(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定式等速比自在継手であって、
回転軸線（１６）を有する中空形状の外側継手部材（１０）にして、外側継手部材の内部で該軸線を中心に円周方向に離間し該軸線に対する子午平面内に延びる中心線を有する複数の少なくとも部分的に弧状の軌道（１７）と、前記軌道の間に画成されて外側継手部材と一体であり半径方向内側を向いた表面を有するランド部（１８）とを有する外側継手部材（１０）と、
外側継手部材内に配置されて回転軸線を有する内側継手部材（１１）にして、内側継手部材の外面に設けられ内側継手部材の回転軸線に対する子午平面内に延びる中心線を有し外側継手部材の軌道（１７）と対向対を成して対向する複数の少なくとも部分的に弧状の軌道（１９）と、内側継手部材の軌道間に画成されて半径方向外側を向いたランド部（２３）とを有する内側継手部材（１１）と、
部材間のトルク伝達のために外側及び内側継手部材の対向する軌道（１７，１９）の各対に一つずつ配置される複数の球体（１３）と、
球体（１３）をそれぞれ収容して各球体（１３）をその中心が共通平面（Ｐ）内に在るように拘束する開口部（２０）を有し、内側及び外側継手部材（１１，１０）の間に配置され、外側及び内側継手部材のランド部表面とそれぞれ係合する外面及び内面（２２，２１）を有する保持器（１２）と、
外側継手部材の一方の端部（Ａ）に隣接した、保持器の外面（２１）と外側継手部材のランド部（１８）の対向面との第１の接触部（２７，３０，３４３，４０）にして、継手がトルクを伝達するとき接触し継手形状により保持器にかかる軸線方向力に抵抗する第１の接触部（２７，３０，３４３，４０）とを備え、
外側及び内側継手部材の軌道（１７，１９）及び/又は保持器の内面及び外面（２１，２２）の形状が、継手が屈曲すると前記共通平面（Ｐ）が各継手部材の回転軸線間の角度を略二等分するように構成された固定（即ち非プランジング式）等速比自在継手において、
継手が非屈曲位置に在るとき外側継手部材の前記軌道（１７）間に画定された前記ランド部表面の各々に、前記共通平面（Ｐ）を含む切除部（２５，３２，３３，３６，４２）が設けられており、
各切除部が、トルクを伝達するための継手の屈曲及び使用時には、前記保持器の対向する外面と接触せず且つランド部（１）の円周方向幅全体に亘って延びる表面部（３２，３３；３７，３８，３９；４３〜４７）を備え、
前記保持器の軸線方向の遊びを制限するために、前記ランド部（１８）の対向面と保持器の外面（２１）との間に第２の接触部（１２７，３１，３５，４１）を設け、
該第２の接触部が、前記切除部（２５，３２，３３，３６，４２）により第１の接触部から軸線方向に離間配置されており、
更に、前記外側継手部材上の第１の接触面部（２７，３２，３４，４０）及び第２の接触面部（１２７，３３，３５，４１）のそれぞれが、部分球面であることを特徴とする固定式等速比自在継手。
【請求項２】
固定式等速比自在継手であって、
回転軸線（１６）を有する中空形状の外側継手部材（１０）にして、外側継手部材の内部で該軸線を中心に円周方向に離間し該軸線に対する子午平面内に延びる中心線を有する複数の少なくとも部分的に弧状の軌道（１７）と、前記軌道の間に画成されて外側継手部材と一体であり半径方向内側を向いた表面を有するランド部（１８）とを有する外側継手部材（１０）と、
外側継手部材内に配置されて回転軸線を有する内側継手部材（１１）にして、内側継手部材の外面に設けられ内側継手部材の回転軸線に対する子午平面内に延びる中心線を有し外側継手部材の軌道（１７）と対向対を成して対向する複数の少なくとも部分的に弧状の軌道（１９）と、内側継手部材の軌道間に画成されて半径方向外側を向いたランド部（２３）とを有する内側継手部材（１１）と、
部材間のトルク伝達のために外側及び内側継手部材の対向する軌道（１７，１９）に各対に一つずつ配置される複数の球体（１３）と、
球体（１３）をそれぞれ収容して各球体（１３）をその中心が共通平面（Ｐ）内にあるように拘束する開口部（２０）を有し、内側及び外側継手部材（１１，１０）の間に配置され、外側及び内側継手部材のランド部表面とそれぞれ係合する外面及び内面（２２，２１）を有する保持器（１２）と、
外側継手部材の一方の端部（Ａ）に隣接した、保持器の外面（２１）と外側継手部材のランド部（１８）の対向面との第１の接触部（２７，３０，３４３，４０）にして、継手がトルクを伝達するとき接触し継手形状により保持器にかかる軸線方向力に抵抗する第１の接触部（２７，３０，３４３，４０）とを備え、
外側及び内側継手部材の軌道（１７，１９）及び/又は保持器の内面及び外面（２１，２２）の形状が、継手が屈曲すると前記共通平面（Ｐ）が各継手部材の回転軸線間の角度を略二等分するように構成された固定式等速比自在継手において、
