(57)【要約】【課題】ボールからの荷重を負荷による外方部材、内方部材、及び保持器の破損等を防止できる固定式等速自在継手を提供する。【解決手段】内球面２１にトラック溝２２が形成された外方部材と、外球面２４にトラック溝２５が形成された内方部材と、外方部材のトラック溝２２と内方部材のトラック溝２５との間に介在してトルクを伝達するボール２７と、外方部材の内球面２１と内方部材の外球面２４との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とを備えた固定式等速自在継手である。外方部材の開口側に来たボール２７と外方部材のトラック溝２２の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小に、あるいは、減少させる隙間３５を形成する。【選択図】図１
2007239923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
少なくとも外方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと、外方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記外方部材のトラック溝の横断面積を奥側では開口側から奥端に近づくに従って大きくし、外方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項３】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
少なくとも外方部材の開口端に最も近くに来たボールと、外方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するとともに、少なくとも外方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと、外方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手
【請求項４】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記外方部材のトラック溝の横断面積を開口端部では奥側から開口端に近づくに従って大きくし、外方部材のトラック溝の開口側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するとともに、前記外方部材のトラック溝の横断面積を奥側では開口側から奥端に近づくに従って大きくし、外方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手
【請求項５】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
少なくとも内方部材の開口端に最も近くに来たボールと、内方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項６】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
少なくとも内方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと、内方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項７】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記内方部材のトラック溝の横断面積を開口端部では奥側から開口端に近づくに従って大きくし、内方部材のトラック溝の開口側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項８】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記内方部材のトラック溝の横断面積を奥側では開口側から奥端に近づくに従って大きくし、内方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、内方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項９】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
少なくとも内方部材の開口端に最も近く来たボールと内方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するとともに、少なくとも内方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと内方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項１０】
内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記内方部材のトラック溝の横断面積を開口端部では奥側から開口端に近づくに従って大きくし、内方部材のトラック溝の開口側に来た少なくとも２個以上のボールが、内方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するとともに、前記内方部材のトラック溝の横断面積を奥側では開口側から奥端に近づくに従って大きくし、内方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、内方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成することを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項１１】
前記外方部材及び内方部材のトラック溝の溝底を、曲率中心が１個の単一円弧形状としたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかの固定式等速自在継手。
