CN1499098A - 三叉式等速接头 - Google Patents

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Abstract

一种三叉式等速接头，具有在轴方向上一个末端侧开口并在内周面的圆周方向三等分位置形成沿轴方向延伸的凹沟，固定于第一旋转轴的末端的中空圆筒状的罩壳、由固定于第二旋转轴的末端的轮毂，从轮毂的圆周方向三等分位置沿半径方向突出的末端为球状的耳轴轴颈构成的三叉、由使内周面可自由变向地嵌入在耳轴轴颈的球状外周面的内滚柱，在内滚柱的外周面通过滚针可旋转及沿轴心方向移动地被支持的外滚柱构成的滚柱组件；使外滚柱收纳于罩壳的凹沟中并沿罩壳轴方向自如转动；凹沟由与外滚柱的外周面接触并承受负载的导向面和将外滚柱沿罩壳轴方向进行引导的引导肩面构成；只使上述轮毂的第二旋转轴末端侧的外径为大幅度的倒角形。沿耳轴轴颈的锻造分型线部分地设置退刀槽。耳轴轴颈的安装根部为接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形断面。

Description

三叉式等速接头
技术领域
本发明涉及一种组装于例如汽车的驱动系统中，用于在以非直线状存在的旋转轴彼此之间进行旋转力的传达的三叉式等速接头。
背景技术
作为装入于汽车的驱动系统中的一种等速万能接头，普遍使用三叉式等速接头。例如在日本专利早期公开的特开昭62-233522号公报中，就记录了如图15及图16所示的三叉式等速接头1。该三叉式等速接头1由固定于驱动轴等的第一旋转轴2的末端的中空筒状的罩壳3、固定于车轮侧的旋转轴等的第2旋转轴4的末端的三叉5构成。
在罩壳3的内周面的圆周方向三等分位置，形成有沿罩壳3的轴方向延伸的凹沟6。另一方面，三叉5由用于在第二旋转轴4的末端进行固定的轮毂7、从轮毂7的圆周方向三等分位置向半径方向突出的圆柱状的耳轴轴颈8构成。各耳轴轴颈8通过滚针10旋转自如地且可在轴方向进行稍许的自如移位地支持滚柱9。而且，借由将这些滚柱9嵌入于罩壳3的凹沟6中，可构成三叉式等速接头1。另外，构成各凹沟6的一对导向面6a分别为圆弧状凹面，各滚柱9在这一对导向面6a之间被转动及摇动自如地支持。
在采用上述构成的三叉式等速接头1的使用时，当例如第一旋转轴2进行旋转，则该旋转力由罩壳3通过滚柱9、滚针10、耳轴轴颈传到三叉5的轮毂7，并使第2旋转轴4旋转。而且，在第一旋转轴2的中心轴和第二旋转轴4的中心轴不一致的情况下，即当三叉式等速接头1取得了动作角时，伴随两旋转轴2、4的旋转，各耳轴轴颈8对相应的凹沟6的导向面6a，如图15及图16所示，以三叉5为中心沿摇动的方向进行移位。此时，各耳轴轴颈8所支承的滚柱9在凹沟6的导向面6a上进行转动，并沿耳轴轴颈8的轴方向进行移位。利用这些动作，如众所周知，可在第一、第二旋转轴2、4之间确保等速性。
在采用上述构成进行作用的三叉式等速接头1的情况下，当以取得了动作角的状态使第一、第二旋转轴2、4进行旋转时，各滚柱9进行复杂的运动。即，各滚柱9沿导向面6a一面在罩壳3的轴方向上改变方向一面进行移动，并沿耳轴轴颈8的轴方向进行移位。当各滚柱进行这种复杂的动作时，各滚柱9的外周面和上述导向面6a间的相对移位未必能够圆滑地进行，在这两个面之间会产生比较大的摩擦。结果，当采用如图15及图16所示的构造的三叉式等速接头时，会产生1旋转3次的轴向力。而且，在以装入汽车并取得了大动作角的状态传达大的扭矩时等非常条件的情况下，已知会产生一种称作抖颤(shudder)的振动。
作为上述问题的解决方法，在法国专利第2752890号说明书中提出有如图17a所示的构造，而且在日本专利早期公开的特开平3-172619号公报中提出有如图19所示的构造。图17a的构造是一种采用将滚柱组件(通过滚针可进行相对旋转的内·外滚柱)在罩壳的凹沟中平行地进行引导的构造，并在内滚柱的球状内周面与球状耳轴轴颈之间可进行调心及摇动的构造，借由使球状耳轴轴颈的外周面的母线为小于耳轴轴颈的半径(A/2)的曲率半径rT的圆弧，可进行球面嵌合。此时，在承受负载扭矩时的内滚柱球状内周面和球状耳轴轴颈之间所产生的接触椭圆的长径变大。虽然借由增大球面缝隙{(C-A)/2}，即使不使曲率半径rT小于A/2也可进行球面嵌合，但是在这种情况下，不只是旋转方向偏斜变大，还会产生接触面积变小且伴随接触面压力的上升而招致旋转耐久性的下降的问题。
