CN101087966A - 等速接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等速接头。该等速接头具有：其中形成有第一引导槽(32a至32f)的输入轴侧部件(12)；其中形成有第二引导槽(38a至38f)的输出轴侧部件(14)，所述第二引导槽(38a至38f)与所述第一引导槽(32a至32f)相交；其中形成有保持窗口(18)的保持件(16)；和转矩传递部件(20)，其被保持成可以沿着所述保持件(16)的保持窗口(18)移动，并且其中第一环体(27a)和第二环体(27b)通过滚针轴承(25)被第一轴体(23a)和第二轴体(23b)可旋转地支撑，所述第一轴体(23a)和第二轴体(23b)与所述第一引导槽(32a至32f)的侧壁(35a、35b)和/或与所述第二引导槽(38a至38f)的侧壁(41a、41b)可旋转地接触。

Description

等速接头

技术领域

本发明涉及一种等速万向接头(等速接头)，其例如在汽车的驱动力传递装置中使一传动轴与另一传动轴相连。

背景技术

迄今为止，电动车辆等的驱动力传递装置采用等速万向接头使一传动轴与另一传动轴相连，以向车轴传递旋转力。

作为与等速万向接头相关的传统技术，例如日本特开2004-90696号公报公开了一种轮内马达系统，其中，马达具有通过缓冲机构接合到转向节的中空的不可旋转壳体、和通过挠性联接器接合到车轮的可旋转壳体。

如图23所示，在日本特开2004-90696号公报中公开的轮内马达系统的挠性联接器1具有中空盘状的第一至第三板2a至2c、以及分别布置在中央的中空盘状第二板2b的前侧和背侧的线性引导件3A、3B，线性引导件3A、3B可沿着彼此垂直的方向操作。

具体地说，线性引导件3A包括：一对引导部件4a、4a，它们安装在位于车轮附近的第一板2a的远离该车轮的表面上并彼此间隔开180度角；和一对导轨4b、4b，它们安装在中间的第二板2b的面对着第一板2a的表面上并分别与引导部件4a、4a接合。线性引导件3A使中空盘状的第一板2a和第二板2b彼此接合。

线性引导件3B包括：一对导轨5b、5b，它们在与导轨4b、4b间隔开90度角的相应位置处安装在第二板2b的背侧上，并彼此间隔开180度角；和一对引导部件5a、5a，它们安装在位于马达附近的第三板2c的面对着第二板2b的表面上并分别与导轨5b、5b接合。线性引导件3B使中空盘状的第二板2b和第三板2c彼此接合。

由于如上所述第一至第三板2a、2b、2c通过线性引导件3A、3B相接合，因而马达轴和车轮轴彼此接合从而它们可以沿任何方向相对于彼此偏心地移动。挠性联接器1因而能够有效地将转矩从可旋转壳体传递至车轮。

发明内容

根据在日本特开2004-90696号公报中公开的结构，其中，通过挠性联接器1将来自马达的旋转驱动力传递给车轮，当马达轴和车轮轴在第一板2a与第二板2b之间以及在第二板2b与第三板2c之间相对于彼此偏心地(非同轴对准)移动时，通过引导部件4a、4a(5a、5a)与导轨4b、4b(5b、5b)之间的相对滑动运动来传递转矩。因此，滑动运动的阻力导致较大的摩擦损失，从而在转矩传递表面上作用增大的表面压力。

本发明的总体目的是提供一种等速万向接头，其能够减少在输入轴和输出轴相对于彼此偏心地移动时导致的摩擦损失。

本发明的主要目的是提供一种等速万向接头，其能够减少作用在转矩传递表面上的表面压力。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的等速万向接头的分解立体图；

图2是图1所示的等速万向接头的沿轴向剖取的垂直剖视图；

图3是图1所示的等速万向接头的输入轴侧部件沿箭头Z所示的方向看时的侧视图；

图4是图1所示的等速万向接头的输出轴侧部件沿箭头Z所示的方向看时的侧视图；

图5是图1所示的等速万向接头的保持件和转矩传递部件沿箭头Z所示的方向看时的侧视图；

图6是表示这样的状态的侧视图，其中，图1所示的等速万向接头的输入侧第一轴的轴线和输出侧第二轴的轴线彼此对准；

图7是表示这样的状态的侧视图，其中，第一轴的轴线和第二轴的轴线从图6所示的状态水平地偏心移动轴间距R；

图8是表示保持在保持窗口中的转矩传递部件与第一和第二引导槽之间的相对关系的侧视图；

图9是表示保持在保持窗口中的转矩传递部件与第一和第二引导槽之间的相对关系的侧视图；

图10是表示如何通过图1所示的等速万向接头实现等速的图；

图11是图1所示的等速万向接头的分解立体图，其中，在保持窗口中保持有三个转矩传递部件；

图12是根据本发明第二实施例的等速万向接头沿轴向剖取的垂直剖视图；

图13是示出了传统挠性联接器的操作方式的图；

图14是示出了图13的一部分的放大图；

图15是根据本发明第三实施例的等速万向接头的分解立体图；

图16是图15所示的等速万向接头沿轴向剖取的垂直剖视图；

图17是图15所示的等速万向接头的分解立体图，其中在保持窗口中保持有三个滚子；

图18是根据本发明第四实施例的等速万向接头沿轴向剖取的垂直剖视图；

图19是根据本发明第五实施例的等速万向接头的分解立体图；

图20是图19所示的等速万向接头沿轴向剖取的垂直剖视图；

图21是图19所示的等速万向接头的分解立体图，其中在保持窗口中保持有三个滚珠；

图22是根据本发明第六实施例的等速万向接头沿轴向剖取的垂直剖视图；以及

图23是传统挠性联接器的分解立体图。

具体实施方式

在图1中，附图标记10表示根据本发明第一实施例的等速万向接头。等速万向接头10基本上包括连接到未示出的输入侧第一轴的端部的输入轴侧部件12、连接到未示出的输出侧第二轴的端部的输出轴侧部件14、插设在输入轴侧部件12与输出轴侧部件14之间的薄盘状保持件16、以及多个(在本实施例中为六个)转矩传递部件20，它们可移动地保持于在保持件16中限定的相应保持窗口18内。