継手が非屈曲位置に在るとき、外側継手部材の前記軌道（１７）間に画定された前記ランド部表面の各々に、前記共通平面（Ｐ）を含む切除部（２５，３２，３３，３６，４２）が設けられ、
各切除部が、トルクを伝達するための継手の屈曲及び使用時には保持器の対向する外面と接触しない外側継手部材の表面部（３２，３３；３７，３８，３９；４３〜４７）を備え、
該表面部が、段差（２６）を形成する前記表面の縦断面での傾斜の急な変化により隣接した第１の接触面部（２７）から離間されるか或いは隣接する第１の接触面部（３０）の表面とは異なる曲率半径を有する表面部（３２，３３）により画定され、
前記表面部が、更に、前記第１の接触面部（２７）の表面と接するか、或いは縦断面で直線状の表面部（４３，４４）であるか、或いは縦断面で湾曲した変曲面（３７，３８）にて隣接した第１の接触部の表面に会合する表面により画定され、
各切除部がランド部を画成する軌道（１７）間のランド部（１８）の円周方向の幅全体に亘り延び、保持器の軸線方向の遊びを制限するために外側継手部材のランド部（１８）の対向面と保持器の外面（２１）との間に第２の接触部（１２７，３１，３５，４１）を設け、
該第２の接触部が切除部（２５，３２，３３，３６，４２）により第１の接触部から軸線方向に離間配置されており、
更に、前記外側継手部材上の第１の接触面部（２７，３２，３４，４０）及び第２の接触面部（１２７，３３，３５，４１）のそれぞれが、部分球面であることを特徴とする固定式等速比自在継手。
【請求項３】
外側継手部材上のランド部（１８）の表面の前記第１及び第２の接触部（２７：３２，３３；３４；３５；４０；４１；１２７）が焼入れされ、
前記ランド部（１８）が焼入れされる前に該ランド部の表面に前記切除部（２５，３２，３３，３６，４２）を形成し、
焼入れ後、前記焼入れにより生じたスケールを任意に除去する以外は、切除部を設けた表面に金属除去処理を施さないことを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の継手。
【請求項４】
外側継手部材上の第１及び第２の接触面部（２７，３２，３４，４０；１２７，３３，３５，４１）が、外側継手部材の回転軸線（１６）上に中心を有する同一の部分球面上に位置することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の継手。
【請求項５】
ランド部表面の第１の接触部と第２の接触部とが、同一の部分球面又は回転面上に位置しないことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の継手。
【請求項６】
保持器（２２）の外面と外側継手部材のランド部（１８）の表面のうち、前記ランド部表面のみが切除部を有することを特徴とする請求の範囲第１〜５項の内の何れか１項に記載の継手。
【請求項７】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、１５０ミクロン以下であることを特徴とする請求の範囲第１〜６項の内の何れか１項に記載の継手。
【請求項８】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、５０〜１００ミクロンであることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の継手。
【請求項９】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、３０〜５０ミクロンであることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の継手。
【請求項１０】
請求の範囲第１〜９項の内の何れか１項に記載の等速比自在継手における焼入れされたランド部表面を有する外側継手部材であって、
前記部材のランド部（１８）内に、ランド部（１８）の表面が焼入れされる前に、前記切除部（２５，３２，３３，３６，４２）を形成し、
前記焼入れにより生じるスケールの任意の除去以外には、前記焼入れ後にランド部表面に金属除去処理を施さないことを特徴とする外側継手部材。
【請求項１１】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、１５０ミクロン以下であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の外側継手部材。
