固定式等速自在継手
【課題】内輪（内側継手部材）やケージの強度を確保しつつ、小型軽量化を図り得ることが可能であり、また高角度強度および耐久性を向上させることができる固定式等速自在継手を提供する。
【解決手段】内球面２１にトラック溝２２を形成した外側継手部材と、外球面２２にトラック溝２５を形成した内側継手部材と、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との対で形成されるボールトラックに配置されるトルク伝達ボール２７と、トルク伝達ボール２７を保持するケージ２８を備えた固定式等速自在継手である。内側継手部材の内径面に、挿入されるシャフト６５の雄セレーション６６と嵌合する雌セレーション６１が形成されるとともに、雌セレーション６１は継手開口側において省略され、その省略部に、底面８３が雌セレーション６１の大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部８４を形成した。
【解決手段】内球面２１にトラック溝２２を形成した外側継手部材と、外球面２２にトラック溝２５を形成した内側継手部材と、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との対で形成されるボールトラックに配置されるトルク伝達ボール２７と、トルク伝達ボール２７を保持するケージ２８を備えた固定式等速自在継手である。内側継手部材の内径面に、挿入されるシャフト６５の雄セレーション６６と嵌合する雌セレーション６１が形成されるとともに、雌セレーション６１は継手開口側において省略され、その省略部に、底面８３が雌セレーション６１の大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部８４を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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作動角変位を許容しながら回転トルクを伝達する固定式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車及びこれに準ずる各種車両においては、エンジンからの駆動力をホイールに伝達する動力伝達経路に、二軸間で角度変位や軸方向変位があった場合でも等速で回転動力を伝達することが可能な等速自在継手を配設することが行われている。等速自在継手には、プランジング運動（軸方向変位）を行わない固定式等速自在継手とプランジング運動を行う摺動式等速自在継手がある。固定式等速自在継手としては、バーフィールド型（ＢＪ）やアンダーカットフリー型（ＵＪ）が広く知られている。
【０００３】
例えば、ＵＪタイプの固定式等速自在継手は、図２７と図２８に示すように内球面１に複数のトラック溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材としての外輪３と、外球面４に外輪３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内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の内球面１と内輪６の外球面４との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。ケージ８には、ボール７が収容されるポケット９が周方向に沿って複数配設されている。
【０００４】
また、外輪３のトラック溝２は、奥側が円弧部２ａとされ、開口側が直線部２ｂとされる。内輪６のトラック溝５は、奥側が直線部５ａとされ、開口側が円弧部５ｂとされる。内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ１および外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ２は、継手中心Ｏに対して等距離Ｆ、Ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットされている。
【０００５】
近年においては、コンパクト化を図るために、図２８に示すようにボールを８個としたものがある。この場合、ケージのポケット中心位置におけるケージ肉厚をＴＣＡＧＥとするとともに、作動角が０°のときのボールのピッチ円半径をＰＣＲＢＡＬＬとし、この比であるＴＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．１１〜０．１９程度とされる。
【０００６】
また、従来のＵＪ型等速自在継手には、図２９に示すように、小型軽量化のために、上記内外輪３，６の各トラック溝２，５の曲率中心Ｏ１，Ｏ２とトルク伝達ボール７の中心Ｑを結ぶ直線と、トルク伝達ボール７の中心Ｑと継手中心Ｏを結ぶ直線とが成すトラック溝のオフセット角θＴＲＡＣＫを、４°≦θＴＲＡＣＫ≦６°の範囲に設定するものがある。
【０００７】
このようなものでは、外輪３の内球面１の曲率中心Ｏ１０（ケージ８の外球面８ａの曲率中心）及び内輪６の外球面４の曲率中心Ｏ２０（ケージ８の内球面８ｂの曲率中心）も、それぞれ継手中心Ｏを挟んで軸方向に等距離だけオフセットされている。そして、ケージ８の内外球面８ａ，８ｂの曲率中心Ｏ１０，Ｏ２０とトルク伝達ボール７の中心Ｑを結ぶ直線と、トルク伝達ボール７の中心Ｑと継手中心Ｏを結ぶ直線とが成すケージ８のオフセット角θＣＡＧＥを、０°＜θＣＡＧＥ＜１°の範囲に設定している。このように、ケージ８は、そのオフセット角θＣＡＧＥが非常に小さく設定されているため、略均一な厚さに成形される。
【０００８】
近年、固定式等速自在継手の更なる小型軽量化のため、ケージ８の厚さを更に薄くすることが試みられている。図２８に示す等速自在継手において、ＴＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．１１〜０．１９に保ったまま、更なるコンパクト化、つまりピッチ円半径を小さくしようとすれば、ケージ８の肉厚が必然的に薄くなる。このように薄くなれば、ポケット９間の柱部、及びポケット９の側枠（軸方向に対面する窓枠）の剛性が低下する。すなわち、継手が高作動角をとった状態で回転する場合、ケージ８の継手開口側の端部に大きな負荷がかかるため、その部分の強度は確保しなければならない。しかしながら、高作動角時において、等速自在継手としての強度を確保することが困難である。
【０００９】
また、前記図２９に示す継手の構成において、ケージ８の厚さを薄く設定すると、ケージ８が均一に薄く成形されるため、ケージ８の継手開口側の端部の強度を十分に確保することが困難であった。また、このケージ８の小型軽量化に伴う継手開口側の端部の強度低下は、特に小型車・軽自動車用等に適用する小サイズの固定式等速自在継手に顕著に認められる。
【００１０】
そこで、コンパクト化を図った新しいタイプの固定式等速自在継手として、特許文献１に記載のように、６個ボールタイプものが提案されている。
【００１１】
ところで、図３０〜図３２に示すように、内輪６の内径面に雌セレーション（雌スプライン）１１が形成され、この雌セレーション１１に、シャフト１３に形成された雄セレーション（雄スプライン）１２が嵌合する。これによって、シャフト１３と内輪６とがトルク伝達可能に連結される。
【００１２】
また、雄スプライン１２には、図３０に示すように、谷部１２ａをそのままシャフト１３の外周面に抜いたタイプ（切抜けタイプ）と、図３１に示すように、雄スプライン１２の谷部１２ａの終端側を滑らかに拡径させたタイプ（切上げタイプ）とがある（特許文献２）。ここで、終端側とは、内輪６へのシャフト１３の挿入時に、内輪６に最初に嵌合するシャフト端面を始端側とした場合の反対側をいう。
【００１３】
図３０では、１箇所のみにシャフト１３の抜け止め手段Ｗが設けられている。すなわち、この抜け止め手段Ｗは、雄セレーション１２に形成された周方向溝１５と、内輪６の雌セレーション１１に設けられる周方向溝１４と、この周方向溝１４、１５に係合する止め輪１６とを備える。
【００１４】
図３１では、抜け止め手段Ｗと位置決め手段Ｗ１とが設けられている。この場合の抜け止め手段Ｗは、内輪６の雌セレーション１１の始端に設けられる切欠部１７と、雄セレーション１２に形成された周方向溝１５と、切欠部１７と周方向溝１５とに係合する止め輪１６とを備える。また、位置決め手段Ｗ１は、内輪６の終端側に設けられる端面１８と、シャフト１３の外径面に設けられた当接端面１９とで構成される。
【００１５】
図３２においては、雄スプライン１２を図３０と同様の切抜けタイプとしている。抜け止め手段Ｗも図３１と同様、雌セレーション１１の切欠部１７と、雄セレーション１２に形成された周方向溝１５と、切欠部１７と周方向溝１５とに係合する止め輪１６とを備える。しかしながら、位置決め手段Ｗ１は、シャフト１３に装着されたストッパ２０で構成される。すなわち、このストッパ２０が内輪６の端面６ａに当接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−２６３１６３号公報
【特許文献２】特開２０００−９７２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特許文献１に記載のような構造とすることによって、等速自在継手のコンパクト化を実現できる。しかしながら、小さいピッチ円直径（ＰＣＤ）に大きなボールを配置することになり、内部部品（内側継手部材、ボール、ケージ等からなる組立体）の強度バランスが今までの等速自在継手と異なることになる。すなわち、従来と同じシャフトを適用した場合、雌セレーション１１を形成したことによって、内輪６の肉厚（特に、継手開口側）が薄くなる。このため、他部品である外輪３やケージ８に比べて内輪６の強度がバランス的に劣ることになる。
【００１８】
また、雄スプラインが切抜けタイプでは、特許文献２に記載されているように、静的強度および疲労強度で劣る。このため、静的強度および疲労強度を考慮すれば、図３１に示すような切上げタイプが好ましい。
【００１９】
しかしながら、切上げタイプを用いた場合であっても、内輪６を、鍛造成形にて構成した場合、図３３に示すように、トラック溝５に沿ってファイバーフローが形成される。このファイバーフローは、雌スプライン１１側に切れた状態となる。このため、切上げタイプであっても、静捩り強度や疲労強度試験等において、ファイバーフローの切断部が疲労起点等となって、強度低下を招くことになる。また、トルク伝達面積を稼ぐため、雌セレーション（雌スプライン）が、比較的、内輪開口側（スプライン終端側）にまで形成されることになる。雌セレーションがスプライン終端側まで形成されていることも、強度低下を招く要因となっている。
【００２０】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、内輪（内側継手部材）やケージの強度を確保しつつ、小型軽量化を図り得ることが可能であり、また高角度強度および耐久性を向上させることができる固定式等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の固定式等速自在継手は、内球面に軸方向に延びた複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外球面に軸方向に延びた複数のトラック溝を形成した内側継手部材と、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との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内球面と前記内側継手部材の外球面との間に介在すると共に前記トルク伝達ボールを保持するケージを備えた固定式等速自在継手において、前記内側継手部材の内径面に、挿入されるシャフトの雄セレーションと嵌合する雌セレーションが形成されるとともに、前記雌セレーションは継手開口側において省略され、その省略部に、底面が前記雌セレーションの大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部を形成したものである。
【００２２】
本発明の固定式等速自在継手によれば、雌セレーションは継手開口側において省略され、その省略部に周方向切欠部を形成したので、ファイバーフローの継手開口側切断部におけるセレーションを無くすことができる。このため、内側継手部材の継手開口側における応力緩和を図ることができる。
【００２３】
内側継手部材の内径面の継手開口側にシャフトの位置決め手段を設けるとともに、内側継手部材の内径面の継手奥側にシャフトの抜け止め手段を設けるのが好ましい。内側継手部材の内径面の継手開口側にシャフトの抜け止め手段を設けたものであってもよい。
【００２４】
前記トルク伝達ボールの数を６個とするとともに、前記トルク伝達ボールのピッチ円直径（ＰＣＤＢＡＬＬ）と前記トルク伝達ボールの直径（ＤＢＡＬＬ）との比ｒ１（＝ＰＣＤＢＡＬＬ／ＤＢＡＬＬ）を、３．０≦ｒ１≦３．３の範囲に設定するようにできる。これによって、等速自在継手としての強度・耐久性を確保することができる。
【００２５】
ピッチ円直径とボールの直径との比が３．０未満であると、ボールの直径が大きい場合は内側継手部材の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ、ボールのピッチ円直径が小さい場合は内側継手部材（内輪）・外側継手部材（外輪）とボール間の面圧が大きくなり、耐久性の点で懸念が生じる。逆に、３．３を越えると、ボールの直径が小さい場合はボールの負荷容量が小さくなり、耐久性の点で懸念が生じ、ボールのピッチ円直径が大きい場合は、外側継手部材外径が大きくなり、コンパクト化が達成できない。
【００２６】
前記外側継手部材の外径（ＤＯＵＴＥＲ）と前記トルク伝達ボールの直径（ＤＢＡＬＬ）との比ｒ２（＝ＤＯＵＴＥＲ／ＤＢＡＬＬ）を、４．６≦ｒ２≦４．８の範囲に設定することができる。外側継手部材の外径とボールの直径との比が４．６未満であると、ボールの直径が大きい場合は外側継手部材の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ、外側継手部材の外径が小さい場合は内側継手部材・外側継手部材とボール間の面圧が大きくなり、耐久性の点で懸念が生じる。逆に、４.８を越えると、ボールの直径が小さい場合はボールの負荷容量が小さくなり、耐久性の点で懸念が生じ、外側継手部材の外径が大きい場合はコンパクト化が達成できない。
【００２７】
継手作動角が０°の状態における、前記ケージの内外球面の曲率中心と前記トルク伝達ボールの中心を結ぶ直線と、前記トルク伝達ボールの中心と継手中心とを結ぶ直線とが成すケージのオフセット角θＣＡＧＥを、２．７°≦θＣＡＧＥ≦５．７°の範囲に設定することができる。
【００２８】
ケージのオフセット角θＣＡＧＥを、従来のケージのオフセット角（０°＜θＣＡＧＥ＜１°）より大きく設定することによって、ケージの継手開口側の端部の肉厚が、他の部分に比べて厚く成形される。ケージのオフセット角が、２．７°未満であると、ケージの継手開口側の端部が薄くなり、十分な強度が確保できない。また、５．７°を越えると、ケージの継手奥側の端部の肉厚が極端に薄くなる。ケージの製造工程において一般的に熱処理を施すが、ケージの肉厚が極端に薄くなると、その肉厚の薄い部分では熱処理による未硬化層が少なくなり、靱性が低下し十分な強度が確保できなくなる。また、ケージの継手開口側の端部と継手奥側の端部とで、肉厚差が大きいと加工性の悪化も懸念される。
【００２９】
ケージのポケット中心位置におけるケージ肉厚をＴＣＡＧＥとするとともに、作動角が０°のときのボールのピッチ円半径をＰＣＲＢＡＬＬとし、この比であるＴＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．２０以上０．２３以下としてもよい。０．２０≦ｔCAGE／ＰＣＲBALL≦０．２３とすることによって、小型化及びケージ強度の向上を図ることができ、しかも、ボール２７のトラック溝のエッジ部への乗り上げを防止できる。
【００３０】
ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬが０．２０未満となると、外径が大きくなり、コンパクト化が困難になったり、ケージの肉厚が薄くなったり、大角度時の必要継手強度が確保することが困難となる。一方、ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬが０．２３を越えると、内径セレーション部（シャフト嵌合部）における内輪（内側継手部材）の肉厚が薄くなり、大角度時（高作動角時）の必要継手強度の確保が困難になったり、内輪及び外輪の球面が小さくなることにより、許容可能なトルクレベルが低下したりする。この結果、ボールが内輪及び外輪のトラック溝のエッジ部に乗り上げ易くなり、耐久性が著しく低下してしまうおそれがある。
【００３１】
外側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材のトラック溝の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせるとともに、ケージの外球面の曲率中心とケージの内球面の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージのオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一とするのが好ましい。これによって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージの肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。
