(57)【要約】      （修正有）【課題】８個ボールのゼッパジョイントについて、低作動角域及び中作動角域での耐久性を確保しつつ、高作動角域でのトルク容量、強度及び耐久性を高める。【解決手段】球面状の内径面１ａに軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝１ｂを持つ外側継手部材１と、球面状の外径面２ａに軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝２ｂを持つ内側継手部材２と、外側継手部材１の案内溝１ｂと内側継手部材２の案内溝２ｂとで形成される８本のボールトラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボール３とを備える。外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１は、継手中心面Ｐから開口側に距離Ｆだけ離れ、かつ、継手中心軸線Ｘから該案内溝１ｂに対して半径方向反対側に距離Ｆｒだけ離れている。また、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は、継手中心面Ｐから奥部側に距離Ｆだけ離れ、かつ、継手中心軸線Ｘから該案内溝２ｂに対して半径方向反対側に距離Ｆｒだけ離れている。【選択図】図１
2008151182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面状の内径面に軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外径面に軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対応する内側継手部材の案内溝とが協働して形成される８本のトルク伝達ボールトラックと、該トルク伝達ボールトラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するポケットを有する保持器とを備えた等速自在継手において、
該継手の作動角が０°の状態で、前記外側継手部材の軸線と前記内側部材の軸線とを含む直線を継手中心軸線、前記トルク伝達ボールの中心を含み、前記継手中心軸線と直交する平面を継手中心面としたとき、
前記外側継手部材の案内溝の中心と前記内側継手部材の案内溝の中心とが、それぞれ、前記継手中心面から軸方向両側に離間し、かつ、前記継手中心軸線からこれら案内溝に対して半径方向反対側に離間した位置にオフセットされていることを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記外側継手部材の案内溝の中心又は前記内側継手部材の案内溝の中心と前記トルク伝達ボールの中心との間の距離をＲｔ、前記外側継手部材の案内溝の中心又は前記内側継手部材の案内溝の中心と前記継手中心面との間の軸方向距離をＦとしたとき、ＦとＲｔとの比Ｒ１（＝Ｆ／Ｒｔ）が０．０８７≦Ｒ１≦０．１であることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記継手中心面と前記継手中心軸線との交点を継手中心、前記外側継手部材の案内溝の中心と前記継手中心とを含む直線が前記継手中心面となす角度をβ（°）としたとき、１５°≦β＜２４°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記外側継手部材の案内溝の継手開口側端縁を画する前記外側継手部材のテーパ状端面が、焼入れ処理されたままの面であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の等速自在継手。
【請求項５】
自動車のドライブシャフトの連結に用いられる請求項１から４の何れかに記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、８個のトルク伝達ボールを備えた固定型等の速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
楔状のボールトラックに配したトルク伝達ボールでトルクを伝達すると共に、外側継手部材の球面状内径面と内側継手部材の球面状外径面に案内される保持器でトルク伝達ボールを保持し案内する構造の固定型等速自在継手は、ゼッパジョイントとも呼ばれ（バーフィールドジョイント、ボールフィックスドジョイントと呼ばれることもある。）、自動車のドライブシャフトやプロペラシャフト等の連結用継手として、とりわけドライブシャフトの固定側（車輪側）に配置する継手として広く用いられている。
