨの半径方向距離ｓｈおよび絶対最小値ＰＬの半径方向距離ｓｌは、それぞれ１５マイクロメートルよりも大きい、ということが想定されている。このことから、絶対最小値ＰＬと絶対最大値ＰＨとの間の半径方向の差を成すピーク・バレー値ＨＬは、３０マイクロメートルよりも大きく、特に５０マイクロメートルよりも大きい、ということが判る。
【0053】
多角形の周囲線Ｋのピーク・バレー値ＨＬを求める別の方法は、「最小領域円」（ＭＺＣ）とも呼ばれる最小円法であり、以下で図５Ｂに基づき説明する。図５Ａに示す測定平面Ｅ３７内で測定された、ボール保持器１５のリングウェブ３７の外側の周囲線Ｋ３７ｏが示されている。最小円法では、同一の中心点ＭＣを有する２つの円ＣＨおよびＣＬが算出され、これにより、一方の円ＣＨは、周囲線Ｋもしくは周囲線Ｋの全ての測定点ｐｍの外側に最小限に位置しており、他方の円ＣＬは、周囲線Ｋもしくは周囲線Ｋの全ての測定点ｐｍの内側に最大限に位置している。この方法を使用する場合、図５ＢにおいてＨＬｏで表された、２つの同軸の円ＣＨ，ＣＬの半径方向距離ＨＬは、３０マイクロメートルよりも大きく、特に５０マイクロメートルよりも大きいことが望ましい。
【0054】
例示的に図５Ｃに基づき説明する１つの別の択一的または補足的な方法では、波形の周囲線Ｋの外接円ＭＣＣおよび内接円ＭＩＣが定められ、これに基づき、半径方向の差ＨＬが形成され得る。図５Ａに示す測定平面Ｅ３７内で測定された、ボール保持器１５のリングウェブ３７の外側の周囲線Ｋ３７ｉが示されている。外接円ＭＣＣは、周囲線Ｋ３７ｉもしくは周囲線に沿った全ての測定点ｐｍを完全に取り囲む最小の円である。この外接円は、中心点ＭＣを有しており、「最小外接円」とも呼ばれる。内接円ＭＩＣは、周囲線Ｋもしくは周囲線の全ての測定点ｐｍの完全に内側に位置する最大の円を表す。この内接円は、中心点ＭＩを有しており、「最大内接円」（ＭＩＣ）とも呼ばれる。本発明では、図５ＣにおいてＨＬｉで表された、外接円ＭＣＣと内接円ＭＩＣとの間の半径方向距離もしくはピーク・バレー値ＨＬは、全周にわたり３０マイクロメートルよりも大きく、特に５０マイクロメートルよりも大きく、また任意には７５マイクロメートルよりも大きい、ということが想定されている。
【0055】
本発明によるピーク・バレー値ＨＬを計算するために、上述したあらゆる任意の方法が使用され得る、ということは自明である。周囲線を定めるために使用される測定点の数は、保持器窓１８の領域では、保持器窓１８の数に相当し、本例では、図３Ｃおよび図４において認められるように８である。リングウェブ３７，３８の領域では、測定点の数はこれを大幅に上回っていてもよく、例えば図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、少なくとも１６または連続した測定線であってもよい。
【0056】
リングウェブ３７，３８の領域において、多角形の内周輪郭Ｋｉは、特に少なくとも１０マイクロメートルだけ、多角形の外周輪郭Ｋｏよりも大きくなっていてもよい。例えばリングウェブ３７において、多角形の内周輪郭Ｋ３７ｉは、少なくとも５０マイクロメートルの最大ピーク・バレー値ＨＬを有していてもよく、多角形の外周輪郭Ｋ３７ｏは、少なくとも３０マイクロメートルの最大ピーク・バレー値ＨＬを有していてもよい。より大きなピーク・バレー値もしくは振幅に伴い、ジョイント外側部分１２および／またはジョイント内側部分１３との当接においてもより小さな点接触と、保持器１５のより大きなばね作用とが生じる。多角形の内周輪郭Ｋｉおよび／または外周輪郭Ｋｏの最大ピーク・バレー値ＨＬは、好適には２００マイクロメートル未満、特に１５０マイクロメートル未満である。
【0057】
