JP3859267B2

JP3859267B2 - 固定型等速自在継手

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Publication number: JP3859267B2
Application number: JP15759496A
Authority: JP
Inventors: 啓助曽根; 和彦穂積; 佳久兼子; 達朗杉山
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JPH09317784A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、８個のボールを備えた固定型等速自在継手に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
図１３に示すのは、固定型等速自在継手として代表的なツェパー型等速自在継手である。この等速自在継手は、内径面１１ａに６本の曲線状の案内溝１１ｂを軸方向に形成した外側継手部材としての外輪１１と、外径面１２ａに６本の曲線状の案内溝１２ｂを軸方向に形成し、内径面に軸部を連結するためのセレーション（又はスプライン）１２ｃを形成した内側継手部材としての内輪１２と、外輪１１の案内溝１１ｂと内輪１２の案内溝１２ｂとが協働して形成されるボールトラックに配された６個のボール１３と、ボール１３を保持する保持器１４とで構成される。
【０００３】
外輪１１の案内溝１１ｂの中心Ａは内径面１１ａの球面中心に対して、内輪１２の案内溝１２ｂの中心Ｂは外径面１２ａの球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離だけ反対側に（案内溝１１ｂの中心Ａは継手の開口側、案内溝１２ｂの中心Ｂは継手の奥部側に）オフセットされている。保持器１４の案内面となる外輪１１の内径面１１ａおよび内輪１２の外径面１２ａの球面中心は、いずれも継手中心面Ｏ内にある。
【０００４】
外輪１１と内輪１２とが角度θだけ角度変位すると、保持器１４に案内されたボール１３は常にどの作動角θにおいても、角度θの２等分面（θ／２）内に維持され、そのため継手の等速性が確保される。
【０００５】
本発明は、固定型等速自在継手において、運転時の温度上昇とトルク損失を低減すると共に、比較品（上述したような６個ボールの固定型等速自在継手）と同等以上の強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、より一層のコンパクト化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、内径面に８本の曲線状の案内溝を形成した外側継手部材と、外径面に８本の曲線状の案内溝を形成し、内径面に軸部を連結するための歯型を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成されるボールトラックに配された８個のボールと、ボールを保持する保持器とを備え、外側継手部材の案内溝の中心が内径面の球面中心に対して、内側継手部材の案内溝の中心が外径面の球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側にオフセットされ、前記８個のボールでトルクを伝達する固定型等速自在継手であって、
オフセット量（Ｆ）と、外側継手部材の案内溝の中心又は内側継手部材の案内溝の中心とボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内である構成を提供する。
【０００７】
０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１とした理由は次にある。ＰＣＲを固定して考えた場合、一般に、作動角付与時、オフセット量（Ｆ）が大きいほどトラック荷重（案内溝とボールとの接触部分に加わる荷重）は減少するので、トラック荷重の点では、オフセット量（Ｆ）が大きい方が有利であると言える。
【０００８】
しかし、オフセット量（Ｆ）が大きすぎると：
（I）高作動角域でトラックが浅くなり、許容負荷トルクの低下を招く；