在图19的构造中，由于在内滚柱的圆筒形内周面20和球状的耳轴轴颈8之间承受扭矩负载，所以存在接触面积变得更小，且伴随接触面压力的上升而招致旋转耐久性的下降的问题。而且，接触面的宽度(相当于接触椭圆短径)变得更小，相当于长径的圆周上的接触长度变得更大，接触面压力也高。
当这种习知的三叉式等速接头以取得了动作角的状态承受负载并进行旋转时，由于利用耳轴轴颈的摇动而在上述接触椭圆上产生的摇动滑行，如图18所示，作为要改变滚柱组件的滚动方向的旋转力矩发挥作用，所以滚柱组件到与罩壳凹沟的导向面接触时使方向变化，接触力也变大。而且，由于不与罩壳的凹沟平行，所以认为会阻碍平滑的滚动，并不能使滚动阻力足够小。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于解决上述问题点的三叉式等速接头。即，本发明是提供一种三叉式等速接头，借由在确保进行球面嵌合的内滚柱和球状耳轴轴颈之间的缝隙较小的情况下，即确保旋转方向偏斜较小的情况下可进行球面嵌合(表面压力降低)，且减小接触椭圆长径并减小利用耳轴轴颈的摇动而产生的旋转力矩，使以取得了动作角的状态进行旋转时的滚柱组件的滚动阻力尽可能地降低，能够使安装于车辆时的抖颤(shudder)减轻和高耐久性同时成立。
如利用本发明的一个实施例，三叉式等速接头具有在轴方向一末端侧开口并在内周面的圆周方向三等分位置形成沿轴方向延伸的凹沟，固定于第一旋转轴的末端的中空圆筒状的罩壳、由固定于第二旋转轴的末端的轮毂，从轮毂的圆周方向三等分位置沿半径方向突出的末端为球状的耳轴轴颈构成的三叉、由使内周面可自由变向地嵌入于耳轴轴颈的球状外周面的内滚柱，在内滚柱的外周面通过滚针可旋转及沿轴心方向移动地被支持的外滚柱构成的滚柱组件；使外滚柱收纳于罩壳的凹沟中并沿罩壳轴方向自如转动；凹沟由与外滚柱的外周面接触并承受负载的导向面和将外滚柱沿罩壳轴方向进行引导的引导肩面构成；只使上述轮毂的第二旋转轴末端侧的外径为大幅度的倒角形。当在耳轴轴颈的投影短半径(与承受负载侧成90°的方向)为内滚柱嵌合侧末端内径以下的情况下将滚柱倾斜组装时，滚柱不会干涉三叉的轮毂部(轴颈头下方)。三叉和第二旋转轴间的扭矩传达在轮毂部被第二旋转轴非末端侧承担了大部分，所以即使轮毂部的第二旋转轴末端侧形成大幅度的倒角形，也不会导致轮毂部的强度下降。借由将该三叉式等速接头安装在车辆中，能够使车辆的振动减轻，并可提供一种使高强度·耐久性同时成立的三叉式等速接头。
在耳轴轴颈的球状外周面中的承受负载的位置(接触椭圆中心位置)，可设置适当大小的平面或凹部。平面或凹部是较耳轴轴颈的球状外周面向内侧退避的部分，与利用那种没有平面或凹部的球面嵌合的接触面积相比，可在使接触面积缩小至例如1/5的范围内，取任意的大小。在耳轴轴颈和内滚柱的球面接触中心部几乎没有相对移位，当认为发生润滑不良时，可借由设置上述平面或凹部，回避在该部位的接触并谋求擦伤的解决方法。
在外滚柱内周面的至少一个末端可一体设置滚针护圈。借此，借由使内侧滚针护圈及外侧滚针护圈一起一体形成外滚柱，可只利用内滚柱、滚针、外滚柱三部分构成滚柱组件，能够削减构件点数。在这种情况下，当设外滚柱的圆筒形内周面的接头内径侧末端的内径为Di，内滚柱的外径为do时，可得到Di＜do的关系。借由采用这种构成，在三叉套件(由三叉和滚柱组件构成的单元)的状态下，外滚柱不会轻易从内滚柱分解，所以操作变得容易。
在内滚柱外周面的至少一个末端可一体设置滚针护圈。借由使内侧滚针护圈及外侧滚针护圈一起一体形成内滚柱，可只利用内滚柱、滚针、外滚柱三个构成滚柱组件，能够削减构件点数。在这种情况下，当设内滚柱的圆筒形外周面的接头内径侧末端的外径为do，外滚柱的内径为Di时，可得到Di＜do的关系。借由采用这种构成，在三叉套件的状态下，外滚柱不会轻易从内滚柱分解，所以操作变得容易。
