固定型等速接头的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种固定型等速接头(50)，其具有形成有内侧球槽(28)的内部件(14)。内侧球槽(28)包括：第1曲率半径部(40)，其面对外部件(12)的有底孔(22)的底部；和第2曲率半径部(42)，其面对所述有底孔(22)的开口。第1曲率半径部(40)具有第1曲率半径R1、R1’(R1＝R1’)，第2曲率半径部(42)具有第2曲率半径R2、R2’(R2＝R2’)。R1(R1’)、R2(R2’)均恒定，且R1＞R2(R1’＞R2’)的关系成立。在第1曲率半径部(40)与第2曲率半径部(42)之间夹有曲率半径变化部(44)。
【专利说明】
固定型等速接头
技术领域
[0001]本发明涉及用于传递旋转驱动力的固定型等速接头。
【背景技术】
[0002]在汽车中，经由等速接头向轮胎传递内燃机或电动机中产生的旋转驱动力。作为这种等速接头，公知旋转轴能够在有底孔内倾斜的固定型等速接头。固定型等速接头通常介于驱动轴与轮毂之间。当驱动轴倾斜时，与此相随地，扭矩传递球在形成于外部件的有底孔的内壁上的第I球槽内和形成于内部件上的第2球槽内滑动。
[0003]以往，第I球槽和第2球槽的深度被设定为随着从所述有底孔的开口向着底部而变小。并且，通常，第I球槽和第2球槽的曲率半径恒定，扭矩传递球相对于第2球槽的接触角度恒定。
[0004]该情况下，随着驱动轴倾斜，例如当扭矩传递球移动至与第2球槽的侧方缘部接触的程度时，扭矩传递球相对于第2球槽的壁面的接触面积变小。在这样的状况下，由于作用于缘部的应力(载荷)大，存在缘部产生缺口的担心。
[0005]基于这样的观点，日本特开2004-11760号公报中提出:使第I球槽或第2球槽中的至少任意一方中的扭矩传递球的接触角度在有底孔的底部侧比在有底孔的开口侧小，并且使减小了接触角度的球槽的曲率半径在底部侧比在开口侧大。
【发明内容】
[0006]但是，日本特开2004-11760号公报所记载的结构中，在直行时等驱动轴未倾斜的状态下、即稳定运转时，第2球槽从扭矩传递球受到的压力(面压)大。因此担心第2球槽的壁面的、与扭矩传递球高频率抵接的位置，换言之，使用频率最高的区域的耐久性下降。
[0007]本发明的主要目的在于提供一种固定型等速接头，该固定型等速接头在形成于内部件上的第2球槽的整个范围内表现出良好的耐久性。
[0008]根据本发明的一个实施方式，提出一种固定型等速接头，该固定型等速接头具有:外部件，其形成有有底孔；内部件，其外嵌在旋转轴上并插入到所述外部件的所述有底孔内；多个扭矩传递球，其介于所述外部件和所述内部件之间，并分别插入到凹陷形成在所述有底孔的内壁上的多个第I球槽和凹陷形成在所述内部件的侧壁上的多个第2球槽内；以及保持器，其保持所述扭矩传递球，所述第2球槽包括:第I曲率半径部，其面对所述有底孔的底部，具有第I曲率半径；以及第2曲率半径部，其面对所述有底孔的开口，具有第2曲率半径，所述第I曲率半径和所述第2曲率半径恒定，且所述第I曲率半径比所述第2曲率半径大，在所述第I曲率半径部与所述第2曲率半径部之间夹有曲率半径变化部。
[0009]此处，由于曲率半径不同，扭矩传递球相对于第2球槽的壁面的接触角度也不同。即，根据本发明的另一个实施方式，提出一种固定型等速接头，该固定型等速接头具有:夕卜部件，其形成有有底孔；内部件，其外嵌在旋转轴上并插入到所述外部件的所述有底孔内；多个扭矩传递球，其介于所述外部件和所述内部件之间，并分别插入到凹陷形成在所述有底孔的内壁上的多个第I球槽和凹陷形成在所述内部件的侧壁上的多个第2球槽内；以及保持器，其保持所述扭矩传递球，所述第2球槽包括:第I接触角度部，其面对所述有底孔的底部，以第I接触角度接触所述扭矩传递球；以及第2接触角度部，其面对所述有底孔的开口，以第2接触角度接触所述扭矩传递球，所述第I接触角度和所述第2接触角度恒定，且所述第I接触角度比所述第2接触角度小，在所述第I接触角度部与所述第2接触角度部之间夹有接触角度变化部。