【００３２】
ところで、内側継手部材をケージに組み込む際は、内側継手部材のトラック溝相互間に配設された外球面の一つを、ケージのポケットに挿入して、内側継手部材をケージ内に収納することになる。このため、内外継手部材の各トラック溝を、周方向不等ピッチに配設すると共に、狭いピッチ内に配設されたケージの柱部を除去したものとすれば、柱部を除去することによって、この除去部に内側継手部材の外球面を落とし込むことができる。
【００３３】
また、等速自在継手を組み立てる場合、外側継手部材にケージを組み込むことになる。このため、内外継手部材の各トラック溝相互間のピッチのうち、２つのピッチの位相を６０°以下に設定すると共に、残りの４つのピッチの位相を６０°以上に設定することによって、組み込み性の向上を図ることができる。すなわち、外側継手部材にケージを組み込む際は、ケージのポケットを、小さい位相のピッチ内に配設された外側継手部材の内球面に対向させて組み込むことになる。この際、小さいピッチ内に配設された内球面の開口側端部の周方向長さが、対向するケージのポケットの幅より小さく設定されることになり、前記内球面がケージの外周面に干渉することなく、ケージを外側継手部材に容易に組み込むことができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の固定式等速自在継手では、内側継手部材の継手開口部において応力緩和を図ることができ、内側継手部材の強度を向上させることができる。このため、従来と同じ緒言のシャフトを適用することができ、従来品との共用が可能となって、コストの低減を図ることができる。また、３．０≦ｒ１≦３．３の範囲に設定することによって、等速自在継手としての強度・耐久性を確保することができ、高精度の等速自在継手を提供することができる。
【００３５】
また、外側継手部材の外径とボールの直径との比を、４．６以上４.８以下とすることによって、一層強度・耐久性を確保することができる。ケージのオフセット角度を、２.７°以上５.７°以下に設定することによって、ケージの継手開口側の端部の肉厚を、他の部分に比べて厚く成形することができ、継手の小型軽量化を図るためにケージを薄く成形しても、ケージの継手開口側の端部は、継手の高作動角回転時に付与される負荷に耐え得る強度を確保することができる。
【００３６】
０．２０≦ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬ≦０．２３とすることによって、小型化及びケージ強度の向上を図ることができ、しかも、ボールのトラック溝のエッジ部への乗り上げを防止できる。すなわち、本発明によれば、コンパクト化（小型化）を可能とするとともに、小型化してもケージの強度を確保でき、さらには、高角捩りトルク負荷時のケージ損傷を防止できて、高角強度の向上を図ることができる。このため、よりコンパクトなフォルムにて継手強度耐久性を従来品(8個ボールの固定式ジョイント)と同等以上に確保することができる。
【００３７】
ケージのオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一として大きくすることによって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージの肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。このため、高角時のボールがトラックエッジに乗り上げるのを防止でき、エッジに過大な応力が作用することがなくなる。すなわち、高角時の捩りトルク負荷容量の低下を防ぎ、高角耐久寿命の向上（改善）や高角時の内側継手部材と外側継手部材のトラック溝の塑性変形に起因する破損強度の向上（改善）を図ることができる。
【００３８】
内側継手部材のトラック溝及び外側継手部材のトラック溝を円周方向に不等ピッチで配設し、狭いピッチのケージの柱を除去すれば、ケージの外側継手部材（外輪）への組込みが容易となり、しかも、長窓が必然的に形成され、長窓幅が内輪幅より大きくなって、内輪のケージの組込みが容易となる。また、外側継手部材のトラック溝において、２つのピッチの位相を６０°以下に設定すると共に、残りの４つのピッチの位相を６０°以上に設定することによって、干渉なくケージの組込みができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２】前記固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図３】前記固定式等速自在継手の横断面図である。
【図４】前記固定式等速自在継手の要部縦断面図である。
【図５】前記固定式等速自在継手の内輪の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す固定式等速自在継手の横断面図である。
【図７】図６に示す固定式等速自在継手の外輪とケージとの関係を示す正面図である。
【図８】図６に示す固定式等速自在継手の内輪とケージとの関係を示す側面図である。
【図９】図６に示す固定式等速自在継手のケージへに内輪の組み込み状態を示す側面図である。
【図１０】固定式等速自在継手のケージを示し、（ａ）は前記図６のケージの側面図であり、（ｂ）はケージの第１の変形例を示す側面図であり、（ｃ）はケージの第２の変形例を示す側面図であり、（ｄ）はケージの第３の変形例を示す側面図である。
【図１１】固定式等速自在継手のケージを示し、（ａ）はケージの第４の変形例を示す側面図であり、（ｂ）はケージの第５の変形例を示す側面図である。
【図１２】ケージの第６変形例を示す側面図である。
【図１３】ケージの第６変形例を示す斜視図である。
【図１４】内輪の変形例を示す斜視図である。
【図１５】前記図１４に示す内輪の正面図である。
【図１６】前記図１４に示す内輪の断面図である。
【図１７】前記図１４に示す内輪を用いたケージへの組み込み方法を示す断面図である。
【図１８】ケージへの組み込み時に形成される隙間の説明図である。
【図１９】内輪の他の変形例を示す斜視図である。
【図２０】前記図１９に示す内輪の正面図である。
【図２１】前記図１９に示す内輪の断面図である。
【図２２】内輪に形成される切欠部を示し、（ａ）は第１変形例を示す拡大断図であり、（ｂ）は第２変形例を示す拡大断図である。
【図２３】内輪に形成される切欠部を示し、（ａ）は第３変形例の正面図であり、（ｂ）は第３変形例の断面図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２６】本発明の第５の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２７】従来の固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２８】従来の固定式等速自在継手の横断面図である。
【図２９】従来の固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図３０】従来の固定式等速自在継手の内輪とシャフトとの関係を示す縦断面図である。
【図３１】従来の固定式等速自在継手の他の内輪とシャフトとの関係を示す縦断面図である。
【図３２】従来の固定式等速自在継手の別の内輪とシャフトとの関係を示す縦断面図である。
【図３３】内輪に形成されるファイバーフローの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下本発明の実施の形態を図１〜図２６に基づいて説明する。
【００４１】
この固定式等速自在継手は、図１と図２に示すように内球面２１に複数（６個）のトラック溝２２が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、外球面２４に外輪２３のトラック溝２２と対をなす複数（６個）のトラック溝２５が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（６個）のボール２７と、外輪２３の内球面２１と内輪２６の外球面２４との間に介在してボール２７を保持するポケット（ポケット）２９を有するケージ２８とを備えている。この場合、図３に示すように、ポケット２９は円周方向に沿って等ピッチ（６０°ピッチ）で６個配設されている。
【００４２】
前記外輪２３のトラック溝２２は、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝２２ａと、トラック溝底が外輪軸線と平行なストレート部となる開口側トラック溝２２ｂとからなる。奥側トラック溝２２ａは、その曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の開口側にずらしている。また、内輪２６のトラック溝２５は、トラック溝底が内輪軸線と平行なストレート部となる奥側トラック溝２５ａと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝２５ｂとからなる。開口側トラック溝２５ｂの曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の奥側トラック溝２２ａの曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離ｋだけ離して設けている。
【００４３】
内輪２６の孔部６０の内径面には、トルク伝達部位である雌セレーション（雌スプライン）６１が形成されている。すなわち、図５に示すように、内輪２６の孔部６０にシャフト６５が嵌入され、このシャフト６５に設けられた雄セレーション６６が、内輪２６の雌セレーション６１に嵌合する。これによって、シャフト６５と内輪２６間のトルクが伝達される。なお、雄セレーション６６の端部には周方向溝６７が形成され、この周方向溝６７に止め輪６８が装着される。これによって、止め輪６８が内輪２６の孔部６０の内径面の端部（継手奥側端部）の切欠部６９に係合して、シャフト６５の抜け止め手段Ｗが構成される。すなわち、抜け止め手段Ｗは、内輪２６の継手奥側に設けられ、シャフト６５の周方向溝６７と、内輪２６の切欠部６９と、この周方向溝６７及び切欠部６９に係合する止め輪６８とで構成される。
【００４４】
ところで、この雄セレーション（雄スプライン）６６は、雄スプライン６６の谷部６６ａの終端側を滑らかに拡径させたタイプ（切上げタイプ）である。すなわち、雄スプライン６６の谷部６６ａの終端側に立上り部８０が設けられるとともに、雄スプライン６６の山部６６ｂのセレーション終端側に下傾部８１が設けられている。ここで、終端側とは、内輪２６へのシャフト６５の挿入時に、内輪２６に最初に嵌合するシャフト端面を始端側とした場合の反対側をいう。
【００４５】
雌セレーション６６は継手開口側（終端側）において省略され、その省略部に、底面８３が雌セレーション６６の大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部（大径部）８４を形成している。すなわち、雌セレーション６６の最大外径寸法をＤ１とし、周方向切欠部８４の内径寸法をＤ２とした場合、Ｄ１＜Ｄ２となる。
【００４６】
このように周方向切欠部（大径部）８４を設けることによって、ファイバーフローの継手開口側切断部におけるセレーションを無くすことができる。このため、内輪２６の継手開口側での応力緩和を図ることができる。
【００４７】
また、シャフト６５には、雄セレーション６６のセレーション終端から継手開口部に向かって拡径するテーパ部８７が設けられ、このテーパ部８７が内輪２６のテーパ部８５に当接する。内輪２６のテーパ部８５と、シャフト６５のテーパ部８７とで、位置決め手段Ｗ１が構成される。
【００４８】
すなわち、シャフト６５の端部の雄セレーション６６を内輪２６に嵌入して行けば、シャフト６５のテーパ部８７が内輪２６のテーパ部８５に当接するまで嵌入することができる。この当接した状態では、止め輪６８が、周方向溝６７及び切欠部６９に係合する状態となる。
【００４９】
従って、図５に示すように、止め輪６８が周方向溝６７及び切欠部６９に係合するとともに、内輪２６のテーパ部８５とシャフト６５のテーパ部８７とが当接している状態では、シャフト６５は内輪２６に対して軸心方向の移動が規制される。すなわち、シャフト６５が内輪２６に対して矢印Ｅ１方向に移動する方向の外力が作用した場合、シャフト６５のテーパ部８７が内輪２６のテーパ部８５に当接しているので、この矢印Ｅ１方向の移動が規制される。また、シャフト６５が内輪２６に対して矢印Ｅ２方向に移動する方向の外力が作用した場合、止め輪６８が切欠部６９に係合しているので、この矢印Ｅ２方向の移動が規制される。
【００５０】
ところで、外輪２３のトラック溝２２や内輪２６のトラック溝２５は、塑性加工、研削等にて成形することができる。
【００５１】
ケージ２８は、外球面２８ａの曲率中心Ｏ３と内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４とを、継手中心（ケージ中心）Ｏに対して等距離ｋ２だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージ２８のオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一として大きくしている。
【００５２】
このため、ケージ２８の外球面２８ａは、外輪２３の奥側トラック溝２２ａの溝底とほぼ同心円弧（曲率半径は相違する同心円弧）を形成することができ、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、ケージ２８の開口側の肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。
【００５３】
図３に示すように、ケージ２８のポケット中心位置におけるケージ肉厚をｔＣＡＧＥとするとともに、作動角が０°のときのボール２７のピッチ円半径をＰＣＲＢＡＬＬとし、この比であるｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．２０以上０．２３以下とする。
【００５４】
また、図３に示すように、ボール２７のピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬとボール２７の直径ＤＢＡＬＬとの比ｒ１を、３．０以上３．３以下とする。すなわち、３．０≦ｒ１≦３．３としている。外輪２３の外径ＤＯＵＴＥＲとボール２７の直径ＤＢＡＬＬとの比ｒ２を、４．６以上４.８以下とする。すなわち、４．６≦ｒ２≦４．８としている。
【００５５】
ここで、ピッチ円半径ＰＣＲＢＡＬＬとは、ボール中心が描く円の軌跡の半径であり、ピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬとは、ボール中心が描く円の軌跡の直径である。すなわち、ピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬは、外輪２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１、又は、内輪２６のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２と、トルク伝達ボール７の中心Ｑとを結ぶ線分の長さＰＣＲの２倍と定義する（ＰＣＤＢＡＬＬ＝ＰＣＲ×２）。
【００５６】
図４に示すように、作動角が０°のときにおいて、ケージ２８の外球面２８ａの曲率中心Ｏ３とボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌ３と、継手中心Ｏとボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌとの成す角度θ３、及びケージ２８の内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４とボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌ４と、継手中心Ｏとボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌとの成す角度θ４をそれぞれ２.７°以上５.７°以下に設定している。なお、角度θ３及びθ４は、ケージオフセット角（θＣＡＧＥ）と呼ぶ。また、作動角が０°とは、外輪２３の軸線と内輪の軸線とが一致する状態である。すなわち、２．７°≦θＣＡＧＥ≦５．７°に設定される。
【００５７】
このように、上記ケージのオフセット角θＣＡＧＥを、図２７に示す従来のケージのオフセット角（０°＜θＣＡＧＥ＜１°）より大きく設定することによって、ケージ２８の継手開口側の端部の肉厚が、他の部分に比べて厚く成形される。これにより、継手の小型軽量化を図るためにケージ２８を薄く成形しても、ケージ２８の継手開口側の端部は、継手の高作動角回転時に付与される負荷に耐え得る強度を確保することができる。
【００５８】
ケージのオフセット角θＣＡＧＥが、θＣＡＧＥ＜２．７°であると、ケージ２８の継手開口側の端部が薄くなり、十分な強度が確保できない。また、５．７°＜θＣＡＧＥである場合は、ケージ２８の継手奥側の端部の肉厚が極端に薄くなる。ケージの製造工程において一般的に熱処理を施すが、ケージ２８の肉厚が極端に薄くなると、その肉厚の薄い部分では熱処理による未硬化層が少なくなり、靱性が低下し十分な強度が確保できなくなる。また、ケージ２８の継手開口側の端部と継手奥側の端部とで、肉厚差が大きいと加工性の悪化も懸念される。
