专利名称：等速万向节的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等速万向节，该等速万向节例如在汽车的驱动力传动部中连接一根传动轴与另一根传动轴。
背景技术：
以往，在汽车的驱动力传动部中，使用将一根传动轴与另一根传动轴连接起来以将旋转力传递给各根车轴的等速万向节。
图20表示这种现有技术的等速万向节2的局部剖面(参照日本专利特开平10-184717号公报)。
该等速万向节2包括与一根传动轴连接的筒状的外部件4；以及插入在外部件4中并与另一根传动轴连接的内部件6。在外部件4的内周面上形成有沿着轴线方向延伸的三个导向槽8。另一方面，内部件6具有朝向各导向槽8突出的三根耳轴10，在各耳轴10上通过多个滚针轴承12安装有滚子部件14。滚子部件14与外部件4的导向槽8可转动地卡合。
在该现有技术中，为了保持滚针轴承12使其不从滚子部件14脱落，在滚子部件14的内周部上形成有环绕的槽部16，在该槽部16内压入滚针轴承12。
在将滚针轴承12装入槽部16时，例如在以剩余一个的状态将滚针轴承12沿着槽部16排列为环状后，利用梯形畸变效应(Keystone effect)将剩余的一个压入。此时，为了以适合的状态将多个滚针轴承12保持于槽部16，需要对滚针轴承12和槽部16进行极高精度的加工，以便尽量减小槽部16的尺寸和滚针轴承12的尺寸之间的公差。
另外，当在滚子部件14的内周部上形成槽部16时，由于在槽部16的两侧有凸缘部17a、17b，所以为了将加工工具插入槽部16进行切削，并且将因加工而产生的切屑可靠地排出到外部，不得不进行极其困难的作业。
另外，在所述日本专利特开平10-184717号公报中，还公开了这样的技术即，在滚子部件14的内周部上不是形成槽部16，而是形成没有凸缘部17a、17b的圆孔，然后使两片垫圈与内周部卡合来代替凸缘部17a、17b。此时，虽然圆孔本身的加工很容易，但是由于必须使垫圈与滚子部件14的内周部卡合，所以必须进行用于该卡合的卡合槽的加工处理。此外，还需要进行使垫圈与卡合槽卡合的操作。
本申请人为了解决这些问题，提出了由图21所示的结构构成的等速万向节18(参照日本专利特开平11-210776号公报)。
在该等速万向节18中，在形成于内部件6的耳轴10的基端部上形成扩径部19，并且在滚子部件14的内周部上，仅在耳轴10的突出方向端部侧形成凸缘部17a。
此时，滚子部件14的内周部的加工处理和加工时的排屑处理非常容易。另外，安装在耳轴10和滚子部件14之间的滚针轴承12，保持在滚子部件14的凸缘部17a和形成于内部件6的扩径部19上的阶梯部20之间。
另外，在图22中表示了这种现有技术的等速万向节(参照日本专利特开2001-208090号公报)。
如图22所示，该等速万向节公开了这样一种滚子机构26即在滚子21的圆筒内周面22的轴线方向的一个端部侧通过圆周槽23安装有卡止环24，在所述圆筒内周面22的轴线方向的另一个端部上形成有与所述滚子21一体形成的卡止缘25。
在所述圆筒内周面22上安装有多个滚针27，所述滚针27由外嵌于耳轴28的外周面的支承环29保持。
此时，在日本专利特开2001-208090号公报所公开的滚子机构26中，采用在所述耳轴28的前端部28a侧设置有卡止环24、并在所述耳轴28的基端部28b侧设置有卡止缘25的结构。
另外，在图21所示的等速万向节18中，需要在耳轴10的基端部设置扩径部19。由于需要适当限制滚针轴承12沿着耳轴10的移动量，所以扩径部19要求高尺寸精度。并且，为了避免在耳轴10的圆柱部和扩径部19的阶梯部20之间产生应力集中，扩径部19的加工形状也受到很大限制。
另外，在图20所示的等速万向节2中，伴随着轴(内部件6)的轴线T2相对于外部件4的轴线T1的倾斜角度θ的变化，安装于耳轴10的各滚子部件14向箭头E方向移位。此时，随着内部件6的倾斜角度θ的增大，滚子部件14的位移量增大，因此如果不预先将耳轴10设定得足够长，滚子部件14会与耳轴10的基端部10a干涉，使得倾斜角度θ受限。另一方面，如果加长耳轴10，则外部件4的直径也增大，导致等速万向节2大型化。
进而，在图22所示的滚子机构26中，例如，当由于某种原因使卡止环24从圆周槽23脱离时，通过因等速万向节的旋转运动而产生的离心力，装填于滚子21的圆筒内周面22与支承环29之间的滚针27可能从滚子21的内部飞出，损害所述等速万向节的旋转驱动力传动功能。
发明内容
本发明的一般目的在于，提供一种等速万向节，该等速万向节能够容易且高精度地加工内部件，并且组装作业容易，能够提高生产率并降低制造成本。
本发明的主要目的在于，提供一种等速万向节，该等速万向节能够确保传动轴所希望的倾斜角度，并且使耳轴的长度最佳化从而实现小型化。
本发明的另一目的在于，提供一种等速万向节，即使在保持部件从滚子部件脱落的情况下，该等速万向节也能够防止旋转驱动力传动功能受到损害。
