(57)【要約】外側ヨーク（１６）に回転可能に連結された内側ヨーク（２２）からなるジンバル構成を１つの形態で備える制御機構または制御システム（２１、３０９）によって、入力シャフト（１１）を出力シャフト（１２）に回転可能に連結する定速度軸継手（１０、３０５）。制御ヨーク（２１）を備えるこの制御機構は、軸継手の少なくとも一部が軸継手のホモカイネティック平面（３００）上にまたはそれに関連して位置するように拘束する。制御機構は補角の二等分線（３０８）に対して対称的に動作する。別の構成では、軸継手は、制御機構が２つの継手を連結する制御管内に配置されている二重定速度継手を備える。別の構成では、入力シャフト（１１）と出力シャフト（１２）の間の角度を制御して、斜板式油圧容積型装置の容積を変えることができる。
2004522091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力シャフトと出力シャフト間の角速度の等しい瞬間的伝達の条件が制御機構によって維持される定速度軸継手であって、
（ａ）入力シャフト回転軸と、
（ｂ）出力シャフト回転軸と、
（ｃ）制御機構と、を備え、
前記制御機構が前記軸継手の少なくとも一部分を拘束して定速度特性を達成するように構成されている定速度軸継手。
【請求項２】
回転軸が全て一共通点で交差し、前記点が前記軸継手の幾何学的中心として画定される、請求項１に記載の定速度軸継手。
【請求項３】
前記制御機構の要素が、前記軸継手の前記幾何学的中心に心合せされた球面の大円上のアークとして運動するように拘束される、請求項２に記載の定速度軸継手。
【請求項４】
前記制御機構の回転軸が、前記入力軸と出力軸の補角の二等分線上に位置する、請求項３に記載の定速度軸継手。
【請求項５】
前記入力回転軸が、前記シャフトの軸に対して直角の回転軸を有するボス内で終端し、前記軸の交差点が前記軸継手の前記幾何学的中心と一致する、請求項４に記載の軸継手。
【請求項６】
前記ボスが、内側ヨークのジャーナルの第１の１対の内側ヨークの軸の周りを回転するように構成されている、請求項５に記載の軸継手。
【請求項７】
前記第１の内側ヨークに、第２の１対の内側ヨークジャーナルが設けられ、前記第１および第２の１対の内側ヨークジャーナルが、互いに直角に、前記軸継手の前記幾何学的中心と一致する一点で交差する回転軸を画定する、請求項６に記載の軸継手。
【請求項８】
前記内側ヨークの前記第１の１対の内側ヨークジャーナルの各ジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心から等距離にある、請求項７に記載の軸継手。
【請求項９】
前記内側ヨークの前記第２の１対の内側ヨークジャーナルの各ジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心から等距離にある、請求項８に記載の軸継手。
【請求項１０】
前記第２の１対の内側ヨークジャーナルの軸が、外側ヨークの第１の１対の外側ヨークジャーナルの軸の周りを回転するように構成されている、請求項９に記載の軸継手。
【請求項１１】
前記外側ヨークに第２の１対の外側ヨークジャーナルが設けられ、前記第１および第２の１対の外側ヨークジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心で交差する回転軸を画定する、請求項１０に記載の軸継手。
【請求項１２】
前記第１の１対の外側ヨークジャーナルの各ジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心から等距離にある、請求項１１に記載の軸継手。
【請求項１３】
前記第２の１対の外側ヨークジャーナルの各ジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心から等距離にある、請求項１２に記載の軸継手。
【請求項１４】
制御ヨークの外側端部に制御ヨークジャーナルを有する全般的にＵ字型形状の制御ヨークが設けられている、請求項１３に記載の軸継手。
【請求項１５】
前記制御ヨークジャーナルが、前記外側ヨークの前記第１の１対の外側ヨークジャーナルの軸の周りを回転するように構成されている、請求項１４に記載の軸継手。
【請求項１６】
前記制御ヨークジャーナルの各ジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心から等距離にある、請求項１５に記載の軸継手。
【請求項１７】
前記外側ヨークに第２の１対の外側ヨークジャーナルが設けられ、前記第１および第２の１対の外側ヨークジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心で交差する回転軸を画定する、請求項１６に記載の軸継手。
【請求項１８】
前記外側ヨークの前記第１の１対の外側ヨークジャーナルの各ジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心から等距離にある、請求項１７に記載の軸継手。
【請求項１９】
前記外側ヨークの前記第２の１対の外側ヨークジャーナルの各ジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心から等距離にある、請求項１８に記載の軸継手。
【請求項２０】
前記出力回転軸が、その外側端部に出力軸ジャーナルを有する全般的にＵ字型の出力軸ヨークのベースの中心で終端し、前記出力軸ジャーナルが、前記出力軸の軸に対して直角に軸を画定する、請求項１９に記載の軸継手。
【請求項２１】
前記出力軸ヨークの前記出力軸ジャーナルが、前記第２の１対の外側ヨークジャーナルの軸の周りを回転するように構成されている、請求項２０に記載の軸継手。
【請求項２２】
前記１対の出力軸ジャーナルの各ジャーナルが、前記軸継手の前記幾何学的中心から等距離にある、請求項２１に記載の軸継手。
【請求項２３】
前記ジャーナル、および前記入力軸と出力軸の前記回転軸が全て、前記軸継手の前記幾何学的中心で交差する、前記請求項のいずれかに記載の軸継手。
【請求項２４】
前記制御ヨークに、前記全般的にＵ字型の制御ヨークのベースの中心に取り付けられたピボットピンが設けられて、前記ピボットピンの軸が前記制御ヨークの前記ヨークジャーナルの軸に対して直角であり、前記軸継手の前記幾何学的中心を通る、請求項２３に記載の軸継手。
【請求項２５】
前記出力軸ヨークに、前記全般的にＵ字型の出力軸ヨークの１つのアームに取り付けられた出力軸制御ピンが設けられて、前記制御ピンの軸が、前記出力軸と前記出力軸ヨークジャーナルによって画定された軸とで画定された平面内に位置し、前記軸継手の前記幾何学的中心を通る、請求項２４に記載の軸継手。
【請求項２６】
前記出力軸ヨーク制御ピンが、前記出力軸に対して所定の角度で位置する、請求項２５に記載の軸継手。
【請求項２７】
前記入力軸ボスに入力軸制御ピンが設けられて、前記制御ピンの軸が、前記入力軸および前記ボスの前記回転軸によって画定される平面内に位置し、前記軸継手の前記幾何学的中心を通る、請求項２６に記載の軸継手。
【請求項２８】
前記入力軸制御ピンが、前記入力軸に対して所定の角度で位置する、請求項２７に記載の軸継手。
【請求項２９】
前記入力軸および前記出力軸に対する前記制御ピンの角度が等しい、請求項２８に記載の軸継手。
【請求項３０】
前記制御機構が二重シザーアセンブリの形である、請求項２９に記載の軸継手。
【請求項３１】
前記シザーアセンブリが、
（ａ）第１および第２のシザーアームと、
（ｂ）第１および第２のシザーリンクと、
（ｃ）シザーアームピボットシャフトとを備える、請求項３０に記載の軸継手。
【請求項３２】
第１および第２のシザーアームが、その中心で前記制御ヨークピボットピンに回動可能に取り付けられている、請求項３１に記載の軸継手。
【請求項３３】
前記シザーアームが、その外側端部にピボットシャフトが設けられ、前記ピボットシャフトが前記制御ヨークピボットピンから等距離に間隔を置いて配置され、前記ピボットシャフトの軸が前記軸継手の前記幾何学的中心で交差する、請求項３２に記載の軸継手。
【請求項３４】
前記シザーアームピボットシャフトが、第１および第２のシザーリンクに回動可能に連結されて、各シザーアームの第１の端部が前記第１のシザーリンクによって前記入力シャフト制御ピンに連結され、各シザーアームの第２の端部が前記第２のシザーリンクによって前記出力シャフト制御ピンに連結されている、請求項３３に記載の軸継手。
【請求項３５】
前記制御機構が、かみ合い歯車機構の形である、請求項１から２９のいずれか一項に記載の軸継手。
【請求項３６】
前記歯車機構が、
（ａ）主支持アームと、
（ｂ）中央歯車と、
（ｃ）第１および第２のリンケージアームと、
（ｄ）第１および第２のリンケージピボットシャフトと，を備える、請求項３５に記載の軸継手。
【請求項３７】
前記主支持アームが、その中点で前記制御ヨークピボットピンに回動可能に取り付けられている、請求項３６に記載の軸継手。
【請求項３８】
前記中央歯車が、前記制御ヨークピボットピンに回動可能に取り付けられている、請求項３７に記載の軸継手。
【請求項３９】
前記主支持アームに、第１および第２のピボットシャフトが主支持アームの外側端部に設けられている、請求項３８に記載の軸継手。
【請求項４０】
前記第１および第２のピボットシャフト軸が、前記軸継手の前記幾何学的中心に対して半径方向にある、請求項３９に記載の軸継手。
【請求項４１】
前記幾何学的中心で、前記制御ヨークピボットピンと前記第１のピボットシャフトの軸による角度と、前記制御ヨークピンと前記第２のピボットシャフトの軸による角度が等しい、請求項４０に記載の軸継手。
【請求項４２】
前記リンケージアームが前記主支持アームの前記ピボットシャフト上に回動可能に取り付けられた場合に、前記第１および第２のリンケージアームが、第１の端部に、前記中央歯車とかみ合うように構成された歯の部分が設けられている、請求項４１に記載の軸継手。
【請求項４３】
前記第１および第２のリンケージアームが、第２の端部にジャーナルが設けられている、請求項４２に記載の軸継手。
【請求項４４】
前記第１および第２のリンケージアームの前記第２の端部の前記ジャーナルの軸が、前記軸継手の前記幾何学的中心に対して半径方向にある、請求項４３に記載の軸継手。
【請求項４５】
前記第１および第２のリンケージアームが同一である、請求項４４に記載の軸継手。
【請求項４６】
前記中央歯車の回動の中心、および前記第１と第２のリンケージアームの前記第１と第２の端部によって画定される球面三角形が等しい、請求項４５に記載の軸継手。
【請求項４７】
前記第１のリンケージアームが、前記第１のリンケージアームの前記ジャーナルによって前記入力シャフト制御ピンに回動可能に連結されている、請求項４６に記載の軸継手。
【請求項４８】
前記第２のリンケージアームが、前記第２のリンケージアームの前記ジャーナルによって前記出力シャフトヨーク制御ピンに連結されている、請求項４７に記載の軸継手。
【請求項４９】
用語入力シャフトおよび出力シャフトを交換可能に使用することができる、前記請求項のいずれかに記載の軸継手。
【請求項５０】
回動可能な連結が全て、深いグルーブの玉軸受によって実現される、前記請求項のいずれかに記載の軸継手。
【請求項５１】
回動可能な連結が全て、針状ころ軸受によって実現される、請求項１から４８のいずれか一項に記載の軸継手。
【請求項５２】
前記軸および制御機構の相対的運動が全て回転的である、前記請求項のいずれかに記載の軸継手。
【請求項５３】
入力シャフトと出力シャフト間の角度が、斜板式油圧容積型装置の容積特性を変化させるように制御される、定速度軸継手。
【請求項５４】
前記軸継手の定速度特性が、前記制御ヨークの回転軸が前記入力シャフトと出力シャフトの補角の二等分線上に位置するように、制御ヨークによって維持される、請求項５３に記載の軸継手。
【請求項５５】
前記入力シャフトが、斜板に堅固に連結され、前記斜板の表面が前記シャフトの軸に垂直である、請求項５４に記載の軸継手。
【請求項５６】
前記斜板に、等しい間隔を置いた半径方向のボールソケットアレイが設けられている、請求項５５に記載の軸継手。
【請求項５７】
前記出力シャフトがシリンダブロックに堅固に連結され、前記ブロックに、前記出力シャフトの軸に心合せした等しい間隔を置いた半径方向のシリンダアレイが設けられており、前記シリンダの軸が前記出力シャフトの軸に平行である、請求項５６に記載の軸継手。
【請求項５８】
前記ボールソケットの数が前記シリンダの数と等しい、請求項５７に記載の軸継手。
【請求項５９】
前記シリンダにピストンが設けられ、前記ピストンが前記シリンダ内で往復スライドするように構成されて、前記シリンダの容積を変えるようになっている、請求項５８に記載の軸継手。
【請求項６０】
前記ピストンの前記ボールソケットが、ロッドを連結することによって前記斜板の前記ボールソケットに連結され、前記連結ロッドにボールの端部が設けられている、請求項５９に記載の軸継手。
【請求項６１】
入力軸と出力軸の間の角速度の等しい瞬間的伝達の条件が制御機構によって維持される二重定速度軸継手であって、
（ａ）入力軸と、
（ｂ）出力軸と、
（ｃ）入力端部ヨークと、
（ｄ）出力端部ヨークと、
（ｅ）制御機構とを備える、二重定速度軸継手。
【請求項６２】
前記入力軸が入力軸のボス内で終端し、前記入力軸のボスが前記入力軸に対して直角の回転軸を有し、前記入力軸と前記入力ボスの回転軸との交差点が前記軸継手の入力幾何学的中心を画定する、請求項６１に記載の軸継手。
【請求項６３】
前記出力軸が出力軸のボス内で終端し、前記出力軸のボスが前記出力軸に対して直角の回転軸を有し、前記出力軸と前記出力ボスの回転軸との交差点が出力継軸手の中心を画定する、請求項６２に記載の軸継手。
【請求項６４】
前記入力ボスが、入力ヨークの第１の１対の入力ヨークジャーナルの軸の周りを回転するように構成されている、請求項６３に記載の軸継手。
【請求項６５】
前記出力ボスが、出力ヨークの第１の１対の出力ヨークジャーナルの軸の周りを回転するように構成されている、請求項６３に記載の軸継手。
【請求項６６】
前記入力端部ヨークに、第２の１対の入力ヨークジャーナルが設けられ、前記第２の１対の入力ヨークジャーナルが、前記第１の１対の入力ヨークジャーナルの軸に対して直角の回転軸を画定し、前記第１および第２の１対の入力ヨークジャーナルの前記軸が前記入力軸継手の中心で交差する、請求項６５に記載の軸継手。
【請求項６７】
前記出力端部ヨークに、第２の１対の出力ヨークジャーナルが設けられ、前記第２の１対の出力ヨークジャーナルが、前記第１の１対の出力ヨークジャーナルの軸に対して直角の回転軸を画定し、前記第１および第２の１対の出力ヨークジャーナルの前記軸が前記出力軸継手の中心で交差する、請求項６６に記載の軸継手。
【請求項６８】
