JP4880902B2 - 等速ジョイント - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結させる等速ジョイントに関する。

従来より、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結し回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントが用いられている。近年において、等速ジョイントの軽量化のニーズが高まり、前記等速ジョイントの更なる小型化が希求されている。この場合、等速ジョイントの強度、耐久性、負荷容量等は、等速ジョイントを構成する各要素の基本寸法によってそれぞれ設定され、前記等速ジョイントの強度、耐久性、負荷容量等の諸特性をそれぞれ維持した状態で小型化に対応した寸法を設定することが要求されている。

この種の等速ジョイントの基本設定に関する技術的思想として、特許文献１には、外側継手部材、内側継手部材、８個のトルク伝達ボール及び保持器を備える固定型等速自在継手において、前記内側継手部材の軸方向幅（Ｗ）と、前記内側継手部材の案内溝の中心と前記トルク伝達ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒｗ（＝Ｗ／ＰＣＲ）を０．６９≦Ｒｗ≦０．８４に設定することが開示されている。

また、特許文献２には、アウタレース、インナレース、６個のトルク伝達ボール及びケージを備える固定型等速自在継手において、駆動軸の直径をｄとし、トルク伝達ボールの直径Ｄ_B及び６個のトルク伝達ボールのピッチ円直径をＤ_Pとした場合、駆動軸の直径ｄに対するトルク伝達ポールの直径Ｄ_Bの比であるＤ_B／ｄを０．６５〜０．７２に設定し、トルク伝達ボールの直径Ｄ_Bに対するピッチ円直径Ｄ_Pの比であるＤ_P／Ｄ_Bを３．４〜３．８に設定することが開示されている。

ところで、この種の従来技術に係る等速ジョイントとして、例えば、非特許文献１には、継手軸（駆動シャフト及び被駆動シャフト）上において、継手中心の両側に等距離だけオフセットして配置されたアウタレースのボール溝中心とインナレースのボール溝中心とを有するツェッパ型等速ジョイントが開示されている。

このツェッパ型等速ジョイントでは、前記アウタレースのボール溝と前記インナレースのボール溝との相対的動作によって、保持器に保持された６個のボールが等速面又は継手軸間の二等分角面上に位置することにより、駆動接点が常に等速面上に維持されて等速性が確保されるとしている。

この場合、前記非特許文献１には、アウタレースのボール溝（案内溝）とボールとの負荷側接触点の共通法線と、インナレースのボール溝（案内溝）とボールとの負荷側接触点の共通法線とのなす角度であるくさび角を約１５度〜１７度に設定することが記載されている。これは、ツェッパ型等速ジョイントがジョイント角０度前後で偏角動作をする場合、摩擦によるボールのロックを防止するためである。

また、前記非特許文献１では、一般的に使用されるボール溝の断面（継手軸と直交する方向の断面）が円弧形状又は楕円弧形状に形成され、楕円弧形状のボール溝におけるボールとの接触角度は３０度〜４５度に設定され、最も一般的に採用されている接触角度は４５度であることが記載されている。

さらに、特許文献３及び特許文献４には、アウタレース、インナレース、８個のボール及び保持器によって構成され、アウタレースの案内溝（トラック溝）の溝底が曲線状になった部位の中心が内径面の中心に対して、インナレースの案内溝（トラック溝）の溝底が曲線状になった部位の中心が外径面の中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側にオフセットした固定型等速自在継手が開示されている。

前記特許文献３では、オフセット量（Ｆ）と、アウタレースの案内溝の中心又はインナレースの案内溝の中心とボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）を、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内に設定することが記載されている。

さらに、前記特許文献４では、オフセット量（Ｆ）と、アウタレースの案内溝の中心又はインナレースの案内溝の中心とボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）を、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲で、且つ各案内溝とボールとの接触角を３７度以下に設定することが記載されている。

ところで、特許文献５には、外側継手部材、内側継手部材、８個のトルク伝達ボール及び保持器によって構成される固定型等速自在継手が開示され、前記外側継手部材のボール溝（トラック溝）の中心と内側継手部材のボール溝（トラック溝）の中心とが軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされ、ボールトラックにおけるＰＣＤ隙間（外側継手部材のボール溝のピッチ円径と内側継手部材のボール溝のピッチ円径との差）を５〜５０μｍとすることが記載されている。

前記特許文献５では、ＰＣＤ隙間を５〜５０μｍとすることにより、８個のトルク伝達ボールを備えた固定型等速自在継手において、高負荷時での耐久性の向上及び寿命ばらつきの安定化を実現することができるとしている。

さらに、特許文献５には、外側継手部材と保持器との間の径方向隙間を２０〜１００μｍとし、前記保持器と内側継手部材との間の径方向隙間を２０〜１００μｍとすることが記載されている。

ところで、この種の従来技術に係る等速ジョイントは、例えば、図２４に示すように、球面状の内径面１ａに複数本の曲線状案内溝１ｂを軸方向に形成したアウタ部材（外輪部材）１と、球面状の外形面２ａに複数本の曲線状案内溝２ｂを軸方向に形成すると共に、内径面にスプライン２ｃを設けるインナ部材（内輪部材）２とを備えている。アウタ部材１の曲線状案内溝１ｂとインナ部材２の曲線状案内溝２ｂとによって、ボール転動溝が一体的に形成されると共に、このボール転動溝には、トルク伝達用のボール３が配されている。ボール３は、略リング状のリテーナ４に形成された保持窓４ａにより保持されている。

この場合、アウタ部材１とインナ部材２とに角度を付与した時のジョイント強度は、リテーナ４の強度によって決定されている。従って、角度付加時のジョイント強度を向上させるためには、リテーナ４自体の強度を向上させる必要がある。

ここで、リテーナ４自体の強度を高めるためには、前記リテーナ４の断面積を増加させることで対応することができる。その方法としては、リテーナ４の内球径寸法を小さくする一方、外球径寸法を大きくさせることにより、前記リテーナ４の肉厚を増加させる方法（以下、第１の方法という）、ジョイントに角度をつける際に発生するボール３の飛び出し力に対し、該飛び出し力を受ける側の断面積を増加させる方法（以下、第２の方法という）、及び保持窓４ａ間に存在する柱部４ｂの断面積を増加させる方法（以下、第３の方法という）等が挙げられている。

しかしながら、上記の第１の方法及び第２の方法では、リテーナ４が重量物になったり、幅寸法が大きくなったりすると共に、ボール３が曲線状案内溝１ｂに食い込んでアウタ部材１の耐久性が低下する等の問題がある。しかも、リテーナ４が幅広になることにより、このリテーナ４をアウタ部材１に組み込むことができないおそれがある。

一方、上記の第３の方法では、柱部４ｂが長尺化して保持窓４ａの開口面積が小さくなると、ボール３が前記柱部４ｂに接触し易く、前記ボール３の組み付け不良が発生するという問題がある。さらに、保持窓４ａが小さ過ぎることにより、インナ部材２をリテーナ４内に容易に組み付けることができないという問題がある。

そこで、例えば、特許文献６には、保持窓４ａに隅アール部４ｃが設けられると共に、この隅アール部４ｃの曲率半径Ｒとボール３の直径Ｄとの比Ｒ／Ｄが、０．２２≦Ｒ／Ｄである等速自在継手が開示されている。

