CN110446873B - 用于后轮用驱动轴的固定式等速万向联轴器 - Google Patents

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Abstract

固定式等速万向联轴器(3)具备外侧联轴器构件(31)、内侧联轴器构件(32)、8个滚珠(33)、以及保持器(34)。外侧联轴器构件(31)的滚道槽(31d)的曲率中心(O31d)与内侧联轴器构件(32)的滚道槽(32e)的曲率中心(O32e)分别相对于联轴器中心(O(f))向轴向相反侧偏置相等距离。将滚珠33的分度圆直径(PCDBALL)与滚珠33的直径(DBALL)之比(PCDBALL/DBALL)设为3.70～3.87。将保持器34的半径方向的壁厚(TC)与滚珠33的直径(DBALL)之比(TC/DBALL)设为0.22～0.25。

Description

用于后轮用驱动轴的固定式等速万向联轴器
技术领域
本发明涉及固定式等速万向联轴器，尤其涉及用于机动车的后轮用驱动轴的固定式等速万向联轴器。
背景技术
通常，机动车的驱动轴由安装于车轮的外盘侧的等速万向联轴器、安装于差动齿轮的内盘侧的等速万向联轴器、以及将两个等速万向联轴器连结的中间轴构成。通常，关于外盘侧的等速万向联轴器，使用采取较大的工作角但不沿轴向位移的固定式等速万向联轴器。另一方面，关于内盘侧的等速万向联轴器，使用最大工作角较小但在采取工作角的同时能够轴向位移的滑动式等速万向联轴器。
驱动轴包括安装于前轮的前轮用驱动轴、以及安装于后轮的后轮用驱动轴。前轮用驱动轴的外盘侧的固定式等速万向联轴器安装于作为转向轮的前轮，因此使用最大工作角较大(例如45°以上)的联轴器。另一方面，后轮用驱动轴的外盘侧的固定式等速万向联轴器安装于不转向的后轮，因此使用最大工作角比前轮用驱动轴的固定式等速万向联轴器小的联轴器便足够。但是，现状是，从量产成本等观点来看，在前轮用驱动轴和后轮用驱动轴中使用相同规格的固定式等速万向联轴器。即，在后轮用驱动轴中也使用用于前轮用驱动轴的高工作角的固定式等速万向联轴器。
另一方面，机动车的轻型化的需求依然较高，且对于包括驱动轴在内的动力传递机构还要求进一步的轻型化、紧凑化。因此，对于装入驱动轴的内盘侧端部的滑动式等速万向联轴器，也要求进一步的轻型化、紧凑化。
作为代表性的固定式等速万向联轴器，存在尔泽泊(Rzeppa)型等速万向联轴器。在尔泽泊型等速万向联轴器中，外侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心与内侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心相对于联轴器中心而向轴向相反侧偏置相等距离。由此，滚珠始终被保持于工作角的二等分面内，从而确保外侧联轴器构件与内侧联轴器构件之间的等速性。尔泽泊型等速万向联轴器通常具有6个转矩传递滚珠，但在下述的专利文献1中，公开了将尔泽泊型等速万向联轴器的转矩传递滚珠的个数设为8个的方案。通过像这样将滚珠的个数设为8个，从而能够在确保与具备6个滚珠的尔泽泊型等速万向联轴器同等以上的强度、负载容量以及耐老化性的同时，实现轻型化、紧凑化。
另外，在下述的专利文献2中公开了后轮用驱动轴。在该后轮用驱动轴中，通过使设置于中间轴(中空轴)的两端部的花键的直径变大，从而使中空轴的强度具有余裕，因此能够实现薄壁化，并由此实现中空轴的轻型化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-103365号公报
专利文献2：日本特开2012-97797号公报
发明内容
发明要解决的课题
上述专利文献1所公开那样的具备8个滚珠的尔泽泊型等速万向联轴器已作为批量生产产品而实用化。本发明对该种固定式等速万向联轴器的进一步的轻型化、紧凑化进行了研讨。
上述专利文献2所提出的发明以用于后轮用驱动轴的中空轴的轻型化以及高强度化为目的。然而，在该文献中，并没有涉及到使固定式等速万向联轴器轻型化、紧凑化这样的课题。
