JP2012246952A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷時や高速回転時に円滑に作動し、発熱を抑え、耐久性を向上さることができる等速自在継手であって、ボールの組み込み性の向上及びケージ強度の向上を図ることが可能な固定式等速自在継手を提供する。
【解決手段】外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心と外側継手部材２３の内径面２１の曲率中心の軸方向のオフセットと、内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心と内側継手部材２６の外径面２４の曲率中心の軸方向のオフセットとを０とする。外側継手部材２３のトラック溝２２及び内側継手部材２６のトラック溝２５をそれぞれ軸線に対して傾斜させる。ケージ２９のポケット２８の周方向長さを、ケージ２９を所定角度だけ傾斜させて２つのポケット２８を外側継手部材２３から露出させた状態にて２つのポケット２８への同時ボール組み込みを可能とする長さとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車や各種産業機械に用いられる動力伝達系において使用される等速自在継手、特に固定式等速自在継手に関する。

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。

また、近年では、高負荷時や高速回転時に円滑に作動し、発熱を抑え、耐久性を向上させるために、トルク伝達部材としのボールを８個とし、トラック溝の曲率中心の軸方向オフセットを０とし、隣り合うトラック溝を傾斜させたものがある（特許文献１及び特許文献２）。すなわち、この等速自在継手は、図３３に示すように、内径面１に複数のトラック溝２を形成した外側継手部材３と、外径面４に複数のトラック溝５を形成した内側継手部材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とで協働して形成されるボールトラックに配された複数のボール７と、ボール７を収容するためのポケット８を有するケージ９とで主要部が構成されている。

また、外側継手部材３のトラック溝２の曲率中心と外側継手部材３の内径面の曲率中心の軸方向のオフセットと、内側継手部材６のトラック溝５の曲率中心と内側継手部材６の外径面の曲率中心の軸方向のオフセットとを０とする。

外側継手部材３のトラック溝２は、図３４に示すように、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝２ａ、２ｂを備える。第１のトラック溝２ａの軸線Ｌａは、継手軸線と平行な直線Ｌ１に対して、反時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。第２のトラック溝２ｂの軸線Ｌｂは、継手軸線と平行な直線Ｌ２に対して、時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。

内側継手部材６のトラック溝５は、図３５に示すように、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝５ａ、５ｂを備える。すなわち、第１のトラック溝５ａの軸線Ｌａ１は、継手軸線と平行な直線Ｌ１１に対して、時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。第２のトラック溝５ｂの軸線Ｌｂ１は、継手軸線と平行な直線Ｌ１２に対して、反時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。

これによって、外側継手部材３のトラック溝２とこれに対向する内側継手部材６のトラック溝５を軸線に対して反対方向に傾斜させたものである。

このように構成された等速自在継手では、周方向沿って隣り合うトラック溝が交いに交差しているため、隣り合うトラック溝でそれぞれ逆方向にケージ窓を押す力が発生する。このため、ケージ柱（窓の間に部位）に大きな応力が掛かることになり、ケージ柱の剛性を大とする必要がある。

特開２００９−２５０３６５号公報 特開２０１０−４３６６７号公報

ところで、前記図３３に示す等速自在継手において、ボール７を組み込む場合、図３８〜図４０に示すように、内側継手部材６及びケージ９を外側継手部材３に対して傾斜させ、一つのポケット８を外側継手部材３から露出状とする。そして、この外部に露出した一つのポケット８に１個のボール７を組み込むことになる。その後、順次、同様の工程を繰り返すことによって、全てのポケット８にボール７を組み込むことができる。

ところで、このような等速自在継手において、作動角を取った場合、ボール７は交差角、ボールの位相角により、ポケット内を周方向（円周方向）に移動する。図４１はボール７のケージ９のポケット８内での円周方向移動量を示している。

このため、このような図４１のグラフに基づいて、ボール７のポケット内の移動量を算出し、ボール組み込みの際、干渉しないように、ポケット８の周方向長さＷ１（図３６と図３７参照）を設定する。ボール７の円周方向移動量は、交差角、作動角等により変化する。この場合、大きな作動角を取れば取るほど円周方向移動量は大きくなる。このように、円周方向移動量が大きいと、ポケット周方向長さＷ１（図３６と図３７参照）が大となる。このため、ポケット間の柱部１１の周方向肉厚ｔ１（この場合、内径側の肉厚）が小となって、ケージ９は強度的に劣ることになる。なお、図３６に示すＢ１はボール７のポケット８内の移動量である。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、負荷時や高速回転時に円滑に作動し、発熱を抑え、耐久性を向上さることができる等速自在継手であって、ボールの組み込み性の向上及びケージ強度の向上を図ることが可能な固定式等速自在継手を提供しようとするものである。