[0010]S卩，在本发明中，在内部件的第2球槽中设置曲率半径或接触角度不同的两处区域，并且在各区域内使曲率半径或接触角度恒定。通过将第2球槽设成这样的形状，当进行稳定运转时以及旋转轴倾斜时，与第2球槽的曲率半径恒定(扭矩传递球相对于第2球槽的壁面的接触角度恒定)的固定型等速接头、或曲率半径逐渐变化(扭矩传递球相对于第2球槽的壁面的接触角度逐渐变化)的固定型等速接头相比，从扭矩传递球向第2球槽的壁面施加的载荷(面压)减小。
[0011]因此，避免了内部件或扭矩传递球产生缺损等。换言之，确保了固定型等速接头的耐久性。
[0012]优选曲率半径变化部或接触角度变化部形成在从所述扭矩传递球向所述内部件施加的载荷为最小的位置。该情况下，即使曲率半径或接触角度急剧变化，由于载荷最小，避免了应力集中。因此，能够提尚固定型等速接头的耐久性。
[0013]另外，在曲率半径变化部，优选曲率半径从第I曲率半径逐渐变化为第2曲率半径。同样，在接触角度变化部，优选接触角度从第I接触角度逐渐变化为第2接触角度。通过设成这样的形状，施加在曲率半径变化部或接触角度变化部上的载荷逐渐变化。因此，避免了应力集中。由此也提高了固定型等速接头的耐久性。
[0014]根据参照附图进行说明的以下实施方式的说明，容易理解上述目的、特征以及优点。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施方式的固定型等速接头的要部分解立体图。
[0016]图2是图1的固定型等速接头的概略主视图。
[0017]图3是构成图1的固定型等速接头的内部件的整体概略立体图。
[0018]图4是图3的内部件的沿着厚度方向的要部侧剖视图。
[0019]图5是沿图4中的V-V线的剖视图。
[0020]图6是沿图4中的V1-VI线的剖视图。
【具体实施方式】
[0021]以下，举例合适的实施方式，参照附图对本发明的固定型等速接头进行详细说明。
[0022]图1和图2分别是本实施方式的固定型等速接头(以下仅记述为“等速接头”)10的要部分解立体图、概略主视图。该等速接头10具备:外部件12、内部件14、介于这些外部件12与内部件14之间的扭矩传递球16、以及保持该扭矩传递球16的保持器18。
[0023]其中的外部件12具有:与未图示的轮毂连结的轴部20、和形成有有底孔22的杯部24。在有底孔22的弯曲的内壁上凹陷形成有彼此以等角度隔开的6个外侧球槽26(第I球槽)。
[0024]另一方面，根据图3也可知，在内部件14上，以对弯曲成向直径方向外方鼓出的外周面进行切口的方式，凹陷形成有与外侧球槽26相同个数的内侧球槽28(第2球槽)ο关于内侧球槽28的详细情况，在后面进行叙述。
[0025]另外，在内部件14内，沿着其厚度方向贯通形成有贯穿插入孔30。在该贯穿插入孔30内插入有与未图示的内燃机或电动机的输出侧连结的驱动轴32的前端部。在贯穿插入孔30的内壁和驱动轴32的前端部分别刻设有齿部34、36。通过使这些齿部34、36相互啮合，使得内部件14外嵌在驱动轴32的前端部。
[0026]此处，图4表示内部件14的沿着厚度方向的要部侧剖视图，并且图5、图6分别表示沿图4中的V - V线的剖视图、沿V1-VI线的剖视图。另外，在图4中，以面对有底孔22的底部的一侧为左方、以面对开口的一侧为右方进行表不。
[0027]内侧球槽28是由不足半圆的程度的圆弧面沿着驱动轴32的长度方向(内部件14的厚度方向)相连而形成的(参照图5和图6)。即，内侧球槽28具有规定的曲率半径。
[0028]如上所述，在普通的固定型等速接头中，内侧球槽的曲率半径恒定。即，当沿着相对于厚度方向垂直的方向剖切内侧球槽时，出现在剖面上的圆弧面的曲率半径无论剖切位置在哪均相同。此外，日本特开2004-11760号公报记载的固定型等速接头中，圆弧面的曲率半径沿长度方向逐渐变化。具体而言，在有底孔的开口侧小，且在底部侧大。
