CN111188845B - 等速万向接头 - Google Patents

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Abstract

本发明在滚珠的夹角的打开方向为反向的两种槽部围绕中心线而被交替设置的等速万向接头中，基于由该夹角带来的滚珠的挤压载荷而使保持架更加平滑地转动。由于接头角为0度的基准状态下的第一槽部(30)的夹角(α)的绝对值大于第二槽部(32)的夹角(β)的绝对值，因此由该第一槽部(30)的夹角(α)带来的滚珠(24)的挤压载荷(Fa)变大。由此，在通过现有第一槽部(30)的夹角(α)而无法获得充分的挤压载荷(Fa)的接头角的区域、包括例如向箭头标记(Up)侧弯折后的恢复时的20度附近且与之相比接头角较大的区域内，使滚珠(24(A1))的挤压载荷(Fa)被增大，并通过由该挤压载荷(Fa)带来的滚珠(24(A1))的移动而使保持架(26)平滑地转动。

Description

等速万向接头
技术领域
本发明涉及一种等速万向接头(constant-velocity universal joint：等速万向节)，尤其是涉及一种通过外侧滚道槽以及内侧滚道槽来夹着滚珠的夹角的打开方向为反方向的两种槽部围绕中心线而被交替设置的等速万向接头的改良。
背景技术
作为车辆的前轮车轴等的动力传递装置、或车辆以外的各种机械的旋转传递装置，而广泛使用有一种如下的等速万向接头，所述等速万向接头具备：(a)外侧接头部件，其为杯状，且在内周面上设置有多个外侧滚道槽；(b)内侧接头部件，其在外周面上设置有多个内侧滚道槽，并被配置在所述外侧接头部件的内侧处；(c)多个滚珠，其介于所述外侧滚道槽与所述内侧滚道槽之间，并进行转矩传递；(d)保持架(cage)，其形成圆环形状，并被配置于所述外侧接头部件与所述内侧接头部件之间，且被设置有对所述滚珠进行保持的多个凹槽。而且，在这样的一种等速万向接头中，提出有如下的等速万向接头，即，所述等速万向接头具有在所述外侧接头部件以及所述内侧接头部件的各中心线位于一条直线上的接头角为0deg的基准状态下，所述外侧滚道槽以及所述内侧滚道槽夹着所述滚珠的夹角朝向所述外侧接头部件的杯开口侧而打开的第一槽部、和所述夹角朝向所述外侧接头部件的杯进深侧而打开的第二槽部，而且，这些第一槽部以及该第二槽部围绕所述中心线而被交替设置，并且该第一槽部以及该第二槽部隔着该中心线而被配置在对称位置上(参照专利文献1)。另外，外侧接头部件以及内侧接头部件也被分别称为外座圈和内座圈。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-169915号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在这样的等速万向接头中，由于根据夹角而向滚珠施加有挤压载荷，因此在接头角发生变化时(弯曲时以及恢复时)，通过作用于一部分的滚珠上的挤压载荷而使保持架平滑地转动，而对于未获得挤压载荷的滚珠而言，也将通过保持架而被移动，从而使接头角平滑地发生变化。但是，根据该接头角变化时的等速万向接头的围绕中心线的相位或接头角，则存在无法充分地获得滚珠的挤压载荷，且因保持架的转动阻力或转动延迟等而产生异常声音等的可能性。
图15为现有的等速万向接头90的剖视图，具备外侧接头部件12、内侧接头部件14、保持架26以及六个滚珠24，且处于如下状态，即，夹角α向右侧(杯开口侧)打开的第一槽部30位于中心线S1、S2的正上部分上，夹角β向左侧(杯进深侧)打开的第二槽部32位于中心线S1、S2的正下部分上的状态。中心线S1为外侧接头部件12的中心线，中心线S2为内侧接头部件14的中心线，第一槽部30以及第二槽部32围绕中心线S1、S2而以等角度间隔的方式被交替设置。此外，为了对六个滚珠24进行区分，如图8所示那样，将被配置于第一槽部30中的滚珠24设为A1、A3、A5，将被配置于第二槽部32中的滚珠24设为B2、B4、B6。在该情况下，在图15中，在滚珠A1上作用有向右的挤压载荷Fa，在滚珠B4上作用有向左的挤压载荷Fb。