(57)【要約】【課題】ボールを脱落させることなく、従来以上の高作動角を実現可能な固定型等速自在継手を提供する。【解決手段】外側継手部材１と、内側継手部材２と、前記両継手部材１，２相互間に組み込まれた外側保持器３及び内側保持器４と、両保持器３，４相互間に組み込まれたトルク伝達用中間部材５と、外側継手部材１の球形内周面１ａと中間部材５の球形外周面５ａにそれぞれ対向して形成された案内溝１ｂ，５ｃの間に転動可能に組み込まれると共に、外側保持器３にて保持された外側ボール６と、内側継手部材２の球形外周面２ａと中間部材５の球形内周面５ｂにそれぞれ対向して形成された案内溝２ｂ，５ｄの間に転動可能に組み込まれると共に、内側保持器４にて保持された内側ボール７とを備え、外側保持器３、内側保持器４及び中間部材５のそれぞれの縦断面形状を、軸線方向のどちらか一方へ拡大した楔状に形成した。【選択図】図１
2009103251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球形内周面を有する外側継手部材と、
球形外周面を有する内側継手部材と、
球形内外周面を有すると共に前記両継手部材相互間に組み込まれた外側保持器及び内側保持器と、
球形内外周面を有すると共に前記両保持器相互間に組み込まれたトルク伝達用中間部材と、
前記外側継手部材の球形内周面と前記中間部材の球形外周面にそれぞれ対向して形成された複数の案内溝の間に転動可能に組み込まれると共に、前記外側保持器にて保持された複数の外側ボールと、
前記内側継手部材の球形外周面と前記中間部材の球形内周面にそれぞれ対向して形成された複数の案内溝の間に転動可能に組み込まれると共に、前記内側保持器にて保持された複数の内側ボールとを備え、
前記外側保持器、内側保持器及び中間部材のそれぞれの軸線に沿って切断した縦断面形状を、軸線方向のどちらか一方へ拡大した楔状に形成したことを特徴とする固定型等速自在継手。
【請求項２】
前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材をそれぞれの軸線と直交する方向に切断した横断面において、前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材の各案内溝の横断面形状を、各案内溝の幅方向中心を通る継手径方向線を中心として鏡像対称となる一対の円弧部にて構成し、当該一対の円弧部の曲率半径を、対応する前記ボールの半径より大きく設定すると共に、当該一対の円弧部の曲率中心を、対応する円弧部から前記継手径方向線を越えて反対側に配置した請求項１に記載の固定型等速自在継手。
【請求項３】
前記外側ボール及び内側ボールを、周方向に位相をずらして配設した請求項１又は２に記載の固定型等速自在継手。
【請求項４】
前記外側ボール及び内側ボールを、それぞれ３個以上配設した請求項１から３のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手。
【請求項５】
前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材の各案内溝の軸線方向に沿って切断した縦断面形状を、円弧状に形成した請求項１から４のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手。
【請求項６】
前記円弧状に形成した各案内溝の中心を、継手中心に一致させた請求項５に記載の固定型等速自在継手。
【請求項７】
前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材の各案内溝の軸線方向に沿って切断した縦断面形状を、円弧部と直線部とで構成した請求項１から４のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手。
【請求項８】
前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材の各案内溝の軸線方向に沿って切断した縦断面形状を、直線状に形成した請求項１から４のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手。
【請求項９】
前記外側継手部材と内側継手部材の各軸線が一直線となった状態において、
前記外側継手部材と中間部材の対向する案内溝における、それぞれのボール中心軌跡同士、
及び前記内側継手部材と中間部材の対向する案内溝における、ぞれぞれのボー中心軌跡同士を、
