JP5143460B2 - 固定式等速自在継手 - Google Patents

Description

本発明は固定式等速自在継手及びその製造方法に関し、詳しくは、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用されるもので、駆動側と従動側の二軸間で角度変位のみを許容する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、前述した固定式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。

例えば、ＵＪタイプの固定式等速自在継手は、図１４と図１５に示すように内球面１に複数のトラック溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材としての外輪３と、外球面４に外輪３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材としての内輪６と、外輪３のトラック溝２と内輪６のトラック溝５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外輪３の内球面１と内輪６の外球面４との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。ケージ８には、ボール７が収容されるポケット９が周方向に沿って複数配設されている。

前記外輪３のトラック溝２は、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝２ａと、トラック溝底が外輪軸線と平行なストレート部となる開口側トラック溝２ｂとからなる。奥側トラック溝２ａは、その曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪３の開口側にずらしている。また、内輪６のトラック溝５は、トラック溝底が内輪軸線と平行なストレート部となる奥側トラック溝５ａと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝５ｂとからなる。開口側トラック溝５ｂの曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪３の奥側トラック溝２ａの曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離ｋだけ離して設けている。

また、ケージ外球面８ａは、その曲率半径Ｏ３を継手中心Ｏから軸方向にケージ８の開口側にずらし、ケージ内球面８ｂは、その曲率中心Ｏ４を継手中心Ｏから軸方向にケージ外球面８ａの曲率中心Ｏ３と反対側の奥側に等距離ｋ１だけ離して設けている。従来のこの種の等速自在継手では、内外輪のトラックオフセット量を大きく、ケージのオフセット量を小さくしている。また、隣合う２個のボール７のピッチ角は、６０度である。すなわち、ボール７が周方向に沿って６０度ピッチで６個配置されている。

ところで、固定式等速自在継手において、近年では、小型化できてしかもトルク負荷容量を上げることが求められている。６個のボールを有する固定式等速自在継手を小型化し、かつトルク負荷容量を上げる方法として、出来るだけ大きなボールを出来るだけ小さなＰＣＤ上に配置することが考えられる。しかしながら、大きなボールを使用すると、ケージのポケット間の柱（窓柱）が細くなり、ケージの剛性が低下する。特に高角時の捩りトルク負荷に対しては、ケージの破損が生じ易く、等速自在継手の強度低下の要因となっている。

図１４に示すように、内外輪のトラックオフセット量が大きく、ケージのオフセット量が小さい場合、外輪奥側のトラック溝深さが浅くなり、高角時のトルク負荷容量が小さくなる。つまり、高角時のトルク負荷に対してボールがトラックエッジに乗り上げ易く、エッジ部に過大な応力が発生する。そのため、エッジ部の欠けによる損傷や、塑性変形が生じることによるケージとのロック現象が発生する。これらの損傷やロック現象は、作動性を悪くし、耐久寿命を低下させたり、ケージ破損の要因となっている。また、内輪においても奥側のトラック深さも浅くなっており、外輪と同様の欠点を有する。このため、高角度域での継手強度および耐久性の向上は従来からの課題である。

そこで、従来には、周方向に隣合うポケット同士の間に存在する柱部の周方向長さ寸法を大きくして、ケージの耐久性の確保を図って、等速自在継手全体の耐久性の向上を図るようにしたものがある（特許文献１）。すなわち、この特許文献１に記載のものは、一つのポケットに複数個のボールを収納することによって、同一のポケット内に収容したボールの間隔を狭くして、周方向に隣合うポケット同士の間に存在する柱部の周方向長さ寸法を大きくするものであり、ボールの数を７個以上としている。

また、従来には、ケージの各ポケットに２個ずつ収納して、回転中のモーメントの周期的変動を抑制するようにしたものがある（特許文献２）。すなわち、この特許文献２に記載のものは、ケージの全ポケットをその周方向間隔を大とした長窓として、一つの窓柱の周方向長さを大きくしている。
特開平１１−３０３８８２号公報 英国特許１５３７０６７

