专利名称：固定式等速万向接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固定式等速万向接头，详细地涉及一种在自动车或各种工业机械 的动力传递系统中使用的、在驱动侧和从动侧的二轴间仅容许角度变位的固定式等速万向 接头。
背景技术：
例如作为从自动车的发动机向车轮等速传递旋转力的机构使用的等速自由接头 的一种中有固定式等速万向接头。该固定式等速万向接头具有即使连结驱动侧和从动侧二 轴时该二轴存在动作角也能够以等速传递旋转转矩的结构。一般地、作为上述的固定式等 速万向接头广泛知道有球笼型(BJ)和无底切型(UJ)等。另外，球笼型(BJ)的固定式等速万向接头如图6所示，具有在内径面1上圆周方 向等间隔地沿轴向形成多个轨道槽2的作为外侧接头部件的外圈3、在外径面4上圆周方 向等间隔地沿轴向形成与外圈3的轨道槽2成对的多个轨道槽5的作为内侧接头部件的内 圈6、介于外圈3的轨道槽2与内圈6的轨道槽5之间而传递转矩的多个滚珠7、介于外圈 3的内径面1与内圈6的外径面4之间而保持滚珠7的保持架8。在保持架8上沿周方向 配设多个收纳滚珠7的窗部9。在外圈3的轨道槽2的开口端缘(侧缘)以及内圈6的轨道槽5的开口端缘(侧 缘)上，为了避免这些两侧缘上的应力集中，如图7以及图8所示，设置有倒棱10、10、11、 11。以往倒棱有时会被精加工成R形状(专利文献1 专利文献幻。像这样将倒棱精 加工成R形状，容易缓和高负荷时(来自车辆的过大转矩输入时)的应力集中。另外，R形 状的倒棱在高负荷时当滚珠被压靠在轨道槽上而搭到轨道边缘(轨道槽侧缘)上时，防止 边缘缺损，防止寿命降低。其中，如图7所示，当外圈3的开口侧上设置入口锥形部12，其在轴取角度时不会 取某一角度以上的角度地起到角度限制的限位器的作用。该入口锥形部12上的轨道槽对 应边缘部12a(轨道槽的轴向端部的边缘部)通常形成锋利边缘，但是为了缓和高角度时的 应力集中，也有通过机械加工进行倒角的情况。另外，内圈6的轨道槽5的轴向端缘13如 图8所示形成锋利的边缘部形状。专利文献1 日本专利实开平6-M237号公报专利文献2 日本专利实公平7-25458号公报专利文献3 日本专利特开2008-2625号公报等速万向接头受到高负荷(来自车辆的过大的转矩输入)时，会产生滚珠7在轨 道槽2、5上搭到轨道侧缘部上的现象，使滚珠7到达轨道两侧缘部的倒棱10、11上。因此， 以往通过将倒棱10、11形成R形状以缓和应力集中，防止倒棱10、11的边缘部缺损。另一方面，因任何理由超过在非预期的高角度动作时、特别是等速自由接头的使 用时假定的角度的情况下，滚珠7移动至外圈3的轨道槽2的入口锥形部12中的轨道槽对应边缘部1 或内圈6的轨道槽5的轴向端缘(边缘部)13，滚珠7接触轨道槽对应边缘部 1 和轴向端缘13。该状态下若施加高转矩负荷，则滚珠7会进入轨道槽对应边缘部1 等，则轨道槽对应边缘部1 等上产生缺损。当一度出现过大的角度，在轨道槽对应边缘部 1 等上产生缺损时，从该缺损部分继续破坏，接头整体的耐久寿命将会降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种即使在超过非预期的高角 度动作时、特别是在接头的使用中假定的角度的情况下，也能够缓和滚珠与边缘部(轨道 槽的轴向端部的边缘部)的干涉时的应力，在边缘部上难以产生缺损，从而能够使接头整 体的寿命提高的固定式等速万向接头。本发明的第一固定式等速万向接头，其具有在内径面形成有多个轨道槽的外侧 接头部件；在外径面形成有多个轨道槽的内侧接头部件；介于所述外侧接头部件的轨道槽 和内侧接头部件的轨道槽之间并传递转矩的多个滚珠；保持滚珠的保持器，其中，在外侧接 头部件的轨道槽的轨道入口端，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开圆弧部。本发明的第二固定式等速万向接头，其具有在内径面形成有多个轨道槽的外侧 接头部件；在外径面形成有多个轨道槽的内侧接头部件；介于所述外侧接头部件的轨道槽 和内侧接头部件的轨道槽之间并传递转矩的多个滚珠；保持滚珠的保持器，其中，在内侧接 头部件的轨道槽的轨道入口端，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开圆弧部。