本発明の固定式等速自在継手は、内径面に８個のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に外側継手部材のトラック溝と対をなす８個のトラック溝が形成された内側継手部材と、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８個のボールと、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ポケットを有するケージとを備え、外側継手部材のトラック溝の曲率中心と外側継手部材の内径面の曲率中心の軸方向のオフセットと、内側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材の外径面の曲率中心の軸方向のオフセットとを０とし、外側継手部材のトラック溝及び内側継手部材のトラック溝をそれぞれ軸線に対して傾斜させるとともに、周方向に隣合うトラック溝の傾斜方向を相反させ、かつ外側継手部材のトラック溝とこれに対向する内側継手部材のトラック溝を軸線に対して反対方向に傾斜させた固定式等速自在継手であって、前記ケージのポケットの周方向長さを、外側継手部材に対してケージを所定角度だけ傾斜させて２つのポケットを外側継手部材から露出させた状態にてこの２つのポケットへの同時ボール組み込みを可能とする長さとしたものである。

本発明の固定式等速自在継手は、トラックオフセットを０とし、隣合うトラック溝を交互に交差させることによって、隣合うポケット部に交互に力が作用して、交互に逆方向のくさび角が発生する。このため、ケージ位置が内外側継手部材の二等分面位置で安定する。しかも、組立工程において、２つのポケットに同時にボールを組み込むことができる。このため、２個ずつボールを組み込んでいけば、８個ボールであるので、２個→２個→２個→２個の合計４回で済む。また、組み込んでいる２個のポケットと周方向に位相がずれているポケットにおけるボールの周方向移動量を小さくすることができる。このため、各ポケットの周方向長さを、１個ずつボールを組み込む場合に比べて短く設定できる。

前記外側継手部材の端面は、トラック溝の軸方向開口端間距離が大である第１部とトラック溝の軸方向開口端間距離が小である第２部が周方向に沿って交互に配設され、同時のボールの組み込みを可能とする２つのポケットのポケット間が第１部に対向するものであっても、同時のボールの組み込みを可能とする２つのポケットのポケット間が第２部に対向するものであってもよい。

外側継手部材の内径面は円筒面であるようにできる。また、外側継手部材の内径面を円筒面とするとともに、開口部に開口端に向かって縮径するテーパ部を設けたものであってもよい。外側継手部材の内径面を円筒面とすれば、ケージの外側継手部材への組み付け性および外側継手部材の加工性が向上する。また、ケージの外球面は凸球面であるので、外側継手部材の内径面とケージの外球面とは、ほとんど接触しない。

外側継手部材の内径面が球面形状であり、この内径面とケージの外球面との間に隙間が形成されているものであっても、外側継手部材の内径面が楕円形状であり、この内径面とケージの外球面との間に隙間が形成されているものであってもよい。このように、隙間が形成されているものであれば、潤滑剤の潤滑が促進される。

内側継手部材の外径面は円筒面であってもよい。このように、外径面が円筒面であれば、内側継手部材のケージへの組み付け性および内側継手部材の加工性が向上する。また、ケージの内球面は凹球面であるので、内側継手部材の外径面とケージの内球面とは、ほとんど接触しない。

内側継手部材の外径面が球面形状であり、この外径面とケージ内球面との間に隙間が形成されているものであっても、内側継手部材の外径面が楕円形状であり、この外径面とケージの内球面との間に隙間が形成されているものであってもよい。このように、隙間を設けることによって、潤滑剤の潤滑が促進される。

外側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材のトラック溝の曲率中心とは、継手中心に対して径方向にオフセットしていてもよい。この場合、外側継手部材及び内側継手部材のトラック溝の曲率中心を継手中心よりも遠ざかる方向へ変位させることができる。また、外側継手部材及び内側継手部材のトラック溝の曲率中心を継手中心よりも近づく方向へ変位させることができる。

トラック溝が鍛造にて成形されていても、機械加工にて成形されていてもよい。また、外側継手部材の内径面の仕上げ加工を省略していても、内側継手部材の外径面の仕上げ加工を省略してもよい。