为此，本发明应解决的课题在于，在用于后轮用驱动轴的固定式等速万向联轴器、特别是8个滚珠的尔泽泊型等速万向联轴器中，通过研讨内部规格来实现进一步的轻型化、紧凑化。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明提供一种用于后轮用驱动轴的固定式等速万向联轴器，所述固定式等速万向联轴器具备：外侧联轴器构件，其在球面状的内周面形成有沿轴向延伸的8条滚道槽；内侧联轴器构件，其在球面状的外周面形成有沿轴向延伸的8条滚道槽，并在轴心形成有花键孔； 8个滚珠，它们配置于由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形成的滚珠滚道；以及保持器，其具有收容所述滚珠的8个凹袋，并与所述外侧联轴器构件的内周面以及所述内侧联轴器构件的外周面滑动接触，所述外侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心与所述内侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心分别相对于联轴器中心向轴向相反侧偏置相等距离，所述滚珠的分度圆直径PCDBALL与所述滚珠的直径DBALL之比 PCDBALL/DBALL为3.70～3.87，所述保持器的半径方向的壁厚TC与所述滚珠的直径DBALL之比TC/DBALL为0.22～0.25。
在固定式等速万向联轴器中，在工作角为0°的状态下对各滚珠均衡地施加负载，但若具有工作角，则对各滚珠施加不均衡的负载，且工作角越大则对各滚珠施加的负载之差越大。因此，在高工作角的情况下，对各滚珠施加的最大负载变大，因此，与滚珠接触的构件(外侧联轴器构件、内侧联轴器构件、以及保持器)被要求能够耐受从滚珠受到的最大负载的较厚的壁厚。为此，通过如上述那样将固定式等速万向联轴器设为后轮用驱动轴专用而减小最大工作角，从而对滚珠施加的最大负载变小，与滚珠接触的各构件的强度产生余裕，因此，能够在不导致负载容量、耐老化性的降低的情况下，减小各构件的壁厚、例如内侧联轴器构件的半径方向的壁厚(详细而言，内侧联轴器构件的滚道槽的槽底与花键孔的分度圆之间的半径方向距离)。由此，能够使形成于内侧联轴器构件的外周面的滚道槽靠近内径侧，因此，能够使滚道槽的分度圆直径、即配置于滚道槽的滚珠的分度圆直径比现有产品(在前轮用驱动轴以及后轮用驱动轴中均能够适用的高工作角的8个滚珠的尔泽泊型等速万向联轴器)小。
如上所述，通过减小固定式等速万向联轴器的最大工作角，从而对滚珠施加的最大负载变小，因此，保持器的凹袋面(凹袋的内表面)从滚珠承受的最大负载变小。由此，保持器的强度产生余裕，能够在确保与现有产品同等以上的耐老化性的同时，减小保持器的半径方向的壁厚。
图9A使本发明产品(最大工作角20°)的保持器的凹袋面S与滚珠的接点的轨迹C，图9B是比较产品(最大工作角47°)的保持器的凹袋面S’与滚珠的接点的轨迹C’。根据这些图可知，通过将固定式等速万向联轴器作为后轮用驱动轴专用而减小最大工作角，从而保持器的凹袋内的滚珠的半径方向(图9A、图9B的上下方向)上的移动量变小，因此从该观点来看，也能够减小保持器的半径方向的壁厚。
例如，在不改变滚珠直径以及保持器的壁厚而减小了滚珠的分度圆直径的情况下，外侧联轴器构件以及内侧联轴器构件的滚道槽的深度变浅，因此有可能滚珠向滚道槽的边缘部上升。在本发明中，通过如上述那样在使保持器的壁厚变薄的同时减小滚珠的分度圆直径，从而能够确保滚道槽的深度，因此能够在防止滚珠向滚道槽的边缘部上升的同时，使固定式等速万向联轴器在半径方向上变得紧凑而实现轻型化。
