(57)【要約】【課題】高負荷時や高速回転時の発熱が抑制されて耐久性の向上を図れ、また、ケージと内外輪の接触抵抗を抑えることができて等速性を向上させることが可能な固定式等速自在継手を提供する。【解決手段】外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心と、内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心とは、軸方向のオフセットを０とする。外側継手部材２３及び内側継手部材２６は、それぞれ、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝２２ａ、２２ｂ、２５ａ，２５ｂが円周方向に交互に形成される。内側継手部材２６の外径面２４をケージ２８の内球面２８ｂに摺接する球面２１ｂとする。外側継手部材２３の内径面２１を円筒面２１ａとする。【選択図】図１
2011112117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径面に底面が円弧面とされたトラック溝を形成した外側継手部材と、外径面に底面が円弧面とされたトラック溝を形成した内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内径面と前記内側継手部材の外径面との間に介在すると共に前記トルク伝達ボールを保持するケージを備えた固定式等速自在継手において、
外側継手部材のトラック溝の曲率中心と、内側継手部材のトラック溝の曲率中心とは、軸方向のオフセットを０とするとともに、前記外側継手部材及び内側継手部材は、それぞれ、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝が円周方向に交互に形成され、かつ、外側継手部材の内径面における継手中心よりも奥側を円筒面とするとともに、外側継手部材の内径面における継手中心よりも入口側をケージの外球面に摺接する球面としたことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
内径面に底面が円弧面とされたトラック溝を形成した外側継手部材と、外径面に底面が円弧面とされたトラック溝を形成した内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内径面と前記内側継手部材の外径面との間に介在すると共に前記トルク伝達ボールを保持するケージを備えた固定式等速自在継手において、
外側継手部材のトラック溝の曲率中心と、内側継手部材のトラック溝の曲率中心とは、軸方向のオフセットを０とするとともに、前記外側継手部材及び内側継手部材は、それぞれ、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝が円周方向に交互に形成され、かつ、外側継手部材の内径面における継手中心よりも入口側を円筒面とするとともに、外側継手部材の内径面における継手中心よりも奥側をケージの外球面に摺接する球面としたことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項３】
外側継手部材の内径面の仕上げ加工を省略していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
外側継手部材の内径面が鍛造にて成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項５】
ケージの外径面の仕上げ加工を省略していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項６】
トラック溝が鍛造にて成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項７】
トラック溝が機械加工にて成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項８】
前記ボールは、６個、８個あるいは１０個の中から選択されるいずれかの個数であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項９】
外側継手部材のトラック溝の曲率中心と、内側継手部材のトラック溝の曲率中心とを継手中心に対して径方向にずらせたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項１０】
自動車のプロペラシャフトに用いることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用される等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
４ＷＤ車（４輪駆動車）やＦＲ車（後輪駆動車）等において、トランスミッションからディファレンシャルに回転駆動力を伝達するためにプロペラシャフトが用いられる。このようなプロペラシャフトにおいては、車両衝突時に、このプロペラシャフトが突っ張った状態となって、車両に生じる衝撃力が高くなる。このため、等速自在継手に連結されるパイプ部分がいわゆる「く」の字状に屈曲して、車室内にこの屈曲部位が入り込んだりする場合がある。
