滑動式等速萬向接頭的製作方法

2023-05-13 19:01:46 3

專利名稱：滑動式等速萬向接頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用在汽車和各種工業機械等的動力傳遞裝置的等速萬向接頭(constant-velocity universal joint),特別涉及滑動式等速萬向接頭。
背景技術：
已知，在差動齒輪(differential gear)和左右的車輪之間的各驅動軸分別夾著中間軸設置有一對滑動式等速萬向接頭的驅動力傳遞構造(專利文獻I)。在這種情況的滑動式等速萬向接頭中，中間軸由於向軸方向的位移而位置不定，因此，有可能中間軸的另一端部與另一個等速萬向接頭的外側接頭部件的內端面抵接而發生異常音和振動。為了防止該異常音和振動的發生，採用的構成為使螺旋彈簧以壓縮狀態介於一方的等速萬向接頭的外側接頭部件的內端與該中間軸的另一端部之間，使中間軸在上述另一方的等速萬向接頭的方向施力，使該中間軸的另一端部抵按在設置於外側接頭部件的內端面的承受部件。圖6是夾設有這種螺旋彈簧的以往的三叉杆式(tripod)的滑動式等速萬向接頭，其表示工作角度為0°的情況。該等速萬向接頭由外側接頭部件11、內側接頭部件12、中間軸13、螺旋彈簧14以及彈簧支架部件15的組合而構成。中間軸13 —般為轉矩傳遞軸，但是這裡將與其它的滑動式等速萬向接頭之間夾設時的轉矩傳遞軸稱為中間軸13。外側接頭部件11由一端開放的杯狀的口部(mouth) 16和在其閉塞端外表面的中心部與口部16同軸反向突出的軸杆(stem)部17構成。在口部16的內周面的圓周方向的三等分位置設置有軸方向的引導槽18，並且，在內底面中央部設置有彈簧支承凹部19。在上述軸杆部17設有花鍵(spline)(包括鋸齒(serration)。下同)21。內側接頭部件12在轂(boss) 23的周圍的三等分位置設置有在徑向突出的樞(journal)軸、所謂的耳軸(trunnion) 24。轂23的中央設置有花鍵孔22。上述的耳軸24形成為橢圓柱狀，並且將滾針27夾設於內輪25與外輪26之間所構成的滾柱軸承(rollerassembly)28以在耳軸24方向有餘地地能夠自由活動的方式嵌合。滾柱軸承28以能夠自由旋轉移動的方式與上述的引導槽18嵌合。上述的內輪25和滾針27通過夾設於外輪26與內輪25的內外兩端面間的擋圈29a、29b與外輪26 —體化。中間軸13在其前端部形成有花鍵軸部30，該花鍵軸部30的前端面呈凸球面31。上述的花鍵軸部30與上述內側接頭部件12的花鍵孔22嵌合，並通過擋圈32防止脫落。上述的凸球面31從花鍵孔22向口部16的內側突出。如圖8所示，彈簧支架部件15為由在與上述凸球面31接觸的凹球面形成的底板33和從該底板33的周緣向上述彈簧支承凹部19側立起的低圓筒部34的所形成的蓋(cap)狀的部件。圓筒部34的立起高度hi為圖6所示的工作角度為0°時的螺旋彈簧14繞兩圈左右的尺寸。底板33的內底面與圓筒部34的內周面立起部的轉角(corner)部分構成彈簧14的支撐部35。