然而，等速万向联轴器是大量生产的产品，因此，通常根据转矩负载容量而阶段性地设定尺寸，并针对每个尺寸设定内部规格(各构件的尺寸、形状等)(系列化)。在实现各尺寸的等速万向联轴器的轻型化、紧凑化时，若减小滚珠直径，则滚珠于滚道槽接触的接触部处的表面压力上升，因此直接导致转矩负载容量的减少。因此，在研讨等速万向联轴器的设计变更时，为了维持转矩负载容量，只要不增加滚珠个数，则滚珠直径通常不变更。因此，通过以相对于滚珠直径的比率来表示各构件的尺寸，从而能够表示与转矩负载容量(即，等速万向联轴器的尺寸)对应的等速万向联轴器的内部规格。如上所述，将固定式等速万向联轴器作为后轮用驱动轴专用而减小最大工作角，并使相对于滚珠直径的各构件的尺寸(具体而言，相对于滚珠直径的滚珠的分度圆直径PCDBALL/DBALL以及保持器的半径方向的壁厚TC/DBALL)比现有产品小，从而能够构筑固定式等速万向联轴器的轻型且紧凑的新的系列。
另外，通过如上述那样将固定式等速万向联轴器作为后轮用驱动轴专用而减小最大工作角，从而能够使内侧联轴器构件的半径方向的壁厚变薄，因此能够使设置于内侧联轴器构件的轴心的花键孔大径化。由此，插入花键孔的轴大径化，因此轴的扭转强度提高。具体而言，能够将内侧联轴器构件的花键孔的分度圆直径PCDSPL与滚珠的直径DBALL之比PCDSPL/DBALL设为1.82～1.92。
通过减小固定式等速万向联轴器的最大工作角，从而如上述那样能够缩小滚珠的分度圆直径，因此能够使外侧联轴器构件小径化。另外，通过减小固定式等速万向联轴器的最大工作角，从而如上述那样能够使内侧联轴器构件为薄壁，因此能够使内侧联轴器构件的花键孔大径化。根据以上内容，能够使外侧联轴器构件的外径DO与内侧联轴器构件的花键孔的分度圆直径PCDSPL之比DO/PCDSPL变小，具体而言，能够将DO/PCDSPL设为 2.9～3.0。由此，能够同时实现固定式等速万向联轴器的轻型化、紧凑化、以及中间轴的强度提高。
在上述的固定式等速万向联轴器中，能够将最大工作角设为20°以下。
发明效果
如上所述，在本发明中，在用于后轮用驱动轴的固定式等速万向联轴器中，通过以与以往不同的设计思想来设定内部规格(以滚珠直径为基准时的滚珠的分度圆直径以及保持器的半径方向的壁厚)，从而能够在维持转矩负载容量的同时实现进一步的轻型化、紧凑化。
附图说明
图1是示意性示出后轮驱动车的动力传递机构的俯视图。
图2是后轮用驱动轴的剖视图。
图3A是装入上述后轮用驱动轴的滑动式等速万向联轴器的纵剖视图 (图3B的X-X线处的剖视图)。
图3B是上述滑动式等速万向联轴器的横剖视图(图3A的联轴器中心平面处的剖视图)。
图4A是装入上述后轮用驱动轴的固定式等速万向联轴器的纵剖视图 (图4B的Y-Y线处的剖视图)。
图4B是上述固定式等速万向联轴器的横剖视图(图4A的联轴器中心平面处的剖视图)。
图5A是固定式等速万向联轴器的纵剖视图，其上半部分示出本发明产品，下半部分示出比较产品。
图5B是固定式等速万向联轴器的联轴器中央平面处的横剖视图，其上半部分示出本发明产品，下半部分示出比较产品。
图6是固定式等速万向联轴器的内侧联轴器构件以及保持器的纵剖视图，其上半部分示出本发明产品，下半部分示出比较产品。
图7是示出本发明产品的固定式等速万向联轴器采取了最大工作角 (20°)的状态的剖视图。
图8是示出比较产品的固定式等速万向联轴器采取了最大工作角 (47°)的状态的剖视图。
图9A是本发明产品的保持器的凹袋面与滚珠的接点的轨迹。
图9B是比较产品的保持器的凹袋面与滚珠的接点的轨迹。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1示出独立悬架式的后轮驱动车辆(例如FR车)的动力传递机构。在该动力传递机构中，从发动机E输出的旋转驱动力经由变速器M以及传动轴PS而传递至差动齿轮G，并从差动齿轮G经由左右的后轮用驱动轴1而传递至左右的后轮(车轮W)。
如图2所示，后轮用驱动轴1具备如下结构：在内盘侧(图中右侧)设置有允许轴向位移以及角度位移这双方的滑动式等速万向联轴器2，在外盘侧(图中左侧)设置有仅允许角度位移的固定式等速万向联轴器3，并利用中间轴4将两个等速万向联轴器2、3连结。内盘侧的滑动式等速万向联轴器2与差动齿轮G连结，外盘侧的固定式等速万向联轴器3与车轮W连结(参照图1)。
