JP2009127638A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】常時ボールが滑らかに転動して、耐久性、ＮＶＨ（Noise-Vibration-Harshness）、伝達効率等の向上を図ることができ、さらには、グリースやブーツへの悪影響をあたえない等速自在継手を提供する。
【解決手段】内径面２１にトラック溝２２が形成された外側継手部材と、外径面２４にトラック溝２５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２２と内側継手部材のトラック溝２５とで構成されるボールトラックを転動するトルク伝達用のボール２７と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在してボール２７を保持する保持器２８とを備えた等速自在継手である。外側継手部材及び内側継手部材の少なくとも一方のトラック溝２２，２５の横断面において、トラック底側を、ボール２７がサーキュラコンタクトするサーキュラ形状部３０とするとともに、開口部側を、ボールがアンギュラコンタクトするアンギュラ形状部３１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や産業機械に使用される等速自在継手に関し、特に、トルク伝達部材のボールを用いた等速自在継手に関する。

等速自在継手には、バーフィールド型（ＢＪ）、ダブルオフセット型（ＤＯＪ）、クロスグルーブ型（ＬＪ）等があり、これらの等速自在継手は、トルクを伝達するトルク伝達部材としてボールが使用される。

例えば、バーフィールド型（ＢＪ）の等速自在継手は、図９に示すように内径面１に複数のトラック溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材としての外輪３と、外径面４に外輪３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材としての内輪６と、外輪３のトラック溝２と内輪６のトラック溝５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外輪３の内径面１と内輪６の外径面４との間に介在してボール７を保持する保持器８とを備えている。保持器８には、ボール７が収容されるポケット９が周方向に沿って複数配設されている。内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離Ｆだけ離して設けている。

自動車の駆動系に使用されている等速自在継手のトラック溝は、内外輪６、３ともボール７がアンギュラ接触する形状とされる（特許文献１、及び非特許文献１）。図６と図７に示すように、外輪３のトラック溝２の横断面形状は、ボール７の半径ｒよりも大きな曲率半径Ｒ１で形成されたゴシックアーチ状である。このゴシックアーチ状としたことにより、トラック溝２とボール７との接触が、トラック接触角α１を有するアンギュラ接触となっている。また、内輪６のトラック溝５の横断面形状も、ボール７の半径ｒよりも大きな曲率半径Ｒ２で形成されたゴシックアーチ状である。このゴシックアーチ状としたことにより、トラック溝５とボール７との接触が、トラック接触角α２を有するアンギュラ接触となっている。ここで、接触角α１、α２とは、ボール７の中心Ｏｂを基準としてボール７とトラック溝２、５とが接触するボール接触中心Ｐ，Ｐ１とトラック溝２、５の溝底中心Ｑ、Ｑ１とのなす角度を意味する。

また、ボール接触中心Ｐ、Ｐ１とは、トラック溝２、５とボール７との接触により形成される楕円形状の接触面における長軸と短軸とが交わる点を意味する。この長軸は、接触楕円の長手方向における最も長い部分となる軸をいい、短軸は、前述の長軸と直交する短手方向における最も長い部分となる軸をいう。

接触角α１、α２を有するアンギュラコンタクトである場合、トルクが負荷されると、外輪３とボール７、内輪６とボール７は、通常、それぞれ１点で接触し、外輪側の接触角α１と内輪側の接触角α２とは同一となるように変化する。すなわち、接触点は、外輪側においてはＰからＰａへ移動し、接触角がα１からα３へ変位し、内輪側においてはＰ１からＰ１ａへ移動し、接触角がα２からα３へ変位する。

なお、図６では、α１＝α２であり、Ｒ1＝Ｒ２であり、図７では、α１＜α２であり、Ｒ1＝Ｒ２である。また、図６及び図７では、すきまｍ（外輪３のトラック溝２にアンギュラ接触しているボール７の中心Ｏｂと、内輪６のトラック溝５にアンギュラ接触しているボール７の中心Ｏｂとの間の隙間）のものを示している。
特開昭６０−１６７８１７号公報 Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｊｏｉｎｔｓ ａｎｄ Ｄｒｉｖｅｓｈａｆｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ

