固定式等速万向联轴器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种固定式等速万向联轴器，详细而言，涉及一种在机动车、各种工业机械的动力传递系统中使用的、在驱动侧与从动侧的两轴之间仅允许角度位移的固定式等速万向联轴器。
【背景技术】
[0002]例如，在机动车的前部用驱动轴上，通常在内侧(差速器侧)组装有最大工作角比较小但具有工作角的同时能进行轴向位移的滑动式等速万向联轴器，在外侧(车轮侧)组装有由于车轮转向而具有较大的工作角但在轴向上没有位移的固定式等速万向联轴器。
[0003]基于图19A所示的在等速万向联轴器101的工作角为0°的状态下的纵剖视图、以及图19B所示的该等速万向联轴器101具有最大工作角的状态的概要图，对在外侧使用的固定式等速万向联轴器的一个例子进行说明。等速万向联轴器101是八个滚珠型的球笼型等速万向联轴器，且以外侧联轴器构件102、内侧联轴器构件103、滚珠104以及保持器105为主要结构。在外侧联轴器构件102的球状内周面106上，在圆周向上等间隔地沿轴向形成有八个滚道槽107。在内侧联轴器构件103的球状外周面108上，在圆周向上等间隔地沿轴向形成有与外侧联轴器构件102的滚道槽107对置的滚道槽109。在外侧联轴器构件102与内侧联轴器构件103的成对(在半径方向上对置)的滚道槽107、109之间配置有滚珠104。在外侧联轴器构件102的球状内周面106与内侧联轴器构件103的球状外周面108之间配置有对滚珠104进行保持的保持器105。
[0004]如图19A所示，与外侧联轴器构件102的球状内周面106嵌合的保持器105的球状外周面112、以及与内侧联轴器构件103的球状外周面108嵌合的保持器105的球状内周面113的曲率中心均形成于联轴器中心O。相对于此，外侧联轴器构件102的滚道槽107的滚珠轨道中心线X的曲率中心Oo和内侧联轴器构件103的滚道槽109的滚珠轨道中心线y的曲率中心Oi相对于联轴器中心O向轴向两侧等距离偏移。由此，在联轴器具有工作角的情况下，始终在将外侧联轴器构件102与内侧联轴器构件103的两轴线所成的角度二等分的平面上引导滚珠104，在两轴之间等速地传递转矩。
[0005]如图19B所示，作为固定式等速万向联轴器101的主要功能的最大工作角Qmax取决于设于外侧联轴器构件102的开口端(内周缘部)的入口倒角110与轴111发生干涉的角度。为了确保允许传递转矩，针对每种联轴器尺寸来确定轴111的轴径d。当增大入口倒角110时，供滚珠104抵接的外侧联轴器构件102的滚道槽107的长度(以下称作“有效滚道长度”)不足，滚珠104从滚道槽107脱落而无法传递转矩。因此，在确保外侧联轴器构件102的有效滚道长度的同时，如何设定入口倒角110在确保工作角方面成为重要的因素。在图19A以及图19B所示的等速万向联轴器101中，由于滚道槽107的滚珠轨道中心线X的曲率中心Oo向开口侧偏移，因此在最大工作角方面有利，最大工作角Θ max是47°左右。
[0006]另外，与以往的六个滚珠型的等速万向联轴器相比，上述八个滚珠型的等速万向联轴器通过减小滚道偏移量、增加滚珠个数且减小滚珠直径，从而实现轻量.小型且转矩损失较少的高效率的等速万向联轴器。但是，在工作角为0°的状态下，在外侧联轴器构件102与内侧联轴器构件103的成对的滚道槽107、109之间形成的各楔角朝向外侧联轴器构件102的开口侧敞开，因此，通过从滚道槽107、109作用于滚珠的轴向的力，朝向恒定方向产生作用于外侧联轴器构件102与保持器105的球面接触部106、112以及内侧联轴器构件103与保持器105的球面接触部108、113的负载。因此，进一步的高效率化、低发热化受到限制。
