CN102575718A - 动力传递用轴及装配体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够减小原料直径且能够抑制材料费及车床车削费，从而能够实现低成本的动力传递用轴(轴)及采用了这样的动力传递用轴的装配体。动力传递用轴具有端部的外花键(31)、在外花键(31)与其他构件的内花键(45)嵌合的状态下限制轴向上的压入的卡合用大径部(37)及护罩安装用的护罩槽(33)。在卡合用大径部(37)的外径尺寸为D2、外花键(45)的最大外径尺寸为D1及设有护罩槽(33)的护罩安装部(32)的外径尺寸为D4时，D2＜D1且D2＝D4。将卡合用大径部(37)及护罩安装部(32)的外径作为轴原料的直径，而始终保持为该轴原料的直径。

Description

动力传递用轴及装配体
技术领域
本发明涉及例如用于在机动车或各种工业机械的动力传递系统中使用的等速万向接头等的动力传递用轴(轴)及装配体。
背景技术
与等速万向接头连结的轴S1通常如图4所示，在端部形成有外花键1，且在距该外花键1规定尺寸的位置形成有护罩安装部2。
在护罩安装部2形成有周向的护罩槽3，在该护罩槽3的两开口部设有周向凸条4、5。另外，在护罩安装部2与外花键1之间设有小径部6。该小径部6设置成在等速万向接头取得工作角时，使轴S1与等速万向接头的外侧接头构件不干涉。在小径部6与外花键1之间设有如后所述与作为等速万向接头的内侧接头构件的内圈11的内花键卡合的卡合用大径部7。需要说明的是，在卡合用大径部7与小径部6之间设有锥形部8，在小径部6与护罩安装部2之间设有锥形部9。另外，在外花键1的端部(护罩安装部相反侧)设有周向槽10。
在这样的轴S1中，在外花键1的最大外径为D11、卡合用大径部7的外径尺寸为D12、小径部6的外径尺寸为D13及护罩安装部2的最大外径尺寸(周向凸条4、5的外径尺寸)为D14时，设定为D13＜D11＜D12＜D14。
这样设定的轴S1如图5所示嵌入到作为等速万向接头的内侧接头构件的内圈11中而一体化。内圈11在其外径面12设有沿着周向以规定间距配设的滚道槽13。另外，在该内圈11的孔部14的内径面设有内花键15。
在这种情况下，轴S1的端部沿着箭头A方向嵌入到内圈11的孔部14。在嵌入的作用下，轴S1的端部的外花键1与内圈11的内花键15嵌合。轴S1的嵌入进行至卡合用大径部7与内圈11的内花键15的终端(一端缘)卡合为止。
另外，在周向槽10中嵌接有挡圈16的状态下，将轴S1嵌入到内圈11的孔部14。在嵌入中，挡圈16被内花键15抑制而缩径，在卡合用大径部7与内圈11的内花键15的终端卡合的状态下，挡圈16扩径，而与设置在内圈11的孔部14的端部(与轴S1的嵌入前端部对应的端部)上的周向切口部17卡合。
由此，通过挡圈16来限制轴S1的箭头B方向的脱落，并通过卡合用大径部7来限制轴S1的箭头A方向的压入。因而，能够消除轴S1的轴向的位移。
近年来，在采用从旋转膨胀性或耐久性等方面考虑而大量使用的树脂护罩的情况下，考虑到密接性，在安装时为了咬入树脂护罩，而采用设有上述图4所示那样的周向凸条4、5的护罩槽3。相对于此，也有不设置图4所示那样的周向凸条4、5的情况(专利文献1)。这种情况下，在将护罩槽的形状作为规定的形状且在护罩槽的开口部设置边缘部来安装护罩时，使该边缘部咬入护罩中。
成形这样的轴S1时的轴原料直径根据与外花键直径、护罩槽直径的平衡来决定，在图4所示那样的现有的轴S1中，周向凸条4、5的外径或卡合用大径部7的外径成为最大径部。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3977975号公报
