CN110100108B - 三球销式等速万向节 - Google Patents

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Abstract

一种三球销式等速万向节包括：外万向节构件，其具有在纵向方向上延伸的腔体以及三个辊子轨道；内万向节构件，其具有中心体和在径向方向上从中心体突出的三个轴颈；以及三个辊子组件，它们在辊子组件分别设置在辊子轨道上的状态下分别连接至轴颈。辊子组件包括：内座圈，其连接至轴颈并且在其两个侧表面上分别具有第一内滚珠槽和第二内滚珠槽；第一滚珠阵列和第二滚珠阵列，它们各自包括分别在第一内滚珠槽和第二内滚珠槽中对齐的多个滚珠；以及用于分别限制第一滚珠阵列和第二滚珠阵列的纵向动作的滚珠隔圈。

Description

三球销式等速万向节
技术领域
本发明涉及一种车辆中使用的三球销式等速万向节。
背景技术
在车辆的驱动系统中使用起到动力传递作用的驱动轴组件。
驱动轴组件包括驱动轴和设置在驱动轴两侧的一对等速万向节。设置在朝向传动系统的一侧上的等速万向节被称为内端等速万向节且设置在朝向驱动轮的一侧上的等速万向节被称为外端等速万向节，并且通常使用形成为能够允许轴向位移的三球销式等速万向节作为内端等速万向节。
三球销式等速万向节包括具有三个轴颈的内万向节构件、分别连接至轴颈的辊子组件以及接收辊子组件的外万向节构件。在这方面，已经采用了各种类型的辊子组件，并且例如已经采用了具有内座圈、外圈和滚针轴承的辊子组件。当三球销式等速万向节运行时可同时发生铰接和轴向位移，并且此时连接至轴颈的辊子组件在外万向节构件的辊子轨道中进行滚动，以使摩擦损失最小。
然而，在同时发生铰接和轴向位移的情况下，辊子组件的外圈在辊子轨道的表面上不进行完全的直线运动，而是以倾斜状态移动从而增大摩擦，这是导致车辆突然加速或突然制动时抖动的原因之一。特别地，在大的铰接角度下，摩擦力变得更大，从而使NVH特性变差。
现有技术文献：韩国专利公开第10-2007-0068498号(公开日期：2007年7月2日)
发明内容
技术问题
本发明是为了解决上述问题而做出的，并且目的在于提供一种具有使抖动现象减至最小的改进的辊子组件的三球销式等速万向节。
技术方案
根据本发明的实施方式的三球销式等速万向节包括：外万向节构件，其具有在纵向方向上伸长的腔体和三个辊子轨道；内万向节构件，其具有中心体和从中心体径向向外突出的三个轴颈；以及三个辊子组件，它们在分别设置在辊子轨道中的状态下分别连接至轴颈。分别的辊子组件包括：内座圈，其连接至轴颈并在其两个侧面上设置有第一内滚珠槽和第二内滚珠槽；第一滚珠阵列和第二滚珠阵列，它们分别具有分别设置在第一内滚珠槽和第二内滚珠槽中的多个滚珠；以及滚珠隔圈，其限制第一滚珠阵列和第二滚珠阵列在纵向方向上的运动。
第一滚珠阵列可设置在第一滚珠轨道中，第一滚珠轨道由第一内滚珠槽和形成在辊子轨道的对应的侧表面中的第一外滚珠槽形成，并且第二滚珠阵列可设置在第二滚珠轨道中，第二滚珠轨道由第二内滚珠槽和形成在辊子轨道的对应的侧表面中的第二外滚珠槽形成。此外，第一滚珠轨道可以被构造成使得其截面面积在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变大，而第二滚珠轨道可以被构造成使得其截面面积在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变小。
构成第一滚珠阵列的多个滚珠的直径可在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变大，而构成第二滚珠阵列的多个滚珠的直径可在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变小。
第一内滚珠槽可形成为使得其底表面在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变深，而第二内滚珠槽可形成为使得其底表面在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变浅。
