CN102046995A - 固定型等速万向接头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够减小对接头效率带来的影响的“沿轴向压出滚珠的力”，且比以往产品更确保滚珠槽深，并同时提高性能的固定型等速万向接头。其为外侧接头构件的引导槽(22)的中心相对于内径面(21)的球面中心、内侧接头构件的引导槽(25)的中心相对于外径面(24)的球面中心分别偏离的固定型等速万向接头。偏离量F与连结引导槽(22、25)的中心和滚珠(27)的中心的线段的长度PCR的比(F/PCR)为0.045～0.065。连结保持器(28)的外径面的中心和滚珠的中心的线段与连结外侧接头构件的引导槽的中心和滚珠的中心的线段所成的角度为αt，连结保持器的外径面的中心和滚珠的中心的线段与连结接头中心和滚珠的中心的线所成的角度为αc，将上述的角度相加后的角度为α时的比率(αt/α)为0.045～0.065。

Description

固定型等速万向接头
技术领域
本发明涉及固定型等速万向接头，详细地说，涉及在机动车或各种工业用机械的动力传动系统中使用且在驱动侧与从动侧的两轴间允许角度变位的固定型等速万向接头。
背景技术
例如，作为从机动车的发动机向车轮等速传递旋转力的机构而使用的等速万向接头的一种有固定型等速万向接头。该固定型等速万向接头具备连结驱动侧和从动侧的两轴而使该两轴即使采用动作角也能够等速传递旋转转矩的结构。通常作为上述的固定型等速万向接头，如专利文献1及专利文献3中记载所示，周知有球笼式(BJ)、免根切式(UJ)。
例如，如图7所示，免根切式(UJ)的固定型等速万向接头具备：在内径面1沿圆周方向等间隔地沿着轴向形成有多个引导槽2的作为外侧接头构件的外圈3；在外径面4沿圆周方向等间隔地沿着轴向形成有与外圈3的引导槽2成对的多个引导槽5的作为内侧接头构件的内圈6；夹在外圈3的引导槽2与内圈6的引导槽5之间来传递转矩的多个滚珠7；夹在外圈3的内径面1与内圈6的外径面4之间来保持滚珠7的保持架8。在保持架8上沿周向配置有多个收容滚珠7的窗部9。
外圈3的引导槽2的槽底由开口侧的直线部2a(与外圈3的轴线方向平行的直线部)和里侧的圆弧部2b构成。内圈6的引导槽5的槽底由开口部侧的圆弧部5a和里侧的直线部5a(与内圈6的轴线方向平行的直线部)构成。
在该情况下，外圈3的引导槽2的曲率中心O1相对于内径面1的球面中心O3、内圈6的引导槽5的中心O2相对于外径面4的球面中心O4分别沿轴向向相反侧偏离等距离F。
另外，如图8所示，球笼式(BJ)的固定型等速万向接头具备：在内径面11沿圆周方向等间隔地沿着轴向形成有多个引导槽12的作为外侧接头构件的外圈13；在外径面14沿圆周方向等间隔地沿着轴向形成有与外圈13的引导槽12成对的多个引导槽15的作为内侧接头构件的内圈16；夹在外圈13的引导槽12与内圈16的引导槽15之间来传递转矩的多个滚珠17；夹在外圈13的内径面11与内圈16的外径面14之间来保持滚珠17的保持架18。在保持架18上沿周向配置有多个收容滚珠17的窗部19。
在该情况下，外圈13的引导槽12及内圈16的引导槽15的槽底分别仅由圆弧部构成。内圈16的引导槽15的曲率中心O2及外圈13的引导槽12的曲率中心O1相对于接头中心O沿轴向向反向偏离等距离k、k。
通常，在机动车用中为了驱动其前轮的轮胎而使用的固定型等速万向接头(轮胎侧的等速万向接头)的直行状态下的动作角被设定得低(0～10deg左右)。在机动车转弯的情况下，根据转向角而采用大的动作角。若从通常的机动车的使用状况考虑，则需要采用大的转向角的情况(进入车库、十字路口等)的频率小，大半情况在直线状态＝低动作角下使用。因此，通过改善低动作角的固定型等速万向接头的效率(由摩擦引起的损失)，能够期待提高机动车的燃料利用率。
对于固定型等速万向接头的效率改善，如图11所示，存在通过使用小径的滚珠17，并且减小滚道偏离量k’(k’＜k)，从而实现高效率、紧凑的固定型等速万向接头的方法(专利文献1及专利文献2)。如此，通过采用小径滚珠、小滚道偏离，内圈16与滚珠17、外圈13与滚珠17的移动距离的差缩小，滚珠17与外圈13的引导槽12之间的滑动速度减少，效率提高。
