专利名称：三球销式等速接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三球销式等速接头，该三球销式等速接头用于将例 如用于汽车的驱动力传递机构中的一个传动轴联接至另一传动轴。
背景技术：
汽车包括驱动力传递机构，驱动力传递机构中结合有等速接头，以 将驱动轴的旋转驱动力从从动轴传递至车轴。驱动力传递机构包括例如 插设在驱动轴与从动轴之间的三球销式等速接头，即使在驱动轴与从动 轴之间形成夹角时，该三球销式等速接头也能够以恒速传递转动。
三球销式等速接头包括具有轴部的外部部件和筒状部件。驱动轴联 接至轴部，内部部件装配在从动轴的远端上并插入筒状部件中。筒状部 件具有在其内壁面中以等距间隔限定的多个引导槽。各引导槽均由底面 和从底面大致垂直隆起的两个侧壁限定。
内部部件具有环形部和从该环形部的外周壁伸出的多个耳轴
(trunnkm)。这些耳轴面向相应的引导槽布置。大致环形的辊子以可旋 转的方式装配在相应的耳轴上，其间插设有滚针轴承(滚动体)。在将辊 子分别插入引导槽中时，驱动轴与从动轴相互联接。由于辊子的周向侧 壁与引导槽的侧壁保持滑动接触，因而从动轴使外部部件移位。
普通滚针轴承具有呈直径恒定的圆柱体形式的主体部以及通向主体 部的远端部。远端部具有呈弓形弯曲的截面形状(例如参见专利文献l， 图6)。若在各辊子的内周壁上设置凸缘以容纳滚针轴承，则辊子的机加 工刀具就会过早劣化，并且难以将滚针轴承容纳在辊子内。根据专利文 献l，提出了使滚针轴承的两个底面都变平。
专利文献1:日本特开专利公报No.2004-17676
发明内容
辊子在保持与引导槽(侧壁)滑动接触的同时旋转。由于辊子旋转， 滚针轴承的滚针、滚针轴承的滚针与辊子的凸缘内壁保持相互滑动接触。 因此，尽管如专利文献1所公开的，滚针轴承的底面平坦，滚针轴承也 容易磨损。
本发明的主要目的是提供一种三球销式等速接头，其使其滚针轴承 不会过度磨损。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种三球销式等速接头，该三 球销式等速接头具有筒状外部部件和内部部件，该筒状外部部件包括限 定在其内壁中的三个引导槽，这些引导槽相互隔开预定距离并沿轴向延 伸，该筒状外部部件联接至第一传动轴，该内部部件插在所述外部部件 内的中空空间中并联接至第二传动轴，该三球销式等速接头包括
多个耳轴，这些耳轴布置在所述内部部件上并伸到所述引导槽中；
辊子，所述辊子具有与所述外部部件的所述引导槽的侧壁保持接触 的外周面，所述辊子能够沿所述侧壁转动；以及
多个滚动体，这些滚动体具有平坦底面并插设在所述辊子与所述耳 轴之间，
其中，各所述滚动体均具有位于直径恒定的主体部与所述底面之间 的直径减小锥形部以及倒角面，所述倒角面的直径减小率大于所述直径 减小锥形部的直径减小率。
当辊子旋转时，相邻滚动体的主体部保持相互滑动接触，而其直径 减小锥形部相互隔开。换言之，根据本发明，滚动体之间的滑动接触面 积小。
由于相同原因，滚动体与辊子之间的滑动接触面积以及滚动体与耳 轴之间的滑动接触面积也小。因此，能减小滚动体的磨损量。换言之， 直径减小锥形部防止滚动体过度磨损。
如以上所述，滚动体具有延续至主体部的直径减小锥形部，相邻滚 动体的直径减小锥形部相互隔开。当保持滚动体的辊子旋转时，滚动体 之间的接触面积、滚动体与辊子之间的接触面积以及滚动体与耳轴之间的接触面积减小。因此，防止滚动体过度磨损。
在所述三球销式等速接头中，若辊子的滚动体保持部与滚动体的端
面之间的接触宽度由W表示，而滚动体的外径由Dn表示，则优选的是 将滚动体的外径Dn与接触宽度W之比设定为在0至0.3的范围内的值。 这一比值设定使得能够容易地机加工和组装部件，同时还能降低辊子的 旋转阻力。
