CN1571894A - 三角架型等速万向节 - Google Patents

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Abstract

一种三角架型等速万向节，在由三角架构件(4)的脚轴(5)支撑的导块(6)的两侧和外圈轨道槽(2)的侧面设置滚道槽(3)、(8)，用保持器(10)保持装入该滚道槽(3)、(8)之间的多个滚动体(9)，用连接板(13)连接导块(6)两侧的保持器(10)。在外圈轨道槽(2)的外壁内面(11)和导块(6)的外侧面(12)上设置相互反向倾斜的一对倾斜槽(21a)、(21b)、(22a)、(22b)，利用连接板(13)对收装于该一对倾斜槽(21a)、(21b)、(22a)、(22b)的交叉部中的滚珠(23)进行支撑，使之可以随着保持器(10)的移动而自由移动。由此，可以实现将保持器的移动量限制为导块的移动量的1/2的三角架型等速万向节的结构的简化和小型化。

Description

三角架型等速万向节
技术领域
本发明涉及一种在内周具有3条轨道槽的外圈和组装于其内侧的三角架构件的相互之间传递转矩的三角架型等速万向节。
背景技术
一直以来，已知有采用如下结构的三角架型等速万向节，即，在外圈的内周形成沿轴向延伸的3条轨道槽，将各轨道槽的在外圈周向相面对的一对滚筒导轨面设成圆柱形，在组装在外圈的内侧上的三角架构件上，在与各轨道槽对应的位置上设置脚轴，将由该脚轴可以自由旋转地支撑的球面滚筒配置于轨道槽内，从而可以在该球面滚筒和轨道槽的滚筒导轨面的结合部，在外圈和三角架构件之间传递转矩。
但是，在所述的三角架型等速万向节中，当外圈和三角架构件形成工作角度而传递转矩时，球面滚筒的旋转中心相对于轨道槽的长度方向发生倾斜，并由于该倾斜使得球面滚筒不是进行纯粹的滚动，而在球面滚筒和轨道槽的滚筒导轨面之间产生相对滑动。
所以，球面滚筒和滚筒导轨面的接触部的摩擦阻力增大，外圈和三角架构件在轴向产生相对移动时的滑动阻力变大，从而产生振动及噪音，使得NVH特性降低。
为了提高其NVH特性，在特公昭64-5164号公报中记述的三角架型等速万向节中，在设于外圈的轨道槽的在周向相面对的侧面上设置沿轴向延伸的滚道槽，在利用三角架构件的脚轴、可沿三角架构件的移动方向相对自由摆动地支撑的导块(guide block)的两侧形成滚道槽，在该滚道槽和外圈侧滚道槽之间装入多个滚珠，从而可以借助该滚珠在外圈和三角架构件之间传递转矩。
在所述的三角架型等速万向节中，具有如下的特征，即、即使外圈和三角架构件形成了工作角度，导块也会利用装入该导块的滚道槽和外圈侧滚道槽之间的滚珠来保持一定的姿势。所以，当外圈和三角架构件发生相对的轴向移动时，滚珠发生滚动，因而只产生较少的振动、噪音，从而具有良好的NVH特性。
但是，在所述公报中公布的三角架型等速万向节中，有必要在导块的滚道槽的两端设置防止滚珠脱落的防脱部，当外圈和三角架构件之间的工作角度变大时，滚珠与防脱部接触，从而无法顺利地进行滚动，而发生滑动，在发生该滑动的区域中会产生NVH特性变差之类的问题。
为了消除所述问题，在特公平4-74565号公报中记述的等速万向节中，用保持器来保持装入导块的滚道槽和外圈轨道槽的两侧的滚道槽间的多个滚珠，利用移动量限制装置将该保持器的移动量限定为导块的移动量的1/2，从而可以使得滚珠总是进行滚动。