しかしながら、製品には製造精度のばらつきがある。この製造精度のばらつきにて、図８に示すように、外輪側の接触角α２と内輪側の接触角α１の角度差が大きくなった場合（α１＜α２）、負荷側および被負荷側の両方のトラックに荷重が負荷されれば、ボール７との接触において、外輪３のトラック溝２、内輪６のトラック溝５のいずれか一方が１点接触、他方が２点接触になることがある。すなわち、図８においては、外輪３側では接触点がＰａの１点となり、内輪６側では接触点はＰ２、Ｐ２の２点となる。なお、図８では、α１＜α２であり、Ｒ1＝Ｒ２であり、すきまｍのものを示している。

このような場合、外輪側の接触角がα１からα３（α１＞α３）は変化するが、内輪側の接触角α２は変化せず、接触角が異なることになる。つまり、α３＜α２となる。このような状況が発生すると、外輪３のトラック溝２と内輪６のトラック溝５との間で、スムーズなボールの回転ができなくなる。このため、等速自在継手の耐久性、ＮＶＨ（Noise-Vibration-Harshness）、伝達効率等に悪影響を及ぼすことになる。さらには、発熱により、継手内部に充填されるグリースや等速自在継手に付設されるブーツにも悪影響を及ぼすことになる。

本発明は、上記課題に鑑みて、常時ボールが滑らかに転動して、耐久性、ＮＶＨ（Noise-Vibration-Harshness）、伝達効率等の向上を図ることができ、さらには、グリースやブーツへの悪影響をあたえない等速自在継手を提供する。

本発明の等速自在継手は、内径面にトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に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とで構成されるボールトラックを転動するトルク伝達用のボールと、外側継手部材と内側継手部材との間に介在して前記ボールを保持する保持器とを備えた等速自在継手であって、外側継手部材と内側継手部材との少なくとも一方のトラック溝において、トラック底側を、ボールがサーキュラコンタクトするサーキュラ形状部とするとともに、開口部側を、ボールがアンギュラコンタクトするアンギュラ形状部としたものである。

本発明の等速自在継手によれば、外側継手部材と内側継手部材との少なくとも一方のトラック溝において、トラック底側を、ボールがサーキュラコンタクトするサーキュラ形状部とするとともに、開口部側を、ボールがアンギュラコンタクトするアンギュラ形状部としたことによって、ボールが、一方のトラック溝に対して１点接触となるとともに、他方のトラック溝に対して２点接触となるという状態を回避することができる。

外側継手部材及び内側継手部材の各トラック溝は、それぞれサーキュラ形状部とアンギュラ形状部とを備えるものであってもよい。この場合、トルクが負荷された状態において、ボールはそれぞれのトラック溝（外側継手部材及び内側継手部材のトラック溝）に対して安定して１点接触となる。

前記サーキュラ形状部は、ボール半径よりも大きい曲率半径の円弧部にて構成することができる。また、アンギュラ形状部は、サーキュラ形状部の曲率半径よりも大きい曲率半径の円弧部を有するものであっても、サーキュラ形状部の曲率半径よりも大きい曲率半径の楕円弧部を有するものであってもよい。さらには、アンギュラ形状部は直線部を有するものであってもよい。

トラック溝の縦断面形状が単一の円弧部で構成されたものであっても、円弧部と直線部とで構成されたものであっても、直線部で構成されたものであってもよい。

トラック溝の向きを周方向に沿って交互に対称となるように配置したものであってもよい。すなわち、外側継手部材のトラック溝は第１の外側ボール軌道と第２の外側ボール軌道とを有し、内側継手部材のトラック溝は、第１の内側ボール軌道と第２の内側ボール軌道とを有する。第１の外側ボール軌道と第１の内側ボール軌道とが互いに軌道の第１の対を形成し、第２の外側ボール軌道と第２の内側ボール軌道とが互いに軌道の第２の対を形成し、軌道の対がそれぞれトルク伝達ボールを収容する。このため、ボール軌道との接触点におけるボールにおける接線が、ボール軌道において互いに開放角を形成することができる。従って、トラック溝の形状を異なるものとするものとして、例えば、軌道の第１の対の開放角が、開口端部側から反開口端部側に向かって開放させ、軌道の第２の対の開放角が、反開口端部側から開口端部側に向かって開放させることができる。

本発明では、トルクが負荷された状態において、ボールが、一方のトラック溝に対して１点接触となるとともに、他方のトラック溝に対して２点接触となるという状態を回避することができ、それぞれのトラック溝に対して１点接触となる。このため、ボールは常時滑らかに転動し、耐久性、ＮＶＨ（Noise-Vibration-Harshness）、伝達効率等の向上を図ることができ、さらには、グリースやブーツへの悪影響をあたえない。