输入轴侧部件12与输出轴侧部件14具有相对性质。输出轴侧部件14可以连接到未示出的输入侧第一轴，输入轴侧部件12可以连接到未示出的输出侧第二轴。或者，等速万向接头可以包括其间插设保持件16的多个输入轴侧部件12，或者其间插设保持件16的多个输出轴侧部件14。

如图1和图2所示，输入轴侧部件12包括一体地连接到未示出的输入侧第一轴的轴22、以及从轴22的端部径向向外连续延伸的盘24。轴22可以轴向延伸预定长度，使得轴22可以与未示出的第一轴共同形成。

盘24具有远离轴22的圆形平坦侧面24a(垂直于未示出的第一轴延伸)。凸台26与轴22同轴地从圆形平坦侧面24a中央伸出，并具有比轴22小的直径。凸台26具有带外螺纹的外周面28。凸台26的外径设定为是输出轴侧部件14中限定的孔30的内径的一半，凸台26延伸穿过该孔(见图7)。

如图3所示，盘24的侧面24a中限定有多个(六个，即与转矩传递部件20的数量一样多)呈长槽形式的第一引导槽32a至32f，它们连续地延伸到盘24的外周缘，并围绕盘24轴心处的点O1朝向盘24的中心沿逆时针方向倾斜预定角度。

各第一引导槽32a(32b至32f)均包括限定在圆形侧面24a中的大致椭圆形的长槽，该槽的一端布置在凸台26附近在圆形侧面24的中心O1与外周缘之间，其相对端连续地延伸到外周缘。这六个第一引导槽32a至32f围绕轴心以60度的角间隔布置。如图1和图2所示，各第一引导槽32a至32f具有矩形截面形状，其包括为平坦面的底壁33以及彼此面对并大致垂直于底壁33延伸的侧壁35a、35b。

第一引导槽32a至32f以角θ1倾斜，该角θ1设定为是盘24的直径D与大致椭圆形的第一引导槽32a至32f的长轴L1之间的交叉角，如稍后所述(见图6)。倾斜角θ1应优选地在0＜θ1＜90度的范围内，更优选地在35＜θ1＜45度的范围内。

如图1和图2所示，输出轴侧部件14包括有底的中空筒形部，该有底的中空筒形部具有：在其中央限定的孔30，用于接收输入轴侧部件12的穿过该孔延伸的凸台26；和环形凸缘34，其从该有底的中空筒形部的外周部轴向延伸预定长度(沿远离输入轴侧部件12的方向)，限定出所述有底的中空筒形部的凹部36。

输出轴侧部件14具有面对着输入轴侧部件12的侧面24a的圆形平坦侧面34a(垂直于未示出的第二轴延伸)。如图4所示，侧面34a具有多个(六个，即与转矩传递部件20的数量一样多)呈长槽形式的第二引导槽38a至38f，它们连续地延伸到输出轴侧部件14的外周缘，并围绕输出轴侧部件14旋转所绕的点O2朝向输出轴侧部件14的中心沿顺时针方向(与第一引导槽32a至32f相反)倾斜预定角度。

各第二引导槽38a(38b至38f)包括限定在圆形侧面34a中的大致椭圆形的槽，该槽的一端布置在中心O2与外周缘之间，其相对端连续地延伸到外周缘。这六个第二引导槽38a至38f围绕轴心以60度的角间隔布置。如图1和图2所示，各第二引导槽38a至38f具有矩形截面形状，其包括为平面的底壁39以及彼此面对并大致垂直于底壁39延伸的侧壁41a、41b。

第二引导槽38a至38f以角θ2倾斜，该角θ2设定为有底的中空筒形部的直径(外径)D与大致椭圆形的第二引导槽38a至38f的长轴L2之间的交叉角，如稍后所述(见图6)。倾斜角θ2应优选地在0＜θ2＜90度的范围内，更优选地在35＜θ2＜45度的范围内。

限定在输入轴侧部件12中的第一引导槽32a至32f和限定在输出轴侧部件14中的第二引导槽38a至38f可以关于直径D以线对称布置，并且可以使它们的长轴L1、L2以沿彼此相反的方向倾斜相等的角(θ1＝θ2)(对比参见图3和图4)。

第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f可以布置成彼此面对且保持件16中的保持窗口18插设在它们之间，并且它们的长轴L1、L2彼此相交。第一引导槽32a至32f的长轴L1和第二引导槽38a至38f的长轴L2不必须彼此垂直地延伸。换言之，在输入轴侧部件12与输出轴侧部件14之间彼此对应位置处的引导槽并不限制于彼此垂直，而是可以布置成使它们的长轴L1、L2彼此相交。

在第一实施例中，第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f的径向最外端限定成与输入轴侧部件12和输出轴侧部件14的外周缘相接。但是，第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f的径向最外端并不限制于这样的位置，而是可以与输入轴侧部件12和输出轴侧部件14的外周缘插设有间隙地间隔开预定距离。但是，在这种情况下，输入轴侧部件12和输出轴侧部件14的外径增大。

