CN104704253A - 固定式等速万向联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固定式等速万向联轴器，外侧联轴器部件的滚道槽由位于里侧的第一滚道槽部和位于开口侧部的第二滚道槽构成，第一滚道槽部具有圆弧状部分，所述圆弧状部分具有相对于联轴器中心在轴向上不存在偏移的曲率中心，所述第一滚道槽部相对于联轴器的轴线沿周向倾斜，且在周向上相邻的第一滚道槽部的倾斜方向彼此形成为相反方向，为了增加针对最大工作角的有效滚道长度，第二滚道槽部具有与第一滚道槽部不同的形状，第一滚道槽部与第二滚道槽部在与联轴器中心相比靠开口侧处连接，内侧联轴器构件的滚道槽以工作角为0°的状态下包含所述联轴器中心的平面为基准，与外侧联轴器构件的成对的滚道槽形成为镜像对称，形成滚珠与保持器的球袋的嵌合从过盈嵌合跨至间隙嵌合的范围的球袋间隙。

Description

固定式等速万向联轴器

技术领域

本发明涉及一种固定式等速万向联轴器，详细而言，涉及在机动车、各种工业机械的动力传递系统中使用的、在驱动侧与从动侧的两轴之间仅允许角度位移的固定式等速万向联轴器。

背景技术

例如，在机动车的前部用驱动轴上，通常在内侧(差速器侧)组装有最大工作角比较小但能够在具有工作角的同时进行轴向位移的滑动式等速万向联轴器，在外侧(车轮侧)组装有由于车轮转向而具有较大的工作角但在轴向不位移的固定式等速万向联轴器。

作为在外侧使用的固定式等速万向联轴器的一个例子，在图23中示出球笼型等速万向联轴器101。图23a是表示工作角0°的状态下的纵剖视图，图23b是表示具有最大工作角的状态的概要图。如图23a所示，该等速万向联轴器101主要包括：外侧联轴器构件102、内侧联轴器构件103、滚珠104以及保持器105。在外侧联轴器构件102的球状内周面106上，在圆周方向上等间隔地沿轴向形成有八个滚道槽107。在内侧联轴器构件103的球状外周面108上，在圆周方向上等间隔地沿轴向形成有与外侧联轴器构件102的滚道槽107对置的滚道槽109。在外侧联轴器构件102的滚道槽107与内侧联轴器构件103的滚道槽109之间夹设有传递转矩的八个滚珠104。在外侧联轴器构件102的球状内周面106与内侧联轴器构件103的球状外周面108之间，配置有保持滚珠104的保持器105。用防尘罩覆盖外侧联轴器构件102的外周、连结于内侧联轴器构件103的轴的外周，在联轴器内部封入有润滑脂以作为润滑剂(省略图示)。

如图23a所示，与外侧联轴器构件102的球状内周面106嵌合的保持器105的球状外周面112、以及与内侧联轴器构件103的球状外周面108嵌合的保持器105的球状内周面113的曲率中心均形成于联轴器中心O。与此相对，外侧联轴器构件102的滚道槽107的滚珠轨道中心线x的曲率中心Oo、内侧联轴器构件103的滚道槽109的滚珠轨道中心线y的曲率中心Oi相对于联轴器中心O在轴向上偏移相等距离。由此，在联轴器具有工作角的情况下，始终在将外侧联轴器构件102与内侧联轴器构件103的两轴线所成的角度二等分的平面上引导滚珠104，在二轴之间等速地传递旋转转矩。

如图23b所示，固定式等速万向联轴器101的主要功能、即最大工作角θmax取决于设置在外侧联轴器构件102的开口端的入口倒角110与轴111发生干涉的角度。为了确保允许传递转矩而针对每种联轴器尺寸来确定轴111的轴径d。当增大入口倒角110时，供滚珠104抵接的外侧联轴器构件102的滚道槽107的长度(以下，称为有效滚道长度)不足，滚珠104从滚道槽107脱落从而无法传递旋转转矩。因此，在确保外侧联轴器构件102的有效滚道长度的同时如何设定入口倒角110，在确保工作角方面成为重要的因素。在球笼型等速万向联轴器101中，由于外侧联轴器构件102的滚道槽107的滚珠轨道中心线x的曲率中心Oo向开口侧偏移，因此在最大工作角方面有利，最大工作角θmax为47°左右。

另外，与以往的六个滚珠的等速万向联轴器相比，八个滚珠式的球笼型等速万向联轴器101减小滚道偏移量，增加滚珠的个数，并且缩小了直径，从而能够实现轻量·小型、转矩损失少的高效率的等速万向联轴器。但是，如图24所示，在工作角0°的状态下，在外侧联轴器构件102与内侧联轴器构件103的对置的滚道槽107、109之间所形成的各楔角α(如图所示滚珠104与滚道槽107、109的接触点位于虚线上)朝向外侧联轴器构件102的开口侧敞开，因此通过从滚道槽107、109作用于滚珠104的轴向上的力W，朝向恒定方向产生作用于外侧联轴器构件102与保持器105的球面接触部106、112以及内侧联轴器构件103与保持器105的球面接触部108、113的负载，由于采用这样的结构，因此如图所示外侧联轴器构件102与保持器105在部位J处接触，内侧联轴器构件103与保持器105在部位I处接触，进一步的高效率化、低发热化受到限制。

为了实现比上述的八个滚珠式的球笼型等速万向联轴器101更高效率化、低发热化，提出了滚道槽交叉式的固定式等速万向联轴器(专利文献1)。在图25以及图26中示出该等速万向联轴器。图25是工作角0°的状态下的纵剖视图，图26是表示具有高工作角的状态的图。如图25所示，该等速万向联轴器121主要包括外侧联轴器构件122、内侧联轴器构件123、滚珠124以及保持器125。该等速万向联轴器121为滚道槽交叉式联轴器，虽然省略图示，但包含外侧联轴器构件122的八个滚道槽127的滚珠轨道中心线x的平面相对于联轴器的轴线n-n倾斜，并且该倾斜方向在周向上相邻的滚道槽127中彼此形成为相反方向。并且，以工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P作为基准，内侧联轴器构件123的滚道槽129的滚珠轨道中心线y与外侧联轴器构件122的成对的滚道槽127的滚珠轨道中心线x形成为镜像对称。

在图25所示的纵剖面中，形成于外侧联轴器构件122的球状内周面126的滚道槽127沿轴向以圆弧状延伸，其曲率中心位于联轴器中心O。在内侧联轴器构件123的球状外周面128，与外侧联轴器构件122的滚道槽127对置的滚道槽129沿轴向以圆弧状延伸，其曲率中心位于联轴器中心O。在外侧联轴器构件122的滚道槽127与内侧联轴器构件123的滚道槽129的交叉部夹设有传递转矩的八个滚珠124。在外侧联轴器构件122的球状内周面126与内侧联轴器构件123的球状外周面128之间，配置有保持滚珠124的保持器125。与外侧联轴器构件122的球状内周面126嵌合的保持器125的球状外周面132、以及与内侧联轴器构件123的球状外周面128嵌合的保持器125的球状内周面133的曲率中心均形成于联轴器中心O。在该等速万向联轴器121中，外侧联轴器构件122以及内侧联轴器构件123的滚道槽127、129的滚珠轨道中心线x、y的曲率中心相对于联轴器中心O在轴向上未偏移，但倾斜的对置的滚道槽127、129交叉，通过在该交叉部夹设有滚珠124，从而在联轴器具有工作角的情况下，始终在将外侧联轴器构件122与内侧联轴器构件123的两轴线所成的角度二等分的平面上引导滚珠124，在二轴之间等速地传递旋转转矩。

在上述的滚道槽交叉式的固定式等速万向联轴器121中，外侧联轴器构件122以及内侧联轴器构件123的滚道槽127、129分别在周向上相邻的滚道槽中倾斜方向彼此形成为相反方向，因此从滚珠124向在保持器125的周向上相邻的球袋部125a作用有相反方向的力。通过该相反方向的力，保持器125在联轴器中心O位置处稳定。因此，抑制保持器125的球状外周面132与外侧联轴器构件122的球状内周面126的接触力、以及保持器125的球状内周面133与内侧联轴器构件123的球状外周面128的接触力，在高负荷时、高速旋转时，联轴器顺畅地动作，抑制转矩损失、发热，由此耐久性提高。