ボール保持器１５の外面１６と、内面１７と、任意には少なくとも１つの端面とは、軟質仕上げ加工され、かつ硬化されている。換言すると、上述の面の所望の幾何学形状は、専ら軟質加工のみにより、すなわち硬化前に生ぜしめられる。硬化後には、ボール保持器１５の少なくとも外面１６および内面１７の幾何学形状を変化させる後加工、特に切削加工は想定されていない。ボール保持器１５の外面１６と内面１７とは、変形加工により仕上げられてもよい。択一的または補足的に、ボール保持器の部分面は、少なくとも中間ステップにおいて切削加工されてもよい。
【0058】
硬化後に、保持器窓１８の、軸線方向において互いに反対の側に位置する側面が、さらに硬質加工されてもよい。このとき、側面は、所望の最終幾何学形状に仕上げ加工される。窓１８の予備製造は、打抜き等の切断法により行われてもよい。仕上げ加工は、特に切削式に、例えば研削により行われてもよい。仕上げ加工に際して、中間製品に設けられた、相応する面の、例えば数十分の１ミリメートルであり得る過剰寸法材料が、硬化後に除去される。
【0059】
ジョイント外側部分１２、保持器１５およびジョイント内側部分１３の互いに対向する面は、原則として要求に応じて自由に選択され得る。特に例示的に補助球Ｓｈが書き込まれた図６において認められるように、ジョイント外側部分の内面は、実質的に球面状に形成されている。同じことは、保持器外面、保持器内面およびジョイント内側部分の外面にも当てはまる。ジョイント外側部分１２とジョイント内側部分１３とに対してボール保持器１５をセンタリングして配置した状態では、外側の半径方向ギャップ２５および内側の半径方向ギャップ２７のうちの少なくとも一方は、７５マイクロメートルよりも大きくなっている。内側の半径方向ギャップ２７および外側の半径方向ギャップ２５は、それぞれ異なる大きさであってもよく、特に少なくとも２５マイクロメートルだけ互いに異なっていてもよい。
【0060】
ボール保持器１５の保持器外面１６およびジョイント外側部分１２の内面２４、ならびにボール保持器の保持器内面１７およびジョイント内側部分１３の外面２６は、カウンタトラックジョイント１１が組み立てられてまっすぐにされた状態において、ボール保持器１５とジョイント外側部分１２との間の外側の全軸線方向遊びＳｏと、ボール保持器１５とジョイント内側部分１３との間の内側の全軸線方向遊びＳｉとが、それぞれ異なる大きさであるように形成されている。図１Ｄに示したように、外側の全軸線方向遊びＳｏは、保持器１５と外側部分１２との間の外側の開口側の軸線方向遊びＳｏａと、接続側の軸線方向遊びＳｏｂとから構成されている。同様に、内側の全軸線方向遊びＳｉは、保持器１５と内側部分１３との間の内側の開口側の軸線方向遊びＳｉａと、接続側の軸線方向遊びＳｉｂとから構成されている。この場合、外側の全軸線方向遊びＳｏは、内側の全軸線方向遊びＳｉよりも、例えば少なくとも１０％および／または少なくとも１００マイクロメートルだけ大きくなっていてもよい。
【0061】
ジョイント構成部材１２，１３，１５の球面状の面２４，１６，１７，２６は、ジョイント外側部分１２の球面状の面２４の赤道と保持器外面１６の赤道とが１つの平面内に位置しており、かつ保持器内面１７の赤道とジョイント内側部分１３の球面状の面２６の赤道とが１つの平面内に位置している、ジョイント１１の組立て状態において、外側の半径方向ギャップ２５が、開口側の方向において、接続側の方向におけるよりも大きくなるように形成されている。これにより、ボール保持器１５もしくは支持面２６ｂ，２４ｂを介してシャフト３０を圧入する際に、ボール１４Ａ，１４Ｂがボールトラック２２Ａ，２３Ａ；２２Ｂ，２３Ｂ内で引っ掛かることなく、ジョイント内側部分１３は軸線方向においてジョイント外側部分１２に支持され得る。本実施形態では、ボール保持器１５の内面１７と外面１６とは両方共、実質的に互いに同軸的に配置されている。
【0062】
