专利名称：叉槽式等速万向节的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种外團的沟槽与内團的沟槽沿圆周方向交叉的叉槽式等 速万向节。
背景技术：
一种叉槽式等速万向节包括在其内表面上带有多个外沟槽的外 圏；在其外表面上带有多个内沟槽的内團；位于外沟槽与内沟槽之间的 多个滚珠；以及带有多个窗口以将滚珠保持在外團与内圏之间的保持 架。外圏的外沟槽围绕外團的旋转轴线盘绕，内圏的内沟槽围绕内團的 旋转轴线反向盘绕。外圏通过锻造成形为杯形形状，然后通过切削工具 粗略地加工出外沟槽并通过磨削工具进行磨削。磨削工具是球状的，其 直径稍大于滚珠的直径，因为滚珠要在沟槽上滚动。因此，为了防止磨 削工具千涉杯形外圏的最内端，在磨削外沟槽之前，在各外沟槽的后部 以连续方式形成凹形的凹部。各凹部通常是部分球体，其直径大于磨削 工具的直径。即凹部具有使滚珠掉入的足够空间。因此，等速万向节具 有约束部以防止当等速万向节的连接角达到预定角度时滚珠掉入到凹 部中。例如当操作者为了将等速万向节装配到车辆上而将它举起时，可 能出现预定角度的连接角。如果等速万向节不具有约束部，外圏可能被 与内圏连接的轴保持，以至于一些滚珠可能会掉入到凹部中。在这种情 况下，操作者必须拆开并重新组装万向节。例如，日本实用新型申请公报第H01-69916号，公开了具有金属零 件的保护罩或刚性保护罩以限制该连接角。以及日本实用新型申请公报 第H06-32755号公开了用于限制该连接角的弹性挡圏。这些现有技术需 要例如弹性挡團或者金属的/刚性的特殊保护罩之类的额外元件，这增 加了成本和组装过程的复杂性。发明内容根据本发明，叉槽式等速万向节包括杯形外團、内圏、多个滚珠 以及保持架。外圏在其内表面具有多个围绕外圏的旋转轴线盘绕的外沟 槽。内圏以可滑动的方式设置在外圏内从而能够在外圏的旋转轴线方向 上运动，并且在其外表面具有多个围绕内團的旋转轴线盘绕的内沟槽。 滚珠设置在外沟槽与内沟槽之间的内、外沟槽的交叉点处，以在沟槽上 滚动。保持架设置在外團与内團之间，并且具有多个保持滚珠的窗口。 外圏本身具有多个位于外沟槽后部的约束部，当各^位于外沟槽的最内 端时，所述约束部防止i^^从外沟槽中掉出。
参照下面结合附图对优选实施方式所做的详细描述，可以更好地理解本发明的各种目的、特征以及多个附加优点，其中图l是根据本发明第一实施方式的叉槽式等速万向节的纵剖图，图2是第一实施方式的外團的纵剖图，图3是沿图2的线A-A的局部放大图，图4是第一实施方式中磨削一个外沟槽的解释性剖面图，图5是根据本发明第二实施方式的局部放大剖面图，图6是第二实施方式中磨削一个外沟槽的解释性剖面图，以及图7是根据本发明第三实施方式的局部放大剖面图。
具体实施方式
参照图1至图4描述关于本发明第一实施方式的叉槽式等速万向 节。如图1所示，等速万向节10包括外圏11、内團12、滚珠13、保持 架14以及保护罩15。如图l和图2所示，外圏ll形成为杯形形状(类似于带有底部的圆 筒形形状)。外團ll在其内表面具有多个外沟槽lla。外沟槽lla围绕 外團11的旋转轴盘绕并且外沟槽lla的中心线是直的。如图2所示， 交替的外沟槽lla以相对的方式盘绕。例如，相邻的外沟槽lla和lla 在外圏11的一端彼此接近但是在外團11的另一端彼此分离。在外圏11 的内表面上，凹形的凹部llb连续成形在外沟槽lla的后部(图2中的 左侧)。凹部llb将在后面描述。
