专利名称：等速自由联轴节的制作方法
技术领域：
本发明涉及等速自由联轴节、特别是滑动式三向(トリポ一ド)型等速自由联轴节。一般，等速自由联轴节是联结驱动侧和被动侧的两轴，即使在两轴间存在角度也能够等速传送旋转力的万向联轴节的一种。滑动式的联轴节通过联轴节的外翻边可进行两轴间的相对的轴向位移，三向型的是将具备朝半径方向突出的3根脚轴的三向部件与一侧的轴结合，而将具备朝轴方向延伸的3个轨道槽的中空圆筒状的外侧联轴节部件与另一侧的轴结合，在外侧联轴节部件的轨道槽内收纳三向部件的脚轴，进行扭矩的传输。
背景技术：
本申请人首先为了更降低诱发推力或滑动阻力并谋求稳定化而提出了三向型等速自由联轴节的方案。(日本特开2000-320563号公报)。图6和图7表示相关三向型等速自由联轴节的一部分。如从该图可了解的那样，在滚子总成32、34和脚轴22外周面之间设置了功能上所必要的空隙(agl＜φDsl)。在组装工序中，在脚轴22设置滚子总成32、34后立即套上外侧联轴节部件10(参照图1)。因此，在功能上不必要的脚轴22与滚子总成32、34的固定(防止脱落)在现状中没有实施。
即使对于在机能上不必须的防止脱落，可以设想用户提出在操作上需要的情况。特别是从车辆拆卸传动轴时，若超出被容许的滑动范围，会发生滚子脱落的现象。以往作为防止类似的滚子脱落的装置，是实施在外侧联轴节部件的杯型入口部设置限制滑动的固定卡环，在脚轴前端设置固定卡环及弹性挡圈等，无论那种方法均存在需要解决的问题点。即前者由于伴随着使用卡环不仅增加了零件个数，而且有由于外侧联轴节部件的筒长加大而重量增加的问题，后者的情况也存在伴随着使用卡环及弹性挡圈而增加了零件点数的问题，而且零件点数的增加势必与成本的增加相联系。
本发明的目的在于不招致由于零件个数增加产生的成本提高以及由于外侧联轴节部件筒长加大而产生的重量增加的同时，防止滚子总成的脱落。
发明内容
权利要求1的发明，是在等速自由联轴节中，在内周部形成轴向的3个轨道槽，具有外侧联轴节部件、三向部件及滚子总成，该外侧联轴节部件在各轨道槽的两侧分别具有轴向的滚子引导面，该三向部件具有朝半径方向突出的3根脚轴，该滚子总成分别安装于前述三向部件各脚轴上，前述滚子总成相对于前述脚轴可自由摇头摆动，具有沿着前述滚子引导面、在与外侧联轴节部件的轴线平行方向被引导的滚子，其特征在于，在前述脚轴的前端附近，设置用于防止前述滚子总成脱落的装置。该装置具体的是能够采取突起部的形态。(权利要求4和权利要求5)。通过将这样的突起部的外接圆径afl与环的内径φDsl之间的关系设为afl＞φDsl，即使环想朝脚轴的轴向脱落方向移动，也与突起部相干扰，从而能够防止滚子总成的脱落。最好设定突起部的半径方向突出量(afl-φDsl)为0.05～0.1mm左右，因为(afl-φDsl)＜0.05mm时不能发挥脱落防止功能，而(afl-φDsl)＞0.1mm时，由于干扰量过大而使组装变得困难。另外突起部的长度尺寸h以0.1～0.5mm最佳。当h＜0.1mm时不能发挥脱落防止功能，h＞0.5mm时由于干扰量过大而使组入变得困难。
权利要求2的发明在权利要求1所记载的等速自由联轴节中，其特征在于前述滚子总成具备前述滚子以及外嵌于前述脚轴可自由旋转地支撑前述滚子的环。这种情况下，突起部与环内径相干扰，环与滚子即能相对旋转，圆筒面彼此之间也可以滑动接触可能地嵌合，同时也可以在两者间夹置针状滚那样的转动体。无论哪一种，环与滚子通过利用垫圈等成为不分离的单元。