外側継手部材及び内側継手部材の各トラック溝は、それぞれサーキュラ形状部とアンギュラ形状部とを備えるものであれば、トルクが負荷された状態において、ボールはそれぞれのトラック溝に対して安定して１点接触となり、耐久性、ＮＶＨ（Noise-Vibration-Harshness）、伝達効率等の向上を安定して図ることができる。

ボールトラックの縦断面形状が単一の円弧部で構成されたものであっても、円弧部と直線部とで構成されたものであっても、直線部で構成されたものであってもよい。すなわち、等速自在継手としては、バーフィールド型（ＢＪ）であっても、アンダーカットフリー型（ＵＪ）であっても、ダブルオフセット型（ＤＯＪ）やクロスグルーブ型（ＬＪ）であってもよい。

また、ボールトラックの向きを周方向に沿って交互に対称となるように配置されたものであってもよい。

以下本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。図２に第１実施形態の等速自在継手を示し、等速自在継手は、内径面２１に複数のトラック溝２２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材としての外輪２３と、外径面２４に外輪２３のトラック溝２２と対をなす複数のトラック溝２５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材としての内輪２６と、外輪２３のトラック溝２２と内輪２６のトラック溝２５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール２７と、外輪２３の内径面２１と内輪２６の外径面２４との間に介在してボール２７を保持する保持器２８とを備えている。保持器２８には、ボール２７が収容されるポケット２９が周方向に沿って複数配設されている。内輪２６はその軸孔内径２６ａに、図示省略のシャフトの端部を圧入することによりスプライン嵌合してシャフトとトルク伝達可能に結合されている。この場合の等速自在継手は、トラック溝２２、２５の縦断面形状がストレート部（直線部）を有さないツェパー型を示している。

内輪２６のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離Ｆだけ離して設けている。

この場合、外輪２３のトラック溝２２は、図１に示すように、ボール２７がアンギュラ接触（アンギュラコンタクト）する。すなわち、外輪２３のトラック溝２２の横断面形状は、ボール２７の半径ｒよりも大きな曲率半径Ｒ１でブローチ加工等により形成されたゴシックアーチ状である。このゴシックアーチ状としたことにより、トラック溝２２とボール２７との接触が、トラック接触角α１を有するアンギュラ接触となっている。すなわち、この等速自在継手にトルクが負荷されない状態において、ボール２７が２点で接触する２点接触となっている。なお、接触角α１とは、ボール２７の中心Ｏｂを基準としてボール２７とトラック溝２２とが接触するボール接触中心Ｐとトラック溝２２の溝底中心Ｑとのなす角度を意味する。

また、ボール接触中心Ｐとは、トラック溝２２とボール２７との接触により形成される楕円形状の接触面における長軸と短軸とが交わる点を意味する。この長軸は、接触楕円の長手方向における最も長い部分となる軸をいい、短軸は、前述の長軸と直交する短手方向における最も長い部分となる軸をいう。

この場合、ボール接触率が大きくなれば、前述の接触楕円が小さくなり、逆に、ボール接触率が小さくなれば、接触楕円が大きくなる。ここで、ボール接触率とは、ボール２７の半径ｒに対するゴシックアーチ状の円弧面を形成する曲率半径Ｒ１の比（Ｒ１／ｒ）である。

内輪２６のトラック溝２５の横断面形状は、トラック底側を、ボール２７がサーキュラコンタクトするサーキュラ形状部３０とするとともに、開口部側を、ボール２７がアンギュラコンタクトするアンギュラ形状部３１としている。

すなわち、トラック溝２５において、溝底Ｑ１から所定角度αａ、αａまでの範囲を曲率半径がＲｓの円弧部を構成することによって、ボール２７がサーキュラコンタクト（サーキュラ接触）する２αａの範囲であるサーキュラ形状部３０を形成することができる。また、このサーキュラ形状部３０よりも溝開口側は、曲率半径がＲａ（＝Ｒ１）の円弧部を形成することによって、アンギュラコンタクト（アンギュラ接触）するアンギュラ形状部３１、３１を形成することができる。

