(57)【要約】【課題】過大トルクが発生した際にはトルク開放状態になって、継手自体や周辺部材の破損を未然に防止しながら、継手寸法や重量の増加を抑え、メンテナンスや復旧作業を改善することが可能な等速自在継手を提供する。【解決手段】前記外側継手部材はが、装置側部材に連結されるフランジ部材に装着されるとともに円筒形状の外周側部材と、内径面にトラック溝が形成されて前記外周側部材に連設される内周側部材とを有し、前記外周側部材の外周側に、過大トルク発生時に、外側継手部材と前記フランジ部材との間の転動体、ケージ、及び内側継手部材が空転状態となってトルクを開放するトルクリミッタを有配設する。トルクリミッタが、フランジ部材に設けられた凹部に、先端部が挿脱可能なプランジャーと、プランジャーを押圧してその先端部を凹部に対して嵌入して係合させるバネ部材とを有する。【選択図】図１
2017048880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径面にトラック溝を有する外側継手部材と、外径面にトラック溝を有する内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手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転動体としてのボールと、外側継手部材の内径面と内側継手部材の外径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等速自在継手であって、
前記外側継手部材は装置側部材に連結されるフランジ部材に装着されるとともに過大トルク発生時に、外側継手部材と前記フランジ部材との間のトルクを開放するトルクリミッタを有し、このトルクリミッタが、前記フランジ部材に設けられた凹部に、先端部が挿脱可能なプランジャーと、プランジャーを押圧してその先端部を前記凹部に対して嵌入して係合させるバネ部材とを有することを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記バネ部材の押圧力、プランジャーの先端部形状、配設されるトルクリミッタの数に基づいてトルク開放する値を制御する制御手段を備えたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項３】
前記トルクリミッタのバネ部材は、過大トルクの非負荷状態で、プランジャーの先端部が凹部に係合する状態に自動復帰する押圧力を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記トルクリミッタのプランジャーの先端部が、円筒形状、テーパ形状、あるいは円弧形状の中から選択されるいずれかの形状であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
プランジャーが、機械構造用炭素鋼又はクロムモリブデン鋼材にて構成され、高周波焼入焼戻又は浸炭焼入焼戻の硬化処理が施されてなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記フランジ部材の短円筒部に設けられた凹部の内面が、テーパ面形状あるいは円弧形状であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
少なくとも、前記フランジ部材の短円筒部に設けられた凹部の内面が、機械構造用炭素鋼又はクロムモリブデン鋼材にて構成され、高周波焼入焼戻又は浸炭焼入焼戻の硬化処理が施されてなることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記外側継手部材が、円筒形状の外周側部材と、内径面にトラック溝が形成されて前記外周側部材に連設される内周側部材とを有し、前記外周側部材の外周側に前記トルクリミッタを配設したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に関し、特に、産業機械（鉄鋼、製紙、又は建設機械等）の駆動装置における動力伝達機構（回転伝達部）に用いられる等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４と図１５は産業機械の駆動装置における動力伝達機構に用いられる等速自在継手の一例を示し、この等速自在継手は、内径面１にトラック溝２を有する外側継手部材３と、外径面４にトラック溝５を有する内側継手部材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の内径面１と内側継手部材６の外径面４との間に介在してボール７を保持するケージ９とを備える。ケージ９の外周面９ａの曲率中心Ｏ１と内周面９ｂの曲率中心Ｏ２とが、継手の角度中心Ｏに対し、軸方向に逆方向にオフセットしている。