【請求項１２】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、５０〜１００ミクロンであることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の外側継手部材。
【請求項１３】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、３０〜５０ミクロンであることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の外側継手部材。
【請求項１４】
請求の範囲第１項〜第９項の内の何れか１項に記載の等速比自在継手における外側継手部材の製造方法であって、
前記部材用のブランク（５０）を形成し、
軌道（１７）、ランド部（１８）及び前記外側継手部材の前記ランド部表面内の切除部（２５，３２，３３，３６，４２）を、同時に或いは順次形成し、
次に、ランド部及び軌道の表面を焼入れすべく前記部材を熱処理するが、部材の焼入れ後は該焼入れにより生じるスケールの任意の除去の他は金属を除去するための別の処理を前記ランド部表面に施すことはないことを特徴とする製造方法。
【請求項１５】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、１５０ミクロン以下であることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の外側継手部材の製造方法。
【請求項１６】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、５０〜１００ミクロンであることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の外側継手部材の製造方法。
【請求項１７】
各切除部の深さが、切除部の両端のランド部表面に対して、３０〜５０ミクロンであることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の外側継手部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、固定（即ち非プランジング式）等速比自在継手であって、
回転軸線を有する中空形状の外側継手部材にして、外側継手部材の内部で該軸線を中心に円周方向に離間し該軸線に対する子午平面内に延びる中心線を有する複数の少なくとも部分的に弧状の軌道と、前記軌道の間に画成されて外側継手部材と一体であり半径方向内側を向いた表面を有するランド部とを有する外側継手部材と、
外側継手部材内に配置されて回転軸線を有する内側継手部材にして、内側継手部材の外面に設けられ内側継手部材の回転軸線に対する子午平面内に延びる中心線を有し外側継手部材の軌道と対向対を成して対向する複数の少なくとも部分的に弧状の軌道と、内側継手部材の軌道間に画成されて半径方向外側を向いたランド部とを有する内側継手部材と、
部材間のトルク伝達のために外側及び内側継手部材の対向する軌道の各対に一つずつ配置される複数の球体と、
球体をそれぞれ収容して各球体をその中心が共通平面内に在るように拘束する開口部を有して継手部材の間に配置され、保持器及び内側継手部材を軸線方向に位置決めするために対向するランド部表面とそれぞれ共働する外面及び内面を有する保持器とを備え、
外側及び内側継手部材の軌道及び/又は保持器の内面及び外面の形状が、継手が屈曲すると球体の中心を含む前記共通平面（二等分面）が各継手部材の回転軸線間の角度を略二等分するように構成された固定（即ち非プランジング式）等速比自在継手に関する。
かかる継手部材は、以下「上述した種類の継手」と呼ぶ。
〔従来技術〕
上述した種類の継手には、とりわけ、先に説明したように共通（二等分）平面を案内して継手の等速比動作特性を付与する継手部材の軌道及び/又は保持器の内外の面の構成に関して互いに異なる幾つかの類型がある。このような異なる類型の継手に共通な点は、保持器の外面と該保持器の面に対向する各ランド部の面との間の共働により保持器が継手内に軸線方向に位置決めされていることである。
理論的には、上述した種類の継手の場合、これらの共働する面は部分球面であるべきだし、共働する保持器の外面と外側継手部材のランド部の相補面の形状には極めて厳密な一致が存在すべきである（潤滑油膜のためにのみ十分な隙間が確保されている）。実際には、かかる厳密な一致は、通常の許容差内では達成するのが極めて難しい。
トルクが継手により伝達されるときは、継手内に作用する力により、保持器は継手の一方の端部の方に付勢されるが、該端部は、継手がその非屈曲位置に在るときの前記共通平面からの内側及び外側継手部材の軌道のずれのそれぞれの方向に応じて異なる。理論的には部分球面であるべきである保持器と外側継手部材のランド部の共働球状面が精密に研削されていない場合、継手内に作用する力により、保持器とランド部の共働面が楔作用により詰まる傾向が生じる。