ところで、図１４に示す構造の等速自在継手では、図１６に示すように、内輪６をケージ８に組み込むに際しては、ケージ８の軸線に対して内輪６をその軸線が垂直になるように配置した状態（ケージ８に対して内輪６を９０°回転させた状態）で、その内輪６の外球面４の一部４Ａをケージ８のポケット９（９Ａ）に落とし込み、この状態で内輪６をケージ８に挿入し、その後、内輪６をケージ８に対して９０°回転させて、ケージ８の軸線に内輪６の軸線を一致させて正規の姿勢に配置する方法が一般的である。

内輪６をケージ８に組み込むに際しては、図１６に示すように、内輪６の寸法Ｂがケージ８のインロー径Ａよりも小さくする必要がある。すなわち、内輪６において寸法Ｂを確保するためには、インロー径Ａを大きくする必要があった。ここで、内輪６の寸法Ｂとは、ポケット９Ａに落とし込まれるトラック溝５Ａの底部と、このトラック溝５と１８０度反対方向のトラック溝５Ｂの内輪挿入側の開口縁１０との間の寸法である。

このため、ケージ８内に内輪６が挿入し易くなるように、図１８に示すように、内輪６の外球面４に断面矩形状の切欠部１１を設けたり、図１９に示すように、内輪６の外球面４に切欠部（チャンファ）１２を設けたりしていた。さらには、図１７に示すように、通常の周方向間隔ｂのポケット９と、周方向間隔ａが通常のポケット９より大きい長窓（長ポケット）１３とを有するものとしたり、図２０に示すように、ケージ８の一方の入口部の内面に内輪組込み用のインロー部１４を設けて、この入口部の径を拡大させたりする必要があった。

また、外輪３においては、内輪６が組み込まれたケージ８の外輪３への組込み性の向上を図るために、図２１に示すように、外輪３の開口部にチャンファ１５を形成する場合もあった。

しかしながら、図１８に示すように、切欠部１１を設ければ、高角時の内輪負荷容量の低下、及び内輪とケージ内球面の接触面圧の増加を招き、図１９に示すようなチャンファ１２でも内輪とケージ内球面の接触面圧の増加を招く。さらに、図２０に示すように、一方の入口の内面に内輪組込み用のインロー径１４を設ければ、この入口側の強度が低下するとともに、内輪とケージ内球面の接触面圧の増加を招く。

ところで、特許文献１に記載のものでは、ポケットに複数個のボールを収納することによって、周方向に隣合うポケット同士の間に存在する柱部の周方向長さ寸法を大きくして、ケージの耐久性確保を図って、等速自在継手全体の耐久性の向上を図るようにしている。しかしながら、特許文献１に記載のものでは、ボールを７個以上とすることを前提としており、６個のボールを有するものにおいて、高角度時の負荷容量の低下、及び内輪とケージ内球面の接触面圧の増加の防止等ができるようにしたものではない。

また、特許文献２に記載のものでは、ケージの各ポケットに２個ずつ収納して、前記特許文献１と同様、全体のポケット数を少なくして窓柱の周方向長さを大きくしている。このため、この場合であっても、高角度時の負荷容量の低下、および内輪とケージ内球面の接触面圧の増加の防止等ができるものではない。

本発明は、上記課題に鑑みて、内輪（内方部材）の負荷容量や球面面積を減少させることなく、ケージの剛性を向上させることができ、また、耐久性の安定化を図ることが可能な固定式等速自在継手を提供する。

本発明の固定式等速自在継手は、内球面に複数のトラック溝が形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、このボールを収容するポケットを有するとともに外方部材と内方部材との間に介装されるケージとを備えた固定式等速自在継手において、前記ケージのポケットは、周方向間隔が大の一対の長ポケットと、周方向間隔が小の一対の短ポケットとの４個を有し、一対の長ポケットを周方向に沿って１８０度ずらせるとともに、一対の短ポケットを周方向に沿って１８０度ずらせて、長ポケットと短ポケットとを周方向に沿って交互に配置し、かつ長ポケットには２個のボールを収容するとともに、短ポケットには１個のボールを収容してボール数を６個とし、内方部材の少なくとも１つのトラック溝の奥側端部に、この内方部材の組み込み時の回転起点となる切欠部を設けたものである。