如图1所示，内團12是圆筒形的并且与轴20的一端连接。内團12 的最外表面12a从纵剖方向上看成形为近似圆弧，即近似部分球体。内 圏12在其外表面具有多个内沟槽12b。内沟槽12b围绕内圏12的旋转 轴盘绕并且内沟槽12b的中心线是直的。交替的内沟槽12b以相对的方 式盘绕。例如，相邻的内沟槽12b和12b在外團11的一端彼此接近但 是在外團ll的另一端彼此分离。在内圏12的内表面具有花键孔12c以 与轴20 —端的花键轴接合。内團12以可滑动的方式设置在外圏11内 以沿外團11的旋转轴线方向运动。从径向上来看，内團12的内沟槽12b 与外團11的外沟槽lla交叉。* 13设置在外圏11的外沟槽lla与内團12的内沟槽12b之间，以 在圆周方向与沟槽lla、 12b掩^并且在纵向上在沟槽lla、 12b上滚动。 Ml3设置在外沟槽lla与内沟槽12b的交叉点处。具体地讲， 设置在外沟槽lla的中心线与内沟槽12b的中心线的周向交叉点处。中 心线基本上对应于滚珠13中心的轨迹。因此，通过滚珠13在外圏11 与内圏12之间传递扭矩。如图1所示，保持架14是圆筒形的。具体地讲，保持架14的内表 面是对应于内圏12的最外表面12a的近似部分球体，并且保持架14的 外表面也是近似部分球体。保持架14设置在外圏11与内圏12之间。 具体地讲，保持架14设置在外圏11的内表面与内圏12的最外表面12a 之间。保持架14具有多个以等角度方式设置的近似方形的窗口 14a。窗 口 14a的数目与滚珠13的数目相同.滚珠插入到窗口14a内。因此， 窗口 14a保持滚珠13。保护軍15是风箱状的。保护軍15的一端通过夹具在外團11的开口 端处直接固定到外團11的外表面。保护罩15的另一端通过另一夹具直 接固定到轴20的外表面。因此，保护軍15封闭了外團11的开口端。接下来，将参照图3详细描述凹部llb。因为所有的凹部都是相同 的，所以下面将描述其中一个凹部llb。图3是沿图2的线A-A的放大 截面图，以显示纵向外沟槽lla的剖面图。如图3所示，外沟槽lla的 范围是从外圏11的开口到点B处。在磨削外沟槽lla之前，凹部lib 以连续的方式通过切削工具成形在外沟槽lla的后部(杯形外圏11的 最内侧)。因此，凹部lib成形为从点B(外沟槽lla的最内端)到点C。 凹部lib不是沿圆周方向成形在外團11的内表面上，而是在磨削外沟
槽lla之前通过切削成形在外沟槽lla的后部。凹部是非球形的凹面。 具体地讲，在外沟槽lla的横向方向上，凹部lib的曲率大于外沟槽lla 的曲率，但是在外沟槽lla的纵向上，凹部lib的曲率小于滚珠13的 曲率。因此，凹部llb的中心(点B与点C之间的中点)到外團ll的 旋转轴线的距离大于凹部lib的最外端(点B)到外團11的旋转轴线 的距离。在凹部lib的最内端(点C)，具有通过凹部lib的圆周表面形成的 突起接触区域51。即，接触区域51是凹部lib的在凹部距离外沟槽lla 最远的一端处的最内处的轮廓.当滚珠13到达外沟槽lla的最内处(图 3中的双点画线)时，接触区域(突起)51与滚珠13接触。因此，阻 止滚珠13掉入到凹部lib中。也就是说，接触区域51限制滚珠13移 动到超越外沟槽lla范围的外團11的最内处。因此，即使等速万向节 10在安装过程中被操作者悬置在最大角度，滚珠13也不会从外沟槽lla 中掉出并且不会掉入到凹部lib中。