WO2000055518A1

WO2000055518A1 - Joint homocinetique

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Publication number: WO2000055518A1
Application number: PCT/JP1999/003371
Authority: WO
Inventors: Tetsuro Kadota; Kennta Yamazaki
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2000-09-21
Also published as: DE69936239T2; EP1666749A3; EP1666749A2; EP1666749B1; DE69936239D1; EP1079128A1; EP1079128B1; EP1079128A4; DE69931486T2; DE69931486D1

Description

明細書等速自在継手発明の背景

本発明は、回転バックラッシュを嫌う用途に適した等速自在継手に関し、特に自動車のステアリング装置に好適である。

例えば図 3 4に概念的に示すように、自動車のステアリング装置において、ステアリングホイール（ハンドル） 2 0に与えられた回転トルクは、ステアリングコラムの主軸（メインシャフト） 2 1から中間軸（インターミディエイトシヤフト） 2 2を介してステアリングギヤ 2 3のギヤ軸（ピニオン軸等） 2 4に入力され、さらにステアリングギヤ 2 3の機構で直線運動に変換されることにより、リンク機構（ナックル等） 2 5を介して車輪 2 6に転舵力として伝えられる。ステァリングギヤ 2 3には、ラックピニオン式、ボールスクリュー式、ウォーム口一ラ式など多くの種類があり、最近では、剛性が高く、軽量であることから、ラックビニオン式が主流になっている。中間軸 2 2は、主軸 2 1及びギヤ軸 2 4に対して角度をもった状態で配設され、また衝突時の衝撃エネルギーを吸収する目的から、自在継手 2 7、 2 8を介して主軸 2 1及びギヤ軸 2 4にそれそれ連結される。

ステアリング装置に用いられる自在継手（ 2 7、 2 8 ) としては、従来、カルダン継手（十字軸を用いた自在継手) が主流であつたが、継手部分の高角化を図り（車両レイアウト等との関係）、また継手部分の作動性を高めるため（操舵フイーリング等との関係）、カルダン継手に代えて等速自在継手を使用する傾向が強くなつてきた。

一方、一般構成の等速自在継手は、トルク伝達ボールとボールトラックとの間に僅かなクリアランス（内部隙間）があり、回転方向の変化時、継手内部に回転バックラッシュ（円周方向のガ夕ツキ）が生じることが不可避である。そのため、一般構成の等速自在継手をそのままステアリング装置に用いると、操舵時の操縦安定性やダイレクト感 · シャープ感などが損なわれるという問題がある。また、自動車用途において、等速自在継手はドライブシャフト用に多くの実績があり、通常、一般構成の等速自在継手はドライブシャフト用としての要求特性を満足できる設計仕様になっている。しかし、ステアリング装置では、ドライブシャフトに比較して、継手に負荷されるトルクが小さく、また継手の回転数も低いので、一般構成の等速自在継手では要求特性に対してォ一バスペックの感がぁり、継手重量や製造コス卜を低減する観点から改良の余地がある。

また、この種の等速自在継手は複雑な組立工程を必要とするため、以下の点で不利である。

①組立作業に熟練した技術が必要で機械化（自動化）も困難である。

②ボールの組み込みを可能にするために、内 ·外側継手部材の案内溝を機能上必要な長さ（軸方向寸法）よりも長くしておく必要がある。そのため、継手寸法が大きくなる。

③ボールの組み込みを可能にするために、保持器のポケッ卜の円周方向寸法を大きくしておく必要がある（内 ·外側継手部材を角度変位させると、ボールが保持器のポケット内で円周方向に動くため）。そのため、保持器の強度設計において不利である。

④内側継手部材と軸部とは別体にしておく必要がある（内側継手部材と軸部とを一体にしておくと、ボールの組み込み時、軸部が外側継手部材と干渉して、組み込みに必要な角度変位量がとれなくなるため）。そのため、部品点数および組立工数の増大につながる。発明の要約

本発明の目的は、この種の等速自在継手（固定型等速自在継手）における回転バックラッシュの問題を解消すると共に、組立性の改善を図り、よりシンプルで、軽量かつコンパクト、安価な等速自在継手を提供することにある。

本発明の他の目的は、この種の等速自在継手における等速性を維持して、良好なフィーリング（回転の滑らかさ）を確保し、特にステアリング装置に用いられた場合に、操舵フィーリング等の性能向上に寄与することにある。

本発明のさらなる目的は、この種の等速自在継手における回転抵抗の低減を図り、かつ、良好なフィーリング（回転の滑らかさ）を確保し、特にステアリング装置に用いられた場合に、操舵力、ハンドル戻り、操舵フィーリング等の性能向上に寄与することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、球面状の内径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状の案内溝を軸方向に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卜ラックに配されたボールと、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と内側継手部材の案内溝の中心とが、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だけ反対側にオフセットされ、ボールトラックがこの継手の開口側又は奥部側に向かって楔状に縮小した等速自在継手において、内側継手部材を保持器に対して軸方向に相対変位可能にすると共に、内側継手部材の外径面と保持器の内径面との間に、内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有する弾性押圧手段を介装し、この弾性押圧手段の弾性力によって、内側継手部材の外径面をその案内溝の中心のオフセッ卜方向と反対方向に押圧付勢した、構成を提供する。

内側継手部材は、弾性押圧手段の押圧付勢力を受けて反オフセット方向に軸方向に相対変位してボールを押圧し、ボールと内 ·外側継手部材の案内溝との間の内部隙間がなくなる位置で止まる。その結果、ボールに軸方向の一定の予圧が与えられ、回転バックラッシュ（円周方向のガ夕ツキ）がなくなる。また、弾性押圧手段の球面部によって内側継手部材の外径面を押圧するので、両者の接触部分の面圧が軽減され、また、球面部によって内側継手部材の外径面を案内させることができる。

上記構成において、ボールトラックが継手開口側に向かって楔状に縮小した形状を有し、保持器の内径面の少なくとも開口側領域が内側継手部材の外径面に適合する円筒面であり、かつ、その円筒面に弾性押圧手段が配設された構成とすることができる。これにより、外側継手部材に保持器とボールとを組み込んだ後に、内側継手部材を保持器の内径面に組み込むことが可能となる。

上記構成に加え、外側継手部材の内径面の開口側領域を保持器の外径面に適合する円筒面とすることができる。これにより、保持器の外側継手部材への組み込みが容易になる。

外側継手部材に保持器とボールとを組み込んだ後に、内側継手部材を組み込むことが可能になるので、内側継手部材と軸部とを一体化（一体形成、一体接合）して、部品点数の削減、組立工数の削減を図ることができ、その場合でも、組立上の支障はきたさない。

また、本発明は、上記目的を達成するため、球面状の内径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状の案内溝を軸方向に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と内側継手部材の案内溝の中心とが、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だけ反対側にオフセットされ、ポールトラックがこの継手の開口側又は奥部側に向かって楔状に縮小した等速自在継手において、保持器の内径面の少なくとも開口側領域を内側継手部材の外径面に適合する円筒面とし、かつ、その円筒面に、内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有する抜け止め部材を配設した、構成を提供する。この構成の等速自在継手は、自動車のステアリング装置の他に、自動車のドライブシャフトゃプロペラシャフト等の連結用継手として用いることもできる。

保持器の内径面の少なくとも開口側領域を内側継手部材の外径面に適合する円筒面とすることにより、外側継手部材に保持器とボールとを組み込んだ後に、内側継手部材を保持器の内径面に組み込むことが可能になる。内側継手部材は保持器の内径面に組み込まれた後、保持器の円筒面に配設された抜け止め部材によつて抜け止め保持される。また、内側継手部材の外径面は抜け止め部材の球面部によって案内される。

また、本発明は、上記目的を達成するため、球面状の内径面に、その球面中心から軸方向の一方に所定距離（f 1 ) だけオフセッ卜された点（0 1 ) を曲率中心とする曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に

、その球面中心から軸方向の他方に所定距離（： f 2 ) だけオフセットされた点（ 0 2 ) を曲率中心とする曲線状の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対向する内側継手部材の案内溝とが協働して形成され、軸方向の他方に向かって楔状に縮小したボールトラックと、ボールトラックに配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持する保持器と、外側継手部材及び内側継手部材のうち少なくとも一方とトルク伝達ボールとの間に軸方向の弾性的な相対変位を与えることにより、トルク伝達ボールとボールトラックとの間の隙間を詰める予圧付与手段とを備えた等速自在継手において、外側継手部材の案内溝の曲率中心（0 1 ) のオフセット量（ f 1 ) と、内側継手部材の案内溝の曲率中心（0 2 ) のオフセット量（f 2 ) とを相互に異なる値とし、予圧付与手段によって隙間を詰めた時に、曲率中心（0 1 ) と曲率中心 ( 0 2 ) とが、トルク伝達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るようにした。