また、アンギュラ形状部３１の曲率半径Ｒａは、サーキュラ形状部３０の円弧部の曲率半径Ｒｓよりも大きく設定され、サーキュラ形状部３０の円弧部の曲率半径Ｒｓはボール２７の半径ｒよりも大きく設定されている。また、すきまｍ（外輪２３のトラック溝２２にアンギュラ接触しているボール２７の中心Ｏｂと、内輪２６のトラック溝２５にサーキュラ接触しているボール１７の中心Ｏｂとの間の隙間）が設定されている。

このように構成された等速自在継手において、トルクが負荷されて、ボール２７が図１の実線で示すように、トラック溝２２に対して図面上の左側へ移動した状態になれば、接触点がＰａのように、溝開口側へ移動する。このため、トラック溝２２においては、１点接触となり、また、接触角がα３に示すように、トルクが負荷されていない状態（仮想線で示す状態）の接触角α１よりも小さくなる。

このトルクが負荷された状態では、内輪２６側のトラック溝２５においては、接触点はＰ１ａのように、図面上の右側の開口側へ移動する。このため、トラック溝２５においては、１点接触のままであり、接触角がトラック溝２２と同じα３となる。すなわち、トルクが負荷されたときに、外輪２３とボール２７、内輪２６とボール２７とはそれぞれ１点接触し、接触角が同一となる。

本発明によれば、トルクが負荷された状態において、ボール２７が、一方のトラック溝に対して１点接触となるとともに、他方のトラック溝に対して２点接触となるという状態を回避することができ、それぞれのトラック溝２２，２５に対して１点接触となる。このため、ボール２７は常時滑らかに転動し、耐久性、ＮＶＨ（Noise-Vibration-Harshness）、伝達効率等の向上を図ることができ、さらには、グリースやブーツへの悪影響をあたえない。

図３はアンダーカットフリー型を示す。この等速自在継手は、内径面４１に複数のトラック溝４２が形成された外側継手部材としての外輪４３と、外径面４４に外輪４３のトラック溝４２と対をなす複数のトラック溝４５が形成された内側継手部材としての内輪４６と、外輪４３のトラック溝４２と内輪４６のトラック溝４５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール４７と、外輪４３の内径面４１と内輪４６の外径面４４との間に介在してボール４７を保持するポケット４９を有する保持器４８とを備えている。内輪４６はその軸孔内径４６ａに、図示省略のシャフトの端部を圧入することによりスプライン嵌合してシャフトとトルク伝達可能に結合されている。

前記外輪４３のトラック溝４２は、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝４２ａと、トラック溝底が外輪軸線と平行なストレート部となる開口側トラック溝４２ｂとからなる。奥側トラック溝４２ａは、その曲率中心Ｏ１ａを継手中心Ｏから軸方向に外輪４３の開口側にずらしている。また、内輪４６のトラック溝４５は、トラック溝底が内輪軸線と平行なストレート部となる奥側トラック溝４５ａと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝４５ｂとからなる。開口側トラック溝４５ｂの曲率中心Ｏ２ａを継手中心Ｏから軸方向に外輪４３の奥側トラック溝４２ａの曲率中心Ｏ１ａと反対側の奥側に等距離Ｆだけ離して設けている。

この場合も、外輪４３のトラック溝４２は、図１に示すように、ボール２７がアンギュラ接触（アンギュラコンタクト）する。また、内輪４６のトラック溝４５の横断面形状は、トラック底側を、ボール２７がサーキュラコンタクトするサーキュラ形状部３０とするとともに、開口部側を、ボール２７がアンギュラコンタクトするアンギュラ形状部３１としている。

このため、図３に示す等速自在継手は、図２に示す等速自在継手と同様の作用効果を奏することができる。しかも、アンダーカットフリー型としたことによって、継手作動角の高角化を図ることができる。また、直線部に代えて、奥側側から開口側に向かって外径方向に傾斜するテーパ部としたものであってもよい。すなわち、トラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものであってもよく、これによって、より一層の高角化が可能となる。

図４はダブルオフセット型の等速自在継手を示す。この等速自在継手は、円筒状の内径面５１に複数の直線状のトラック溝５２を軸方向に形成した外側継手部材としての外輪５３と、球面状の外径面５４に前記外輪３のトラック溝５２と同数の直線状のトラック溝５５を軸方向に形成した内側継手部材としての内輪５６と、外輪５３のトラック溝５２と内輪５６のトラック溝５５との間に介在するトルク伝達ボール５７と、トルク伝達ボール５７を保持する保持器５８とを備える。また、内輪４６はその軸孔内径５６ａに、図示省略のシャフトの端部を圧入することによりスプライン嵌合してシャフトとトルク伝達可能に結合されている。