【０００３】
ゼッパジョイントにおいて、楔状のボールトラックは、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝をそれぞれ継手中心からオフセットすることで形成されるが、ドライブシャフト用継手のように高作動角が要求される用途では（ドライブシャフト用途では最大作動角４５°以上の高角度が要求される。）、通常、外側継手部材の案内溝を継手中心から継手中心軸線に沿って継手開口側に所定距離だけオフセットさせ、内側継手部材の案内溝を継手中心から継手中心軸線に沿って継手奥部側に所定距離だけオフセットさせている。ここで、継手中心軸線は、継手の作動角が０°の状態で、外側継手部材の軸線と内側部材の軸線とを含む直線、継手中心面は、トルク伝達ボールの中心を含み、継手中心軸線と直交する平面、継手中心は、継手中心面と継手中心軸線との交点である。
【０００４】
上記のゼッパジョイントは、６個のトルク伝達ボールを備えた構造のものが技術標準として長年にわたって使用され、性能・信頼性等の面で多くのユーザの支持を得てきたが、本出願人は、この技術標準としての６個ボールのゼッパジョイントと同等以上の強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、高効率で抜本的な軽量・コンパクト化を図った８個ボールのゼッパジョイントを開発し、既に提案した（例えば下記の特許文献１）。
【０００５】
また、下記の特許文献２、３には、６個ボールのゼッパジョイントについて、案内溝の中心を継手中心軸線から該案内溝に対して半径方向反対側に離間した位置にオフセットさせることが開示されている。
【０００６】
すなわち、特許文献２では、外方継手部材１０の第１案内溝２０を、継手中心ａを中心とする開口側第１案内溝２１と、継手中心ａから半径方向反対側にオフセットされた点ｂを中心とする奥側第１案内溝２２とで形成すると共に、内方継手部材１１の第２案内溝２３を、継手中心ａから継手中心軸線Ｌ１に沿って奥側にオフセットされた点ｃを中心とする奥側第２案内溝２４と、点ｃからさらに半径方向反対にオフセットされた点ｄを中心とする開口側第２案内溝２５とで形成している。このような構成とすることにより、外方継手部材１０の奥側第１案内溝２２の溝深さが大きくなり、また、内方継手部材１１の開口側第２案内溝２５の部分で内方継手部材１１の肉厚が大きくなるので、継手が高作動角を取ったとき、ボール１３が外方継手部材１０の奥側第１案内溝２２に乗り上げて該溝のエッジ部分が欠けてしまうことがなくなり、また、ボール１３からの負荷によって内方継手部材１１が損傷してしまうことがなくなる。
【０００７】
特許文献３では、ベル（外側継手部材）２の案内溝９の中心Ｂとナット（内側継手部材）３の案内溝１２の中心Ｃを、それぞれ、直径方向面（継手中心面）Ｐから軸方向両側に距離ｄ１だけ離間し、かつ、継手中心軸線ＸＹから半径方向反対側に距離ｄ２だけ離間した位置にオフセットさせている。このような構成とすることにより、継手が最大作動角を取り、ボール４がベル２の案内溝９の入口縁部１８に極めて接近した状態における、ボール４と案内溝９との接触力が小さくなり、案内溝９の入口縁部１８の損傷が防止される。
【特許文献１】特開平９-３１７７８３号公報
【特許文献２】特開平４−２２８９２５号公報
【特許文献３】特表２００２−５４１３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ゼッパジョイントにおいて、案内溝の中心の軸方向オフセット量（案内溝の中心と継手中心面との軸方向距離）を小さくし、あるいは、半径方向オフセット量（案内溝の中心と継手中心軸線との半径方向距離）を設けると、継手１回転中のトラック荷重（トルク伝達ボールと案内溝との接触部に作用する荷重）のピーク値が上昇する傾向がみられる。引用文献２、３では、６個ボールのゼッパジョイントについて、案内溝の中心に半径方向オフセットを設けているが、これは最大作動角又はその近傍の高作動角域での案内溝側壁部分の損傷防止に配慮したものであり、低作動角域及び中作動角域での耐久性確保の課題は全く考慮されていない。
【０００９】
本発明の課題は、８個ボールのゼッパジョイントについて、低作動角域及び中作動角域での耐久性を確保しつつ、高作動角域でのトルク容量、強度及び耐久性を高め、また、さらなる軽量・コンパクト化を図ることである。
【００１０】