【０００３】
また、外側継手部材３はフランジ部材１０に固着される。すなわち、フランジ部材１０は、短円筒部１０ａと、この短円筒部１０ａの一方の開口部に連設される外鍔部１０ｂとからなる。また、外側継手部材３のフランジ部材側の端部に嵌合用切欠部３ａが設けられ、この嵌合用切欠部３ａにフランジ部材１０の短円筒部１０ａの反外鍔部側の外径側端部が嵌合し、この状態で、溶接接合にてフランジ部材１０と外側継手部材３とが一体化される。なお、図１４において、Ｓは溶接部を示している。
【０００４】
図１６は図１４と図１５に示す等速自在継手をシャフト２０に連結した状態を示す。シャフト２０は、大径本体部２０ａと、小径端部２０ｂとを有し、小径端部２０ｂの端部には雄スプライン２１が形成されている。また、内側継手部材６の軸心孔の内径面に雌スプライン２２が形成され、内側継手部材６の軸心孔に雄スプライン２１が嵌入されて、雄スプライン２１と雌スプライン２２が嵌合する。
【０００５】
また、シャフト２０の端面には、内側継手部材６の継手奥側の端面に当接するストッパ２３が、シャフト２０の端面に螺着されるボルト部材２４を介して装着されている。また、雌スプライン２２の基端側には周方向凹溝が形成され、この周方向凹溝に止め輪２５が装着されている。
【０００６】
外側継手部材３の開口部は、密封装置３０にて塞がれている。密封装置３０は、ゴム材料又は樹脂材料等の可撓性材料にて構成されるブーツ３１と、金属製のアダプタ３２とからなる。ブーツ３１は、大径部３１ａと、小径部３１ｂと、大径部３１ａと小径部３１ｂとを連結する断面略Ｕ字形の屈曲部３１ｃとを備える。
【０００７】
アダプタ３２は、外側継手部材３の開口端部に装着される装着部３２ａと、この装着部３２ａから他方の継手側に伸びる短円筒部３２ｂとからなる。装着部３２ａは嵌合凹部３３が設けられ、この嵌合凹部３３に外側継手部材３の開口部が嵌合する。そして、外側継手部材３に螺着するボルト部材３４を介してこのアダプタ３２が外側継手部材３に取り付けられる。短円筒部３２ｂに、ブーツ３１の大径部３１ａが外嵌され、この大径部３１ａにブーツバンド３５を締め付ける。これによって、アダプタ３２とブーツ３１とが固着される。また、ブーツ３１の小径部３１ｂがシャフト２０のブーツ装着部３６に外嵌され、この小径部３１ｂにブーツバンド３５を締め付ける。これによって、シャフト２０とブーツ３１とが固着される。
【０００８】
フランジ部材１０には、図示省略の装置固定用軸部材に連結される。すなわち、装置固定用軸部材のフランジ部とこのフランジ部材１０とが、固着具（ボルト・ナット結合）３６を介して連結される。
【０００９】
図１４等に示すような等速自在継手（摺動型等速自在継手）を、産業機械の駆動装置として回転伝達部に適用した際に、駆動時に設備周辺部材の過負荷により過大トルクが発生し、継手や周辺部材が破損する場合がある。
【００１０】
すなわち、産業機械用の等速自在継手は、図１７に示すように、稼動中の多くの時間(図１７のＡ〜Ｄ部)はほぼ一定のトルクで回転しているが、駆動時に設備周辺部材の過負荷により過大トルクが発生し、継手や周辺部材が破損する場合がある。図１７では、過大トルクは、Ａ部の前、Ａ部とＢ部との間、Ｂ部とＣ部との間、及びＣ部とＤ部との間において過大トルクが発生している。
【００１１】
そこで、従来には、非特許文献１に記載のように、圧延機に用いるロール駆動用等速自在継手において、瞬間的な過大トルクの発生した場合に等速自在継手に作用するトルク伝達を瞬時に開放するために、トルクリミッタを用いたものがある。この非特許文献１には、シャーピン式トルクリミッタおよび油圧拡張式トルクリミッタが開示されている。
【００１２】