即，对图8所示的等速万向接头与图11所示的小滚道偏离化的等速万向接头进行比较时，在图8所示的等速万向接头中，滚珠17的夹角为β，在图11所示的等速万向接头中，滚珠7的夹角为比夹角β小的β’。如图9和图12所示，沿轴向压出滚珠17的力从F减少成F’。通过减少沿轴向压出滚珠17的力，由滚珠17将保持架18压紧到内外圈的球面的力、即球面力减小，接触部的摩擦损失减少，从而效率提高。
图10表示图8所示的等速万向接头采用动作角(40deg)的情况，图13表示图11所示的等速万向接头采用动作角(40deg)的情况，线L1是外圈13与滚珠17的接触点的轨迹，线L2是内圈16与滚珠17的接触点的轨迹。
其中，图8是滚珠17为六个的情况，图11是滚珠为八个的情况，对上述情况的接触点轨迹的长度等进行比较，并将其结果记载于下面的表1中。
[表1]
接触点轨迹的长度
  八个滚珠   六个滚珠
  内圈   1   1.53
  外圈   1.06   1.61
  滚珠径比   1   1.25
  偏离量比   1   1.68
如该表1可知，与八个滚珠相比，六个滚珠的接触点轨迹的长度长。
专利文献1：日本特开平9-317784号公报
专利文献2：日本特开2003-4062号公报
若采用小径滚珠、小偏离的结构，则能够改善等速万向接头的效率，但考虑与强度方面的均衡时则在设计上存在界限。即，呈现出下面(A)(B)的违背的特征。
(A)滚珠径及偏离(滚道偏离)越小，效率越提高。然而，滚珠径过于小时，与其对应的引导槽变浅，输入大转矩时，滚珠容易上行到引导槽肩部，高角时的强度降低。(B)若偏离极其小，则对滚珠产生的夹角变小，结果控制滚珠的力不足，产生动作时的卡挂等动作不良。
如此，在以往的固定型等速万向接头中，滚珠小径化、小偏离化需要取得强度、动作性、效率三者间的均衡而进行设计，设计性变差。
然而，如上所述，偏离表现外、内圈的各球面中心到引导槽中心的距离。在上述专利文献1、2中，如图7所示，该偏离为F、连结外圈3的引导槽2的曲率中心O1或内圈6的引导槽5的曲率中心O2与滚珠7的中心O5的线段的长度为PCR时的比为R1(F/PCR)时，将R1设定为R1＝0.069～0.121的范围。
另外，在上述专利文献1中，保持器(保持架)8的外、内球面的中心位置相对于接头中心(滚珠中心)朝向轴向互相偏离等距离。该偏离量f的因子为R2(f/PCR)，将R2的范围设定为R2＝0～0.052的范围。
然而，偏离量过于大时，滚道槽变浅，在高动作角区域，允许载荷转矩降低，并且保持器的柱变细，保持器的强度降低。相反，偏离量过于小时，由于滚道载荷的增加导致耐久性的降低，进而最大动作角降低。如此，偏离量过大、过小都不优选，存在最适合范围。
由于偏离量的最适合范围因接头的尺寸而变化，因此需要在与表示接头的基本尺寸的关系上进行探求。在此，在上述专利文献中，从允许载荷转矩的确保、保持器强度的确保、滚道载荷的降低、耐久性的确保、最大动作角的确保的方面出发，使用比R1(＝F/PCR)，0.069≤R1≤0.121为最适合范围。
如此，即使为专利文献1、2中记载的情况，也能够提供确保必要强度且具有耐久性的效率性高的等速万向接头。然而，为了使接头载荷容量变大(滚道槽深度变深)，需要使偏离比上述专利文献中记载的偏离小。然而，这样减小滚道偏离时，根据上述(B)的理由，接头的动作性可能恶化。
发明内容
本发明鉴于上述课题，提供一种能够减小对接头效率带来的影响的“沿轴向压出滚珠的力”，且比以往产品更确保滚珠槽深并同时提高性能的固定型等速万向接头。