継手中心を通り継手軸線に直交する軸線直交面において互いに交差させると共に、前記軸線直交面を中心として鏡像対称となるように構成した請求項１から７のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械に用いられる動力伝達装置である固定型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブシャフトのアクスル連結部や、ステアリングシャフトのシャフト折曲げ連結部には、固定型等速自在継手が一般的に使用される。この固定型等速自在継手として、従来、ゼッパ型等速自在継手やアンダーカットフリー型（以下ＵＪ型という）等速自在継手が知られている。ゼッパ型の特徴は、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡と内側継手部材の案内溝のボール中心軌跡が、それぞれ、継手中心から軸方向に等距離だけ離れた二点を中心とする二つの球の子午線となっていることである（特許文献１参照）。
【０００３】
これに対してＵＪ型等速自在継手は、ゼッパ型等速自在継手よりも高作動角とするために発明されたもので、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡が、上記ゼッパ型の子午線の円弧のうち、継手中心を通る軸直角断面より外側継手部材の開口側の部分が継手軸と平行な直線となっている（特許文献２参照）。
【０００４】
ゼッパにより発明されたゼッパ型等速自在継手は、最初は、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡と、内側継手部材の案内溝のボール中心軌跡が、ともに継手中心に中心を持つ同一円弧であった（特許文献３参照）。その自在継手は、作動角０°における保持器の回転位置が一定に定まらないという欠点があり、それを補うために、内側継手部材と外側継手部材の間に保持器の位置を制御するための別部品を追加していた（特許文献４のＦｉｇ．１、Ｆｉｇ．２のパイロットピンＫを参照）。
【０００５】
その後改良されたゼッパ型等速自在継手に、いわゆるダブルオフセット型と呼ばれるものがある。このダブルオフセット型は、図７（ａ）のように、継手中心Ｏから継手軸線方向に逆方向にそれぞれ等距離だけ離れた点Ｏ100，Ｏ200を、外側継手部材１０１と内側継手部材１０２の二つの案内溝１０１ｂ，１０２ｂの各曲率中心としたものである。そして、両継手部材の各案内溝１０１ｂ，１０２ｂにおけるボール中心軌跡Ｃ１００，Ｃ２００は、前記曲率中心Ｏ100，Ｏ200を中心とする同じ半径Ｒの円弧となっている。
【０００６】
詳しくは、図７（ａ）（ｂ）に示すように、ダブルオフセット型等速自在継手は、球面状の内周面１０１ａに６本の曲線状の案内溝１０１ｂを軸方向に形成した外側継手部材１０１と、球面状の外周面１０２ａに６本の曲線状の案内溝１０２ｂを軸方向に形成し、スプライン（又はセレーション）孔１０２ｃを有する内側継手部材１０２と、外側継手部材１０１の案内溝１０１ｂと内側継手部材１０２の案内溝１０２ｂとが協働して形成される６本のボールトラックに１個ずつ配されたトルク伝達ボール１０３と、トルク伝達ボール１０３を保持する保持器１０４とで構成される。
【０００７】
外側継手部材１０１の内周面１０１ａの曲率中心、内側継手部材１０２の外周面１０２ａの曲率中心は、いずれも、継手中心Ｏと一致している。これに対し、外側継手部材１０１の案内溝１０１ｂの曲率中心Ｏ100と、内側継手部材１０２の案内溝１０２ｂの曲率中心Ｏ200は、継手中心Ｏを挟んで、軸方向に等距離だけ互いに逆方向に（同図に示す例では中心Ｏ100は継手開口端側に、中心Ｏ200は継手閉塞端側に）オフセットしている。そのため、案内溝１０１ｂ，１０２ｂが協働して形成されるボールトラックは、軸方向の一方に向かって開いた楔形状となっている。
【０００８】
図７（ａ）に示すように、両継手部材１０１，１０２の各軸線が角度変位しない場合、すなわち二軸の回転軸線が一直線となった状態では、全てのトルク伝達ボール１０３の中心が継手中心Ｏを含み回転軸線に垂直な平面Ｙ上にある。外側継手部材１０１と内側継手部材１０２とが角度θだけ角度変位すると、保持器１０４によってトルク伝達ボール１０３が、角度θの二等分線に垂直な平面上に配置せしめられ、これにより継手の等速性が確保される。
【特許文献１】米国特許第２０４６５８４号公報
【特許文献２】特開昭５３−６５５４７号公報
【特許文献３】米国特許第１６６５２８０号公報