特開２００１−３３００５１号公報 特開２００３−９７５９０号公報 特開２００３−４０６２号公報 特開平９−３１７７８４号公報 特開２００２−３２３０６１号公報 特開２００２−１３５４４号公報 チャールズ・イー・コーニー・ジュニア（Charles E. Cooney,Jr）編、「UNIVERSAL JOINT AND DRIVESHAFT DESIGN MANUAL ADVANCES IN ENGINEERING SERIES NO.7」、（米国）、第２版、THE SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS,INC. １９９１年、ｐ．１４５−１４９

しかしながら、前記特許文献１に開示された技術的思想では、部品点数が多くなって製造コストが高騰すると共に、実際に実施した場合、生産技術的に難しいという問題がある。

また、前記特許文献２に開示された技術的思想では、トルク伝達ボールを保持するケージ（保持器）の強度を向上させるための寸法設定であって、等速ジョイントの小型化に寄与するものではないという問題がある。

ところで、アウタレースのボール溝とインナレースのボール溝とで形成されるボールトラックは、アウタレースの開口部の奥部側から開口部側に向かって軸方向に徐々に広がったくさび状に形成される。従って、アウタレース側及びインナレース側のそれぞれのボール溝が継手中心に対して等距離だけオフセットされた位置にあるため、両ボール溝の深さは軸方向において均一ではない。

前記非特許文献１に開示された構造では、アウタレース及びインナレースのそれぞれのボール溝の深さが浅くなるため、高作動角時や高負荷時に、ボールの接触楕円が前記ボール溝から外れて該ボール溝の肩部（端部）に乗り上げたり、あるいはボール溝の肩部の欠けや摩耗等が発生し、耐久性が劣化するというおそれがある。さらに、高負荷が付与されたときにボール溝とボールとの接触位置がインナリングの端部に近接し、接触楕円のはみ出しが発生して該ボール溝に対する接触面圧が大きくなることが想定される。

また、前記特許文献３及び特許文献４では、オフセット量（Ｆ）と、アウタレースの案内溝の中心又はインナレースの案内溝の中心とボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）を所定値に設定することが開示されているが、この場合、ボールの直径を小さく設定したり、等速ジョイント自体をより小型化して強度的に最弱な部品である保持器の肉厚を確保しようとすると、必然的にアウタレース及びインナレースの案内溝の深さが十分に確保されず、前記のように案内溝の肩部の欠けや摩耗等が発生するという問題がある。

なお、特許文献５では、８個のトルク伝達ボールを備えた等速自在継手と６個のトルク伝達ボールを備えた等速自在継手とではその基本構造が異なっており、前記ＰＣＤ隙間の設定値もその構造に適した固有の値が存在すると記載されており、６個のトルク伝達ボールを備えた等速自在継手に関するＰＣＤ隙間等の設定値については、何ら開示乃至示唆されていない。

すなわち、この種の等速自在継手において、外側継手部材及び内側継手部材の相互に対向する一組のボール溝によって形成されるボールトラックに対するＰＣＤ（ピッチ円径）隙間をどのように設定するかは重要である。なぜならば、前記ＰＣＤ隙間が小さすぎると、ボールをボールトラックに挿入する際のボールの組み付け作業が困難となり、また、ボールに対する拘束力が大きくなって前記ボールの円滑な転動動作が阻害されるからである。一方、ＰＣＤ隙間が大きすぎると保持器の窓部とボールとの間で打音が発生したり、継手振動が増大するという問題があるからである。

さらに、前記特許文献６に開示された技術的思想では、保持器（リテーナ）のポケット（保持窓）に設けられた隅アール部の曲率半径Ｒとトルク伝達用のボールの直径Ｄとの比Ｒ／Ｄを設定することにより、耐久性と強度の向上を図ることを目的としているものの、上記の条件設定だけでは、前記保持器の強度を十分に向上させることができないという問題がある。

本発明は、前記の種々の問題を考慮してなされたものであり、ボールとの接触による案内溝に対する面圧を低減して耐久性を向上させることが可能な等速ジョイントを提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、案内溝の肩部の欠けや摩耗等の発生を防止して耐久性を向上させることが可能な等速ジョイントを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、６個のボールを備えた等速ジョイントにおいて、各種クリアランスやリテーナの保持窓のオフセット量を最適に設定することによってジョイント寿命に直結するアウタ側案内溝とボールとの間及びインナ側案内溝とボールとの間の面圧を低減して耐久性を向上させることが可能な等速ジョイントを提供することにある。

さらにまた、本発明の他の目的は、強度、耐久性、負荷容量等の諸特性を維持しながら、小型化に対応した各種の寸法設定をすることが可能な等速ジョイントを提供することにある。

またさらに、本発明の他の目的は、リテーナの強度を良好に確保すると共に、組み付け作業性を向上させることが可能な等速ジョイントを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、相交わる２軸の一方に連結され、内径面を有すると共に軸方向に延在する複数の第１案内溝が形成され、一端部が開口するアウタ部材と、
前記２軸の他方に連結され、軸方向に延在し前記第１案内溝と同数の第２案内溝が形成されたインナリングと、
前記第１案内溝と前記第２案内溝との間で転動可能に配設され、トルクを伝達する６個のボールと、
前記各ボールを収納する保持窓が形成されたリテーナと、
を備える等速ジョイントにおいて、
前記アウタ部材に形成された前記第１案内溝は、軸方向と直交する横断面が単一の円弧形状からなり、前記ボールと１点で接触するように形成され、
前記インナリングに形成された前記第２案内溝は、軸方向と直交する横断面が楕円弧形状からなり、前記ボールと２点で接触するように形成され、
前記第１案内溝のピッチ円径をアウタＰＣＤとし、前記インナリングの第２案内溝のピッチ円径をインナＰＣＤとした場合、前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとの差（アウタＰＣＤ−インナＰＣＤ）からなるＰＣＤクリアランスが０〜１００μｍの範囲内で設定されることを特徴とする。

さらに、本発明は、相交わる２軸の一方に連結され、球面からなる内径面を有すると共に軸方向に延在する複数の第１案内溝が形成され、一端部が開口するアウタ部材と、
前記２軸の他方に連結され、軸方向に延在し前記第１案内溝と同数の第２案内溝が形成されたインナリングと、
前記第１案内溝と前記第２案内溝との間で転動可能に配設され、トルクを伝達する６個のボールと、
前記各ボールを収納する保持窓が形成されたリテーナと、
を備える等速ジョイントにおいて、
前記アウタ部材に形成された前記第１案内溝は、軸方向と直交する横断面が単一の円弧形状からなり、前記ボールと１点で接触するように形成され、
前記インナリングに形成された前記第２案内溝は、軸方向と直交する横断面が楕円弧形状からなり、前記ボールと２点で接触するように形成され、
前記第１案内溝のピッチ円径をアウタＰＣＤとし、前記インナリングの第２案内溝のピッチ円径をインナＰＣＤとした場合、前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとの差（アウタＰＣＤ−インナＰＣＤ）からなるＰＣＤクリアランスが０〜１００μｍの範囲内で設定され、
前記アウタ部材に形成され軸方向に沿った縦断面が曲線状からなる前記第１案内溝の曲率中心（Ｈ）と前記インナリングに形成され軸方向に沿った縦断面が曲線状からなる前記第２案内溝の曲率中心（Ｒ）とは、前記球面中心（Ｋ）からそれぞれ軸方向に沿って反対側に等距離（Ｔ）だけオフセットした位置に配置され、
前記ボールの直径（Ｎ）と前記第１案内溝及び第２案内溝のオフセット量（Ｔ）とは、その比（Ｔ／Ｎ）をＶとして、０．１２≦Ｖ≦０．１４の関係式を充足するように設定されることを特徴とする。