（II）保持器のポケット内での、ボールの径方向移動量が大きくなるので、ボールの脱落を防止するため、保持器の肉厚（径方向寸法）を大きくする必要が生じる。そのため、トラックが浅くなり、許容負荷トルクの低下を招く；
（III）保持器のポケット内での、ボールの周方向移動量が大きくなるので、ボールの適正な運動を確保するため、保持器のポケットの周方向寸法を大きくする必要が生じる。そのため、保持器の柱部が細くなり、強度面が問題となる。
【０００９】
一方、オフセット量（Ｆ）が小さすぎると：
（IV）作動角付与時、負荷側のトラック荷重（Ｐ１）、非負荷側のトラック荷重（Ｐ２：１回転中に、非負荷側トラックに荷重が働く位相が生じる。）のピーク値が増大し（Ｐ１、Ｐ２は所定の位相角でピーク値を示す。）、耐久性低下を招く；
（V）最大作動角が減少する。
【００１０】
以上より、オフセット量（Ｆ）は、過大・過小いずれも好ましくなく、上記（I）（II）（III）の問題と上記（IV）（V）の問題との均衡を図り得る最適範囲が存在する。ただ、オフセット量（Ｆ）の最適範囲は継手の大きさによって変わるので、継手の大きさを表す基本寸法との関係において求める必要がある。比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）を用いているのはそのためである。Ｒ１〉０．１２１であると上記（I）（II）（III）が問題となり、Ｒ１〈０．０６９であると上記（IV）（V）が問題となる。許容負荷トルクの確保、保持器強度の確保、トラック荷重の低減、耐久性の確保、最大作動角の確保の点から、
０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１がオフセット量（Ｆ）の最適範囲である。ここで、上記Ｒ１の上限値（０．１２１）は比較品（６個ボールの固定型等速自在継手）におけるＲ１の一般的な値（通常、０．１４である。）よりもかなり小さい。Ｒ１が小さい分、本発明品は比較品に比べ、許容負荷トルクの向上、保持器強度の確保に関して、より一層の配慮が払われているということができる。Ｒ１を上記範囲に設定することができたのは、本発明品が８個のボールを備えており、トラック荷重の点で比較品よりも有利であること（理論解析により確認されている。）、温度上昇が比較品に比べて低減されること（実験により確認されている。図８、図９参照）による。比較品（６個ボール）において、Ｒ１を上記範囲に設定すると、トラック荷重が過大となって、耐久性低下につながると考えられる。
【００１１】
上記構成に加え、さらに、保持器の外径面の球面中心と内径面の球面中心とを、ボールの中心を含む継手中心面に対して軸方向に等距離（ｆ）だけ反対側にオフセットさせ、オフセット量（ｆ）と、前記（ＰＣＲ）との比Ｒ２
（＝ｆ／ＰＣＲ）を、
０〈Ｒ２≦０．０５２の範囲内とした構成を採用することもできる。
【００１２】
０〈Ｒ２≦０．０５２とした理由は次にある。一般に、オフセット量（ｆ）を設けることにより、保持器の内径面の面積を増大させ、発熱減少により、耐久性向上を図ることができ、また、内輪を組入れる保持器の入口部の肉厚を増大させ、強度向上を図ることができるという利点がある。
【００１３】
しかし、オフセット量（ｆ）が大きすぎると：
（I）ボールの周方向移動量が大きくなるので、ボールの適正な運動を確保するため、保持器のポケットの周方向寸法を大きくする必要が生じる。そのため、保持器の柱部が細くなり、強度面が問題となる；
（II）保持器の入口部と反対側の部分の肉厚が小さくなり、強度面が問題となる以上より、オフセット量（ｆ）が過大であるのは好ましくなく、オフセット量（ｆ）を設ける意義と上記（I）（II）の問題との均衡を図り得る最適範囲が存在する。ただ、オフセット量（ｆ）の最適範囲は継手の大きさによって変わるので、継手の大きさを表す基本寸法との関係において求める必要がある。比Ｒ２（＝ｆ／ＰＣＲ）を用いているのはそのためである。Ｒ１〉０．０５２であると上記（I）（II）が問題となる。保持器強度の確保、耐久性の確保の点から、
０〈Ｒ２≦０．０５２がオフセット量（ｆ）の最適範囲である。
【００１４】