权利要求3的发明是如权利要求2记载的等速自由联轴节，前述脚轴的外周面，纵剖面时为直线形状，横剖面时在与联轴节的轴线正交的方向与前述环的内周面接触的同时，在联轴节的轴线方向与前述环的内周面之间形成空隙。通过该构造，滚子总成相对脚轴能够自由摇头摆动。关于脚轴的横剖面形状，所谓在与联轴节的轴线正交的方向与前述环的内周面接触的同时，在联轴节的轴线方向与前述环的内周面之间形成空隙那样的形状，换句话说，意味着在三向部件的轴向相互面对的面部分退避至相互方向，即，退避到比假想圆筒面小径的一侧的形状。作为一个具体实施例列举出椭圆型。但不限于词义的椭圆，一般还包含被称作卵形、椭圆形的形状。
通过将脚轴的剖面形状设定为以上形状，在联轴节取作动角时，不必改变滚子总成的姿势，脚轴相对外侧联轴节部件能够倾斜。并且由于脚轴的外周面和环之间的接触椭圆的横长接近点，降低了倾斜滚子总成的摩擦力矩。因此滚子总成的姿势一直保持稳定，滚子为保持与滚子引导面平行能够圆滑地转动。这样，有助于滑动阻力的降低进而降低诱发推力。而且通过增加脚轴根部的剖面系数，还具有能够提高脚轴的弯曲强度等的优点。
另外，滚子总成夹置于脚轴与外侧联轴节部件之间，起到传输扭矩的作用。由于在此种等速自由联轴节中的扭矩传输方向一般为与联轴节的轴线正交的方向，在该扭矩的传输方向上，通过连接脚轴和环使扭矩的传输成为可能，在联轴节的轴线方向上即使两者间存在空隙也不妨碍扭矩传输。
在脚轴安装滚子总成时，虽然滚子总成需要跨过突起部，但由于脚轴的横剖面为椭圆形状，使其很易达成。通过从半径方向外侧向滚子总成施加外力P使环弹性变形，能够成立afl＜Dda以及bl＞Ddb的关系。
作为防止滚子总成脱落的装置采取形成突起部的方法，可列举如图8所示，有选择地留下脚轴外周面的未研磨部，通过塑性加工将前端部铆接(权利要求4)或打击等。也可如图11所示，通过切削(旋削或磨削)形成突起部(权利要求5)。或者也可以在脚轴安装滚子后通过塑性加工将前端部铆接或打击。
图1
(A)是等速自由联轴节的横剖面图，(B)是脚轴和滚子总成的与脚轴垂直的剖面图，(C)是环的剖面图。
图2(A)是图1的等速自由联轴节的纵剖面图，表示取作动角的状态，(B)是(A)中的三向部件的模式侧视图。
图3(A)是将一部分剖切的等速自由联轴节的端面图。
(B)是脚轴和滚子总成与脚轴垂直的剖面图。
(C)是等速自由联轴节的纵剖面图，表示留取作动角的状态。
图4是图3的环的放大剖面图。
图5是将一部分剖切的等速自由联轴节的端面图。
图6是表示现有技术的脚轴和滚子总成的放大剖面图。
图7是图6的脚轴和环的俯视图。
图8是表示在图1、3、5的等速自由联轴节中的脚轴和滚子总成的放大剖面图。
图9是图8的脚轴和环的俯视图。
图10是表示使环弹性变形状态的与图9类似的俯视图。
图11是表示突起部的其他实施形态的脚轴的剖面图。
具体实施例方式
首先对图1和图2所示的实施形态进行说明。在此，图1(A)表示联轴节的横剖面，图1(B)表示与脚轴垂直的剖面，图2(A)表示取作动角θ状态的联轴节的纵剖面。如图1所示，等速自由联轴节由外侧联轴节部件10和三向部件20构成，应联结的两轴的一方与外侧联轴节部件10相连接，另一与三向部件20相连接。
外侧联轴节部件10在内周面具有沿轴向延伸的3个轨道槽12。在各轨道槽12的圆周方向相互面对的侧壁上形成滚子引导面14。三向部件20具有在半径方向突出设置的3根脚轴22，在各脚轴22安装了滚子34，该滚子34收容于外侧联轴节部件10的轨道槽12内。滚子34的外周面是适合于滚子引导面14的凸曲面。