【特許文献４】米国特許第２０１０８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７に示したダブルオフセット型等速自在継手においては、継手を高作動角で回転させる場合、ボール１０３が外側継手部材１０１の案内溝１０１ｂから外側にはみ出すと、ボール１０３が保持器１０４のポケットから半径方向外方に飛び出すのを防止することができない。このため、従来のダブルオフセット型等速自在継手では、ボール１０３は必ず外側継手部材１０１の案内溝１０１ｂの中に収めておく必要があり、これにより、継手の最大作動角が抑えられ、せいぜい４８°程度が限界であった。
【００１０】
一方、ＵＪ型等速自在継手は、ゼッパ型等速自在継手の作動角をさらに拡大するために発明されたもので、ボールが外側継手部材の案内溝から外れる位置を延長するために、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡を、外側継手部材入口部のみ、円弧状から直線状に変更した。しかし、ＵＪ型等速自在継手でも最大作動角は５２°程度であった。
【００１１】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ボールを脱落させることなく、従来以上の高作動角を実現可能な固定型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】
【００１２】
請求項１の発明は、球形内周面を有する外側継手部材と、球形外周面を有する内側継手部材と、球形内外周面を有すると共に前記両継手部材相互間に組み込まれた外側保持器及び内側保持器と、球形内外周面を有すると共に前記両保持器相互間に組み込まれたトルク伝達用中間部材と、前記外側継手部材の球形内周面と前記中間部材の球形外周面にそれぞれ対向して形成された複数の案内溝の間に転動可能に組み込まれると共に、前記外側保持器にて保持された複数の外側ボールと、前記内側継手部材の球形外周面と前記中間部材の球形内周面にそれぞれ対向して形成された複数の案内溝の間に転動可能に組み込まれると共に、前記内側保持器にて保持された複数の内側ボールとを備え、前記外側保持器、内側保持器及び中間部材のそれぞれの軸線に沿って切断した縦断面形状を、軸線方向のどちらか一方へ拡大した楔状に形成した固定型等速自在継手である。
【００１３】
これにより、外側継手部材と内側継手部材の両回転軸線が作動角を取ったときに、各ボールが案内溝を転動する距離が、従来の等速自在継手に比べて著しく短くなる。従って、各案内溝を軸方向に短く形成することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の固定型等速自在継手において、前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材をそれぞれの軸線と直交する方向に切断した横断面において、前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材の各案内溝の横断面形状を、各案内溝の幅方向中心を通る継手径方向線を中心として鏡像対称となる一対の円弧部にて構成し、当該一対の円弧部の曲率半径を、対応する前記ボールの半径より大きく設定すると共に、当該一対の円弧部の曲率中心を、対応する円弧部から前記継手径方向線を越えて反対側に配置したものである。
【００１５】
すなわち、各ボールを、案内溝を構成する一対の円弧部にそれぞれ１点、合計２点で接触させることができる。このように構成したことで、継手回転駆動時に、案内溝がトルクの方向に力を受け易く、回転トルクを効率良く伝達することができる。また、ボールが案内溝に沿って転動し易くなるとともに、ボールと案内溝との接触面圧を低減することができ、転動疲労寿命ないし継手寿命を長くすることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の固定型等速自在継手において、前記外側ボール及び内側ボールを、周方向に位相をずらして配設したものである。
【００１７】
外側ボールと内側ボールを継手径方向に一直線状に並ばないようにすることで、継手の径方向の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手において、前記外側ボール及び内側ボールを、それぞれ３個以上配設したものである。
【００１９】
外側ボール及び内側ボールの個数は、３個以上であればよい。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手において、前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材の各案内溝の軸線方向に沿って切断した縦断面形状を、円弧状に形成したものである。