如利用本发明的另一个实施例，三叉式等速接头具有在轴方向上一末端侧开口并在内周面的圆周方向三等分位置形成沿轴方向延伸的凹沟，固定于第一旋转轴的末端的中空圆筒状的罩壳、由固定于第二旋转轴的末端的轮毂，从轮毂的圆周方向三等分位置沿半径方向突出的末端为球状的耳轴轴颈构成的三叉、由使内周面可自由变向地嵌入于耳轴轴颈的球状外周面的内滚柱，在内滚柱的外周面通过滚针可旋转及沿轴心方向移动地被支持的外滚柱构成的滚柱组件；使外滚柱收纳于罩壳的凹沟中并沿罩壳轴方向自如转动；凹沟由与外滚柱的外周面接触并承受负载的导向面和将外滚柱沿罩壳轴方向进行引导的引导肩面构成；借由沿耳轴轴颈的锻造分型线部分地设置退刀槽，可使锻造分型线的隆起部较耳轴轴颈的外周面向内侧后退。借由设置退刀槽，可使锻造分型线的隆起部不会从耳轴轴颈的外周面突出，所以无需锻造分型线(的隆起部的)除去加工即可使内滚柱和耳轴轴颈进行球面嵌合面接触，并使表面压力降低。因此，能够提供一种使装入车辆时的抖颤(shudder)减轻和高耐久性及低成本同时成立的三叉式等速接头。
也可使位于扭矩负载区域的耳轴轴颈的断面形状为略二球面形状。在这种情况下，由于耳轴轴颈的分型线位置较内滚柱的内球面向小直径侧退避，所以即使不采用另外的方法也可形成退刀槽。在扭矩负载状态下，耳轴轴颈和内滚柱的接触部隔着耳轴轴颈的锻造分型线处于对称的两个位置，但是因为是以球面相接，所以不用担心发生边缘负载。作为一种上述略二球面形状的具体形态，当将内滚柱的球状内周面的曲率半径设为r时，可将耳轴轴颈的二球面的半径R设定于r/2＜R＜r的范围内。
当将滚柱组件组装于耳轴轴颈时，如将滚柱组件的倾斜角度设为θ，借由使耳轴轴颈(包括锻造分型线)的角度θ方向的投影最大直径φD小于内滚柱的插入侧内径φd，可在将滚柱组件装入到耳轴轴颈中时，不使内滚柱弹性变形而进行组装。因此，如利用该实施形态，能够省略锻造分型线除去工程、将滚柱组件组装于耳轴轴颈时的压入工程。而且，当在内滚柱的插入侧内径部分地设置缺口，并设该缺口部的内径为φd2，耳轴轴颈(包括锻造分型线)的角度θ方向的投影最大直径为φD2时，可设定φD2＜φd2 。
当将滚柱组件从耳轴轴颈开始分离的角度设为θ1时，在将旋转轴安装于三叉套件后，可进行设定以使滚柱组件在倾斜到角度θ2(θ2＜θ1)时会干涉旋转轴。这里，将由三叉和滚柱组件构成的单元称作三叉套件。而且，所谓旋转轴不只是旋转轴自身，还包括如止动环这样安装在旋转轴上的其它构件。借由采用这种构成，在由三叉和滚柱组件构成的单元即三叉套件的状态下将三叉组装于第二旋转轴上，如一旦安装止动环，则会干涉止动环或旋转轴而使内滚柱不能倾斜到从耳轴轴颈分离的角度，三叉套件和旋转轴形成单元处理状态，使操作变得非常容易。
如利用本发明的另外的实施例，三叉式等速万向接头具有在轴方向一末端侧开口并在内周面的圆周方向三等分位置形成沿轴方向延伸的凹沟，固定于第一旋转轴的末端的中空圆筒状的罩壳、由固定于第二旋转轴的末端的轮毂，从轮毂的圆周方向三等分位置沿半径方向突出的末端为球状的耳轴轴颈构成的三叉、由使内周面可自由变向地嵌入于耳轴轴颈的球状外周面的内滚柱，在内滚柱的外周面通过滚针可旋转及沿轴心方向移动地被支持的外滚柱构成的滚柱组件；使外滚柱收纳于罩壳的凹沟中并沿罩壳轴方向自如转动；凹沟由与外滚柱的外周面接触并承受负载的导向面和将外滚柱沿罩壳轴方向进行引导的引导肩面构成；当将滚柱组件装入到耳轴轴颈中时，要使滚柱组件向接头轴方向倾斜组装；三叉轴颈的安装根部为接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形断面。作为一种接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形，可为例如使短轴沿接头轴方向的椭圆形。借由将滚柱组件在包括接头轴方向的平面内进行倾斜并组装于耳轴轴颈中，可使轴颈头下方和滚柱的组装用干涉退刀槽只存在于轴颈头下方的接头轴方向侧即可，所以在接头圆周方向侧不需要组装用的干涉退刀槽。在这种规格的情况下，由于没有容易成为承受负载时的最大应力位置的头部下方圆周方向位置的干涉退刀槽，所以能够提高强度，并可得到更简洁的接头。
下面将参照附图对这些及其它本发明的目的以及构成进行说明，以加深了解。
附图说明
图1a所示为用于表示本发明的实施例的三叉式等速接头的横断面图，图1b所示为图1a的部分扩大图。
图2所示为图1a的三叉式等速接头的纵断面图。
图3所示为将在耳轴轴颈上组装滚柱组件时的要领进行图解的三叉套件的分解断面图。
图4a～4c所示为耳轴轴颈的侧面图。
图5a、5b、6a、6b所示为耳轴轴颈和滚柱组件的断面图。
图7a所示为耳轴轴颈的侧面图，图7b所示为耳轴轴颈的横断面图，图7c所示为图7b的锻造分型线凸部的扩大图。