滚子引导面14的剖面形状是哥特式拱形状，据此，滚子34与滚子引导面14形成角接触。在图1(A)中，两个接触位置的作用线以点划线表示。相对球面状的滚子外周面，即使滚子引导面14的剖面形状为锥形也能够实现两者的角接触。通过采用这种滚子34与滚子引导面14形成角接触的构造，滚子由于不易摇摆从而姿势稳定。另外，在不采用角接触的情况下，例如也可以将滚子引导面14以轴线与外侧联轴节部件10的轴线平行的圆筒面的一部分构成，将其剖面形状设定为对应于滚子34的外周面的母线的圆弧。
在脚轴22的外周面外嵌着环32。该环32与滚子34通过多个针状滚柱36被单元化，构成可相对旋转的滚子总成。即，将环32的圆筒形外周面作为内侧轨道面，将滚子34的圆筒形内周面作为外侧轨道面，在这些内外轨道面之间可自由旋转地夹置针状滚柱36。如图1(B)所示，针状滚柱36放入了尽可能多的滚柱，无保持器以所谓的全滚柱的状态被组装。符号33、35所指的是，为防止针状滚柱36脱落，在形成于滚子34内周面的环状槽安装的一对垫圈。该垫圈33、35在圆周方向的一处具有切痕，在弹性的缩径状态下安装在滚子34的内周面的环状槽中。另外，由于垫圈33、35的存在，环32和滚子34被不分离地单元化。
脚轴22的外周面，用纵剖面(图2(A))来看是与脚轴22的轴线平行的直线形状，用横剖面(图1(B))来看，是长轴与联轴节轴线正交的椭圆形。脚轴的剖面形状是从三向部件20轴向看的减少了厚度的大致椭圆形。换句话说，脚轴的剖面形状在三向部件的轴向相互面对的面退避至相互方向，即，退避到比假想圆筒面小径的一侧。
环32的内周面具有圆弧状的凸剖面，即，内周面的母线是半径r的凸圆弧(图1(C))，据此，以及脚轴22的横剖面形状如为上述那样的大致椭圆形和在脚轴22与环32之间设置一定的空隙，不仅使环32在脚轴22的轴向的移动成为可能，且相对脚轴22能够自由摇头摆动。另外如上所述，由于环32和滚子34通过针状滚柱36形成相对自由旋转的单元，对于脚轴22，环32和滚子34作为单元是能够摇头摆动的关系。这里、所谓摇头是指在包括脚轴22的轴线的平面内，相对脚轴22的轴线，环32以及滚子34的轴线倾斜。(参照图2(A))。
在图1所示的实施例中，由于脚轴22的横剖面呈大致椭圆状，环32的内周面的横剖面呈圆筒形，如图1(C)虚线所示，两者的接触椭圆接近于点，同时面积缩小。因此，使滚子总成32、34倾斜的力与现有的相比非常低，更提高了滚子34姿势的稳定性。另外，由于脚轴22和环32的内周面接触部位通常在环32的宽度方向的中央，针状滚柱36能够稳定地转动。
下面就图3及图4所示的实施形态进行说明。另外，图3(A)是一部分零件，即环32、滚子34、垫圈33、35的剖面。本实施形态，环32的内周面的母线相对于在上述实施形态形成为单一的圆弧，只在由中央的圆弧部32a和其两侧的躲开部32b组合形成这一点上存在差异。躲开部32b如图3(C)所示，是当取作动角θ时为避免与脚轴22之间的干扰的部分，是由从圆弧部32a的一端向环32的端部慢慢扩径的直线或曲线构成。在此，举例说明了将躲开部32b作为圆锥角α＝50°的圆锥面的一部分的情况。由于圆弧部32a容许相对于环32脚轴2的2～3°左右的倾斜，例如能够设置30mm左右大的曲率半径r。
在三向型等速自由联轴节中，构造上外侧联轴节部件10旋转1圈时，三向部件20相对外侧联轴节部件10的中心摇摆3次。此时，用符号e(图2(A))表示的偏心量与作动角θ成比例增加。而且，3根脚轴22各离开120°距离，如果取作动角θ，则如图2(B)所示，若考虑以图的上侧显示的垂直的脚轴22作为基础，其他两根脚轴22以点划线所示的在作动角θ时从其轴线仅有一点倾斜。该倾斜在作动角θ约23°时为2～3°。由于这种倾斜通过环32的内周面的圆弧部32a的曲率合理地被容许，因此能够防止脚轴22与环32的接触部中的面压过高。另外由于图2(B)模式地图示了从图2(A)左侧面看三向部件20的3根脚轴22，实线即表示脚轴。而且，将以相关三向型等速自由联轴节特有的枢轴中心的摇摆为起因的、吸收脚轴22倾斜产生的空隙设置在脚轴22的长轴径2a和环32的内径之间。