【請求項１２】
前記外方部材及び内方部材のトラック溝の溝底を、円弧部とストレート部とからなることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかの固定式等速自在継手。
【請求項１３】
前記外方部材及び内方部材のトラック溝の溝底を、曲率中心が２個の複数円弧形状としたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかの固定式等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固定式等速自在継手に関し、詳しくは、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もので、駆動側と従動側の二軸間で角度変位のみを許容する固定式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手の一種に固定式等速自在継手がある。この固定式等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。一般的に、前述した固定式等速自在継手としては、バーフィールド型（ＢＪ）やアンダーカットフリー型（ＵＪ）が広く知られている。
【０００３】
例えば、ＢＪタイプの固定式等速自在継手は、図１１に示すように内球面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方部材としての外輪３と、外球面４に外輪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方部材としての内輪６と、外輪３のトラック溝２と内輪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、外輪３の内球面１と内輪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。また、内輪６にはシャフト１１が嵌入されている。
【０００４】
この等速自在継手では、外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１と内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２とを、継手中心Ｏに対して等距離ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットさせている（特許文献１）。このようにトラックオフセットを設けたことにより、両トラック溝２、５のそれぞれは、その軸方向中央から外輪底側（奥側）で浅く、外輪開口側で深くなっており、その結果、外輪３の底側（奥側）から開口側へ向けて径方向間隔が徐々に増加する楔状のボールトラックが形成されている。
【特許文献１】特公平６−６８２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１等に記載のようにオフセットしたものでは、外輪３のトラック溝２の横断面積Ｓは、図１２に示すように、外輪底側（奥側）から外輪開口側に向かって大きくなる相似形状である。また、内輪６のトラック溝５の横断面積Ｓ１は、図１３に示すように、外輪底側（奥側）から外輪開口側に向かって大きくなる相似形状である。なお、外輪（外方部材）の内球面は、図１４に示すように、硬化処理（熱処理）を行って硬化部１０を形成している。
【０００６】
このように、前記図１１等で示した固定式等速自在継手では、一般的に最大作動角をとったときにも各ボールがトラック溝２、５から外れないようにしている。しかしながら、作動角を大きくするほど、外輪３の開口端に近いボールは、トラック溝２の内壁面に大きな荷重を与える。すなわち、等速自在継手が最大作動角をとったときに過大なトルクが負荷されれば、外輪の開口側に来たボールは、トラック溝２の内面や保持器のポケット内壁に過大な荷重を負荷することになる。このため、外輪の開口端部や保持器を破損させるおそれがあった。
【０００７】
また、奥側に来たボールも、トラック溝２の内壁面や保持器のポケット内壁に過大な荷重を負荷することになる。このため、外輪の奥側を破損させるおそれがあった。さらに、内輪においても、開口側及び奥側でトラック溝を破損させるおそれがあった。
【０００８】
なお、前記特許文献１には、最大作動角をとった場合に、外輪の開口側に来たボールが外輪のトラック溝から外れるようにした固定式等速自在継手が記載されている。しかしながら、このようなものでは、最大作動角をとろうとしたとき、外輪の開口側に来たボールは、トラック溝の内面や保持器のポケット内壁に過大な荷重を負荷することになり、外輪の開口端部や保持器を破損させるおそれがある。
【０００９】
また、硬化部１０を形成するための硬化処理は通常高周波焼入れで行うが、この場合、図１４に示すように、外輪３の開口端までこの高周波焼入れを行うことになる。このように開口端まで高周波焼入れを行えば、焼入れによる亀裂敏感性が高められ、高作動角で高トルクが負荷されると、外輪３におけるトラック溝２の開口側を破損する可能性があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みて、外方部材又は内方部材の開口側や奥側に来たボールが、外方部材の開口端部や奥部、さらには保持器等に過大な荷重を負荷せず、外方部材又は内方部材や保持器の破損等を防止できる固定式等速自在継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１の固定式等速自在継手は、内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、少なくとも外方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと、外方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するものである。
【００１２】
