CN101611233B - 等速万向接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有难以发生轴连接部位的松动并且可将内侧接头部件与轴牢固地连接在一起的凹凸嵌合结构的等速万向接头。本发明的等速万向接头通过凹凸嵌合结构将内侧接头部件与嵌插在内侧接头部件的轴孔(22)中的轴(5)连接在一起。凸部(35)和与之对应的凹部(36)的嵌合接触部位(38)在整个区域紧密接触。

Description

等速万向接头

技术领域

本发明涉及一种在汽车或各种产业机械的动力传动系统中所使用的、例如在FF车或4WD、FR车等所使用的组装到驱动轴或传动轴上的固定式或滑动式等速万向接头。本发明特别涉及一种具有用于连接内侧接头部件和轴的凹凸嵌合结构的等速万向接头。

背景技术

例如，汽车的驱动轴具有在轴的一端装有滑动式等速万向接头而在另一轴端装有固定式等速万向接头的结构。

作为该驱动轴的连接用接头使用的滑动式等速万向接头一种的三角架型等速万向接头(TJ)，在内周面上沿轴向形成有三条沟道槽。该等速万向接头包括：在各沟道槽的两侧分别设有轴向的滚子导向面的外侧接头部件(外圈)；以及具有沿半径方向突出的三根脚轴的内侧接头部件(三角架型部件)。在该内侧接头部件的脚轴和外侧接头部件的滚子导向面之间，容纳有可自由旋转的转动体(滚子)。

作为固定式等速万向接头一种的球笼式等速万向接头(BJ)，包括：在内球面上沿周向等间隔地沿轴向形成多个沟道槽的外侧接头部件(外圈)；以及在外球面上沿周向等间隔地沿轴向形成与外侧接头部件的沟道槽成对的多个沟道槽的内侧接头部件(内圈)。在外侧接头部件的沟道槽与内侧接头部件的沟道槽之间，设置有用于传递扭矩的多个球。在外侧接头部件的内球面与内侧接头部件的外球面之间设置有用于保持球的球笼。

在这种滑动式等速万向接头或固定式等速万向接头与轴的连接结构中，采用将轴的轴端压入内侧接头部件的轴孔内径中的结构。在该内侧接头部件的轴孔内径上，形成作为沿轴向的凹凸结构的凹花键，并在轴的轴端外径上形成凸花键。

在形成该凹花键的内侧接头部件的轴孔内径与形成凸花键的轴的轴端外径上，通过进行例如高频淬火或渗碳淬火，实施硬化处理，形成硬化层。该硬化层的形成，确保了内侧接头部件的轴孔内径与轴的轴端外径的强度。

将轴的轴端外径压入内侧接头部件的轴孔内径中，使凸花键与凹花键啮合，由此可将轴嵌合在内侧接头部件中。通过该轴与内侧接头部件的花键嵌合，可在两者之间传递扭矩(例如，参照专利文献1的图2)。

此外，在这样的内侧接头部件与轴的连接结构中，通过使安装在该轴的轴端部的截面为圆形的挡圈与设置在内侧接头部件上的卡止面抵接，可防止脱落(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2003-314580号公报。

专利文献2：日本特开平8-68426号公报。

发明内容

在上述等速万向接头的内侧接头部件与轴的嵌合结构中，在内侧接头部件的轴孔内径上形成经过硬化处理的凹花键，在轴的轴端外径上形成经过硬化处理的凸花键，通过将轴的轴端外径压入内侧接头部件的轴孔内径中进行花键嵌合。

然而，这样的内侧接头部件与轴的嵌合结构由于是经硬化处理的凹花键与经硬化处理的凸花键的凹凸嵌合，所以，会引起容易产生松动的问题，出现这样的松动时，难以可靠地传递旋转扭矩，并且，在断续施加扭矩时，花键的齿面相互摩擦，有可能导致花键的疲劳强度降低。而且，松动也有可能引起噪音。

此外，当在内侧接头部件与轴的连接结构中设置挡圈时，必须进行轴的挡圈嵌合用的槽加工及内侧接头部件的卡止面加工，不仅增加了工序，而且由于需要挡圈，所以也增多了零部件数目，导致产品成本上升。

本发明是针对上述问题提出的，其目的在于提供一种具有难以发生轴连接部位的松动并且可将内侧接头部件与轴牢固地连接在一起的凹凸嵌合结构的等速万向接头。

本发明的等速万向接头包括：外侧接头部件；内插到外侧接头部件中的内侧接头部件；以及介于外侧接头部件与内侧接头部件之间进行扭矩传递的扭矩传递部件，该等速万向接头具有连接内侧接头部件与嵌插在内侧接头部件的轴孔中的轴的凹凸嵌合结构，内侧接头部件或轴的任意一方的凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

根据本发明的等速万向接头，由于凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的，所以，在该嵌合结构中，在径向与圆周方向上不会形成产生松动的间隙。

上述内侧接头部件在其外径侧通过高频淬火形成硬化层，并使内侧接头部件的内径侧为未淬火的状态，在凹凸嵌合结构中，能够使其轴外径面的凸部和与该凸部嵌合的内侧接头部件的轴孔内径面的凹部的嵌合接触部位的整个区域紧密接触。

在这种情况下，由于使内侧接头部件的内径侧为未淬火的状态，所以内侧接头部件的内径侧比较柔软。因此，可以提高将轴外径面的凸部与内侧接头部件的轴孔内径面的凹部进行嵌合时的嵌合性(紧密接触性)，高精度地抑制径向与圆周方向上产生的松动。进一步，由于内侧接头部件在其外径侧形成硬化层，所以，提高了内侧接头部件的强度和耐久性。特别是，由于通过高频淬火形成硬化层，所以，可防止内径侧的硬化，确保内径侧的未淬火的状态稳定。此外，由于只在轴的外径面凸部上形成基于热处理的硬化层，将轴压入轴孔中，所以，能可靠地形成凹凸嵌合结构。

上述凹凸嵌合结构可以构成为下述的凹凸嵌合结构：在轴的外径面上设置有沿轴向延伸的凸部，并在内侧接头部件的轴孔内径面上设置有沿圆周方向的凹槽，将轴压入内侧接头部件的轴孔中，利用轴的凸部，在内侧接头部件的轴孔内径面上沿轴向断续地形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部，轴的凸部和内侧接头部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

在该凹凸嵌合结构中，通过将轴压入内侧接头部件的轴孔中，在对方侧的凹部形成面(内侧接头部件的轴孔内径面)上进行轴的凸部形状的复制。这时，通过凸部陷入内侧接头部件的轴孔内径面中，轴孔处于稍微扩径的状态，允许凸部的轴向移动，如果停止轴向移动，则轴孔缩径，返回原来的直径。由此，凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域紧密接触。因此，在该嵌合结构中，在径向与圆周方向上不会形成产生松动的间隙。

此外，将轴压入内侧接头部件的轴孔中时产生的挤出部(压出部)在该凹部的断续部(沿圆周方向的凹陷部)上被切断。因此，可防止挤出部对压入的妨碍。即，可降低压出挤出部(压出部)的阻力，减少压入负荷。如果降低作用在凸部上的面压力，就可降低凸部的破碎及摩耗，提高凹部的成形性。此外，由于加长了凹凸嵌合结构的嵌合长度，所以，可提高扭转强度，稳定地进行旋转的传递。

上述凹凸嵌合结构可构成为下述的凹凸嵌合结构：在内侧接头部件的轴孔内径面上设置有沿轴向延伸的凸部，并在轴的外径面上设置有沿圆周方向的凹槽，将轴压入内侧接头部件的轴孔中，利用内侧接头部件的凸部，在轴的外径面上沿轴向断续地形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部，内侧接头部件的凸部和轴的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

在该凹凸嵌合结构中，通过将轴压入内侧接头部件的轴孔中，在对方侧的凹部形成面(轴的外径面)上进行内侧接头部件的凸部形状的复制。这时，该凸部陷入轴的外径面中，轴孔处于稍微扩径的状态，允许凸部的轴向移动，如果停止轴向移动，轴孔进行缩径，返回原来的直径。这样，凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部(轴的外径面)的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。因此，在该嵌合结构中，与上述第一等速万向接头同样地，在径向与圆周方向上不会形成产生松动的间隙。

作为等速万向接头，在扭矩传递部件使用球，可以是下述的等速万向接头(三角架型等速万向接头)，其包括：形成有具有面向圆周方向的滚子导向面的3条沟道槽的外侧接头部件；具有沿半径方向突出的三根脚轴的作为内侧接头部件的三角架型部件；以及可自由旋转地外嵌合在所述脚轴上并插入所述沟道槽中的作为扭矩传递部件的滚子，所述滚子能够沿所述滚子导向面在外侧接头部件的轴向上移动。此外，扭矩传递部件使用球的等速万向接头可以是球笼式等速万向接头(BJ)或底切式等速万向接头(UJ)等固定式，进一步，也可以是十字槽型等速万向接头(LJ)或双重补偿型等速万向接头(DOJ)等的滑动式。即，球笼式等速万向接头(BJ)、底切式等速万向接头(UJ)及双重补偿型等速万向接头(DOJ)，备有：在内径面上形成有沿轴向延伸的多个导向槽的作为外侧接头部件的外圈；在外径面上形成有沿轴向延伸的多个导向槽的作为内侧部件的内圈；配置在由所述外圈的导向槽和所述内圈的导向槽配合形成的球沟道中的扭矩传递球；以及具有用于保持所述扭矩传递球的兜孔的保持器。十字槽型等速万向接头(LJ)包括：在内周面上交替设置有相对轴线向周向的一方扭转的导向槽和向周向的另一方扭转的导向槽的作为外侧接头部件的外圈；在外周面上交替设置有与外圈的各导向槽成对地形成球沟道并成对的外圈导向槽的作为内侧部件的内圈；以及保持扭矩传递球的保持器。