本发明的等速万向接头具备在内径面形成有多个引导槽的外侧接头构件、在外径面形成有多个引导槽的内侧接头构件、夹在所述外侧接头构件的引导槽与内侧接头构件的引导槽之间来传递转矩的多个滚珠、保持滚珠的保持器，所述固定型等速万向接头为外侧接头构件的引导槽的中心相对于内径面的球面中心、内侧接头构件的引导槽的中心相对于外径面的球面中心分别沿轴向向相反侧偏离等距离的固定型等速万向接头，其中，滚道偏离量为F、连结外侧接头构件的引导槽的中心或内侧接头构件的引导槽的中心与所述滚珠的中心的线段的长度为PCR时的F/PCR即R1为0.045≤R1≤0.065的范围，且连结保持器的外径面的中心或保持器的内径面的中心和滚珠的中心的线段与连结外侧接头构件的引导槽的中心或内侧接头构件的引导槽的中心和所述滚珠的中心的线段所成的角度为αt，连结保持器的外径面的中心或保持器的内径面的中心和滚珠的中心的线段与连结接头中心和滚珠的中心的线所成的角度为αc，将上述的角度相加后的角度为α时的αt/α即As为0.045≤As≤0.065。
根据本发明，能够使滚道偏离量变小，能够使保持器(保持架)的外径面的球面中心及保持器(保持架)的内径面的球面中心相对于接头中心互相朝向引导槽中心适当地偏离，能够在确保与以往产品同样的合计偏离量的同时使各引导槽的深度变深。如此，通过使各引导槽的深度变深，能够增大引导槽与滚珠的接触角(例如，33°～38°)。并且，通过附加保持器偏离(保持架偏离)，能够补偿由上述R1变小(滚道偏离小)引起的动作性降低的影响。
通过在滚珠表面随机地配置多个微小凹部(例如，大小为数10μm左右的微小凹部)，润滑流体将平滑面的接触部(与对方滚动面的接触部)迂回，在微小凹部增加油量并在接触面(钢球表面)内通过。即，微小凹部(微小油壶)作为钢球的表面与对方滚动面的保油效果而起作用。并且，通过使钢球的表面粗糙度接近对方滚动面的表面粗糙度而粗面化，能够可靠地形成钢球的表面与对方滚动面的接触面间的油膜层。
此时，设置有所述微小凹形形状的凹坑的表面的表面粗糙度Ra为0.03～1.0μm，优选Ra为0.05～0.15μm，表面粗糙度的参数SK值为-1.6以下，优选SK值为-4.9～-1.6，凹坑的面积比率可以为10～30％。
在此，表面粗糙度Ra是指从中心线折回粗糙度曲线并用微米(μm)表示由该粗糙度曲线与中心线得到的面积除以长度的值的参数。即，表面粗糙度Ra是指JISB0601-2001中规定的表面粗糙度参数的“高度方向的振幅平均参数”的算数平均粗糙度Ra。参数的SK值指粗糙度曲线的偏斜度(倾斜度)(ISO4287：1997)，是知道凹凸分布的非对称性的目标统计量，在高斯分布那样的对称分布中SK值接近零，削除凹凸的凸部的情况取负值，相反的情况取正值。
所述微小凹形形状的凹坑除了滚珠表面以外，还可以设置在内侧接头构件的引导槽的槽表面或外侧接头构件的引导槽的槽表面。滚珠表面、引导槽的槽表面的表面粗糙度Ra为0.03～1.0μm时，能够可靠地形成滚珠表面与引导槽的对方滚动面(引导面)的接触面间的油膜层。通过使表面粗糙度的参数SK值为-1.6以下，上述凹坑稳定而成为油积存部，即使被压缩，油向滑动方向、直角方向的渗漏也少，油膜形成优良，油膜形成状况良好，具有极力抑制表面损伤的效果。另外，通过使凹坑的面积比率为10～30％，能够在滚珠表面随机地设置多个保持润滑油的凹坑，能够实现稳定的低摩擦化。
设置有微小凹状的凹坑的表面通过滚磨加工形成，或通过喷丸或喷丸硬化而形成。所谓滚磨是在容器(滚筒)中放入被研磨物(工件)和研磨材料(介质)，通过滚筒的运动产生的工件与介质的相对摩擦除去飞边，进行带圆角等的表面加工的方法。喷丸是以除去切断、成形加工等时生成的飞边(突出)或热处理时产生的氧化皮(硬氧化被膜)而使表面洁净的目的进行的处理。喷丸硬化是向处理对象物的表面投射小粒子的处理，以在表面生成压缩的残留应力为目的，在使最表面产生塑性变形的条件下进行。因此，喷丸和喷丸硬化在强度等条件的方面差异很大。
因此，在为滚磨的情况下，通过选择滚磨机的旋转速度、加工时间、工件投入量、刀头的种类和尺寸等进行SK值的控制等。并且，在为喷丸或喷丸硬化的情况下，通过选择投射材料的种类(粒径、组成、密度、硬度、强度)、投射速度、投射角度、投射量等而进行。
作为等速万向接头，既可以是各引导槽的槽底具备圆弧部和直线部的免根切型，也可以是各引导槽的槽底仅由圆弧部构成的球笼型。