【０００３】
そこで、従来において、衝突時に発生する軸方向の変位を吸収する機構のものが種々提案されている（特許文献１〜特許文献３）。
【０００４】
特許文献１では、等速自在継手の外輪に管シャフトを連結し、衝撃時に等速自在継手の内輪まわりユニット（内部部品）(スタブシャフト、内輪、ボール、ケージ等)が、シールプレートを押し退けて管シャフトの中空部に突入できるようにしている。特許文献２では、等速自在継手の外輪に管シャフトを連結し、衝撃時にシャフトがシールプレートを突き破って管シャフトの中空部に突入できるようにしている。特許文献３では、衝撃時に等速自在継手の内輪が、シールプレートを押し退けて管シャフトの中空部に突入できるようにしている。
【０００５】
ところで、前記各特許文献では、等速自在継手としては軸方向の変位を許容する摺動型等速自在継手である。しかしながら、プロペラシャフト用にも図２３に示す固定式等速自在継手が用いられる。
【０００６】
図２３に示す固定式等速自在継手は、内球面１に複数のトラック溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材３と、外球面４に外側継手部材３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材６と、外側継手部材３のトラック溝２と内側継手部材６のトラック溝５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外側継手部材３の内球面１と内側継手部材６の外球面４との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。ケージ８には、ボール７が収容されるポケット９が周方向に沿って複数配設されている。
【０００７】
内側継手部材６の孔部の内径面には雌スプライン１０が形成され、この内側継手部材６の孔部に、シャフト１１の雄スプライン１２が嵌入され、この雄スプライン１２が内側継手部材６の雌スプライン１０に嵌合する。そして、雄スプライン１２の端部には、抜け止め用の止め輪１３が嵌合されている。
【０００８】
外側継手部材３の開口部を塞ぐために、エンドキャップ１５とフレキシブルブーツ１６とが装着されている。フレキシブルブーツ１６は、ゴム材又は樹脂材からなるベロー１８と、金属製円筒状のアダプタ１９とからなる。ベロー１８は、シャフト１１に外嵌される小径端部１８ａと、アダプタ１９に接続される大径端部１８ｂと、小径端部１８ａと大径端部１８ｂの間に設けられる屈曲部１８ｃとを備える。ベロー１８の小径端部１８ａは、バンド２０によって締付けられてシャフト１１に対し固着される。アダプタ１９は、ベロー１８の大径端部１８ｂに加締め固定される加締め部１９ａと、外側継手部材３に嵌合される環状フランジ部１９ｂとを有する。なお、エンドキャップ１５は、有底短円筒体の本体部１５ａと、外側継手部材３に嵌合される環状フランジ部１５ｂとを備える。
【０００９】
内側継手部材６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向にエンドキャップ側にずらしている。外側継手部材３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向にフレキシブルブーツ側にずらしている。すなわち、内側継手部材６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２と外側継手部材３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１とは、継手中心Ｏに対して等距離Ｆ、Ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットされている。
【００１０】
外側継手部材３には図２４に示すようにコンパニオンフランジ４１が装着される。コンパニオンフランジ４１は、アダプタ１９と反対側の外側継手部材３の開口部に装着される基部４１ａと、この基部４１ａから連設される筒体４１ｂとを備える。基部４１ａは肉厚部４２と、薄肉部４３とを有し、肉厚部４２にエンドキャップ１５が内嵌されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２２７４７８号公報
【特許文献２】特開平１１−２２７４７９号公報
【特許文献３】特開２００１−３４７８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記特許文献１〜特許文献３に記載の等速自在継手は摺動型等速自在継手である。このため、特許文献１〜特許文献３では、前記記載したような衝撃吸収機構を構成できる。しかしながら、前記図２３に示すような固定式等速自在継手では、前記したように、ケージ８の外球面８ａが外側継手部材３の内径面（内球面）１に摺接し、ケージ８の内球面８ｂが内側継手部材６の外球面（外球面）４に摺接するため、内部部品等を管シャフトの中空部に突入できるような構造とすることができない。
【００１３】