将设置在轴的外径面与内侧接头部件的轴孔内径面的任意一方上的沿轴向延伸的凸部沿轴向压入另一方中，在该另一方上用凸部形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部。即，在对方侧的凹部形成面上进行凸部的形状复制。这时，通过将该凸部陷入对方侧的凹部形成面中，轴孔处于稍微扩径的状态，允许凸部的轴向移动，如果停止轴向移动，轴孔进行缩径，返回原来的直径。这样，凸部和与该凸部嵌合的对方配合部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

在本发明的等速万向接头中，所述外侧接头部件的沟道槽或内侧接头部件的沟道槽的任一方通过冷锻精加工形成，由所述外侧接头部件、内侧接头部件、球及球笼组成的结构要素能够通过随机匹配而组装在一起。通过凹凸嵌合结构将内侧接头部件与嵌插在内侧接头部件的轴孔中的轴连接在一起，内侧接头部件或轴的任一方的凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

即，各构成要素通过随机匹配进行组合，通过冷锻精加工形成外侧接头部件的沟道槽或内侧接头部件的沟道槽的任一方。这样，为了形成沟道槽，只进行冷锻精加工即可，不需要以往的车削或热处理后的研磨精加工，所以，可实现等速万向接头的低成本化。

在此，所谓“随机匹配”是指：为了将PCD间隙等限制在规定值的范围内，不使用从多个外侧接头部件、内侧接头部件、球及球笼中选择该外侧接头部件、内侧接头部件、球及球笼组成的构成要素以进行组合的选择组合，而是将通过冷锻精加工形成有沟道槽的外侧接头部件及内侧接头部件进行任意地组合。

通过将PCD间隙限制在规定值的范围内，可将松动抑制在必要的最小限度，另外，在不对内侧接头部件和轴进行紧密配合的嵌合的情况下，当进行冷锻精加工和随机匹配(取消匹配)时，总体松动变大。因此，在不采用紧密配合嵌合的情况下，难以应用随机匹配。

作为等速万向接头，可以是球笼式等速万向接头(BJ)或底切式等速万向接头(UJ)等固定式，也可以是双重补偿型等速万向接头(DOJ)等的滑动式。BJ的各沟道槽的整个区域为曲线状，UJ的各沟道槽的一方端部为与轴线平行的笔直状。

在内侧接头部件的内径轴孔与轴之间的凹凸嵌合结构中，优选在径向与圆周方向上不形成产生松动的间隙，且由外侧接头部件的沟道槽和与之配合的内侧接头部件的沟道槽形成的球沟道的PCD间隙为-0.02～+0.3mm。如果采用这样的结构，则可以将外侧接头部件、内侧接头部件、轴、球及球笼组成的结构要素之间的松动抑制在必要的最小限度。特别是，通过以上述方式设定紧密配合的嵌合以及PCD间隙，可将松动抑制在必要的最小限度。另外，该PCD间隙小于-0.02mm时，难以确保等速万向接头的工作性，相反，大于+0.3mm时，即使内侧接头部件和轴之间没有松动，等速万向接头的总体松动也会变大，会产生由此引起的扭矩传递损失或噪音等问题。

此外，优选外侧接头部件的沟道槽以及内侧接头部件的沟道槽的横截面形状是与球进行角接触的尖拱形状。如果采用这样的结构，可稳定球相对沟道槽的接触状态。

可以在轴上设置凸部，并至少使该凸部的轴向端部的硬度高于内侧接头部件的轴孔内径部的硬度，将所述轴从凸部的轴向端部侧压入内侧接头部件的轴孔中，由此用该凸部在内侧接头部件的轴孔内径面上形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部。此外，也可以在内侧接头部件的轴孔内径面上设置凸部，并至少使该凸部的轴向端部的硬度高于轴的外径部的硬度，将所述内侧接头部件侧的凸部从其轴向端部侧压入轴中，由此用该凸部在轴外径面上形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部。

优选在轴上设置用于容纳因所述压入进行的凹部形成而产生的挤出部的凹陷部。这时，可以在轴上设置用于容纳因压入进行的凹部形成而产生的挤出部的凹陷部，也可以在内侧接头部件的轴孔内径面上设置凹陷部。在这里，挤出部是凸部的嵌合接触部位嵌入(嵌合)凹部中的容量的材料量，是由从所形成的凹部压出的材料、为了形成凹部而被切削的材料、或者被压出的材料和被切削材料二者构成。

此外，优选将容纳所述挤出部的凹陷部设置在轴的凸部的压入开始端一侧，并且，在凹陷部的凸部相反侧设置有与内侧接头部件的轴孔进行调心用的凸边部。

此外，凸部的突出方向的任一部位与凹部形成前的凹部形成面的位置对应。这时，连接多个凸部顶点的圆弧的最大直径尺寸大于内侧接头部件的轴孔的内径尺寸，并且凸部之间的轴外径面的最大外径尺寸小于内侧接头部件的轴孔内径尺寸，或者连接轴孔凸部顶点的圆弧的最小直径尺寸小于轴的内侧接头部件嵌插入部的外径尺寸，并且凸部之间的轴孔内径面的最小内径尺寸大于轴的内侧接头部件嵌插入部的外径尺寸。

优选将凸部的突出方向中间部位的周向厚度设定为小于周向相邻凸部之间的与所述中间部位对应位置的周向尺寸。通过采用这样的设定，使凸部的突出方向中间部位的周向厚度总和小于在周向相邻凸部之间嵌合的对方侧凸部的与所述中间部位对应位置的周向厚度的总和。

优选在所述凸部侧的轴向至少一部分上设置沿轴向的凹凸部。此外，也有以锯齿状形成所述凸部侧的沿轴向的凹凸部的情况。

发明效果

在本发明的凹凸嵌合结构中，由于没有在径向与圆周方向上形成产生松动的间隙，所以，整个嵌合部位有助于旋转扭矩的传递，可稳定地进行旋转扭矩的传递，避免花键齿面相互摩擦产生的花键疲劳强度的降低，提高了耐久性。并且，不会产生异常噪音。再者，由于在径向和圆周方向上无间隙地紧密接触，所以，提高了扭矩传递部位的强度，可使等速万向接头轻量、结构紧凑。

将设置在轴的外径面与内侧接头部件的轴孔内径面的任一方上的凸部沿轴向压入另一方中，在另一方上用凸部形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部。因此，能可靠地形成凹凸嵌合结构。而且，在形成凹部的部件上，没有必要形成花键部等，优化了生产性。而且没有必要进行花键彼此的相位对准，提高了组装性，同时，可避免压入时的齿面损伤，维持稳定的嵌合状态。

此外，如果在轴上设置凸部的同时，使凸部侧的硬度高于内侧接头部件的轴孔内径部的硬度，则在压入时很容易进行向内侧接头部件的轴孔内径面上的凹部形成。此外，可以提高轴侧的硬度，提高轴的扭转强度。此外，如果在内侧接头部件的轴孔内径面上设置凸部，同时，使该凸部侧的轴向端部的硬度高于轴的外径部的硬度，则在压入时，很容易进行向轴侧的外径面上的凹部形成。不需要进行轴侧的硬度处理(热处理)，所以，优化了轴的生产性。

通过设置用于容纳因压入进行的凹部形成所产生的挤出部的凹陷部，可将挤出部保持(维持)在凹陷部内，使挤出部不会混入等速万向接头内。即，可将挤出部直接容纳在凹陷部内，不用进行挤出部的除去处理，减少了组装作业工序，提高组装作业性，减少了成本。

此外，通过在凹陷部的凸部的轴向相反一侧设置调心用凸边部，可防止凹陷部内的挤出部向凸边部侧的飞出，更加稳定地进行挤出部的容纳。而且，由于凸边部是用来调心的，所以，既能防止偏心，也能将轴压入内侧接头部件中。因此，能高精度地连接内侧接头部件和轴，稳定地进行扭矩的传递。

此外，凸部的突出方向的任一部位配置在凹部形成前的凹部形成面上，由此，该凸部在压入时陷入凹部形成面中，能可靠地形成凹部。

通过使凸部的突出方向中间部位的周向厚度小于周向相邻凸部之间的与上述中间部位对应位置的尺寸，可以增大形成凹部的一侧的凸部(所形成的凹部之间的凸部)的突出方向中间部位的周向厚度。因此，增大了对方侧的凸部(因形成凹部而在凹部之间形成的硬度低的凸部)的剪切面积，可确保扭转强度。并且，由于硬度高一侧的凸部的齿厚小，所以可减小压入负荷，提高了压入性。

