固定式等速万向接头的制作方法

专利名称：固定式等速万向接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及固定式等速万向接头。该固定式等速万向接头使用于汽 车、各种工业机械的动力传递系统，并在驱动侧与从动侧的两轴间允许角 度位移。
背景技术：
例如，在作为以等速从汽车的发动机向车轮传递旋转力的单元而使用 的等速万向接头的一种中存在固定式等速万向接头。该固定式等速万向接 头具备连结驱动侧和从动侧的两轴且即使该两轴存在动作角也能够以等 速传递旋转转矩的构造。
一般说来，作为上述的固定式等速万向接头，广
泛地公知有球笼式(BJ)、根切自由(under cut free)式(UJ)。
例如，如图41和图42所示，UJ类型的固定式等速万向接头具备 在内球面1以圆周方向等间隔沿着轴向而形成有多个轨道槽2的作为外侧 部件的外圈3;在外球面4圆周方向等间隔沿着轴向而形成有多个与外 圈3的轨道槽2成对的轨道槽5的作为内侧部件的外圈6;介于外圈3的 轨道槽2和内圈6的轨道槽5之间以传递转矩的多个滚珠7;介于外圈3 的内球面1和内圈6的外球面4之间以保持滚珠7的保持架8。在保持架 8沿着周向配设有多个收容滚珠7的凹坑9。
上述的外圈3的轨道槽2由轨道槽底为圆弧部的里侧轨道槽2a和轨 道槽底为与外圈轴线平行的平滑部的开口侧轨道槽2b构成。里侧轨道槽 2a的曲率中心01从接头中心0沿轴向向外圈3的开口侧偏移。另外，内 圈6的轨道槽5由轨道槽底为与内圈轴线平行的平滑部的里侧轨道槽5a 和轨道槽底为圆弧部的开口侧轨道槽5b构成。开口侧轨道槽5b的曲率中 心02设置成从接头中心O沿轴向向外圈3的里侧轨道槽2a的曲率中心 Ol的相反侧的里侧离开等距离k。
另外，保持架外球面8a的曲率半径03从接头中心O沿轴向向保持的曲率中心04设置成从接头中心O
沿轴向向保持架外球面8a的曲率中心03的相反侧的里侧离开等距离kl。 在以往的这种等速万向接头中，内外圈的轨道偏置量增大而保持架的偏置 量减小。另外，如图42所示，相邻的2个滚珠7的节锥角(匕。:y于角) 为60度。即，滚珠7沿着周向以60度节锥角配置6个。
但是，在固定式等速万向接头中，近年来，寻求能够小型化且提高转 矩负荷容量。作为具有6个滚珠的固定式等速万向接头小型化且提高转矩 负荷容量的方法，考虑过尽可能将较大的滚珠配置在尽可能小的PCD上。 然而，当使用较大滚珠时，保持架的凹坑之间的支柱(窗柱)变细，保持 架的刚性降低。特别是，对高角时的扭矩负荷而言，成为保持架的破损、 等速万向接头的强度降低的原因所在。
特别是，如图41所示，在内外圈的轨道偏置量较大且保持架的偏置 量较小的情况下，外圈里侧的轨道槽深度变浅，高角时的转矩负荷容量变 小。即，相对于高角时的转矩负荷，滚珠容易与轨道边缘碰触，导致在边 缘部发生过大的应力。因此，发生了与基于边缘部的缺损而引起损伤或塑 性变形的保持架的锁定现象。这些损伤和锁定现象导致动作性变差、耐久 寿命降低等，成为保持架破损的主要原因。另外，即使在内圈里侧的轨道 深度变浅，也存在与外圈相同的问题。因此，高角度区域的接头强度及耐 久性的提高是一直以来的问题。
于是，以往具有如下所述的一种技术通过增大存在于周向相邻的凹 坑彼此之间的柱部的周向长度来实现保持架的耐久性的确保，从而实现等 速万向接头整体的耐久性的提高(专利文献1)。即，该专利文献1所记载 的结构，是通过在一个凹坑中收纳多个滚珠而减小收容于同一凹坑内的滚 珠的间隔的结构。这样，增大了存在于周向相邻的凹坑彼此之间的柱部的 轴向长度尺寸。并且，滚珠7的个数为7个以上。
另外，以往具有如下所述的一种技术在保持架的各凹坑各收纳两个 来抑制旋转中的力矩的周期性变化(专利文献2)。 g卩，该专利文献2所记 载的结构，是以保持架的全部凹坑作为增大其周向间隔的长窗来增大一个 窗柱的周向长度的结构。
专利文献1:日本特开平11-303882号公报专利文献2:英国特开1537067号公报
在专利文献l所记载的结构中，通过在凹坑中收容多个滚珠，增大了 存在于周向相邻的凹坑彼此之间的柱部的周向长度尺寸，从而可以确保保 持架的耐久性，实现等速万向接头整体的耐久性的提高。然而，在专利文
献l记载的构件中，前提是采用7个以上的滚珠，在具有6个滚珠的构件
中，无法防止高角度时的负荷容量的降低以及内圈和保持架内球面的接触 面压的增大等问题。
另外，在专利文献2所记载的结构中，通过保持架的各个凹坑各收纳
两个，与上述专利文献l同样，通过减少整体的凹坑数量来增大窗柱的周 向长度。因此，在这种情况下，也无法防止高角度时的负荷容量的降低以 及内圈和保持架内球面的接触面压的增大等问题
发明内容
，