因此，在该状态的相位、也就是包含滚珠A1以及B4在内的弯折平面(图15的纸面)中，在如箭头标记Dn所示那样将内侧接头部件14的轴16向下方弯折的情况下，通过由挤压载荷Fa、Fb导致的滚珠A1、B4的移动，从而使保持架26平滑地转动。但是，在如箭头标记Up所示那样，将内侧接头部件14的轴16向上方弯折的情况下，由于挤压载荷Fa、Fb的方向相对于滚珠A1、B4的移动方向而是相反的，因此仅在这些滚珠A1、B4中将无法获得使保持架26转动的作用。虽然也存在因摩擦等而能够获得推动滚珠A1、B4的载荷的情况，但并不充分。此外，由于围绕中心线S1、S2而配置有六个滚珠A1、A3、A5、B2、B4、B6(在未特别进行区分的情况下，称为滚珠A、B)，因此如图16所示那样，各个滚珠A、B的夹角α、β根据接头角Φ而发生变化，伴随于此，挤压载荷Fa、Fb也发生变化，故此，需要基于全部夹角α、β来进行研究探讨。
图16为，表示在接头角Φ＝0deg的基准状态(图15的状态)下的夹角α＝14deg、夹角β＝-14deg的情况下，在包含滚珠A1以及B4在内的弯折平面中将内侧接头部件14的轴16上下弯折时的与接头角Φ相应的夹角α、β的变化的图。接头角Φ的正侧为，如图8的Φ＝46deg侧所示那样，将内侧接头部件14的轴16向上方(第一槽部30侧)弯折的方向，接头角Φ的负侧为，如图8的Φ＝-46deg侧所示那样，使内侧接头部件14的轴16向下方(第二槽部32侧)弯折的方向。此外，夹角α、β的正负为，将向外侧接头部件12的杯开口侧(图15的右方向)打开的方向设为正，将向杯进深侧(图15的左方向)打开的方向设为负。在该情况下，对于接头角Φ＝20deg附近而言，在与中心线S1相比靠上侧的滚珠A1、B2、B6的夹角α、β中，虽然滚珠A1的夹角α为正，但是其他的滚珠B2、B6的夹角β均为负。此外，与中心线S1相比靠下侧的滚珠A3、A5、B4的夹角α、β均为正。因此，在将内侧接头部件14的轴16向上方弯折后向基准状态恢复时的接头角Φ＝20deg附近处，仅滚珠A1具有该恢复方向的挤压载荷Fa，但由于滚珠A1的夹角α较小因而无法获得充分的挤压载荷Fa，且因保持架26的转动阻力或转动延迟等从而有可能会产生异常声音等。另外，成为问题的接头角Φ会因相对于接头角Φ的夹角α、β的变化特性、也就是轴向截面上的滚道槽20a、20b、22a、22b的槽底形状等而不同。虽然这样的固定的相位中的弯折或恢复是通过例如工厂中的试验等而被实施的，但是在被设置于车辆的前轮车轴上的等速万向接头的情况、在车辆的停车状态下对转向车轮的方向进行变更的情况等的情况下，即使在实际的车辆的运转时也有可能被实施。
本发明是以以上实际情况为背景而完成的发明，其目的在于，在滚珠的夹角的打开方向为反向的两种槽部围绕中心线而被交替设置的等速万向接头中，基于由该夹角导致的滚珠的挤压载荷而使保持架进一步平滑地转动。
用于解决课题的方法
为了实现所涉及的目的，第一发明的等速万向接头具备：(a)外侧接头部件，其为杯状，且在内周面上设置有多个外侧滚道槽；(b)内侧接头部件，其在外周面上设置有多个内侧滚道槽，并被配置在所述外侧接头部件的内侧；(c)多个滚珠，其介于所述外侧滚道槽与所述内侧滚道槽之间并进行转矩传递；(d)保持架，其形成圆环形状，并被配置于所述外侧接头部件与所述内侧接头部件之间，且被设置有对所述滚珠进行保持的多个凹槽，并且，(e)具有在所述外侧接头部件以及所述内侧接头部件的各中心线位于一条直线上的接头角为0deg(度)的基准状态下，所述外侧滚道槽以及所述内侧滚道槽夹着所述滚珠的夹角朝向所述外侧接头部件的杯开口侧而打开的第一槽部、和所述夹角朝向所述外侧接头部件的杯进深侧而打开的第二槽部，这些第一槽部以及该第二槽部围绕所述中心线而被交替设置，并且这些第一槽部以及该第二槽部隔着该中心线而被配置在对称位置上，在等速万向接头中，其特征在于，(f)所述基准状态下的所述第一槽部的夹角的绝对值大于所述基准状态下的所述第二槽部的夹角的绝对值。
上述夹角为，在包含基准状态的中心线在内的轴向截面中，外侧滚道槽以及内侧滚道槽与滚珠相接的一对切点的切线的交叉角度，并且如果切点部分为直线，则为该直线的交叉角度。
第二发明为，在第一发明的等速万向接头中，其特征在于，所述基准状态下的所述第一槽部的夹角的绝对值被设为，比所述基准状态下的所述第二槽部的夹角的绝对值大2deg～10deg。