本発明の固定式等速自在継手によれば、隣合うポケット部に交互に力が作用して、交互に逆方向のくさび角が発生するので、ケージ位置が内外側継手部材の二等分面位置で安定する。このため、ケージ外内球面の球面接触が抑制され、高負荷時や高速回転時にジョイントが円滑に作動し、発熱が抑えられ、耐久性を向上させることができる。ボール数を８個とすることによって、負荷容量を確保しつつジョイントサイズの小型、軽量化が可能となる。

また、２個ずつボールを組み込んでいけるので、組み付け作業時間を大幅に短縮でき、作業性の向上を図ることができる。しかも、各ポケットの周方向長さを、１個ずつボールを組み込む場合に比べて短く設定できる。このため、周方向に沿って隣り合うポケットの間の柱の周方向長さを大とすることができ、ケージの強度が安定する。

ボール組み込みにおいて、同時のボールの組み込みを可能とする２つのポケットのポケット間が、外側継手部材の端面の第１部に対向するものであっても、第２部に対向するものであってもよく、組み付け作業性に優れる。

外側継手部材の内径面を円筒面とすれば、ケージの外側継手部材への組み付け性および加工性が向上して、生産性コストの低減および生産性の向上を図ることができる。外側継手部材の内径面と前記ケージの外球面との間に隙間が形成されるものでは、潤滑剤の循環が促進され、発熱を抑制し、耐久性が向上する。

内側継手部材の外径面を円筒面とすれば、内側継手部材のケージへの組み付け性および内側継手部材の加工性が向上して、生産性コストの低減および生産性の向上を図ることができる。内側継手部材の外径面とケージの内球面との間に隙間を形成することによって、潤滑剤の潤滑が促進され、発熱を抑制し、耐久性が向上する。

外側継手部材及び内側継手部材のトラック溝の曲率中心を継手中心よりも遠ざかる方向へ変位させた場合、外側継手部材のトラック溝を大きくとることができて、負荷容量を大きくとることができるとともに、内側継手部材のトラック溝の軸方向端部開口部の肉厚を大とすることができ、この内側継手部材の孔部に嵌入されるシャフトに安定して連結することができる。また、外側継手部材及び内側継手部材のトラック溝の曲率中心を継手中心よりも近づく方向へ変位させた場合、内側継手部材のトラック溝の負荷容量を大きくとることができるとともに、外側継手部材の肉厚を厚くすることができ、強度的に安定する。

トラック溝としては、鍛造仕上げにて成形しても、機械加工、つまり仕上げ加工（研削、焼入鋼切削）していてもよく、成形方法として、従来からの種々の成形方法（加工方法）を種々選択でき、生産性に優れる。

本発明の実施形態を示す第１の固定式等速自在継手の正面図である。 前記図１に示す固定式等速自在継手の外側継手部材のトラック溝を示す簡略展開図である。 前記図１に示す固定式等速自在継手の内側継手部材のトラック溝を示す簡略展開図である。 前記図１に示す固定式等速自在継手のケージの要部拡大展開図である。 前記図１に示す固定式等速自在継手のケージの要部拡大断面図である。 前記図１に示す固定式等速自在継手のボール組み付け状態の正面図である。 前記図１に示す固定式等速自在継手のボール組み付け状態の断面図である。 前記図１に示す固定式等速自在継手のボール組み付け状態の斜視図である。 前記図１に示す固定式等速自在継手のボールの移動量を示すグラフ図である。 前記図９のグラフ図に示した移動量波形の要部拡大グラフ図である。 本発明の実施形態を示す第２の固定式等速自在継手の断面図である。 前記図１１に示す固定式等速自在継手の要部断面図である。 本発明の実施形態を示す第３の固定式等速自在継手の断面図である。 前記図１３に示す固定式等速自在継手の外側継手部材の断面図である。 本発明の実施形態を示す第４の固定式等速自在継手の断面図である。 前記図１５に示す固定式等速自在継手の外側継手部材の断面図である。 本発明の実施形態を示す第５の固定式等速自在継手の断面図である。 前記図１７に示す固定式等速自在継手の外側継手部材の断面図である。 本発明の実施形態を示す第６の固定式等速自在継手の断面図である。 本発明の実施形態を示す第７の固定式等速自在継手の断面図である。 トラック溝の曲率中心を径方向にオフセットさせた状態の外側継手部材の断面図である。 トラック溝の曲率中心を径方向にオフセットさせた状態の内側継手部材の断面図である。 本発明の実施形態を示す第８の固定式等速自在継手の断面図である。 前記図２３に示す固定式等速自在継手の外側継手部材の断面図である。 本発明の実施形態を示す第９の固定式等速自在継手の断面図である。 前記図２５に示す固定式等速自在継手の内側継手部材の断面図である。 本発明の実施形態を示す第１０の固定式等速自在継手の断面図である。 前記図２７に示す固定式等速自在継手の内側継手部材の断面図である。 本発明の実施形態を示す第１１の固定式等速自在継手の断面図である。 本発明の実施形態を示す第１２の固定式等速自在継手の断面図である。 トラック溝の曲率中心を径方向にオフセットさせた状態の外側継手部材の断面図である。 トラック溝の曲率中心を径方向にオフセットさせた状態の内側継手部材の断面図である。 従来の固定式等速自在継手の正面図である。 前記図３４の固定式等速自在継手の外側継手部材の断面図である。 前記図３４の固定式等速自在継手の内側継手部材の断面図である。 前記図３４の固定式等速自在継手のケージの要部展開図である。 前記図３４の固定式等速自在継手のケージの要部拡大断面図である。 前記図３４の固定式等速自在継手のボール組み付け状態の正面図である。 前記図３４の固定式等速自在継手のボール組み付け状態の断面図である。 前記図３４の固定式等速自在継手のボール組み付け状態の斜視図である。 前記図３４の固定式等速自在継手のボールの移動量を示すグラフ図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