[0007]因此，为了实现进一步的高效率化、低发热化，提出有图20A以及图20B所示的滚道槽交叉型的固定式等速万向联轴器121 (例如，参照下述专利文献I)。图20A是在工作角为0°的状态下的纵剖视图，图20B是表示等速万向联轴器121具有高工作角的状态的概要图。如图20A所示，该等速万向联轴器121以外侧联轴器构件122、内侧联轴器构件123、滚珠124及保持器125为主要结构。在该等速万向联轴器121中，虽省略图示，但包含外侧联轴器构件122的八个滚道槽127的滚珠轨道中心线X与联轴器中心O的平面相对于联轴器的轴线n-n倾斜，并且在周向上相邻的滚道槽127的倾斜方向形成为彼此相反的方向。而且，以工作角为0°的状态下的联轴器中心平面(在工作角为0°的状态下包含联轴器中心O且在与联轴器的轴线n-n正交的方向上延伸的平面)P作为基准，内侧联轴器构件123的滚道槽129的滚珠轨道中心线y与外侧联轴器构件122的成对的滚道槽127的滚珠轨道中心线X形成为镜像对称。
[0008]如图20A所示，形成于外侧联轴器构件122的球状内周面126的滚道槽127、以及形成于内侧联轴器构件123的球状外周面128的滚道槽129分别沿轴向呈圆弧状延伸，且它们的曲率中心位于联轴器中心O。在外侧联轴器构件122与内侧联轴器构件123的成对(在半径方向上对置)的滚道槽127、129的交叉部处夹设有滚珠124。在外侧联轴器构件122的球状内周面126与内侧联轴器构件123的球状外周面128之间配置有对滚珠124进行保持的保持器125。与外侧联轴器构件122的球状内周面126嵌合的保持器125的球状夕卜周面132、以及与内侧联轴器构件123的球状外周面128嵌合的保持器125的球状内周面133的曲率中心均形成于联轴器中心O。在该等速万向联轴器121中，外侧联轴器构件122及内侧联轴器构件123的滚道槽127、129的滚珠轨道中心线x、y的曲率中心配置于联轴器中心O，然而成对的滚道槽127、129交叉，通过在该交叉部处夹设滚珠124，从而在联轴器具有工作角的情况下，始终在将外侧联轴器构件122与内侧联轴器构件123的两轴线所成的角度二等分的平面上引导滚珠124，能在两轴之间等速地传递转矩。
[0009]在上述的滚道槽交叉型的固定式等速万向联轴器121中，两联轴器构件122、123的滚道槽127、129的在周向上相邻的滚道槽的倾斜方向彼此形成为相反的方向，因此，从滚珠124向保持器125的在周向上相邻的球袋部125a作用有相反方向的力。利用该相反方向的力使保持器125在联轴器中心O位置处稳定。因此，抑制保持器125的球状外周面132与外侧联轴器构件122的球状内周面126的接触力、以及保持器125的球状内周面133与内侧联轴器构件123的球状外周面128的接触力，使得联轴器在高负荷时、高速旋转时顺畅地动作，因此转矩损失、发热得到抑制，耐久性提高。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2009-250365号
【发明内容】
[0013]发明要解决的课题
[0014]上述的滚道槽交叉型的固定式等速万向联轴器121虽然作为低发热联轴器较为优异，但如图20B所示，当增大外侧联轴器构件122的入口倒角130时，滚道槽127的曲率中心与联轴器中心O—致，在结构上，存在外侧联轴器构件122的滚道槽127的有效滚道长度不足，在具有高工作角Θ时，滚珠124从滚道槽127脱落而无法实现高工作角化这样的冋题。
[0015]因此，本申请发明人为了实现上述的滚道槽交叉型的固定式等速万向联轴器的高工作角化，研宄了在两联轴器构件的滚道槽中设置直线状的部分。在图16中示出该等速万向联轴器，图16A以及图16B分别示出该等速万向联轴器的纵剖视图以及主视图。如图16A所示，在该等速万向联轴器141中，外侧联轴器构件142的滚道槽147以在工作角为0°的状态下包含联轴器中心O且与联轴器的轴线n-n正交的平面(联轴器中心平面)为界，分别在该联轴器中心平面的里侧以及开口侧形成以联轴器中心O为曲率中心的圆弧状的滚道槽147a以及直线状的滚道槽147b。另一方面，内侧联轴器构件143的滚道槽149以联轴器中心平面为界，分别在该联轴器中心平面的开口侧以及里侧形成以联轴器中心O为曲率中心的圆弧状的滚道槽149a以及直线状的滚道槽149b。