第三发明为，在第一发明或第二发明的等速万向接头中，其特征在于，在包含所述第一槽部在内的弯折平面中在所述等速万向接头被弯折的情况下，在接头角的全部区域内，所述第一槽部的夹角朝向所述外侧接头部件的杯开口侧而打开，并且该夹角的绝对值被维持为大于所述基准状态下的所述第二槽部的夹角的绝对值的状态。
第四发明为，在第一发明至第三发明中的任意一个等速万向接头中，其特征在于，所述第一槽部以及所述第二槽部中的所述外侧滚道槽以及所述内侧滚道槽的轴向截面的槽底形状至少在接头角为5deg以下的小弯曲区域中在与所述滚珠相接的范围内为直线。
第五发明为，在第一发明至第四发明中的任意一个等速万向接头中，其特征在于，将所述第一槽部以及所述第二槽部相加在一起的总计槽部的数量为6或10。
发明效果
在这样的等速万向接头中，由于基准状态下的第一槽部的夹角的绝对值大于第二槽部的夹角的绝对值，因此由该第一槽部的夹角带来的滚珠的挤压载荷变大。由此，即使在通过现有第一槽部的夹角而无法获得充分的挤压载荷的接头角的区域中，第一槽部的滚珠的挤压载荷也会被增大，从而通过由该挤压载荷带来的滚珠的移动而使保持架平滑地转动。
在第二发明中，由于基准状态下的第一槽部的夹角的绝对值被设为与第二槽部的夹角的绝对值相比而大出在2deg～10deg的范围内，因此由第一槽部的夹角带来的滚珠的挤压载荷切实变大，从而能够通过由该挤压载荷带来的滚珠的移动而使保持架适当地转动。
在第三发明中，在包含第一槽部在内的弯折平面中在等速万向接头被弯折的情况下，由于在接头角的全部区域中第一槽部的夹角朝向外侧接头部件的杯开口侧而打开，并且夹角的绝对值被维持为大于基准状态下的第二槽部的夹角的绝对值的状态，因此在接头角的全部区域中，被维持为由第一槽部的夹角带来的滚珠的挤压载荷较大的状态。由此，能够根据弯曲方向并通过由该挤压载荷带来的滚珠的移动而使保持架平滑地转动。
在第四发明中，由于第一槽部以及第二槽部中的外侧滚道槽以及内侧滚道槽的轴向截面的槽底形状至少在接头角为5deg以下的小弯曲区域中与滚珠相接的范围为直线，因此一般能够容易且高精度地进行与常用区域重叠的小弯曲区域的槽加工，并可根据夹角而适当地获得预定的挤压载荷。
附图说明
图1为作为本发明的一个实施例的等速万向接头的轴向的剖视图。
图2为从右方向观察图1的等速万向接头时的侧视图。
图3为图1的等速万向接头中的外侧接头部件的第一外侧滚道槽部分的剖视图，且为对该第一外侧滚道槽的长度方向的槽底形状进行说明的图。
图4为图1的等速万向接头中的内侧接头部件的第一内侧滚道槽部分的剖视图，且为对该第一内侧滚道槽的长度方向的槽底形状进行说明的图。
图5为图1的等速万向接头中的外侧接头部件的第二外侧滚道槽部分的剖视图，且为对该第二外侧滚道槽的长度方向的槽底形状进行说明的图。
图6为图1的等速万向接头中的内侧接头部件的第二内侧滚道槽部分的剖视图，且为对该第二内侧滚道槽的长度方向的槽底形状进行说明的图。
图7为对在图1的等速万向接头中基于第一槽部的夹角α、第二槽部的夹角β而作用在滚珠上的挤压载荷Fa、Fb进行说明的图。
图8为具体地表示将图1的等速万向接头的内侧接头部件的轴向上方(第一槽部侧)以及下方(第二槽部侧)弯折并恢复时的形态的图。
图9为表示图8所示的六个滚珠A1、A3、A5、B2、B4、B6的各个夹角α、β的相对于接头角Φ的变化特性的图。
图10为以与夹角α、β的绝对值相等的现有产品(虚线)进行比较的方式来表示将图1的等速万向接头像图8所示那样弯回去的情况下的轴弯曲载荷的变化(实线)的图。
图11为表示将图1的等速万向接头的内侧接头部件的轴如图8的右侧所示那样向上方(第一槽部侧)弯折(虚线)后恢复至基准状态(实线)为止的情况下的滚珠A1与保持架之间的载荷变化的图。
图12为对在等速万向接头的旋转传递时在第一槽部中从滚珠被施加于内侧滚道槽上的滚珠槽载荷Fg进行说明的图。
图13为表示图12的滚珠槽载荷Fg的变化特性的图，且为对根据该变化特性而求出的滚珠槽载荷Fg的峰值Fp进行说明的图。
图14为关于图1的等速万向接头(本实施例)、以及夹角α、β的绝对值相等的现有产品而以比较的方式来表示在使接头角Φ变化的同时对滚珠槽载荷Fg的峰值Fp进行调查的图。
图15为对夹角α、β的绝对值相等的现有产品进行说明的图，且为图1的实施例产品中的与图7相对应的剖视图。