本発明の請求項１の固定式等速自在継手では、少なくとも外方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと外方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するので、外方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールによるトラック溝への負荷荷重をゼロ又は、微小にすることができる。また、他のボールは前記隙間を形成しないので、トラック溝の内壁面に適正荷重を負荷することができる。
【００１３】
本発明の請求項２の固定式等速自在継手は、外方部材のトラック溝の横断面積を奥側では開口側から奥端に近づくに従って大きくし、外方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するものである。
【００１４】
本発明の請求項２の固定式等速自在継手では、外方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるので、外方部材のトラック溝の奥側に来た１個のみがトラック溝に過大な荷重を負荷することを防止できる。すなわち、外方部材のトラック溝の奥側への負荷荷重を緩和することができる。
【００１５】
本発明の請求項３の固定式等速自在継手は、少なくとも外方部材の開口端に最も近くに来たボールと、外方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するとともに、少なくとも外方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと、外方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するものである。
【００１６】
本発明の請求項３の固定式等速自在継手では、外方部材の開口端に最も近くに来たボール及び外方部材の奥端に最も近くに来たボールによるトラック溝への負荷荷重をゼロ又は、微小にすることができる。また、隙間を形成しない他のボールは外方部材のトラック溝の内壁面に適正荷重を負荷するので、ボールを介したトルク伝達が可能となる。
【００１７】
本発明の請求項４の固定式等速自在継手は、外方部材のトラック溝の横断面積を開口端部では奥側から開口端に近づくに従って大きくし、外方部材のトラック溝の開口側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するとともに、前記外方部材のトラック溝の横断面積を奥側では開口側から奥端に近づくに従って大きくし、外方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するものである。
【００１８】
本発明の請求項４の固定式等速自在継手では、外方部材のトラック溝の開口側及び奥側に来た１個のみがトラック溝に過大な荷重を負荷することを防止できる。すなわち、外方部材のトラック溝の開口側及び奥側への負荷荷重を緩和することができる。
【００１９】
本発明の請求項５の固定式等速自在継手は、少なくとも内方部材の開口端に最も近くに来たボールと、内方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するものである。
【００２０】
本発明の請求項５の固定式等速自在継手では、内方部材の開口端に最も近くに来たボールによるトラック溝の開口側への負荷荷重がゼロ又は、微小にされる。また、他のボールは前記隙間を形成しないので、トラック溝の内壁面に適正荷重を負荷することができる。
【００２１】
本発明の請求項６の固定式等速自在継手は、少なくとも内方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと、内方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するものである。
【００２２】
本発明の請求項６の固定式等速自在継手では、内方部材の奥端に最も近くに来たボールによるトラック溝の奥側への負荷荷重をゼロ又は、微小にすることができる。また、他のボールは前記隙間を形成しないので、トラック溝の内壁面に適正荷重を負荷することができる。
【００２３】
本発明の請求項７の固定式等速自在継手は、前記内方部材のトラック溝の横断面積を開口端部では奥側から開口端に近づくに従って大きくし、内方部材のトラック溝の開口側に来た少なくとも２個以上のボールが、外方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するものである。
【００２４】
本発明の請求項７の固定式等速自在継手では、内方部材のトラック溝の開口側に来た１個のみがトラック溝に過大な荷重を負荷することを防止できる。すなわち、内方部材のトラック溝の開口側への負荷荷重を緩和することができる。
【００２５】
本発明の請求項８の固定式等速自在継手は、前記内方部材のトラック溝の横断面積を奥側では開口側から奥端に近づくに従って大きくし、内方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、内方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するものである。
【００２６】
本発明の請求項８の固定式等速自在継手では、内方部材のトラック溝の奥側に来た１個のみがトラック溝に過大な荷重を負荷することを防止できる。すなわち、内方部材のトラック溝の奥側への負荷荷重を緩和することができる。
【００２７】
本発明の請求項９の固定式等速自在継手は、少なくとも内方部材の開口端に最も近く来たボールと内方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するとともに、少なくとも内方部材のトラック溝の奥端に最も近くに来たボールと内方部材のトラック溝の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成するものである。
【００２８】