シャーピン式トルクリミッタは、ピン(金属材料)のせん断によりトルク開放を行うものである。油圧拡張式トルクリミッタは、油圧拡張室を設けた円筒穴フランジと円筒軸フランジを結合させ、その両端を軸受で支持するものである。すなわち、油圧拡張室へ油を封入および開放することにより、円筒穴フランジと円筒軸フランジの接触面の静摩擦力を変化させて伝達トルクを制御するものである。
【００１３】
トルクリミッタとしては、他に、ボールクラッチ型トルクリミッタがある。このボールクラッチ型トルクリミッタは、スプリング力で穴に押し込まれ、ボールにトルクが伝達されるものである。設定値以上のトルク（過大トルク）がかかると、スプリング力に抗してボールが穴から脱出してフリー回転状態とする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】JTEKT  Engineering  Journal No.1004(2007)  Ｐ７８〜Ｐ８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
シャーピン式トルクリミッタでは、せん断破壊は材料強度に支配されるため、作動時のせん断トルクのばらつきは大きい。また、メンテナンス面では，丸棒の応力集中部に金属疲労が蓄積されるので、定期的なシャーピンの交換が必要である。さらに作動後の復旧時にはシャーピン組込み部の手入れなどが必要でありメンテナンスに多大な時間を要する。
【００１６】
油圧拡張式トルクリミッタは、シャーピン式トルクリミッタに比べメンテナンス性に優れるが、継手以外の部材に円筒穴フランジと円筒軸フランジを設け油圧管理する制御装置が必要のため構造が複雑になり、継手寸法及び重量が増加する上、大幅なコストアップに繋がる。
【００１７】
ボールクラッチ型トルクレリーサは、トルク伝達部位であるボールと凹部との接触位置によってトルク開放する値が大きく変動するため、過負荷時にトルク開放する設定値を管理しにくい。また、シャーピン式トルクリミッタ同様、過大トルクが発生した際に回転部材が空転するため回転部材を軸受で支持する必要があり、継手寸法及び重量が増加する。
【００１８】
そこで、本発明は、過大トルクが発生した際にはトルク開放状態になって、継手自体や周辺部材の破損を未然に防止しながら、継手寸法や重量の増加を抑え、メンテナンスや復旧作業を改善することが可能な等速自在継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の等速自在継手は、内径面にトラック溝を有する外側継手部材と、外径面にトラック溝を有する内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する転動体としての複数のボールと、外側継手部材の内径面と内側継手部材の外径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等速自在継手であって、前記外側継手部材は装置側部材に連結されるフランジ部材に装着されるとともに過大トルク発生時に、外側継手部材と前記フランジ部材との間のトルクを開放するトルクリミッタを有し、このトルクリミッタが、前記フランジ部材に設けられた凹部に、先端部が挿脱可能なプランジャーと、プランジャーを押圧してその先端部を前記凹部に対して嵌入して係合させるバネ部材とを有するものである。
【００２０】
本発明の等速自在継手では、トルク伝達経路が、転動体としてのボール→内周側部材→→外周側部材→トルクリミッタ→フランジ部材で行われる。この際、過大トルク(予め設定される値であり、等速自在継手自体やこの等速自在継手の周辺部材が破損するおそれがあるトルク)が発生するとバネ部材の反力に抗してプランジャーが凹部から脱出し、外側継手部材・転動体(ボール)・ケージ・内側継手部材が空転し、トルク開放する。
【００２１】
前記バネ部材の押圧力、プランジャーの先端部形状、配設されるトルクリミッタの数に基づいてトルク開放する値が制御されるものが好ましい。
【００２２】
前記トルクリミッタのバネ部材は、過大トルクの非負荷状態で、プランジャーの先端部が凹部に係合する状態に自動復帰する押圧力を有するのが好ましい。
【００２３】
前記トルクリミッタのプランジャーの先端部が、円筒形状、テーパ形状、あるいは円弧形状の中から選択されるいずれかの形状であってもよい。また、プランジャーが、機械構造用炭素鋼又はクロムモリブデン鋼材にて構成され、高周波焼入焼戻又は浸炭焼入焼戻の硬化処理が施されてなるのが好ましい。さらには、前記フランジ部材の短円筒部に設けられた凹部の内面が、テーパ面形状あるいは円弧形状であるように設定できる。