通过在凸部侧的轴向至少一部分上设置沿着轴向的凹凸部，在压入时，沿轴向的凹凸部沿着轴向陷入硬度小的一侧(形成有凸部嵌合的凹部的一侧)。借助于这种陷入，可构成轴相对于内侧接头部件的轴向防脱结构。另外，通过将凹凸部形成锯齿状，锯齿更进一步陷入硬度小的一侧，因此，构成更牢固的防脱结构。这样，既能维持稳定的连接状态，也能实现等速万向接头的高质量化。而且，由于能够利用沿轴向的凹凸部构成防脱结构，所以，没有必要在轴上设置挡圈嵌合用的槽，也没有必要在内侧接头部件上设置卡止面，可实现加工工序和部件数目的减少，减少生产成本，改善作业性能。

附图说明

图1是使用凹凸嵌合结构的本发明等速万向接头的截面图。

图2是凹凸嵌合结构的分解状态的截面图。

图3示出了等速万向接头的凹凸嵌合结构，(a)是放大截面图，(b)是(a)的X部分放大图。

图4是连接在等速万向接头上的轴的要部侧视图。

图5是轴的主视图。

图6是表示凹凸嵌合结构的变形例的要部放大截面图。

图7是另一凹凸嵌合结构的截面图。

图8是图7的凹凸嵌合结构的要部放大截面图。

图9是图7的分解状态的截面图。

图10是再一凹凸嵌合结构的截面图。

图11是图10所示的凹凸嵌合结构的要部放大截面图。

图12是图10所示的凹凸嵌合结构组装状态的截面图。

图13是构成本发明凹凸嵌合结构的另一内圈的截面图。

图14是图13所示的等速万向接头的内圈的要部放大截面图。

图15A示出了利用本发明凹凸嵌合结构的三角架型等速万向接头的内侧接头部件，(a)是主视图，(b)是截面图，(c)是(b)的Z-Z截面图。

图15B是表示三角架型等速万向接头的内侧接头部件的第一变形例的截面图。

图15C是表示三角架型等速万向接头的内侧接头部件的第二变形例的截面图。

图16是另一凹凸嵌合结构的截面图。

图17是图16中Y部分的放大图。

图18是使用凹凸嵌合结构变形例的等速万向接头的截面图。

图19是凹凸嵌合结构的分解状态的截面图。

图20示出了等速万向接头的凹凸嵌合结构，(a)是放大截面图，(b)是(a)的要部放大图。

图21是等速万向接头的内圈的凹槽的截面图。

图22是连接在等速万向接头上的轴的截面图。

图23是表示断续加工凹部时凹部成形长度与压入力的关系的曲线图。

图24是表示连续加工凹部时凹部成形长度与压入力的关系的曲线图。

图25是表示本发明另一变形实施方式的凹凸嵌合结构的截面图。

图26是图25的分解状态的截面图。

图27是表示本发明再一变形实施方式的凹凸嵌合结构的截面图。

图28是图27所示的凹凸嵌合结构的要部放大截面图。

图29是图27所示的凹凸嵌合结构组装状态的截面图。

图30是图27所示的凹凸嵌合结构组装状态的截面图。

图31是图27所示的凹凸嵌合结构组装状态的要部放大截面图。

图32是表示本发明再一变形实施方式的凹凸嵌合结构的截面图。

图33是图32所示的凹凸嵌合结构组装状态的截面图。

图34是构成图32所示的凹凸嵌合结构的内圈的截面图。

图35是图32所示的凹凸嵌合结构的要部截面图。

图36是表示凹槽的变形例的截面图。

图37是等速万向接头的横截面图。

图38是表示沟道槽的变形例的截面图。

图39是底切式等速万向接头的纵截面图。

图40是DOJ型等速万向接头的纵截面图。

图41是表示凹凸嵌合结构的第6变形例的截面图。

图42是图41的要部放大图。

具体实施方式

下面详细地叙述本发明的实施方式。另外，以下实施方式，虽然例示了适用于固定式(球笼式)等速万向接头(BJ)的情况，但是，也适用于其他的固定式等速万向接头、例如底切式(アンダ一カツトフリ一型)等速万向接头(UJ)，进一步，也适用于滑动式等速万向接头，例如，十字槽型(クロスグル一ブ型)等速万向接头(LJ)或双重补偿型(ダブルオフセツト型)等速万向接头(DOJ)、三角架型等速万向接头(TJ)。

图1例示了使用凹凸嵌合结构的球笼式等速万向接头的整体结构。该等速万向接头，以作为外侧接头部件的外圈1、内插外圈1的作为内侧接头部件的内圈2、介于外圈1与内圈2之间并作为传递扭矩的扭矩传递部件的球3及介于外圈1与内圈2之间并用于保持球3的球笼4为主要部件构成。在将该固定式等速万向接头用于驱动轴的情况下，将外圈1与车轮轴承装置(图中未示)结合，通过在内圈2中以本发明的凹凸嵌合结构M与轴5结合，即使在外圈1与内圈2的旋转轴成角度的状态下，也能够等速传递扭矩。

外圈1由口部6和轴杆部7构成，用该轴杆部7和车轮轴承装置可传递扭矩地进行结合。口部6为一端上有开口的碗状，在其内球面8上沿周向等间隔地形成轴向延伸的多个沟道槽9。该沟道槽9延伸到口部6的开口端。内圈2在其外球面10上沿周向等间隔地形成轴向延伸的多个沟道槽11。该沟道槽11沿内圈2的轴向开通。

外圈1的沟道槽9与内圈2的沟道槽11成对，在由各对沟道槽9、11构成的每一球沟道上，可转动地组装有作为扭矩传递部件的球3(图37中示出了6个球的情况下的截面)。球3介于外圈1的沟道槽9与内圈2的沟道槽11之间进行扭矩传递。球笼4能够滑动地介于外圈1与内圈2之间，用外球面4a与外圈1的内球面8相接，用内球面4b与内圈2的外球面10相接。

如前所述，内圈2通过将轴5的端部5a压入该内圈2的轴孔22中，与轴5可传递扭矩地结合在一起。即，通过本发明第一实施方式的凹凸嵌合结构M，将轴5与内圈2连接。另外，该内圈2的轴孔22的内径面37(参照图2)虽然可以采用冷锻精加工形成，但也可采用切削、研磨精加工形成。

凹凸嵌合结构M如图3所示，例如，由设置在轴5侧并沿轴向延伸的凸部35和形成在内圈2的轴孔22的内径面37上的凹部36构成，凸部35和与该凸部35嵌合的内圈2的凹部36的嵌合接触部位38的整个区域是紧密接触的。多个凸部35沿周向以规定间距配设，在内圈2的内径面37上沿周向形成嵌合凸部35的多个凹部36。即，沿圆周全周，凸部35和与之嵌合的凹部36紧密接触地嵌合在一起。

在这种情况下，凸部的突出方向的任一部位(在图例中为突出方向中间部)与凹部形成前的凹部形成面的位置对应。即，各凸部35形成其截面具有凸圆状(凸ア一ル状)顶点的三角形状(山形状)，各凸部35和内圈2的凹部36的嵌合接触部位38处在图3(b)所示的范围A，也就是截面中的山形中腹部到山顶的范围。此外，在周向的相邻凸部35之间，在内圈2的内径面37的内径侧形成间隙40。另外，也可以不是所有凸部35的突出方向中间部与凹部形成前的凹部形成面的位置对应，而是只有一部分对应。

在本发明中，凹凸嵌合结构M由于凸部35和内圈2的凹部36的嵌合接触部位38在整个区域是紧密接触的，所以，在该凹凸嵌合结构M中，在径向与周向上，不会形成产生松动的间隙。因此，整个嵌合部位有助于旋转扭矩的传递，能够进行稳定的旋转扭矩的传递，避免花键齿面相互摩擦产生的花键疲劳强度的降低，提高了耐久性。而且，不会产生杂音。再者，由于径向和周向上无间隙地紧密接触，所以，提高了扭矩传递部位的强度，可使等速万向接头轻量、结构紧凑。

接着，说明凹凸嵌合结构M的嵌合方法。在这种情况下，如图4和图5所示，在轴5的端部5a的外径部进行热硬化处理，在其硬化层S形成由沿轴向的凸部41a和凹部41b构成的花键41。因此，花键41的凸部41a被硬化处理，该凸部41a构成凹凸嵌合结构M的凸部35。这时，在内圈2的轴孔22的内径面37上，构成没有进行热硬化处理的未硬化部。作为该热硬化处理，可以采用高频淬火或渗碳淬火等种种热处理。在此，所谓高频淬火，就是应用将淬火必要的部分置于高频电流流动的线圈中，通过电磁感应作用产生焦耳热，对传导性物体加热的原理进行淬火的方法。此外，所谓渗碳淬火，是将碳从低碳材料的表面浸入/扩散，之后进行淬火的方法。另外，在图4与图5中，虚线阴影部分表示硬化层S。硬化层S与内圈2的轴孔22的内径面37未硬化部的硬度差用HRC表示，在30点以上。轴5的花键41的模数为0.5以下的小齿。在此，所谓模数，是节圆直径除以齿数所得到的值。另外，如图2和图3所示，内圈2在沟道槽以及沟道槽之间的外球面上通过高频淬火形成硬化层S1(十字线阴影部分)，其轴孔22的内径面37未硬化。如果进行高频淬火，则可以使表面变硬，内部保留原材料原来的硬度，从而将内圈2的内径侧维持在未淬火的状态。因此，在内圈2的轴孔22的内径面37侧，构成没有进行热硬化处理的未硬化部(未淬火状态)。

