JP5128139B2

JP5128139B2 - 固定式等速自在継手

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Publication number: JP5128139B2
Application number: JP2007024426A
Authority: JP
Inventors: 智茂小林; 輝明藤尾; 久昭藏; 真友上; 健小原
Original assignee: NTN Corp
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Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2013-01-23
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Description

本発明は、自動車や各種産業機械において使用される固定式等速自在継手に関し、より詳しくは、トルク伝達要素としてボールを用いた固定式等速自在継手に関する。

自動車及びこれに準ずる各種車両においては、エンジンからの駆動力をホイールに伝達する動力伝達経路に、二軸間で角度変位や軸方向変位があった場合でも等速で回転動力を伝達することが可能な等速自在継手を配設することが行われている。

等速自在継手の基本的構成要素は、図８（ａ）に示すように、球形内周面１０１ａに複数の案内溝１０１ｂを形成した外側継手部材１０１と、球形外周面１０２ａに複数の案内溝１０２ｂを形成した内側継手部材１０２と、これら両継手部材１０１，１０２の対向する案内溝１０１ｂ，１０２ｂにより形成されたボールトラックに配置した複数のトルク伝達ボール１０３と、これら両継手部材１０１，１０２の相互間に介装されると共に、複数のトルク伝達ボール１０３を保持する保持器１０４を備えている。この継手部材は、プランジング運動を行わない固定式等速自在継手であり、作動角に関わりなく継手中心Ｏは固定されている。また、この場合、トルク伝達ボール１０３は周方向に等間隔に６個配置されている。

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。一方、外側継手部材１０１の案内溝１０１ｂの曲率中心Ｏ₁₀₁と、内側継手部材１０２の案内溝１０２ｂの曲率中心Ｏ₁₀₂は、継手中心Ｏを挟んで軸線方向に逆向きに（同図に示す例では中心Ｏ₁₀₁は継手開口端側に、中心Ｏ₁₀₂は継手閉塞端側に）等距離Ｆ₁，Ｆ₂だけオフセットしている。そのため、案内溝１０１ｂ，１０２ｂが対向して形成するボールトラックは、軸線方向のどちらか一方に拡大した楔状に形成される。

継手が作動角をとった状態でトルクを伝達するとき、図８（ｂ）に示す如く楔状のボールトラックの狭い方から広い方へボール１０３を押し出そうとする推力Ｍが発生する。これにより、保持器１０４の内外周面は、外側継手部材１０１の内周面１０１ａ及び内側継手部材１０２の外周面１０２ａに押し当てられ、このとき生じる摩擦により回転トルク損失が生じていた。なお、この推力Ｍの大きさは、案内溝１０１ｂ，１０２ｂに対するボール１０３の軸線方向の２接線にて形成される挟み角γの大きさに対応しており、つまり、挟み角γが大きくなるほど推力Ｍも大きくなる。

また、図８（ａ）に示す６個のトルク伝達ボール１０３を備えた継手よりも、コンパクトでありながらトルク伝達効率に優れた継手として、８個のトルク伝達ボールを備えたものがある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。図９（ａ）に示す８個のボールを備えた等速自在継手の構成部材は、基本的に図８（ａ）の等速自在継手と同様であって、同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略するが、ボールサイズと、案内溝の曲率中心のオフセット量が、図８（ａ）の継手と比べて小さく形成されている。

詳しくは、図９（ａ）において、中心Ｏ₁₀₁，Ｏ₁₀₂のオフセット量Ｆ₁´，Ｆ₂´を、図８（ａ）のオフセット量Ｆ₁，Ｆ₂より小さくすることにより、挟み角γ´が図８（ａ）の挟み角γに比べ小さくなっている。すなわち、図９（ａ）の挟み角γ´を小さくする（γ´＜γとする）ことで、図９（ｂ）に示す推力Ｍ´も小さくなる（Ｍ´＜Ｍとなる）ので、トルク伝達時の保持器と内外継手部材との接触面間の摩擦を低減させることができる。

また、図１０は６個ボールの継手、図１１は８個ボールの継手を示す。図１０において、符号Ａ及びＢは、それぞれ内側継手部材１０２の案内溝１０２ｂに対するボール１０３の接触点軌跡と、外側継手部材１０１の案内溝１０１ｂに対するボール１０３の接触点軌跡である。また、図１１において、符号Ａ´及びＢ´は、図１０と同様の接触点軌跡である。これらの接触点軌跡Ａ，Ａ´，Ｂ，Ｂ´の長さの比の例を、接触点軌跡Ａ´を１として下記の表１に示す。また、その時の６個ボールの継手と８個ボールの継手それぞれのボール径比（Ｒ：Ｒ´）及びオフセット量比（Ｆ₁：Ｆ₁´又はＦ₂：Ｆ₂´）も同表１に示す。