上述的固定式等速万向联轴器121作为低发热联轴器是优异的，但存在如下问题，通过图26来详细说明。在图26a中示出上述的等速万向联轴器具有高工作角的状态，在图26b中将外侧联轴器构件122的滚道槽127与滚珠124放大而示出其位置关系。如图26a所示，当联轴器具有高工作角θ时，相对于工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P，滚珠124的中心Ob移动至θ/2的位置。滚珠124与滚道槽127成为具有接触角的角接触，因此滚珠124与滚道槽127的接触点位于图26b所示的虚线上。并且，滚珠124与滚道槽127的接触点在轴向上的位置位于通过滚珠124的中心Ob且相对于滚珠轨道中心线x成直角的平面t上，但在上述的固定式等速万向联轴器121中，若增大外侧联轴器构件122的入口倒角130时，则在高工作角θ时该滚珠124与滚道槽127的接触点越过入口倒角130而位于外侧，滚珠124从滚道槽127脱落。其原因在于，由于圆弧状滚道槽127的曲率中心与联轴器中心O一致，因此滚珠124的中心Ob与接触点s之间的轴向上的距离w较大，由此有效滚道长度不足。因此，存在无法实现高工作角化的问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-250365号公报

发明内容

发明要解决的课题

鉴于上述的以往技术的问题，为了在专利文献1的滚道槽交叉式的固定式等速万向联轴器中实现高角度化，发明人研究了将从联轴器中心O向开口侧的滚道槽形成为直线状。该等速万向联轴器为图21示出的联轴器，图21a示出纵剖面，图21b示出图21a的右侧面。如图21a所示，在该等速万向联轴器141中，外侧联轴器构件142以及内侧联轴器构件143的滚道槽147、149为交叉式，外侧联轴器构件142的滚道槽147由滚道槽部147a和滚道槽部147b构成，该滚道槽部147a从联轴器中心O向里侧具有以联轴器中心O为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线xa，该滚道槽部147b从联轴器中心O向开口侧具有直线状的滚珠轨道中心线xb。另一方面，内侧联轴器构件143的滚道槽149由滚道槽部149b和滚道槽部149a构成，该滚道槽部149b从联轴器中心O向里侧具有直线状的滚珠轨道中心线yb，该滚道槽部149a从联轴器中心O向开口侧具有以联轴器中心O为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线ya。

并且，如图21b所示，滚道槽147、149分别相对于联轴器的轴线沿周向倾斜，并且对于其倾斜方向而言，在周向上相邻的滚道槽147A、147B以及149A、149B处倾斜方向形成为相反方向。并且，在外侧联轴器构件142以及内侧联轴器构件143的成对的滚道槽147A、149A以及147B、149B的各交叉部配置有滚珠144。因此，在如图示那样的工作角0°的状态下传递转矩时，形成于滚道槽147A、149A之间的楔角的打开方向、形成于147B、149B之间的楔角的打开方向彼此成为相反方向，从滚珠144向在保持器145的周向上相邻的球袋部145a作用有相反方向的力。通过该相反方向的力，保持器145在联轴器中心O位置处稳定。因此，抑制保持器145的球状外周面152与外侧联轴器构件142的球状内周面146的接触力、以及保持器145的球状内周面153与内侧联轴器构件143的球状外周面148的接触力，在高负荷时、高速旋转时联轴器顺畅地动作，抑制转矩损失、发热，由此耐久性提高。

如上述那样，在滚道槽交叉式中，通过在外侧联轴器构件142的从滚道槽147的联轴器中心O向开口侧形成直线状的滚道槽部147b，能够增加有效滚道长度，但可知在具有使用频率高的工作角时，在抑制联轴器的转矩损失、发热方面存在问题。根据图22来说明其理由。滚道槽147、149与滚珠144通常以接触角(30°～45°左右)接触，因此如图22所示，滚道槽147、149与滚珠144在从滚道槽147、149的槽底略微分开的滚道槽147、149的侧面侧的虚线所示的位置接触。在联轴器具有工作角时，在各滚珠144上作用有基于滚道槽147、149的交叉而形成的楔角成分(省略图示)、基于滚道槽147、149的槽底之间的联轴器半径方向上的扩展而形成的楔角成分α两方。其中，对于基于滚道槽147、149的交叉而形成的楔角成分而言，滚道槽147、149的倾斜方向交替地成为相反方向，因此从滚珠144向保持器145的球袋部145a作用有相反方向的力，彼此抵消而使力平衡。

然而，如图22所示，对于基于滚道槽147、149的槽底之间的联轴器半径方向的扩展而形成的楔角成分α而言，在图21b中，处于0°～90°以及270°～360°的相位范围的滚珠144位于直线状的滚道槽部147b、149b，通过朝向开口侧打开的楔角成分α1而在该相位范围的滚珠144上作用有朝向开口侧的力。另一方面，处于90°～270°的相位范围的滚珠144位于圆弧状的滚道槽部147A、149A，因此对于该相位范围的滚珠，通过联轴器的半径方向上的扩展而产生的楔角成分α2为0，不产生滚珠144的推出力。因此，对于各滚珠144，当将基于滚道槽147、149的交叉而形成的楔角成分、和基于滚道槽147、149的槽底之间的联轴器半径方向上的扩展而形成的楔角成分α合计时，从滚珠144向保持器145的各球袋部145a作用的力不均衡，存在无法降低保持器145与外侧联轴器构件142的球面接触部152、146以及保持器145与内侧联轴器构件143的球面接触部153、148的接触力的问题。特别是，在工作角为包含常用角在内的使用频率高的工作角的范围内，在抑制转矩损失、发热方面还存在很大问题。

另外，在图21以及图22所示的等速万向联轴器141中，在将联轴器的轴线n-n向包含滚珠轨道中心线x与联轴器中心O的平面投影时，直线状的滚道槽部147b相对于该投影得到的联轴器的轴线平行地形成，另一方面，在将联轴器的轴线n-n向包含滚珠轨道中心线y与联轴器中心O的平面投影时，直线状的滚道槽部149b相对于该投影得到的联轴器的轴线平行地形成。因此，在联轴器具有高工作角时，在直线状的滚道槽部147b、149b之间形成的楔角增大。其结果是，欲使被直线状的滚道槽部147b、149b夹着的滚珠144向开口侧飞出的力增大。以此为原因，可知保持器145的球袋负载增大，在高工作角时的保持器145的强度存在问题。

而且，在摩擦损失、传递效率方面，如图24所示，在以往的球笼型等速万向联轴器101中，当负载有转矩时，滚珠104由于向一方向按压保持器105的力W，在部位I处与内侧联轴器构件103和保持器105接触，在部位J处与外侧联轴器构件102和保持器105接触，因由此产生的摩擦损失，除导致传递效率降低的上述问题以外，还存在如下问题。

即，在以往的球笼型等速万向联轴器101中，为了抑制联轴器的组装时的弯曲动作性的恶化，保持器105的球袋105a与滚珠104的嵌合为过盈嵌合(例如，-50μm～-10μm左右)。其理由在于，如果将球袋105a与滚珠104的嵌合设为间隙嵌合，则保持器105的球袋105a内的滚珠104的位移自由度增加，由于仅向一方向产生的球袋负载W，保持器105向二等分平面的几何约束被破坏由此弯曲动作性变差。这样，在以往的等速万向联轴器101中，具有因伴随于保持器105的球袋105a与滚珠104过盈嵌合而产生的摩擦损失的增大引起的传递效率降低的问题。对于该保持器的球袋与滚珠的嵌合的问题，在上述的图25以及图26所示的滚道槽交叉式的等速万向联轴器中也并未关注，作为以往的问题而遗留。

鉴于以上的问题，本发明的目的在于，提供一种如下的小型的固定式等速万向联轴器，其转矩损失及发热少、高效率、能够具有高工作角，并且在高工作角时的强度、耐久性也优异。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明人进行了各种研究，其结果是，为了实现转矩损失以及发热少且高效率化，使滚道槽在周向上交叉，并且通过具有相对于联轴器中心在轴向上不存在偏移的曲率中心的圆弧状的第一滚道槽部覆盖使用频率高的工作角的范围，并且为了增加针对最大工作角的有效滚道长度，通过具有与第一滚道槽部不同的形状的第二滚道槽部覆盖使用频率低的高工作角的范围，除这一成为基础的想法以外，着眼于球袋与滚珠的嵌合的问题，通过因进一步抑制转矩损失、发热而进一步实现高效率化的新的想法以及如下的见解，形成了本发明。