本発明の請求項９の固定式等速自在継手では、内方部材のトラック溝の開口端及び奥端に最も近くに来たボールによるトラック溝への負荷荷重をゼロ又は、微小にすることができる。また、他のボールは前記隙間を形成しないので、トラック溝の内壁面に適正荷重を負荷することができる。
【００２９】
本発明の請求項１０の固定式等速自在継手は、前記内方部材のトラック溝の横断面積を開口端部では奥側から開口端に近づくに従って大きくし、内方部材のトラック溝の開口側に来た少なくとも２個以上のボールが、内方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するとともに、前記内方部材のトラック溝の横断面積を奥側では開口側から奥端に近づくに従って大きくし、内方部材のトラック溝の奥側に来た少なくとも２個以上のボールが、内方部材のトラック溝にできるだけ均等な荷重を負荷させるように隙間を形成するものである。
【００３０】
本発明の請求項１０の固定式等速自在継手では、外方部材のトラック溝の開口側及び奥側に来た１個のみがトラック溝に過大な荷重を負荷することを防止できる。すなわち、外方部材のトラック溝の開口側及び奥側への負荷荷重を緩和することができる。
【００３１】
前記外方部材及び内方部材のトラック溝の溝底を、曲率中心が１個の単一円弧形状としたり、円弧部とストレート部とから構成したり、曲率中心が２個の複数円弧形状としたりすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の等速自在継手では、外方部材や内方部材において、トラック溝の開口側や奥側への負荷荷重がゼロ又は、微小に、あるいは、緩和されるので、外方部材や内方部材の開口側や奥端における外方部材や内方部材および保持器（ケージ）の破損を防止できる。このため、この固定式等速自在継手は、耐久性に優れ、長期に亘って安定した機能を発揮することができる。隙間を形成しない他のボールは外方部材や内方部材のトラック溝の内壁面に適正荷重を負荷するので、ボールを介したトルク伝達が可能となる。このため、この固定式等速自在継手は長期に亘って安定したトルク伝達を行うことができる。
【００３３】
特に、請求項３においては、トラック溝の開口側や奥側での負荷荷重がゼロ又は、微小にされるので、外方部材の開口端まで、硬化処理（熱処理）を行う必要がなくなる。このため、この熱処理に基づく破損を回避することができ、外方部材の強度向上を図ることができる。従って、外方部材の高角強度を強化でき、高作動角の等速自在継手の設計が可能となる。さらに、熱処理範囲の緩和により、管理工数を削減でき、製造工程時間の短縮及びコストの低減を図ることができる。また、外輪のトラック溝開口端や奥端の機械加工を省略することができ、これにより全体としての機械加工の工数の削減が可能となって、製造コストの低減を図るこができる。
【００３４】
前記外方部材や内方部材のトラック溝の溝底を、曲率中心が１個の単一円弧形状としたり、円弧部とストレート部とから構成したり、曲率中心が２個の複数円弧形状としたりすることができ、前記外方部材や内方部材のトラック溝に開口側や奥側での接触面圧をゼロ又は、微小にあるいは、減少させるための構造の固定式等速自在継手を容易に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明に係る固定式等速自在継手の実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００３６】
この固定式等速自在継手は、図１に示すように内球面２１に複数のトラック溝２２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材としての外輪２３と、外球面２４に外輪２３のトラック溝２２と対をなす複数のトラック溝２５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材としての内輪２６と、外輪２３のトラック溝２２と内輪２６のトラック溝２５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール２７と、外輪２３の内球面２１と内輪２６の外球面２４との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とを備えている。複数のボール２７は、ケージ２８に形成されたポケット２９に収容されて円周方向等間隔に配置されている。すなわち、図３に示すように、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの６個のボールが、周方向に沿って６０度ピッチで配設されている。
【００３７】
前記外輪２３のトラック溝２２は、その曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の開口側にずらし、内輪２６のトラック溝２５は、その曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離ｆだけ離して設けている。なお、図１と図４において、３３は外輪のトラック溝２２が形成するトラック中心線を示している。
【００３８】
このため、トラック溝２２は、イメージ的に図２の実線で示すような溝形状となる。ここで、この形状をトラック形状体３０と呼ぶことにする。トラック形状体３０は、横断面積Ｓが、奥側から開口端に除々に大きくなる相似形となって、ボール２７が嵌合する。この場合、図２の２点鎖線で示す基本溝形状Ｂ（図１２に示す従来の溝形状）と比較して、開口部側に基本溝形状Ｂよりもさらに大きくした大面積部位３１を形成している。すなわち、図３に示すように、トラック溝２２の径方向開口部を拡大させている。なお、この大面積部位３１の両側壁の間隔は外方からみて凹曲面状に拡大している。
【００３９】
これによって、図４に示すように、最大作動角をとって、一のボール２７（２７ａ）が開口端に位置するようになれば、図３の仮想線で示すように、ボール２７（２７ａ）とトラック溝２２の内壁面との間で隙間３５、３５が形成される。