表１から、８個ボールの継手における内外継手部材の接触軌跡の差（Ｂ´−Ａ´＝０．０６）は、６個ボールの継手における内外継手部材の接触軌跡の差（Ｂ−Ａ＝０．０８）より小さくなっていることがわかる。このように設定されていることにより、８個ボールの継手は、ボールと外側継手部材の案内溝との間での滑り速度が減少し、トルク伝達効率が向上する。

従って、８個ボールの継手は、６個ボールの継手に比べ、保持器と両継手部材相互間の接触面の摩擦を低減させることができると共に、ボールと案内溝相互間のすべりが少なくなるので、高効率でトルクを伝達することが可能となっている。
特許第３４６０１０７号公報特開平９−３１７７８４号公報

また、トルク伝達ボールと案内溝との間の摩擦を低減して、トルク伝達効率を向上させるため、一般的に外側継手部材の内部には、潤滑剤が封入されている。しかし、ボールと案内溝を有する構造での固定式等速自在継手では、継手回転時は、ボールと案内溝との接触部分には大きな押圧力が作用するので、その接触部分には潤滑剤の油膜層を形成しにくく、摩擦力低減効果を十分発揮することは困難であった。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、トルク伝達ボールと案内溝との間に潤滑剤を十分介在させて、ボール・案内溝相互間の摩擦力を低減することができる固定式等速自在継手を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、球形内周面に軸線方向に延びる案内溝を形成すると共に、内部に潤滑剤を充填した外側継手部材と、当該外側継手部材の内径側に設けると共に、球形外周面に軸線方向に延びる案内溝を形成した内側継手部材と、前記両継手部材の互いに対向した案内溝間に転動自在に介装したトルク伝達ボールと、各ボールを保持した保持器を備えた固定式等速自在継手において、前記ボールの表面に微小凹部をランダムに多数形成し、前記微小凹部を多数形成したボールの表面粗さの下限値をＲａ０．０３μｍとすると共に、前記表面粗さの上限値をＲａ０．６μｍに設定し、前記ボールの表面粗さのパラメータＳＫ値の上限値を−１．０と設定し、前記ボールの表面積に対する前記多数の微小凹部の合計面積の比率の下限値を１０％とすると共に、前記比率の上限値を４０％と設定した固定式等速自在継手である。

継手回転時に、ボールと案内溝相互間に押圧力が作用した場合であっても、ボール表面の多数の微小凹部内へ侵入した潤滑剤が、ボールと案内溝との接触界面に介在して良好な油膜層を形成し得る。これにより、ボールと案内溝相互間に生じる摩擦を低減させることができる。
また、ボールの表面粗さと、ボールの表面粗さのパラメータＳＫ値と、ボールの表面積に対する多数の微小凹部の合計面積の比率を上記のように設定したことにより、ボール表面の微小凹部に潤滑剤を適度に侵入させて保持することができ、ボールと案内溝との間に潤滑剤による油膜層を形成することができる。これにより、ボールと案内溝相互間の摩擦を効果的に低減させることが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の固定式等速自在継手において、前記潤滑剤の摩擦係数の上限値を０．０７としたものである。

このような潤滑剤を用いることによって、ボールと案内溝相互間に生じる摩擦を効果的に低減させ得る。

請求項３の発明は、請求項２に記載の固定式等速自在継手において、前記潤滑剤をウレアグリースとし、そのウレアグリースの稠度の下限を０号とすると共に、前記ウレアグリースの稠度の上限を２号としたものである。

このようなウレアグリースを潤滑剤として用いることによって、ボールと案内溝相互間に生じる摩擦を効果的に低減させ得る。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手において、前記微小凹部を多数形成したボールの表面粗さの下限値をＲａ０．０５μｍとすると共に、前記表面粗さの上限値をＲａ０．１５μｍに設定し、前記ボールの表面粗さのパラメータＳＫ値の下限値を−４．９とすると共に、前記パラメータＳＫ値の上限値を−１．０と設定したものである。