优选本发明的等速万向接头用于机动车的传动轴。
发明效果
根据本发明的等速万向接头，在本发明中，通过使引导槽深度变深，能够增大接头的载荷容量，能够提高耐久性和强度。并且，能够增大引导槽与滚珠的接触角，能够减少对引导槽的载荷，由此也能够提高耐久性和强度。并且，内圈与滚珠、外圈与滚珠的移动距离的差变小，接头效率提高。并且，通过附加保持架偏离，能够补偿由上述R1变小(滚道偏离小)引起的动作性降低的影响。
通过在滚珠表面或引导槽的槽表面随机地施加微小凹形形状的凹坑的效果，能够将润滑剂保持于微小凹形形状的凹坑部。因此，在滚道槽与滚珠的接触面能够维持更好的油膜层状态，因此通过接触的摩擦阻力的降低能够提高等速万向接头的效率。
免根切型和球笼型均可，能够构成对应于各种使用环境的各种类型的等速万向接头。因此，能够在机动车的传动轴中构成最适合的等速万向接头。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的固定型等速万向接头的剖视图。
图2是上述固定型等速万向接头的剖视图。
图3是表示上述固定型等速万向接头的滚珠与引导槽的关系的放大剖视图。
图4是表示上述固定型等速万向接头的滚珠的表面粗糙度的简图。
图5是本发明的钢球滚动结构的流体流动模型图。
图6A表示钢球的表面粗糙度与油膜参数的系数的变化，是接触部为椭圆或长圆形且滚动方向与加工方向一致时的说明图。
图6B表示钢球的表面粗糙度与油膜参数的系数的变化，是接触部为圆形时的说明图。
图6C表示钢球的表面粗糙度与油膜参数的系数的变化，是接触部为椭圆或长圆形且滚动方向与加工方向正交时的说明图。
图7是以往的固定型等速万向接头的剖视图。
图8是以往的另一固定型等速万向接头的剖视图。
图9是表示作用于上述图8的固定型等速万向接头的球的按压力的图。
图10是上述图8的固定型等速万向接头的采用了动作角的状态的剖视图。
图11是以往的另一固定型等速万向接头的剖视图。
图12是表示作用于上述图11的固定型等速万向接头的滚珠的按压力的图。
图13是上述图11的固定型等速万向接头的采用了动作角的状态的剖视图。
具体实施方式
以下，基于图1～图6，说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明的固定型等速万向接头具备在内径面21沿轴向形成有多个引导槽22的作为外侧接头构件的外圈23和在外径面24沿轴向形成有多个引导槽25的作为内侧接头构件的内圈26。并且，外圈23的引导槽22与内圈26的引导槽25成对，传递转矩的滚珠27夹在外圈23的引导槽22与内圈26的引导槽25之间。保持架(保持器)28夹在外圈23的内径面21与内圈26的外径面24之间，在沿该保持器28的周向以规定间距配设的多个窗部(凹槽)29中保持滚珠27。
外圈23的引导槽22由开口侧的直线部22a(与外圈轴线平行的直线部)和里侧的圆弧部22b构成。内圈26的引导槽25由开口侧的圆弧部25a和里侧的直线部25b(与外圈轴线平行的直线部)构成。因此，该固定型等速万向接头为免根切型。
如图2所示，外圈23的引导槽22的曲率中心O1从接头中心O沿轴向向外圈23的开口侧错开。另外，内圈26的引导槽25的曲率中心O2设置成从接头中心O沿轴向向与外圈23的引导槽22的曲率中心O1相反侧的里侧离开等距离。
保持器28的外径面28a的球面中心O3从接头中心沿轴向向开口侧略微错开。另外，保持器28的内径面28b的球面中心O4设置成从接头中心O沿轴向向与外径面28a的球面中心O3相反侧的里侧离开等距离f。即，球面中心O3的偏离量f为fo，球面中心O4的偏离量f为fi，而fo＝fi。曲率中心O1的偏离量(曲率中心O1与球面中心O3之间的尺寸)为Fo，曲率中心O2的偏离量(曲率中心O2与球面中心O4之间的尺寸)为Fi，而Fo＝Fi。
