WO2014208242A1 - 固定式等速自在継手 - Google Patents

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WO2014208242A1
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joint
track
track groove
ball
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博康 蛭川
輝明 藤尾
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Ntn株式会社
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    • F16D2003/22309—Details of grooves

Definitions

  • the present invention relates to a fixed type constant velocity universal joint that is used in a power transmission system of an automobile or various industrial machines and allows only an angular displacement between two axes of a driving side and a driven side, and in particular, for a rear wheel of an automobile.
  • the present invention relates to a fixed type constant velocity universal joint used for a drive shaft or a propeller shaft.
  • Fixed constant velocity universal joints include the so-called 6-ball type Zepper type (BJ) and undercut-free type (UJ), 8-ball type Zepper type (EBJ), undercut-free type (EUJ), etc. are known, and these are properly used according to the application and required characteristics.
  • Various fixed constant velocity universal joints of a so-called track groove intersection type have also been proposed (for example, Patent Document 1).
  • FIG. 22A is a vertical cross-sectional view of the fixed type constant velocity universal joint disclosed in Patent Document 1 in a state where the operating angle is 0 °
  • FIG. 22B is a vertical section where the fixed type constant velocity universal joint has an operating angle.
  • the constant velocity universal joint 121 includes an outer joint member 122, an inner joint member 123, a ball 124 and a cage 125.
  • a plurality of arc-shaped track grooves 127 are formed on the spherical inner peripheral surface 126 of the outer joint member 122, and each track groove 127 has a center line of the ball track.
  • the plane including x is inclined with respect to the axis nn of the joint, and the direction of the inclination is formed so as to be opposite to each other in the circumferentially adjacent track grooves 127 (detailed illustration of the inclination mode is shown) Omitted).
  • a plurality of arc-shaped track grooves 129 are formed on the spherical outer peripheral surface 128 of the inner joint member 123, and each track groove 129 has a joint center at an operating angle of 0 °.
  • the track groove 127 that forms a pair of the outer joint member 122 is formed in a mirror image symmetry. That is, the inner joint member 123 is incorporated in the inner periphery of the outer joint member 122 so that the pair of track grooves 127 and 129 intersect each other.
  • the centers of curvature of the arc-shaped track grooves 127 of the outer joint member 122 and the arc-shaped track grooves 129 of the inner joint member 123 are both located at the joint center O.
  • Balls 124 are respectively interposed at intersections between the track grooves 127 of the outer joint member 122 and the track grooves 129 of the inner joint member 123, and the balls 124 are disposed between the outer joint member 122 and the inner joint member 123.
  • Held by the holder 125 held by the holder 125.
  • the curvature centers of the spherical outer peripheral surface 132 and the spherical inner peripheral surface 133 of the cage 125 are both located at the joint center O.
  • the track grooves 127 and 129 of the outer joint member 122 and the inner joint member 123 are track grooves adjacent to each other in the circumferential direction, and the inclination directions are opposite to each other. Therefore, when the joint members 122 and 123 rotate relative to each other in a state where the operating angle is 0 ° shown in FIG. 22A, forces in opposite directions from the balls 124 act on the pockets 125 a adjacent to the circumferential direction of the cage 125. The cage 125 is stabilized at the position of the joint center O by the forces in the opposite directions.
  • the above-mentioned fixed type constant velocity universal joint 121 is a front wheel drive shaft (outboard thereof) that has a particularly large operating angle (for example, 40 ° or more as the maximum operating angle ⁇ max in a practical range) among drive shafts for automobiles. Side).
  • a particularly large operating angle for example, 40 ° or more as the maximum operating angle ⁇ max in a practical range
  • the ball can only be removed from the opening end of the track groove of the outer joint member and the rear end of the track groove of the inner joint member.
  • the track groove length is required.
  • the direction dimension t 3 and the axial dimension t 4 of the cage 125 are set to values so that the ball 124 does not come off the track grooves 127 and 129 even when the joint takes the maximum operating angle ⁇ max.
  • the fixed type constant velocity universal joint for the rear wheel drive shaft does not take as large an operating angle as the fixed type constant velocity universal joint for the front wheel drive shaft. Further, even if the bending angle when the drive shaft is attached to the vehicle and the vertical movement of the vehicle when traveling on rough roads are taken into consideration, it is sufficient that the maximum operating angle ⁇ max can cover about 30 °.
  • the fixed constant velocity universal joint for the propeller shaft does not take as large an operating angle as the fixed constant velocity universal joint for the front wheel drive shaft.
  • the maximum operating angle ⁇ max should be about 20 ° even when considering the bending angle when attaching to the vehicle and allowing the vehicle to move up and down during rough roads.
  • fixed-type constant velocity universal joints can absorb small amplitude vibrations such as idling vibrations transmitted to the interior of the vehicle when the vehicle is stopped, it will contribute to improving the NVH (noise, vibration, ride comfort) performance of the vehicle. Can do.
  • NVH noise, vibration, ride comfort
  • the present invention provides a compact and lightweight fixed type constant velocity universal joint suitable for rear wheel drive shafts or propeller shafts, which can contribute to the improvement of NVH performance with low torque loss and heat generation and high efficiency.
  • the purpose is to provide.
  • the first invention is based on an outer joint member in which a plurality of track grooves extending in the axial direction are formed on a spherical inner peripheral surface, and a track groove of the outer joint member on a spherical outer peripheral surface.
  • An inner joint member formed with a plurality of track grooves, a plurality of balls that are interposed between the track grooves of the outer joint member and the track grooves of the inner joint member, and a pocket that accommodates the balls.
  • a cage having a spherical outer peripheral surface fitted to the spherical inner peripheral surface of the outer joint member and a spherical inner peripheral surface fitted to the spherical outer peripheral surface of the inner joint member, and the track groove of the outer joint member has a joint It is formed in an arc shape having a center of curvature with no offset in the axial direction with respect to the center, and is inclined in the circumferential direction with respect to the joint axis, and the inclined directions are opposite to each other in the circumferentially adjacent track grooves.
  • both the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member have a length corresponding to the maximum operating angle required for the drive shaft for the rear wheel, and the shaft between the inner joint member and the cage
  • the directional clearance is larger than the axial clearance caused by the ball track clearance between the ball and the track groove.
  • a second invention created to achieve the above object includes an outer joint member in which a plurality of track grooves extending in the axial direction are formed on the spherical inner peripheral surface, and a track groove of the outer joint member on the spherical outer peripheral surface.
  • An inner joint member formed with a plurality of paired track grooves, a plurality of balls that are interposed between the track grooves of the outer joint member and the track grooves of the inner joint member, and a pocket that accommodates the balls
  • a cage having a spherical outer peripheral surface fitted to the spherical inner peripheral surface of the outer joint member and a spherical inner peripheral surface fitted to the spherical outer peripheral surface of the inner joint member, and a track groove of the outer joint member , Formed in an arc shape having a center of curvature with no offset in the axial direction with respect to the joint center, and inclined in the circumferential direction with respect to the axis of the joint, and the inclined directions are opposite to each other in the circumferentially adjacent track grooves
  • the fixed groove is formed in the opposite direction
  • the track groove of the inner joint member is formed mirror-symmetrically with the track groove that forms the pair of the outer joint member with respect to the joint center plane in the state where the operating angle is 0
  • both the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member have a length corresponding to the maximum operating angle required for the propeller shaft, and the axial direction between the inner joint member and the cage
  • the clearance is characterized by being larger than the axial clearance due to the ball track clearance between the ball and the track groove.
  • the “joint axis” in the first and second inventions means a longitudinal axis serving as a rotation center of the joint, and indicates a joint axis NN in an embodiment described later.
  • the “joint center plane in a state where the operating angle is 0 °” is synonymous with a plane including the joint center and extending in a direction perpendicular to the axis of the joint in a state where the operating angle is 0 °.
  • “Ball track clearance” means the clearance between the ball and each track groove generated by the PCD clearance calculated by subtracting the PCD of the track groove of the inner joint member from the PCD of the track groove of the outer joint member (FIG. 9). ⁇ T) shown in FIG.
  • the track grooves of the outer joint member and the inner joint member both have a length corresponding to the maximum operating angle required for the rear wheel drive shaft or the propeller shaft. This is because the axial dimensions of the outer joint member, the inner joint member, and the cage that are directly related to the track groove length are shortened compared to the fixed type constant velocity universal joint of Patent Document 1. Means that. Therefore, a constant velocity universal joint suitable for a rear wheel drive shaft or a propeller shaft can be realized.
  • the maximum operating angle required for the rear wheel drive shaft can be 30 °.
  • the maximum operating angle required for the propeller shaft can be 20 °.
  • each track groove of the outer joint member and the inner joint member is shortened to a necessary and sufficient length for the rear wheel drive shaft or the propeller shaft, so that it is suitable for use in the rear wheel drive shaft or the propeller shaft.
  • a lightweight and compact fixed type constant velocity universal joint can be realized appropriately.
  • the above ball track clearance is preferably a positive value. As a result, it is possible to efficiently absorb vibration with a small amplitude.
  • the center of curvature of the track groove can be placed on the joint axis. In this way, the track groove depth can be made uniform and processing can be facilitated. Further, the center of curvature of the track groove can be arranged at a position offset in the radial direction from the axis of the joint. In this way, the track groove depths on the opening side and the back side (opposite opening side) can be adjusted according to the offset amount, so that the optimum track groove depth can be ensured.
  • the number of balls used is not particularly limited.
  • the number of balls can be any of 6, 8, 10, or 12, and the number of balls can be selected according to required characteristics. it can.
  • the number of balls is set to 6, the total number of members is smaller than when the number of balls is set to 8, the workability and assemblability of each member are good, and the load capacity can be increased to the extent that the ball size can be increased.
  • There is an advantage such as being able to enlarge.
  • the number of balls is eight, there are advantages such as being lighter and more compact and reducing torque loss compared to the case where the number of balls is six.
  • the torque loss and heat generation are small and highly efficient, which can contribute to the improvement of the NVH characteristics of the automobile, and is compact and lightweight suitable for a drive shaft for a rear wheel or a propeller shaft.
  • a fixed constant velocity universal joint can be realized.
  • FIG. 1A It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of the fixed type constant velocity universal joint which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a front view of the fixed type constant velocity universal joint which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a partial longitudinal cross-sectional view of the outer joint member shown to FIG. 1A. It is a front view of the outer joint member shown to FIG. 1A. It is a side view of the inner joint member shown in FIG. 1A. It is a front view of the inner joint member shown in FIG. 1A. It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows the detail of the track groove of the outer joint member shown to FIG. 2A.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line C-O-C ′ shown in FIG. 1B.
  • FIG. 6B is a schematic diagram illustrating a state in which the constant velocity universal joint illustrated in FIG. 6A has a maximum operating angle. It is a schematic diagram which shows the holding
  • FIG. 13A It is a fragmentary sectional view for demonstrating a ball track clearance. It is a schematic diagram for demonstrating the axial clearance by a ball track clearance. It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view for demonstrating a spherical clearance. It is a schematic sectional drawing of the drive shaft for rear wheels provided with the fixed type constant velocity universal joint shown to FIG. 1A. It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of the fixed type constant velocity universal joint which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a front view of the fixed type constant velocity universal joint which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a partial longitudinal cross-sectional view of the outer joint member shown to FIG. 13A.
  • FIG. 13B is a side view of the inner joint member shown in FIG. 13A. It is a front view of the inner joint member shown in FIG. 13A. It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows the detail of the track groove of the outer joint member shown to FIG. 14A. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detail of the track groove of the inner side coupling member shown to FIG. 15A. It is a figure for demonstrating the dimension of each part of the fixed type constant velocity universal joint shown to FIG. 13A. It is a schematic sectional drawing of the propeller shaft provided with the fixed type constant velocity universal joint shown to FIG. 13A.
  • FIG. 1A shows a partial longitudinal sectional view of the fixed type constant velocity universal joint 1 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B shows a front view of the equivalent speed universal joint 1 (right side view of FIG. 1A).