予圧付与手段の具体的態様としては、例えば、 ①トルク伝達ボールをボールトラックの縮小側に軸方向変位させる、 ②内側継手部材をその案内溝の曲率中心の反オフセッ卜方向に軸方向変位させる、 ③外側継手部材をその案内溝の曲率中心のオフセット方向に軸方向変位させる、 ④内側継手部材をその案内溝の曲率中心の反オフセット方向に軸方向変位させ、かつ、外側継手部材をその案内溝の曲率中心のオフセット方向に軸方向変位させる、等が考えられる。

外側継手部材の案内溝の曲率中心（0 1 ) のオフセット量（f l ) と、内側継手部材の案内溝の曲率中心（0 2 ) のオフセット量（f 2 ) との大小関係および相互差は、予圧付与の態様、内部隙間の量（回転バックラッシュ量：円周方向のガ夕ツキ量）、トルク伝達ボールと保持器との間の軸方向ポケット隙間の有無および大きさ等を勘案し、予圧付与手段によって隙間を詰めた時に、曲率中心（0 1 ) と曲率中心（0 2 ) とが、トルク伝達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卜されるように設定する。これにより、継手の等速性を維持して、良好な回転フィーリング（回転の滑らかさ）を得ることができる。オフセット量（： f l ) とオフセット量（f 2 ) の大小関係は、 f 1 > f 2となるように設定することができ、あるいは、 f 1く： f 2となるように設定することもできる。

予圧付与手段は、例えば、内側継手部材と保持器との間に設けられた軸方向隙間と、内側継手部材と保持器との間に介在し、内側継手部材をその案内溝の中心のオフセット方向と反対方向に押圧付勢する弾性部材とで構成することができる。この場合、内側継手部材は、弾性部材の押圧付勢力を受けて、案内溝の曲率中心の反オフセット方向に軸方向に相対変位してトルク伝達ボールを押圧し、トルク伝達ボールと内 ·外側継手部材の案内溝（ボールトラック）との間の内部隙間がなくなる位置で止まる。その結果、トルク伝達ボールに軸方向の一定の予圧が与えられ、回転バックラッシュ（円周方向のガ夕ツキ）がなくなる。

外側継手部材及び内側継手部材の案内溝にアンダーカツトフリーの領域を設けることができる。これにより、継手作動角の高角化を図ることができる。

また、外側継手部材の内径面の開口側領域を、保持器の外径面に適合する円筒面にすることができる。これにより、保持器の外側継手部材への組み込みが容易になる。

上記構成の等速自在継手は、回転バックラッシュがなく、軽量 ' コンパクト、低コストで、しかも回転が滑らかで、また高作動角を取ることができるので、特に自動車のステアりング装置に好適である。

また、本発明、上記目的を達成するため、球面状の内径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対向する内側継手部材の案内溝とが協働して形成され、軸方向の一方に向かつて楔状に縮小したボールトラックと、ボールトラックに配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するためのポケッ卜を有する保持器と、トルク伝達ボールとボールトラックとの間の隙間を詰める予圧付与手段とを備え、保持器のポケッ卜とトルク伝達ボールとの間の軸方向ポケット隙間 5が 0≤5≤ 5 5 mである、構成を提供する。

軸方向ポケット隙間を 0≤c5≤ 5 5 / mとした理由は次にある。すなわち、この種の等速自在継手（固定型等速自在継手）では、通常、保持器によるトルク伝達ボールの案内機能 {トルク伝達ボールを作動角 0の 2等分面（0 / 2 ) に維持する機能：これにより継手の等速性が確保される。 } を重視する見地から、軸方向ポケット隙間 6を όく 0 (負隙間）に設定し、保持器のポケットとトルク伝達ボールとの間に僅かな締代を与えている。しかし、軸方向ポケット隙間 5を負にすることにより、トルク伝達ボールがポールトラック上を転動しにくくなるので、この種の継手が作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の回転抵抗（トルク）の点では不利になる。継手の回転抵抗は、ステアリング装置では、操舵力、ハンドル戻り等の性能に影響するので、可及的に小さい方が好ましい。一方、車由方向ポケット隙間 6を (5≥ 0 (正隙間）に設定することにより、トルク伝達ボールの転動性を高めて、継手の回転抵抗を低減することはできるが、軸方向ポケッ卜隙間 <5を過大にすると、保持器によるトルク伝達ボールの案内機能が低下して、継手の等速性が崩れる。継手の等速性の崩れは、ステアリング装置では、異音の発生、引っ掛かり感等の操舵フィーリング低下につながる。従って、軸方向ポケット隙間 5は、継手の回転抵抗を低減し、かつ、良好なフィーリング（回転の滑らかさ）を得る観点から、最適範囲に設定する必要がある。

そこで、軸方向ポケット隙間 5の最適範囲を確認するため試験を行った。その結果を下表 1にまとめて示す。試験は、図 1及び図 2に示す実施形態の等速自在継手を用いて行なった。軸方向ポケット隙間 (5 ( 5 == L— D _{B A L L}：図 6参照）が種々異なる試験継手を製作し、各試験継手に所定の作動角 0、所定の回転トルクを与えて、回転抵抗、フィーリング（回転の滑らかさ）の評価を行った。尚、回転抵抗の評価は大、小で示し、大は回転抵抗の大きさが評価基準値より大きかつた場合、小は回転抵抗の大きさが評価基準値より小さかった場合を表している。また、フィーリングの評価は〇、 △、 ▲で示し、〇は評価基準をクリア一できた場合、厶は評価基準を若干下回った場合、 Aは評価基準をかなり下回った場合を表している。総合評価は、回転抵抗とフィーリングとを併せた評価で、〇は総合評価基準をクリァ一できた場合、 △は総合評価基準をクリア一できなかった場合を表している,

表 1

試験結果から明らかなように、軸方向ポケヅト隙間 dを 0≤5≤ 5 とした場合に、回転抵抗およびフィ一リング共に良好な結果が得られた。 5く 0の場合は、トルク伝達ボールが転動しにくくなることにより、継手の回転抵抗は増大傾向を示し、逆に (5 > 5 5 / mの場合は、継手の良好な等速性が崩れることにより、引っ掛かり感等が生じ、フィーリングは低下傾向を示した。継手の回転抵抗を低減し、かつ、継手の等速性を維持して良好なフィーリング（回転の滑らかさ ) を得る観点から、 0≤6≤ 5 5〃mが軸方向ポケット隙間 <5の最適範囲である予圧付与手段は、外側継手部材、内側継手部材、保持器、トルク伝達ボールのうち何れか 2つの構成部材相互間に相対的な変位を与えることにより、トルク伝達ボールとポールトラックとの間の内部隙間を詰めるものである。予圧付与手段は、例えば、内側継手部材と保持器との間に設けられた軸方向隙間と、内側継手部材と保持器との間に介在し、内側継手部材をその案内溝の中心のオフセット方向と反対方向に押圧付勢する弾性部材とで構成することができる。この場合、内側継手部材は、弾性部材の押圧付勢力を受けて、案内溝の反オフセット方向に軸方向に相対変位してトルク伝達ボールを押圧し、トルク伝達ボールと内■外側継手部材の案内溝（ボールトラック）との間の内部隙間がなくなる位置で止まる。その結果、トルク伝達ボールに軸方向の一定の予圧が与えられ、回転バックラヅシュ（円周方向のガ夕ツキ）がなくなる。

上記構成の等速自在継手は、回転バックラッシュがなく、軽量 ' コンパクト、低コストで、しかも回転抵抗が小さく、かつ、回転が滑らかで、また高作動角を取ることができるので、特に自動車のステアリング装置に好適である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施例を示す横断面図（図 a ) 、図（a ) における b — b縦断面図（図）である。

図 2は、図 1における X部の拡大縦断面図である。

図 3は、外側継手部材を示す縦断面図である。

図 4は、内側継手部材を示す縦断面図である。

図 5は、保持器の縦断面図（図 a ) 、図（a ) の右方向矢視図（図 b ) である図 6は、弾性押圧手段の正面図（図 a ) 、図（a ) の b— b断面図（図 b ) である。