图16为关于图15的现有产品而表示与图8同样规定的六个滚珠A1、A3、A5、B2、B4、B6的各个夹角α、β的相对于接头角Φ的变化特性的图，且为图1的实施例产品中的与图9相对应的图。
图17为关于图15的现有产品而表示如图8的右侧所示那样将内侧接头部件的轴向上方(第一槽部侧)弯曲(虚线)后返回至基准状态(实线)为止的情况下的滚珠A1与保持架之间的载荷变化的图，且为图1的实施例产品中的与图11相对应的图。
具体实施方式
本发明的等速万向接头被应用于例如作为转向车轮的前轮的车轴等的车辆用的动力传递装置、或车辆以外的各种机械的旋转传递装置等中。虽然可弯折的接头角例如30deg以上较为适当，优选为40deg以上，但是也可以小于30deg。虽然将第一槽部以及第二槽部加在一起的槽部的数量、也就是滚珠的数量6或10较为适当，但是如果是2+4n(n为1以上的自然数)，则第一槽部以及第二槽部就可隔着中心线而被配置于对称位置。另外，即使n＝0也就是槽部的数量为2，本发明也是成立的。
基准状态下的第一槽部的夹角的绝对值被设为，与第二槽部的夹角的绝对值相比而大出在2deg～10deg的范围内，这是较为适当的，优选为，仅大出约4deg～8deg。当小于2deg时，将难以获得使夹角增大的效果，但是如果能够获得预定的效果，则也可以小于2deg。当大于10deg时，与第二槽部的夹角之差将变得过大，从而保持架的姿态有可能变得不稳定，但是也可以在不出现问题的范围内设定得超过10deg。虽然优选为，夹角在外侧滚道槽以及内侧滚道槽之间大致均等地朝向外侧以及内侧打开，但是也能够设置为，偏向外侧以及内侧中的任意一方而打开。基准状态下的第二槽部的夹角的绝对值在例如约10deg～20deg的范围内是适当的，第一槽部的夹角的绝对值大于第二槽部的夹角的绝对值，且在例如约15deg～25deg的范围内是适当的。
虽然在包含第一槽部在内的弯折平面中在等速万向接头被弯折了的情况下，优选为，不论接头角的变化如何，均以第一槽部的夹角的绝对值被维持在大于基准状态下的第二槽部的夹角的绝对值的状态的方式来规定构成第一槽部的外侧滚道槽以及内侧滚道槽的轴向的槽底形状，但是也可以存在第一槽部的夹角的绝对值小于基准状态下的第二槽部的夹角的绝对值的接头角的区域。即，在接头角为0deg的基准状态下，只要第一槽部的夹角的绝对值大于第二槽部的夹角的绝对值即可。
虽然第一槽部以及第二槽部中的外侧滚道槽以及内侧滚道槽的轴向截面的槽底形状至少在接头角为5deg以下、也就是-5deg以上且+5deg以下的小弯曲区域内与滚珠相接的范围为直线是适当的，且优选为，在接头角为8deg以下的小弯曲区域内与滚珠相接的范围为直线，但是也能够包括接头角为0deg的部分在内而由圆弧等的曲线构成。槽底形状的直线以成为预定的夹角的方式相对于中心线而倾斜。
[实施例]
以下，参照附图来对本发明的实施例进行详细地说明。另外，在以下的实施例中，为了进行说明，附图被适当地实施了简化或变形，各部的尺寸比以及形状等不一定被准确地描绘出来。
图1为作为本发明的一个实施例的等速万向接头10的轴向的剖视图，图2为从图1的右方向进行观察时的侧视图。该等速万向接头10为，被使用于作为例如转向车轮的车辆的前轮的车轴等中的部件，具备外侧接头部件12以及内侧接头部件14，且在内侧接头部件14上经由花键等而以可进行动力传递的方式连结有轴16。图1以及图2为，表示外侧接头部件12的中心线S1以及内侧接头部件14的中心线S2位于一条直线上的接头角Φ＝0deg(度)的基准状态的图。该等速万向接头10的可弯折的接头角Φ在40deg以上，在本实施例中，为46deg左右。接头角Φ为，以中心线S1以及S2位于一条直线上的基准状态为0deg的两者(S1以及S2)的交叉角度。
外侧接头部件12形成杯状(半球形状)，并且在内周面上围绕中心线S1而以等角度间隔的方式设置有多个第一外侧滚道槽20a、第二外侧滚道槽20b(以下，在没有特别进行区分的情况下，仅称为外侧滚道槽20)。在本实施例中，第一外侧滚道槽20a以及第二外侧滚道槽20b围绕中心线S1而被交替地设置有各三个。内侧接头部件14为，被配置于杯状的外侧接头部件12的内侧的部件，且在外周面上围绕中心线S2而以等角度间隔的方式设置有多个第一内侧滚道槽22a、第二内侧滚道槽22b(以下，在没有特别进行区分的情况下，仅称为内侧滚道槽22)。在本实施例中，第一内侧滚道槽22a以及第二内侧滚道槽22b围绕中心线S2而被交替地设置有各三个。