  • the constant velocity universal joint 1 is used by being incorporated in a rear wheel drive shaft, and includes an outer joint member 2, an inner joint member 3, a ball 4, and a cage 5.
  • each track groove 9 has an axis N of the joint.
  • the angle ⁇ is inclined in the circumferential direction with respect to ⁇ N, and the inclined direction is formed in opposite directions by the track grooves 9A and 9B adjacent in the circumferential direction.
  • ball trajectory centerline is used to accurately indicate the form of the track groove (inclined state, curved state, etc.).
  • the center line of the ball trajectory means a trajectory drawn by the center of the ball when the ball moves along the track groove. Therefore, the form of the track groove is the same as the form of the ball track center line.
  • the ball track center line X of the track groove 7 of the outer joint member 2 and the ball track center line Y of the track groove 9 of the inner joint member 3 are both circular with the joint center O as the center of curvature. It has an arc shape.
  • the center of curvature of the ball track center line X of the track groove 7 of the outer joint member 2 and the ball track center line Y of the track groove 9 of the inner joint member 3 are both the joint center O, that is, the joint axis N ⁇ .
  • the cross-sectional shape of the track grooves 7 and 9 is an elliptical shape or a Gothic arch shape, and the track grooves 7 and 9 and the ball 4 have a contact angle of about 30 ° to 45 °.
  • the contact is a so-called angular contact. Therefore, the ball 4 is in contact with the side surfaces of the track grooves 7 and 9 that are slightly separated from the groove bottoms of the track grooves 7 and 9.
  • Reference numeral 7 denotes the entire track groove of the outer joint member 2.
  • reference numeral 7A is given to the track groove inclined to one side in the circumferential direction with respect to the joint axis NN, and the other in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • Reference numeral 7B is given to the track groove inclined to the side.
  • the track grooves 9 of the inner joint member 3 are also given the same reference numerals.
  • the state where the track groove 7 of the outer joint member 2 is inclined in the circumferential direction with respect to the joint axis NN will be described.
  • the plane M including the ball track center line X and the joint center O of the track groove 7A is inclined at an angle ⁇ on one side in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • the plane M (not shown) including the ball track center line X and the joint center O of the track groove 7B circumferentially adjacent to the track groove 7A is the other side in the circumferential direction (track) with respect to the joint axis NN. It is inclined by an angle ⁇ in a direction opposite to the inclination direction of the groove 7A.
  • the plane Q including the ball raceway center line Y and the joint center O of the track groove 9A is inclined at an angle ⁇ on one side in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • a plane Q (not shown) including the ball track center line Y and the joint center O of the track groove 9B adjacent to the track groove 9A in the circumferential direction is on the other side in the circumferential direction with respect to the joint axis NN (track It is inclined by an angle ⁇ in a direction opposite to the inclination direction of the groove 9A.
  • the angle (tilt angle) ⁇ described above is set in the range of 4 ° to 12 ° in consideration of the operability of the constant velocity universal joint 1 and the spherical surface width F on the closest side of the track groove of the inner joint member 3. It is preferable to do this.
  • the track groove 9 of the inner joint member 3 is formed mirror-symmetrically with the track groove 7 that forms a pair of the outer joint member 2 with reference to the joint center plane P in the state where the operating angle is 0 °.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the track groove 7A shown in FIG. 2A as viewed in a plane M including the ball track center line X and the joint center O, that is, an angle ⁇ in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view in a plane including an inclination axis N′-N ′ inclined by a distance of FIG. 4 shows only the track groove 7A among the track grooves 7A and 7B having different inclination directions.
  • a track groove 7A is formed in the spherical inner peripheral surface 6 of the outer joint member 2 along the axial direction.
  • the track groove 7A has an arc-shaped ball trajectory center line X having the joint center O as the center of curvature (no offset in the axial direction). If the perpendicular line at the joint center O of the tilt axis N′-N ′ projected on the plane M (see FIG. 2A) including the ball track center line X of the track groove 7A and the joint center O is K, this perpendicular K is activated.
  • the joint is on the joint center plane P at an angle of 0 °.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the track groove 9A shown in FIG. 3A viewed along a plane Q including the ball track center line Y and the joint center O, that is, inclined by an angle ⁇ in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • a cross section in a plane including the inclined axis N′-N ′ is shown.
  • FIG. 5 shows only the track groove 9A among the track grooves 9A and 9B having different inclination directions.
  • a track groove 9A is formed in the spherical outer peripheral surface 8 of the inner joint member 3 along the axial direction.
  • the track groove 9A has a ball track center line Y of the track groove 9A having an arc-shaped ball track center line Y with the joint center O as the center of curvature (no axial offset) and a plane Q including the joint center O (see FIG. Assuming that the perpendicular line at the joint center O of the tilt axis N′-N ′ projected onto the joint axis O is K, the perpendicular line K is on the joint center plane P with an operating angle of 0 °.
  • 6A and 6B show dimensional characteristics of the constant velocity universal joint 1 of the present embodiment specialized for the drive shaft for the rear wheel.
  • 6A and 6B are cross sections taken along the axis NN of the joint, but the track grooves 7 and 9 shown in both figures are cross sections taken on the plane M shown in FIG. 2A and the plane Q shown in FIG. 3A. It is shown in a state where the tilt angle ⁇ is rotated to 0 °.
  • the ball 4 when the constant velocity universal joint 1 takes a maximum operating angle ⁇ max, the ball 4 has a center Ob of the ball 4 of ⁇ max / 2 with respect to the joint center plane P in a state where the operating angle is 0 °. Move to position. Therefore, when the maximum operating angle ⁇ max is set to 30 °, the ball 4 moves by 15 ° with respect to the joint center plane P whose center Ob is 0 °. In this state, the lengths of the track grooves 7 and 9 are set so that the balls 4 are in contact with the track grooves 7 of the outer joint member 2 and the track grooves 9 of the inner joint member 3, respectively.
  • the track groove length is set by providing a margin between the track grooves 7 and 9 and the contact points So and Si of the ball 4 and the ends of the track grooves 7 and 9. .
  • the track groove has a length corresponding to the maximum operating angle required for the rear wheel drive shaft” means that “the joint takes the maximum operating angle ⁇ max as described above.
  • the ball has a track groove length sufficient to ensure contact with the track groove.
  • the axial dimensions and the like of the outer joint member 2 and the inner joint member 3 are determined based on the track groove length.
  • the maximum operating angle ⁇ max is set to 30 °, and therefore, from the axial dimension T 1 of the mouth portion 2 a of the outer joint member 2 and the joint center O as shown in FIG. 6A.
  • axial dimension T 2 of the to the opening side end portion, the axial dimension T 4 axial dimension T 3 and the cage 5 of the inner joint member 3 is fixed as shown in FIG. 22 the maximum operating angle ⁇ max is set to 40 ° Compared to the constant velocity universal joint 121, it is sufficiently shortened.
  • the axial dimensions T 1 and T 2 of the outer joint member 2 can be shortened as described above, the weight of the outer joint member 1 and the input weight of the material can be reduced, and the track groove 7 and the spherical inner peripheral surface 6 can be reduced.
  • the finishing length of can be reduced.
  • the axial dimension T 3 of the inner joint member 3 can be shortened, so that the weight of the inner joint member 3 and the input weight of the material can be reduced, and the finishing length of the track groove 9 and the spherical outer peripheral surface 8 can be reduced.
  • the amount of lubricant for example, grease
  • the constant velocity universal joint 1 of the present embodiment is significantly lighter and more compact than the fixed type constant velocity universal joint 121 shown in FIG. 22 that is assumed to be used for a front wheel drive shaft.
  • the constant velocity universal joint 1 of the present embodiment employs a configuration that can absorb fine amplitude vibrations in addition to the configuration described above, and details thereof will be described with reference to FIGS. .
  • 7A and 7B are schematic views of the holding state of the ball 4 disposed between the track grooves 7 and 9 as viewed from the direction of the arrow A and the direction of the arrow B in FIG. 1B, respectively.
  • 7A shows the actual wedge angle 2 ⁇ ′ at the contact points SoA and SiA between the ball 4 and the track grooves 7A and 9A
  • FIG. 7B shows at the contact points SoB and SiB between the ball 4 and the track grooves 7B and 9B.
  • the actual wedge angle 2 ⁇ ′ is shown, in both figures, the contact points SoA, SiA, SoB, and SiB are shown in a state of being positioned on the paper surface for easy explanation.
  • reference numerals CoA and CoA ′ shown in FIG. 7A are contact point trajectories of the track groove 7A of the outer joint member 2 and the ball 4, and reference signs CiA and CiA ′ are tracks of the inner joint member 3. It is a contact point locus between the groove 9A and the ball 4.
  • the contact point trajectories CoA and CiA are on the load side, and the contact point trajectories CoA 'and CiA' are on the non-load side.
  • the load-side contact point trajectories CoA and CiA form a wedge angle 2 ⁇ ′ sandwiching the ball 4, and the non-load-side contact point trajectories CoA ′ and CiA ′ are wedges formed by the load-side contact point trajectories CoA and CiA.
  • a wedge angle (not shown) that opens in a direction opposite to the direction in which the angle 2 ⁇ ′ opens is formed.
  • reference numerals CoB and CoB ′ shown in FIG. 7B are contact point trajectories of the track grooves 7B and the balls 4 of the outer joint member 2, and reference signs CiB and CiB ′ are inner joint members 3. This is a contact point locus between the track groove 9B and the ball 4.
  • the contact point trajectories CoB and CiB are on the load side, and the contact point trajectories CoB 'and CiB' are on the non-load side.
  • the load side contact point trajectories CoB and CiB form a wedge angle 2 ⁇ ′ sandwiching the ball 4, and the non-load side contact point trajectories CoB ′ and CiB ′ are wedges formed by the load side contact point trajectories CoB and CiB.
  • a wedge angle (not shown) that opens in a direction opposite to the direction in which the angle 2 ⁇ ′ opens is formed.
  • FIG. 8 shows the holding state (before displacement) of the ball 4 shown in FIG. 7A and the holding state (after displacement) when the inner joint member 3 is moved relative to the outer joint member 2 in the axial direction. ), And shows the contact point between the ball 4 and the track groove on the paper surface in the same manner as in FIG. 7.
  • 8 denote the axial position of the center Ob1 of the ball 4 before displacement and the axial position of the center Ob2 of the ball 4 after displacement, respectively.
  • reference signs CiA1 and CiA1 ′ shown in FIG. 8 are contact point trajectories of the track groove 9A of the inner joint member 3 and the ball 4 in a state before displacement
  • reference signs CiA2 and CiA2 ′ are inner positions in the state after displacement. This is a contact point locus between the track groove 9 ⁇ / b> A of the joint member 3 and the ball 4.
  • the center of curvature of the track grooves 7 (7A, 7B), 9 (9A, 9B) having an arc shape is arranged at the joint center O (the track grooves 7, 9).
  • the wedge angle 2 ⁇ ′ is determined by the inclination angle ⁇ of the track grooves 7 and 9, that is, the inclination angle ⁇ of the ball trajectory centerlines X and Y. Therefore, as shown in FIG. 8, even if the axial position of the ball 4 changes as the outer joint member 2 and the inner joint member 3 move relative to each other in the axial direction, the crossing angle of the track grooves 7A and 9A is It does not change.
  • the wedge angle 2 ⁇ ′ formed by the track groove 7A of the outer joint member 2 and the contact point locus CoA of the ball 4 and the track groove 9 of the inner joint member 3 and the contact point locus CiA (CiA1, CiA2) of the ball 4 is also obtained. It does not change. This also applies to the contact point loci CoB and CiB of the track grooves 7B and 9B. Accordingly, the balance of the force of the ball 4 to the cage 5 by the wedge angle 2 ⁇ ′ of the contact point trajectories CoA and CiA and the wedge angle 2 ⁇ ′ of the contact point trajectories CoB and CiB is maintained.