上述的螺旋彈簧14以壓縮狀態夾設於上述彈簧支承凹部19與彈簧支架部件15之間。在彈簧支架部件15側，螺旋彈簧14的端部沿圓筒部34的內周面與底板33的周緣部的支撐部35抵接。圖7表示取為一定的工作角度Θ (圖示的情況為15° )的工作狀態。在此狀態，彈簧支架部件15有時在與中間軸13的傾斜方向相反的方向偏離而傾斜。並且，螺旋彈簧14的一端部也移動，螺旋彈簧14的一端部相對於被彈簧支承凹部19支承並固定的另一端部發生彎曲變形。在上述的以往的等速萬向接頭中，工作角度Θ為O。或低角度時沒有問題，但是，當工作角度Θ達到某種程度的大角度時，如圖7所示，彈簧支架部件15的傾斜變大，該圓筒部34上端的邊緣(edge)37從外輪26脫離，有時存在與由於滾柱軸承28背面的擋圈29a、內輪25的端面等形成的階差的複雜的形狀部分產生幹涉。發生上述幹涉時，滾柱軸承28的旋轉不穩定，有可能對等速萬向接頭的工作性能帶來障礙。為了解決上述的問題，已知有通過增大圓筒部34的立起高度hi來防止邊緣37幹涉滾柱軸承28的背面的滑動式等速萬向接頭(專利文獻2)。此時，如圖9所示，圓筒部34的立起高度h2(>hl)被設定為以螺旋彈簧14的卷繞圈數加大一圈左右的尺寸。嚴格來說，如圖10所示，無論在工作角度Θ達到最大角之前還是達到之後的狀態，彈簧支架部件15的圓筒部34的外周面總是與外輪26接觸，以邊緣37不接觸的程度將圓筒部的立起高度h2較大地設定。若這樣設定，即使達到最大角，邊緣37也不從外輪26脫離，從而不幹涉滾柱軸承28的背面，因此，能夠得到大致穩定的運行。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2008-82393號公報(圖2)專利文獻2 :美國專利公開US2010/0022314A
發明內容
發明需要解決的課題如上所述，在圖9和圖10所示的現有技術的情況中，在彈簧支架部件15的邊緣37不幹涉滾柱軸承28的背面的這一點上，能夠達到所期待的目的。但是，出於當今汽車零件所要求的輕質化，存在有待進一步改進的課題。於是，本發明的課題在於在滑動式等速萬向接頭中，當工作角度變為大角度，彈簧支架部件傾斜時，通過避免彈簧支架部件的邊緣妨礙滾柱軸承的複雜的形狀的背面部分，由此，提供工作性能優良的滑動式萬向接頭，並且通過使彈簧支架部件的大小比現有的更加小型化，通過該零件的輕質化，實現滑動式萬向接頭的輕質化。用於解決課題的技術方案為了解決上述的課題，本發明為一種滑動式等速萬向接頭，包括外側接頭部件；相對於所述外側接頭部件能夠滑動的內側接頭部件；嵌合在內側接頭部件的中心的轉矩傳遞軸；與所述轉矩傳遞軸的內端的凸球面接觸的彈簧支架部件；和螺旋彈簧，其以壓縮狀態介於所述彈簧支架部件與所述外側接頭部件的內底面之間，其中，所述內側接頭部件包括嵌合有所述轉矩傳遞軸的轂部 (boss section);設置於所述轂部的耳軸(trunnion)；和滾柱軸承(roller assembly),其以能夠自由活動的方式嵌合於所述耳軸,並以能夠自由旋轉的方式收納於所述外側接頭部件的引導槽，所述彈簧支架部件包括與所述凸球面抵接的底部；和在所述底部的周緣立起的圓筒部，所述螺旋彈簧的端部插入至所述圓筒部的內側，設置於所述外側接頭部件的軸杆(sterm)部和所述轉矩傳遞軸以規定的工作角度進行轉矩的傳遞，所述彈簧支架部件的圓筒部的立起高度設定為在所述工作角度為最大角度時所述圓筒部的邊緣與所述內側接頭部件的滾柱軸承的外輪下端面接觸的大小。發明效果根據上述的構造，即使等速萬向接頭的工作角度為最大角，彈簧支架部件的邊緣也不會從外輪下端面脫離，從而能夠避免該邊緣妨礙滾柱軸承的複雜的形狀部分，得到穩定的運行。其次，由於被設定為彈簧支架部件的圓筒部的高度取為最大角時，其邊緣與外輪下端面接觸，因此，比以往的情況，更使彈簧支架部件小型化、輕質化，從而能夠貢獻於等速萬向接頭的輕質化。