若考虑轴S1的成本，则轴的原料直径越小而材料费越便宜，能够实现低成本化。但是，在图4那样的现有的轴形状的情况下，在能够将护罩槽3的周向凸条4、5或护罩槽3的直径较小地设定时，轴肩部直径(卡合用大径部7的外径)成为最大。也就是说，在这种情况下，轴S1的原料直径根据护罩槽3的周向凸条4、5的直径或卡合用大径部7的直径来决定，无法成为更小的直径。由此，原料直径成为比较大的直径，而无法期望低成本化。另外，即便在未设置周向凸条4、5的情况下，由于卡合用大径部7的直径成为基准，故在这种情况下原料直径也成为比较大的直径，从而也无法期望低成本化。
发明内容
为此，本发明就是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于，提供能够减小原料直径且能够抑制材料费及车床车削费，从而能够实现低成本的动力传递用轴(轴)及采用了这样的动力传递用轴的装配体。
本发明的动力传递用轴是具有端部的外花键、在该外花键与其他构件的内花键嵌合的状态下限制轴向上的压入的卡合用大径部及护罩安装用的护罩槽的动力传递用轴，其特征在于，在所述卡合用大径部的外径尺寸为D2、所述外花键的最大外径尺寸为D1及设有所述护罩槽的护罩安装部的外径尺寸为D4时，D2＜D1且D2＝D4，并将所述卡合用大径部及护罩安装部的外径作为轴原料的直径，而始终保持为该轴原料的直径。
根据本发明的动力传递用轴，将卡合用大径部及护罩安装部的外径作为轴原料的直径，而始终保持为该轴原料的直径，且使卡合用大径部比端部的外花键的外径小。由此，与现有的轴相比，只要是外花键为相同的直径，则能够减小作为原料的最大径的部位(卡合用大径部)的直径。即，与现有相比能够较小设定原料直径，从而能够减小护罩槽及外花键的车床车削量。外花键通过滚轧或花键冲压加工来成形，能够成形为使外花键的凹条的内径比滚轧下径或冲压下径小且使外花键的凸条比滚轧下径或冲压下径大。由此，能够将端部的外花键的外径设定为比卡合用大径部的外径大。
可以将材质设为中碳钢。另外，可以将外花键设于两端部，且使各外花键也与固定式等速万向接头和滑动式等速万向接头中的任一项等速万向接头的内花键嵌合。
安装在所述护罩安装部的护罩能够采用树脂或橡胶作为其护罩材料。作为树脂可采用酯系、烯烃系、聚氨酯系、酰胺系、苯乙烯系等热可塑性弹性体。另外，作为橡胶可采用氯丁二烯橡胶等。
本发明的装配体是由所述动力传递用轴和等速万向接头的内侧接头构件组合而成的装配体，其使动力传递用轴的端部的外花键与设置在所述内侧接头构件的孔部的内径面上的内花键嵌合。在这种情况下，优选在所述内侧接头构件的内花键中，在与外花键和卡合用大径部之间的部位对应的位置设有避让部。
发明效果
在本发明的动力传递用轴中，能够减小原料直径且能够抑制轴的材料费及车床车削费，从而能够实现低成本化。动力传递用轴(轴)整体成为更接近平滑(平坦)的形状，因此，在实施热硬化处理时，热处理时热处理硬化层深度的向轴向的偏差变少，品质稳定。另外，作为材质也能够使用中碳钢，无需采用特殊的材质，从而能够以低成本提供稳定的动力传递用轴。外花键也能够与固定式等速万向接头和滑动式等速万向接头中的任一种等速万向接头的内花键嵌合，其通用性优越。
作为所使用的护罩，可以是树脂制，也可以是橡胶制，而能够应对各种材料的护罩。
本发明的装配体采用所述动力传递用轴，故能够抑制材料费及车床车削费，从而能够实现低成本化。另外，如果在内侧接头构件设置避让部的话，能够进一步实现轻量化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的动力传递用轴的侧视图。
图2是采用了上述图1所示的动力传递用轴的装配体的剖视图。
图3是表示装配体的变形例的剖视图。
图4是现有的动力传递用轴的侧视图。
图5是采用了现有的动力传递用轴的装配体的剖视图。
具体实施方式
以下，根据图1～图3对本发明的实施方式进行说明。
图1表示本发明所涉及的动力传递用轴(轴)。如图2所示，该轴S嵌入固定在作为等速万向接头的内侧接头构件的内圈41上，在其端部形成有外花键31，且在距该外花键31规定尺寸的位置形成有护罩安装部32。该轴S的材质为中碳钢。“碳钢”是铁和碳的合金。碳钢中的、C含量在约0.3[mass％]以下的称为“低碳钢”，约0.3～0.7[mass％]的称为“中碳钢”，约0.7[mass％]以上的称为“高碳钢”。