外圈23的引导槽22或内圈26的引导槽25为通过仅锻造加工或锻造加工后的切削加工等成形的哥特式拱状。如图3所示，通过形成为哥特式拱状，引导槽22、25与滚珠27角接触。即，因此滚珠27与外圈23的引导槽22通过两点C11、C12接触，与内圈26的引导槽25通过两点C21、C22接触。滚珠27的中心O5与各引导槽22、25的接触点C11、C12、C21、C22相对于通过滚珠27的中心O5和接头中心O的线段所成的角度为接触角α1。各接触点C11、C12、C21、C22的接触角α1全都相等，被设定为33°～38°。
如图1所示，滚道偏离量(偏离量)F(Fo)与连结外圈23的引导槽22的曲率中心O1和滚珠27的中心O5的线段mo的长度为PCR(PCRo)的比R1(Fo/PCRo)为0.045～0.065。另外，滚道偏离量(偏离量)F(Fi)与连结内圈26的引导槽25的曲率中心O2和滚珠27的中心O5的线段mi的长度为PCR(PCRi)的比R1(Fi/PCRi)为0.045～0.065。PCRo与PCRi相等。
另外，连结外圈23的引导槽22的曲率中心O1和滚珠27的中心O5的线段mo与连结保持器28的外径面28a的球面中心O3和滚珠27的中心O5的线段no所成的角度为αt，连结保持器28的外径面28a的球面中心O3和滚珠27的中心O5的线段no与连结接头中心O和滚珠27的中心O5的线L所成的角度为αc，将上述的角度相加后的角度为α时，As(αt/α)为0.045～0.065。连结外圈23的引导槽22的曲率中心O1和滚珠27的中心O5的线段mi与连结保持器28的外径面28a的球面中心O3和滚珠27的中心O5的线段no所成的角度为αt，连结保持器28的内径面28b的球面中心O4和滚珠27的中心O5的线段ni与连结接头中心O和滚珠27的中心O5的线L所成的角度为αc，将上述的角度相加后的角度为α时，As(αt/α)为0.045～0.065。
此外，在上述专利文献即图7所示的结构中，F/PCR为0.069～0.121。并且，f/PCR为0～0.052，由此As(αt/α)为0.66～1.00。
根据本发明，能够使滚道偏离量变小，能够使保持器(保持架)28的外径面28a的球面中心O3及保持器(保持架)28的内径面28b的球面中心O4相对于接头中心O互相朝向引导槽22、25的曲率中心O1、O2适当地偏离，能够在确保与以往产品同样的合计偏离量的同时使各引导槽22、25的深度变深。如此，通过使各引导槽22、25的深度变深，能够增大引导槽22、25与滚珠27的接触角(例如，33°～38°)α1。由此，能够增大接头的载荷容量，能够提高耐久性和强度。并且，能够增大引导槽22、25与滚珠27的接触角，能够减少对引导槽22、25的载荷，由此也能够提高耐久性和强度。并且，通过附加保持器偏离(保持架偏离)，能够补偿由上述R1变小(滚道偏离小)引起的动作性降低的影响。并且，内圈26与滚珠27、外圈23与滚珠27的移动距离的差变小，接头效率提高。并且，通过附加保持架偏离，能够补偿由上述R1变小(滚道偏离小)引起的动作性降低的影响。由此，能够维持效率性。
另外，如图4所示，在滚珠表面随机地形成有无数个大小为数10μm左右的微小凹部(凹坑)35。在该情况下，滚珠表面的表面粗糙度Ra为0.03～1.0μm，优选Ra为0.05～0.15μm。表面粗糙度的参数SK值为-1.6以下，优选SK值为-4.9～-1.6。并且，凹坑的面积比率为10～30％。
表面粗糙度Ra是指从中心线折回粗糙度曲线并用微米(μm)表示由该粗糙度曲线与中心线得到的面积除以长度的值的参数。即，表面粗糙度Ra是指JISB0601-2001中规定的表面粗糙度参数的“高度方向的振幅平均参数”的算数平均粗糙度Ra。参数的SK的值指粗糙度曲线的偏斜度(倾斜度)(ISO4287：1997)，是知道凹凸分布的非对称性的目标统计量，在高斯分布那样的对称分布中SK值接近零，削除凹凸的凸部的情况取负值，相反的情况取正值。