かくして、例えば、外側継手部材のランド部の内側を向いた面が継手の縦断面で保持器の共働する外側を向いた面より大きい曲率半径を有するならば、継手は、初期詰まりの状態のまま保持器と共に動作する。その結果、熱が生じて摩耗が早まる。
この問題は、共働する対の一方又は両方の面を部品の回転軸線廻りの真の部分球面ではないように構成し、代わりにその湾曲中心がかかる軸線上には無くそこからずれた弧の前記軸線廻りの回転面を構成することにより克服することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、共働面を設けた各部品の端部領域でのみ互いに接触する共働面を得ることである。これを達成するため、ランド部の内側を向いた共働面の曲率半径は、保持器の外側を向いた共働面の曲率半径より縦断面で僅かに小さくすべきである。かかる曲率半径の差は大きすぎないことが重要であり、さもなければ、保持器と外側継手部材との間の接触面積が小さくなり、高圧力と早い摩耗を生じる。この表面の曲率半径の組み合わせにより、各面を同じ曲率半径に研削しようとする場合より製造許容誤差を大きくすることができるが、それでもなお、各面の形状の極めて厳密な許容精度の制御が必要であり、製造を困難にしている。
従って、本発明の目的は、この問題が克服され改善される上述した種類の自在継手を提供することである。
〔発明の開示〕
本発明によれば、継手が非屈曲位置に在るとき外側継手部材の前記軌道間に画定された前記ランド部表面の各々に、前記共通平面を含む切除部が設けられており、各切除部が、トルクを伝達するための継手の屈曲及び使用時には、前記保持器の対向する外面と接触せず且つランド部の円周方向幅全体に亘って延びる表面部を備え、前記保持器の軸線方向の遊びを制限するために、前記ランド部の対向面と保持器の外面との間に第２の接触部を設け、該第２の接触部が、前記切除部により第１の接触部から軸線方向に離間配置されてり、更に、前記外側継手部材上の第１の接触面部及び第２の接触面部のそれぞれが、部分球面である、上述した種類の継手が提供される。
外側継手部材のランド部表面の「切除部」とは、トルクを伝達するための継手の屈曲及び使用時に、保持器の対向する外面に接触しない外側継手部材ランド部の表面部分を意味する。この表面部分は、部品の表面の段差、即ち、縦断面での前記表面の傾斜の急激な変化により隣接した第１の接触面部から離間され、或いは隣接した第１の接触面部の表面とは異なる曲率半径を有して前記第１の接触面部に接し得る表面部により画成され、或いは縦断図で直線状であり、或いは縦断面で湾曲した変曲面にて隣接した第１の接触面の表面に会合する表面により画成される。
「縦断面」とは、継手がその非屈曲位置に在るときの継手の回転軸線を通る平面による断面を意味する。
上述した種類の継手の既存の構成では、保持器及び継手部材の不適切に形成された表面間にはかかる部品の軸線方向中間領域で、詰まりの問題の主たる原因となる接触が生じる。
本発明の別の態様によれば、継手がトルクを伝達しているときは保持器の外面と外側継手部材の対向するランド部表面との第１及び第２の焼入れ接触部が生じ、第１の接触部は継手の一方の端部に隣接して継手形状により保持器にかかる軸線方向力に抵抗すべく接触し、第２の接触部は保持器の軸線方向の遊びを制御し、更に、第１及び第２の接触面部の間には前記対向するランド部表面のそれぞれの円周方向の幅全体に亘り上記した切除部が設けられており、該切除部は継手がその非屈曲位置に在るときは共通平面を含んで位置し、前記切除部は前記ランド部表面が焼入れされる前に該表面内に形成されており、焼入れ後は該焼入れにより生じたスケールの任意の除去の他は切除部を設けた前記ランド部表面に対して金属除去処理を行わない、上述した種類の継手が提供される。
また、外側継手部材用のブランクを形成し、軌道、ランド部及び前記ランド部のそれぞれの表面内の上記した切除部を同時に或いは順次形成し、但し前記切除部はランド部の円周方向の幅全体に亘り延びると共に継手がその非屈曲位置に在るとき共通（二等分）平面を含んで位置し、次に、ランド部の表面を焼入れすべく部材を熱処理するが、部材の焼入れ後は該焼入れにより生じるスケールの任意の除去の他は金属を除去するための別の処理を前記ランド部表面に施すことはないことを特徴とする、上述した種類の継手の該継手における使用の準備の整った完成状態での外側継手部材の製造方法が提供される。
継手の様々な部分の間に切除部を設ける種々の提案が、従来より成されてきた。