本発明の固定式等速自在継手では、ケージのポケット間の窓柱の数を４つとすることができ、１本あたりの窓柱の周方向長さを長くすることができる。これにより、各ケージ窓柱の剛性を大きくすることができる。また、長ポケットを有することによって、内輪のケージへの組込みが容易となる。

トラック溝の奥側端部に切欠部を設けたので、ケージに組み込む際に、この切欠部を起点として、内方部材を回転させることができ、内方部材の回転半径を小さくすることができる。このためケージのインロー内径と、内方部材との間でより大きなスペースを確保することができ、その分、ケージのインロー径を小さく設定できる。

長ポケットに収容される２個のボールのＰＣＤ上のピッチ角を６０度よりも小さくするとともに、その他のボールのピッチ角を６０度よりも大きくした。これにより、長ポケットに収納した２個のボールのピッチ間距離が小さくなり、これに対応する外方部材のトラック溝のピッチ間距離が小さくなる。

長ポケットの周方向間隔よりも前記内方部材の軸方向長さを短くした。これにより、内方部材のケージへの組込みが一層容易となる。さらに、ケージの長ポケットに対応する外方部材の２つのトラック溝間肩幅寸法を、ケージ軸方向におけるポケット幅よりも小さく設定した。これにより、ケージの外輪への組込みが容易となる。

外方部材のトラック溝の曲率中心と内方部材のトラック溝の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせるとともに、ケージの外球面の曲率中心とケージの内球面の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージのオフセット量を、トラック溝のオフセット量と略同一となるように大きくした。これによって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージの肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。

固定式等速自在継手として、内方部材および外方部材のトラック溝底が円弧部とストレート部とを備えたものであっても、内方部材および外方部材のトラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものであってもよい。

本発明では、各ケージ窓柱の剛性を大きくすることができるので、小さなＰＣＤに大きなボールを配置することができ、負荷容量を低下させずにコンパクト化が可能となる。しかも、高角度時の捩りトルク負荷に対して、ケージの破損を防止できる。また、長ポケットを有することによって、内方部材（内輪）のケージへの組込みが容易となる。特に、長ポケットの周方向間隔の最小長さよりも内輪の軸方向長さを短くすることにより、内輪のケージへの組込みが一層容易となって、組立作業性を向上することができる。

また、トラック溝の奥側端部に切欠部を設けたことによって、ケージのインロー径を小さく設定できる。これによって、ケージのインロー側の断面積を拡大させることができ、ケージの薄肉の側枠部の剛性の向上を図ることができると共に、接触面圧の増加を防止できて、発熱や耐久性の低下を回避することができ、さらにはケージの変形や強度の低下も回避できる。すなわち、内方部材の負荷容量や球面面積を減少させることなく、ケージの剛性を向上させることができる。また、ケージの内球面の面積も拡大できるので、内方部材（内輪）の外球面との接触面積を拡大でき、剛性向上に加え、耐久性の安定化という利点もある。

長ポケットに収納した２個のボールのピッチ間距離を小さくでき、これに対応する外方部材のトラック溝のピッチ間距離を小さくできる。これにより、ケージの外輪への組込みが容易となる。特に、このピッチ間距離（トラック溝間肩幅寸法）を、ケージ軸方向におけるポケット幅よりも小さくでき、これにより、ケージの外輪への組込みが一層容易となって、組立作業性を向上することができる。

ケージのオフセット量を、トラック溝のオフセット量と略同一となるように大きくしたので、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージの肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。このため、高角時のボールがトラックエッジに乗り上げるのを防止でき、エッジに過大な応力は作用することがなくなる。すなわち、高角時の捩りトルク負荷容量の低下を防ぎ、高角耐久寿命の向上（改善）や高角時の内方部材と外方部材のトラック溝の塑性変形に起因する破損強度の向上（改善）を図ることができる。