根据本发明，在将滚子部件组装到耳轴时，首先，在耳轴上安装环状部件，然后，将内周部安装有多个滚动体的滚子部件插入耳轴中。此时，滚动体被保持在滚子部件的凸缘部和环状部件之间。另外，通过预先使用润滑脂或蜡等将滚动体保持于滚子部件的内周部，能够提高将滚子部件组装于耳轴时的操作性。
由于保持滚动体的环状部件与耳轴分体形成，因此能够提高耳轴加工形状的自由度。并且，通过选择环状部件的厚度，能够容易且高精度地调整滚动体相对于耳轴的移动量。
通过对环状部件的与耳轴的基端部抵接的部位实施倒角加工，从而以稳定的状态将环状部件安装在耳轴上，由此能够提高环状部件和耳轴的耐用性。
另外，通过将外嵌有滚子部件的耳轴的从圆柱部至基端部的外周面的曲率半径与所述圆柱部的直径的比设定在0.05以上、0.35以下的范围内，能够以确保良好的布局的状态，减小集中在基端部的应力，从而提高耳轴的耐用性。
根据本发明，能够极其容易且高精度地加工安装有滚动体的滚子部件的内周部。并且，能够容易地制造出耳轴的基端部形状的设计自由度高、并且具有足够强度的内部件。并且，在将滚动体安装于滚子部件的内周部以后，仅通过将滚子部件插入到安装有环状部件的耳轴上，即能够容易地进行内部件的组装作业。因此，能够提高等速万向节的生产率，并降低制造成本。
另外，在本发明中，可以将所述耳轴的基端部和所述滚动体或者和所述滚子部件之间的间隙H，与所述滚子部件相对于所述基端部的移动量δ设定为如下关系H＞δ＝R/2·(1/cosθmax-1)R所述滚子部件的中心相对于所述外部件的中心轴的旋转半径，θmax所述另一根传动轴相对于所述一根传动轴的最大倾斜角度。
此时，根据滚子部件相对于耳轴的基端部方向的移动量δ，来设定能够确保所希望的最大倾斜角度θmax的间隙H，能够使耳轴具有适当的长度，从而实现等速万向节的小型化。
另外，通过将安装于滚子部件的内周部的滚动体，保持在滚子部件的形成于耳轴的突出方向端部侧的凸缘部和耳轴的基端部之间，从而能够将所述间隙H设定为滚动体的端部和所述基端部之间的距离。并且，当将滚动体安装在形成于滚子部件的两端部的第一凸缘部和第二凸缘部之间的情况下，所述间隙H能够设定为滚子部件的端部和所述基端部之间的距离。
当滚子部件仅在耳轴的突出方向端部侧具有凸缘部时，可以在耳轴的基端部上形成阶梯部，并通过该阶梯部限制滚动体向耳轴的基端部侧的移动。此时间隙H设定为滚动体和阶梯部之间的距离。另外，通过将耳轴的从圆柱部至阶梯部的外周面的曲率半径设定成小于所述基端部侧的滚动体的端部的曲率半径，能够把所述阶梯部作为滚动体的抵接面，以防止传动轴的过度倾斜。
另外，通过把外嵌有滚子部件的耳轴的从圆柱部至基端部的外周面的曲率半径与所述圆柱部的直径的比设定在0.05以上、0.35以下的范围内，能够在确保良好的布局的状态下，减小集中在基端部的应力，从而提高耳轴的耐用性。
此外，通过把耳轴的突出方向端部和滚动体的端部之间的距离M，与所述滚动体相对于所述突出方向端部的移动量ε设定为如下关系M＞ε＝3R/2·(1/cosθmax-1)能够在容许的倾斜角度范围内，通过耳轴稳定地保持滚动体。
根据本发明，能够确保所希望的传动轴的倾斜角度，并将耳轴设定成适当的长度，以实现等速万向节的小型化。
另外，在本发明中，在所述滚子部件的沿着内径部的轴线方向的一个端部上形成有朝径向内侧突出的凸缘部，在另一个端部上通过环状槽安装有保持所述滚动体的保持部件，所述保持部件设置在沿着耳轴的轴线方向的基端部侧。
此时，以沿着所述滚子部件的径向的中心线C为基准，可以将安装有保持部件的滚子部件在轴线方向上的厚度(L+ΔA)，设定为大于形成有凸缘部的滚子部件在轴线方向上的厚度(L)，并且可以把所述中心线C设定为与将滚动体的轴线方向长度二等分的中心一致(B1＝B2)。另外，可以使所述保持部件至少包括簧环。
根据本发明，通过在接近耳轴的沿着轴线方向的基端部侧设置保持部件，即使在由于某种原因使所述保持部件从环状槽脱落的情况下，由于所述保持部件不是安装于耳轴前端部侧，因此，装填于滚子部件的内径部内的滚动体，通过等速万向节进行旋转运动时产生的离心力，保持于滚子部件的凸缘部，从而防止其从该滚子部件的内径部飞出。其结果为，能够防止等速万向节的旋转驱动力传动功能受到损害。
图1是本发明第一实施方式的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。
图2是构成所述第一实施方式的等速万向节的环状部件的局部剖面立体图。
图3是所述第一实施方式的等速万向节的由另一结构构成的环状部件的局部剖面立体图。
图4表示构成所述第一实施方式的等速万向节的耳轴、滚针轴承和滚子部件的组装状态，是沿图1中的IV-IV线的横剖面图。
图5是所述第一实施方式的等速万向节的主要部分放大纵剖面图。