保持器５８は、トルク伝達ボール５７を収容する複数のポケット５９とを備えた環体であり、球面状の外径面５８ａが外輪５３の内径面５１に接触案内され、球面状の内径面５８ｂが内輪５６の外径面５４に接触案内される。外径面５８ａの球面中心Ｏｏと内径面８ｂの球面中心Ｏｉとは、それぞれ、ポケット５９の中心Ｏｐ（等速自在継手の角度中心）に対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされている。なお、外輪５３の一方の開口部にエンドキャップ６０が装着されている。

この場合も、外輪５３のトラック溝５２は、図１に示すように、ボール５７がアンギュラ接触（アンギュラコンタクト）する。また、内輪５６のトラック溝５５の横断面形状は、トラック底側を、ボール２７がサーキュラコンタクトするサーキュラ形状部３０とするとともに、開口部側を、ボール２７がアンギュラコンタクトするアンギュラ形状部３１としている。

このため、図４に示す等速自在継手は、図２に示す等速自在継手と同様の作用効果を奏することができる。角度変位および軸方向変位を許容する摺動式の等速自在継手を構成することができる。

ところで、前記実施形態では、内輪２６、４６、５６のトラック溝２５、４５、５５にサーキュラ形状部３０とアンギュラ形状部３１とを設けていたが、他の実施形態として、外輪２３、４３、５３のトラック溝２２、４２、５２に、溝底側にサーキュラ形状部３０を設けるとともに、溝開口側にアンギュラ形状部３１を設けるようにしてもよい。

このように、外輪２３、４３、５３のトラック溝２２、４２、５２にサーキュラ形状部３０とアンギュラ形状部３１を設けたものとすることによっても、トルクが負荷された状態において、ボール２７、４７、５７は、それぞれのトラック溝に対して１点接触となる。

また、外輪２３、４３、５３のトラック溝２２、４２、５２及び内輪２６、４６、５６のトラック溝２５、４５、５５に、ぞれぞれ、サーキュラ形状部３０とアンギュラ形状部３１とを設けるようにしてもよい。これによれば、トルクが負荷された状態において、ボールはそれぞれのトラック溝に対して安定して１点接触となる。

アンギュラ形状部３１としては、前記実施形態では円弧部にて形成していたが、楕円弧部にて形成するものであってもよい。この場合、曲率半径としては、サーキュラ形状部３０の円弧部の曲率半径よりも大きく設定することになる。このようなアンギュラ形状部３１を有するものであっても、図１に示す等速自在継手と同様の作用効果を奏する。

アンギュラ形状部３１において、肩部（トラック開口部）に直線部を設けることによって、アンギュラ形状部３１の円弧部の曲率半径面から後退する逃げ部を形成するものであってもよい。

このように、逃げ部を形成することによって、トラック肩部に打ち傷や変形やバリが存在していたとしても、これらにボール２７、４７、５７が干渉するのを防止できて、ボールの転動を損なうことがない。また、トルクが負荷された時のボール２７、４７、５７とトラック溝２２、４２、５２、（２５、４５、５５）との接触楕円が小さくなって、ボール２７、４７、５７がトラック肩部に乗り上げるのを防止できる。

本発明における等速自在継手としては、図２〜図４に示すもの以外に、トルク伝達部材にボールを使用するものであればよいので、レブロ型（クロスグルーブ型）であってもよい。クロスグルーブ型の等速自在継手は、内輪のトラックと外輪のトラックが軸線に対して反対方向に角度をなしているものでって、対をなす内輪のトラックと外輪のトラックとの交叉部にボールが組み込まれている。

また、クロスグルーブ型には、フロートタイプとノンフロートタイプとがあり、いずれのタイプであっても、本発明の等速自在継手に適用することができる。フロートタイプとは、保持器の最小内径が内輪の最大外径よりも小さいタイプであり、保持器の最小内径が内輪の最大外径よりも大きいタイプである。