但是，在特公平4-74565号公报中记述的三角架型等速万向节中，限制保持器的移动量的移动量限制装置，由于在保持器上安装小齿轮，在外圈及导块上安装了与该小齿轮啮合的齿条，因此机构十分复杂，而且，由于有必要在导块的两侧和轨道槽的侧面之间确保组装小齿轮及一对齿条的空间，因此有使得等速万向节大型化的问题。
发明内容
本发明的目的在于，实现用保持器保持转矩传递用的滚珠等滚动体，并将该保持器的移动量限制为导块的移动量的1/2的三角架型等速万向节的结构的简单化和小型化。
为了解决所述问题，本发明之一是如下的三角架型等速万向节，即，在外圈的内周形成沿轴向延伸的3条轨道槽，在各轨道槽的周向相面对的一对的侧面上，设置沿外圈轴向延伸的直线状的滚道槽，在安装于外圈的内侧的三角架构件上，在与所述轨道槽对应的位置上设置3只脚轴，将由各脚轴支撑而可以沿三角架构件的移动方向进行相对摆动的导块收装在所述轨道槽内，在该导块的两侧设置与所述滚道槽相面对的滚道槽，在该互相面对的滚道槽间装入多个滚动体，用保持器保持这些滚动体，并设置了将该保持器的移动量限制为导块的移动量的1/2的移动量限制装置，在该三角架型等速万向节中，所述保持器在配置于轨道槽的外壁内面和导块之间的板体部的两侧，设置了保持多个滚动体的保持板部，所述移动量限制装置由形成于轨道槽的外壁内面上的倾斜槽、形成于导块的外表面并相对于所述倾斜槽沿相反方向倾斜的倾斜槽、在与所述保持器的移动方向正交的方向上较长的导引槽、可以沿该导引槽移动并被收装于所述外圈侧倾斜槽和导块侧倾斜槽的交叉部中的滚珠构成。
如上所述，通过利用保持器的板体部将收装于外圈侧倾斜槽和导块侧倾斜槽的交叉部中的滚珠沿与保持器的移动方向正交的方向自由移动地支撑，就可以将保持器的移动量限制为导块的移动量的1/2，从而可以使因与滚道槽的接触而发生滚动的滚动体在整个滑动区域发生滚动。
另外，由于只需在外圈轨道槽的外壁内面和导块的外侧面之间确保组装保持器的板体部及滚珠的较小空间即可，因此，与组装了由小齿轮和一对齿条构成的移动量限制装置的等速万向节相比，可以实现等速万向节的小型化。
为了解决所述问题，本发明之二是如下的三角架型等速万向节，即，在外圈的内周形成沿轴向延伸的3条轨道槽，在各轨道槽的周向相面对的一对的侧面上，设置沿外圈轴向延伸的直线状的滚道槽，在安装于外圈的内侧的三角架构件上，在与所述轨道槽对应的位置上设置3只脚轴，将由各脚轴支撑而可以沿三角架构件的移动方向进行相对摆动的导块收装在所述轨道槽内，在该导块的两侧设置与所述滚道槽相面对的滚道槽，在该互相面对的滚道槽间装入多个滚动体，用保持器保持这些滚动体，并设置了将该保持器的移动量限制为导块的移动量的1/2的移动量限制装置，在该三角架型等速万向节中，所述保持器在配置于轨道槽的外壁内面和导块之间的板体部的两侧，设置了保持多个滚动体的保持板部，所述移动量限制装置由中央部被保持器的板体部自由旋转地支撑且两个端部形成了在两端方向较长的导引槽的可以摆动的连杆(lever)、和分别插入该连杆的导引槽中的一对突起构成，将一侧的突起固定在轨道槽的外壁内面，而将另一侧的突起固定在导块的外表面上，并使得各突起到连杆的摆动中心的距离相等。
在所述的本发明之二中，由于从外圈侧突起到由保持器的板体部支撑的连杆的摆动中心的距离与从外圈侧突起到导块侧突起的距离的比为1∶2，因此就可以使保持器的移动量为导块的移动量的1/2。
另外，由于采用了如下的简单构成，即，利用保持器的板体部自由摆动地支撑连杆，将插入设于该连杆的两个端部的导引槽中的一对突起的一方设于外圈上，将另一方的突起设于导块上，因此就不需要在轨道槽的外壁内面和导块的外侧面间确保较大的组装空间，从而可以实现等速万向节的小型化。