图6是第二实施方式的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。
图7是第三实施方式的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。
图8是第四实施方式的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。
图9是所述第一实施方式的等速万向节的侧面示意图。
图10是所述第一实施方式的等速万向节的正面示意图。
图11是本发明第五实施方式的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。
图12是所述第五实施方式的等速万向节的主要部分放大纵剖面图。
图13是第六实施方式的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。
图14是所述第六实施方式的等速万向节的主要部分放大纵剖面图。
图15是第七实施方式的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。
图16是本发明第八实施方式的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。
图17是构成所述第八实施方式的等速万向节的滚子部件的主要部分放大纵剖面图。
图18是第一比较例的等速万向节的局部剖面立体图。
图19是构成第二比较例的等速万向节的滚子部件的主要部分放大纵剖面图。
图20是现有技术的等速万向节的沿轴线方向的纵剖面图。
图21是现有技术的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的主要部分放大纵剖面图。
图22是现有技术的等速万向节的沿与轴线垂直的方向的局部省略放大纵剖面图。
具体实施例方式
图1表示本发明第一实施方式的等速万向节30的沿与轴线垂直的方向的主要部分纵剖面图。该等速万向节30主要包括与未图示的一根传动轴的一端部一体连接且具有开口部的筒状的外部件32；以及与另一根传动轴33的一端部连接并插入在外部件32的内部空间部中的内部件34。
在外部件32的内部空间部中形成沿着轴线方向延伸并绕轴心彼此间隔120度的三个导向槽36。导向槽36构成为包括截面形成为平缓的曲线状的顶板部38；以及在顶板部38的两侧彼此相对并且截面形成为圆弧状的滑动部40a、40b。
在传动轴33上外嵌有构成内部件34的环状的三销架42。在三销架42的外周面上一体形成有分别朝导向槽36突出的三根耳轴44。耳轴44的圆柱部45和三销架42的外周面通过基端部47平滑地连续。
如图2的剖面图所示，在耳轴44的圆柱部45上安装有环状部件50，该环状部件50的内径d1设定为略大于圆柱部45的直径D，并且其外径为d2。另外，可以如图3所示，安装在与耳轴44的基端部47抵接的部位形成有倒角部52的环状部件54，来代替环状部件50。在安装有该环状部件54的情况下，由于倒角部52与耳轴44的基端部47抵接，所以能够将环状部件54以稳定的状态保持于耳轴44。
在耳轴44的圆柱部45上，通过多个滚针轴承(滚动体)46外嵌有环状的滚子部件48。如图4所示，滚针轴承46通过润滑脂或蜡保持在圆柱部45的外周部和滚子部件48的内周部之间。
如图1所示，滚子部件48的外周面构成为包括对应于滑动部40a、40b的截面形状而形成的圆弧状面部56；从圆弧状面部56向导向槽36的顶板部38侧连续的第一环状斜面部58a；以及从所述圆弧状面部56向三销架42侧连续的第二环状斜面部58b。
在滚子部件48的内周部上，在导向槽36的顶板部38侧的端面上，设置有向径向内侧突出形成的凸缘部60。在滚子部件48内周部的三销架42侧的端面上没有设置凸缘。因此，滚子部件48的内周部能够通过将未图示的加工工具插入来容易且高精度地加工。另外，也能够极其容易地排出加工中产生的切屑。
滚子部件48的内径设定为比安装于耳轴44的环状部件50或者环状部件54的外径d2略大。另外，能够在滚子部件48的内周部中的凸缘部60的基端部上形成周槽62，该周槽62能够降低滚子部件48相对于滚针轴承46的滑动阻力，并作为润滑脂或者蜡的贮油部发挥作用。
另外，如图5所示，令从滚子部件48的凸缘部60到滚针轴承46的一个端面的间隙为A，从滚针轴承46的另一个端面到环状部件50或者环状部件54的间隙为B，从滚子部件48的三销架42侧的端面到三销架42的间隙为Y，将所述间隙X、间隙Y设定成在间隙X(＝A+B)和间隙Y中，较小的一方成为滚子部件48相对于耳轴44的移动量的限制范围。
本发明第一实施方式的等速万向节30的基本结构如上所述，下面对其组装方法和作用效果进行说明。
当进行等速万向节30的组装时，将环状部件50安装于耳轴44的各圆柱部45。环状部件50的内径d1设定为略大于圆柱部45的直径D，如图5所示，环状部件50保持于圆柱部45的基端部47。