すなわち、図２４に示すように、ケージ８は、（作動角をとらない状態で、）前記中心Ｏを通ってシャフト軸心と直交する平面Ｓよりも継手奥側と継手入口側とで、ケージ８が外側継手部材３に対して球面接触している。このため、継手奥側の接触範囲Ｈ１及び継手入口側の接触範囲Ｈ２におけるケージ８は高い軸方向強度を有する。従って、図２４の矢印Ａ方向の衝撃荷重が付加された場合においても、シャフト１１は矢印Ａ方向に移動することができない。そのため、前記したように、車両衝突時に、このプロペラシャフトが突っ張った状態となって、車両に生じる衝撃力が高くなる。
【００１４】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ケージの球面接触が低減されて発熱が抑えられ、耐久性が向上し、また、衝撃荷重負荷時の衝撃を吸収緩和することが可能な固定式等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の固定式等速自在継手は、内径面に底面が円弧面とされたトラック溝を形成した外側継手部材と、外径面に底面が円弧面とされたトラック溝を形成した内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内径面と前記内側継手部材の外径面との間に介在すると共に前記トルク伝達ボールを保持するケージを備えた固定式等速自在継手において、外側継手部材のトラック溝の曲率中心と、内側継手部材のトラック溝の曲率中心とは、軸方向のオフセットを０とするとともに、前記外側継手部材及び内側継手部材は、それぞれ、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝が円周方向に交互に形成され、かつ、外側継手部材の内径面における継手中心よりも奥側を円筒面とするとともに、外側継手部材の内径面における継手中心よりも入口側をケージの外球面に摺接する球面としたものである。
【００１６】
本発明の第２の固定式等速自在継手は、内径面に底面が円弧面とされたトラック溝を形成した外側継手部材と、外径面に底面が円弧面とされたトラック溝を形成した内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内径面と前記内側継手部材の外径面との間に介在すると共に前記トルク伝達ボールを保持するケージを備えた固定式等速自在継手において、外側継手部材のトラック溝の曲率中心と、内側継手部材のトラック溝の曲率中心とは、軸方向のオフセットを０とするとともに、前記外側継手部材及び内側継手部材は、それぞれ、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝が円周方向に交互に形成され、かつ、外側継手部材の内径面における継手中心よりも入口側を円筒面とするとともに、外側継手部材の内径面における継手中心よりも奥側をケージの外球面に摺接する球面としたものである。
【００１７】
第１及び第２の固定式等速自在継手によれば、トラックオフセットを０とし、隣合うトラック溝を交互に交差させることによって、隣合うポケット部に交互に力が作用して、交互に逆方向のくさび角が発生する。このため、ケージ位置が内外輪の二等分面位置で安定し、外側継手部材の内径面（内球面）にケージが接触しない状態でも、固定式等速自在継手として作動する。
【００１８】
第１の固定式等速自在継手では、外側継手部材の内径面における継手中心よりも奥側を円筒面としたことによって、第１の固定式等速自在継手では、外側継手部材において、継手中心よりも奥側における軸方向強度を低くすることができる。しかも、継手中心よりも入口側においては外側継手部材の接触させることができ、継手中心よりも入口側における軸方向強度を高くできる。外側継手部材の内径面におけるケージの外球面との接触は、内径面の球面であるので、ケージの球面接触が低減される。
【００１９】
第２の固定式等速自在継手では、外側継手部材の内径面における継手中心よりも入口側を円筒面としたことによって、第２の固定式等速自在継手では、外側継手部材において、継手中心よりも入口側における軸方向強度を低くすることができる。しかも、継手中心よりも奥側においては外側継手部材を接触させることができ、継手中心よりも奥側における軸方向強度を高くできる。外側継手部材の内径面におけるケージの外球面との接触は、内径面の球面であるので、ケージの球面接触が低減される。
【００２０】
第１及び第２の固定式等速自在継手では、外側継手部材の内径面の仕上げ加工を省略することができ、また、外側継手部材の内径面が鍛造にて成形されていてもよく、さらには、ケージの外径面の仕上げ加工を省略していてもよい。前記各固定式等速自在継手において、トラック溝が鍛造にて成形されていても、トラック溝が機械加工にて成形されていてもよい。
【００２１】
前記各固定式等速自在継手において、ボールは、６個、８個あるいは１０個の中から選択される。
【００２２】
前記各固定式等速自在継手において、外側継手部材のトラック溝の曲率中心と、内側継手部材のトラック溝の曲率中心とを継手中心に対して径方向にずらせてもよい。この場合、外側継手部材のトラック溝の曲率中心を継手中心よりも遠ざかる方向へ変位させたり、外側継手部材のトラック溝の曲率中心を継手中心よりも近づく方向へ変位させたりできる。
【００２３】