接下来，将参照图4描述外沟槽lla的磨削过程，图4显示了与图 3的放大剖面图相同的部分。外沟槽lla通过图4所示的磨削工具G进 行磨削。磨削工具G具有杆Gl以及设置在杆Gl端部的磨石G2。磨 石G2是部分球体，其具有球状部分G21以及平面部分G22。球状部分 G21位于杆G1的末端。平面部分G22位于球状磨石G2的末端并与杆 Gl的轴线Gs垂直。磨石G2的球状部分G21对应于假设球体100,假 设球体100的直径是滚珠13直径的1.0至1.1倍，使得平面部分G22 位于假设球体100的内侧。磨削工具G的轴线Gs被设定为与外沟槽lla的中心线成预定角03。 磨削工具G围绕其轴线Gs旋转并且沿着外沟槽lla的中心线从外團11 的开口移动到其底部，使得外沟槽11 a的磨削从开口进行到底部。当完成外沟槽lla的磨削时，磨削工具G位于如图4所示的外沟槽 lla的最内端。此时，由于平面部分G22的存在，磨削工具G不会与接 触区域51接触。因此，尽管在外沟槽lla的纵向上凹部lib的曲率小 于滚珠13的曲率，还是有足够的空间用于磨削工具G来磨削外沟槽 lla。因此，不需要额外的零件作为滚珠13的约束，从而降低了成本。参照图5和图6，描述根据本发明第二实施方式的叉槽式等速万向
节。在图5和图6中，相同/等同的部分将用图1至图4中相同的数字/ 标号表示，并且那些部分的解释将被省略。第二实施方式中的凹部llb在磨削外沟槽lla之前通过切削成形在 外沟槽lla的后部。从外團11的旋转轴到凹部lib表面的距离从外團 11的开口侧到其最内侧(图5中从右侧到左侧)逐渐减小。即，在凹部 lib中，凹部lib与外沟槽lla之间边界的点B处于距离外團11的旋 转轴最远处。另一方面，凹部llb的最内侧的点D处于距离外圏ll的 旋转轴最短距离处。凹部lib的整体比外沟槽lla处于距离外圏11的 旋转轴更短的距离处。就是说，凹部llb不是凹面，因此滚珠13不会 掉入到凹部llb中。因此，防止了滚珠13掉入到凹部lib中。具体地 讲，凹部llb具有位于外圏11开口侧的接触区域51以及位于底部侧的 深度区域52。接触区域51从图5的点B延伸到点C，以及深度区域52 从点C延伸到点D。接触区域51是半径为R的曲面，在图5的截面图中，其切线对应 于外沟槽lla底部。接触区域51距离外團11的旋转轴线的距离在外圏 11底部侧处比在其开口侧处更短。因此，当滚珠13，如图5中的双点 画线所示，位于外沟槽lla的最内端时，接触区域51限制滚珠13进一 步朝向外圏11的最内端移动。滚珠13被接触区域51阻止，防止其从 外沟槽11 a中掉出并掉入到深度区域52中。在外沟槽lla的纵剖面上，深度区域52是条锥线。深度区域52的 锥度使其直径朝向外圏11的底部减小。深度区域51相对于外沟槽lla 底部的锥角是角91 (ei是钝角)。滚珠13在点C处的切线T相对于外 沟槽lla底部的锥角是角02(e2是钝角)。在这种情况下，深度区域52 的锥角ei大于切线T的锥角82，但是小于180度。在图5中，深度区 域52的锥角ei稍大于切线T的锥角02。接下来，将参照图6描述外沟槽lla的磨削过程，图6显示了与图 5的放大剖面图相同的部分。外沟槽lla通过图6所示的磨削工具G进 行磨削。磨削工具G具有杆Gl以及i殳置在杆Gl端部的磨石G2。磨 石G2是部分球体，其具有球状部分G21以及平面部分G22。球状部分 G21位于杆Gl的末端。平面部分G22位于球状磨石G2的末端并与杆 Gl的轴线Gs垂直。磨石G2的球状部分G21对应于假设球体100，假 设球体100的直径是滚珠13直径的1.0至1.1倍，使得平面部分G22