另一方面，在滚子部件48的内周部通过润滑脂或蜡安装有多个滚针轴承46。此时，由于在滚子部件48的内周部上，仅在一侧形成有凸缘部60，因此通过进行将滚针轴承46从滚子部件48的端面朝向凸缘部60侧插入的操作，能够非常容易地将滚针轴承46安装于滚子部件48。
接下来，将安装有滚针轴承46的滚子部件48安装到耳轴44的各圆柱部45，从而完成内部件34。此时，滚针轴承46被保持在滚子部件48的凸缘部60和安装在耳轴44的圆柱部45上的环状部件50之间。
将如上构成的内部件34插入到外部件32的内部空间部中、并使各滚子部件48与导向槽36卡合，从而完成图1所示的等速万向节30的组装。
这里，如图5所示，在滚针轴承46的一端面和滚子部件48的凸缘部60之间，以及滚针轴承46的另一端面和环状部件50之间，确保有预定的间隙A和B(间隙X＝A+B)，另外，在滚子部件48的没有形成凸缘部60的一侧的端面和内部件34的三销架42之间确保有预定的间隙Y。
因此，在内部件34的传动轴33以相对于外部件32的未图示的传动轴保持预定角度的状态旋转时，滚子部件48以通过间隙X或者间隙Y中较小的一方来限制移动量的状态沿着耳轴44的轴线方向移位。
另外，由于环状部件50与耳轴44分体构成，所以例如通过选择环状部件50的厚度，能够任意调整限制滚子部件48的移动量的间隙X。并且，由于环状部件50能够将滚针轴承46的端面侧的面构成为平面，因此能够将耳轴44的基端部47的曲率半径r1设定为所希望的半径，以确保耳轴44的强度，另一方面能够高精度地设定环状部件50与滚针轴承46之间的间隙B。
另外，通过如图6所示，将具有倒角部52的环状部件54安装于耳轴44的基端部47来代替环状部件50，能够使环状部件54的倒角部52与基端部47的曲面抵接，从而稳定地保持环状部件54。
另外，通过如图7所示，将外径d2大于滚子部件48的内周部直径的环状部件64安装于耳轴44，也能够通过滚子部件48的端面和环状部件64之间的间隙Z来限制滚子部件48的移动量。
同样地，如图8所示，将外径d2大于滚子部件48的内周部直径、且在基端部47侧形成有倒角部65的环状部件66安装于耳轴44，也能够通过滚子部件48的端面和环状部件66之间的间隙Z来限制滚子部件48的移动量。
另外，在上述各实施方式中，能够如以下那样设定滚针轴承46与环状部件50、54之间的间隙，或者滚子部件48与环状部件64、66之间的间隙。
图9是以耳轴44的一个轴线为中心，使内部件34以倾斜角度θ倾斜的状态的侧面示意图，图10是该状态的正面示意图。
如果令滚子部件48的中心相对于外部件32的中心轴的旋转半径为R，则从包含作为倾斜角度θ的旋转中心的耳轴44的轴线以及外部件32的中心轴的平面，到沿着外部件32的导向槽36移动了的各滚子部件48的中心的距离a成为a＝R·cos30°。从作为旋转中心的耳轴44的轴线到沿着外部件32的导向槽36移动了的滚子部件48的中心的距离c，使用距离a表示成c＝a/cosθ。此时，沿着导向槽36移动了的滚子部件48向耳轴44的外侧移动b＝c-a的移动量b。因此，安装在作为倾斜角度θ的旋转中心的耳轴44上的滚子部件48，向耳轴44的内侧移动δ＝b·tan30°＝R/2·(1/cosθ-1)的移动量δ。
根据该结果，令内部件34的最大倾斜角度为θmax，通过将滚针轴承46和环状部件50、54之间的间隙K(对应于间隙X)，或者滚子部件48和环状部件64、66之间的间隙K(对应于间隙Z)，设定为满足K＞δ＝R/2·(1/cosθmax-1)的关系的最小的间隙K，能够确保所希望的倾斜角度θ，并使耳轴44的轴向长度最佳化，将内部件34设计成所希望的最小限度的尺寸，从而使等速万向节30小型化。
另外，通过固定两个滚子部件48的位置，使剩余的一个滚子部件48沿着外部件32的导向槽36滑动，滚子部件48沿着耳轴44的轴线方向朝外侧移动的移动量能够作为该剩余一个滚子部件48沿着耳轴44的轴线方向朝外侧的所述移动量求出。该移动量ε成为ε＝3R/2·(1/cosθ-1)。因此，为了将滚子部件48稳定保持于耳轴44，优选将从滚针轴承46的端部到耳轴44的突出方向端部的距离M(参照图12)设计成满足M＞ε＝3R/2·(1/cosθmax-1)的关系。
另外，表1表示调整从圆柱部45到基端部47的曲面的曲率半径r1(参照图5)和圆柱部45的直径D的比r1/D，相对于内部件34与滚子部件48的布局的关系来测试耳轴44的强度的结果。此时，通过设定为0.05≤r1/D，优选设定为0.08≤r1/D，能够确保耳轴44的良好的强度。另一方面，如果设定为0.35＜r1/D，则内部件34的用料增加，因而在布局方面出现问题。因此，通过设定为0.05≤r1/D≤0.35，优选设定为0.08≤r1/D≤0.25，能够确保良好的布局，并且降低对基端部47的应力集中，从而充分确保耳轴44的强度。