図１と図６と図７と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２１に複数のトラック溝２２を形成した外側継手部材２３と、外径面２４に複数のトラック溝２５を形成した内側継手部材２６と、外側継手部材２３のトラック溝２２と内側継手部材２６のトラック溝２５とで協働して形成されるボールトラックに配された複数のボール２７と、ボール２７を収容するためのポケット２８を有するケージ２９とで主要部が構成されている。

また、外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心と外側継手部材２３の内径面の曲率中心の軸方向のオフセットと、内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心と内側継手部材２６の外径面の曲率中心の軸方向のオフセットとを０とする。

外側継手部材２３のトラック溝２２は、図２に示すように、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝２２ａ、２２ｂを備える。第１のトラック溝２２ａの軸線Ｌａは、継手軸線と平行な直線Ｌ１に対して、反時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。第２のトラック溝２２ｂの軸線Ｌｂは、継手軸線と平行な直線Ｌ２に対して、時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。

内側継手部材２６のトラック溝２５は、図３に示すように、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝２５ａ、２５ｂを備える。すなわち、第１のトラック溝２５ａの軸線Ｌａ１は、継手軸線と平行な直線Ｌ１１に対して、時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。第２のトラック溝２５ｂの軸線Ｌｂ１は、継手軸線と平行な直線Ｌ１２に対して、反時計廻り方向に所定角度γだけ傾斜している。

このため、外側継手部材２３及び内側継手部材２６は、それぞれ、軸線に対して互いに逆方向に傾いたトラック溝２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂが円周方向に交互に形成されているので、外側継手部材２３のトラック溝２２と内側継手部材２６のトラック溝２５とはクロスする状態となる。

なお、外側継手部材２３には、周方向に沿って所定ピッチで貫通孔３０が設けられている。この貫通孔３０は、エンドキャップやフレキシブルブーツをこの外側継手部材２３に取り付けるためのものである。ケージ２９は、その周壁に周方向に所定ピッチでボール２７を保持するポケット２８が設けられている。この場合、図５に示すように、周壁の外径面を外球面２９ａとするとともに、周壁の内径面を内球面２９ｂとする。

ところで、外側継手部材２３は周方向に隣合うトラック溝２２の傾斜方向を相反させているので、外側継手部材２３の端面２３ａ（２３ｂ）は、トラック溝２２の軸方向開口端間距離が大である第１部３１とトラック溝２２の軸方向開口端間距離が小である第２部３２が周方向に沿って交互に配設されるものとなる。

次に、前記のように構成される固定式等速自在継手におけるボール２７の組み込み方法を説明する。まず、外側継手部材２３に、内側継手部材２６とケージ２９とを組み込んだ状態とする。その後、図６から図８に示すように、内側継手部材２６とケージ２９とを、外側継手部材２３に対して傾斜した状態とする。この際、周方向に隣り合う２つのポケット２８を、外側継手部材２３から露出させた状態とする。すなわち、２つのポケット２８が斜め上方に開放される状態とする。また、内側継手部材２６をケージ２９よりも傾斜させる。すなわち、内側継手部材２６の軸心と、外側継手部材２３の軸心とが成す角度をθ２とする。