位于假设球体100的内侧。磨削工具G的轴线Gs被i更定为与外沟槽11 a的中心线成预定角93 。 磨削工具G围绕其轴线Gs旋转并且沿着外沟槽lla的中心线从外團11 的开口移动到其底部，使得外沟槽lla的磨削从开口进行到底部。图6 显示了当外沟槽lla的最内端通过磨削工具G磨削时的情况。在这一刻， 磨削工具G的球状部分G21磨削曲率半径为R的接触区域51。换句话 说，当球状部分G21的一部分磨削外沟槽lla的最内端时，接触区域 51通过球状部分G21的另一部分进行磨削。因此，磨削工具G对接触 区域51以及外沟槽lla的最内端同时进行磨削。当完成了对外沟槽lla以及接触区域51的磨削后，磨削工具G位 于如图6所示的外沟槽lla的最内端。此时，由于平面部分G22的存在， 磨削工具G不会接触到前面所述的深度区域52。因此，磨削工具G能 够对外沟槽lla以及接触区域51进行充分磨削。因此，不需要额外的 零件作为滚珠13的约束，从而降低了成本。参照图7，描述^L据本发明第三实施方式的叉槽式等速万向节。图 7显示了外沟槽11的放大的局部剖面图。在图7中，相同/等同的部分 将用与第一、第二实施方式相同的数字/标号表示，并且那些部分的解 释将被省略。与第二实施方式的不同之处仅在于深度区域61，所以将仅 对深度区域61进行描述。在图7中，深度区域61从点C延伸至点D。深度区域61是部分球 形凹面，其曲率半径大于滚珠13的曲率半径。当完成外沟槽lla以及 接触区域51的磨削后，磨削工具G位于外沟槽lla的最内处。此时， 磨削工具G没有与深度区域61接触。因此，磨削工具G能够对外沟槽 11a以及接触区域51进行充分磨削。在第三实施方式中，不需要额外的 零件作为滚珠13的约束，从而降低了成本。明显地，通过上面的教导，能够想出本发明的多种改型和变体。因 此应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以以此处具体描述之 外的其它方式实施。
权利要求
1.一种叉槽式等速万向节，包括杯形外圈，在其内表面上具有多个围绕外圈的旋转轴线盘绕的外沟槽；内圈，其以可滑动的方式设置在所述外圈内并且能够沿所述外圈的旋转轴线方向移动，其中所述内圈在其外表面上具有多个围绕内圈的旋转轴线盘绕的内沟槽；多个滚珠，设置在所述外沟槽与所述内沟槽之间的内、外沟槽的交叉点处，从而在所述外沟槽与所述内沟槽上滚动；以及保持架，设置在所述外圈与所述内圈之间，所述保持架具有多个保持所述滚珠的窗口；并且其中所述外圈本身具有多个位于所述外沟槽最内端处、朝向所述杯形外圈的底部定位的约束部，当各滚珠位于所述外沟槽最内端时，所述约束部防止所述滚珠从所述外沟槽中掉出。
2.根据权利要求1所述的叉槽式等速万向节，其中，每个所述约束部包括位于所述外沟槽最内端的凹形的凹部以及 位于所述凹部最内端的突起的接触区域，并且其中，当所述漆JK位于所述外沟槽最内端时，所述M与所述接触区 域接触，以限制所述i^朝向所述外沟槽的最内端进一步移动。