图8a所示为耳轴轴颈的侧面图，图8b所示为耳轴轴颈和内滚柱的接触部的横断面扩大图。
图9a所示为耳轴轴颈的正面图，图9b所示为耳轴轴颈的侧面图，图9c所示为图9a的c部扩大图。
图10所示为耳轴轴颈和内滚柱的接触部的横断面线图。
图11所示为三叉套件的断面图。
图12a所示为三叉的正面图，图12b所示为图12a的b-b断面图。
图13所示为与图3类似的三叉套件的分解断面图。
图14a所示为内滚柱的断面图，图14b所示为图14a的箭头Y方向视图。
图15所示为用于表示习知技术的三叉式等速接头的斜视图。
图16所示为图15的三叉式等速接头的纵断面图。
图17a所示为用于表示在习知的三叉式等速接头中的滚柱和耳轴轴颈的位置关系的部分断面图，图17b所示为图17a中的耳轴轴颈的横断面图。
图18所示为用于说明在习知的三叉式等速接头中所发生的旋转力矩的断面图。
图19所示为另一种习知的三叉式等速接头的部分断面图。
符号说明
1      三叉式等速接头
2      第一旋转轴
3      罩壳
4      第2旋转轴
5      三叉
6      凹沟
6a     导向面
7      轮毂
8      耳轴轴颈
8a     平面部
9      滚柱
9a     内滚柱
10     滚针
11     三叉式等速接头
12     第一旋转轴
13     第二旋转轴
14     中空筒状的罩壳
14a    凹沟
14b    导向面
14c    引导肩面
16     三叉
16a    轮毂
16b    耳轴轴颈
16p         锻造分型线
16e         退刀槽
20          滚柱组件
22          内滚柱
22a、22b    滚针护圈
24          滚针
25a         护圈
25b         动环
26          外滚柱
26a、26b    滚针护圈
A           直径
B           入口直径
C           内径
z           轴线
具体实施方式
下面依照图示说明本发明的实施形态。
首先参照图1a、图1b、图2，三叉式等速接头11在基本的构成上与已作说明的图15及图16中的并没有什么不同，由固定于驱动轴等的第一旋转轴12的末端的中空筒状的罩壳14、固定于车轮侧的旋转轴等的第二旋转轴13的末端的三叉16构成。
罩壳14在这里与第一旋转轴12形成一体，在内周面的圆周方向三等分位置具有沿轴方向延伸的凹沟14a。各凹沟14a从罩壳14的内周面向半径方向外侧凹入，由面对圆周方向的一对导向面14b、位于罩壳的半径方向外侧并与两导向面14b连接的底面构成。一对导向面14b提供用于将后述的外滚柱26沿罩壳轴方向进行引导并使其转动的轨道，且在与外滚柱26之间传达扭矩。而且，在凹沟14a的底面的一部分上形成有用于引导外滚柱26的转动的引导肩面14c。该引导肩面14c在外滚柱26于凹沟14a内移动时，起到了维持与罩壳轴方向平行的姿势并使其平滑地转动的作用。
三叉16由轮毂16a和耳轴轴颈16b构成。轮毂16a被固定在第二旋转轴13的末端。例如，使形成于第二旋转轴13的花键轴和形成于轮毂16a的花键孔嵌合，并由止动环进行定位。耳轴轴颈16b从轮毂16a的圆周方向三等分位置向半径方向突出。各耳轴轴颈16b的末端呈球状。
各耳轴轴颈16b支持滚柱组件20。滚柱组件20是一种通过滚针24相对旋转自如的由内滚柱22和外滚柱26构成的双滚柱类型。内滚柱22的内周面是和耳轴轴颈16b的球状外周面大致同一曲率半径的部分球状内周面。内滚柱22的球状内周面在耳轴轴颈16b的球状外周面的周围可自由变向地被支持。
在内滚柱22的圆筒形外周面和外滚柱26的圆筒形内周面之间介入有滚针24。因此，内滚柱22和外滚柱26能够相对的旋转及沿轴心方向移动。为了防止滚针24的脱出，在外滚柱26的圆筒形内周面的两侧边缘末端沿圆周设有滚针护圈26a、26b。作为滚针护圈的例子，图1a中表示的是使用与外滚柱各成一体的护圈25a和止动环25b的情况，图2中表示的是与外滚柱26形成一体的情况。如图1a的部分扩大图即图1b所示，在滚针24的两末端侧配置有环状的护圈25a，在形成于外滚柱26的两末端内周面的止动环沟中安装有止动环25b。