如图2所示，略薄的垫圈42通过旋在带外螺纹的外周面28上的螺母40而安装在输入轴侧部件12的凸台26上，凸台26延伸穿过输出轴侧部件14并向输出轴侧部件14的凹部36中伸入预定长度。在垫圈42与输出轴侧部件14之间插设有多个球轴承46，它们可滚动地保持在圆形板44中限定的孔中。球轴承46用于允许输出轴侧部件14光滑地旋转，也可以省略。

如图5所示，环形板状保持件16插设在输入轴侧部件12与输出轴侧部件14之间。保持件16中限定有六个(即，与转矩传递部件20的数量一样多)椭圆形保持窗口18。这六个保持窗口18围绕轴心以60度的角间隔布置，并定位成使保持窗口18的长轴与短轴之间的交叉点位于同一假想圆上。

椭圆形保持窗口18的长轴与第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f的长轴相交。

下面将描述交叉角θ与第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f的倾斜角θ1、θ2之间的关系。图6示出了这样的状态，其中输入轴侧部件12的旋转中心O1、输出轴侧部件14的旋转中心O2和保持件16的旋转中心O3在点O处彼此对准。当输入轴侧部件12的旋转中心O1、输出轴侧部件14的旋转中心O2和保持件16的旋转中心O3在点O处彼此对准时，输入轴侧部件12中的第一引导槽32a(32b至32f)的长轴L1和输出轴侧部件14中的第二引导槽38a(38b至38f)的长轴L2以交叉角θ彼此相交。此时，交叉角θ被延伸穿过第一引导槽32a(32b至32f)的长轴L1与第二引导槽38a(38b至38f)的长轴L2之间的交叉点的直径D分成第一引导槽32a(32b至32f)的倾斜角θ1和第二引导槽38a(38b至38f)的倾斜角θ2(θ＝θ1+θ2)。

交叉角θ可以设定在0＜θ＜180度的范围内，更优选地在70＜θ＜90度的范围内。第一引导槽32a(32b至32f)的倾斜角θ1和第二引导槽38a(38b至38f)的倾斜角θ2可以彼此相等(θ1＝θ2)。倾斜角θ1可以设定在0＜θ1＜90度的范围内，更优选地在35＜θ1＜45度的范围内。倾斜角θ2可以设定在0＜θ2＜90度的范围内，更优选地在35＜θ2＜45度的范围内。

如果第一引导槽32a(32b至32f)的长轴L1与第二引导槽38a(38b至38f)的长轴L2之间的交叉角θ太大，那么保持窗口18沿其长轴的尺寸增大。当保持件16的外径增大时，输入轴侧部件12和输出轴侧部件14的外径增大，导致等速万向接头10的整体外径增大。

如图1所示，多个(本实施例中为六个)转矩传递部件20中的每一个均包括：柱形盘21，其外周面接合在保持件16中的保持窗口18内；柱形的第一轴23a和第二轴23b，它们同轴地固定到盘21的相应正面和背面；多个滚针轴承(轴承)25，它们环绕第一轴23a和第二轴23b的周壁；以及第一环27a和第二环27b，它们可旋转地安装在第一轴23a和第二轴23b上，从而可在滚针轴承25滚动时围绕第一轴23a和第二轴23b的轴线旋转。

可以在第一轴23a和第二轴23b的外周面与第一环27a和第二环27b的内周面之间设置润滑油(未示出)，以使滚针轴承25能光滑地滚动。滚针轴承25保持不与保持件16接触。

转矩传递部件20的第一环27a和/或第二环27b保持与第一引导槽32a至32f的侧壁35a、35b和/或第二引导槽38a至38f的侧壁41a、41b滚动接触。在滚针轴承25滚动时，第一环27a和第二环27b可沿相同方向或相反方向旋转。位于第一环27a和第二环27b的端面与周向侧壁之间的脊倾斜成圆截面形状(见图2)。

转矩传递部件20的盘21保持成可沿着保持件16中的保持窗口18移动，并且通过滚针轴承25安装在转矩传递部件20的第一轴23a和第二轴23b上的第一环27a和/或第二环27b布置成：可与输入轴侧部件12中的第一引导槽32a至32f的侧壁35a、35b和/或输出轴侧部件14中的第二引导槽38a至38f的侧壁41a、41b滚动接触地移动。转矩传递部件20例如由金属材料制成，并执行转矩传递功能。

转矩传递部件20将转矩从未示出的第一轴和输入轴侧部件12通过输出轴侧部件14传递到未示出的第二轴。当转矩传递部件20沿着第一引导槽32a至32f和/或第二引导槽38a至38f移动时，转矩传递部件20允许输入轴侧部件12和输出轴侧部件14相对于彼此沿径向(垂直于轴向的方向)偏心地移动(允许未示出的第一轴的轴线和未示出的第二轴的轴线非同轴对准地移动)。

转矩传递部件20的数量不限制于六个。如根据图11所示的修改例的等速万向接头10a所示，可以采用最少三个转矩传递部件20。在等速万向接头10a中，第一引导槽32a至32f的数量、第二引导槽38a至38f的数量以及保持件16中的保持窗口18的数量可选择成与三个转矩传递部件20的数量相对应。