前記各固定式等速自在継手を自動車のプロペラシャフトに用いることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の固定式等速自在継手では、ケージの球面接触が低減され、摩擦等によって発生する発熱を抑えることができ、このため、耐久性の向上を図ることができる。また、継手中心よりも奥側又は入口側の軸方向強度を低くすることができ、衝撃荷重が付加されれば、この軸方向強度が低い側に、ケージが外側継手部材から抜け出ようとする。しかしながら、ケージにはボールが嵌合し、しかも、外側継手部材の内径面の球面とされた方においては、ケージは軸方向強度が高い。このため、衝撃荷重が付加されれば、ケージが破損することになって、外側継手部材に対してシャフトがその軸方向強度が低い方向に移動することができる。これによって、衝撃荷重の吸収乃至衝撃を緩和することができる。
【００２５】
ケージと外側継手部材の内径面との接触面積が小さい。このため、これらの固定式等速自在継手において、外側継手部材の内径面やケージの外球面（外径面）が、熱処理後の研削や焼入鋼切削加工などの高精度な加工が不要となり、低コスト化および生産性の向上を図ることができる。
【００２６】
６個のボールを使用するのが一般的であるが、８個または１０個のボールを使用するものにも適用することができる。このようにボール数を増加させれば、負荷容量を確保しつつジョイントサイズの小型、軽量化が可能となる。
【００２７】
外側継手部材及び内側継手部材のトラック溝の曲率中心を継手中心よりも遠ざかる方向へ変位させた場合、外側継手部材のトラック溝を大きく（深く）とることができて、負荷容量を大きくとることができるとともに、内側継手部材のトラック溝の軸方向端部開口部の肉厚を大とすることができ、この内側継手部材の孔部に嵌入されるシャフトに安定して連結することができる。また、外側継手部材及び内側継手部材のトラック溝の曲率中心を継手中心Ｏよりも近づく方向へ変位させた場合、内側継手部材のトラック溝の負荷容量を大きくとることができるとともに、外側継手部材の肉厚を厚くすることができ、強度的に安定する。
【００２８】
本発明に係る固定式等速自在継手は、高負荷時や高速回転時にジョイントが円滑に作動し、発熱が抑えられ、耐久性を向上させることができるものであるので、自動車のプロペラシャフトに用いる固定式等速自在継手に最適となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す固定式等速自在継手の断面図である。
【図２】前記図１の固定式等速自在継手の要部正面図である。
【図３】前記図２のＡ−Ｏ−Ｂ線断面図である。
【図４】前記固定式等速自在継手の外側継手部材の斜視図である。
【図５】前記固定式等速自在継手の外側継手部材の正面図である。
【図６】前記固定式等速自在継手の外側継手部材の断面図である。
【図７】図５のＹ−Ｙ線断面図である。
【図８】前記固定式等速自在継手の内輪の斜視図である。
【図９】前記固定式等速自在継手の内輪の正面図である。
【図１０】前記固定式等速自在継手の内輪の断面図である。
【図１１】前記図９のＺ方向矢視図である。
【図１２】前記固定式等速自在継手のケージの斜視図である。
【図１３】前記固定式等速自在継手のケージの正面図である。
【図１４】前記固定式等速自在継手のケージの断面図である。
【図１５】前記固定式等速自在継手のトルク負荷状態の断面図である。
【図１６】前記固定式等速自在継手のトルク負荷状態の簡略展開図である。
【図１７】衝撃荷重が付加されてケージが破損した状態の断面図である。
【図１８】トラック溝の曲率中心を継手中心よりも遠ざかる方向へ変位させた場合の等速自在継手の断面図である。
【図１９】トラック溝の曲率中心を継手中心よりも近づける方向へ変位させた場合の等速自在継手の断面図である。
【図２０】トラック溝の曲率中心を径方向にオフセットさせた状態の外輪の断面図である。
【図２１】トラック溝の曲率中心を径方向にオフセットさせた状態の内輪の断面図である。
【図２２】他の実施形態を示す固定式等速自在継手の断面図である。
【図２３】従来の固定式等速自在継手の断面図である。
【図２４】従来の固定式等速自在継手において衝撃荷重が付加された状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下本発明の実施の形態を図１〜図２２に基づいて説明する。
【００３１】
本発明に係る第１の実施形態の固定式等速自在継手は、図１〜図３に示すように内径面２１に複数（８個）のトラック溝２２が軸方向に沿って形成された外側継手部材２３と、外径面２４に複数（８個）のトラック溝２５が軸方向に沿って形成された内側継手部材２６と、外側継手部材２３のトラック溝２２と内側継手部材２６のトラック溝２５との対で形成されるボールトラックに配置される複数（８個）のトルク伝達ボール２７と、外側継手部材２３の内径面２１と内側継手部材２６の外径面２４との間に介在すると共にトルク伝達ボール２７を保持するケージ２８を備える。
【００３２】
内側継手部材２６の孔部４７の内径面には雌スプライン４５が形成され、この内側継手部材２６の孔部４７に、シャフト３１の雄スプライン４６が嵌入され、この雄スプライン４６が内側継手部材２６の雌スプライン４５に嵌合する。そして、雄スプライン４６の端部には、抜け止め用の止め輪３３が嵌合されている。