【００２１】
各案内溝の縦断面形状を円弧状に形成してもよい。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項５に記載の固定型等速自在継手において、前記円弧状に形成した各案内溝の中心を、継手中心に一致させたものである。
【００２３】
これにより、継手が円滑に作動角をとることが可能となる。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手において、前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材の各案内溝の軸線方向に沿って切断した縦断面形状を、円弧部と直線部とで構成したものである。
【００２５】
各案内溝の縦断面形状を円弧部と直線部とで構成してもよい。
【００２６】
請求項８の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手において、前記外側継手部材、内側継手部材及び中間部材の各案内溝の軸線方向に沿って切断した縦断面形状を、直線状に形成したものである。
【００２７】
各案内溝の縦断面形状を直線状に形成してもよい。
【００２８】
請求項９の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の固定型等速自在継手において、前記外側継手部材と内側継手部材の各軸線が一直線となった状態において、前記外側継手部材と中間部材の対向する案内溝における、それぞれのボール中心軌跡同士、及び前記内側継手部材と中間部材の対向する案内溝における、ぞれぞれのボー中心軌跡同士を、継手中心を通り継手軸線に直交する軸線直交面において互いに交差させると共に、前記軸線直交面を中心として鏡像対称となるように構成したものである。
【００２９】
これにより、各ボールを、継手中心を通り継手軸線に直交する横断面上に保持することができる。このようなボールの配置によって、作動角が０°において、各保持器を定位置で回転させることができ、回転トルクを安定して伝達することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の固定型等速自在継手によれば、外側継手部材と内側継手部材の両回転軸線が、０°以外の作動角θをとったときに、各ボールが案内溝を転動する距離が、従来の等速自在継手に比べて短くなる。従って、各案内溝を軸方向に短く形成することができ、継手の軸方向の小型化を図り得る。これにより、継手が作動角θをとったときに、特に内側継手部材に連結したシャフトが、外側継手部材と干渉しにくくなり、最大作動角を高角化することができる。従って、従来の固定型等速自在継手以上の作動角、例えば作動角が６０°となっても、ボールを脱落させることなく、安定したトルク伝達を実現可能となる。また、各ボールが案内溝を転動する距離が短くなるので、転動疲労寿命ないし継手寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の固定型等速自在継手の軸線と直交方向に切断した横断面を示したものである。図２・図３はそれぞれ前記継手の軸線に沿って切断した縦断面図である。詳しくは、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図である。これら図２・図３は作動角が０°の状態を示し、図５は最大作動角をとったときの上記図２・図３に相当する各縦断面を重ね合わせた状態を示す。また、図４は図１の要部を示した横断面図である。
【００３２】
なお、固定型等速自在継手は、一方が駆動側となり、他方が従動側となる外側継手部材と内側継手部材を有するが、ここで作動角とは、外側継手部材の回転軸線Ｘと内側継手部材の回転軸線Ｚとがなす角度をいう（図５参照）。また、回転軸線Ｘと回転軸線Ｚとの交点Ｏを継手中心と呼ぶことにする。固定型等速自在継手は作動角に関わりなく継手中心Ｏは固定されている。
【００３３】
本発明の固定型等速自在継手は、外側継手部材１と、内側継手部材２と、それら両継手部材１，２相互間に組み込まれた外側保持器３及び内側保持器４と、それら両保持器３，４相互間に組み込まれたトルク伝達用中間部材５と、外側保持器３に保持される外側ボール６と、内側保持器４に保持される内側ボール７を主要な構成要素としている。
【００３４】