即，本发明基于通过认真研究和实验而发现以下见解。

(1)作为前提条件，滚道槽交叉式的固定式等速万向联轴器能够通过结构性的效果抑制保持器与外侧联轴器构件及内侧联轴器构件的球面接触从而抑制摩擦损失。

(2)并且，发现由于保持器的球袋负载在周向上彼此产生不同，因此保持器向二等分平面的几何拘束稳定，能够将保持器的球袋间隙δ设定为正间隙侧。

(3)但是，上述的正间隙存在上限，已验证当间隙过大时保持器的球袋内的滚珠的移动自由度增大，保持器从二等分平面的位置偏离，根据情况弯曲动作性会降低。

作为用于实现上述目的技术手段，本发明为一种固定式等速万向联轴器，其具备：外侧联轴器构件，其在球状内周面形成有沿轴向延伸的多个滚道槽，且具有在轴向上分开的开口侧和里侧；内侧联轴器构件，其在球状外周面形成有与所述外侧联轴器构件的滚道槽成对的多个滚道槽；多个滚珠，它们夹设于所述外侧联轴器构件的滚道槽与所述内侧联轴器构件的滚道槽之间并传递转矩；保持器，其具有收容该滚珠的球袋，且具有与所述外侧联轴器构件的球状内周面和所述内侧联轴器构件的球状外周面嵌合的球状外周面和球状内周面，所述固定式等速万向联轴器的特征在于，所述外侧联轴器构件的滚道槽由位于里侧的第一滚道槽部7a和位于开口侧的第二滚道槽部7b构成，所述第一滚道槽部7a具有圆弧状部分，所述圆弧状部分具有相对于联轴器中心O在轴向上不存在偏移的曲率中心，所述第一滚道槽部7a相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜，且在周向上相邻的所述第一滚道槽部7a的倾斜方向彼此形成为相反方向，为了增加针对最大工作角的有效滚道长度，所述第二滚道槽部7b具有与所述第一滚道槽部7a不同的形状，所述第一滚道槽部7a与所述第二滚道槽部7b在与所述联轴器中心O相比靠开口侧处连接，所述内侧联轴器构件的滚道槽以工作角为0°的状态下包含所述联轴器中心O的平面P为基准，与所述外侧联轴器构件的成对的滚道槽形成为镜像对称，形成所述滚珠与所述保持器的球袋的嵌合从过盈嵌合跨至间隙嵌合的范围的球袋间隙δ。这里，上述联轴器的轴线是指成为联轴器的旋转中心的长度方向的轴线，是指后述的实施方式中的联轴器的轴线N-N。权利要求书中所记载的联轴器的轴线也相同。

根据上述结构，能够实现一种固定式等速万向联轴器，其转矩损失以及发热少效率极高，并且由于低发热化而寿命提高并实现小型化，且能够具有高工作角，并且在高工作角时的强度、耐久性也优异。

具体而言，优选为，将上述的球袋间隙δ设为-30μm≤δ≤40μm。由此，能够实现转矩损失以及发热少且高效率化，并且还能够消除联轴器的组装时的弯曲动作性的问题。能够消除弯曲动作性的问题的理由后述。需要说明的是，随着球袋间隙δ在正间隙侧增大，在可能产生因球袋内的滚珠的晃动而形成的撞击声的情况下，能够适当下调地设定球袋间隙δ的上限。考虑到这种方面，作为进一步实现转矩损失以及发热少且高效率化的更适当的设定，优选为，将球袋间隙δ的范围设为-10μm≤δ≤20μm。

这里，在将球袋的轴向尺寸设为H，将滚珠4的直径设为Db时(参照图6)，球袋间隙δ由下式表示。

球袋间隙δ＝保持器的球袋的轴向尺寸H-滚珠的直径Db

因此，在滚珠的直径Db比球袋的轴向尺寸H大的情况下成为负间隙，相反在滚珠的直径Db比球袋的轴向尺寸H小的情况下成为正间隙。

另外，在本说明书以及权利要求中，形成滚珠与保持器的球袋的嵌合从过盈嵌合跨至间隙嵌合的范围的球袋间隙δ是指，能够形成从上述的负间隙跨至正间隙的范围的球袋间隙δ。

作为滚道槽的结构，将连接上述的第一滚道槽部7a和第二滚道槽部7b的点与联轴器中心O进行连结而得到的直线L与工作角为0°的状态下包含联轴器中心O的平面P所成的角度设定为β，能够根据使用状态，适当地设定该角度β。对于β的角度而言，当考虑机动车用等速万向联轴器的常用工作角度范围时，通过设定为3～10°能够在各种车型中通用。但是，这里，角度β定义为上述直线L与上述平面P上的直线所成的角中的最小的角。并且，在实施方式以及权利要求书中也相同。

通过将上述第一滚道槽部7a的圆弧状部分的曲率中心配置在联轴器的轴线N-N上，能够使滚道槽深度均匀，并且能够容易地进行加工。另外，通过使第一滚道槽部7a的圆弧状部分的曲率中心与联轴器的轴线N-N相比在半径方向上偏移，能够调节联轴器的里侧的滚道槽深度，从而能够确保最佳的滚道槽深度。

上述第二滚道槽部7b具有圆弧状部分。另外，第二滚道槽部7b的圆弧状部分具有与第一滚道槽部7a相比靠半径方向外侧，且与联轴器中心O相比向开口侧偏移的曲率中心。由此，能够在实现小型化的同时增加有效滚道长度，由此能够增大最大工作角。

并且，上述第二滚道槽部7b具有直线状部分，该直线状部分以随着靠向开口侧而接近所述联轴器的轴线N-N的方式倾斜形成。此时，能够抑制高工作角时的直线状的滚道槽的楔角的大小，因此能够确保保持器的强度。

通过将转矩传递滚珠的个数设为八个或者十个，能够实现轻型且小型、高效率、具有高工作角的固定式等速万向联轴器、以及机动车的驱动轴。

发明效果

根据本发明，能够实现如下的固定式等速万向联轴器，其转矩损失以及发热少、效率极高，并且通过低发热化而提高寿命并实现小型化，能够具有高工作角、并且在高工作角时的强度、耐久性也优异。

附图说明

图1a是本发明的第一实施方式的固定式等速万向联轴器的局部纵剖视图。

图1b是本发明的第一实施方式的固定式等速万向联轴器的右侧视图。

图2a是图1a、图1b的固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件的局部纵剖视图。

图2b是图1a、图1b的固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件的右侧视图。

图3a是图1a、图1b的固定式等速万向联轴器的内侧联轴器构件的左侧视图。

图3b是表示图1a、图1b的固定式等速万向联轴器的内侧联轴器构件的外周面的图。

图3c是图1a、图1b的固定式等速万向联轴器的内侧联轴器构件的右侧视图。

图4是表示外侧联轴器构件的滚道槽的详细情况的局部纵剖视图。

图5是表示内侧联轴器构件的滚道槽的详细情况的纵剖视图。

图6是表示保持器的球袋间隙δ的纵剖视图。

图7是表示联轴器具有最大工作角的状态的概要图。

图8a是外侧联轴器构件的立体图。

图8b是内侧联轴器构件的立体图。

图9是表示将图1a、图1b的固定式等速万向联轴器使用于机动车的驱动轴的状态的图。

图10是本发明的第二实施方式的固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件的纵剖视图。

图11a是本发明的第三实施方式的固定式等速万向联轴器的局部纵剖视图。

图11b是本发明的第三实施方式的固定式等速万向联轴器的右侧视图。

图12a是图11a、图11b的固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件的局部纵剖视图。

图12b是图11a、图11b的固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件的右侧视图。

图13a是图11a、图11b的固定式等速万向联轴器的内侧联轴器构件的左侧视图。

图13b是表示图11a、图11b的固定式等速万向联轴器的内侧联轴器构件的外周面的图。

图13c是图11a、图11b的固定式等速万向联轴器的内侧联轴器构件的右侧视图。

图14是表示外侧联轴器构件的滚道槽的详细情况的局部纵剖视图。

图15是表示内侧联轴器构件的滚道槽的详细情况的纵剖视图。

图16是表示联轴器具有最大工作角的状态的概要图。

图17a是表示联轴器具有最大工作角时的滚珠与滚道槽的接触状态的图。

图17b是图17a的主要部分的放大图。

图18a是表示联轴器具有最大工作角的状态的楔角的图。

图18b是表示图18a的楔角的变化的图。

图19a是外侧联轴器构件的立体图。

图19b是内侧联轴器构件的立体图。

图20是本发明的第四实施方式的固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件的纵剖视图。

图21a是对完成本发明的过程中的技术见解进行说明的图，且是固定式等速万向联轴器的局部纵剖视图。

图21b是图21a的固定式等速万向联轴器的右侧视图。

图22是对完成本发明的过程中的技术见解进行说明的图。

图23a是以往技术的固定式等速万向联轴器的纵剖视图。

图23b是表示图23a的固定式等速万向联轴器具有最大工作角的状态的概要图。

图24是表示球面接触的状态的纵剖视图。

图25是以往技术的固定式等速万向联轴器的纵剖视图。

图26a是表示图25的固定式等速万向联轴器具有高工作角的状态的概要图。

图26b是图26a的主要部分的放大图。

具体实施方式

根据图1～图20对本发明的实施方式进行说明。

在图1～图9中示出本发明的第一实施方式。图1示出第一实施方式的固定式等速万向联轴器，图1a为局部纵剖视图，图1b为图1a的右侧视图。该等速万向联轴器1主要包括外侧联轴器构件2、内侧联轴器构件3、滚珠4以及保持器5。如图1b、图2以及图3所示，外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3的各自的八个滚道槽7、9相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜，并且该倾斜方向在周向上相邻的滚道槽7A、7B以及9A、9B中彼此形成为相反方向。并且，在外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3的成对的滚道槽7A、9A以及7B、9B的各交叉部配置有八个滚珠4。在图1a中，对于滚道槽7、9，分别以使图2a所示的平面M以及图3b所示的平面Q的剖面旋转至倾斜角γ＝0°的状态表示。其详细内容后述。