如图3A和图3B所示，滑动式等速万向联轴器2具备：外侧联轴器构件21，其安装于差动齿轮G(参照图1)；内侧联轴器构件22，其安装于中间轴4 (参照图2)的内盘侧端部；8个滚珠23，它们在外侧联轴器构件21与内侧联轴器构件22之间传递转矩；以及保持器24，其对8个滚珠23进行保持。
外侧联轴器构件21一体地具有在轴向一侧(外盘侧，在图3A中为左侧)开口的杯状的口部21a、以及从口部21a的底部向轴向另一侧(内盘侧，在图3A中为右侧)延伸的杆部21b。在口部21a的圆筒状的内周面 21c设置有沿轴向延伸的8条直线状的滚道槽21d。在杆部21b的内盘侧端部的外周面设置有插入差动齿轮G的花键孔的花键21e。需要说明的是，口部21a以及杆部21b除了由相同材料一体形成之外，还可以在分体地形成它们之后，通过焊接等将它们接合。
在内侧联轴器构件22的轴心设置有供中间轴4插入的花键孔22c。在内侧联轴器构件22的球面状的外周面22d设置有沿轴向延伸的8条直线状的滚道槽22e。即，内侧联轴器构件22一体地包括具有花键孔22c的圆筒部22a、以及从圆筒部22a向外径突出的多个突出部22b，在多个突出部22b的圆周方向之间设置有滚道槽22e。多个突出部22b的外径面成为内侧联轴器构件22的球面状的外周面22d。
外侧联轴器构件21的滚道槽21d与内侧联轴器构件22的滚道槽22e 在半径方向上对置而形成8条滚珠滚道，在各滚珠滚道各配置一个滚珠 23。滚道槽21d、22e的横截面形状为椭圆形状、尖拱形状，由此，滚道槽21d、22e与滚珠23构成以30～45°程度的接触角接触的、所谓的角接触。需要说明的是，也可以将滚道槽21d、22e的横截面形状设为圆弧形状，并将滚道槽21d、22e与滚珠23构成所谓的圆接触。
保持器24具有对滚珠23进行保持的8个凹袋24a。8个凹袋24a全部呈相同形状，并在圆周方向上等间隔地配置。在保持器24的外周面设置有：球面部24b，其与外侧联轴器构件21的圆筒状的内周面21c滑动接触；以及圆锥部24c，其从球面部24b的轴向两端部沿切线方向延伸。当滑动式等速万向联轴器2采取了最大工作角时，圆锥部24c与外侧联轴器构件21的内周面21c线接触，从而作为限制工作角进一步增大的限位器发挥功能。圆锥部24c相对于保持器24的轴心的倾斜角度被设定为滑动式等速万向联轴器2的最大工作角的1/2的值。在保持器24的内周面设置有与内侧联轴器构件22的球面状的外周面22d滑动接触的球面部24d。
保持器24的外周面的球面部24b的曲率中心O24b与保持器24的内周面的球面部24d的曲率中心O24d(即，内侧联轴器构件22的球面状外周面22d的曲率中心)相对于联轴器中心O(s)向轴向相反侧偏置相等距离。在图示例子中，保持器24的外周面的球面部24b的曲率中心O24b相对于联轴器中心O(s)向内盘侧(联轴器里侧)偏置，保持器24的内周面的球面部24d的曲率中心O24d相对于联轴器中心O(s)向外盘侧(联轴器开口侧)偏置。由此，在任意的工作角下，由保持器24保持的滚珠23始终配置于工作角的二等分面内，从而确保外侧联轴器构件21与内侧联轴器构件22之间的等速性。
如图4A和图4B所示，固定式等速万向联轴器3具备：外侧联轴器构件31，其安装于车轮W(参照图1)；内侧联轴器构件32，其安装于中间轴4(参照图2)的外盘侧端部；8个滚珠33，其在外侧联轴器构件31与内侧联轴器构件32之间传递转矩；以及保持器34，其对8个滚珠33进行保持。
外侧联轴器构件31一体地具有轴向一侧(内盘侧，在图4A中为右侧)开口的杯状的口部31a、以及从口部31a的底部向轴向另一侧(外盘侧，在图4A中为左侧)延伸的杆部31b。在口部31a的球面状的内周面31c 形成有沿轴向延伸的8条圆弧状的滚道槽31d。各滚道槽31d延伸至口部 31a的开口侧端面。即，在外侧联轴器构件31的滚道槽31d与口部31a的开口侧端面之间设置有加工所需的微小的倒角部，但也可以如比较产品那样，不设置为了装入滚珠所需的锥形面K1(参照图5A)。另外，在外侧联轴器构件31的内周面31c的开口端，也可以如比较产品那样，不设置于中间轴抵接以规定固定式等速万向联轴器的最大工作角那样的锥形面 K2(参照图5A)。在杆部31b的外周面形成有插入车轮W侧的花键孔的花键31e。需要说明的是，口部31a以及杆部31b除了由相同材料一体形成之外，还可以在分体地形成它们之后，通过焊接等将它们接合。另外，也可以在口部31a以及杆部31b的轴心形成轴向的贯通孔。