かくして、日本国実用新案登録公開平３−１１２１２３号公報は、潤滑油溜めとして機能する切除部を内側部材及び/又は保持器の内面に設けたプランジング式の等速継手を記載している。
米国特許出願公開第５，４３３，６６８号公報は、外側継手部材内の保持器の軸線方向隙間がリング上の指部により調節され、各指部の端部が保持器の外面に係合し、リングが外側継手部材の開口端部で該部材のランド部に固定された、固定式のボール型等速継手を記載している。保持器だけが指部に接続しており、外部継手部材は接触していない。
米国特許出願公開第４，８２０，２４０号公報は、内側継手部材と保持器の対向面間に軸線方向の隙間が存在し、保持器と外側部材の対向面が球形の案内面と短い軸受面を構成する、固定式のボール型等速継手を記載している。
米国特許出願公開第４，１５６，３５３号公報は、保持器の外面と外側継手部材の対向するランド部表面のみが継手の開口端部近傍で接触し、内側継手部材の外面と保持器の内面のみが継手の閉鎖端部近傍で接触する、固定式のボール型等速継手を開示している。
これらの提案のいずれも、保持器の軸線方向の遊びを制御しながら上述した課題を解決していない。
本発明を具現する継手における切除部により、保持器／外側継手部材の可能接触領域は接触面部が必要とされる部分に限定され、外側継手部材に対する保持器の楔止め及び詰まりを防止すべく対向面に対して異なる曲率半径を付与するために極めて厳格な許容精度の必要性は回避される。これにより、製造が容易になると同時に、外側継手部材内のランド部表面の球形を形成する際に部品の異なる部分から除去すべき素材量の差に対処する能力が助長される。
かくして、本発明を具現する継手の縦断面においては、外側継手部材と保持器の接触面部の形状の重要性は低くなる。接触面部は、正に部分球面として構成することができ、楔止めの問題を回避しながら比較的大きい表面積に亘りその間の接触が得られる（従って、摩耗が減少する）という利点がある。
好ましくは、第１の接触面部は、それぞれ略部分球面である。製造を容易にするために、第２の接触面部もまた、略部分球面であることが好ましい。第１及び第２の接触面部は、好ましくは、外側継手部材の回転軸線上に中心を有する同一の部分球面上に位置する。
好ましくは、外側継手部材のランド部表面のみが切除部を有する。
上述したように、各切除部は、継手がその非屈曲位置にあるとき前記共通平面を中心としてその両側に延びてもよく、或いは共通平面と隣接した第１の接触面との間で前記平面の一方の側のみに延びてもよい。
好ましくは、本発明を具現する継手又は外側継手部材の製造において、接触部及び切除部は、軟質状態の即ち焼入れ前の構成材料を用いて製造される。保持器と継手部材の可能接触領域が減少するため、焼入れの熱処理に伴う部材の球形からの変化をより容易に吸収することができる。球面を機械成形でなく機械加工した（例えば総形研削でなく旋削による）場合、より短い距離に対して遅い送り速度が要求されるのでサイクル時間をより速くすることができる。一方、ランド部表面を機械成形した場合、成形すべき面積が減少するので、工具コストが低くなる。
外側部材に切除部に設けることと熱処理前の切除部の形成と組みわせ、並びに熱処理後は切除部を有する表面に対して任意のスケール除去の他は金属除去表面処理を行わないという事実により、研削等の高コストの熱処理後機械加工作業を排除することができる。
図面の簡単な説明以下、添付図面を参照して、本発明を例示的に説明する。
〔発明を実施するための最良の形態〕
最初に図面の図１及び図２を参照すると、主要部品として全体を符号１０で示した外側継手部材、内側継手部材１１、保持器１２及び複数のトルク伝達球体１３を有する固定等速比継手が示されている。外側継手部材１０は、スタブ軸１５が延びた閉鎖端部１４を有する中空のカップ形部品である。外側継手部材の回転軸線は、符号１６で示されている。外側継手部材の内側には、円周方向に間隔を置いて配設された多数の弧状の軌道１７が設けられており、該軌道は、継手部材軸線を中心に等角度に離間し、それらの中心線は軸線１６を含む子午平面内に在る。軌道１７の間には、半径方向内側を向いた表面を有して継手部材と一体のランド部１８が画定されている。
内側継手部材１１は、その外面上に多数の弧状の軌道１９を備え、該軌道の中心線は、継手が図示の整合（非屈曲）状態に在るときは軸線１６と一致する内側継手部材の回転軸線を含む子午平面内に位置する。軌道１９は、軌道１７と対向して向かい合う対を成している。軌道１９の間に、内側継手部材は、半径方向外側を向いた表面を有して内側継手部材と一体のランド部２３を有する。内側継手部材１１は、駆動軸２４ａのトルク伝達を受けるためのスプライン付き内孔２４を有する中空部品である。
