DE602004012607T2

DE602004012607T2 - Homokinetisches kreuzgelenk

Info

Publication number: DE602004012607T2
Application number: DE602004012607T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kariya-shi ANDO; Tomohiko Toyota-shi SATO; Takumi Toyota-shi MATSUMOTO; Takeo Toyota-shi YAMAMOTO
Original assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: DE602004012607D1; US20070066405A1; JP2005180640A; WO2005064175A1; CN1768210A; EP1697649A1; EP1697649B1; JP4147179B2; CN100395461C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk, bei dem eine Doppelwalzen-Walzeneinheit an eine Schenkelwelle gepasst ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gleichlaufgelenk, bei dem eine konvexe Abrundung in einer Schenkelwelle ausgebildet ist, und eine konkave Abrundung, die mit der konvexen Abrundung in Eingriff steht, in einer inneren Walze der Walzeneinheit ausgebildet ist.
2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
Ein Gleichlaufgelenk wird in einer Antriebswelle für ein Fahrzeug und dergleichen verwendet. Das Gleichlaufgelenk verbindet zwei Wellen auf einer Antriebsseite und eine Abtriebsseite, so dass eine Drehkraft mit konstanter Geschwindigkeit übertragen werden kann, selbst wenn zwischen den beiden Wellen eine Winkel vorliegt. Ein eine Schenkelwelle und eine Walze beinhaltendes Gleichlaufgelenk, beispielsweise ein dreischenkeliges Gleichlaufgelenk, ist bekannt. Im Fall des dreischenkeligen Gleichlaufgelenks ist ein inneres Gelenkelement mit einer Welle verbunden, ein äußeres Gelenkelement mit der anderen Welle verbunden, und eine Walze, die an die Schenkelwelle gepasst ist, ist in der Führungsrille des äußeren Gelenkelements aufgenommen, wodurch die beiden Wellen miteinander verbunden werden und ein Drehmoment übertragen wird. Das innere Gelenkelement beinhaltet drei Schenkelwellen, die in einer radialen Richtung hervorstehen. Das äußere Gelenkelement ist ein Hohlzylinder, der drei Führungsrillen beinhaltet, die sich in einer axialen Richtung des äußeren Gelenkelements erstrecken.
Die Druckschrift US 5171185 gilt als nächstliegender Stand der Technik und offenbart ein Gleichlaufgelenk mit den Merkmalen des Oberbegriffs nach Anspruch 1.
Wie in 10 gezeigt ist, beinhaltet in dem bekannten dreischenkeligen Gleichlaufgelenk eine Walze 6 eine innere Walze 6b und eine äußere Walze 6a, die in zueinander derart in der axialen Richtung bewegt werden können, dass die Walze 6 parallel entlang einer Führungsrille 2, die in einem äußeren Gelenkelement 2 ausgebildet ist, bewegt werden kann. Eine konvexe Abrundung ist in einem oberen Bereich einer Schenkelwelle 5a ausgebildet, und eine konkave Abrundung ist in einer inneren Umfangsoberfläche der inneren Walze 6b derart ausgebildet, dass die Schenkelwelle 5a und die innere Walze 6b relativ zueinander oszillieren können (siehe z. B. die japanische Patentoffenlegungsschrift 2002-147482 ). Wenn bei dieser Konfiguration wenn ein Gelenk 1 mit einem vorhandenen Gelenkwinkel gedreht wird, wird die innere Walze 6b, die an die Schenkelwelle 5a gepasst ist, in der axialen Richtung in Bezug auf die äußere Walze 6a bewegt. Die äußere Walze 6a wird jedoch nur parallel entlang der Führungsrille 2a bewegt. Daher tritt im Vergleich dazu, wenn die gesamte Walze 6 in der axialen Richtung verschoben wird, weniger Reibung auf. Somit besteht die Möglichkeit, eine aufgrund der Reibung erzeugte Schubkraft des äußeren Gelenkelements 2 und eine aufgrund der Schubkraft erzeugte Vibration in der axialen Richtung zu unterdrücken.