本发明就是鉴于有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种固定式等速 万向接头，其可以实现小型化，并且，即使小型化也可在获得动作角时， 通过使负荷容量降低减少且缓和高角时的滚珠向轨道的碰触，从而提高高 角度强度及耐久性。
技术方案l的发明，提供一种固定式等速万向接头，其具备在内球
面形成有多个轨道槽的外侧部件；在外球面形成有多个轨道槽的内侧部 件；介于上述外侧部件的轨道槽和内侧部件的轨道槽之间以传递转矩的多 个滚珠；具有收容该滚珠的凹坑并且安装于外侧部件和内侧部件之间的保 持架，上述保持架的凹坑具有周向间隔大的一对长凹坑和周向间隔小的一 对短凹坑即四个凹坑， 一对长凹坑沿着周向偏移180度并且一对短凹坑沿 着周向偏移180度，而沿着周向交替配置长凹坑和短凹坑，且在长凹坑中 收容两个滚珠同时在短凹坑中收容一个滚珠，在长凹坑中相对面的长边的 至少一方上设有向长凹坑内侧鼓出的隆起部，在长凹坑形成有隔着狭缝而 连续设置的两个滚珠收容部。
在该固定式等速万向接头中，通过将保持架的凹坑的窗柱个数设为四 个且具有长凹坑，从而使内圈向保持架的组装变得容易。另外，通过设置 隆起部，可以提高用于构成该长凹坑的框(窗框)的刚性。
6技术方案2的发明为在技术方案1的发明中，在接头开口部侧的长边 设置上述隆起部。这时，当等速万向接头取得动作角时，可以延缓或者消 除外侧构件的开口 (入口)的凹窝边缘部和保持架外球面侧的凹坑边缘部 的干涉。
技术方案3的发明为在技术方案1的发明中，在接头里侧的长边设置 上述隆起部。这时，当等速万向接头取得动作角时，可以延缓或者消除内 侧部件的外球面的里侧边缘部和保持架内球面侧的凹坑边缘部的干涉。
技术方案4的发明为在技术方案1的发明中，在上述长凹坑的保持架 外球面侧和保持架内球面侧的凹坑边缘部的至少一方设置倒角部。
若将设于长凹坑的倒角部形成在接头开口部侧的保持架外球面侧的 边缘部，则当该等速万向接头取得动作角时，保持架外球面侧的凹坑边缘 部不会与外侧部件的开口 (入口)的凹窝边缘部产生干涉。另外，若将设 于长凹坑的倒角部形成在接头里侧的保持架内球面侧的边缘部，则当该等 速万向接头取得动作角时，保持架内球面侧的凹坑边缘部不会与内侧部件 的外球面的里侧边缘部产生干涉。
技术方案5的发明为在技术方案4的发明中，上述倒角部形成在长凹
坑的整个周长上。这时，若其形成于保持架外球面侧的凹坑边缘部时，则 形成在保持架外球面侧的整个周长上，若倒角部形成于保持架内球面侧的 凹坑边缘部时，则形成在保持架内球面侧的整个周长上。
技术方案6的发明为在技术方案4的发明中，上述倒角部仅形成在长 凹坑的长边侧。这时，若其形成于保持架外球面侧的凹坑边缘部时，则形 成在保持架外球面侧的长边侧，若其形成于保持架内球面侧的凹坑边缘部 时，则形成在保持架内球面侧的长边侧。
技术方案7的发明为在技术方案1的发明中，在保持架外球面设有与 外侧部件的内径面呈非接触的切口部。
这样，通过在保持架外球面设有与外侧部件的内径面为非接触的切口 部，从而可以避免外侧部件的开口 (入口)的凹窝边缘部和保持架外球面 侧的凹坑边缘部的干涉。
技术方案8的发明为在技术方案1的发明中，在上述内侧部件的外球 面的接头里侧的端部，至少在与长凹坑对应的范围内形成有沿周向连续的圆弧部。
这样，通过在内侧部件的外球面的接头里侧的端部形成周向连续的圆 弧部，从而可以在高角度动作时，使内侧部件的外球面和保持架内球面连 续接触。
另外，可以使内侧部件的外球面和保持架内球面连续接触，因此，内 侧部件的外球面与保持架内球面之间的接触面积增加，从而缓和该部分的 接触面压。由此，可以防止发生磨损、擦伤、烧结等。因而，可以防止接 头的动作不良、破损、温度上升、烧结、异声产生等。
并且，当高角度动作时，内侧部件的外球面与保持架内球面接触，因 此，可以防止内侧部件的端部(里侧端部)与凹坑框(窗框)的边缘部的 干涉所致的动作异常或窗框的边缘部的缺损，可以防止接头的动作不良或 保持架缺损所致的早期破损。
技术方案9的发明为在技术方案1的发明中，上述圆弧部在内侧部件 的周向的整个周长上连续。
技术方案10的发明为在技术方案1至9的发明中，使收容于上述长
凹坑的两个滚珠的PCD上的节锥角小于60度，并且使其他的滚珠的节锥 角大于60度。
这样，收纳于长凹坑的两个滚珠的节距间距离变小，与其对应的外侧 部件的轨道槽的节距间距离变小。另外，可以增长滚珠的节距间距离增大 了的部分的每一根保持架窗柱的圆周方向长度。这样，可以增大各保持架 的窗柱的刚性。
技术方案11的发明为在技术方案1至9的发明中，上述内侧部件的 轴向长度比上述长凹坑的周向间隔短。这样，可以使内侧部件向保持架的 组装变得更容易。
技术方案12的发明为在技术方案1至9的发明中，与上述保持架的 长凹坑对应的外侧部件的两个轨道槽间肩宽尺寸设定成小于保持架轴向 上的凹坑宽度。这样，可以使保持架向外圈的组装变得容易。