[0029]与此相对，在本实施方式的等速接头10中，如图5和图6所示，在有底孔22的底部侧具有第I曲率半径R1、R1’，在开口侧具有第2曲率半径R2、R2’。以下将内侧球槽28中曲率半径为Rl、R1’的区域标记为第I曲率半径部、曲率半径为R2、R2’的区域标记为第2曲率半径部，将它们的参考标号设为40、42。此处，R1 = R1’且R2 = R2’。另外，第I曲率半径部40中的曲率半径恒定为R1、R1’，第2曲率半径部42中的曲率半径恒定为R2、R2’。
[0030]S卩，第I曲率半径部40是具有曲率半径为Rl的壁和曲率半径为R1’的壁的复合槽。并且，曲率半径为Rl的壁与曲率半径为R1’的壁通过具有比扭矩传递球16的半径小的曲率半径的曲面相连。同样，第2曲率半径部42是具有曲率半径为R2的壁和曲率半径为R2’的壁的复合槽。曲率半径为R2的壁与曲率半径为R2’的壁通过具有比扭矩传递球16的半径小的曲率半径的曲面相连。
[0031]比较图5和图6可知，在Rl与R2之间、R1’与R2’之间，R1>R2、R1’>R2’(R2<R1、R2’<R1’)的关系成立。即，在内侧球槽28内，有底孔22的底部侧(第I曲率半径部40)的曲率半径被设定为比开口侧(第2曲率半径部42)大。
[0032]并且，在内侧球槽28内，在第I曲率半径部40与第2曲率半径部42之间夹有曲率半径逐渐变化的曲率半径变化部44。如上所述，由于R2<R1的关系成立，因此在曲率半径变化部44，曲率半径随着从开口侧(第2曲率半径部42)向着底部侧(第I曲率半径部40)而渐渐增大。
[0033]如上所述，在内侧球槽28内，从有底孔22的底部向着开口，存在第I曲率半径部40、曲率半径变化部44、第2曲率半径部42。因此，随着驱动轴32的倾斜角度，扭矩传递球16相对于内侧球槽28的壁面的接触位置也发生变化。图3和图4中所示的变化线LI表示与驱动轴32的倾斜相伴随的扭矩传递球16的接触位置的变化。
[0034]曲率半径变化部44的第I曲率半径部40侧的起点与从贯穿插入孔30的中心线(内部件14的中心线)L2上的点O延伸的虚拟半径Ml相交。另一方面，曲率半径变化部44的第2曲率半径部42侧的终点与从点O延伸的虚拟半径M2相交。另外，在本实施方式中，点O是内部件14的侧壁的弯曲中心。即，侧壁与以点O为中心的虚拟圆的一部分圆周重合。典型地，点O被设定在贯穿插入孔30的高度方向尺寸(内部件14的厚度方向尺寸)为底部侧:开口侧=2:1的位置。
[0035]优选曲率半径变化部44的位置为经由内侧球槽28的壁面向内部件14施加的载荷为最小的位置。此外，扭矩传递球16以最高频率接触的位置、即驱动轴32相对于轴部20为同一直线状时的扭矩传递球16的接触位置为曲率半径变化部44的第2曲率半径部42侧的终点附近。
[0036]基于第I曲率半径部40的第I曲率半径Rl与第2曲率半径部42的第2曲率半径R2不同，扭矩传递球16相对于内侧球槽28的壁面的接触角度也不同。即，如图5和图6所示，在内侧球槽28的底部侧(第I曲率半径部40)为第I接触角度Θ1、Θ1’，在开口侧(第2曲率半径部42)为第2接触角度02、02’。由于1?1 = 1?1’、1?2 = 1?2’，因此01 = 01’、02 = 02’。并且，在01与02之间、Θ1’与Θ2’之间，Θ1<Θ2、Θ1’<Θ2’的关系成立。
[0037]当然，在第I曲率半径部40恒定为第I接触角度Θ1、ΘΓ，且在第2曲率半径部42恒定为第2接触角度Θ2、Θ2 ’。此外，扭矩传递球16与内侧球槽28的壁面呈椭圆状地接触，但该椭圆全部包含在内侧球槽28的壁面内。即，椭圆不会在内侧球槽28的壁面之外。
[0038]另外，在曲率半径变化部44，接触角度逐渐变化。如上所述，ΘI< Θ2的关系成立，因此在曲率半径变化部44，接触角度随着从开口侧(第2曲率半径部42)向着底部侧(第I曲率半径部40)而渐渐减小。