  • the spherical clearance between the joint members 2 and 3 and the cage 5 and the ball track clearance between the ball 4 and the track grooves 7 and 9 will be described.
  • the amount of axial displacement of both joint members 2 and 3 in a fixed type constant velocity universal joint is related to the above-mentioned various clearances (clearance widths).
  • the ball 4 On the premise of the above feature that the wedge angle 2 ⁇ ′ does not change even if the axial position of the shaft changes, the above-mentioned various clearances are set in order to absorb fine amplitude vibration and realize smooth operation. Yes.
  • the relationship between the ball track clearance ⁇ T between the ball 4 and the track grooves 7 and 9 and the spherical clearance between the joint members 2 and 3 and the cage 5 will be described below with reference to FIGS.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view in the joint center plane P of the constant velocity universal joint 1 shown in FIG. 1A.
  • the track grooves 7 (7A) and 9 (9A) shown in FIG. (7A) and 9 (9A) are drawn in a cross section perpendicular to the ball trajectory centerlines X and Y.
  • FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG. 8. Specifically, in the state where both joint members 2 and 3 are in the neutral position in the circumferential direction (no load state), the axial direction before displacement shown in FIG. A state in which the position H1 is aligned with the joint center O is shown. As described with reference to FIG. 9, since the ball track clearance ⁇ T exists between the ball 4 and the track grooves 7 (7A) and 9 (9A), the track grooves 7 ( 7A) is formed between the contact point locus CoA ′ and the axial clearance ⁇ Tao between the ball 4 and the contact point locus CiA1 of the track groove 9 (9A) of the inner joint member 3. It is formed.
  • an axial clearance ⁇ Tao is formed between the ball 4 and the contact point locus CoA of the track groove 7 (7A) of the outer joint member 2, and the track of the ball 4 and the inner joint member 3 is tracked.
  • An axial clearance ⁇ Tai is formed between the contact point locus CiA1 ′ of the groove 9 (9A).
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line O-C ′ in FIG. 1B) of the constant velocity universal joint 1 in a no-load state.
  • a spherical clearance ⁇ So is formed between the spherical inner peripheral surface 6 of the outer joint member 2 and the spherical outer peripheral surface 12 of the cage 5, and the spherical outer peripheral surface 8 of the inner joint member 3 and the cage 5.
  • a spherical clearance ⁇ Si is formed between the spherical inner peripheral surface 13 and the spherical inner peripheral surface 13.
  • axial clearances ⁇ Sia1 and ⁇ Sia2 are provided between the inner joint member 3 and the cage 5 so as to separate them both in the axial direction on the opening side and the back side (non-opening side) of the outer joint member 2. It is formed.
  • the constant velocity universal joint 1 of the present embodiment has the following relationship between the axial clearances ⁇ Sia1 and ⁇ Sia2 between the inner joint member 3 and the cage 5 and the axial clearances ⁇ Tao and ⁇ Tai due to the ball track clearance ⁇ T described above. It is formed so that the formula is established. ⁇ Sia1> ( ⁇ Tao + ⁇ Tai) ⁇ Sia2> ( ⁇ Tao + ⁇ Tai)
  • the axial clearance between the inner joint member and the cage is larger than the axial clearance due to the ball track clearance between the ball and the track groove” This means that the above relational expression holds.
  • the differential gear, the sliding constant velocity universal joint and the intermediate shaft (not shown) are used.
  • idling vibration fine vibration in the axial direction
  • the ball 4 rolls smoothly along the track grooves 7 and 9, that is, the outer joint member 2
  • the inner joint member 3 can be displaced relatively smoothly in the axial direction.
  • the axial clearances ⁇ Sia1 and ⁇ Sia2 between the inner joint member 3 and the cage 5 are respectively made larger than the axial clearance ( ⁇ Tao + ⁇ Tai) due to the ball track clearance ⁇ T.
  • the axial clearance between the spherical surfaces can remain.
  • the balance of the force of the ball 4 to the cage 5 is maintained by the wedge angle 2 ⁇ ′ formed by the contact point locus CoA, CiA and the wedge angle 2 ⁇ ′ formed by the contact point locus CoB, CiB.
  • the axial clearance between the spherical surfaces can be maintained without the cage 5 being displaced in the axial direction.
  • the joint members 2 and 3 are relatively displaced in the axial direction without contact between the spherical outer peripheral surface 8 of the inner joint member 3 and the spherical inner peripheral surface 13 of the cage 5 (spherical contact). Therefore, it is possible to smoothly absorb vibration with a small amplitude in the axial direction such as idling vibration.
  • the axial clearances ⁇ Sia 1 and ⁇ Sia 2 between the inner joint member 3 and the cage 5 and the axial clearances ⁇ Tao and ⁇ Tai due to the ball track clearance ⁇ T between the ball 4 and the track grooves 7 and 9 are expressed by the above relational expression. Since it is set so as to satisfy, the spherical clearance ⁇ So between the spherical inner peripheral surface 6 of the outer joint member 2 and the spherical outer peripheral surface 12 of the cage 5 is a bending operation (angular displacement) of both joint members 2, 3. It is only necessary to ensure a minimum value that does not hinder the operation.
  • FIG. 12 shows a rear wheel drive shaft 20 incorporating the fixed type constant velocity universal joint 1 described above.
  • the fixed type constant velocity universal joint 1 is connected to one end of the intermediate shaft 11, and the sliding type constant velocity universal joint 15 is connected to the other end of the intermediate shaft 11.
  • 16b are fastened and fixed by a boot band 18 (18a, 18b, 18c, 18d).
  • Grease as a lubricant is sealed inside the joint.
  • the fixed type constant velocity universal joint 1 of the present embodiment Since the fixed type constant velocity universal joint 1 of the present embodiment is used, torque loss and heat generation are small, high efficiency, and can absorb vibrations of small amplitude effectively, and it is a lightweight and compact drive shaft for rear wheels. 20 is realized.
  • An automobile equipped with the drive shaft 20 can suppress fuel consumption by improving torque transmission efficiency, and has excellent NVH (noise, vibration and ride comfort) performance.
  • FIG. 13A shows a partial longitudinal sectional view of a fixed type constant velocity universal joint 21 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 13B shows a front view of the fixed type constant velocity universal joint 21 (right side view of FIG. 13A).
  • the constant velocity universal joint 21 according to this embodiment is used by being incorporated into a propeller shaft (details will be described later), and is provided with an outer joint member 22, an inner joint member 23, a ball 24, and a cage 25.
  • 1 is the same as the fixed type constant velocity universal joint 1 shown in FIG. 1, but the fixed type shown in FIG. 1 is used in that the outer joint member 22 is formed in a disk shape (ring shape). Different from the quick universal joint 1.
  • the ball track center line X of the track groove 27 of the outer joint member 22 and the ball track center line Y of the track groove 29 of the inner joint member 23 are both circular with the joint center O as the center of curvature. It has an arc shape.
  • the center of curvature of the ball track center line X of the track groove 27 of the outer joint member 22 and the ball track center line Y of the track groove 29 of the inner joint member 23 are both the joint center O, that is, the joint axis N ⁇ .
  • the track grooves 27 and 29 have a cross-sectional shape (axis-orthogonal cross-section) having an elliptical shape or a Gothic arch shape, and the track grooves 27 and 29 and the ball 24 are 30 ° to 45 °.
  • the contact is a so-called angular contact with a contact angle of a certain degree. Therefore, the ball 24 is in contact with the side surface portions of the track grooves 27 and 29 that are slightly separated from the groove bottoms of the track grooves 27 and 29.
  • the track groove 27 of the outer joint member 22 has the axis N of the joint. A state in which it is inclined in the circumferential direction with respect to ⁇ N will be described.
  • the plane M including the ball track center line X and the joint center O of the track groove 27A is inclined at an angle ⁇ on one side in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • a plane M (not shown) including the ball track center line X and the joint center O of the track groove 27B adjacent to the track groove 27A in the circumferential direction is on the other side in the circumferential direction (track) with respect to the joint axis NN. It is inclined by an angle ⁇ in the direction opposite to the inclination direction of the groove 27A.
  • the track groove 29 of the inner joint member 23 is inclined in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • the plane Q including the ball track center line Y and the joint center O of the track groove 29A is inclined at an angle ⁇ on one side in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • a plane Q (not shown) including the ball track center line Y and the joint center O of the track groove 29B circumferentially adjacent to the track groove 29A is on the other side in the circumferential direction (track) with respect to the joint axis NN.
  • the angle (inclination angle) ⁇ described above is set in the range of 4 ° to 12 ° in consideration of the operability of the constant velocity universal joint 21 and the spherical surface width F on the closest side of the track groove of the inner joint member 23. It is preferable to do this.
  • the track groove 29 of the inner joint member 23 is formed mirror-symmetrically with the track groove 27 that forms the pair of the outer joint member 22 with reference to the joint center plane P in the state where the operating angle is 0 °.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the track groove 27A shown in FIG. 14A viewed along a plane M including the ball track center line X and the joint center O, that is, an angle ⁇ in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view in a plane including an inclination axis N′-N ′ inclined by a distance of FIG. 16 shows only the track groove 27A among the track grooves 27A and 27B having different inclination directions.
  • a track groove 27 ⁇ / b> A is formed in the spherical inner peripheral surface 26 of the outer joint member 22 along the axial direction.
  • the track groove 27A has an arc-shaped ball trajectory center line X with the joint center O as the center of curvature. If the perpendicular line at the joint center O of the inclined axis N′-N ′ projected on the plane M (see FIG. 14A) including the ball track center line X of the track groove 27A and the joint center O is K, this perpendicular K is activated.
  • the joint is on the joint center plane P at an angle of 0 °.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the track groove 29A shown in FIG. 15A viewed along a plane Q including the ball track center line Y and the joint center O, that is, inclined by an angle ⁇ in the circumferential direction with respect to the joint axis NN.
  • a cross section in a plane including the inclined axis N′-N ′ is shown.
  • FIG. 17 shows only the track groove 29A among the track grooves 29A and 29B having different inclination directions.
  • a track groove 29A is formed in the spherical outer peripheral surface 28 of the inner joint member 23 along the axial direction.
  • the track groove 29A has an arc-shaped ball trajectory center line Y with the joint center O as the center of curvature. If the perpendicular line at the joint center O of the inclined axis N′-N ′ projected on the plane Q (see FIG. 15A) including the ball track center line Y of the track groove 29A and the joint center O is K, this perpendicular K is activated.
  • the joint is on the joint center plane P at an angle of 0 °.
  • FIG. 18 shows the dimensional characteristics of the constant velocity universal joint 21 of this embodiment specialized for the propeller shaft.
  • the ball 24 moves by 10 ° with respect to the joint center plane P whose center Ob is 0 °.
  • the lengths of the track grooves 27 and 29 are set so that the ball 24 is in contact with each of the track grooves 27 of the outer joint member 22 and the track grooves 29 of the inner joint member 23.
  • the track groove length is set by providing a margin between the contact points of the track grooves 27 and 29 and the ball 24 and the ends of the track grooves 27 and 29.
  • the axial dimensions and the like of the outer joint member 22 and the inner joint member 23 are determined based on the track groove length.
  • the maximum operating angle ⁇ max is set to 20 °, and therefore, as shown in FIG. 18, the opening-side end portion from the axial dimension T 11 of the outer joint member 22 and the joint center O.
  • axial dimension T 12 up to, the axial dimension T 14 axial dimension T 13 and the retainer 25 of the inner joint member 23 the conventional fixed type constant velocity shown in FIG. 22 which sets the maximum operating angle ⁇ max to 40 ° Compared to the universal joint 121, it is sufficiently shortened.
  • the axial dimensions T 11 and T 12 of the outer joint member 22 can be shortened as described above, the weight of the outer joint member 22 as a finished product and the input weight of the material can be reduced, and the track groove 27 and the spherical shape can be reduced.