技术方案13的发明为在技术方案1至9的发明中，使外侧部件的轨 道槽的曲率中心和内侧部件的轨道槽的曲率中心相对于接头中心在轴向 上以等距离呈相反方向偏置，并且使保持架的外球面的曲率中心和保持架的内球面的曲率中心相对于接头中心在轴向上以等距离呈相反方向偏置， 将该保持架的偏置量增大成与轨道槽的偏置量大致相同。这样，可以防止 接头里侧的轨道槽深度变浅，并且可以加大开口侧的保持架的壁厚(径向 厚度)。
这里，作为固定式等速万向接头，可以是内侧部件和外侧部件的轨道 槽底具备圆弧部和平滑部，或者，也可以是内侧部件和外侧部件的轨道槽 底具备圆弧部和圆锥部。
在本发明中，由于可以增大各保持架窗柱的刚性，所以可以在较小的 PCD上配置较大的滚珠，从而可以小型化而不降低负荷容量。而且，可以 防止保持架相对于高角度时的扭矩负荷的破损。另外，通过具有长凹坑， 使内圈向保持架的组装变得容易。特别是，通过使上述内圈的轴向长度比 长凹坑的周向间隔的最小长度短，使内圈向保持架的组装变得更容易，从 而可以提高组装作业性。
另外，通过设置隆起部，可以提高用于构成该凹坑的框(窗框)的刚 性。这样，可以防止因窗框的刚性不足造成的保持架的变形，可以长期发 挥稳定的动作性而不损坏该接头的动作性。而且，通过设置隆起部，可以 增大外侧部件和内侧部件的接触面积，可以抑制滑动时的发热，从而可以 防止接头的早期破损。
在将隆起部设于接头开口部侧的长边的情况下，可以延缓或者消除外 侧部件的开口 (入口)的凹窝边缘部和保持架外球面侧的凹坑边缘部的干 涉，在将隆起部设于接头里侧的长边的情况下，可以延缓或者消除内侧部 件的外球面的里侧边缘部和保持架内球面侧的凹坑边缘部的干涉。因此， 容易将保持架向外侧部件的内球面和内侧部件的外球面引导，可以防止接 头的动作性恶化，与窗框的刚性提高所致的接头的动作性的恶化防止共同 作用，可以有效地防止保持架的缺损和裂纹。
进而，可以减小收纳于长凹坑的两个滚珠的节距间距离，可以减小与 此对应的外侧部件的轨道槽的节距间距离。这样，保持架向外圈的组装变 得容易。特别是，可以使该节距间距离(轨道槽间肩宽尺寸)小于保持架 轴向上的凹坑宽度，这样，保持架向外圈的组装变得更容易，从而可以提 高组装作业性。由于将保持架的偏置量增大成与轨道槽的偏置量大致相同，所以可以 防止接头里侧的轨道槽深度变浅，并且可以加大开口侧的保持架的壁厚 (径向厚度)。因此，可以防止高角度时的滚珠与轨道槽边缘碰触，消除 作用在边缘上的过大应力。即，可以防止高角度时的扭矩负荷容量的降低， 可以实现高角度耐久寿命的提高(改善)以及高角度时的内侧部件与外侧 部件的轨道槽的塑性变形引起的破损强度的提高(改善)。
另外，由于可以增大接头开口侧的保持架的壁厚(径向厚度)，所以 可以提高接头开口侧的保持架窗框的刚性。因此，与各保持架窗框的刚性 变大的情况共同作用，可以大幅提高相对于高角度时的扭矩负荷的保持架 破损强度。
这里，如果在长凹坑中收纳两个滚珠，则在该滚珠之间不存在窗柱， 因此，需要提高承受来自滚珠的较大负荷的接头开口侧的窗框的刚性，但 是，如上所述，通过使保持架的偏置量增大成与轨道槽的偏置量大致相同， 可以提高接头开口侧的窗框的刚性，即使是在长凹坑中收容两个滚珠的构 造，也可以充分保证保持架的强度。


图1是表示本发明实施方式的固定式等速万向接头的剖视图。
图2是上述固定式等速万向接头的主要部分剖视图。 图3是上述等速万向接头的保持架的侧视图。 图4是上述等速万向接头的保持架的立体图。 图5是上述等速万向接头的保持架的剖视图。 图6是上述等速万向接头的内圈的剖视图。 图7是表示上述等速万向接头的外圈和保持架的关系的剖视图。 图8是表示上述等速万向接头的内圈和保持架的关系的侧视图。 图9是上述图8的Z方向箭头指向视图。 图IO是上述等速万向接头的主要部分放大剖视图。 图11是上述等速万向接头具有动作角的状态的主要部分放大剖视图。 图12是表示上述等速万向接头的保持架的变形例，(a)是隆起部具 有圆弧部(7—》部)的保持架的第l变形例的侧视图，(b)是隆起部的侧面与凹坑长边成直角的保持架的第2变形例的侧视图，(C)是隆起部的 侧面为倾斜面的第3变形例的保持架的侧视图。
图13是表示上述等速万向接头的保持架的第4变形例的侧视图。
图14是上述图13的保持架的立体图。
图15是表示上述等速万向接头的保持架的第5变形例的侧视图。 图16是上述图15的保持架的立体图。
图17是使用了长凹坑处没有隆起部的保持架的等速万向接头的主要 部分放大剖视图。
图18是使用了长凹坑处没有隆起部的保持架的等速万向接头的主要 部分剖视图。
图19是表示偏置量k与偏移量(k-k2)的关系的图。 图20是固定式等速万向接头的保持架的剖视图。 图21是上述固定式等速万向接头的保持架的主要部分剖视图。、 图22是表示上述固定式等速万向接头的外圈的凹窝边缘部和保持架 的倒角部的关系的剖视图。