【００２４】
少なくとも、前記フランジ部材の短円筒部に設けられた凹部の内面が、機械構造用炭素鋼又はクロムモリブデン鋼材にて構成され、高周波焼入焼戻又は浸炭焼入焼戻の硬化処理が施されてなるのが好ましい。
【００２５】
前記外側継手部材が、円筒形状の外周側部材と、内径面にトラック溝が形成されて前記外周側部材に連設される内周側部材とを有し、前記外周側部材の外周側に前記トルクリミッタを配設したものであってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、外周側部材の外周側にトルクリミッタを配設したので、等速自在継手自体の寸法や重量の増加を抑えることができて、等速自在継手自体や周辺部材の過大トルク発生による破損を防止できる。
【００２７】
トルク開放する値を制御するものでは、安定したトルク開放を行うことができ、等速自在継手自体や周辺部材の破損を有効に防止でき、耐用性に優れたものとなる。
【００２８】
トルクリミッタのバネ部材は、過大トルクの非負荷状態で、プランジャーの先端部が凹部に係合する状態に自動復帰する押圧力を有するのが好ましい。このように、自動復帰するものでは、メンテナンスや復旧作業の時間短縮を図ることができるとともに、作業性及びコスト等の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の等速自在継手の断面図である。
【図２】図１の等速自在継手のトルク負荷時の一部を断面で示す正面図である。
【図３】図１の等速自在継手の側面図である。
【図４】図１の等速自在継手のトルク開放時の一部を断面で示す正面図である。
【図５】第１のトルクリミッタの断面図である。
【図６】第１のトルクリミッタのプランジャーの拡大正面図である。
【図７】図６のＸ１矢印図である。
【図８】図６のＸ２矢印図である。
【図９】第１のトルクリミッタを示し、（ａ）はトルク負荷時の断面図であり、（ｂ）はトルク開放時の断面図であり、（ｃ）は自動復帰時の断面図である。
【図１０】第２のトルクリミッタを示し、（ａ）はトルク負荷時の断面図であり、（ｂ）はトルク開放時の断面図であり、（ｃ）は自動復帰時の断面図である。
【図１１】第３のトルクリミッタの断面図である。
【図１２】第４のトルクリミッタの断面図である。
【図１３】第５のトルクリミッタの断面図である。
【図１４】従来の等速自在継手の断面図である。
【図１５】図１４の等速自在継手の正面図である。
【図１６】図１４の等速自在継手を産業機械に組み込んだ状態の断面図である。
【図１７】等速自在継手に負荷するトルクパターンを示すグラフ図である。
【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１３に基づいて説明する。
【００３１】
図１〜図４は本発明に係る等速自在継手を示し、この等速自在継手は、内径面５１にトラック溝５２を有する外側継手部材５３と、外径面５４にトラック溝５５を有する内側継手部材５６と、外側継手部材５３のトラック溝５２と内側継手部材５６のトラック溝５５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール５７と、外側継手部材５３の内径面５１と内側継手部材５６の外径面５４との間に介在してボール５７を保持するケージ５９とを備える。
【００３２】
ケージ５９の外周面５９ａの曲率中心Ｏ１と内周面５９ｂの曲率中心Ｏ２とが、継手の角度中心Ｏに対し、軸方向に逆方向にオフセットしている。すなわち、この等速自在継手は、いわゆるダブルオフセットタイプの摺動式等速自在継手である。
【００３３】
この外側継手部材５３は、円筒形状の外周側部材６０と、内径面５１にトラック溝５２が形成された内周側部材６１とを有する。この場合、外周側部材６０の内周側部材６１側の端面の内径側に周方向切欠部６２が設けられ、この周方向切欠部６２に内周側部材６１の外周側部材６０側の外径側端部６３が嵌合し、この状態で、溶接等の接合手段にて外周側部材６０と内周側部材６１とは接合一体化される。図１において、Ｓは溶接部を示している。
【００３４】