根据本发明第一实施例的等速万向接头10基本上如上所述构造。下面将描述等速万向接头10的操作和优点。

当未示出的第一轴旋转时，其转矩从输入轴侧部件12通过各转矩传递部件20传递给输出轴侧部件14，该输出轴侧部件使未示出的第二轴以与第一轴相同的速度沿给定方向旋转。

图6示出了这样的状态，其中，第一轴的轴线和第二轴的轴线彼此对准，从而第一轴的轴线和第二轴的轴线之间的偏心率为零。换言之，在图6中，输入轴侧部件12的旋转中心O1、输出轴侧部件14的旋转中心O2和保持件16的旋转中心O3在点O处彼此对准。

图7示出了这样的状态，其中，第一轴的轴线和第二轴的轴线沿彼此相反的方向水平地偏心移动，第一轴和第二轴偏心地移动(非同轴对准)，在输入轴侧部件(第一轴)12的旋转中心O1与输出轴侧部件(第二轴)14的旋转中心O2之间的水平轴间距为R。在图6和图7中，沿着由图1中的箭头Z表示的方向以正视图观看保持件16和输出轴侧部件14，并且输入轴侧部件12中的第一引导槽32a至32f用由双点划线表示的假想线绘出。

如果第一和第二轴的轴线彼此非同轴对准地偏心移动，由于转矩传递部件20在维持被保持件16中的保持窗口18保持的同时沿着彼此相交的第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f移动，因而允许第一和第二轴相对于彼此偏心地移动(非同轴对准)。

因而，在第一实施例中，转矩传递部件20维持被保持件16中的保持窗口18保持，并且在转矩传递部件20在第一引导槽32a至32f与第二引导槽38a至38f之间移动的同时，旋转驱动力从输入轴侧部件12传递到输出轴侧部件14。由于转矩传递部件20沿着第一引导槽32a至32f和/或第二引导槽38a至38f移动，同时第一环27a和/或第二环27b保持与第一引导槽32a至32f的侧壁35a、35b和/或第二引导槽38a至38f的侧壁41a、41b滚动接触，因此减少了摩擦阻力并因而可以减少摩擦损失。

换言之，根据传统技术，由于挠性联接器(线性引导件)的引导部件与导轨之间的滑动接触使得对滑动运动的阻力较大，而根据第一实施例，由于通过滚针轴承25分别支撑在转矩传递部件20的第一轴23a和第二轴23b上的第一环27a和第二环27b的滚动接触而产生的滚动摩擦有效地减少了摩擦阻力。因此，根据第一实施例，转矩传递表面上的表面压力比传统技术的小，从而减少了转矩传递部件20上的载荷，使得等速万向接头10能够平稳地传递转矩。

下面将参考图8和图9详细地描述在输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16沿箭头A所示的方向彼此一体地旋转，同时未示出的第一轴和第二轴非同轴对准地移动时，转矩传递部件20、第一引导槽23a、第二引导槽38a和保持窗口18之间的位置关系。

为了简单起见，图8和图9示出了与单个转矩传递部件20接合的单个保持窗口18与该单个转矩传递部件20滑动所沿的单个第一引导槽23a和单个第二引导槽38a之间的位置关系，省略了对其它五个转矩传递部件20的图示。具体地说，将输入轴侧部件12和输出轴侧部件14沿箭头A所示方向的一次回转分为一系列状态(1)至(12)。在图8中仅整体上以环形(并行)型式(pattern)示出了编号为奇数的状态，而在图9中仅整体上以环形(并行)型式示出了编号为偶数的状态。

在图8和图9中，输入轴侧部件12和第一引导槽32a由双点划线表示，输出轴侧部件14和第二引导槽38a由虚线表示，保持件16、转矩传递部件20和保持窗口18由实线表示。

假设输入轴侧部件12绕偏心移动的旋转中心O1旋转，输出轴侧部件14绕偏心移动的旋转中心O2旋转，并且保持件16绕偏心移动的旋转中心O3旋转。将旋转中心O1、旋转中心O2和旋转中心O3相互连接而形成三角形。

在下面的描述中，将呈大致椭圆形的第一引导槽32a和第二引导槽38a的位于相应的旋转中心O1、O2附近的内侧称为“沿长轴的一端部”，而将在与其相反方向上的外周缘称为“沿长轴的另一端部”。将限定在保持件16中的椭圆形保持窗口18的沿输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16旋转所沿方向的端部称为“沿长轴的一端部”，而将其沿输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16旋转所沿方向的相反端部称为“沿长轴的另一端部”。