在内侧联轴器构件32的轴心设置有供中间轴4插入的花键孔32c。在内侧联轴器构件32的球面状的外周面32d设置有沿轴向延伸的8条圆弧状的滚道槽32e。即，内侧联轴器构件32一体地包括具有花键孔32c的圆筒部32a、以及从圆筒部32a向外径突出的多个突出部32b，在多个突出部32b的圆周向之间设置有滚道槽32e。多个突出部32b的外径面成为内侧联轴器构件32的球面状的外周面32d。
外侧联轴器构件31的滚道槽31d与内侧联轴器构件32的滚道槽32e 在半径方向上对置而形成8条滚珠滚道，在各滚珠滚道各配置一个滚珠 33。滚道槽31d、32e的横截面形状为椭圆形状、尖拱形状，由此，滚道槽31d、32e与滚珠33构成以30～45°程度的接触角接触的、所谓的角接触。需要说明的是，也可以将滚道槽31d、32e的横截面形状设为圆弧形状，并将滚道槽31d、32e与滚珠33构成所谓的圆接触。
外侧联轴器构件31的滚道槽31d的曲率中心O31d与内侧联轴器构件 32的滚道槽32e的曲率中心O32e相对于联轴器中心O(f)向轴向相反侧偏置相等距离。在图示例子中，外侧联轴器构件31的滚道槽31d的曲率中心O31d相对于联轴器中心O(f)向内盘侧(联轴器开口侧)偏置，内侧联轴器构件32的滚道槽32e的曲率中心O32e相对于联轴器中心O(f) 向外盘侧(联轴器里侧)偏置。由此，在任意的工作角下，由保持器34 保持的滚珠33始终配置于工作角的二等分面内，从而确保外侧联轴器构件31与内侧联轴器构件32之间的等速性。
保持器34具有对滚珠33进行保持的8个凹袋34a。8个凹袋34a全部呈相同形状，并在圆周向上等间隔地配置。保持器34的球面状的外周面34b与外侧联轴器构件31的球面状的内周面31c滑动接触。保持器34 的球面状的内周面34c与内侧联轴器构件32的球面状的外周面32d滑动接触。保持器34的外周面34b的曲率中心(即，外侧联轴器构件31的球面状的内周面31c的曲率中心)以及内周面34c的曲率中心(即，内侧联轴器构件32的球面状的外周面32d的曲率中心)分别与联轴器中心O(f) 一致。
如图2所示，中间轴4能够使用具有轴向的贯通孔41的中空轴。中间轴4具备设置于轴向中央的大径部42、设置于轴向两端的小径部43、以及使大径部42与小径部43连续的锥形部4。在中间轴4的小径部43 设置有护罩装配用的环状槽45以及花键46。小径部43的外径在除了环状槽45以及花键46之外的部分为恒定。需要说明的是，中间轴4并不局限于中空轴，也能够使用中实轴。
中间轴4的内盘侧端部的花键46压入滑动式等速万向联轴器2的内侧联轴器构件22的花键孔22c。由此，中间轴4与内侧联轴器构件22通过花键嵌合而以能够传递转矩的方式连结。在中间轴4的内盘侧的端部形成有环状的凹槽，在该凹槽装配挡圈47。通过使该挡圈47从内侧联轴器构件22的内盘侧(轴端侧)进行卡合，从而进行中间轴4与内侧联轴器构件22的防脱落。
中间轴4的外盘侧端部的花键46压入固定式等速万向联轴器3的内侧联轴器构件32的花键孔32c。由此，中间轴4与内侧联轴器构件32通过花键嵌合而以能够传递转矩的方式连结。在中间轴4的外盘侧的端部形成有环状的凹槽，在该凹槽装配挡圈47。通过使该挡圈47从内侧联轴器构件32的外盘侧(轴端侧)进行卡合，从而进行中间轴4与内侧联轴器构件32的防脱落。
上述的滑动式等速万向联轴器2以及固定式等速万向联轴器3为后轮用驱动轴专用，因此与还能够用于前轮用驱动轴的现有产品相比，能够将最大工作角设定得较小。在本实施方式中，滑动式等速万向联轴器2以及固定式等速万向联轴器3的最大工作角均设定为20°以下。由此，能够在维持负载容量的同时，实现滑动式等速万向联轴器2以及固定式等速万向联轴器3的轻型化、紧凑化。以下，对固定式等速万向联轴器3的内部规格进行详细说明。