本発明の他の課題は、８個ボールのゼッパジョイントの製造コストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、球面状の内径面に軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外径面に軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対応する内側継手部材の案内溝とが協働して形成される８本のトルク伝達ボールトラックと、トルク伝達ボールトラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するポケットを有する保持器とを備えた等速自在継手において、該継手の作動角が０°の状態で、外側継手部材の軸線と内側部材の軸線とを含む直線を継手中心軸線、トルク伝達ボールの中心を含み、継手中心軸線と直交する平面を継手中心面としたとき、外側継手部材の案内溝の中心と内側継手部材の案内溝の中心とが、それぞれ、継手中心面から軸方向両側に離間し、かつ、継手中心軸線からこれら案内溝に対して半径方向反対側に離間した位置にオフセットされている構成を提供する。
【００１２】
上記構成において、外側継手部材の案内溝の中心又は内側継手部材の案内溝の中心とトルク伝達ボールの中心との間の距離をＲｔ、外側継手部材の案内溝の中心又は内側継手部材の案内溝の中心と継手中心面との間の軸方向距離をＦとしたとき、ＦとＲｔとの比Ｒ１（＝Ｆ／Ｒｔ）が０．０８７≦Ｒ１≦０．１であることが好ましい。
【００１３】
また、継手中心面と継手中心軸線との交点を継手中心、外側継手部材の案内溝の中心と継手中心とを含む直線が継手中心面となす角度をβ（°）としたとき、１５°≦β＜２４°であることが好ましく、１５°≦β＜２２°であることがより好ましい。
【００１４】
また、外側継手部材の案内溝の継手開口側端縁を画する外側継手部材のテーパ状端面は焼入れ処理されたままの面であることが好ましい。
【００１５】
本発明の固定型等速自在継手は、自動車の動力伝達装置、特にドライブシャフトやプロペラシャフトの連結用継手、とりわけドライブシャフトの連結用継手に好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、８個ボールのゼッパジョイントについて、低作動角域及び中作動角域での耐久性を確保しつつ、高作動角域でのトルク容量、強度及び耐久性を高めることができる。また、８個ボールのゼッパジョイントについて、さらなる軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明によれば、外側継手部材のテーパ状端面の焼入れ処理後の旋削加工を廃止して、８個ボールのゼッパジョイントの製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１９】
この実施形態の固定型等速自在継手は、例えば自動車のドライブシャフトの固定側（車輪側）に配置されるもので、図１及び図２に示すように、球面状の内径面１ａに軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝１ｂを形成した外側継手部材１と、球面状の外径面２ａに軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝２ｂを軸方向に形成し、内径面に軸部を連結するための歯型（セレーション又はスプライン）２ｃを形成した内側継手部材２と、外側継手部材１の案内溝１ｂと内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働して形成される８本のボールトラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボール３と、トルク伝達ボール３をそれぞれ収容する８個のポケット４ｃを備えた保持器４とで構成される。
【００２０】
図１及び図２は、継手の作動角θが０°の状態を示しており、この状態では、外側継手部材１の軸線と内側継手部材２の軸線とが直線Ｘ上で一致し、また、全てのトルク伝達ボール３の中心Ｏ３を含む平面Ｐは直線Ｘと直交する。以下、直線Ｘを継手中心軸線Ｘ、平面Ｐを継手中心面Ｐ、継手中心面Ｐと継手中心軸線Ｘとの交点Ｏ０を継手中心Ｏ０という。
【００２１】