以上の構成に加え、ボールのピッチ円径（ＰＣＤ_BALL＝２×ＰＣＲ）と直径（Ｄ_BALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤ_BALL／Ｄ_BALL）を３．３≦ｒ１≦５．０の範囲内とすると良い。
【００１５】
３．３≦ｒ１≦５．０とした理由は、外輪等の強度、継手の負荷容量および耐久性を比較品（６個ボール）と同等以上に確保するためである。すなわち、等速自在継手においては、限られたスペースの範囲で、ボールのピッチ円径（ＰＣＤ_BALL）を大幅に変更することは困難である。そのため、ｒ１の値は、主にボールの直径（Ｄ_BALL）に依存することになる。ｒ１〈３．３であると（主に直径Ｄ_BALLが大きい場合）、他の部品（外輪、内輪等）の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じる。逆に、ｒ１〉５．０であると（主に直径Ｄ_BALLが小さい場合）、負荷容量が小さくなり、耐久性の点で懸念が生じる。
３．３≦ｒ１≦５．０とすることにより、外輪等の強度、継手の負荷容量および耐久性を比較品（６個ボール）と同等以上に確保することができる。このことは、試験により、ある程度裏付けされている。
【００１６】
【表２】

【００１７】
表２に示すように（表２は比較試験に基づく評価を示している。）、
ｒ１＝３．２とした場合では、外輪、内輪、保持器の強度が十分に確保されず、好ましくない結果が得られた。ｒ１＝３．３、３．４とした場合では、強度面でもまずまず良好な結果が得られた。特に、ｒ１≧３．５とした場合では、外輪、内輪、保持器の強度および継手の耐久性が十分に確保され、好ましい結果が得られた。尚、ｒ１〉３．９の範囲内については、まだ試験は行なっていないが、上記と同様に好ましい結果が得られるものと推測される。ただし、ｒ１〉５．０になると、耐久性の点が問題になると考えられるので、ｒ１≦５．０とするのが良い。
【００１８】
以上により、ｒ１は、３．３≦ｒ１≦５．０の範囲内、好ましくは、
３．５≦ｒ１≦５．０の範囲内に設定するのが良い。
【００１９】
また、上記構成に加え、さらに、外側継手部材の外径（Ｄ_OUTER）と内側継
手部材の歯型のピッチ円径（ＰＣＤ_SERR）との
比ｒ２（＝Ｄ_OUTER／ＰＣＤ_SERR）を２．５≦ｒ２≦３．５の範囲内とすると良い。
【００２０】
２．５≦ｒ２≦３．５とした理由は次にある。すなわち、内側継手部材の歯型のピッチ円径（ＰＣＤ_SERR）は、相手軸の強度等との関係で大幅に変更することはできない。そのため、ｒ２の値は、主に外側継手部材の外径（Ｄ_OUTER）に依存することになる。ｒ２〈２．５であると（主に外径Ｄ_OUTERが小さい場合）、各部品（外輪、内輪等）の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じる。一方、ｒ２〉３．５であると（主に外径Ｄ_OUTERが大きい場合）、寸法的な面等から実用上の問題が生じる場合があり、また、コンパクト化という目的も達成できない。２．５≦ｒ２≦３．５とすることにより、外輪等の強度および継手の耐久性を比較品（６個ボール）と同等以上に確保することができ、かつ、実用上の要請も満足できる。特に、２．５≦ｒ２〈３．２とすることにより、同じ呼び形式の比較品（６個ボール）に対して、外径寸法をコンパクト化できるというメリットがある。
【００２１】
以上により、ｒ２は、２．５≦ｒ２≦３．５の範囲内、好ましくは、
２．５≦ｒ２〈３．２の範囲内に設定するのが良い。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００２３】
図１に示すように、この実施形態の固定型等速自在継手は、内径面１ａに８本の曲線状の案内溝１ｂを軸方向に形成した外側継手部材としての外輪１と、外径面２ａに８本の曲線状の案内溝２ｂを軸方向に形成し、内径面に軸部５を連結するためのセレーション（又はスプライン）２ｃを形成した内側継手部材としての内輪２と、外輪１の案内溝１ｂと内輪２の案内溝２ｂとが協働して形成されるボールトラックに配された８個のボール３と、ボール３を保持する保持器４とで構成される。
【００２４】
