CN107120358A - 等速万向节 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等速万向节，其能够抑制强度的下降，并且高效地进行转矩传递。等速万向节具备：外侧万向节构件，具有轨道槽；内侧万向节构件，具有腿轴；滚子，能够在轨道槽上滚动；及滚针轴承，将滚子的内周面支承为能够相对于腿轴旋转，腿轴具备：滚动部，将滚针轴承支承为能够滚动；接触部，相比滚动部位于腿轴的径向外侧，且能够与滚针轴承的朝向滚针轴承的中心轴线方向的第一侧的端面接触；及退避部，形成于滚动部与接触部之间，且形成于从配置滚针轴承的区域退避的位置，退避部具备第一凹曲部，所述第一凹曲部相比接触部形成于向腿轴的根部侧退避的位置。

Description

等速万向节
在2016年2月24日提出的日本专利申请2016-033116的公开，包括其说明书、附图及摘要作为参照而全部包含于此。
技术领域
本发明涉及等速万向节。
背景技术
已知有一种等速万向节，具备：外侧万向节构件，具有沿轴向延伸的多条轨道槽；及内侧万向节构件，具有插入到轨道槽的多根腿轴。在日本特开2012-197832号公报中公开了三球销轴部(腿轴)，所述三球销轴部(腿轴)在横截面形状形成为圆形状的转矩传递面与相比转矩传递面向径向外方伸出的座部之间形成有避让槽。避让槽是用于避免与在转矩传递面上滚动的轴状滚动体的端部之间的干涉而形成的部位，且形成为相比转矩传递面向径向内方后退的凹曲面状。
三球销轴部的根部为应力集中的部位，要求较高的强度。关于这一点，在日本特开2012-197832号公报中记载的技术中，在减小避让槽的曲率半径的情况下，在形成避让槽的部位应力集中，三球销轴部的根部的强度下降。另一方面，在增大避让槽的曲率半径的情况下，避让槽与转矩传递面连接的连接位置配置在更加靠三球销轴部的前端侧处。在这种情况下，由于转矩传递面的轴向长度减小，转矩传递面与轴状滚动体接触的接触面积减小，因而存在转矩传递面、轴状滚动体磨损，转矩传递的效率恶化的可能性。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供能够抑制强度的下降，并且高效地进行转矩传递的等速万向节。
本发明的一方式的等速万向节具备：
外侧万向节构件，轴向的第一侧开口，且具有沿轴向延伸的轨道槽；
内侧万向节构件，具有沿径向延伸的腿轴；
滚子，能够在所述外侧万向节构件的所述轨道槽上滚动；及
滚针轴承，将所述滚子的内周面支承为能够相对于所述内侧万向节构件的所述腿轴旋转，
所述腿轴具备：滚动部，将所述滚针轴承支承为能够滚动；接触部，相比所述滚动部位于所述腿轴的径向外侧，且能够与所述滚针轴承的朝向所述滚针轴承的中心轴线方向的第一侧的端面接触；及退避部，形成于所述滚动部与所述接触部之间，且形成于从配置所述滚针轴承的区域退避的位置，
所述退避部具备第一凹曲部，所述第一凹曲部相比所述接触部形成于向所述腿轴的根部侧退避的位置。
根据本发明的等速万向节，退避部具备第一凹曲部，第一凹曲部相比接触部形成于向腿轴的根部侧退避的位置。在这种情况下，即使在增大退避部的曲率半径的情况下，也能够使滚动部与退避部连接的连接位置靠近腿轴的根部侧地配置，因此能够充分地确保滚动部的轴向长度。因此，能够抑制强度的下降，并且高效地进行外侧万向节构件与内侧万向节构件之间的转矩传递。
附图说明
前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。
图1是本发明的一实施方式中的等速万向节的局部放大剖视图，表示与外侧万向节构件及内侧万向节构件的中心轴线方向垂直的截面。
图2A是等速万向节的局部放大剖视图，是将图1所示的等速万向节的一部分放大的图。
图2B是以往的等速万向节的局部放大剖视图，表示与图2A对应的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明应用了本发明的等速万向节的实施方式。首先，参照图1来说明本发明的一实施方式中的等速万向节1的概要。
如图1所示，等速万向节1为单滚子型的三球销型等速万向节，例如，被用于车辆的差速器与传动轴中的中间轴连接的连接部位。等速万向节1主要具备外侧万向节构件2、内侧万向节构件3、三个滚子4、多个滚针轴承(滚针滚子轴承)5、三个护圈6及三个定位环7。