このように設定したことにより、ボールと案内溝相互間の摩擦を一層低減させることができる。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手において、前記外側継手部材及び内側継手部材の各案内溝を８本とし、両継手部材の互いに対向した案内溝間に転動自在に介装したトルク伝達ボールを８個とし、前記外側継手部材及び内側継手部材の各案内溝に対し前記ボールを２点でアンギュラコンタクトさせたものである。

このように設定したことにより、６個のボールを使用した固定式等速自在継手と比較すると、内側継手部材に対するボールの接触軌跡の長さと、外側継手部材に対するボールの接触軌跡の長さが短くなり、ボールと案内溝相互間の摩擦を低減させることができる。

請求項６の発明は、請求項５に記載の固定式等速自在継手において、前記外側継手部材及び内側継手部材の各案内溝と前記ボールとの接触点とボール中心とを通る直線と、ボール中心と継手中心とを通る直線が成す接触角の下限値を３０°とすると共に、前記接触角の上限値を３８°と設定し、前記両側継手部材の互いに対向した案内溝と前記ボールとの各接触点における軸線方向の２接線が成す挟み角の下限値を８．５°とすると共に、前記挟み角の上限値を１２．５°と設定したものである。

ボールと案内溝との接触角を上記のように設定したことにより、高トルク入力時の案内溝エッジ部へのボールの乗り上げ耐久性、外輪案内溝とボールの滑り量の低減、転動疲労寿命に影響のある接触面圧を良好な範囲とすることができる。

また、挟み角を上記のように設定したことにより、トルク伝達時のボールに作用する軸方向の推力を小さくすることができる。これに伴って、保持器と両継手部材相互間の接触面圧を抑え、摩擦を低減させることができ、回転トルクの損失を軽減することが可能となる。

本発明の固定式等速自在継手によれば、ボールと案内溝との間に潤滑剤による油膜層を、より形成することができる。これにより、ボール・案内溝相互間の摩擦を低減させてトルク伝達効率を向上させることが可能となる。また、ボール及び案内溝の転動疲労寿命を長くすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の固定式等速自在継手を軸線と平行な面で切断した縦断面図、図２は軸線と直交する面で切断した横断面図である。また、図３は図２の要部を示す。

本発明の固定式等速自在継手は、外側継手部材１と、外側継手部材１の内方に設けた内側継手部材２と、それら両継手部材１，２の間に介装した８個のトルク伝達ボール３と、８個のトルク伝達ボール３を保持する保持器４を主要な構成要素としている。

相交わる駆動軸と従動軸の二軸のうち一方（図示せず）に連結される外側継手部材１は、内周面１ａが球形に形成され、その球形内周面１ａには、軸方向に延びる案内溝１ｂを周方向等間隔に８本形成している。また、外側継手部材１内には、潤滑剤が充填されており、外側継手部材１の開口端に取り付ける蛇腹状のブーツ等によって外側に対して密封される（図示省略）。

一方、内側継手部材２の外周面２ａは球形に形成されており、この球形外周面２ａに、軸方向に延びる案内溝２ｂを周方向等間隔に８本形成している。内側継手部材２の内周面２ｃには、前記二軸の他方（図示せず）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。

保持器４の外周面４ａと内周面４ｃは共に球形に形成されており、保持器４は周方向等間隔に貫設された８つのポケット４ｂを有する。外側継手部材１の球形内周面１ａ、内側継手部材２の球形外周面２ａ、及び保持器４の内外周面４ａ，４ｃは、全て継手中心Ｏを中心とする同心球面であり、それぞれ対向する球形内外周面は、互いに球面接触している。

保持器４の各ポケット４ｂには、トルク伝達ボール３が収容されており、トルク伝達ボール３は、両継手部材１，２の各案内溝１ｂ，２ｂが対向して形成したボールトラックに転動自在に配設されている。

トルク伝達ボール３の表面には、多数の微小凹部をランダムに形成してあり、このボール３の表面の表面粗さ（算術的平均粗さ）の下限値をＲａ０．０３μｍとすると共に、上限値をＲａ０．６μｍに設定することが好ましい。さらに、ボールの表面粗さの下限値として好ましくはＲａ０．０５μｍであり、上限値として好ましくはＲａ０．１５μｍである。また、ボール３の表面積に対する多数の微小凹部の合計面積の比率は、その下限値を１０％とすると共に、上限値を４０％とするのが望ましい。