また、継手開口側のケージの肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができるので、継手開口側のケージ窓枠の剛性を大きくすることができる。このため、各ケージ窓柱の剛性が大となるのと相俟って、高角時の捩りトルク負荷に対するケージ破損強度の向上を大幅に図ることができる。

なお、長ポケットに２個のボールを収納させれば、このボール間に窓柱が存在しないので、ボールからの大きな負荷を受ける継手開口側の窓枠の剛性を上げる必要があるが、前記したように、ケージのオフセット量を、トラック溝のオフセット量と略同一となるように大きくすることにより、継手開口側の窓枠の剛性を上げることができ、長ポケットに２個のボールを収納する構造であっても、ケージの強度を十分保つことができる。

本発明に係る固定式等速自在継手の実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。

この固定式等速自在継手は、図１に示すように内球面２１に複数のトラック溝２２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材としての外輪２３と、外球面２４に外輪２３のトラック溝２２と対をなす複数のトラック溝２５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材としての内輪２６と、外輪２３のトラック溝２２と内輪２６のトラック溝２５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール２７と、外輪２３の内球面２１と内輪２６の外球面２４との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とを備えている。

前記外輪２３のトラック溝２２は、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝２２ａと、トラック溝底が外輪軸線と平行なストレート部となる開口側トラック溝（ストレート溝）２２ｂとからなる。奥側トラック溝２２ａは、その曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の開口側にずらしている。また、内輪２６のトラック溝２５は、トラック溝底が外輪軸線と平行なストレート部となる奥側トラック溝２５ａと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝２５ｂとからなる。開口側トラック溝２５ｂの曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の奥側トラック溝２２ａの曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離ｋだけ離して設けている。

ケージ２８は、外球面２８ａの曲率中心Ｏ３と内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４とを、継手中心（ケージ中心）Ｏに対して等距離ｋ２だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージ２８のオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一として大きくしている。

このため、ケージ２８の外球面２８ａは、外輪２３の奥側トラック溝２２ａの溝底とほぼ同心円弧（曲率半径は相違する同心円弧）を形成することができ、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、ケージの２８の開口側の肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。

また、ケージ２８にはボール２７を収容するポケット２９が設けられている。この場合、ケージ２８のポケット２９は、図２と図３に示すように、周方向間隔が大の一対の長ポケット３０と、周方向間隔が小の一対の短ポケット３１との４個を有している。そして、一対の長ポケット３０を周方向に沿って１８０度ずらせるとともに、一対の短ポケット３１を周方向に沿って１８０度ずらせて、長ポケット３０と短ポケット３１とを周方向に沿って交互に配置している。このため、ポケット間に設けられる窓柱３３（ケージ窓柱）が４個となる。そして、長ポケット３０には２個のボール２７を収容するとともに、短ポケット３１には１個のボール２７を収容する。

長ポケット３０に収容される２個のボール２７のＰＣＤ上のピッチ角ｅを６０度よりも小さくするとともに、その他のボール２７のピッチ角ｄを６０度よりも大きくている。また、長ポケット３０の周方向間隔ｈ（図３参照）よりも内輪２６の軸方向長さｉ（図６参照）を短くしている。さらに図７に示すように、ケージ８の長ポケット３０に対応する外輪２３の２つのトラック溝間肩幅寸法ｆを、ケージ軸方向におけるポケット幅ｇよりも小さく設定している。

図４〜図６に示すように、内輪２６の一つのトラック溝２５（２５Ａ）の奥側端部に切欠部３５を設けている。ここ場合の切欠部３５は、奥側端と内輪端面３６とのコーナ部に形成されるテーパ面にて構成される。なお、この切欠部３５は、機械加工による成形であっても、塑性加工による成形であってもよい。