図２に示した縦断図において、軌道１７，１９は形状が弧状であり、各対の軌道が外側継手部材の開口端部の接近するにつれて互いから離間するように、各弧の湾曲中心は継手の軸線方向に互いにずれている。対向する軌道１７，１９の各対は、それぞれトルク伝達球体１３を収容し、各球体の中心は共通平面Ｐ内に在る。各継手部材の軌道１７，１９の中心をずらした構成により、継手が関節式に屈曲すると公知の態様で図２の共通平面Ｐ（二等分面）が各継手部材の回転軸線間の角度を二等分し、継手の等速比特性を得ている。
保持器１２は、内側及び外側継手部材の間に配設される環状部品である。保持器は、各球体の中心が共通平面Ｐ内に在るようにそれぞれ球体１３を収容する複数の開口部２０を有する。
保持器は、外側継手部材の各軌道１７間のランド部１８の半径方向内側を向いた表面に接触する外面２１を有する。保持器は、また、内側継手部材１１の各軌道１９間のランド部２３の半径方向外側を向いた表面と係合可能な内面２２を有する。
継手が使用状態に在るとき、各球体に、従って保持器に作用する力により、保持器は外側継手部材１０の開口端部の方に付勢される。従って、保持器の外面は、初めは、外側継手部材の開口端部にすぐ隣接した領域Ａで、外側継手部材のランド部１８の各対向面に当接する。図示継手において、内側部材１１の各軌道のずれは、外側継手部材１０の閉鎖端部１４の方に向かっており、外側継手部材の各軌道のずれは外側部材の開口端部の方に向かっている。しかしながら、各ずれの方向は逆にしてもよく、この場合、外側継手部材の閉鎖端部に隣接した位置に対して最初に接触する表面部分の位置が変わる。
ランド部１８、２３の表面は、それぞれ外側部材１０又は内側部材１１の回転軸線１６上に中心を有する球の一部を成す部分球面であることが好ましい。しかしながら、各ランド部の表面は前記各軸線廻りの円弧の回転面から形成してもよいが、この場合、弧は軸線上に中心を有しない。別の構成においては、弧は円形ではない。また、各ランド部の表面は、各部材の前記回転軸線からずれた回転軸線廻りの好ましくは円形の、しかしながら円形に限定されない弧の回転面により形成することもできるが、この場合、全ランド部表面を考慮すると、回転軸線の軌跡は回転軸線を中心とした円を描く。当業者には明らかであるように、各回転軸線上に中心を有する真の各部分球面からの各ランド部表面の垂離は小さい。
図１及び図２に示した本発明の実施形態において、外側継手部の各ランド部１８の内側を向いた表面は、符号２５で示したように一部が切除されている。切除部は、継手が図２に示した非屈曲位置に在るとき、共通平面Ｐの両側で延び、その両端部は段差により画定されている。各切除部は、ランド部の両側の軌道の間をランド部の全幅に亘り延びている。
図３において、外側継手部材の開口端部の隣接した側のかかる各切除部が始まる表面の段差は符号２６で示され、反対側の端部は段差２６ａにより示されている。これにより、切除部２５と外側継手部材の開口端部との間には、各ランド部表面の第１の接触面部２７が残される。これらの部分２７は、保持器の外面２１に接触する。各表面部２７と保持器の外面との係合により、継手の動作時に保持器にかかる軸線方向力に抵抗する。
各切除部２５は、切除部の両端部におけるランド部表面に対して、１５０ミクロン（０．１５０ｍｍ）以下例えば５０〜１００ミクロンの深さを有してもよい。好適な深さの範囲は、３０〜１００ミクロンである。各切除部は、使用時及び継手の屈曲時に保持器の外面が切除部の内側を向いた面と接触するのを防ぎながら可能な限り浅くすべきであり、各球体と各軌道との間に不利な接触状態が生じる程度まで外側継手部材の各軌道の深さが減じてしまうように深くすべきではない。切除部を設けることにより、部分２７として正確に形成すべき各ランド部上の表面部を減少させ、製造を容易にしている。
また、切除部を設けることにより、外側継手部材上の各ランド部の全体に亘り厳格な許容精度を維持することなく、保持器が外側継手部材に対して初期の楔止め即ち詰まりの状態で作動する傾向が実質的に回避される、という効果が得られる。保持器は、なお、外側継手部材の開口端部１０にすぐ隣接したランド部１８の未切除の第１の接触部２７とのトルク伝達下での接触により、良好に案内される。
本発明に係る切除部２５を設けることのもう一つの効果は、各切除部が保持器と外側継手部材の共働面に隣接して潤滑油用の溜を提供するのでかかる面の潤滑を改善し得ることである。