表1
○良好△基本良好×不良下面在图11中表示本发明第五实施方式的等速万向节130。另外，在以下表示的实施方式中，对与所述第一实施方式的等速万向节30相同的结构要素标注相同的参考标号并省略其详细说明。
在构成本发明第五实施方式的等速万向节130的三销架42的外周面上一体形成有分别朝向导向槽36突出的三根耳轴44。耳轴44的圆柱部45和三销架42的外周面通过基端部47平滑地连续。
在耳轴44的圆柱部45上，通过多个滚针轴承(滚动体)46外嵌有环状的滚子部件48。所述滚针轴承46和滚子部件48构成为可以沿着耳轴44的圆柱部45的轴线方向朝箭头E方向自由移位。
此时，如图11和图12所示，令内部件34相对于外部件32的最大倾斜角度为θmax，滚子部件48的中心相对于内部件34的传动轴33的轴线(外部件32的中心轴)的旋转半径为R，从滚针轴承46的内部件34侧端部到内部件34的基端部47的间隙H，即到滚针轴承46与基端部47抵接的距离，设定为H＞R/2·(1/cosθmax-1)。
另外，在从滚子部件48的内部件34侧端部到内部件34的三销架42的间隙Y(参照图12)为Y＜H时，由于滚子部件48比滚针轴承46先与内部件34抵接，所以间隙Y设定为Y＞R/2·(1/cosθmax-1)。
另外，耳轴44的圆柱部45的突出方向端部与滚针轴承46的端部之间的距离M(参照图12)设定为满足M＞3R/2·(1/cosθmax-1)的关系。
本发明第五实施方式的等速万向节130的基本结构如上所述，下面对其组装方法和作用效果进行说明。
首先，在滚子部件48的内周部上通过润滑脂或蜡安装多个滚针轴承46。此时，由于在滚子部件48的内周部上、仅在一侧形成有凸缘部60，因此通过进行将滚针轴承46从滚子部件48的端面朝向凸缘部60侧插入的作业，能够非常容易地将滚针轴承46安装于滚子部件48。
接下来，将安装有滚针轴承46的滚子部件48安装于耳轴44的各圆柱部45，从而完成内部件34。此时，滚针轴承46被保持在滚子部件48的凸缘部60和耳轴44的基端部47之间。
将如上构成的内部件34插入到外部件32的内部空间部中、并使各滚子部件48与导向槽36卡合，从而来完成图11所示的等速万向节130的组装。
下面对等速万向节130的动作进行说明。
当一根传动轴33旋转时，通过内部件34的耳轴44，滚针轴承46和滚子部件48旋转，该旋转通过导向槽36传递至外部件32，从而使未图示的另一根传动轴旋转。
此时，如图20所示，当内部件34侧的传动轴33的轴线相对于外部件32侧的未图示的轴线以倾斜角度θ倾斜时，安装于耳轴44的各滚子部件48沿着外部件32的导向槽36移动，并且沿耳轴44的轴线方向(箭头E方向)移动对应于倾斜角度θ的位移量(移动量δ)。
因此，根据如图9和图10所示的示意图，说明内部件34相对于外部件32的倾斜角度θ、与滚子部件48相对于耳轴44的移动量δ的关系。
图9是以耳轴44的一个轴线为中心，使内部件34以倾斜角度θ倾斜的状态的侧面示意图，图10是该状态的正面示意图。
如果令滚子部件48的中心相对于外部件32的中心轴的旋转半径为R，则从包含作为倾斜角度θ的旋转中心的耳轴44的轴线以及外部件32的中心轴的平面，到沿着外部件32的导向槽36移动了的各滚子部件48的中心的距离a成为a＝R·cos30°。从作为旋转中心的耳轴44的轴线到沿着外部件32的导向槽36移动了的滚子部件48的中心的距离c，使用距离a表示为c＝a/cosθ。此时，沿着导向槽36移动了的滚子部件48向耳轴44的外侧移动b＝c-a的移动量b。因此，安装在作为倾斜角度θ的旋转中心的耳轴44上的滚子部件48，向耳轴44的内侧移动δ＝b·tan30°＝R/2·(1/cosθ-1)的移动量δ。
根据该结果，在图12中，令内部件34的最大倾斜角度为θmax，通过将滚针轴承46的端部和耳轴44的基端部47之间的间隙H，设计成满足H＞δ＝R/2·(1/cosθmax-1)的关系的最小的间隙H，能够确保所希望的倾斜角度θ，并能够使耳轴44的长度最佳化，将内部件34设定为所需的最小限度的尺寸，以使等速万向节130小型化。
另外，通过固定两个滚子部件48的位置，使剩余的一个滚子部件48沿着外部件32的导向槽36滑动，滚子部件48沿着耳轴44的轴线方向朝外侧移动的移动量，能够作为该剩余一个滚子部件48沿着耳轴44的轴线方向朝外侧的所述移动量求出。该移动量ε为ε＝3R/2·(1/cosθ-1)。因此，为了将滚子部件48稳定地保持于耳轴44，优选将从滚针轴承46的端部到耳轴44的突出方向端部的距离M(参照图12)设计成满足M＞ε＝3R/2·(1/cosθmax-1)的关系。