Bei einem solchen Gleichlaufgelenk mit der vorstehend erwähnten Struktur kann die äußere Walze mit der Führungsrille des äußeren Gelenkelements einen Winkelkontakt herstellen, um die Lage der äußeren Walze zu stabilisieren. 11 zeigt ein Gehäuse, in dem die äußere Walze 6 mit der Führungsrille 2a des äußeren Gelenkelements 2 einen Winkelkontakt herstellt. Die äußere Walze 6a stellt mit der Führungsrille 2a an Kontaktpunkten A und B, die in Bezug auf eine durch den Mittelpunkt der äußeren Walze 6a in der axialen Richtung und senkrecht zur Achse verlaufenden Ebene symmetrisch sind, einen Kontakt her.
Wenn jedoch die äußere Walze mit der Rille des äußeren Gelenkelements einen Kontakt herstellt, da ein Kontaktpunkt zwischen der Schenkelwelle und der inneren Walze aufgrund einer Drehung des Gleichlaufgelenks bewegt wird, wird die Schubkraft in der axialen Richtung des äußeren Gelenkelements (die nachstehend als „Z- Achsrichtung" bezeichnet wird) und eine Vibration des Gleichlaufgelenkelements aufgrund der Schubkraft erzeugt, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Der Grund, warum die vorstehend erwähnte Schubkraft erzeugt wird, wird unter Bezugnahme auf 11 ausführlich beschrieben. Wenn das Gleichlaufgelenk 1 mit dem vorhandenen Gelenkwinkel gedreht wird, werden die Schenkelwelle 5a und die innere Walze 6b, die an die Schenkelwelle 5a gepasst ist, in beiden axialen Richtungen der inneren Walze 6b (die nachstehend als „Y-Achsrichtung" bezeichnet wird) gedreht, und zwischen der inneren Walze 6b und einem Nadellager 7 kommt es zu einer Reibung. Daher wird der Kontaktpunkt zwischen der Schenkelwelle 5a und der inneren Walze 6b entlang der inneren Abrundung der inneren Walze 6b bewegt, wie durch einen Pfeil D gezeigt ist, so dass die Kraft, die die Reibungskraft ausgleicht, am Kontaktpunkt erzeugt wird.
Wenn der Kontaktpunkt zwischen der Schenkelwelle 5a und der inneren Walze 6b bewegt wird, wie durch den Pfeil D gezeigt ist, wie vorstehend beschrieben wurde, wird um die Z-Achse ein Moment Mz zwischen der äußeren Walze 6a und dem Nadellager 7 erzeugt. Um das Moment Mz auszugleichen, wird beispielsweise an einem Punkt K auf einer hinteren Oberflächenseite, die einer Seite gegenüberliegt, auf die eine Last einwirkt, eine Kontaktlast Fk erzeugt. Wenn die Walzeneinheit 6 in der Z-Achsrichtung bewegt wird, während die Kontaktlast Fk einwirkt, wird am Punkt K eine Reibungskraft Rk erzeugt. Ferner wird aufgrund der Reibungskraft Rk ein Moment My um die Y-Achse erzeugt. Um das aufgrund der Reibungskraft Rk erzeugte Moment My auszugleichen, werden Reibungskräfte Ra und Rb ebenfalls an den Kontaktpunkten A und B zwischen der äußeren Walze 6a und dem äußeren Gelenkelement 2 auf der Seite erzeugt, wo die Last einwirkt. 12 ist ein Diagramm, dass die Richtungen und Größen der Reibungskräfte Ra und Rb erläutert. 12 ist eine schematische Querschnittansicht, die entlang der Linie XII-XII in 11 erstellt wurde. Wie in 12 gezeigt ist, werden die Reibungskräfte Ra und Rb, die an den Kontaktpunkten A und B erzeugt werden, um das Moment My zu nullen, in der gleichen Richtung wie der Richtung angelegt, in der die Reibungskraft Rk einwirkt. Daher handelt es sich bei der Schubkraft um eine resultierende Kraft der drei Reibungskräfte Rk, Ra und Rb, wie durch eine Gleichung 1 gezeigt ist. Zudem werden die Reibungskräfte Ra und Rb gemäß einer Gleichung 2 erhalten, die einen Ausgleich zwischen den Reibungskräften Ra und Rb und dem Moment My anzeigt. Somit wird in der Z-Achsrichtung eine große Schubkraft erzeugt, wenn der Kontaktpunkt zwischen der Schenkelwelle 5a und der inneren Walze 6b bewegt wird. Schubkraft = –(Rk + Ra + Rb) (Gleichung 1) My = Rk × d1 – (Ra + Rb) × d2 = 0 (Gleichung 2)
In der Gleichung 2 steht d1 für eine Länge in einer X-Achsrichtung von einer Achse der inneren Walze zum Punkt K, und d2 steht für eine Länge in der X-Achsrichtung von der Achse der inneren Walze zum Punkt A (oder Punkt B).