本発明によれば、アウタ部材の第１案内溝の横断面を円弧形状に形成してボールに対して１点接触とし、且つインナリングの第２案内溝の横断面を楕円弧形状に形成してボールに対して２点接触とすることにより、従来技術と比較して、ボールとの接触による第１及び第２案内溝に対する面圧を低減して耐久性を向上させることができる。

この場合、前記第１案内溝の横断面における溝半径（Ｍ）及び第２案内溝の横断面における溝半径（Ｐ、Ｑ）とボールの直径（Ｎ）との比を、それぞれ、０．５１〜０．５５の範囲に設定し、且つ第１案内溝のボールとの接触角度を鉛直線（Ｌ）を基準として零度とし、さらに第２案内溝とボールとの接触角度（α）を鉛直線（Ｌ）を基準として１３度〜２２度の範囲に設定することにより、面圧を低減させてより一層耐久性を向上させることができる。

なお、より一層好ましくは、前記第２案内溝とボールとの接触角度（α）を、鉛直線（Ｌ）を基準として１５度〜２０度の範囲に設定するとよい。

また、本発明によれば、ＰＣＤクリアランスが０μｍよりも小さくなるとアウタ部材の孔部内に対するボールの組み付け性が悪化すると共にボールの円滑な転動動作が阻害され、耐久性が劣化するためである。一方、前記ＰＣＤクリアランスが１００μｍを超えると高負荷時にボールと第１及び第２案内溝との接触楕円が溝端である肩部からはみ出してしまい、面圧が増大すると共に肩部の欠けが発生して耐久性が劣化するからである。

この場合、前記アウタ部材の内径面におけるアウタ内球径と前記リテーナの外面におけるリテーナ外球径との差と、前記リテーナの内面におけるリテーナ内球径とインナリングの外面におけるインナ外球径との差とを加算することによって形成される球面クリアランス［（アウタ内球径）−（リテーナ外球径）］＋［（リテーナ内球径）−（インナ外球径）］を、５０〜２００μｍの範囲内で設定するとよい。

前記球面クリアランスが５０μｍ未満であると、アウタ部材の内面とリテーナの外面との間及びインナリング外面とリテーナの内面との間の潤滑不良によって焼き付けが発生して悪影響を及ぼすからである。一方、前記球面クリアランスが２００μｍを超えるとアウタ部材及びインナリングとリテーナとの間で打音が発生して商品性に悪影響を及ぼすからである。

また、前記リテーナに形成された保持窓の窓幅中心を、前記リテーナの外面及び内面の球面中心から前記リテーナの軸方向に沿って２０〜１００μｍの範囲内でオフセットした位置に設定するとよい。

リテーナの窓幅中心と球面中心とのオフセット量が２０μｍより小さくなるとボールに対する拘束力が不足して等速性を確保することが困難となり、１００μｍより大きくなると、拘束力が過大となってボールの円滑な転動動作が阻害されて耐久性が劣化するからである。

さらに、本発明によれば、ボールの直径（Ｎ）と第１及び第２案内溝の曲率中心（Ｈ、Ｒ）のオフセット量Ｔとの比Ｖ（Ｔ／Ｎ）を前記関係式（０．１２≦Ｖ≦０．１４）を充足するように設定することにより、前記第１及び第２案内溝の端部に形成された肩部の乗り上げ又は欠けや摩耗等の発生を好適に防止して、等速ジョイントの耐久性を向上させることができる。

この場合、前記ボールの直径（Ｎ）とオフセット量（Ｔ）との比Ｖ（Ｔ／Ｎ）が０．１２未満であると第１案内溝と第２案内溝とによって形成されるくさび角が極小状態となり、非回転動作時におけるボールのロック状態が発生し易くなり、組み付け時の作業性が悪化する。一方、前記ボールの直径（Ｎ）とオフセット量（Ｔ）との比Ｖ（Ｔ／Ｎ）が０．１４を超えると第１及び第２案内溝の深さが浅くなってしまうため、第１及び第２案内溝の端部に形成された肩部の乗り上げ又は欠けや摩耗等の発生を阻止することが困難となる。

さらにまた、本発明によれば、前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとが同一であるアウタ・インナＰＣＤの寸法（Ｄｐ）と、前記インナリングの孔部の内壁面に形成されたインナセレーション内径部の直径（Ｄ）との比（Ｄｐ／Ｄ）が１．９≦（Ｄｐ／Ｄ）≦２．２の範囲内で設定されると好適である。前記アウタ・インナＰＣＤ（Ｄｐ）と前記インナセレーション内径部の直径（Ｄ）との寸法比（Ｄｐ／Ｄ）が１．９未満であるとインナリングの肉厚が薄くなり過ぎて強度が低下するという不具合があり、一方、前記寸法比（Ｄｐ／Ｄ）が２．２を超えると等速ジョイントを小型化することができない。

また、前記ボールの直径（Ｄｂ）と、前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとが同一であるアウタ・インナＰＣＤの寸法（Ｄｐ）との比（Ｄｂ／Ｄｐ）が０．２≦（Ｄｂ／Ｄｐ）≦０．５の範囲内で設定されると好適である。この場合、前記寸法比（Ｄｂ／Ｄｐ）が０．２未満であるとボールの直径が小さくなり過ぎて耐久性が低下するという不具合があり、一方、前記寸法比（Ｄｂ／Ｄｐ）が０．５を超えるとボールが大きくなりアウタ部材の肉厚が相対的に薄くなって強度が低下する。

さらに、前記アウタ部材の外径（Ｄｏ）と、前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとが同一であるアウタ・インナＰＣＤの寸法（Ｄｐ）との比（Ｄｏ／Ｄｐ）が１．４≦（Ｄｏ／Ｄｐ）≦１．８の範囲内で設定されると好適である。この場合、前記寸法比（Ｄｏ／Ｄｐ）が１．４未満であるとアウタ部材の肉厚が薄くなって強度が低下するという不具合があり、一方、前記寸法比（Ｄｏ／Ｄｐ）が１．８を超えるとアウタ部材の外径が大きくなって小型化を達成することができない。