在下述的表1、图5A、图5B以及图6中，以与滚珠直径相等的比较产品(最大工作角47°的8个滚珠的尔泽泊型等速万向联轴器)相比较的方式示出本发明产品的固定式等速万向联轴器3的内部规格。需要说明的是，图5A、图5B 以及图6的上半部分是本发明产品的固定式等速万向联轴器3的剖视图，下半部分是比较产品的固定式等速万向联轴器3’的剖视图。对比较产品的各部位标注了对本发明产品的各部位的附图标记附加“’(撇号)”而得的附图标记。
[表1]
Figure RE-BDA0002204203440000101
Figure RE-BDA0002204203440000111
各参数的定义如下。
(1)滚珠PCD(滚珠的分度圆直径)PCDBALL：将外侧联轴器构件 31的滚道槽31d的曲率中心O31d或者内侧联轴器构件32的滚道槽32e的曲率中心O32e与滚珠33的中心连结的线段的长度(将外侧联轴器构件31 的滚道槽31d的曲率中心O31d与滚珠33的中心连结的线段的长度，同将内侧联轴器构件32的滚道槽32e的曲率中心O32e与滚珠33的中心连结的线段的长度相等，将该尺寸称作PCR)的2倍的值(PCDBALL＝2×PCR)。
(2)内圈滚道长度(内侧联轴器构件的滚道槽的轴向长度)WI·TRUCK：严格来说为内侧联轴器构件32的滚道槽32e与滚珠33的接点轨迹的轴向长度，但在本说明书中，是指内侧联轴器构件32的球面状的外周面32d 的轴向长度、即从外周面32d的轴向两端向内径侧延伸的端面之间的轴向距离。
(3)内圈宽度(内侧联轴器构件的轴向宽度)WI：内侧联轴器构件 32的最大轴向尺寸，在图示例子中，为内侧联轴器构件32的圆筒部32a 的两端面之间的轴向距离。
(4)内圈壁厚(内侧联轴器构件的半径方向的壁厚)TI：联轴器中心平面P(通过联轴器中心O(f)且与轴线正交的平面)上的滚道槽32e的槽底与花键孔32c的分度圆之间的半径方向距离。
(5)花键PCD(内侧联轴器构件的花键孔的分度圆直径)PCDSPL：内侧联轴器构件32的花键孔32c与中间轴4的花键46的啮合分度圆的直径。
(6)外圈外径DO：外侧联轴器构件31的最大外径。
(7)联轴器中心～外圈开口端面长度W1O：联轴器中心O(f)与外侧联轴器构件31的口部31a的开口侧端面(内盘侧的端面)之间的轴向距离。
(8)保持器壁厚TC：保持器34的联轴器中心平面P上的半径方向的壁厚。
(9)保持器宽度WC：保持器34的最大轴向尺寸，在图示例子中为保持器34的两端面之间的轴向距离。
以下，对得到上述那样的内部规格的设计思想进行详细说明。
在固定式等速万向联轴器3中，工作角越大则对各滚珠33施加的最大负载也越大，因此通过如上述那样减小最大工作角，从而对各滚珠33 施加的最大负载变小。由此，与滚珠33接触的内侧联轴器构件32的强度产生余裕，因此能够在维持与比较产品同等的耐老化性的同时，使内侧联轴器构件32的半径方向的壁厚变薄(TI＜TI’，参照上述表1的(4))。通过像这样使内侧联轴器构件32薄壁化，从而能够在不导致负载容量、耐老化性的降低的情况下，使内侧联轴器构件32的滚道槽32e的分度圆直径、即配置于滚道槽32e的滚珠33的分度圆直径比比较产品小(PCDBALL＜PCDBALL’，参照上述表1的(1))。由此，能够使固定式等速万向联轴器3在半径方向上紧凑化，从而能够实现轻型化。
通过减小固定式等速万向联轴器3的最大工作角，从而对各滚珠33 施加的最大负载变小，与滚珠33接触的保持器34的强度产生余裕，因此能够在维持与比较产品同等的耐老化性的同时，减小保持器34的半径方向的壁厚(TC＜TC’，参照上述表1的(8))。另外，根据图9A所示的本发明产品(最大工作角20°)的保持器的凹袋面S与滚珠的接点的轨迹 C、以及图9B所示的比较产品(最大工作角47°)的保持器的凹袋面S’与滚珠的接点的轨迹C’可知，通过减小固定式等速万向联轴器3的最大工作角，从而保持器34的凹袋34a内的滚珠33的半径方向(图9A、图9B的上下方向)上的移动量变小。从该观点来看，也能够减小保持器34的半径方向的壁厚。如上所述，通过在使保持器34的壁厚TC变薄的同时使滚珠 33的分度圆直径PCDBALL变小，来确保外侧联轴器构件31以及内侧联轴器构件32的滚道槽31d、32e的深度，从而能够在防止滚珠33向滚道槽边缘部的上升的同时，实现固定式等速万向联轴器3的轻型化、紧凑化。