在图8所示的状态(1)下，转矩传递部件20定位在保持件16中的椭圆形保持窗口18的中央。当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图8所示的状态(1)旋转预定角度时，它们达到图9所示的状态(2)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由第一引导槽32a的沿长轴的另一端部(外周缘)保持，沿着第二引导槽38a的沿长轴的一端部(与外周缘相对)稍微移动，并且从椭圆形保持窗口18的中央朝向沿长轴的一端部稍微移动。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图9所示的状态(2)旋转预定角度时，它们达到图8所示的状态(3)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由第一引导槽32a的沿长轴的另一端部(外周缘)保持，朝向第二引导槽38a的沿长轴的一端部进一步移动，并且到达椭圆形保持窗口18的沿长轴的一端部。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图8所示的状态(3)旋转预定角度时，它们达到图9所示的状态(4)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由椭圆形保持窗口18的沿长轴的一端部保持，朝向第一引导槽32a的沿长轴的一端部稍微移动，并且朝向第二引导槽38a的沿长轴的一端部进一步移动。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图9所示的状态(4)旋转预定角度时，它们达到图8所示的状态(5)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由椭圆形保持窗口18的沿长轴的一端部保持，朝向第一引导槽32a的沿长轴的一端部进一步移动，并且到达第二引导槽38a的沿长轴的一端部。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图8所示的状态(5)旋转预定角度时，它们达到图9所示的状态(6)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由第二引导槽38a的沿长轴的一端部保持，朝向第一引导槽32a的沿长轴的一端部稍微移动，并且从椭圆形保持窗口18的沿长轴的一端部沿相反方向(远离所述端部的方向)稍微移动。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图9所示的状态(6)旋转预定角度时，它们达到图8所示的状态(7)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由第二引导槽38a的沿长轴的一端部保持，移动到第一引导槽32a的沿长轴的一端部，并且朝椭圆形保持窗口18的中央移动。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图8所示的状态(7)旋转预定角度时，它们达到图9所示的状态(8)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由第一引导槽32a的沿长轴的一端部保持，沿着第二引导槽38a朝向外周缘稍微移动，并且从椭圆形保持窗口18的中央朝向其沿长轴的另一端部移动。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图9所示的状态(8)旋转预定角度时，它们达到图8所示的状态(9)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由第一引导槽32a的沿长轴的一端部保持，沿着第二引导槽38a朝向外周缘进一步移动，并且到达椭圆形保持窗口18的沿长轴的另一端部。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图8所示的状态(9)旋转预定角度时，它们达到图9所示的状态(10)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由椭圆形保持窗口18的沿长轴的另一端部保持，沿着相反方向远离第一引导槽32a的沿长轴的一端部稍微移动，并且沿着第二引导槽38a朝向外周缘进一步移动。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图9所示的状态(10)旋转预定角度时，它们达到图8所示的状态(11)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由椭圆形保持窗口18的沿长轴的另一端部保持，进一步远离第一引导槽32a的所述一端部朝向其外周缘稍微移动，并且到达第二引导槽38a的沿长轴的另一端部(外周缘)。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图8所示的状态(11)旋转预定角度时，它们达到图9所示的状态(12)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由第二引导槽38a的沿长轴的另一端部(外周缘)保持，朝向第一引导槽32a的作为沿长轴的另一端部的外周缘稍微移动，并且远离椭圆形保持窗口18的所述另一端部稍微移动。

当输入轴侧部件12、输出轴侧部件14和保持件16从图9所示的状态(12)旋转预定角度时，它们返回到图8所示的状态(1)，在该状态下，转矩传递部件20保持成：由第二引导槽38a的沿长轴的另一端部(外周缘)保持，到达第一引导槽32a的沿长轴的另一端部(外周缘)，并移动到椭圆形保持窗口18的中央。连续地重复从状态(1)至状态(12)的上述回转。

因此，如图8和图9所示的状态(1)至(12)所示，由保持件16中的椭圆形保持窗口18保持的转矩传递部件20与和转矩传递部件20的第一环27a和第二环27b保持滚动接触的第一引导槽32a和第二引导槽38a彼此共同作用，以允许输入轴侧部件12和输出轴侧部件14彼此一体地旋转，从而在第一轴和第二轴保持彼此非同轴对准的同时，将转矩从输入侧平稳地传递到输出侧。

通过这种方式，在接合到输入轴侧部件12的未示出的第一轴和接合到输出轴侧部件14的未示出的第二轴以彼此相同的速度旋转时，第一轴和第二轴能够保持彼此非同轴对准。

下面将参考图10描述根据第一实施例的等速万向接头10的恒定转速。

在图10中，将转矩传递部件20的中心O4与保持件16的旋转中心O3之间的距离表示为a，将转矩传递部件20的中心O4与输入轴侧部件12的旋转中心O1之间的距离表示为Cin，将转矩传递部件20的中心O4与输出轴侧部件14的旋转中心O2之间的距离表示为Cout。转矩传递部件20的中心O4是指呈柱状形式的转矩传递部件20的重心。

将输入轴侧部件12在转矩传递部件20的中心O4处的线速度(切向速度矢量)表示为Vin，将输出轴侧部件14在转矩传递部件20的中心O4处的线速度(切向速度矢量)表示为Vout，将保持件16在转矩传递部件20的中心O4处的线速度(切向速度矢量)表示为Vret。

将输入轴侧部件12的角速度表示为ω1(输入轴角速度)，将输出轴侧部件14的角速度表示为ω2(输出轴角速度)。

如果用半径(Cin)和线速度(Vin)表示输入轴侧部件12的角速度ω1，则表示成：

ω1＝Vin/Cin    (1)

根据在转矩传递部件20的中心O4处的线速度比(切向速度比)，可以导出下面的方程式：

Vin/Vret＝Cin/a         (2)

Vout/Vret＝Cout/a       (3)

从方程式(2)、(3)可以得到下面的方程式：

Vin/Vout＝Cin/Cout

将该方程式变形为：

Vin＝(Cin/Cout)·Vout   (4)

将方程式(4)代入方程式(1)，可以得到下面的方程式：

ω1＝(1/Cin)·(Cin/Cout)·Vout

   ＝Vout/Cout

＝ω2

因而输入轴角速度ω1和输出轴角速度ω2的关系为ω1＝ω2，这表示输入轴和输出轴以恒定转速旋转。

如图13和图14所示，在日本特开2004-90696号公报所公开的传统挠性联接器中，输入轴侧板的轴线(旋转中心)E和输出轴侧板的轴线(旋转中心)F相对于彼此偏心地移动，如果将四个线性引导件的交叉点(引导部件与导轨之间的交叉点G1至G4)互连的圆H具有中心K，那么中心K沿着由圆L表示的路径移动。圆L具有经过轴线E和轴线F的直径。