图1是结合有根据本发明实施方式的三球销式等速接头的驱动力传
递机构的局部示意立体图2是图1中所示的等速接头的局部剖切侧视图3是图1中所示的等速接头的辊子和滚针轴承的放大前视图4是图3中所示的滚针轴承的示意前视图5是图3中所示的滚针轴承的放大局部前视图6是图3中所示的滚动部件的示意性整体垂直剖视图7是表示通过楔入工艺(keystone process)组装的滚针轴承径向
移位的距离的局部剖视图8是示出周向间隙S的局部剖视图9是示出滚针轴承径向移位的距离X的局部剖视图10是表示当滚动体的外径Dn与接触宽度W之比(W/Dn)改变 时，各种特征是否适用的表；以及
图11是表示滚针轴承径向移位的距离的放大局部纵剖视图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述根据本发明优选实施方式的三球销式等速 接头。
图1是结合有根据本发明实施方式的三球销式等速接头10的驱动力 传递机构的局部示意立体图，图2是该等速接头的局部剖切侧视图。该 三球销式等速接头10包括外部部件14，其具有联接至未示出的驱动轴(第一传动轴)的轴部11以及有底筒状部件12;以及用作内部部件的三 销架(spider) 18，其装配在用作从动轴的第二传动轴16的一端并插在 有底筒状部件12中。外部部件14的一端以及第二传动轴16被接头罩20 覆盖。接头罩20的内部空间中填充有油脂组分。
如图3和图4中所示，外部部件14的有底筒状部件12具有限定在 其内壁面中的三个引导槽22a至22c，引导槽22a至22c沿外部部件14 的轴向延伸并相互间隔120°。各引导槽22a至22c均由沿有底筒状部件 12的外周面延伸的底面24以及从底面24大致垂直隆起的两个侧壁26限 定。
联接至第二传动轴16的远端的三销架18插入有底筒状部件12的中 空空间中(参见图2)。如局部示出三销架18的前侧的图3中所示，三销 架18具有三个整体式耳轴30a至30c，它们从环形部28延伸至相应的引 导槽22a至22c中。耳轴30a至30c相互间隔120°。
辊子34装配在耳轴30a至30c的侧壁上，其间插设有多个滚针轴承 32。这些滚针轴承32在形状和尺寸方面基本上相同，并通过楔入工艺而 暂时保持在辊子34内。
如图4中所示，各滚针轴承32均具有直径恒定的主体部36以及形 成为平坦表面的底面38、 38。主体部36呈圆柱体形式。在图5中，附图 标记40表示倒角面。倒角面40可以是端部被切除的圆锥形或纺锤体形。
在图5中以放大比例示出了滚针轴承32的位于倒角面40附近的部 分。如从图5中可见，倒角面40通过直径减小锥形部42结合至主体部 36，该直径减小锥形部42的直径以锥形方式减小。具体地说，从主体部 36至底面38，滚针轴承32的直径由于直径减小锥形部42而逐渐减小， 然后由于倒角面40而相对急剧地减小。换言之，根据以下所示的等式(l) 限定的直径减小率在倒角面40处大于在直径减小锥形部42处。
直径减小率=(起始区域的直径一结束区域的直径)/ (从起始区域 到结束区域的距离)X100 …(1)
如图6中所示，辊子34具有外周面，该外周面包括弓形面43， 其形状与侧壁26的截面形状互补，以利于与侧壁26面对面接触；从弓形面43延续至第一表面44的第一环形斜面46a;以及从弓形面43延续 至第二表面48的第二环形斜面46b。
辊子34在其内周上具有内径部50，内径部50具有恒定直径，并用 作供滚针轴承32在其上滚动的滚动面。内径部50具有成一体的环形第 一凸缘52和环形第二凸缘54，它们从内径部50的上部和下部径向向内 伸出预定长度。安装在辊子34的内径部50上的滚针轴承32由第一凸缘 52和第二凸缘54垂直保持，从而防止与内径部50分离而脱出。