第一内侧滚道槽22a以与第一外侧滚道槽20a相对应的方式被设置，且转矩传递用的滚珠24介于这些第一内侧滚道槽22a与第一外侧滚道槽20a之间。此外，第二内侧滚道槽22b以与第二外侧滚道槽20b相对应的方式被设置，且转矩传递用的滚珠24也介于这些第二内侧滚道槽22b与第二外侧滚道槽20b之间。在外侧接头部件12与内侧接头部件14之间的圆环状空间内，圆环形状的保持架26以能够围绕接头中心O进行转动的方式被配置，并且在以等角度间隔被设置于该保持架26上的六个凹槽(开口)28内，分别保持有上述滚珠24。保持架26的外周面形成球面形状，并以可滑动的方式被嵌合保持在外侧接头部件12的内周面上。
通过第一外侧滚道槽20a以及第一内侧滚道槽22a从而构成了第一槽部30，通过第二外侧滚道槽20b以及第二内侧滚道槽22b从而构成了第二槽部32。这些第一槽部30以及第二槽部32围绕中心线S1、S2而被交替设置，并且在槽部30、32总计为六个的本实施例中，从图2可清楚地看出，第一槽部30以及第二槽部32隔着中心线S1、S2而被配置在对称位置上。
在图1、图2所示的基准状态下，在第一槽部30中，第一外侧滚道槽20a以及第一内侧滚道槽22a夹着滚珠24的夹角α为正，即朝向外侧接头部件12的杯开口侧(图1的右方向)而打开。另一方面，在第二槽部32中，第二外侧滚道槽20b以及第二内侧滚道槽22b夹着滚珠24的夹角β为负，即朝向朝向外侧接头部件12的杯进深侧(图1的左方向)而打开。该基准状态下的夹角α的绝对值被设为，比夹角β的绝对值大2～10deg，在本实施例中，大8deg。具体而言，夹角α在15～25deg的范围内被设为22deg左右，夹角β在-10～-20deg的范围内被设为-14deg左右。虽然夹角α伴随着接头角Φ的变化而变化，但在本实施例中，在如图1所示那样在包含第一槽部30在内的弯折平面中等速万向接头10被弯折的情况下，不论接头角Φ的变化如何，夹角α的绝对值均被维持为大于基准状态下的夹角β的绝对值(14deg)的状态。在图9中，用粗实线表示的A1的曲线图相当于图1的上侧的第一槽部30中的滚珠24的夹角α的变化特性，在接头角Φ的全部区域中均大于14deg，并被维持在约20deg以上。即，对夹角α进行规定的第一外侧滚道槽20a以及第一内侧滚道槽22a的轴向截面中的槽底形状被规定为，不论接头角Φ的变化如何，夹角α均被维持在约20deg以上。
图3为，具体地对第一外侧滚道槽20a的轴向截面中的槽底形状进行说明的图，虚线为滚珠24的球中心的移动轨迹即滚珠轨道La1，槽底形状根据滚珠轨道La1而被规定。滚珠轨道La1具备接头角Φ在7deg以下、即-7deg≤Φ≤+7deg的常用区域(小弯曲区域)Ea中的倾斜直线部40、平滑地与倾斜直线部40的两侧连接的半径Ra1、Ra2的圆弧部42、44、平滑地与杯开口侧(图3的右侧)的圆弧部42连接的与中心线S1平行的平行直线部46。常用区域Ea为，穿过接头中心O的垂直线Lo的两侧的3.5deg的范围。通过倾斜直线部40，从而规定了接头角Φ＝0deg的基准状态下的夹角α，且在本实施例中，以α/2即约11deg，随着趋向于杯开口侧而向与中心线S1分离的外周侧倾斜。圆弧部42、44的半径Ra1、Ra2均小于到中心线S1为止的半径尺寸。第一外侧滚道槽20a的槽底形状被设为与滚珠轨道La1相比而仅大出滚珠24的半径的量的尺寸。另外，在图3中，省略了被设置在第一外侧滚道槽20a的旁边的第二外侧滚道槽20b。
图4为具体地对第一内侧滚道槽22a的轴向截面中的槽底形状进行说明的图，并根据用虚线表示的滚珠轨道La2而被规定。滚珠轨道La2与所述滚珠轨道La1相比，仅是以垂直线Lo为基准而被左右相反地规定的，在具备常用区域Ea中的倾斜直线部40、平滑地与倾斜直线部40的两侧连接的半径Ra1、Ra2的圆弧部42、44、平滑地与外侧接头部件12的杯进深侧(图4的左侧)的圆弧部42连接的与中心线S2平行的平行直线部46这一点上是相同的。该滚珠轨道La2的倾斜直线部40基于夹角α而以α/2即约11deg，而向随着趋向于外侧接头部件12的杯开口侧(图4中的右侧)而接近中心线S2的内周侧倾斜。第一内侧滚道槽22a的槽底形状被设为，与滚珠轨道La2相比而仅小出滚珠24的半径的量的尺寸。