第一外滚珠槽可形成为使得其底表面在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变深，而第二外滚珠槽可形成为使得其底表面在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变浅。
第一滚珠轨道可具有在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变宽的截头圆锥形状，而第二滚珠轨道可具有在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变窄的截头圆锥形状。
第一滚珠轨道和第二滚珠轨道的中心线可分别与外万向节构件的纵向方向平行。
根据本发明的另一个实施方式的三球销式等速万向节包括：外万向节构件，其具有在纵向方向上伸长的腔体和三个辊子轨道；内万向节构件，其具有中心体和从中心体径向向外突出的三个轴颈；以及三个辊子组件，它们在分别设置在辊子轨道中的状态下分别连接至轴颈。分别的辊子组件包括：内座圈，其连接至轴颈并在其两个侧面上设置有第一内滚珠槽和第二内滚珠槽；第一滚珠阵列，其具有可移动地设置在第一滚珠轨道中的多个滚珠，第一滚珠轨道由对应地形成在辊子轨道的两个侧面上的第一内滚珠槽和第一外滚珠槽形成；第二滚珠阵列，其具有可移动地设置在第二滚珠轨道中的多个滚珠，第二滚珠轨道由对应地形成在辊子轨道的两个侧面上的第二内滚珠槽和第二外滚珠槽形成；以及滚珠隔圈，其限制第一滚珠阵列和第二滚珠阵列在纵向方向上的运动。
第一滚珠轨道可形成为使得其截面面积在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变大，而第二滚珠轨道可形成为使得其截面面积在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变小。
第一滚珠轨道可具有在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变宽的截头圆锥形状，而第二滚珠轨道可具有在朝向外万向节构件的开口侧的方向上变窄的截头圆锥形状。
第一滚珠轨道和第二滚珠轨道的中心线可分别与外万向节构件的纵向方向平行。
有益效果
根据本发明，由于辊子通过滚珠而不是环形构件来实现，因此通过滚珠的几何特性可以使大铰接角度下的摩擦力的增加减至最小。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的三球销式等速万向节的立体图。
图2是沿图1中的线II-II截取的剖视图。
图3是根据本发明的实施方式的三球销式等速万向节的内万向节构件和与其连接的辊子组件的立体图，其中一个辊子组件分解示出。
图4是沿图1中的线IV-IV截取的剖视图。
图5是表示在根据本发明的实施方式的三球销式等速万向节中已经发生轴颈的轴向位移的状态的视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图描述本发明的实施方式。
参照图1，根据本发明的实施方式的三球销式等速万向节包括外万向节构件10和内万向节构件20。
参照图1和图2，外万向节构件10具有纵向轴线OLA，并且设置有中心腔体11和三个辊子轨道12。外万向节构件10的一侧是开口的，以使中心腔体11暴露于外部，并且其另一侧可以连接至用于动力传递的轴。
中心腔体11可以大致具有圆柱形状，并且辊子轨道12可以具有在径向向外的方向上从中心腔体11凹进的凹槽形状，并且可以在纵向方向上伸长。此时，三个辊子轨道12可以沿圆周方向等距设置。
内万向节构件20设置在外万向节构件10的中心腔体11内。内万向节构件20包括中心体21和在径向向外的方向上从中心体21突出的三个轴颈22。此时，如图2所示，三个轴颈22可以沿圆周方向等距设置，并且分别设置在外万向节构件10的辊子轨道12内。