外侧万向节构件2形成为有底筒状，在外侧万向节构件2的底面外侧形成有与差速器(未图示)连接的轴杆部(未图示)。在外侧万向节构件2的内周面沿周向等间隔地形成有三条沿外侧万向节构件2的轴向延伸的轨道槽21。需要说明的是，在图1中，仅图示形成于外侧万向节构件2的三条轨道槽21中的一条轨道槽21，省略了其他两条轨道槽21的图示。
内侧万向节构件3配置在外侧万向节构件2的内侧。内侧万向节构件3具备轴套部31和三根腿轴32。轴套部31形成为筒状。轴套部31的外周面形成为球面凸状，在轴套部31的内周面形成有内花键31a。该内花键31a与形成于中间轴(未图示)的外周面上的外花键(未图示)嵌合。需要说明的是，在图1中，仅对内侧万向节构件3中的腿轴32进行剖切观察，对于除了腿轴32以外的结构，示意性地对它们的外观形状进行图示。
腿轴32为从轴套部31的外周面向径向外方延伸的柱状的部位。三根腿轴32绕着内侧万向节构件3的旋转轴线地沿周向等间隔地配置，且分别插入三条轨道槽21中。
滚子4为能够在轨道槽21上滚动的圆环状的构件，三个滚子4分别收容于三条轨道槽21中。滚针轴承5为将滚子4的内周面支承为能够相对于腿轴32的外周面旋转的滚动体，多个滚针轴承5配置在腿轴32的外周面与滚子4的内周面之间。
护圈6为筒状的构件，且相比滚子4及多个滚针轴承5配置在腿轴32的前端侧(图1上侧)。定位环7在相比护圈6靠腿轴32的前端侧处外嵌于腿轴32。由此，限制滚针轴承5越过护圈6而向腿轴32的前端侧位移的情况，限制护圈6越过定位环7而向腿轴32的前端侧位移的情况。
接着，参照图2A，对腿轴32的结构进行说明。如图2A所示，腿轴32具备滚动部33、接触部34、退避部35及外周部36。
滚动部33为沿腿轴32的中心轴线A1方向延伸的圆柱状的部位，且在外周面将滚针轴承5支承为能够滚动。接触部34为相比滚动部33位于腿轴32的径向外侧的部位。接触部34的法线N相对于腿轴32的中心轴线A1倾斜，并且与腿轴32的中心轴线A1在相比接触部34靠腿轴32的前端侧(图2A上侧)的位置交叉。
退避部35为在滚动部33与接触部34之间形成的部位，且具备第一凹曲部37和第二凹曲部38。第一凹曲部37为从接触部34向腿轴32的径向内侧延伸的凹曲面状的部位，且相比接触部34位于腿轴32的根部侧(图2A下侧)。第二凹曲部38为在滚动部33与第一凹曲部37之间形成的凹曲面状的部位，且相比滚针轴承5所滚动的滚动部33的外周面位于腿轴32的径向内侧。
需要说明的是，退避部35的曲率半径可以在整体上为一定，也可以根据部位适当地变更曲率半径。例如，可以在第一凹曲部37和第二凹曲部38变更曲率半径，也可以在第二凹曲部38上在腿轴32的中心轴线A1方向上的前端侧和根部侧变更曲率半径。
外周部36为从接触部34向径向外侧延伸的部位。在外周部36形成相对于与腿轴32的中心轴线A1正交的平面平行的平坦部36a。该平坦部36a被用作管理护圈6、定位环7等的配置时的基准。
接着，与以往的腿轴532和滚针轴承5之间的关系进行比较，来对腿轴32与滚针轴承5之间的关系进行说明。
需要说明的是，滚针轴承5在朝向中心轴线A2方向的第一侧(图2A下侧)的端面上形成随着朝向中心轴线A2方向的第一侧而缩径的缩径部51。在此，在本实施方式中，滚针轴承的朝向滚针轴承的中心轴线A2方向的第一侧的端面形成为球面状，但不是局限于此的结构，例如，滚针轴承的朝向滚针轴承的中心轴线A2方向的第一侧的端面也可以是半球台形状或圆锥台形状等。
多个滚针轴承5以能够滚动的状态配置在滚动部33的外周面，缩径部51在相比滚针轴承5的中心轴线A2离开腿轴32的中心轴线A1的位置与接触部34接触。另一方面，退避部35形成于从配置滚针轴承5的区域退避的位置，避免与滚针轴承5的接触。由此，能够减小腿轴32与滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2方向的第一侧的端面接触的面积，因此能够使滚针轴承5顺畅地滚动。其结果是，能够高效地进行外侧万向节构件2(参照图1)与内侧万向节构件3之间的转矩传递。