【００３３】
外側継手部材２３の開口部を塞ぐために、エンドキャップ３５とフレキシブルブーツ３６とが装着されている。フレキシブルブーツ３６は、ゴム材又は樹脂材からなるベロー３８と、金属製円筒状のアダプタ３９とからなる。ベロー３８は、シャフト３１に外嵌される小径端部３８ａと、アダプタ３９に接続される大径端部３８ｂと、小径端部３８ａと大径端部３８ｂの間に設けられる屈曲部３８ｃとを備える。ベロー３８の小径端部３８ａは、バンド４０によって締付けられてシャフト３１に対し固着される。アダプタ３９は、ベロー３８の大径端部３８ｂに加締め固定される加締め部３９ａと、外側継手部材２３に嵌合される環状フランジ部３９ｂとを有する。
【００３４】
外側継手部材２３にはコンパニオンフランジ４１が装着されている。コンパニオンフランジ４１は、アダプタ３９と反対側の外側継手部材２３の開口部に装着される基部４１ａと、この基部４１ａから連設される筒体４１ｂとを備える。基部４１ａは肉厚部４２と、薄肉部４３とを有し、肉厚部４２にエンドキャップ３５が内嵌されている。エンドキャップ３５は、円盤状の本体部３５ａと、肉厚部４２に内嵌される環状フランジ部３５ｂとを備える。
【００３５】
図３に示すように、外側継手部材２３のトラック溝２２は、トラック溝底が円弧部のみからなり、その曲率中心Ｏ１は継手中心Ｏに一致している。また、内側継手部材２６のトラック溝２５は、トラック溝底が円弧部のみからなり、その曲率中心Ｏ２は継手中心Ｏに一致している。すなわち、図２２で示した従来の固定式等速自在継手と相違して、外側継手部材２３のトラック溝２２と内側継手部材２６のトラック溝２５とが軸方向にオフセットされていない。
【００３６】
また、外側継手部材２３の内径面２１のトラック溝２２は、図４から図７に示すように、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝２２ａ、２２ｂを備える。すなわち、図７に示すように、第１のトラック溝２２ａの軸線Ｌａは、継手軸線と平行な直線Ｌ１に対して、図７における反時計廻り方向に所定角度λだけ傾斜している。第２のトラック溝２２ｂの軸線Ｌｂは、継手軸線と平行な直線Ｌ２に対して、図７における時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。なお、外側継手部材２３には、周方向に沿って所定ピッチで貫通孔３０が設けられている。この貫通孔３０は、従来の固定式等速自在継手のように、フレキシブルブーツ３６をこの外側継手部材２３に取り付けるためのもので、ボルト部材５０が挿通される。この際、コンパニオンフランジ４１の基部４１ａの肉厚部４２に設けられたねじ孔５１に螺合される。
【００３７】
外側継手部材２３の内径面２１は、図６等に示すように、ジョイント中心（継手中心）Ｏを通り、作動角を取らない状態のシャフト軸心と直交する平面Ｓよりも奥側（エンドキャップ側）が円筒面２１ａとされ、平面Ｓよりも入口側（反エンドキャップ側）が球面２１ｂとされる。すなわち、球面２１ｂの曲率半径をＲとし、円筒面２１ａの内径寸法をＤとしたときに、２Ｒ＝Ｄとしている。
【００３８】
内側継手部材２６の外径面２４は球面にて構成され、そのトラック溝２５は図８〜図１１に示すように、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝２５ａ、２５ｂを備える。すなわち、図１１に示すように、第１のトラック溝２５ａの軸線Ｌａ１は、継手軸線と平行な直線Ｌ１１に対して、図１１における時計廻り方向に所定角度λだけ傾斜している。第２のトラック溝２５ｂの軸線Ｌｂ１は、継手軸線と平行な直線Ｌ１２に対して、図１１における反時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。
【００３９】
ケージ２８は、図１２から図１４に示すように、その周壁に周方向に所定ピッチでボール２７を保持するポケット２９が設けられている。この場合、周壁の外径面を外球面２８ａとするとともに、周壁の内径面を内球面２８ｂとする。
【００４０】
外球面２８ａの曲率中心Ｏ３と内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４とを一致させている。この場合、外球面２８ａの曲率中心Ｏ３と外側継手部材２３の内径面２１の中心Ｏ０とを一致させるとともに、外球面２８ａの曲率半径Ｒ３を外側継手部材２３の内径面２１の入口側の球面２１ｂの半径Ｒと略同一としている。このため、図３に示すように、外球面２８ａの入口側が外側継手部材２３の球面２１ｂに接触する。また、内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４と内側継手部材２６の外径面２４の曲率中心Ｏ５とを一致させるとともに、内球面２８ｂの曲率半径Ｒ４（図１４参照）を内側継手部材２６の外径面２４の曲率半径Ｒ５（図１０参照）と略同一としている。このため、ケージ２８の内球面２８ｂが内側継手部材２６の外径面２４の全体に摺接する。
【００４１】