次に、前記のように構成された固定式等速自在継手における内輪２６とケージ２８との組み付け（組立）方法を図８を使用して説明する。まず、内輪２６をケージ２８に組み込むに際しては、ケージ２８の軸線に対して内輪２６をその軸線が垂直になるように配置した状態（ケージ２８に対して内輪２６を９０°回転させた状態）とする。その状態で、図８に示すように、その内輪２６の外球面２４の一部（周方向に隣合うトラック溝２５間の突部３７Ａ）をケージ２８の長ポケット３０（３０Ａ）に落とし込む。すなわち、切欠部３５が形成されたトラック溝２５Ａを、ポケット３０Ａよりも薄肉側の側枠部３８に嵌合させて、トラック溝２５Ａよりも反時計廻り側の突部３７Ａをケージ２８のポケット３０Ａに落とし込んで、切欠部３５の底を中心に矢印Ｘ方向に内輪２６を回転させることになる。この際、この回転半径を、図１６に示す従来の回転半径Ｂよりも小さいＣとすることができる。ここで、この回転半径Ｃは、切欠部３５の底中心部と、このトラック溝２５Ａと１８０度反対のトラック溝２５Ｂの一方の開口縁４０との間の寸法である。

このため、ケージ２８のインロー径をＡとし、内輪２６の回転半径を従来品をＢとし、本発明品をＣとしたときには、Ｂ＞Ｃであるので、Ａ−Ｂ＜Ａ−Ｃとなる。これにより、従来品よりも本発明品のインロー径Ａを小さくすることができ、薄肉側の側枠部３８の厚さを大きくすることができる。

内輪２６がケージ２８に嵌入された後は、内輪２６をケージ２８に対して９０°回転させて、ケージ２８の軸線に内輪２６の軸線を一致させて正規の姿勢に配置する。これによって、内輪２６をケージ２８内に組み込むことができる。

本発明の固定式等速自在継手によれば、ケージ２８のポケット間の窓柱３３の数を４つとすることができ、１本あたりの窓柱３３の周方向長さを長くすることができる。これにより、各ケージ窓柱３３の剛性を大きくすることができるので、小さなＰＣＤに大きなボール２７を配置することができ、負荷容量を低下させずにコンパクト化が可能となる固定式等速自在継手として小型化を図ることができ、しかも、高角度時の捩りトルク負荷に対して、ケージ２８の破損を防止できる。

また、長ポケット３０を有することによって、内輪２６のケージ２８への組込みが容易となる。特に、長ポケット３０の周方向間隔の最小長さよりも内輪２６の軸方向長さを短くすることにより、内輪２６のケージ２８への組込みが一層容易となって、組立作業性を向上することができる。

特に、トラック溝２５の奥側端部に切欠部３５を設けたので、内輪２６に組み込む際に、この切欠部３５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。このためケージ２８のインロー内径と、内輪２６との間でより大きなスペースを確保することができ、その分、ケージ２８のインロー径を小さく設定できる。これによって、ケージ２８のインロー側の断面積を拡大させることができ、ケージ２８の薄肉の側枠部３８の剛性の向上を図ることができると共に、接触面圧の増加を防止できて、発熱や耐久性の低下を回避することができ、さらにはケージ２８の変形や強度の低下も回避できる。すなわち、内輪２６の負荷容量や球面面積を減少させることなく、ケージ２８の剛性を向上させることができる。また、ケージ２８の内球面２８ｂの面積も拡大できるので、内輪２６の外球面２４との接触面積を拡大でき、剛性向上に加え、耐久性の安定化という利点もある。

長ポケット３０に収納した２個のボール２７のピッチ間距離を小さくでき、これに対応する外輪２３のトラック溝２２のピッチ間距離を小さくできる。これにより、ケージ２８の外輪２３への組込みが容易となる。特に、このピッチ間距離（トラック溝間肩幅寸法ｆ）を、ケージ軸方向におけるポケット幅ｇよりも小さくでき、これにより、ケージ２８の外輪２３への組込みが一層容易となって、組立作業性を向上することができる。