当传统的挠性联接器沿由箭头所示的方向旋转角度α，同时输入轴侧板的轴线E和输出轴侧板的轴线F相对于彼此偏心地(非同轴对准)移动时，将四个线性引导件的交叉点互连的圆H的中心K和中心K移动所沿的圆L沿着与输入轴侧板和输出轴侧板旋转所沿的方向相反的方向以角速度2α旋转(回转)，从而传统的联接器以恒定的转速旋转。

因此，对于传统的挠性联接器，由于当输入轴侧板和输出轴侧板绕轴线E和轴线F回转一圈(经过360度)时，位于线性引导件的交叉点处的物体回转两圈(经过720度)，因此位于线性引导件的交叉点处的物体产生振动。

但是，根据第一实施例，等速万向接头由于防止产生传统挠性联接器的振动，因此能够平稳地传递转矩。

在图12中示出了根据本发明第二实施例的等速万向接头100。等速万向接头100的与根据第一实施例的等速万向接头10相同的部件用相同的附图标记表示，并且以下不对其进行详细描述。

根据第二实施例的等速万向接头100与根据第一实施例的等速万向接头10的不同之处在于，输入轴侧部件12a具有弯曲成L形截面的环形压接部件102，并通过该压接部件102接合到输出轴侧部件14a。

输出轴侧部件14a在其与压接部件102接合的区域中限定有环形槽，并且在该环形槽中可滚动地布置有多个球轴承104。

根据第二实施例的等速万向接头100的其它结构细节和优点与根据第一实施例的等速万向接头10相同，因此以下不对其进行详细描述。

在图15至图17中示出了根据本发明第三实施例的等速万向接头210。等速万向接头210与根据第一实施例的等速万向接头10的不同之处在于，多个滚子220取代转矩传递部件20保持成可沿着保持件16中的保持窗口18移动。

如图15所示，多个(在本实施例中为六个)滚子220中的每一个均呈柱体形式，并沿着柱体的轴向具有圆端面220a、220b，它们作为用于在第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f中滑动的滑动表面。位于滚子220的端面220a、220b与周向侧壁之间的脊倾斜成圆形截面形状(见图6)。滚子220并不限制于柱体形状，而是可以为中空的筒形。

滚子220保持成可沿着保持件16中的保持窗口18移动，并且输入轴侧部件12中的第一引导槽32a至32f和输出轴侧部件14中的面对着第一引导槽32a至32f的第二引导槽38a至38f与沿滚子220的轴线的圆端面220a、220b保持彼此接触，以进行滑动运动。滚子220例如由金属材料制成，并执行转矩传递功能。

滚子220将转矩从未示出的第一轴和输入轴侧部件12通过输出轴侧部件14传递到未示出的第二轴。当滚子220沿着第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f滑动地移动时，滚子220允许输入轴侧部件12和输出轴侧部件14相对于彼此沿径向(垂直于轴向的方向)偏心地移动(允许未示出的第一轴的轴线和未示出的第二轴的轴线移位成非同轴对准)。

滚子220的数量并不限制于六个。如根据图17所示的修改例的等速万向接头210a所示，可以采用最少三个滚子220。在等速万向接头210a中，第一引导槽32a至32f的数量、第二引导槽38a至38f的数量以及保持件16中的保持窗口18的数量可选择成与三个滚子220的数量相对应。

等速万向接头210a的其它结构细节和优点与根据图15所示的第三实施例的等速万向接头210相同，因此以下不对其进行详细描述。

在图18中示出了根据本发明第四实施例的等速万向接头300。

根据第四实施例的等速万向接头300与根据第三实施例的等速万向接头210的不同之处在于，输入轴侧部件12a具有弯曲成L形截面的环形压接部件102，并通过该压接部件102接合到输出轴侧部件14a。

输出轴侧部件14a在其与压接部件102接合的区域中限定有环形槽，并且在该环形槽中可滚动地布置有多个球轴承104。

在图19至图21中示出了根据本发明第五实施例的等速万向接头410。等速万向接头410与根据第一实施例的等速万向接头10的不同之处在于，多个滚珠420取代转矩传递部件20保持成可在保持件16中的保持窗口18内旋转。

如图19所示，盘24的侧面24a中限定有多个(六个，即与滚珠420的数量一样多)呈长槽形式的第一引导槽32a至32f，它们连续地延伸至盘24的外周缘并围绕盘24的轴心处的点O1朝盘24的中心沿逆时针方向倾斜预定角度。

各第一引导槽32a(32b至32f)包括限定在圆形侧面24a中的大致椭圆形的长槽，该槽的一端在圆形侧面24的中心O1与外周缘之间布置在凸台26附近，其相对端连续地延伸到外周缘。这六个第一引导槽32a至32f围绕轴心以60度的角间隔布置。如图19和图20所示，各第一引导槽32a至32f具有弧形截面形状或者为具有一对以V形图案彼此相交的弧的复合截面形状。

以与第一实施例相同的方式，第一引导槽32a至32f以角θ1倾斜，该角θ1设定为盘24的直径D与大致椭圆形的第一引导槽32a至32f的长轴L1之间的交叉角(见图6)。倾斜角θ1应优选地在0＜θ1＜90度的范围内，更优选地在35＜θ1＜45度的范围内。

如图19和图20所示，输出轴侧部件14的面对着输入轴侧部件12的侧面24a的圆形平坦侧面(垂直于未示出的第二轴延伸)34a中限定有多个(六个，即与滚珠420的数量一样多)呈长槽形式的第二引导槽38a至38f，它们连续地延伸至输出轴侧部件14的外周缘，并围绕输出轴侧部件14旋转所绕的点O2朝向输出轴侧部件14的中心沿顺时针方向(与第一引导槽32a至32f相反)倾斜预定角度。