图5为具体地对第二外侧滚道槽20b的轴向截面中的槽底形状进行说明的图，虚线为滚珠24的球中心的移动轨迹即滚珠轨道Lb1，槽底形状根据滚珠轨道Lb1而被规定。滚珠轨道Lb1具备被设置在包含所述常用区域Ea在内的部分上的倾斜直线部50、和平滑地被连接于与常用区域Ea相比靠杯进深侧(图5的左侧)的半径Rb的圆弧部52，与常用区域Ea相比靠杯开口侧(图5的右侧)延长设置有倾斜直线部50。通过倾斜直线部50，从而规定了接头角Φ＝0deg的基准状态下的夹角β，且在本实施例中，以β/2的绝对值即约7deg，向随着趋向于杯开口侧而接近中心线S1的内周侧倾斜。圆弧部52的半径Rb小于到中心线S1为止的半径尺寸。第二外侧滚道槽20b的槽底形状被设为，与滚珠轨道Lb1相比而仅大出滚珠24的半径的量的尺寸。另外，在图5中，省略了被设置于第二外侧滚道槽20b的旁边的第一外侧滚道槽20a。
图6为，具体地对第二内侧滚道槽22b的轴向截面中的槽底形状进行说明的图，并根据用虚线表示的滚珠轨道Lb2而被规定。滚珠轨道Lb2与所述滚珠轨道Lb1相比，仅是以垂直线Lo为基准而被左右相反地规定的，在具备包含常用区域Ea在内的部分的倾斜直线部50、和平滑地被连接于与常用区域Ea相比靠外侧接头部件12的杯开口侧(图6的右侧)的半径Rb的圆弧部52，并且与常用区域Ea相比靠外侧接头部件12的杯进深侧(图6的左侧)延长设置有倾斜直线部50这一点上是相同的。该滚珠轨道Lb2的倾斜直线部50基于夹角β而以β/2的绝对值即约7deg，向随着趋向于外侧接头部件12的杯开口侧(图6中的右侧)而与中心线S2分离的外周侧倾斜。第二内侧滚道槽22b的槽底形状被设为，与滚珠轨道Lb2相比仅小出滚珠24的半径的量的尺寸。
图7为，对基于上述夹角α、β而作用于滚珠24上的挤压载荷Fa、Fb进行说明的图。为了对六个滚珠24进行区分，而如图8所示那样，将被配置于第一槽部30中的滚珠24设为A1、A3、A5，将被配置于第二槽部32中的滚珠24设为B2、B4、B6(在没有特别进行区分的情况下，称为滚珠A、B或滚珠24)。在图7中，第一槽部30的滚珠24为A1，且基于夹角α而作用有向右的挤压载荷Fa，第二槽部32的滚珠24为B4，且基于夹角β而作用有向左的挤压载荷Fb。在接头角Φ的变化时(弯折时以及恢复时)，通过基于它们的挤压载荷Fa、Fb而使滚珠24被推动，从而使保持架26围绕接头中心O进行转动。具体而言，在包含滚珠A1以及B4在内的弯折平面(图7的纸面)中，在如箭头标记Dn所示那样将内侧接头部件14的轴16向下方弯折的情况下，通过由挤压载荷Fa、Fb带来的滚珠24的移动，从而使保持架26以围绕接头中心O进行右旋转的方式平滑地进行转动。另一方面，虽然在如箭头标记Up所示那样将内侧接头部件14的轴16向上方弯折的情况下，需要使保持架26以围绕接头中心O进行左旋转的方式进行转动，但是，由于作用于滚珠A1、B4上的挤压载荷Fa、Fb的方向是相反的，故此这些挤压载荷Fa、Fb无助于保持架26的转动。
在此，上述夹角α、β根据接头角Φ而发生变化，并且伴随着该夹角α、β的变化，挤压载荷Fa、Fb也发生变化。此外，由于具有六个滚珠A1、A3、A5、B2、B4、B6，因此需要基于全部滚珠A、B的夹角α、β而对挤压载荷Fa、Fb的大小或方向进行探讨研究。图9为，表示在包含滚珠A1以及B4在内的弯折平面中将内侧接头部件14上下弯折的情况下，根据接头角Φ而变化的夹角α、β的变化特性的图。接头角Φ的正侧为，如图8的右侧的Φ＝46deg侧所示那样将内侧接头部件14的轴16向上方(滚珠A1侧)弯折的方向，接头角Φ的负侧为，如图8的左侧的Φ＝-46deg侧所示那样将内侧接头部件14的轴16向下方(滚珠B4侧)弯折的方向。当根据图9而对例如图7中的向箭头标记Up侧(接头角Φ＞0)的弯折时的挤压载荷Fa、Fb进行探讨研究时，由于位于与中心线S1相比靠上侧的滚珠B6的夹角β在Φ＞0的全部区域中为负，并且位于与中心线S1相比靠下侧的滚珠A3的夹角α在Φ＞0的全部区域中为正，因此通过基于这些挤压载荷Fb、Fa而使滚珠B6、A3被推动，从而使保持架26以围绕接头中心O进行左旋转的方式平滑地进行转动。