この実施形態において、外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１は、継手中心面Ｐから継手開口側（図１で右側）に軸方向距離Ｆだけ離間し、かつ、継手中心軸線Ｘから該案内溝１ｂに対して半径方向反対側に半径方向距離Ｆｒだけ離間した位置にオフセットされている。また、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は、継手中心面Ｐから継手奥部側（同図で左側）に軸方向距離Ｆだけ離間し、かつ、継手中心軸線Ｘから該案内溝２ｂに対して半径方向反対側に半径方向距離Ｆｒだけ離間した位置にオフセットされている。そのため、外側継手部材１の案内溝１ｂと内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働して形成されるボールトラックは、継手開口側に向かって楔状に漸次開いた形状となる。以下、案内溝１ｂ、２ｂの中心Ｏ１、Ｏ２と継手中心面Ｐとの軸方向距離（Ｆ）を軸方向オフセット量Ｆ、案内溝１ｂ、２ｂの中心Ｏ１、Ｏ２と継手中心軸Ｘとの半径方向距離（Ｆｒ）を半径方向オフセット量Ｆｒという。尚、この実施形態において、外側継手部材１の案内溝１ｂと内側継手部材２の案内溝２ｂとは、軸方向オフセット量Ｆが相等しく、また、半径方向オフセット量Ｆｒが相等しい。
【００２２】
保持器４の球面状の外径面４ａの中心、および、保持器４の外径面４ａの案内面となる外側継手部材１の内径面１ａの中心は、いずれも、継手中心Ｏ０上にある。また、保持器４の球面状の内径面４ｂの中心、および、保持器４の内径面４ｂの案内面となる内側継手部材２の外径面２ａの中心は、いずれも、継手中心Ｏ０上にある。尚、保持器４の球面状の外径面４ａの中心と、保持器４の球面状の内径面４ｂの中心は、継手中心Ｏ０から軸方向に等距離だけ反対側に離れた位置にあっても良い。
【００２３】
外側継手部材１と内側継手部材２とが角度θだけ角度変位すると、保持器４に案内されたトルク伝達ボール３は常にどの作動角θにおいても、角度θの２等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保される。
【００２４】
図３は、内側継手部材２を継手開口側からみた図である。この実施形態において、内側継手部材２の案内溝２ｂは、トルク伝達ボール３と接触角αでアンギュラコンタクトする形状になっている。このような案内溝２ｂの形状としては、ゴシックアーチ、楕円、放物線等の形状を採用することができる。同図では、案内溝２ｂの継手開口側端縁における接触角αの位置を点Ｃ１、Ｃ２、隣り合う案内溝２ｂの点Ｃ１・Ｃ２間の最短距離をＬｔで表している。以下、Ｌｔを案内溝間距離Ｌｔという。
【００２５】
図４は、案内溝２ｂの中心Ｏ２の半径方向オフセット比Ｒ３と案内溝間距離Ｌｔとの関係を示している。ここで、半径方向オフセット比Ｒ３は、半径方向オフセット量Ｆｒと、案内溝２ｂの中心Ｏ２とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３との距離Ｒｔ（図１参照）の比である（Ｒ３＝Ｆｒ／Ｒｔ）。図４に示すように、案内溝間距離Ｌｔは半径方向オフセット比Ｒ３に比例して増大する傾向を示し、半径方向オフセットＦｒを設けることにより、半径方向オフセットＦｒを設けない場合（Ｆｒ＝０）に比べて、案内溝間距離Ｌｔが相対的に大きくなる。その結果、隣り合う案内溝２ｂの継手開口側部分間の壁厚が相対的に厚くなり、その部分の剛性が増大することにより、継手が高作動角を取り、トルク伝達ボール３が案内溝２ｂの継手開口側に寄った位置でトルクを伝達するときの、案内溝２ｂの継手開口側壁部の破損強度が向上し、高作動角域での継手の捩り強度が向上する。
【００２６】
また、外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１に半径方向オフセットＦｒを設けることにより、半径方向オフセットＦｒを設けない場合に比べて、案内溝１ｂの継手奥部側部分の溝深さが相対的に大きくなる。そのため、案内溝１ｂの継手奥部側壁部の剛性が増大することにより、継手が高作動角を取り、トルク伝達ボール３が案内溝１ｂの継手奥部側に寄った位置でトルクを伝達するときの、案内溝１ｂの継手奥部側壁部のエッジ部分の変形が抑制され、高作動角域での継手の捩り強度が向上する。また、高作動角域でのトルク容量が増大し、案内溝１ｂの継手奥部側壁部でのエッジロードが減少する結果、高作動角域での継手の耐久性が向上する。ここで、本明細書でいう「トルク容量」とは、継手がある作動角θを取りつつトルクを伝達する際に、トルク伝達ボールと案内溝との接触部の接触楕円の端部が、案内溝のエッジ線（案内溝１ｂの場合は、案内溝１ｂと内径面１ａとの境界線であり、案内溝２ｂの場合は、案内溝２ｂと外径面２ａとの境界線である。案内溝のエッジ部にチャンファが設けられている場合は、案内溝とチャンファとの境界線をエッジ線とする。）と重なる限界トルクである。
