CN103453032A - 用于车辆的等速万向节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的等速万向节装置，其可以包括：外圈；内圈，所述内圈设置在所述外圈内部；以及球笼，所述球笼可以设置在所述内圈和所述外圈之间并且具有多个滚道，所述多个滚道可以形成在所述外圈的球形内侧面和所述内圈的球形外侧面上以对设置在所述外圈和所述内圈之间的滚珠进行保持，其中从所述外圈的滚道施加至所述滚珠的第一滚道-挤压角度和从所述内圈的滚道施加至所述滚珠的第二滚道-挤压角度可以设定为不同的。

Description

用于车辆的等速万向节装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年6月4日提交的韩国专利申请第10-2012-0059998号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的等速万向节。更特别地，本发明涉及一种用于车辆的等速万向节，其通过改进外圈和内圈的滚道结构来改进扭矩传递效率。

背景技术

一般地，万向节是一种用于将旋转动力（扭矩）传递至具有不同角度的旋转轴的设备，钩形万向节和挠性万向节用于具有较小动力传递角度的推进轴，而等速万向节用于具有较大动力传递角度的车辆的驱动轴。

等速万向节一般包括外圈、内圈、多个滚珠和球笼，具有多个弯曲的滚道的所述外圈位于球形内侧面上，具有多个弯曲的滚道的所述内圈位于球的外侧面且在径向上与滚道相对，所述多个滚珠保持在相对的滚道对中的每一个中，并且将内圈的旋转动力传递至外圈，所述球笼支撑所述滚珠。

球笼具有通过外圈的球形内侧面引导的球形内侧面、通过内圈的球形外侧面引导的球形内侧面，和周向形成的对滚珠进行保持的多个套。

但是，相关领域中的用于车辆的等速万向节一般都可以用于前轮和后轮，当其应用到车辆前轮时，转向需要较大的角度变化，从而使得用于车辆的等速万向节的扭转角增加，而扭矩由于内部部件之间的摩擦力而损失掉，因此扭矩传递效率变差。

此外，摩擦力的大小是通过在等速万向节中滚珠与外圈和内圈上的滚道相接触的挤压角度的大小而确定的，因此，挤压角度越大，效率就能增加的越大，但是滚珠被推出滚道，使得在最大扭转角处，滚珠从在外圈和内圈上的滚道中脱离。

因此，有必要增加挤压角度以增加等速万向节的效率，并且有必要增加等速万向节的节圆直径（PCD）以确保滚道的余裕，从而增大了整体外部直径和重量，这就增加了制造成本并且使得车辆的封装性能变差。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种等速万向节，其具有以下优势：通过改进了外圈和内圈的结构而改进了扭矩传递效率，并且通过减小了整体外部直径和重量而减少了制造成本并改进了车辆的封装性能。

在本发明的一个方面，一种用于车辆的等速万向节装置可以包括：外圈；内圈，所述内圈设置在所述外圈内部；以及球笼，所述球笼设置在所述内圈和所述外圈之间，并且该球笼具有多个滚道，所述多个滚道形成在所述外圈的球形内侧面和所述内圈的球形外侧面上以对设置在所述外圈和所述内圈之间的滚珠进行保持，其中从所述外圈的滚道施加至所述滚珠的第一滚道-挤压角度和从所述内圈的滚道施加至所述滚珠的第二滚道-挤压角度设定为不同的。

所述球笼的球形外侧面被引导成与所述外圈的球形内侧面接触，并且所述球笼的球形内侧面被引导成与所述内圈的球形外侧面接触。

所述外圈的所述第一滚道-挤压角度被设定为小于所述内圈的所述滚道-挤压角度。

所述外圈的所述第一滚道-挤压角度被设定在35°和40°之间的范围内。

所述内圈的所述第二滚道-挤压角度被设定在40°和45°之间的范围内。

所述外圈的外部直径减小从而使得所述外圈的所述第一滚道-挤压角度减小。

设置在所述外圈中的滚道的弧长比设置在所述内圈的滚道的弧长要短。

所述滚珠的中心设置在所述球笼上。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节的前视图。

图2A和图2B为显示根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节中的外圈和内圈的滚道-挤压角度的图表。