前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとが同一であるアウタ・インナＰＣＤの寸法（Ｄｐ）と、前記インナリングの孔部の内壁面に形成されたインナセレーション内径部の直径（Ｄ）との比（Ｄｐ／Ｄ）が１．９≦（Ｄｐ／Ｄ）≦２．２の範囲内で設定され、且つ、前記ボールの直径（Ｄｂ）と、前記アウタ・インナＰＣＤの寸法（Ｄｐ）との比（Ｄｂ／Ｄｐ）が０．２≦（Ｄｂ／Ｄｐ）≦０．５の範囲内で設定され、且つ、前記アウタ部材の外径（Ｄｏ）と、前記アウタ・インナＰＣＤの寸法（Ｄｐ）との比（Ｄｏ／Ｄｐ）が１．４≦（Ｄｏ／Ｄｐ）≦１．８の範囲内で設定されると好適である。

さらにまた、本発明によれば、前記保持窓が、前記リテーナの周方向に開口長さ（ＷＬ）を有すると共に、前記開口長さ（ＷＬ）と前記ボールの直径（Ｎ）との比（ＷＬ／Ｎ）は、１．３０≦ＷＬ／Ｎ≦１．４２の範囲内で設定されると好適である。前記保持窓は、曲率半径Ｒの角部を有すると共に、前記曲率半径（Ｒ）と前記ボールの直径（Ｎ）との比（Ｒ／Ｎ）は、０．２３≦Ｒ／Ｎ≦０．４５の範囲内で設定されることが好ましい。

０．２３≦Ｒ／Ｎの関係に設定されることにより、保持窓間の柱部の最大主応力荷重を低減してリテーナの強度を向上させることができる。一方、Ｒ／Ｎ≦０．４５の関係に設定されることにより、保持窓の角部が大きくなり過ぎて、ボールやインナリングの組み込み不良が発生することを有効に防止することができる。

なお、前記第１案内溝及び前記第２案内溝は、長手方向に沿って湾曲形状部と直線形状部（Ｓ１、Ｓ２）とを有するように形成されるとよい。また、前記第１案内溝及び前記第２案内溝は、長手方向に沿って湾曲形状部のみを有するように形成されることが好ましい。

アウタ部材の第１案内溝の横断面を円弧形状に形成してボールに対して１点接触とし、且つインナリングの第２案内溝の横断面を楕円弧形状に形成してボールに対して２点接触とすることにより、ボールとの接触による案内溝に対する面圧を低減して耐久性を向上させることができる。

また、アウタ部材及びインナリングにそれぞれ形成された第１及び第２案内溝の肩部の欠けや摩耗等の発生を防止すると共に、ボールとの接触による案内溝に対する面圧を低減して耐久性を向上させることができる。

本発明に係る等速ジョイントについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示す。なお、以下の説明において、縦断面とは、第１軸１２及び第２軸１８の軸方向に沿った断面をいい、横断面とは、前記軸方向と直交する断面をいう。

この等速ジョイント１０は、第１軸１２の一端部に一体的に連結されて開口部１４を有する有底円筒状のアウタカップ（アウタ部材）１６と、第２軸１８の一端部に固着されてアウタカップ１６の孔部内に収納されるインナ部材２２とから基本的に構成される。

図１及び図３に示されるように、前記アウタカップ１６の内壁には球面からなる内径面２４を有し、前記内径面２４には、軸方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ６０度の間隔をおいて６本の第１案内溝２６ａ〜２６ｆが形成される。

前記アウタカップ１６に形成され軸方向に沿った縦断面が曲線状からなる第１案内溝２６ａ（２６ｂ〜２６ｆ）は、図２に示されるように、点Ｈを曲率中心としている。この場合、前記点Ｈは、内径面２４の球面中心Ｋ（ボール２８の中心点Ｏを結ぶ仮想面（ボール中心面）と継手軸２７とが直交する交点）から軸方向に沿ってアウタカップ１６の開口部１４側に距離Ｔ１だけオフセットした位置に配置される。

前記アウタカップ１６に形成された第１案内溝２６ａ〜２６ｆの横断面は、それぞれ、図４に示されるように、ボール２８の中心Ｏを通る鉛直線Ｌ上に曲率中心Ａを有する単一の円弧形状からなり、前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆは、後述するボール２８の外面と、図面上、１点Ｂで接触するように形成される。

なお、実際上、回転トルクを伝達する際に負荷が付与された時には、ボール２８の外面と第１案内溝２６ａ〜２６ｆとは点接触ではなく、面接触する。

前記横断面における第１案内溝２６ａ〜２６ｆの両側には前記内径面２４が連続して形成され、前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆと端部と内径面２４との境界部分には面取りされた一組の第１肩部３０ａ、３０ｂが形成される。

前記アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆに対するボール２８の接触角度は、鉛直線Ｌを基準として零度に設定されている。また、前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆの横断面における溝半径Ｍとボール２８の直径Ｎとの比（Ｍ／Ｎ）は、０．５１〜０．５５に設定されるとよい（図４参照）。

インナ部材２２は、外周面の周方向に沿って前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆに対応する複数の第２案内溝３２ａ〜３２ｆが形成されたインナリング３４と、前記アウタカップ１６の内壁面に形成された第１案内溝２６ａ〜２６ｆと前記インナリング３４の外径面３５（図４参照）に形成された第２案内溝３２ａ〜３２ｆとの間で転動可能に配設され、回転トルク伝達機能を営む複数（本実施の形態では、６個）のボール２８と、前記ボール２８を保持する複数の保持窓３６が周方向に沿って形成されアウタカップ１６と前記インナリング３４との間に介装されたリテーナ３８とを有する。

前記インナリング３４は、中心に形成された孔部を介して第２軸１８の端部にスプライン嵌合され、あるいは第２軸１８の環状溝に装着されるリング状の係止部材４０を介して第２軸１８の端部に一体的に固定される。該インナリング３４の外径面３５には、アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆに対応して配置され、周方向に沿って等角度離間する複数の第２案内溝３２ａ〜３２ｆが形成される。

前記インナリング３４に形成され軸方向に沿った縦断面が曲線状に形成された前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆは、図２に示されるように、点Ｒを曲率中心としている。この場合、前記点Ｒは、内径面２４の球面中心Ｋ（ボール２８の中心点Ｏを結ぶ仮想面（ボール２８の中心面）と継手軸２７とが直交する交点）から軸方向に沿って距離Ｔ２だけオフセットした位置に配置される。

アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆの曲率中心である点Ｈと、インナリング３４の第２案内溝３２ａ〜３２ｆの曲率中心である点Ｒは、内径面２４の球面中心Ｋ（ボール２８の中心面と継手軸２７との交点）からそれぞれ反対側に向かい且つ軸方向に沿って等距離（Ｔ１＝Ｔ２）だけオフセットした位置に配置される。前記点Ｈは、球面中心Ｋを基準としてアウタカップ１６の開口部１４側に位置し、前記点Ｒは、アウタカップ１６の奥部４６側に位置し、前記点Ｈの曲率半径及び点Ｒの曲率半径は、たすき掛け状に交差するように設定される（図２参照）。

この場合、ボール２８の直径をＮとし、アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆ及びインナリング３４の第２案内溝３２ａ〜３２ｆの曲率中心（点Ｈ、点Ｒ）のオフセット量（球面中心Ｋから軸方向に沿った離間距離）をそれぞれＴとし、前記直径Ｎと前記オフセット量Ｔとの比をＶとしたとき、前記比Ｖ（＝Ｔ／Ｎ）は、０．１２≦Ｖ≦０．１４の関係式を充足するように、前記ボール２８の直径Ｎとオフセット量Ｔとが設定されると好適である。