このように、本発明の固定式等速自在継手では、外側継手部材２３及び内側継手部材２６は、それぞれ、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂが円周方向に交互に形成されているので、図１６に示すように、外側継手部材２３のトラック溝２２と内側継手部材２６のトラック溝２５とはクロスする状態となる。
【００４２】
図１６において、実線は外側継手部材２３のトラック溝２２を示し、２点鎖線は内側継手部材２６のトラック溝２５を示す。また、図１５において、Ｐ１はボール２７の外側継手部材２３のトラック溝２２に対する接触点を示し、Ｐ２はボール２７の内側継手部材２６のトラック溝２５に対する接触点を示している。この場合、第１のトラック溝２２ａ、２５ａの接触点Ｐ１、Ｐ２は、作動角をとらない状態における継手中心Ｏとボール２７のボール中心Ｏｂとを通る平面Ｓに対して一方の開口側に所定量ｅだけずれている。また、第２のトラック溝２２ｂ、２５ｂの接触点Ｐ１、Ｐ２は、前記平面Ｓに対して他方の開口側に所定量ｅだけずれている。
【００４３】
このため、交差角γの影響によって、図１５と図１６に示すように、周方向に隣合うボール２７は互いに逆方向にくさび角τ、τ´が形成される。すなわち、隣合うポケット２９に交互に力が作用して、交互に逆方向のくさび角τ、τ´が発生する。従って、第１のトラック溝２２ａ、２５ａにおいては、接触点Ｐ１、Ｐ２と相反する方向に力Ｗ１が作用し、第２のトラック溝２２ｂ、２５ｂにおいては、接触点Ｐ１、Ｐ２側に力Ｗ２が作用する。このため、ケージ位置が内外輪の二等分面位置で安定する。
【００４４】
この固定式等速自在継手によれば、隣合うポケット２９に交互に力が作用して、交互に逆方向のくさび角が発生するので、ケージ位置が内外輪の二等分面位置で安定する。このため、ケージ外内球面２８ａ、２８ｂの球面接触が抑制され、高負荷時や高速回転時にジョイントが円滑に作動し、発熱が抑えられ、耐久性を向上させることができる。
【００４５】
また、継手中心Ｏよりも奥側の軸方向強度を低くすることができ、図１７に示すような矢印Ａ方向の衝撃荷重が付加されれば、この軸方向強度が低い側（つまり奥側）に、ケージ２８が外側継手部材２３から抜け出ようとする。しかしながら、ケージ２８にはボール２７が嵌合し、しかも、外側継手部材２３の内径面の球面とされた方においては、ケージ２８は軸方向強度が高い。このため、衝撃荷重が付加されれば、図１７に示すように、ケージ２８が破損することになって、外側継手部材２３と、内側継手部材２６に装着されたシャフト３１とが相互に接近する方向に移動することができる。これによって、衝撃荷重の吸収乃至衝撃を緩和することができる。
【００４６】
外側継手部材２３の内径面２１におけるケージ２８の外球面２８ａとの接触は、内径面の球面２１ｂであるので、ケージの球面接触が低減される。このため、摩擦等によって発生する発熱を抑えることができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００４７】
ケージ２８と外側継手部材２３の内径面２１との接触面積が小さい。このため、外側継手部材２３の内径面２１やケージ２８の外球面（外径面）２８ａが、熱処理後の研削や焼入鋼切削加工などの高精度な加工が不要である。すなわち、外側継手部材２３の内径面２１及びケージ２８の外球面２８ａは鍛造肌のままでよい。低コスト化および生産性の向上を図ることができる。トラック溝２２，２５としても、鍛造仕上げにて成形しても、機械加工、つまり仕上げ加工（研削、焼入鋼切削）していてもよい。
【００４８】
前記実施形態ではボールは８個であったが、６個のボールであっても、１０個のボールを使用するものにも適用することができる。このようにボール数を増加させれば、負荷容量を確保しつつジョイントサイズの小型、軽量化が可能となる。
【００４９】
次に図１８と図１９は、外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１と、内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２とを径方向に継手中心Ｏからずらせている。図１８では、曲率中心Ｏ１、Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に、継手中心Ｏよりもオフセット量Ｈだけずらせている。また、図１９では、曲率中心Ｏ１、Ｏ２を継手中心Ｏよりも近づけた位置に、継手中心Ｏよりもオフセット量Ｈだけずらせている。
【００５０】
図２０は、外側継手部材２３において、曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した場合と、曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏよりも近づく位置に配した場合とを描いたものである。図２０において、Ｏ１ａは継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心であり、Ｏ１ｂは継手中心Ｏよりも近づけた位置に配した外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心である。また、図２１は、内側継手部材２６において、曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した場合と、曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏよりも近づく位置に配した場合とを描いたものである。図２１において、Ｏ２ａは継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心であり、Ｏ２ｂは継手中心Ｏよりも近づけた位置に配した内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心である。