图3为对根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节的挤压角度的值和效率与相关技术进行比较的表格。

图4为根据外圈和内圈的挤压角度的不同，对根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节的接合角度的效率的关系与相关技术进行比较的曲线图。

图5为显示对根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节的接合角度的扭矩传递效率的下降率与相关技术进行比较的曲线图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

这里所描述的示例性实施方案以及附图中显示的构造仅仅是本发明的示例而不完全包括本发明的范围，因此，应理解，还可以有各种等同物和修改可以替换本申请时刻的那些结构和部件。

图1为根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节的前视图。图2为显示根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节中的外圈和内圈的滚道-挤压角度的图表。图3为对根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节的挤压角度的值和效率与相关技术进行比较的表格。

参考附图，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节1的结构可以通过改进外圈10和内圈20的滚道12和22的结构来改进扭矩传递效率，并且可以通过减小整体外部直径和重量而减少了制造成本并改进了车辆的封装性能。

对于这种结构，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节1主要包括外圈10和内圈20，而且还包括具有多个滚道12和22的球笼40，所述多个滚道12和22形成在外圈10的球形内侧面15和内圈20的球形外侧面17上以对设置在外圈10和内圈20之间的滚珠30进行保持。球笼40的球形外侧面24被引导与外圈10的球形内侧面15接触，并且球笼40的球形内侧面25被引导与内圈20的球形外侧面17接触。

根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节1具有从外圈10的滚道12施加到滚珠30的滚道-挤压角度θ1和从内圈20的滚道22施加到滚珠30的挤压角度θ2，其中滚道挤压角度设定为不同的。

如图2A所示，外圈10的滚道-挤压角度θ1被限定为：滚珠中心C和外圈10的滚道-挤压点P1（与外圈10的滚道12接触）之间的连线围绕虚拟线L的角度，该虚拟线L从外圈10的曲率中心穿过滚珠30的滚珠中心C。

如图2B所示，内圈20的滚道-挤压角度θ2被限定为：滚珠中心C和与内圈20的滚道-挤压点P2（与内圈20的滚道22接触）之间的连线围绕虚拟线L的角度，该虚拟线L从外圈10的曲率中心穿过滚珠30的滚珠中心C。

外圈10和内圈20的滚道-挤压点P1和P2是滚道12和22与滚珠30接触且工作负载Fn施加的点。

施加到滚道12和22的力取决于外圈10和内圈20的滚道-挤压角度θ1和θ2（如上文所限定），使得当挤压角度θ1和θ2较小时，施加到滚道12和22的力增加，并且球笼40与外圈10和内圈之间的滚珠30的摩擦阻力增加，从而使得扭矩传递效率变坏。

相比而言，当外圈10和内圈20的滚道-挤压角度θ1和θ2较大时，施加到滚道12和22的力增加，并且球笼40与外圈10和内圈之间的滚珠30的摩擦阻力减小，从而扭矩传递效率增加，但是等速万向节的整体尺寸和重量也增加。

因此，在当前的示例性实施方案中，外圈10的滚道-挤压角度θ1可以设定为比内圈20的滚道-挤压角度θ2小（θ1＜θ2），从而使得扭矩传递效率可以增加，并且等速万向节1的尺寸和重量可以减小。

外圈10的滚道-挤压角度θ1可以设定在35°～40°范围内，而内圈20的滚道-挤压角度θ2可以设定在40°～45°范围内。

此外，外圈10的外部直径可以减小，使得外圈10的滚道-挤压角度θ1减小。因此，等速万向节1的PCD（节圆直径）减小，使得尺寸和重量减小。

也就是说，在根据本发明的示例性实施方案的等速万向节1中，如图3所示，内圈20的滚道-挤压角度θ2设定为42°，而外圈10的滚道-挤压角度θ1设定为37.5°（小于内圈20的滚道-挤压角度θ2）。