【００５９】
また、作動角が０°のときにおいて、外輪２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１とボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌ１と、継手中心Ｏとボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌとの成す角度θ１、及び内輪２６のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２とボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌ２と、継手中心Ｏとボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌとの成す角度θ２をそれぞれ前記オフセット角（θＣＡＧＥ）と略同一に設定される。なお、角度θ１及び角度θ２は、トラックオフセット角（θＴＲＡＣＫ）と呼ぶ。この実施形態では、外輪２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１をケージ２８の外球面２８ａの曲率中心Ｏ３よりも反継手中心側に配置するとともに、内輪２６のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を、ケージ２８の内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４よりも反継手中心側に配置している。このため、この実施形態では、トラックオフセット角（θＴＲＡＣＫ）がケージオフセット角（θＣＡＧＥ）よりも僅かに大きく設定されている。
【００６０】
本発明では、ボールの数が６個であるので、比較的大きなボールを使用することができる。このため、ボール１個の許容できるトルク容量が確保でき、小さいＰＣＤに配置、つまり外径をコンパクトにすることができる。ケージ２８のポケット間の柱部の肉厚も厚くすることができるので、高作動角時の強度を確保できる。
【００６１】
雌セレーション６６は継手開口側において省略され、その省略部に周方向切欠部８４を形成した。それによりファイバーフローの継手開口側切断部におけるセレーションを無くすことができる。このため、内輪２６の継手開口側ファイバーフロー切断部における応力緩和を図ることができ、内輪２６の強度を向上させることができる。従って、従来と同じ緒言のシャフトを適用することができ、従来品との共用が可能となって、コストの低減を図ることができる。
【００６２】
図１に示す周方向切欠部８４を有さない固定式等速自在継手と、図１に示す固定式等速自在継手と同一タイプ及び同一サイズであって、周方向切欠部８４を有さない従来の固定式等速自在継手とに対して、作動角４６°でＦＥＭ解析（有限要素法）によって、内輪の開口側薄肉部内径の応力値を調べた。この結果、周方向切欠部８４を有さない固定式等速自在継手が、周方向切欠部８４を有さない固定式等速自在継手に対して７０％程度低減した。
【００６３】
ところで、ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬが０．２０未満となると、外径が大きくなり、コンパクト化が困難になったり、ケージの肉厚が薄くなったり、大角度時の必要継手強度が確保することが困難となる。一方、ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬが０．２３を越えると、内径セレーション部（シャフト嵌合部）における内輪（内側継手部材）の肉厚が薄くなり、大角度時（高作動角時）の必要継手強度の確保が困難になったり、内輪２６及び外輪２３の球面が小さくなることにより、許容可能なトルクレベルが低下したりする。この結果、ボール２７が内輪２６及び外輪２３のトラック溝２５、２２のエッジ部に乗り上げ易くなり、耐久性が著しく低下してしまうおそれがある。
【００６４】
このため、０．２０≦ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬ≦０．２３とすることによって、小型化及びケージ強度の向上を図ることができ、しかも、ボール２７のトラック溝のエッジ部への乗り上げを防止できる。すなわち、本発明によれば、コンパクト化（小型化）を可能とするとともに、小型化してもケージ２８の強度を確保でき、さらには、高角捩りトルク負荷時のケージ損傷を防止できて、高角強度の向上を図ることができる。このため、よりコンパクトなフォルムにて継手強度耐久性を従来品(８個ボールの固定式ジョイント)と同等以上に確保することができる。
【００６５】
また、ボール２７のピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬとボール２７の直径との比を、３．０以上３．３以下としたことによって、等速自在継手としての強度・耐久性を確保することができ、高精度の等速自在継手を提供できる。ピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬとボール２７の直径との比をｒ１としたときに、ｒ１＜３．０であると、ボール２７の直径が大きい場合は内輪２６の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ、ボール２７のピッチ円直径が小さい場合は内・外輪２６、２３とボール間の面圧が大きくなり、耐久性の点で懸念が生じる。逆に、ｒ１＞３．３であると、ボール２７の直径が小さい場合はボール２７の負荷容量が小さくなり、耐久性の点で懸念が生じ、ボール２７のピッチ円直径が大きい場合は、外輪２３の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じたり、或いは外輪外径が大きくなり、コンパクト化が達成できない。
【００６６】
外輪２３の外径とボール２７の直径との比を、４．６以上４.８以下とするのが好まし
い。これによって、一層強度・耐久性を確保できる。外輪２３の外径とボール２７の直径との比ｒ２としたときに、ｒ２＜４．６であると、ボール２７の直径が大きい場合は外輪２３の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ、外輪２３の外径が小さい場合は内・外輪２６、２３とボール２７間の面圧が大きくなり、耐久性の点で懸念が生じる。逆に、ｒ２＞４.８であると、ボール２７の直径が小さい場合はボールの負荷容量が小さくな
り、耐久性の点で懸念が生じ、外輪２３の外径が大きい場合は、コンパクト化が達成できない。
【００６７】
ケージ２８のオフセット角度θ３及びθ４を、２.７°以上５.７°以下に設定することによって、ケージ２８の継手開口側の端部の肉厚を、他の部分に比べて厚く成形することができ、継手の小型軽量化を図るためにケージ２８を薄く成形しても、ケージ２８の継手開口側の端部は、継手の高作動角回転時に付与される負荷に耐え得る強度を確保することができる。ケージ２８のオフセット角θ３及びθ４を、２.７°以上５.７°以下に設定することによって、ケージ２８の継手開口側の端部の肉厚が、他の部分に比べて厚く成形される。ケージ２８のオフセット角θ３、θ４が、２．７°未満であると、ケージ２８の継手開口側の端部が薄くなり、十分な強度が確保できない。また、５．７°を越えると、ケージ２８の継手奥側の端部の肉厚が極端に薄くなる。ケージの製造工程において一般的に熱処理を施すが、ケージ２８の肉厚が極端に薄くなると、その肉厚の薄い部分では熱処理による未硬化層が少なくなり、靱性が低下し十分な強度が確保できなくなる。また、ケージ２８の継手開口側の端部と継手奥側の端部とで、肉厚差が大きいと加工性の悪化も懸念される。
【００６８】
また、本発明では、ケージ２８のオフセット量ｋをトラック溝２２、２５のオフセット量と略同一として大きくしている。このため、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージ２８の肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。このため、高角時のボール２７がトラックエッジに乗り上げるのを防止でき、エッジに過大な応力が作用することがなくなる。すなわち、高角時の捩りトルク負荷容量の低下を防ぎ、高角耐久寿命の向上（改善）や高角時の内輪２６と外輪２３のトラック溝２５、２２の塑性変形に起因する破損強度の向上（改善）を図ることができる。
【００６９】
図６は他の実施形態を示し、この場合のケージ２８は、周方向間隔が大の一対の長ポケット３０と、周方向間隔が小の一対の短ポケット３１との４個を有している。そして、一対の長ポケット３０を周方向に沿って１８０度ずらせるとともに、一対の短ポケット３１を周方向に沿って１８０度ずらせて、長ポケット３０と短ポケット３１とを周方向に沿って交互に配置している。このため、ポケット間に設けられる柱部（ケージ柱部）３３が４個となる。そして、長ポケット３０には２個のボール２７を収容するとともに、短ポケット３１には１個のボール２７を収容する。
【００７０】
長ポケット３０に収容される２個のボール２７のＰＣＤ上のピッチ角ｅを６０度よりも小さくするとともに、その他のボール２７のピッチ角ｄを６０度よりも大きくしている。このため、図７に示すように、ケージ２８の長ポケット３０に対応する外輪２３の２つのトラック溝間肩幅寸法ｆを、ケージ軸方向におけるポケット幅ｇよりも小さく設定している。すなわち、内輪２６及び外輪２３の各トラック溝２５、２２を、周方向不等ピッチに配設すると共に、外輪２３のトラック溝相互間に配設された複数の内球面のうち、最小の前記ピッチ内に配設された内球面の開口側端部の周方向長さ（トラック溝間肩幅寸法）ｆを、ケージ２８のポケット幅ｇより小さく設定している。さらに、図８に示すように、長ポケット３０の周方向間隔ｈよりも内輪２６の軸方向長さｉを短くしている。
【００７１】
ところで、長ポケット３０には、図７と図８に示すように、長ポケット３０の相対面する長辺３５ａ、３５ｂの長手方向中央部に、長ポケット内方側へ張り出す膨出部３６、３６を設けて、長ポケット３０にスリット３７を介して連設される２つのボール収容部３８、３８を形成している。また、膨出部３６、３６は、その外面がケージ２８の外球面２８ａと同一曲率半径の連続した球面であり、内面がケージ２８の内球面２８ｂと同一曲率半径の連続した球面である。なお、この実施形態では、膨出部３６の形状がケージ外周側からみて側辺が円弧面とされた台形状である。このため、各膨出部３６の突出端面３６ａは、ケージ周方向に沿って延びる平面であり、所定間隔Ｍをもって対向（対面）している。
【００７２】
所定間隔Ｍとしては、図８に示すように、組立時に内輪２６の肩部４７（隣合うトラック溝間の突部）に干渉しない寸法とする。また、膨出部３６の大きさや形状としても、作動角を付けて回転したとき等において、ボール収容部３８に収容されるボール２７の動きを阻害しないようにする必要がある。なお、膨出部３６としては、長ポケット３０を形成する際に、機械加工や塑性加工で形成することができる。
【００７３】
このように、周方向間隔が大の一対の長ポケット３０と、周方向間隔が小の一対の短ポケット３１との４個を有し、一対の長ポケット３０を周方向に沿って１８０度ずらせるとともに、一対の短ポケット３１を周方向に沿って１８０度ずらせて、長ポケット３０と短ポケット３１とを周方向に沿って交互に配置したことによって、ケージ２８のポケット間の柱部３３の数を４つとすることができ、１本あたりの柱部３３の周方向長さを長くすることができる。
【００７４】
これにより、各ケージ柱部３３の剛性を大きくすることができるので、小さなＰＣＤに大きなボール２７を配置することができ、負荷容量を低下させずにコンパクト化が可能となる固定式等速自在継手として小型化を図ることができ、しかも、高角度時の捩りトルク負荷に対して、ケージ２８の破損を防止できる。また、長ポケット３０を有することによって、内輪２６のケージ２８への組込みが容易となる。すなわち、内輪２６のケージ２８への組み込みは、図８と図９に示すように、内輪２６の一の肩部４７を一の長ポケット３０に落とし込むことになるから、肩部４７を落とし込むポケット２９に、長ポケット３０を用いることによって、その作業性の向上を図ることができる。
【００７５】
長ポケット３０に膨出部３６、３６を設けることによって、この長ポケット３０を構成するための枠（窓枠）の剛性を向上できる。これによって、窓枠の剛性不足によるケージ２８の変形を防止でき、この継手の作動性を損なわずに済み、長期に亘って安定した作動性を発揮することができる。
【００７６】
さらに、継手開口側の長辺３５ａ側の膨出部３６によって、作動角をとる際に、外輪２３の開口（入口）のインローエッジ部と、ケージ外球面２８ａ側のポケットエッジ部との干渉を遅らせたり、無くしたりすることができ、継手奥側の長辺３５ｂの膨出部３６によって、内輪２６の外球面２４の奥側エッジ部とケージ内球面２８ｂ側のポケットエッジ部との干渉を遅らせたり、無くしたりすることができる。このため、ケージ２８の外側継手部材の内球面２１や内側継手部材の外球面２４に案内しやすくなり、継手の作動性が悪化するのを防止でき、窓枠の剛性向上による継手の作動性の悪化防止と相俟って、ケージ２８の欠けや割れを有効に防止できる。
【００７７】
このように前記図６等に示す固定式等速自在継手では、内輪２６及び外輪２３の各トラック溝２５，２２を、周方向不等ピッチに配設すると共に、外輪２３のトラック溝相互間に配設された複数の内球面のうち、最小のピッチ内に配設された内球面の開口側端部の周方向長さｆを、ケージ２８のポケット２９の幅ｇより小さく設定している。
【００７８】
このように構成することによって、外輪２３にケージ２８を組み込む際は、ケージ２８のポケット２９を、外輪２３の最小のピッチ内に配設された内球面に対向させて組み込むことになる。この場合、最小のピッチ内に配設された内球面の開口側端部の周方向長さが、対向するケージ２８のポケット２９の幅より小さく設定されているので、内球面がケージ２８の外周面に干渉することなく、ケージ２８を外輪２３に容易に組み込むことができる。
【００７９】
また、内輪２６及び外輪２３の各トラック溝相互間のピッチのうち、継手中心に対して対称に位置する２つのピッチの位相を６０°より小さく設定すると共に、残りの４つのピッチの位相を６０°より大きく設定し、前記６０°より小さい位相のピッチ内に配設された外輪２３の内球面の開口側端部の周方向長さｆを、前記ケージ２８のポケット２９の幅より小さく設定していることになる。
【００８０】
このような場合、ケージ２８を外輪２３に容易に組み込むことができる。また、ポケット２９の幅より小さい周方向長さの内球面（開口側端部）が、継手中心に対して対称に配置されるので、一層組み込みやすいものとなる。
【００８１】
前記実施形態の長ポケット３０は図１０（ａ）に記載のように、膨出部３６、３６がいわゆる台形形状であったが、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）のような形状であってもよい。すなわち、図１０（ｂ）の膨出部３６、３６は、膨出部３６の突出端面３６ａのコーナ部がアール状とされ、図１０（ｃ）の膨出部３６、３６は、基部コーナ部がなだらかでない台形状とされ、図１０（ｄ）の膨出部３６、３６は矩形状とされている。
【００８２】
この図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）のような形状の長ポケット３０を有するケージ２８であっても、図１０（ａ）のケージ２８と同様の作用効果を奏する。
【００８３】
また、図１１に示すように、一対の膨出部３６、３６のうちいずれか一方を省略してもよい。図１１（ａ）では膨出部３６を継手開口部側の長辺３５ａ側にのみ設け、図１１（ｂ）では膨出部３６を継手開口部側の長辺３５ｂ側にのみ設けている。
【００８４】
図１１（ａ）に示すものでは、外輪２３の開口（入口）のインローエッジ部と、ケージ外球面２８ａ側のポケットエッジ部との干渉を遅らせたり、無くしたりすることができ、図１１（ｂ）に示すものでは、内輪２６の外球面２４の奥側エッジ部とケージ内球面２８ｂ側のポケットエッジ部との干渉を遅らせたり、無くしたりすることができる。
【００８５】
また、図１２と図１３に示すように、長ポケット３０に膨出部３６を設けない長円孔としてもよい。このようなものでは、膨出部３６に基づく作用効果を享受できないが、内輪２６のケージ２８への組込性向上や軽量性向上を達成できる。
【００８６】
ところで、長ポケット３０を有するケージ２８を製造する場合、周方向に沿って６０°ピッチでポケットが形成された既存のケージにおいて、周方向に隣合うポケット間の柱部を除去すればよい。すなわち、ケージ中心に関して１８０°反対方向の一対の柱部を除去すればよい。この除去方法としては、例えば、プレス加工やミーリング加工等で行うことができる。図１０や図１１に示すケージ２８の場合、除去すべき柱部の一部を残しているが、図１２と図１３に示すケージ２８では除去すべき柱部の全体（全部）を除去している。なお、長ポケット３０を形成する場合、大ピッチ内に配設された柱部を除去してもよいが、ケージ２８の強度を確保するためには、小ピッチ内に配設される柱部を除去して、大ピッチ内に配設された太い柱部を残す方が望ましい。
【００８７】
このように、このケージ２８としては、既存のケージにおいて、柱部を除去することによって簡単に成形することができ、しかも、この柱部の除去としては、プレス加工であっても、ミーリング加工であってもよく、これらの種々の塑性加工にて安定して成形することができる。
【００８８】