在图1a中示出联轴器的纵剖面。为了恰当地示出沿轴向延伸的滚道槽的倾斜状态、弯曲状态等形态、形状，在本说明书中，使用滚珠轨道中心线这一术语来进行说明。这里，滚珠轨道中心线是指，配置在滚道槽的滚珠沿滚道槽移动时的滚珠的中心所描绘出的轨迹。因此，滚道槽的倾斜状态与滚珠轨道中心线的倾斜状态相同，另外，滚道槽的圆弧状或直线状的状态与滚珠轨道中心线的圆弧状或直线状的状态相同。

如图1a所示，外侧联轴器构件2的滚道槽7具有滚珠轨道中心线X，滚道槽7由第一滚道槽部7a和第二滚道槽部7b构成，该第一滚道槽部7a具有以联轴器中心O为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线Xa，该第二滚道槽部7b具有向与该第一滚道槽部7a相反的方向弯曲的圆弧状的滚珠轨道中心线Xb，第二滚道槽部7b的滚珠轨道中心线Xb与第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa平滑地连接。另一方面，内侧联轴器构件3的滚道槽9具有滚珠轨道中心线Y，滚道槽9由第一滚道槽部9a和第二滚道槽部9b构成，该第一滚道槽部9a具有以联轴器中心O为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线Ya，该第二滚道槽部9b具有向与该第一滚道槽部9a相反的方向弯曲的圆弧状的滚珠轨道中心线Yb，第二滚道槽部9b的滚珠轨道中心线Yb与第一滚道槽部9a的滚珠轨道中心线Ya平滑地连接。这样，第一滚道槽部7a、9a的滚珠轨道中心线Xa、Ya与第二滚道槽部7b、9b的滚珠轨道中心线Xb、Yb的形状不同。

通过将第一滚道槽部7a、9a的滚珠轨道中心线Xa、Ya的各曲率中心配置在联轴器中心O、即联轴器的轴线N-N上，能够使滚道槽深度均匀，并且能够容易地进行加工。

虽然省略图示，但滚道槽7、9的横剖面形状形成为椭圆形状、尖拱形状，滚道槽7、9与滚珠4以接触角(30°～45°左右)接触，成为所谓的角接触。因此，滚珠4在从滚道槽7、9的槽底稍微分开的滚道槽7、9的侧面侧接触。

根据图2对外侧联轴器构件2的滚道槽7相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜的状态进行说明。图2a示出外侧联轴器构件2的局部纵剖面，图2b示出外侧联轴器构件2的右侧面。对于外侧联轴器构件2的滚道槽7，根据其倾斜方向的不同，标注滚道槽7A、7B的附图标记。如图2a所示，包含滚道槽7A的滚珠轨道中心线X与联轴器中心O的平面M相对于联轴器的轴线N-N倾斜角度γ。并且，虽然在周向上与滚道槽7A相邻的滚道槽7B省略图示，但包含滚道槽7B的滚珠轨道中心线X与联轴器中心O的平面M相对于联轴器的轴线N-N向与滚道槽7A的倾斜方向相反的方向倾斜角度γ。在本实施方式中，滚道槽7A的滚珠轨道中心线X的整个区域、即第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa以及第二滚道槽部7b的滚珠轨道中心线Xb双方形成于平面M上。但是，并不限定于此，也可以实施仅第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa包含于平面M的方式。因此，只要采用如下方式即可，即，至少包含第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa与联轴器中心O的平面M相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜，并且其倾斜方向在周向上相邻的第一滚道槽部7a中彼此形成为相反方向。

这里，补充说明滚道槽的附图标记。在表示外侧联轴器构件2的滚道槽整体时标注附图标记7，对其第一滚道槽部标注附图标记7a，对第二滚道槽部标注附图标记7b。并且，在区别倾斜方向不同的滚道槽时，标注附图标记7A、7B，对各自的第一滚道槽部标注附图标记7Aa、7Ba，对第二滚道槽部标注附图标记7Ab、7Bb。对于后述的内侧联轴器构件3的滚道槽，也按照相同的规则标注附图标记。

接下来，根据图3，对内侧联轴器构件3的滚道槽9相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜的状态进行说明。图3b示出内侧联轴器构件3的外周面，图3a示出内侧联轴器构件3的左侧面，图3c示出右侧面。对于内侧联轴器构件3的滚道槽9，根据其倾斜方向的不同，标注滚道槽9A、9B的附图标记。如图3b所示，包含滚道槽9A的滚珠轨道中心线Y与联轴器中心O的平面Q相对于联轴器的轴线N-N倾斜角度γ。并且，虽然在周向上与滚道槽9A相邻的滚道槽9B省略了图示，但包含滚道槽9B的滚珠轨道中心线Y与联轴器中心O的平面Q相对于联轴器的轴线N-N，向与滚道槽9A的倾斜方向相反的方向倾斜角度γ。考虑到等速万向联轴器1的动作性以及最接近内侧联轴器构件3的滚道槽一侧的球面宽度F，倾斜角γ优选为4°～12°的范围。

与上述的外侧联轴器构件相同，在本实施方式中，滚道槽9A的滚珠轨道中心线Y的整个区域、即第一滚道槽部9a的滚珠轨道中心线Ya以及第二滚道槽部9b的滚珠轨道中心线Yb双方形成于平面Q上。但是，并不限定于此，也可以实施仅第一滚道槽部9a的滚珠轨道中心线Ya包含于平面Q的方式。因此，只需采用如下方式即可，即，至少包含第一滚道槽部9a的滚珠轨道中心线Ya与联轴器中心O的平面Q相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜，并且其倾斜方向在周向上相邻的第一滚道槽部9a中彼此形成为相反方向。内侧联轴器构件3的滚道槽9的滚珠轨道中心线Y以工作角0°的状态下包含联轴器中心O的平面P为基准，与外侧联轴器构件2的成对的滚道槽7的滚珠轨道中心线X形成为镜像对称。

根据图4，对从外侧联轴器构件2的纵剖面观察到的滚道槽的详细情况进行说明。图4的局部纵剖面是在上述图2a的包含滚道槽7A的滚珠轨道中心线X与联轴器中心O的平面M中观察到的剖视图。因此，严格来说，不是包含联轴器的轴线N-N的平面的纵剖视图，而是示出了倾斜角度γ后的剖面。在图4中示出了外侧联轴器构件2的滚道槽7A，滚道槽7B仅倾斜方向与滚道槽7A为相反方向，其他结构与滚道槽7A相同，因此省略说明。

如图4所示，在外侧联轴器构件2的球状内周面6沿轴向形成有滚道槽7A。滚道槽7A具有滚珠轨道中心线X，滚道槽7A由第一滚道槽部7Aa和第二滚道槽部7Ab构成，该第一滚道槽部7Aa具有以联轴器中心O为曲率中心(不存在轴向上的偏移)的圆弧状的滚珠轨道中心线Xa，该第二滚道槽部7Ab具有在第一滚道槽部7Aa的滚珠轨道中心线Xa的半径方向外侧(换言之，第一滚道槽部7Aa的半径方向外侧)，且以从联轴器中心O向轴向开口侧偏移的点Oo1为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线Xb。因此，第二滚道槽部7Ab的圆弧状的滚珠轨道中心线Xb向与第一滚道槽部7Aa的圆弧状的滚珠轨道中心线Xa相反的方向弯曲。第一滚道槽部7Aa的滚珠轨道中心线Xa的开口侧的端部A为，连结联轴器中心O与偏移点Oo1而得到的直线与滚珠轨道中心线X相交的点，将连结端部A与联轴器中心O而得到的直线设为L。第二滚道槽部7Ab的滚珠轨道中心线Xb平滑地与该端部A连接。即，端部A为第一滚道槽部7Aa与第二滚道槽7Ab的连接点。

如图所示，向包含滚道槽7A的滚珠轨道中心线X与联轴器中心O的平面M(参照图2a)上投影的联轴器的轴线N’-N’的联轴器中心O的垂线K与直线L所成的角度β’，相对于联轴器的轴线N-N倾斜角度γ。上述的垂线K处于工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P上。因此，本发明中所说的直线L相对于工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P所成的角度β成为sinβ＝sinβ’×cosγ的关系。虽然示出了上述外侧联轴器构件2的第一滚道槽部7Aa以及第二滚道槽部7Ab分别由一个圆弧形成的情况，但是并不限定于此，也可以考虑滚道槽深度等由多个圆弧形成。