另外，如表1所示，调整从圆柱部45到基端部47的曲面的曲率半径r1(参照图12)和圆柱部45的直径D的比r1/D，通过内部件34与滚子部件48的布局的关系能够确保耳轴44的良好的强度，这方面与所述第一实施方式的等速万向节30相同。
下面在图13中表示第六实施方式的等速万向节170。该等速万向节170在耳轴44的基端部72上形成有阶梯部74，并通过该阶梯部74来限制滚针轴承46向基端部72侧的移动。此时滚针轴承46和基端部72之间的必要间隙H，设定为滚针轴承46的端部和阶梯部74之间的距离。
另外，当使耳轴44的从圆柱部45到阶梯部74之间的曲面的曲率半径为r2、使滚针轴承46的阶梯部74侧的端部周缘部的曲率半径为r3时(参照图14)，通过设定为r2＜r3的关系，能够高精度地设定滚针轴承46的端部和阶梯部74之间的间隙H，并能够将阶梯部74作为滚针轴承46的抵接面以防止内部件34的过度倾斜。
下面，在图15中表示第七实施方式的等速万向节180。该等速万向节180构成为在滚子部件82的内周两端部上形成第一凸缘部84a和第二凸缘部84b，在这些第一凸缘部84a和第二凸缘部84b之间保持滚针轴承46。
在如此构成的等速万向节180中，由于滚子部件82与耳轴44的基端部47抵接，所以间隙H设定为滚子部件82的第二凸缘部84b和耳轴44的基端部47之间的距离。
下面，在图16中表示本发明的第八实施方式的三球销型等速万向节210。
在构成所述第八实施方式的等速万向节210的耳轴44的外周部上，通过作为滚动体发挥作用的多个滚针轴承46外嵌有环状的滚子部件230。另外，所述滚针轴承46可以由例如包含滚子等的滚动轴承代替。
如图17所示，在所述滚子部件230的内周上形成有具有恒定直径、并且作为滚针轴承46的滚动面发挥作用的内径部240，在所述内径部240上部的接近耳轴44的前端部41的部位上，一体设置有朝径向内侧突出预定长度的环状的凸缘部242。
在内径部240的、作为所述凸缘部242相反侧的下部，在与耳轴44的基端部47接近的部位上通过环状槽244安装有簧环(保持部件)246。因此，安装于滚子部件230的内径部240内的滚针轴承46由所述凸缘部242和簧环246从上下方向保持。
另外，也可以使用压入滚子部件230的环状凹部内的未图示的垫圈来代替所述簧环246。此时，作为所述保持部件，不限于所述簧环246或者所述垫圈，例如包括未图示的箍圈、压入部件、弹簧锁紧垫圈、弹簧垫圈、垫圈、止动环、保持环、锁紧垫圈、夹紧止动环、环等。
例如，在三球销型等速万向节210中，由于在耳轴44和滚子部件230之间，沿着该耳轴44的轴线方向产生相对滑动的动作，因此需要在该滚子部件230的内径部240的两端部上，设置用于限制滚针轴承46沿着耳轴44的轴线方向的位移的例如簧环246等保持部件簧环。
另外，所述相对滑动的动作是指，耳轴44沿其轴线方向相对于滚子部件230滑动的动作，或者是滚子部件230沿其轴线方向相对于耳轴44滑动的动作。
在所述滚子部件230的内径部240上，沿周向大致平行地并列设置有多个滚针轴承46，所述滚针轴承46通过设置于内径部240的两端部的凸缘部242和簧环246被保持成不会从该内径部240分离、脱落。另外，沿着滚子部件230的内径部240装填的多个滚针轴承46分别具有基本相同的直径并形成为基本相同的形状。耳轴44具有外径恒定的圆柱部45。
如图17所示，沿着滚子部件230的径向画出中心线C，将与外部件32的导向槽36接触的圆弧状面部56上下二等分，此时，从所述中心线C到上部的第一面234的长度(厚度)为L，从所述中心线C到下部的第二面238的长度(厚度)为(L+ΔA)，沿着所述滚子部件230的轴线方向的整体厚度尺寸为(2L+ΔA)。
即，滚针轴承46的设有防止脱落用的簧环246的一侧，与设置有凸缘部242的一侧相比，设定成轴线方向的尺寸要厚出ΔA，以支承所述簧环246。因此，以沿着滚子部件230的径向的中心线C为基准，凸缘部242侧和簧环246侧沿着轴线方向的厚度形成得不同。
另外，沿着所述滚子部件230的径向的中心线C，将沿着滚针轴承46的轴线方向的全长二等分(B1＝B2)，将轴线方向长度二等分的滚针轴承46的中心与滚子部件230的中心线C设定为一致。
在第八实施方式中，以沿着滚子部件230的径向的中心线C为基准，将安装有簧环246的较厚侧配设在接近耳轴44的基端部47的一侧，使所述滚子部件230组装成可沿着外部件32的导向槽36滑动。
因此，在第八实施方式中，即使在由于某种原因使簧环246从环状槽244脱落的情况下，由于所述簧环246不是安装在耳轴44的前端部41侧而是安装于基端部47侧，因此，填于滚子部件230的内径部240内的多个滚针轴承46，通过等速万向节210进行旋转运动时产生的离心力，而保持于滚子部件230的凸缘部242，从而防止其从该滚子部件230的内径部240飞出，能够防止所述等速万向节210的旋转传动力传动功能受到损害。