在上述实施形态中，如图1(A)及图3(A)所示，以约束滚子34的倾斜为目的，在轨道槽12的里侧即从外侧联轴节部件10的横剖面看的大径侧，形成了与滚子34的端面对向的沿。但是，在上述各实施形态由于滚子34倾斜的主要原因被去除，在轨道槽12并不一定设置沿，也能够如图5所示省略沿。其结果就是，即使滚子34由于某种原因一时摇摆，也不会担心由于与沿接触产生滑动摩擦。
在上述各实施形态，如图8放大所示的那样，在脚轴22的前端附近设置突起部24。而且，通过将突起部24的外接圆径afl与环32的内径φDsl的关系设定为afl＞φDsl，即使滚子总成32、34想向脚轴22脱落的方向移动，也由于环32与突起部24相干扰而能够防止滚子总成32、34的脱落。其结果，在脚轴22安装滚子总成32、34时，虽然特别需要环32超越突起部23，无论何种实施形态，由于脚轴22的横断面均为椭圆形，能够很容易地达成。即如图10所示，通过在滚子总成32、34自半径方向外侧施加外力P使环32弹性变形，使afl＜Dda及bl＜Ddb的关系成立。突起部24的半径方向突出量(afl-φDsl)最好设定为0.05mm～0.1mm之间。另外突起部的长度方向尺寸h以0.1～0.5mm为最适。作为形成突起部24的装置，举出了将脚轴22外周面的未磨削部有选择地剩余，通过塑性加工将前端部铆接或敲击等。也可以如图11所示，通过切削(旋削或磨削)形成突起部24。
综上所述，本发明是通过在脚轴的前端附近设置突起部这一简单的构造，不会招致由于零件数的增加而带来的成本提高，以及由于外侧联轴节部件筒长增加而带来的重量加大，而能够解决期望防止滚子总成脱落的课题。
权利要求
1.一种等速自由联轴节，在内周部形成轴向的三个轨道槽，具有外侧联轴节部件、三向(トリポ一ド)部件及滚子总成，该外侧联轴节部件在各轨道槽的两侧分别具有轴向的滚子引导面，该三向部件具有朝半径方向突出的三根脚轴，该滚子总成分别安装于前述三向部件的各脚轴上，前述滚子总成相对于前述脚轴可自由摇头摆动，具有沿着前述滚子引导面、在与外侧联轴节部件的轴线平行方向被引导的滚子，其特征在于，在前述脚轴的前端附近，设置用于防止前述滚子总成脱落的装置。
2.如权利要求1所记载的等速自由联轴节，其特征在于，前述滚子总成具备前述滚子、以及外嵌于前述脚轴可自由旋转地支撑前述滚子的环。
3.如权利要求2所记载的等速自由联轴节，其特征在于，前述脚轴的外周面，纵剖面时为直线形状，横剖面时在与联轴节的轴线正交的方向与前述环的内周面接触的同时，在联轴节的轴线方向与前述环的内周面之间形成空隙。
4.如权利要求1或2或3所记载的等速自由联轴节，其特征在于，作为用于防止前述脱落的装置通过塑性加工形成突起部。
5.如权利要求1或2或3所记载的等速自由联轴节，其特征在于，作为用于防止前述脱落的装置通过切削加工形成突起部。
全文摘要
本发明涉及等速自由联轴节，不招致成本增加及重量增加等，而防止滚子总成脱落。在将滚子总成(32、34)支持在脚轴(22)上的三向型等速自由联轴节中，在脚轴(22)的前端附近设置突起部(24)，使其与滚子总成(32、34)相干扰。
文档编号F16D3/205GK1409024SQ02132328
公开日2003年4月9日 申请日期2002年9月24日 优先权日2001年9月26日
发明者后籐竜宏, 板垣卓, 渡边幸弘, 藏久昭 申请人:株式会社Ntn