【００２７】
また、上記の効果により、外側継手部材１の負荷容量が増大するため、保持器４の案内面となる外側継手部材１の内径面１ａの径を大きくして、保持器４の肉厚を増加させることにより、保持器４の強度を高めることができる。また、保持器４の肉厚の維持したまま、内側継手部材２の外径面２ａの径を大きくして、案内溝２ｂの深さを大きくすることにより、内側継手部材２の負荷容量を増大させることができる。これらにより、継手の強度、負荷容量及び耐久性をより一層高めることができる。また、同等の強度、負荷容量及び耐久性を確保しつつ、より一層軽量・コンパクトな固定型等速自在継手とすることができる。
【００２８】
また、この実施形態では、外側継手部材１の案内溝１の中心Ｏ１とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３との間の距離Ｒｔに対する、案内溝１の中心Ｏ１の軸方向オフセット量Ｆの比Ｒ１（＝Ｆ／Ｒｔ）、および、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３との間の距離Ｒｔに対する、案内溝２ｂの中心Ｏ２の軸方向オフセット量Ｆの比Ｒ１（＝Ｆ／Ｒｔ）を、それぞれ、０．０８７≦Ｒ１≦０．１の範囲内に設定している。これは下記の理由による。
【００２９】
一般に、継手（ゼッパジョイント）がある作動角θを取りつつトルクを伝達する際、トルク伝達ボールは、継手１回転中の回転位相角の変化に伴い、ボールトラック上で、継手開口側に寄った位置と継手奥部側に寄った位置との間を往復移動する。そして、トルク伝達ボールと案内溝との接触部の荷重（トラック荷重）は、継手１回転中に、トルク伝達ボールが継手開口側に最も寄った位置になる回転位相角と、継手奥部側に最も寄った位置になる回転位相角の付近でピーク値を示す。このトラック荷重のピーク値は、軸方向オフセット量Ｆが大きいほど小さくなる傾向があり、トラック荷重の点では、軸方向オフセット量Ｆは大きい方が有利であるといえる。しかし、軸方向オフセット量Ｆが大きすぎると、高作動角域で案内溝の深さが小さくなることにより、トルク容量が小さくなる。また、ボールトラックの楔角が大きくなることにより、ボールトラックからトルク伝達ボールに作用する軸方向力が大きくなり、さらに、保持器のポケット内におけるトルク伝達ボールの半径方向移動量および周方向移動量が大きくなる。そのため、外側継手部材の内径面と保持器の外径面との接触部、内側継手部材の外径面と保持器の内径面との接触部、及び、保持器のポケット壁面とトルク伝達ボールとの接触部における接触力が大きくなり、これら接触部の摩擦損失が多くなる。一方、軸方向オフセット量Ｆが小さすぎると、トラック荷重のピーク値の上昇によって、継手の耐久性低下を招く結果となる。この点、８個ボールのゼッパジョイントは、ボールトラックの楔角が同じである６個ボールのゼッパジョイントに比べて、トラック荷重のピーク値が低くなることが理論解析等により確認されており、軸方向オフセット量Ｆを小さくすることによる、高作動角域でのトルク容量の向上、上記接触部の摩擦損失低減による継手の高効率化並びにコンパクト化の点で有利である。軸方向オフセット比Ｒ１は、これらの事項を基礎として、次に説明する理論解析結果を踏まえて上記の範囲内に設定したものである。
【００３０】
図５、図６は、それぞれ、継手（８個ボールのゼッパジョイント）が作動角１０°を取りつつトルクを伝達するときの、軸方向オフセット比Ｒ１とトラック荷重との関係、軸方向オフセット比Ｒ１とトルク容量との関係を示している。ここで、図５におけるトラック荷重は、上述したトラック荷重のピーク値である。また、図６におけるトルク容量は、上述したように、トルク伝達ボール３と案内溝１ｂ、２ｂとの接触部の接触楕円の端部が、案内溝１ｂ、２ｂのエッジ線と重なる限界トルクである。
【００３１】
図５に示すように、トラック荷重は軸方向オフセット比Ｒ１が大きくなるに従って減少する傾向を示すが、Ｒ１≧０．０８７の範囲では減少度合いが鈍化している。一方、図６に示すように、トルク容量は軸方向オフセット比Ｒ１が大きくなるに従って増加する傾向を示すが、Ｒ１が０．１に近づくにつれて増加度合いが徐々に鈍化し、０．１付近で増加は止まる傾向にある。
【００３２】