ケージ２８に２個の前記トルク伝達ボール２７を保持可能な長ポケット３０を形成すると共に、長ポケット３０の周方向長さｈを、内輪２６の幅ｉより大きく設定したものであれば、内輪２６をケージ２８に組み込む際の組み込み性の向上を図ることができる。
【００８９】
図１４〜図１６に示すように、内輪２６の一つのトラック溝２５（２５Ａ）の奥側端部（継手奥側の末端縁部）に切欠部４５を設けてもよい。この場合の切欠部４５は、奥側端と内輪端面４６とのコーナ部に形成されるテーパ面にて構成される。なお、この切欠部４５は傾斜部から構成されている。この場合、機械加工による成形であっても、塑性加工による成形であってもよい。
【００９０】
ところで、内輪２６をケージ２８に組み込むに際しては、ケージ２８の軸線に対して内輪２６をその軸線が垂直になるように配置した状態（ケージ２８に対して内輪２６を９０°回転させた状態）とする。その状態で、図１７に示すように、その内輪２６の外球面２４の一部（周方向に隣合うトラック溝２５間の突部４７Ａ）をケージ２８のポケット２９（長ポケット３０）に落とし込む。すなわち、切欠部４５が形成されたトラック溝２５Ａを、ポケット３０よりも薄肉側の側枠部４８に嵌合させて、トラック溝２５Ａよりも反時計廻り側の突部４７Ａをケージ２８のポケット３０に落とし込んで、切欠部４５の底を中心に矢印Ｘ方向に内輪２６を回転させることになる。この際、この回転半径Ｃを、切欠部４５を有さない回転半径Ｂ(従来品の回転半径)よりも小さくすることができる。ここで、この回転半径Ｃは、切欠部４５の底中心部と、このトラック溝２５Ａと１８０度反対のトラック溝２５Ｂの一方の開口縁５０との間の寸法である。
【００９１】
このため、図１７にケージ２８のインロー径をＡとし、内輪２６の回転半径を従来品をＢとし、本発明品をＣとしたときには、Ｂ＞Ｃであるので、（Ａ−Ｂ）＜（Ａ−Ｃ）となる。これにより、従来品よりも本発明品のインロー径Ａを小さくすることができ、薄肉側の側枠部４８の厚さを大きくすることができる。
【００９２】
内輪２６がケージ２８に嵌入された後は、内輪２６をケージ２８に対して９０°回転させて、ケージ２８の軸線に内輪２６の軸線を一致させて正規の姿勢に配置する。これによって、内輪２６をケージ２８内に組み込むことができる。
【００９３】
トラック溝２５の奥側端部に切欠部４５を設けたので、ケージ２８に組み込む際に、この切欠部４５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。このためケージ２８のインロー内径と、内輪２６との間でより大きなスペースを確保することができ、その分、ケージ２８のインロー径Ａを小さく設定できる。すなわち、切欠部４５を形成した内輪２６のトラック溝２５を、ケージ２８の入口部に跨がせた状態では、図１８に示すように、切欠部４５が入口部（インロー部）に接近ないし接触している。つまり、切欠部４５を有さない従来の内輪に比べて、切欠部４５を有する内輪２６は、さらに下方に落とし込んで挿入することができる。これにより、内輪２６の上端面と、入口部との間の隙間Ｓを大きく確保することができるので、組み付けが容易となる。
【００９４】
これによって、ケージ２８のインロー側の断面積を拡大させることができ、ケージ２８の薄肉の側枠部４８の剛性の向上を図ることができると共に、球面接触面積を確保することができるので、接触面圧の増加を防止し、発熱や耐久性の低下を回避することができ、さらにはケージ２８の変形や強度の低下も回避できる。すなわち、内輪２６の負荷容量や球面面積を減少させることなく、ケージ２８の剛性を向上させることができる。また、ケージ２８の内球面２８ｂの面積も拡大できるので、内輪２６の外球面２４との接触面積を拡大でき、剛性向上に加え、耐久性の安定化という利点もある。
【００９５】
切欠部４５の大きさとしては、ケージ２８への内輪２６の組み込み時における内輪２６の回転半径を小さくできる範囲で変更できるが、大きすぎると、内輪２６が強度不足となったり、トラック溝２５のボール転動範囲が小さくなったりし、また、小さすぎると、回転半径をあまり小さくできない。
【００９６】
次に図１９から図２１は、全トラック溝２５の奥側端部に切欠部４５を形成したものである。このため、この内輪２６であっても、前記図１４から図１６に示す内輪２６と同様、組み込む際に、この切欠部４５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。このため、この図１９から図２１に示す内輪２６は、図１２から図１４に示す内輪２６と同様の作用効果を奏する。
【００９７】
特に、全トラック溝２５の奥側端部に切欠部４５を形成しているので、この内輪２６をケージ２８に組み込む際に、いずれの突部（肩部）４７をポケット３０に挿入してもよい。このため、組み込み性の向上を図ることができる利点がある。
【００９８】
ところで、前記各実施形態では、切欠部４５を、開口側トラック溝２５ｂ側から内輪端面４６側に向かって順次縮径するテーパ面にて形成していたが、切欠部４５としては図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示す形状であってもよい。図２２（ａ）に示す切欠部４５は凹アール状とされ、図２２（ｂ）に示す切欠部４５は凸アール状とされている。
【００９９】
この図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示す切欠部４５であっても、組み込む際に、この切欠部４５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。また、図２３（ａ）および図２３（ｂ）に示すように、この切欠部４５はトラック溝端の一部（図例では底部）に形成されていても良い。
【０１００】
切欠部４５としては、図示省略するが、図１４から図１６に示すもの、図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示すもの、又は図２３（ａ）および図２３（ｂ）に示すもの以外、例えば段差部等で構成してもよい。このような段差部等の切欠部４５であっても、切欠部４５としての機能を発揮する。
【０１０１】
図２４では、シャフト６５の雄スプライン６６が、谷部６６ａをそのままシャフト６５の外周面に抜いたタイプ（切抜けタイプ）である。この場合も、内輪２６の雌セレーション６１は継手開口側において省略され、その省略部に、底面８３が雌セレーションの大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部８４を形成している。
【０１０２】
また、継手奥側には抜け止め手段Ｗが設けられている。この場合の抜け止め手段Ｗは、シャフト６５の雄スプライン６６に設けられる周方向溝９０と、内輪２６の雌スプライン６１に設けられる周方向溝９１と、周方向溝９０、９１に係合する止め輪９２とを備える。すなわち、抜け止め手段Ｗは、止め輪９２が周方向溝９０、９１に係合するものであるので、シャフト６５は、内輪２６に対して軸心方向の矢印Ｅ１、Ｅ２方向にスライドすることを規制している。
【０１０３】
図２５に示すものでは、図２４に示すものと同様、シャフト６５の雄スプライン６６が切抜けタイプであって、内輪２６の継手開口側にシャフト６５の位置決め手段Ｗ１を設けるとともに、内輪２６の継手奥側にシャフト６５の抜け止め手段Ｗを設けている。
【０１０４】
抜け止め手段Ｗは、前記図５に示す抜け止め手段Ｗと同様、シャフト６５の周方向溝６７と、内輪２６の切欠部６９と、この周方向溝６７及び切欠部６９に係合する止め輪６８とで構成される。また、位置決め手段Ｗ１は、シャフト６５に装着されるリング体からなるストッパ９３を備え、このストッパ９３が内輪２６の開口側の端面９３ａに当接する。
【０１０５】
すなわち、シャフト６５が内輪２６に対して矢印Ｅ１方向に移動する方向の外力が作用した場合、シャフト６５のストッパ９３が内輪２６の開口側の端面９３ａに当接しているので、この矢印Ｅ１方向の移動が規制される。また、シャフト６５が内輪２６に対して矢印Ｅ２方向に移動する方向の外力が作用した場合、止め輪６８が切欠部６９に係合しているので、この矢印Ｅ２方向の移動が規制される。
【０１０６】
この図２４と図２５の等速自在継手であっても、シャフト６５の雌セレーションは継手開口側において省略され、その省略部に周方向切欠部を形成したので、ファイバーフローの継手開口側切断部におけるセレーションを無くすことができる。このため、図１に示す等速自在継手と同様の作用効果を奏する。
【０１０７】
次に、図２６は別の実施形態を示し、この場合、内輪２６および外輪２３のトラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものである。すなわち、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝２２ｃと、トラック溝底が奥側から開口側に向かって外径側へ傾斜する開口側トラック溝２２ｄとからなる。奥側トラック溝２２ｃは、その曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の開口側にずらしている。また、内輪２６のトラック溝２５は、トラック溝底が開口側から奥側に向かって外径側へ傾斜する奥側トラック溝２５ｃと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝２５ｄとからなる。開口側トラック溝２５ｂの曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の奥側トラック溝２２ａの曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離ｋだけ離して設けている。
【０１０８】
この場合も、ケージ２８の外球面２８ａの曲率中心Ｏ３とケージ２８の内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４とを、継手中心Ｏに対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージ２８のオフセット量kをトラック溝２２、２５のオフセット量ｋ２と略同一としている。
【０１０９】
この内輪２６においても、雌セレーション６１は継手開口側において省略され、その省略部に、底面８３が雌セレーション６１の大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部８４を形成している。なお、図２６の固定式等速自在継手の他の構成は前記図１に示す固定式等速自在継手と同様であり、同一部材には図１と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【０１１０】
このため、図２６に示す固定式等速自在継手においても、図１に示す固定式等速自在継手と同様の作用効果を奏する。図１においては、内輪２６および外輪２３のトラック溝底が円弧部とストレート部とを備えたアンダーカットフリー型を採用することによって、継手作動角の高角化を図ることができる。これに対して、図２６に示す固定式等速自在継手に示すように、トラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものであれば、より一層の高角化が可能である。
【０１１１】
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、前記実施形態では、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とは僅かにずれた位置に配置されるとともに、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とは僅かにずれた位置に配置されているが、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とが同一位置であっても、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とが同一位置であってもよい。また、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とがずれたり、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とがずれたりする場合、そのずれ量は、任意に設定できるが、オフセット量ｋとずれ量（ｋ−ｋ２）との比は（ｋ−ｋ２）／ｋ≦０．３と設定するのが好ましい。（ｋ−ｋ２）／ｋ＞０．３になると、図２７に示す従来の固定式等速自在継手と差異が無くなって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるとともに、開口側のケージ２８の肉厚を大きくできなくなり、ジョイントの必要強度を下回る。
【０１１２】
長ポケット３０の周方向間隔ｈとしても、内輪２６へのケージ２８の組込み性の向上が図れて、しかも、柱部３３の剛性が低下しない範囲で種々設定できる。さらに、トラック溝間肩幅寸法ｆやケージ２８のケージ軸方向におけるポケット幅ｇ等も、ケージ２８の外輪２３への組込み性等を考慮して設定できる。なお、膨出部３６の突出端面３６ａを平面とすることなく、曲面であってもよい。
【０１１３】
図２６に示す固定式等速自在継手において、ケージ２８に図１０〜図１３に示すような長ポケット３０を有するものを用いてもよい。また、内輪２６に図１４や図１８に示すような切欠部４５を有する内輪２６を用いてもよい。
【０１１４】
図６等に示すように、内輪２６のトラック溝２５及び外輪２３のトラック溝２２を円周方向に不等ピッチで配設する場合、ボール２７の円周方向に不等ピッチで配設されることになる。このため、前記実施形態では、６０°未満で配設される２個のボールを一つの長ポケット３０に収容させていた。すなわち、６０°未満で配設される２個のボール間の柱部を省略した形状となっている。これに対して、この柱部を省略しないようなものであってもよく、この場合、図１に示すように柱部が６個形成されることになり、ケージ全体の強度が向上するとともに、剛性が大となる。
【符号の説明】
【０１１５】
２１ 内球面
２２ トラック溝
２３ 外輪
２４ 外球面
２５ トラック溝
２６ 内輪
２７ トルク伝達ボール
２８ ケージ
２８ａ 外球面
２８ｂ 内球面
２９ ポケット
３３ 柱部
６１ 雌セレーション
６５ シャフト
６６ 雄セレーション
８３ 底面
８４ 周方向切欠部
Ｗ 抜け止め手段
Ｗ１ 位置決め手段
【技術分野】
【０００１】
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作動角変位を許容しながら回転トルクを伝達する固定式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車及びこれに準ずる各種車両においては、エンジンからの駆動力をホイールに伝達する動力伝達経路に、二軸間で角度変位や軸方向変位があった場合でも等速で回転動力を伝達することが可能な等速自在継手を配設することが行われている。等速自在継手には、プランジング運動（軸方向変位）を行わない固定式等速自在継手とプランジング運動を行う摺動式等速自在継手がある。固定式等速自在継手としては、バーフィールド型（ＢＪ）やアンダーカットフリー型（ＵＪ）が広く知られている。
【０００３】
例えば、ＵＪタイプの固定式等速自在継手は、図２７と図２８に示すように内球面１に複数のトラック溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材としての外輪３と、外球面４に外輪３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内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の内球面１と内輪６の外球面４との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。ケージ８には、ボール７が収容されるポケット９が周方向に沿って複数配設されている。
【０００４】
また、外輪３のトラック溝２は、奥側が円弧部２ａとされ、開口側が直線部２ｂとされる。内輪６のトラック溝５は、奥側が直線部５ａとされ、開口側が円弧部５ｂとされる。内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ１および外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ２は、継手中心Ｏに対して等距離Ｆ、Ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットされている。
【０００５】
近年においては、コンパクト化を図るために、図２８に示すようにボールを８個としたものがある。この場合、ケージのポケット中心位置におけるケージ肉厚をＴＣＡＧＥとするとともに、作動角が０°のときのボールのピッチ円半径をＰＣＲＢＡＬＬとし、この比であるＴＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．１１〜０．１９程度とされる。
【０００６】
また、従来のＵＪ型等速自在継手には、図２９に示すように、小型軽量化のために、上記内外輪３，６の各トラック溝２，５の曲率中心Ｏ１，Ｏ２とトルク伝達ボール７の中心Ｑを結ぶ直線と、トルク伝達ボール７の中心Ｑと継手中心Ｏを結ぶ直線とが成すトラック溝のオフセット角θＴＲＡＣＫを、４°≦θＴＲＡＣＫ≦６°の範囲に設定するものがある。
【０００７】