各前記１対の入力ヨークジャーナルおよび出力ヨークジャーナルのジャーナルが、それぞれ前記入力および出力軸継手の中心に対して対称的に配置されている、請求項６７に記載の軸継手。
【請求項６９】
前記第２の１対の入力ヨークジャーナルが、１対の連結管ジャーナルの入力端部に連結管の入力端部で回動可能に連結されている、請求項６８に記載の軸継手。
【請求項７０】
前記第２の１対の出力ヨークジャーナルが、１対の連結管ジャーナルの出力端部に連結管の出力端部で回動可能に連結されている、請求項６８に記載の軸継手。
【請求項７１】
前記入力軸のボスに、前記入力軸のボスに取り付けられた制御ピンが設けられて、前記制御ピンの軸が、前記入力軸および前記ボスの前記回転軸によって画定された平面内に位置し、前記入力軸継手の中心を通る、請求項７０に記載の軸継手。
【請求項７２】
前記出力軸のボスに、前記出力軸のボスに取り付けられた制御ピンが設けられて、前記制御ピンの軸が、前記出力軸および前記ボスの前記回転軸によって画定された平面内に位置し、前記出力軸継手の中心を通る、請求項７１に記載の軸継手。
【請求項７３】
各前記制御ピンの軸が、各前記入力および出力軸に対して所定の角度で位置し、前記角度が等しい、請求項７２に記載の軸継手。
【請求項７４】
前記制御機構が、
（ａ）上部および下部の伝達ブロックと、
（ｂ）伝達ブロックヒンジシャフトと、
（ｃ）上部および下部のブロックピボットシャフトと
（ｄ）上部および下部の制御リンケージとを備えている、請求項７３に記載の軸継手。
【請求項７５】
前記制御機構が、前記連結管内の中心に支持され、各前記入力および出力軸継手の中心から等距離にある、請求項７４に記載の軸継手。
【請求項７６】
各前記上部および下部の伝達ブロックが、前記ヒンジシャフト上に回動可能に取り付けられ、前記ヒンジシャフト軸が、前記連結管の中心軸と一致し、前記入力および出力軸継手の中心を通る、請求項７５に記載の軸継手。
【請求項７７】
各前記上部および下部の伝達ブロックに、２つのピボットシャフトが設けられ、１つずつ前記ブロックの各外側端部に設けられている、請求項７６に記載の軸継手。
【請求項７８】
前記上部および下部の伝達ブロックの入力端部にある前記ピボットシャフトの軸が、前記入力軸継手の中心を通る、請求項７７に記載の軸継手。
【請求項７９】
前記上部および下部の伝達ブロックの出力端部にある前記ピボットシャフトの軸が、前記出力軸継手の中心を通る、請求項７８に記載の軸継手。
【請求項８０】
前記上部および下部の伝達ブロックの入力端部にある各前記ピボットシャフトが、入力軸制御ピンに回動可能に連結され、前記上部および下部の伝達ブロックの出力端部にある各前記ピボットシャフトが出力軸制御ピンに回動可能に連結されている、請求項７１に記載の軸継手。
【請求項８１】
回動可能な連結が全て深いグルーブの玉軸受に構成されている、請求項６０から８０のいずれか一項に記載の軸継手。
【請求項８２】
回動可能な連結が全て針状ころ軸受に構成されている、請求項６０から８０のいずれか一項に記載の軸継手。
【請求項８３】
前記軸の相対的運動の全て、および制御機構が回転的である、請求項６０から８２のいずれか一項に記載の軸継手。
【請求項８４】
ジンバル機構によって出力シャフトに回転可能に連結された入力シャフトを有しており、前記ジンバルを前記入力軸および前記出力軸に対して拘束し、それによって使用の際に、定速度特性が前記入力シャフトと出力シャフトの間の所定の範囲の角度にわたって維持される機械的制御手段を備えている、定速度継手。
【請求項８５】
前記継手の入力軸と出力軸の交差点として規定される幾何学的中心に対する球面幾何学に基づいた制御機構を組み込んだ定速度継手。
【請求項８６】
球面三角形の構造に関して規定された継手を組み込んで、定速度継手の少なくとも一部を、前記定速度継手の入力軸と出力軸の交差点に対して画定されたホモカイネティック平面上に拘束する、定速度継手のための心合せ手段。
【請求項８７】
定速度継手の第１の入力シャフトを第２の出力シャフトに対して拘束して、実質的に定速度の挙動を達成する方法であって、前記入力シャフトの軸と前記出力シャフトの軸の交差点として画定された軸継手の中心を通過する１つまたは複数の軸に心合せし、その周りで回動可能な制御手段を使用することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフト間の軸継手、詳細には自在継手の諸形態、さらに詳細には、入力シャフトと出力シャフトの等しい瞬間的角速度を有する、またはそれを達成しようとする軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いにある角度で動作する２本の回転シャフトを結合する問題は、少なくとも産業革命の始めから技術者が直面してきたものである。１６世紀にカルダン（Ｃａｒｄａｎ）が最初に開発した「カルダン継手（Ｃａrｄａn  ｊｏｉｎｔ）」は、その固有の欠点にもかかわらず、今日でもおおむね使用されており、たとえば実際上どの後輪駆動自動車にも見受けられる。
【０００３】
単純なカルダン継手の設計の固有の欠点は、入力および出力シャフト間の角度が１８０°以外のどの角度でも、出力シャフトの角速度が入力シャフトの角速度に対して正弦的に変動することである。
【０００４】
たとえば、やはり後輪駆動自動車のドライブラインで採用しているように、通常は、２つのカルダン継手を用いて、入力および出力シャフトを中間シャフトに結合する。入力シャフトと出力シャフト間の平行の位置合せを維持し、継手要素の方向を一致させることによって、変動が中間シャフトに限定された状態で、入力および出力シャフトに対して等しい角速度を維持することができる。
【０００５】
しかし、中間シャフトの変動と共に、入力および出力シャフトの角速度の変動から生じる変動応力は、２つのカルダン継手に吸収されなければならない。また、多くの適用例では、具体的には道路車両では、振動、機械的応力、および動力伝達損失が生じる入力と出力シャフトの間で、厳密な幾何学的関係を維持することは不可能である。
【０００６】
入力および出力シャフトの位置合せを維持する問題の部分的解決策として、しばしば定速度継手（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｊｏｉｎｔ）と呼ばれる、いわゆる「二重カルダン継手（Ｄｏｕｂlｅ  Ｃａrｄａn   Jｏｉｎｔ）」が開発された。これは、心合せ機構と共に短い中間シャフトに結合された２つのカルダン継手のアセンブリである。この心合せ機構は、両方の継手を拘束して、互いに一定の幾何的関係に保持されるようにし、入力シャフトおよび出力シャフトが中間シャフトに対して等しい角度を形成するようにしたものである。この構成の主な欠点は、軸方向および半径方向の任意の荷重が心合せ機構に伝達され、摩耗および摩擦損失が促進されることである。
【０００７】
シャフト間の一定の角速度の伝達を達成しようとして、多くの他の軸継手が開発されてきた。一般に、どれも真の定速度軸継手の厳密な幾何的拘束の解決に近づくために苦労し、またはスライド構成要素による大きい摩耗摩擦損失という代償を払って近似の幾何学的形状を達成したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記の欠点の少なくとも１つに取り組み、またはそれを改善し、あるいは少なくとも有用な代替形態を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本発明の広範な一形態において、入力と出力シャフトの間の角速度の等しい瞬間的伝達の条件が制御機構によって維持される、定速度軸継手を提供する。前記軸継手は、
（ａ）入力シャフト回転軸と、
（ｂ）出力シャフト回転軸と、
（ｃ）制御機構と、を備え、
前記制御機構は、前記軸継手の少なくとも一部分を拘束して、定速度特性を達成するように構成されている。
【００１０】
本発明の他の広範な形態では、入力シャフトと出力シャフトの間の角度を制御して、斜板式油圧容積型装置の容積特性を変える定速度軸継手を提供する。
【００１１】
本発明の他の広範な形態では、入力軸と出力軸の間の角速度の等しい瞬間的伝達の条件が制御機構によって維持される、二重定速度軸継手を提供する。前記軸継手は、
（ａ）入力軸と、
（ｂ）出力軸と、
（ｃ）入力端部ヨークと、
（ｄ）出力端部ヨークと、
（ｅ）制御機構と、を備える。
【００１２】
本発明の他の広範な形態では、ジンバル式（Ｇｉｍｂａl）機構によって出力シャフトに回転可能に連結された入力シャフトを有する定速度継手を提供する。前記継手は、前記入力軸および前記出力軸に対して前記ジンバルを拘束する機械的制御手段を備えており、使用の際は、定速度特性が、前記入力シャフトと前記出力シャフトの間の所定の範囲の角度にわたって維持される。
【００１３】
本発明の他の広範な形態では、前記入力軸と前記出力軸の交差点として画定された幾何的中心に関する球面幾何学に基づいた制御機構を組み込んだ定速度継手を提供する。
【００１４】
本発明の他の広範な形態では、定速度継手のための心合せ手段を提供する。前記心合せ手段は、前記継手の少なくとも一部分を、前記入力軸と前記出力軸との交差点に対して画定されたホモカイネティック（Ｈｏｍｏｋｉｎｅｔｉｃ）平面上に拘束するように、球面三角形構造に関して規定された継手を組み込んでいる。
【００１５】
本発明の他の広範な形態では、定速度継手の第１の入力シャフトを第２の出力シャフトに対して拘束して、実質的に定速度の挙動を達成する方法を提供する。前記方法は、入力シャフトと出力シャフトの軸の交差点として画定された軸継手の中心を通過する１つまたは複数の軸に心合せされ、その周りで回動可能な制御手段を使用することを含む。
【００１６】
次に、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
多くの変形実施形態の重要な番号を次に記載する。広範な実施形態は、実質的に「定速度」特性を維持しながら、トルクを入力シャフトから出力シャフトに伝達できるように、入力シャフトが出力シャフトに機械的に連結されているシステムに関連する。特定の形態では、入力シャフトと出力シャフトの間の角度の変化にかかわらず、定速度特性が維持されることが求められている。
【００１８】
本明細書では、「定速度」特性とは、シャフトの全回転にわたって入力シャフトの瞬間角速度が出力シャフトの瞬間角速度と一致する特性を指す。この定速度特性は計画目標であって、様々な実施形態は、アセンブリの機械的および構造的変化（ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ）を含むことができるパラメータに基づいて、この特性を大なり小なり達成することができることを理解されたい。
【００１９】
入力シャフトと出力シャフトの間の角度の変化が許容される場合、本明細書では、こうした継手を自在定速度継手と呼ぶ。
【００２０】
広範には、入力シャフトと出力シャフトの間などの定速度特性は、制御システムを使用することによって達成され、本明細書の実施形態では機械的形態で実施され、様々な実施形態で、制御ヨーク、制御機構、リンク機構、拘束手段、挿入連結部材、心合せ機構、および心合せ手段と多様に呼ばれる。
【００２１】
実施形態全てで、入力シャフトと出力シャフトの軸の交差点は、軸継手の中心または幾何学的中心と呼ばれ、いくつかの例では２本のシャフトの軸の「接触点」と呼ばれる。
【００２２】
軸継手の中心または幾何学的中心が重要であるのは、この点が多くの実施形態において定速度継手の共通点となり、その点を、制御システムの一部を形成する回動軸全ての回転軸（ならびに定義により入力および出力シャフトの軸）が通過するからである。
【００２３】
また多くの実施形態で、ジンバル機構が、軸継手の一部を形成することを、より具体的には、定速度特性を引き出すように制御システムによって制御されている部分を備えていることを確認することができる。本明細書では、ジンバルは通常、内側の実質的に円形のヨークを備えており、このヨークは、外側の実質的に円形のヨーク内に存在し、それに対して回動可能である。ジンバル機構のヨークは、それぞれ入力および出力シャフトに回動可能に連結されている。このジンバルは、最も多くの場合、制御ヨークおよび関連する制御構成要素の形で、その動作が制御機構によって少なくとも部分的に拘束されて、定速度特性を入力および出力シャフトの相対的運動に与えるものである。
【００２４】
定速度特性を付与するのに必要とされる拘束挙動は、大部分の実施形態で、軸継手の中心または幾何学的中心、ならびに軸継手の「ホモカイネティック平面」に関連して記載されている。
【００２５】
図２３を参照すると、本明細書のホモカイネティック平面は、表示の定速度軸継手３０５の入力軸３０３と出力軸３０４の間の角度３０２の二等分線３０１上に位置する平面３００である。さらに詳細には、ホモカイネティック平面３００は、入力軸３０３および出力軸３０４によって画定される平面に直角に位置するように定義される。図２３の特定の場合では、入力軸３０３および出力軸３０４がその頁の平面内に位置する場合、ホモカイネティック平面３００はその頁に直角に位置する。
【００２６】
特定の形態では、制御システムは、この例では軸継手または幾何学的中心３０７を通る出力軸３０４と入力軸３０３の延長部との間の角度として画定されている補角３０６の参照によって、より良好に画定される。数学的には、補角３０６は１８０°から入力シャフトと出力シャフトの間の角度３０２を引いたものである。
【００２７】
補角の二等分線３０８は、補角３０６の二等分線であり、中心３０７を通過し、定義によればホモカイネティック平面３００に対して直角に、かつ二等分線３０１に対して直角に位置する。補角の二等分線３０８は、図２３では、ＣＣと表示され、第１の実施形態を参照して記載した図４の軸Ｃに対応している。
【００２８】
制御機構の形態の制御システムが軸３０８上に心合せされ、動作のモード全てでこの軸に対して対称的に動作することは、本発明の多くの実施形態の特定の特性である。特定の実施形態では、用語「球面三角形」および「球面幾何学」は、制御システム３０９についてのリンケージおよび軸のコンテキストで使用され、それら全てが、中心３０７を通過する軸の周りを回転する。
【００２９】
特定の形態では、定速度特性（または定速度特性に任意の近似値）をもたらす制御システム全体を、たとえば玉またはころ軸受などこうした軸の周りを回転する継手を使用して、すなわち耐力滑り面を必要としない軸受面を使用して、実施することができる。
[実施例１]
【００３０】
次に、定速度軸継手の第１の好ましい実施形態を図１から５までを参照して説明する。
【００３１】
図１および図２を参照すると、定速度軸継手１０が示されており、入力シャフト１１は出力シャフト１２に結合されている。入力シャフト１１は、入力シャフトボス１３に堅固に連結されている。出力シャフト１２は、ジャーナル１５が設けられた出力シャフトヨーク１４に堅固に連結されている。