この実施形態において、外輪１の案内溝１ｂの中心Ｏ１は内径面１ａの球面中心に対して、内輪２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は外径面２ａの球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側にオフセットされている。保持器４の外径面４ａの球面中心、および、保持器４の外径面４ａの案内面となる外輪１の内径面１ａの球面中心は、いずれも、ボール３の中心Ｏ３を含む継手中心面Ｏ内にある。また、保持器４の内径面４ｂの球面中心、および、保持器４の内径面４ｂの案内面となる内輪２の外径面２ａの球面中心は、いずれも、継手中心面Ｏ内にある。それ故、外輪１の上記オフセット量（Ｆ）は、案内溝１ｂの中心Ｏ１と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離、内輪２の上記オフセット量（Ｆ）は、案内溝２ｂの中心Ｏ２と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離になり、両者は等しい。外輪１の案内溝１ｂの中心Ｏ１と内輪２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とは、継手中心面Ｏに対して軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側（案内溝１ｂの中心Ｏ１は継手の開口側、案内溝２ｂの中心Ｏ２は継手の奥部側）にずれた位置にある。外輪１の案内溝１ｂの中心Ｏ１とボール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さ、内輪２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とボール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さが、それぞれＰＣＲであり、両者は等しい。
【００２５】
外輪１と内輪２とが角度θだけ角度変位すると、保持器４に案内されたボール３は常にどの作動角θにおいても、角度θの２等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保される。
【００２６】
前述したように、
▲１▼案内溝１ｂ、２ｂのオフセット量（Ｆ）は、比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）は、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内になるように設定するのが、許容負荷トルクの確保、保持器強度の確保、トラック荷重の低減、耐久性の確保、最大作動角の確保の点から好ましいが、この実施形態では、Ｒ１＝０．１０４（又は０．１０３８）に設定してある。比較品（図１３に示すような６個ボールの固定型等速自在継手）におけるＲ１の一般的な値は０．１４であり、この実施形態品のＲ１は比較品よりもかなり小さい。
【００２７】
上記構成に加え、次のような寸法設定をしても良い。
▲２▼ボール３のピッチ円径ＰＣＤ_BALL（ＰＣＤ_BALL＝２×ＰＣＲ）と直径Ｄ_BALLとの比ｒ１（＝ＰＣＤ_BALL／Ｄ_BALL）は、３．３≦ｒ１≦５．０の範囲、例えば、３．５≦ｒ１≦５．０の範囲内の値に設定するのが、外輪等の強度確保、負荷容量の確保、耐久性の確保の点から好ましいが、この実施形態では、
ｒ１＝３．８３に設定してある。また、
▲３▼外輪１の外径Ｄ_OUTERと内輪２のセレーション（又はスプライン）２ｃのピッチ円径ＰＣＤ_SERRとの比ｒ２（＝Ｄ_OUTER／ＰＣＤ_SERR）を
２．５≦ｒ２≦３．５、例えば、２．５≦ｒ２〈３．２の範囲内の値に設定してある。尚、上記▲２▼の構成は単独で採用しても良い。
【００２８】
上記▲２▼▲３▼の構成について、同じ呼び形式の比較品（６個ボール）と比較すると表１のようになる。
【００２９】
【表１】

【００３０】
この実施形態の固定型等速自在継手は、ボール３の個数が８個であり、比較品（６個ボール）に比べ、継手の全負荷容量に占めるボール１個当りの負荷割合が少ないので、同じ呼び形式の比較品（６個ボール）に対して、ボール３の直径Ｄ_BALLを小さくし、外輪１の肉厚および内輪２の肉厚を比較品（６個ボール）と同程度に確保することが可能である。