同样，根据图5，通过内侧联轴器构件3的纵剖面对滚道槽的详细情况进行说明。图5的纵剖面是在上述的图3b的包含滚道槽9A的滚珠轨道中心线Y与联轴器中心O的平面Q中观察到的剖视图。因此，与图4相同，严格来说，不是包含联轴器的轴线N-N的平面的纵剖视图，而是示出倾斜了角度γ后的剖面。在图5中示出内侧联轴器构件3的滚道槽9A，对于滚道槽9B，仅倾斜方向与滚道槽9A为相反方向，其他的结构与滚道槽9A相同，因此省略说明。在内侧联轴器构件3的球状外周面8沿轴向形成有滚道槽9A。滚道槽9A具有滚珠轨道中心线Y，滚道槽9A由第一滚道槽部9Aa和第二滚道槽部9Ab构成，该第一滚道槽部9Aa具有以联轴器中心O为曲率中心(不存在轴向上的偏移)的圆弧状的滚珠轨道中心线Ya，该第二滚道槽部9Ab在第一滚道槽部9Aa的滚珠轨道中心线Ya的半径方向外侧(换言之，第一滚道槽部9Aa的半径方向外侧)，并且具有以从联轴器中心O向轴向里侧偏移的点Oi1为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线Yb。第一滚道槽部9Aa的里侧的端部B为，连结联轴器中心O与偏移点Oi1而得到的直线与滚珠轨道中心线Y相交的点，将端部B与联轴器中心O连结而得到的直线设为R。第二滚道槽部9Ab的滚珠轨道中心线Yb与该端部B平滑地连接。即，端部B为第一滚道槽部9Aa与第二滚道槽9Ab的连接点。

如图所示，向包含滚道槽9A的滚珠轨道中心线Y与联轴器中心O的平面Q(参照图3b)上投影的联轴器的轴线N’-N’的联轴器中心O的垂线K与直线R所成的角度β’，相对于联轴器的轴线N-N倾斜角度γ。上述的垂线K处于工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P上。因此，直线R相对于工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P所成的角度β成为sinβ＝sinβ’×cosγ的关系。与上述外侧联轴器构件2的滚道槽相同，考虑到滚道槽深度等，上述的内侧联轴器构件3的第一滚道槽部9Aa以及第二滚道槽部9Ab也可以分别由多个圆弧形成。

接下来，对直线L、R与工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P所成的角度β进行说明。在具有工作角θ时，相对于包含外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3的联轴器中心O的平面P，滚珠4仅移动θ/2。通过使用频率高的工作角的1/2来确定角度β，在使用频率高的工作角的范围内确定供滚珠4接触的滚道槽的范围。这里，定义使用频率高的工作角。首先，联轴器的常用角是指，在水平且平坦的路面上乘有一名乘客时的机动车中，在将转向设为直进状态时在前部用驱动轴的固定式等速万向联轴器中产生的工作角。常用角通常在2°～15°之间根据每种车型的设计条件来选择·确定。并且，使用频率高的工作角不是上述的机动车在例如交叉点的右转·左转时等产生的高工作角，而是指在连续行驶的曲线道路等固定式等速万向联轴器所产生的工作角，该工作角也根据每种车型的设计条件来确定。使用频率高的工作角以最大20°为目标。由此，将直线L、R与工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P所成的角度β设为3°～10°。但是，角度β不限定于3°～10°，能够根据车型的设计条件而适当地设定。通过将角度β设定为3°～10°，能够在各种车辆中通用。

根据上述的角度β，在图4中，第一滚道槽部7Aa的滚珠轨道中心线Xa的端部A成为在使用频率高的工作角时沿着轴向最大程度地向开口侧移动时的滚珠的中心位置。同样，在内侧联轴器构件3中，在图5中，第一滚道槽部9Aa的滚珠轨道中心线Ya的端部B成为在使用频率高的工作角时沿着轴向最大程度地向里侧移动时的滚珠的中心位置。通过这样设定，在使用频率高的工作角的范围内，滚珠4位于倾斜方向与外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3的第一滚道槽部7Aa、9Aa相反的7Ba、9Ba(参照图2、图3)，因此从滚珠4向保持器5的周向上相邻的球袋部5a作用有相反方向的力，保持器5在联轴器中心O的位置处稳定(参照图1)。因此，抑制保持器5的球状外周面12与外侧联轴器构件2的球状内周面6的接触力、以及保持器5的球状内周面13与内侧联轴器构件3的球状外周面8的接触力，在高负荷时、高速旋转时联轴器顺畅地动作，抑制了转矩损失、发热，由此耐久性提高。

接下来，对作为本实施方式的较大的特征的用于进一步抑制转矩损失、发热，实现高效率化的结构进行说明。图6是表示滚珠与保持器的球袋的嵌合状态的保持器的纵剖视图。在保持器5上沿周向形成有八个球袋5a。球袋5a的轴向上对置的面为保持滚珠4的面，将上述两面之间的轴向尺寸设为H。并且，在将用双点划线表示的滚珠4的直径设为Db时，球袋间隙δ由下式表示。

球袋间隙δ＝保持器的球袋的轴向尺寸H-滚珠的直径Db

因此，在滚珠的直径Db比球袋的轴向尺寸H大的情况下成为负间隙，相反在滚珠的直径Db比球袋的轴向尺寸H小的情况下成为正间隙。

在以往的固定式等速万向联轴器中，由于组装时的弯曲动作性的问题，滚珠与保持器的球袋的嵌合为过盈嵌合，即，球袋间隙设定为负间隙。但是，在本实施方式中，设定为成为滚珠4与保持器5的球袋5a的嵌合从过盈嵌合跨至间隙嵌合的范围的球袋间隙δ。评价试验的结果为，确认如果将球袋间隙设定在-30μm≤δ≤40μm的范围内，则在联轴器的组装时的弯曲动作性不存在问题的情况下，转矩损失以及发热少而实现高效率化。其理由在于，在滚道槽交叉的本实施方式的固定式等速万向联轴器1中，即使将球袋间隙δ设定为正间隙侧，由于保持器5的球袋负载在周向上彼此产生不同形成平衡，因此保持器5向二等分平面的几何拘束稳定，由此消除了联轴器的组装时的弯曲动作性的降低。

这里，弯曲动作性是指，固定式等速万向联轴器1在无负荷且不旋转的状态(无负荷静止状态)下，使与内侧联轴器构件3连结的轴11(参照图9)相对于外侧联轴器构件2向十字方向(直径方向)弯曲时的动作性。如果该弯曲动作性变差，则在使轴向十字方向弯曲时发生钩挂，成为无法顺畅地弯折的状态，根据情况有时无法弯折。

需要说明的是，随着球袋间隙δ在正间隙侧增大，在联轴器的运转状态下，在可能发生因球袋5a内的滚珠4的晃动而形成的撞击声的情况下，可以适当下调地设定球袋间隙δ的上限。考虑到这一方面，作为转矩损失以及发热少进一步提高高效率化的更适当的设定，优选将球袋间隙δ的范围设定为-10μm≤δ≤20μm。

另外，在弯曲动作性方面，上述的正间隙存在上限，已经验证：如果间隙过大则保持器5的球袋5a内的滚珠4的移动自由度增大，保持器5从二等分平面的位置偏离，根据情况弯曲动作性会降低。该弯曲动作性的降低是指轴11无法向十字方向顺畅地弯折的状态。

如上述那样，在本实施方式的固定式等速万向联轴器1中，由于能够通过滚道槽交叉这一结构性的效果抑制保持器5与外侧联轴器构件2及内侧联轴器构件3的球面接触从而抑制摩擦损失这一作用、因形成滚珠4与保持器5的球袋5a的嵌合从过盈嵌合跨至间隙嵌合的范围的球袋间隙δ的设定而产生的进一步抑制摩擦损失以及发热这一作用，从而能够进一步实现高效率化。另外，由于低发热化因而寿命提高，无需增大联轴器的容量，由此实现小型化。

以上所述的用于进一步抑制摩擦损失以及发热的滚珠4与保持器5的球袋5a的嵌合状态及其作用在后述的各实施方式中相同。

在图7中示出本实施方式的等速万向联轴器具有最大工作角的状态。外侧联轴器构件2的滚道槽7A在开口侧形成有第二滚道槽部7Ab，该第二滚道槽部7Ab具有以在第一滚道槽部7Aa的滚珠轨道中心线Xa的半径方向外侧，从联轴器中心O向轴向开口侧偏移的点Oo1为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线Xb。在小型设计中，通过存在该第二滚道槽部7Ab，能够增加有效滚道长度，从而能够增大最大工作角。因此，如图所示，即使将最大工作角θmax设为50°左右的高角，也能够在设置足够所需的入口倒角10的状态下确保滚珠4与滚道槽7Ab接触的状态。