3. —种形成叉槽式等速万向节的方法，所述叉槽式等速万向节包括 杯形外圏，在其内表面具有多个围绕外圏的旋转轴线盘绕的外沟槽；内團， 其以可滑动的方式设置在所述外圏内并且能够沿所述外圏的旋转轴线方 向移动，其中所述内圏在其外表面具有多个围绕内圏的旋转轴线盘绕的内 沟槽；多个M，其设置在所述夕卜沟槽与所述内沟槽之间的内、外沟槽的 交叉点处，从而在所述外沟槽与所述内沟槽上滚动；以及保持架，其设置 在所述外團与所述内圏之间，所述保持架具有多个保持所述M的窗口 ； 其中，所述外圏本身具有多个位于所述外沟槽最内端、朝向所述杯形外團 的底部定位的约束部，当各滚珠位于所述外沟槽最内端时，所述约束部防 止所述^J^从所述夕卜沟槽中掉出，所述方法包括以下步骤通过成形为部分球体的磨削工具磨削所述外沟槽，所述磨削工具的直 径等于或大于所述^的直径，以及将所述磨削工具的末端i殳置成平顶，4吏得当完成各外沟槽的磨削时所 述磨削工具不4、接触各约束部。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述磨削工具的直径是所述滚 珠直径的1.0至1.1倍。
5. —种形成叉槽式等速万向节的方法，所述叉槽式等速万向节包括 杯形外團，在其内表面具有多个围绕外圏的旋转轴线盘绕的外沟槽；内團， 其以可滑动的方式设置在所述外團内并且能够沿所述外團的旋转轴线方 向移动，其中所述内圏在其外表面具有多个围绕内围的旋转轴线盘绕的内 沟槽；多个M，其设置在所述夕卜沟槽与所述内沟槽之间的内、外沟槽的 交叉点处，从而在所述外沟槽与所述内沟槽上滚动；以及保持架，其设置 在所述外圏与所述内團之间，所述保持架具有多个保持所述;^的窗口； 其中，所述外團本身具有多个位于所述外沟槽最内端、朝向所述杯形外圏 的底部定位的约束部，当各滚珠位于所述外沟槽最内端时，所述约束部防 止所述^从所述夕卜沟槽中掉出，所述方法包括以下步骤通过成形为部分球体的磨削工具磨削所述外沟槽，所述磨削工具的直 径等于或大于所述M的直径，以及将所述磨削工具的末端设置成平顶，使得当完成各外沟槽的磨削时所 述磨削工具磨削各约束部的 一部分。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述磨削工具的直径是所述滚 珠直径的1.0至1.1倍。
7. 根据权利要求l所述的叉槽式等速万向节，其中，每个所述约束部包括位于所述外沟槽最内侧的接触区域以及位 于所述接触区域最内侧的深度区域，并且 其中，当所述M位于所述外沟槽的最内端时所迷滚珠能够与所述接触区域接触，以限制所述i^朝向所述外沟槽的最内端进一步移动。
8. 根据权利要求7所述的叉槽式等速万向节，其中，所述深度区域是_锥形的，其直径朝向所述外圏的底部减小，并且其中，所述外沟槽与所述深度区域之间的角度大于当所述滚珠接触所 述接触区域时所述外沟槽与所述W的切线之间的角度。
9. 根据权利要求7所述的叉槽式等速万向节，其中，所述深度区^A部分球形的凹面，其曲率半径大于所述^K的 曲率半径。
全文摘要
本发明公开了一种叉槽式等速万向节(10)，其包括杯形外圈(11)、内圈(12)、多个滚珠(13)以及保持架(14)。外圈(11)在其内表面上具有多个围绕外圈(11)的旋转轴线盘绕的外沟槽(11a)。外圈(11)本身具有多个位于外沟槽(11a)后部的约束部(11b)，当各滚珠(13)位于外沟槽(11a)的最内端时，所述约束部(11b)防止滚珠(13)从外沟槽(11a)中掉出。
文档编号F16C11/06GK101153626SQ20071015170
公开日2008年4月2日 申请日期2007年9月27日 优先权日2006年9月29日
发明者大江贤次, 铃木聪 申请人:株式会社捷太格特