外側継手部材５３の外周側部材６０はフランジ部材６５に装着される。すなわち、フランジ部材６５は、短円筒部６５ａと、この短円筒部６５ａの一方の開口部に連設される外鍔部６５ｂとからなる。短円筒部６５ａに外周側部材６０が外嵌されている。フランジ部材６５には、図示省略の装置側部材に連結される。すなわち、装置側部材のフランジ部とこのフランジ部材６５とが、固着具（ボルト・ナット結合）６４を介して連結される。
【００３５】
また、外周側部材６０の外周側に同一周方向に沿って所定ピッチ（図例では、９０°ピッチ）でトルクリミッタ６６が配設されている。トルクリミッタ６６は、図５に示すように、プランジャー６７と、このプランジャー６７をその先端側へ弾性的に押圧するバネ部材６８とを備える。バネ部材６８はケーシング６９に収容される。ケーシング６９は、貫通穴７０が形成された上壁６９ｃを有する筒体からなる本体部６９ａと、その本体部６９ａの下方外周部から外径側へ突出する外鍔部６９ｂとからなる。
【００３６】
プランジャー６７は、第１軸部６７ａと、この第１軸部６７ａに外鍔部６７ｂを介して連設される第２軸部６７ｃとからなる。第１軸部６７ａは、図６および図７に示すように、円柱形状体からなり、外鍔部６７ｂは円盤形状体からなり、第２軸部６７ｃは、図６および図８に示すように、角柱形状体（四角柱形状体）からなる。また、第２軸部６７ｃは、その先端面に切欠部が形成され、先端部がテーパ形状とされている。すなわち、先端部にテーパ面７１ａを有するテーパ部７１が形成される。このテーパ面７１ａのテーパ角度θとして、例えば、鋭角、すなわち０°より９０°より小さい角度に設定できる。
【００３７】
そして、外側継手部材５３の外周側部材６０には、図５に示すように、プランジャー６７の第２軸部６７ｃが貫通する孔部７２が設けられている。このため、プランジャー６７は、その外鍔部６７ｂがケーシング６９の本体部６９ａに収容され、また、バネ部材６８は、プランジャー６７の第１軸部６７ａに外嵌された状態で、本体部６９ａの上壁６９ｃとプランジャー６７の外鍔部６７ｂとの間に介在される。このため、プランジャー６７はその外鍔部６７ｂが内径側へ押圧され外側継手部材５３の外周側部材６０の外径面に当接することになり、第２軸部６７ｃの先端のテーパ部７１が外周側部材６０の内径面よりも内径側に突出する。
【００３８】
ケーシング６９の外鍔部６９ｂには貫孔７３が設けられるとともに、この貫孔７３に対応して、外周側部材６０にねじ孔７４が設けられている。このため、ケーシング６９の外鍔部６９ｂには貫孔７３にボルト部材７５を挿入して、ねじ孔７４に螺合することによって、ケーシング６９を外周側部材６０に取り付けることができる。
【００３９】
また、フランジ部材６５の短円筒部６５ａには、図１と図２に示すように、プランジャー６７の先端部、つまりテーパ部７１が挿脱可能な凹部７７が設けられている。この場合、図９（ａ）等に示すように、プランジャー６７の外鍔部６７ｂが外周側部材６０の外径面に当接した状態で、プランジャー６７の先端部が嵌入した状態では、プランジャー６７の先端面７１ｂが凹部７７の底面７７ａに接触せず、かつ、図９（ｃ）に示すように、自動復帰時(過大トルクが負荷されない初期状態では、プランジャー６７のテーパ部７１の反テーパ面側の端面７１ｄが凹部７７の側面７７ｃに当接する状態となる。
【００４０】
外周側部材６０の外周面には周方向凹溝８０が形成され、この周方向凹溝８０に前記凹部７７が形成される。この場合、図５に示すように、周方向凹溝８０の幅寸法をＨとし、プランジャー６７のテーパ部７１の幅寸法をｈとした際には、Ｈ＞ｈとする。なお、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、凹部７７のプランジャー６７のテーパ面７１ｃに対応する側面７７ｂ及び反テーパ面に対応する側面７７ｃの開口端にはアール部７８、７９が形成されている。
【００４１】
この等速自在継手において、トルク負荷時には、図９（ａ）に示すように、外周側部材６０に対してフランジ部材６５の短円筒部６５ａが矢印方向にズレることになる。このため、プランジャー６７のテーパ部７１が、凹部７７の側面７７ｂのアール部７８に当接する。
【００４２】
従って、前記のように構成された等速自在継手では、トルク伝達経路が、転動体としてのボール５７→内周側部材６１→外周側部材６０→トルクリミッタ６６のプランジャー６７→フランジ部材６５で行われる。このため、図１７に示すような過大トルクが発生していない状態では、図９（ａ）に示すように、プランジャー６７のテーパ部７１が、凹部７７の側面７７ｃのアール部７８に当接する状態を維持することができる。