凸部35的突出方向的任一部位与凹部形成前的凹部形成面(在这种情况下，为内圈2的轴孔22的内径面37)的位置对应。即，如图2所示，轴孔22的内径面37的内径尺寸D设定成：小于凸部35的最大外径尺寸，即，小于连接花键41的凸部41a即上述凸部35顶点的圆的最大直径尺寸(外切圆直径)D1，大于相邻凸部之间的轴外径面的最大外径尺寸，即大于连接花键41的凹部41b底的圆的最大直径尺寸D2。即，D2＜D＜D1。花键41通过以往公知公用方法的滚轧成形、切削加工、冲压加工、拉拔加工等各种加工方法形成。

对于凹凸嵌合结构M的嵌合方法而言，首先，如图2所示，在将内圈2的轴心与轴5的轴心对准的状态下，相对内圈2插入(压入)轴5。这时，轴孔22内径面37的内径尺寸D、凸部35的最大外径尺寸D1及花键41凹部的最大外径尺寸D2存在上述关系，而且，凸部35的硬度比轴孔22的内径面37的硬度大30点以上，因此，如果将轴5压入内圈2的轴孔22中，该凸部35陷入内径面37中，凸部35沿轴向形成该凸部35嵌合的凹部36。

这样，如图3(a)、(b)所示，轴5的端部5a的凸部35和内圈2的凹部36的嵌合接触部位38的整个区域构成紧密接触的嵌合状态。即，在对方侧的凹部形成面(在这种情况下，在轴孔22中的内径面37上)上进行凸部35的形状复制，形成凹凸嵌合结构M。

如上述实施方式所述，由于形成在轴5上的花键41使用模数0.5以下的小齿，所以，提高了花键41的成形性，同时，减少了压入负荷。另外，由于凸部35以在这种轴上形成的普通花键构成，所以，可以用低成本简单地形成凸部35。

此外，通过将轴5压入内圈2中，当形成凹部36时，在该凹部36侧产生加工硬化。在此，所谓加工硬化是指，对物体进行塑性变形(塑性加工)时，随着变形程度的增大，相对变形的阻力增大，与没有接受变形的材料相比变硬。因此，通过压入时产生的塑性变形，使凹部36侧的内圈2的内径面37硬化，可提高旋转扭矩传递性。

然而，在上述图3所示的花键41中，凸部41a的间距与凹部41b的间距设定为相同。因此，在上述实施方式中，如图3(b)所示，凸部35突出方向中间部位的周向厚度L1和周向相邻凸部35之间的与上述中间部位对应位置的周向尺寸L0大致相同。

与此相对，如图6所示，凸部35的突出方向中间部位的周向厚度L2也可以小于周向相邻凸部35之间的与上述中间部位对应位置的周向尺寸L1。即，在形成在轴5上的花键41中，凸部35突出方向中间部位的周向厚度(齿厚)L2小于嵌合在凸部35之间的对方侧即内圈2侧的凸部43的突出方向中间部位的周向厚度(齿厚)L1。

从而，将轴5侧的凸部(凸齿)35的齿厚总和(∑B1+B2+B3+…)设定为小于内圈2侧全周的凸部43的齿厚总和(∑A1+A2+A3+…)。这样，可增大内圈2侧的凸部43的剪切面积(せん断面積)，确保扭转强度。而且，由于凸部35的齿厚小，所以压入负荷小，提高了压入性。在凸部35的周向厚度总和小于对方侧凸部43的周向厚度总和的情况下，没有必要使全部凸部35的周向厚度L2小于周向相邻凸部35之间的周向尺寸L1。即，即使多个凸部35中的任意凸部35的周向厚度与周向相邻凸部之间的周向尺寸相同，或者大于该周向尺寸，只要总和小即可。另外，图6中的凸部35为截面梯形(富士山形状)。

另外，由于内圈2的内径侧维持未淬火的状态，因此，内圈2的内径侧比较柔软。因此，在将轴5压入内圈2的轴孔22中时，利用轴5的外径面的凸部35，使得在轴孔内径面37上形成与凸部35紧密接触地嵌合的凹部36的成形性良好，可以提高将轴5外径面的凸部35与内圈的轴孔内径面的凹部36进行嵌合时的嵌合性(紧密接触性)，高精度地抑制径向与周向上产生的松动。进一步，由于内圈2在其外径侧形成硬化层S1，所以，提高了内圈2的强度和耐久性。特别是，由于硬化层S1是通过高频淬火形成的，所以，可防止内径侧的硬化，稳定地确保内径侧的未淬火状态。

接着，图7示出了另一实施方式，在该凹凸嵌合结构M中，在轴5的凸部35，即在花键41的凸部41a上，在轴向一部分上形成沿着轴向的凹凸部55。在这种情况下，凹凸部55形成沿轴向的锯齿形状。在这种情况下，凸部(凸齿)55a的轴向截面构成以轴端面侧为倾斜面的直角三角形形状。

如图9所示，如果将内圈2的轴心与轴5的轴心对准，将具有该凹凸部55的轴5压入内圈2的轴孔22中，则由轴5侧的凸部35在内圈2上形成凹部36，在这种情况下，凹凸部55陷入形成在内圈2侧的凹部36的底部。即，压入时扩径的内圈2的轴孔22在压入结束时缩径，返回到原来的状态。因此，如图8箭头所示，从内圈2的轴孔22的内径面侧对凹凸部55作用挤压力(缩径力)，凹凸部55的凸部55a陷入内圈2的轴孔22的内径面中。

通过在凸部35侧的轴向至少一部分上设置沿着轴向的凹凸部55，在压入时，沿轴向的凹凸部55沿着轴向陷入硬度小的一侧(形成有凸部35嵌合的凹部36的一侧)。通过这种陷入，构成轴5相对内侧接头部件的轴向防脱结构。此外，通过将凹凸部55做成锯齿状，锯齿更进一步嵌入硬度小的一侧，从而构成更牢固的防脱机构。这样，能够维持稳定的连接状态，从而能实现等速万向接头的高质量化。而且，由于通过沿轴向的凹凸部55构成防脱结构，所以，没有必要在轴5上设置挡圈嵌合用的槽，也没有必要在内侧接头部件上设置卡止面，可实现加工工序和部件数目的减少，减少生产成本，改善作业性能。

然而，如果相对内圈2压入轴5，则将材料从用凸部35形成的凹部36挤出，形成如图10所示的挤出部45。挤出部45是凸部35的嵌合接触部位38嵌入(嵌合)凹部36中的容量的材料量，是由从所形成的凹部36压出的材料、为了形成凹部36而被切削的材料、或者被压出的材料和被切削材料二者构成。

因此，在上述图1所示的等速万向接头中，将轴5组装到内圈2中后，必须进行挤出部45的除去作业。鉴于此，在图10所示的另一实施方式中，在轴5上设置容纳挤出部45的凹陷部50。

即，在轴5的花键41的轴端缘设有周向槽51，由此形成凹陷部50。如图11所示，周向槽51在花键41侧的侧壁51a是相对轴向垂直的平面，花键相反侧的侧面51b是从槽底51c朝向花键相反侧扩径的锥面。

此外，在该侧面51b的花键相反一侧，设有调心用的圆盘状凸边部52。凸边部52的外径尺寸设定成与轴孔22的孔径相同或稍小于轴孔22的孔径D。在这种情况下，在凸边部52的外径面52a和轴孔22的内径面37之间设有微小间隙t。

即使是图10所示的内圈2，如图12所示，如果将内圈2的轴心与轴5的轴心对准，将轴5压入内圈2的轴孔22中，则借助于轴5的凸部35，在内圈2侧形成凹部36。这时，产生的挤出部45如图11所示，在卷曲的同时容纳在凹陷部50内。

这样，通过设置用于容纳因上述压入进行的凹部形成所产生的挤出部45的凹陷部50，可将挤出部45保持(维持)在凹陷部50内，消除了挤出部混入等速万向接头内的可能性。即，可将挤出部45直接容纳在凹陷部50内，不用进行挤出部45的除去处理，减少了组装作业工序，提高了组装作业性能，降低了成本。

此外，通过在凹陷部50的凸部相反侧设置与内圈2的轴孔22进行调心用的凸边部52，可消除凹陷部50内的挤出部45向凸边部52侧的飞出，从而使挤出部45的容纳更加稳定。并且，由于凸边部52是用来调心的，所以，既能防止芯错位，也能将轴部压入内圈2的轴孔22中。因此，能够高精度连接内圈2和轴5，进行稳定的扭矩传递。