在护罩安装部32形成有周向的护罩槽33。这种情况下的护罩槽33不具有现有那样的周向凸条。另外，该护罩槽33的槽底包括花键侧的锥形部33a、花键相反侧的圆弧部33c及锥形部33a与圆弧部33c之间的直线部33b。由此，在护罩槽33的花键相反侧形成有边缘部，在省略图示的护罩安装在该护罩安装部32时，该边缘部咬入护罩而能够维持稳定的安装状态。
另外，在护罩安装部32与外花键31之间设有小径部36。该小径部36设置成在等速万向接头取得工作角时，使轴S与等速万向接头的外侧接头构件不干涉。在小径部36与外花键31之间设有卡合用大径部37。需要说明的是，在卡合用大径部37与小径部36之间设有锥形部38，且在小径部36与护罩安装部32之间设有锥形部39。另外，在外花键31的端部(护罩安装部相反侧)设有周向槽40。
在这种情况下，在外花键31的最大外径为D1、卡合用大径部37的外径尺寸为D2、小径部36的外径尺寸为D3及护罩安装部32的最大外径尺寸为D4时，设为D2＜D1且D2＝D4。即，将卡合用大径部37及护罩安装部32的外径作为轴原料的直径，而始终保持为该轴原料的直径。需要说明的是，D3＜D2。
外花键31通过滚轧或花键冲压加工来成形，能够成形为使外花键31的凹条31a的内径比滚轧下径(日语原文：転造下径)或冲压下径(日语原文：プレス下径)小且使外花键31的凸条31b比滚轧下径或冲压下径大。由此，即便原料直径比外花键31的最大外径小，但在形成该外花键31时，也能够将该外花键31的最大外径设定为比卡合用大径部37或护罩安装部32的外径大。
不过，如图2所述，在作为轴S所嵌入的等速万向接头的内侧接头构件的内圈41中，在其外径面42设有沿着周向以规定间距的方式配设的滚道槽43。另外，在该内圈41的孔部44的内径面设有内花键45。
在这种情况下，轴S的端部沿着箭头A方向嵌入到内圈41的孔部44。在嵌入的作用下，轴S的端部的外花键31与内圈41的内花键45嵌合。轴S的嵌入进行至卡合用大径部37与内圈41的内花键45的一方的锥状端缘45a卡合为止。即，卡合用大径部37的内圈孔部侧的端缘37a与该锥状端缘45a抵接。
另外，在周向槽40中嵌接有挡圈46的状态下，将轴S嵌入到内圈41的孔部44。在嵌入中，挡圈46被内花键45抑制而缩径，在卡合用大径部37与内圈41的内花键45的终端卡合的状态下，挡圈16扩径，而与设置在内圈41的孔部44的端部(与轴S的嵌入前端部对应的端部)上的周向切口部47卡合(嵌合)。由此，构成由动力传递用轴S和等速万向接头的内圈41组合而成的装配体。
由此，通过挡圈46来限制轴S的在箭头B方向上的脱落，并通过卡合用大径部7来限制轴S的在箭头A方向上的压入。因而，能够消除轴S1的轴向的位移。
另外，在该轴S中，在未图示的相反侧的端部也形成有图1所示那样的外花键31及护罩安装部32等。
安装在护罩安装部32的护罩(省略图示)能够采用树脂或橡胶作为其护罩材料。作为树脂可采用酯系、烯烃系、聚氨酯系、酰胺系、苯乙烯系等的热可塑性弹性体。另外，作为橡胶可采用氯丁二烯橡胶等。
在本发明中，将卡合用大径部37及护罩安装部32的外径作为轴原料的直径，而始终保持为该轴原料的直径，且使卡合用大径部37比端部的外花键31的外径小。由此，与现有的轴相比，只要是外花键为相同的直径，则能够减小作为原料的最大径的部位(卡合用大径部)的直径。即，与现有相比能够较小设定原料直径，从而能够减小护罩槽及外花键的车床车削量。由此，能够抑制轴的材料费及车床车削费，从而能够实现低成本化。动力传递用轴(轴)整体成为更接近平滑(平坦)的形状，因此，在实施热硬化处理时，热处理时热处理硬化层深度的向轴向的偏差变少，品质稳定。另外，作为材质也能够使用中碳钢，无需采用特殊的材质，从而能够以低成本提供稳定的动力传递用轴。