需要说明的是，在高工作角的范围内，沿周向配置的滚珠4暂时分开位于第一滚道槽部7Aa、9Aa(7Ba、9Ba，参照图2a以及图3b)和第二滚道槽部7Ab、9Ab(7Bb、9Bb，参照图2a以及图3b)。伴随与此，从滚珠4作用于保持器5的各球袋部5a的力彼此不平衡，产生保持器5与外侧联轴器构件2的球面接触部12、6以及保持器5与内侧联轴器构件3的球面接触部13、8的接触力，但对于高工作角的范围而言使用频率低，因此综合来看本实施方式的等速万向联轴器1能够抑制转矩损失、发热。因此，能够实现转矩损失以及发热少、高效率、且能够具有高工作角，高工作角时的强度、耐久性也优异的小型的固定式等速万向联轴器。

在图8中，示出了本实施方式的等速万向联轴器的外侧联轴器构件2与内侧联轴器构件3的立体图。该立体图立体地示出了之前所说明的滚道槽。如图8a所示，在外侧联轴器构件2的球状内周面6上交替地形成有相对于联轴器的轴线N-N(省略图示)沿周向倾斜的滚道槽7A、7B，其倾斜方向彼此形成为相反方向。滚道槽7A、7B分别由第一滚道槽部7Aa、7Ba和第二滚道槽部7Ab、7Bb构成。在外侧联轴器构件2的开口端设置有入口倒角10。另外，如图8b所示，在内侧联轴器构件3的球状外周面8上交替地形成有相对于联轴器的轴线N-N(省略图示)沿周向倾斜的滚道槽9A、9B，其倾斜方向彼此形成为相反方向。滚道槽9A、9B分别由第一滚道槽部9Aa、9Ba和第二滚道槽部9Ab、9Bb构成。

图9示出应用了本实施方式的固定式等速万向联轴器1的机动车的前部用驱动轴20。固定式等速万向联轴器1与中间轴11的一端连结，在另一端上连结有滑动式三球销型等速万向联轴器15。在固定式等速万向联轴器1的外周面与轴11的外周面之间、以及滑动式三球销型等速万向联轴器15的外周面与轴11的外周面之间，分别通过防尘罩带18a、18b、18c、18d而结合固定有蛇腹状防尘罩16a、16b。在联轴器内部封入有作为润滑剂的润滑脂。由于使用本实施方式的固定式等速万向联轴器1，因此能够实现转矩损失、发热小、高效率，并且具有高工作角、轻型·小型的机动车用驱动轴20。搭载有该驱动轴20的机动车能够通过改善传递效率抑制燃料消耗。

根据图10对本发明的第二实施方式的固定式等速万向联轴器进行说明。图10仅示出本实施方式的固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件，且是与图4相同的剖视图。该固定式等速万向联轴器与上述第一实施方式的固定式等速万向联轴器相比不同点在于，第一滚道槽部的圆弧状滚珠轨道中心线的曲率中心相对于联轴器中心O不存在轴向偏移，然而相对于联轴器的轴线N-N在半径方向上偏移，与之对应地调节第二滚道槽部的圆弧状滚珠轨道中心线的结构，其他的结构与第一实施方式相同。在本实施方式中，也对具有与第一实施方式相同的功能的部位标注相同的附图标记并省略重复说明。

外侧联轴器构件2的第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa的开口侧的端部A与第一实施方式相同。但是，第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa的曲率中心Oo3相对于联轴器中心O不存在轴向偏移，而相对于联轴器的轴线N-N在半径方向上偏移f2。即，在包含垂线K的工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P上沿半径方向偏移f2。伴随于此，第二滚道槽部7b的滚珠轨道中心线Xb的曲率中心Oo4以与第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa平滑地连接的方式调节位置。根据该结构，能够调节联轴器的里侧的滚道槽深度。在本实施方式的固定式等速万向联轴器中，虽然省略图示，但内侧联轴器构件3的滚道槽9的滚珠轨道中心线Y在工作角0°的状态下以包含联轴器中心O的平面P为基准，与外侧联轴器构件2的成对的滚道槽7的滚珠轨道中心线X形成为镜像对称。对于外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3的滚道槽7、9相对于联轴器的轴线N-N的周向的倾斜状态、保持器、联轴器的作用、以及滚珠与保持器的球袋的嵌合状态、作用，由于与第一实施方式的固定式等速万向联轴器相同，因此省略重复说明。

在图11～图19中示出本发明的第三实施方式。该实施方式的固定式等速万向联轴器与第一实施方式的固定式等速万向联轴器相比不同点在于，将第二滚道槽部设为直线状，由此，确保最大工作角时的有效滚道长度并且抑制楔角过大。由于其他的结构与第一实施方式相同，因此对具有相同的功能的部位标注相同的附图标记。

图11示出本实施方式的固定式等速万向联轴器，图11a是局部纵剖视图，图11b是图11a的右侧视图。该等速万向联轴器1主要包括外侧联轴器构件2、内侧联轴器构件3、滚珠4以及保持器5。如图11b、图12以及图13所示，外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3各自的八个滚道槽7、9相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜，并且其倾斜方向在周向上相邻的滚道槽7A、7B以及9A、9B中彼此形成为相反方向。并且，在外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3的成对的滚道槽7A、9A以及7B、9B的各交叉部配置有八个滚珠4。在图11a中，对于滚道槽7、9，分别示出了将图12a所示的平面M以及图13b所示的平面Q的剖面旋转至倾斜角γ＝0°的状态。

如图11a所示，外侧联轴器构件2的滚道槽7具有滚珠轨道中心线X，并且滚道槽7由第一滚道槽部7a和第二滚道槽部7b构成，该第一滚道槽部7a具有以联轴器中心O为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线Xa，该第二滚道槽部7b具有直线状的滚珠轨道中心线Xb，第二滚道槽部7b的滚珠轨道中心线Xb作为切线与第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa平滑地连接。另一方面，内侧联轴器构件3的滚道槽9具有滚珠轨道中心线Y，并且滚道槽9由第一滚道槽部9a和第二滚道槽部9b构成，该第一滚道槽部9a具有以联轴器中心O为曲率中心的圆弧状的滚珠轨道中心线Ya，该第二滚道槽部9b具有直线状的滚珠轨道中心线Yb，第二滚道槽部9b的滚珠轨道中心线Yb作为切线与第一滚道槽部9a的滚珠轨道中心线Ya平滑地连接。

在图12中，示出外侧联轴器构件2的滚道槽7相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜的状态。图12a示出外侧联轴器构件2的局部纵剖面，图12b示出外侧联轴器构件2的右侧面。由于外侧联轴器构件2的滚道槽7的倾斜状态与第一实施方式相同，因此省略重复说明。

在图13中，示出内侧联轴器构件3的滚道槽9相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜的状态。图13b示出内侧联轴器构件3的外周面，图13a示出内侧联轴器构件3的左侧面，图13c示出右侧面。由于内侧联轴器构件3的滚道槽9的倾斜状态也与第一实施方式相同，因此省略重复说明。

在图14中，示出通过外侧联轴器构件2的纵剖面观察到的滚道槽的详细情况。图14的局部纵剖面是通过图12a的包含滚道槽7A的滚珠轨道中心线X与联轴器中心O的平面M观察到的剖视图。图14示出了外侧联轴器构件2的滚道槽7，滚道槽7B仅倾斜方向与滚道槽7A为相反方向，其他的结构与滚道槽7A相同，因此省略说明。在外侧联轴器构件2的球状内周面6上沿轴向形成有滚道槽7A。滚道槽7A具有滚珠轨道中心线X，并且滚道槽7A由第一滚道槽部7Aa和第二滚道槽部7Ab构成，该第一滚道槽部7Aa具有以联轴器中心O为曲率中心(不存在轴向的偏移)的圆弧状的滚珠轨道中心线Xa，该第二滚道槽部7Ab具有直线状的滚珠轨道中心线Xb。并且，在第一滚道槽部7Aa的滚珠轨道中心线Xa的开口侧的端部A，作为切线而平滑地连接第二滚道槽部7Ab的直线状的滚珠轨道中心线Xb。端部A位于与联轴器中心O相比靠开口侧处，因此在第一滚道槽部7Aa的滚珠轨道中心线Xa的开口侧的端部A作为切线而连接的第二滚道槽部7Ab的直线状的滚珠轨道中心线Xb形成为，随着靠向开口侧而接近联轴器的轴线N-N(参照图11a)。由此，能够确保最大工作角时的有效滚道长度并且抑制楔角过大。

在本实施方式中，将连结端部A与联轴器中心O而得到的直线设为L。由于直线L相对于工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P所成的角度β与第一实施方式相同，因此省略重复说明。