因此，可以看出，在根据当前的实施方案的等速万向节1中，效率与相关技术1相比得以改进而大体上与相关技术2相同，但是外部直径和重量都减小了。

在本发明的另一方面，设置在外圈10的滚道的弧长比设置在内圈20的滚道的弧长更短。

图4为根据外圈和内圈的挤压角度的不同，对根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节的接合角度的效率的关系与相关技术进行比较的曲线图。

参考图4，对根据当前的示例性实施方案的等速万向节1的接合角度的大小的效率与相关技术进行比较的结果，在图4的表格所显示的值的基础上，可以看出，与外圈10和内圈20的滚道-挤压角度θ1、θ2都被设定的比较小的相关技术1进行比较，效率得以改进。

相比而言，与外圈10和内圈20的滚道-挤压角度θ1、θ2都被设定的比较大的相关技术2相比，等速万向节1的效率有很小的差别。但是，可以通过减小外部直径和重量来减少制造成本并改进车辆的封装性能。

图5为显示对根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节的接合角度的扭矩传递效率的下降率与相关技术进行比较的曲线图。

参考图5，可以看出，通过将外圈10的滚道-挤压角度θ1设定为小于内圈20的滚道-挤压角度θ2，与相关技术相比，在根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节1中，根据接合角度的大小变化的扭矩传递效率的下降率显著地减小了。

另一方面，当根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的等速万向节1应用到车辆时，通过改进了动力传递效率并减小了内部部件之间的摩擦，与相关技术相比，摩擦热的热损耗减小，并且外圈10的表面温度减小。

因此，当应用具有根据本发明的示例性实施方案的构造的用于车辆的等速万向节1时，可以通过将外圈10的滚道-挤压角度θ1设定为不同于内圈20的滚道-挤压角度θ2而改进扭矩传递效率。

此外，通过减小整体外部直径和重量，可以在用于车辆的等速万向节1的最大扭转角时避免滚珠从外圈10和内圈20的滚道12和22中脱离出来，从而减少制造成本并且改进车辆的封装性能。

此外，由于通过减小外圈10、内圈20、滚珠30以及球笼40（这些都是等速万向节1的部件）的摩擦量而减小了摩擦热的热损耗，因此可以通过增加整体的耐久性而改进产品的商业价值。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (8)

1.一种用于车辆的等速万向节装置，包括：

外圈；

内圈，所述内圈设置在所述外圈内部；以及

球笼，所述球笼设置在所述内圈和所述外圈之间，并且具有多个滚道，所述多个滚道形成在所述外圈的球形内侧面和所述内圈的球形外侧面上以对设置在所述外圈和所述内圈之间的多个滚珠进行保持，

其中从所述外圈的滚道施加至滚珠的第一滚道-挤压角度和从所述内圈的滚道施加至滚珠的第二滚道-挤压角度设定为不同的。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的等速万向节装置，

其中所述球笼的球形外侧面被引导成与所述外圈的球形内侧面接触，并且

其中所述球笼的球形内侧面被引导成与所述内圈的球形外侧面接触。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的等速万向节装置，其中所述外圈的所述第一滚道-挤压角度被设定为小于所述内圈的所述滚道-挤压角度。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的等速万向节装置，其中所述外圈的所述第一滚道-挤压角度被设定在35°和40°之间的范围内。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的等速万向节装置，其中所述内圈的所述第二滚道-挤压角度被设定在40°和45°之间的范围内。

6.根据权利要求1所述的用于车辆的等速万向节装置，其中所述外圈的外部直径减小从而使得所述外圈的所述第一滚道-挤压角度减小。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的等速万向节装置，其中设置在所述外圈中的滚道的弧长比设置在所述内圈的滚道的弧长要短。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的等速万向节装置，其中所述滚珠的中心设置在所述球笼上。

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