在此，在图2B所示的以往的腿轴532上，接触部534形成于能够与滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2的第一侧的端面上的位于中心轴线A2上的前端部分接触的位置。退避部535相比接触部534位于腿轴532的前端侧(图2B上侧)，且朝向腿轴532的径向内侧凹陷设置。在这种情况下，若减小退避部535的曲率半径，则在形成退避部535的部位应力集中，腿轴532的强度下降。另一方面，若增大退避部535的曲率半径，则滚动部33的轴向长度减小，因此滚动部33与滚针轴承5接触的接触面积减小，外侧万向节构件2与内侧万向节构件3之间的转矩传递的效率下降。
相对于此，本实施方式中的退避部35具备从接触部34向径向内侧延伸的第一凹曲部37，第一凹曲部37相对于滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2方向的第一侧的端面，形成于相比接触部34向腿轴32的根部侧退避的位置。由此，即使在增大退避部35的曲率半径的情况下，也能够使滚动部33与退避部35连接的连接位置靠近腿轴32的根部侧地配置。因此，能够充分确保滚动部33的轴向长度。
此外，在退避部35中，在第一凹曲部37与滚动部33之间形成有第二凹曲部38，第二凹曲部38相比滚针轴承5所滚动的滚动部33的外周面形成于向腿轴32的径向内侧退避的位置。由此，与以往的形成于腿轴532的退避部535相比，能够进一步增大退避部35的曲率半径。
并且，接触部34在相比滚针轴承5的中心轴线A2离开腿轴32的中心轴线A1的位置与滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2方向的第一侧的端面接触。由此，与滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2的第一侧的端面上的位于中心轴线A2上的前端部分接触的以往的腿轴532相比，能够在腿轴32的径向上较大地形成退避部35。因此，能够增大退避部35的曲率半径。
此外，接触部34的法线相对于腿轴32的中心轴线A1倾斜，且与腿轴32的中心轴线A1在相比接触部34靠腿轴32的前端侧的位置交叉。在这种情况下，与如以往的腿轴532那样，在法线与腿轴532的中心轴线A1成平行的位置上腿轴532与滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2方向的第一侧的端面接触的情况相比，能够在腿轴32的径向上较大地形成退避部35。因此，能够增大退避部35的曲率半径。
另一方面，滚针轴承5在朝向中心轴线A2方向的第一侧的端面上形成缩径部51，接触部34能够与该缩径部51接触地形成，因此能够防止在接触部34与滚针轴承5接触的接触部位较早地发生损伤。此外，缩径部51形成为球面状，因此能够减小缩径部51与接触部34接触的接触面积。其结果是，能够减轻在滚针轴承5与接触部34之间发生的摩擦，因此能够高效地进行外侧万向节构件2与内侧万向节构件3之间的转矩传递。
如上所述，在等速万向节1中，能够充分地确保滚动部33的轴向长度，并且增大退避部35的曲率半径。因此，能够抑制等速万向节1的强度的下降，并且高效地进行转矩传递。
以上，基于上述各实施方式说明了本发明，但可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形、改良。
例如，在上述实施方式中，对退避部35具备第一凹曲部37和第二凹曲部38的情况进行了说明，但退避部也可以仅由第一凹曲部37构成。在这种情况下，通过省略第二凹曲部38，而能够将滚动部与退避部连接的连接位置设置于更靠腿轴32的基端侧处。
以下说明上述实施方式的效果。
如上所述，等速万向节1具备：外侧万向节构件2，轴向的第一侧开口，且具有沿轴向延伸的轨道槽21；内侧万向节构件3，具有沿径向延伸的腿轴32；滚子4，能够在外侧万向节构件2的轨道槽21上滚动；及滚针轴承5，将滚子4的内周面支承为能够相对于内侧万向节构件3的腿轴32旋转。此外，腿轴32具备：滚动部33，将滚针轴承5支承为能够滚动；接触部34，相比滚动部33位于腿轴32的径向外侧，且能够与滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2方向的第一侧的端面接触；及退避部35，形成于滚动部33与接触部34之间，且形成于从配置滚针轴承5的区域退避的位置，退避部35具备第一凹曲部37，该第一凹曲部37相比接触部34形成于向腿轴32的根部侧退避的位置。