同样，在图15中，通过内侧联轴器构件3的纵剖面示出滚道槽的详细情况。图15的纵剖面是通过上述图13b的包含滚道槽9A的滚珠轨道中心线Y与联轴器中心O的平面Q观察到的剖视图。在图15中示出内侧联轴器构件3的滚道槽9A，但滚道槽9B仅倾斜方向与滚道槽9A为相反方向，其他的结构与滚道槽9A相同，因此省略说明。在内侧联轴器构件3的球状外周面8上沿轴向形成有滚道槽9A。滚道槽9A具有滚珠轨道中心线Y，并且滚道槽9A由第一滚道槽部9Aa和第二滚道槽部9Ab构成，该第一滚道槽部9Aa具有以联轴器中心O为曲率中心(不存在轴向的偏移)圆弧状的滚珠轨道中心线Ya，该第二滚道槽部9Ab具有直线状的滚珠轨道中心线Yb。并且，在第一滚道槽部9Aa的滚珠轨道中心线Ya的里侧的端部B，作为切线而平滑地连接有第二滚道槽部9Ab的滚珠轨道中心线Yb。即，端部B为第一滚道槽部9Aa与第二滚道槽9Ab的连接点。由于端部B位于与联轴器中心O相比靠里侧的位置，因此在第一滚道槽部9Aa的滚珠轨道中心线Ya的里侧的端部B作为切线而连接的第二滚道槽部9Ab的直线状的滚珠轨道中心线Yb形成为，随着靠向里侧而接近联轴器的轴线N-N(参照图11a)。由此，能够确保最大工作角时的有效滚道长度并且抑制楔角过大。

在本实施方式中，将连结端部B与联轴器中心O而得到的直线设为R。由于直线R相对于工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P所成的角度β与第一实施方式相同，因此省略重复说明。

在图16中示出本实施方式的等速万向联轴器具有最大工作角的状态。外侧联轴器构件2的滚道槽7A在开口侧形成有具有直线状的滚珠轨道中心线Xb的第二滚道槽部7Ab。在小型的设计中，通过存在该第二滚道槽部7Ab，能够抑制最大工作角时的有效滚道长度并且抑制楔角过大。因此，如图所示，即使将最大工作角θmax设为50°左右的高角，也能够在设置足够所需的入口倒角10的状态下确保滚珠4与第二滚道槽部7Ab接触的状态，并且能够抑制楔角增大。

并且，根据图17对本实施方式的等速万向联轴器的最大工作角时的滚道槽与滚珠的接触状态进行详细说明。图17a是等速万向联轴器1的纵剖视图，图17b是表示外侧联轴器构件2的滚道槽7A与滚珠4的接触状态的放大图。在该图中，示出外侧联轴器构件2的滚道槽7A，滚道槽7B仅倾斜方向与滚道槽7A为相反方向，其他的结构与滚道槽7A相同，因此省略说明。如图17a所示，在联轴器具有最大工作角θmax时，滚珠4的中心Ob相对于工作角0°的状态下的包含联轴器中心O的平面P移动至θmax/2的位置。此时，滚珠4与第二滚道槽部7Ab的接触点S最靠近入口倒角10。在第一滚道槽部7Aa的圆弧状滚珠轨道中心线Xa的端部A，作为切线而连接有第二滚道槽部7Ab的直线状滚珠轨道中心线Xb，因此在图17a的纵剖面中，向随着靠向外侧联轴器构件2的开口侧而接近联轴器的轴线N-N的方向倾斜。如在图17b中放大示出地那样，滚珠4与第二滚道槽部7Ab的接触点S位于通过滚珠4的中心Ob且相对于滚珠轨道中心线Xb成直角的平面T上。由于滚珠轨道中心线Xb呈直线状，因此滚珠4的中心Ob与接触点S之间的轴向上的距离w比图26b所示的以往的等速万向联轴器小，与之对应地，有效滚道长度增加。因此，在本实施方式中，在具有最大工作角的状态下，能够在入口倒角10的边缘部与接触点S之间确保滚道富余量U，能够确保滚珠4与第二滚道槽部7Ab充分接触的状态。

如上所述，外侧联轴器构件2的滚道槽7与滚珠4的接触点S的联轴器的轴向上的位置根据滚道槽7的形状而发生变化。因此，本说明书以及权利要求中的针对最大工作角的有效滚道长度是指，考虑了上述这种接触点S的轴向上的位置的变化的基础上的滚珠与滚道槽的接触点的轨迹的长度。

接下来，根据图18对作为本实施方式的等速万向联轴器的特征的最大工作角时的楔角的状态进行说明。图18a是等速万向联轴器1的纵剖视图，图18b是表示外侧联轴器构件2的滚道槽7A(7Ab)与内侧联轴器构件3的滚道槽9A(9Ab)的楔角的状态的放大图。在该图中，示出外侧联轴器构件2的滚道槽7A，而滚道槽7B仅倾斜方向与滚道槽7A为相反方向，其他的结构与滚道槽7A相同，因此省略说明。在本实施方式的等速万向联轴器1中，滚道槽7A、9A与滚珠4成为具有接触角的角接触，并且，滚道槽7A、9A的滚珠轨道中心线X、Y分别具有倾斜角γ(参照图12a以及图13b)，因此本说明书中的滚道槽的楔角是指滚珠与滚道槽的接触点的实际的楔角。然而，作为图示方法，使用滚道槽7A、9A的槽底，简易地示出楔角。如图18a所示，本实施方式的等速万向联轴器1的最大工作角时θmax的滚道槽7A、9A的楔角α在旋转方向上的相位角为300°～360°(参照图21b)时最大。在第一滚道槽部7Aa的圆弧状滚珠轨道中心线Xa的端部A，作为切线而连接有外侧联轴器构件2的第二滚道槽部7Ab的直线状滚珠轨道中心线Xb，在工作角0°的状态下，在图示纵剖面中，该滚珠轨道中心线Xb向随着靠向外侧联轴器构件2的开口侧而接近联轴器的轴线N-N的方向倾斜，另一方面，内侧联轴器构件3的第二滚道槽部9Ab的直线状滚珠轨道中心线Yb向与外侧联轴器构件2的直线状滚珠轨道中心线Xb相反的方向倾斜。因此，第二滚道槽部7Ab、9Ab形成为在工作角为0°的状态下在开口侧缩窄。因此，能够减小最大工作角时的楔角α。其结果是，欲使被直线状的第二滚道槽部7Ab、9Ab夹持的滚珠4向开口侧飞出的力减小，保持器5的球袋负载减小，由此能够确保高工作角时的保持器5的强度。

对于能够减小最大工作角时的楔角α的理由，根据图18b进行具体说明。在图18b中用7Ab、9Ab表示本实施方式的等速万向联轴器1的外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3的第二滚道槽部。并且，用7Ab’、9Ab’表示所探讨的比较例1的第二滚道槽部，用7Ab”、9Ab”表示比较例2的第二滚道槽部。在本实施方式的等速万向联轴器1中，如上所述，第二滚道槽部7Ab、9Ab在工作角0°的状态下形成为在开口侧缩窄，因此，与之对应地，最大工作角时的楔角减小成为α。与此相对，在比较例1中，在工作角0°的状态下，通过图18b的剖面进行观察，第二滚道槽部7Ab’、9Ab’的槽底形成为平行，因此最大工作角时的楔角变大为α’，并且在比较例2中，第二滚道槽部7Ab”、9Ab”的槽底形成为随着靠向外侧联轴器构件2的开口侧而分开，因此，最大工作角时的楔角进一步变大为α”。这样，在本实施方式的等速万向联轴器1中，与比较例1以及比较例2相比，能够减小最大工作角时的楔角α。如上所述，对于有效滚道长度，比较例1以及比较例2的情况增加，然而作为实用上的固定式等速万向联轴器，优选能够同时实现确保最大工作角时的有效滚道长度和抑制楔角的本实施方式。

在图19中，示出本实施方式的等速万向联轴器的外侧联轴器构件2与内侧联轴器构件3的立体图。该立体图与第一实施方式相同。另外，由于滚珠与保持器的球袋的嵌合状态、作用也与第一实施方式的固定式等速万向联轴器相同，因此省略重复说明。

根据图20对本发明的第四实施方式的固定式等速万向联轴器进行说明。图20仅示出本实施方式的固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件，且是与图14相同的剖视图。该固定式等速万向联轴器与上述的第三实施方式的固定式等速万向联轴器相比不同点在于，使第一滚道槽部的圆弧状滚珠轨道中心线的曲率中心相对于联轴器的轴线N-N在半径方向上偏移，并与之对应地调节第二滚道槽部的直线状滚珠轨道中心线的结构，其他的结构与第三实施方式相同。在本实施方式中，对具有与第一以及第三实施方式相同的功能的位置标注相同的附图标记并省略重复说明。