[0016]而且，如图16B所示，滚道槽147、149分别相对于联轴器的轴线向周向倾斜，并且在周向上相邻的滚道槽147A、147B及149A、149B的倾斜方向彼此形成为相反方向。在外侧联轴器构件142及内侧联轴器构件143的成对的滚道槽147A、149A及147B、149B的各交叉部处配置有滚珠144。因此，当在图示那样的工作角为0°的状态下两联轴器构件142、143相对旋转时，形成于滚道槽147A、149A之间的楔角的打开方向和形成于147B、149B之间的楔角的打开方向彼此成为相反方向，从滚珠144向保持器145的在周向上相邻的球袋部145a作用有相反方向的力，由此使保持器145在联轴器中心O位置处稳定。因此，抑制保持器145的球状外周面152与外侧联轴器构件142的球状内周面146的接触力、以及保持器145的球状内周面153与内侧联轴器构件143的球状外周面148的接触力，联轴器的动作性提高，其结果是，转矩损失、发热得到抑制，耐久性提高。
[0017]如上所述，若在外侧联轴器构件142的滚道槽147中的从联轴器中心平面到开口侧的区域形成直线状的滚道槽147b，则能够增加有效滚道长度而实现高工作角化。然而发现，在上述结构中，已知在具有使用频率较高的工作角时，在抑制联轴器的转矩损失、发热方面存在问题。基于图17说明其理由。
[0018]滚道槽147、149和滚珠144通常以具有30°?45°左右的接触角的方式接触，因而如图17所示，滚道槽147、149和滚珠144在稍微离开滚道槽147、149的槽底的滚道槽147,149的侧面侧的由虚线表示的位置接触。在联轴器具有工作角时，在各滚珠144上作用有基于滚道槽147、149的交叉而形成的楔角成分和基于滚道槽147、149的槽底间的联轴器半径方向的扩宽而形成的楔角成分。在两楔角成分中，对于基于滚道槽147、149的交叉而形成的楔角成分，滚道槽147、149的倾斜方向彼此成为相反方向，因此，由于从滚珠144对保持器145的球袋部145a作用有相反方向的力，从而彼此抵消，而使力平衡。
[0019]但是，如图17所示，对于基于滚道槽147、149的槽底间的联轴器半径方向的扩宽而形成的楔角成分，在图16B中，处于0°?90°以及270°?360°的相位范围的滚珠144位于直线状的滚道槽147b、149b之间，利用朝向开口侧打开的楔角成分α I而对该相位范围的滚珠144作用有朝向开口侧的按压力。另一方面，位于90°?270°的相位范围的滚珠144位于圆弧状的滚道槽147a、149a之间，因此，对于该相位范围的滚珠而言，由联轴器的半径方向的扩宽而产生的楔角成分α 2为0，不产生滚珠144的按压力。从而，对于各滚珠144，当将基于滚道槽147、149的交叉而形成的楔角成分和基于滚道槽147、149的槽底间的半径方向的扩宽而形成的楔角成分α相加时，从滚珠144作用于保持器145的各球袋部145a的力不均衡，存在无法降低保持器145的球状外周面152与外侧联轴器构件142的球状内周面146的接触部、以及保持器145的球状内周面153与内侧联轴器构件143的球状外周面148的接触部的接触力这样的问题。特别是，在工作角为包含常用角的使用频率较高的工作角的范围内，在抑制转矩损失、发热方面存在较大的问题。
[0020]鉴于以上实际情况，本发明的目的在于提供一种转矩损失以及发热较少、高效率且耐久性优异、并且能够具有高工作角的固定式等速万向联轴器。
[0021]用于解决课题的方案
[0022]本申请发明人为了实现上述目的而进行了各种研宄，其结果是，为了实现转矩损失及发热较少且高效率化，而想到了如下的新的构思:在外侧联轴器构件以及内侧联轴器构件的