在此，对在接头角Φ＝0deg的基准状态下的第一槽部30的夹角α＝14deg、第二槽部32的夹角β＝-14deg的现有技术中成为问题的接头角Φ的变化时、也就是在将内侧接头部件14的轴16向上方弯折后恢复为基准状态时的接头角Φ＝20deg附近的挤压载荷Fa、Fb进行探讨研究。从图9可清楚地看出，在接头角Φ＝20deg附近处，位于与中心线S1相比靠上侧的滚珠A1的夹角α为正，其他的滚珠B2、B6的夹角β均为负，位于与中心线S1相比靠下侧的滚珠A3、A5、B4的夹角α、β均为正。这一点与图16所示的现有技术相同，虽然仅有滚珠A1有助于保持架26的转动，但滚珠A1的夹角α为约20deg，充分大于图16所示的现有技术(10deg以下)。因此，通过利用由该较大的夹角α带来的较大的挤压载荷Fa而使滚珠A1被推动，从而可使保持架26以围绕接头中心O进行右旋转的方式平滑地进行转动。
图10为，如图8所示那样使接头角Φ在±46deg的范围内进行变化的情况下的轴弯曲载荷的曲线图，且在本实施例中，如实线所示那样，轴弯曲载荷跨及全部区域而大致为0。与此相对，在虚线为图15、图16所示的现有技术的情况，可以认为是，在弯折至+46deg之后向基准状态恢复时，如果接头角Φ成为约20deg以下，则轴弯曲载荷会急剧增大，从而无法适当地获得由夹角α、β实现的保持架26的转动作用，并且保持架26的转动阻力较大。
此外，图11为在使接头角Φ变化至+46deg为止并且向基准状态恢复的情况下的、滚珠A1与保持架26之间的保持架窗载荷的曲线图，虚线为弯折至+46deg为止的过程的曲线图，实线为从+46deg恢复至基准状态为止的过程的曲线图。在弯折时，保持架窗载荷大致为0，虽然滚珠A1无助于保持架26的转动，但可以认为是，在恢复时从最初起就有预定的载荷作用于保持架26上，基于该保持架窗载荷而使保持架26以围绕接头中心O进行右旋转的方式平滑地转动。与此相对，在图15、图16所示的现有技术中，则成为图17所示的保持架窗载荷，在开始恢复的最初(30～40deg附近)载荷大致为0，从而滚珠A1无助于保持架26的转动。此外，可以认为是，当成为20deg以下时，为了强制性地使保持架26转动，会伴随着内侧接头部件14的轴16的恢复操作而在保持架26与滚珠A1之间产生较大的载荷。
另一方面，图12为，对从外侧接头部件12向内侧接头部件14传递有旋转时的、作用在第一槽部30中的滚珠24与第一内侧滚道槽22a之间的滚珠槽载荷Fg进行说明的图。在该情况下，滚珠槽载荷Fg可使用滚珠24的载荷F0以及接触角δ并由下式(1)来表示，接触角δ根据旋转相位或接头角Φ而变化。图13为，表示以预定的接头角Φ而旋转一圈的情况下的滚珠槽载荷Fg的变化特性的曲线图，且以预定的旋转相位而成为载荷Fg最大的峰值Fp。图14为，在使接头角Φ变化的同时求出峰值Fp，并对本实施例和图15的现有产品进行比较且以条形图而示出的图。根据该图14，虽然在本实施例中，在接头角Φ为20deg或46deg下，峰值Fp成为最大，但低于现有产品的峰值Fp的最大值。当以此方式滚珠槽载荷Fg的最大值变低时，能够提高耐久性，并且减少必要强度，从而实现小径化等。
Fg＝F0/sinδ…(1)
以此方式，在本实施例的等速万向接头10中，由于基准状态下的第一槽部30的夹角α的绝对值大于第二槽部32的夹角β的绝对值，因此由该第一槽部30的夹角α带来的滚珠24的挤压载荷Fa变大。由此，在通过现有第一槽部30的夹角α而无法获得充分的挤压载荷Fa的接头角Φ的区域、包括例如向+46deg侧弯折后的恢复时的20deg附近，且在与之相比接头角Φ较大的区域内，使滚珠24(A1)的挤压载荷Fa被增大，从而可通过由该挤压载荷Fa带来的滚珠24(A1)的移动而使保持架26平滑地转动。
此外，由于基准状态下的第一槽部30的夹角α的绝对值被设为比第二槽部32的夹角β的绝对值大2deg～10deg，且在实施例中被设为大8deg，因此由第一槽部30的夹角α带来的滚珠24的挤压载荷Fa切实地变大了，并能够通过由该挤压载荷Fa带来的滚珠24的移动而使保持架26适当地转动。