设置有微小凹状的凹坑35的表面通过滚磨加工形成，或通过喷丸或喷丸硬化而形成。所谓滚磨是在容器(滚筒)中放入被研磨物(工件)和研磨材料(介质)，通过滚筒的运动产生的工件与介质的相对摩擦除去飞边，进行带圆角等的表面加工的方法。喷丸是以除去切断、成形加工等时生成的飞边(突出)或热处理时产生的氧化皮(硬氧化被膜)而使表面洁净的目的进行的处理。喷丸硬化是向处理对象物的表面投射小粒子的处理，以在表面生成压缩的残留应力为目的，在使最表面发生塑性变形的条件下进行。因此，喷丸和喷丸硬化在强度等条件的方面差异很大。
优选对这样的加工表面进行WPC加工、凹凸加工、微小凹凸处理，更优选进行被称为微粒子喷丸强化、精密喷丸硬化的WPC处理。WPC处理是指将对用于目的的材质的微粒子与压缩性的气体混合而向金属成品的表面高速碰撞的表面改质处理。在该方法中，在处理对象的最表面反复进行速热、速冷。因此，形成微细并赋有韧性的致密的组织，形成高硬度化而强化表面，并同时能够通过使表面性状向微小凹凸变化而提高摩擦磨损特性。即，通过施加WPC处理，能够实现疲劳强度提高和滑动性提高。
除了作为微小凹凸的微小凹部(微小油壶)35以外为平坦面，没有方向性(等向性)，该部分的表面粗糙度与内圈26及外圈23的引导槽表面粗糙度同等。该微小凹部35能够通过最适合的介质、磨粒的选定而形成微细凹凸。在该情况下，通过改变表面的研磨条件，能够制作任意尺寸、任意个数的微小凹部35。该微小凹部35的深度例如约为1μm左右。即，在为滚磨的情况下，通过选择滚磨机的旋转速度、加工时间、工件投入量、刀头的种类和尺寸等进行SK值的控制等。并且，在为喷丸或喷丸硬化的情况下，通过选择投射材料的种类(粒径、组成、密度、硬度、强度)、投射速度、投射角度、投射量等进行。
然而，在形成图6所示的润滑流体流动模型时，润滑流体的流动中，与图6A所示的状态相比，图6B及图6C所示的状态阻力大，存在于接触内部的流体的量增加。因此，滚动接触面的油膜厚度增加。在图6A、图6B及图6C中，剖面线部表示由于弹性变形产生的接触部40a、40b、40c，虚线的箭头表示润滑流体的流动。图6A及图6C所示的接触部40a、40c为椭圆或长圆状。图6B所示的接触部40b为圆形形状。另外，图6A表示滚动方向与加工面的加工方向相同的情况，图6C表示滚动方向与加工面的加工方向成直角的情况。
若将该润滑流体流动模型应用于上述等速万向接头，则能够由图5所示的模型表示。在图5中，剖面线部表示弹性接触部36，网状线表示微小凹部35，虚线的箭头表示流体的流动。在该情况下，滚动方向为附图上的从左向右，润滑流体将平滑面的接触部迂回，在微小凹部35增加油量并在滚珠表面上流动。因此，能够形成油膜。
如此，通过在滚珠27(钢球)的表面随机地配置大小为数10μm左右的多个的微小凹部35，润滑流体将平滑面的接触部(与外圈23及内圈26的引导槽表面的接触部)迂回，在微小凹部35增加油量并在滚珠表面上通过。即，微小凹部(微小油壶)35作为滚珠27的表面与引导槽表面的保油效果而起作用。
另外，通过在钢球(滚珠27)的表面随机地配置大小为数10μm左右的多个的微小凹部35，润滑流体将平滑面的接触部(与外圈23及内圈26的引导槽表面的接触部)迂回，在微小凹部35增加油量并在滚珠表面上通过。即，微小凹部(微小油壶)35作为滚珠27的表面与引导槽表面的保油效果而起作用。
并且，通过使滚珠表面的表面粗糙度Ra为0.03～1.0μm，能够可靠地形成滚珠表面与对方滚动面(引导槽)的接触面间的油膜层。通过使表面粗糙度的参数SK值为-1.6以下，上述凹坑稳定而成为油积存部，即使被压缩，油向滑动方向、直角方向的渗漏也少，油膜形成优良，油膜形成状态良好，具有极力抑制表面损伤的效果。另外，通过使凹坑的面积比率为10～30％，能够在滚珠表面随机地设置多个保持油的凹坑，能够实现稳定的低摩擦化。
因此，也可以在滚珠表面不设置发挥微小油壶效果的凹坑35，而在外圈23的引导槽22或内圈26的引导槽25的槽表面设置上述的凹坑35。在该情况下也随机地设置多个微小凹形形状的凹坑，并且使凹坑的表面粗糙度Ra为0.03～1.0μm，优选Ra为0.05～0.15μm。使表面粗糙度的参数SK值为-1.6以下，优选SK值为-4.9～-1.6。并且，使凹坑的面积比率为10～30％。