这里，当将连杆设成平板状时，就可以利用冲压成形来简单地制成。该平板状的连杆既可以设于保持器的板体部的外面侧而自由摆动地支撑，也可以设于所述板体部的内面侧而自由摆动地支撑。当在板体部的外面侧设置连杆时，在所述板体部上形成插入导块侧的突起的缺口部，当在板体部的内面侧设置连杆时，在所述板体部上形成外圈侧的突起插入的缺口部，从而可以使得导块和保持器进行相对移动。
当进行该发明的三角架型等速万向节的导块的支撑时，可以采用如下的方法，即在脚轴上形成球形表面，将该脚轴插入形成于导块上的鼓状孔中的方法，或者，将脚轴的截面制成其长轴与导块的移动方向正交的椭圆形，将该脚轴插入导块的鼓状孔中的方法。
为了实现导块的姿势的稳定化，在外圈和三角架构件形成最大的工作角度的转矩传递状态中，使承受负载的滚动体的数目在2以上。通过采用滚珠作为滚动体，就可以使导块移动时的移动阻力极小，从而可以使导块顺利地移动。
附图说明
图1是本发明的三角架型等速万向节的纵剖正视图。
图2是图1的局部剖视侧视图。
图3是沿图2的III-III线的剖面图。
图4是表示外圈、保持器及导块的分解立体图。
图5(I)至(III)是阶段性表示导块的移动状态的俯视图。
图6是表示本发明的三角架型等速万向节的其他的例子的局部剖视侧视图。
图7(I)至(III)是阶段性表示图6所示的导块的移动状态的俯视图。
图8(I)是表示图6所示的三角架型等速万向节的诱导推力3维分量的实验结果的图表，图8(II)是表示励振滑动阻力的实验结果的图表。
图9是表示本发明的三角架型等速万向节的其他的例子的局部剖视侧视图。
图10是表示沿图9的X-X线的剖面图。
图11是表示本发明的三角架型等速万向节的又一个例子的剖面图。
图12(I)、(II)是表示铆接销钉的例子的剖面图。
图13是表示导块的支撑的其他的例子的横剖俯视图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施方式进行说明。如图1及图2所示，在外圈1的内周，相隔120°的间隔形成3条沿轴向延伸的轨道槽2，在各轨道槽2的外圈周向相面对的一对侧面上，设有沿轴向延伸的滚道槽3。
在安装于外圈1的内侧上的三角架构件4上，在与所述轨道槽2对应的位置上设有3只脚轴5，利用各脚轴5支撑导块6。这里，在支撑导块6时，在脚轴5上形成球形表面5a，将该脚轴5插入设于导块6上的圆柱孔7中，就可以使所述脚轴5和导块6相对地沿任意的方向进行摆动。
在导块6的两个侧面上，形成与外圈轨道槽2的两侧的滚道槽3相面对的一对滚道槽8，在该相互面对的滚道槽3、8之间装入多个由滚珠构成的滚动体9。
在导块6的两侧，沿外圈1的轴向排列的多个滚动体9由保持器10所保持。保持器10在配置于轨道槽2的外壁内面11和导块6的外表面12之间的板体部10a的两侧，设有保持配置于导块6的侧部上的多个滚动体9的保持板部10b。
如上所述，通过在形成于轨道槽2的两侧面上的滚道槽3和设于导块6的两侧面上的滚道槽8之间，装入多个滚动体9，就可以总是使导块6的姿势保持一定，当外圈1和三角架构件4形成工作角度时，在脚轴5的球形外表面5a和导块6的圆柱孔7的接触部上产生滑动，脚轴5相对于导块6的圆柱孔7的轴心发生倾斜。
所以，当外圈1和三角架构件4形成工作角度而传递转矩时，导块6在保持一定的姿势的状态下，沿着轨道槽2在外圈轴向移动。
另外，当外圈1和三角架构件4在形成工作角度的状态下沿轴向发生相对移动时，导块6即在采取一定的姿势的状态下沿轨道槽2在外圈轴向移动。