外滚柱26被收纳于罩壳14的凹沟14a中。构成各凹沟14a的一对导向面14b在罩壳14的横断面上，呈与外滚柱26的外周面的母线大致相同的圆弧状。因此，外滚柱26在这一对导向面14b之间被转动自如地支持。
在采用上述构成的等速万向接头的使用时，当例如第一旋转轴12进行旋转，该旋转力从罩壳14通过滚柱组件20(22、24、26)、耳轴轴颈16b传到三叉16的轮毂16a，并使第二旋转轴13旋转。而且，当第一旋转轴12和第二旋转轴13的中心轴不一致时，换句话说，也就是在取得了动作角的状态下，伴随两旋转轴的旋转，各耳轴轴颈16b对相应的凹沟14a的导向面14b，以三叉16为中心沿摇动的方向进行移位。此时，各耳轴轴颈16b所支承的滚柱组件20的外滚柱26在凹沟14a的导向面14b上进行转动，并沿耳轴轴颈16b的轴方向进行移位。利用这些动作，如众所周知，在第一、第二旋转轴间可确保等速性。
如图3中符号16c所示，在三叉16的轮毂16a的一侧末端面(图3的左侧的末端面)上，使轮毂16a的外径为大幅度的倒角形。借此，当在耳轴轴颈16b上组装滚轮组件20时，可使滚轮组件20大幅倾斜，只形成对耳轴轴颈16b的承受负载的相对二处位置的干涉，所以可利用内滚柱22的弹性变形进行压入按装。也可在耳轴轴颈16b的与承受负载的位置成直角方向的二处位置(负载范围外)设置平面而退出。
如利用上述构造，在内滚柱22的球状内周面和耳轴轴颈16b的球状外周面间传达扭矩，所以接触面压力被抑制得较低，在强度·耐久性方面是有利的，并且不用采取大幅的旋转方向偏斜，即可保持比较小的接触椭圆的长径，并可使伴随耳轴轴颈的摇动所产生的接触椭圆上的旋转扭矩较小。因此，能够回避与罩壳14的凹沟14a的引导肩面14c的超出必要的大的接触，并使滚柱组件20的滚动方向安定，且使滚柱组件20的滚动阻力小，可得到低轴力的接头。如上所述，可提供一种使滚柱组件的低滚动阻力和高强度·高耐久性同时成立的三叉式等速接头。
接着，图4a～图4c所示的是在耳轴轴颈16b的承受负载的中心位置附近，设置平面或凹部16d的变形例。与利用没有平面或凹部的球面嵌合的接触面积相比，可在使接触面积缩小至1/5的范围内，以任意的大小设置平面或凹部。该平面或凹部的数目并不特别限定。图4a所示为单一的情况，图4b所示为四个的情况，图4c所示为多个的情况。当设有若干个时，除了采用适当的反复模式以外，也可进行随机地分散。在图1a及图2的实施形态下，虽然球面嵌合部的接触应力小，但由于接触椭圆中央部的相对滑动量极小，所以当长时间连续地承受负载并旋转时，有时也会发生润滑不良并导致旋转耐久性的低下。图4a～图4c的变形例是能够消除那种问题的。
图5a所示的变形例是在外滚轮26的圆筒形内周面的两末端边缘沿全周设置突起，并使滚针护圈26a、26b一体成形的。借此有能够削减构件点数的效果。即，借由如图示那样与内侧滚针护圈26a及外侧滚针护圈26b一起一体形成外滚柱26，可只由内滚柱22、滚针24、外滚柱26三部分构成滚柱组件。不过，滚针护圈26a、26b也可只由内侧或外侧的任一个与外滚柱26形成一体，另一个使用另成一体的止动环等。
在图5b所示的变形例中，如设外滚柱26的圆筒形内周面的内侧滚针护圈24即接头内径侧末端的内径为Di，内滚柱22的外径为do，则形成Di＜do的关系。由于设定为Di＜do的关系，所以在三叉套件即由三叉16和滚柱组件20构成的单元的状态下，外滚柱26不会轻易从内滚柱22分解，而且，由图1a可知，即使在外滚柱26向下方下降的情况下，所具有的设定也会使其干涉轴圈16的轮毂16a，并不会使滚针24分离，所以操作变得容易。
图6a所示的变形例是在内滚轮22的圆筒形外周面的两末端边缘沿全周设置突起，并使滚针护圈22a、22b一体成形的。借此有能够削减构件点数的效果。即，借由如图示那样与内侧滚针护圈22a及外侧滚针护圈22b一起一体形成内滚柱22，可只由内滚柱22、滚针24、外滚柱26三部分构成滚柱组件。在这里，滚针护圈22a、22b也可只由内侧或外侧的任意一个与内滚柱22形成一体，另一个使用另成一体的止动环等。
在图6b所示的变形例中，如设内滚柱22的圆筒形外周面的外侧滚针护圈22即接头外径侧末端的外径为do，外滚柱26的内径为Di，则形成Di＜do的关系。由于设定为Di＜do的关系，所以在三叉套件的状态下，外滚柱26不会轻易从内滚柱22分解，从而使操作变得容易。