此外，在包含第一槽部30在内的弯折平面中在等速万向接头10被弯折的情况下，由于第一槽部30的夹角α在接头角Φ的全部区域内朝向外侧接头部件12的杯开口侧而打开，并且夹角α的绝对值被维持为大于基准状态下的第二槽部32的夹角β的绝对值(14deg)的状态，因此在接头角Φ的全部区域内，被维持为由第一槽部30的夹角α带来的滚珠24的挤压载荷Fa较大的状态。由此，能够根据弯曲方向而通过由该挤压载荷Fa带来的滚珠24的移动而使保持架26平滑地转动。
此外，由于第一槽部30以及第二槽部32中的外侧滚道槽20a、20b以及内侧滚道槽22a、22b的轴向截面的槽底形状在接头角Φ为7deg以下的常用区域Ea内与滚珠24相接的范围为直线(倾斜直线部40、50)，因此能够容易且高精度地进行常用区域Ea的槽加工，并且可根据夹角α、β而适当地获得预定的挤压载荷Fa、Fb。
以上，虽然根据附图而对本发明的实施例进行了详细的说明，但这归根结底仅是一个实施方式，本发明能够根据本领域技术人员的知识而以施加各种变更、改良的方式来实施。
符号说明
10：等速万向接头；12：外侧接头部件；14：内侧接头部件；20a、20b：外侧滚道槽；22a、22b：内侧滚道槽；24、A1、A3、A5、B2、B4、B6：滚珠；26：保持架；28：凹槽；30：第一槽部；32：第二槽部；40、50：倾斜直线部；S1：外侧接头部件的中心线；S2：内侧接头部件的中心线；Φ：接头角；α：第一槽部的夹角；β：第二槽部的夹角；Ea：常用区域(小弯曲区域)。

Claims (4)

1.一种等速万向接头(10)，其具备：
外侧接头部件(12)，其为杯状，且在内周面上设置有多个外侧滚道槽(20a、20b)；
内侧接头部件(14)，其在外周面上设置有多个内侧滚道槽(22a、22b)，并被配置在所述外侧接头部件(12)的内侧；
多个滚珠(24)，其介于所述外侧滚道槽(20a、20b)与所述内侧滚道槽(22a、22b)之间并进行转矩传递；
保持架(26)，其形成圆环形状，并被配置于所述外侧接头部件(12)与所述内侧接头部件(14)之间，且被设置有对所述滚珠(24)进行保持的多个凹槽(28)，
并且，所述等速万向接头(10)具有在所述外侧接头部件(12)以及所述内侧接头部件(14)的各中心线(S1、S2)位于一条直线上的接头角(Φ)为0度的基准状态下，所述外侧滚道槽(20a、20b)以及所述内侧滚道槽(22a、22b)夹着所述滚珠(24)的夹角(α、β)朝向所述外侧接头部件(12)的杯开口侧而打开的第一槽部(30)、和所述夹角(α、β)朝向所述外侧接头部件(12)的杯进深侧而打开的第二槽部(32)，该第一槽部(30)以及该第二槽部(32)围绕所述中心线(S1、S2)而被交替设置，并且该第一槽部(30)以及该第二槽部(32)隔着该中心线(S1、S2)而被配置在对称位置上，
所述等速万向接头(10)的特征在于，
所述基准状态下的所述第一槽部(30)的夹角(α)的绝对值大于所述基准状态下的所述第二槽部(32)的夹角(β)的绝对值，
在包含所述第一槽部(30)在内的弯折平面中在所述等速万向接头(10)被弯折的情况下，在接头角(Φ)的全部区域内，所述第一槽部(30)的夹角(α)朝向所述外侧接头部件(12)的杯开口侧而打开，并且该夹角(α)的绝对值被维持为大于所述基准状态下的所述第二槽部(32)的夹角(β)的绝对值的状态。
2.如权利要求1所述的等速万向接头(10)，其特征在于，
所述基准状态下的所述第一槽部(30)的夹角(α)的绝对值被设为，比所述基准状态下的所述第二槽部(32)的夹角(β)的绝对值大2度～10度。
3.如权利要求1所述的等速万向接头(10)，其特征在于，
所述第一槽部(30)以及所述第二槽部(32)中的所述外侧滚道槽(20a、20b)以及所述内侧滚道槽(22a、22b)的轴向截面的槽底形状至少在接头角(Φ)为5度以下的小弯曲区域(Ea)中在与所述滚珠(24)相接的范围内为直线。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的等速万向接头(10)，其特征在于，
将所述第一槽部(30)以及所述第二槽部(32)相加在一起的总计的槽部(30、32)的数量为6或10。
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