如此，即使在外圈23的引导槽22或内圈26的引导槽25的槽表面设置凹坑35也能够起到与在滚珠表面上设置凹坑35时同样的作用效果。
通过在滚珠表面或滚道表面(引导槽表面)随机地施加微小凹形形状的凹坑的效果，能够将润滑剂保持于微小凹形形状的凹坑部。因此，在引导槽22、25与滚珠27的接触面能够维持更好的油膜层状态，因此通过接触的摩擦阻力的降低能够提高等速万向接头的效率。
外圈23的引导槽22和内圈26的引导槽能够通过仅锻造加工或锻造加工后的切削加工等成形，因此内圈26或外圈23的引导槽成形不用任何特别的方法就能够简单地进行。
另外，上述实施方式为免根切型等速万向接头，但作为另一实施方式，也可以是滚道槽的槽底仅由圆弧状形成的球笼式(球笼式)等速万向接头。
如此，本发明的等速万向接头能够构成与各种使用环境对应的各种类型的等速万向接头。因此，能够在机动车的传动轴中构成最适合的等速万向接头。尤其是在具备八个以上的转矩传递滚珠的等速万向接头中，能够确保强度、载荷容量及耐久性，并同时实现进一步的紧凑化、轻量化。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限定为上述实施方式而能够进行各种变形，例如，作为设置凹坑35的部位，既可以仅为滚珠表面，也可以仅为外圈23的引导槽22，还可以仅为内圈26的引导槽25，或者既可以为滚珠表面及外圈23的引导槽22，也可以为滚珠表面及内圈26的引导槽25，还可以为外圈23的引导槽22及内圈26的引导槽25，还可以为滚珠表面、外圈23的引导槽22及内圈26的引导槽25。
作为等速万向接头，为了实现接头动作角的高角化，如实施方式所示，既可以是引导槽底分别具备圆弧部和直线部的免根切型，也可以是免根切型的直线部分呈锥形形状的类型。另外，既可以引导槽底分别具备曲率半径不同的多个圆弧部，也可以使外圈的引导槽的曲率中心及内圈的引导槽的曲率中心分别比接头轴线更向径向偏离(径向的偏离)。并且，引导槽的周向配设间距既可以为等间距，也可以为不等间距，滚珠个数的增减也任意。
实施例1
如下面的表2所示，进行F/PCR为0.069～0.121且As(αt/α)为0.66～1.00的以往产品和F/PCR为0.045～0.065的范围且αt/α为0.045～0.065的本发明产品的性能评价。
[表2]
  R1：F/PCR   As：αt/α
  本发明产品   0.045～0.065   0.45～0.65
  以往产品   0.069～0.121   0.66～1.00
在表3中表示其结果。该表3将对以往产品的改善程度数值化。由该结果可知，本发明产品的强度、耐久及效率数值大，这些表现出比以往产品改善。
[表3]
  以往产品   本发明产品
  强度   1   1.2
  耐久   1   2.0
  效率   1   1.03
实施例2
与上述表2所示的本发明产品同样，进行F/PCR为0.045～0.065的范围、αt/α为0.045～0.065、并且在滚珠表面随机地配置有多个微小凹部35的本发明产品2的性能评价。在该情况下，凹坑的表面粗糙度Ra为0.03～1.0μm，凹坑的表面粗糙度的参数SK值为-1.6以下，并且凹坑的面积比率为10～30％。
在表4中表示其结果。该表4与上述表3同样，将对以往产品的改善程度数值化。由该结果可知，本发明产品的强度、耐久及效率数值大，这些表现出比以往产品改善，尤其改善了效率。
[表4]
  以往产品   本发明产品
  强度   1   1.2
耐久 1 2.0
  效率   1   1.2
工业实用性
可以是引导槽底分别具备圆弧部和直线部的免根切型，也可以是免根切型的直线部分呈锥形形状的类型。另外，既可以是槽底分别具备曲率半径不同的多个圆弧部类型，也可以使外圈的引导槽的曲率中心及内圈的引导槽的曲率中心分别比接头轴线更向径向偏离(径向的偏离)的类型。
符号说明：
21内径面
22、25引导槽
24外径面
27滚珠
28保持器
28a外径面
28b内径面
35微小凹部

Claims (14)