  • the finishing length of the inner peripheral surface 26 can be reduced.
  • the axial dimension T 13 of the inner joint member 23 can be shortened, so that the weight of the inner joint member 23 as a finished product and the input weight of the material can be reduced, and the track groove 29 and the spherical outer peripheral surface 28 can be reduced.
  • the finishing length can be reduced.
  • the amount of lubricant (for example, grease) used can be reduced as the internal space of the joint decreases.
  • the constant velocity universal joint 21 of the present embodiment is significantly lighter and more compact than the conventional fixed type constant velocity universal joint 121 shown in FIG. 22 that is assumed to be used for a front wheel drive shaft.
  • FIG. 19 is a schematic sectional view of a propeller shaft including the fixed type constant velocity universal joint 21 according to the second embodiment described above.
  • the propeller shaft 40 includes a fixed type constant velocity universal joint 21, a shaft 42 in which one end in the axial direction is splined to a hole portion of the inner joint member 23, an outer peripheral surface of the outer joint member 22, and an outer peripheral surface of the shaft 42. And a boot 41 for preventing external leakage of a lubricant (for example, grease) enclosed in the joint.
  • the shaft 42 has a large-diameter pipe portion 42a, and a sliding or fixed constant velocity universal joint (not shown) is connected to the other end of the shaft 42 in the axial direction.
  • the boot 41 includes a seal ring 41 a that is fixed to the outer peripheral surface of the outer joint member 22, and an elastic boot portion 41 b that has one end fixed to the seal ring 41 a and the other end attached to the shaft 42 by a boot band 43.
  • the seal ring 41a of the boot 41 is fixed to the outer peripheral surface of the outer joint member 22, for example, by caulking, but detailed illustration is omitted here.
  • the fixed type constant velocity universal joint 21 of the second embodiment is used, so that torque loss and heat generation are small and highly efficient, and vibrations with a small amplitude can be effectively absorbed.
  • a lightweight and compact propeller shaft is realized.
  • An automobile equipped with the propeller shaft 40 can suppress fuel consumption by improving torque transmission efficiency, and has excellent NVH (noise, vibration and ride comfort) performance.
  • FIG. 20A shows a partial cross-sectional view of an outer joint member that is a modification of the fixed type constant velocity universal joint 21 of the second embodiment and is used in the fixed type constant velocity universal joint according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 20B shows a partial cross-sectional view of the inner joint member used in the fixed type constant velocity universal joint according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20A is a partial cross-sectional view of the outer joint member as seen in a plane M (see FIG. 14A) including the ball track center line X and the joint center O of the track groove 27A, as in FIG.
  • FIG. 18 is a partial cross-sectional view of the inner joint member as seen in a plane Q (see FIG.
  • the main difference between the constant velocity universal joints of the third and fourth embodiments and the fixed type constant velocity universal joint 21 of the second embodiment shown in FIG. 13 and the like is the center of curvature of the track groove (ball track center line). Is located at a position offset by f in the radial direction with respect to the joint axis NN (there is no axial offset with respect to the joint center O). That is, in the third and fourth embodiments, the center of curvature of the ball track center line of the track groove is offset by f in the radial direction on the joint center plane P including the perpendicular K and having an operating angle of 0 °.
  • the groove depth of the track groove 27 (27A, 27B) of the member 22 can be increased (see symbols R and R 'in the figure, but in this case, the inner joint incorporated in the inner periphery of the outer joint member 22).
  • the groove depth of the track groove 29 of the member 23 becomes shallow).
  • the fixed type constant velocity universal joint 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like also has the same configuration (with the center of curvature of the track groove in the radial direction with respect to the joint axis NN).
  • An offset configuration can be adopted.
  • the constant velocity universal joint 21 shown in the figure is a modification of the fixed type constant velocity universal joint 21 of the second embodiment shown in FIG. 13 and the like, and is the fixed portion of the second embodiment in that the number of balls is six.
  • the configuration is different from that of the constant velocity universal joint 21. If the number of balls is 6 in this way, the total number of members is smaller than in the case of 8 balls, the workability and assemblability of each member are good, and the load capacity can be increased to the extent that the ball size can be increased. There is an advantage that can be increased.
  • the same configuration (a configuration in which the number of balls is six) can be adopted in the fixed type constant velocity universal joint 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like.
  • the present invention is applied to a fixed type constant velocity universal joint having eight or six balls.
  • the present invention is a fixed type constant velocity in which the number of balls is ten or twelve. It can be preferably applied to a universal joint.
  • the present invention is applied to a fixed type constant velocity universal joint in which track grooves are arranged at a constant pitch in the circumferential direction.
  • the present invention can be preferably applied.
  • the inclination angle ⁇ of the track groove with respect to the joint axis NN is the same in all the track grooves.
  • the present invention is not limited to this. As long as the inclination angle ⁇ of the track grooves of the member and the inner joint member is formed to be equal, the inclination angle ⁇ may be different between the track grooves. In short, each inclination angle should be set so that the axial force of the ball acting on all the pockets of the cage is balanced as a whole.