切除部を設けることの更に別の効果は、継手が高いトルクに晒されて大きな半径方向力が外側継手部材を球形歪み状態に歪める可能性がある場合に、保持器は外側継手部材により押し潰されにくい、ということである。切除部を設けない場合は、外側継手部材の歪みが保持器にもろに作用することになろう。再び図１及び図２を参照すると、外側継手部材の各ランド部の接触面部２７と保持器の外面２１との共働により、継手の動作時に保持器にかかる軸線方向力に抵抗する。外側継手部材に対して保持器が軸線方向に浮き上がるのを制御するために、継手の閉鎖端部に隣接した各ランド部１８上に、保持器の外面２１と係合する第２の表面部１２７が設けられている。外側継手部材の各ランド部上の表面２７及び１２７は、切除部２５により分離されている。尚、切除部２５は、継手が非屈曲状態に在るときは共通平面Ｐの両側に延びることに留意されたい。しかしながら、切除部を各接触部２７と共通平面Ｐとの間にのみ設けることもできる。
本発明を具現する継手の製造では、各ランド部が未切除の全体として部分球面状である場合に必要な面積と同じ面積に亘り外側継手部材の各ランド部の形状を制御する必要はない。外側継手部材と保持器の共働するそれぞれの内面と外面は、正確に部分球面であるように、即ち湾曲中心が回転軸線上に位置する円弧であるそれぞれの部品の回転軸線廻りの回転面であるように、設計されてもよい。これにより、互いに接触するかかる表面部分のより良好な共働が達成される。
図１〜図３に示された切除部は、設置面内の段差の間に画定されている。これらの段差は、表面の傾斜の急な変化により構成され、傾斜の変化は、任意の角度とすることができる。
図４は、別の構成を示す。表面部３０及び３１は、外側継手部材の各ランド部の内面上の第１及び第２の接触面であり、外側継手部材の回転軸線１６上の点Ａを中心とした同じ半径の円弧である。切除部は、軸線１６からずれた点Ｂ及びＣをそれぞれ中心とした円弧である表面３２及び３３により画定される。切除部を画定する弧３２及び３３は、それらが会合する位置で接続する一方、それぞれ表面部３０及び３１と接する。継手が非屈曲位置に在るとき各切除部は共通平面Ｐを中心に配設されている、ことは理解されよう。
図５において、表面部３４及び３５は、保持器の外面と外側継手部材の各ランド部上の第１及び第２の接触面部である。切除部３６は、部分３４及び３５と異なる形状の端部３７及び３８により画定され、端部３７及び３８は、継手の回転軸線上に中心を有するが保持器の外面の半径より大きい半径を有する弧状表面部３９により接続されている。部分３４及び３７は、部分３５及び３８と同様、変曲面で会合する。ここでも、継手が非屈曲位置に在るとき切除部は共通平面Ｐを中心に配設されている。
図６において、表面部４０及び４１は、保持器の外面と外側部材の各ランド部上の第１及び第２の接触部である。切除部４２は、断面が直線で位置４５で接続する二つの表面部４３及び４４により画定される。表面部４３及び４４は、その端部４６及び４７で、ランド部表面４１に接している。切除部は、継手がその非屈曲位置に在るとき、共通表面Ｐを中心に配設されている。
各切除部は、図示したように対称である必要はない。切除部は、例えば一方の端部を図３に示したような段差とし他方の端部を図６に示したような直線形状とすることにより、両端部を異なる形状で構成してもよい。他の組み合わせも可能であるが、いずれの場合でも各切除部は両側の軌道間の各ランド部の全幅に亘り延びる。各切除部は、継手がその非屈曲位置に在るとき、共通平面Ｐを中心に配設してもよいし、或いは平面Ｐと各第１の接触面部の間に配設してもよい。
各実施形態において、切除部２５、３２，３３、３６及び４２の両側の各ランド部１８の表面部分は、好ましくは、上述したような同じ球面又は回転面の一部である。しかしながら、各部分は、必要に応じて異なる回転面上に位置することができる。
図示固定継手は、保持器の外側及び内側部分球面が互いに同心である継手である。固定継手によっては、かかる面は同心ではなく、保持器は一方の端部が他方の端部により厚くなっている。本発明は、かかる継手にも同様に適用可能である。
次に図７〜図１１を参照して、図１〜図３に示したような外側部材の製造の一方法を説明する。
図７を参照すると、プレインボア鍛造物５０が示されている。これは、ステム５２付きのベル形部分５１を有する鍛造物である。最初の作業は、ステムの端部５４の位置５３に中心孔を穿設することである。
次に図８を参照すると、次の工程は、鍛造物の外側輪郭を裏返すことである。
これにより、ベル５１の外側表面を機械加工し、ブーツクランプを収容する溝５５を形成する。ステムを符号５７のように機械加工し、後にスプライン付けされるスタブ軸を形成する。次に、ステムの端部５８を裏返し、その後ねじ山を形成する。