再参照图17a，在同图所示的习知的接头中，各耳轴轴颈8具有与三叉5的轴线z垂直的二个平面部8a。生成耳轴轴颈8的球状外周面的圆弧的半径rT小于内滚柱9a的球状内周面的曲率半径C/2。而且，内滚柱9a向耳轴轴颈8的组装，只以内滚柱9a的入口直径B(小于内径C)大于耳轴轴颈8的球状外周面的直径A在该直径上的射影A(α)或与此相等的角度α，对内滚柱9a在其轴线z的周围使三叉5旋转而进行。在这种习知的接头的情况下，如图17b中符号8b所示，从耳轴轴颈8的外径面突出的凸状的锻造分型线形成于耳轴轴颈的负载面中央部，所以研削加工等除去作业不可避免。为了提供一种使组装于车辆时的抖颤(shudder)降低和高耐久性及低成本同时成立的三叉式等速接头，最好能够在不需要耳轴轴颈的锻造分型线除去加工，即可确保要进行球面嵌合的内滚柱和耳轴轴颈间的缝隙较小的情况下进行球面嵌合。
参照图7a～7c，耳轴轴颈16b的外周面呈与内滚柱22的球状内周面进行球面嵌合的球状，但是为了使锻造分型线16p的隆起部如图7c中虚线所示，较球状外周面向内侧后退而不由此突出，沿锻造分型线16p部分地设有退刀槽16e。因此，可省略锻造分型线16p除去工程，能够以冷轧成型面的形态使用，使低成本化成为可能。此时，虽然由于退刀槽16e部分不能承受负载而使负载面积变小，但是耳轴轴颈16b和内滚柱22利用球面嵌合而成为在大范围内承受负载的类型，所以即使削减一部分负载范围，也能保持足够的负载容量。在图7a～7c中例示的是使退刀槽16e为平面的情况，但是也可为圆筒面等曲面。而且，设有退刀槽16e的场合与没有退刀槽16e的场合相比，在将内滚柱22组装于耳轴轴颈16b时，能够得到减少干涉范围的效果，并可使内滚柱22的弹性变形量减少或消失。
而且，在利用本构造的场合，内滚柱22对耳轴轴颈16b进行球面嵌合，并沿耳轴轴颈16b的轴方向被一体支持，所以伴随取得了动作角的状态下的旋转，耳轴轴颈在轴方向的移动借由在内滚柱22和外滚柱26之间所配置的滚针24上的滚动滑行而被容许，因而内部摩擦力低，可谋求滚柱的低滚动阻力化。在利用图17a所示的习知技术的场合，当在耳轴轴颈上组装滚柱时，由于要在与图3的平面直交的平面(相当于图1a的平面)内将滚柱倾斜，所以为了能使滚柱大幅度地倾斜，需要缩小轮毂部外径，即使轮毂部壁厚变薄，或使耳轴轴颈的头部下方变长。但是，这样一来就会产生如果缩小轮毂部外径则使轮毂部强度下降，如果使耳轴轴颈的头部下方变长则使接头外径增大的问题。图7a～7c的构成能够提供一种回避这类问题并使滚柱的低滚动阻力和高强度·高耐久性·低成本及小型化全部同时成立的三叉式等速接头。
退刀槽16e的具体形态可有多种。作为最单纯的一个例子，就是如图8a所示切除球面的一部分而形成平坦面。但是，当只借由削除球面的一部分而设置退刀槽部时，退刀槽部的宽度尺寸A变大，承受负载的面积变小。因此，也可例如图9a～9c所示，在耳轴轴颈16b的纵断面上形成呈圆弧状的退刀槽16e。在这种实施形态的场合，具有退刀槽部宽度尺寸B小，承受负载的面积变大的优点。但是，任一种实施例都成图8b所示的接触状态，在边缘部发生应力集中会产生提前剥离。即使在边缘部设定转角R，有时也无法得到足够好的效果。
图10所示的是使耳轴轴颈16b的扭矩负载区域的外形形状为略二球面形状的情况。具体地说，当设内滚柱22的球状内周面的曲率半径为r时，将耳轴轴颈16b的二球面的半径R设定在r/2＜R＜r的范围内。此时，由于分型线位置从内滚柱的内球面向小径侧退避，所以即使不再另外采取方法也可形成退刀槽16e。在扭矩负载状态下，耳轴轴颈16b和内滚柱22的接触部隔着耳轴轴颈16b的锻造分型线16p而处于对称的二个位置。
也可如图11所示，当使内滚柱22对耳轴轴颈16b倾斜，并设内滚柱22从耳轴轴颈16b脱出的角度为θ1时，进行尺寸设定以便在内滚柱22的角度为稍小于θ1的角度θ2时，外滚柱26会干涉第二旋转轴4或第二旋转轴上所安装的止动环4a。借由采用这种构成，在由三叉16和滚柱组件20构成的单元即三叉套件的状态下将三叉16组装于第二旋转轴4上，如一旦安装止动环，则会干涉止动环4a或第二旋转轴4而使内滚柱22不能倾斜到从耳轴轴颈16b分离的角度θ1，三叉套件(16、20)和旋转轴4形成单元处理状态，使操作变得非常容易。