当导块6移动时，由于滚动体9通过与滚道槽3、8的接触而滚动，因此导块6的移动阻力极小。所以，导块6顺利地滑动，在其滑动时基本不会发生振动。
这里，如果忽视与滚道槽3、8的接触部的滑动，导块6滑动时的滚动体9的移动量为导块6的移动量的1/2，当该滚动体9和保持器10之间的移动量产生差别时，则滚动体9发生滑动，从而产生振动。
另外，当保持滚动体9的保持器10只是简单地装入轨道槽2的侧面和导块6的侧面之间时，则有可能产生滚动体9和滚道槽3、8的接触部的滑动，或由于组装了等速万向节的汽车的振动等而导致保持器10沿轴向偏移而脱落。
为了使滚动体9进行纯粹的滚动，并且防止其从滚道槽3、8之间脱落，利用移动量限制机构20将保持器10的移动量限制为导块6的移动量的1/2。
如图2至图4所示，移动量限制机构20在外圈轨道槽2的外壁内面11的两侧，形成沿外圈轴向较长延伸并相互反向倾斜的一对倾斜槽21a、21b，在导块6的外侧面上，在与所述各倾斜槽21a、21b相面对的位置上，设有相对于该倾斜槽21a、21b反向倾斜的一对倾斜槽22a、22b，在外圈侧倾斜槽21a、21b和导块侧倾斜槽22a、22b的各交叉部中收装有滚珠23，利用设于所述保持器10的板体部10a的两个侧部上的一对导引槽24对各滚珠进行支撑。这里，导引槽24在与保持器10的移动方向正交的方向上较长，从而可以使滚珠23沿该导引槽24移动。
如上所述，在轨道槽2的外壁内面11和导块6的外表面12上设置相互反向倾斜的倾斜槽21a、21b、22a、22b，利用形成于板体部10a上的导引槽24，对收装于该倾斜槽21a、21b、22a、22b的交叉部中的滚珠23进行支撑，使之可以沿与保持器10的移动方向正交的方向自由移动，这样，当导块6沿轨道槽2从图5(I)所示的状态开始向图5(III)所示的状态移动时，滚珠23利用与倾斜槽21a、21b、22a、22b的接触，仅移动导块6的移动量的1/2。所以，保持器10也会仅移动导块6的移动量的1/2，从而可以使之与利用与滚道槽3、8的接触而滚动的滚动体9的移动量相同。
所以，承受负载的滚动体9就总是处于滚动状态，从而可以在整个滑动区域内都获得良好的NVH特性。
另外，由于在轨道槽2的外壁内面11和导块6的外表面之间，仅确保可以收装保持器10的板体部10a及滚珠23的间隔即可，因此可以避免外圈1的大型化，从而可以获得小型的等速万向节。
图6及图7表示限制保持器10的移动量的移动量限制机构20的其他的例子。该移动量限制机构20利用保持器10的板体部10a，自由旋转地支撑用销钉26连接了一对连杆片25a、25b的连杆25的长度方向中央部，将一侧的连杆25a配置在板体部10a的外面侧，同时，将另一侧的连杆片25b配置在板体部10a的内面侧，在各连杆片25a、25b的前端部形成沿长度方向延伸的导引槽27，将插入各导引槽27的一对由销钉形成的突起28a、28b的一方固定在轨道槽2的外壁上，将另一方固定在导块6上，使得从各突起28a、28b到连杆25的旋转中心的距离11、12相等。
在由所述构成形成的移动量限制机构20中，由于从外圈侧突起28a到连杆25的旋转中心的距离与从外圈侧突起28a到导块侧突起28b的距离的比为1∶2，因此，当导块6从图7(I)所示的状态向图7(III)所示的状态移动时，保持器10就会移动导块6的移动量的1/2，从而可以与通过与滚道槽3、8的接触而移动的滚动体9的移动量相同。
所以，在该例中，承受负载的滚动体9也总是处于滚动状态，从而可以在整个滑动区域内都获得良好的NVH特性。