在内径部50与第一凸缘52和第二凸缘54之间的边界处限定环形槽 56a、 56b。环形槽56a、 56b用作润滑油容器，用于在内径部50涂覆有 润滑油(油脂)时保持诸如油脂之类的润滑油。
第一凸缘52和第二凸缘54在径向内端具有相应的内周面58，在内 壁上具有用于与滚针轴承32的端面接触的相应的内表面60。第一凸缘 52和第二凸缘54包括在内周面58和内表面62之间限定的倒角面62。
接头罩20 (参见图1)包括布置在其相应两端的大径管64和小径管 66，在大径管64和小径管66之间插设有波纹管68。大径管64由紧固带 70围绕外部部件14的端部紧固，小径管66由紧固带72绕第二传动轴 16紧固，从而将接头罩20固定就位。附图标记74、 76表示在紧固带70、 72被压接时产生的压接部。
根据本实施方式的三球销式等速接头IO基本上如上述构造。以下描 述三球销式等速接头10的操作和优点。
为了构造驱动力传递机构，通过楔入工艺将滚针轴承32组装到辊子 34中。
以上所称的这种楔入工艺是这样的工艺，通过该工艺沿辊子34的内 径部50排列滚针轴承32。根据该楔入工艺，如图7中所示，将多个滚针 轴承32以图7中所示的排列相互接触地布置在内径部50上，所述多个 滚针轴承比滚针轴承32的总数少一个。接着，将最后一个滚针轴承32 压入滚针轴承32阵列的相对两端的两个滚针轴承32之间形成的间隙g 中。
所述(最后一个)滚针轴承32具有外径Dn，其比滚针轴承32隔着间隙g相隔开的距离d大几微米(pm)至几十微米。因此，当最后一个 滚针轴承32被压入间隙g中B寸，所有的滚针轴承32沿内径部50整齐排 列并且借助相互干涉接合而暂时保持就位，据此防止滚针轴承32径向向 内移位(朝辊子34的中心)。
在借助上述楔入工艺而使滚针轴承32暂时保持抵靠内径部50的同 时，除一个滚针轴承32外，所有滚针轴承32均与内径部50保持接触。 仅被排除的滚针轴承32可径向运动。由于周向间隙S (参见图8)，被排 除的滚针轴承32可径向运动距离X(参见图7)。然而，被排除的滚针轴 承32不能从相邻滚针轴承32、 32之间朝辊子34的中心运动。
周向间隙5根据以下等式(2)表述
<formula>formula see original document page 8</formula>
其中S表示当所有滚针轴承32沿辊子34的内径部50排列成无间隙 阵列时最后两个滚动体之间的间隙，Dp表示使滚针轴承32的中心互连 绘出的节圆的直径，Dn表示各滚针轴承32的外径，Z表示滚针轴承32 的数量。
如图9所示，当所有滚针轴承32沿着辊子34的内径部50排列成无 间隙阵列时，与向内压入的最后一个滚针轴承32相邻的滚针轴承32的 中心之间的距离Y根据以下等式(3)表述
<formula>formula see original document page 8</formula>
因此，由于周向间隙5而许可滚针轴承32沿辊子34的径向运动的 距离X由以下等式(4)表述
<formula>formula see original document page 8</formula>
根据当前实施方式，假设距离X最大，则第一凸缘52 (第二凸缘44) 设定为高度h，使得滚针轴承32的外径Dn与接触宽度W之比在0至0.3 的范围内。换言之，由W/Dn的值乘以100所得到的百分数在0°/。至30% 的范围内，如图10中所示。而且，如图ll中所示，接触宽度W是指辊 子34的第二凸缘54 (第一凸缘52)的内表面60与各滚针轴承32的底 面(平坦端面)38之间的水平接触宽度。