本发明的第三固定式等速万向接头，其具有在内径面形成有多个轨道槽的外侧 接头部件；在外径面形成有多个轨道槽的内侧接头部件；介于所述外侧接头部件的轨道槽 和内侧接头部件的轨道槽之间并传递转矩的多个滚珠；保持滚珠的保持器，其中，在外侧接 头部件的轨道槽的轨道入口端，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开圆弧部，并在内侧 接头部件的轨道槽的轨道入口端，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开圆弧部。根据本发明，即使因任何理由超过非预期的高角度动作时、特别是在使用时假定 的角度，滚珠位于外侧接头部件及/或内侧接头部件的轨道槽的轴向端部，也能够通过切 开圆弧部防止滚珠进入该轴向端部。所述切开圆弧部可以通过冷锻成形精加工而成，或者轨道槽整体可以通过冷锻成 形精加工而成。另外，可以在外侧接头部件的入口端部设有从里侧朝向入口侧扩开的锥形 部，该锥形部通过冷锻成形精加工而成，或者所述切开圆弧部通过切削加工精加工而成。另 外，可以对轨道槽的磨削加工设置加工余量，在轨道槽的磨削加工后，所述切开圆弧部也作 为冷锻精加工部残留。外侧接头部件的轨道槽的节距圆径和内侧接头部件的轨道槽的节距圆径之差即 P⑶间隙优选为-0. 02mm +0. 3mm。通过这样设定，能够将外侧接头部件、内侧接头部件、 滚珠及保持器(保持架)构成的各构成要素之间的晃动抑制到必要最小限。另外，当PCD 间隙比0. 02mm小，则难以确保等速自由接头的作业性，相反当比+0. 3mm大，则各构成要素 之间的晃动变大。发明效果根据本发明的等速万向接头，在本发明中，即使在高角度动作等时滚珠位于外侧 接头部件及/或内侧接头部件的轨道槽的轴向端部，也能够通过切开圆弧部防止滚珠进入该轴向端部。即、即使这样的情况下，通过缓和滚珠和轨道槽的边缘部(轴向端部的边缘 部)的干涉时的应力，边缘部难以产生缺损，从而能够实现等速自由接头整体的寿命的提高。另外，切开圆弧部能够通过冷锻成形或切削加工等精加工，不导致成形的复杂化。 同时，若由冷锻同时精加工轨道槽、切开圆弧部以及入口锥形部，能够省略之后的后加工 (车削或热处理后的磨削精加工)，能够实现成形时间的缩短以及低成本化。另外，在通过磨削加工精加工轨道槽的情况下，优选对轨道槽的磨削加工设置加 工余量，在轨道槽的磨削加工后，所述切开圆弧部也作为冷锻精加工部残留。由此，能够稳 定成形切开圆弧部。通过将P⑶间隙为-0. 02 +0. 3mm,从而能够将各构成要素间的晃动抑制到必要最小限，能够在将该等速自由接头安装在车辆上时，抑制晃动声的产生。
图1是表示本发明的实施方式的固定式等速万向接头的剖面图。图2A是表示成形在所述固定式等速万向接头的外圈上的切开圆弧部，设于滚珠 接触点对应部位上的情况下的要部立体图。图2B是表示成形在所述固定式等速万向接头的外圈上的切开圆弧部，设于轴向 端部整体上的情况下的要部立体图。图3A是表示成形在所述固定式等速万向接头的内圈上的切开圆弧部，设于滚珠 接触点对应部位上的情况下的要部立体图。图IBB是表示成形在所述固定式等速万向接头的内圈上的切开圆弧部，设于轴向 端部整体上的情况下的要部立体图。图4是说明所述固定式等速万向接头的轨道槽的形状的剖面图。图5A是表示所述固定式等速万向接头的外圈的成形方法的、完成品的要部放大 剖面图。图5B是表示所述固定式等速万向接头的外圈的成形方法的、具有加工余量的状 态的要部放大剖面图。图6是以往的固定式等速万向接头的剖面图。图7是以往的固定式等速万向接头的外圈的简略立体图。图8是以往的固定式等速万向接头的内圈的简略立体图。
具体实施例方式以下，根据图1 图5说明本发明的实施方式。本发明的固定式等速万向接头如图1所示具有在内径面21上沿轴向形成多个轨 道槽22的作为外侧接头部件的外圈23 ；在外径面M上沿轴向形成多个轨道槽25的作为内 侧接头部件的内圈26。并且，外圈23的轨道槽22和内圈沈的轨道槽25成对，传递转矩的 滚珠27介于外圈23的轨道槽22和内圈沈的轨道槽25之间。在外圈23的内径面21和 内圈沈的外径面M之间具有保持架(保持器)28，在沿该保持器观的周方向以规定节距 配设的多个窗部(凹坑部) 上保持滚珠27。