由于凸边部52是压入时用来调心的，所以，其外径尺寸最好设定为稍小于内圈2孔径的程度。即，如果凸边部52的外径尺寸与内圈2的孔径相同或大于内圈2的孔径，则会将凸边部52本身压入内圈2的轴孔中。此外，当凸边部52的外径尺寸与轴孔的孔径相比过小时，不能发挥调心用的功能。因此，作为凸边部52的外径面52a和轴孔内径面之间的微小间隙t，最好设定在0.01mm～0.2mm的程度。

由于图10所示的等速万向接头的其他结构与图1所示的等速万向接头相同，所以，给相同部件标注和图1符号相同的符号，省略其说明。因此，图10所示的等速万向接头可实现与图1所示等速万向接头同样的作用效果。

然而，如图13和图14所示，也可以在内圈2的轴孔22内径面上，设置沿周向以规定间距配设的小凹部60。作为小凹部60，必须小于凹部36的容积。通过设置这样的小凹部60，可提高凸部35的压入性。即，通过设置小凹部60，能减少凸部35压入时所形成的挤出部45的容量，减少了压入阻力。此外，由于可减少挤出部45，所以，可使凹陷部50的容积减少，能够提高凹陷部50的加工性和轴5的强度。另外，小凹部60的形状虽然可以是图示的椭圆形状，但也可以采用矩形等其他各种形状，个数也可任意地设定。

作为外圈1的沟道槽9及内圈2的沟道槽11的横截面形状，如图38所示，可以是与球3角接触的尖拱形状。在具有这种尖拱形状的沟道槽9、11中，具有与球3角接触的2个球接触点P、Q(球接触角α)。这样的角接触对于稳定球3相对于沟道槽9、12的接触状态有好处。即，沟道槽9、11的截面形状采用尖拱形状，可以稳定球的接触状态，顺利地进行旋转传递。

作为等速万向接头，可以是其内侧接头部件采用图15A(a)～(c)、图15B、图15C所示的三角架类枢轴的滑动式等速万向接头。作为该内侧接头部件的三角架部件66具有轮毂部65和从该轮毂部65以沿周向120度间距向外径方向突出的脚轴62，在该轮毂部65的轴孔63中嵌插着轴5。另外，在脚轴62上附设有作为扭矩传递部件的滚子(图中省略)。另外，在脚轴62的尖端部上，形成有用于安装防止嵌装在脚轴62上的滚子脱出用的挡圈的周向槽67。

因此，轮毂部65的轴孔63的内径面为未硬化部，在其中，如图4所示，对其外径面进行硬化处理，并将在轴端部形成有花键41的轴5压入该轮毂部65的轴孔63中。另外，在三角架型等速万向接头的内侧接头部件中，也可以如图15A(b)、(c)所示，在其外表面设有硬化层S2。

借助于该压入，利用由花键41的凸齿41a构成的凸部35，在轮毂部65的轴孔63的内径面上，可以形成与凸部35嵌合的凹部36。即使在这种情况下，凸部35和轴5的凹部36的嵌合接触部位38在整个区域是紧密接触的。因此，能够高精度地连接三角架部件66和轴5，实现稳定的扭矩传递。

在上述各实施方式中，在轴5侧形成构成凸部35的花键41，并对该轴5的花键41进行硬化处理，内圈2的内径面未硬化(未加工)。与此相对，在图16和图17所示的另一实施方式中，在内圈2的轴孔22的内径面上形成进行了硬化处理的花键61(由凸条61a和凹条61b构成)，且对轴5不进行硬化处理，这也是可行的。另外，花键61也可以采用作为公知公用方法的拉削加工、切削加工、冲压加工、拉拔加工等各种加工方法形成。此外，作为热硬化处理，可采用高频淬火、渗碳淬火等各种热处理。

在这种情况下，凸部35的突出方向中间部位与凹部形成前的凹部形成面(轴5的外径面)的位置对应。即，连接花键61的凸状61a即凸部35顶点的圆的最小直径(凸部35的最小内径尺寸)D4设定成小于轴5的外径尺寸D3，连接花键61的凹状61b的底的圆的最小外径尺寸(凸部间的轴孔内径面的内径尺寸)D5设定成大于轴5的外径尺寸D3。即，D4＜D3＜D5。

在这种情况下，如果将轴5压入内圈2的轴孔22中，则可以借助于内圈2侧的凸部35，在轴5的外径面5b上形成凸部35进行嵌合的凹部36。这样，内圈2侧的凸部35和轴5的凹部36的嵌合接触部位38的整个区域构成紧密接触的嵌合状态。

在此，凸部35和轴5的凹部36的嵌合接触部位38是图17所示的范围B，也就是截面中的凸部35的山形的从中腹部到山顶的范围。此外，在周向的相邻凸部35之间，在轴5外周面的外径侧形成间隙C。

即使在这种情况下，由于通过压入形成挤出部，所以，优选设置容纳该挤出部的凹陷部。挤出部与图10所示的结构不同，是在轴侧形成的，所以，在内圈2侧设置凹陷部。

另外，即使在内圈2侧形成凹凸嵌合结构M的凸部35，也可以在轴5的端部设置压入内圈2时对其外径尺寸调心的凸边部。这样，可进行高精度压入。此外，也可以在内圈2侧设置发挥防脱功能的锯齿状等的凹凸部。另外，即使是在上述任一内圈上没有图示硬化层S1的情况下，也优选与图2及图3同样地设置硬化层S1。

接着，基于图18～图36，说明本发明的变形实施方式。该变形实施方式的任何一个，例如图18、图19所示，在内圈2的轴孔22的内径面37上，沿轴向以规定间距配设有沿周向的多个凹槽39(在该实施方式中为3个)。该凹槽39的深度设定成比在轴孔22的内径面37上形成的凹部36的深度深。

凸部35的突出方向的任一部位(在图例中为突出方向中间部)与凹部形成前的凹部形成面的位置对应。各凸部35做成其截面具有凸圆状顶点的三角形状(山形状)，各凸部35和内圈2的凹部36的嵌合接触部位38是图20(b)所示的范围A，也就是凸部35截面中的山形的从中腹部到山顶的范围。在周向的相邻凸部35之间，在内圈2的内径面37的内径侧形成间隙40。另外，也可以不是所有凸部35的突出方向中间部与凹部形成前的凹部形成面的位置对应，而是只有一部分凸部35对应。

如图19和图22所示，对轴5的端部5a的外径部进行热硬化处理，在该硬化层S上形成由沿轴向的凸部41a和凹部41b构成的花键41。该凸部41a构成凹凸嵌合结构M的凸部35。内圈2的轴孔22的内径面37构成没有进行热硬化处理的未硬化部。在图19与图22中，十字阴影部分表示硬化层S。硬化层S与内圈2的轴孔22的内径面37的未硬化部的硬度差用HRC表示，在30点以上。轴5的花键41的模数为0.5以下的小齿。

如果相对内圈2压入轴5，则会将材料从用凸部35形成的凹部36挤出，形成挤出部45(参照图27等)。挤出部45是凸部35的嵌入(嵌合)的凹部36的容量的材料量，是由从所形成的凹部36挤出的材料、为了形成凹部36而被切削的材料、或者被压出的材料与被切削的材料二者等构成。

由于在内圈2的轴孔22的内径面37上形成有圆周方向的凹槽39，所以，用凸部35形成凹部36时，凹部36在长度方向(轴向)上是不连续的，而是断续的。因此，将轴5压入内圈2的轴孔22中时产生的挤出部(压出部)45在该凹部36的断续部(圆周方向的凹槽39)被切断。因而，可降低压出挤出部(压出部)45的阻力，减少压入负荷。由于减少了压入负荷，所以，可增大凹部36的全长，从而增大凹凸嵌合结构M的嵌合长度。

即，如果凹部36是断续的，则如图23所示，可以在凹槽39中降低压入力(负荷)，但如果凹部36不是断续的，则如图24所示，随着凹部形成长度的变长，压入力有所增加。

下面，图25示出了再一实施方式，在该凹凸嵌合结构M中，在轴5的凸部35即在花键41的凸部41a上，在轴向一部分上形成沿着轴向的凹凸部55。在这种情况下，凹凸部55形成为沿轴向的锯齿形状。在这种情况下，凸部(凸齿)55a的轴向截面构成以轴端面侧为倾斜面的直角三角形形状。另外，在该实施方式中，在内圈2的轴孔22的内径面37上也形成有凹槽39。

如图26所示，如果将内圈2的轴心与轴5的轴心对准，将具有该凹凸部55的轴5压入内圈2的轴孔22中，借助于轴5侧的凸部35在内圈2上形成凹部36。在这种情况下，凹凸部55陷入形成在内圈2侧的凹部36的底部。即，压入时扩径的内圈2的轴孔22在压入结束时缩径，返回到原来的状态。为此，援用上述图8进行说明。从内圈2的轴孔22的内径面侧对凹凸部55作用如箭头所示的按压力(缩径力)，凹凸部55的凸部55a陷入内圈2的轴孔22的内径面中。

在图27所示的再一实施方式中，在轴5上设置容纳挤出部45的凹陷部50。即，在轴5的花键41的轴端缘设有周向槽51，由此形成凹陷部50。如图28所示，在周向槽51中，其花键41侧的侧面51a是相对轴向垂直的平面，花键相反侧的侧面51b是从槽底51c朝向花键相反侧扩径的锥面。