図 7は、第 1の実施例の等速自在継手の組立工程を示す図である。

図 8は、第 1の実施例の変形例における部分拡大縦断面図である。

図 9は、第 2の実施例を示す横断面図（図 a ) 、図（a ) における b— b縦断面図（図 b ) である。

図 1 0は、図 9における X部の拡大縦断面図である。

図 1 1は、外側継手部材を示す縦断面図である。

図 1 2は、内側継手部材を示す縦断面図である。

図 1 3は、保持器の縦断面図（図 a ) 、図（a ) の右方向矢視図（図 b ) である。

図 14は、抜け止め部材の正面図（図 a) 、図（a) の b— b断面図（図 b) である。

図 1 5は、第 2の実施例の等速自在継手の組立工程を示す図である。

図 1 6は、第 3の実施例に係わる等速自在継手の縦断面図である。

図 1 7は、図 1 6の 0— 0横断面図である（ブーツは省略）。

図 1 8は、図 1 6における要部拡大縦断面図である。

図 1 9は、外側継手部材の縦断面図（一部側面）である。

図 20は、内側継手部材の縦断面図（一部側面）である。

図 2 1は、保持器の縦断面図 {図 2 1 (a) } 、図 2 1 (a) の右方向矢視図 {図 2 1 (b) } である。

図 22は、弾性部材の正面図 {図 2 2 (a) } 、図 2 2 (a) の b— b断面図 {図 22 (b) } である。

図 23は、第 3の実施例の変形例に係わる等速自在継手の要部拡大断面図である。

図 24は、第 3の実施例の他の変形例に係わる等速自在継手の要部拡大断面図である。

図 25は、第 4の実施例に係わる等速自在継手の縦断面図である。

図 26は、図 2 5の〇ー0横断面図である（プ一ッは省略）。

図 27は、図 25における要部拡大縦断面図である。

図 28は、外側継手部材の縦断面図（一部側面）である。

図 29は、内側継手部材の縦断面図（一部側面）である。

図 30は、保持器の縦断面図 {図 30 (a) } 、図 30 (a) の右方向矢視図 {図 30 (b) } である。

図 3 1は、弾性部材の正面図 {図 3 1 (a) } 、図 3 1 (a) の b— b断面図 {図 3 1 (b) } である。

図 32は、第 4の実施例の変形例に係わる等速自在継手の要部拡大断面図である。

図 33は、第 4の実施例の他の変形例に係わる等速自在継手の要部拡大断面図である。

図 3 4は、自動車のステアリング装置の一例を概念的に示す図である。好ましい実施例の記述

以下、本発明の実施例を説明する。

図 1に示すように、第 1の実施例の等速自在継手は、球面状の内径面 l aに例えば 3本の曲線状の案内溝 1 bを軸方向に形成した外側緞手部材 1 と、球面状の外径面 2 aに例えば 3本の曲線状の案内溝 2 bを軸方向に形成した内側継手部材 2と、外側継手部材 1の案内溝 1 bと内側継手部材 2の案内溝 2 bとが協働して形成されるボールトラックに配された例えば 3個のボール 3と、ボール 3を保持する保持器 4と、内側継手部材 2の外径面 2 aと保持器 4の内径面 4 aとの間に介装された弾性押圧手段 5とを備えている。

図 3に示すように、外側継手部材 1は一端が開口したカツプ状のもので、図示されていない他端に軸部が一体に形成され、あるいは、別体の軸部が適宜の手段で接合される。案内溝 1 bの中心 Aは内径面 1 aの球面中心 0に対して、軸方向に（この実施例では継手の奥部側に）所定距離だけオフセットされている。また、内径面 1 aの開口側領域は円筒面 1 a 1になっている。円筒面 l a 1の内径（半径） D Γは、保持器 4の外径面 4 cの外径（半径） D 4 (図 5参照）に対して、 D 1≥D 4に設定されている。

図 4に示すように、この実施例において、内側継手部材 2は軸部 2 cと一体に形成されている。これは、部品点数の削減、組立工数の削減等に配慮したものである。案内溝 2 bの中心 Bは、外径面 2 aの球面中心 0に対して、軸方向に（この実施例では継手の開口側に）所定距離だけオフセッ卜されている。案内溝 2 b のオフセット量は、外側継手部材 1の案内溝 1 bのオフセット量と同じであるが、オフセヅトの方向が反対になっている（案内溝 l bは奥部側、案内溝 2 bは開口側）。

図 5に示すように、この実施例において、保持器 4はボール 3を収容する 3つの窓形のポケット 4 bを備えている。保持器 4の内径面 4 aは、開口側領域が円筒面 4 a l、奥部側領域が円錐面 4 a 2になっている。円筒面 4 a 1の内径（半径） D 5は、内側継手部材 2の外径面 2 aの外径（半径） D 2に対して、 D 5≥ D 2に設定されている。奥部側領域は球面又は円筒面としても良い。保持器 4の外径面 4 cは、半径 D 4の球面（球面中心 0 ) である。保持器 4は金属材料で形成しても良いが、より一層の軽量 ·低コスト化を図るため樹脂材料で形成することもできる。

この実施例では、弾性押圧手段 5として、図 6に示すような縮拡径自在な分割リングを採用している。この弾性押圧手段 5はパネ鋼等で形成され、 1つの割り口 5 aと、軸方向に突出した 3つの爪部 5 bを備えている。各爪部 5 bの先端は、内側継手部材 2の外径面 2 aと同じ曲率をもった凹球状の球面部 5 cになっている。尚、弾性押圧手段 5は樹脂、ゴム等の弾性材料で形成しても良い。

図 7は、この実施例の等速自在継手の組立工程を示している。組立工程は、保持器 4を外側継手部材 1の内径面 1 aに組み込む工程（工程 a ) 、ボール 3を保持器の 4のボケット 4 bに組み込む工程（工程 b ) 、内側継手部材 2を保持器 4 の内径面 4 aに組み込む工程（工程 c ) 、および保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a 1 ) に弾性押圧手段 5を組み込み、止め輪 6で抜け止め固定する工程（工程 d ) からなる。

組立工程 aでは、外側継手部材 1の内径面 1 aの開口側領域が半径 D 1 (≥D 4 ) の円筒面 1 a 1になっているため、保持器 4の軸線を外側継手部材 1の軸線に一致させた状態で、保持器 4を軸方向に進めて外側継手部材 1に組み込むことができる。そのため、従来工程に比べて、保持器 4の組み込み作業が容易になる組立工程 bでは、ボール 3を保持器 4の内径側からそのままポケット 4 bに組み込むことができる。そのため、従来工程に比べて、ボ一ル 3の組み込み作業が容易になる。また、ポール 3の組み込み時に、内側継手部材 2及び保持器 4を外側継手部材 1に対して角度変位させる必要がないので、内 ·外側継手部材 1、 2 の案内溝 l b、 2 bの軸方向寸法を従来より小さくし、また、保持器 4のポケット 4 bの円周方向寸法を従来より小さくすることができる。これにより、継手を軽量かつコンパクトにし、かつ、強度（保持器強度）の向上を図ることができる組立工程 cでは、保持器 4の内径面 4 aの開口側領域が半径 D 5 (≥.D 2 ) の円筒面 4 a 1であり、かつ、内側継手部材 2の案内溝 2 bの中心 Bが開口側にォフセッ卜されているため、内側継手部材 2の軸線を保持器 4及び外側継手部材 1 の軸線に一致させた状態で、内側継手部材 2を軸方向に進めて保持器 4の内径面 4 aおよびボール 3の内側に組み込むことができる。そのため、従来工程に比べて、内側継手部材 2の組み込み作業が容易になる。また、外側継手部材 1に保持器 4とボール 3を組み込んだ後に、内側継手部材 2を組み込むことができるので、内側継手部材 2に軸部 2 cを一体化した場合でも、組立に支障がない。

組立工程 dでは、弹性押圧手段 5を保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a 1 ) に組み込み、その球面部 5 cで内側継手部材 2の外径面 2 aを奥部側に向けて軸方向に押圧付勢して、止め輪 6で抜け止め固定する。尚、止め輪 6に代えて、弾性押圧手段 5を保持器 4の円筒面 4 a 1に加締め、固着（溶着等）、凹凸係合（例えば、弾性押圧手段 5に設けた突出部を保持器 4の円筒面 4 a 1に設けた係合溝に係合させる。）等の手段で抜け止め固定しても良い。

外側継手部材 1、内側継手部材 2、ボール 3、保持器 4、および弹性押圧手段 5を上述したような態様で組立てると、図 1に示すこの実施例の等速自在継手が完成する。外側継手部材 1の案内溝 1 bの中心 Aと内側継手部材 2の案内溝 2 b の中心 Bとが、ボール 3の中心を含む継手中心面 0に対して軸方向に等距離だけ反対側（中心 Aは継手の奥部側、中心 Bは継手の開口側）にオフセッ卜されている。そのため、案内溝 1 bと案内溝 2 bとが協働して形成されるボールトラックは奥部側が広く、閧ロ側に向かって漸次縮小したくさび状になる。

図 2 (図 1の X部の拡大図）に示すように、保持器 4の内径面 4 a (円錐面 4 a 2 ) と内側継手部材 2の外径面 2 aとの間に軸方向隙間 Sが設けられ、内側継手部材 2の保持器 4に対する軸方向の相対変位が許容されている。そして、内側継手部材 2の外径面 2 aと保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a 1 ) との間に介在する弾性押圧手段 5の弹性カ Fによって、内側継手部材 2の外径面 2 aが案内溝 2 bの中心 Bのオフセット方向（開口側）と反対方向（奥部側）に押圧付勢されている。内側継手部材 2は、弾性押圧手段 5の押圧付勢力 Fを受けて反オフセット方向（奥部側）に軸方向に相対変位してボール 3を押圧し、ボール 3と内 -外側継手部材 1、 2の案内溝 l b、 2 bとの間の内部隙間がなくなる位置で止まる。その結果、ボール 3に軸方向の定の予圧 Fが与えられ、回転バックラッシュ (円周方向のガ夕ツキ）がなくなる。