【００４３】
しかしながら、図１７に示すように、過大トルクが発生すると、プランジャー６７のテーパ面７１ａがアール部７８を摺動することになって、バネ部材６８の弾性力に抗してプランジャー６７を押し上げ、図９（ｂ）に示すように、プランジャー６７の先端面７１ｂが外周側部材６０の周方向凹溝８０に乗り上げることになる。この状態では、外側継手部材５３・転動体(ボール)５７・ケージ５９・内側継手部材５６が空転するトルク開放状態となる。
【００４４】
トルク開放された後、プランジャー６７は、周方向凹溝８０によって、軸方向の作動が拘束され、運転時に、外周側部材６０のフランジ部材６５からの脱落を防止する。そして、凹部７７とプランジャー６７とが円周同位相になれば、図９（ｃ）に示すように、プランジャー６７の先端部のテーパ部７１が凹部７７に嵌入する初期状態に戻る。すなわち、過大トルクの負荷が解除されれば、自動復帰してトルク伝達を再開する。
【００４５】
次に図１０は、プランジャー６７の先端部のテーパ部７１として、２つのテーパ面７１ａ、７１ｃを有するものである。このため、図１０（ａ）に示すように、過大でないトルク負荷状態では、プランジャー６７の先端部のテーパ部７１が凹部７７に嵌入して、一方のテーパ面７１ａが凹部７７の側面７７ｂのアール部７８に当接するとともに、他方のテーパ面７１ｃが凹部７７の側面７７ｃのアール部７９に当接する。なお、この状態では、プランジャー６７の先端面７１ｂは凹部７７の底面７７ａには接触しない。
【００４６】
そして、過大トルクが発生した場合、プランジャー６７のテーパ面７１ａ（７１ｃ）がアール部７８（７９）を摺動することになって、バネ部材６８の弾性力に抗してプランジャー６７を押し上げ、最終的に、図１０（ｂ）に示すように、プランジャー６７の先端面７１ｂがフランジ部材６５の短円筒部６５ａの外周面に形成される周方向凹溝８０に乗り上げることなって、トルク開放状態となる。
【００４７】
そして、凹部７７とプランジャー６７とが円周同位相になれば、図１０（ｃ）に示すように、プランジャー６７の先端部のテーパ部７１が凹部７７に嵌入する初期状態に戻る。すなわち、過大トルクの負荷が解除されれば、自動復帰してトルク伝達を再開する。
【００４８】
図１１のプランジャー６７の先端部として、一対の対向する凸曲面８１ａ、８１ｃを備えた先細形状部８１が形成されている。この場合も、過大でないトルク負荷状態では、プランジャー６７の先端部の先細形状部８１が凹部７７に嵌入して、一方の凸曲面８１ａが凹部７７の側面７７ｂのアール部７８に当接するとともに、他方の凸曲面８１ｃが凹部７７の側面７７ｃのアール部７９に当接する。なお、この状態では、プランジャー６７の先端面８１ｂは凹部７７の底面７７ａには接触しない。
【００４９】
この場合でも、過大トルクが発生した場合、プランジャー６７の凸曲面８１ａ（８１ｃ）がアール部７８（７９）を摺動することになって、バネ部材６８の弾性力に抗してプランジャー６７を押し上げ、最終的に、プランジャー６７の先端面８１ｂが外周側部材６０の外周面に形成される周方向凹溝８０に乗り上げることなって、トルク開放状態となる。
【００５０】
凹部７７とプランジャー６７とが円周同位相になれば、プランジャー６７の先細形状部８１が凹部７７に嵌入する初期状態に戻る。すなわち、過大トルクの負荷が解除されれば、自動復帰してトルク伝達を再開する。
【００５１】
図１２と図１３では、プランジャー６７の第２軸部６７ｃの先端部には、テーパ部７１や先細形状部８１が形成されず、単に、先端角部に面取部８２を形成したものである。そして、図１２では、凹部７７の側面７７ｂ、７７ｃをそれぞれ傾斜面とし、凹部７７の断面形状を内径側よりも外径側が拡大する台形形状としている。また、図１３では、凹部７７の側面７７ｂ、７７ｃをそれぞれ凹曲面とし、先端には端面を設けない形状としている。
【００５２】
このため、図１２と図１３に示すものであっても、第２軸部６７ｃの先端部の面取部８２が側面７７ｂ、７７ｃに当接して、トルク伝達可能状態となり、過大トルクが発生した場合、プランジャー６７の面取部８２が側面７７ｂ、７７ｃを摺動することになって、バネ部材６８の弾性力に抗してプランジャー６７を押し上げ、最終的に、プランジャー６７の先端面７１ｂが外周側部材６０の外周面に形成される周方向凹溝８０に乗り上げることになって、トルク開放状態となる。