【００３１】
また、同じ呼び形式の比較品（６個ボール）に対して、
比ｒ２（＝Ｄ_OUTER／ＰＣＤ_SERR）を小さくし（２．５≦ｒ２〈３．２）、
比較品（６個ボール）と同等以上の強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、より一層のコンパクト化を図ることができる。
【００３２】
図２は、外輪１を示している。外輪１の内径面１ａの開口側領域には、保持器４を内径面１ａに組込むための円筒状カット部１ａ１が設けられている。保持器４の組込みに際しては、図２（ａ）に示すように、軸線を互いに直交させた状態で、保持器４のポケット４ｃを円筒状カット部１ａ１に入れる。この態様で、保持器４を、その外径面４ａの球面中心が外輪１の内径面１ａの球面中心に一致するまで挿入する。この状態から、保持器４を９０度回転させ、保持器４の軸線と外輪１の軸線とを一致させる。これにより、保持器４が外輪１の内径面１ａに完全に組込まれる。
【００３３】
また、図２（ｃ）（ｄ）に拡大して示すように、外輪１の案内溝１ｂの開口側領域には、チャンファ１ｂ１が設けられている。チャンファ１ｂ１は、案内溝１ｂを熱処理する際｛図２（ｄ）における領域Ｗに熱処理を施す。｝の焼抜けを防止する役割をもつ（外輪１の開口端面に焼きが入らないようにする）と同時に、ボール３を保持器４のポケット４ｃに組込む際の案内部として利用することができる。
【００３４】
図３は、内輪２を示している。内輪２の外径面２ａの直径はＡ、１８０度対向した２つの案内溝１ｂの溝底を含む平面Ｓと平行な縦断面における、外径面２ａ間の最大間隔はＣである。
【００３５】
図４は、保持器４を示している。保持器４には、ボール３を収容保持する８つの窓状のポケット４ｃが円周等間隔に設けられている。８つのポケット４ｃのうち４つは円周方向寸法の大きな長ポケット４ｃ１、残りの４つは円周方向の小さな短ポケット４ｃ２で、長ポケット４ｃ１と短ポケット４ｃ２とは交互に配列されている。また、内輪２を組入れる保持器４の入口部４ｄの径（Ｂ）は、図３に示す内輪２の外径（Ａ）と、最大間隔（Ｃ）に対して、Ｃ≦Ｂ〈Ａの関係になるように設定されている。入口部４ｄの奥側（内径面４ｂと入口部４ｄとの境界部分）は段差４ｅになっている。
【００３６】
入口部４ｄの径（Ｂ）をＣ≦Ｂ〈Ａの関係になるように設定したのは、保持器４の内径面４ｂに内輪２を組込む際の組込み性に配慮したためである。内輪２の組込みに際しては、互いの軸線を直交させた状態で、内輪２の１つの案内溝２ｂを保持器４の入口部４ｄにあてがいながら、内輪２を保持器４の内径面４ｂに挿入する。この態様で、内輪２をある程度挿入すると、内輪２の外径面２ａの最大間隔（Ｃ）が段差４ｅに引っ掛かり、その以上内輪２を挿入することができなくなる（図５に示す状態）。この状態から、内輪２を９０度回転させ、内輪２の軸線と保持器４の軸線とを一致させる。これにより、内輪２が保持器４の内径面４ｂに完全に組込まれる。
【００３７】
４つの長ポケット４ｃ１と４つの短ポケット４ｃ２とを交互に配列したのは、ボール３を保持器４のポケット４ｃに組込む際の組込み性に配慮したためである。図６（ａ）に示すように、ボール３の組込みは、内輪２および保持器４のアッセンブリを外輪１の内径面１ａに組込んだ後、内輪２および保持器４を外輪１に対して角度変位（ボール組込み角α）させた状態で行なう。図６（ｂ）の各位相におけるボール３を、３１、３２、・・・、３８で示す。ボール３１、３３、３５、３７は保持器４の短ポケット４ｃ２に収容され、ボール３２、３４、３６、３８は長ポケット４ｃ１に収容されている。継手が作動角αをとった時の、ポケット４ｃ内におけるボール３の移動位置は図７に示すようになる。尚、図７（ａ）は保持器オフセット（ｆ）を設けていない図１の構成、図７（ｂ）は保持器オフセット（ｆ）を設けた図１１および図１２の構成にそれぞれ対応している。ボール３は、まず４つの長ポケット４ｃ１にそれぞれ組込み、その後、４つの短ポケット４ｃ２にそれぞれ組込む。例えばボール３１を組込む際、３３、３５、３７の位相では、ボール３の周方向の動き量は少ない。そのため、ボール３１を短ポケット４ｃ２に組込むことができる。同様に、例えばボール３３を組込む際、３１、３５、３７の位相では、ボール３の周方向の動き量は少ない。そのため、ボール３３を短ポケット４ｃ２に組込むことができる。このようにして、全ての短ポケット４ｃ２にボール３を組込むことができる。尚、ボール３をポケット４ｃに組込む際、外輪１のチャンファ１ｂ１がボール３を案内する役割をなす｛図６（ａ）参照｝。