前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆの横断面は、図４に示されるように、水平方向に沿って所定距離だけ離間する一対の中心Ｃ、Ｄを有する楕円弧形状からなり、前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆは、ボール２８の外面と、図面上、２点Ｅ、Ｆで接触するように形成される。なお、実際上、回転トルクを伝達する際に負荷が付与された時には、ボール２８の外面と第２案内溝３２ａ〜３２ｆとは点接触ではなく、面接触するように形成される。

前記横断面における第２案内溝３２ａ〜３２ｆの両側には前記外径面３５が連続して形成され、前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆと端部と外径面３５との境界部分には面取りされた一組の第２肩部４２ａ、４２ｂが形成される。

第２案内溝３２ａ〜３２ｆに対するボール２８の接触角度αは、鉛直線Ｌを基準として左右に等角度αだけ離間するように設定される。この場合、前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆに対するボール２８の接触角度αを、図７に示されるように、１３度〜２２度の範囲で設定すると耐久性が良好となり、さらに、前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆに対するボール２８の接触角度αを、１５度〜２０度の範囲で設定すると極めて良好な耐久性が得られる。また、前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆの横断面における溝半径Ｐ、Ｑとボール２８の直径Ｎとの比（Ｐ／Ｎ、Ｑ／Ｎ）は、０．５１〜０．５５に設定されるとよい（図４参照）。

前記ボール２８は、例えば、鋼球によって形成され、アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆとインナリング３４の第２案内溝３２ａ〜３２ｆとの間に周方向に沿ってそれぞれ１個ずつ転動可能に配設される。このボール２８は、第２軸１８の回転トルクを、インナリング３４及びアウタカップ１６を介して第１軸１２に伝達すると共に、第１案内溝２６ａ〜２６ｆ及び第２案内溝３２ａ〜３２ｆに沿って転動することにより、第２軸１８（インナリング３４）と第１軸１２（アウタカップ１６）との間の交差する角度方向の相対的変位を可能とするものである。なお、回転トルクは、第１軸１２と第２軸１８との間でいずれの方向からでも好適に伝達される。

図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆに６個のボール２８がそれぞれ点接触した状態における前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆのピッチ円径をアウタＰＣＤとし、インナリング３４の第２案内溝３２ａ〜３２ｆに６個のボール２８がそれぞれ点接触した状態における前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆのピッチ円径をインナＰＣＤとした場合、前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとの差によってＰＣＤクリアランスが設定される（アウタＰＣＤ−インナＰＣＤ）。

また、図９Ａ〜図９Ｃに示されるように、アウタカップ１６の内径面２４におけるアウタ内球径とリテーナ３８の外径面におけるリテーナ外球径との差と、リテーナ３８の内径面におけるリテーナ内球径とインナリング３４の外径面におけるインナ外球径との差とを加算することによって球面クリアランスが設定される。

換言すると、球面クリアランス＝［（アウタ内球径）−（リテーナ外球径）］＋［（リテーナ内球径）−（インナ外球径）］によって設定される。

さらに、図１０に示されるように、リテーナ３８の保持窓３６の窓幅中心（リテーナ３８の軸方向を幅とする）と、前記リテーナ３８の外面３８ａ及び内面３８ｂの球面中心とがリテーナ３８の軸方向に沿って所定距離だけオフセットした位置に配置されている。

本実施の形態に係る等速ジョイント１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作並びに作用効果について説明する。

第２軸１８が回転すると、その回転トルクはインナリング３４から各ボール２８を介してアウタカップ１６に伝達され、第１軸１２が前記第２軸１８と等速性を保持しながら所定方向に回転する。

その際、第１軸１２と第２軸１８との交差角度（作動角）が変化する場合には、第１案内溝２６ａ〜２６ｆと第２案内溝３２ａ〜３２ｆとの間で転動するボール２８の作用下にリテーナ３８が所定角度だけ傾動して前記角度変位が許容される。

この場合、リテーナ３８の保持窓３６に保持された６個のボール２８が等速面又は第１軸１２、第２軸１８間の二等分角面上に位置することにより、駆動接点が常に等速面上に維持されて等速性が確保される。このように、第１軸１２及び第２軸１８の等速性を保持しつつ、それらの角度変位が好適に許容される。

本実施の形態では、ボール２８の直径Ｎと、アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆ及びインナリング３４の第２案内溝３２ａ〜３２ｆの曲率中心（点Ｈ、点Ｒ）のオフセット量（球面中心Ｋから軸方向に沿った離間距離）Ｔとの比Ｖ（＝Ｔ／Ｎ）が、０．１２≦Ｖ≦０．１４の関係式を充足するように設定される（図２参照）。

この場合、前記ボール２８の直径Ｎとオフセット量Ｔとの比Ｖが０．１２未満であると第１案内溝２６ａ〜２６ｆと第２案内溝３２ａ〜３２ｆとによって形成されるくさび角が極小状態となり、非回転動作時におけるボール２８のロック状態が発生し易くなり、組み付け時の作業性が悪化するという不具合がある。

一方、前記ボール２８の直径Ｎとオフセット量Ｔとの比Ｖが０．１４を超えると第１及び第２案内溝２６ａ〜２６ｆ、３２ａ〜３２ｆの深さが浅くなってしまうため、第１及び第２案内溝２６ａ〜２６ｆ、３２ａ〜３２ｆの端部に形成された第１及び第２肩部３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂの乗り上げ又は欠けや摩耗等の発生を阻止することが困難となる。

このように、ボール２８の直径Ｎと第１及び第２案内溝２６ａ〜２６ｆ、３２ａ〜３２ｆの曲率中心（点Ｈ、点Ｒ）のオフセット量Ｔとを前記関係式（０．１２≦Ｖ≦０．１４）を充足するように設定することにより、第１及び第２案内溝２６ａ〜２６ｆ、３２ａ〜３２ｆの端部に形成された第１及び第２肩部３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂの乗り上げ又は欠けや摩耗等の発生を好適に防止して等速ジョイント１０の耐久性をより一層向上させることができる。

図５は、本実施の形態に係る等速ジョイント１０の縦断面における部分拡大を示し、ボール２８の直径Ｎと第１及び第２案内溝２６ａ〜２６ｆ、３２ａ〜３２ｆの曲率中心（点Ｈ、点Ｒ）のオフセット量Ｔとの関係について前記関係式を充足させることにより、オフセット量Ｔ１が小さく設定されている。一方、図６は、比較例に係る等速ジョイント１００の縦断面における部分拡大を示し、オフセット量Ｔ２が本実施の形態と比較して大きく設定されている（Ｔ１＜Ｔ２）。

この場合、継手軸２７に直交しボール２８の中心を通る直線Ｓに対して約１５度だけ傾斜した部位におけるアウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆの深さを比較した場合、本実施の形態の第１案内溝２６ａ〜２６ｆの深さＤＰ１は、比較例の第１案内溝の深さＤＰ２よりも大きく形成することができるため（ＤＰ１＞ＤＰ２）、第１案内溝２６ａ〜２６ｆの端部に形成された第１及び第２肩部３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂの乗り上げ又は欠けや摩耗等の発生を好適に防止することができる。