尚、この実施例では、弾性押圧手段 5として分割リングを採用しているが、必要な弾性力が得られる場合は、図 6に示す形態に準じた一体リングを採用しても良い。その場合、爪部の弾性によって必要な弹性カを与えても良いし、あるいは、図 8に示すように、一体リング 5，の爪部 5 b ' の弾性を補強する別体の弾性リング 5 " を配設しても良い。弾性リング 5 " は、例えば波板パネ、ゴムリング、樹脂リング等である。この弾性リング 5 " は、図 6に示す分割リング 5と併用しても良い。あるいは、弹性リング 5 " は、内側継手部材 2の外径面 2 aに接触する剛体リング（弾性を持たないリング）と併用しても良い。この場合、本発明の弾性押圧手段は、内側継手部材の外径面を押圧する押圧部材（弾性を持たない部材）と、この部材に弾性力を付与する弹性部材とを組合わせたものとなる。また、本発明の弾性押圧手段は特にリング状のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲において、材質、形状等を任意に変更できる。

第 1の実施例によれば以下に示す効果が得られる。

( 1 ) 内側継手部材が、弹性押圧手段の所定の押圧付勢力を受けて反オフセット方向に軸方向に相対変位してボールを押圧することにより、ボールに軸方向の一定の予圧が与えられる。これにより、継手の回転バックラッシュ（円周方向のガ夕ツキ）がなくなる。しかも、弾性押圧手段は、内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有するので、内側継手部材の外径面と弾性押圧手段との接触部分の面圧が軽減され、また、球面部によって内側継手部材の外径面を案内させることができる。

( 2 ) ボールトラックを継手の開口側に向かって漸次縮小した形状とし、保持器の内径面の少なくとも開口側領域に内側継手部材の外径面に適合する円筒面を設け、かつ、その円筒面に弾性押圧手段を配設することにより、内側継手部材の組み込み作業を容易化することができる。また、外側継手部材に保持器とボールを組み込んだ後に、内側継手部材を組み込むことができるので、内側継手部材に軸部を一体化して、部品点数及び組立工数を削減することができる。 ( 3 ) ボールの組み込み時に、内側継手部材及び保持器を外側継手部材に対して角度変位させる必要がないので、内 '外側継手部材の案内溝の軸方向寸法を従来より小さくし、また、保持器のポケットの円周方向寸法を従来より小さくすることができる。これにより、継手を軽量かつコンパクトにし、かつ、強度（保持器強度）の向上を図ることができる。

( 4 ) 外側継手部材の内径面の開口側領域を保持器の外径面に適合する円筒面とすることにより、保持器の外側継手部材への組み込み作業を容易化することができる。

図 9に示すように、第 2の実施例の等速自在継手は、球面状の内径面 l aに例えば 3本の曲線状の案内溝 1 bを軸方向に形成した外側継手部材 1と、球面状の外径面 2 aに例えば 3本の曲線状の案内溝 2 bを軸方向に形成した内側継手部材 2と、外側継手部材 1の案内溝 1 bと内側継手部材 2の案内溝 2 bとが協働して形成されるボールトラックに配された例えば 3個のボール 3と、ボール 3を保持する保持器 4と、内側継手部材 2の外径面 2 aと保持器 4の内径面 4 aとの間に介装された抜け止め部材 5とを備えている。

図 1 1に示すように、外側継手部材 1は一端が開口したカップ状のもので、図示されていない他端に軸部が一体に形成され、あるいは、別体の軸部が適宜の手段で接合される。案内溝 1 bの中心 Aは内径面 1 aの球面中心◦に対して、軸方向に（この実施例では継手の奥部側に）所定距離だけオフセットされている。また、内径面 1 aの開口側領域は円筒面 1 a 1になっている。円筒面 l a 1の内径

(半径） D 1は、外側継手部材 1の案内溝 l bのくぼみと相俟って、図 1 3 ( a ) に示す保持器 4の輪郭線を包含できる程度の値に設定されている。

図 1 2に示すように、この実施例において、内側継手部材 2は軸部 2 cと一体に形成されている。これは、部品点数の削減、組立工数の削減等に配慮したものである。案内溝 2 bの中心 Bは、外径面 2 aの球面中心 0に対して、軸方向に（この実施例では継手の開口側に）所定距離だけオフセッ卜されている。案内溝 2 bのオフセット量は、外側継手部材 1の案内溝 1 bのオフセット量と同じであるが、オフセットの方向が反対になっている（案内溝 l bは奥部側、案内溝 2 bは開口側）。図 1 3に示すように、この実施例において、保持器 4はボール 3·を収容する 3 つの窓形のポケット 4 bを備えている。保持器 4の内径面 4 aは、開口側領域が円筒面 4 a 1、奥部側領域が球面 4 a 2 (球面中心 0 ) になっている。円筒面 4 a lの内径（半径） D 5は、内側継手部材 2の外径面 2 aの外径（半径） D 2に対して、 D 5≥D 2に設定されている。奥部側領域は円錐面又は円筒面としても良い。保持器 4の外径面 4 cは、半径 D 4の球面（球面中心 0 ) である。保持器 4は金属材料で形成しても良いが、より一層の軽量 ·低コスト化を図るため樹脂材料で形成することもできる。

この実施例では、抜け止め部材 5として、図 1 4に示すようなリングを採用している。この抜け止め部材 5は鋼材等で形成され、軸方向に突出した 3つの爪部 5 bを備えている。各爪部 5 bの先端は、内側継手部材 2の外径面 2 aと同じ曲率をもった凹球状の球面部 5 cになっている。尚、抜け止め部材 5は樹脂等で形成しても良い。

図 1 5は、この実施例の等速自在継手の組立工程を示している。組立工程は、保持器 4を外側継手部材 1の内径面 1 aに組み込む工程（工程 a ) 、ボール 3を保持器の 4のポケット 4 bに組み込む工程（工程 b ) 、内側継手部材 2を保持器 4の内径面 4 aに組み込む工程（工程 c ) 、および保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a l ) に抜け止め部材 5を組み込み、止め輪 6で抜け止め固定する工程（ェ程 d ) からなる。

組立工程 aでは、外側継手部材 1の内径面 1 aの開口側領域が、図 1 3 ( a ) に示す保持器 4の輪郭線を包含できる円筒面 1 a 1になっているため、保持器 4 を外側継手部材 1に組み込むことができる。

組立工程 bでは、ボール 3を保持器 4の内径側からそのままポケット 4 bに組み込むことができる。そのため、従来工程に比べて、ボール 3の組み込み作業が容易になる。また、ボール 3の組み込み時に、内側継手部材 2及び保持器 4を外側継手部材 1に対して角度変位させる必要がないので、内 ·外側継手部材 1、 2 の案内溝 l b、 2 bの軸方向寸法を従来より小さくし、また、保持器 4のポケット 4 bの円周方向寸法を従来より小さくすることができる。これにより、継手を軽量かつコンパクトにし、かつ、強度（保持器強度）の向上を図ることができる組立工程 cでは、保持器 4の内径面 4 aの開口側領域が半径 D 5 (≥D 2 ) の円筒面 4 a 1であり、かつ、内側継手部材 2の案内溝 2 bの中心 Bが開口側にォフセッ卜されているため、内側継手部材 2の軸線を保持器 4及び外側継手部材 1 の軸線に一致させた状態で、内側継手部材 2を軸方向に進めて保持器 4の内径面 4 aおよびボール 3の内側に組み込むことができる。そのため、従来工程に比べて、内側継手部材 2の組み込み作業が容易になる。また、外側継手部材 1に保持器 4とボール 3を組み込んだ後に、内側継手部材 2を組み込むことができるので、内側継手部材 2に軸部 2 cを一体化した場合でも、組立に支障がない。

組立工程 dでは、抜け止め部材 5を保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a 1 ) に組み込み、その球面部 5 cを内側継手部材 2の外径面 2 aに適合させて、止め輪 6で抜け止め固定する。尚、止め輪 6に代えて、抜け止め部材 5を保持器 4の円筒面 4 a 1に加締め、固着（溶着等）、凹凸係合（例えば、抜け止め部材 5に設けた突出部を保持器 4の円筒面 4 a 1に設けた係合溝に係合させる。）等の手段で抜け止め固定しても良い。

外側継手部材 1、内側継手部材 2、ボール 3、保持器 4、および抜け止め部材 5を上述したような態様で組立てると、図 9に示すこの実施例の等速自在継手が完成する。外側継手部材 1の案内溝 l bの中心 Aと内側継手部材 2の案内溝 2 b の中心 Bとが、ボール 3の中心を含む継手中心面 0に対して軸方向に等距離だけ反対側（中心 Aは継手の奥部側、中心 Bは継手の開口側）にオフセットされている。そのため、案内溝 1 bと案内溝 2 bとが協働して形成されるボールトラックは奥部側が広く、開口側に向かって漸次縮小したくさび状になる。

図 1 0 (図 9の X部の拡大図）に示すように、保持器 4の内径面 4 aに組み込まれた内側継手部材 2は抜け止め部材 5によって抜け止め保持される。また、継手の角度変位時、内側緞手部材 2の外径面 2 aは保持器 4の球面 4 a 2および抜け止め部材 5の球面部 5 cによって案内される。