相交わる二軸の一方（図示せず）に連結される外側継手部材１は、その内周面１ａに軸方向に延びる案内溝１ｂが周方向等間隔に４本形成されている。また、前記二軸の他方に連結される内側継手部材２の外周面２ａにも、軸方向に延びる案内溝２ｂが周方向等間隔に４本形成されている。なお、内側継手部材２の内周面２ｃには、前記二軸の他方としてのシャフト８を挿入して嵌合するためのスプライン又はセレーションを形成してある。
【００３５】
中間部材５の外周面５ａには、前記外側継手部材１の案内溝１ｂと対向するように、軸方向に延びる４つの案内溝５ｃが周方向等間隔に形成されている。さらに、中間部材５の内周面５ｂにも、前記内側継手部材２の案内溝２ｂと対向するように、軸方向に延びる４つの案内溝５ｄが周方向等間隔に形成されている。
【００３６】
そして、外側継手部材１と中間部材５の対向する案内溝１ｂ，５ｃにて形成されるボールトラックに、前記外側ボール６が１個ずつ転動可能に組み込まれている。また、内側継手部材２と中間部材５の対向する案内溝２ｂ、５ｄにて形成されるボールトラックには、前記内側ボール７が１個ずつ転動可能に組み込まれている。
【００３７】
また、外側保持器３には、外側ボール６を収容するための４つのポケット３ｃが、周方向等間隔に貫設されている。同様に、内側保持器４にも、内側ボール７を収容するための４つのポケット４ｃが、周方向等間隔に貫設されている。また、図１に示すように、外側ボール６と内側ボール７は、周方向に位相をずらして配設されている。言い換えれば、外側ボール６と内側ボール７とは継手の径方向同一直線上には配置されていない。
【００３８】
これら外側ボール６と内側ボール７は、外側継手部材１と中間部材５相互間、及び中間部材５と内側継手部材２相互間において、回転トルクを伝達するために介在している。外側ボール６と内側ボール７では、内側ボール７の方が外側ボール６よりも回転トルクによる荷重が大きくなる傾向にある。そのため、内側ボール８のボール径寸法は、外側ボール６のボール径寸法より大きく設定することが好ましい。なお、外側ボール６及び内側ボール７の個数は４個に限定されない。各ボール６，７の個数は、３個以上であればよい。
【００３９】
外側継手部材１の内周面１ａは球形に形成されている。また、内側継手部材２の外周面２ａも球形に形成されている。さらに、外側保持器３の外周面３ａ及び内周面３ｂ、内側保持器４の外周面４ａ及び内周面４ｂ、及び中間部材５の外周面５ａ及び内周面５ｂも、それぞれ球形に形成されている。すなわち、これら外側継手部材１、外側保持器３、中間部材５、内側保持器４及び内側継手部材２は、互いに球面接触している。
【００４０】
図２・図３の縦断面図に示すように、外側保持器３、内側保持器４及び中間部材５のそれぞれの縦断面形状は、軸線方向のどちらか一方へ拡大した楔状に形成されている。この実施形態では、図２又は図３において、外側保持器３と内側保持器４は、それぞれ左側に拡大するように形成されている。一方、中間部材５は、同図において、右側に拡大した楔状に形成されている。
【００４１】
図２又は図３に示す点Ｏ1とＯ2は、それぞれ外側保持器３の球形外周面３ａの曲率中心と球形内周面３ｂの曲率中心である。これら曲率中心Ｏ1とＯ2は、継手中心Ｏから継手軸線方向に互いに逆方向にそれぞれ等距離だけ離れた（オフセットした）位置にある。
【００４２】
また、点Ｏ3とＯ4は、それぞれ内側保持器４の球形外周面４ａの曲率中心と球形内周面４ｂの曲率中心である。これら曲率中心Ｏ3とＯ4も、継手中心Ｏから継手軸線方向に互いに逆方向にそれぞれ等距離だけ離れた（オフセットした）位置に配置されている。
【００４３】
なお、点Ｏ1は外側継手部材１の球形内周面１ａの曲率半径、Ｏ2は中間部材５の球形外周面５ａの曲率半径、点Ｏ3は中間部材５の球形内周面５ｂの曲率半径、点Ｏ4は内側継手部材２の球形外周面２ａの曲率半径と、言い換えることができる。
【００４４】
また、外側継手部材１と中間部材５の対向する案内溝１ｂ，５ｃ（図２参照）、及び内側継手部材２と中間部材５の対向する案内溝２ｂ，５ｄ（図３参照）のそれぞれの縦断面形状は、継手中心Ｏを中心とする円弧状に形成されている。従って、外側ボール６のボール中心軌跡Ｃ１（図２参照）と、内側ボール７のボール中心軌跡Ｃ２（図３参照）は、継手中心を中心とする円弧となる。ここで、「ボール中心軌跡」とは、各案内溝に沿ってボールが転動する際の、当該ボールの中心の軌跡である（以下、同様）。
【００４５】