このようなものでは、外輪３の内球面１の曲率中心Ｏ１０（ケージ８の外球面８ａの曲率中心）及び内輪６の外球面４の曲率中心Ｏ２０（ケージ８の内球面８ｂの曲率中心）も、それぞれ継手中心Ｏを挟んで軸方向に等距離だけオフセットされている。そして、ケージ８の内外球面８ａ，８ｂの曲率中心Ｏ１０，Ｏ２０とトルク伝達ボール７の中心Ｑを結ぶ直線と、トルク伝達ボール７の中心Ｑと継手中心Ｏを結ぶ直線とが成すケージ８のオフセット角θＣＡＧＥを、０°＜θＣＡＧＥ＜１°の範囲に設定している。このように、ケージ８は、そのオフセット角θＣＡＧＥが非常に小さく設定されているため、略均一な厚さに成形される。
【０００８】
近年、固定式等速自在継手の更なる小型軽量化のため、ケージ８の厚さを更に薄くすることが試みられている。図２８に示す等速自在継手において、ＴＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．１１〜０．１９に保ったまま、更なるコンパクト化、つまりピッチ円半径を小さくしようとすれば、ケージ８の肉厚が必然的に薄くなる。このように薄くなれば、ポケット９間の柱部、及びポケット９の側枠（軸方向に対面する窓枠）の剛性が低下する。すなわち、継手が高作動角をとった状態で回転する場合、ケージ８の継手開口側の端部に大きな負荷がかかるため、その部分の強度は確保しなければならない。しかしながら、高作動角時において、等速自在継手としての強度を確保することが困難である。
【０００９】
また、前記図２９に示す継手の構成において、ケージ８の厚さを薄く設定すると、ケージ８が均一に薄く成形されるため、ケージ８の継手開口側の端部の強度を十分に確保することが困難であった。また、このケージ８の小型軽量化に伴う継手開口側の端部の強度低下は、特に小型車・軽自動車用等に適用する小サイズの固定式等速自在継手に顕著に認められる。
【００１０】
そこで、コンパクト化を図った新しいタイプの固定式等速自在継手として、特許文献１に記載のように、６個ボールタイプものが提案されている。
【００１１】
ところで、図３０〜図３２に示すように、内輪６の内径面に雌セレーション（雌スプライン）１１が形成され、この雌セレーション１１に、シャフト１３に形成された雄セレーション（雄スプライン）１２が嵌合する。これによって、シャフト１３と内輪６とがトルク伝達可能に連結される。
【００１２】
また、雄スプライン１２には、図３０に示すように、谷部１２ａをそのままシャフト１３の外周面に抜いたタイプ（切抜けタイプ）と、図３１に示すように、雄スプライン１２の谷部１２ａの終端側を滑らかに拡径させたタイプ（切上げタイプ）とがある（特許文献２）。ここで、終端側とは、内輪６へのシャフト１３の挿入時に、内輪６に最初に嵌合するシャフト端面を始端側とした場合の反対側をいう。
【００１３】
図３０では、１箇所のみにシャフト１３の抜け止め手段Ｗが設けられている。すなわち、この抜け止め手段Ｗは、雄セレーション１２に形成された周方向溝１５と、内輪６の雌セレーション１１に設けられる周方向溝１４と、この周方向溝１４、１５に係合する止め輪１６とを備える。
【００１４】
図３１では、抜け止め手段Ｗと位置決め手段Ｗ１とが設けられている。この場合の抜け止め手段Ｗは、内輪６の雌セレーション１１の始端に設けられる切欠部１７と、雄セレーション１２に形成された周方向溝１５と、切欠部１７と周方向溝１５とに係合する止め輪１６とを備える。また、位置決め手段Ｗ１は、内輪６の終端側に設けられる端面１８と、シャフト１３の外径面に設けられた当接端面１９とで構成される。
【００１５】
図３２においては、雄スプライン１２を図３０と同様の切抜けタイプとしている。抜け止め手段Ｗも図３１と同様、雌セレーション１１の切欠部１７と、雄セレーション１２に形成された周方向溝１５と、切欠部１７と周方向溝１５とに係合する止め輪１６とを備える。しかしながら、位置決め手段Ｗ１は、シャフト１３に装着されたストッパ２０で構成される。すなわち、このストッパ２０が内輪６の端面６ａに当接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−２６３１６３号公報
【特許文献２】特開２０００−９７２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特許文献１に記載のような構造とすることによって、等速自在継手のコンパクト化を実現できる。しかしながら、小さいピッチ円直径（ＰＣＤ）に大きなボールを配置することになり、内部部品（内側継手部材、ボール、ケージ等からなる組立体）の強度バランスが今までの等速自在継手と異なることになる。すなわち、従来と同じシャフトを適用した場合、雌セレーション１１を形成したことによって、内輪６の肉厚（特に、継手開口側）が薄くなる。このため、他部品である外輪３やケージ８に比べて内輪６の強度がバランス的に劣ることになる。
【００１８】
また、雄スプラインが切抜けタイプでは、特許文献２に記載されているように、静的強度および疲労強度で劣る。このため、静的強度および疲労強度を考慮すれば、図３１に示すような切上げタイプが好ましい。
【００１９】
しかしながら、切上げタイプを用いた場合であっても、内輪６を、鍛造成形にて構成した場合、図３３に示すように、トラック溝５に沿ってファイバーフローが形成される。このファイバーフローは、雌スプライン１１側に切れた状態となる。このため、切上げタイプであっても、静捩り強度や疲労強度試験等において、ファイバーフローの切断部が疲労起点等となって、強度低下を招くことになる。また、トルク伝達面積を稼ぐため、雌セレーション（雌スプライン）が、比較的、内輪開口側（スプライン終端側）にまで形成されることになる。雌セレーションがスプライン終端側まで形成されていることも、強度低下を招く要因となっている。
【００２０】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、内輪（内側継手部材）やケージの強度を確保しつつ、小型軽量化を図り得ることが可能であり、また高角度強度および耐久性を向上させることができる固定式等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の固定式等速自在継手は、内球面に軸方向に延びた複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外球面に軸方向に延びた複数のトラック溝を形成した内側継手部材と、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との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内球面と前記内側継手部材の外球面との間に介在すると共に前記トルク伝達ボールを保持するケージを備えた固定式等速自在継手において、前記内側継手部材の内径面に、挿入されるシャフトの雄セレーションと嵌合する雌セレーションが形成されるとともに、前記雌セレーションは継手開口側において省略され、その省略部に、底面が前記雌セレーションの大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部を形成したものである。
【００２２】
本発明の固定式等速自在継手によれば、雌セレーションは継手開口側において省略され、その省略部に周方向切欠部を形成したので、ファイバーフローの継手開口側切断部におけるセレーションを無くすことができる。このため、内側継手部材の継手開口側における応力緩和を図ることができる。
【００２３】
内側継手部材の内径面の継手開口側にシャフトの位置決め手段を設けるとともに、内側継手部材の内径面の継手奥側にシャフトの抜け止め手段を設けるのが好ましい。内側継手部材の内径面の継手開口側にシャフトの抜け止め手段を設けたものであってもよい。
【００２４】
前記トルク伝達ボールの数を６個とするとともに、前記トルク伝達ボールのピッチ円直径（ＰＣＤＢＡＬＬ）と前記トルク伝達ボールの直径（ＤＢＡＬＬ）との比ｒ１（＝ＰＣＤＢＡＬＬ／ＤＢＡＬＬ）を、３．０≦ｒ１≦３．３の範囲に設定するようにできる。これによって、等速自在継手としての強度・耐久性を確保することができる。
【００２５】
ピッチ円直径とボールの直径との比が３．０未満であると、ボールの直径が大きい場合は内側継手部材の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ、ボールのピッチ円直径が小さい場合は内側継手部材（内輪）・外側継手部材（外輪）とボール間の面圧が大きくなり、耐久性の点で懸念が生じる。逆に、３．３を越えると、ボールの直径が小さい場合はボールの負荷容量が小さくなり、耐久性の点で懸念が生じ、ボールのピッチ円直径が大きい場合は、外側継手部材外径が大きくなり、コンパクト化が達成できない。
【００２６】
前記外側継手部材の外径（ＤＯＵＴＥＲ）と前記トルク伝達ボールの直径（ＤＢＡＬＬ）との比ｒ２（＝ＤＯＵＴＥＲ／ＤＢＡＬＬ）を、４．６≦ｒ２≦４．８の範囲に設定することができる。外側継手部材の外径とボールの直径との比が４．６未満であると、ボールの直径が大きい場合は外側継手部材の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ、外側継手部材の外径が小さい場合は内側継手部材・外側継手部材とボール間の面圧が大きくなり、耐久性の点で懸念が生じる。逆に、４.８を越えると、ボールの直径が小さい場合はボールの負荷容量が小さくなり、耐久性の点で懸念が生じ、外側継手部材の外径が大きい場合はコンパクト化が達成できない。
【００２７】
継手作動角が０°の状態における、前記ケージの内外球面の曲率中心と前記トルク伝達ボールの中心を結ぶ直線と、前記トルク伝達ボールの中心と継手中心とを結ぶ直線とが成すケージのオフセット角θＣＡＧＥを、２．７°≦θＣＡＧＥ≦５．７°の範囲に設定することができる。
【００２８】
ケージのオフセット角θＣＡＧＥを、従来のケージのオフセット角（０°＜θＣＡＧＥ＜１°）より大きく設定することによって、ケージの継手開口側の端部の肉厚が、他の部分に比べて厚く成形される。ケージのオフセット角が、２．７°未満であると、ケージの継手開口側の端部が薄くなり、十分な強度が確保できない。また、５．７°を越えると、ケージの継手奥側の端部の肉厚が極端に薄くなる。ケージの製造工程において一般的に熱処理を施すが、ケージの肉厚が極端に薄くなると、その肉厚の薄い部分では熱処理による未硬化層が少なくなり、靱性が低下し十分な強度が確保できなくなる。また、ケージの継手開口側の端部と継手奥側の端部とで、肉厚差が大きいと加工性の悪化も懸念される。
【００２９】
ケージのポケット中心位置におけるケージ肉厚をＴＣＡＧＥとするとともに、作動角が０°のときのボールのピッチ円半径をＰＣＲＢＡＬＬとし、この比であるＴＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．２０以上０．２３以下としてもよい。０．２０≦ｔCAGE／ＰＣＲBALL≦０．２３とすることによって、小型化及びケージ強度の向上を図ることができ、しかも、ボール２７のトラック溝のエッジ部への乗り上げを防止できる。
【００３０】
ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬが０．２０未満となると、外径が大きくなり、コンパクト化が困難になったり、ケージの肉厚が薄くなったり、大角度時の必要継手強度が確保することが困難となる。一方、ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬが０．２３を越えると、内径セレーション部（シャフト嵌合部）における内輪（内側継手部材）の肉厚が薄くなり、大角度時（高作動角時）の必要継手強度の確保が困難になったり、内輪及び外輪の球面が小さくなることにより、許容可能なトルクレベルが低下したりする。この結果、ボールが内輪及び外輪のトラック溝のエッジ部に乗り上げ易くなり、耐久性が著しく低下してしまうおそれがある。
【００３１】
外側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材のトラック溝の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせるとともに、ケージの外球面の曲率中心とケージの内球面の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージのオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一とするのが好ましい。これによって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージの肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。
【００３２】
ところで、内側継手部材をケージに組み込む際は、内側継手部材のトラック溝相互間に配設された外球面の一つを、ケージのポケットに挿入して、内側継手部材をケージ内に収納することになる。このため、内外継手部材の各トラック溝を、周方向不等ピッチに配設すると共に、狭いピッチ内に配設されたケージの柱部を除去したものとすれば、柱部を除去することによって、この除去部に内側継手部材の外球面を落とし込むことができる。
【００３３】
また、等速自在継手を組み立てる場合、外側継手部材にケージを組み込むことになる。このため、内外継手部材の各トラック溝相互間のピッチのうち、２つのピッチの位相を６０°以下に設定すると共に、残りの４つのピッチの位相を６０°以上に設定することによって、組み込み性の向上を図ることができる。すなわち、外側継手部材にケージを組み込む際は、ケージのポケットを、小さい位相のピッチ内に配設された外側継手部材の内球面に対向させて組み込むことになる。この際、小さいピッチ内に配設された内球面の開口側端部の周方向長さが、対向するケージのポケットの幅より小さく設定されることになり、前記内球面がケージの外周面に干渉することなく、ケージを外側継手部材に容易に組み込むことができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の固定式等速自在継手では、内側継手部材の継手開口部において応力緩和を図ることができ、内側継手部材の強度を向上させることができる。このため、従来と同じ緒言のシャフトを適用することができ、従来品との共用が可能となって、コストの低減を図ることができる。また、３．０≦ｒ１≦３．３の範囲に設定することによって、等速自在継手としての強度・耐久性を確保することができ、高精度の等速自在継手を提供することができる。
【００３５】
また、外側継手部材の外径とボールの直径との比を、４．６以上４.８以下とすることによって、一層強度・耐久性を確保することができる。ケージのオフセット角度を、２.７°以上５.７°以下に設定することによって、ケージの継手開口側の端部の肉厚を、他の部分に比べて厚く成形することができ、継手の小型軽量化を図るためにケージを薄く成形しても、ケージの継手開口側の端部は、継手の高作動角回転時に付与される負荷に耐え得る強度を確保することができる。
【００３６】
０．２０≦ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬ≦０．２３とすることによって、小型化及びケージ強度の向上を図ることができ、しかも、ボールのトラック溝のエッジ部への乗り上げを防止できる。すなわち、本発明によれば、コンパクト化（小型化）を可能とするとともに、小型化してもケージの強度を確保でき、さらには、高角捩りトルク負荷時のケージ損傷を防止できて、高角強度の向上を図ることができる。このため、よりコンパクトなフォルムにて継手強度耐久性を従来品(8個ボールの固定式ジョイント)と同等以上に確保することができる。
【００３７】
ケージのオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一として大きくすることによって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージの肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。このため、高角時のボールがトラックエッジに乗り上げるのを防止でき、エッジに過大な応力が作用することがなくなる。すなわち、高角時の捩りトルク負荷容量の低下を防ぎ、高角耐久寿命の向上（改善）や高角時の内側継手部材と外側継手部材のトラック溝の塑性変形に起因する破損強度の向上（改善）を図ることができる。
【００３８】
内側継手部材のトラック溝及び外側継手部材のトラック溝を円周方向に不等ピッチで配設し、狭いピッチのケージの柱を除去すれば、ケージの外側継手部材（外輪）への組込みが容易となり、しかも、長窓が必然的に形成され、長窓幅が内輪幅より大きくなって、内輪のケージの組込みが容易となる。また、外側継手部材のトラック溝において、２つのピッチの位相を６０°以下に設定すると共に、残りの４つのピッチの位相を６０°以上に設定することによって、干渉なくケージの組込みができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２】前記固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図３】前記固定式等速自在継手の横断面図である。
【図４】前記固定式等速自在継手の要部縦断面図である。
【図５】前記固定式等速自在継手の内輪の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す固定式等速自在継手の横断面図である。
【図７】図６に示す固定式等速自在継手の外輪とケージとの関係を示す正面図である。