在图17a所示的习知的接头中，当使耳轴轴颈8的母线的曲率半径rT小于耳轴轴颈8的半径A/2，并使滚柱(9a，9b)对耳轴轴颈8向接头圆周方向倾斜时，φA＜φB的关系成立，且借由设置平面部8a使球面嵌合成为可能。但是，在这种情况下，必须使耳轴轴颈8的曲率半径rT小于彼此进行球面嵌合的内滚柱9a的内球面的曲率，存在表面压力变大的问题。虽然即使不缩小耳轴轴颈8的曲率半径rT，借由设定较大的球面嵌合缝隙也可进行组装，但是在这种情况下，存在接头的旋转方向偏斜变大的问题。而且，由于需要避开与承受扭矩负载的接头圆周方向的耳轴轴颈安装根部和滚柱的干涉，所以在使耳轴轴颈的头部下方直径增大时就受到限制。而且，当以小型轻量化为目的施行临界设计时，承受扭矩负载的接头圆周方向的耳轴轴颈安装根部成为耳轴轴颈的最弱强度部分的可能性高，难以确保高强度。因此，最好能在缩小进行球面嵌合的内滚柱和耳轴轴颈间的缝隙并保持较小的旋转方向偏斜的形态下，在利用球面嵌合使表面压力降低的高耐久类型的三叉式等速接头中，一面确保耳轴轴颈头部下方的强度，一面达成轻量简洁·低成本。
参照图12a、12b，耳轴轴颈16b的安装根部为接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形断面。图12b所示的是接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形的代表例子，使短轴沿接头轴方向的椭圆形。
图3所示的是在耳轴轴颈16b上组装滚柱组件20时的要领。如同图中的符号16c所示，只在三叉16的轮毂16a的第二旋转轴13的末端侧(图3的左侧、在图2中为右侧)设置大的倒角形。该大的倒角形起到了耳轴轴颈16b和滚柱组件20的干涉退刀的作用，当将滚柱组件20在耳轴轴颈16b上进行组装时，如图3中的虚线所示，可使滚柱组件20进行大幅地倾斜。而且，与滚柱组件20(的内滚柱22)和耳轴轴颈16b干涉的只为扭矩负载进行作用的方向(与图3的纸面垂直的方向)上相对的二处位置，所以可一面使内滚柱22弹性变形，一面进行挤压组装。
另外，耳轴轴颈16b和滚柱组件20的干涉退刀存在于接头轴方向的耳轴轴颈头部下方即可，在接头圆周方向的耳轴轴颈头部下方并不需要。在这种规格的情况下，由于没有容易成为承受负载时的最大应力位置的头部下方圆周方向位置的干涉退刀，所以能够提高强度，并可形成一种更加简洁的三叉式等速接头。另外，也可在耳轴轴颈16b的与承受扭矩负载的位置成直角方向的二处位置(负载范围外)设置平面而退出。
如利用上述构造，可在高性能型的三叉型等速接头中，在内滚柱22的球状内周面和球状耳轴轴颈16b之间传达扭矩，所以接触面压力被抑制得较低，在强度·耐久性方面是有利的，且使耳轴轴颈16b的头部下方强度提高，从而能够提供一种满足高性能和高强度·高耐久性·简洁这些全部条件的三叉型等速接头。
也可如图13、14a、14b所示，当将内滚柱22组装于耳轴轴颈16b时的倾斜角度设为θ，可将包括锻造分型线16p的隆起部最外径部的耳轴轴颈16b的从角度θ方向的投影最大直径φD，设定得小于内滚柱22的嵌合插入侧内径φd。而且，也可如图14a、14b所示，当在内滚柱22的插入侧内径部分地设置缺口，并设该缺口部的内径为φd2，耳轴轴颈16b(包括锻造分型线16p)的角度θ方向的投影最大直径为φD2时，设定为φD2＜φd2。借此，当在耳轴轴颈16b中装入滚柱组件20时，可不使内滚柱22弹性变形而进行组装。因此，能够省略锻造分型线除去工程和在耳轴轴颈16b上组装滚柱组件20时的压入工程。

Claims (20)

1.一种三叉式等速接头，包括：
在轴方向上一个末端侧开口，并在内周面的圆周方向三等分位置形成沿轴方向延伸的凹沟，固定于第一旋转轴的末端的中空圆筒状的罩壳；
由固定于第二旋转轴的末端的轮毂，从轮毂的圆周方向三等分位置沿半径方向突出的末端为球状的耳轴轴颈构成的三叉；
由使内周面可自由变向地嵌入在耳轴轴颈的球状外周面的内滚柱，在内滚柱的外周面通过滚针可旋转及沿轴心方向移动地被支持的外滚柱构成的滚柱组件；
其特征在于：使外滚柱收纳于罩壳的凹沟中并沿罩壳轴方向自如转动；凹沟由与外滚柱的外周面接触并承受负载的导向面和将外滚柱沿罩壳轴方向进行引导的引导肩面构成；仅上述轮毂的第二旋转轴末端侧的外径为大幅度的倒角形。