另外，由于在轨道槽2的外壁内面11和导块6的外侧面12之间，仅确保可以收装连杆25及保持器10的板体部10a的间隔即可，因此可以避免外圈1的大型化，从而可以获得小型的等速万向节。
这里，为了获知图6所示的三角架型等速万向节的NVH特性，进行了诱导推力及滑动阻力的实验，得到了图8(I)、(II)所示的结果。
当进行诱导推力的实验时，将图6所示的三角架型等速万向节的旋转转矩T设为T＝294N·m，将转速设为N＝150rpm，改变三角架构件4相对于外圈1的角度，测定了诱导推力3维分量。
另一方面，当进行滑动阻力的实验时，将三角架型等速万向节的旋转转矩T设为T＝196N·m，并且使三角架构件4以平均20Hz沿轴向来回移动±0.25mm，改变三角架构件4相对于外圈1的角度，测定了励振滑动阻力。
根据所述实验结果，就可以理解诱导推力3维分量及励振滑动阻力极小。
图9及图10表示形成移动量限制机构20的连杆25的其他的例子。在该例中，将连杆25设为平板状，从而可以利用冲压成形来制得。
图9及图10中，在保持器10的板体部10a的外表面侧设置平板状的连杆25，通过对将该连杆25的长度方向中央部和板体部10a两者贯穿的铆钉等带头销钉29的铆接，自由摆动地支撑连杆25，将连杆25与保持器10连接，将由安装在外圈1上的销钉形成的突起28a及安装于导块6上的突起28a插入形成于连杆25的两个端部的导引槽27中。此时，在保持器10的板体部10a上，形成插入导块6侧的突起28b的缺口部30，使得导块6和保持器10可以相对移动。
通过如所述那样将连杆25设为平板状，就可以通过冲压成形制成连杆25，因此就可以简单地制成连杆25。
另外，通过利用销钉29的铆接将保持器10和连杆25连接，与在进行三角架型万向节的组装时，将保持器和连杆连接的情况相比，就可以实现三角架型等速万向节的组装的简单化。
这里，连接保持器10和连杆25的销钉29既可以如图12(I)所示，是在前端部有孔29的销钉，也可以是如图12(II)所示，是未形成孔的销钉。当销钉29具有孔29a时，在孔29a之间铆接端部，另一方面，当销钉29没有孔时，则对销钉25的前端部整体进行铆接。
图9及图10中，虽然在保持器10的板体部10a的外面侧设置了平板状的连杆25，但是，也可以如图11所示，在板体部10a的内面侧设置。此时，在板体部10a上形成外圈1侧的销钉28a所插入的缺口部30，从而使得导块6和保持器10可以相对移动。
图2、图6、图9及图11的任意一个例子的等速万向节，在外圈1和三角架构件4形成最大工作角度的状态下，都使承受负载的滚动体9的数目在2个以上，从而能够实现导块6的姿势的稳定化。
图13表示导块6的支撑的其他的例子。在该例中，将脚轴5的剖面形状设为其长轴与导块6的移动方向正交的椭圆形，将该脚轴5插入形成于导块6上的鼓状孔7中，对导块6进行支撑。
如上所述，通过将脚轴5设成椭圆形，就可以使导块6和脚轴5仅在导块6的移动方向进行相对摆动，另外，脚轴5和鼓状孔7的接触为点接触，因此，就可以使导块6和脚轴5相对平滑地摆动。
(工业实用性)
如上所述，在本发明中，由于可以使保持器的移动量为导块的移动量的1/2，因此可以使通过与滚道槽的接触而进行滚动的滚动体在整个滑动区域内都进行滚动，因而可以防止NVH特性的降低。
另外，由于限制保持器的移动量的移动量限制装置为由倾斜槽和滚珠或连杆和销钉构成的简单的结构，因此可以将该移动量限制装置装入形成于外圈和导块间的较小的空间中，从而可以避免外圈的直径变大。