外圈23的轨道槽22和内圈沈的轨道槽25是仅通过锻造加工或通过锻造加工后 的切削加工等成形的哥特式拱状。如图4所示，通过形成哥特式拱状，从而轨道槽22、25与 滚珠27形成角接触。S卩、滚珠27与外圈23的轨道槽22以两点Cll、C12接触，与内圈沈 的轨道槽25以两点C21、C22接触。滚珠27的中心01和与各轨道槽22、25的接触点C11、 C12、C21、C22所成的角度为接触角α ο外圈23的轨道槽22在其两侧缘(槽开口端缘)上设置倒棱(倒角部)30、30，内 圈沈的轨道槽25在其两侧缘(槽开口端缘)设置倒棱(倒角部)31、31。另外，在外圈23 的开口端设置从里侧朝向入口侧扩开的入口锥形部35。该入口锥形部35起到角度限制的 限位器的作用。如图2A所示，在外圈23的轨道槽22的轨道入口端2 上，在滚珠接触点对应部 位上设置切开圆弧部32、32。另外，如图3A所示，在内圈沈的轨道槽25的轨道入口端25a 上，在滚珠接触点对应部位设置切开圆弧部33、33。作为外圈23的切开圆弧部32，如图2B所示，可以设置在轨道入口端2 整体上。 另外，作为内圈26的切开圆弧部33，如图;3B所示，也可以设于轨道入口端2 整体上。其中，外圈23的切开圆弧部32、内圈沈的切开圆弧部33能够通过在锻造时与其 他部分同时锻造成形而成形。另外，轨道槽22、25仅通过锻造加工、或通过锻造加工后的切 削加工等成形的情况下，可以在锻造后通过切削、磨削等加工成形切开圆弧部32、33。在将切开圆弧部32、33由冷锻精加工后，将轨道槽22、25由磨削加工精加工的情 况下，优选在轨道槽研磨部设定加工余量，以使得在磨削后由冷锻精加工后的切开圆弧部 可靠地残留。例如，图5A所示的外圈23的情况下，如图5B所示，将加工余量36设定在轨道槽 22上，若由轨道槽22的研磨加工除去加工余量36，则轨道槽22的磨削加工的影响不会波 及由冷锻精加工的切开圆弧部32，切开圆弧部32能够维持由冷锻精加工后的形状。另外， 虽然省略图示，但是在内圈26中也可以通过轨道槽25的磨削工序残留加工余量36。其中，在该等速自由接头中，P⑶间隙为-0. 02mm +0. 3mm。在此，P⑶间隙是指 外圈23的轨道槽22的节距圆径和内圈沈的轨道槽25的节距圆径之差、即接触外圈23的 轨道槽22的状态下的滚珠27的节距圆径(外圈PCD)和接触内圈沈的轨道槽25的状态 下的滚珠27的节距圆径(内圈P⑶)之差。P⑶间隙为零或负意味着P⑶间隙填满。在上述实施方式中，在外圈23以及内圈沈上设置切开圆弧部32、33，但是作为其 他实施方式，可以是仅在外圈23上设置切开圆弧部32的等速自由接头，也可以是仅在内圈 26上设置切开圆弧部33的等速自由接头。另外，在上述实施方式中表示滚珠27和轨道槽22、25是角接触的情况，但是也有 在等速自由接头中，滚珠27和轨道槽22、25是环形接触的情况。像这样的环形接触结构 中，滚珠和内圈以及滚珠和外圈轨道槽的接触点为一点，接触点在轨道槽剖面整个区域上 移动。因此，如图2B和图;3B所示，能够通过在轨道入口端22a、2fe整体上形成切开圆弧部 32、33 ο本发明中，能够防止高角度动作时，滚珠27位于外圈23及/或内圈沈的轨道槽 22,25的轴向端部上时，滚珠27进入该轴向端部。即、缓和滚珠27和轨道槽22、25的边缘 部(轴向端部的边缘部)的干涉时的应力，在边缘部上难以产生缺损，从而能够实现等速自由接头整体的寿命提高。切开圆弧部32、33能够通过冷锻成形和切削加工等精加工，不导致成形的复杂 化。特别是，若轨道槽22、25、切开圆弧部32、33以及入口锥形部35由冷锻同时精加工，则 能够省略之后的后加工(车削或热处理后的磨削精加工)，能够实现成形时间的缩短以及 低成本化。优选在将切开圆弧部32、33由冷锻精加工后，将轨道槽22、25由磨削加工精加工 的情况下，在轨道槽磨削部设定加工余量。若由轨道槽22、25的磨削加工除去加工余量，则 轨道槽22、25的磨削结构的影响不会波及由冷锻精加工的切开圆弧部32、33，切开圆弧部 32,33能够维持冷锻精加工的形状，能够以低成本成形切开圆弧部。P⑶间隙为-0. 02 +0. 3mm,从而能够将各构成要素间的晃动抑制在必要最小限， 能够在将该等速自由接头安装在车辆上时，抑制晃动声音的产生。即、像这样减小PCD间 隙，从而能够减少或消除没有滚珠27的荷重的相位区域。其结果，能够在从外圈23的轨道 槽22暂时脱离后收纳在轨道槽22上之前使滚珠27的动作稳定化，通过减少或消除没有滚 珠27的荷重的相位区域，也能够使滚珠27的动作稳定化，能够抑制振动和杂声的产生。