【図８】図６に示す固定式等速自在継手の内輪とケージとの関係を示す側面図である。
【図９】図６に示す固定式等速自在継手のケージへに内輪の組み込み状態を示す側面図である。
【図１０】固定式等速自在継手のケージを示し、（ａ）は前記図６のケージの側面図であり、（ｂ）はケージの第１の変形例を示す側面図であり、（ｃ）はケージの第２の変形例を示す側面図であり、（ｄ）はケージの第３の変形例を示す側面図である。
【図１１】固定式等速自在継手のケージを示し、（ａ）はケージの第４の変形例を示す側面図であり、（ｂ）はケージの第５の変形例を示す側面図である。
【図１２】ケージの第６変形例を示す側面図である。
【図１３】ケージの第６変形例を示す斜視図である。
【図１４】内輪の変形例を示す斜視図である。
【図１５】前記図１４に示す内輪の正面図である。
【図１６】前記図１４に示す内輪の断面図である。
【図１７】前記図１４に示す内輪を用いたケージへの組み込み方法を示す断面図である。
【図１８】ケージへの組み込み時に形成される隙間の説明図である。
【図１９】内輪の他の変形例を示す斜視図である。
【図２０】前記図１９に示す内輪の正面図である。
【図２１】前記図１９に示す内輪の断面図である。
【図２２】内輪に形成される切欠部を示し、（ａ）は第１変形例を示す拡大断図であり、（ｂ）は第２変形例を示す拡大断図である。
【図２３】内輪に形成される切欠部を示し、（ａ）は第３変形例の正面図であり、（ｂ）は第３変形例の断面図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２６】本発明の第５の実施形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２７】従来の固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２８】従来の固定式等速自在継手の横断面図である。
【図２９】従来の固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図３０】従来の固定式等速自在継手の内輪とシャフトとの関係を示す縦断面図である。
【図３１】従来の固定式等速自在継手の他の内輪とシャフトとの関係を示す縦断面図である。
【図３２】従来の固定式等速自在継手の別の内輪とシャフトとの関係を示す縦断面図である。
【図３３】内輪に形成されるファイバーフローの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下本発明の実施の形態を図１〜図２６に基づいて説明する。
【００４１】
この固定式等速自在継手は、図１と図２に示すように内球面２１に複数（６個）のトラック溝２２が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、外球面２４に外輪２３のトラック溝２２と対をなす複数（６個）のトラック溝２５が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（６個）のボール２７と、外輪２３の内球面２１と内輪２６の外球面２４との間に介在してボール２７を保持するポケット（ポケット）２９を有するケージ２８とを備えている。この場合、図３に示すように、ポケット２９は円周方向に沿って等ピッチ（６０°ピッチ）で６個配設されている。
【００４２】
前記外輪２３のトラック溝２２は、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝２２ａと、トラック溝底が外輪軸線と平行なストレート部となる開口側トラック溝２２ｂとからなる。奥側トラック溝２２ａは、その曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の開口側にずらしている。また、内輪２６のトラック溝２５は、トラック溝底が内輪軸線と平行なストレート部となる奥側トラック溝２５ａと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝２５ｂとからなる。開口側トラック溝２５ｂの曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の奥側トラック溝２２ａの曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離ｋだけ離して設けている。
【００４３】
内輪２６の孔部６０の内径面には、トルク伝達部位である雌セレーション（雌スプライン）６１が形成されている。すなわち、図５に示すように、内輪２６の孔部６０にシャフト６５が嵌入され、このシャフト６５に設けられた雄セレーション６６が、内輪２６の雌セレーション６１に嵌合する。これによって、シャフト６５と内輪２６間のトルクが伝達される。なお、雄セレーション６６の端部には周方向溝６７が形成され、この周方向溝６７に止め輪６８が装着される。これによって、止め輪６８が内輪２６の孔部６０の内径面の端部（継手奥側端部）の切欠部６９に係合して、シャフト６５の抜け止め手段Ｗが構成される。すなわち、抜け止め手段Ｗは、内輪２６の継手奥側に設けられ、シャフト６５の周方向溝６７と、内輪２６の切欠部６９と、この周方向溝６７及び切欠部６９に係合する止め輪６８とで構成される。
【００４４】
ところで、この雄セレーション（雄スプライン）６６は、雄スプライン６６の谷部６６ａの終端側を滑らかに拡径させたタイプ（切上げタイプ）である。すなわち、雄スプライン６６の谷部６６ａの終端側に立上り部８０が設けられるとともに、雄スプライン６６の山部６６ｂのセレーション終端側に下傾部８１が設けられている。ここで、終端側とは、内輪２６へのシャフト６５の挿入時に、内輪２６に最初に嵌合するシャフト端面を始端側とした場合の反対側をいう。
【００４５】
雌セレーション６６は継手開口側（終端側）において省略され、その省略部に、底面８３が雌セレーション６６の大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部（大径部）８４を形成している。すなわち、雌セレーション６６の最大外径寸法をＤ１とし、周方向切欠部８４の内径寸法をＤ２とした場合、Ｄ１＜Ｄ２となる。
【００４６】
このように周方向切欠部（大径部）８４を設けることによって、ファイバーフローの継手開口側切断部におけるセレーションを無くすことができる。このため、内輪２６の継手開口側での応力緩和を図ることができる。
【００４７】
また、シャフト６５には、雄セレーション６６のセレーション終端から継手開口部に向かって拡径するテーパ部８７が設けられ、このテーパ部８７が内輪２６のテーパ部８５に当接する。内輪２６のテーパ部８５と、シャフト６５のテーパ部８７とで、位置決め手段Ｗ１が構成される。
【００４８】
すなわち、シャフト６５の端部の雄セレーション６６を内輪２６に嵌入して行けば、シャフト６５のテーパ部８７が内輪２６のテーパ部８５に当接するまで嵌入することができる。この当接した状態では、止め輪６８が、周方向溝６７及び切欠部６９に係合する状態となる。
【００４９】
従って、図５に示すように、止め輪６８が周方向溝６７及び切欠部６９に係合するとともに、内輪２６のテーパ部８５とシャフト６５のテーパ部８７とが当接している状態では、シャフト６５は内輪２６に対して軸心方向の移動が規制される。すなわち、シャフト６５が内輪２６に対して矢印Ｅ１方向に移動する方向の外力が作用した場合、シャフト６５のテーパ部８７が内輪２６のテーパ部８５に当接しているので、この矢印Ｅ１方向の移動が規制される。また、シャフト６５が内輪２６に対して矢印Ｅ２方向に移動する方向の外力が作用した場合、止め輪６８が切欠部６９に係合しているので、この矢印Ｅ２方向の移動が規制される。
【００５０】
ところで、外輪２３のトラック溝２２や内輪２６のトラック溝２５は、塑性加工、研削等にて成形することができる。
【００５１】
ケージ２８は、外球面２８ａの曲率中心Ｏ３と内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４とを、継手中心（ケージ中心）Ｏに対して等距離ｋ２だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージ２８のオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一として大きくしている。
【００５２】
このため、ケージ２８の外球面２８ａは、外輪２３の奥側トラック溝２２ａの溝底とほぼ同心円弧（曲率半径は相違する同心円弧）を形成することができ、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、ケージ２８の開口側の肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。
【００５３】
図３に示すように、ケージ２８のポケット中心位置におけるケージ肉厚をｔＣＡＧＥとするとともに、作動角が０°のときのボール２７のピッチ円半径をＰＣＲＢＡＬＬとし、この比であるｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．２０以上０．２３以下とする。
【００５４】
また、図３に示すように、ボール２７のピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬとボール２７の直径ＤＢＡＬＬとの比ｒ１を、３．０以上３．３以下とする。すなわち、３．０≦ｒ１≦３．３としている。外輪２３の外径ＤＯＵＴＥＲとボール２７の直径ＤＢＡＬＬとの比ｒ２を、４．６以上４.８以下とする。すなわち、４．６≦ｒ２≦４．８としている。
【００５５】
ここで、ピッチ円半径ＰＣＲＢＡＬＬとは、ボール中心が描く円の軌跡の半径であり、ピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬとは、ボール中心が描く円の軌跡の直径である。すなわち、ピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬは、外輪２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１、又は、内輪２６のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２と、トルク伝達ボール７の中心Ｑとを結ぶ線分の長さＰＣＲの２倍と定義する（ＰＣＤＢＡＬＬ＝ＰＣＲ×２）。
【００５６】
図４に示すように、作動角が０°のときにおいて、ケージ２８の外球面２８ａの曲率中心Ｏ３とボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌ３と、継手中心Ｏとボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌとの成す角度θ３、及びケージ２８の内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４とボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌ４と、継手中心Ｏとボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌとの成す角度θ４をそれぞれ２.７°以上５.７°以下に設定している。なお、角度θ３及びθ４は、ケージオフセット角（θＣＡＧＥ）と呼ぶ。また、作動角が０°とは、外輪２３の軸線と内輪の軸線とが一致する状態である。すなわち、２．７°≦θＣＡＧＥ≦５．７°に設定される。
【００５７】
このように、上記ケージのオフセット角θＣＡＧＥを、図２７に示す従来のケージのオフセット角（０°＜θＣＡＧＥ＜１°）より大きく設定することによって、ケージ２８の継手開口側の端部の肉厚が、他の部分に比べて厚く成形される。これにより、継手の小型軽量化を図るためにケージ２８を薄く成形しても、ケージ２８の継手開口側の端部は、継手の高作動角回転時に付与される負荷に耐え得る強度を確保することができる。
【００５８】
ケージのオフセット角θＣＡＧＥが、θＣＡＧＥ＜２．７°であると、ケージ２８の継手開口側の端部が薄くなり、十分な強度が確保できない。また、５．７°＜θＣＡＧＥである場合は、ケージ２８の継手奥側の端部の肉厚が極端に薄くなる。ケージの製造工程において一般的に熱処理を施すが、ケージ２８の肉厚が極端に薄くなると、その肉厚の薄い部分では熱処理による未硬化層が少なくなり、靱性が低下し十分な強度が確保できなくなる。また、ケージ２８の継手開口側の端部と継手奥側の端部とで、肉厚差が大きいと加工性の悪化も懸念される。
【００５９】
また、作動角が０°のときにおいて、外輪２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１とボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌ１と、継手中心Ｏとボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌとの成す角度θ１、及び内輪２６のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２とボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌ２と、継手中心Ｏとボール中心Ｑとを結んだ直線Ｌとの成す角度θ２をそれぞれ前記オフセット角（θＣＡＧＥ）と略同一に設定される。なお、角度θ１及び角度θ２は、トラックオフセット角（θＴＲＡＣＫ）と呼ぶ。この実施形態では、外輪２３のトラック溝２２の曲率中心Ｏ１をケージ２８の外球面２８ａの曲率中心Ｏ３よりも反継手中心側に配置するとともに、内輪２６のトラック溝２５の曲率中心Ｏ２を、ケージ２８の内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４よりも反継手中心側に配置している。このため、この実施形態では、トラックオフセット角（θＴＲＡＣＫ）がケージオフセット角（θＣＡＧＥ）よりも僅かに大きく設定されている。
【００６０】
本発明では、ボールの数が６個であるので、比較的大きなボールを使用することができる。このため、ボール１個の許容できるトルク容量が確保でき、小さいＰＣＤに配置、つまり外径をコンパクトにすることができる。ケージ２８のポケット間の柱部の肉厚も厚くすることができるので、高作動角時の強度を確保できる。
【００６１】
雌セレーション６６は継手開口側において省略され、その省略部に周方向切欠部８４を形成した。それによりファイバーフローの継手開口側切断部におけるセレーションを無くすことができる。このため、内輪２６の継手開口側ファイバーフロー切断部における応力緩和を図ることができ、内輪２６の強度を向上させることができる。従って、従来と同じ緒言のシャフトを適用することができ、従来品との共用が可能となって、コストの低減を図ることができる。
【００６２】
図１に示す周方向切欠部８４を有さない固定式等速自在継手と、図１に示す固定式等速自在継手と同一タイプ及び同一サイズであって、周方向切欠部８４を有さない従来の固定式等速自在継手とに対して、作動角４６°でＦＥＭ解析（有限要素法）によって、内輪の開口側薄肉部内径の応力値を調べた。この結果、周方向切欠部８４を有さない固定式等速自在継手が、周方向切欠部８４を有さない固定式等速自在継手に対して７０％程度低減した。
【００６３】
ところで、ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬが０．２０未満となると、外径が大きくなり、コンパクト化が困難になったり、ケージの肉厚が薄くなったり、大角度時の必要継手強度が確保することが困難となる。一方、ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬが０．２３を越えると、内径セレーション部（シャフト嵌合部）における内輪（内側継手部材）の肉厚が薄くなり、大角度時（高作動角時）の必要継手強度の確保が困難になったり、内輪２６及び外輪２３の球面が小さくなることにより、許容可能なトルクレベルが低下したりする。この結果、ボール２７が内輪２６及び外輪２３のトラック溝２５、２２のエッジ部に乗り上げ易くなり、耐久性が著しく低下してしまうおそれがある。
【００６４】
このため、０．２０≦ｔＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬ≦０．２３とすることによって、小型化及びケージ強度の向上を図ることができ、しかも、ボール２７のトラック溝のエッジ部への乗り上げを防止できる。すなわち、本発明によれば、コンパクト化（小型化）を可能とするとともに、小型化してもケージ２８の強度を確保でき、さらには、高角捩りトルク負荷時のケージ損傷を防止できて、高角強度の向上を図ることができる。このため、よりコンパクトなフォルムにて継手強度耐久性を従来品(８個ボールの固定式ジョイント)と同等以上に確保することができる。
【００６５】
また、ボール２７のピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬとボール２７の直径との比を、３．０以上３．３以下としたことによって、等速自在継手としての強度・耐久性を確保することができ、高精度の等速自在継手を提供できる。ピッチ円直径ＰＣＤＢＡＬＬとボール２７の直径との比をｒ１としたときに、ｒ１＜３．０であると、ボール２７の直径が大きい場合は内輪２６の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ、ボール２７のピッチ円直径が小さい場合は内・外輪２６、２３とボール間の面圧が大きくなり、耐久性の点で懸念が生じる。逆に、ｒ１＞３．３であると、ボール２７の直径が小さい場合はボール２７の負荷容量が小さくなり、耐久性の点で懸念が生じ、ボール２７のピッチ円直径が大きい場合は、外輪２３の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じたり、或いは外輪外径が大きくなり、コンパクト化が達成できない。