另外，如图18所示，在第一比较例中，滚子部件230组装成簧环246位于耳轴44的前端部41侧，凸缘部242位于耳轴44的基端部47侧，这与上述相比相对于耳轴44颠倒了凸缘部242和簧环246的配置，在该第一比较例中，滚子部件230与导向槽36的顶板部38接触，通过一根未图示的传动轴(轴线)和另一根传动轴(轴线)33交叉角度而形成的动作角变小。
与此相对，在第八实施方式中，以沿着滚子部件230的径向的中心线C为基准，使凸缘部242侧形成得较薄，能够在滚子部件230的上部的第一面234和导向槽36的顶板部38之间获得足够的离开距离，所以与所述第一比较例相比能够将动作角设定得较大。
进而，如图19所示，在第二比较例中，以沿着滚子部件330的径向的中心线C为基准，使从所述中心线C到作为滚子部件330的上表面的第一面334和到作为下表面的第二面338的轴线方向的长度N彼此相同，并且使从所述中心线C到滚针轴承260的轴线方向的一端部和另一端部的长度彼此不同(P1≠P2)，在该第二比较例中，将圆弧状面部56二等分的滚子部件330的中心线C与将滚针轴承260的轴线方向长度二等分的中心不一致，例如，在负载转矩从外部件32通过滚子部件330和滚针轴承260向耳轴44传递时，如果所述滚针轴承260的轴线方向长度相对于滚子部件330的中心线C非均等地分配，则有可能在耳轴44和滚针轴承260之间产生不平衡荷载，从而给所述耳轴44的耐用性带来不良影响。
另外，在第二比较例中，例如在缩短滚针轴承260的轴线方向长度、使将该滚针轴承260的轴线方向长度二等分的中心与滚子部件330的中心线C一致的情况下，由于滚针轴承260与耳轴44的外周面的接触长度减小，接触面压力增大。该结果为，对耳轴44的基端部47作用过大的载荷，有可能使所述耳轴44的耐用性降低。
与此相对，在第八实施方式中，以沿着滚子部件230的径向的中心线C为基准，使滚子部件230形成为在凸缘部242侧和簧环246侧的厚度不同的上下不对称的形状，但是由于将所述滚子部件230的中心线C和将滚针轴承46的轴线方向长度二等分(B1＝B2)的中心设定为一致，所以能够确保滚针轴承46在轴线方向具有足够的与耳轴44的外周面接触的长度，从而能够防止耳轴44的耐用性降低。
权利要求
1.一种等速万向节，该等速万向节包括筒状的外部件，其在内周面上设有隔开预定间隔地沿轴线方向延伸的多个导向槽，并且与一根传动轴连接；以及内部件，其插入在所述外部件的开口的内部空间部中，并与另一根传动轴连接，其特征在于，所述内部件(34)包括朝向所述导向槽(36)突出的多根耳轴(44)；与所述导向槽(36)接触并外嵌于所述耳轴(44)的环状的滚子部件(48)；和可转动地夹装在所述耳轴(44)和所述滚子部件(48)之间的多个滚动体(46)，在所述滚子部件(48)的内周部上形成有凸缘部(60)，该凸缘部(60)形成在所述耳轴(44)的突出方向端部侧，并朝径向内侧突出，且沿着所述内周部环绕，在所述耳轴(44)的基端部(47)侧安装有环状部件(50)，所述滚动体(46)保持在所述凸缘部(60)和所述环状部件(50)之间。
2.根据权利要求1所述的等速万向节，其特征在于，所述环状部件(54)具有倒角部(52)，该倒角部(52)通过对与所述耳轴(44)的基端部(47)抵接的部位进行倒角加工而形成。
3.根据权利要求1所述的等速万向节，其特征在于，在所述环状部件(50)和所述滚动体(46)之间设定有间隙(X)，该间隙(X)用于确保所述滚子部件(48)沿着所述耳轴(44)的轴线方向的预定移动量(δ)。
4.根据权利要求1所述的等速万向节，其特征在于，所述环状部件(64)与从所述凸缘部(60)离开的所述滚子部件(48)的端面接近配置，在所述环状部件(64)和所述端面之间设定有间隙(Z)，该间隙(Z)用于确保所述滚子部件(48)沿着所述耳轴(44)的轴线方向的预定移动量(δ)。
5.根据权利要求1所述的等速万向节，其特征在于，外嵌有所述滚子部件(48)的所述耳轴(44)的从圆柱部(45)至所述基端部(47)的外周面的曲率半径(r1)与所述圆柱部(45)的直径(D)的比(r1/D)设定在0.05以上、0.35以下的范围内。
6.根据权利要求1所述的等速万向节，其特征在于，将所述滚动体(46)和所述环状部件(50、54)之间的间隙K或者所述滚子部件(48)和所述环状部件(64、66)之间的间隙K，相对于所述滚子部件(48)沿着所述耳轴(44)的轴线方向的移动量δ设定为如下关系K＞δ＝R/2·(1/cosθmax-1)其中，R表示所述滚子部件(48)的中心相对于所述外部件(32)的中心轴的旋转半径，θmax表示所述另一根传动轴(33)相对于所述一根传动轴的最大倾斜角度。