[0039]综上，可以换句话说，在内侧球槽28内，从有底孔22的底部朝向开口，存在接触角度小的第I接触角度部、接触角度以逐渐增大的方式变化的接触角度变化部、接触角度大的第2接触角度部。优选接触角度变化部的位置是与曲率半径变化部44的位置相同的、经由内侧球槽28的壁面向内部件施加的载荷为最小的位置。
[0040]保持器18形成大致圆环形。保持器18的内径比内部件14的侧壁的外径大一些。因此，内部件14能够容易地插入保持器18的内侧，在该状态下，内部件14被收纳于所述有底孔22中(参照图2)。
[0041]保持器18中形成有多个从内周壁贯通至外周壁的窗48。所述扭矩传递球16收纳于该窗48，并且被插入外侧球槽26与内侧球槽28中(参照图2)。
[0042]本实施方式的等速接头10基本上如上述那样构成，接下来，以与该等速接头10的动作之间的关系来说明其作用效果。
[0043]如上构成的等速接头10在汽车的行驶驱动力传递结构中，适合被用作从作为驱动旋转轴的驱动轴32向作为从动旋转轴的所述轮毂传递旋转驱动力的自由接头。
[0044]当汽车直行的稳定运转时，轮毂或轴部20与驱动轴32位于同一直线上。此时，扭矩传递球16位于曲率半径变化部44的第2曲率半径部42侧的终点附近。
[0045]当使内侧球槽的曲率半径渐渐变化，尤其是驱动轴32最倾斜时，施加在有底孔22的底部侧的载荷(面压)变小的情况下，稳定运行时的面压变大。与此相对，在本实施方式中，在第2曲率半径部42中恒定为第2曲率半径R2，且第2接触角度Θ2也恒定。因此，能够减小面压。因此确保了耐久性。
[0046]在汽车行驶的途中，存在驾驶者通过操作把手而进行转向的情况。此时，当所述轮毂倾斜时，驱动轴32相对于外部件12相对地倾斜。此时，内部件14和保持器18以规定的角度相对地倾斜，并且扭矩传递球16—边与所述两个球槽26、28的各壁面滑动接触一边滚动。其结果是，6个扭矩传递球16中的I个通过曲率半径变化部44到达有底孔22的底部附近(第I曲率半径部40)，另一方面，位于与这I个扭矩传递球16隔开180°的位置的另I个扭矩传递球16到达有底孔22的开口附近。
[0047]第I曲率半径部40中，第I曲率半径R1、R1’被设定为比第2曲率半径R2、R2’大。并且，第I接触角度Θ1、ΘΓ比第2接触角度Θ2、Θ2’小。因此，与设定成R1 = R1’=R2 = R2’(01 = 0I’=Θ2 = Θ2’)的情况相比，能够将面压抑制在0.8倍左右。即，能够使到达有底孔22的底部附近(第I曲率半径部40)的扭矩传递球16引起的面压下降。
[0048]此外，与该扭矩传递球16隔开180°并到达有底孔22的开口附近的另一扭矩传递球16位于第2曲率半径R2恒定且第2接触角度Θ2也恒定的第2曲率半径部42。此情况下，与曲率半径逐渐变化的位置相比，面压减小至1/2?1/3左右。
[0049]如上所述，通过设置曲率半径恒定且大的第I曲率半径部40(接触角度恒定且小的第I接触角度部)和曲率半径恒定且小的第2曲率半径部42(接触角度恒定且大的第2接触角度部)，当进行稳定运转时以及驱动轴32倾斜时，能够减小面压。因此，等速接头10显示出优异的耐久性。
[0050]此外，由于在第I曲率半径部40(第I接触角度部)与第2曲率半径部42(第2接触角度部)之间存在曲率半径变化部44 (接触角度变化部)，因此当扭矩传递球16从第I曲率半径部40经曲率半径变化部44向第2曲率半径部42滑动时，避免了面压急剧变化。因此，避免了应力集中，因此也能够提高该部分的耐久性。
[0051]此外，该内部件14能够通过锻造加工或切削加工来制造。
[0052]本发明并不特别限定于上述实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形。
[0053]例如，还可以以产生阶梯差的方式使第I曲率半径部40(第I接触角度部)和第2曲率半径部42(第2接触角度部)相连。该情况下，形成阶梯差的阶梯部成为曲率半径变化部44(接触角度变化部)。