根据当前实施方式，当滚针轴承32的外径Dn与接触宽度W之比(W/Dn)设定在0至0.3的范围内时，辊子34的第一凸缘52和第二凸 缘54之间限定的用于保持滚针轴承32的槽的宽度减小，因而使得能容 易地机加工第一凸缘52和第二凸缘54,并且还使得能容易地组装滚针轴 承32。而且，能够使滚针轴承32的旋转阻力减小。此外，能够使滚针轴 承32与辊子34的内壁之间的接触压力减小，从而提高滚针轴承32和辊 子34的耐用性。
由于滚针轴承32的底面形成为平坦表面，滚针轴承32的底面和辊 子34的内表面60保持相互面面接触，因而产生减小的表面压力。
滚针轴承32具有直径减小锥形部42 (参见图5)。因此，相邻滚针 轴承32之间的接触面积、滚针轴承32与内径部50之间的接触面积以及 滚针轴承32与耳轴30a至30c之间的接触面积都小。这是因为即使相邻 滚针轴承32、 32的主体部36、 36例如相互抵靠，直径减小锥形部42也 会相互隔开。
当第二传动轴16在有底筒状部件12中移位，致使辊子34以上述状 态旋转时，相邻滚针轴承32之间的滑动接触面积、滚针轴承32与内径 部50之间的滑动接触面积以及滚针轴承32与耳轴30a至30c之间的滑 动接触面积都小。因此，防止滚针轴承32磨损。
根据当前实施方式，如以上所述，容易组装三球销式等速接头10， 并且可以保持滚针轴承32不被过度磨损。
滚针轴承32根据周向间隙S而沿辊子34的径向运动的距离X表示 滚针轴承32径向运动的最大距离(参见图7和图11)。在保持接触宽度 W和滚针轴承32运动的最大距离X的同时，可确保第一凸缘52和第二 凸缘54的高度h的合适值。
在图10中，标记"0"代表优选特征，而标记"A"代表非优选特 征。图ll中示出的结果是通过实验和仿真确定的。
权利要求
1、一种三球销式等速接头(10)，该三球销式等速接头具有筒状外部部件(14)和内部部件(18)，该筒状外部部件(14)包括限定在其内壁中的三个引导槽(22a至22c)，这些引导槽(22a至22c)相互隔开预定距离并沿轴向延伸，该筒状外部部件(14)联接至第一传动轴，该内部部件插在所述外部部件(14)内的中空空间中并联接至第二传动轴(16)，该三球销式等速接头包括多个耳轴(30a至30c)，这些耳轴布置在所述内部部件(18)上并伸到所述引导槽(22a至22c)中；辊子(34)，所述辊子具有与所述外部部件(14)的所述引导槽(22a至22c)的侧壁保持接触的外周面，所述辊子(34)能够沿所述侧壁转动；以及多个滚动体(32)，这些滚动体具有平坦底面(38)并插设在所述辊子(34)与所述耳轴(30a至30c)之间，其中，各所述滚动体(32)均具有位于直径恒定的主体部(36)与所述底面(38)之间的直径减小锥形部(42)以及倒角面(40)，所述倒角面(40)的直径减小率大于所述直径减小锥形部(42)的直径减小率。
2、 根据权利要求1所述的三球销式等速接头(10)，其中所述滚动 体(32)的外径(Dn)与接触宽度(W)之比设定为在0至0.3的范围 内的值，其中所述接触宽度(W)是各辊子(34)的滚动体保持部(52) 与各滚动体(32)的端面之间的接触宽度。
全文摘要
用作滚动件的滚针轴承(32)包括直径均匀的主体部(36)和形成为平坦表面的底面(38，38)。直径减小锥形部(42)和倒角部(40)位于主体部(36)和底面(38)之间。首先通过直径减小锥形部(42)而使直径略微减小，接着通过倒角部(40)而使直径相对急剧地减小。因此，在彼此相邻的滚针轴承(32，32)中，它们的直径减小锥形部(42，42)相互隔开。
文档编号F16D3/205GK101617139SQ20078005185
公开日2009年12月30日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年2月28日
发明者大迫俊太 申请人:本田技研工业株式会社