在该轴(动力传递用轴)S中，外花键31也能够与固定式等速万向接头和滑动式等速万向接头中的任一种等速万向接头的内花键嵌合。由此，动力传递用轴S的通用性优越。
作为所使用的护罩，可以是树脂制，也可以是橡胶制，而能够应对各种材料的护罩。
本发明的装配体采用上述动力传递用轴，因此能够抑制材料费及车床车削费，从而能够实现低成本化。
接着，图3表示内圈41的变形例，在这种情况下，在内花键45，也就是说内花键45的凸条50中，在与外花键31和大径部37之间的部位(小径部)55对应的位置设有避让部(切口部)56。即，在与部位55对应的位置上无需花键嵌合，故这样能够形成避让部56。
该图3所示的装配体中的其他结构与上述图2所示的装配体同样，故与图2相同构件标以与图2相同的标号而省略其说明。由此，即便是该图3所示的装配体，也可发挥与图2所示的装配体同样的作用效果。并且，通过在内圈41设置避让部56，从而能够更加轻量化。
以上，对于本发明的实施方式进行了说明，但本发明不局限于上述实施方式而能够进行各种变形，例如，作为等速万向接头，可以是固定式等速万向接头，也可以是滑动式等速万向接头，作为固定式等速万向接头，也可以用于球笼型或免根切型等各种类型中，作为滑动式等速万向接头，也可以用于双偏心型、三球销型，十字槽型等各种类型中。另外，作为动力传递用轴(轴)，可以是中实体，也可以是中空体。
作为动力传递用轴(轴)的材质，在上述实施方式中设为了中碳钢，但也可以是低碳钢，也可以是高碳钢。即，在这样的轴中，钢铁是通常的结构，但也可以是合金或碳等复合原料。另外，优选在表面实施热硬化处理。作为热硬化处理，可以采用高频感应加热淬火或渗碳淬火等各种处理。在此，所谓“高频感应加热淬火”，是指应用了向高频电流所流动的线圈中放入淬火所需的部分，并借助电磁感应作用产生焦耳热，而对传导性物体进行加热的原理的淬火方法。另外，所谓“渗碳淬火”，是指从低碳材料的表面使碳浸入/扩散，之后进行淬火的方法。
工业方面可利用性
动力传递用轴(轴)可用于例如机动车或各种工业机械的动力传递系统中所使用的等速万向接头等中。也可以是由动力传递用轴和等速万向接头组合而成的装配体。
符号说明：
31    外花键
32    护罩安装部
33    护罩槽
37    卡合用大径部
45    内花键
55    部位
56    避让部

Claims (8)

1.一种动力传递用轴，其具有：端部的外花键；在该外花键与其他构件的内花键嵌合的状态下限制轴向上的压入的卡合用大径部；护罩安装用的护罩槽，其特征在于，
在所述卡合用大径部的外径尺寸为D2、所述外花键的最大外径尺寸为D1及设有所述护罩槽的护罩安装部的外径尺寸为D4时，D2＜D1且D2＝D4，并且，所述卡合用大径部及护罩安装部的外径为轴原料的直径，并直接沿用该轴原料的直径。
2.如权利要求1所述的动力传递用轴，其特征在于，
其材质为中碳钢。
3.如权利要求1或2所述的动力传递用轴，其特征在于，
通过滚轧加工或冲压加工来对外花键进行精加工。
4.如权利要求1～3中任一项所述的动力传递用轴，其特征在于，
在两端部设有外花键，各外花键也能够与固定式等速万向接头和滑动式等速万向接头中的任一等速万向接头的内花键嵌合。
5.如权利要求1～4中任一项所述的动力传递用轴，其特征在于，
安装在所述护罩安装部上的护罩的护罩材料为树脂。
6.如权利要求1～4中任一项所述的动力传递用轴，其特征在于，
安装在所述护罩安装部上的护罩的护罩材料为橡胶。
7.一种装配体，将所述权利要求1～6中任一项所述的动力传递用轴和等速万向接头的内侧接头构件组合而成，其特征在于，
动力传递用轴的端部的外花键与设置在所述内侧接头构件的孔部的内径面上的内花键嵌合。
8.如权利要求7所述的装配体，其特征在于，
在所述内侧接头构件的内花键中，在与外花键和卡合用大径部之间的部位对应的位置设有避让部。
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