共に外側のボールトラックまたは外側のボールトラック群と呼ばれることもある第１および第２の外側のボールトラック２２Ａ，２２Ｂと、共に内側のボールトラックまたは内側のボールトラック群と呼ばれることもある第１および第２の内側のボールトラック２３Ａ，２３Ｂとは、互いに異なって製造されていてもよい。本実施例では、ジョイント外側部分１２のボールトラック２２Ａ，２２Ｂは、硬化前に軟質仕上げ加工されており、ジョイント内側部分１３のボールトラック２３Ａ，２３Ｂは、硬化後に硬質仕上げ加工されている。
【0063】
ジョイント外側部分１２、特に第１および第２の外側のボールトラック２２Ａ，２２Ｂは、変形加工作業により、例えば鍛造加工、熱間変形加工、冷間変形加工、エンボス加工および／またはハンマ加工により製造され得る。個々の変形加工ステップ間には、例えば内径旋削および／またはバリ取りのために、切削式の中間ステップが設けられていてもよい、ということは自明である。第１の外側のボールトラック２２Ａは、円弧状の中央機能区分を有している。中央機能部分を形成する円弧の中心点は、ジョイント１１の中心平面に対して開口側にずらされており、このことは、オフセット平面ＥＡを有する軸線方向オフセットとも呼ばれる。ジョイント外側部分１２の第１の外側のボールトラック２２Ａは、その開口側の端部に半径方向拡張部２８を有しており、これにより、組立て時の付属のボール１４Ａの挿入を容易にする。ジョイント外側部分１２の第１の外側のボールトラック２２Ａは、その底部側の端部に、機能トラック区分に対して半径方向に凹設されたポケット２９Ａを有しており、ポケット２９Ａには、開口側に挿入されるボール１４Ａａの組込み時に、直径方向において反対側に位置するボール１４Ａｂが侵入し得る。
【0064】
第２の外側のボールトラック２２Ｂは、円弧状の中央機能区分を有している。中央機能部分を形成する円弧の中心点は、ジョイント１１の中心平面ＥＭに対して底部側に向かって、平面ＥＢ内にずらされている。ジョイント外側部分１２の第２の外側のボールトラック２２Ｂは、その底部側の端部に、機能トラック区分に対して半径方向に凹設されたポケット２９Ｂを有している。
【0065】
第１の外側のボールトラック２２Ａは、開口側に向かって第１のアンダカットＨ２２Ａを形成しており、第２の外側のボールトラック２２Ｂは、開口側に向かって第２のアンダカットＨ２２Ｂを形成している。この場合、特に図１Ｄにおいて認められるように、開口側に向かって開いた第１のボールトラック２２Ａの第１のアンダカットＨ２２Ａは、接続側に向かって開いた第２のボールトラック２２Ｂの第２のアンダカットＨ２２Ｂよりも小さくなっている。
【0066】
本実施形態のジョイント外側部分１２の場合、好適には球面状の面２４も軟質仕上げ加工される、すなわち球面状の面２４は、硬化後は機械的に加工されないままである。つまり、ボールトラック２２Ａ，２２Ｂと球面２４とを備えたジョイント外側部分１２の内側輪郭全体は、硬化前に仕上げられる。硬化後には、幾何学形状を変化させる後加工は想定されていない。この場合、外側部分の内面２４は、第１および第２の外側のボールトラック２２Ａ，２２Ｂと共に、変形加工作業により製造され得る。
【0067】
第１および第２の外側のボールトラック２２Ａ，２２Ｂは特に、各ボールトラックの横断面で見て、付属のボール１４Ａ，１４Ｂとの２点接触が形成されているように成形されている。２点接触は、例えば横断面で見てゴシック様式または楕円形のトラック形状により生ぜしめられてもよい。
【0068】
ジョイント内側部分１３、特に第１および第２の内側のボールトラック２３Ａ，２３Ｂは、旋削および／またはフライス加工等の切削加工法により製造され得、この場合、変形加工作業による製造も同様に可能である。内側のボールトラック２３Ａ，２３Ｂは、硬化前に、相応の過剰寸法を備えて予備製造されてもよい。硬化後に、内側のボールトラック２３Ａ，２３Ｂは、所望の最終幾何学形状へと仕上げ加工される。仕上げ加工は、特に切削式に、例えば研削加工作業および／または旋削加工作業により行われる。第１および第２の内側のボールトラック２３Ａ，２３Ｂも、好適にはやはり、各ボールトラックの横断面で見て、付属のボール１４Ａ，１４Ｂとの２点接触が形成されているように形成されている。