1.一种固定型等速万向接头，其具有在内径面形成有多个引导槽的外侧接头构件、在外径面形成有多个引导槽的内侧接头构件、夹在所述外侧接头构件的引导槽与内侧接头构件的引导槽之间来传递转矩的多个滚珠、保持滚珠的保持器，所述固定型等速万向接头为外侧接头构件的引导槽的中心相对于内径面的球面中心、内侧接头构件的引导槽的中心相对于外径面的球面中心分别沿轴向向相反侧偏离等距离的滚道偏离型的固定型等速万向接头，所述固定型等速万向接头的特征在于，
滚道偏离量为F、连结外侧接头构件的引导槽的中心或内侧接头构件的引导槽的中心与所述滚珠的中心的线段的长度为PCR时的F/PCR即R1为0.045≤R1≤0.065的范围，且连结保持器的外径面的中心或保持器的内径面的中心和滚珠的中心的线段与连结外侧接头构件的引导槽的中心或内侧接头构件的引导槽的中心和所述滚珠的中心的线段所成的角度为αt，连结保持器的外径面的中心或保持器的内径面的中心和滚珠的中心的线段与连结接头中心和滚珠的中心的线所成的角度为αc，将上述的角度相加后的角度为α时的αt/α即As为0.045≤As≤0.065。
2.根据权利要求1所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
各引导槽与滚珠的接触角为33°～38°。
3.根据权利要求1或2所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
在滚珠表面设有微小凹形形状的凹坑。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
在内侧接头构件的引导槽的槽表面设有微小凹形形状的凹坑。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
在外侧接头构件的引导槽的槽表面设有微小凹形形状的凹坑。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
在滚珠表面、内侧接头构件的引导槽的槽表面及外侧接头构件的引导槽的槽表面设有微小凹形形状的凹坑。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
设有所述微小凹形形状的凹坑的表面的表面粗糙度Ra为0.03～1.0μm，表面粗糙度的参数SK值为-1.6以下，凹坑的面积比率为10～30％。
8.根据权利要求3～6中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
设有所述微小凹形形状的凹坑的表面的表面粗糙度Ra为0.05～0.15μm，表面粗糙度的参数SK值为-4.9～-1.6。
9.根据权利要求3～8中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
通过滚磨对所述凹坑的表面进行精加工。
10.根据权利要求3～8中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
通过喷丸对所述凹坑的表面进行精加工。
11.根据权利要求3～8中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
通过喷丸硬化对所述凹坑的表面进行精加工。
12.根据权利要求1～10中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
所述固定型等速万向接头为各引导槽的槽底具有圆弧部和直线部的免根切型。
13.根据权利要求1～10中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
所述固定型等速万向接头为各引导槽的槽底仅由圆弧部构成的球笼型。
14.根据权利要求1～12中任一项所述的固定型等速万向接头，其特征在于，
所述固定型等速万向接头用于机动车的传动轴。
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