图7示出本发明产品的固定式等速万向联轴器3采取了最大工作角 (20°)的状态，图8示出比较产品的固定式等速万向联轴器3’采取了最大工作角(47°)的状态。根据这些图可知，本发明产品中的内侧联轴器构件32的滚道槽32e与滚珠33的接点轨迹L1的长度，比比较产品中的内侧联轴器构件32’的滚道槽32e’与滚珠33’的接点轨迹L1’的长度短。这样，通过减小固定式等速万向联轴器3的最大工作角，从而滚珠 33的轴向移动量变小，因此能够缩短内侧联轴器构件32的滚道槽32e的轴向长度(WI·TRUCK＜WI·TRUCK’，参照上述表1的(2))。由此，能够使内侧联轴器构件32在轴向上变得紧凑而实现轻型化。
另外，如图7以及图8所示，本发明产品中的外侧联轴器构件31的滚道槽31d与滚珠33的接点轨迹L2的长度，比比较产品中的外侧联轴器构件31’的滚道槽31d’与滚珠33’的接点轨迹L2’的长度短。这样，通过减小固定式等速万向联轴器3的最大工作角，从而滚珠33相对于外侧联轴器构件31的轴向移动量变短，因此能够缩短外侧联轴器构件31的滚道槽31d的轴向长度、特别是比滚道槽31d的联轴器中心O(f)靠开口侧部分的轴向长度，具体而言，能够缩短从联轴器中心O(f)至外侧联轴器构件31的口部31a的开口侧端面的轴向长度(W1O＜W1O’，参照上述表1的(7))。由此，能够使外侧联轴器构件31在轴向上变得紧凑而实现轻型化。
通过减小固定式等速万向联轴器3的最大工作角，从而如上述那样保持器34的强度产生余裕，因此能够在维持与比较产品同等的耐老化性的同时，使保持器34的轴向宽度变小(WC＜WC’，参照上述(9))。由此，能够使保持器34在轴向上变得紧凑而实现轻型化。
通过减小固定式等速万向联轴器3的最大工作角，从而如上述那样能够减小内侧联轴器构件32的半径方向的壁厚TI，因此能够使内侧联轴器构件32的花键孔32c大径化(PCDSPL＞PCDSPL’，参照上述表1的(5))。由此，使插入花键孔32c的中间轴4(参照图2)大径化，从而能够提高扭转强度。另外，通过减小固定式等速万向联轴器3的最大工作角，从而如上述那样能够缩小滚珠33的分度圆直径，因此能够使外侧联轴器构件 31小径化。根据以上内容，在本发明产品中，能够使外侧联轴器构件31 的外径DO与内侧联轴器构件32的花键孔32c的分度圆直径PCDSPL之比 DO/PCDSPL比比较产品小(DO/PCDSPL＜DO’/PCDSPL’，参照上述表1的(6))。由此，能够同时实现固定式等速万向联轴器3的轻型化、紧凑化、以及中间轴4的强度提高。
另外，通过如上述那样使内侧联轴器构件32的花键孔32c大径化，从而内侧联轴器构件32的花键孔32c与中间轴4的花键46(参照图2) 的嵌合部的分度圆直径变大，因此花键齿彼此接触的接触部的表面压力减小。由此，能够在维持每一个花键齿的表面压力的同时，缩短内侧联轴器构件32的花键孔32c的轴向长度，因此能够缩短内侧联轴器构件32的圆筒部32a的轴向宽度。这样，不仅缩短内侧联轴器构件32的滚道槽32e 的轴向长度，还缩短花键孔32c的轴向长度，从而能够缩短内侧联轴器构件32整体的轴向宽度WI(WI＜WI’，参照上述表1的(3))。
如上所述，本发明考虑到通过减小固定式等速万向联轴器的最大工作角而得到的各种条件，来对固定式等速万向联轴器的内部规格进行了研讨，从而得到在维持与比较产品同等的转矩负载容量的同时使固定式等速万向联轴器轻型化、紧凑化的方案。由此，能够构筑能够作为后轮用驱动轴专用而使用的、轻型且紧凑的固定式等速万向联轴器的新的系列。