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der oben angeführten Erläuterung ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleichlaufgelenk zu schaffen, bei dem eine während einer Drehung erzeugte Schubkraft unterdrückt werden kann.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk, das beinhaltet: (a) ein hohles äußeres Gelenkelement, in dem mehrere Führungsrillen, die sich in einer axialen Richtung des äußeren Gelenkelements erstrecken, in einer inneren Umfangsoberfläche in einer axialen Richtung ausgebildet sind, und das mit einer ersten Welle verbunden ist; (b) ein inneres Gelenkelement, das mit einer zweiten Welle verbunden ist und das in dem äußeren Gelenkelement aufgenommen ist; (c) mehrere Schenkelwellen, die in dem inneren Gelenkelement angeordnet sind, die jeweils in einer radialen Richtung der zweiten Welle vorstehen und in einer jeweiligen derselben eine konvexe Abrundung in einem oberen Bereich ausgebildet ist; und (d) eine Walzeneinheit, die eine innere Walze beinhaltet, in der eine konkave Abrundung, die mit der konvexen Abrundung einer jeweiligen der Schenkelwellen in Eingriff steht, in einer inneren Umfangsoberfläche ausgebildet ist, und eine äußere Walze beinhaltet, die in einer jeweiligen der Führungsrillen des äußeren Gelenkelements aufgenommen ist, um gleitfähig zu sein, wobei die innere Walze und die äußere Walze zueinander in einer axialen Richtung der inneren Walze und der äußeren Walze durch einen Walzkörper beweglich sind, wobei eine jeweilige der Schenkelwellen und die innere Walze zueinander oszillieren können, wobei (e) die Schenkelwellen und die innere Walze zueinander oszillieren können. Das Gleichlaufgelenk ist dadurch gekennzeichnet, dass (f) eine zylindrische Oberfläche in einer radial äußeren Oberfläche der äußeren Walze ausgebildet ist; (g) eine flache Eingriffsoberfläche, die mit der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze in Eingriff steht, in einer Seitenoberfläche einer jeweiligen der Führungsrillen des äußeren Gelenkelements ausgebildet ist; und (h) die zylindrische Oberfläche der äußeren Walze die beiden folgenden Gleichungen erfüllt. W1 > PCR(1 – cosθ)/2 + μ3R3 + μ2R1 (Gleichung 3) W2 > 3PCR(1 – cosθ)/2 – μ3R3 + μ2R1 (Gleichung 4)
In diesen Gleichungen zeigt W1 eine Länge in einer axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche von einem Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche in der axialen Richtung zu einem Endbereich der zylindrischen Oberfläche auf einer äußeren Umfangsseite des äußeren Gelenkelements an, W2 eine Länge in der axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche vom Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche in der axialen Richtung zu einem Endbereich der zylindrischen Oberfläche auf einer Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements, PCR einen Abstand von einer Achse des inneren Gelenkelements zu einem Mittelpunkt der konvexen Abrundung einer jeweiligen der Schenkelwellen, θ einen maximalen Soll-Gelenkwinkel, R1 einen Radius der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze, R₃ einen Radius der konkaven Abrundung der inneren Walze, μ₂ einen Reibungskoeffizienten, wenn die innere Walze in Bezug auf die äußere Walze in einer axialen Richtung der inneren Walze bewegt wird, und μ₃ zeigt einen Reibungskoeffizienten zwischen der konvexen Abrundung einer jeweiligen der Schenkelwellen und der konkaven Abrundung der inneren Walze an.