【００３２】
出力シャフトヨーク１４は、外側ヨークジャーナル１８内でピボットシャフト１７および軸受（見えない）によって外側ヨーク１６に回動可能に連結されている。
【００３３】
入力シャフトボス１３は、内側ヨークジャーナル２０を介して配置されたシャフト１９の周りを旋回することができる。
【００３４】
制御ヨーク２１は、制御ヨークジャーナル２４内のシャフト２３および外側ヨークジャーナル２５と内側ヨークジャーナル２６内の軸受（見えない）によって外側ヨーク１６および内側ヨーク２２に回動可能に連結されている。制御ヨーク２１および外側ヨーク１６と内側ヨーク２２のジャーナルによって画定される軸Ｙ−Ｙは、軸継手１０の主軸である。
【００３５】
図１および図２で示したように、入力シャフト軸２７および出力シャフト軸２８と共に回動軸は全て、軸継手の中心２９で交差する。
【００３６】
図３を参照すると、図を見やすくするために内側ヨーク２２および外側ヨーク１６を取り除いて、第１のシザーアーム３１および第１のシザーリンク３２と３３を備える第１のシザー機構３０が示されている。図３では、入力シャフト延長部３４および入力シャフト制御ピン３５も見ることができる。入力シャフト制御ピン３５の軸は、軸継手の中心２９を通り、入力シャフト軸２７および入力シャフトボスの軸３６によって画定された平面内に位置する。
【００３７】
見やすいように入力シャフト１１を取り除いた図４を参照して、次にシザー制御機構３０の第１の半体部分の幾何学的特性を説明する。
【００３８】
出力シャフトヨーク１４は、出力シャフト制御ピン３７が設けられている。この制御ピン３７の軸Ａは、出力シャフト軸２８、および出力シャフトヨークジャーナル１５の中心を通る軸Ｘ−Ｘによって画定された平面内に位置し、軸継手の中心２９を通る。
【００３９】
制御ヨークピボットピン３８は、その軸Ｃが軸継手の中心２９を通るように制御ヨーク２１の中心に堅固に連結されている。第１のシザーアーム３１は、制御ヨークピボットピン３８の周りを旋回し、その外側端部にピボットシャフト３９が設けられており、ピボットシャフト３９の軸も軸継手の中心２９を通る。第１のシザーリンク３２および３３は、第１のシザーアーム３１のピボットシャフト３９に回動可能に連結されている。第１のシザーリンク３２の外側端部は、入力シャフト制御ピン３５（図３を参照）に回動可能に連結され、第１のシザーリンク３３の外側端部は、出力シャフト制御ピン３７に回動可能に連結されている。
【００４０】
第１のシザー機構３０の回転軸全てが軸継手の中心２９で交差するため、出力シャフト軸２８および軸Ｘ−Ｘによって画定される平面の外への入力シャフト制御ピン３５の回転変位によって制御ヨーク２１が軸Ｘ−Ｘの周りを回転するようになることが明らかである。ピボットシャフト３９と制御ヨークピボットピン３８の中心間の距離と、リンク３２と３３の回動の中心間の距離が等しい場合、制御ヨーク２１の角変位は、入力シャフト制御ピン３５の角変位の半体部分になる。
【００４１】
この角比は、軸Ａ、Ｂ、およびＣが軸継手の中心２９を通過する共通平面内に位置するように拘束される限り有効である。図５で示したように、制御シザー機構は実際上、この条件が満たされることを保証する二重の対称的なシザーアームおよびリンケージを備えている。この機構は、シザーアームとリンケージの公称回動軸交差点が球面三角形の頂点に位置するように、一連の同心の球面上に位置して、シザー機構が２つの制御ピンからの入力によって向きを変えるときに、その三角形内の対応する角度が等しいまま維持されるように拘束されると考えることができる。
【００４２】
分かりやすくするため、以下の例は、二重シザー制御機構の１つの半体部分だけを示すが、理解されるように、記載の動作は完全な機構によって制御される。
【００４３】
図３および図４を参照して、出力シャフト１２の軸２８は、示した方向付けで保持され、その方向はＸ−Ｘを通る水平平面内にあると仮定されたい。次に、入力シャフト１１を軸Ｘ−Ｘの周りだけで下部に回転させる場合、すなわち入力シャフト１１の軸２７が、出力シャフト１２の軸および軸Ｙ−Ｙを通る平面と同じ垂直平面内に位置し続ける場合、軸Ｂの端部は、その第１のシザーリンク３２への回動可能な連結部で、軸継手の中心２９に心合せした球面の半径Ｂ上で上部への経路に従う。その経路は、球面の半径Ｂ上の小円であり、入力シャフト１１および出力シャフト１２の軸を通る垂直平面に平行な垂直平面内に位置する。リンク３２のこの変位は、第１のシザーアーム３１が、制御ヨーク２１に固定された制御ヨークピボットピン３８の周りを回転するようにさせる。しかしシザーアーム３１は、リンク３３および出力シャフト制御ピン３７へのシザーアーム３１の連結によって拘束を受けている。軸Ｘ−Ｘおよび回転した軸Ｂによって画定される平面と、Ｘ−Ｘを通る水平平面との間の角度がαの場合、シザーアーム３１およびリンケージ３２と３３は、Ｘ−Ｘを通る平面内に角度α/２で軸Ｃを回転させる。このとき、入力シャフト軸２７と水平平面の間の角度もαであり、軸Ｙ−Ｙが入力シャフト軸２７と出力シャフト軸２８の間の角度（１８０-α）を二等分する。
【００４４】
このとき軸Ｙ−Ｙは、明らかに入力シャフト軸２７と出力シャフト軸２８の間の鈍角を二等分すると共に軸２７および２８によって画定される平面に垂直の平面内に位置する。この平面は、いわゆるホモカイネティック平面であり、軸Ｙ−Ｙは、軸継手の対称軸として画定することができる。
【００４５】
軸Ｙ−Ｙは軸２７および２８に対するこの関係を満足させる、すなわち軸Ｙ−Ｙは、入力シャフト１１と出力シャフト１２の間のどの相対的角度でも、軸継手１０の物理的拘束内で、ホモカイネティック平面内に位置することを示すことができる。
【００４６】
これは、入力および出力シャフト軸が一点で交わり、２本のシャフト間の接触点がホモカイネティック平面内の対称の軸上に位置することが必要である定速度軸継手の理論的条件を満たす。
【００４７】
軸継手内の構成要素の相対的運動は明らかに全て回転的であって、ころ軸受によって実現され、したがって摩擦によるトルク損失を大幅になくすものである。
[実施例２]
【００４８】
第２の好ましい実施例では、上記に記載したシザー制御機構を、図６で示したような歯車機構４０と交換することができる。
【００４９】
図３、４、および６を参照すると、主アーム４１の中心４５および中央歯車４４は、制御ヨークピボットピン３８の周りを回転するように取り付けられている。リンケージアーム４２および４３は、それぞれかみ合い歯車部分４８および４９が設けられ、リンケージアーム４２および４３の外側端部には回動の中心４６および４７が設けられている。リンケージアーム４２および４３は、シャフト５０および５１上で主アーム４１に回動可能に取り付けられている。
【００５０】
制御機構４０の回転および回動軸は全て、軸継手１０（図４を参照）の幾何学的中心２９に対して半径方向に向いている。リンケージアーム４２および４３は等しい長さであり、主アーム４１に対して等しい角度である。したがって、回動の中心４６と４７、および中央歯車４４の中心は、幾何学的中心２９と心合せした球面の大円のアーク上に位置するように拘束され、歯車４４の中心は常に、その大円のアークの長さの変化に関係なくそのアークの中点に位置する。
【００５１】
組み立てた場合、制御機構４０の回動の中心４６は入力シャフト制御ピン３５に連結され、回動の中心４７は出力シャフト制御ピン３７に連結される。
【００５２】
入力シャフト１１と出力シャフト１２の間の角度の任意の変化によって、リンケージアーム４２および４３の変位が生じることが分かる。たとえば、リンケージアーム４３の回動の中心４７は、静止したままであると仮定する。その場合、入力シャフト制御ピン３５によって回動の中心４６内に引き起こされた変位は、歯車４４の中心にその半体部分の変位をもたらす。したがって制御ヨークピボットピン３８を通る軸は、入力シャフト１１と出力シャフト１２の間の補角を継続的に二等分し、シャフト１１および１２の軸によって画定される平面内に留まる。このとき、軸Ｙ−Ｙは上記に記載したようにホモカイネティック平面内に位置するように拘束を受けることになる。
[実施例３]
【００５３】
図７に関する第３の好ましい実施形態では、図１および２の軸継手１０の内側ヨーク２６および外側ヨーク２７に取って代わるリンケージシステム６０を提供する。シャフト６１は、その外側端部でリンケージ部材６２および６３に堅固に連結され、各リンケージ部材６２および６３は、それぞれその外側端部にボス６４および６５を有している。ボス６４およびボス６５は、それぞれ制御トラニオンシャフト６６および６７を担持している。リンケージシステム６０はさらに、それぞれ制御トラニオンシャフト６６および６７に回動可能に連結された端部７０および７１を備えたリンケージアーム６８および６９が設けられている。リンケージアーム６８および６９は外側端部７０を有し、出力シャフトヨークトラニオンシャフト７４および７５を設けている。
【００５４】
リンケージ部材６２と６３、およびリンケージアーム６８と６９は、シャフト６１の軸と軸Ｙ−Ｙの交差点８０に心合せした球面殻内に位置し、リンケージシステム６０の回転軸は全て軸の交差点８０で交差する。
【００５５】
組み立てた場合、軸の交差点８０は図１の軸継手１０の幾何学的中心２９と一致する。
【００５６】
この実施形態では、図１の入力シャフト１１の入力シャフトボス１３は、図７で示したリンケージシステム６０のシャフト６１の周りを回転し、出力シャフトヨーク１４の出力シャフトヨークジャーナル１５は、トラニオンシャフト７４および７５に連結される。制御ヨーク２１の制御ヨークジャーナル２４は、制御トラニオンシャフト７４および７５に連結される。
【００５７】
上記のように、制御ヨーク軸Ｙ−Ｙは、上記に記載したシザー制御機構または歯車制御機構の使用によってホモカイネティック平面内に留まるように拘束される。
【００５８】
この実施形態における好ましい角度４５°で軸Ｙ−Ｙおよびシャフト６１を配置する利点は、このようにもたらされた空間により、上記に記載した様々な回転要素および制御機構のより大きい運動の自由度が可能になることである。
[実施例４]
【００５９】
図７で示した第４の好ましい実施形態では、入力シャフト１１１および出力シャフト１１２を備えた二重定速度軸継手１００を提供する。各シャフト１１１および１１２は、それぞれヨーク１１３および１１４が設けられ、シャフト１１１および１１２は、軸Ｘ−ＸおよびＸ′−Ｘ′の周りで回動可能に連結されている。ヨーク１１３および１１４は、連結管１１５に回動可能に連結され、各ヨーク１１３および１１４は、それぞれ軸Ｙ−ＹおよびＹ′−Ｙ′の周りを回転することができる。
【００６０】
図８および図９で示したように、入力シャフト１１１および出力シャフト１１２は同一の構造であって、それぞれシャフト延長部１１６および１１７が設けられ、各シャフト延長部はそれぞれ制御ピン１１８および１１９を有している。制御ピン１１８および１１９の軸は、それぞれシャフト１１１および１１２のシャフト軸およびシャフト回転軸Ｘ−ＸおよびＸ′−Ｘ′によって画定された平面内に位置し、これらの軸の交差点を通る。
【００６１】
それぞれ上部および下部伝達ブロック１２１および１２２を備えた制御アセンブリ１２０は、（見やすいように図８および図９では取り除いてある）連結管１１５の中心に位置する。ブロック１２１および１２２は、連結管１１５の中心軸Ｚ−Ｚ上に位置する制御ブロックヒンジシャフト１２９で共に蝶着されている。シャフト１２９は、連結管１１５の内側壁に取り付けられた固定された（見やすいように取り除いてある）回動軸で支持されている。
【００６２】
図８で示したように、軸継手１００の入力シャフトの端部にある回転軸は全て、軸Ｘ−ＸとＹ−Ｙの交差点に対して半径方向にある。同様に、軸継手１００の出力端部にある回転軸は全て、軸Ｘ′−Ｘ′とＹ′−Ｙ′の交差点に対して半径方向にある。
【００６３】
入力シャフト１１１の回転軸Ｘ−ＸおよびＹ−Ｙの周りの入力シャフト１１１の軸継手の物理的拘束内での任意の回転は、制御シャフト１１８が、連結されたリンケージ１２５および１２６の変位を生じさせ、リンケージ１２５および１２６は、伝達ブロック１２１および１２２がヒンジシャフト１２９の周りを回転するようにさせる。制御アセンブリ１２０の出力端部にある対応するリンケージ１２５および１２６は、入力端部で生じた変位を再生するように強制され、その変位を連結された制御シャフト１１９に伝達し、それによって出力シャフト１１２がその軸Ｘ′−Ｘ′およびＹ′−Ｙ′の周りを対応して回転するようにさせる。
【００６４】
入力シャフト１１１および１１２の角変位は、シャフト１１１および１１２の軸によって画定され、制御アセンブリ１２０の中心を通過する平面に垂直の平面に対して対称的である。このように平面は、シャフト１１１と１１２の軸の交差点上に位置し、それらの間の角度を二等分し、対称軸を含んでいる。したがってその平面は、ホモカイネティック平面であり、入力シャフトおよび出力シャフトの定速度のための条件が満たされる。
【００６５】
やはり、この実施形態の軸継手の構成要素間の相対的運動は全て回転的であって、ころ軸受によって実現され、摩擦によるトルク損失を大幅になくすものである。
[実施例５]
【００６６】
次に、定速度軸継手を提供する第５の好ましい実施形態を説明する。この定速度軸継手では、入力シャフトと出力シャフトの間の角度は、可変の制御機構によってある所望の値に維持されて、斜板操作式油圧ポンプまたはモータの押しのけ容積を変化させる。この好ましい適用例では、往復ポンプまたはモータ要素が軸継手の構造に組み込まれている。
【００６７】
この第５の好ましい実施形態では、定速度軸継手は、可変斜板式油圧容積型装置を組み込むように構成されている。
【００６８】
図１１を参照すると、入力シャフト２１１および出力シャフト２１２を備えた定速度軸継手２００が示されている。当業者には明らかなように、この実施形態では用語「入力シャフト」および「出力シャフト」を、軸継手の適用に応じて互換可能にそれぞれこうした要素に当てることができる。
【００６９】
各シャフト２１１および２１２の軸は、図１１の軸Ｘ−ＸとＹ−Ｙの交差点と一致する点２２０で交差する。点２２０は、軸継手の幾何学的中心を画定する。シャフト１１１と１１２の軸の間の角度はときによって、適した制御機構による軸継手の物理的拘束内で望まれるように変化することができる。制御機構はさらに、シャフト２１１と２１２の間で設定された角度に対して一定の関係で制御ヨーク２１３の角度を維持するように構成されている。この関係を図１２で示す。この図では、シャフト２１１と２１２の間の補角がαであれば、この場合制御ヨーク１１３の回転軸は角度αを二等分する。したがって、軸Ｙ−Ｙは、ホモカイネティック平面内で回転するように拘束されて、定速軸継手の条件を満たす。