ケージ２８のオフセット量を、トラック溝２２、２５のオフセット量と略同一となるように大きくしたので、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージ２８の肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。このため、高角時のボールがトラックエッジに乗り上げるのを防止でき、エッジに過大な応力は作用することがなくなる。すなわち、高角時の捩りトルク負荷容量の低下を防ぎ、高角耐久寿命の向上（改善）や高角時の内方部材と外方部材のトラック溝の塑性変形に起因する破損強度の向上（改善）を図ることができる。

また、継手開口側のケージ２８の肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができるので、継手開口側のケージ窓枠の剛性を大きくすることができる。このため、各ケージ窓柱の剛性が大となるのと相俟って、高角時の捩りトルク負荷に対するケージ破損強度の向上を大幅に図ることができる。

なお、長ポケット３０に２個のボール２７を収納させれば、このボール間に窓柱３３が存在しないので、ボール２７からの大きな負荷を受ける継手開口側の窓枠の剛性を上げる必要があるが、前記したように、ケージ２８のオフセット量を、トラック溝２２、２５のオフセット量と略同一となるように大きくすることにより、継手開口側の窓枠の剛性を上げることができ、長ポケット３０に２個のボール２７を収納する構造であっても、ケージ２８の強度を十分保つことができる。

次に図９から図１１は、他の実施形態の内輪２６を示す。この場合の内輪２６は、全トラック溝２５の奥側端部に切欠部３５が形成されている。このため、この内輪２６であっても、前記図４から図６に示す内輪２６と同様、組み込む際に、この切欠部３５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。このため、この図９から図１１に示す内輪２６は、図４から図６に示す内輪２６と同様の作用効果を奏する。

特に、全トラック溝２５の奥側端部に切欠部３５を形成しているので、この内輪２６をケージ２８に組み込む際に、いずれの突部３７をポケット２９に挿入してもよい。このため、組み込み性の向上を図ることができる利点がある。

ところで、前記各実施形態では、切欠部３５を、開口側トラック溝２５ｂ側から内輪端面３６側に向かって順次縮径するテーパ面にて形成していたが、切欠部３５としては図１２（ａ）（ｂ）に示す形状であってもよい。図１２（ａ）に示す切欠部３５は凹アール状とされ、図１２（ｂ）に示す切欠部３５は凸アール状とされている。

この図１２（ａ）（ｂ）に示す切欠部３５であっても、組み込む際に、この切欠部３５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。また、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、この切欠部３５はトラック溝端の一部（図例では底部）に形成されていても良い。

ところで、前記実施形態では、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とは僅かにずれた位置に配置されるとともに、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とは僅かにずれた位置に配置されているが、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とが同一位置であっても、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とが同一位置であってもよい。また、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とがずれたり、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とがずれたりする場合、そのずれ量は、任意に設定できるが、オフセット量ｋとずれ量(ｋ-ｋ2)との比は(ｋ-ｋ2)/ｋ≦０．３と設定するのが好ましい。(ｋ-ｋ2)/ｋ＞０．３になると、図６に示す従来の固定式等速自在継手と差異が無くなって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるとともに、開口側のケージ２８の肉厚を大きくできなくなり、ジョイントの必要強度を下回る(図２２)。

また、前記実施形態では、固定式等速自在継手として、トラック溝２２、２５にストレート溝２２ｂ、２５ａを有するアンダーカットフリー型（ＵＪ）であったが、このようなストレート溝を有さないバーフィールド型（ＢＪ）であってもよい。また、内輪２６および外輪２３のトラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものであってもよい。この場合、外輪２３のトラック溝２２のテーパ部を開口側に設け、かつ奥側から開口側に向かって拡大するようにするのが好ましい。これは作動角を大きくとれるからである。

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、切欠部３５は、前記実施形態では、内輪２６の一つのトラック溝２５に形成する場合と、内輪２６の全てのトラック溝２５に形成する場合とであったが、形成されるトラック溝２５のうちの２以上で全トラック溝２５に形成しない範囲のトラック溝２５に形成するようにしてもよい。また、切欠部３５の大きさとしては、ケージ２８への内輪２６の組み込み時における内輪２６の回転半径を小さくできる範囲で変更できるが、大きすぎると、内輪２６が強度不足となったり、トラック溝２５のボール転走範囲が小さくなったりし、また、小さすぎると、回転半径をあまり小さくできない。