图23是上述图22的主要部分放大剖视图。
图24是表示上述固定式等速万向接头的内圈的里侧边缘部和保持架 的倒角部的关系的剖视图。
图25是上述图24的主要部分放大剖视图。
图26是表示上述固定式等速万向接头的保持架的第1变形例的剖视图。
图27是表示上述固定式等速万向接头的保持架的第2变形例的剖视图。
图28是保持架的倒角部的变形例的剖视图。
图29是表示本发明实施方式的另一固定式等速万向接头的保持架的 剖视图。
图30是上述图29的保持架的侧视图。
图31是表示本发明实施方式的固定式等速万向接头的剖视图。 图32是上述固定式等速万向接头具有动作角的状态的剖视图。 图33是上述固定式等速万向接头的内圈的主视图。图34是上述图33的B-0-B，线剖视图。 图35是上述固定式等速万向接头的内圈的立体图。 图36是表示上述固定式等速万向接头具有动作角时的内圈与保持架 的关系的立体图。
图37是表示从另一方向看到的上述固定式等速万向接头具有动作角 时的内圈与保持架的关系的立体图。
图38是表示内圈没有圆弧部的等速万向接头具有动作角时的内圈与 保持架的关系的立体图。
图39是表示从另一方向看到的上述图38表示的等速万向接头具有动 作角时的内圈与保持架的关系的立体图。
图40是上述图38表示的等速万向接头具有动作角时的剖视图。
图41是以往的等速万向接头的纵剖视图。
图42是以往的等速万向接头的横剖视图。
具体实施例方式
下面，基于图1 图19说明本发明的基本实施方式。之后，基于图20 图28、图29~图30以及图31~图40说明三个变形实施方式。
如图1所示，基本实施方式涉及的固定式等速万向接头具备在内球 面21上以圆周方向不等间隔地沿轴向而形成有多个轨道槽22的作为外侧 部件的外圈23;在外球面24上以圆周方向不等间隔地沿轴向而形成有多 个与外圈23的轨道槽22成对的轨道槽25的作为内侧部件的外圈26;介 于外圈23的轨道槽22和内圈26的轨道槽25之间以传递转矩的多个滚珠 27;介于外圈23的内球面21和内圈26的外球面24之间以保持滚珠27 的保持架28。
上述外圈23的轨道槽22由轨道槽底为圆弧部的里侧轨道槽22a和轨 道槽底为与外圈轴线平行的平滑部的开口侧轨道槽22b构成。里侧轨道槽 22a的曲率中心01从接头中心0在轴向上向外圈23的开口侧偏移。另夕卜， 内圈26的轨道槽25由轨道槽底为与内圈轴线平行的平滑部的里侧轨道槽 25a和轨道槽底为圆弧部的开口侧轨道槽25b构成。开口侧轨道槽25b的 曲率中心02从接头中心O在轴向上向外圈23的里侧轨道槽22a的曲率中心Ol的相反侧的内侧离开等距离k而设置。
保持架28使外球面28a的曲率中心03和内球面28b的曲率中心04 相对于接头中心(保持架中心)0在轴向上以等距离k2呈相反方向偏置， 将该保持架28的偏置量增大成与轨道槽的偏置量大致相同。
因此，保持架28的外球面28a可以形成与外圈23的里侧轨道槽22a 的槽底大致同心圆弧(曲率半径不同的同心圆弧)，可以防止接头里侧的 轨道槽深度变浅，并且可以增大保持架28的开口侧的壁厚(径向厚度)。
另外，在保持架28设置有收容滚珠27的凹坑29。这时，如图2所示， 保持架28的凹坑29具有周向间隔大的一对长凹坑30和周向间隔小的一 对短凹坑31的四个凹坑。而且，沿着周向使一对长凹坑30偏移180度， 并且沿着周向使一对短凹坑31偏移180度，从而沿着周向交替配置长凹 坑30和短凹坑31。因此，设于凹坑之间的窗柱(保持架窗柱)33为四个。 另外，在长凹坑30中收容两个滚珠27，并且在短凹坑31中收容一个滚珠 27。
使收容于长凹坑30的两个滚珠27的PCD上的节锥角e小于60度， 并且使其他的滚珠27的节锥角d大于60度。另外，使长凹坑30的周向 间隔h (参照图5)小于内圈26的轴向长度i (参照图6)。并且，如图7 所示，将保持架28的长凹坑30对应的外圈23的两个轨道槽间肩宽尺寸f 设定为小于保持架轴向上的凹坑宽度g。
但是，如图3和图4所示，在长凹坑30中，在长凹坑中相对面的长 边35、 35的长边方向中央部设置有向长凹坑内侧鼓出的隆起部36、 36， 形成两个隔着狭缝37连续设置于长凹坑30的滚珠收容部38、 38。另外， 隆起部36、 36的外表面是与保持架28的外球面28a相同曲率半径的连续 的球面，其内表面是与保持架28的内球面28b相同曲率半径的连续的球 面。这里，在该实施方式中，从保持架外周侧来看隆起部36的形状，其 侧边为圆弧面的梯形状(所谓"富士山形状")。因此，各隆起部36的突 出端面36a是沿着保持架周向延伸的平面，并以规定间隔M对置(面对面)。