  • the present invention is applied to the fixed type constant velocity universal joint configured such that the track groove and the ball are in contact with each other with an angle of contact (angular contact).
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be preferably applied to a fixed type constant velocity universal joint in which the cross-sectional shape of the groove is formed in an arc shape and the track groove and the ball are in circular contact.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Motor Power Transmission Devices (AREA)

Abstract

　外側継手部材２のトラック溝７が、継手中心Ｏを曲率中心とした円弧状をなし、かつ継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝７で互いに反対方向に形成され、内側継手部材３のトラック溝９が、作動角０°の状態の継手中心平面Ｐを基準として外側継手部材２の対となるトラック溝７と鏡像対称に形成されたトラック溝交差タイプの固定式等速自在継手１において、両継手部材２，３のトラック溝７，９が、後輪用ドライブシャフトに求められる最大作動角θｍａｘに対応した長さを有し、かつ、内側継手部材３と保持器５の間の軸方向すきまΔＳｉａ１，ΔＳｉａ２を、それぞれ、ボール４とトラック溝７，９の間のボールトラックすきまΔＴによる軸方向すきま（ΔＴａｏ＋ΔＴａｉ）よりも大きくした。

Description

固定式等速自在継手
　本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用され、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し、その中でも、特に自動車の後輪用ドライブシャフト、あるいはプロペラシャフトに用いられる固定式等速自在継手に関する。
　固定式等速自在継手としては、いわゆる６個ボールタイプのツェッパ型（ＢＪ）やアンダーカットフリー型（ＵＪ）の他、８個ボールタイプのツェッパ型（ＥＢＪ）やアンダーカットフリー型（ＥＵＪ）等が公知であり、これらは用途・要求特性等に応じて適宜使い分けられている。また、いわゆるトラック溝交差タイプの固定式等速自在継手も種々提案されている（例えば、特許文献１）。
　図２２Ａ及び図２２Ｂに基づき、特許文献１に開示されたトラック溝交差タイプの固定式等速自在継手を説明する。図２２Ａは、特許文献１に開示された固定式等速自在継手の作動角０°の状態の縦断面図であり、図２２Ｂは同固定式等速自在継手が作動角をとった状態の縦断面図である。この等速自在継手１２１は、外側継手部材１２２、内側継手部材１２３、ボール１２４および保持器１２５を備える。この等速自在継手１２１において、外側継手部材１２２の球状内周面１２６には円弧状のトラック溝１２７が複数本（例えば８本）形成されており、各トラック溝１２７は、そのボール軌道中心線ｘを含む平面が継手の軸線ｎ－ｎに対して傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝１２７で互いに反対方向となるように形成されている（傾斜態様についての詳細な図示は省略している）。また、詳細な図示は省略するが、内側継手部材１２３の球状外周面１２８には円弧状のトラック溝１２９が複数本形成されており、各トラック溝１２９は、作動角０°の状態の継手中心Ｏを含む平面Ｐを基準として、外側継手部材１２２の対となるトラック溝１２７と鏡像対称に形成されている。つまり、内側継手部材１２３は、対をなすトラック溝１２７，１２９が交差するように外側継手部材１２２の内周に組み込まれている。
　図２２Ａに示すように、外側継手部材１２２の円弧状トラック溝１２７、および内側継手部材１２３の円弧状トラック溝１２９の曲率中心は何れも継手中心Ｏに位置する。対をなす外側継手部材１２２のトラック溝１２７と内側継手部材１２３のトラック溝１２９との交差部にボール１２４がそれぞれ介在し、ボール１２４は、外側継手部材１２２と内側継手部材１２３の間に配置された保持器１２５により保持される。保持器１２５の球状外周面１３２および球状内周面１３３の曲率中心は、何れも継手中心Ｏに位置している。この等速自在継手１２１では、対をなすトラック溝１２７，１２９が交差し、この交差部にボール１２４が介在することにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材１２２と内側継手部材１２３の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボール１２４が常に案内される。そのため、二軸間で回転トルクが等速で伝達される。
　上記のように、外側継手部材１２２および内側継手部材１２３のトラック溝１２７，１２９は、それぞれが、周方向に隣り合うトラック溝で傾斜方向が互いに反対方向となっている。したがって、図２２Ａに示す作動角０°の状態で両継手部材１２２，１２３が相対回転すると、保持器１２５の周方向に隣り合うポケット１２５ａにはボール１２４から相反する方向の力が作用する。この相反する方向の力により保持器１２５は継手中心Ｏの位置で安定する。このため、保持器１２５の球状外周面１３２と外側継手部材１２２の球状内周面１２６との接触力、および保持器１２５の球状内周面１３３と内側継手部材１２３の球状外周面１２８との接触力が抑制される結果、トルク損失や発熱が抑えられ耐久性が向上する。
特開２００９－２５０３６５号公報
　ところで、上述した固定式等速自在継手１２１は、自動車用のドライブシャフトのうち、特に大きな作動角（実用域の最大作動角θｍａｘとして例えば４０°以上）がとられる前輪用ドライブシャフト（のアウトボード側）に用いることを狙ったものである。固定式等速自在継手においては、継手が最大作動角θｍａｘをとったときに、ボールが外側継手部材のトラック溝の開口側端部および内側継手部材のトラック溝の奥側端部から外れないだけのトラック溝長さが必要とされる。そのため、上述した固定式等速自在継手１２１において、外側継手部材１２２のマウス部１２２ａの軸方向寸法ｔ1や継手中心Ｏから開口側端部までの軸方向寸法ｔ2、内側継手部材１２３の軸方向寸法ｔ3および保持器１２５の軸方向寸法ｔ4は、継手が最大作動角θｍａｘをとった際にも、ボール１２４がトラック溝１２７，１２９から外れないような値に設定されている。
　一方、後輪用ドライブシャフトの固定式等速自在継手は、前輪用ドライブシャフトの固定式等速自在継手ほどの大きな作動角をとることはなく、車両の走行時には２０°程度の作動角を、また、ドライブシャフトを車両に取り付ける際の折り曲げ角や悪路走行時の車両の上下動を許容することを考慮しても最大作動角θｍａｘとして３０°程度をカバーできれば良い。プロペラシャフト用の固定式等速自在継手も、前輪用ドライブシャフトの固定式等速自在継手ほどの大きな作動角をとることはなく、車両の走行時には１０°程度の作動角を、また、プロペラシャフトを車両に取り付ける際の折り曲げ角や悪路走行時の車両の上下動を許容することを考慮しても最大作動角θｍａｘとして２０°程度をカバーできれば良い。以上のことから、特許文献１の設計思想を、後輪用ドライブシャフトの固定式等速自在継手やプロペラシャフトの固定式等速自在継手にそのまま適用すると、上記の各寸法ｔ1～ｔ4が必要以上に長いため、コンパクト化や軽量化に問題が生じる。
　また、固定式等速自在継手において、自動車の停止時に車内に伝わるアイドリング振動などの微振幅の振動を吸収することができれば、自動車のＮＶＨ（騒音、振動、乗り心地）性能の向上に寄与することができる。しかしながら、特許文献１に記載の固定式等速自在継手においては、自動車のＮＶＨ性能向上のための技術手段について何ら検討されておらず、改善の余地がある。
　そこで、本発明は、トルク損失および発熱が少なく高効率で、ＮＶＨ性能の向上に寄与することができ、しかも後輪用ドライブシャフトあるいはプロペラシャフトに適したコンパクトで軽量な固定式等速自在継手を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために創案された第１発明は、球状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に外側継手部材のトラック溝と対をなす複数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の間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、ボールを収容するポケットを有すると共に、外側継手部材の球状内周面に嵌合する球状外周面および内側継手部材の球状外周面に嵌合する球状内周面を有する保持器とを備え、外側継手部材のトラック溝が、継手中心に対して軸方向にオフセットのない曲率中心をもつ円弧状に形成され、かつ継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝で互いに反対方向に形成されており、内側継手部材のトラック溝が、作動角０°の状態の継手中心平面を基準として、外側継手部材の対となるトラック溝と鏡像対称に形成された固定式等速自在継手において、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の双方が、後輪用ドライブシャフトに求められる最大作動角に対応した長さを有し、かつ、内側継手部材と保持器の間の軸方向すきまを、ボールとトラック溝の間のボールトラックすきまによる軸方向すきまよりも大きくしたことを特徴とする。
　また、上記の目的を達成するために創案された第２発明は、球状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に外側継手部材のトラック溝と対をなす複数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の間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、ボールを収容するポケットを有すると共に、外側継手部材の球状内周面に嵌合する球状外周面および内側継手部材の球状外周面に嵌合する球状内周面を有する保持器とを備え、外側継手部材のトラック溝が、継手中心に対して軸方向にオフセットのない曲率中心をもつ円弧状に形成され、かつ継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝で互いに反対方向に形成されており、内側継手部材のトラック溝が、作動角０°の状態の継手中心平面を基準として、外側継手部材の対となるトラック溝と鏡像対称に形成された固定式等速自在継手において、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の双方が、プロペラシャフトに求められる最大作動角に対応した長さを有し、かつ、内側継手部材と保持器の間の軸方向すきまを、ボールとトラック溝の間のボールトラックすきまによる軸方向すきまよりも大きくしたことを特徴とする。
　なお、上記の第１および第２発明でいう「継手の軸線」とは、継手の回転中心となる長手方向の軸線を意味し、後述する実施形態における継手の軸線Ｎ－Ｎを指す。また、「作動角０°の状態の継手中心平面」とは、作動角０°の状態で継手中心を含んで継手の軸線と直交する方向に延びる平面と同義であり、後述する実施形態における平面Ｐを指す。また、「ボールトラックすきま」とは、外側継手部材のトラック溝のＰＣＤから内側継手部材のトラック溝のＰＣＤを減じることで算出されるＰＣＤすきまにより生じるボールと各トラック溝の間のすきま（図９に示すΔＴ）を指す。
　上記のように、本発明に係る固定式等速自在継手は、外側継手部材および内側継手部材のトラック溝が、何れも後輪用ドライブシャフトあるいはプロペラシャフトに求められる最大作動角に対応した長さを有しており、このことは、トラック溝長さに直接関与する外側継手部材、内側継手部材および保持器の各部軸方向寸法が特許文献１の固定式等速自在継手に比べて短縮されることを意味する。従って、軽量・コンパクトで後輪用ドライブシャフトあるいはプロペラシャフトに好適な等速自在継手を実現することができる。また、内側継手部材と保持器の間の軸方向すきまを、ボールとトラック溝の間のボールトラックすきまによる軸方向すきまよりも大きくすることにより、アイドリング振動のような微振幅の振動を効果的に抑制することができるので、自動車等のＮＶＨ性能の向上に寄与することのできる固定式等速自在継手を実現することができる。
　なお、後輪用ドライブシャフトに求められる最大作動角は３０°とすることができる。また、プロペラシャフトに求められる最大作動角は２０°とすることができる。この場合には、外側継手部材および内側継手部材の各トラック溝が後輪用ドライブシャフトあるいはプロペラシャフトに必要十分な長さに短縮されるので、後輪用ドライブシャフトあるいはプロペラシャフトに用いるのに好適な軽量・コンパクトな固定式等速自在継手を適切に実現できる。
　上記のボールトラックすきまは正の値とするのが好ましい。これにより、微振幅の振動を効率良く吸収することができる。
　トラック溝の曲率中心は、継手の軸線上に配置することができる。このようにすれば、トラック溝深さを均一にすることができ、かつ加工を容易にすることができる。また、トラック溝の曲率中心は、継手の軸線より半径方向にオフセットさせた位置に配置することもできる。このようにすれば、オフセット量に応じて開口側および奥側（反開口側）のトラック溝深さを調整することができるので、最適なトラック溝深さを確保することができる。
　上記構成において、ボールの使用個数に特に制限はないが、例えば、６個、８個、１０個又は１２個の何れかとすることができ、ボール個数を何れとするかは要求特性に応じて選択できる。例えば、ボール個数を６個とすれば、ボール個数を８個にする場合に比べ、部材総数が少なく、各部材の加工性や組立性が良好で、しかもボールサイズを大きく出来る分だけ負荷容量を大きく出来る、などといった利点がある。一方、ボール個数を８個とすれば、ボール個数を６個とする場合に比べ、軽量・コンパクトで、しかもトルク損失を低減出来る、などといった利点がある。
　以上のことから、本発明によれば、トルク損失および発熱が少なく高効率で、自動車のＮＶＨ特性の向上に寄与することができ、しかも後輪用ドライブシャフト、あるいはプロペラシャフトに適したコンパクトで軽量な固定式等速自在継手を実現することができる。