在侧面51b的花键相反一侧，设有调心用的圆盘状凸边部52。凸边部52的外径尺寸D3设定成与轴孔22的孔径相同或稍小于轴孔22的孔径D。在这种情况下，在凸边部52的外径面52a和轴孔22的内径面37之间设有微小间隙t。

即使是图27所示的轴5，如果如图29所示，将内圈2的轴心与轴5的轴心对准，将轴5压入内圈2的轴孔22中，则借助于轴5侧的凸部35，在内圈2侧形成凹部36。这时，产生的挤出部45首先如图30和图31所示，在压入始端侧的凹槽39a中被切断，其切断片45a被容纳在凹陷部50中，之后，如果进一步压入，则在轴向中间的凹槽39b中，切断挤出部45，并将其切断片45b(参照图28)容纳在凹陷部50中。通过进一步的压入，在压入始端的相反侧的凹槽39c中，切断挤出部45，将其切断片45c(参照图28)容纳在凹陷部50中。最后，如图28所示，将从压入始端到该始端附近的凹槽39a的挤出部45、从凹槽39a到轴向中间的凹槽39b的挤出部45、以及从轴向中间的凹槽39b到压入始端相反一侧的凹槽39c的挤出部45都容纳在凹陷部50中。

这样，通过设置用于容纳因上述压入进行的凹部形成所产生的挤出部45的凹陷部50，可将挤出部45保持(维持)在该凹陷部50内，使挤出部不会混入等速万向接头内。即，可将挤出部45直接容纳在凹陷部50内，不必进行挤出部45的除去处理，减少了组装作业工序，提高了组装作业性，降低了成本。

此外，通过在凹陷部50的凸部相反侧设置与内圈2的轴孔22进行调心用的凸边部52，可防止凹陷部50内的挤出部45向凸边部52侧的飞出，使挤出部45的容纳更加稳定。并且，由于凸边部52是用来调心的，所以，既能防止偏心，也能将轴部压入内圈2的轴孔22中。因此，能高精度地连接内圈2和轴5，进行稳定的扭矩传递。

由于上述凸边部52是压入时用来调心的，所以，最好将其外径尺寸D3设定为稍小于内圈2的孔径的程度。即，如果凸边部52的外径尺寸与内圈2的孔径相同或大于内圈2的孔径，则会将凸边部52本身压入内圈2的轴孔中。此外，如果凸边部52的外径尺寸与轴孔的孔径相比过小，则不能发挥调心用的功能。因此，作为凸边部52的外径面52a和轴孔的内径面之间的微小间隙t，最好设定在0.01mm～0.2mm的程度。

在上述各实施方式中，在轴5侧形成构成凸部35的花键41，并对该轴5的花键41进行硬化处理，内圈2的内径面未硬化(未加工)。与此相对，在图32和图33所示的实施方式中，如图34所示，在内圈2的轴孔22的内径面上形成进行了硬化处理的花键61(由凸条61a和凹条61b构成)，且不对轴5进行硬化处理，这也是可行的。另外，花键61也是采用作为公知公用方法的拉削加工、切削加工、冲压加工、拉拔加工等各种加工方法形成。此外，作为热硬化处理，可采用高频淬火、渗碳淬火等种种热处理。在图34中，内圈2的内径侧十字阴影部表示硬化层S1。

凸部35的突出方向中间部位与凹部形成前的凹部形成面(轴5的外径面)的位置对应。即，连接花键61的凸状61a即凸部35的顶点的圆的最小直径(凸部35的最小内径尺寸)D4设定成小于轴5的外径尺寸D6，连接花键61的凹状61b的底的圆的最大内径尺寸(凸部间的轴孔内径面的内径尺寸)D5设定成大于轴5的外径尺寸D6。即，D4＜D6＜D5。

此外，在轴5的外径面(花键形成部)上沿圆周方向形成多个(图32、33中为3个)的凹槽70。将凹槽70的槽底直径D7设定成小于连接凸部35的顶点的圆的最小直径(凸部35的最小内径尺寸)D4。

凸部35和轴5的凹部36的嵌合接触部位38是图35所示的范围B，也就是截面中的山形的从中腹部到山顶的范围。此外，在周向的相邻凸部35之间，在轴5外周面的外径侧形成间隙C。

因此，如图34所示，即使在内圈2的轴孔22中设置凸部35，通过将轴5压入内圈2的轴孔22中，借助于内圈2的凸部35在轴5的外径面上形成凹部36，在径向与圆周方向上也不会形成产生松动的间隙。因此，整个嵌合部位有助于旋转扭矩的传递，可实现稳定的旋转扭矩传递，起到与上述图1实施方式同样的作用效果。

虽然与上述实施方式同样地通过压入形成挤出部，但是，由于在轴5的外径面上设置有凹槽70，所以，首先，从轴5的前端缘到最前端侧的凹槽70a的挤出部在该凹槽70a中被切断。此外，从前端侧的凹槽70a到中间的凹槽70b的挤出部在凹槽70b中被切断，从中间的凹槽70b到基端侧的凹槽70c的挤出部在凹槽70c中被切断。

因此，通过断续地形成挤出部(压出部)，可实现与形成有内圈2侧的凹槽39时同样的作用效果。优选设置容纳该挤出部的凹陷部。挤出部是在轴侧形成的，所以，在内圈2侧设置凹陷部。

另外，也可以在内圈2侧形成凹凸嵌合结构M的凸部35，在轴5的端部设置压入内圈2时对其外径尺寸调心的凸边部。这样，可进行高精度压入。此外，也可以在内圈2侧设置发挥防脱功能的锯齿状等的凹凸部。

作为在内圈2的轴孔22的内径面37上形成的凹槽39，可采用图36(a)、(b)、(c)、(d)、(e)所示的种种形状。图36(a)示出了槽底具有从压入始端侧向始端相反侧变深的锥部72a的结构，图36(b)示出了槽底具有从压入始端侧向始端相反侧变浅的锥部72b的结构。此外，图36(c)示出了槽底为半圆状的结构。

图36(d)、(e)与上述图1等所示的实施方式相同，凹槽39的截面形状为矩形，但是，在图36(d)中，凹槽39的个数为2，设从压入始端到压入始端侧的凹槽39a的尺寸为a、从该凹槽39a到另一凹槽39b的尺寸为b时，a＞b。此外，在图36(e)中，3个凹槽39a、39b、39c相对于轴心倾斜。

因此，即使是图36(a)、(b)、(c)、(d)、(e)所示的种种形状的凹槽39，在用凸部35形成凹部36时，该凹部36沿长度方向(轴向)是不连续的，而是断续的。因此，将轴5压入内圈2的轴孔22中时产生的挤出部(压出部)45在该凹部36的断续部被切断。可实现与图1所示结构同样的作用效果。特别是，如图36(d)所示，通过扩大到压入始端侧的凹槽39a的尺寸，非常容易进行扭转，可确保应力集中范围(从压入始端到该始端侧的凹槽39a的范围)的花键强度(嵌合强度)。此外，即使是轴5侧所形成的凹槽70，也可采用图36(a)、(b)、(c)、(d)、(e)所示的种种形状。

另外，凹槽39、70可通过例如车削成形，所以，槽形状为通过普通的切断刀切削的形状。也可以采用仿形形状以能够以一次工序对凹槽形成面(内圈2的内径面37或轴5的外径面5b)及凹槽加工进行切削(即使是轴向的任意侧，都是可以的)。凹槽39、70的数量可任意增减。在上述实施方式中，凹槽39、70是独立的，但是，也可以以螺旋状连续地形成。

上述等速万向接头也均可以将外圈1、内圈2、球3及球笼4组成的结构要素通过随机匹配组装在一起，通过冷锻精加工形成外圈1的沟道槽9与内圈2的沟道槽11。

即，为了将PCD间隙等限制在规定值的范围内，不进行从多个外圈1、内圈2、球3及球笼4中选择该外圈1、内圈2、球3及球笼4组成的结构要素以进行组合的选择组合，而是将通过冷锻精加工形成有沟道槽9、11的外圈1及内圈2通过任意组合匹配来制作。

这样，由于各结构要素通过随机匹配进行组合，外圈1的沟道槽9或内圈2的沟道槽11任何一个通过冷锻精加工形成，由此，只进行冷锻精加工，而不需要切削或热处理后的研磨精加工，所以可实现等速万向接头的低成本化。

为了将PCD间隙等限制在规定值的范围内，还可以选择上述外圈1、内圈2、球3及球笼4组成的结构要素进行组装，在这种情况下，容易将PCD间隙等限制在规定值的范围内，将各结构要素之间的松动抑制在必要的最小限度。

这里，在内圈2的内径轴孔22与轴5之间的凹凸嵌合结构M中，在径向与圆周方向上不会形成产生松动的间隙，且上述至少任意一个沟道通过冷锻精加工形成。在具有上述外圈1和内圈2的等速万向接头中，优选将由外圈1的沟道槽9和与之配合的内圈2的沟道槽11形成的球沟道的PCD间隙规定在-0.02～+0.3mm。如果采用这样的结构，就可以将外圈1、内圈2、轴5、球3及球笼4组成的各结构要素之间的松动抑制在必要的最小限度。