【００７０】
図１３は、制御ヨーク２１３、内側ヨーク２１４、および外側ヨーク２１５を含む軸継手の異なる要素を示す。入力シャフト２１１は、斜板トラニオンシャフト２１７が設けられた斜板２１６に堅固に連結されている。
【００７１】
組み立てると、斜板トラニオンシャフト２１７は、内側ヨーク２１４の内側ヨークジャーナル２１８内に回動可能に連結される。内側ヨーク２１４は、その内側ヨークトラニオンシャフト２１９によって外側ヨーク２１５の外側ヨークジャーナル２２１に回動可能に連結される。外側ヨーク２１５は、その外側ヨークトラニオンシャフト２２２によって出力シャフトヨーク２２４の出力シャフトヨークジャーナル２２３内に回動可能に取り付けられる。（そのヨーク端部から示されている）制御ヨーク２１３は、制御ヨークジャーナル２２５によって内側ヨーク２１４の延長内側ヨークトラニオンシャフト２１９に回動可能に連結される。
【００７２】
軸継手２００の出力シャフト２１２にはさらに、シリンダブロック２２６が設けられている。シリンダブロック２２６は、シリンダ２２７の半径方向のアレイが設けられている。各シリンダ２２７は、圧縮端部にシール２２９が設けられ、反対側の端部にボールソケット２３０が設けられたピストン２２８を受け入れる。各ピストン２２８は、そのボールソケット２３０によって、連結ロッド２３２の第１の端部２３１に連結される。連結ロッド２３２の第２の端部２３３は、斜板２１６のボールソケット２３４に連結される。
【００７３】
組み立てた時において、入力シャフト２１１および出力シャフト２１２が同軸方向に位置合せされた場合、斜板２１６の面は出力シャフト２１２の軸に、したがってシリンダ２２７の軸に垂直に向けられる。この状態では、この共通軸の周りの入力シャフト２１１および出力シャフト２１２の回転は、ピストン２２８をシリンダ２２７内に静置させたままにする。制御機構によって、入力シャフト２１１と出力シャフト２１２の間に角度αがもたらされた場合、往復の軸の変位が、軸継手２００の回転全てに対してピストン２２８によって各シリンダ２２７内に引き起こされる。
【００７４】
軸継手２００の回転で、シリンダ２２７内のピストン２２８の往復運動によって生じる押しのけ容積は、角度αが大きくなるにつれて増大する。
【００７５】
この構成の可能な利点は、以下の通りである。
Ａ.以前から、シリンダ体と同軸に保持された定速度継手の内部部材、および斜板を形成する定速度継手の外部部材を備えたゼッパ（ｒｚｅｐｐａ）型定速度継手が使用されている。こうした構成では、アセンブリのトルク全体が、斜板よりも小さい半径のところで定速度継手およびトルク伝達部材を介して伝達され、トルク伝達手段が大きい負荷を受けていた。
Ｂ.本構成では、従来技術よりも優れた２つの方法の１つによって、トルクを斜板にまたはそれから伝達することができる。
１.シリンダ体に連結されたシャフトによって伝達されるトルク。この場合、トルク伝達手段は、斜板よりも大きい半径のところにあり、トルク伝達部材は、従来技術よりも小さいトルク負荷を受けることになる。
２.斜板に連結されたシャフトによって伝達されるトルク。この場合、定速度継手のトルク伝達部材は、装置の動作中のトルクを受けず、軸継手を介して伝達される唯一の負荷は、シリンダ体を回転させるのに必要なトルクである。
[実施例６]
【００７６】
図１４の参照によるこの実施形態は、変更したフック式継手を提供するものである。軸Ａ３と第１の作動歯車の軸との間の傾角を、軸Ａ４と第２の作動歯車の軸との間の傾角と同じに維持することによって、第１の作動歯車の回転の速度および角度が、第２の作動歯車の回転の速度および角度と常に同一であるように構成された歯車およびレバーのシステムの動作によって、軸Ａ５は、継続的にホモカイネティック平面上に位置する。あるいは、レバーが上記の歯車と同様の機能を果す、レバーだけのシステムも考えられる。
【００７７】
この実施形態を実施するいくつかの好ましい方法を次に記載する。各好ましい方法では、図１４.６で示した変更フック式継手の２つの半体部分を提供する。図１４.６で示した継手は、図１４.１で示した十字形の部材６が省かれ、円形部材７が軸Ａ４の周りを自由に回転するようにヨーク４に配置されていること以外は、図１４.１で示した継手と同一であることが分かる。リング部材７およびヨーク４の寸法は、このアセンブリがヨーク３に取り付けられたリング部材５の内側に嵌まることができる寸法である。図１４.６で示した構成要素は、本発明の好ましい実施形態全てに共通である。
【００７８】
図１４.７は、十字形部材を示す。この十字形部材は、同じ軸を有する２本のアームが他の２本のアームよりも長く、２本の比較的長いアームを合わせた長さが、少なくとも比較的大きいリング部材５の外径と等しく、２本の比較的短いアームを合わせた長さがリング部材７の内径よりも小さく、組み合わせた場合に、比較的長いアームが図１４.６で示した継手の２つの半体部分を軸Ａ５で連結し、十字形部材がリング部材７内で軸Ａ５について自由に回転するようになっている。
【００７９】
図１４.８は、４つのかみ合いかさ歯車を備えた、図１４.７で示した十字形部材を示す。このかみ合いかさ歯車の１つは、前記十字形部材の各アーム上に配置され、アーム上で自由に回転する。十字形部材の比較的短いアーム上に配置された２つの歯車は、それらに堅固に取り付けられたレバーを有しているが、この図では示していない。
【００８０】
図１４.９は、堅固に取り付けたレバーアームを備えた歯車の１つを示す。このレバーアームは、その端部に玉２５を有する。以下で論じるパラメータでは、レバーアームの長さも歯車の軸に沿ったオフセットも重要ではない。こうした１つの歯車は、十字形部材の比較的短い各アーム上に配置されて、レバーアームが十字形部材の反対側から延び出るようになっている。歯車の１つに取り付けたレバーアームを、他のレバーアームと歯車の位置合せから歯の半分だけ差をつけて位置合せして、それらが他の２つの歯車とかみ合って回転するときに、十字形部材の２本の比較的長いアームの軸が２つのレバー間の角度を二等分するようにしなければならない。
【００８１】
図１４.１０は、ヨークの内面の中心に堅固に取り付けられた玉部材を備えたヨークを示す。両方のヨークにこうした玉部材が取り付けられている。
【００８２】
図１４.１１は、リンケージ部材を示す。このリンケージ部材は、その両端部にボールソケットを備えたロッドであり、両端部は、一端で図１４.９で示したレバーの端部上の玉に連結され、他方の端部で図１４.１０で示したヨーク部材の中心にある玉に連結されるように構成されている。
【００８３】
上記に記載し、図１４.６、７、８、９、１０、および１１で示した構成要素を組み立てて、十字形部材の比較的長いアームがリング部材５および７内の穴を介して延び、前記リング部材が十字形部材の比較的長いアームによって互いに対して位置付けされ、軸Ａ５の周りを自由に回転し、十字形部材も軸Ａ５について自由に回転するようにする。組み立てた場合の様々な構成要素の位置は、シャフト１およびシャフト２の軸が一列になっている場合は、構成部品が図１４.１２で示した相対位置にあり、図の軸Ａ３とＡ４、および十字形部材の比較的短いアーム上に配置された歯車の軸は全て同軸であり、軸Ａ５は、軸Ａ３、Ａ４、Ａ１、およびＡ２の平面に対して垂直である。
【００８４】
様々な構成要素間の関係を示すために、図１４.１２で示した継手は、ヨーク４よりもかなり大きいヨーク３を備えて意図的に示してある。（図１４.１１で示したように）リンケージ部材１３は、一端でレバー１１の端部にある玉に連結され、他方の一端でヨーク３の内面の中心に固定された玉に連結される。同様のリンケージ部材１４は、継手の他の半体部分内で同様に連結される。各リンケージ部材の長さおよび２つのレバーアーム１１および１２の長さは、以下のように決定される。重要な考えは、レバーアーム１１の軸点と、ヨーク３の中心に固定された玉の中心と、レバー１１の端部にある玉の中心との間に形成される三角形が、継手のもう一方の半体部分に同様に形成される三角形と同じ内角を有することである。すなわち、この実施形態では、こうして形成される２つの三角形は、寸法以外は同一でなければならない。
【００８５】
レバーアームの中心線が十字形部材（または以下に記載する円板部材）の中心に突き出る場合、三角形の内角は継手の回転中、常に同じままである。ただし、レバーアームの中心線が十字形部材の中心から偏った点に突き出る場合、三角形の内角は継手の回転と共に連続して変化する。レバーアームの中心線が十字形部材の中心から偏っている場合、両方のレバーアームが、継手の両側に同一の三角形が形成される程度まで偏ることが重要である。
【００８６】
上記に記載した継手の動作と共に、上記の両方の三角形は、それぞれの底辺の周囲で揺れ動き、レバーアームの軸点の周囲でも揺れ動くことが分かる。このとき、軸Ａ３およびＡ４が同軸の場合は、２つのレバーの軸も軸Ａ３およびＡ４と同軸になっており、軸Ａ３およびＡ４が同軸でない場合は常に、レバーアームおよび関連する歯車の軸は、軸Ａ３およびＡ４が軸Ａ５の周りを回転するときに、軸Ａ３とＡ４の間の角度を二等分し、その結果、作動するレバー１１と１２およびそれらの関連する歯車の軸間の角度は、常にそれぞれ軸Ａ３およびＡ４に対して等しく傾斜し、その結果、ヨーク３が軸Ａ３の周りを回転し、ヨーク４が軸Ａ４の周りを回転すると共に、レバー１１と１２、およびそれらに取り付けた歯車がその軸の周りを、ヨークが軸Ａ３およびＡ４の周りを回転するのとは異なる回転速度および異なる角度で逆回転する。しかし、前記レバーおよび関連する歯車は、互いに等しい速度および等しい角度で逆回転し、その結果シャフト１およびシャフト２が互いにどの傾角であっても常にシャフト１およびシャフト２の角速度が等しく、たとえ傾角が動作中に変更されてもそうであるという点で、軸ＡSは、継続的にホモカイネティック平面上に位置し、継手は定速度継手として動作する。
[実施例７]
【００８７】
他の実施形態では、図１４の十字形部材、４つのかさ歯車、および関連するレバーが、２つのかみ合い歯車を保持するように構成された部材と置き換えられている。この２つのかみ合い歯車は、シャフト１およびシャフト２の軸が一列に並んである場合、シャフト１およびシャフト２の軸がそれぞれ、両歯車の軸に対して垂直であり、軸Ａ５は、２つの歯車の軸の間の平面に垂直でありその中心である位置にある。１つのレバーアームが、各歯車に堅固に固定され、各レバーアームの端部上に１つの玉がある。図１４.１３を参照すると、２つの歯車を保持するように構成された部材は、リング７の内側に嵌まる直径の円板状の部材である。この円板部材は、リング５および７を位置させそれらに軸を提供するために使用される２つのラグを有する。円板部材は、それを通る長方形の穴を有し、円板を介して２つの歯車のかみ合いを可能にする。円板部材は、軸Ａ５上で自由に回転する。この円板部材は、各面からの２つの突起部を有し、各歯車の軸はこれらの突起部によって保持される。図１４.１４は、２つの歯車を定位置に備えた円板部材の側面図である。レバーアームの１つが各歯車に堅固に取り付けられたレバーアームを部分的に示す。この円板状の部材および関連する歯車とレバーの動作は、十字形部材および４つのかさ歯車に関して上記に詳述した動作と同じであり、同じ考えが適用される。
[実施例８]
【００８８】
図１４で示した他の実施形態は、上記に記載した十字形部材の各４本のアーム上で旋回するように構成されたレバーのシステムである。その動作は、４つのかみ合い歯車の構成と同様である、
[実施例９]
【００８９】
図１４で示した他の実施形態は、十字形部材と４つのかさ歯車、または円板状部材と２つの歯車、あるいはレバーだけのシステムと共に使用することができ、それは以下の通りである。各ヨークの内面の中心に取り付けられた玉部材が取り除かれ、各ヨークは、ヨークの内面に形成された弓状のグルーブを有して、組み立てた場合に、各レバーアームの端部にある玉がそのグルーブ内に位置して、継手の動作と共に軸Ａ３およびＡ４が互いの間の角度を変えるときに、各レバー上の玉がグルーブを横断するようにさせる。このように構築した場合、上記の三角形は、作動歯車の軸と軸Ａ３とＡ４の間の正しい関係を維持することができないため、歯車およびレバーの軸とそれぞれの作動するヨークの軸との間の等しい傾斜を維持する異なる手段を用いなければならない。こうした一方法は、軸Ａ３とＡ４の間の角度が変化するときに生じるリング５および７のシザー動作を用いることである。
【００９０】
このシザー動作を用いる一方法は、場合に応じて、十字形部材の比較的長いアームの１つ、または円板状部材のラグの１つにロッドを堅固に固定して、ロッドが、十字形部材の４本のアームの平面、または場合に応じて円板状部材の面に対して垂直に方向付けされ、２つのレバーアームが使用され、その１つは、一端で各リング部材５および７に回転可能に固定され、他方の端部は、場合に応じて十字形部材のアームまたは円板部材に固定されているロッドに沿ってスライドする部材によって、両レバーアームを他方の端部で接合する部材に固定されて、ロッドがリング部材５と７の間の角度を継続的に二等分するようにする。図１４.１５は、こうしたシザー機構の表示である。
【００９１】
本発明から逸脱することなく、歯車およびレバーの様々な他の構成も、本明細書で開示した様々な構成要素間の関係を維持するために働くことも理解されたい。
【００９２】
本発明から逸脱することなく、本明細書で記載した関係を維持するために、歯車およびレバーのシステムの代わりにレバーだけのシステムを構成することも可能であることも理解されたい。
【００９３】
第６から第９までの実施形態に関して、別の手段を提供して、軸Ａ３およびＡ４が同軸でない場合は常に、十字形部材の比較的短いアームが軸Ａ３とＡ４の間の角度を二等分することを保証することは有用であり、第７の実施形態では、別の手段を提供して、図１４.１３で示した部材の面が、軸Ａ３およびＡ４が同軸でない場合は常に、軸Ａ３とＡ４の間の角度を二等分することを保証することも有用であることが分かっている。両方の例において、第８の実施形態に関して上記で論じたように、こうした心合せ手段は、部材５と７の間のシザー動作を使用するためのものである。
[実施例１０]
【００９４】
次に、図１４をさらに参照して、軸ＡSをホモカイネティック平面上に拘束することによって、定速度継手を簡単にする拘束手段を提供するさらに独特の新規な手段を開示する。
【００９５】
このさらに新規な手段は、以下に記載する、継手の各半体部分内に２つの同一の球面三角の１つを示す部材を提供する。
【００９６】