轴23连接至中心体21，并且轴23具有纵向轴线ILA。轴23可以连接至中心体21以与其一起旋转，并且例如可以与中心体21花键连接。
三个辊子组件30分别连接至三个轴颈22。如图1和图2所示，辊子组件30在连接至内万向节构件20的轴颈22的状态下设置在外万向节构件10的辊子轨道12内。
辊子组件30连接至轴颈22，使得可以允许内万向节构件20的纵向轴线ILA相对于外万向节构件10的纵向轴线OLA进行铰接。此外，辊子组件30设置在辊子轨道12中，从而可沿着辊子轨道12在与外万向节构件10的纵向轴线OLA平行的方向上移动。
分别的辊子组件30包括内座圈31、第一滚珠阵列32、第二滚珠阵列33和滚珠隔圈34。
参照图2和图3，内座圈31连接至轴颈22。内座圈31可以整体具有六面体形状，并且可以具有形成在轴颈22的中心轴线JA上的通孔311。内万向节构件20的轴颈22被插入通孔311中。此时，形成内座圈31的通孔311的接触表面312和轴颈22的外周表面221可以分别形成为弯曲表面，以允许内万向节构件20相对于内座圈31被铰接。例如，轴颈22的外周表面221可以形成为弯曲的凸表面，并且对应地形成内座圈31的通孔311的接触表面312可以形成为平表面。也就是说，内座圈31的接触表面312可以具有圆柱形状。由于轴颈22的外周表面221具有弯曲的凸表面并且形成内座圈31的通孔311的接触表面312具有圆柱形状，因此可以确保用于万向节的铰接的轴颈22的运动。
同时，第一内滚珠槽313和第二内滚珠槽314分别形成在内座圈31的两个侧面上。第一内滚珠槽313和第二内滚珠槽314可以分别大致在与外万向节构件10的纵向轴线OLA平行的方向上伸长，并且可以具有半圆形的截面形状。
包括多个滚珠32a、32b和32c的第一滚珠阵列32设置在第一内滚珠槽313中。类似地，包括多个滚珠33a、33b和33c的第二滚珠阵列33设置在第二内滚珠槽314中。尽管在附图中示例性示出了第一滚珠阵列32和第二滚珠阵列33分别包括三个滚珠的实施方式，但是滚珠的数量不限于此。
滚珠隔圈34限制第一滚珠阵列32和第二滚珠阵列33在纵向方向上的运动。滚珠隔圈34可包括中央部341，其大致在与轴颈22的中心轴线JA垂直的方向上伸长以面向内座圈31的径向向外的表面，以及第一翼部342和第二翼部343，它们分别在径向向内的方向上从中央部341的两个侧向端部伸出。此时，如图3所示，滚珠隔圈34可以在外万向节构件10的纵向方向上具有与内座圈31类似的长度。滚珠隔圈34的中央部341可以形成为在向外方向上凸出，从而不会干涉内万向节构件20的轴颈22的外端部分，并且相应地辊子轨道12的底表面123可以向外凹进。
参照图2和图3，第一翼部342面向第一内滚珠槽313并包括第一开口阵列344，其具有用于分别接收构成第一滚珠阵列32的滚珠32a、32b和32c的多个开口344a、344b和344c。第二翼部343面向第二内滚珠槽314并包括第二开口阵列345，其具有用于分别接收构成第二滚珠阵列33的滚珠33a，33b和33c的多个开口345a、345b和345c。分别的开口可以形成为接收分别的滚珠，并且滚珠被接收在开口中使得其在纵向方向上的运动受到限制。
与第一内滚珠槽313和第二内滚珠槽314配对的第一外滚珠槽125和第二外滚珠槽126分别形成在辊子轨道12的两个侧面上。参照图4，第一外滚珠槽125和第二外滚珠槽126可以在与外万向节构件10的纵向轴线OLA平行的方向上伸长，从而面对第一内滚珠槽313和第二内滚珠槽314。第一滚珠轨道361由彼此面对的第一内滚珠槽313和第一外滚珠槽125组合形成，第二滚珠轨道362由彼此面对的第二内滚珠槽314和第二外滚珠槽126组合形成。第一滚珠阵列32设置在第一滚珠轨道361中，第二滚珠阵列33设置在第二滚珠轨道362中。构成第一滚珠阵列32的滚珠32a、32b和32c在容纳在滚珠隔圈34中的状态下设置在第一滚珠轨道361中，它们的内侧部分设置在第一内滚珠槽313内并且它们的外侧部分设置在第一外滚珠槽125内，并且构成第二滚珠阵列33的滚珠33a、33b和33c在容纳在滚珠隔圈34中的状态下设置在第二滚珠轨道362中，它们的内侧部分设置在第二内滚珠槽314内并且它们的外侧部分设置在第二外滚珠槽126内。