尚、この実施例では、抜け止め部材として一体リングを採用しているが、必要な抜け止め強度が得られる場合は、図 1 4に示す形態に準じた分割リング（一分割又は複数分割）を採用しても良い。また、抜け止め部材を弹性部材例えば波板パネ、ゴムリング、樹脂リング等によって内側継手部材側に押圧付勢しても良い。さらに、本発明の抜け止め部材は特にリング状のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲において、材質、形状等を任意に変更できる。

第 2の実施例によれば以下に示す効果が得られる。

( 1 ) 保持器の内径面の少なくとも開口側領域に内側継手部材の外径面に適合する円筒面を設け、かつ、その円筒面に抜け止め部材を配設することにより、内側継手部材の組み込み作業を容易化することができる。また、外側継手部材に保持器とボールを組み込んだ後に、内側継手部材を組み込むことができるので、内側継手部材に軸部を一体化して、部品点数及び組立工数を削減することができる。さらに、抜け止め部材は、内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有するので、球面部によって内側継手部材の外径面を案内させることができる。

( 2 ) ボールの組み込み時に、内側継手部材及び保持器を外側継手部材に対して角度変位させる必要がないので、内 ·外側継手部材の案内溝の軸方向寸法を従来より小さくし、また、保持器のポケッ卜の円周方向寸法を従来より小さくすることができる。これにより、継手を軽量かつコンパクトにし、かつ、強度（保持器強度）の向上を図ることができる。

( 3 ) 外側継手部材の内径面の開口側領域を保持器の外径面に適合する円筒面とすることにより、保持器の外側継手部材への組み込み作業を容易化することができる。

図 1 6及び図 1 7に示す第 3の実施形態の等速自在継手は、例えば図 3 4に示す自動車のステアリング装置において、中間軸（2 2 ) とステアリングギヤ（ 2 3 ) のギヤ軸（ 2 4 ) とを角度変位自在に連結するものである。

この実施例の等速自在継手は、球面状の内径面 1 aに例えば 3本の曲線状の案内溝 1 bを軸方向に形成した外側継手部材 1と、球面状の外径面 2 aに例えば 3 本の曲線状の案内溝 2 bを軸方向に形成した内側継手部材 2と、外側継手部材 1 の案内溝 1 bとこれに対向する内側継手部材 2の案内溝 2 bとが協働して形成されるボールトラックに配された例えば 3個のトルク伝達ボール 3と、トルク伝達ポール 3を保持する保持器 4と、内側継手部材 2の外径面 2 aと保持器 4の内径面 4 aとの間に介装された弹性部材 5とを備えている。図 1 9に示すように、この実施例において、外側継手部材 1は一端が.開口したカップ状のもので、ステアリングギヤ（例えばラヅクビニオン式ステアリングギャ）のギヤ軸（例えばピニオン軸）を連結するためのヨーク 1 cが他端に一体に形成されている。外側継手部材 1にヨーク 1 cを一体形成することにより、製造工数、部品点数、組立工数を削減して、コスト低減を図ることができる。また、両者の同軸度も確保することができる。

案内溝 1 bの曲率中心〇 1は内径面 1 aの球面中心 0 1 ' に対して、軸方向の一方に（この実施例では継手の奥部側に）所定距離 f 1だけオフセッ卜されている。また、内径面 1 aの開口側領域は円筒面 1 a 1になっている。円筒面 l a 1 の内径（半径） D 1は、後述する保持器 4の外怪 {図 2 1 ( a ) の方向 } を包含できる径に設定されている。

外側継手部材 1は、例えば、鋼材料から熱間鍛造又は亜熱間鍛造によってほぼ所定形状に予備成形され、内径面 1 aおよび案内溝 1 bを冷間鍛造加工によって成形される。内径面 l aについては、さらに精度確保のための後加工（研削加工等）が施されるが、案内溝 l bについては、上記の冷間鍛造加工を最終仕上げ加ェとすることもできる。その場合、製品として完成された状態で、案内溝 l bの表面は冷間鍛造加工による成形面になる。従来に比べ、案内溝の後加工（研削加ェ等）が不要になるので、外側継手部材の製造コスト低減になる。

図 2 0に示すように、この実施例において、内側継手部材 2には中間軸（ 2 2 ：図 3 4参照）を兼ねる軸部 2 cがー体に形成されている。内側継手部材 2に軸部 2 cを一体形成することにより、製造工数、部品点数、組立工数を削減して、コスト低減を図ることができる。

案内溝 2 bの曲率中心 0 2は、外径面 2 aの球面中心 0 2 ' に対して、軸方向の他方に（この実施例では継手の開口側に）所定距離 f 2だけオフセットされている。案内溝 2 bのオフセット方向は、外側継手部材 1の案内溝 1 bとは逆方向になっている（案内溝 l bは奥部側、案内溝 2 bは開口側にオフセットされている。）。また、この実施例では、案内溝 2 bのオフセッ卜量 f 2は、外側継手部材 1の案内溝 1 bのオフセット量 f 1に対して、所定量だけ小さくなるように設定されている（f 1〉f 2 ) 。内側継手部材 2は、例えば、鋼材料から熱間鍛造又は亜熱間鍛造によってほぼ所定形状に子備成形され、外径面 2 aおよび案内溝 2 bを冷間鍛造加工によって成形される。外径面 2 aについては、さらに精度確保のための後加工（研削加工等）が施されるが、案内溝 2 bについては、上記の冷間鍛造加工を最終仕上げ加ェとすることもできる。その場合、製品として完成された状態で、案内溝 2 bの表面は冷間鍛造加工による成形面になる。従来に比べ、案内溝の後加工（研削加ェ等）が不要になるので、内側継手部材の製造コスト低減になる。

図 2 1に示すように、この実施例において、保持器 4はトルク伝達ボール 3を収容する 3つの窓形のポケット 4 bを備えている。保持器 4の内径面 4 aは、開口側領域が円筒面 4 a 1、奥部側領域が円錐面 4 a 2になっている。円筒面 4 a 1の内径（半径） D 5は、内側継手部材 2の外径面 2 aの外径（半径） D 2に対して、 D 5 > D 2に設定されている。奥部側領域は球面又は円筒面としても良い。保持器 4の外径面 4 cは半径 D 4の球面である。保持器 4は金属材料で形成しても良いが、より一層の軽量 '低コス卜化を図るため樹脂材料で形成することもできる。

この実施例において、保持器 4のポケット 4 bの軸方向寸法 Lは、収容されるトルク伝達ボール 3の直径 D _{B A L L}と等しいか、又はそれよりも大きい（L≥D _{B A} L L) 。ポケット 4 bとトルク伝達ボール 3との間の軸方向ポケット隙間 5 ( = L - D BA L L) は、例えば 0≤c5≤ 5 の範囲内の値に設定することができる。これにより、継手が作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の回転抵抗を低減し、かつ、継手の等速性の崩れを防止して、良好な回転フィーリング（回転の滑らかさ）を得ることができる。

この実施例では、弾性部材 5として、図 2 2に示すような縮拡径自在な分割リングを採用している。この弾性部材 5はバネ鋼等で形成され、 1つの割り口 5 a と、軸方向に突出した 3つの爪部 5 bを備えている。各爪部 5 bの先端は、内側継手部材 2の外径面 2 aと同じ曲率をもった凹球状の球面部 5 cになっている。尚、弾性部材 5は樹脂、ゴム等の弾性材料で形成しても良い。また、弾性部材 5 は割り口 5 aを設けない一体リングとしても良い。その場合、爪部（ 5 b ) の弾性によって必要な弹性カを得る構造としても良いし、あるいは、波板ばね、ゴムリング、樹脂リング等の弾性リングを併用して必要な弾性力を得る構造としても良い。さらに、各爪部（ 5 b ) の先端部（ 5 c ) を、内側継手部材 2の外径面 2 aと線接触する形状、例えば円錐形状（円錐面部）としても良い。

この実施例の等速自在継手は、保持器 4を外側継手部材 1の内径面 1 aに組み込む工程、トルク伝達ボール 3を保持器の 4のポケット 4 bに組み込む工程、内側継手部材 2を保持器 4の内径面 4 aに組み込む工程、保持器 4の内径面 4 a ( 円筒面 4 a 1 ) に弾性部材 5を組み込み、止め輪 6で抜け止め固定する工程を絰て組み立てられる。外側継手部材 1の内径面 1 aの開口側領域が保持器 4の外径 {図 2 1 ( a ) の方向 } を包含できる円筒面 1 a 1になっているため、保持器 4 を外側継手部材 1に容易に組み込むことができる。また、トルク伝達ボール 3は、保持器 4の内径側からそのままポケット 4 bに組み込むことができる。さらに、保持器 4の内径面 4 aの開口側領域が半径 D 5 ( > D 2 ) の円筒面 4 a 1であり、かつ、内側継手部材 2の案内溝 2 bの曲率中心◦ 2が閧ロ側にオフセットされているため、内側継手部材 2の軸線を保持器 4及び外側継手部材 1の軸線に一致させた状態で、内側継手部材 2を軸方向に進めて保持器 4の内径面 4 aおよびトルク伝達ボール 3の内側に組み込むことができる。弾性部材 5は、保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a 1 ) に組み込み、その球面部（又は円錐面部） 5 cで内側継手部材 2の外径面 2 aを継手の奥部側に向けて軸方向に押圧付勢して、止め輪 6で抜け止め固定する。尚、止め輪 6に代えて、弾性部材 5を保持器 4の円筒面 4 a 1に加締め、固着（溶着等）、凹凸係合（例えば、弾性部材 5に設けた突出部を保持器 4の円筒面 4 a 1に設けた係合溝に係合させる。）等の手段で抜け止め固定しても良い。