図４は図１の要部であり、外側ボール６を挟む、外側継手部材１の案内溝１ｂと中間部材５の案内溝５ｃの各横断面を示す。同図において、一点鎖線で示す縦線は、外側継手部材１と中間部材５の各案内溝１ｂ，５ｃの幅方向中心を通る継手径方向線Ｌである。外側継手部材１の案内溝１ｂは、この継手径方向線Ｌを中心として鏡像対称となる一対の円弧部１０，１１にて形成されている。この一対の円弧部１０，１１の各曲率半径Ｒ10，Ｒ11は、外側ボール６の半径Ｒ0よりも大きい。一対の円弧部１０，１１の各曲率中心Ｏ10，Ｏ11は、対応する円弧部から継手径方向線Ｌを越えて反対側に配置されている。また、各曲率中心Ｏ10，Ｏ11は、径方向線Ｌから周方向（図４の左右方向）に互いに逆方向に等距離だけ離れて配設されている。そして、外側ボール６は、各円弧部１０，１１に対しそれぞれ１点（点Ｐ10と点Ｐ11）で接触（点接触）し、案内溝１ｂに対し合計２点で接触する（アンギュラコンタクト）。
【００４６】
一方、中間部材５の外側の案内溝５ｃは、外側ボール６を挟んで前記外側継手部材１の案内溝１ｂと対称に形成されている。詳しくは、中間部材５の案内溝５ｃは、継手径方向線Ｌを中心として鏡像対称となる一対の円弧部１２，１３にて構成されている。これら円弧部１２，１３の各曲率半径Ｒ12，Ｒ13は、外側ボール６の半径Ｒ0よりも大きく設定されている。また、各円弧部１２，１３の曲率中心Ｏ12，Ｏ13は、対応する円弧部から継手径方向線Ｌを越え、継手径方向線Ｌから周方向に等距離だけ離れて互いに反対側に配置されている。このように各円弧部１２，１３を形成することで、外側ボール６も、各円弧部１２，１３に対しそれぞれ１点（点Ｐ12と点Ｐ13）で接触（点接触）し、案内溝５ｃに対し合計２点で接触する（アンギュラコンタクト）。
【００４７】
また、内側ボール７を挟む、中間部材５の内側の案内溝５ｄと内側継手部材２の案内溝２ｂの各横断面形状は、図４と同様の構成となっているので、図示及び説明を省略する。すなわち、内側ボール７は、各案内溝５ｄ，２ｂに対しそれぞれ２点で接触するようになっている（アンギュラコンタクト）。
【００４８】
なお、外側ボール６又は内側ボール７を挟む上記各案内溝１ｂ，５ｃ，５ｄ，２ｂの横断面形状は、図４に示した形状以外に、例えば、対応するボールに対し２点で接触する楕円、ゴシックアーチ、放物線等の形状に形成してもよい。
【００４９】
また、図６は、案内溝の他の実施形態を示す。同図に示すように、外側継手部材１と中間部材５の対向する案内溝１ｂ，５ｃのそれぞれの縦断面形状を、それぞれ継手中心Ｏから継手軸線方向に互いに逆方向にそれぞれ等距離だけ離れた（オフセットした）二点Ｏ5，Ｏ6を中心とする円弧状に形成してもよい。すなわち、対向する案内溝１ｂ，５ｃで成すボールトラックは、図６において左側に拡大した楔状となる。
【００５０】
そして、外側継手部材１と内側継手部材２の各軸線が一直線となった状態において、外側ボール６の案内溝１ｂに対するボール中心軌跡Ｃ３と、案内溝５ｃに対するボール中心軌跡Ｃ４とを、継手中心Ｏを通り継手軸線に直交する軸線直交面Ｙにおいて互いに交差させると共に、前記軸線直交面Ｙを中心として鏡像対称となる一対の円弧としている。
【００５１】
また、この実施形態において、内側継手部材２と中間部材５の対向する案内溝２ｂ，５ｄは、前記外側継手部材１と中間部材５の各案内溝１ｂ，５ｃと同様に左側に拡大した楔状となっている。
【００５２】
以下、本発明の固定型等速自在継手の作用について説明する。
図１において、シャフト９に回転力が付与された場合、その回転トルクは、シャフト９に連結された内側継手部材２へ伝達された後、内側ボール７を介して中間部材５へと伝達され、中間部材５が回転する。さらに、回転する中間部材５の回転トルクは、外側ボール６を介して外側継手部材１へと伝達される。このようにして、内側継手部材２に連結された駆動軸から、外側継手部材１に連結された従動軸へ回転力が等速に伝達される。
【００５３】
そして、外側継手部材１の回転軸線Ｘと内側継手部材２の回転軸線Ｚが、作動角θをとったとき、外側ボール６は外側継手部材１と中間部材５の両回転軸線のなす角の二等分線に垂直な平面上に並ぶ。また、内側ボール７は中間部材５と内側継手部材２の両回転軸線のなす角の二等分線に垂直な平面上に並ぶ。つまり、外側ボール６の中心から外側継手部材１と中間部材５の両回転軸線までの距離が相等しく、内側ボール７の中心から中間部材５と内側継手部材２の両回転軸線までの距離が相等しくなる。このような位置に各ボール６，７が配置されることで、各ボール６，７を介して回転トルクが内側継手部材２から中間部材５へ、そして、中間部材５から外側継手部材１へと等速度で伝達される。
【００５４】