Claims (7)

1.一种三角架型等速万向节，是如下的三角架型等速万向节，即，在外圈的内周形成沿轴向延伸的3条轨道槽，在各轨道槽的周向上相面对的一对的侧面上，设置沿外圈轴向延伸的直线状的滚道槽，在安装于外圈的内侧的三角架构件上，在与所述轨道槽对应的位置上设置3只脚轴，将由各脚轴支撑且可以沿三角架构件的移动方向进行相对摆动的导块收装在所述轨道槽内，在该导块的两侧设置与所述滚道槽相面对的滚道槽，在该互相面对的滚道槽间装入多个滚动体，用保持器保持这些滚动体，并设置有将该保持器的移动量限制为导块的移动量的1/2的移动量限制装置，其特征是，
所述保持器在配置于轨道槽的外壁内面和导块之间的板体部的两侧，设置有保持多个滚动体的保持板部，所述移动量限制装置由形成于轨道槽的外壁内面上的倾斜槽、形成于导块的外表面并相对于所述倾斜槽沿相反方向倾斜的倾斜槽、在与所述保持器的移动方向正交的方向上较长的导引槽、和可以沿该导引槽移动并被收装于所述外圈侧倾斜槽和导块侧倾斜槽的交叉部中的滚珠构成。
2.一种三角架型等速万向节，是如下的三角架型等速万向节，即，在外圈的内周形成沿轴向延伸的3条轨道槽，在各轨道槽的周向上相面对的一对的侧面上，设置沿外圈轴向延伸的直线状的滚道槽，在安装于外圈的内侧的三角架构件上，在与所述轨道槽对应的位置上设置3只脚轴，将由各脚轴支撑且可以沿三角架构件的移动方向进行相对摆动的导块收装在所述轨道槽内，在该导块的两侧设置与所述滚道槽相面对的滚道槽，在该互相面对的滚道槽间装入多个滚动体，用保持器保持这些滚动体，并设置了将该保持器的移动量限制为导块的移动量的1/2的移动量限制装置，其特征是，
所述保持器在配置于轨道槽的外壁内面和导块之间的板体部的两侧，设置了保持多个滚动体的保持板部，所述移动量限制装置由中央部自由旋转地支撑于保持器的板体部、且两端部形成有在两端方向较长的导引槽的可摆动的连杆、和分别插入该连杆的导引槽中的一对突起构成，将一侧的突起固定在轨道槽的外壁内面，而将另一侧的突起固定在导块的外表面上，并使得各突起到连杆的摆动中心的距离相等。
3.根据权利要求2所述的三角架型等速万向节，其特征是，将所述连杆设成平板状，将平板状连杆配置在保持器的板体部的外面侧或内面侧并自由摆动地支撑，在所述板体部上设置容许一方的突起和保持器的相对移动的缺口部。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的三角架型等速万向节，其特征是，在所述脚轴上设置球形表面，将该脚轴插入形成于导块上的圆柱孔中，并相对摆动自如地支撑脚轴和导块。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的三角架型等速万向节，其特征是，将所述脚轴的剖面设成其长轴与导块的移动方向正交的椭圆形，将该脚轴插入形成于导块上的鼓状孔中，并相对摆动自如地支撑脚轴和导块。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的三角架型等速万向节，其特征是，在所述外圈和三角架构件形成最大的工作角度的转矩传递状态下，使承受负载的滚动体的数目在两个以上。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的三角架型等速万向节，其特征是，所述滚动体由滚珠或滚柱构成。
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