各第二引导槽38a(38b至38f)包括限定在圆形侧面34a中的大致椭圆形的长槽，该槽的一端布置在中心O2与外周缘之间，其相对端连续地延伸至该外周缘。这六个第二引导槽38a至38f围绕轴心以60度的角间隔布置。各第二引导槽38a至38f具有弧形截面形状或者为具有一对以V形图案彼此相交的弧的复合截面形状。

以与第一实施例相同的方式，第二引导槽38a至38f以角θ2倾斜，该角θ2设定为有底的中空筒形部的直径(外径)D与大致椭圆形的第二引导槽38a至38f的长轴L2之间的交叉角(见图6)。倾斜角θ2应优选地在0＜θ2＜90度的范围内，更优选地在35＜θ2＜45度的范围内。

如图19所示，多个(本实施例中为六个)滚珠420滚动地布置在保持件16中的保持窗口18内，以沿着输入轴侧部件12中的第一引导槽32a至32f和输出轴侧部件14中的第二引导槽38a至38f彼此相对而限定的路径滚动运动。滚珠420例如包括钢珠，并执行转矩传递功能。

滚珠420将转矩从未示出的第一轴和输入轴侧部件12通过输出轴侧部件14传递到未示出的第二轴。当滚珠420沿着第一引导槽32a至32f和第二引导槽38a至38f滑动地滚动时，滚珠420允许输入轴侧部件12和输出轴侧部件14相对于彼此沿径向(垂直于轴向的方向)偏心地移动(允许未示出的第一轴的轴线和未示出的第二轴的轴线移位成非同轴对准)。

滚珠420的数量并不限制于六个。如根据图21所示的修改例的等速万向接头410a所示，可以采用最少三个滚珠420。在等速万向接头410a中，第一引导槽32a至32f的数量、第二引导槽38a至38f的数量以及保持件16中的保持窗口18的数量可选择成与三个滚珠420的数量相对应。

在图22中示出了根据本发明第六实施例的等速万向接头500。

根据本发明第六实施例的等速万向接头500与根据第五实施例的等速万向接头410的不同之处在于，输入轴侧部件12a具有弯曲成L形截面的环形压接部件102，并通过该压接部件102接合到输出轴侧部件14a。

输出轴侧部件14a在其与压接部件102接合的区域中限定有环形槽，并且在该环形槽中滚动地布置有多个球轴承104。

Claims (17)

1、一种等速万向接头，该等速万向接头包括：

输入轴侧部件(12)，在该输入轴侧部件的侧面中限定有多个第一引导槽(32a至32f)，所述第一引导槽(32a至32f)沿周向以相等的角度间隔开并且均具有与所述输入轴侧部件(12)的直径(D)相交的长轴(L1)；

输出轴侧部件(14)，在该输出轴侧部件的与所述输入轴侧部件(12)的其中限定有所述第一引导槽(32a至32f)的侧面面对的侧面中限定有多个第二引导槽(38a至38f)，所述第二引导槽(38a至38f)沿周向以相等的角度间隔开并且均具有与所述第一引导槽(32a至32f)的所述长轴(L1)以预定的交叉角(θ)相交的长轴(L2)；

保持件(16)，该保持件插设在所述输入轴侧部件(12)的其中限定有所述第一引导槽(32a至32f)的侧面与所述输出轴侧部件(14)的其中限定有所述第二引导槽(38a至38f)的侧面之间，所述保持件(16)中限定有多个保持窗口(18)；以及

多个用于传递转矩的转矩传递部件(20)，所述转矩传递部件(20)被保持成可沿着所述保持件(16)中的所述保持窗口(18)移动并且可沿着所述第一引导槽(32a至32f)和/或所述第二引导槽(38a至38f)移动；

其中，所述第一引导槽(32a至32f)、所述第二引导槽(38a至38f)和所述保持窗口(18)限定成与所述转矩传递部件(20)的数量相对应；并且

各所述转矩传递部件(20)均包括：盘(21)，该盘具有与所述保持件(16)中的所述保持窗口(18)之一接合的外周面；和同轴地固定到所述盘(21)中心的第一和第二轴(23a、23b)；多个轴承(25)，这些轴承分别环绕所述第一和第二轴(23a、23b)的周壁；以及第一和第二环(27a、27b)，它们分别可旋转地安装在所述第一和第二轴(23a、23b)上，从而可在所述轴承(25)滚动时，绕所述第一和第二轴(23a、23b)的轴线旋转。

2、根据权利要求1所述的等速万向接头，其中，所述转矩传递部件(20)包括至少三个转矩传递部件。

3、根据权利要求1所述的等速万向接头，其中，所述交叉角(θ)大于70度但小于90度(70＜θ＜90)。

4、根据权利要求1所述的等速万向接头，其中，当所述输入轴侧部件(12)的旋转中心(O1)、所述输出轴侧部件(14)的旋转中心(O2)和所述保持件(16)的旋转中心(O3)彼此对准时，所述交叉角(θ)被延伸穿过所述第一引导槽(32a至32f)的所述长轴(L1)与所述第二引导槽(38a至38f)的所述长轴(L2)之间的交叉点的所述直径(D)分成所述第一引导槽(32a至32f)的倾斜角θ1和所述第二引导槽(38a至38f)的倾斜角θ2。