【００４０】
このように、図２の溝形状では、図３に示すように、外輪２３の開口側に来たボール２７（２７ａ）とトラック溝２２の内壁面との間に隙間３５、３５が形成され、外輪２３の開口端に来たボール２７によるトラック溝２２の開口側への負荷荷重がゼロ又は、微小にされる。また、前記隙間３５を構成しないボール２７は外輪２３のトラック溝２２の内壁面に対して適正荷重を負荷することになる。
【００４１】
ところで、図２の溝形状の場合、外輪２３の内球面２１には図５に示されるように、熱処理（例えば、高周波焼入れ）が施され、硬化部４０が形成される。この場合、外輪２３の開口側に来たボール２７によるトラック溝２２の開口側への負荷荷重がゼロ又は、微小にされるので、硬化部３４を外輪２３の開口端まで形成する必要がない。すなわち、トラック溝２２の開口側において焼き逃げ４１が存在する。
【００４２】
このように、図２の溝形状のような実施形態の固定式等速自在継手では、外輪２３の開口端に来たボール２７によるトラック溝２２の開口側への負荷荷重をゼロ又は、微小にするので、外輪２３の開口端からの外輪２３および保持器（ケージ）２８の破損を防止できる。さらに、隙間を形成しない他のボール２７は外輪２３のトラック溝２２の内壁面に適正荷重を負荷するので、ボール２７を介したトルク伝達が可能となる。このため、この固定式等速自在継手は長期に亘って安定したトルク伝達を行うことができる。
【００４３】
また、外方部材である外輪２３の開口端まで、熱処理を行わないので、熱処理に基づく破損を回避することができ、外方部材の強度向上を図ることができる。従って、外方部材の高角強度を強化でき、高作動角の等速自在継手の設計が可能となる。さらに、熱処理範囲の緩和により、管理工数を削減でき、製造工程時間の短縮及びコストの低減を図ることができる。また、外輪２３のトラック溝開口端の機械加工を省略することができ、これにより全体としての機械加工の工数の削減が可能となって、製造コストの低減を図るこができる。
【００４４】
前記外輪２３のトラック溝２２として、図６に示すように、横断面積を開口端に近づくに従って前記基本溝形状Ｂよりもさらに大きくしたものであってもよい。すなわち、従来のトラック溝２２の開口側が、仮想線３０ａで示す基本溝形状Ｂであるのに対して、図６に示すトラック溝２２の大面積部位３１ａでは、図２に示すトラック形状体３０の大面積部位３１よりも奥側から開口端に近づくに従って次第に大きくしている。すなわち、図６の大面積部位３１ａを図２の大面積部位３１よりも軸方向長さを大としている。
【００４５】
図６に示すトラック溝２２を有する外輪２３を使用した固定式等速自在継手では、トラック溝２２の開口側において、奥側から開口端に除々に大きくすることによって、外輪２３のトラック溝２２の開口側に来た少なくとも２個以上のボール２７が、外輪２３のトラック溝２２にできるだけ均等な荷重を負荷させるようにしている。これにより、外輪２３のトラック溝２２の開口側に来た１個がトラック溝２２に過大な荷重を負荷することを防止できる。すなわち、外輪２３のトラック溝２２の開口側への負荷荷重を緩和することができる。
【００４６】
このように、図６に示すトラック溝２２を有する外輪２３を使用した固定式等速自在継手でも、外輪２３の開口端近傍からの外輪２３および保持器（ケージ）２８の破損を防止でき、耐久性に優れ、長期に亘って安定した機能を発揮することができる。
【００４７】
ところで、図７と図８に示すように、トラック溝２２の奥側において、図２の２点鎖線で示す基本溝形状Ｂと比較して、奥側において基本溝形状Ｂよりも大きくして大面積部位４１、４１ａを形成している。
【００４８】
図７では、外輪２３の奥側に来たボール２７と、外輪２３のトラック溝２２の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間を形成することができ、外輪２３の奥端に来たボール２７によるトラック溝２２の奥端側への負荷荷重をゼロ又は、微小にすることができる。このため、外輪２３の奥端からの破損を防止できる。さらに、隙間を形成しない他のボール２７は外輪２３のトラック溝２２の内壁面に適正荷重を負荷するので、ボール２７を介したトルク伝達が可能となる。
【００４９】
図８では、トラック溝２２の大面積部位４１ａでは、図７に示すトラック溝２２の大面積部位４１よりも開口側から奥側に除々に大きくなっているので、外輪２３のトラック溝２２の奥側に来た少なくとも２個以上のボール２７が、外輪２３のトラック溝２２にできるだけ均等な荷重を負荷させることができ、外輪２３のトラック溝２２の奥側に来た１個がトラック溝２２に過大な荷重を負荷することを防止できる。すなわち、外輪２３のトラック溝２２の奥端側への負荷荷重を緩和することができる。
【００５０】
次に、図９は内輪２６のトラック溝２５の簡略図であり、このトラック溝２５はイメージ的に実線で示すような溝形状となる。ここで、この形状をトラック形状体５０と呼ぶことにする。この場合、トラック形状体５０は、横断面積Ｓ１が、開口端近傍から開口端に急激に大きくなる相似形となって、ボール２７が嵌合している。また、奥側端近傍から奥側に急激に大きくなる相似形となって、ボール２７が嵌合している。
【００５１】
この場合、図９の２点鎖線で示す基本溝形状Ｃ（図１３に示す従来の溝形状）と比較して、トラック形状体５０は、開口側及び奥側において基本溝形状Ｃよりもさらに大きくして大面積部位５１、５２を形成している。すなわち、図３に示すように、トラック溝２５の径方向開口部を拡大させている。なお、この大面積部位５１、５２の両側壁の間隔は外方からみて凹曲面状に拡大している。
【００５２】
このため、図９に示すトラック溝２５を有する内輪２６を使用した固定式等速自在継手では、開口側に来たボール２７と、このボール２７とが隙間５３、５３を構成することになると共に、奥側に来たボール２７と、このボール２７とが隙間５４、５４を構成することになる。
【００５３】