【００３８】
上述した態様で、外輪１、内輪２、保持器４、ボール３を組付けると、図１に示す本実施形態の固定型等速自在継手が完成する。内輪２のセレーション（スプラインでも良い。）２ｃには、軸部５が連結される。尚、この実施形態では、軸部５をボロン鋼で形成し、軸部５の小径化を図っている（最大作動角付与時、外輪１の開口端と干渉する部分の径を小さくしてある。セレーションの径は比較品と同じにしてある。）。軸部５の小径化を図ったのは、作動角増大に配慮したためである。試作品では、例えば自動車のドライブシャフト用継手として要求される最大作動角４５°以上を充分達成できた。
【００３９】
図８は、実施形態品と比較品（６個ボール）（いずれも同じ呼び形式）について、回転数（ｒｐｍ）と温度上昇量（°Ｃ）との関係を比較試験した結果を示している。同図でＸ（点線白○）は実施形態品、Ｙ（実線黒○）は比較品であり、温度上昇量（°Ｃ）は、運転開始から３０分経過後に測定したデータである。また、θは継手作動角、Ｔは入力回転トルクである。
【００４０】
同図に示す試験結果から明らかなように、実施形態品（Ｘ）の温度上昇量は比較品（Ｙ）よりも小さく、回転数が高くなるに従ってその差が大きくなっている。温度上昇の低減は、耐久性の向上につながる。また、そのような温度上昇の低減は、作動角（θ）および入力回転トルク（Ｔ）の如何を問わず得られるものと考えられる。
【００４１】
図９は、実施形態品と比較品（６個ボール）（いずれも同じ呼び形式）について、温度上昇量（°Ｃ）の経時変化を比較試験した結果を示している。同図でＸ（点線白○）は実施形態品、Ｙ（実線黒○）は比較品であり、θは継手作動角、Ｔは入力回転トルクである。
【００４２】
同図に示す試験結果から明らかなように、実施形態品（Ｘ）の温度上昇量は比較品（Ｙ）よりも小さく、その差は運転時間が長くなってもあまり変化していない。
【００４３】
図１０は、実施形態品と比較品（６個ボール）（いずれも同じ呼び形式）について、作動角θ（ｄｅｇ）とトルク損失率（％）との関係を比較試験した結果を示している。同図でＸ（点線白○）は実施形態品、Ｙ（実線黒○）は比較品であり、θ＝１０ｄｅｇでは入力回転トルクＴ＝１９６Ｎ・ｍ、θ＝３０ｄｅｇではＴ＝９８Ｎ・ｍとして、トルク損失率を測定している。
【００４４】
同図から明らかなように、実施形態品（Ｘ）のトルク損失率は比較品（Ｙ）よりも小さく、作動角θが大きくなるに従ってその差が大きくなっている。トルク損失の低減は、省燃費、省エネルギーに寄与する他、温度上昇の低減ひいては耐久性の向上にもつながる。
【００４５】
以上のように、この実施形態の固定型等速自在継手によれば、形状がコンパクトでありながら、比較品（６個ボール）と同等またはそれ以上の負荷容量および耐久性をもたせることができる。
【００４６】
図１１は、本発明の他の実施形態に係わる固定型等速自在継手を示している。外輪１の案内溝１ｂの中心Ｏ１は内径面１ａの球面中心Ｏ４に対して、内輪２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は外径面２ａの球面中心Ｏ５に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側にオフセットされている。さらに、この実施形態では、保持器４の外径面４ａの球面中心（外輪１の内径面１ａの球面中心Ｏ４と同じ）と、保持器４の内径面４ｂの球面中心（内輪２の外径面２ａの球面中心Ｏ５と同じ）とを、継手中心面Ｏに対して軸方向に等距離（ｆ）だけ反対側にオフセットさせている。