随机匹配组装在一起的等速万向接头可以是图39所示的底切式等速万向接头或图40所示的DOJ型等速万向接头。

在上述各实施方式中，在轴5侧形成构成凸部35的花键41，并对该轴5的花键41进行硬化处理，内圈2的内径面未硬化(未加工)，但是，与此相对，也可以如图41、图42所示，在内圈2的轴孔22的内径面上形成进行了硬化处理的花键61(由凸条61a和凹条61b构成)，且对轴5不进行硬化处理。另外，花键61也是采用作为公知公用方法的拉削加工、切削加工、冲压加工、拉拔加工等各种加工方法形成。此外，作为热硬化处理，可采用高频淬火、渗碳淬火等种种热处理。

在这种情况下，凸部35的突出方向中间部位与凹部形成前的凹部形成面(轴5的外径面)的位置对应。即，连接花键61的凸条61a即凸部35的顶点的圆的最小直径(凸部35的最小内径尺寸)D4设定成小于轴5的外径尺寸D3，连接花键61的凹条61b的底的圆的最小外径尺寸(凸部间的轴孔内径面的内径尺寸)D5设定成大于轴5的外径尺寸D3。即，D4＜D3＜D5。

在这种情况下，如果将轴5压入内圈2的轴孔22中，则可以借助于内圈2侧的凸部35，在轴5的外径面5b上形成凸部35进行嵌合的凹部36。由此，内圈2侧的凸部35和轴5的凹部36的嵌合接触部位38的整个区域构成紧密接触的嵌合状态。

在此，凸部35和轴5的凹部36的嵌合接触部位38是图42所示的范围B，也就是截面中的山形的从中腹部到山顶的范围。此外，在周向的相邻凸部35之间，在轴5的外周面的外径侧形成间隙C。

在这种情况下，由于通过压入形成挤出部，所以，优选设置容纳该挤出部的凹陷部。挤出部与图10所示的结构不同，是在轴侧形成的，所以，在内圈2侧设置凹陷部。

这样，也可以在该内圈2侧形成凹凸嵌合结构M的凸部35，在轴5的端部设置压入内圈2时对其外径尺寸调心的凸边部。这样，可进行高精度压入。另外，也可以在内圈2侧设置发挥防脱功能的锯齿状等的凹凸部。

图39的底切式等速万向接头(UJ)，详细地说，包括：在内球面(内周面)71上以圆周方向等间隔地沿轴向形成多个沟道槽72的作为外侧接头部件的外圈73；在外球面(外周面)74上以圆周方向等间隔地沿轴向形成与外圈73的沟道槽72成对的多个沟道槽75的作为内侧接头部件的内圈76；介于外圈73的沟道槽72与内圈76的沟道槽75之间并进行扭矩传递的多个球77；以及介于外圈73的内球面71与内圈76的外球面74之间并保持作为扭矩传递部件的球77的球笼78。

上述外圈73的沟道槽72，由沟道槽底为圆弧部的里侧沟道槽72a和沟道槽底为与外圈轴线平行的笔直部的开口侧沟道槽(直槽)72b构成。此外，内圈76的沟道槽75，由沟道槽底为与外圈轴线平行的笔直部的里侧沟道槽75a和沟道槽底为圆弧部的开口侧沟道槽75b构成。

图40所示的DOJ型等速万向接头，详细地说，包括：在圆筒状内周面84上以圆周方向等间隔地形成沿轴向延伸的多个直线状沟道槽82的作为外侧接头部件的外圈80；在球面状外周面94上以圆周方向等间隔地形成与外圈80的沟道槽82成对并沿轴向延伸的多个直线状沟道槽92的作为内侧接头部件的内圈90；介于外圈80的沟道槽82与内圈90的沟道槽92之间并传递扭矩的多个球100；以及介于外圈80的圆筒状内周面84与内圈90的球面状外周面94之间并保持球100的球笼101。

在图39所示的底切式等速万向接头(UJ)和图40所示的DOJ型等速万向接头中，将外圈73、80、内圈76、90、球77、100及球笼78、101组成的结构要素通过随机匹配组装在一起。进一步，将外圈73、80的沟道槽72、82及内圈76、90的沟道槽75、92通过冷锻精加工形成。此外，将外圈73、80的沟道槽72、82和与之配合的内圈76、90的沟道槽75、92所形成的球沟道的PCD间隙规定在-0.02～+0.3mm。再者，作为外圈63、80的沟道槽72、82及内圈76、90的沟道槽75、92的横截面形状，可以是与球100角接触的尖拱形状。

图39所示的底切式等速万向接头(UJ)和图40所示的DOJ型等速万向接头，如上述实施方式所述，在内圈76、90上以上述凹凸嵌合结构M来结合轴5。作为该凹凸嵌合结构M，可采用上述图2及图3、图6、图7、图13等各种结构。此外，如图10至12所示，可以设置用于容纳因压入进行的凹部形成所产生的挤出部的凹陷部，还可以在凹陷部的凸部相反侧设置与内侧接头部件的轴孔进行调心用的凸边部。

因此，不论是图39所示的底切式等速万向接头(UJ)，还是图40所示的DOJ型等速万向接头，都可以实现与上述实施方式同样的作用效果。

以上，虽然说明了本发明的实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式，可以是各种变形。例如，作为凹凸嵌合结构的凸部35的形状，在上述图3所示的实施方式中为截面三角形，在图6所示的实施方式中为截面梯形(富士山形状)，但是，也可以采用除此以外的半圆形状、半椭圆形状、矩形等其他各种形状，凸部35的面积、个数、周向配设间距等可任意地变更。即，不需要形成花键41、61并以该花键41、61的凸部(凸齿)41a、61a构成凹凸嵌合结构M的凸部35，而是可以采用键类的结构，或者是形成曲线状波形配合面的结构。重要的是，只要能够将沿轴向配设的凸部35压入对方侧，用凸部35在对方侧上形成与该凸部35紧密接触地嵌合的凹部36，凸部35和与之对应的凹部36的嵌合接触部位38在整个区域紧密接触，并且能够在内圈2与轴5之间传递旋转扭矩即可。

此外，作为内圈2的轴孔22也可以是圆孔以外的多边形孔等异形孔，嵌插到该轴孔22中的轴5的端部5a的截面形状也可以是圆形截面以外的多边形等异形截面。因此，例如，可以将内圈2的轴孔22做成圆孔，将轴5的端部5a的截面形状做成圆形以外的多边形，将其边缘部构成上述凸部35。

作为凹陷部50的形状，在上述实施方式中，其周向槽51是将花键相反侧的侧面51b做成从槽底51c向花键相反侧扩径的锥面。可是，并不一定要做成锥面。重要的是，只要能够容纳(收容)所产生的挤出部45就可以，因此，作为凹陷部50的容量只要能够与所产生的挤出部45对应就可行。

在设置凹凸部55的情况下，在图7中，是设置在花键41的轴向中间部，但也可以设置在花键41的轴端面侧，或者相反地设置在轴端面相反侧，进而，还可以设置在花键41的轴向全长上。此外，各凹凸部55的凸部(凸齿)55a的个数和形状是任意的，即，作为凹凸部55，可以设置在全部凸部35上，也可以设置在全部凸部35中任意的凸部35上。如图10等所示，在具有凹陷部50的轴5上也可以设置凹凸部55。另外，在实施方式中，虽然在构成凸部35的花键41的凸部41a上设置有凹凸部55，但是，也可以在花键41的凹部41b上设置凹凸部55。

此外，在上述实施方式中，对凸部35进行热硬化处理，凸部对应侧为未硬化部位，凸部35的硬度大于形成凹部的部位，但是，只要能够保持硬度差，既可以对两者进行热处理，也可不对两者进行热处理，进一步，由于压入时只要凸部35的压入始端部硬度高于形成凹部36的部位即可，所以，没有必要使凸部35整体的硬度提高。进一步，在图3等虽然形成有间隙40，但是，也可以直到凸部35之间的凹部陷入内圈2的内径面37。另外，作为凸部35侧和用凸部35形成的凹部形成面侧的硬度差，优选如上所述为以HRC表示的30点以上。但是，只要凸部35能压入，不到30点也可以。作为上述热处理方法，可采用例如高频淬火、渗碳淬火，调质、正火等。在压入时用轴5的凸部35在内圈2的内径面上形成凹部36的情况下，当在内圈2进行渗碳淬火时，通过对内径面进行防碳处理，很容易在内圈2的内径面上形成比轴5的凸部35硬度低的层。此外，在压入时用内圈2的内径凸部35在轴5上形成凹部36的情况下，通过对轴5进行正火处理或调质处理，可确保轴5的扭转强度，使轴5的外径面硬度低于内圈2的内径凸部35的硬度。

凸部35的端面(压入始端)在本实施方式中是相对于轴向垂直的面，但是，也可以相对于轴向以规定角度倾斜。在这种情况下，可以从内径侧朝向外径侧并向凸部相反一侧倾斜或向凸部侧倾斜。另外，在压入凸部35时，可以将形成凹部36的一侧固定，使形成凸部35的一侧移动，也可以相反地，将形成凸部35的一侧固定，将形成凹部36的一侧移动，也可以将两者移动。