2.如权利要求1所述的三叉式等速接头，其特征在于：在耳轴轴颈的球状外周面中的承受负载的位置设置平面或凹部。
3.如权利要求1所述的三叉式等速接头，其特征在于：在外滚柱内周面的至少一个末端一体设置滚针护圈。
4.如权利要求1所述的三叉式等速接头，其特征在于：在内滚柱外周面的至少一个末端一体设置滚针护圈。
5.如权利要求1所述的三叉式等速接头，其特征在于：使外滚柱的圆筒形内周面的接头内径侧末端的内径小于内滚柱的外径。
6.如权利要求1所述的三叉式等速接头，其特征在于：使内滚柱的圆筒形外周面的接头外径侧末端的外径大于外滚柱的内径。
7.一种三叉式等速接头，包括：
在轴方向上一个末端侧开口，并在内周面的圆周方向三等分位置形成沿轴方向延伸的凹沟，固定于第一旋转轴的末端的中空圆筒状的罩壳；
由固定于第二旋转轴的末端的轮毂，从轮毂的圆周方向三等分位置沿半径方向突出的末端为球状的耳轴轴颈构成的三叉；
由使内周面可自由变向地嵌入在耳轴轴颈的球状外周面的内滚柱，在内滚柱的外周面通过滚针可旋转及沿轴心方向移动地被支持的外滚柱构成的滚柱组件；
其特征在于：使外滚柱收纳于罩壳的凹沟中并沿罩壳轴方向自如转动；凹沟由与外滚柱的外周面接触并承受负载的导向面和将外滚柱沿罩壳轴方向进行引导的引导肩面构成；借由沿耳轴轴颈的锻造分型线部分地设置退刀槽，使锻造分型线的隆起部较耳轴轴颈的外周面向内侧后退。
8.如权利要求7所述的三叉式等速接头，其特征在于：借由使三叉的轮毂的轴方向一末端侧外径大于另一末端侧，并形成倒角形，在将滚柱组件倾斜并组装于耳轴轴颈上时，使滚柱组件不干涉前述轮毂。
9.如权利要求7所述的三叉式等速接头，其特征在于：当将滚柱组件组装于耳轴轴颈时，将滚柱组件的倾斜角度设为θ，使耳轴轴颈的包括锻造分型线部的角度θ方向的投影最大直径小于内滚柱的插入侧内径。
10.如权利要求7所述的三叉式等速接头，其特征在于：当将滚柱组件从耳轴轴颈开始分离的角度设为θ1时，在将旋转轴安装于三叉套件后，进行设定以使滚柱组件在倾斜到角度θ2(θ2＜θ1)时会干涉旋转轴。
11.一种三叉式等速接头，具有
在轴方向上一末端侧开口并在内周面的圆周方向三等分位置形成沿轴方向延伸的凹沟，固定于第一旋转轴的末端的中空圆筒状的罩壳；
由固定于第二旋转轴的末端的轮毂，从轮毂的圆周方向三等分位置沿半径方向突出的末端为球状的耳轴轴颈构成的三叉；
由使内周面可自由变向地嵌入于耳轴轴颈的球状外周面的内滚柱，在内滚柱的外周面通过滚针可旋转及沿轴心方向移动地被支持的外滚柱构成的滚柱组件；
其特征在于：使外滚柱收纳于罩壳的凹沟中并沿罩壳轴方向自如转动；凹沟由与外滚柱的外周面接触并承受负载的导向面和将外滚柱沿罩壳轴方向进行引导的引导肩面构成；当将滚柱组件装入到耳轴轴颈中时，使滚柱组件向接头轴方向倾斜组装；三叉轴颈的安装根部为接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形断面。
12.如权利要求11所述的三叉式等速接头，其特征在于：三叉的轮毂的第二旋转轴的末端侧的外径为大幅度的倒角形。
13.如权利要求11所述的三叉式等速接头，其特征在于：沿耳轴轴颈的锻造分型线，部分地设置退刀槽以使分型线凸起高度在球面径以下。
14.如权利要求11所述的三叉式等速接头，其特征在于：使扭矩负载区的耳轴轴颈的断面形状为略二球面形状。
15.如权利要求14所述的三叉式等速接头，其特征在于：当设内滚柱的球状内周面的曲率半径为r时，将耳轴轴颈的二球面的半径R设定在r/2＜R＜r的范围内。
16.如权利要求11所述的三叉式等速接头，其特征在于：当将滚柱组件从耳轴轴颈开始分离的角度设为θ1时，在将旋转轴安装于三叉套件后，进行设定以使滚柱组件在倾斜到角度θ2(θ2＜θ1)时会干涉旋转轴。
17.如权利要求11所述的三叉式等速接头，其特征在于：在外滚柱的内周面的至少一个末端一体设置滚针护圈。
18.如权利要求17所述的三叉式等速接头，其特征在于：使外滚柱的圆筒形内周面的接头内径侧末端的内径小于内滚柱的外径。
19.如权利要求11所述的三叉式等速接头，其特征在于：在内滚柱的外周面的至少一个末端一体设置滚针护圈。
20.如权利要求19所述的三叉式等速接头，其特征在于：使内滚柱的圆筒形外周面的接头外径侧末端的外径大于外滚柱的内径。
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