ところで、この傾斜状態では、この露出した２つのポケット２８にボール２７を組み込むことが可能とされる。前記ケージ２９のポケット２８の周方向長さＷ２（図５参照）を、この２つのポケット２８への同時ボール組み込みを可能とする長さとする。なお、この図例では、ボール２７を組み込む２つのポケット２８は、第１部３１に対向（対応）する。

このように、２つのポケット２８にボール２７を組み込んだ後、全体を約９０度だけ周方向に回動させて、ボール２７が組み込まれたポケット２８に周方向に９０度ずれた２つのポケット２８、２８を、斜め上方に開放される状態とする。そして、この開放状となった２つのポケット２８、２８にボール２７を組み込む。その後、以下同様の工程を２回行えば、全ポケット２８にボール２７を組み込むことができる。

ところで、図９は、１つのポケットにボールを組み込んでいくとき（組み付け作動角θ１）と、２つのポケットにボールを同時に組み込んでいくとき（組み付け作動角θ２）とのボール２７の円周方向移動量を示す。

図９において、白抜き丸及び白抜き三角を２個のボールを同時に組み込む場合を示し、黒ベタ丸及び黒ベタ三角を１個ずつボールを組み込む場合を示している。また、前記白抜き丸よりも大径の実線の丸は、２個のボールを同時に組み込む場合のボール位置を示し、前記白抜き丸よりも大径の破線の丸は、１個ずつボール２７を組み込む場合のボール位置を示している。図１０は、図９の要部拡大図を示し、この拡大図からわかるように、２個同時にボール２７を組み込むほうが、ポケットの周方向移動量が、寸法Ａだけ小さくなる。

本発明によれば、トラックオフセットを０とし、隣合うトラック溝２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂを交互に交差させることによって、隣合うポケット部２８に交互に力が作用して、交互に逆方向のくさび角が発生する。このため、ケージ位置が内外側継手部材２６の二等分面位置で安定する。このため、ケージ外内球面２９ａ、２９ｂの球面接触が抑制され、高負荷時や高速回転時にこの等速自在継手が円滑に作動し、発熱が抑えられ、耐久性を向上させることができる。ボール数を８個とすることによって、負荷容量を確保しつつ等速自在継手サイズの小型、軽量化が可能となる。

しかも、組立工程において、２つのポケット２８に同時にボール２７を組み込むことができる。このため、２個ずつボールを組み込んでいけば、８個ボールであるので、２個→２個→２個→２個の合計４回で済む。このため、組み付け作業時間を大幅に短縮でき、作業性の向上を図ることができる。

しかも、組み込んでいる２個のポケット２８と周方向に位相がずれているポケット２８におけるボール２７の周方向移動量Ｂ２(図４参照)を、１個ずつボールを組み込む場合のボール２７の周方向移動量Ｂ１(図３６参照)よりも小さくできる。このため、各ポケット２８の周方向長さを、１個ずつボールを組み込む場合に比べて短く設定できる。すなわち、本発明に係るケージ２９のポケット間の柱部５１のｔ２（この場合、内径側の肉厚）が、図３７に示す従来の柱部１１の周方向肉厚のｔ１よりも大きくなり、ケージ２９の強度が安定する。

次に図１１は第２の固定式等速自在継手を示し、この場合、図１２に示すように、外側継手部材２３の内径面２１を円筒面としている。このように、外側継手部材２３の内径面２１が円筒面であれば、外側継手部材２３にケージ２９を組み込む場合、外側継手部材２３の軸心とケージ２９の軸心とを一致させた状態で、挿入すればよい。この際、外側継手部材２３のトラック溝の位置と、ケージ２９のポケット２８の位置との位置関係を考慮することなく、挿入することができ、その組み込み作業の容易化を図ることができる。

また、この等速自在継手においては、外側継手部材２３の内径面２１に、ケージ２９の外球面２９ａがほとんど接触しないので、潤滑剤の循環が促進され、発熱を抑制し、耐久性が向上する。さらには、外側継手部材２３の内径面２１及びケージ２９の外球面２９ａに対して仕上げ加工（研削、焼入鋼切削）する必要がない。すなわち、外側継手部材２３の内径面２１及びケージ２９の外球面２９ａは鍛造肌のままでよい。このように、仕上げ加工を省略できるので、低コスト化および生産性の向上を図ることができる。なお、トラック溝２２，２５を、鍛造仕上げにて成形しても、機械加工、つまり仕上げ加工（研削、焼入鋼切削）していてもよい。