【００６６】
外輪２３の外径とボール２７の直径との比を、４．６以上４.８以下とするのが好まし
い。これによって、一層強度・耐久性を確保できる。外輪２３の外径とボール２７の直径との比ｒ２としたときに、ｒ２＜４．６であると、ボール２７の直径が大きい場合は外輪２３の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ、外輪２３の外径が小さい場合は内・外輪２６、２３とボール２７間の面圧が大きくなり、耐久性の点で懸念が生じる。逆に、ｒ２＞４.８であると、ボール２７の直径が小さい場合はボールの負荷容量が小さくな
り、耐久性の点で懸念が生じ、外輪２３の外径が大きい場合は、コンパクト化が達成できない。
【００６７】
ケージ２８のオフセット角度θ３及びθ４を、２.７°以上５.７°以下に設定することによって、ケージ２８の継手開口側の端部の肉厚を、他の部分に比べて厚く成形することができ、継手の小型軽量化を図るためにケージ２８を薄く成形しても、ケージ２８の継手開口側の端部は、継手の高作動角回転時に付与される負荷に耐え得る強度を確保することができる。ケージ２８のオフセット角θ３及びθ４を、２.７°以上５.７°以下に設定することによって、ケージ２８の継手開口側の端部の肉厚が、他の部分に比べて厚く成形される。ケージ２８のオフセット角θ３、θ４が、２．７°未満であると、ケージ２８の継手開口側の端部が薄くなり、十分な強度が確保できない。また、５．７°を越えると、ケージ２８の継手奥側の端部の肉厚が極端に薄くなる。ケージの製造工程において一般的に熱処理を施すが、ケージ２８の肉厚が極端に薄くなると、その肉厚の薄い部分では熱処理による未硬化層が少なくなり、靱性が低下し十分な強度が確保できなくなる。また、ケージ２８の継手開口側の端部と継手奥側の端部とで、肉厚差が大きいと加工性の悪化も懸念される。
【００６８】
また、本発明では、ケージ２８のオフセット量ｋをトラック溝２２、２５のオフセット量と略同一として大きくしている。このため、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージ２８の肉厚（径方向厚さ）を大きくすることができる。このため、高角時のボール２７がトラックエッジに乗り上げるのを防止でき、エッジに過大な応力が作用することがなくなる。すなわち、高角時の捩りトルク負荷容量の低下を防ぎ、高角耐久寿命の向上（改善）や高角時の内輪２６と外輪２３のトラック溝２５、２２の塑性変形に起因する破損強度の向上（改善）を図ることができる。
【００６９】
図６は他の実施形態を示し、この場合のケージ２８は、周方向間隔が大の一対の長ポケット３０と、周方向間隔が小の一対の短ポケット３１との４個を有している。そして、一対の長ポケット３０を周方向に沿って１８０度ずらせるとともに、一対の短ポケット３１を周方向に沿って１８０度ずらせて、長ポケット３０と短ポケット３１とを周方向に沿って交互に配置している。このため、ポケット間に設けられる柱部（ケージ柱部）３３が４個となる。そして、長ポケット３０には２個のボール２７を収容するとともに、短ポケット３１には１個のボール２７を収容する。
【００７０】
長ポケット３０に収容される２個のボール２７のＰＣＤ上のピッチ角ｅを６０度よりも小さくするとともに、その他のボール２７のピッチ角ｄを６０度よりも大きくしている。このため、図７に示すように、ケージ２８の長ポケット３０に対応する外輪２３の２つのトラック溝間肩幅寸法ｆを、ケージ軸方向におけるポケット幅ｇよりも小さく設定している。すなわち、内輪２６及び外輪２３の各トラック溝２５、２２を、周方向不等ピッチに配設すると共に、外輪２３のトラック溝相互間に配設された複数の内球面のうち、最小の前記ピッチ内に配設された内球面の開口側端部の周方向長さ（トラック溝間肩幅寸法）ｆを、ケージ２８のポケット幅ｇより小さく設定している。さらに、図８に示すように、長ポケット３０の周方向間隔ｈよりも内輪２６の軸方向長さｉを短くしている。
【００７１】
ところで、長ポケット３０には、図７と図８に示すように、長ポケット３０の相対面する長辺３５ａ、３５ｂの長手方向中央部に、長ポケット内方側へ張り出す膨出部３６、３６を設けて、長ポケット３０にスリット３７を介して連設される２つのボール収容部３８、３８を形成している。また、膨出部３６、３６は、その外面がケージ２８の外球面２８ａと同一曲率半径の連続した球面であり、内面がケージ２８の内球面２８ｂと同一曲率半径の連続した球面である。なお、この実施形態では、膨出部３６の形状がケージ外周側からみて側辺が円弧面とされた台形状である。このため、各膨出部３６の突出端面３６ａは、ケージ周方向に沿って延びる平面であり、所定間隔Ｍをもって対向（対面）している。
【００７２】
所定間隔Ｍとしては、図８に示すように、組立時に内輪２６の肩部４７（隣合うトラック溝間の突部）に干渉しない寸法とする。また、膨出部３６の大きさや形状としても、作動角を付けて回転したとき等において、ボール収容部３８に収容されるボール２７の動きを阻害しないようにする必要がある。なお、膨出部３６としては、長ポケット３０を形成する際に、機械加工や塑性加工で形成することができる。
【００７３】
このように、周方向間隔が大の一対の長ポケット３０と、周方向間隔が小の一対の短ポケット３１との４個を有し、一対の長ポケット３０を周方向に沿って１８０度ずらせるとともに、一対の短ポケット３１を周方向に沿って１８０度ずらせて、長ポケット３０と短ポケット３１とを周方向に沿って交互に配置したことによって、ケージ２８のポケット間の柱部３３の数を４つとすることができ、１本あたりの柱部３３の周方向長さを長くすることができる。
【００７４】
これにより、各ケージ柱部３３の剛性を大きくすることができるので、小さなＰＣＤに大きなボール２７を配置することができ、負荷容量を低下させずにコンパクト化が可能となる固定式等速自在継手として小型化を図ることができ、しかも、高角度時の捩りトルク負荷に対して、ケージ２８の破損を防止できる。また、長ポケット３０を有することによって、内輪２６のケージ２８への組込みが容易となる。すなわち、内輪２６のケージ２８への組み込みは、図８と図９に示すように、内輪２６の一の肩部４７を一の長ポケット３０に落とし込むことになるから、肩部４７を落とし込むポケット２９に、長ポケット３０を用いることによって、その作業性の向上を図ることができる。
【００７５】
長ポケット３０に膨出部３６、３６を設けることによって、この長ポケット３０を構成するための枠（窓枠）の剛性を向上できる。これによって、窓枠の剛性不足によるケージ２８の変形を防止でき、この継手の作動性を損なわずに済み、長期に亘って安定した作動性を発揮することができる。
【００７６】
さらに、継手開口側の長辺３５ａ側の膨出部３６によって、作動角をとる際に、外輪２３の開口（入口）のインローエッジ部と、ケージ外球面２８ａ側のポケットエッジ部との干渉を遅らせたり、無くしたりすることができ、継手奥側の長辺３５ｂの膨出部３６によって、内輪２６の外球面２４の奥側エッジ部とケージ内球面２８ｂ側のポケットエッジ部との干渉を遅らせたり、無くしたりすることができる。このため、ケージ２８の外側継手部材の内球面２１や内側継手部材の外球面２４に案内しやすくなり、継手の作動性が悪化するのを防止でき、窓枠の剛性向上による継手の作動性の悪化防止と相俟って、ケージ２８の欠けや割れを有効に防止できる。
【００７７】
このように前記図６等に示す固定式等速自在継手では、内輪２６及び外輪２３の各トラック溝２５，２２を、周方向不等ピッチに配設すると共に、外輪２３のトラック溝相互間に配設された複数の内球面のうち、最小のピッチ内に配設された内球面の開口側端部の周方向長さｆを、ケージ２８のポケット２９の幅ｇより小さく設定している。
【００７８】
このように構成することによって、外輪２３にケージ２８を組み込む際は、ケージ２８のポケット２９を、外輪２３の最小のピッチ内に配設された内球面に対向させて組み込むことになる。この場合、最小のピッチ内に配設された内球面の開口側端部の周方向長さが、対向するケージ２８のポケット２９の幅より小さく設定されているので、内球面がケージ２８の外周面に干渉することなく、ケージ２８を外輪２３に容易に組み込むことができる。
【００７９】
また、内輪２６及び外輪２３の各トラック溝相互間のピッチのうち、継手中心に対して対称に位置する２つのピッチの位相を６０°より小さく設定すると共に、残りの４つのピッチの位相を６０°より大きく設定し、前記６０°より小さい位相のピッチ内に配設された外輪２３の内球面の開口側端部の周方向長さｆを、前記ケージ２８のポケット２９の幅より小さく設定していることになる。
【００８０】
このような場合、ケージ２８を外輪２３に容易に組み込むことができる。また、ポケット２９の幅より小さい周方向長さの内球面（開口側端部）が、継手中心に対して対称に配置されるので、一層組み込みやすいものとなる。
【００８１】
前記実施形態の長ポケット３０は図１０（ａ）に記載のように、膨出部３６、３６がいわゆる台形形状であったが、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）のような形状であってもよい。すなわち、図１０（ｂ）の膨出部３６、３６は、膨出部３６の突出端面３６ａのコーナ部がアール状とされ、図１０（ｃ）の膨出部３６、３６は、基部コーナ部がなだらかでない台形状とされ、図１０（ｄ）の膨出部３６、３６は矩形状とされている。
【００８２】
この図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）のような形状の長ポケット３０を有するケージ２８であっても、図１０（ａ）のケージ２８と同様の作用効果を奏する。
【００８３】
また、図１１に示すように、一対の膨出部３６、３６のうちいずれか一方を省略してもよい。図１１（ａ）では膨出部３６を継手開口部側の長辺３５ａ側にのみ設け、図１１（ｂ）では膨出部３６を継手開口部側の長辺３５ｂ側にのみ設けている。
【００８４】
図１１（ａ）に示すものでは、外輪２３の開口（入口）のインローエッジ部と、ケージ外球面２８ａ側のポケットエッジ部との干渉を遅らせたり、無くしたりすることができ、図１１（ｂ）に示すものでは、内輪２６の外球面２４の奥側エッジ部とケージ内球面２８ｂ側のポケットエッジ部との干渉を遅らせたり、無くしたりすることができる。
【００８５】
また、図１２と図１３に示すように、長ポケット３０に膨出部３６を設けない長円孔としてもよい。このようなものでは、膨出部３６に基づく作用効果を享受できないが、内輪２６のケージ２８への組込性向上や軽量性向上を達成できる。
【００８６】
ところで、長ポケット３０を有するケージ２８を製造する場合、周方向に沿って６０°ピッチでポケットが形成された既存のケージにおいて、周方向に隣合うポケット間の柱部を除去すればよい。すなわち、ケージ中心に関して１８０°反対方向の一対の柱部を除去すればよい。この除去方法としては、例えば、プレス加工やミーリング加工等で行うことができる。図１０や図１１に示すケージ２８の場合、除去すべき柱部の一部を残しているが、図１２と図１３に示すケージ２８では除去すべき柱部の全体（全部）を除去している。なお、長ポケット３０を形成する場合、大ピッチ内に配設された柱部を除去してもよいが、ケージ２８の強度を確保するためには、小ピッチ内に配設される柱部を除去して、大ピッチ内に配設された太い柱部を残す方が望ましい。
【００８７】
このように、このケージ２８としては、既存のケージにおいて、柱部を除去することによって簡単に成形することができ、しかも、この柱部の除去としては、プレス加工であっても、ミーリング加工であってもよく、これらの種々の塑性加工にて安定して成形することができる。
【００８８】
ケージ２８に２個の前記トルク伝達ボール２７を保持可能な長ポケット３０を形成すると共に、長ポケット３０の周方向長さｈを、内輪２６の幅ｉより大きく設定したものであれば、内輪２６をケージ２８に組み込む際の組み込み性の向上を図ることができる。
【００８９】
図１４〜図１６に示すように、内輪２６の一つのトラック溝２５（２５Ａ）の奥側端部（継手奥側の末端縁部）に切欠部４５を設けてもよい。この場合の切欠部４５は、奥側端と内輪端面４６とのコーナ部に形成されるテーパ面にて構成される。なお、この切欠部４５は傾斜部から構成されている。この場合、機械加工による成形であっても、塑性加工による成形であってもよい。
【００９０】
ところで、内輪２６をケージ２８に組み込むに際しては、ケージ２８の軸線に対して内輪２６をその軸線が垂直になるように配置した状態（ケージ２８に対して内輪２６を９０°回転させた状態）とする。その状態で、図１７に示すように、その内輪２６の外球面２４の一部（周方向に隣合うトラック溝２５間の突部４７Ａ）をケージ２８のポケット２９（長ポケット３０）に落とし込む。すなわち、切欠部４５が形成されたトラック溝２５Ａを、ポケット３０よりも薄肉側の側枠部４８に嵌合させて、トラック溝２５Ａよりも反時計廻り側の突部４７Ａをケージ２８のポケット３０に落とし込んで、切欠部４５の底を中心に矢印Ｘ方向に内輪２６を回転させることになる。この際、この回転半径Ｃを、切欠部４５を有さない回転半径Ｂ(従来品の回転半径)よりも小さくすることができる。ここで、この回転半径Ｃは、切欠部４５の底中心部と、このトラック溝２５Ａと１８０度反対のトラック溝２５Ｂの一方の開口縁５０との間の寸法である。
【００９１】
このため、図１７にケージ２８のインロー径をＡとし、内輪２６の回転半径を従来品をＢとし、本発明品をＣとしたときには、Ｂ＞Ｃであるので、（Ａ−Ｂ）＜（Ａ−Ｃ）となる。これにより、従来品よりも本発明品のインロー径Ａを小さくすることができ、薄肉側の側枠部４８の厚さを大きくすることができる。
【００９２】
内輪２６がケージ２８に嵌入された後は、内輪２６をケージ２８に対して９０°回転させて、ケージ２８の軸線に内輪２６の軸線を一致させて正規の姿勢に配置する。これによって、内輪２６をケージ２８内に組み込むことができる。
【００９３】
トラック溝２５の奥側端部に切欠部４５を設けたので、ケージ２８に組み込む際に、この切欠部４５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。このためケージ２８のインロー内径と、内輪２６との間でより大きなスペースを確保することができ、その分、ケージ２８のインロー径Ａを小さく設定できる。すなわち、切欠部４５を形成した内輪２６のトラック溝２５を、ケージ２８の入口部に跨がせた状態では、図１８に示すように、切欠部４５が入口部（インロー部）に接近ないし接触している。つまり、切欠部４５を有さない従来の内輪に比べて、切欠部４５を有する内輪２６は、さらに下方に落とし込んで挿入することができる。これにより、内輪２６の上端面と、入口部との間の隙間Ｓを大きく確保することができるので、組み付けが容易となる。
【００９４】
これによって、ケージ２８のインロー側の断面積を拡大させることができ、ケージ２８の薄肉の側枠部４８の剛性の向上を図ることができると共に、球面接触面積を確保することができるので、接触面圧の増加を防止し、発熱や耐久性の低下を回避することができ、さらにはケージ２８の変形や強度の低下も回避できる。すなわち、内輪２６の負荷容量や球面面積を減少させることなく、ケージ２８の剛性を向上させることができる。また、ケージ２８の内球面２８ｂの面積も拡大できるので、内輪２６の外球面２４との接触面積を拡大でき、剛性向上に加え、耐久性の安定化という利点もある。
【００９５】
切欠部４５の大きさとしては、ケージ２８への内輪２６の組み込み時における内輪２６の回転半径を小さくできる範囲で変更できるが、大きすぎると、内輪２６が強度不足となったり、トラック溝２５のボール転動範囲が小さくなったりし、また、小さすぎると、回転半径をあまり小さくできない。
【００９６】
次に図１９から図２１は、全トラック溝２５の奥側端部に切欠部４５を形成したものである。このため、この内輪２６であっても、前記図１４から図１６に示す内輪２６と同様、組み込む際に、この切欠部４５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。このため、この図１９から図２１に示す内輪２６は、図１２から図１４に示す内輪２６と同様の作用効果を奏する。
【００９７】
特に、全トラック溝２５の奥側端部に切欠部４５を形成しているので、この内輪２６をケージ２８に組み込む際に、いずれの突部（肩部）４７をポケット３０に挿入してもよい。このため、組み込み性の向上を図ることができる利点がある。
【００９８】
ところで、前記各実施形態では、切欠部４５を、開口側トラック溝２５ｂ側から内輪端面４６側に向かって順次縮径するテーパ面にて形成していたが、切欠部４５としては図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示す形状であってもよい。図２２（ａ）に示す切欠部４５は凹アール状とされ、図２２（ｂ）に示す切欠部４５は凸アール状とされている。
【００９９】
この図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示す切欠部４５であっても、組み込む際に、この切欠部４５を起点として、内輪２６を回転させることができ、内輪２６の回転半径を小さくすることができる。また、図２３（ａ）および図２３（ｂ）に示すように、この切欠部４５はトラック溝端の一部（図例では底部）に形成されていても良い。