ただし、上記に開示した定速度自在継手と同様に、この新規な実施形態では、図６で示した部材を使用し、図１４.１６を参照の円板状部材１５を提供する。この円板部材は、リング部材５と７の間の連結手段を提供し軸Ａ５を形成する２つのピンまたはトラニオン１６を有する。円板状部材は、円板の中心を通る穴１７を有する。図１４.１６で示した円板状部材を使用して、図１４.６で示したように継手の２つの半体部分を組み立てると、軸Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、およびＡ５が全て一点で交差することが分かる。本開示の目的のため、前記軸が全て交差する点を「幾何学的中心」と呼ぶ。
【００９７】
図１４.１７を参照し、各端部にクランクピン１８を有するダブルエンドクランク状部材も提供する。クランクピンは、組み立てた場合に、各クランクピンの軸Ａ６が、それぞれ幾何学的中心を通る半径上に位置するように角度付けされている。
【００９８】
組み立てた場合、図１４.１８を参照すると、クランク状部材のシャフトは図１４.１６で示した円板状部材内の穴を通過して、１つのクランクピンが前記円板状部材の両側に存在するようになっている。
【００９９】
継手の２つのヨークを示す図１４.１９を参照すると、ピン１９は、ヨーク部材３の内側アークまたは表面に固定され、さらにピン２０がヨーク４の内面またはアークに同様に固定されて、各前記ピンの軸も幾何学的中心を通る半径上に位置するようになっている。このピンは、対角線的に反対側ではなく、互いに継手の同じ側にあるように配置されている。
【０１００】
図１４.２０を参照し、さらなる部材２１を提供する。部材２１は、部材２１をピン１９上に位置させることができるように一端に穴２２を有し、部材２１の他方の端部を第１のピン１８上に位置させることができるようにさらなる穴２３を有している。さらなる同様の部材を提供し、一端でピン２０上に、他方の端部で第２のピン１８上に配置する。部材２１の両端にある穴の間の長さ、より正確には角度を以下に述べる。
【０１０１】
継手を組み立てた場合、継手が、軸Ａ１およびＡ２が一列になり軸Ａ３およびＡ４が同軸である位置にあるときは、クランクピン１８の軸は、軸Ａ５とＡlとＡ２の面上にあり、ピン１９および２０の軸は、それぞれ軸Ａ３とＡ４、およびＡlとＡ２の面上にある。部材２１の両端にある穴の間の角度は、この項で述べた関係が保たれ、または正確に成り立つようになされた角度である。
【０１０２】
本明細書で最後に述べた新規な拘束手段で分かるように、球面三角形は、第１にピン１９の軸と軸Ａ１、第２に軸Ａ１と第１のクランクピンの軸、第３に第１のクランクピンの軸とピン１９の軸の間の大円のアークによって示される。同様の球面三角形が、継手の他方側の対応する構成要素の間で示される。組み立てた継手の回転で、シャフト１および２が互いに傾斜するときは常に、独特の球面三角形が回転および傾斜角度の各点で形成され、こうした三角形が継手の各半体部分に形成され、その結果、クランク状部材の軸が、第１に軸Ａ１、第２に軸Ａ２に対して等しく傾斜し、円板状部材１５の平面、したがって軸Ａ５が継手のホモカイネティック平面上に継続的に留まるよう拘束されることが分かる。
[実施例１１]
【０１０３】
図１５の本実施形態は、第１に、図１５の図１５.１で述べ以下に記載するリンク機構、第２に、以下に記載する前記リンク機構を使用する定速度自在継手を提供する。
【０１０４】
図１５の図１５.１を参照すると、開示のリンク機構は以下のものからなる。２つの同様の部材であり、それぞれ各端部内に形成された穴を有し、前記穴の軸が一点で交差する部材１および２。部材３および４も２つの同様の部材であり、部材３および４が各端部内に部材１および２よりも半径が大きい穴を有していること以外は、部材１および２とも同様である。部材１および２は、シャフト５によって互いに連結される。位置決めピン６は、部材１および３が互いに関連して軸Ａ１の周りを回転するように部材１および３を連結する。前記部材は、シャフト５の正規の軸が軸Ａ１と交差するように組み立てられる。こうしたアセンブリでは、シャフト５によって共に連結された部材１および２が、シャフト５の正規の軸が軸Ａ１の周りを回転するように、軸Ａ１の周りを一致して回転し、同様に部材３および４が互いに一定の関係に保持される場合、それらの軸である軸Ａ２も軸Ａ１の周りを回転するように、部材３および４も一致して軸Ａ１の周りを回転し、軸Ａ１、Ａ２、およびシャフト５の正規の軸は常に上記に記載したリンク機構の幾何学的中心で交差することが分かる。
【０１０５】
上記に記載したリンク機構を使用する一適用例は、次に開示する定速度自在継手である。図１５.２は、一端に穴が形成されたシャフトを示しており、シャフト５が前記穴を通過することができるようになっている。図１５.３は、（カルダン継手としても知られている）通常のフック式継手など、自在継手で一般に使用されるヨークを示す。穴１３および１４は、ヨークを、それぞれ穴１３および１４内の位置決めピン８および９によって上記に記載したリンク機構と関連して位置させることができるように、ヨークのアーム内に形成されている。シャフト１０は、シャフト１０の正規の軸である軸Ａ３が、軸Ａ１およびＡ２とリンク機構の幾何学的中心で交差するようにシャフト５上に配置される。同様に、組み立てた場合、上記に開示したように、ヨーク部材１２の正規の軸である軸Ａ４も軸Ａ１およびＡ２とリンク機構の幾何学的中心で交差することが分かる。こうしたアセンブリでは、軸Ａ３およびＡ４が互いに一列でない、または同軸でない場合は常に、シャフト１０およびヨーク１２のそれぞれ軸Ａ３およびＡ４の周りの回転によって、部材１および２が軸Ａ１の周りを一致して回転し、同時に部材３および４も一致して軸Ａ１の周りを、ただし部材１および２の回転とは逆に回転するようになることが分かる。こうしたアセンブリでは、軸Ａ３およびＡ４が一列でない、または同軸でない場合、かつ軸Ａ２およびシャフト５の正規の軸が一列でない、または同軸でない場合は常に、軸Ａ１の回転平面が軸Ａ２の回転平面とシャフト５の正規の軸の間の角度を二等分し、さらに軸Ａ１の回転平面が軸Ａ３とＡ４の間の平面に垂直であり、ゆえに定速度継手の要件が常に存在することが分かる。
【０１０６】
図１５.４は、シャフト１０およびヨーク１２と共に組み立てて、上記に記載した定速度継手を形成するリンク機構を示す。この表示では、軸Ａ３およびＡ４が一列になり、軸Ａ２およびシャフト５の正規の軸も一列または同軸になっている。この表示では、軸Ａ２およびシャフト５の正規の軸がこの用紙の平面上にあり、軸Ａ１は部材１、２、３、および４内の穴の間の角度と等しい傾斜で底からこの用紙に入る。この特定の表示では、シャフト１０が用紙の平面上で反時計回りに回転し、ヨーク１２が用紙の平面上で時計回りに回転した場合、シャフト５は軸Ａ１の周りを回転し、軸Ａ２も軸Ａ１の周りをただし反対方向に回転することが分かる。
【０１０７】
本明細書では、３本の交差軸を有し、その２本が第３の軸と関連して回転するリンク機構を開示する。前記リンク機構を使用し、少なくとも３本の軸を有し、その２本が第３の軸に関連して回転する定速度自在継手も開示する。この実施形態は、第１の実施形態の制御ヨークおよび制御ピンを備えた同じ制御システムを使用して、軸Ａ１をホモカイネティック平面上に拘束しなければならない。
[実施例１２]
【０１０８】
この実施形態の目的のための用語「球面幾何学」は、以下のとおりであり、図１６を参照されたい。図１６.１は、球面三角形およびそれに関して述べる関連した三面体を備えた球面の図である。図１６.１を参照すると、軸２および３は、球面１の直径である。球面三角形の辺ＡＤ、ＡＯ、およびＡＺは、それぞれ三面体の面角Ｄ、Ｚ、およびＯの切り取られた大円のアークであり、角度Ａ、Ｂ、およびＣは、球面三角形ＡＤ、ＡＯ、ＡＺの内角である。図１６.１をさらに参照すると、球面三角形ＡＤ、ＡＯ、ＡＺが半径４または５、あるいは直径３の周りを回転する場合、回転する半径が球面内に円錐体を示すことが分かる。図１をさらに参照すると、面角Ｄ、Ｏ、またはＺのどれかが変化した場合、球面三角形ＡＤ、ＡＯ、ＡＺが変化するように、その切り取られた大円のアークも変化することも分かる。明らかに、球面幾何学の法則が全て適用される。
【０１０９】
上記の参照により、この実施形態の目的のための用語「球面幾何学」は、継手の構成部品が球面幾何学的形状または機能を示すまたは形成するような、継手の構成部品の動作を指す。
【０１１０】
本実施形態の第１の目的は、第１の回転シャフトと第２の回転シャフトの間に挿入された部材を有する定速度自在継手のジャンルに先ず基礎を提供することである。そこでは、運動するまたは動作する各挿入部材が球面幾何学的形状または機能を示す。本発明の第２の目的は、球面幾何学に基づいた定速度自在継手のいくつかの特定の新規な反復（itｅrａtiｏns）を提供することである。
【０１１１】
以下から分かるように、定速度継手を、球面以外の幾何的形状ではなく、球面の幾何的形状１５上に置くことにより、寸法を縮小した継手およびスライド式および/または滑り構成要素をもたない継手も提供される。
【０１１２】
前に記載した第６の実施形態は、継手の各半体部分内に同一の球面三角形を形成する手段を提供して、挿入部材を本明細書で記載する継手のホモカイネティック平面上に維持する手段を提供するものであった。上記に記載した実施形態では、両端部にクランクピンを有するシャフトからなる心合せ手段を記載し、それぞれ内面上に配置された１つのピンを有する２つのヨークも提供し、前記クランクピンと前記ピンの延長した軸が、記載の継手の幾何学的中心と交わるものであった。明瞭にするため、第６の実施形態で記載した継手は、本明細書の図面の図１６.２で示した２つの半体部分を有する変更フック式継手からなるものであった。挿入された連結部材が、図１６.３で示されている。この連結部材は、中心に穴１７を有し、円板状部材に固定された２つのラグ１６を備えた円板状部材１５からなり、この２つのラグを使用して、前記ラグを図１６.２で示した穴８、９、１０、および１１内に位置させることによって、図１６.２で示した継手の２つの半体部分を連結する。図１６.５は、両端部に配置されたアーム１３およびクランクピン１８を有するシャフト部材１２を示す。アーム１３およびクランクピン１８は、組み立てた場合に、前記クランクピンの延長軸Ａ６が継手の幾何学的中心で交差するように方向付けられている。図１６.４は、円板状部材１５と共に組み立てられたシャフト１２の図を示す。図１６.６は、ヨーク部材３およびヨーク部材４を示す。これらはそれぞれヨークの内面から突き出たピン１９および２０を有し、このピンは、組み立てた場合に、各ピンの延長軸が継手の幾何学的中心と交差するように方向付けられている。前記ヨークは、ピン１９および２０が継手の同じ側にあるように、または換言すればピン１９および２０の延長軸が一列または同軸でないように組み立てられる。図１６.７で示したように、さらなる部材２１の２つ例を提供する。この部材は、両端部に穴２２を有し、前記部材の長さ、および前記穴の間の角度は、継手を組み立てた場合に、第１の上記部材が一端でピン１９上に、他方でその隣接するピン１８上に配置され、第２の上記部材がピン２０および第２のピン１８上に配置されるようになされている。各部材２１の長さ、および各部材２１内の穴２２の間の角度は、継手を組み立てた場合、軸Ａ１およびＡ２が一列であるときは、図１６.８で示したように、辺Ｇ、Ｈ、I、およびJ、K、Lを有する２つの同一の直角球面三角形が、継手の各半体部分内に１つずつ形成され、場合に応じて直角が入力シャフトまたは出力シャフトの軸上にあるようになされている。第１の部材２１は、第１の直角球面三角形上の辺Iを形成し、第２の部材２１は、第２の直角球面三角形上の辺Jを形成する。
【０１１３】
図１６.８Ａおよび図１６.８Ｂは、どちらも上記に記載した実施形態による継手を示す。上記の記載と共に図１６.８Ａおよび１６.８Ｂの解析によって、入力シャフトおよび出力シャフトの軸が互いに傾斜するときは常に、各可能な回転位置および角度位置に対して、特有の球面三角形が形成されることが分かり、さらに、この構成のおかげで継手の各半体部分内に形成される球面三角形が、互いに同一でなければならず、その結果、図１６.１で示しラグ１６によって位置させた軸Ａ５の回転平面は、ときに入力シャフトと出力シャフトの軸の間に存在する角度を常に二等分することが分かる。
【０１１４】
上記に記載した継手および心合せ手段が球面幾何学的形状を使用して心合せ手段を提供する間、心合せ手段以外の残りの構成要素は全て、回転する場合に、継手の幾何学的中心に心合せされた円板または平面を示し、こうした各円板は単純な平面幾何学によって示すことができる。以下から、本発明による上記に記載した継手を変更することが有利であることが分かる。本発明は、構成要素および構成要素間の関係が平面幾何学的形状ではなく球面幾何学的形状に見られる形状および形態を示すような構成を提供する。
[実施例１３]
【０１１５】
図１６のうちの図１６.９を参照して、中心に穴３２を有する円板状部材である部材２２を提供する。この部材の目的および機能は、第１２の実施形態を参照して上記に記載した部材１５と同一である。部材２２は、堅固に取り付けられた２つのピン２３および２４を有する。部材２５、２６、２７、および３３は、それぞれ図１６.９で示したアセンブリと心合せしたアークに形成された、同一に形成された構成要素であり、各部材２５、２６、２７、および３３は、ピン２３および２４上で自由に回転する。継手を完成するため、図１６.６で示したものと同一の２つのヨークを設け、こうした１つのヨークをピン２８および２９上に配置し、他のヨークをピン３０および３１上に配置する。開示したように、心合せ手段を、図１６.５、６、および７で示したように、部材１２、１３、１８、１９、２０、および２１からなる第１の記載の継手上に設ける。図１６.１０は、入力シャフトおよび出力シャフトの軸が一列であることを示す、組み立てた継手の表示であり、示した図は、図１６.２で２の番号を付けたシャフトの軸に直接沿ったものである。この図では、ヨーク３のフォークの端部だけが見える。分かるように、最後に記載した継手の動作では、入力シャフトおよび出力シャフトの軸が互いに傾斜するときは常に、ピン２３、２８、および３１の軸によって形成される三面体の切り取られたアークによって形成される球面三角形、さらに、ピン２４、２９、および３０の軸によって形成される三面体の切り取られたアークによって形成される同一の球面三角形が存在する。ただし、１回転につき２回、ピン２８および３１の軸が同軸のときは、継手の両側に一時的に三面体が形成されない。継手の各ピン２８、２９、３０、および３１の動作で、大円のアークが示され、大円のアークはピン２８と３１の軸間、またピン２９と３０の軸間に存在することも分かる。最後に記載した継手の動作で、最後に記載した球面三角形に加えて、上記に記載した心合せ手段と関連する２つの球面三角形があるという点で、継手内に形成される４つの連続して変化する球面三角形があることが分かる。
[実施例１４]
【０１１６】