長ポケット３０の周方向間隔ｈとしても、内輪２６へのケージ２８の組込み性の向上が図れて、しかも、窓柱３３の剛性が低下しない範囲で種々設定できる。さらに、トラック溝間肩幅寸法ｆやケージ２８のケージ軸方向におけるポケット幅ｇ等も、ケージ２８の外輪２３への組込み性等を考慮して設定できる。

本発明の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。 前記固定式等速自在継手の横断面図である。 前記固定式等速自在継手のケージの断面図である。 前記固定式等速自在継手の内輪の斜視図である。 前記固定式等速自在継手の内輪の正面図である。 前記固定式等速自在継手の内輪の断面図である。 外輪へのケージ組み込み状態を示す断面図である。 内輪のケージへの組み込み工程を示す断面図である。 前記固定式等速自在継手の内輪の変形例を示す斜視図である。 前記図９に示す内輪の正面図である。 前記図９に示す内輪の断面図である。 切欠部の変形例を示し、（ａ）は第１変形例の拡大図であり、（ｂ）は第２変形例の拡大図である。 切欠部の第３変形例を示し、（ａ）は拡大正面図であり、（ｂ）は拡大断面図である。 従来の固定式等速自在継手の断面図である。 従来の固定式等速自在継手の横断面図である。 内輪のケージへの組み込み工程を示す断面図である。 従来のケージの横断面図である。 従来の内輪の斜視図である。 従来の他の内輪の斜視図である。 従来のケージの断面図である。 従来の外輪の要部断面図である。 オフセット量ｋとずれ量(ｋ-ｋ２)の関係を示す図である。

符号の説明

２１ 内球面
２２ トラック溝
２４ 外球面
２５ トラック溝
２７ ボール
２８ ケージ
２８ａ 外球面
２８ｂ 内球面
２９ ポケット
３０ 長ポケット
３１ 短ポケット
３５ 切欠部

Claims (7)

1. 内球面に複数のトラック溝が形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、このボールを収容するポケットを有するとともに外方部材と内方部材との間に介装されるケージとを備えた固定式等速自在継手において、
   前記ケージのポケットは、周方向間隔が大の一対の長ポケットと、周方向間隔が小の一対の短ポケットとの４個を有し、一対の長ポケットを周方向に沿って１８０度ずらせるとともに、一対の短ポケットを周方向に沿って１８０度ずらせて、長ポケットと短ポケットとを周方向に沿って交互に配置し、かつ長ポケットには２個のボールを収容するとともに、短ポケットには１個のボールを収容してボール数を６個とし、内方部材の少なくとも１つのトラック溝の奥側端部に、この内方部材の組み込み時の回転起点となる切欠部を設けたことを特徴とする固定式等速自在継手。
2. 前記長ポケットに収容される２個のボールのＰＣＤ上のピッチ角を６０度よりも小さくするとともに、その他のボールのピッチ角を６０度よりも大きくしたことを特徴とする請求項１の固定式等速自在継手。
3. 前記長ポケットの周方向間隔よりも前記内方部材の軸方向長さを短くしたことを特徴とする請求項１又は請求項２の固定式等速自在継手。
4. 前記ケージの長ポケットに対応する外方部材の２つのトラック溝間肩幅寸法を、ケージ軸方向におけるポケット幅よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの固定式等速自在継手。
5. 外方部材のトラック溝の曲率中心と内方部材のトラック溝の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせるとともに、ケージの外球面の曲率中心とケージの内球面の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージのオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一として大きくしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの固定式等速自在継手。
6. 内方部材および外方部材のトラック溝底が円弧部とストレート部とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの固定式等速自在継手。
7. 内方部材および外方部材のトラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの固定式等速自在継手。

Images