また、ボール３の表面粗さのパラメータＳＫ値の上限値を−１．０と設定するのが好ましく、パラメータＳＫ値の下限値としては、−４．９が好ましい。ここで、ＳＫ値とは、表面粗さの分布曲線の歪度（ＳＫＥＷＮＥＳＳ）、すなわち、表面粗さの平均線に対する凹凸の振幅分布曲線の相対性を表す値であり、表面粗さのＳＫ値は次式で表される。
ＳＫ＝∫（ｘ−ｘ₀）³・Ｐ（ｘ）ｄｘ／σ³
ここに、ｘ：粗さの高さ、ｘ₀：粗さの平均高さ、Ｐ（ｘ）：粗さの振幅の確率密度関数、σ：自乗平均粗さである。

前記パラメータＳＫ値は、表面粗さの平均線に対して、振幅分布曲線の山が多いときは正、山と谷が等しいときは零、谷が多いときは負の値となる。従って、前記微小凹部を多数形成したボール３表面の表面粗さのパラメータＳＫ値は負の値となる。

ボール３表面のＳＫ値及び表面粗さＲａの上記数値限定、多数の微小凹部の合計面積比率の上記数値限定したものが、ボール３表面に潤滑剤の油膜を形成するための有効な範囲となる。表面粗さＲａ，ＳＫ値，微小凹部の合計面積比率の測定は、ボール表面でほぼ９０°離れた６箇所で実施し、その平均値で評価・判断する。前記の有効範囲の判断もこの方法に基づいている。前記微小凹部の定量的な測定を行うためには、図１３に示す装置構成で測定する。取り込み方法は、位置決め装置上にボールを設置し、ボール表面を顕微鏡で拡大し、ＣＣＤカメラでその画像を画像解析装置とパーソナルコンピュータで構成される画像処理装置に取り込み、画像の白い部分は表面平坦部、黒い部分は凹部として解析する。画像の黒い部分が凹部として、大きさ・分布を計算し、その表面積比率を求めて評価する。表面検査方法の詳細については、特開２００１−１８３１２４号公報に示された方法である。

表面粗さ及びＳＫ値の測定には、測定器ホームタリサーフ（テーラーホブソン製）で測定する。測定条件として、カットオフ種別：ガウシアン、測定長さ：５λで、カットオフ数：６、カットオフ波長：０．２５ｍｍ、測定倍率：１００００倍、測定速度：０．３０ｍｍ／ｓとした。なお、ボール３の表面に微小凹部を多数形成する方法としては、例えば、特殊なバレル研磨処理があるが、それ以外にショットブラスト処理等により表面加工を行ってもよい。

図３は図２の要部であり、詳しくは両継手部材１，２の対向する案内溝１ｂ，２ｂの横断面図である。図３に示すように、外側継手部材１の案内溝１ｂ及び内側継手部材２の案内溝２ｂは、共にゴシックアーチ状に形成されている。従って、ボール３は、外側継手部材１の案内溝１ｂと２点Ｃ１１，Ｃ１２で接触（アンギュラコンタクト）し、内側継手部材２の案内溝２ｂと２点Ｃ２１，Ｃ２２で接触（アンギュラコンタクト）している。ボール中心Ｏ₃と各接点Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２を通る直線と、ボール中心Ｏ₃と継手中心Ｏを通る直線が成す角度αが、接触角である。各接点Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２の接触角αは全て等しく、接触角αの下限値を３０°とし、上限値を３８°と設定することが好ましい。本実施形態の８個ボールの継手は、従来の６個ボールの継手に比べ、そのボール径が小さく形成されているが、各案内溝１ｂ，２ｂとボール３を上記のように接触させることで、各案内溝１ｂ，２ｂ・ボール３相互間の接触圧を抑え、従来の継手と同等以上の耐久性が得られる。

図１の縦断面図に示すように、対向した案内溝１ｂ，２ｂはそれぞれ円弧状に形成されており、各案内溝１ｂ，２ｂのそれぞれの曲率中心Ｏ₁，Ｏ₂は、継手中心Ｏから軸線方向に互いに逆方向に等距離（Ｆ₁₀，Ｆ₂₀）だけオフセットされた位置にある。このように曲率中心Ｏ₁，Ｏ₂をオフセットさせることで、対向した案内溝１ｂ，２ｂにて形成されたボールトラックは、軸方向の一方に臨んで徐々に広がった楔状に形成されている。この場合、ボールトラックは、外側継手部材１の開口端へ臨んで拡大している。そして、外側継手部材１と内側継手部材２とが任意の作動角θだけ角度変位した場合に、保持器４に案内されたボール３が作動角θの二等分線に直交する面上に維持されるので、継手の等速性が確保されている。