当发生内万向节构件20和外万向节构件10之间在纵向方向上的相对运动或者内万向节构件20相对于外万向节构件10被铰接时，滚珠32a、32b、32c、33a、33b和33c滚动，使得辊子组件30相对于外万向节构件10的相对位置可以改变。同时，旋转驱动力经由滚珠32a、32b、32c、33a、33b和33c在外万向节构件10与内万向节构件20之间传递。
在下文中将参照图4和图5更详细地描述根据本发明的实施方式的三球销式等速万向节的滚珠和滚珠槽。图4表示非铰接状态，图5表示辊子组件在铰接状态下相对于外万向节构件相对地移动的状态。
参照图4和图5，第一滚珠轨道361可以形成为使得其截面面积在朝向外万向节构件10的开口侧(图4中的右侧)的方向上变大，并且相反地，第二滚珠轨道362可以形成为使得其截面面积在朝向外万向节构件10的开口侧的方向上变小。相应地，构成第一滚珠阵列32的滚珠32a、32b和32c的直径可以在朝向外万向节构件10的开口侧的方向上变大，并且构成第二滚珠阵列33的滚珠33a、33b和33c的直径可以在朝向外万向节构件10的开口侧的方向上变小。
详细地，第一内滚珠槽313的底表面和第一外滚珠槽125的底表面可以形成为在朝向外万向节构件10的开口侧的方向上变深，并且第二内滚珠槽314的底表面和第二外滚珠槽126的底表面可以形成为在朝向外万向节构件10的开口侧的方向上变浅。因此，第一滚珠轨道361可以具有在朝向外万向节构件10的开口侧的方向上加宽的截头圆锥形状，并且第二滚珠轨道362可以具有在朝向外万向节构件10的开口侧的方向上变窄的截头圆锥形状。此时，将构成第一滚珠阵列32的滚珠32a、32b和32c的中心相连接的线CL1以及将构成第二滚珠阵列33的滚珠33a、33b和33c的中心相连接的线CL2可以与外万向节构件10的纵向轴线OLA平行。
由于在本发明的实施方式中辊子由滚珠而非传统的环构件实现，因此即使在大的铰接角度下也可以通过球形滚珠的几何特征使摩擦力的增加减至最小。
而且，通过改变滚珠的尺寸和反向地设置第一滚珠阵列和第二滚珠阵列的滚珠的增大/减小的方向，可以实现滑动(plunging)或铰接的运动学运动。也就是说，由于这些结构，内座圈和滚珠受到彼此的限制，因此可以防止滚珠与内座圈分离并且滚珠可以位于内座圈中的期望区域。
此外，通过将连接构成滚珠阵列的滚珠的中心的中心线设置成与万向节的纵向方向平行，可以防止轴在滑动或铰接的情况下旋转，从而可以防止部件的断裂。
虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反地涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同设置。
工业实用性
本发明涉及一种三球销式等速万向节，因此其具有工业实用性。

Claims (8)

1.一种三球销式等速万向节，其包括：
外万向节构件，其具有在纵向方向上伸长的腔体和三个辊子轨道；
内万向节构件，其具有中心体和从所述中心体径向向外突出的三个轴颈；以及
三个辊子组件，它们在分别设置在所述辊子轨道中的状态下分别连接至所述轴颈，
其中分别的所述辊子组件包括：
内座圈，其连接至所述轴颈并在两个侧面上设置有第一内滚珠槽和第二内滚珠槽；
第一滚珠阵列和第二滚珠阵列，它们分别具有多个滚珠，所述多个滚珠分别设置在所述第一内滚珠槽和所述第二内滚珠槽中；以及
滚珠隔圈，其限制所述第一滚珠阵列和所述第二滚珠阵列在纵向方向上的运动，
其中，所述第一滚珠阵列设置在第一滚珠轨道中，所述第一滚珠轨道由所述第一内滚珠槽和形成在所述辊子轨道的对应的侧表面中的第一外滚珠槽形成，并且所述第二滚珠阵列设置在第二滚珠轨道中，所述第二滚珠轨道由所述第二内滚珠槽和形成在所述辊子轨道的对应的侧表面中的第二外滚珠槽形成，并且其中所述第一滚珠轨道被构造成使得其截面面积在朝向所述外万向节构件的开口侧的方向上变大，并且所述第二滚珠轨道被构造成使得其截面面积在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变小，