如图8和图9所示，作为规定间隔M，为组装时不会与内圈26的肩 部(相邻的轨道槽间的突出部)干涉的尺寸。另外，作为隆起部36的大 小和形状，也需要在以动作角旋转时等情况下不会妨碍收容于滚珠收容部38的滚珠37的活动。这里，作为隆起部36，可以在形成长凹坑30时以 机械加工或塑性加工形成。根据本发明的固定式等速万向接头，将保持架28的凹坑间的窗柱33 的个数设为四个，可以增长每一个窗柱33的周向长度。这样，由于可以 增大各保持架窗柱33的刚性，所以可在较小的PCD上配置较大的滚珠27， 作为可以紧凑而不降低负荷容量的固定式等速万向接头，可以实现小型 化，而且，可以防止相对于高角度时的扭矩负荷的保持架28的破损。但是，在未设置长凹坑30的隆起部36的情况下，收容在长凹坑30 内的滚珠27、 27之间没有窗柱，与外圈23的内球面接触的保持架外球面 处于不连续的范围变长。因此，发生以下的问题。当以动作角负载转矩而旋转时，保持架28可能会变形。由于这样的 变形，窗边缘与外圈内球面干涉，动作性变坏并且窗边缘发生缺损。特别 是，在长凹坑30的平滑边缘和接头开口部侧的外圈内球面端部其倾斜变 得显著。另外，如图18所示，当该等速万向接头具有动作角时，如图17所示， 外圈23的开口 (入口)的凹窝边缘部21a和保持架外球面28a侧的凹坑 边缘部30a在早期就发生干涉，并且内圈26的外球面24的里侧边缘部24a 和保持架内球面28b侧的凹坑边缘部30b在早期也发生干涉。因此，动作 性恶化，发生窗边缘的缺损或裂纹，导致接头的早期破损。进而，当未设置长凹坑30的隆起部36时，部件之间的接触面积(保 持架外球面28a和外圈23的内球面21的接触面积以及保持架内球面28b 和内圈26的外球面24的接触面积)变小。因此，面压力变大，发热量变 大，导致接头的早期破损。与此相对，在本发明中，通过设置隆起部36，可以提高用于构成该凹 坑29的框(窗框)的刚性。这样，可以防止由窗框的刚性不足导致的保 持架28的变形，可以长期发挥稳定的动作性而不损坏该接头的动作性。 而且，通过设置隆起部36，可以增大外圈23和内圈26的接触面积，可以 抑制滑动时的发热，可以防止接头的早期破损。当将隆起部36设于接头开口部侧的长边35的情况下，如图10和图 ll所示，当取得动作角e时，可以延缓或者消除外圈23的开口 (入口)和保持架外球面28a侧的凹坑边缘部30a的干涉，当隆 起部36设于接头里侧的长边35的情况下，可以延缓或者消除内圈26的 外球面24的里侧边缘部24a和保持架内球面28b侧的凹坑边缘部34b的 干涉。因此，容易将保持架28向外侧部件的内球面21或内侧部件的外球 面24引导，可以防止接头的动作性恶化，与防止窗框的刚性提高所致的 接头的动作性的恶化防止共同作用，可以有效地防止保持架28的缺损或 裂纹。另外，通过具有长凹坑30，从而内圈26向保持架28的组装变得容易。 特别是，通过使长凹坑30的周向间隔h比内圈26的轴向长度i短，则内 圈26向保持架28的组装变得更容易，可以提高组装作业性。艮口，当将内圈26组装于保持架28时，在将内圈26以其轴线相对于 保持架28的轴线垂直的方式而配置了的状态下(使内圈26相对于保持架 28旋转了 90°的状态)，使该内圈26的外球面24的一部分落入保持架28 的凹坑29，在该状态下将内圈26插入保持架28，之后，使内圈26相对 于保持架28旋转90。，使内圈26的轴线与保持架28的轴线一致，从而 配置成标准的姿势。因此，当将内圈26组装入保持架28时，可以使内圈 26的外球面24的一部分落入长凹坑30中，从而内圈26向保持架的组装 变得容易。另外，可以减小收纳于长凹坑30的两个滚珠27的节距间距离，可以 减小与此对应的外圈23的轨道槽22的节距间距离。这样，保持架28向 外圈23的组装变得容易。特别是，可以使该节距间距离(轨道槽间肩宽 尺寸f)小于保持架轴向上的凹坑宽度g，这样，保持架28向外圈23的组 装变得更容易，可以提高组装作业性。由于将保持架28的偏置量增大成与轨道槽22、25的偏置量大致相同， 所以可以防止接头里侧的轨道槽深度变浅，并且可以加厚开口侧的保持架 28的壁厚(径向厚度)。因此，可以防止高角度时的滚珠与轨道边碰触， 消除作用于边缘上的过大应力。即，可以防止高角度时的扭矩负荷容量的 降低，可以实现高角度耐久寿命的提高(改善)以及由于高角度时的内侧 部件与外侧部件的轨道槽的塑性变形引起的破损强度的提高(改善)。另外，由于可以增大接头开口侧的保持架28的壁厚(径向厚度)，所以可以提高接头开口侧的保持架窗框的刚性。因此，与各保持架窗框的刚 性变大的情况共同作用，可以大幅提高相对于高角度时的扭矩负荷的保持 架破损强度。这里，若长凹坑30收纳两个滚珠27，则由于在该滚珠间不存在窗框33，所以需要提高承受来自滚珠27的较大负荷的接头开口侧的窗框的刚 性，如上所述，通过使保持架28的偏置量增大成与轨道槽22、 25的偏置 量大致相同，从而可以提高接头开口侧的窗框的刚性，即使是在长凹坑30 内收容两个滚珠27的构造，也可以充分确保保持架28的强度。