互いに対向した案内溝１ｂ，２ｂに対するボール３の接点（Ｃ１１，Ｃ２２又はＣ１２，Ｃ２１）における軸線方向の２接線が成す角を、挟み角γ₀と呼ぶとすると、挟み角γ₀の下限値を８．５°とすると共に、挟み角γ₀の上限値を１２．５°と設定することが好ましい。挟み角γ₀をこのような範囲に設定することで、ボール３に発生する軸線方向の推力（図８（ｂ）又は図９（ｂ）参照）を小さく、有効な範囲にすることができる。

前記潤滑剤としては、低摩擦係数のものが好ましく、例えば、サバン式摩擦摩耗試験機を用いて、摩擦係数の上限値が０．０７の潤滑剤であることが好ましい。ここで、サバン式摩擦摩耗試験機は、図４に示すように、直径４０ｍｍ×厚さ４ｍｍの回転リング５に１／４ｉｎｃｈの鋼球６を圧接させたものであり、摩擦係数の測定に際しては、回転リング５を周速１０８ｍ／ｍｉｎで回転し、荷重１２．７Ｎをかけ、回転リング５の下端からスポンジ７を介して回転リング５の表面に潤滑剤を供給し、鋼球６を支持するエアスライド８の動きをロードセル９で検出して摩擦係数を測定した。潤滑剤の具体例としては、例えばウレアグリースが挙げられる。そのウレアグリースの稠度は、下限が０号であり、上限が２号とすることが好ましい。

そして、継手回転時に、ボール３と案内溝１ｂ，２ｂ相互間に押圧力が作用した場合であっても、ボール３表面の多数の微小凹部内へ侵入した潤滑剤が、ボール３と案内溝１ｂ，２ｂとの接触界面に介在して良好な油膜層を形成し得る。

図５は、固定式等速自在継手に使用する潤滑剤の摩擦係数と、そのときのトルク損失率の関係を表したグラフである。それぞれ摩擦係数の異なる４種類の潤滑剤を使用し、潤滑剤ごとに、継手の入力トルクが小さく回転数が遅い場合、継手の入力トルクが大きく回転数が速い場合の２条件で、トルク損失率を測定した。このグラフにプロットされた印の説明をすると、丸マークが約０．１の摩擦係数の潤滑剤、それ以外の三角マーク・四角マーク・菱形マークは、０．０７以下の摩擦係数の潤滑剤である。そして、図５のグラフから、摩擦係数が０．０７以下の潤滑剤を用いると、摩擦係数が約０．１の潤滑剤を用いた場合よりトルク損失率が減少しており、つまりトルク伝達効率が向上しているのがわかる。

図６は、表面に多数の微小凹部を形成したボールを有する継手（本発明の継手）の場合と、微小凹部のないボールを有する継手（比較例の継手）の場合とで、それぞれのトルク損失率を比較したグラフである。この場合も、上記継手ごとに、継手の入力トルクが小さく回転数が遅い場合、継手の入力トルクが大きく回転数が速い場合の２条件で、トルク損失率を測定した。なお、本発明の継手と比較例の継手の両方に同じ摩擦係数の潤滑剤が封入されている。図６のグラフ上に示す丸マークが本発明の継手の試験データであり、菱形マークが比較例の継手の試験データである。また、一点鎖線で示すのは本発明の各データの平均線であり、点線は比較例の各データの平均線である。これら２つの平均線の差からわかるように、本発明は比較例よりもトルク損失率が減少し、トルク伝達効率が向上している。

また、図７は、摩擦係数が０．０７以下の潤滑剤＋多数の微小凹部を形成したボールを有する継手（本発明の継手）と、摩擦係数が約０．１の潤滑剤＋微小凹部のないボールを有する継手（比較例の継手）とで、それぞれのトルク損失率を示したグラフである。この場合も、上記継手ごとに、継手の入力トルクが小さく回転数が遅い場合、継手の入力トルクが大きく回転数が速い場合の２条件で、トルク損失率を測定した。図７において、丸マークは比較例のデータであり、三角マークは本発明のデータである。また、菱形マークは、図５や図６の試験結果から、本発明の試験結果を予測した予測値である。この図７の結果から、本発明の場合は、比較例よりもトルク損失率は減少することがわかる。さらに、低摩擦係数（摩擦係数が０．０７以下）の潤滑剤と、多数の微小凹部を形成したボールと両方組み合わせた場合の実測値（三角マーク）は、それらを単独で用いた場合の結果を合わせて推定した予測値（菱形マーク）よりも、トルク損失率が低くなり、両者の組合せによってトルク伝達効率への効果が一層向上することがわかった。