次に図１３は第３の固定式等速自在継手を示し、この場合の外側継手部材２３は、図１１に示す外側継手部材２３（その内径面２１が円筒面とされた外側継手部材）において、両開口部にそれぞれの開口側に向かって縮径するテーパ部２１ｄ、２１ｅを設けている。

テーパ部２１ｄ、２１ｅのテーパ角度θ（図１４参照）としては、図１３に示すように、組み付けた際に、ケージ２９の外球面２９ａに接触しない程度とする。このため、外側継手部材２３の内径面２１に、ケージ２９の外球面２９ａがほとんど接触しないものとなっている。

そのため、このように図１１や図１３等に示す固定式等速自在継手であっても、前記図１等に示す固定式等速自在継手と同様の作用効果を奏する。

次に図１５は第３の固定式等速自在継手を示し、外側継手部材２３の内径面２１を、ケージ２９の外球面２９ａとの間に隙間が形成される球面２１ａとしている。この場合、図１６に示すように、この球面２１ａの曲率中心Ｏ６とトラック溝２２との曲率中心Ｏ１とは一致している。

この外側継手部材２３を用いた固定式等速自在継手における内側継手部材２６は、その外径面２４の曲率中心Ｏ５をケージ２９の内球面２９ｂの曲率中心Ｏ４と一致させているとともに、外径面２４の曲率半径Ｒ５を内球面２９ｂの曲率半径Ｒ４と略一致させている。これによって、ケージ２９の内球面２９ｂと内側継手部材２６の外径面２４とが摺接する。

次に図１７は第４の固定式等速自在継手を示し、外側継手部材２３の内径面２１を、ケージ２９の外球面２９ａとの間に隙間が形成される楕円面２１ｆとしている。すなわち、楕円面２１ｆは、図１８の２点鎖線で示す楕円４２の楕円球面に沿って形成される。

この外側継手部材２３を用いた固定式等速自在継手における内側継手部材２６は、その外径面２４の曲率中心Ｏ５をケージ２９の内球面２９ｂの曲率中心Ｏ４と一致させているとともに、外径面２４の曲率半径Ｒ５を内球面２９ｂの曲率半径Ｒ４と略一致させている。これによって、ケージ２９の内球面２９ｂと内側継手部材２６の外径面２４とが摺接する。

このように、外側継手部材２３の内径面２１を、ケージ２９の外球面２９ａとの間に隙間が形成されることによって、潤滑剤の循環が促進され、発熱を抑制し、耐久性が向上する。また、ケージ２９の内球面２９ｂと内側継手部材２６の外径面２４とが摺接することによって、ケージ位置が定まり、外側継手部材２３によるケージ２９の拘束が無い状態であっても、固定式等速自在継手としての機能を安定して発揮することができる。

次に図１９は第５の固定式等速自在継手を示し、図２０は第６の固定式等速自在継手を示し、これらは、外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１と、内側継手部材のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２とを径方向に継手中心Ｏからずらせている。図１９では、曲率中心Ｏ１、Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に、継手中心Ｏよりもオフセット量Ｈだけずらせている。また、図２０では、曲率中心Ｏ１、Ｏ２を継手中心Ｏよりも近づけた位置に、継手中心Ｏよりもオフセット量Ｈだけずらせている。

図２１は、外側継手部材２３において、曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した場合と、曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏよりも近づく位置に配した場合とを描いたものである。図２１において、Ｏ１ａは継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心であり、Ｏ１ｂは継手中心Ｏよりも近づけた位置に配した外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心である。また、図２２は、内側継手部材２６において、曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した場合と、曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏよりも近づく位置に配した場合とを描いたものである。図２２において、Ｏ２ａは継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心であり、Ｏ２ｂは継手中心Ｏよりも近づけた位置に配した内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心である。