7.一种等速万向节，该等速万向节包括筒状的外部件，其在内周面上设有隔开预定间隔地沿轴线方向延伸的多个导向槽，并且与一根传动轴连接；以及内部件，其插入在所述外部件的开口的内部空间部中，并与另一根传动轴连接，其特征在于，所述内部件(34)包括朝向所述导向槽(36)突出的多根耳轴(44)；与所述导向槽(36)接触并外嵌于所述耳轴(44)的环状的滚子部件(48)；和可转动地夹装在所述耳轴(44)和所述滚子部件(48)之间的多个滚动体(46)，将所述耳轴(44)的基端部(47)和所述滚动体(46)或者和所述滚子部件(48)之间的间隙H，与所述滚子部件(48)相对于所述基端部(47)的移动量δ设定为如下关系H＞δ＝R/2·(1/cosθmax-1)其中，R表示所述滚子部件(48)的中心相对于所述外部件(32)的中心轴的旋转半径，θmax表示所述另一根传动轴(33)相对于所述一根传动轴的最大倾斜角度。
8.根据权利要求7所述的等速万向节，其特征在于，在所述滚子部件(48)的内周部上形成有凸缘部(60)，该凸缘部(60)形成在所述耳轴(44)的突出方向端部侧，并朝径向内侧突出，且沿着所述内周部环绕，所述滚动体(46)保持在所述凸缘部(60)和所述耳轴(44)的基端部(47)之间。
9.根据权利要求8所述的等速万向节，其特征在于，在所述耳轴(44)的基端部(72)上形成有阶梯部(74)，所述滚动体(46)保持在所述凸缘部(60)和所述阶梯部(74)之间。
10.根据权利要求9所述的等速万向节，其特征在于，所述耳轴(44)的从圆柱部(45)到所述阶梯部(74)的外周面的曲率半径(r2)设定为小于所述阶梯部(74)侧的所述滚动体(46)的端部的曲率半径(r3)(r2＜r3)。
11.根据权利要求7所述的等速万向节，其特征在于，所述耳轴(44)的从圆柱部(45)到所述基端部(47)的外周面的曲率半径(r1)与所述圆柱部(45)的直径(D)的比(r1/D)设定在0.05以上、0.35以下的范围内。
12.根据权利要求7所述的等速万向节，其特征在于，在所述滚子部件(82)的内周部上形成有第一凸缘部(84a)，其形成在所述耳轴(44)的突出方向端部侧，并朝径向内侧突出，且沿着所述内周部环绕；以及第二凸缘部(84b)，其形成在所述耳轴(44)的基端部(47)侧，并朝径向内侧突出，且沿着所述内周部环绕，所述滚动体(46)保持在所述第一凸缘部(84a)和所述第二凸缘部(84b)之间。
13.根据权利要求7所述的等速万向节，其特征在于，所述耳轴(44)的突出方向端部和所述滚动体(46)的端部之间的距离M，与所述滚动体(46)相对于所述突出方向端部的移动量ε设定为如下关系M＞ε＝3R/2·(1/cosθmax-1)。
14.一种等速万向节，该等速万向节为三球销型等速万向节，其包括筒状的外部件，其在内周面上设有隔开预定间隔地沿轴线方向延伸的多个导向槽，并且与一根传动轴连接；以及内部件，其插入在所述外部件的开口的内部空间部内，并与另一根传动轴连接，其特征在于，所述内部件(34)包括朝所述导向槽(36)突出的多根耳轴(44)；与所述导向槽(36)接触并外嵌于所述耳轴(44)的环状的滚子部件(230)；可转动地夹装在所述耳轴(44)和所述滚子部件(230)之间的多个滚动体(46)，在所述滚子部件(230)的沿着内径部(240)的轴线方向的一个端部上，形成有朝径向内侧突出的凸缘部(242)，在另一个端部上安装有通过环状槽(244)保持所述滚动体(46)的保持部件(246)，所述保持部件(246)配置成接近所述耳轴(44)的沿着轴线方向的基端部(47)侧。
15.根据权利要求14所述的等速万向节，其特征在于，以沿着所述滚子部件(230)的径向的中心线C为基准，安装有所述保持部件(246)的所述滚子部件(230)在轴线方向上的厚度(L+ΔA)，设定为大于形成有所述凸缘部(242)的所述滚子部件(230)在轴线方向上的厚度(L)，并且所述中心线C与将所述滚动体(46)的轴线方向长度二等分的中心一致(B1＝B2)。
16.根据权利要求14所述的等速万向节，其特征在于，所述保持部件至少包括簧环(246)。
全文摘要
本发明提供一种等速万向节，将环状部件(50)安装在耳轴(44)的圆柱部(45)上，并将在内周部保持有滚针轴承(46)的滚子部件(48)安装在圆柱部(45)上。滚针轴承(46)以具有预定间隙的状态保持在形成于滚子部件(48)的一端部的凸缘部(60)与安装于耳轴(44)的环状部件(50)之间。并且，将滚针轴承(46)与环状部件(50)之间的间隙(X)设定为满足如下关系X＞R/2·(1/cos θmax－1)，其中，R表示滚子部件(48)的中心相对于外部件32的中心轴的旋转半径，θmax表示内部件(34)的最大倾斜角度。
文档编号F16D3/205GK1926350SQ20058000691
公开日2007年3月7日 申请日期2005年3月1日 优先权日2004年3月2日
发明者川胜勉, 小仓尚宏, 柴田直人, 中尾彰一, 青山友纪 申请人:本田技研工业株式会社