本发明并不局限于上述的实施方式。例如，上述的固定式等速万向联轴器并不局限于仅利用后轮进行驱动的后轮驱动车辆(例如FR车)的后轮用驱动轴，也能够用于四轮驱动车(特别是，后轮作为主驱动轮的四轮驱动车)的后轮用驱动轴。需要说明的是，SUV车由于车轮的上下运动较大、且驱动轴的角度位移也较大，因此有时无法应用上述那样的低工作角的固定式等速万向联轴器。因此，上述的固定式等速万向联轴器优选应用于后轮驱动或者四轮驱动的乘用车的后轮用驱动轴。
附图标记说明：
1 后轮用驱动轴
2 滑动式等速万向联轴器
21 外侧联轴器构件
22 内侧联轴器构件
23 滚珠
24 保持器
3 固定式等速万向联轴器
31 外侧联轴器构件
31d 滚道槽
32 内侧联轴器构件
32c 花键孔
32e 滚道槽
33 滚珠
34 保持器
34a 凹袋
4 中间轴
E 发动机
M 变速器
PS 传动轴
G 差动齿轮
W 车轮。

Claims (9)

1.一种固定式等速万向联轴器，其是后轮用驱动轴专用的固定式等速万向联轴器，其中，
所述固定式等速万向联轴器具备：
外侧联轴器构件，其在球面状的内周面形成有沿轴向延伸的8条滚道槽；
内侧联轴器构件，其在球面状的外周面形成有沿轴向延伸的8条滚道槽，并在轴心形成有花键孔；
8个滚珠，它们配置于由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形成的滚珠滚道；以及
保持器，其具有收容所述滚珠的8个凹袋，并与所述外侧联轴器构件的内周面以及所述内侧联轴器构件的外周面滑动接触，
所述外侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心与所述内侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心分别相对于联轴器中心向轴向相反侧偏置相等距离，
所述滚珠的分度圆直径(PCDBALL)与所述滚珠的直径(DBALL)之比(PCDBALL/DBALL)为3.70～3.87，
所述保持器的半径方向的壁厚(TC)与所述滚珠的直径(DBALL)之比(TC/DBALL)为0.22～0.25，
最大工作角为20°以下。
2.根据权利要求1所述的固定式等速万向联轴器，其中，
所述内侧联轴器构件的花键孔的分度圆直径(PCDSPL)与所述滚珠的直径(DBALL)之比(PCDSPL/DBALL)为1.82～1.92。
3.根据权利要求1或2所述的固定式等速万向联轴器，其中，
所述外侧联轴器构件的外径(DO)与所述内侧联轴器构件的花键孔的分度圆直径(PCDSPL)之比(DO/PCDSPL)为2.9～3.0。
4.根据权利要求1或2所述的固定式等速万向联轴器，其中，
所述内侧联轴器构件的滚道槽的轴向长度(WI.TRUCK)与所述滚珠的直径(DBALL)之比(WI.TRUCK/DBALL)为1.1～1.3。
5.根据权利要求1或2所述的固定式等速万向联轴器，其中，
所述保持器的轴向宽度(WC)与所述滚珠的直径(DBALL)之比(WC/DBALL)为1.63～1.80。
6.根据权利要求1或2所述的固定式等速万向联轴器，其中，
所述内侧联轴器构件的轴向宽度(WI)与所述滚珠的直径(DBALL)之比(WI/DBALL)为1.40～1.55。
7.根据权利要求1或2所述的固定式等速万向联轴器，其中，
所述内侧联轴器构件的滚道槽的轴向长度(WI.TRUCK)比所述保持器的各凹袋的周向长度(LP)小。
8.根据权利要求1或2所述的固定式等速万向联轴器，其中，
从所述联轴器中心至所述外侧联轴器构件的口部的开口侧端面的轴向长度(W1O)与所述滚珠的直径(DBALL)之比(W1O/DBALL)为0.35～0.52。
9.根据权利要求1或2所述的固定式等速万向联轴器，其中，
所述外侧联轴器构件的内周面的开口端处的直径比在从轴向观察所述保持器时的凹袋的周向中央部处的外径大。
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