外側継手部材 1、内側継手部材 2、トルク伝達ボール 3、保持器 4、および弾性部材 5を上述したような態様で組立てると、図 1 6及び図 1 7に示すこの実施例の等速自在継手が完成する。外側継手部材 1の外周と、内側継手部材 2の軸部 2 cの外周にブーッ 1 0が装着され、ブーツバンド 1 1、 1 2によつて締付け固定される。

図 1 8に拡大して示すように、保持器 4の内径面 4 a (円錐面 4 a 2 ) と内側継手部材 2の外径面 2 aとの間に軸方向隙間 Sが設けられ、内側継手部材 2の保持器 4 (及び外側継手部材 1 ) に対する軸方向の相対変位が許容されている。この軸方向隙間 Sと弹性部材 5とにより、予圧付与手段が構成される。

内側継手部材 2の外径面 2 aと保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a 1 ) との間に介在する弾性部材 5の弾性力 Eによって、内側継手部材 2の外径面 2 aが案内溝 2 bの曲率中心〇 2のオフセット方向（継手の開口側）と反対方向（継手の奥部側）に押圧付勢されている。内側継手部材 2は、弾性部材 5の押圧付勢力 Eを受けて曲率中心 0 2の反オフセッ卜方向（継手の奥部側）に軸方向に相対変位してトルク伝達ボール 3を押圧し、トルク伝達ボール 3と外 ·内側継手部材 1、 2 の案内溝 l b、 2 bとの間の内部隙間がなくなる位置で止まる。その結果、トルク伝達ボール 3に軸方向の一定の子圧 Eが与えられ、回転バックラッシュ（円周方向のガ夕ツキ）がなくなる。

上述したように、この実施例では、外側継手部材 1の案内溝 1 bのオフセット量 f 1 (球面中心 0 1，に対するオフセット量）を、内側継手部材 2の案内溝 2 bのオフセット量; 2 (球面中心 0 2 ' に対するオフセット量）よりも、所定量だけ大きく設定している（f l > f 2 ) 。そのため、図 1 6に示す組立後の状態 (予圧付与手段によって内部隙間を詰めた状態）において、外側継手部材 1の案内溝 1 bの曲率中心 0 1と内側継手部材 2の案内溝 2 bの曲率中心 0 2とが、トルク伝達ボール 3の中心 0 3を含む継手中心面 0に対して、軸方向に等距離 f だけ反対側（曲率中心 0 1は継手の奥部側、曲率中心 0 2は継手の開口側）にオフセットされた状態になる。すなわち、予圧付与手段によって内部隙間を詰める前の状態を仮定すると、トルク伝達ポール 3は、案内溝 1 b及び案内溝 2 bの双方と接触する位置（内部隙間がない位置）を基準として、ボールトラックの拡大側、つまり、案内溝 1 bに対しては曲率中心 0 1のオフセット方向（曲率中心〇 1 に近づく方向：オフセット量 f 1が見かけ上小さくなる方向）、案内溝 2 bに対しては曲率中心 0 2の反オフセッ卜方向（曲率中心 0 2から遠ざかる方向：オフセット量 f 2が見かけ上大きくなる方向）に所定量だけ遊び（内部隙間）をもつている。従って、オフセット量 f lをオフセット量: Γ 2よりも所定量だけ大きく設定しておくことにより（f l 〉f 2 ) 、上述した予圧付与過程における、曲率中心 0 1及び乂は曲率中心 0 2の継手中心面 0に対する変動分を相殺して、予圧付与手段によって内部隙間を詰めた時に、曲率中心◦ 1と曲率中心 0.2とが、継手中心面 0に対して、軸方向に等距離 f だけ反対側にオフセッ卜された状態にすることができる。これにより、案内溝 1 bと案内溝 2 bとが協働して形成されるボールトラックは軸方向の他方（開口側）に向かって楔状に漸次縮小した形状になり、また、外側継手部材 1と内側継手部材 2とが角度 0だけ角度変位すると、保持器 4に案内されたトルク伝達ボール 3は常にどの作動角 0においても、角度 0の 2等分面（0 / 2 ) 内に維持される。そのため継手の等速性が維持され、良好な回転フィーリング（回転の滑らかさ）が得られる。

図 2 3は、第 3の実施例の変形例を示している。この変形例では、外側継手部材 1の案内溝 l b、内側継手部材 2の案内溝 2 bに、それぞれ、アンダーカットフリーの領域 1 b 1、 2 b 1が設けられている。例えば、領域 1 b 1は、案内溝 1 bの中心線 0 1から継手の奥部側に設けられ、外側継手部材 1の軸線と平行である。また、領域 2 b 1は、案内溝 2 bの中心線 0 2から継手の開口側に設けられ、内側継手部材 2の軸線と平行である。アンダーカットフリーの領域 1 b 1、 2 b 1を設けることにより、継手の作動角を高角化することができる。

図 2 4は、第 3の実施例の他の変形例を示している。この変形例では、保持器 4の内径面 4 aの全領域を円筒面に形成し、内径面 4 aの開口側領域 4 a 1に上述した弾性部材 5を装着すると共に、内径面 4 aの奥部側領域 4 a 2. ' に補助リング 7を装着したものである。補助リング 7は、例えば、上述した弹性部材 5と同様の爪部 7 bと球面部（又は円錐面部） 7 cを有する一体リングで、奥部側領域 4 a 2，に嵌着され、止め輪 8によって抜け止め固定される。補助リング 7の球面部（又は円錐面部） 7 cと内側継手部材 2の外径面 2 aとの間には軸方向隙間 Sが設けられる。この軸方向隙間 Sと弾性部材 5とにより、予圧付与手段が構成される。前述した実施例に比べて、保持器 4の形状を簡略化することができるという利点がある。

尚、図 3 4に示す自動車のステアリング装置において、主軸（ 2 1 ) と中間軸 ( 2 2 ) とを角度変位自在に連結する自在継手（2 8 ) として、上述した実施例と同様の等速自在継手を用いることができる。

第 3の実施例によれば以下に示す効果が得られる。 ( 1 ) トルク伝達ボールとボールトラヅクとの間の隙間を詰める予圧.付与手段を備えているので、回転バックラッシュ（円周方向のガ夕ツキ）がない。

( 2 ) 予圧付与手段によって隙間を詰めた時に、外側継手部材の案内溝の曲率中心と内側継手部材の案内溝の曲率中心とが、トルク伝達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だけ反対側にオフセッ卜されるようにしたので、継手の等速性が維持され、良好な回転フィーリング（回転の滑らかさ）が得られる。

( 3 ) 外側継手部材及び内側継手部材の案内溝にアンダーカツトフリーの領域を設けることにより、継手作動角の高角化を図ることができる。

( 4 ) 外側継手部材の内径面の開口側領域を、保持器の外径面に適合する円筒面にすることにより、保持器の外側継手部材への組み込みを容易にすることができる。

( 5 ) この実施例の等速自在継手は、回転バックラッシュがなく、軽量 - コンパクト、低コストで、しかも回転が滑らかで、また高作動角を取ることができるので、特に自動車のステアリング装置に用いられた場合に、操縦安定性、操舵フィ一リング等の性能向上、車両レイァゥ卜の自由度向上に寄与する。

図 2 5及び図 2 6に示す第 4の実施例の等速自在継手は、例えば図 3 4に示す自動車のステアリング装置において、中間軸（ 2 2 ) とステアリングギヤ（ 2 3 ) のギヤ軸（ 2 4 ) とを角度変位自在に連結するものである。

この実施例の等速自在継手は、球面状の内径面 1 aに例えば 3本の曲線状の案内溝 1 bを軸方向に形成した外側継手部材 1と、球面状の外径面 2 aに例えば 3 本の曲線状の案内溝 2 bを軸方向に形成した内側継手部材 2と、外側継手部材 1 の案内溝 1 bとこれに対向する内側継手部材 2の案内溝 2 bとが協働して形成されるボールトラックに配された例えば 3個のトルク伝達ボール 3と、トルク伝達ボール 3を保持する保持器 4と、内側継 -部材 2の外径面 2 aと保持器 4の内径面 4 aとの間に介装された弾性部材 5とを備えている。