接着，图12表示隆起部36的变形例，在(a)中，隆起部36的突出 端面36a与侧面36b的角部42为圆弧形状。在(b)中，侧面36b为与保 持架轴向平行的平面，与长边35呈直角。在(c)中，侧面36b为倾斜面。 即使是该图12的隆起部36，也起到与图3和图4表示的隆起部36相同的 作用效果。在图13和图14中，隆起部36仅设置在开口部侧的长边35。在图15 和图16中，隆起部36仅设置在里侧的长边35。若隆起部36仅设置在开 口部侧的长边35，则可以延缓或消除外圈23的开口 (入口)的凹窝边缘 21a和保持架外球面28a侧的凹坑边缘部30a的干涉。另外，若隆起部36 仅设置在接头里侧的长边35，则可以延缓或消除内圈26的外球面24的里 侧边缘部24a和保持架内球面28b侧的凹坑边缘部30b的干涉。但是，上述固定式等速万向接头是在轨道槽22、 25具有平滑状的轨 道槽22b、 25a的根切自由式(UJ)，但是，也可以是具有这样的平滑槽的 球笼式(BJ)。另外，也可以是内圈26和外圈23的轨道槽底具备圆弧部 和圆锥部的结构。这时，优选在开口侧设置外圈23的轨道槽22的圆锥部 且从里侧朝向开口侧放大。这是因为采用较大的动作角。以上，说明了本发明的基本实施方式，但是本发明不限于此，可以进 行各种变形。例如，在上述实施方式中，曲率半径01和曲率半径03配 置于略微偏移的位置，并且曲率半径02和曲率半径04配置在略微偏移 位置，但是，曲率半径Ol和曲率半径03也可以为相同位置，曲率半径 02和曲率半径04也可以为相同位置。另外，当曲率半径01和曲率半径 03偏移或者曲率半径02和曲率半径04偏移的情况下，其偏移量可任意设定，但是，优选偏置量k和偏移量(k-k2)的比设定为(k-k2) /k^0.3。 当(k-k2) /k〉0.3时，与图41所示的以往的固定式等速万向接头无差异， 接头里侧的轨道槽深度变浅，并且无法增大开口侧的保持架28的壁厚， 导致不足接合的必要强度(参照图19)。另外，作为长凹坑30的周向间隔h，可实现保持架28向内圈26的组 装性的提高，而且可以在不降低窗柱33的刚性的范围内任意设定。并且， 轨道槽间肩宽尺寸f、保持架28的保持架轴向上的凹坑宽度g等也可以考 虑保持架28向外圈23的组装性等因素而设定。这里，隆起部36的突出 端面36a也可以为曲面而不是平面。接下来，基于图20 图30说明本发明的变形实施方式。如图20所示， 该变形实施方式是在涉及长凹坑30的外球面28a和内球面28b侧的边缘 部的整个周长范围内而形成倒角部(切角部)55、 56的。在该变形实施方 式中，如图21所示，倒角部55、 56为圆锥面，但如图28所示，也可以 以圆弧部来形成这些倒角部55、 56。当未设置倒角部55、 56的情况下，在等速万向接头取得动作角时， 外侧部件的开口 (入口)的凹窝边缘部21a和保持架外球面侧的凹坑边缘 部干涉，并且内侧部件的外球面的里侧边缘部和保持架内球面侧的凹坑边 缘部干涉。因此，动作性恶化，发生窗边缘的缺损或裂纹，导致接头的早 期破损。与此相对，在本发明中，通过在接头开口部侧的保持架外球面28a侧 的长凹坑30的边缘部设置倒角部55，从而在取得如图22所示的动作角的 情况下，如图23所示，保持架外球面侧的凹坑边缘部不会与外侧部件的 开口 (入口)的凹窝边缘部21a干涉。另外，通过在接头里侧的保持架内球面侧的长凹坑的边缘部设置在长 凹坑30上设置的倒角部，当获得如图24、 25所示的动作角的情况下，保 持架内球面侧的凹坑边缘部不会与内侧部件的外球面24的里侧边缘部40 (24a)干涉。另外，图26表示在保持架内球面28b侧没有设置倒角部56的情况， 图27表示在保持架外球面28a侧没有设置倒角部55的情况。即，在图26 中，可以避免外侧部侧的凹坑边缘部的干涉，在图27中，可以避免内侧部件的外球面24的里侧边缘部40和保持架内球面侧的凹坑边缘部的干涉。另外，倒角部55也 可以仅设置在长凹坑30的长边部。接下来，基于图29和图30说明另一变形实施方式。该变形实施方式 是在保持架外球面28a设置有与外圈23的内径面21为非接触的切口部 50a、 50b的。各切口部50a、 50b形成于含有隆起部36的保持架表面。切 口部50a、 50b的形状从外侧看为扇形或者银杏树的树叶形状， 一侧(接 头开口侧)的长边部41a的切口部50a形成为大于另一侧(接头里侧)的 长边部41b的切口部50b。另外，该切口部也可以仅设置于接头开口侧的 长边部41a。这样，在使用了形成有切口部50a、 50b的保持架28的等速万向接头 中，当接头获得动作角的情况下，可以避免外圈23的开口 (入口)的凹 窝边缘部37的干涉。艮口，即使是图29和图30所示的保持架28，也可以有效地防止保持架 28的缺损或裂纹。