平面幾何学的形状ではなく球面幾何学的形状に取り付けることによって可能になるさらなる変更形態を、図１６の図１６.１１を参照して示す。このさらなる変更形態は、部材２７および３３が省かれていること以外は図１６.９で示したものと同一のリンク機構を提供する。図１６.１２を参照すると、各ヨーク上の１つのアームが省かれている、または短縮されていること以外は図１６.６で示したものと同じ２つのヨークも提供され、ピン１９および２０を継手の同じ側に維持するには、短縮したアームの少なくとも１つを延長して、ピン２０またはピン１９を場合に応じて必要とされる位置に配置することが必要であることが分かる。この反復で、ピン２３および２４に関連する球面三角形がどちらも、ピン２３と３１の軸、およびピン３１で示されたアークがピン２３の回転平面のアークと交わる点との間で形成される直角球面三角形であり、同一の三角形がピン２４、３０、およびピン２４のアークに関連して他方側に形成されること以外は、動作が最後に記載した継手と同一であることが分かる。
【０１１７】
最後の３つの記載の継手では、心合せ手段自体が、継手を介して動力を伝達することができ、記載の継手では、心合せ手段が負荷の一部を担うことが分かる。したがって、図１６.５および１６.７で示した部材と共にピン１９、２０によって提供される心合せ手段だけから構成された定速度継手を構築することができる。
【０１１８】
図１６.１３を参照すると、シャフト１２は、軸受手段３６および関連するマウントによって表面上に堅固に配置されている。シャフト３７および３８も、その軸間の角度が一定または変化する間、その軸が常にシャフト１２の中心で交差し、２つのクランクピン１８、およびピン１９と２０の軸も同じ点で交差するように、堅固に固定される。
【０１１９】
当業者には容易に明らかなように、こうしたアセンブリを中空の玉継手など独立型支持手段に組み込んで、それから管を延ばしてシャフト３７および３８を位置させることができる。
[実施例１５]
【０１２０】
図１６を参照して、以下にさらなる実施形態を記載する。上記に記載した各実施形態は、広範には変更したフック式継手として分類することができるが、ゼッパ型継手により近い全く異なる実施形態を記載することもできる。図１６.１４を参照すると、部材２５で示した球面三角形の球状平面が少なくともその寸法および形状の固体部材３６であり、同様に継手の他方側にある部材２６で示した球状平面も少なくともその寸法および形状の固体部材であること以外は、図１６.１２で示したものと実質的に同様の部材が提供されている。（図１６.１４の図面の表現にかかわらず、アセンブリは対称的である。）グルーブが各固体３６および３７の表面内に形成されており、このグルーブは、この反復にピン３０および３１が存在する場合、そのピンによって描かれる大円を示す。図１６.１５で示したように、２つのヨーク３８および３９も設けられ、こうした各ヨークは、延長し湾曲したアームを有し、それぞれヨーク３８および３９の内面に形成されたグルーブ４０および４１を有して、継手の動作と共に玉がスライドまたは滑り部を備えたグルーブ内でころがるようになっている。この継手のアセンブリは、玉がヨーク３９と固体３６の間、またヨーク３８と固体３７の間に挿入されていること以外は、ヨークが使用されている上記の記載と同様である。最後に記載した反復では、形成された第３および第４の球面三角形は、ピン２３の軸と玉の中心との間、および玉の経路がピン２３の回転平面と交わる点との間の大円のアークによって形成され、同様に他方側では、上記のいたるところで記載したように、第１および第２の球面三角形が心合せ手段によって形成される。
【０１２１】
上記から分かるように、運動する部材が全て球面幾何学的経路を示すように動作する潜在的な共通の特性、および本明細書で言及したタイプの構造により、スライド式および/または滑り部材がない実質的に定速度の継手の形態が構築できると考えられる。構成要素部材全てを簡単な構成の部材に減少させることもできるが、球面幾何学的機能に固執しない定速度継手に関連する従来技術の反復では、スライド式および/または滑り構成要素、および非常に複雑な構造の部材も採用しなければならない。
[実施例１６]
【０１２２】
図１７.１は、図１６.２の複写であり、周知の、上記の実施形態で参照した変更フック式継手の２つの半体部分の表示である。図１７.２を参照すると、この第１６の実施形態の方法は、２つのヨーク３および４を提供し、各ヨーク３およびヨーク４は、上記の実施形態で開示した前記ヨークの内側弓状表面上に配置されたピン１９および２０を有する。図１７.３および１７.４は、ここで記載し開示する心合せ手段に特有の部材を示す。図１７.３は、図１７.１で示したリング部材５の直径よりも内径が大きい円形リング状部材の表示である。図１７.４は、図１７.３で示した円形部材の外径よりも大きい内径のさらなる円形リング状部材を示す。図１７.３を参照すると、円形リング状部材２１は、互いに直径方向に対向する２つのラグまたはトラニオン２４と２５、および図１７.６で示したように軸Ａ５上でリング２１のアセンブリを可能にし、または容易にする軸受手段２２および２３を備えた穴を有する。図１７.４を参照すると、円形リング状部材２６は、リング部材２６とリング部材２１とのアセンブリを可能にし、または容易にする軸受手段を備えた直径的に対向する２つの穴を有しており、ラグまたはトラニオン２４および２５はそれぞれ軸受手段２７および２８内に配置される。図１７.４をさらに参照すると、部材２９および３０は、その軸がリング部材２６の半径と同軸のピンであり、各前記ピンは、それぞれ軸受手段２７および２８の中心から等しい角度で配置されている。円形リング状部材２１および２６は、図１７.５で示したように組み立てられ、さらに図１７.６で示した継手と関連して組み立てられる。図１７.７で示した２つの弓状部材が設けられ、シャフト１および２の軸が互いに一列である場合に、それぞれ穴３２と３３の間のアークまたは角度が、部材２９と１９の間の角度、また部材３０と２０の間の角度と等しいアークまたは角度を有して、第１の球面三角形が、ピン２９とピン１９、ピン１９とシャフト１の軸、シャフト１の軸とピン２９の間に存在する大円のアークによって形成されている状態で、第１の球面三角形が図１７.６で示した継手の第１の半体部分上に形成され、第２の球面三角形が図１７.６で示した継手の第２の半体部分上に形成される。第２の球面三角形は、継手の第２の半体部分内の対応する点および部材の間に存在する大円のアークによって形成される。
【０１２３】
本明細書で開示したアセンブリは、両端部にクランクピンを備えたシャフトを使用して、本明細書で開示したように、リング部材２６およびピン２９と３０と同一の働きをする、第１２の実施形態で記載したアセンブリと同一の機能を有効に果すことが分かる。
【０１２４】
図１７.８で示した、本明細書で開示したアセンブリは、部材を使用しやすくするものである。図１７.８で示した部材は、複数のヨーク部材の１つの代わりに入力シャフトまたは出力シャフトとして継手の中心に連結されるように構成されたシャフト部材である。本明細書で開示したように、心合せ機構の動作を容易にするため、図１７.８で示した部材は、その中に形成された弓状スロット３６を有して、リング部材２１および２６が通過できるようにし、ピン３７が前記弓状スロット内に設けられて、場合に応じてピン１９または２０と同じ働きをする。図１７.９は、第１１の実施形態で開示したリンク機構の図である。図１７.８で示した部材と共に本明細書で開示した心合せ手段は、図１７.９で示したリンケージ手段を使用する定速度継手に適した心合せ手段として特に適用可能であることが分かる。こうした適用例では、軸受２２および２３は、それぞれピン３８および３９によって配置されている。
【０１２５】
本実施形態は、心合せ手段のさらなる例である。この心合せ手段は、定速度継手の第１の半体部分内に第１の球面三角形を形成し、定速度継手の第２の半体部分内に同一の球面三角形も形成して、前記球面三角形が連続して変化しても、継手の動作に対して互いに同一のままであるように、継手の部材を継手のホモカイネティック平面上に維持し、または拘束する。
[実施例１７]
【０１２６】
図１８を参照すると、この実施形態は、開示した上記の継手と、第１６の実施形態で開示した心合せ機構の特定例の切形例との混成である。
【０１２７】
図１８を参照すると、図１８.１は、シャフト２を取り付けたヨーク部材１、およびヨーク部材内の穴４および５を示す。ピン３は、ヨーク１の内側弓状表面から突き出ている。ピン３の軸Ａ１は、穴４の軸Ａ２およびシャフト２の軸Ａ３と交差する。図１８.２は、側部に等しい間隔を置いて配置した４つの穴７、８、９、および１０を有する円形部材６を示す。図１８.３は、外径が円形部材６の内径よりも小さいさらなる円形部材１１を示す。円形部材１１は、側部に等しい間隔を置いて配置した４つの穴１２、１３、１４、および１５を有する。
【０１２８】
図１８.４および図１８.５は、それぞれ、それを通る穴１７および取り付けた突起部１８を有するシャフト部材１６の側面図および平面図である。２つの弓状部材１９および２０は、突起部１８に取り付けられ、突起部１８の１つは、単に均衡の目的のためであり、他方は、ピン２１に支持手段を提供するためのものである。ピン２１の軸Ａ５は、それぞれシャフト１６および穴１７の軸である軸Ａ４およびＡ６と交差する。
【０１２９】
図１８.６は、部分的円形部材２２および２３を示す。部材２２はピン２４を有し、ピン２４は、穴２５内に組み立てられ、軸受手段２６で支持されて、部材２２が軸Ａ７について回転するようになっている。
【０１３０】
部材２２は、軸Ａ７から等しい間隔を置いて配置されたピン２７および２８を有する。
【０１３１】
図１８.７は、２つの穴３０および３１を有する弓状部材を示しており、２つのこうした部材が設けられている。
【０１３２】
様々な構成部品のアセンブリを、それぞれ、組み立てた継手の平面図、側断面図、および側面図である、図１８.８、図１８.９、および図１８.１０で示す。１つの部材２９は、ピン２７および３上で組み立てられ、第２の部材２９は、ピン２８および２１上で組み立てられる。
【０１３３】
図１８.１１は、番号を付けていない構成要素を伴った、組み立てた継手のさらなる図である。
【０１３４】
図１８.１２は、上記のアセンブリで形成された２つの球面三角形の表示である。第１の球面三角形は、部材３、２７、および２４の間の大円のアークによって形成された辺を有し、第２の球面三角形は、部材２１、２８、および２４の間の大円のアークによって形成される。軸部材２および１６が同軸の場合、上記の両方の球面三角形は、直角球面三角形であり、継手の動作で軸Ａ４およびＡ３が同軸でない場合は常に、前記球面三角形は連続して変化するが、互いに同一のまま維持され、その結果、部材１１、６、および２３の間のピン連結手段６０が、継手のホモカイネティック平面上で継続して回転するように拘束されることが分かる。
【０１３５】
球面の表示である図１８.１３を参照すると、球面三角形Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＡ、Ｅ、Ｄは、示した関係で、ブラケットで示した継手の部材と関連して形成される。
【０１３６】
図１８.４および１８.５で開示し示した部材の代替形態として、部材１１を提供する。部材１１は、内側円形表面内に一連のランドおよびグルーブ、またはスプラインが切り込まれ、穴１２および１３が省かれている。こうした一実施形態では、１つのアームを代替部材１１に堅固に固定して、ピン２１を本明細書で開示したのと同じ相対的位置に配置する。
[実施例１８]
【０１３７】
図１９.１を参照すると、この実施形態は、上記の実施形態で開示した等しい球面三角形の心合せ機構を二重にして、第１の実施形態の軸継手で用いたシザー機構にするものである。
[実施例１９]
【０１３８】
図２０を参照すると、この実施形態は２つの形態、すなわち、第１に一定の軸回転角度を有する２本のシャフトを結合する定速度継手または軸継手、および第２に可変の軸回転角度を有する２本のシャフトを結合する定速度自在継手または軸継手を有する。両方の例で、２本のシャフトの延長した軸は、一点で交わり、第２の例ではこの軸は同軸であってもよい。
【０１３９】
図２０.１を参照すると、少なくとも３つのピンまたはトラニオンを、中心軸から半径方向に等しい間隔を置き、等しい角度で互いから間隔を置いて堅固に配置する手段が設けられており、前記ピンまたはトラニオンの延長軸が全て一点で交差するようになされている。図２０.１は、こうした部材の好ましい一実施形態を示し、示した実施形態は、部分的球面凹形状の底部、および部分的球面凸形状の頂部であって、部材の中心から半径方向にある同じ寸法の３本のアームを有し、３つの穴が設けられ、各アーム内の１つの穴がピンを受けるようになっている。
【０１４０】
この実施形態の目的のため、一定の角変位を有するシャフトのための継手または軸継手に関しては、図２０.１で示したように、第２のこうした部材の凸形外面よりも半径が大きい第１のこうした部材の凹形内面を備えた２つのこうした部材が設けられ、複数の半径の差は、図２０.２で述べ、以下に記載するリンケージ部材の半径方向の厚さよりも大きくなっている。図２０.２は、本質的に平行の側部を有する湾曲または部分的球面部材、および両端部から突き出たピンを示しており、前記ピンの延長軸は一点で交差し、その点で、２つのピンの軸を二等分し前記部材の内側または凹形表面に垂直の半径も交差する。こうした１つのピンが、凹部側から突出し、第２のこうしたピンが凸部側から突出している。外側または凸形表面は、図１で示した第１のまたは比較的大きい例の凹部側よりも半径が小さく、内側または凹形表面は、図２０.１で示した第２のまたは比較的小さい例の凸形表面よりも半径が大きい。
【０１４１】
一定の角変位を有するシャフト用の軸継手に関連するこの実施形態の目的のため、それぞれ同じ寸法の図２０.１で示した部材の３つの例を提供する。こうした各部材は、それぞれ両端部にあるピンの軸の間の角距離が、結合すべきシャフトの一定の角変位と等しい。しかし、その角度は決して、図２０.１で示した部材内の穴の任意の２つの間の比較的小さい大円のアークの角度から図２０.２で示した湾曲部材のピンの軸とそれに最も近い隣接する端部の間の角度を差し引いたものよりも大きくなることはできない。
【０１４２】
上記に記載した部材を以下のように組み立てる。
１.図２で示した部材の各３つの例の凸部側から突出するピンを、図２０.１で示した比較的大きい例の部材の凹形表面内の穴内に回転可能に配置する。
２.図２０.２で示した部材の凹部側から突出するピンを、図２０.１で示した比較的小さい例の部材の凸形表面内の穴内に回転可能に配置する。
【０１４３】