外侧联轴器构件2的第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa的开口侧的端部A与第一实施方式相同。但是，第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa的曲率中心Oo3相对于联轴器中心O不存在轴向偏移，但相对于联轴器的轴线在半径方向上偏移f2。伴随于此，第二滚道槽部7b的直线状的滚珠轨道中心线Xb调节为作为切线而与第一滚道槽部7a的滚珠轨道中心线Xa的开口侧端部A连接。根据该结构，能够调节联轴器的里侧的滚道槽深度。在本实施方式的固定式等速万向联轴器中，虽然省略图示，但内侧联轴器构件3的滚道槽9的滚珠轨道中心线Y以工作角0°的状态下包含联轴器中心O的平面P为基准，与外侧联轴器构件2的成对的滚道槽7的滚珠轨道中心线X形成为镜像对称。外侧联轴器构件2以及内侧联轴器构件3的滚道槽7、9相对于联轴器的轴线N-N的周向的倾斜状态、保持器、联轴器的作用、以及滚珠与保持器的球袋的嵌合状态、作用与第一实施方式的固定式等速万向联轴器相同，因此省略重复说明。

【实施例】

以下对本发明的实施例以及比较例进行说明。在实施例以及比较例中，使球袋间隙δ如表1所示变化而制作第三实施方式的八个滚珠的固定式等速万向联轴器。联轴器尺寸为相当于机动车标准(JASOC 304-89：机动车的驱动轴用等速联轴器1989年3月31日制定社团法人机动车技术会发行)的第3页的表3中的等速联轴器的公称25.4的尺寸。

【表1】

〔转矩损失率〕

对于转矩损失率而言，对输入扭矩与输出转矩进行测定，计算出其减少率以作为转矩损失率。对于判断基准，○表示与以往的八个滚珠的球笼型等速万向联轴器相比减少，×表示与上述以往的等速万向联轴器为同级别。通过表1的评价结果，确认在球袋间隙δ为-35μm的情况下与以往的等速万向联轴器为同级别，在-30μm≤δ≤40μm的范围内转矩损失率减少。

〔动作性〕

对于动作性，通过手动确认十字动作。对于判断基准，○表示在十字动作中无钩挂，△表示在十字动作中产生略微的钩挂。通过表1的评价结果，确认了在球袋间隙δ为50μm的情况下在十字动作中产生略微的钩挂，在-30μm≤δ≤40μm的范围内动作性不降低。根据以上的转矩损失率与动作性的评价结果，作为综合评价，验证了球袋间隙δ优选为-30μm≤δ≤40μm的范围。

〔温度上升量〕

虽然省略详细内容，但实施例5～8确认了在以下的试验条件中，与以往的八个滚珠的球笼型固定式等速万向联轴器相比温度上升量能够减少50％以上。

(试验条件)转速：5000rpm，负荷转矩：196Nm，工作角：8°

在以上的各实施方式的固定式等速万向联轴器1中，由于因滚道槽交叉这一结构性的效果能够抑制保持器5与外侧联轴器构件2及内侧联轴器构件3的球面接触从而抑制摩擦损失这一作用、因形成滚珠4与保持器5的球袋5a的嵌合从过盈嵌合跨至间隙嵌合的范围球袋间隙δ的设定而进一步抑制摩擦损失以及发热这一作用，从而能够进一步实现高效率化。通过改善传递效率，能够抑制搭载了该固定式等速万向联轴器1的机动车的燃料消耗。

在以上的各实施方式的固定式等速万向联轴器中，对将滚珠4的个数设为八个的情况进行了说明，但并不限定于此。滚珠的个数优选为十个，并且还可以适当实施滚珠的个数为十二个的情况。

另外，在以上的实施方式的固定式等速万向联轴器中，对将第二滚道槽部的滚珠轨道中心线Xb设为圆弧状的情况进行了说明，但并不限定于此。总之，只要是与第一滚道槽部的滚珠轨道中心线Xa形状不同，增加有效滚道长度而实现高工作角化的形状则可以设为适当的形状，例如，可以为椭圆。另外，第一滚道槽部以及第二滚道槽部各自没有限定于单一的圆弧，考虑到滚道槽深度等可以由多个圆弧形成。并且，示出了滚道槽沿周向以等间距配置的情况，但也可以以不等间距配置。另外，示出了第一滚道槽相对于联轴器的轴线N-N的倾斜角度γ在全部的滚道槽中相等的情况，但是并不限定于此，也可以使倾斜角度γ在外侧联轴器构件与内侧联轴器构件的成对的第一滚道槽、和其他成对的第一滚道槽中形成为不等角度。总之，只要以使作用于保持器的周向的所有球袋部的滚珠的轴向上的力整体平衡的方式设定各倾斜角度即可。此外，示出了滚道槽与滚珠具有接触角地接触的角接触的实施方式，但是并不限定于此，也可以设为将滚道槽的横剖面形状形成为圆形状的圆环接触。

本发明不被前述的实施方式有任何限定，当然能在不脱离本发明的要旨的范围内进一步以各种方式实施，本发明的范围由权利要求书示出，还包含与权利要求书记载等同意义及范围内的所有变更。

附图标记说明

1  固定式等速万向联轴器

2  外侧联轴器构件

3  内侧联轴器构件

4  滚珠

5  保持器

6  球状内周面

7  滚道槽

7a  第一滚道槽部

7b  第二滚道槽部

8  球状外周面

9  滚道槽

9a  第一滚道槽

9b  第二滚道槽

11  轴

12  球状外周面

13  球状内周面

20  驱动轴

A  端部

B  端部

Db  滚珠的直径

H  球袋的轴向尺寸

f2  偏移量

K  垂线

L  直线

M  包含滚珠轨道中心线的平面

N  联轴器的轴线

O  联轴器中心

P  联轴器中心平面

Q  包含滚珠轨道中心线的平面

Oo1  曲率中心

Oo3  曲率中心

Oo4  曲率中心

R  直线

X  滚珠轨道中心线

Y  滚珠轨道中心线

γ  倾斜角

β  角度

θ  工作角

Claims (8)

1.一种固定式等速万向联轴器，其具备：

外侧联轴器构件，其在球状内周面形成有沿轴向延伸的多个滚道槽，且具有在轴向上分开的开口侧和里侧；

内侧联轴器构件，其在球状外周面形成有与所述外侧联轴器构件的滚道槽成对的多个滚道槽；

多个滚珠，它们夹设于所述外侧联轴器构件的滚道槽与所述内侧联轴器构件的滚道槽之间并传递转矩；

保持器，其具有收容该滚珠的球袋，且具有与所述外侧联轴器构件的球状内周面和所述内侧联轴器构件的球状外周面嵌合的球状外周面和球状内周面，

所述固定式等速万向联轴器的特征在于，

所述外侧联轴器构件的滚道槽由位于里侧的第一滚道槽部(7a)和位于开口侧的第二滚道槽部(7b)构成，所述第一滚道槽部(7a)具有圆弧状部分，所述圆弧状部分具有相对于联轴器中心(O)在轴向上不存在偏移的曲率中心，所述第一滚道槽部(7a)相对于联轴器的轴线(N-N)沿周向倾斜，且在周向上相邻的所述第一滚道槽部(7a)的倾斜方向彼此形成为相反方向，为了增加针对最大工作角的有效滚道长度，所述第二滚道槽部(7b)具有与所述第一滚道槽部(7a)不同的形状，所述第一滚道槽部(7a)与所述第二滚道槽部(7b)在与所述联轴器中心(O)相比靠开口侧处连接，所述内侧联轴器构件的滚道槽以工作角为0°的状态下包含所述联轴器中心(O)的平面(P)为基准，与所述外侧联轴器构件的成对的滚道槽形成为镜像对称，形成所述滚珠与所述保持器的球袋的嵌合从过盈嵌合跨至间隙嵌合的范围的球袋间隙(δ)。

2.根据权利要求1所述的固定式等速万向联轴器，其特征在于，

所述球袋间隙(δ)为-30μm≤δ≤40μm。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的固定式等速万向联轴器，其特征在于，

将连接所述第一滚道槽部(7a)和第二滚道槽部(7b)的点与联轴器中心(O)进行连结而得到的直线(L)与所述工作角为0°的状态下包含联轴器中心(O)的平面(P)所成的角(β)设定为3°～10°。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的固定式等速万向联轴器，其特征在于，

所述第一滚道槽部(7a)的圆弧状部分的曲率中心配置在联轴器的轴线(N-N)上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的固定式等速万向联轴器，其特征在于，

所述第一滚道槽部(7a)的圆弧状部分的曲率中心与联轴器的轴线(N-N)相比在半径方向上偏移。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的固定式等速万向联轴器，其特征在于，

所述第二滚道槽部(7b)具有圆弧状部分。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的固定式等速万向联轴器，其特征在于，

所述第二滚道槽部(7b)的圆弧状部分具有与所述第一滚道槽部(7a)相比靠半径方向外侧，且与联轴器中心(O)相比向开口侧偏移的曲率中心。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的固定式等速万向联轴器，其特征在于，

所述第二滚道槽部(7b)具有直线状部分，该直线状部分以随着靠向开口侧而接近所述联轴器的轴线(N-N)的方式倾斜形成。