図７は、継手（８個ボールのゼッパジョイント）が作動角４５°を取りつつトルクを伝達するときの、軸方向オフセット比Ｒ１とトルク容量との関係を示している。図７に示すように、トルク容量は軸方向オフセット比Ｒ１が大きくなるに従って減少する傾向を示す。従って、作動角４５°の高作動角域においては、軸方向オフセットＲ１は小さい方が有利であるということになる。
【００３３】
以上により、軸方向オフセットＲ１は、作動角１０°の低作動角域において、トラック荷重の減少度合いが鈍化する０．０８７以上で、かつ、トルク容量の増加が止まる傾向にある０．１以下とするのが好ましい。また、Ｒ１を０．１以下とすることで、作動角４５°の高作動角域におけるトルク容量も確保できる。
【００３４】
また、この実施形態では、外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１と継手中心Ｏ０とを含む直線Ｌ１が継手中心面Ｐとなす角度β（図１参照）を１５°≦β＜２４°の範囲内に設定している。これは下記の理由による。
【００３５】
すなわち、外側継手部材１の案内溝１ｂの深さは、トルク伝達ボール３の中心Ｏ３が直線Ｌ１上に位置するとき、最も小さくなる。従って、継手の耐久性向上の点から、案内溝１ｂの深さが最も小さくなる直線Ｌ１の位置は、車両搭載時に使用頻度の少ない作動角域に設定するのが好ましい。この実施形態の継手は最大作動角θＭＡＸが４７°であり（図８は、継手が最大作動角θＭＡＸを取ったときの状態を示している。）、車両搭載時において３０°〜４７°の高作動角域での使用頻度は比較的少ない。また、直線Ｌ１の角度βは作動角θの約１／２である。従って、直線Ｌ１の角度βは１５°≦β＜２４°の範囲内に設定するのが好ましい。
【００３６】
実際には、車両搭載時における継手の使用作動角の上限角は、継手自身の最大作動角θＭＡＸ＝４７°よりも２°〜４°余裕をとって４３°〜４５°にする場合が多い。また、車両の駐車時やＵターン時など、車輪の最小回転半径を必要とする場合も比較的多く、継手が使用作動角の上限角を取る場合も比較的多い。従って、直線Ｌ１の位置は、この使用作動角の上限角の位置を避けるのが好ましい。さらに、軸方向オフセット量Ｆを同じにした場合、角度βが小さいほど半径方向オフセット量Ｆｒは大きくなり、半径方向オフセット比Ｒ３も大きくなる。そして、図４に示すように、半径方向オフセット比Ｒ３が大きくなると、内側継手部材２の案内溝間距離Ｌｔが大きくなり、案内溝２ｂの継手開口側壁部の剛性が増大する。これらの事況を考慮して、角度βは、使用頻度の少ない作動角域３０°〜４３°に応じて、１５°≦β＜２２°の範囲内に設定するのがより好ましい。
【００３７】
図８及び図９は、この実施形態の継手が最大作動角θＭＡＸを取ったときの状態を示している。継手が最大作動角ＭＡＸを取りつつトルクを伝達する際、トルク伝達ボール３は、継手１回転中の回転位相角の変化に伴い、外側継手部材１の案内溝１ｂ上で、継手開口側に最も寄った位置と継手奥部側に最も寄った位置との間を往復移動することになる。図９は、外側継手部材１の案内溝１ｂ上で、トルク伝達ボール３が継手開口側に最も寄った位置に達したときの状態を示している。同図における２点鎖線は、外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１に半径方向オフセットＦｒを設けない場合の、案内溝１ｂの溝底の位置とトルク伝達ボール３の位置とを示している。同図に示すように、外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１に半径方向オフセットＦｒを設けると、半径方向オフセットＦｒを設けない場合に比べて、案内溝１ｂの溝底は継手開口側でより外径側に位置することになる。これにより、トルク伝達ボール３が案内溝１ｂの継手開口側に最も寄った位置に達したときの、トルク伝達ボール３と案内溝１ｂとの接触点Ｃ３が、半径方向オフセットＦｒを設けない場合の接触点Ｃ４よりも継手奥部側に移動し、案内溝１ｂの継手開口側端縁を画する外側継手部材１のテーパ状端面１ｃからの離間距離が大きくなる。ここで、外側継手部材１のテーパ状端面１ｃは、継手が高角度を取ったときに、内側継手部材２に連結される軸部５と干渉する面であり（図８参照）、継手の最大作動角θＭＡＸを確保するために、通常、外側継手部材１の焼入れ処理後に旋削加工を行って、焼入れ処理時の変形を修正するようにしている。この実施形態では、上記のように、トルク伝達ボール３の接触点Ｃ３とテーパ状端面１ｃとの離間距離が大きくなるので、焼入れ処理時の変形を考慮したテーパ状端面１ｃの形状（焼入れ処理前の形状）とすることで、継手の最大作動角θＭＡＸを確保しつつ、焼入れ処理後のテーパ状端面１ｃの旋削加工を廃止することができ、これにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００３８】