さらに、本実施の形態では、アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆの横断面を円弧形状に形成してボール２８に対して１点接触とし、且つインナリング３４の第２案内溝３２ａ〜３２ｆの横断面を楕円弧形状に形成してボール２８に対して２点接触とすることにより、従来技術と比較して、ボール２８との接触による第１案内溝２６ａ〜２６ｆ及び第２案内溝３２ａ〜３２ｆに対する面圧を低減して耐久性を向上させることができる。

この場合、本実施の形態では、第１案内溝２６ａ〜２６ｆ及び第２案内溝３２ａ〜３２ｆの横断面における溝半径（Ｍ、Ｐ、Ｑ）とボール２８の直径Ｎとの比（Ｍ／Ｎ、Ｐ／Ｎ、Ｑ／Ｎ）を、それぞれ、０．５１〜０．５５の範囲において設定し、且つ第１案内溝２６ａ〜２６ｆのボール２８との接触角度を鉛直線Ｌを基準として零度とし、さらに第２案内溝３２ａ〜３２ｆとボール２８との接触角度αを鉛直線Ｌを基準として１３度〜２２度の範囲に設定することにより、面圧を低減させてより一層耐久性を向上させることができる。

前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆ及び第２案内溝３２ａ〜３２ｆの横断面における溝半径（Ｍ、Ｐ、Ｑ）とボール２８との直径Ｎの比を、０．５１〜０．５５とした理由は、０．５１未満であると溝半径（Ｍ、Ｐ、Ｑ）とボール２８の直径Ｎとが近接すぎるためにベタ当たり（全面接触）に近似した状態となりボール２８の転がりが悪くなるために耐久性が劣化する、一方、０．５５を超えると逆にボール２８の接触楕円が小さくなるために接触面圧が高くなり耐久性が劣化するからである。

なお、前記ボール２８の直径Ｎと縦断面における第１及び第２案内溝２６ａ〜２６ｆ、３２ａ〜３２ｆの曲率中心（点Ｈ、点Ｒ）のオフセット量Ｔとの比Ｖ（Ｔ／Ｎ）、第２案内溝３２ａ〜３２ｆとボール２８との接触角度α、及び、前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆ及び第２案内溝３２ａ〜３２ｆの横断面における溝半径（Ｍ、Ｐ、Ｑ）とボール２８との直径の比は、それぞれ、シミュレーションと実験とを何度も繰り返した結果、最適なものが求められたものである。

さらに、第２案内溝３２ａ〜３２ｆに対するボール２８の接触角度αを１３度〜２２度の範囲に設定した理由は、前記接触角度αが１３度未満であるとボール２８に対する荷重が増大することにより面圧が高くなり耐久性が劣化する、一方、前記接触角度αが２２度を超えると第２案内溝３２ａ〜３２ｆの端部（第２肩部４２ａ、４２ｂ）とボール２８の接触位置が近接することとなり、接触楕円のはみ出しが起こり面圧が高くなって耐久性が劣化するからである。

さらに、本実施の形態では、アウタＰＣＤとインナＰＣＤとの差（アウタＰＣＤ−インナＰＣＤ）によって形成されるＰＣＤクリアランス（図８Ａ及び図８Ｂ参照）を、０〜１００μｍとし、好ましくは、０〜６０μｍに設定するとよい。前記ＰＣＤクリアランスを０〜１００μｍとしたのは、０μｍよりも小さくなるとボール２８の組み付け性が悪化すると共にボール２８の円滑な転動動作が阻害され、耐久性が劣化するためである。一方、前記ＰＣＤクリアランスが１００μｍを超えると高負荷時にボール２８と第１及び第２案内溝２６ａ〜２６ｆ、３２ａ〜３２ｆとの接触楕円が溝端である第１及び第２肩部３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂからはみ出してしまい、面圧が増大すると共に第１及び第２肩部３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂの欠けが発生して耐久性が劣化するからである。この場合、図１１の実験結果に示されるように、前記ＰＣＤの設定範囲を０〜６０μｍとすることにより、極めて良好な耐久性が得られる。

さらにまた、本実施の形態では、図９Ａ〜図９Ｃに示されるように、［（アウタ内球径）−（リテーナ外球径）］＋［（リテーナ内球径）−（インナ外球径）］によって設定される球面クリアランスを５０〜２００μｍとし、好ましくは、５０〜１５０μｍに設定するとよい。５０μｍ未満であるとアウタカップ１６の内面とリテーナ３８の外面３８ａとの間及びインナリング３４の外面とリテーナ３８の内面３８ｂとの間の潤滑不良によって焼き付けが発生して悪影響を及ぼすからである。一方、２００μｍを超えるとアウタカップ１６及びインナリング３４とリテーナ３８との間で打音が発生して商品性に悪影響を及ぼすからである。この場合、図１２の実験結果に示されるように、前記球面クリアランスの設定範囲を５０〜１５０μｍとすることにより、極めて良好な耐久性が得られる。

さらに、本実施の形態では、図１０に示されるように、リテーナ３８の保持窓３６の窓幅中心（リテーナ３８の軸方向を幅とする）が、前記リテーナ３８の外面３８ａ及び内面３８ｂの球面中心からリテーナ３８の軸方向に沿って２０〜１００μｍだけオフセットした位置に配置されている。リテーナ３８の窓幅中心と球面中心とのオフセット量が２０μｍより小さくなるとボール２８の拘束力不足によって等速性を確保することが困難となり、１００μｍより大きくなると、拘束力が過大となってボール２８の円滑な転動動作が阻害されて耐久性が劣化するからである。この場合、図１３の実験結果に示されるように、前記リテーナ３８の窓幅中心と球面中心とのオフセット量の設定範囲を４０〜８０μｍとすることにより、極めて良好な耐久性が得られる。

この結果、本実施の形態では、６個のボール２８を備える等速ジョイント１０において、高負荷時であっても、ボール２８による接触楕円のはみ出しを抑制して耐久性を向上させることができる。

次に、等速ジョイント１０の各種寸法の設定について、詳細に説明する。

この場合、図８Ａ及び図８Ｂに示される前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとが等しく（アウタＰＣＤ＝インナＰＣＤ）、アウタＰＣＤとインナＰＣＤとの差が零に設定されているものとする。なお、以下の説明では、アウタＰＣＤとインナＰＣＤとの両方を併せて「アウタ・インナＰＣＤ」という。

インナセレーション内径部３９の直径（Ｄ）を任意に設定し、前記インナセレーション内径部３９の直径（Ｄ）に基づいてインナリング３４の最小肉厚であるアウタ・インナＰＣＤの寸法を設定する（図１４及び図１５参照）。

なお、前記インナセレーション内径部３９の直径（Ｄ）とは、インナリング３４の孔部の中心を通り、一方のインナセレーション内径部３９の谷部の底部と他方のインナセレーション内径部３９の谷部の底部との間の寸法（最大径）をいう（図１５参照）。前記インナリング３４の最小肉厚によって所定の結合強度が確保される。前記アウタ・インナＰＣＤの値は、図１６に示されるように、インナセレーション内径部３９の直径とアウタ・インナＰＣＤとの関係に係る特性直線Ｌから求められる。