本発明の第１実施形態に係る固定式等速自在継手の部分縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る固定式等速自在継手の正面図である。 図１Ａに示す外側継手部材の部分縦断面図である。 図１Ａに示す外側継手部材の正面図である。 図１Ａに示す内側継手部材の側面図である。 図１Ａに示す内側継手部材の正面図である。 図２Ａに示す外側継手部材のトラック溝の詳細を示す部分縦断面図である。 図３Ａに示す内側継手部材のトラック溝の詳細を示す縦断面図である。 図１Ｂ中に示すＣ－Ｏ－Ｃ’線断面図である。 図６Ａに示す等速自在継手が最大作動角をとった状態を示す概要図である。 図１Ｂ中の矢印Ａ方向から見たボールの保持状態を示す概要図である。 図１Ｂ中の矢印Ｂ方向から見たボールの保持状態を示す概要図である。 両継手部材が軸方向に相対移動したときのボールの保持状態を示す概要図である。 ボールトラックすきまを説明するための部分断面図である。 ボールトラックすきまによる軸方向すきまを説明するための概要図である。 球面すきまを説明するための部分縦断面図である。 図１Ａに示す固定式等速自在継手を備えた後輪用ドライブシャフトの概略断面図である 本発明の第２実施形態に係る固定式等速自在継手の部分縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る固定式等速自在継手の正面図である。 図１３Ａに示す外側継手部材の部分縦断面図である。 図１３Ａに示す外側継手部材の正面図である。 図１３Ａに示す内側継手部材の側面図である。 図１３Ａに示す内側継手部材の正面図である。 図１４Ａに示す外側継手部材のトラック溝の詳細を示す部分縦断面図である。 図１５Ａに示す内側継手部材のトラック溝の詳細を示す縦断面図である。 図１３Ａに示す固定式等速自在継手の各部寸法を説明するための図である。 図１３Ａに示す固定式等速自在継手を備えたプロペラシャフトの概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る固定式等速自在継手で使用される外側継手部材の部分縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係る固定式等速自在継手で使用される内側継手部材の部分縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る固定式等速自在継手の部分縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る固定式等速自在継手の正面図である。 従来の固定式等速自在継手の部分縦断面図である。 従来の固定式等速自在継手が最大作動角を取った状態を示す概要図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１Ａに、本発明の第１実施形態に係る固定式等速自在継手１の部分縦断面図を示し、図１Ｂに、同等速自在継手１の正面図（図１Ａの右側面図）を示す。この等速自在継手１は、後輪用ドライブシャフトに組み込んで使用されるものであり、外側継手部材２、内側継手部材３、ボール４および保持器５を備える。
　図２Ａ及び図２Ｂにも示すように、外側継手部材２のマウス部２ａの球状内周面６には軸方向に延びる８本のトラック溝７が形成されており、各トラック溝７は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に角度γ傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝７Ａ，７Ｂで互いに反対方向に形成されている。また、図３Ａ及び図３Ｂにも示すように、内側継手部材３の球状外周面８には軸方向に延びる８本のトラック溝９が形成されており、各トラック溝９は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に角度γ傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝９Ａ，９Ｂで互いに反対方向に形成されている。そして、外側継手部材２と内側継手部材３の対となるトラック溝７，９の各交差部にボール４が１個ずつ配置されている。なお、図１Ａに示すトラック溝７，９は、それぞれ、図２Ａに示す平面Ｍおよび図３Ａに示す平面Ｑにおける断面を傾斜角γ＝０°まで回転させた状態で示している。
　以下では、トラック溝の形態（傾斜状態や湾曲状態など）を的確に示すために、「ボール軌道中心線」なる用語を用いる。ボール軌道中心線とは、ボールがトラック溝に沿って移動するときに、ボールの中心が描く軌跡を意味する。したがって、トラック溝の形態は、ボール軌道中心線の形態と同じである。
　図１Ａに示すように、外側継手部材２のトラック溝７のボール軌道中心線Ｘおよび内側継手部材３のトラック溝９のボール軌道中心線Ｙは、何れも、継手中心Ｏを曲率中心とした円弧状を呈する。このように、外側継手部材２のトラック溝７のボール軌道中心線Ｘおよび内側継手部材３のトラック溝９のボール軌道中心線Ｙの曲率中心を、何れも継手中心Ｏ、すなわち継手の軸線Ｎ－Ｎ上に配置したことにより、トラック溝深さを均一にすることができ、かつ加工を容易にすることができる。
　詳細な図示は省略するが、トラック溝７，９の横断面形状は、楕円形状やゴシックアーチ状となっており、トラック溝７，９とボール４は、３０°～４５°程度の接触角をもって接触する、いわゆるアンギュラコンタクトとなっている。したがって、ボール４は、トラック溝７，９の溝底より少し離れたトラック溝７，９の側面部に接触している。
　ここで、トラック溝の符号について補足する。外側継手部材２のトラック溝全体を指す場合は符号７を付している。傾斜方向が異なるトラック溝を区別する場合には、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向一方側に傾斜したトラック溝に符号７Ａを付し、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向他方側に傾斜したトラック溝に符号７Ｂを付している。内側継手部材３のトラック溝９についても同様の要領で符号を付している。
　図２Ａ及び図２Ｂに基づき、外側継手部材２のトラック溝７が継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜している状態を説明する。図２（ａ）に示すように、トラック溝７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍは、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向一方側に角度γだけ傾斜している。また、トラック溝７Ａと周方向に隣り合うトラック溝７Ｂのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍ（図示せず）は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向他方側（トラック溝７Ａの傾斜方向とは反対方向）に角度γだけ傾斜している。
　図３Ａ及び図３Ｂに基づき、内側継手部材３のトラック溝９が継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜している状態を説明する。図３Ａに示すように、トラック溝９Ａのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑは、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向一方側に角度γだけ傾斜している。また、トラック溝９Ａと周方向に隣り合うトラック溝９Ｂのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑ（図示せず）は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向他方側（トラック溝９Ａの傾斜方向とは反対方向）に角度γだけ傾斜している。以上で述べた角度（傾斜角）γは、等速自在継手１の作動性および内側継手部材３のトラック溝の最も接近した側の球面幅Ｆを考慮し、４°～１２°の範囲に設定するのが好ましい。内側継手部材３のトラック溝９は、作動角０°の状態の継手中心平面Ｐを基準として、外側継手部材２の対となるトラック溝７と鏡像対称に形成されている。
　次に、図４に基づいて、外側継手部材２の縦断面より見たトラック溝の詳細を説明する。なお、図４は、図２Ａ中に示すトラック溝７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍで見た断面図、すなわち、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に角度γだけ傾斜した傾斜軸Ｎ’－Ｎ’を含む平面における断面図である。図４には、傾斜方向が互いに異なるトラック溝７Ａ，７Ｂのうち、トラック溝７Ａのみを示している。外側継手部材２の球状内周面６には、トラック溝７Ａが軸方向に沿って形成されている。トラック溝７Ａは、継手中心Ｏを曲率中心とする（軸方向のオフセットがない）円弧状のボール軌道中心線Ｘを有する。トラック溝７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍ（図２Ａ参照）上に投影された傾斜軸Ｎ’－Ｎ’の継手中心Ｏにおける垂線をＫとすると、この垂線Ｋは作動角０°の状態の継手中心平面Ｐ上にある。
　同様に、図５に基づいて、内側継手部材３のトラック溝の詳細を説明する。図５は、図３Ａ中に示すトラック溝９Ａのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑで見た断面図、すなわち、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に角度γだけ傾斜した傾斜軸Ｎ’－Ｎ’を含む平面における断面を示している。図５には、傾斜方向が互いに異なるトラック溝９Ａ，９Ｂのうち、トラック溝９Ａのみを示している。内側継手部材３の球状外周面８には、トラック溝９Ａが軸方向に沿って形成されている。トラック溝９Ａは、継手中心Ｏを曲率中心とする（軸方向のオフセットがない）円弧状のボール軌道中心線Ｙを有するトラック溝９Ａのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑ（図３Ａ参照）上に投影された傾斜軸Ｎ’－Ｎ’の継手中心Ｏにおける垂線をＫとすると、この垂線Ｋは作動角０°の状態の継手中心平面Ｐ上にある。
　図６Ａ及び図６Ｂに、後輪用ドライブシャフトに特化した本実施形態の等速自在継手１の寸法的な特徴を示す。なお、図６Ａ，図６Ｂは、いずれも継手の軸線Ｎ－Ｎにおける断面であるが、両図に示すトラック溝７，９は、図２Ａに示す平面Ｍおよび図３Ａに示す平面Ｑにおける断面を傾斜角γ＝０°まで回転させた状態で示している。
　図６Ｂに示すように、等速自在継手１が最大作動角θｍａｘを取ると、ボール４は、作動角０°の状態の継手中心平面Ｐに対して、ボール４の中心Ｏｂがθｍａｘ／２の位置に移動する。そのため、最大作動角θｍａｘを３０°に設定した場合、ボール４は、その中心Ｏｂが作動角０°の状態の継手中心平面Ｐに対して１５°だけ移動する。この状態で、ボール４が、外側継手部材２のトラック溝７および内側継手部材３のトラック溝９のそれぞれと接触状態を確保するようにトラック溝７，９の長さが設定される。詳細には、図示のように、トラック溝７，９とボール４の接触点Ｓｏ，Ｓｉとトラック溝７，９の端部との間に余裕量を設けてトラック溝長さが設定されている。ここで、請求の範囲に規定した「トラック溝が後輪用ドライブシャフトに求められる最大作動角に対応した長さを有する」とは、上記のように、「継手が最大作動角θｍａｘを取ったときにボールがトラック溝と接触状態を確保するのに必要十分なトラック溝長さを有する」ことを意味する。
　上記のトラック溝長さを基準にして外側継手部材２や内側継手部材３の軸方向寸法等が決定付けられる。この固定式等速自在継手１では、最大作動角θｍａｘを３０°に設定しているので、図６Ａに示すように、外側継手部材２のマウス部２ａの軸方向寸法Ｔ1や継手中心Ｏから開口側端部までの軸方向寸法Ｔ2、内側継手部材３の軸方向寸法Ｔ3および保持器５の軸方向寸法Ｔ4は、最大作動角θｍａｘが４０°に設定された図２２に示す固定式等速自在継手１２１に比べて十分に短縮されている。
　上記のように外側継手部材２の軸方向寸法Ｔ1、Ｔ2を短縮できることにより、外側継手部材１の重量低減および材料の投入重量の低減が図られる他、トラック溝７および球状内周面６の仕上げ加工長さを低減できる。同様に、内側継手部材３の軸方向寸法Ｔ3を短縮できることにより、内側継手部材３の重量低減および材料の投入重量の低減が図られる他、トラック溝９および球状外周面８の仕上げ加工長さを低減できる。さらに、継手の内部空間の減少に伴い、潤滑剤（例えばグリース）の使用量を低減することができる。これにより、本実施形態の等速自在継手１は、前輪用ドライブシャフトに用いることを想定した図２２に示す固定式等速自在継手１２１に比べ、大幅に軽量・コンパクト化される。
　本実施形態の等速自在継手１では、以上で述べた構成に加え、微振幅の振動を吸収可能とするための構成を採用しており、その詳細を図７～図１１に基づいて説明する。
　図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ、トラック溝７，９間に配置されたボール４の保持状態を図１Ｂ中の矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向から見た概要図である。図７Ａにはボール４とトラック溝７Ａ，９Ａとの接触点ＳｏＡ，ＳｉＡにおける実際のくさび角２γ’を、また、図７Ｂにはボール４とトラック溝７Ｂ，９Ｂとの接触点ＳｏＢ，ＳｉＢにおける実際のくさび角２γ’を示しているが、両図においては説明の容易化のために、接触点ＳｏＡ，ＳｉＡ，ＳｏＢ，ＳｉＢを紙面上に位置させた状態で示している。
　図７Ａについて補足すると、同図中に示す符号ＣｏＡ，ＣｏＡ’は、外側継手部材２のトラック溝７Ａとボール４の接触点軌跡であり、また符号ＣｉＡ，ＣｉＡ’は、内側継手部材３のトラック溝９Ａとボール４の接触点軌跡である。内側継手部材３に図１Ｂ中に示す白抜き矢印の方向の回転トルクを負荷した場合、接触点軌跡ＣｏＡ，ＣｉＡは負荷側となり、接触点軌跡ＣｏＡ’，ＣｉＡ’は非負荷側となる。負荷側の接触点軌跡ＣｏＡ，ＣｉＡはボール４を挟むくさび角２γ’を形成し、非負荷側の接触点軌跡ＣｏＡ’，ＣｉＡ’は、負荷側の接触点軌跡ＣｏＡ，ＣｉＡにより形成されるくさび角２γ’の開く方向とは反対方向に開いたくさび角（図示せず）を形成している。