上記構成に加えて、この実施形態では、トルク伝達ボール３のピッチ円径ＰＣＤＢＡＬＬと直径ＤＢＡＬＬとの比ｒ１（＝ＰＣＤＢＡＬＬ／ＤＢＡＬＬ）を３．３≦ｒ１≦５．０、好ましくは、３．５＜ｒ１≦５．０の範囲内に設定している。ここで、ピッチ円径ＰＣＤＢＡＬＬは、ＰＣＤＢＡＬＬ＝２×（Ｒｔ−Ｆｒ）で算出される値である。また、外側継手部材１の外径ＤＯＵＴＥＲと内側継手部材２のセレーション（又はスプライン）２ｃのピッチ円径ＰＣＤＳＥＲＲとの比ｒ２（＝ＤＯＵＴＥＲ／ＰＣＤＳＥＲＲ）を２．５≦ｒ２≦３．５、好ましくは、２．５≦ｒ２〈３．２の範囲内に設定してある。ここで、図１に示すように、外側継手部材１の外周の継手中心面Ｐの位置にブーツを固定するための固定溝１ｄが形成されている場合、外径ＤＯＵＴＥＲは、継手中心面Ｐよりも継手奥部側で、かつ、固定溝１ｄが存在しない位置での外径とする。
【００３９】
尚、上記の実施形態では、外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１を継手中心面Ｐから継手開口側に軸方向距離Ｆだけ離間させ、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２を継手中心面Ｐから継手奥部側に軸方向距離Ｆだけ離間させているが、これとは逆に、外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１を継手中心面Ｐから継手奥部側に軸方向距離Ｆだけ離間させ、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２を継手中心面Ｐから継手開口側に軸方向距離Ｆだけ離間させても良い。この場合、外側継手部材１の案内溝１ｂと内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働して形成されるボールトラックは、継手奥部側に向かって楔状に漸次開いた形状となる。あるいは、継手開開口側に向かって楔状に漸次開いた形状のボールトラックと、継手奥部側に向かって楔状に漸次開いた形状のボールトラックとを、回転方向に交互に配置するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係る固定型等速自在継手の要部縦断面図である。
【図２】実施形態に係る固定型等速自在継手の横断面図である。
【図３】内側継手部材を継手開口側から見た図である。
【図４】半径方向オフセット比Ｒ３と内側継手部材の案内溝間距離Ｌｔとの関係を示す図である。
【図５】作動角１０°のときの、軸方向オフセット比Ｒ１とトラック荷重との関係を示す図である。
【図６】作動角１０°のときの、軸方向オフセット比Ｒ１とトルク容量との関係を示す図である。
【図７】作動角４５°のときの、軸方向オフセット比Ｒ１とトルク容量との関係を示す図である。
【図８】継手が最大作動角θＭＡＸを取ったときの状態を示す要部縦断面図である。
【図９】継手が最大作動角θＭＡＸを取ったときに、外側継手部材の案内溝上で、トルク伝達ボールが継手開口側に最も寄った位置に達したときの状態を示している。
【符号の説明】
【００４１】
１  外側継手部材
１ａ  内径面
１ｂ  案内溝
１ｃ  テーパ状端面
２  内側継手部材
２ａ  外径面
２ｂ  案内溝
３  トルク伝達ボール
４  保持器
４ｃ  ポケット
Ｐ    継手中心面
Ｏ０  継手中心
Ｏ１  外側継手部材の案内溝の中心
Ｏ２  内側継手部材の案内溝の中心
Ｘ  継手中心軸
Ｆ  軸方向オフセット量
Ｆｒ  半径方向オフセット量
Ｒｔ  案内溝の中心とトルク伝達ボールの中心との距離
β  外側継手部材の案内溝の中心と継手中心とを含む直線が継手中心面となす角度
【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】
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【図８】
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【図９】
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