以上，关于本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，能够 进行各种变形，例如成形的切开圆弧部32、33的大小、曲率半径等能够在当滚珠难以进入、 在滚珠的滚动或取动作角的情况等时不会招致障碍的范围内进行各种变更。另外，也可以 将外圈23的轨道槽22的曲率中心以及内圈沈的轨道槽25的曲率中心分别从接头轴线在 径方向偏置(在径方向上偏置)。另外，轨道槽22、25的周方向配设节距可以是等节距，也 可以是不等节距，也能够任意增减滚珠数、即轨道槽22、25。工业上的可利用性作为等速自由接头可以是轨道槽底分别具有圆弧部和直线部的无底切型，也可以 是无底切型的直线部分呈现锥形形状的形状。另外，轨道槽底也可以分别具有曲率半径不 同的多个圆弧部。附图文字说明21内径面22、25轨道槽2 轨道入口端24外径面2 轨道入口端27滚珠28保持器32、33切开圆弧部36加工余量
权利要求
1.一种固定式等速万向接头，其具有在内径面形成有多个轨道槽的外侧接头部件； 在外径面形成有多个轨道槽的内侧接头部件；介于所述外侧接头部件的轨道槽和内侧接头 部件的轨道槽之间并传递转矩的多个滚珠；保持滚珠的保持器，其特征在于，在外侧接头部件的轨道槽的轨道入口端，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开圆弧部。
2.一种固定式等速万向接头，其具有在内径面形成有多个轨道槽的外侧接头部件； 在外径面形成有多个轨道槽的内侧接头部件；介于所述外侧接头部件的轨道槽和内侧接头 部件的轨道槽之间并传递转矩的多个滚珠；保持滚珠的保持器，其特征在于，在内侧接头部件的轨道槽的轨道入口端，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开圆弧部。
3.一种固定式等速万向接头，其具有在内径面形成有多个轨道槽的外侧接头部件； 在外径面形成有多个轨道槽的内侧接头部件；介于所述外侧接头部件的轨道槽和内侧接头 部件的轨道槽之间并传递转矩的多个滚珠；保持滚珠的保持器，其特征在于，在外侧接头部件的轨道槽的轨道入口端，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开圆弧 部，并且在内侧接头部件的轨道槽的轨道入口端，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开 圆弧部。
4.如权利要求1 3中任一项所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 所述切开圆弧部通过冷锻成形精加工而成。
5.如权利要求4所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 轨道槽整体通过冷锻成形精加工而成。
6.如权利要求4所述的固定式等速万向接头，其特征在于，在外侧接头部件的入口端部设有从里侧朝向入口侧扩开的锥形部， 该锥形部通过冷锻成形精加工而成。
7.如权利要求1 3中任一项所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 所述切开圆弧部通过切削加工精加工而成。
8.如权利要求4所述的固定式等速万向接头，其特征在于，对轨道槽的磨削加工设置加工余量，而在轨道槽的磨削加工后，使所述切开圆弧部也 作为冷锻精加工部残留。
9.如权利要求1 3中任一项所述的固定式等速万向接头，其特征在于，外侧接头部件的轨道槽的节距圆径和内侧接头部件的轨道槽的节距圆径之差即PCD 间隙为-O. 02mm +0. 3_。
全文摘要
本发明涉及一种即使在超过非预期的高角度动作时、特别是在接头的使用中假定的角度的情况下，也能够缓和滚珠与边缘部的干涉时的应力，在边缘部上难以产生缺损，能够使接头整体的寿命提高的固定式等速万向接头。该固定式等速万向接头具有在内径面(21)上形成有多个轨道槽(22)的外侧接头部件；在外径面(24)上形成多个轨道槽(25)的内侧接头部件；介于外侧接头部件的轨道槽(22)与内侧接头部件的轨道槽(25)之间并传递转矩的多个滚珠(27)；保持滚珠(27)的保持器(28)。在外侧接头部件的轨道槽(22)的轨道入口端(22a)中，至少在滚珠接触点对应部位上设有切开圆弧部(32)。
文档编号F16D3/2245GK102046996SQ20098012033
公开日2011年5月4日 申请日期2009年5月1日 优先权日2008年5月30日
发明者小林正纯, 山崎起佐雄 申请人:Ntn株式会社