　また、図７Ｂについて補足すると、同図中に示す符号ＣｏＢ，ＣｏＢ’は、外側継手部材２のトラック溝７Ｂとボール４の接触点軌跡であり、また符号ＣｉＢ，ＣｉＢ’は、内側継手部材３のトラック溝９Ｂとボール４の接触点軌跡である。内側継手部材３に図１Ｂ中に示す白抜き矢印の方向の回転トルクを負荷した場合、接触点軌跡ＣｏＢ，ＣｉＢは負荷側となり、接触点軌跡ＣｏＢ’，ＣｉＢ’は非負荷側となる。負荷側の接触点軌跡ＣｏＢ，ＣｉＢはボール４を挟むくさび角２γ’を形成し、非負荷側の接触点軌跡ＣｏＢ’，ＣｉＢ’は、負荷側の接触点軌跡ＣｏＢ，ＣｉＢにより形成されるくさび角２γ’の開く方向とは反対方向に開いたくさび角（図示せず）を形成している。
　図８は、図７Ａに示すボール４の保持状態（変位前の状態）と、内側継手部材３を外側継手部材２に対して軸方向に相対移動させたときのボール４の保持状態（変位後の状態）とを重ねて示す図であり、図７と同様に、ボール４とトラック溝の接触点を紙面上に位置させた状態で示している。図８中に示す符号Ｈ１およびＨ２は、それぞれ、変位前のボール４の中心Ｏｂ１の軸方向位置および変位後のボール４の中心Ｏｂ２の軸方向位置である。また、図８中に示す符号ＣｉＡ１，ＣｉＡ１’は、変位前の状態における内側継手部材３のトラック溝９Ａとボール４の接触点軌跡であり、符号ＣｉＡ２，ＣｉＡ２’は、変位後の状態における内側継手部材３のトラック溝９Ａとボール４の接触点軌跡である。
　本実施形態の等速自在継手１は、円弧状をなしたトラック溝７（７Ａ，７Ｂ），９（９Ａ，９Ｂ）の曲率中心を継手中心Ｏに配置している（トラック溝７，９の軸方向オフセットがない）関係上、くさび角２γ’はトラック溝７，９の傾斜角γ、すなわちボール軌道中心線Ｘ，Ｙの傾斜角γにより決定付けられる。従って、図８に示すように、外側継手部材２と内側継手部材３が軸方向に相対移動するのに伴ってボール４の軸方向位置が変化しても、トラック溝７Ａ，９Ａの交差角度は変化しない。すなわち、外側継手部材２のトラック溝７Ａとボール４の接触点軌跡ＣｏＡと、内側継手部材３のトラック溝９とボール４の接触点軌跡ＣｉＡ（ＣｉＡ１，ＣｉＡ２）で形成されるくさび角２γ’も変化しない。この点については、トラック溝７Ｂ，９Ｂの接触点軌跡ＣｏＢ，ＣｉＢでも同じである。従って、接触点軌跡ＣｏＡ，ＣｉＡのくさび角２γ’と接触点軌跡ＣｏＢ，ＣｉＢのくさび角２γ’による保持器５へのボール４の力の釣り合いが保たれる。
　次に、両継手部材２，３と保持器５の間の球面すきまと、ボール４とトラック溝７，９の間のボールトラックすきまについて説明する。一般に、固定式等速自在継手における両継手部材２，３の軸方向の変位量は、上記の各種すきま（のすきま幅）に関係するが、本実施形態の等速自在継手１では、ボール４の軸方向位置が変化してもくさび角２γ’が変化しないという上記の特長を前提として、さらに微振幅の振動を吸収して円滑な作動を実現するために、上記の各種すきまが設定されている。以下、図９～図１１に基づいて、ボール４とトラック溝７，９の間のボールトラックすきまΔＴと、両継手部材２，３と保持器５の間の球面すきまとの関係を説明する。
　まず、ボール４とトラック溝７，９の間のボールトラックすきまΔＴを図９，１０に基づいて説明する。図９は、図１Ａに示す等速自在継手１の継手中心平面Ｐにおける部分的な横断面図であり、同図中に示すトラック溝７（７Ａ），９（９Ａ）については、トラック溝７（７Ａ），９（９Ａ）のボール軌道中心線Ｘ，Ｙに垂直な断面で描いている。
　トルク伝達時、ボール４と両継手部材２，３のトラック溝７（７Ａ），９（９Ａ）とは、図９中に示す接触角δでアンギュラコンタクトするが、この接触角δの方向に、両継手部材２，３が周方向に中立位置にある状態（無負荷の状態）で正の値のボールトラックすきまΔＴが形成されている。なお、図９においては、理解の容易化のために各ボールトラックすきまΔＴを誇張して描いている。
　図１０は、図８の部分拡大図であるが、詳細には、両継手部材２，３が周方向に中立位置にある状態（無負荷の状態）において、図８に示す変位前の軸方向位置Ｈ１を継手中心Ｏ上に一致させた状態を示している。図９を参照して説明したように、ボール４とトラック溝７（７Ａ），９（９Ａ）の間にはボールトラックすきまΔＴが存在するので、ボール４と外側継手部材２のトラック溝７（７Ａ）の接触点軌跡ＣｏＡ’との間には軸方向すきまΔＴａｏが形成され、ボール４と内側継手部材３のトラック溝９（９Ａ）の接触点軌跡ＣｉＡ１との間には軸方向すきまΔＴａｉが形成される。図示は省略するが、同様に、ボール４と外側継手部材２のトラック溝７（７Ａ）の接触点軌跡ＣｏＡとの間には軸方向すきまΔＴａｏが形成され、ボール４と内側継手部材３のトラック溝９（９Ａ）の接触点軌跡ＣｉＡ１’との間には軸方向すきまΔＴａｉが形成される。
　次に、図１１に基づき、両継手部材２，３と保持器５の間に設けられる球面すきまについて説明する。図１１は、無負荷の状態における等速自在継手１の部分断面図（図１Ｂ中のＯ－Ｃ’線断面図）である。図１１に示すように、外側継手部材２の球状内周面６と保持器５の球状外周面１２との間に球面すきまΔＳｏが形成され、内側継手部材３の球状外周面８と保持器５の球状内周面１３との間に球面すきまΔＳｉが形成されている。この球面すきまΔＳｉにより、内側継手部材３と保持器５の間には、両者を外側継手部材２の開口側および奥側（反開口側）においてそれぞれ軸方向に離間させる軸方向すきまΔＳｉａ１，ΔＳｉａ２が形成される。
　本実施形態の等速自在継手１は、内側継手部材３と保持器５の間の軸方向すきまΔＳｉａ１，ΔＳｉａ２と、上記のボールトラックすきまΔＴによる軸方向すきまΔＴａｏ，ΔＴａｉとの間に以下の関係式が成立するように形成されている。
　ΔＳｉａ１＞（ΔＴａｏ＋ΔＴａｉ）
　ΔＳｉａ２＞（ΔＴａｏ＋ΔＴａｉ）
　ここで、本願の請求の範囲で規定している「内側継手部材と保持器の間の軸方向すきまを、ボールとトラック溝の間のボールトラックすきまによる軸方向すきまよりも大きくした」とは、上記の関係式が成立することを意味する。
　そして、上記のように、ボール４とトラック溝７，９の間のボールトラックすきまΔＴが正の値に設定されているので、図示しないデファレンシャルギア、摺動式等速自在継手および中間シャフトを介して固定式等速自在継手１の内側継手部材３にアイドリング振動（軸方向の微振動）が伝わっても、ボール４がトラック溝７，９に沿って滑らかに転がることが、すなわち外側継手部材２と内側継手部材３が軸方向に滑らかに相対変位することができる。この相対変位の際、前述のように、内側継手部材３と保持器５の間の軸方向すきまΔＳｉａ１，ΔＳｉａ２を、それぞれ、ボールトラックすきまΔＴによる軸方向すきま（ΔＴａｏ＋ΔＴａｉ）よりも大きくしたことにより、上記の相対変位時にも球面間の軸方向すきまを残存させることができる。これと共に、接触点軌跡ＣｏＡ，ＣｉＡにより形成されるくさび角２γ’および接触点軌跡ＣｏＢ，ＣｉＢにより形成されるくさび角２γ’による保持器５へのボール４の力の釣り合いが保たれることによって、保持器５が軸方向に片寄ることなく上記球面間の軸方向すきまを維持することができる。これらの相互作用により、内側継手部材３の球状外周面８と保持器５の球状内周面１３とが接触（球面接触）することなく、両継手部材２，３が軸方向に相対変位することが可能となるので、アイドリング振動のような軸方向の微振幅の振動を円滑に吸収することができる。
　以上で説明した微振幅の振動を吸収可能とするための構成は、後述する他の実施形態に係る固定式等速自在継手においても同様に採用しているが、後述する他の実施形態においては説明の簡略化の観点から詳細説明を省略している。
　なお、内側継手部材３と保持器５の間の軸方向すきまΔＳｉａ１，ΔＳｉａ２と、ボール４とトラック溝７，９の間のボールトラックすきまΔＴによる軸方向すきまΔＴａｏ，ΔＴａｉとが上記の関係式を満たすように設定されているので、外側継手部材２の球状内周面６と保持器５の球状外周面１２との間の球面すきまΔＳｏは、両継手部材２，３の屈曲作動（角度変位）に支障がない程度の最小値を確保できていれば良い。
　また、上述したように、トラック溝交差タイプの固定式等速自在継手においては、ボール４とトラック溝７Ａ，９Ａの接触点軌跡ＣｏＡ，ＣｉＡとで形成されるくさび角２γ’、およびボール４とトラック溝７Ｂ，９Ｂの接触点軌跡ＣｏＢ，ＣｉＢとで形成されるくさび角２γ’が何れも変化しないため、保持器５に作用するボール４の力の釣り合いが保たれる。従って、外側継手部材２の球状内周面６と保持器５の球状外周面１２の接触（球面接触）、および内側継手部材３の球状外周面８と保持器５の球状内周面１３の接触（球面接触）は何れも生じず、球面接触に起因した発熱が効果的に抑制あるいは防止されるので、トルク伝達効率および耐久性を向上することができる。
　図１２に、以上で説明した固定式等速自在継手１を組み込んだ自動車の後輪用ドライブシャフト２０を示す。固定式等速自在継手１は中間シャフト１１の一端に連結され、中間シャフト１１の他端には摺動式等速自在継手１５が連結されている。固定式等速自在継手１の外周面と中間シャフト１１の外周面との間、および摺動式等速自在継手１５の外周面と中間シャフト１１の外周面との間に、それぞれ蛇腹状ブーツ１６ａ，１６ｂがブーツバンド１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）により締め付け固定されている。継手内部には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。本実施形態の固定式等速自在継手１を使用したので、トルク損失や発熱が小さく高効率で、微振幅の振動を効果的に吸収することができ、しかも軽量・コンパクトな後輪用ドライブシャフト２０が実現される。このドライブシャフト２０を搭載した自動車は、トルク伝達効率が改善されることにより燃料消費を抑えることができ、しかもＮＶＨ（騒音、振動および乗り心地）性能が優れたものとなる。
　図１３Ａに、本発明の第２実施形態に係る固定式等速自在継手２１の部分縦断面図を示し、図１３Ｂに、同固定式等速自在継手２１の正面図（図１３Ａの右側面図）を示す。この実施形態の等速自在継手２１は、プロペラシャフトに組み込んで使用される（詳細は後述する）ものであり、外側継手部材２２、内側継手部材２３、ボール２４および保持器２５を備える点では図１等に示した固定式等速自在継手１と共通するが、外側継手部材２２としてディスク状（リング状）に形成されたものを使用している点において、図１等に示した固定式等速自在継手１と異なっている。
　図１３Ａに示すように、外側継手部材２２のトラック溝２７のボール軌道中心線Ｘおよび内側継手部材２３のトラック溝２９のボール軌道中心線Ｙは、何れも、継手中心Ｏを曲率中心とした円弧状を呈する。このように、外側継手部材２２のトラック溝２７のボール軌道中心線Ｘおよび内側継手部材２３のトラック溝２９のボール軌道中心線Ｙの曲率中心を、何れも継手中心Ｏ、すなわち継手の軸線Ｎ－Ｎ上に配置したことにより、トラック溝深さを均一にすることができ、かつ加工を容易にすることができる。
　詳細な図示は省略するが、トラック溝２７，２９の横断面（軸直交断面）形状は、楕円形状やゴシックアーチ状となっており、トラック溝２７，２９とボール２４は、３０°～４５°程度の接触角をもって接触する、いわゆるアンギュラコンタクトとなっている。したがって、ボール２４は、トラック溝２７，２９の溝底より少し離れたトラック溝２７，２９の側面部に接触している。
　図１４Ａに示す外側継手部材２２の部分縦断面、および図１４Ｂに示す外側継手部材２２の正面図（図１４Ａの右側面）を参照しながら、外側継手部材２２のトラック溝２７が継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜している状態を説明する。図１４Ａに示すように、トラック溝２７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍは、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向一方側に角度γだけ傾斜している。また、トラック溝２７Ａと周方向に隣り合うトラック溝２７Ｂのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍ（図示せず）は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向他方側（トラック溝２７Ａの傾斜方向とは反対方向）に角度γだけ傾斜している。
　図１５Ａに示す内側継手部材２３の側面図、および図１５Ｂに示す内側継手部材２３の正面図に基づき、内側継手部材２３のトラック溝２９が継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜している状態を説明する。図１５Ａに示すように、トラック溝２９Ａのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑは、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向一方側に角度γだけ傾斜している。また、トラック溝２９Ａと周方向に隣り合うトラック溝２９Ｂのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑ（図示せず）は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向他方側（トラック溝２９Ａの傾斜方向とは反対方向）に角度γだけ傾斜している。以上で述べた角度（傾斜角）γは、等速自在継手２１の作動性および内側継手部材２３のトラック溝の最も接近した側の球面幅Ｆを考慮し、４°～１２°の範囲に設定するのが好ましい。内側継手部材２３のトラック溝２９は、作動角０°の状態の継手中心平面Ｐを基準として、外側継手部材２２の対となるトラック溝２７と鏡像対称に形成されている。
　次に、図１６に基づいて、外側継手部材２２の縦断面より見たトラック溝の詳細を説明する。なお、図１６は、図１４Ａ中に示すトラック溝２７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍで見た断面図、すなわち、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に角度γだけ傾斜した傾斜軸Ｎ’－Ｎ’を含む平面における断面図である。図１６には、傾斜方向が互いに異なるトラック溝２７Ａ，２７Ｂのうち、トラック溝２７Ａのみを示している。外側継手部材２２の球状内周面２６には、トラック溝２７Ａが軸方向に沿って形成されている。トラック溝２７Ａは、継手中心Ｏを曲率中心とする円弧状のボール軌道中心線Ｘを有する。トラック溝２７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍ（図１４Ａ参照）上に投影された傾斜軸Ｎ’－Ｎ’の継手中心Ｏにおける垂線をＫとすると、この垂線Ｋは作動角０°の状態の継手中心平面Ｐ上にある。