上記に記載した部材およびそのアセンブリは、３層のアセンブリを提供する。図２０.２で示した部材の３つの例は、それぞれ図２０.１で示した部材の比較的大きい例の穴と図２０.１で示した部材の比較的小さい例の穴との間で連結または接合され、図２０.２で示した部材の３つの各例から突出する各ピンの延長軸、および図２０.１で示した部材の両方の例の各穴の延長軸が一点で交差する。さらに、上記のアセンブリでは、図２で示した部材の３つの各例のピンの軸間のアークは、前述の軸全て、すなわち図２０.１で示した部材の比較的大きい例の各３つの穴の延長軸、および図２０.１で示した部材の比較的小さい例の３つの穴の延長軸、および図２０.２で示した部材の各３つの例から突出する各ピンの延長軸の交差点に心合せした大円のアーク上に位置する。また、図２０.１で示した部材の各例の軸も同じ点で交差する。
【０１４４】
図２０.３は、遠近を無視した、上記に記載のアセンブリの概略側断面図である。図２０.３に関して、部材１は、図２０.１で示した部材の比較的大きい例であり、部材２および３は、図２０.２で示した部材の第１および第２の例であり、部材６は、図２０.１で示した部材の比較的小さい例であり、部材４、５、７、および８は、上記に記載のように部材２および３から突出するピンであり、こうした各ピンは、図２０.１で示した部材の比較的大きいまたは小さい例の穴内に配置されている。軸Ａ１、Ａ３、Ａ４、およびＡ６は、それぞれピン７、４、８、および５の延長軸であり、軸Ａ２およびＡ５は、それぞれ部材６および１の軸である。
【０１４５】
上記に記載のアセンブリは、定速度リンケージシステムを提供する。軸Ａ２およびＡ５が互いに一定の関係で維持され、部材１が軸Ａ５の周りを回転するようにされる場合は、図２０.３で示した図でそのうちの２つが見える図２０.２で示した部材の各３つの例によって部材１と６の間にもたらされるリンケージは、部材１が軸Ａ５の周りを回転するのと同一の角速度で部材６が軸Ａ２の周りを回転するようにさせる。また、部材６が軸Ａ２の周りを回転するようにされる場合は、前記リンケージは、部材６と同一の角速度で部材１が軸Ａ５の周りを回転するようにさせるという点で逆もまた真である。
【０１４６】
上記に記載のアセンブリまたはリンケージシステムを使用すると、一定の角変位を有する２本のシャフト用の定速度軸継手または継手を提供することができる。上記に記載のアセンブリは、図２０.４で示したようにブロックの表示で概略的に示してあるが、完全な継手または軸継手の表示である図２０.５に注目されたい。
【０１４７】
図２０.５に関しては、ベース１２はコーナ１５を有する固体のベースであって、コーナ１５の周りでシャフトの動力を第１のシャフト１０から第２のシャフト１１に伝えることが必要とされる。シャフト１０は、軸受および取付け手段１３でベース１２に堅固に取り付けられ、シャフト１１も同様に軸受および取付け手段１４でベース１２に堅固に取り付けられている。任意の適した連結手段を使用してシャフト１０をアセンブリ９に堅固に連結して、シャフト１０が部材６に固定され、図２０.３で示したように、軸Ａ２と同軸になるようにし、同様に、任意の適した固定手段を使用して、シャフト１０をアセンブリ９に連結して、シャフト１０が部材１に固定され、図２０.３で示したように軸Ａ５と同軸になるようにする。点Ｂは、上記に記載の軸全て、およびシャフト１０および１１の軸の交差点である。こうしたアセンブリは、動力をシャフト１０からシャフト１１に一定のまたは一様の角速度で伝達する。
【０１４８】
可変の軸回転角度のオフセットを有するシャフト間で動力を伝達することができる定速度自在継手または軸継手を提供するため、第１に、図２０.２で示した部材の３つのさらなる例および図２０.１で示した部材の１つのさらなる例と共に上記に記載し図２０.３で示したものと同一のアセンブリを提供する。そのアセンブリでは、図２０.２で示した部材のさらなる３つの例および図２０.１で示した部材のさらなる例が、半径を縮小して、上記に記載のアセンブリに対して、図２０.３で示したように点Ｂに対して下またはより中心寄りに追加したさらなる層を形成し、部材が物理的な寸法を縮小しても、その角度の大きさは上層の対応する部材と同一であって、軸が全て一点で交差するようにする。
【０１４９】
図２０.６は、シャフトが互いに可変の角度関係をもつ、継手または軸継手に含まれるのに適したアセンブリを提供するように構成された一実施形態の表示である。部材２２は、図２０.１で示した部材の第３の例であり、前記部材の第１の２つの例、すなわち部材１および６と同じ大きさの角度をもつ。部材１６および１７は、図２０.２で示した部材の第４および第５の例であり、第１の３つの例と同じ大きさの角度を有する。図２０.２で示した部材の第３および第６の例は、図２０.６で示した透視図では見えず図示されていないことを留意されたい。シャフト２３は、部材２２の凹形表面の中心に堅固に連結され、シャフト２４は部材１の凸形表面に堅固に連結されて、図２０.６で示したアセンブリの位置で、シャフト２３および２４が互いに同軸であり、部材１および２２の軸とも同軸になっている。軸は全て点Ｂ上に集束する。
【０１５０】
最後に記載したアセンブリが定速度自在継手として機能するには、シャフト２３および２４の軸を拘束して前記シャフトの軸が同軸でない場合は常にそれらが一点で交差するようにしながら、同時にシャフト２３および２４の軸の角運動をもたらす取付け具または軸継手を提供することが必要である。上記に記載したように図２０.６で示したアセンブリを図２０.７で示したブロックの表示で概略的に示してあるが、上記に開示したシャフトおよびアセンブリ間の重要な関係を示す表示である図２０.８を先ず注目されたい。この実施形態の継手の動作中、図２０.６で示したように、点Ｂが常にシャフト２３の軸上にあることが重要であり、シャフト２４の軸上の点が常に点Ｂに心合せした球面上にあることが重要である。十分な強度および寸法公差を備えて構築された場合、図２０.６で示したアセンブリは、必要とされる関係を維持し、または代替の拘束手段を提供して前記関係を維持することができる。こうした拘束機構の１例を図２０.９で示す。
【０１５１】
図９に関して、ヨーク２５は、シャフト２４を受けてシャフト２４が軸受手段２６内で回転できるように構成された軸受手段２６を有する。軸受手段２７は、シャフト２３を受けて、シャフト２３が軸受手段２７内で回転することができるが、図２０.６および図２０.８で示した点Ｂが常に軸Ａ７とＡ８の交差点に位置するように堅固に保持されるように構成されている。軸Ａ７は、ハウジング２８内の軸受手段２７の軸であり、軸Ａ８は、ハウジング２８の軸である。
【０１５２】
本明細書で開示し、図２０.６で示し、点Ｂが図２０.６で示したように上記に述べた全ての軸の点であるように拘束されたアセンブリに関して、回転表面とは別個の任意の耐力スライド式表面を伴なわず、トルクを第１のシャフトから、部分的に球面構造である第２のシャフトに伝達するために動作し、球面システム内で動作する動作部材を全て有する定速度自在継手が提供されていることが分かる。
【０１５３】
開示した構成に固有の特性を有する継手、球面幾何学に基づいた継手、図２０.３で第１に記載し示した構成を有する継手、および図２０.６で第２に記載し示した構成を有する継手の権利を主張し、図２０.５および図２０.９で記載し示した取付け手段の権利を主張する。
[実施例２０]
【０１５４】
図２１の参照によれば、この実施形態は、図２１.３で示したアセンブリの２つの例を提供するものである。図２１.３は、単一点に延びるリンケージ内の各４本の軸Ａ１、Ａ２、Ａ３、およびＡ４の延長した軸を備えた球面の４つのバーリンケージを示しており、各軸間のアークは大円のアークを形成する。
【０１５５】
取付け手段が二重のヨーク部材５の中心に設けられて、図２１.３で示したアセンブリの２つの例が図２１.４で示したように互いに関連して二重ヨーク部材５内で保持されている。図２１.４では、点Ｐ１およびＰ２が、それぞれ十字形部材１および２の中心を示し、Ｃ１およびＣ２は、それぞれ点Ｐ１およびＰ２上に心合せした球面の大円である。
【０１５６】
１つのピン（図示せず）がシャフト部材３および４から延びて、組み立てた場合にこうした各ピンの軸がそれぞれ点Ｐ１およびＰ２から半径方向に延び、図２１.３で示したアセンブリの各例で軸Ａ３に対する軸を形成するようになされている。
【０１５７】
こうしたアセンブリで、図２１.３で示したアセンブリの両方の例を、継手の動作と共に一様に運動させる手段が設けられている場合、シャフト１と二重ヨーク部材５の間の角度がシャフト４と二重ヨーク部材５の間の角度と同じままで維持され、二重カルダン型の定速度継手に必要な要件が満たされることが分かる。
【０１５８】
図２１.３で示したアセンブリの２つの例が一様に運動することを保証する一方法は、部材６の第１の例と部材６の第２の例を堅固に連結し、同様に部材７の２つの例を堅固に連結することである。
【０１５９】
部材６の各例を互いに堅固に連結する一方法は、図２１.５で示した単一の部材を提供し、ピン１０および１１が軸Ａ２の２つの例にそれぞれ軸を提供し、穴１２が軸Ａ１であるようにすることである。
【０１６０】
部材７の２つの例も図２１.５の単一構成要素として構築できることが、さらに例示せずとも分かるであろう。
[実施例２１]
【０１６１】
図２２を参照して、第１７の実施形態の機構を拘束して、その機構によって形成される球面三角形が継手の動作に関して互いに同一のままで維持されるようにする、さらなる実施形態を示す。
【０１６２】
図２２の図２２.１は、図１８の図１８.１２で示した機構のさらなる図である。図２２の図２２.２は、第１８の実施形態で開示した機構の図である。図２２の図２２.３は、第１７および１８の実施形態の開示による定速度継手の分解図である。図２２.４、５、および６は、第１８の実施形態の内容で開示した球面リンケージである、図２２.３で番号７で示した球面アセンブリを備えた継手を組み立てた図である。
【０１６３】
図２２の図２２.１を参照すると、アームまたはバー１は軸Ａ１の周りを自由に旋回し、アームまたはバー２は、自由に軸Ａ２の周りを旋回して、それぞれバー１とバー３の間、およびバー２とバー３の間の角度である角度４および５が互いに異なることができるようになっていることが分かる。本開示は、角度４および５が互いに継続して本質的に同一であり、その結果、この機構によって形成される２つの球面三角形が互いに同一のままに維持される手段を提供するものである。
【０１６４】
本実施形態により、図２２の図２２.７を参照して、アーム１と２の間に挿入された歯車６を追加した図２２の図１で開示した機構を提供する。アーム１およびアーム２は、それぞれ歯車３とかみ合う歯が設けられている。こうした機構では、角度４および５は常に互いに実質的に同一であり、この機構によって形成される球面三角形も互いに実質的に同一のままであることが分かる。
【０１６５】
したがって、本実施形態により、図２２.７で示した心合せ機構を開示し、心合せ機構７が図２２の図２２.７で開示した機構と置き換えられた、図２２.３、４、５、および６で示した定速度継手を提供する。
【０１６６】
概要
実施形態の概要
第１の実施形態
回転要素全ての軸が入力シャフトおよび出力シャフトの軸の交差点で交差する定速度軸継手。この軸継手は、制御ヨークおよび制御機構が設けられ、制御ヨークは、軸継手の入力シャフト軸と出力シャフト軸の間の補角を二等分する回転軸を画定する。
【０１６７】
この制御機構は、二重シザーアセンブリの形をしており、リンケージは全て、入力シャフト軸と出力シャフト軸の交差点、すなわち等しい球面三角形の頂点に有効に位置する制御リンケージの回動の中心に対して半径方向の軸を有している。
【０１６８】
第２の実施形態
制御機構が、２つのリンケージアームに中央歯車とかみ合う歯車部分が設けられた歯車機構からなり、このアセンブリが、制御ヨークの軸を制御して、入力シャフト軸と出力シャフト軸の間の補角の二等分線上に位置するようにしていること以外は、要素が全て第１の実施形態の要素と同一である、定速度軸継手。
【０１６９】
第３の実施形態
第１の実施形態のシザー機構または第２の実施形態の歯車機構が、制御ヨークの軸を制御して、入力シャフト軸と出力シャフト軸の間の補角の二等分線上に位置するようにさせているが、内側および外側ヨークが完全な円形形状から部分的弓状形に変更されている、定速度軸継手。
【０１７０】
第４の実施形態
入力シャフトおよび出力シャフトの端部を支持する回転要素が、連結管によって分離され、連結管が制御機構を支持して管の軸が入力シャフトと出力シャフトの間の補角の二等分線上に位置するように拘束されている、定速度軸継手。
【０１７１】
第５の実施形態
入力シャフトと出力シャフトの間の角度が、制御機構によってときにより変化することができ、制御機構がさらに制御ヨークの方向付けを拘束して、制御ヨークの回転軸が、入力シャフトと出力シャフトの間の補角の二等分線上に位置するようにさせる、定速度軸継手。この軸継手は、斜板式可変油圧容積型装置を組み込んでいる。
【０１７２】
追加の実施形態
一実施形態は一形態で、制御要素の限定されたアセンブリを使用して、制御機構が入力シャフトと出力シャフトの軸の間の特定の一定の角度に調整することができる第１の形態で定速度軸継手を提供する。この制御要素は、球面幾何学的形態に基づく。
【０１７３】
第２の形態では、同様の制御要素の拡張アセンブリが、入力シャフトと出力シャフトの間の角度が可変である定速度軸継手のための制御機構を提供するように構成されている。
【０１７４】
さらなる実施形態では、第１の好ましい実施形態で記載した形態の制御機構を有する定速度軸継手が提供されている。（ＰＲ５７３１で開示したように）この最初の形態は、ＰＲ５９９２の二重シザーシステムの変更形態を備えた第１の実施形態のシザー機構の１つの半体部分を備える。
【０１７５】
さらなる実施形態では、定速度軸継手の条件が、制御ヨークの回転軸の位置合せを拘束して、その軸が、軸継手の入力シャフトと出力シャフトの軸間の補角を二等分するようにさせる様々なリンケージを介して実現される。この制御リンケージは、球面三角形のアークに基づく要素として形成される。
【０１７６】
さらなる実施形態では、通常二重カルダン継手で使用されるような、内側および外側ヨークシステム、またはジンバルシステムの原理の新規な実現であるリンク機構が開示されている。これは、第４の好ましい実施形態で使用されるようなヨーク機構の形をしている。
【０１７７】
また、さらなる実施形態では、軸継手の２つの半体部分の間の角度の関係を制御するかみ合い小歯車およびレバーのシステムを備えた定速度軸継手のための心合せ機構が開示されている。
【０１７８】
図１から４を参照して記載した第１の実施形態を具体的に参照し、図２３を参照して詳細に記載した導入部分で言及した特性の大部分がこの実施形態によって提示されていることを留意されたい。この実施形態は以下を備える。