この場合、インナセレーション内径部３９の直径をＤとしアウタ・インナＰＣＤをＤｐとすると（図１４及び図１５参照）、前記アウタ・インナＰＣＤ（Ｄｐ）と前記インナセレーション内径部３９の直径（Ｄ）との寸法比（Ｄｐ／Ｄ）は、１．９≦（Ｄｐ／Ｄ）≦２．２の範囲内で設定されると好適である。

前記寸法比（Ｄｐ／Ｄ）が１．９未満であるとインナリング３４の肉厚が薄くなり過ぎて強度が低下するという不具合があり、一方、前記寸法比（Ｄｐ／Ｄ）が２．２を超えると等速ジョイント１０を小型化することができないからである。

また、図１７に示されるように、アウタカップ１６のカップ部の外径とアウタ・インナＰＣＤとの関係に係る特性直線Ｍに基づいて、前記アウタカップ１６の外径を設定する。この場合、図１４及び図１５に示されるようにアウタカップ１６の外径をＤｏとすると、前記アウタカップ１６の外径（Ｄｏ）とアウタ・インナＰＣＤ（Ｄｐ）との寸法比（Ｄｏ／Ｄｐ）は、１．４≦（Ｄｏ／Ｄｐ）≦１．８の範囲内で設定されると好適である。

前記寸法比（Ｄｏ／Ｄｐ）が１．４未満であるとアウタカップ１６の肉厚が薄くなって強度が低下するという不具合があり、一方、前記寸法比（Ｄｏ／Ｄｐ）が１．８を超えるとアウタカップ１６の外径が大きくなって小型化を達成することができないからである。

さらに、図１８に示されるように、第２軸１８の軸線方向に沿ったインナリング３４のリング幅とアウタ・インナＰＣＤとの関係に係る特性直線Ｎに基づいて、前記インナリング３４のリング幅を設定する。この場合、インナリング３４のリング幅をＷとすると、インナリング３４のリング幅（Ｗ）とアウタ・インナＰＣＤ（Ｄｐ）との寸法比（Ｗ／Ｄｐ）は、０．３８≦（Ｗ／Ｄｐ）≦０．４２の範囲内で設定されると好適である。

さらにまた、図１９に示されるように、ボール２８の直径とアウタ・インナＰＣＤとの関係に係る特性直線Ｑに基づいて、ボール２８の直径を設定する。この場合、図１４及び図１５に示されるようにボール２８の直径をＤｂすると、前記ボール２８の直径（Ｄｂ）とアウタ・インナＰＣＤ（Ｄｐ）の寸法比（Ｄｂ／Ｄｐ）は、０．２≦（Ｄｂ／Ｄｐ）≦０．５の範囲内で設定されると好適である。

前記寸法比（Ｄｂ／Ｄｐ）が０．２未満であるとボール２８の直径が小さくなり過ぎて耐久性が低下するという不具合があり、一方、前記寸法比（Ｄｂ／Ｄｐ）が０．５を超えるとボール２８が大きくなりアウタカップ１６の肉厚が相対的に薄くなって強度が低下するという不具合がある。なお、前記ボール２８を保持するリテーナ３８の内球径及び外球径は、それぞれレイアウトによって任意に設定される。

このように、各寸法をそれぞれ設定することにより、強度、耐久性、負荷容量等の諸特性を維持しながら、小型化に対応した等速ジョイント１０の各種の寸法設定をすることができる。

次に、リテーナ３８に形成された保持窓３６の周方向に開口長さ（ＷＬ）とボール２８の直径（Ｎ）との関係について図２０〜図２３に基づいて、以下詳細に説明する。

図２０に示されるように、アウタカップ１６の内径面２４には、軸方向（矢印Ｘ方向）に沿って延在し軸心の回りにそれぞれ６０度の間隔をおいて６本の第１案内溝２６ａ〜２６ｆが形成され、前記各第１案内溝２６ａ〜２６ｆは、長手方向（矢印Ｘ方向）に沿って湾曲形状部から一体に設けられる直線形状部Ｓ１を有する。

インナリング３４の外径面３５には、軸方向に沿って延在し前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆと同数の第２案内溝３２ａ〜３２ｆが形成される。前記各第２案内溝３２ａ〜３２ｆは、長手方向（矢印Ｘ方向）に沿って湾曲形状部から一体に設けられる直線形状部Ｓ２を有すると共に、前記各直線形状部Ｓ１、Ｓ２は、矢印Ｘ方向に沿って互いに反対方向に設けられる。

図２１及び図２２に示すように、リテーナ３８は、略リング形状を有しており、それぞれボール２８を保持する６個の保持窓３６が周方向に沿って等角度間隔に形成される。

各保持窓３６は、図２２に示すように、リテーナ３８の周方向に開口長さ（ＷＬ）を有すると共に、前記開口長さ（ＷＬ）とボール２８の直径（Ｎ）との比ＷＬ／Ｎは、１．３０≦ＷＬ／Ｎ≦１．４２の関係に設定される。各保持窓３６は、曲率半径Ｒの角部３６ａを有すると共に、前記曲率半径Ｒとボール２８の直径（Ｎ）との比Ｒ／Ｎは、０．２３≦Ｒ／Ｎ≦０．４５の関係に設定される。

等速ジョイント１０では、図２２に示すように、リテーナ３８の各保持窓３６において、前記リテーナ３８の周方向の開口長さ（ＷＬ）とボール２８の直径（Ｎ）とが、ＷＬ／Ｎ≦１．４２の関係に設定されている。このため、リテーナ３８は、保持窓３６間の柱部１３６の周方向長さを有効に維持することができ、前記リテーナ３８の肉厚を大きく設定する必要がなく、前記柱部１３６の断面積を向上させることが可能になる。

従って、リテーナ３８は、例えば、内球径寸法を小さく、且つ外球径寸法を大きく設定したり、軸方向の幅寸法が長尺化したりすることがなく、前記リテーナ３８の強度を良好に向上させることができるという効果が得られる。

しかも、等速ジョイント１０では、保持窓３６の開口長さ（ＷＬ）とボール２８の直径（Ｎ）とが、１．３０≦ＷＬ／Ｎの関係に設定されている。これにより、各保持窓３６の開口面積を増大させることが可能になり、ボール２８の組み込み不良やインナリング３４の組み付け不良等を有効に阻止することができる。このため、等速ジョイント１０では、簡単な構成で、組み立て作業性の向上が容易に図られるという利点がある。

さらに、保持窓３６の角部３６ａの曲率半径Ｒとボール２８の直径（Ｎ）とが、０．２３≦Ｒ／Ｎの関係に設定されることにより、前記保持窓３６間の柱部１３６の最大主応力荷重を低減して前記リテーナ３８の強度を向上させることができる。

一方、Ｒ／Ｎ≦０．４５の関係に設定されることにより、保持窓３６の角部３６ａが大きくなり過ぎて、ボール２８やインナリング３４の組み込み不良が発生することを有効に阻止することが可能になる。