ボールトラックの向きを周方向に沿って交互に対称となるように配置したものであってもよい。すなわち、外側継手部材のトラック溝は第１の外側ボール軌道と第２の外側ボール軌道とを有し、内側継手部材のトラック溝は、第１の内側ボール軌道と第２の内側ボール軌道とを有する。第１の外側ボール軌道と第１の内側ボール軌道とが互いに軌道の第１の対を形成し、第２の外側ボール軌道と第２の内側ボール軌道とが互いに軌道の第２の対を形成し、軌道の対がそれぞれトルク伝達ボールを収容する。このため、ボール軌道との接触点におけるボールにおける接線が、ボール軌道において互いに開放角を形成することができる。従って、トラック溝の形状を異なるものとするものとして、例えば、軌道の第１の対の開放角が、開口端部側から反開口端部側に向かって開放させ、軌道の第２の対の開放角が、反開口端部側から開口端部側に向かって開放させることができる。

ボールトラックの縦断面形状において複数の円弧部を備えたものであってもよい。すなわち、図５に示すように、トラック溝２２は、軸方向に連なる２つの円弧２２ｂ１，２２ｂ２で形成されている。このトラック溝２２は、奥側の円弧２２ｂ１の中心Ｏ１１が軸線Ｌよりも径方向外側かつ継手中心面Ｃよりも開口側に位置している。開口側の円弧２２ｂ２の中心Ｏ１２は、軸線Ｌよりも径方向内側かつ継手中心面Ｃよりも開口側に位置している。奥側の円弧２２ｂ１の半径Ｒｂは、開口側の円弧２２ｂ２の半径Ｒｃよりも大きく形成されている。

前記トラック溝２５は、軸方向に連なる２つの円弧２５ｂ１，２５ｂ２で形成されている。このトラック溝２５は、奥側の円弧２５ｂ１の中心Ｏ２１が軸線Ｌよりも径方向内側かつ継手中心面Ｃよりも奥側に位置している。開口側の円弧２５ｂ２の中心Ｏ２２は、軸線Ｌよりも径方向外側かつ継手中心面Ｃよりも奥側に位置している。奥側の円弧２５ｂ１の半径ｒ１は、開口側の円弧２５ｂ２の半径ｒ２よりも小さく形成されている。

前記トラック溝２２について、各円弧が接続される接続点Ｓと、各円弧の中心位置との間に、所定の関係が成立するように形成されている。すなわち、奥側の円弧２２ｂ１と開口側の円弧２２ｂ２との接続点Ｓと、開口側の円弧２２ｂ２の中心Ｏ１２と、奥側の円弧２２ｂ１の中心Ｏ１１とが単一の外輪溝直線Ｓｏ上に位置している。

また、上記トラック溝２５について、各円弧が順次接続される接続点Ｓ１と、各円弧の中心位置との間に、所定の関係が成立するように形成されている。すなわち、奥側の円弧２５ｂ１と開口側の円弧２５ｂ２との接続点Ｓ１と、奥側の円弧２５ｂ１の中心Ｏ２１と、開口側の円弧２５ｂ２の中心Ｏ２２とが単一の内輪溝直線Ｓｉ上に位置している。

上記外輪溝直線Ｓｏと内輪溝直線Ｓｉは、継手中心面Ｃに関して対称に形成されている。すなわち、外輪溝直線Ｓｏと内輪溝直線Ｓｉは、継手中心面Ｃに関して互いに逆側に延在し、上記継手中心面Ｃと外輪溝直線Ｓｏとの間の角度αと、継手中心面Ｃと内輪溝直線Ｓｉとの間の角度αが同じに形成されている。さらに、上記外輪溝直線Ｓｏと内輪溝直線Ｓｉとの交点が、ボール２７の中心Ｂと一致している。

これによって、トラック溝２２の奥側の円弧２２ｂ１の中心Ｏ１１と、トラック溝２５の開口側の円弧２５ｂ２の中心Ｏ２２とは、軸線Ｌから径方向外側にｄ１だけオフセットしていると共に、軸線Ｌの延在方向に、継手中心面Ｃから互いに逆側に同じ距離だけオフセットしている。また、トラック溝２２の開口側の円弧２２ｂ２の中心Ｏ１２と、トラック溝２５の奥側の円弧２５ｂ１の中心Ｏ２１とは、軸線Ｌから径方向内側にｄ２だけオフセットしていると共に、軸線Ｌの延在方向に、継手中心面Ｃから互いに逆側に同じ距離だけオフセットしている。さらに、ボール２７が、接続点Ｓでトラック溝２２に接触すると共に、接続点Ｓ１でトラック溝２５に接触している。