外側継手部材２３及び内側継手部材２６のトラック溝２２，２５の曲率中心Ｏ１，Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざかる方向へ変位させた場合、外側継手部材２３のトラック溝２２を大きくとることができて、負荷容量を大きくとることができるとともに、内側継手部材２６のトラック溝２５の軸方向端部開口部の肉厚を大とすることができ、この内側継手部材２６の孔部に嵌入されるシャフトに安定して連結することができる。また、外側継手部材２３及び内側継手部材２６のトラック溝２２，２５の曲率中心Ｏ１，Ｏ２を継手中心Ｏよりも近づく方向へ変位させた場合、内側継手部材２６のトラック溝２５の負荷容量を大きくとることができるとともに、外側継手部材２３の肉厚を厚くすることができ、強度的に安定する。

なお、図２１において、ｋ１０はトラック溝２２の曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏに一致させた場合のトラック溝２２の軸方向端部の外側継手部材肉厚を示し、ｋ１１はトラック溝２２の曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏよりも近づく方向に変位させた場合のトラック溝２２の軸方向端部の外側継手部材肉厚を示している。また、図２２において、ｋ２０はトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏに一致させた場合のトラック溝２５の軸方向端部の内側継手部材肉厚を示し、ｋ２１はトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざけた場合のトラック溝２５の軸方向端部の内側継手部材肉厚を示している。

図２３は第７の固定式等速自在継手を示し、外側継手部材２３の内径面２１を球面とするとともに、内側継手部材２６の外径面２４を円筒面としている。このため、内側継手部材２６の外径面２４とケージ２９に内球面２９ｂとの間に隙間が形成される。また、外側継手部材２３の内径面２１の曲率中心を外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１に一致させる。なお、図２４に示すように、外側継手部材２３の内径面２１の軸方向両端部に切欠部２１ｂ,２１ｃが設けられている。

図２５は第８の固定式等速自在継手を示し、内側継手部材２６の外径面２４を、ケージ２９の内球面２９ｂとの間に隙間が形成される球面２４ａとしている。この場合、図２６に示すように、この球面２４ａの曲率中心Ｏ５とトラック溝２５との曲率中心Ｏ２とは一致している。

この内側継手部材２６を用いた固定式等速自在継手における外側継手部材２３は、図２５に示すように、その内径面２１の曲率中心Ｏ６をケージ２９の外球面２９ａの曲率中心Ｏ３と一致させているとともに、内径面２１の曲率半径Ｒ６を外球面２９ａの曲率半径Ｒ３と略一致させている。これによって、ケージ２９の外球面２９ａと外側継手部材２３の内径面２１とが摺接する。なお、外側継手部材２３の内径面２１の軸方向両端部には、切欠部２１ｂ、２１ｃが設けられている。

次に図２７は第９の固定式等速自在継手を示し、内側継手部材２６の外径面２４を、ケージ２９の内球面２９ｂとの間に隙間が形成される楕円面２４ｂとしている。すなわち、楕円面２４ｂは、図２８の２点鎖線で示す楕円５２の楕円球面に沿って形成される。

この内側継手部材２６を用いた固定式等速自在継手における外側継手部材２３は、その内径面２１の曲率中心Ｏ６をケージ２９の外球面２９ａの曲率中心Ｏ３と一致させているとともに、内径面２１の曲率半径Ｒ６を外球面２９ａの曲率半径Ｒ３と略一致させている。これによって、ケージ２９の外球面２９ａと外側継手部材２３の内径面２１とが摺接する。

このように、内側継手部材２６の外径面２４（２４ｂ）を、ケージ２９の内球面２９ｂとの間に隙間が形成されることによって、潤滑剤の循環が促進され、発熱を抑制し、耐久性が向上する。また、ケージ２９の外球面２９ａと外側継手部材２３の内径面２１とが摺接することによって、ケージ位置が定まり、内側継手部材２６によるケージ２９の拘束が無い状態であっても、固定式等速自在継手としての機能を安定して発揮することができる。

次に図２９は第１０の固定式等速自在継手を示し、図３０は第１１の固定式等速自在継手を示し、この場合、内側継手部材２６の外径面２４を円筒面としたものにおいて、外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１と、内側継手部材のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２とを径方向に継手中心Ｏからずらせている。図２９では、曲率中心Ｏ１、Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に、継手中心Ｏよりもオフセット量Ｈだけずらせている。また、図３０では、曲率中心Ｏ１、Ｏ２を継手中心Ｏよりも近づけた位置に、継手中心Ｏよりもオフセット量Ｈだけずらせている。