根据该等速万向节1，退避部35具备第一凹曲部37，第一凹曲部37相比接触部34形成于向腿轴32的根部侧退避的位置。在这种情况下，即使在增大退避部35的曲率半径的情况下，也能够使滚动部33与退避部35连接的连接位置靠近腿轴32的根部侧地配置，因此能够充分地确保滚动部33的轴向长度。因此，能够抑制腿轴32的强度的下降，并且高效地进行外侧万向节构件2与内侧万向节构件3之间的转矩传递。
在上述的等速万向节1中，退避部35在第一凹曲部37与滚动部33之间具备第二凹曲部38，该第二凹曲部38相比滚针轴承5所滚动的滚动部33的外周面形成于向腿轴32的径向内侧退避的位置。根据该等速万向节1，能够增大退避部35的曲率半径，因而能够抑制腿轴32的强度的下降。
在上述的等速万向节1中，接触部34在相比滚针轴承5的中心轴线A2离开腿轴32的中心轴线A1的位置与滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2方向的第一侧的端面接触。根据该等速万向节1，能够增大退避部35的曲率半径，因而能够抑制腿轴32的强度的下降。
在上述的等速万向节1中，接触部34的法线N相对于腿轴32的中心轴线A1倾斜，并且与腿轴32的中心轴线A1在相比接触部34靠腿轴32的前端侧的位置交叉。根据该等速万向节1，能够增大退避部35的曲率半径，因而能够抑制腿轴32的强度的下降。
在上述的等速万向节1中，在与接触部34接触的滚针轴承5的朝向滚针轴承5的中心轴线A2方向的第一侧的端面上形成随着朝向前端侧而缩径的缩径部51，接触部34在相比滚针轴承5的中心轴线A2离开腿轴32的中心轴线的位置与缩径部51接触。根据该等速万向节1，能够增大退避部35的曲率半径，因而能够抑制腿轴32的强度的下降。
在上述的等速万向节1中，缩径部51形成为球面状。根据该等速万向节1，能够减小缩径部51与接触部34接触的接触面积。由此，能够减轻在滚针轴承5与接触部34之间发生的摩擦，因此能够高效地进行外侧万向节构件2与内侧万向节构件3之间的转矩传递。

Claims (6)

1.一种等速万向节，具备：
外侧万向节构件，轴向的第一侧开口，且具有沿轴向延伸的轨道槽；
内侧万向节构件，具有沿径向延伸的腿轴；
滚子，能够在所述外侧万向节构件的所述轨道槽上滚动；及
滚针轴承，将所述滚子的内周面支承为能够相对于所述内侧万向节构件的所述腿轴旋转，
所述腿轴具备：
滚动部，将所述滚针轴承支承为能够滚动；
接触部，相比所述滚动部位于所述腿轴的径向外侧，且能够与所述滚针轴承的朝向所述滚针轴承的中心轴线方向的第一侧的端面接触；及
退避部，形成于所述滚动部与所述接触部之间，且形成于从配置所述滚针轴承的区域退避的位置，
所述退避部具备第一凹曲部，所述第一凹曲部相比所述接触部形成于向所述腿轴的根部侧退避的位置。
2.根据权利要求1所述的等速万向节，其中，
所述退避部具备第二凹曲部，所述第二凹曲部形成于所述第一凹曲部与所述滚动部之间，且相比所述滚针轴承所滚动的所述滚动部的外周面形成于向所述腿轴的径向内侧退避的位置。
3.根据权利要求1或2所述的等速万向节，其中，
所述接触部在相比所述滚针轴承的中心轴线离开所述腿轴的中心轴线的位置与所述滚针轴承的朝向所述滚针轴承的所述中心轴线方向的第一侧的端面接触。
4.根据权利要求3所述的等速万向节，其中，
所述接触部的法线相对于所述腿轴的中心轴线倾斜，并且与所述腿轴的中心轴线在相比所述接触部靠所述腿轴的前端侧的位置交叉。
5.根据权利要求3所述的等速万向节，其中，
在与所述接触部接触的所述滚针轴承的朝向所述滚针轴承的中心轴线方向的第一侧的端面上形成随着朝向前端侧而缩径的缩径部，
所述接触部在相比所述滚针轴承的中心轴线离开所述腿轴的中心轴线的位置与所述缩径部接触。
6.根据权利要求5所述的等速万向节，其中，
所述缩径部形成为球面状。
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