圖1A是實施方式I的滑動式等速萬向接頭的工作角度為0°時的截面圖。圖1B是圖1A的局部放大截面圖。圖2Α是實施方式I的取為一定的工作角度Θ時的截面圖。圖2Β是圖2Α的局部放大截面圖。

圖3Α是實施方式I的取為一定的工作角度Θ時的截面圖。圖3Β是圖3Α的局部放大截面圖。圖4Α是實施方式I的取為最大的工作角度Θ時的截面圖。圖4Β是圖4Α的局部放大截面圖。圖5Α是耳軸的變形例的局部截面圖。圖5Β是耳軸的其它的變形例的局部截面圖。圖5C是圖5Β的c-c線的截面圖。圖6是現有例的滑動式等速萬向接頭的工作角度為0°時的截面圖。圖7是圖6的情況的取為一定的工作角度Θ時的截面圖。圖8是圖6的彈簧支架部件的放大截面圖。圖9是其它的現有例的滑動式等速萬向接頭的工作角度為0°時的截面圖。圖10是圖9的情況的取為一定的工作角度Θ時的截面圖。
具體實施例方式下面基於

本發明的實施方式。實施方式I圖1至圖4所示的實施方式I所涉及的三叉杆式的滑動式等速萬向接頭，除彈簧支架部件15的形狀之外，其它都與先前在「背景技術」中基於圖6至圖8說明的構造一樣。從而，在圖1至圖4中，相同部分標註相同符號，其說明都援引「背景技術」單元所記載的內容。下面主要說明該彈簧支架部件15。
如圖1A所示，此時的彈簧支架部件15，在由底板33和從該底板33的周緣以一定高度立起的圓筒部34形成的這點上，基本上與現有技術的構造一樣。另外，底板33形成為具有與上述中間軸13的前端部吻合的面積的圓板形，其外底面的形狀以與中間軸13的前端部的凸球面31面接觸的方式形成為凹入至彈簧支架部件15的內側的凹球面38這方面、底板33和圓筒部34的轉角部(拐角部)成為螺旋彈簧14的一端部的支撐部35這方面也與現有技術相同。其次，螺旋彈簧14的端部以一定的過盈量與所述支撐部35嵌合，支撐部35至圓筒部34前端的邊緣37之間，具有圓筒部34的內徑逐漸擴大的圓錐角(taper angle) δ ,由此與螺旋彈簧14之間產生間隙這方面、彈簧支架部件15為金屬板的衝壓加工品、燒結金屬制或合成樹脂制這方面也與現有技術相同。不同點在於，與現有技術的情況相比，如圖4Α、Β所示，圓筒部34的立起高度h3設定為在該等速萬向接頭的工作角度Θ取為最大角時，彈簧支架部件15的圓筒部34的邊緣37與滾柱軸承28的外輪26的下端面(指除外輪26的內徑邊緣的彈簧支承部件15側的面。下同。)接觸的尺寸。

如上所述，圖6至圖8所示的現有例的情況中，圓筒部34的立起高度設定為hl，當取為最大角時，邊緣37脫離外輪26，與滾柱軸承28的複雜的形狀部分接觸。另外，圖9和圖10所示的其它的現有例的情況中，圓筒部34的立起高度設定為h2，當取為最大角時，圓筒部34的外周面接觸。由這些關係可知，圓筒部34的高度關係為hl〈h3〈h2。也就是說，有hl〈h3的關係，而且，h3的大小設定為在該等速萬向接頭的工作角度Θ取為最大角時，彈簧支架部件15的圓筒部34的邊緣37與滾柱軸承28的外輪26下端面接觸的大小，由此，在本實施方式I的情況中，能夠避免邊緣37與滾柱軸承28的複雜的形狀部分接觸。另外，由於有h3〈h2的關係，於是比現有例彈簧支架部件15的圓筒部34的高度低，相應地能夠實現輕質化。實施方式I所涉及的滑動式等速萬向接頭構造如上，接著說明其作用。圖1A表示工作角度Θ為0°、相對於滾柱軸承28的引導槽18的角度α (以下稱為滾柱角度α)為0°的情況。圖中的符號C表示接頭中心。此時，彈簧支架部件15不傾斜，其底板33的凹球面38的整個面與中間軸13的凸球面31接觸。螺旋彈簧14在外方向對中間軸13施力，使該中間軸13的另一端抵按對方的等速萬向接頭的承受部件，防止異常音或振動的發生。施加在軸杆部17側的轉矩從外側接頭部件11經由內側接頭部件12傳遞至中間軸13。圖2Α表示工作角度Θ為15°左右、滾柱角α為0°的情況。一方面中間軸13傾斜，另一方面彈簧支架部件15由於螺旋彈簧14的推壓力想要留在原來的位置，但是，中間軸13的凸球面31局部地從彈簧支架部件15的底板33脫離。因此，彈簧支架部件15向中間軸13的傾斜方向的相反側傾斜。隨著該傾斜，螺旋彈簧14也局部地被拉拽而發生彎曲變形。如上所述，當彈簧支架部件15傾斜時，其圓筒部34的外周面與滾柱軸承28的外輪26的外周面接觸(參照圖2Β)。圓筒部34的邊緣37此時還不至與外輪26接觸。圖3Α是比上述的情況工作角度Θ進一步加大，變為20°左右的情況。此時，圓筒部34與外輪26的接觸位置進一步接近邊緣37。圖4A是工作角度Θ為最大角的情況。此時，邊緣37處於與外輪26下端面接觸的狀態。在此狀態下，只要邊緣37不脫離外輪26下端面，也能夠避免邊緣37幹涉滾柱軸承28的複雜的形狀部分。圖5A、圖5B、圖5C表示滾柱軸承28的活動構造的變形例。圖5A為在耳軸24設置有球面部39，使內輪25與該球面部39線接觸的構造。另外，圖5B、C為在耳軸24設置有截面形狀為橢圓的橢圓部40的構造。此時，滾柱軸承28的內輪25在橢圓部40的長徑側的切點41與耳軸24的橢圓部40接觸。11外側接頭部件12內側接頭部件13中間軸14螺旋彈簧15彈簧支架部件16 口部17軸杆部18引導槽19彈簧支承凹部