外輪１の上記オフセット量（Ｆ）は、案内溝１ｂの中心Ｏ１と内径面１ａの球面中心Ｏ４との間の軸方向距離、内輪２の上記オフセット量（Ｆ）は、案内溝２ｂの中心Ｏ２と外径面２ａの球面中心Ｏ５との間の軸方向距離になり、両者は等しい。外輪１の案内溝１ｂの中心Ｏ１と内輪２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とは、継手中心面Ｏに対して軸方向に等距離だけ反対側（案内溝１ｂの中心Ｏ１は継手の開口側、案内溝２ｂの中心Ｏ２は継手の奥部側）にずれた位置にある。外輪１の案内溝１ｂの中心Ｏ１とボール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さ、内輪２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とボール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さが、それぞれＰＣＲであり、両者は等しい。
【００４７】
前述したように、
▲４▼保持器４の外径面４ａ、内径面４ｂのオフセット量（ｆ）は比Ｒ２（＝ｆ／ＰＣＲ）が、０〈Ｒ２≦０．０５２の範囲内になるように設定するのが、保持器強度の確保、耐久性の確保の点から好ましいが、この実施形態では、
Ｒ２＝０．０３５に設定してある。上記実施形態における▲１▼▲２▼▲３▼の構成については同様であるので（但し、▲１▼の構成に関しては、Ｒ１＝０．１００３に設定している。）、説明を省略する。尚、保持器４のオフセット（ｆ）の向きは逆でも良い。すなわち、図１１における点Ｏ４を内径面４ｂの球面中心、点Ｏ５を外径面４ａの球面中心としても良い。
【００４８】
図１２に示す実施形態は、外輪１の案内溝１ｂの所定領域Ｕ１、内輪２の案内溝２ｂの所定領域Ｕ２をそれぞれストレート状にしたものである。案内溝１ｂのＵ１以外の領域は点Ｏ１を中心とする曲線状、案内溝２ｂのＵ２以外の領域は点Ｏ２を中心とする曲線状である。その他の構成は、図１１に示す実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４９】
尚、以上説明した実施形態における構成▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼は、（▲１▼）、（▲１▼＋▲２▼）、（▲１▼＋▲２▼＋▲３▼）、（▲４▼）、（▲４▼＋▲２▼）、（▲４▼＋▲２▼＋▲３▼）、（▲１▼＋▲４▼）、（▲１▼＋▲２▼＋▲４▼）、（▲１▼＋▲２▼＋▲３▼＋▲４▼）のように、単独で又は組み合わせて用いることができる。これらの中で、（▲１▼）（請求項１）、（▲１▼＋▲４▼）（請求項２）、（▲１▼＋▲２▼）（請求項３）、（▲１▼＋▲２▼＋▲４▼）（請求項３）、（▲１▼＋▲２▼＋▲３▼）（請求項４、）、（▲１▼＋▲２▼＋▲３▼＋▲４▼）（請求項４）の構成が好ましい。
【００５０】
この実施形態の固定型等速自在継手は、自動車、各種産業機械等における動力伝達要素として広く用いることができるが、特に、自動車のドライブシャフト用として好適である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固定型等速自在継手における、運転時の温度上昇とトルク損失を低減すると共に、比較品（上述したような６個ボールの固定型等速自在継手）と同等以上の強度、負荷容量、耐久性、作動角を確保しつつ、より一層のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す縦断面図（図ａ：図ｂにおけるａ−ａ断面）、横断面図（図ｂ：図ａにおけるｂ−ｂ断面）である。
【図２】外輪の正面図（図ａ）、縦部分断面図（図ｂ）、図ａにおける案内溝部分の拡大正面図（図ｃ）、図ｂにおける端部の拡大縦断面図（図ｄ）である。
【図３】内輪の正面図（図ａ）、縦断面図（図ｂ）である。
【図４】保持器の横断面図（図ａ）、縦断面図（図ｂ）である。
【図５】内輪を保持器に組込む際の一態様を示す正面図である。
【図６】ボールを組込む際の態様を示す縦断面図（図ａ）、横断面図（図ｂ）である。
【図７】作動角αの時の、ポケット内におけるボールの移動位置を示す図である。図（ａ）は保持器オフセットを設けていない構成、図（ｂ）は保持器オフセットを設けた構成にそれぞれ対応している。