図９に示すトラック溝２５を有する内輪２６を使用した固定式等速自在継手では、内輪２６の開口端に来たボール２７によるトラック溝２２の内輪側への負荷荷重がゼロ又は、微小にされると共に、内輪２６の奥側に来たボール２７によるトラック溝２２の内輪側への負荷荷重がゼロ又は、微小にされる。このため、内輪２６の開口端及び奥側トラック溝の破損を防止できる。
【００５４】
また、トラック溝２５において、前記図９に示す大面積部位５１、５２よりも軸方向長さを大とした大面積部位を設けることによって、内輪２６のトラック溝２５の開口側及び奥側に来た少なくとも２個以上のボール２７が、内輪２６のトラック溝２５にできるだけ均等な荷重を負荷させることができ、内輪２６のトラック溝２５の開口側及び奥側に来た１個がトラック溝２５に過大な荷重を負荷することを防止できる。すなわち、内輪２６のトラック溝２５の開口側及び奥側への負荷荷重を緩和することができる。
【００５５】
次に、図１０は他の実施形態を示し、この場合、外輪２３と内輪２６の各トラック溝２２、２５に直線状のストレート部３６、３７を有するアンダーカットフリータイプとされる。外輪２３のストレート部３６は開口側に設けられ、内輪２６のストレート部３７は外輪２３の奥側に設けられる。この場合も、外輪２３の開口側に来たボール２７と、外輪２３のトラック溝２２の内壁面との間に接触面圧をゼロ又は、微小にさせる隙間３５、３６を形成することができる。すなわち、この固定式等速自在継手のトラック溝２２において、その開口側に図２に示すような大面積部位３１を設けることになる。
【００５６】
なお、この図１０の他の構成は、図１に示した固定式等速自在継手（バーフィールド型等速自在継手）と同一であるので、それらは同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
このように、図１０に示す固定式等速自在継手であっても、前記図１に示した固定式等速自在継手と同様の作用効果を奏すると共に、アンダーカットフリータイプの特徴である作動角を大きくとれる利点がある。
【００５８】
また、図１０に示すアンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手において、図６に示すような大面積部位３１ａを設けて、外輪２３のトラック溝２２の開口側に来た少なくとも２個以上のボール２７が、外輪２３のトラック溝２２にできるだけ均等な荷重を負荷させるようにできる。さらに、トラック溝２２の奥側に図７や図８に示すような大面積部位４１、４１ａを設けるようにしてもよい。これにより、外輪２３の奥側トラック溝の破損を防止できる。
【００５９】
さらに、図１０に示すアンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手において、図図９に示すように、内輪２６のトラック溝２５の開口側や奥側に大面積部位５１、５２を設けるようにしてもよい。このように、トラック溝２５の開口側や奥側に大面積部位５１、５２を設ければ、内輪２６の開口側及び奥側トラック溝からの破損を防止できる。
【００６０】
ところで、前記図１に示す固定式等速自在継手では、外輪２３のトラック溝２２は、その溝底は、曲率中心がＯ１の１個の単一円弧形状である。しかしながら、曲率中心Ｏ１以外の曲率中心を有する複数円弧形状としてもよい。このように、トラック溝２２を複数円弧形状としても、外輪２３のトラック溝２２や内輪２６のトラック溝２５に大面積部３１、３１ａ、４１、４１ａ、５１、５２を設けることができ、これらによって、トラック溝２２、２５の開口側や奥側からの内外輪２６、２３や保持器（ケージ）２８の破損を防止できる。
【００６１】
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、ボール２７の数は各実施形態においては６個であったが、６個に限るものではなく、８個等であってもよい。また、外輪２３のトラック溝２２においては、開口側及び奥側に大面積部位を設けてもよく、内輪２６のトラック溝２５において、開口側と奥側のどちらか一方に大面積部位を設けたものであってもよい。なお、形成される隙間３５、５３、５４等の大きさとしても、ボール２７による荷重がゼロ又は、微小に、あるいは、緩和できる範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態を示す固定式等速自在継手の要部断面図である。
【図２】前記固定式等速自在継手の外輪のトラック溝のイメージ図である。
【図３】前記固定式等速自在継手のボールの配置状態を示す簡略図である。
【図４】前記固定式等速自在継手の作動角をとった状態の要部断面図である。
【図５】前記固定式等速自在継手の外方部材の要部断面図である。
【図６】前記固定式等速自在継手の第１変形例を示す外輪のトラック溝のイメージ図である。
【図７】前記固定式等速自在継手の第２変形例を示す外輪のトラック溝のイメージ図である。
【図８】前記固定式等速自在継手の第３変形例を示す外輪のトラック溝のイメージ図である。
【図９】前記固定式等速自在継手の内輪のトラック溝のイメージ図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示す固定式等速自在継手の要部断面図である。
【図１１】従来の固定式等速自在継手の要部断面図である。
【図１２】従来の外輪のトラック溝のイメージ図である。
【図１３】従来の内輪のトラック溝のイメージ図である。
【図１４】従来の固定式等速自在継手の外輪の要部断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
２１   内球面
２２   トラック溝
２４   外球面
２５   トラック溝
２７   ボール
【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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【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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