図 2 8に示すように、この実施例において、外側継手部材 1は一端が開口したカップ状のもので、ステアリングギヤ（例えばラックピニオン式ステアリングギャ）のギヤ軸（例えばビニオン軸）を連結するためのヨーク 1 cが他端に一体に形成されている。外側継手部材 1にヨーク 1 cを一体形成することにより、製造工数、部品点数、組立工数を削減して、コスト低減を図ることができる。また、両者の同軸度も確保することができる。

案内溝 1 bの中心 0 1は内径面 1 aの球面中心 0 1 ' に対して、軸方向に（この実施例では継手の奥部側に）所定距離: 1だけオフセッ卜されている。また、内径面 1 aの開口側領域は円筒面 1 a 1になっている。円筒面 l a 1の内径（半径） D 1は、後述する保持器 4の外径 {図 3 0 ( a ) の方向 } を包含できる径に設定されている。

外側継手部材 1は、例えば、鋼材料から熱間鍛造又は亜熱間鍛造によってほぼ所定形状に予備成形され、内径面 1 aおよび案内溝 1 bを冷間鍛造加工によって成形される。内径面 l aについては、さらに精度確保のための後加工（研削加工等）が施されるが、案内溝 l bについては、上記の冷間鍛造加工を最終仕上げ加ェとすることもできる。その場合、製品として完成された状態で、案内溝 l bの表面は冷間鍛造加工による成形面となる。従来に比べ、案内溝の後加工（研削加ェ等）が不要になるので、外側継手部材の製造コスト低減になる。

図 2 9に示すように、この実施例において、内側継手部材 2には中間軸（ 2 2

：図 3 4参照）を兼ねる軸部 2 cがー体に形成されている。軸部 2 cの一端（図示省略）には、例えばステアリングホイール側の等速自在継手（この実施例の等速自在継手と同様の構成）の外側継手部材（ヨークが一体形成）に連結される（ヨークに連結される）連結部が形成される。内側継手部材 2に軸部 2 cを一体形成することにより、製造工数、部品点数、組立工数を削減して、コスト低減を図ることができる。

案内溝 2 bの中心 0 2は、外径面 2 aの球面中心 0 2，に対して、軸方向に（この実施例では継手の開口側に）所定距離 f 2だけオフセッ卜されている。案内溝 2 bのオフセット方向は、外側継手部材 1の案内溝 1 bとは逆方向になっている（案内溝 l bは奥部側、案内潢 2 bは開口側にオフセットされている。）。内側継手部材 2は、例えば、鋼材料から熱間鍛造又は亜熱間鍛造によってほぼ所定形状に予備成形され、外径面 2 aおよび案内溝 2 bを冷間鍛造加工によって成形される。外径面 2 aについては、さらに精度確保のための後加工（研削加工等）が施されるが、案内溝 2 bについては、上記の冷間鍛造加工を最終仕上げ加ェとすることもできる。その場合、製品として完成された状態で、案内溝 2 bの表面は冷間鍛造加工による成形面となる。従来に比べ、案内溝の後加工（研削加ェ等）が不要になるので、内側継手部材の製造コスト低減になる。

図 3 0に示すように、この実施例において、保持器 4はトルク伝達ボール 3を収容する 3つの窓形のポケット 4 bを備えている。保持器 4の内径面 4 aは、開口側領域が円筒面 4 a 1、奥部側領域が円錐面 4 a 2になっている。円筒面 4 a 1の内径（半径） D 5は、内側継手部材 2の外径面 2 aの外径（半径） D 2に対して、 D 5 > E> 2に設定されている。奥部側領域は球面又は円筒面としても良い。保持器 4の外径面 4 cは半径 D 4の球面である。保持器 4は金属材料で形成しても良いが、より一層の軽量 ·低コスト化を図るため樹脂材料で形成することもできる。

保持器 4のポケット 4 bの軸方向寸法 Lは、収容されるトルク伝達ボール 3の直径 D _{B A I} と等しいか、又はそれよりも大きい（L≥D _{B A}しし）。ポケット 4 bとトルク伝達ボール 3との間の軸方向ポケット隙間 d ( = L— D _{B A L L}) は、前述した理由から 0≤S≤ 5 5 i mの範囲内の値に設定される。

この実施例では、弾性部材 5として、図 3 1に示すような縮拡径自在な分割リングを採用している。この弾性部材 5はパネ鋼等で形成され、 1つの割り口 5 a と、軸方向に突出した 3つの爪部 5 bを備えている。各爪部 5 bの先端は、内側継手部材 2の外径面 2 aと同じ曲率をもった凹球状の球面部 5 cになっている。尚、弾性部材 5は樹脂、ゴム等の弾性材料で形成しても良い。また、弾性部材 5 は割り口 5 aを設けない一体リングとしても良い。その場合、爪部（ 5 b ) の弾性によって必要な弾性力を得る構造としても良いし、あるいは、波板ばね、ゴムリング、樹脂リング等の弾性リングを併用して必要な弾性力を得る構造としても良い。さらに、各爪部（ 5 b ) の先端部（ 5 c ) を、内側継手部材 2の外径面 2 aと線接触する形状、例えば円錐形状（円錐面部）としても良い。

この実施例の等速自在継手は、保持器 4を外側継手部材 1の内径面 1 aに組み込む工程、トルク伝達ボール 3を保持器の 4のポケット 4 bに組み込む工程、内側継手部材 2を保持器 4の内径面 4 aに組み込む工程、保持器 4の内径面 4 a ( 円筒面 4 a 1 ) に弾性部材 5を組み込み、止め輪 6で抜け止め固定する工程を経て組み立てられる。外側継手部材 1の内径面 1 aの開口側領域が保持器 4の外径 {図 3 0 ( a ) の方向）を包含できる円筒面 1 a 1になっているため、保持器 4 を外側継手部材 1に容易に組み込むことができる。また、トルク伝達ボール 3は、保持器 4の内径側からそのままポケット 4 bに組み込むことができる。さらに、保持器 4の内径面 4 aの開口側領域が半径 D 5 ( > D 2 ) の円筒面 4 a 1であり、かつ、内側継手部材 2の案内溝 2 bの中心◦ 2が関口側にオフセットされているため、内側継手部材 2の軸線を保持器 4及び外側継手部材 1の軸線に一致させた状態で、内側継手部材 2を軸方向に進めて保持器 4の内径面 4 aおよびトルク伝達ボール 3の内側に組み込むことができる。弹性部材 5は、保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a 1 ) に組み込み、その球面部（又は円錐面部） 5 cで内側継手部材 2の外径面 2 aを継手の奥部側に向けて軸方向に押圧付勢して、止め輪 6 で抜け止め固定する。尚、止め輪 6に代えて、弾性部材 5を保持器 4の円筒面 4 a 1に加締め、固着（溶着等）、凹凸係合（例えば、弾性部材 5に設けた突出部を保持器 4の円筒面 4 a 1に設けた係合溝に係合させる。）等の手段で抜け止め固定しても良い。

外側継手部材 1、内側継手部材 2、トルク伝達ボール 3、保持器 4、および弾性部材 5を上述したような態様で組立てると、図 2 5及び図 2 6に示すこの実施例の等速自在継手が完成する。外側継手部材 1の案内溝 1 bの中心 0 1と内側継手部材 2の案内溝 2 bの中心 0 2とは、トルク伝達ボール 3の中心 0 3を含む継手中心面 0に対して軸方向に等距離: だけ反対側（中心 0 1は継手の奥部側、中心 0 2は継手の開口側）にオフセットされている。そのため、案内溝 l bと案内溝 2 bとが協働して形成されるボールトラックは奥部側が広く、開口側に向かつて楔状に漸次縮小した形状になる。また、外側継手部材 1の外周と、内側継手部材 2の軸部 2 cの外周にブーッ 1 0が装着され、ブーッバンド 1 1、 1 2によつて締付け固定される。

外側継手部材 1と内側継手部材 2とが角度 0だけ角度変位すると、保持器 4に案内されたトルク伝達ボール 3は常にどの作動角 0においても、角度 ( の 2等分面（6> / 2 ) 内に維持され、そのため継手の等速性が確保される。図 2 7に拡大して示すように、保持器 4の内径面 4 a (円錐面 4 a 2.) と内側継手部材 2の外径面 2 aとの間に軸方向隙間 Sが設けられ、内側継手部材 2の保持器 4 (及び外側継手部材 1 ) に対する軸方向の相対変位が許容されている。この軸方向隙間 Sと弾性部材 5とにより、予圧付与手段が構成される。

内側継手部材 2の外径面 2 aと保持器 4の内径面 4 a (円筒面 4 a 1 ) との間に介在する弾性部材 5の弾性力 Eによって、内側継手部材 2の外径面 2 aが案内溝 2 bの中心 0 2のオフセッ卜方向（継手の開口側）と反対方向（継手の奥部側 ) に押圧付勢されている。内側継手部材 2は、弹性部材 5の押圧付勢力 Eを受けて中心 0 2の反オフセット方向（継手の奥部側）に軸方向に相対変位してトルク伝達ボール 3を押圧し、トルク伝達ボール 3と外 ·内側継手部材 1、 2の案内溝 l b、 2 bとの間の内部隙間がなくなる位置で止まる。その結果、トルク伝達ボ —ル 3に軸方向の一定の予圧 Eが与えられ、回転バックラッシュ（円周方向のガ夕ツキ）がなくなる。