【００５３】
ところで、図９に示すトルク負荷方向を正回転とすれば、この図１０〜図１３に示すものでは、図９に示すトルク負荷方向とは逆のトルク負荷方向であっても対応することができる。すなわち、図１０〜図１３に示すものでは、正逆回転に対応できる。
【００５４】
本発明では、外周側部材６０の外周側にトルクリミッタ６６を配設したので、等速自在継手自体の寸法や重量の増加を抑えることができて、等速自在継手自体や周辺部材の過大トルク発生による破損を防止できる。
【００５５】
また、この等速自在継手では、前記バネ部材６８の押圧力、プランジャー６７の先端部形状、配設されるトルクリミッタ６６の数に基づいてトルク開放する値が制御されることになる。トルク開放する値を制御するものでは、安定したトルク開放を行うことができ、等速自在継手自体や周辺部材の破損を有効に防止でき、耐用性に優れたものとなる。
【００５６】
トルクリミッタ６６のバネ部材６８は、過大トルクの非負荷状態で、プランジャー６７の先端部が凹部７７に係合する状態に自動復帰する押圧力を有するように設定している。このように、自動復帰するものでは、メンテナンスや復旧作業の時間短縮を図ることができるとともに、作業性及びコスト等の改善を図ることができる。
【００５７】
この等速自在継手では、内側継手部材５６及びケージ５９は材料、製造方法、寸法形状、硬度、表面粗さ等、要求項目は周知であり、既存技術として適用することができ、低コスト化を図ることができる。
【００５８】
プランジャー６７と外周側部材５３の孔部７２及び凹部７７はトルク伝達部位であり、かつプランジャー６７を円周あるいは径方向に円滑に摺動させる必要がある。このため、これらとしては、寸法精度，表面粗さ，硬度、加工性、強度面に優れる材料、例えば機械構造用炭素鋼やクロムモリブデン鋼材を選定し、熱処理として高周波焼入焼戻や浸炭焼入焼戻を施すことが望ましい。
【００５９】
また、凹部７７の側面７７ｂ、７７ｃの開口端にアール部７８，７９を設けたことにより、プランジャー６７からの接触応力による割損や亀裂等の発生を避けることは可能となる。なお、アール部７８、７９に代えてチャンファ部を設けてもよいが、アール部７８，７９に比べて割損や亀裂等の発生を避ける効果が小さい。
【００６０】
前記トルクリミッタ６６のプランジャー６７の先端部が、円筒形状、テーパ形状、あるいは円弧形状の中から選択されるいずれかの形状とすることができ、設計性に優れる。
【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、トルクリミッタ６６の数は、前記したように、トルク開放する値を制御するための一つのパラメータであるので、増減は可能である。また、トルクリミッタ６６のバネ部材６８として、前記実施形態では、皿バネを用いたが、他のコイルバネ等であってもよい。図６に示すようにプランジャー６７が１個のテーパ面７１ａを有するものでは、テーパ面７１ａの配置位置をトルク負荷方向によって調整することができる。また、実施形態では、外側継手部材５３は、円筒形状の外周側部材６０と、内径面５１にトラック溝５２が形成された内周側部材６１とを有するタイプについて説明したが、これに限らず、この外側継手部材は、外周側部材と内周側部材とが一体構造のものであっても良い。
【００６２】
等速自在継手として、前記実施形態では、ダブルオフセット型（ＤＯＪ）の摺動式等速自在継手を示したが、バーフィールド型（ＢＪ）、アンダーカットフリー型（ＵＪ）等の固定式であってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
５１   内径面
５２   トラック溝
５３   外側継手部材
５４   外径面
５５   トラック溝
５６   内側継手部材
５７   ボール
５９   ケージ
６０   外周側部材
６１   内周側部材
６５   フランジ部材
６５ａ 短円筒部
６５ｂ 外鍔部
６６   トルクリミッタ
６７   プランジャー
６８   バネ部材
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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