21 花鍵22花鍵孔23 轂24 耳軸25 內輪26 外輪27 滾針28滾柱軸承29a、29b 擋圈30花鍵軸部31凸球面32 擋圈33 底板34圓筒部35支撐部37 邊緣38凹球面39球面部40橢圓部41 切點
權利要求
1.一種滑動式等速萬向接頭，其特徵在於，包括 外側接頭部件； 相對於所述外側接頭部件能夠滑動的內側接頭部件； 嵌合在內側接頭部件的中心的轉矩傳遞軸； 與所述轉矩傳遞軸的內端的凸球面接觸的彈簧支架部件；和 螺旋彈簧，其以壓縮狀態介於所述彈簧支架部件與所述外側接頭部件的內底面之間，其中 所述內側接頭部件包括 嵌合有所述轉矩傳遞軸的轂部； 設置於所述轂部的耳軸；和 滾柱軸承，其以能夠自由活動的方式嵌合於所述耳軸，並以能夠自由旋轉的方式收納於所述外側接頭部件的引導槽， 所述彈簧支架部件包括 與所述凸球面抵接的底部；和 在所述底部的周緣立起的圓筒部， 所述螺旋彈簧的端部插入至所述圓筒部的內側， 設置於所述外側接頭部件的軸杆部和所述轉矩傳遞軸以規定的工作角度進行轉矩的傳遞， 所述彈簧支架部件的圓筒部的立起高度設定為在所述工作角度為最大角度時所述圓筒部的邊緣與所述內側接頭部件的滾柱軸承的外輪下端面接觸的大小。
2.如權利要求1所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於 所述滾柱軸承包括以能夠自由活動的方式嵌合於所述耳軸的內輪；和經由轉動體嵌合至所述內輪的外徑側的所述的外輪。
3.如權利要求1或2所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於 所述彈簧支架部件的底部具有沿所述轉矩傳遞軸的凸球面的凹球面。
4.如權利要求1 3中的任一項所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於 所述底部和圓筒部的內側轉角部為所述螺旋彈簧的一端部的支撐部。
5.如權利要求1 4中的任一項所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於 所述圓筒部的支撐部相對於所述螺旋彈簧具有過盈量，所述支撐部至前端的邊緣的部分相對於所述螺旋彈簧具有間隙。
6.如權利要求1 5中的任一項所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於 所述耳軸形成為橢圓柱狀，所述內輪隔開徑向的間隙以自由活動的方式嵌合於所述耳軸。
7.如權利要求1 5中的任一項所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於 所述耳軸形成有球面部，所述內輪以自由活動的方式嵌合在所述球面部。
8.如權利要求1 5中的任一項所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於 所述耳軸形成有軸截面形狀呈橢圓形的橢圓部，所述內輪以自由活動的方式嵌合於該橢圓部。
9.如權利要求1 8中的任一項所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於所述彈簧支架部件為金屬的衝壓成形品。
10.如權利要求1 8中的任一項所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於所述彈簧支架部件為燒結金屬制。
11.如權利要求1 8中的任一項所述的滑動式等速萬向接頭，其特徵在於所述彈簧支架部件為合成樹脂制。
全文摘要
本發明為在內部收納有用於對中間軸施力的螺旋彈簧的滑動式等速萬向接頭中，當工作角度為大角度時，彈簧支架部件也不妨礙滾柱軸承的複雜的形狀部分，並且實現零件的輕質化。在內部收納有用於對中間軸(13)施力的螺旋彈簧(14)的滑動式等速萬向接頭中，支承所述螺旋彈簧(14)的一端部的彈簧支架部件(15)的圓筒部(34)的立起高度h3被設定為當該等速萬向接頭的工作角度為最大角時，該圓筒部(34)的邊緣(37)與內側接頭部件(12)的滾柱軸承(28)的外輪(26)下端面接觸的大小。
文檔編號F16D3/84GK103069184SQ20118003950
公開日2013年4月24日 申請日期2011年7月27日 優先權日2010年8月20日
發明者杉山達朗 申請人:Ntn株式會社