また、この実施例の等速自在継手は、保持器 4のポケット 4 bとトルク伝達ボ —ル 3との間の軸方向ポケット隙間 6 ( = L - D BA L L ) を 0≤5≤ 5 5〃mの範囲内に設定しているので、作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の回転抵抗が小さく、かつ、フィーリング（回転の滑らかさ）も良好である。

図 3 2は、第 4の実施例の変形例を示している。この変形例では、外側継手部材 1の案内溝 l b、内側継手部材 2の案内溝 2 bに、それぞれ、アンダーカットフリ一の領域 1 b 1、 2 b 1が設けられている。例えば、領域 1 b 1は、案内溝 1 bの中心線 0 1から継手の奥部側に設けられ、外側継手部材 1の軸線と平行である。また、領域 2 b 1は、案内溝 2 bの中心線 0 2から継手の開口側に設けられ、内側継手部材 2の軸線と平行である。アンダーカツトフリ一の領域 1 b 1、 2 b 1を設けることにより、継手の作動角を高角化することができる。

図 3 3は、第 4の実施例の他の変形例を示している。この変形例では、保持器 4の内径面 4 aの全領域を円筒面に形成し、内径面 4 aの開口側領域 4 a 1に上述した弾性部材 5を装着すると共に、内径面 4 aの奥部側領域 4 a 2 ' に補助リング 7を装着したものである。補助リング 7は、例えば、上述した弾性部材 5と同様の爪部 7 bと球面部（又は円錐面部） 7 cを有する一体リングで、奥部側領域 4 a 2 ' に嵌着され、止め輪 8によって抜け止め固定される。補助リング 7の球面部（又は円錐面部） 7 cと内側継手部材 2の外径面 2 aとの間には軸方向隙間 Sが設けられる。この軸方向隙間 Sと弾性部材 5とにより、子圧付与手段が構成される。前述した実施例に比べて、保持器 4の形状を簡略化することができるという利点がある。

第 4の実施例によれば以下に示す効果が得られる。

( 1 ) トルク伝達ボールとボール卜ラックとの間の隙間を詰める予圧付与手段を備えているので、回転バヅクラッシュ（円周方向のガ夕ツキ）がない。

( 2 ) 保持器のポケッ卜とトルク伝達ボールとの間の軸方向ポケッ卜隙間 άを 0≤(5≤ 5 5 mの範囲内に設定することにより、継手が作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の回転抵抗を低減し、かつ、良好なフィーリング（回転の滑らかさ）を得ることができる。

( 3 ) 外側継手部材及び内側継手部材の案内溝にアンダー力ットフリ一の領域を設けることにより、継手作動角の高角化を図ることができる。

( 4 ) 外側継手部材の内径面の開口側領域を、保持器の外径面に適合する円筒面にすることにより、保持器の外側継手部材への組み込みを容易にすることがでさる。

( 5 ) 本発明の等速自在継手は、回転バックラッシュがなく、軽量 · コンパクト、低コストで、しかも回転抵抗が小さく、かつ、回転が滑らかで、また高作動角を取ることができるので、特に動車のステアリング装置に用いられた場合に、操縦安定性、操舵フィーリング、操舵力、ハンドル戻り等の性能向上、車両レィァゥ卜の自由度向上に寄与する。

Claims

請求の範囲

1 . 球面状の内径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状の案内溝を軸方向に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と内側継手部材の案内溝の中心とが、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だけ反対側にオフセッ卜され、ボールトラックがこの継手の開口側又は奥部側に向かって楔状に縮小した等速自在継手において、

内側継手部材を保持器に対して軸方向に相対変位可能にすると共に、内側継手部材の外径面と保持器の内径面との間に、内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有する弾性押圧手段を介装し、この弾性押圧手段の弾性力によって、内側継手部材の外径面をその案内溝の中心のオフセット方向と反対方向に押圧付勢したことを特徴とする等速自在継手。

2 . 前記ボール卜ラックがこの継手の開口側に向かって漸次縮小した形状を有し、前記保持器の内径面の少なくとも開口側領域が内側継手部材の外径面に適合する円筒面であり、かつ、その円筒面に前記弾性押圧手段が配設されたことを特徴とする請求項 1記載の等速自在継手。

3 . 前記外側継手部材の内径面の開口側領域が保持器の外径面に適合する円筒面であることを特徴とする請求項 2記載の等速自在継手。

4 . 内側継手部材と軸部とが一体化されたことを特徴とする請求項 2又は 3 記載の等速自在継手。

5 . 球面状の内径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状の案内溝を軸方向に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卜ラックに配されたボールと、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と内側継手部材の案内溝の中心とが、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だけ反対側にオフセットされ、ボールトラヅクがこの継手の開口側又は奥部側に向かって楔状に縮小した等速自在継手において、

前記保持器の内径面の少なくとも開口側領域を前記内側継手部材の外径面に適合する円筒面とし、かつ、その円筒面に、前記内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有する抜け止め部材を配設したことを特徴とする等速自在継手。

6. 前記外側継手部材の内径面の開口側領域が保持器の外径面に適合する円筒面であることを特徴とする請求項 5記載の等速自在継手。

7. 内側継手部材と軸部とが一体化されたことを特徴とする請求項 5又は 6 記載の等速自在継手。

8. 球面状の内径面に、その球面中心から軸方向の一方に所定距離（f 1 ) だけオフセットされた点（01) を曲率中心とする曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、

球面状の外径面に、その球面中心から軸方向の他方に所定距離（f 2) だけォフセットされた点（02) を曲率中心とする曲線状の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、

外側継手部材の案内溝とこれに対向する内側継手部材の案内溝とが協働して形成され、軸方向の他方に向かって楔状に縮小したボールトラックと、

ボールトラックに配されたトルク伝達ボールと、

トルク伝達ボールを保持する保持器と、

外側継手部材及び内側継手部材のうち少なくとも一方とトルグ伝達ボールとの間に軸方向の弾性的な相対変位を与えることにより、トルク伝達ボールとボールトラックとの間の隙間を詰める予圧付与手段とを備えた等速自在継手において、前記外側継手部材の案内溝の曲率中心（01) のオフセット量（f 1 ) と、前記内側継手部材の案内溝の曲率中心（02 ) のオフセット量（f 2) とを相互に異なる値とし、前記予圧付与手段によって隙間を詰めた時に、前記曲率中心（〇 1 ) と曲率中心（02) とが、トルク伝達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るようにしたことを特徴とする等速自在継手。

9. 前記外側継手部材の案内溝の曲率中心（◦ 1) のオフセット量（f 1 ) を、前記内側継手部材の案内溝の曲率中心（02) のオフセット量（f 2) よりも大きくしたことを特徴とする請求項 8記載の等速自在継手。

10. 前記予圧付与手段が、前記内側継手部材と保持器との間に設けられた軸方向隙間と、前記内側継手部材と保持器との間に介在し、前記内側継手部材をその案内溝の曲率中心のオフセット方向と反対方向に押圧付勢する弾性部材とで構成されている請求項 8記載の等速自在継手。

1 1 . 前記外側継手部材及び内側継手部材の案内溝がアンダー力ットフリ一の領域を有する請求項 8記載の等速自在継手。

1 2 . 前記外側継手部材の内径面の開口側領域が保持器の外径面に適合する円筒面である請求項 8記載の等速自在継手。

1 3 . 自動車のステアリング装置に用いられる請求項 8から請求項 1 2の何れかに記載の等速自在継手。

1 4 . 球面状の内径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対向する内側継手部材の案内溝とが協働して形成され、軸方向の一方に向かって楔状に縮小したボールトラックと、ボールトラヅクに配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するためのポケッ十を有する保持器と、トルク伝達ボールとボールトラックとの間の隙間を詰める予圧付与手段とを備えた等速自在継手において、

前記保持器のポケットとトルク伝達ボールとの間の軸方向ポケッ卜隙間 dが、 0≤5≤ 5 5 t mであることを特徴とする等速自在継手。

1 5 . 前記予圧付与手段が、前記内側継手部材と保持器との間に設けられた軸方向隙間と、前記內側継手部材と保持器との間に介在し、前記内側継手部材をその案内溝の中心のオフセット方向と反対方向に押圧付勢する弾性部材とで構成されている請求項 1 4記載の等速自在継手。

1 6 . 前記外側継手部材及び内側継手部材の案内溝がアンダー力ットフリ一の領域を有する請求項 1 4記載の等速自在継手。

1 7 . 前記外側継手部材の内径面の開口側領域が保持器の外径面に適合する円筒面である請求項 1 4記載の等速自在継手。

1 8 . 自動車のステアリング装置に用いられる請求項 1 4から請求項 1 7の何れかに記載の等速自在継手。