5、根据权利要求4所述的等速万向接头，其中，各所述倾斜角θ1和所述倾斜角θ2均大于35度但小于45度(35＜θ1＜45，35＜θ2＜45)。

6、一种等速万向接头，该等速万向接头包括：

输入轴侧部件(12)，在该输入轴侧部件的侧面中限定有多个第一引导槽(32a至32f)，所述第一引导槽(32a至32f)沿周向以相等的角度间隔开并且均具有与所述输入轴侧部件(12)的直径(D)相交的长轴(L1)；

输出轴侧部件(14)，在该输出轴侧部件的与所述输入轴侧部件(12)的其中限定有所述第一引导槽(32a至32f)的侧面面对的侧面中限定有多个第二引导槽(38a至38f)，所述第二引导槽(38a至38f)沿周向以相等的角度间隔开并且均具有与所述第一引导槽(32a至32f)的所述长轴(L1)以预定的交叉角(θ)相交的长轴(L2)；

保持件(16)，该保持件插设在所述输入轴侧部件(12)的其中限定有所述第一引导槽(32a至32f)的侧面与所述输出轴侧部件(14)的其中限定有所述第二引导槽(38a至38f)的侧面之间，所述保持件(16)中限定有多个保持窗口(18)；以及

用于传递转矩的柱形滚子(220)，所述滚子(220)被保持成可沿着所述保持件(16)中的所述保持窗口(18)移动并且可滑动地布置在所述第一引导槽(32a至32f)与所述第二引导槽(38a至38f)之间；

其中，所述第一引导槽(32a至32f)、所述第二引导槽(38a至38f)和所述保持窗口(18)限定成与所述滚子(220)的数量相对应。

7、根据权利要求6所述的等速万向接头，其中，所述滚子(220)包括至少三个滚子。

8、根据权利要求6所述的等速万向接头，其中，所述交叉角(θ)大于70度但小于90度(70＜θ＜90)。

9、根据权利要求6所述的等速万向接头，其中，当所述输入轴侧部件(12)的旋转中心(O1)、所述输出轴侧部件(14)的旋转中心(O2)和所述保持件(16)的旋转中心(O3)彼此对准时，所述交叉角(θ)被延伸穿过所述第一引导槽(32a至32f)的所述长轴(L1)与所述第二引导槽(38a至38f)的所述长轴(L2)之间的交叉点的所述直径(D)分成所述第一引导槽(32a至32f)的倾斜角θ1和所述第二引导槽(38a至38f)的倾斜角θ2。

10、根据权利要求9所述的等速万向接头，其中，各所述倾斜角θ1和所述倾斜角θ2均大于35度但小于45度(35＜θ1＜45，35＜θ2＜45)。

11、一种等速万向接头，该等速万向接头包括：

输入轴侧部件(12)，在该输入轴侧部件的侧面中限定有多个第一引导槽(32a至32f)，所述第一引导槽(32a至32f)沿周向以相等的角度间隔开并且均具有与所述输入轴侧部件(12)的直径(D)相交的长轴(L1)；

输出轴侧部件(14)，在该输出轴侧部件的与所述输入轴侧部件(12)的其中限定有所述第一引导槽(32a至32f)的侧面面对的侧面中限定有多个第二引导槽(38a至38f)，所述第二引导槽(38a至38f)沿周向以相等的角度间隔开并且均具有与所述第一引导槽(32a至32f)的所述长轴(L1)以预定的交叉角(θ)相交的长轴(L2)；

保持件(16)，该保持件插设在所述输入轴侧部件(12)的其中限定有所述第一引导槽(32a至32f)的侧面与所述输出轴侧部件(14)的其中限定有所述第二引导槽(38a至38f)的侧面之间，所述保持件(16)中限定有多个保持窗口(18)；以及

用于传递转矩的滚珠(420)，所述滚珠(420)被保持成可沿着所述保持件(16)中的所述保持窗口(18)移动并且可滚动地布置在所述第一引导槽(32a至32f)与所述第二引导槽(38a至38f)之间；

其中，所述第一引导槽(32a至32f)、所述第二引导槽(38a至38f)和所述保持窗口(18)限定成与所述滚珠(420)的数量相对应。

12、根据权利要求11所述的等速万向接头，其中，所述滚珠(420)包括至少三个滚珠。

13、根据权利要求11所述的等速万向接头，其中，所述交叉角(θ)大于70度但小于90度(70＜θ＜90)。

14、根据权利要求11所述的等速万向接头，其中，当所述输入轴侧部件(12)的旋转中心(O1)、所述输出轴侧部件(14)的旋转中心(O2)和所述保持件(16)的旋转中心(O3)彼此对准时，所述交叉角(θ)被延伸穿过所述第一引导槽(32a至32f)的所述长轴(L1)与所述第二引导槽(38a至38f)的所述长轴(L2)之间的交叉点的所述直径(D)分成所述第一引导槽(32a至32f)的倾斜角θ1和所述第二引导槽(38a至38f)的倾斜角θ2。

15、根据权利要求14所述的等速万向接头，其中，各所述倾斜角θ1和所述倾斜角θ2均大于35度但小于45度(35＜θ1＜45，35＜θ2＜45)。

16、根据权利要求11所述的等速万向接头，其中，所述输入轴侧部件(12)和所述输出轴侧部件(14)中的任一个具有轴承(104)，该轴承用于承受沿使所述输入轴侧部件(12)和所述输出轴侧部件(14)彼此分开的方向作用的反作用力。

17、根据权利要求11所述的等速万向接头，其中，所述输入轴侧部件(12)和所述输出轴侧部件(14)中的任一个具有压接部件(102)，该压接部件使所述输入轴侧部件(12)和所述输出轴侧部件(14)彼此接合。

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