図５は、外側継手部材１の軸線Ｘと内側継手部材の軸線Ｚとが最大作動角をとった場合を示した図である。この場合、両継手部材１，２、両保持器３，４、中間部材５及び各ボール６，７の相互間の干渉により、外側継手部材１に対して、内側継手部材２、両保持器３，４及び中間部材５は、それぞれ所定の傾斜角をもって位置規制される。外側ボール６・内側ボール７のそれぞれが並ぶ平面を、ジョイント平面Ｊ6，Ｊ7と呼ぶ。また、外側継手部材１、中間部材５、内側継手部材２において、継手中心Ｏを通ってそれぞれの軸線に対して直交する面を、軸線直交面Ｙ1，Ｙ5，Ｙ2と呼ぶことにすると、最大作動角をとった場合、外側ボール６のジョイント平面Ｊ6、中間部材５の軸線直交面Ｙ5、内側ボール７のジョイント平面Ｊ7、内側継手部材２の軸線直交面Ｙ2は、外側継手部材１の軸線直交面Ｙ1から、それぞれ時計回りに１５°・３０°・４５°・６０°傾斜した位置に配置される。そして、このときの内側継手部材２の軸線Ｚと、外側継手部材１の軸線Ｘとで形成される最大作動角は６０°となる。
【００５５】
上記図７で説明した従来の固定型等速自在継手において、最大作動角を６０°にしようとすると、ボール１０３が並ぶジョイント平面は、継手中心Ｏを通り外側継手部材１０１の軸線Ｘと直交する軸線直交面Ｙから時計回り又は反時計回りに３０°傾斜する必要があると推測される（図示省略）。つまり、ボール１０３が案内溝１０１ｂ，１０２ｂに沿って３０°移動することになる。
【００５６】
一方、本発明は、最大作動角６０°をとる場合、外側ボール６が対応する案内溝１ｂ，５ｃに沿って移動する角度は、それぞれ、外側ボール６のジョイント平面Ｊ6と外側継手部材１の軸線直交面Ｙ1との成す角度の１５°、及び外側ボール６のジョイント平面Ｊ6と中間部材の軸線直交面Ｙ5との成す角度の１５°となる。また、内側ボール７が対応する案内溝５ｄ，２ｂに沿って移動する角度は、それぞれ、内側ボール７のジョイント平面Ｊ7と中間部材の軸線直交面Ｙ5との成す角度の１５°、及び内側ボール７のジョイント平面Ｊ7と内側継手部材２の軸線直交面Ｙ2との成す角度の１５°となる。このように、本発明の構成によれば、従来の固定型等速自在継手と同じ最大作動角をとっても、各ボール６，７が案内溝に対して移動する角度は従来の半分にすることができる。これにより、各案内溝の軸方向長さ寸法を、従来の固定型等速自在継手の案内溝よりも短く形成することが可能となる。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、各案内溝の縦断面形状は、円弧状に形成しているが、各縦断面形状を、直線状、又は円弧部と直線部とで構成した形状に形成してもよい（図示省略）。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る固定型等速自在継手の横断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ縦断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ縦断面図である。
【図４】図１の要部横断面図である。
【図５】前記固定型等速自在継手が最大作動角をとった状態を示す縦断面図である。
【図６】案内溝の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】従来の固定型等速自在継手を示す図であって、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその横断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    外側継手部材
１ａ  内周面
１ｂ  案内溝
２    内側継手部材
２ａ  外周面
２ｂ  案内溝
３    外側保持器
３ａ  外周面
３ｂ  内周面
４    内側保持器
４ａ  外周面
４ｂ  内周面
５    中間部材
５ａ  外周面
５ｂ  内周面
５ｃ  案内溝
５ｄ  案内溝
６    外側ボール
７    内側ボール
１０  円弧部
１１  円弧部
１２  円弧部
１３  円弧部
Ｃ１  ボール中心軌跡
Ｃ２  ボール中心軌跡
Ｃ３  ボール中心軌跡
Ｃ４  ボール中心軌跡
Ｌ    継手径方向線
Ｏ    継手中心
Ｏ1    曲率中心
Ｏ2    曲率中心
Ｏ3    曲率中心
Ｏ4    曲率中心
Ｏ10  曲率中心
Ｏ11  曲率中心
Ｏ12  曲率中心
Ｏ13  曲率中心
Ｒ    ボールの半径
Ｒ10  曲率半径
Ｒ11  曲率半径
Ｒ12  曲率半径
Ｒ13  曲率半径
Ｙ    軸線直交面
【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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