（ａ）シザー機構と併せた、内側および外側ヨークを備えたジンバルアセンブリのための制御機構を形成する制御ヨークは、（図４でＣで示した）補角の二等分線３０８に対して全体的に対称的に作動する。
（ｂ）制御機構の軸は全て、（幾何学的中心とも呼ばれる）軸継手の中心３０７を通過する。
（ｃ）内側および外側ヨークの形でジンバル機構によってもたらされた入力および出力シャフトの間の別の方法では実質的に拘束されないリンケージは、この例では制御ヨークの形の制御機構によって拘束され、軸YY（図１を参照）がホモカイネティック平面上に位置するようになっている。
【０１７９】
本発明の単にいくつかの実施形態を上記に記載したのであって、当業者には明らかであるように、本発明の範囲および精神から逸脱することなく本発明に変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】入力シャフトおよび出力シャフトが一列になっている第１の好ましい実施形態による、完全に組み立てた定速度軸継手を示す透視図である。
【図２】入力シャフトおよび出力シャフトの角度が変位している、図１の軸継手を示す透視図である。
【図３】図が見やすいようにいくつかの構成要素を取り除いた、図１の軸継手を示す透視図である。
【図４】制御機構の原理を示す、図２の軸継手の透視図である。
【図５】図１の軸継手の完全な制御機構を示す透視図である。
【図６】第２の好ましい実施形態による制御機構を示す平面図である。
【図７】第３の好ましい実施形態によるリンク機構を示す平面図である。
【図８】第４の好ましい実施形態による組み立てた定速度軸継手を示す透視図である。
【図９】中心の管を取り除いた図８の軸継手を示す透視図である。
【図１０】図９の軸継手の構成要素を示す透視図である。
【図１１】第５の実施形態による油圧モータとして機能することができる軸継手構成を示す透視図である。
【図１２】図１１の軸継手の側面図である。
【図１３】図１１の軸継手を構成する主要な構成要素を示す透視図である。
【図１４．１】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．２】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．３】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．４】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．５】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．６】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．７】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．８】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．９】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１０】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１１】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１２】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１３】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１４】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１５】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１６】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１７】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１８】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．１９】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１４．２０】第６から第１０までの実施形態を示す様々な図である。
【図１５．１】第１１の実施形態を示す様々な図である。
【図１５．２】第１１の実施形態を示す様々な図である。
【図１５．３】第１１の実施形態を示す様々な図である。
【図１５．４】第１１の実施形態を示す様々な図である。
【図１６．１】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．２】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．３】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．４】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．５】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．６】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．７】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．８】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．８Ａ】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．８Ｂ】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．９】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．１０】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．１１】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．１２】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．１３】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１６．１４】第１２から第１５までの実施形態を示す様々な図である。
【図１７．１】第１６の実施形態を示す図である。
【図１７．２】第１６の実施形態を示す図である。
【図１７．３】第１６の実施形態を示す図である。
【図１７．４】第１６の実施形態を示す図である。
【図１７．５】第１６の実施形態を示す図である。
【図１７．６】第１６の実施形態を示す図である。
【図１７．７】第１６の実施形態を示す図である。
【図１７．８】第１６の実施形態を示す図である。
【図１７．９】第１６の実施形態を示す図である。
【図１８．１】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．２】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．３】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．４】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．５】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．６】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．７】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．８】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．９】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．１０】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．１１】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．１２】第１７の実施形態を示す図である。
【図１８．１３】第１７の実施形態を示す図である。
【図１９．１】第１８の実施形態を示す透視図である。
【図２０．１Ａ】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．１Ｂ】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．１Ｃ】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．１Ｄ】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．１Ｅ】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．２Ａ】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．２Ｂ】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．３】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．４】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．５】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．６】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．７】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．８】第１９の実施形態を示す図である。
【図２０．９】第１９の実施形態を示す図である。
【図２１．１】第２０の実施形態を示す図である。
【図２１．２】第２０の実施形態を示す図である。
【図２１．３】第２０の実施形態を示す図である。
【図２１．４】第２０の実施形態を示す図である。
【図２１．５】第２０の実施形態を示す図である。
【図２２．１】第２１の実施形態を示す図である。
【図２２．２】第２１の実施形態を示す図である。
【図２２．３】第２１の実施形態を示す図である。
【図２２．４】第２１の実施形態を示す図である。
【図２２．５】第２１の実施形態を示す図である。
【図２２．６】第２１の実施形態を示す図である。
【図２２．７】第２１の実施形態を示す図である。
【図２３】上記の参照実施形態の多くに共通する特徴のいくつかについての一般の考察を支持する、ホモカイネティック平面および関連する軸を示す図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１０  定速度軸継手
１１  入力シャフト
１２  出力シャフト
１３  入力シャフトボス
１４  出力シャフトヨーク
１５  ジャーナル
１６  外側ヨーク
１７  ピボットシャフト
１８  外側ヨークジャーナル
１９  シャフト
２０  内側ヨークジャーナル
２１  制御ヨーク
２２  内側ヨーク
２３  シャフト
２４  制御ヨークジャーナル
２５  外側ヨークジャーナル
２６  内側ヨークジャーナル
２７  入力シャフト軸
２８  出力シャフト軸
２９  軸継手の中心
３０  第１のシザー機構
３１  第１のシザーアーム
３２、３３  第１のシザーリンク
３４  入力シャフト延長部
３５  入力シャフト制御ピン
３７  出力制御ピン
３８  制御ヨークピボットピン
３９  ピボットシャフト
４１  主アーム
４２、４３  リンケージアーム
４４  中央歯車
４５  主アームの中心
４６、４７  回動の中心
４８、４９  かみ合い歯車部分
５０、５１  シャフト
６０  リンケージシステム
６１  シャフト
６２、６３  リンケージ部材
６４、６５  ボス
６６、６７  制御トラニオンシャフト
６８、６９  リンケージアーム
７０、７１  外側端部
７４、７５  出力シャフトヨークトラニオンシャフト
８０  軸の交差点
１００  二重定速度軸継手
１１１  入力シャフト
１１２  出力シャフト１１２
１１３、１１４  ヨーク
１１５  連結管
１１６、１１７  シャフト延長部
１１８、１１９  制御ピン
１２０  制御アセンブリ
１２１  上部伝達ブロック
１２２  下部伝達ブロック
１２５、１２６  リンケージ
１２９  制御ブロックヒンジシャフト１２９
２００  定速度軸継手
２１１  入力シャフト
２１２  出力シャフト
２１３  制御ヨーク
２１４  内側ヨーク
２１５  外側ヨーク
２１６  斜板
２１７  斜板トラニオンシャフト
２１８  内側ヨークジャーナル
２１９  内側ヨークトラニオンシャフト
２２０  軸Ｘ−ＸとＹ−Ｙの交差点と一致する点
２２１  外側ヨークジャーナル
２２２  外側ヨークトラニオンシャフト
２２３  出力シャフトヨークジャーナル
２２４  出力シャフトヨーク２２４
２２５  制御ヨークジャーナル
２２６  シリンダダブロック
２２７  シリンダ
２２８  ピストン
２２９  シール
２３０  ボールソケット
２３１  第１の端部
２３２  連結ロッド
２３３  第２の端部
２３４  ボールソケット
３００  平面
３０１  二等分線
３０２  角度
３０３  入力軸
３０４  出力軸
３０５  定速度継手
３０６  補角
３０７  幾何学的中心
３０８  補角の二等分線
【図１４．４】
2004522091.tif 000003
【図１４．５】
2004522091.tif 000004
【図１８．９】
2004522091.tif 000005
【図２０．１Ｃ】
2004522091.tif 000006
【図２３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004522091.tif 000243
2004522091.tif 000244
2004522091.tif 000245
2004522091.tif 000246
【国際調査報告】
2004522091.tif 000247
2004522091.tif 000248
2004522091.tif 000249
2004522091.tif 000250