【０１００】
切欠部４５としては、図示省略するが、図１４から図１６に示すもの、図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示すもの、又は図２３（ａ）および図２３（ｂ）に示すもの以外、例えば段差部等で構成してもよい。このような段差部等の切欠部４５であっても、切欠部４５としての機能を発揮する。
【０１０１】
図２４では、シャフト６５の雄スプライン６６が、谷部６６ａをそのままシャフト６５の外周面に抜いたタイプ（切抜けタイプ）である。この場合も、内輪２６の雌セレーション６１は継手開口側において省略され、その省略部に、底面８３が雌セレーションの大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部８４を形成している。
【０１０２】
また、継手奥側には抜け止め手段Ｗが設けられている。この場合の抜け止め手段Ｗは、シャフト６５の雄スプライン６６に設けられる周方向溝９０と、内輪２６の雌スプライン６１に設けられる周方向溝９１と、周方向溝９０、９１に係合する止め輪９２とを備える。すなわち、抜け止め手段Ｗは、止め輪９２が周方向溝９０、９１に係合するものであるので、シャフト６５は、内輪２６に対して軸心方向の矢印Ｅ１、Ｅ２方向にスライドすることを規制している。
【０１０３】
図２５に示すものでは、図２４に示すものと同様、シャフト６５の雄スプライン６６が切抜けタイプであって、内輪２６の継手開口側にシャフト６５の位置決め手段Ｗ１を設けるとともに、内輪２６の継手奥側にシャフト６５の抜け止め手段Ｗを設けている。
【０１０４】
抜け止め手段Ｗは、前記図５に示す抜け止め手段Ｗと同様、シャフト６５の周方向溝６７と、内輪２６の切欠部６９と、この周方向溝６７及び切欠部６９に係合する止め輪６８とで構成される。また、位置決め手段Ｗ１は、シャフト６５に装着されるリング体からなるストッパ９３を備え、このストッパ９３が内輪２６の開口側の端面９３ａに当接する。
【０１０５】
すなわち、シャフト６５が内輪２６に対して矢印Ｅ１方向に移動する方向の外力が作用した場合、シャフト６５のストッパ９３が内輪２６の開口側の端面９３ａに当接しているので、この矢印Ｅ１方向の移動が規制される。また、シャフト６５が内輪２６に対して矢印Ｅ２方向に移動する方向の外力が作用した場合、止め輪６８が切欠部６９に係合しているので、この矢印Ｅ２方向の移動が規制される。
【０１０６】
この図２４と図２５の等速自在継手であっても、シャフト６５の雌セレーションは継手開口側において省略され、その省略部に周方向切欠部を形成したので、ファイバーフローの継手開口側切断部におけるセレーションを無くすことができる。このため、図１に示す等速自在継手と同様の作用効果を奏する。
【０１０７】
次に、図２６は別の実施形態を示し、この場合、内輪２６および外輪２３のトラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものである。すなわち、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝２２ｃと、トラック溝底が奥側から開口側に向かって外径側へ傾斜する開口側トラック溝２２ｄとからなる。奥側トラック溝２２ｃは、その曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の開口側にずらしている。また、内輪２６のトラック溝２５は、トラック溝底が開口側から奥側に向かって外径側へ傾斜する奥側トラック溝２５ｃと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝２５ｄとからなる。開口側トラック溝２５ｂの曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の奥側トラック溝２２ａの曲率中心Ｏ１と反対側の奥側に等距離ｋだけ離して設けている。
【０１０８】
この場合も、ケージ２８の外球面２８ａの曲率中心Ｏ３とケージ２８の内球面２８ｂの曲率中心Ｏ４とを、継手中心Ｏに対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージ２８のオフセット量kをトラック溝２２、２５のオフセット量ｋ２と略同一としている。
【０１０９】
この内輪２６においても、雌セレーション６１は継手開口側において省略され、その省略部に、底面８３が雌セレーション６１の大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部８４を形成している。なお、図２６の固定式等速自在継手の他の構成は前記図１に示す固定式等速自在継手と同様であり、同一部材には図１と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【０１１０】
このため、図２６に示す固定式等速自在継手においても、図１に示す固定式等速自在継手と同様の作用効果を奏する。図１においては、内輪２６および外輪２３のトラック溝底が円弧部とストレート部とを備えたアンダーカットフリー型を採用することによって、継手作動角の高角化を図ることができる。これに対して、図２６に示す固定式等速自在継手に示すように、トラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものであれば、より一層の高角化が可能である。
【０１１１】
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、前記実施形態では、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とは僅かにずれた位置に配置されるとともに、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とは僅かにずれた位置に配置されているが、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とが同一位置であっても、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とが同一位置であってもよい。また、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ３とがずれたり、曲率中心Ｏ２と曲率中心Ｏ４とがずれたりする場合、そのずれ量は、任意に設定できるが、オフセット量ｋとずれ量（ｋ−ｋ２）との比は（ｋ−ｋ２）／ｋ≦０．３と設定するのが好ましい。（ｋ−ｋ２）／ｋ＞０．３になると、図２７に示す従来の固定式等速自在継手と差異が無くなって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるとともに、開口側のケージ２８の肉厚を大きくできなくなり、ジョイントの必要強度を下回る。
【０１１２】
長ポケット３０の周方向間隔ｈとしても、内輪２６へのケージ２８の組込み性の向上が図れて、しかも、柱部３３の剛性が低下しない範囲で種々設定できる。さらに、トラック溝間肩幅寸法ｆやケージ２８のケージ軸方向におけるポケット幅ｇ等も、ケージ２８の外輪２３への組込み性等を考慮して設定できる。なお、膨出部３６の突出端面３６ａを平面とすることなく、曲面であってもよい。
【０１１３】
図２６に示す固定式等速自在継手において、ケージ２８に図１０〜図１３に示すような長ポケット３０を有するものを用いてもよい。また、内輪２６に図１４や図１８に示すような切欠部４５を有する内輪２６を用いてもよい。
【０１１４】
図６等に示すように、内輪２６のトラック溝２５及び外輪２３のトラック溝２２を円周方向に不等ピッチで配設する場合、ボール２７の円周方向に不等ピッチで配設されることになる。このため、前記実施形態では、６０°未満で配設される２個のボールを一つの長ポケット３０に収容させていた。すなわち、６０°未満で配設される２個のボール間の柱部を省略した形状となっている。これに対して、この柱部を省略しないようなものであってもよく、この場合、図１に示すように柱部が６個形成されることになり、ケージ全体の強度が向上するとともに、剛性が大となる。
【符号の説明】
【０１１５】
２１ 内球面
２２ トラック溝
２３ 外輪
２４ 外球面
２５ トラック溝
２６ 内輪
２７ トルク伝達ボール
２８ ケージ
２８ａ 外球面
２８ｂ 内球面
２９ ポケット
３３ 柱部
６１ 雌セレーション
６５ シャフト
６６ 雄セレーション
８３ 底面
８４ 周方向切欠部
Ｗ 抜け止め手段
Ｗ１ 位置決め手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内球面に軸方向に延びた複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外球面に軸方向に延びた複数のトラック溝を形成した内側継手部材と、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との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内球面と前記内側継手部材の外球面との間に介在すると共に前記トルク伝達ボールを保持するケージを備えた固定式等速自在継手において、
前記内側継手部材の内径面に、挿入されるシャフトの雄セレーションと嵌合する雌セレーションが形成されるとともに、前記雌セレーションは継手開口側において省略され、その省略部に、底面が前記雌セレーションの大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部を形成したことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
内側継手部材の継手開口側にシャフトの位置決め手段を設けるとともに、内側継手部材の継手奥側にシャフトの抜け止め手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項３】
内側継手部材の継手奥側にシャフトの抜け止め手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
前記トルク伝達ボールの数を６個とするとともに、前記トルク伝達ボールのピッチ円直径（ＰＣＤＢＡＬＬ）と前記トルク伝達ボールの直径（ＤＢＡＬＬ）との比ｒ１（＝ＰＣＤＢＡＬＬ／ＤＢＡＬＬ）を、３．０≦ｒ１≦３．３の範囲に設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項５】
前記外側継手部材の外径（ＤＯＵＴＥＲ）と前記トルク伝達ボールの直径（ＤＢＡＬＬ）との比ｒ２（＝ＤＯＵＴＥＲ／ＤＢＡＬＬ）を、４．６≦ｒ２≦４．８の範囲に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項６】
継手作動角が０°の状態における、前記ケージの内外球面の曲率中心と前記トルク伝達ボールの中心を結ぶ直線と、前記トルク伝達ボールの中心と継手中心とを結ぶ直線とが成すケージのオフセット角θＣＡＧＥを、２．７°≦θＣＡＧＥ≦５．７°の範囲に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項７】
ケージのポケット中心位置におけるケージ肉厚をＴＣＡＧＥとするとともに、作動角が０°のときのボールのピッチ円半径をＰＣＲＢＡＬＬとし、この比であるＴＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．２０以上０．２３以下としたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項８】
外側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材のトラック溝の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせるとともに、ケージの外球面の曲率中心とケージの内球面の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージのオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一としたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項９】
内外継手部材の各トラック溝を、周方向不等ピッチに配設すると共に、狭いピッチ内に配設されたケージの柱部を除去したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項１０】
前記内外継手部材の各トラック溝相互間のピッチのうち、２つのピッチの位相を６０°以下に設定すると共に、残りの４つのピッチの位相を６０°以上に設定したことを特徴とする請求項９に記載の固定式等速自在継手。
【請求項１】
内球面に軸方向に延びた複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外球面に軸方向に延びた複数のトラック溝を形成した内側継手部材と、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との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内球面と前記内側継手部材の外球面との間に介在すると共に前記トルク伝達ボールを保持するケージを備えた固定式等速自在継手において、
前記内側継手部材の内径面に、挿入されるシャフトの雄セレーションと嵌合する雌セレーションが形成されるとともに、前記雌セレーションは継手開口側において省略され、その省略部に、底面が前記雌セレーションの大径よりも大きな円筒形状となる周方向切欠部を形成したことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
内側継手部材の継手開口側にシャフトの位置決め手段を設けるとともに、内側継手部材の継手奥側にシャフトの抜け止め手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項３】
内側継手部材の継手奥側にシャフトの抜け止め手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
前記トルク伝達ボールの数を６個とするとともに、前記トルク伝達ボールのピッチ円直径（ＰＣＤＢＡＬＬ）と前記トルク伝達ボールの直径（ＤＢＡＬＬ）との比ｒ１（＝ＰＣＤＢＡＬＬ／ＤＢＡＬＬ）を、３．０≦ｒ１≦３．３の範囲に設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項５】
前記外側継手部材の外径（ＤＯＵＴＥＲ）と前記トルク伝達ボールの直径（ＤＢＡＬＬ）との比ｒ２（＝ＤＯＵＴＥＲ／ＤＢＡＬＬ）を、４．６≦ｒ２≦４．８の範囲に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項６】
継手作動角が０°の状態における、前記ケージの内外球面の曲率中心と前記トルク伝達ボールの中心を結ぶ直線と、前記トルク伝達ボールの中心と継手中心とを結ぶ直線とが成すケージのオフセット角θＣＡＧＥを、２．７°≦θＣＡＧＥ≦５．７°の範囲に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項７】
ケージのポケット中心位置におけるケージ肉厚をＴＣＡＧＥとするとともに、作動角が０°のときのボールのピッチ円半径をＰＣＲＢＡＬＬとし、この比であるＴＣＡＧＥ／ＰＣＲＢＡＬＬを０．２０以上０．２３以下としたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項８】
外側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材のトラック溝の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせるとともに、ケージの外球面の曲率中心とケージの内球面の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージのオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一としたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項９】
内外継手部材の各トラック溝を、周方向不等ピッチに配設すると共に、狭いピッチ内に配設されたケージの柱部を除去したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項１０】
前記内外継手部材の各トラック溝相互間のピッチのうち、２つのピッチの位相を６０°以下に設定すると共に、残りの４つのピッチの位相を６０°以上に設定したことを特徴とする請求項９に記載の固定式等速自在継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１０−２７６０４９（Ｐ２０１０−２７６０４９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２６６２８（Ｐ２００９−１２６６２８）
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
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