接下来，基于图31 图40说明本发明的其他变形实施方式。该固定式等速万向接头如图31所示具备在内球面21上以圆周方向 不等间隔地沿轴向而形成有多个轨道槽22的作为外侧部件的外圈23;在 外球面24上以圆周方向不等间隔地沿轴向而形成有多个与外圈23的轨道 槽22成对的轨道槽25的作为内侧部件的内圈26;介于外圈23的轨道槽 22和内圈26的轨道槽25之间以传递转矩的多个滚珠27;介于外圈23的 内球面21和内圈26的外球面24之间以保持滚珠27的保持架28。上述外圈23的轨道槽22由轨道槽底为圆弧部的里侧轨道槽22a和轨 道槽底为与外圈轴线平行的平滑部的开口侧轨道槽22b构成。里侧轨道槽 22a的曲率中心01从接头中心0在轴向上向外圈23的开口侧偏移。另外，内圈26的轨道槽25由轨道槽底为与内圈轴线平行的平滑部的 里侧轨道槽25a和轨道槽底为圆弧部的开口侧轨道槽25b构成。在该情况 下，如图34所示，里侧轨道槽25a与开口侧轨道槽25b形成的范围H为 滚珠27滚动的轨道所需范围。而且，开口侧轨道槽25b的曲率中心02从 接头中心0在轴向上向外圈23的里侧轨道槽22a的曲率中心01的相反侧的里侧离开等距离k而设置。
在里侧轨道槽25a连续设置有向外球面24开口的里槽部25c。因此， 在内圈26的外球面24的接头里侧的端部形成有周向连续的圆弧部66。在 该情况下，圆弧部66形成在周向的整个周长上。
保持架28使外球面28a的曲率中心03和内球面28b的曲率中心04 相对于接头中心(保持架中心)0在轴向上以等距离k2呈相反方向偏置， 从而将该保持架28的偏置量增大成与轨道槽的偏置量大致相同。
因此，保持架28的外球面28a可以形成与外圈23的里侧轨道槽22a 的槽底大致同心圆弧(曲率半径不同的同心圆弧)，可以防止接头里侧的 轨道槽深度变浅，并且可以增大保持架28的开口侧的壁厚(径向厚度)。
另外，在保持架28设置有收容滚珠27的凹坑29。这时，与图2相同， 保持架28的凹坑29具有周向间隔大的一对长凹坑30和周向间隔小的一 对短凹坑31的四个凹坑。而且，使一对长凹坑30沿着周向偏移180度， 并且使一对短凹坑31沿周向偏移180度，从而沿着周向交替配置长凹坑 30和短凹坑31。因此，设于凹坑间的窗柱(保持架窗柱)33为4个。而 且，在长凹坑30中收容两个滚珠27，并且在短凹坑31中收容一个滚珠 27。
使收容于长凹坑30的两个滚珠27的PCD上的节锥角e小于60度， 并且使其他的滚珠27的节锥角d大于60度。另外，使长凹坑30的周向 间隔h (参照图5)小于内圈26的轴向长度i (参照图6)。并且，与图7 相同，将保持架28的长凹坑30对应的外圈23的两个轨道槽间肩宽尺寸f 设定为小于保持架轴向上的凹坑宽度g。
根据本发明的固定式等速万向接头，保持架28的凹坑间的窗柱33的 个数可以采用4个，可以增长每一个窗柱33的周向长度。这样，由于可 以增大各保持架窗柱33的刚性，所以可在较小的PCD上配置较大的滚珠 27，作为可以紧凑而不降低负荷容量的固定式等速万向接头，可以实现小 型化，而且，可以防止相对于高角度时的扭矩负荷的保持架28的破损。
但是，长凹坑30的两个滚珠27之间没有窗柱，因此，如果在内圈26 上未设置圆弧部66，则内圈26的外球面被六个轨道槽25分割为不连续的 六个部位。因此，处于没有窗柱部分的内圈26与保持架窗框(凹坑框)的接触面积变小，导致接触面压增大。而且，当动作角增大时(高角度时)，
如图38~图40所示，产生保持架内球面28b与内圈26的外球面24没有接 触的范围。即，内圈26与保持架28的接触变得不连续，因此，由于负荷 转矩保持架28容易变形，当变形时，内圈26端部会与长凹坑30的边缘 部(长边35的内球面28b侧的边缘部)干涉。如果发生这样的干涉，则 引起接头的动作不良以及该边缘部的缺损或裂纹。
与此相对，如果在内圈26的外球面24的接头里侧的端部形成周向连 续的圆弧部66，则如图32、图36以及图37所示，即使在高角度时，保 持架内球面28b与内圈26的外球面24为始终接触状态。
因此，作用于保持架窗框的力被平衡化，而减小保持架28的变形， 并且内圈26与保持架28的接触为连续状态。gp，即使在高角度动作时， 也可以使内圈26与保持架内球面28b连续接触，因此，内圈26与保持架 内球面28b之间的接触面积增加，该部分的接触面压得到缓和，因此，可 以防止发生磨损、擦伤、烧结等。因此，可以防止发生接头的动作不良、 破损、温度上升、烧结、异声产生等。
而且，在高角度动作时，内圈26的外球面24与保持架内球面28b接 触，因此，可以防止内侧部件的端部(里侧端部)与凹坑框(窗框)的边 缘部的干涉引起的动作异常或窗框的边缘部的缺损，可以防止接头的动作 不良以及保持架缺损导致的早期破损。这里，作为内圈26的圆弧部66的 轴向长度，可以在不损害在轨道槽25内滚动的滚珠27的滚动的范围内来 任意设定。