【主权项】
1.一种固定型等速接头(10)，所述固定型等速接头(10)具有:外部件(12)，其形成有有底孔(22);内部件(14)，其外嵌在旋转轴(32)上并插入到所述外部件(12)的所述有底孔(22)内；多个扭矩传递球(16)，其介于所述外部件(12)和所述内部件(14)之间，并分别插入到凹陷形成在所述有底孔(22)的内壁上的多个第I球槽(26)和凹陷形成在所述内部件(14)的侧壁上的多个第2球槽(28)内；以及保持器(18)，其保持所述扭矩传递球(16)， 所述固定型等速接头(10)的特征在于， 所述第2球槽(28)包括:第I曲率半径部(40)，其面对所述有底孔(22)的底部，具有第I曲率半径(R1、R1’)；以及第2曲率半径部(42)，其面对所述有底孔(22)的开口，具有第2曲率半径(R2、R2，)， 所述第I曲率半径(R1、R1’)和所述第2曲率半径(R2、R2’)恒定，且所述第I曲率半径(R1、R1’)比所述第2曲率半径(R2、R2’)大， 在所述第I曲率半径部(40)与所述第2曲率半径部(42)之间夹有曲率半径变化部(44)。2.根据权利要求1所述的固定型等速接头(10)，其特征在于， 所述曲率半径变化部(44)形成在从所述扭矩传递球(16)向所述内部件(14)施加的载荷为最小的位置。3.根据权利要求1或2所述的固定型等速接头(10)，其特征在于， 在所述曲率半径变化部(44)，曲率半径从所述第I曲率半径(R1、R1’)逐渐变化为所述第2曲率半径(R2、R2’)。4.根据权利要求1或2所述的固定型等速接头(10)，其特征在于， 所述曲率半径变化部(44)由阶梯部构成，所述阶梯部在所述第I曲率半径部(40)与所述第2曲率半径部(42)之间形成阶梯差。5.—种固定型等速接头(10)，所述固定型等速接头(10)具有:外部件(12)，其形成有有底孔(22);内部件(14)，其外嵌在旋转轴(32)上并插入到所述外部件(12)的所述有底孔(22)内；多个扭矩传递球(16)，其介于所述外部件(12)和所述内部件(14)之间，并分别插入到凹陷形成在所述有底孔(22)的内壁上的多个第I球槽(26)和凹陷形成在所述内部件(14)的侧壁上的多个第2球槽(28)内；以及保持器(18)，其保持所述扭矩传递球(16)， 所述固定型等速接头(10)的特征在于， 所述第2球槽(28)包括:第I接触角度部(40)，其面对所述有底孔(22)的底部，以第I接触角度(Θ1、ΘΓ)接触所述扭矩传递球(16);以及第2接触角度部(42)，其面对所述有底孔(22)的开口，以第2接触角度(Θ2、Θ2 ’)接触所述扭矩传递球(16)， 所述第I接触角度(Θ1、ΘΓ)和所述第2接触角度(Θ2、Θ2’)恒定，且所述第I接触角度(Θ1、ΘI’)比所述第2接触角度(Θ2、Θ2’)小， 在所述第I接触角度部(40)与所述第2接触角度部(42)之间夹有接触角度变化部(44)。6.根据权利要求5所述的固定型等速接头(10)，其特征在于， 所述接触角度变化部(44)形成在从所述扭矩传递球(16)向所述内部件(14)施加的载荷为最小的位置。7.根据权利要求5或6所述的固定型等速接头(10)，其特征在于， 在所述接触角度变化部(44)，接触角度从所述第I接触角度(Θ1、ΘΓ )逐渐变化为所述第2接触角度(Θ2、Θ2’)。8.根据权利要求5或6所述的固定型等速接头(10)，其特征在于， 所述接触角度变化部(44)由阶梯部构成，所述阶梯部在所述第I接触角度部(40)与所述第2接触角度部(42)之间形成阶梯差。
【文档编号】F16D3/223GK105889343SQ201610084008
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月6日
【发明人】榊原泰辅, 铃木直哉, 田头奈津季
【申请人】本田技研工业株式会社