其中，构成所述第一滚珠阵列的所述多个滚珠的直径在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变大，而构成所述第二滚珠阵列的所述多个滚珠的直径在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变小。
2.根据权利要求1所述的三球销式等速万向节，其中，所述第一内滚珠槽形成为使得其底表面在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变深，而所述第二内滚珠槽形成为使得其底表面在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变浅。
3.根据权利要求1所述的三球销式等速万向节，其中，所述第一外滚珠槽形成为使得其底表面在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变深，而所述第二外滚珠槽形成为使得其底表面在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变浅。
4.根据权利要求1所述的三球销式等速万向节，其中，所述第一滚珠轨道具有在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变宽的截头圆锥形状，而所述第二滚珠轨道具有在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变窄的截头圆锥形状。
5.根据权利要求4所述的三球销式等速万向节，其中，所述第一滚珠轨道和所述第二滚珠轨道的中心线分别与所述外万向节构件的纵向方向平行。
6.一种三球销式等速万向节，其包括：
外万向节构件，其具有在纵向方向上伸长的腔体和三个辊子轨道；
内万向节构件，其具有中心体和从所述中心体径向向外突出的三个轴颈；以及
三个辊子组件，它们在分别设置在所述辊子轨道中的状态下分别连接至所述轴颈，
其中分别的所述辊子组件包括：
内座圈，其连接至所述轴颈并在两个侧面上设置有第一内滚珠槽和第二内滚珠槽；
第一滚珠阵列，其具有可移动地设置在第一滚珠轨道中的多个滚珠，所述第一滚珠轨道由对应地形成在所述辊子轨道的两个侧面上的第一内滚珠槽和第一外滚珠槽形成；
第二滚珠阵列，其具有可移动地设置在第二滚珠轨道中的多个滚珠，所述第二滚珠轨道由对应地形成在所述辊子轨道的两个侧面上的第二内滚珠槽和第二外滚珠槽形成；以及
滚珠隔圈，其限制所述第一滚珠阵列和所述第二滚珠阵列在纵向方向上的运动，
其中，所述第一滚珠轨道形成为使得其截面面积在朝向所述外万向节构件的开口侧的方向上变大，而所述第二滚珠轨道形成为使得其截面面积在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变小，
其中，构成所述第一滚珠阵列的所述多个滚珠的直径在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变大，而构成所述第二滚珠阵列的所述多个滚珠的直径在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变小。
7.根据权利要求6所述的三球销式等速万向节，其中，所述第一滚珠轨道具有在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变宽的截头圆锥形状，而所述第二滚珠轨道具有在朝向所述外万向节构件的所述开口侧的方向上变窄的截头圆锥形状。
8.根据权利要求7所述的三球销式等速万向节，其中，所述第一滚珠轨道和所述第二滚珠轨道的中心线分别与所述外万向节构件的纵向方向平行。
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