【図８】回転数と温度上昇量との関係を示す図である（図ａ、図ｂ、図ｃ）。
【図９】温度上昇量の経時変化を示す図である。
【図１０】作動角とトルク損失率との関係を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す縦断面図（図ａ：図ｂにおけるａ−ａ断面）、横断面図（図ｂ：図ａにおけるｂ−ｂ断面）である。
【図１２】本発明の他の実施形態を示す縦断面図（図ａ：図ｂにおけるａ−ａ断面）、横断面図（図ｂ：図ａにおけるｂ−ｂ断面）である。
【図１３】比較品（６個ボールの固定型等速自在継手）を示す横断面図（図ａ）、縦断面図（図ｂ：図ａにおけるｂ−ｂ断面図）である。
【符号の説明】
１外輪
１ａ内径面
１ｂ案内溝
２内輪
２ａ外径面
２ｂ案内溝
３ボール
４保持器
Ｏ１外輪の案内溝の中心
Ｏ２内輪の案内溝の中心
Ｏ３ボールの中心
Ｏ４保持器の外径面の球面中心
Ｏ５保持器の内径面の球面中心

Claims

内径面に８本の曲線状の案内溝を形成した外側継手部材と、外径面に８本の曲線状の案内溝を形成し、内径面に軸部を連結するための歯型を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成されるボールトラックに配された８個のボールと、ボールを保持する保持器とを備え、外側継手部材の案内溝の中心が内径面の球面中心に対して、内側継手部材の案内溝の中心が外径面の球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側にオフセットされ、前記８個のボールでトルクを伝達する固定型等速自在継手であって、
前記オフセット量（Ｆ）と、前記外側継手部材の案内溝の中心又は前記内側継手部材の案内溝の中心と前記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内であることを特徴とする固定型等速自在継手。
内径面に８本の曲線状の案内溝を形成した外側継手部材と、外径面に８本の曲線状の案内溝を形成し、内径面に軸部を連結するための歯型を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成されるボールトラックに配された８個のボールと、ボールを保持する保持器とを備え、外側継手部材の案内溝の中心が内径面の球面中心に対して、内側継手部材の案内溝の中心が外径面の球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側にオフセットされ、かつ、保持器の外径面の球面中心と内径面の球面中心とが、ボールの中心を含む継手中心面に対して軸方向に等距離（ｆ）だけ反対側にオフセットされ、前記８個のボールでトルクを伝達する固定型等速自在継手であって、
前記オフセット量（Ｆ）と、前記外側継手部材の案内溝の中心又は前記内側継手部材の案内溝の中心と前記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内であり、かつ、前記オフセット量（ｆ）と、前記（ＰＣＲ）との比Ｒ２（＝ｆ／ＰＣＲ）が、０〈Ｒ２≦０．０５２の範囲内であることを特徴とする固定型等速自在継手。
ボールのピッチ円径（ＰＣＤ_ＢＡＬＬ）｛前記（ＰＣＲ）の２倍：ＰＣＤ_ＢＡＬＬ＝２×ＰＣＲ｝とボールの直径（Ｄ_ＢＡＬＬ）との比ｒ１（＝ＰＣＤ_ＢＡＬＬ／Ｄ_ＢＡＬＬ）が、３．３≦ｒ１≦５．０の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２記載の固定型等速自在継手。
ボールのピッチ円径（ＰＣＤ_ＢＡＬＬ）｛前記（ＰＣＲ）の２倍：ＰＣＤ_ＢＡＬＬ＝２×ＰＣＲ｝とボールの直径（Ｄ_ＢＡＬＬ）との比ｒ１（＝ＰＣＤ_ＢＡＬＬ／Ｄ_ＢＡＬＬ）が３．３≦ｒ１≦５．０の範囲内であり、かつ、前記外側継手部材の外径（Ｄ_{ＯＵＴＥＲ}）と前記内側継手部材の歯型のピッチ円径（ＰＣＤ_ＳＥＲＲ）との比ｒ２（＝Ｄ_{ＯＵＴＥＲ}／ＰＣＤ_ＳＥＲＲ）が、２．５≦ｒ２≦３．５の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２記載の固定型等速自在継手。