トラック溝２５の奥側の円弧２５ｂ１の中心Ｏ２１が、軸線Ｌよりも径方向内側にオフセットされていることにより、トラック溝２５の奥側部分は従来よりも深く形成されている。したがって、高作動角においても、トラック溝２５の奥側部分でボール２７の接触部が溝の縁に接近し難くなる。その結果、内輪２６の外径面２４にボール２７が乗り上がる不都合や、トラック溝２５の縁部に欠けが生じる不都合や、トラック溝２５に早期にフレーキングが生じる不都合を防止できる。

また、トラック溝２２の奥側の円弧２２ｂ１の中心Ｏ１１が、軸線Ｌよりも径方向外側にオフセットされていることにより、トラック溝２２の奥側部分は従来よりも深く形成されている。したがって、高作動角においても、トラック溝２２の奥側部分でボール２７の接触部が溝の縁に接近し難くなる。その結果、外輪２３の内径面２１にボール２７が乗り上がる不都合や、トラック溝２２の縁部に欠けが生じる不都合や、トラック溝２２に早期にフレーキングが生じる不都合を防止できる。

なお、図５に示す等速自在継手において、外輪溝直線Ｓｏと内輪溝直線Ｓｉを、互いに平行に形成しても、継手中心面Ｃに対して外輪溝直線Ｓｏと内輪溝直線Ｓｉとの傾斜する方向を、図５における傾斜する方向と逆であってもよい。

また、特開２００４−１５６６９９号公報に記載されているように、トラック溝が、１個の円弧部と複数の直線部とを有するものであってもよい。これによって、広角化に伴う体格の増大を抑制しながらも、広角使用時における耐久性を好適に維持することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、サーキュラ形状部３０とアンギュラ形状部３１との範囲としては、トルクが負荷された状態において、ボールが外輪側と内輪側とのトラック溝に対して１点接触となる範囲内において種々変更可能である。各実施形態において、ボール数として任意に設定でき、様々なタイプのものに対応させることができる。特に、８個以上のトルク伝達ボールを備えた等速自在継手では、強度、負荷容量、及び耐久性を確保しつつ、より一層のコンパクト化、軽量化を実現することができる。

トラック溝として、３個以上の円弧部を有するものであっても、複数の円弧部と一つの直線部とを有するものであってもよい。

本発明の第１実施形態を示す等速自在継手の要部拡大断面図である。 前記等速自在継手の断面図である。 本発明の第２実施形態を示す等速自在継手の断面図である。 本発明の第３実施形態を示す等速自在継手の断面図である。 本発明の第４実施形態を示す等速自在継手の断面図である。 従来の等速自在継手においてトルク負荷状態の要部拡大断面図である。 従来の等速自在継手において前記図６よりも接触角が変位した状態の要部拡大断面図である。 従来の等速自在継手において不具合を生じている状態の要部断面図である。 従来の等速自在継手の断面図である。

符号の説明

２１、４１、５１ 内径面
２２、４２、５２ トラック溝
２４、４４、５４ 外径面
２５、４５、５５ トラック溝
２７、４７、５７ ボール
２８、４８、５８ 保持器
３０ サーキュラ形状部
３１ アンギュラ形状部

Claims (10)

1. 内径面にトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に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とで構成されるボールトラックを転動するトルク伝達用のボールと、外側継手部材と内側継手部材との間に介在して前記ボールを保持する保持器とを備えた等速自在継手であって、
   外側継手部材と内側継手部材との少なくとも一方のトラック溝において、トラック底側を、ボールがサーキュラコンタクトするサーキュラ形状部とするとともに、開口部側を、ボールがアンギュラコンタクトするアンギュラ形状部としたことを特徴とする等速自在継手。
2. 外側継手部材及び内側継手部材の各トラック溝は、それぞれサーキュラ形状部とアンギュラ形状部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記サーキュラ形状部は、ボール半径よりも大きい曲率半径の円弧部にて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
4. アンギュラ形状部は、サーキュラ形状部の曲率半径よりも大きい曲率半径の円弧部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
5. アンギュラ形状部は、サーキュラ形状部の曲率半径よりも大きい曲率半径の楕円弧部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
6. アンギュラ形状部は直線部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
7. トラック溝の縦断面形状が単一の円弧部で構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の等速自在継手。
8. トラック溝の縦断面形状が円弧部と直線部とで構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の等速自在継手。
9. トラック溝の縦断面形状が直線部で構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の等速自在継手。
10. トラック溝の向きを周方向に沿って交互に対称となるように配置したことを特徴とする請求項１〜請求項９に記載の等速自在継手。

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