図３１は、外側継手部材２３において、曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した場合と、曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏよりも近づく位置に配した場合とを描いたものである。図３１において、Ｏ１ａは継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心であり、Ｏ１ｂは継手中心Ｏよりも近づけた位置に配した外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心である。また、図３２は、内側継手部材２６において、曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した場合と、曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏよりも近づく位置に配した場合とを描いたものである。図３２において、Ｏ２ａは継手中心Ｏよりも遠ざかる位置に配した内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心であり、Ｏ２ｂは継手中心Ｏよりも近づけた位置に配した内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心である。

なお、図３１において、ｋ１０はトラック溝２２の曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏに一致させた場合のトラック溝２２の軸方向端部の外側継手部材肉厚を示し、ｋ１１はトラック溝２２の曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏによりも近づけた場合のトラック溝２２の軸方向端部の外側継手部材肉厚を示している。また、図３２において、ｋ２０はトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏに一致させた場合のトラック溝２５の軸方向端部の内側継手部材肉厚を示し、ｋ２１はトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏによりも遠ざけた場合のトラック溝２５の軸方向端部の内側継手部材肉厚を示している。

このため、外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１と、内側継手部材のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２とを径方向に継手中心Ｏからずらせている場合の作用効果を奏する。

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、外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１と、内側継手部材のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２とを径方向に継手中心Ｏからずらせる場合、外側継手部材２３の内径面２１が円筒面である場合や内側継手部材２６の外径面２４が円筒面である場合に限るものではない。

２１ 内径面
２２、２２ａ、２２ｂ トラック溝
２３ 外側継手部材
２４ 外径面
２５、２５ａ、２５ｂ トラック溝
２６ 内側継手部材
２７ ボール
２８ ポケット
２９ ケージ
２９ａ 外球面
２９ｂ 内球面
３１ 第１部
３２ 第２部
４２、５２ 楕円

Claims (15)

1. 内径面に８個のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に外側継手部材のトラック溝と対をなす８個のトラック溝が形成された内側継手部材と、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８個のボールと、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ポケットを有するケージとを備え、外側継手部材のトラック溝の曲率中心と外側継手部材の内径面の曲率中心の軸方向のオフセットと、内側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材の外径面の曲率中心の軸方向のオフセットとを０とし、外側継手部材のトラック溝及び内側継手部材のトラック溝をそれぞれ軸線に対して傾斜させるとともに、周方向に隣合うトラック溝の傾斜方向を相反させ、かつ外側継手部材のトラック溝とこれに対向する内側継手部材のトラック溝を軸線に対して反対方向に傾斜させた固定式等速自在継手であって、
   前記ケージのポケットの周方向長さを、外側継手部材に対してケージを所定角度だけ傾斜させて２つのポケットを外側継手部材から露出させた状態にてこの２つのポケットへの同時ボール組み込みを可能とする長さとしたことを特徴とする等速自在継手。
2. 前記外側継手部材の端面は、トラック溝の軸方向開口端間距離が大である第１部とトラック溝の軸方向開口端間距離が小である第２部が周方向に沿って交互に配設され、同時のボールの組み込みを可能とする２つのポケットのポケット間が第１部に対向することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記外側継手部材の端面は、トラック溝の軸方向開口端間距離が大である第１部とトラック溝の軸方向開口端間距離が小である第２部が周方向に沿って交互に配設され、同時のボールの組み込みを可能とする２つのポケットのポケット間が第２部に対向することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
4. 外側継手部材の内径面は円筒面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。
5. 外側継手部材の内径面を円筒面とするとともに、開口部に開口端に向かって縮径するテーパ部を設けた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。
6. 外側継手部材の内径面が球面形状であり、この内径面とケージの外球面との間に隙間が形成されてい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。
7. 外側継手部材の内径面が楕円形状であり、この内径面とケージの外球面との間に隙間が形成されてい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。
8. 内側継手部材の外径面は円筒面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。
9. 内側継手部材の外径面が球面形状であり、この外径面とケージ内球面との間に隙間が形成されてい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。
10. 内側継手部材の外径面が楕円形状であり、この外径面とケージの内球面との間に隙間が形成されてい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。
11. 外側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材のトラック溝の曲率中心とは、継手中心に対して径方向にオフセットしていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の等速自在継手。
12. トラック溝が鍛造にて成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手。
13. トラック溝が機械加工にて成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手。
14. 外側継手部材の内径面の仕上げ加工を省略していることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手。
15. 内側継手部材の外径面の仕上げ加工を省略していることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手。

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