　同様に、図１７に基づいて、内側継手部材３のトラック溝の詳細を説明する。図１７は、図１５Ａ中に示すトラック溝２９Ａのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑで見た断面図、すなわち、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に角度γだけ傾斜した傾斜軸Ｎ’－Ｎ’を含む平面における断面を示している。図１７には、傾斜方向が互いに異なるトラック溝２９Ａ，２９Ｂのうち、トラック溝２９Ａのみを示している。内側継手部材２３の球状外周面２８には、トラック溝２９Ａが軸方向に沿って形成されている。トラック溝２９Ａは、継手中心Ｏを曲率中心とする円弧状のボール軌道中心線Ｙを有する。トラック溝２９Ａのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑ（図１５Ａ参照）上に投影された傾斜軸Ｎ’－Ｎ’の継手中心Ｏにおける垂線をＫとすると、この垂線Ｋは作動角０°の状態の継手中心平面Ｐ上にある。
　図１８に、プロペラシャフトに特化した本実施形態の等速自在継手２１の寸法的な特徴を示す。なお、図１８は継手の軸線Ｎ－Ｎにおける断面であるが、本図に示すトラック溝は、図１４Ａに示す平面Ｍおよび図１５Ａに示す平面Ｑにおける断面を傾斜角γ＝０°まで回転させた状態で示している。図示は省略するが、この等速自在継手２１が最大作動角θｍａｘ（ここでは２０°）をとると、ボール２４は、作動角０°の状態の継手中心平面Ｐに対して、ボール２４の中心Ｏｂがθｍａｘ／２の位置に移動する。そのため、本実施形態のように最大作動角θｍａｘを２０°に設定した場合、ボール２４は、その中心Ｏｂが作動角０°の状態の継手中心平面Ｐに対して１０°だけ移動する。この状態で、ボール２４が、外側継手部材２２のトラック溝２７および内側継手部材２３のトラック溝２９のそれぞれと接触状態を確保するようにトラック溝２７，２９の長さが設定される。詳細には、トラック溝２７，２９とボール２４の接触点とトラック溝２７，２９の端部との間に余裕量を設けてトラック溝長さが設定されている。請求の範囲に示した「トラック溝がプロペラシャフトに求められる最大作動角に対応した長さを有する」とは、上記のように、「継手が最大作動角θｍａｘを取ったときにボールがトラック溝と接触状態を確保するのに必要十分なトラック溝長さを有する」ことを意味する。
　上記のトラック溝長さを基準にして外側継手部材２２や内側継手部材２３の軸方向寸法等が決定付けられる。この固定式等速自在継手２１では、最大作動角θｍａｘを２０°に設定しているので、図１８に示すように、外側継手部材２２の軸方向寸法Ｔ11や継手中心Ｏから開口側端部までの軸方向寸法Ｔ12、内側継手部材２３の軸方向寸法Ｔ13および保持器２５の軸方向寸法Ｔ14は、最大作動角θｍａｘを４０°に設定した図２２に示す従来の固定式等速自在継手１２１に比べて十分に短縮されている。
　上記のように外側継手部材２２の軸方向寸法Ｔ11、Ｔ12を短縮できることにより、完成品としての外側継手部材２２の重量低減および材料の投入重量の低減が図られる他、トラック溝２７および球状内周面２６の仕上げ加工長さを低減できる。同様に、内側継手部材２３の軸方向寸法Ｔ13を短縮できることにより、完成品としての内側継手部材２３の重量低減および材料の投入重量の低減が図られる他、トラック溝２９および球状外周面２８の仕上げ加工長さを低減できる。さらに、継手の内部空間の減少に伴い、潤滑剤（例えばグリース）の使用量を低減することができる。これにより、本実施形態の等速自在継手２１は、前輪用ドライブシャフトに用いることを想定した図２２に示す従来の固定式等速自在継手１２１に比べ、大幅に軽量・コンパクト化される。
　図１９に、以上で説明した第２実施形態の固定式等速自在継手２１を備えるプロペラシャフトの概略断面図を示す。このプロペラシャフト４０は、固定式等速自在継手２１と、内側継手部材２３の孔部に軸方向の一端がスプライン結合されたシャフト４２と、外側継手部材２２の外周面とシャフト４２の外周面に取り付けられ、継手内部に封入された潤滑剤（例えばグリース）の外部漏洩を防止するためのブーツ４１とを備える。シャフト４２は大径のパイプ部４２ａを有し、シャフト４２の軸方向の他端には、摺動式あるいは固定式等速自在継手（図示省略）が連結される。ブーツ４１は、外側継手部材２２の外周面に固定されたシール環４１ａと、一端がシール環４１ａに固定され、他端がブーツバンド４３によりシャフト４２に取り付けられた弾性ブーツ部４１ｂとからなる。なお、ブーツ４１のシール環４１ａは、例えば加締めによって外側継手部材２２の外周面に固定されるが、ここでは詳細な図示を省略している。
　このプロペラシャフト４０では、第２実施形態の固定式等速自在継手２１を使用しているので、トルク損失や発熱が小さく高効率で、微振幅の振動を効果的に吸収することができ、しかも軽量・コンパクトなプロペラシャフトが実現される。このプロペラシャフト４０を搭載した自動車は、トルク伝達効率が改善されることにより燃料消費を抑えることができ、しかもＮＶＨ（騒音、振動および乗り心地）性能が優れたものとなる。
　第２実施形態の固定式等速自在継手２１の変形例であって、本発明の第３実施形態に係る固定式等速自在継手で使用される外側継手部材の部分断面図を図２０Ａに示し、本発明の第４実施形態に係る固定式等速自在継手で使用される内側継手部材の部分断面図を図２０Ｂに示す。なお、図２０Ａは、図１６と同様に、トラック溝２７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍ（図１４Ａ参照）で見た外側継手部材の部分断面図であり、図２０Ｂは、図１７と同様に、トラック溝２９Ａのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑ（図１５Ａ参照）で見た内側継手部材の部分断面図である。第３および第４実施形態の等速自在継手が、図１３等に示した第２実施形態の固定式等速自在継手２１と異なる主な点は、トラック溝（ボール軌道中心線）の曲率中心を継手の軸線Ｎ－Ｎに対して半径方向にｆだけオフセットした位置に配置した点にある（継手中心Ｏに対する軸方向のオフセットはない）。すなわち、第３および第４実施形態では、トラック溝のボール軌道中心線の曲率中心を、垂線Ｋを含む作動角０°の状態の継手中心平面Ｐ上で半径方向にｆだけオフセットさせている。
　図２０Ａに示す態様で外側継手部材２２のトラック溝２７（２７Ａ，２７Ｂ）のボール軌道中心線Ｘの曲率中心を継手の軸線Ｎ－Ｎに対して半径方向にｆだけオフセットさせた場合、外側継手部材２２のトラック溝２７（２７Ａ，２７Ｂ）の溝深さを深くすることができる（図中の符号Ｒ，Ｒ’を参照。但しこの場合、この外側継手部材２２の内周に組み込まれる内側継手部材２３のトラック溝２９の溝深さは浅くなる）。一方、図２０Ｂに示す態様で内側継手部材２３のトラック溝２９（２９Ａ，２９Ｂ）のボール軌道中心線Ｙの曲率中心を継手の軸線Ｎ－Ｎに対して半径方向にｆだけオフセットさせた場合、内側継手部材２３のトラック溝２９（２９Ａ，２９Ｂ）の溝深さを深くすることができる（図中の符号Ｒ，Ｒ’を参照。但し、この場合、この内側継手部材２３を内周に組み込む外側継手部材２２のトラック溝２７の溝深さは浅くなる）。要するに、図２０Ａや図２０Ｂに示すように、トラック溝のボール軌道中心線の曲率中心を継手の軸線Ｎ－Ｎに対して半径方向にオフセットさせた場合、オフセットの向きやオフセット量に応じてトラック溝深さを調整することができる。なお、これ以外の構成については、第２実施形態の固定式等速自在継手２１と共通するので詳細説明を省略する。
　図示は省略するが、図１等に示した第１実施形態の固定式等速自在継手１においても、同様の構成（トラック溝の曲率中心を、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して半径方向にオフセットさせる構成）を採用できる。
　図２１Ａ及び図２１Ｂに、本発明の第５実施形態に係る固定式等速自在継手２１を示す。同図に示す等速自在継手２１は、図１３等に示す第２実施形態の固定式等速自在継手２１の変形例であり、ボール個数を６個とした点において、第２実施形態の固定式等速自在継手２１と構成を異にしている。このようにボール個数を６個とすれば、ボール個数を８個にする場合に比べ、部材総数が少なく、各部材の加工性や組立性が良好で、しかもボールサイズを大きく出来る分だけ負荷容量を大きく出来る、などといった利点がある。
　図示は省略するが、図１等に示した第１実施形態の固定式等速自在継手１においても、同様の構成（ボール個数を６個とする構成）を採用できる。
　以上の説明では、８個又は６個のボールを備えた固定式等速自在継手に本発明を適用したが、本発明は、ボールの個数が１０個、又は１２個とされた固定式等速自在継手にも好ましく適用することができる。
　また、以上では、トラック溝を周方向に等ピッチで配置した固定式等速自在継手に本発明を適用した場合を示したが、トラック溝を不等ピッチで配置した固定式等速自在継手にも本発明は好ましく適用し得る。また、以上で説明した固定式等速自継手においては、継手の軸線Ｎ－Ｎに対するトラック溝の傾斜角γをすべてのトラック溝において等しいものとしたが、これに限られず、対をなす外側継手部材と内側継手部材のトラック溝の傾斜角γが等しく形成されていれば、トラック溝の相互間で傾斜角γを異ならせても構わない。要は、保持器のすべてのポケットに作用するボールの軸方向の力が、全体として釣り合うように各傾斜角度が設定されていればよい。また、以上では、トラック溝とボールとが接触角をもって接触する（アンギュラコンタクトする）ように構成された固定式等速自在継手に本発明を適用したが、これに限られず、本発明は、トラック溝の横断面形状が円弧状に形成され、トラック溝とボールとがサーキュラコンタクトするように構成された固定式等速自在継手にも好ましく適用することができる。
　本発明は前述した実施形態に何ら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内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことである。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
１，２１　　固定式等速自在継手
２，２２　　外側継手部材
３，２３　　内側継手部材
４，２４　　ボール
５，２５　　保持器
６，２６　　球状内周面
７，２７　　トラック溝
８，２８　　球状外周面
９，２９　　トラック溝
１２，３２　球状外周面
１３，３３　球状内周面
２０　　　　後輪用ドライブシャフト
４０　　　　プロペラシャフト
Ｋ　　　　　垂線
Ｍ　　　　　平面（ボール軌道中心線を含む平面）
Ｎ　　　　　継手の軸線
Ｏ　　　　　継手中心
Ｐ　　　　　継手中心平面（作動角０°の状態の継手中心平面）
Ｑ　　　　　平面（ボール軌道中心線を含む平面）
Ｘ　　　　　ボール軌道中心線
Ｙ　　　　　ボール軌道中心線
γ　　　　　傾斜角
θ　　　　　作動角
ΔＴ　　　　ボールトラックすきま
ΔＴａｉ　　（ボールトラックすきまによる）軸方向すきま
ΔＴａｏ　　（ボールトラックすきまによる）軸方向すきま
ΔＳｉ　　　球面すきま
ΔＳｏ　　　球面すきま
ΔＳｉａ１　（内側継手部材と保持器の間の）軸方向すきま
ΔＳｉａ２　（内側継手部材と保持器の間の）軸方向すきま

Claims (6)

  1. 　球状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、対をなす前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝の間に介在してトルクを伝達するボールと、前記外側継手部材の球状内周面に嵌合する球状外周面および前記内側継手部材の球状外周面に嵌合する球状内周面を有する保持器とを備え、前記外側継手部材のトラック溝が、継手中心に対して軸方向にオフセットのない曲率中心をもつ円弧状に形成され、かつ継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合う前記トラック溝で互いに反対方向に形成されており、前記内側継手部材のトラック溝が、作動角０°の状態の継手中心平面を基準として、前記外側継手部材の対となるトラック溝と鏡像対称に形成された固定式等速自在継手において、
    　前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝の双方が、後輪用ドライブシャフトに求められる最大作動角に対応した長さを有し、かつ、前記内側継手部材と前記保持器の間の軸方向すきまを、前記ボールとトラック溝の間のボールトラックすきまによる軸方向すきまよりも大きくしたことを特徴とする固定式等速自在継手。
  2. 　球状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、対をなす前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝の間に介在してトルクを伝達するボールと、前記外側継手部材の球状内周面に嵌合する球状外周面および前記内側継手部材の球状外周面に嵌合する球状内周面を有する保持器とを備え、前記外側継手部材のトラック溝が、継手中心に対して軸方向にオフセットのない曲率中心をもつ円弧状に形成され、かつ継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合う前記トラック溝で互いに反対方向に形成されており、前記内側継手部材のトラック溝が、作動角０°の状態の継手中心平面を基準として、前記外側継手部材の対となるトラック溝と鏡像対称に形成された固定式等速自在継手において、
    　前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝の双方が、プロペラシャフトに求められる最大作動角に対応した長さを有し、かつ、前記内側継手部材と前記保持器の間の軸方向すきまを、前記ボールとトラック溝の間のボールトラックすきまによる軸方向隙間よりも大きくしたことを特徴とする固定式等速自在継手。
  3. 　前記ボールトラックすきまを正の値としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手。
  4. 　前記外側継手部材のトラック溝および前記内側継手部材のトラック溝の曲率中心を、継手の軸線上に配置した請求項１～３の何れか一項に記載の固定式等速自在継手。
  5. 　前記外側継手部材のトラック溝および前記内側継手部材のトラック溝の曲率中心を、継手の軸線より半径方向にオフセットした位置に配置した請求項１～３の何れか一項に記載の固定式等速自在継手。
  6. 　前記ボールの個数を、６個、８個、１０個又は１２個の何れかとした請求項１～５の何れか一項に記載の固定式等速自在継手。
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