次に図９を参照すると、第三の工程は、ベルの内側に球面又は球形５９を形成し、外側部材の前面６５及びマウスチャンバ６６を機械加工することである。球面５９は、次の工程で軌道をフライス削りした後、最終的に軌道間にランド部表面を構成する。次に、外側継手部材の閉鎖端部に隣接して、球形５９を位置６０で切除する。更に、上述したように共通平面Ｐを中心に円周方向の切除溝６１を設ける。切除溝の断面形は、図１〜図６に関連して説明した形状のいずれでもよいが、図示形状は、図２及び図３に示したものである。
図１０を参照すると、次に軌道６２を二段階でフライス削りを行う。先ず、粗フライス削りを行い次に仕上げフライス削りを行う。軌道の形成により軌道間にランド部を画定するが、ランド部はそれぞれ溝６１として構成された切除部６１ａを有する。図１１は、各軌道６２とその間に位置する各ランド部６３を示す。
図９及び図１０から明らかであるように、切除部は、隣接する軌道間の各ランド部の全円周方向幅に亘り延びている。
軌道をフライス削りした後、ステム５７の一部にスプラインを転造すると共に、ステム５８の一部にねじ山を転造する。
次に、軌道とランド部表面を焼入れするために外側部材に熱処理作業を施す。
熱処理作業は、例えば、高周波焼入れ又は肌焼きでよい。焼入れ後は、焼入れ作業により生成されるスケールの任意の除去を除き、ランド部６３の表面には金属を除去するための表面処理を施さない。また、必要に応じて、軌道を機械加工したり研削することができる。
かくして、切除部付きのランド部に高価な後熱処理作業を施さないこと、及びこれがランド部と保持器の外面との接触領域を切除したランド部の切除部を設けることにより可能になる、ことは理解されよう。
外側部材は、別の方法でも製造することができる。例えば、粗いランド部と軌道を備えて鍛造した後、ランド部を必要な形状に旋削し軌道をフライス削りする。ランド部の旋削時に、切除部も形成する。スプラインとねじ山の形成後、外側部材に熱処理を施すが、熱処理後にはランド部表面から任意にスケールを除去する以外はランド部表面に対して金属除去作業は行わない。
外側部材の更に別の製造方法では、軌道を粗形成しながら、外側部材を精密形成すると共に切除部を含めたランド部を必要な形状に仕上げ形成することが可能である。次に、軌道を仕上げフライス削りし、軌道とランド部を焼入れするために外側部材に熱処理を施すが、熱処理スケールを任意に除去する以外はランド部表面に更に表面処理を行うことはない。別の方法では、精密成形により軌道を仕上げ形成した後、ランド部を切除部と共に旋削し、部品を熱処理した後、ランド部表面に必要に応じてスケール除去作業を施すが、金属は除去しない。
ランド部と軌道を同時に仕上げ形成することも可能である。切除部はランド部と共に形成し、或いはその後に機械加工してもよい。熱処理後は、任意のスケール除去以外は、ランド部に対して別の金属除去工程を行わない。
熱処理後、例えばコイニングにより外側部材を規制してもよく、更に、全体を或いは一部を例えば窒化チタン又はリン酸亜鉛で塗被してもよい。
前述した説明で開示された特徴、或いは以下の請求の範囲、或いは特定の形態で又は開示された作用を実施するための手段として示された添付図面、或いは開示された結果を得るための方法は、適宜、別個に、或いはかかる特徴の組み合わせとして、多様な形態で本発明を実現するために利用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、図２の矢印Ａの方向から見た、本発明を具現する固定等速比継手の端面図である。
図２は、図１の線II−IIに沿った図１の継手の縦断面図である。
図３は、切除部をより詳細に示した図２の断面の拡大部分図である。
図４、図５、及び図６は、他の形状の切除部を示した図３と同様の詳細図である。
図７〜図１１は、上述した種類の固定継手用の外側部材の一製造方法を示す。
〔符号の説明〕
１０  外側継手部材、
１１  内側継手部材、
１３  球体、
１６  回転軸線、
１７  軌道、
１８  ランド部、
１９  軌道、
２０  開口部、
２１  外面、
２２  内面、
２３  ランド部、
２５  切除部、
２６  段差、
２７  第１の接触部、
３０  第１の接触部、
３１  第２の接触部、
３２  切除部（表面部）、
３３  切除部（表面部）、
３５  第２の接触部、
３６  切除部、
３７  表面部（変曲面）、
３８  表面部（変曲面）、
３９  表面部、
４０  第１の接触部、
４１  第２の接触部、
４２  切除部、
４３  表面部、
４４  表面部、
４５  表面部、
４６  表面部、
４７  表面部、
１２７  第２の接触部
３４３  第１の接触部、
Ｐ  共通平面、
Ａ  端部
【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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