Claims (25)

1.一种等速万向接头，包括：外侧接头部件；内插到外侧接头部件中的内侧接头部件；以及介于外侧接头部件与内侧接头部件之间进行扭矩传递的扭矩传递部件，该等速万向接头的特征在于，

具有连接内侧接头部件与嵌插在内侧接头部件的轴孔中的轴的凹凸嵌合结构，所述凹凸嵌合结构是将设置在轴的外径面与内侧接头部件的轴孔内径面的任意一方上的沿轴向延伸的凸部沿轴向压入另一方中，在该另一方上用凸部形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部，凹部具有被凸部压出而形成的部分或通过切削而形成的部分，内侧接头部件和轴的任意一方的凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

2.根据权利要求1所述的等速万向接头，其特征在于，在所述内侧接头部件的外径侧通过高频淬火形成硬化层，并使内侧接头部件的内径侧为未淬火状态，在所述凹凸嵌合结构中，轴外径面的凸部和与该凸部嵌合的内侧接头部件的轴孔内径面的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

3.根据权利要求1所述的等速万向接头，其特征在于，构成为下述的凹凸嵌合结构：在轴的外径面上设置有沿轴向延伸的凸部，并在内侧接头部件的轴孔内径面上设置有沿圆周方向的凹槽，将轴压入内侧接头部件的轴孔中，利用轴的凸部，在内侧接头部件的轴孔内径面上沿轴向断续地形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部，轴的凸部和内侧接头部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

4.根据权利要求1所述的等速万向接头，其特征在于，构成为下述的凹凸嵌合结构：在内侧接头部件的轴孔内径面上设置有沿轴向延伸的凸部，并在轴的外径面上设置有沿圆周方向的凹槽，将轴压入内侧接头部件的轴孔中，利用内侧接头部件的凸部，在轴的外径面上沿轴向断续地形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部，内侧接头部件的凸部和轴的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的等速万向接头，其特征在于，所述等速万向接头包括：在内径面上形成有沿轴向延伸的多个沟道槽的作为外侧接头部件的外圈；在外径面上形成有沿轴向延伸的多个沟道槽的作为内侧接头部件的内圈；配置在由所述外圈的沟道槽和所述内圈的沟道槽配合形成的球沟道中的扭矩传递球；以及具有用于保持所述扭矩传递球的兜孔的球笼，

所述扭矩传递部件使用扭矩传递球。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的等速万向接头，其特征在于，所述等速万向接头是十字槽型等速万向接头，包括：在内径面上交替设置有相对轴线向周向的一方扭转的沟道槽和向周向的另一方扭转的沟道槽的作为外侧接头部件的外圈；在外径面上交替设置有与外圈的沟道槽成对地形成球沟道且与所述外圈的各沟道槽成对的沟道槽的作为内侧接头部件的内圈；以及保持扭矩传递球的球笼，

所述扭矩传递部件使用扭矩传递球。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的等速万向接头，其特征在于，包括：形成有具有面向圆周方向的滚子导向面的3条沟道槽的外侧接头部件；具有沿半径方向突出的三根脚轴的作为内侧接头部件的三角架型部件；以及可自由旋转地外嵌合在所述脚轴上并插入所述沟道槽中的作为扭矩传递部件的滚子，

所述滚子能够沿所述滚子导向面在外侧接头部件的轴向上移动。

8.根据权利要求5所述的等速万向接头，其特征在于，所述外侧接头部件的沟道槽和内侧接头部件的沟道槽的任一方通过冷锻精加工形成，由所述外侧接头部件、内侧接头部件、扭矩传递球及球笼组成的结构要素通过随机匹配而组装在一起，并且，通过凹凸嵌合结构将内侧接头部件与嵌插在内侧接头部件的轴孔中的轴连接在一起，内侧接头部件和轴的任一方的凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

9.根据权利要求5所述的等速万向接头，其特征在于，所述外侧接头部件的沟道槽和内侧接头部件的沟道槽的任一方通过冷锻精加工形成，为了将PCD间隙限制在规定值的范围内，将由所述外侧接头部件、内侧接头部件、扭矩传递球及球笼组成的结构要素有选择地组装在一起，并且，通过凹凸嵌合结构将内侧接头部件与嵌插在内侧接头部件的轴孔中的轴连接在一起，内侧接头部件和轴的任一方的凸部和与该凸部嵌合的对方部件的凹部的嵌合接触部位的整个区域是紧密接触的。

10.根据权利要求8或9所述的等速万向接头，其特征在于，所述等速万向接头为固定式，使多个所述扭矩传递球介于外侧接头部件的沟道槽与内侧接头部件的沟道槽之间，通过介于外侧接头部件的内径面与内侧接头部件的外径面之间的所述球笼保持所述扭矩传递球，

各沟道槽的整个区域为曲线状。

11.根据权利要求8或9所述的等速万向接头，其特征在于，所述等速万向接头是固定式，使多个所述扭矩传递球介于外侧接头部件的沟道槽与内侧接头部件的沟道槽之间，通过介于外侧接头部件的内径面与内侧接头部件的外径面之间的所述球笼保持所述扭矩传递球，

各沟道槽的一侧端部为与轴线平行的笔直状。

12.根据权利要求8或9所述的等速万向接头，其特征在于，所述等速万向接头是滑动式，外侧接头部件的内径面形成为圆筒状，内侧接头部件的外径面形成为球面状，使多个所述扭矩传递球介于所述外侧接头部件的沟道槽与内侧接头部件的沟道槽之间，通过介于所述外侧接头部件的圆筒状内径面与内侧接头部件的球面状外径面之间的所述球笼保持所述扭矩传递球。

13.根据权利要求8或9所述的等速万向接头，其特征在于，由所述外侧接头部件的沟道槽和与之配合的内侧接头部件的沟道槽形成的所述球沟道的PCD间隙为-0.02～+0.3mm。

14.根据权利要求8或9所述的等速万向接头，其特征在于，所述外侧接头部件的沟道槽以及内侧接头部件的沟道槽的横截面形状是与所述扭矩传递球进行角接触的尖拱形状。

15.根据权利要求1所述的等速万向接头，其特征在于，在轴上设置有凸部，并至少使该凸部的轴向端部的硬度高于内侧接头部件的轴孔内径部的硬度，将所述轴从凸部的轴向端部侧压入内侧接头部件的轴孔中，由此用该凸部在内侧接头部件的轴孔内径面上形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部。

16.根据权利要求1所述的等速万向接头，其特征在于，在内侧接头部件的轴孔内径面上设置有凸部，并至少使该凸部的轴向端部的硬度高于轴的外径部的硬度，将所述内侧接头部件侧的凸部从其轴向端部侧压入轴中，由此用该凸部在轴外径面上形成与该凸部紧密接触地嵌合的凹部。

17.根据权利要求15所述的等速万向接头，其特征在于，伴随因所述压入而产生的凹部的形成，形成挤出部，在轴上设置有用于容纳该挤出部的凹陷部。

18.根据权利要求16所述的等速万向接头，其特征在于，伴随因所述压入而产生的凹部的形成，形成挤出部，在内侧接头部件的轴孔内径面上设置有用于容纳该挤出部的凹陷部。

19.根据权利要求17所述的等速万向接头，其特征在于，将容纳所述挤出部的凹陷部设置在轴的凸部的压入开始端一侧，并且，在凹陷部的凸部相反侧设置有与内侧接头部件的轴孔进行调心用的凸边部。

20.根据权利要求15、17或19所述的等速万向接头，其特征在于，凸部的突出方向的任一部位与凹部形成前的凹部形成面的位置对应，将连接设置在轴外径上的多个凸部的顶点的圆弧最大直径尺寸设定为大于内侧接头部件的轴孔内径尺寸，并将相邻凸部之间的轴外径面的最大外径尺寸设定为小于内侧接头部件的轴孔内径尺寸。

21.根据权利要求16或18所述的等速万向接头，其特征在于，凸部的突出方向的任一部位与凹部形成前的凹部形成面的位置对应，将连接轴孔的多个凸部的顶点的圆弧最小直径尺寸设定为小于轴的内侧接头部件嵌插部的外径尺寸，并将相邻凸部之间的轴孔内径面的最小内径尺寸设定为大于轴的内侧接头部件嵌插部的外径尺寸。

22.根据权利要求1～4中任一项所述的等速万向接头，其特征在于，将凸部的突出方向中间部位的周向厚度设定为小于周向相邻凸部之间的与所述中间部位对应位置的周向尺寸。

23.根据权利要求1～4中任一项所述的等速万向接头，其特征在于，将凸部的突出方向中间部位的周向厚度总和设定为小于在周向相邻凸部之间嵌合的对方侧凸部的与所述中间部位对应位置的周向厚度的总和。

24.根据权利要求1～4中任一项所述的等速万向接头，其特征在于，在所述凸部侧的轴向至少一部分上设置有沿轴向的凹凸部。

25.根据权利要求24所述的等速万向接头，其特征在于，以锯齿状形成所述凸部侧的沿轴向的凹凸部。

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