【0069】
本実施形態では、好適にはジョイント内側部分１３の球面状の外面２６も、最初に軟質前加工され、次いで硬化させられ、硬化後に硬質仕上げ加工される。予備製造は、旋削またはフライス加工等の切削式の製造法により、かつ／または変形加工もしくは鍛造等の非切削式の製造法により行われてもよい。ジョイント内側部分の外面２６の仕上げ加工は、特に切削式に、例えば研削により行われる。
【0070】
ここに示したカウンタトラックジョイント１１は、好適には、ジョイント構成部材１２，１３が２０°よりも大きな屈曲角度βだけ、互いに相対的に角運動可能であるように設計されている。この場合、ジョイント内側部分１３の差込み開口の最大部分円直径ＰＣＤＳに対する第１および／または第２の部分円直径ＰＣＤＡ，ＰＣＤＢの比は、特に２．５未満である、すなわちＰＣＤＡ／ＰＣＤＳ＜２．５であり、かつ／またはＰＣＤＢ／ＰＣＤＳ＜２．５である。
【0071】
図７には、トルクをトランスミッションから車両ホイール（図示せず）に伝達するための、本発明によるサイドシャフト４０が示されている。サイドシャフト４０は、トランスミッション側の等速ジョイント４２と、シャフト４１と、ホイール側の等速ジョイント２とを含む。ホイール側の等速ジョイントは、図１Ａ～図１Ｄに示した本発明によるカウンタトラックジョイントである。サイドシャフト４０は、特に自動車の後輪駆動に使用され得る。
【符号の説明】
【0072】
１１ カウンタトラックジョイント
１２ ジョイント外側部分
１３ ジョイント内側部分
１４Ａ，１４Ｂ ボール
１５ ボール保持器
１６ 外面（１５）
１７ 内面（１５）
１８ 窓
１９ 接続側
２０ 開口側
２１ 開口
２２Ａ，２２Ｂ 外側のボールトラック
２３Ａ，２３Ｂ 内側のボールトラック
２４ 内面（１２）
２５ 外側のギャップ
２６ 外面（１３）
２７ 内側のギャップ
２８ 半径方向拡張部
２９ ポケット
３０ シャフト
３１ 切欠き
３２ ウェブ（１２）
３３ ウェブ（１３）
３４ 拡張部
３５Ａ，３５Ｂ 面取り部
３６ 開口
３７，３８ リングウェブ
３９ 中間ウェブ
４０ サイドシャフト
４１ シャフト
４２ 等速ジョイント
Ｃ 円
ＥＡ 第１のオフセット平面
ＥＢ 第２のオフセット平面
ＥＭ ジョイント中心平面
ＨＬ ピーク・バレー値
Ｋ 周囲輪郭線
Ｌ 長手方向軸線
Ｍ ジョイント中心点
ｐｍ 測定点
ＰＣＤ 円直径
ＰＨ 最大値
ＰＬ 最小値
Ｒ 半径
Ｓ１９，Ｓ２０ ストッパ
Ｓｉ 内側の全軸線方向遊び
Ｓｏ 外側の全軸線方向遊び
Ｔ 接線
β ジョイント屈曲角度
δ 開口開放角度
１２ ジョイント外側部分
１３ ジョイント内側部分
１４Ａ，１４Ｂ ボール
１５ ボール保持器
１６ 外面（１５）
１７ 内面（１５）
１８ 窓
１９ 接続側
２０ 開口側
２１ 開口
２２Ａ，２２Ｂ 外側のボールトラック
２３Ａ，２３Ｂ 内側のボールトラック
２４ 内面（１２）
２５ 外側のギャップ
２６ 外面（１３）
２７ 内側のギャップ
２８ 半径方向拡張部
２９ ポケット
３０ シャフト
３１ 切欠き
３２ ウェブ（１２）
３３ ウェブ（１３）
３４ 拡張部
３５Ａ，３５Ｂ 面取り部
３６ 開口
３７，３８ リングウェブ
３９ 中間ウェブ
４０ サイドシャフト
４１ シャフト
４２ 等速ジョイント
Ｃ 円
ＥＡ 第１のオフセット平面
ＥＢ 第２のオフセット平面
ＥＭ ジョイント中心平面
ＨＬ ピーク・バレー値
Ｋ 周囲輪郭線
Ｌ 長手方向軸線
Ｍ ジョイント中心点
ｐｍ 測定点
ＰＣＤ 円直径
ＰＨ 最大値
ＰＬ 最小値
Ｒ 半径
Ｓ１９，Ｓ２０ ストッパ
Ｓｉ 内側の全軸線方向遊び
Ｓｏ 外側の全軸線方向遊び
Ｔ 接線
β ジョイント屈曲角度
δ 開口開放角度
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】