さらにまた、等速ジョイント１０では、第１案内溝２６ａ〜２６ｆが長手方向に沿って直線形状部Ｓ１を有すると共に、第２案内溝３２ａ〜３２ｆが長手方向に沿って直線形状部Ｓ２を有している。従って、等速ジョイント１０の最大作動角を有効に大きく設定することができる。

なお、図２３に示されるように、前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆ及び第２案内溝３２ａ〜３２ｆが、長手方向に沿って湾曲形状部のみを有するように形成してもよい。

本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの軸方向に沿った縦断面図である。 図１に示す等速ジョイントの部分拡大縦断面図である。 図１に示す等速ジョイントの軸方向（矢印Ｘ方向）からみた一部断面側面図である。 図１に示す等速ジョイントの軸方向と直交する部分拡大横断面図である。 本実施の形態における等速ジョイントの第１案内溝の深さを示す部分拡大縦断面図である。 比較例に係る等速ジョイントの第１案内溝の深さを示す部分拡大縦断面図である。 第２案内溝とボールとの接触角度と耐久性との関係を示す説明図である。 図８Ａは、アウタカップに形成された第１案内溝のピッチ円径であるアウタＰＣＤを示す縦断面図、図８Ｂは、インナリングに形成された第２案内溝のピッチ円径であるインナＰＣＤを示す縦断面図である。 図９Ａは、アウタカップの内径面のアウタ内球径を示す縦断面図、図９Ｂは、インナリングの外面のインナ外球径を示す縦断面図、図９Ｃは、リテーナの外面のリテーナ外球径及びリテーナの内面のリテーナ内球径をそれぞれ示す縦断面である。 リテーナの保持窓の窓幅中心と、リテーナの外面及び内面の球面中心とのオフセット量を示す縦断面図である。 ＰＣＤクリアランスと耐久性との関係を示す説明図である。 球面クリアランスと耐久性との関係を示す説明図である。 窓オフセットと耐久性との関係を示す説明図である。 図１に示す等速ジョイントの軸方向（矢印Ｘ方向）からみた一部断面側面図である。 シャフトセレーション部直径（Ｄ）、アウタ・インナＰＣＤ（Ｄｐ）、アウタカップ外径（Ｄｏ）、ボール直径（Ｄｂ）等を示す等速ジョイントの部分拡大断面図である。 インナセレーション内径部の直径とアウタ・インナＰＣＤとの関係に係る特性直線Ｌを示す特性図である。 アウタ・インナＰＣＤとアウタカップの外径との関係に係る特性直線Ｍを示す特性図である。 アウタ・インナＰＣＤとインナリングのインナ幅との関係に係る特性直線Ｎを示す特性図である。 アウタ・インナＰＣＤとボール直径との関係に係る特性直線Ｑを示す特性図である。 リテーナに形成された保持窓とボールとの関係の説明に供される等速ジョイントの軸方向に沿った縦断面図である。 図２０に示す等速ジョイントを構成するリテーナ及びボールの分解斜視図である。 図２１に示される前記リテーナ及び前記ボールの各寸法を説明する周方向からみた側面図である。 長手方向に沿って湾曲形状部のみを有する第１案内溝及び第２案内溝の説明に供される等速ジョイントの軸方向に沿った縦断面図である。 従来技術に係る等速ジョイントの分解斜視図である。

符号の説明

１０…等速ジョイント １２、１８…軸
１６…アウタカップ ２４…内径面
２６ａ〜２６ｆ…第１案内溝 ２８…ボール
３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂ…肩部 ３２ａ〜３２ｆ…第２案内溝
３４…インナリング ３５…外径面
３６…保持窓 ３６ａ…角部
３８…リテーナ １３６…柱部

Claims (2)

1. 相交わる２軸の一方に連結され、内径面を有すると共に軸方向に延在する複数の第１案内溝が形成され、一端部が開口するアウタ部材と、
   前記２軸の他方に連結され、軸方向に延在し前記第１案内溝と同数の第２案内溝が形成されたインナリングと、
   前記第１案内溝と前記第２案内溝との間で転動可能に配設され、トルクを伝達する６個のボールと、
   前記各ボールを収納する保持窓が形成されたリテーナと、
   を備える等速ジョイントにおいて、
   前記アウタ部材に形成された前記第１案内溝は、軸方向と直交する横断面が単一の円弧形状からなり、前記ボールと１点で接触するように形成され、
   前記インナリングに形成された前記第２案内溝は、軸方向と直交する横断面が楕円弧形状からなり、前記ボールと２点で接触するように形成され、
   前記ボールが、負荷の有無に関わらず、前記第１案内溝に対して１点で接触すると同時に、前記第２案内溝に対して２点で接触する状態を維持するとともに、
   前記第１案内溝のピッチ円径をアウタＰＣＤとし、前記インナリングの第２案内溝のピッチ円径をインナＰＣＤとした場合、前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとの差（アウタＰＣＤ−インナＰＣＤ）からなるＰＣＤクリアランスが０〜１００μｍの範囲内で設定されることを特徴とする等速ジョイント。
2. 相交わる２軸の一方に連結され、球面からなる内径面を有すると共に軸方向に延在する複数の第１案内溝が形成され、一端部が開口するアウタ部材と、
   前記２軸の他方に連結され、軸方向に延在し前記第１案内溝と同数の第２案内溝が形成されたインナリングと、
   前記第１案内溝と前記第２案内溝との間で転動可能に配設され、トルクを伝達する６個のボールと、
   前記各ボールを収納する保持窓が形成されたリテーナと、
   を備える等速ジョイントにおいて、
   前記アウタ部材に形成された前記第１案内溝は、軸方向と直交する横断面が単一の円弧形状からなり、前記ボールと１点で接触するように形成され、
   前記インナリングに形成された前記第２案内溝は、軸方向と直交する横断面が楕円弧形状からなり、前記ボールと２点で接触するように形成され、
   前記ボールが、負荷の有無に関わらず、前記第１案内溝に対して１点で接触すると同時に、前記第２案内溝に対して２点で接触する状態を維持するとともに、
   前記第１案内溝のピッチ円径をアウタＰＣＤとし、前記インナリングの第２案内溝のピッチ円径をインナＰＣＤとした場合、前記アウタＰＣＤと前記インナＰＣＤとの差（アウタＰＣＤ−インナＰＣＤ）からなるＰＣＤクリアランスが０〜１００μｍの範囲内で設定され、
   前記アウタ部材に形成され軸方向に沿った縦断面が曲線状からなる前記第１案内溝の曲率中心（Ｈ）と前記インナリングに形成され軸方向に沿った縦断面が曲線状からなる前記第２案内溝の曲率中心（Ｒ）とは、前記アウタ部材の内径面の球面中心（Ｋ）からそれぞれ軸方向に沿って反対側に等距離（Ｔ）だけオフセットした位置に配置され、
   前記ボールの直径（Ｎ）と前記第１案内溝及び第２案内溝のオフセット量（Ｔ）とは、その比（Ｔ／Ｎ）をＶとして、０．１２≦Ｖ≦０．１４の関係式を充足するように設定されることを特徴とする等速ジョイント。

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