【００５１】
外側継手部材２３及び内側継手部材２６のトラック溝２２，２５の曲率中心Ｏ１，Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざかる方向へ変位させた場合、外側継手部材２３のトラック溝２２を大きくとることができて、負荷容量を大きくとることができるとともに、内側継手部材２６のトラック溝２５の軸方向端部開口部の肉厚を大とすることができ、この内側継手部材２６の孔部に嵌入されるシャフトに安定して連結することができる。また、外側継手部材２３及び内側継手部材２６のトラック溝２２，２５の曲率中心Ｏ１，Ｏ２を継手中心Ｏよりも近づく方向へ変位させた場合、内側継手部材２６のトラック溝２５の負荷容量を大きくとることができるとともに、外側継手部材２３の肉厚を厚くすることができ、強度的に安定する。
【００５２】
図２０において、ｔ０はトラック溝２２の曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏに一致させた場合のトラック溝２２の軸方向端部の外輪肉厚を示し、ｔ２はトラック溝２２の曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏよりも近づく方向へ変位させた場合のトラック溝２２の軸方向端部の外輪肉厚を示している。また、図２１において、ｔ１０はトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏに一致させた場合のトラック溝２５の軸方向端部の内輪肉厚を示し、ｔ１１はトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざけた場合のトラック溝２５の軸方向端部の内輪肉厚を示している。
【００５３】
図２２に示す固定式等速自在継手は、外側継手部材２３の内径面２１における継手中心、すなわち平面Ｓよりも入口側を円筒面２１ａとするとともに、外側継手部材２３の内径面２１における継手中心、すなわち平面Ｓよりも奥側をケージ２８の外球面２８ａに摺接する球面２１ｂとした。
【００５４】
なお、図２２に示す固定式等速自在継手の他の構成は、図１等に示した固定式等速自在継手と同様であるので、同一部材については図１等と同一の符号を附してそれらの説明を省略する。このため、この図２２に示す固定式等速自在継手であっても図１等に示す固定式等速自在継手と同様の作用効果を奏する。
【００５５】
特に、図２２に示す固定式等速自在継手では、継手中心Ｏよりも入口側の軸方向強度を低くすることができ、この軸方向強度が低い側（つまり奥側）に、ケージ２８が外側継手部材２３から抜け出しやすくなっている。しかしながら、ケージ２８にはボール２７が嵌合し、しかも、外側継手部材２３の内径面２１の球面２１ａとされた方においては、ケージ２８は軸方向強度が高い。このため、矢印Ｂ方向の衝撃荷重が付加されれば、ケージ２８が破損することになって、外側継手部材２３と、内側継手部材２６に装着されたシャフトとが相互に離間する方向に移動することができる。これによって、衝撃荷重の吸収乃至衝撃を緩和することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、外側継手部材２３の内径面に形成される円筒面２１ａは球面２１ｂ側から反球面側に向かって拡径するテーパ面であってもよい。なお、図１に示す等速自在継手の外側継手部材２３と、図２２に示す等速自在継手の外側継手部材２３は、平面Ｓに関して対称であるので、一つの外側継手部材２３を反転させて、図１に示す等速自在継手の外側継手部材２３と、図２２に示す等速自在継手の外側継手部材２３の共用化を図ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
２１   内径面
２１ａ 円筒面
２１ｂ 球面
２２，２２ａ  トラック溝
２３   外側継手部材
２４   外径面
２５，２５ａ，２５ｂ トラック溝
２６   内側継手部材
２７   トルク伝達ボール
２８   ケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011112117.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2011112117.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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