作为形成于内圈26的圆弧部66，在上述实施方式中是在整个周长上 连续的，不过，相对于与短凹坑31对应的轨道槽25而言，也可以不必设 置这样的圆弧部66。 g卩，至少在相对于与长凹坑30对应的轨道槽25上形 成圆弧部66即可。如上所述，这是因设置长凹坑30而发生磨损、擦伤、 烧结等问题，如果仅相对于该长凹坑30对应的轨道槽25来设置圆弧部66， 则可以解决这样的问题。
权利要求
1.一种固定式等速万向接头，其具备在内球面形成有多个轨道槽的外侧部件；在外球面形成有多个轨道槽的内侧部件；介于所述外侧部件的轨道槽和内侧部件的轨道槽之间以传递转矩的多个滚珠；具有收容该滚珠的凹坑并且安装于外侧部件和内侧部件之间的保持架，所述固定式等速万向接头的特征在于，所述保持架的凹坑具有周向间隔大的一对长凹坑和周向间隔小的一对短凹坑即四个凹坑，使一对长凹坑沿着周向偏移180度并且使一对短凹坑沿着周向偏移180度从而沿着周向交替配置长凹坑和短凹坑，将两个滚珠收容于长凹坑中同时将一个滚珠收容于短凹坑中，在长凹坑中相对面的长边的至少一方上设有向长凹坑内侧鼓出的隆起部，在长凹坑形成有隔着狭缝而连续设置的两个滚珠收容部。
2. 根据权利要求l所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 在接头开口部侧的长边设置所述隆起部。
3. 根据权利要求l所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 在接头里侧的长边设置所述隆起部。
4. 根据权利要求l所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 在所述长凹坑的保持架外球面侧和保持架内球面侧的边缘部中的至少一方设置倒角部。
5. 根据权利要求4所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 所述倒角部形成在长凹坑的整个周长上。
6. 根据权利要求4所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 所述倒角部仅形成在长凹坑的长边侧。
7. 根据权利要求l所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 在保持架外球面设有与外侧部件的内径面为非接触的切口部。
8. 根据权利要求l所述的固定式等速万向接头，其特征在于， 在所述内侧部件的外球面的接头里侧的端部，至少在与长凹坑对应的范围内形成有沿周向连续的圆弧部。
9. 根据权利要求l所述的固定式等速万向接头，其特征在于，所述圆弧部在内侧部件的周向的整个周长上连续。
10. 根据权利要求1 9中任一项所述的固定式等速万向接头，其特 征在于，使收容于所述长凹坑中的两个滚珠的PCD上的节锥角小于60度，并且使其他的滚珠的节锥角大于60度。
11. 根据权利要求1 9中任一项所述的固定式等速万向接头，其特征在于，所述内侧部件的轴向长度比所述长凹坑的周向间隔短。
12. 根据权利要求1 9中任一项所述的固定式等速万向接头，其特 征在于，将与所述保持架的长凹坑对应的外侧部件的两个轨道槽间肩宽尺寸 设定成小于保持架轴向上的凹坑宽度。
13. 根据权利要求1 9中任一项所述的固定式等速万向接头，其特 征在于，使外侧部件的轨道槽的曲率中心和内侧部件的轨道槽的曲率中心相 对于接头中心在轴向上以等距离呈相反方向偏置，并且使保持架的外球面 的曲率中心和保持架的内球面的曲率中心相对于接头中心在轴向上以等 距离呈相反方向偏置，将该保持架的偏置量增大成与轨道槽的偏置量大致 相同。
全文摘要
本发明提供一种固定式等速万向接头，其可实现小型化，且即使小型化也可在获得动作角时，通过使负荷容量的降低变小且缓和高角度时的滚珠向轨道的碰触，使高角度强度及耐久性提高。本发明的固定式等速万向接头，保持架(28)的凹坑(29)具有周向间隔大的一对长凹坑(30)和周向间隔小的一对短凹坑(31)即四个凹坑。一对长凹坑沿着周向偏移180度且一对短凹坑沿着周向偏移180度。由此，沿着周向交替配置长凹坑和短凹坑。长凹坑中收容两个滚珠(27)。短凹坑中收容一个滚珠(27)。在长凹坑中相对面的长边(35)上设有向长凹坑内侧鼓出的隆起部(36)。在长凹坑形成有隔着狭缝(37)而连续设置的两个滚珠收容部(38)。
文档编号F16D3/2237GK101517255SQ200780034270
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月4日 优先权日2006年9月14日
发明者中川亮, 星野学, 菅沼和三郎, 藤尾辉明 申请人:Ntn株式会社