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。例えば、ボール３と案内溝１ｂ，２ｂとの接触界面に潤滑剤を介在させるために、案内溝１ｂ，２ｂに微小凹部を多数形成してもよい。また、図１２に示すような軸方向と平行なストレート底を有する案内溝２ｂを形成した固定式等速自在継手（ＵＦタイプ）に適用してもよいことは明らかである。

本発明に係る固定式等速自在継手の縦断面図である。前記等速自在継手の横断面図である。図２の要部を拡大した横断面図である。サバン式摩擦摩耗試験機の概略図である。摩擦係数の低い潤滑剤を使用した場合と、比較例とのそれぞれのトルク損失率を示すグラフである。多数の微小凹部を形成したボールを使用した場合と、比較例とのそれぞれのトルク損失率を示すグラフである。摩擦係数の低い潤滑剤と多数の微小凹部を形成したボールを組み合わせて使用した場合と、比較例とのそれぞれのトルク損失率を示すグラフである。従来の６個ボールの固定式等速自在継手を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大縦断面図である。従来の８個ボールの固定式等速自在継手を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大縦断面図である。従来の６個ボールの固定式等速自在継手が作動角をとった状態を示す縦断面図である。従来の８個ボールの固定式等速自在継手が作動角をとった状態を示す縦断面図である。軸方向と平行なストレート底を有する案内溝を形成した固定式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。ボールに形成した微小凹部の定量的な測定を行う測定装置の概略図である。

符号の説明

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トルク伝達ボール
４保持器
Ｏ継手中心
Ｏ₃ ボール中心
α 接触角
γ₀ 挟み角

Claims

球形内周面に軸線方向に延びる案内溝を形成すると共に、内部に潤滑剤を充填した外側継手部材と、当該外側継手部材の内径側に設けると共に、球形外周面に軸線方向に延びる案内溝を形成した内側継手部材と、前記両継手部材の互いに対向した案内溝間に転動自在に介装したトルク伝達ボールと、各ボールを保持した保持器を備えた固定式等速自在継手において、
前記ボールの表面に微小凹部をランダムに多数形成し、
前記微小凹部を多数形成したボールの表面粗さの下限値をＲａ０．０３μｍとすると共に、前記表面粗さの上限値をＲａ０．６μｍに設定し、前記ボールの表面粗さのパラメータＳＫ値の上限値を−１．０と設定し、前記ボールの表面積に対する前記多数の微小凹部の合計面積の比率の下限値を１０％とすると共に、前記比率の上限値を４０％と設定したことを特徴とする固定式等速自在継手。
前記潤滑剤の摩擦係数の上限値を０．０７としたことを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
前記潤滑剤をウレアグリースとし、そのウレアグリースの稠度の下限を０号とすると共に、前記ウレアグリースの稠度の上限を２号としたことを特徴とする請求項２に記載の固定式等速自在継手。
前記微小凹部を多数形成したボールの表面粗さの下限値をＲａ０．０５μｍとすると共に、前記表面粗さの上限値をＲａ０．１５μｍに設定し、前記ボールの表面粗さのパラメータＳＫ値の下限値を−４．９とすると共に、前記パラメータＳＫ値の上限値を−１．０と設定したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
前記外側継手部材及び内側継手部材の各案内溝を８本とし、両継手部材の互いに対向した案内溝間に転動自在に介装したトルク伝達ボールを８個とし、前記外側継手部材及び内側継手部材の各案内溝に対し前記ボールを２点でアンギュラコンタクトさせたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
前記外側継手部材及び内側継手部材の各案内溝と前記ボールとの接触点とボール中心とを通る直線と、ボール中心と継手中心とを通る直線が成す接触角の下限値を３０°とすると共に、前記接触角の上限値を３８°と設定し、前記両側継手部材の互いに対向した案内溝と前記ボールとの各接触点における軸線方向の２接線が成す挟み角の下限値を８．５°とすると共に、前記挟み角の上限値を１２．５°と設定したことを特徴とする請求項５に記載の固定式等速自在継手。