In dem Gleichlaufgelenk mit der vorstehend erwähnten Struktur zeigt die rechte Seite der Gleichung 3 einen Abstand in der axialen Richtung der äußeren Walze vom Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche in der axialen Richtung zu einer Position, wo eine Last konzentriert ist (die nachstehend als „Lastkonzentrationsposition" bezeichnet wird), in dem Fall an, wo die Schenkelwelle zu einer äußeren Seite des äußeren Gelenkelements in der radialen Richtung bis zum Anschlag bewegt worden ist. Die rechte Seite der Gleichung 4 zeigt einen Abstand in der axialen Richtung der äußeren Walze von der Mitte der zylindrischen Oberfläche in der axialen Richtung zur Lastkonzentrationsposition in dem Fall an, wo die Schenkelwelle zu einer Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements in der radialen Richtung bis zum Anschlag bewegt worden ist. Wenn daher die Länge der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze in der axialen Richtung so eingestellt ist, dass die Gleichungen 3 und 4 erfüllt werden, wird verhindert, dass sich die Lastkonzentrationsposition der äußeren Walze aus der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze herausbewegt, solange der Gelenkwinkel kleiner oder gleich dem maximalen Gelenkwinkel θ ist. Daher wird das Moment zum Neigen der äußeren Walze, das erzeugt wird, wenn der Kontaktpunkt zwischen der Schenkelwelle und der inneren Walze bewegt wird, zwischen einem flachen Oberflächenbereich der Führungsrille des äußeren Gelenkelements und der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze absorbiert. Dabei wird eine auf der hinteren Oberflächenseite erzeugte Kontaktlast reduziert, und dementsprechend wird die Reibungskraft reduziert. Somit kann die Schubkraft während einer Drehung unterdrückt werden.
Zudem kann bei dem vorstehend erwähnten Gleichlaufgelenk eine abgeschrägte Oberfläche, deren Durchmesser zu einem Endbereich abnimmt, auf einer jeden von axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze ausgebildet sein, und eine abgeschrägte Oberfläche in der seitlichen Oberfläche der Führungsrillen an einem Bereich ausgebildet sein, der einer jeweiligen der abgeschrägten Oberflächen der äußeren Walze gegenüberliegt, wobei die in der Seitenoberfläche ausgebildete abgeschrägte Oberfläche einer jeweiligen Führungsrille sich einer Ebene, die eine Achse der äußeren Walze und eine Achse des äußeren Gelenkelements beinhaltet, zu axial beiden Seiten der äußeren Walze nähert.
Eine Abschrägung, bei der es sich um eine gekrümmte Oberfläche handelt, kann auf jeweils axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze ausgebildet sein.
Ferner kann eine konkave gekrümmte Oberfläche in der seitlichen Oberfläche von einer jeweiligen der Führungsrillen an einem Bereich gegenüber einer jeweiligen Abschrägung der äußeren Walze ausgebildet sein.
In dem vorstehend erwähnten Gleichlaufgelenk kann eine abgeschrägte Oberfläche, deren Durchmesser zu einem Endbereich hin abnimmt, in einer jeweiligen von axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze ausgebildet sein, und eine konvex gekrümmte Oberfläche, die zu einer Innenseite des äußeren Gelenkelements vorsteht, kann in der seitlichen Oberfläche einer jeweiligen der Führungsrillen an einem Bereich ausgebildet sein, der einer jeweiligen abgeschrägten Oberfläche der äußeren Walze gegenüberliegt.
Bei dem Gleichlaufgelenk mit der vorstehend erwähnten Struktur kann zuverlässiger verhindert werden, dass eine Endoberfläche der äußeren Walze auf der axial äußeren Seite mit der inneren Oberfläche des äußeren Gelenkelements in Kontakt gelangt. Ferner wird eine einfache Herstellung des Gleichlaufgelenks ermöglicht, bei dem die Abschrägung, bei der es sich um die gekrümmte Oberfläche handelt, auf jeweils axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche der äußeren Walze ausgebildet ist und die konkav gekrümmte Oberfläche in der lateralen Oberfläche einer jeweiligen der Führungsrillen an dem Bereich ausgebildet ist, der einer jeweiligen Abschrägung der äußeren Walze gegenüberliegt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung wird anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Querschnittansicht eines Gleichlaufgelenks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die entlang einer Ebene senkrecht zu einer Achse eines äußeren Gelenkelements erstellt wurde;
2 eine Querschnittansicht des Gleichlaufgelenks in 1, die entlang einer Ebene erstellt wurde, die die Achse des äußeren Gelenkelements beinhaltet;
3 eine Querschnittansicht des Gleichlaufgelenks, die entlang der gleichen Ebene wie in 1 erstellt wurde, in der eine Länge W1 in einer axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche von einem Mittelpunkt einer zylindrischen Oberfläche in der axialen Richtung zu einem Endbereich der zylindrischen Oberfläche auf einer äußeren Umfangsseite des äußeren Gelenkelements erläutert wird;
4 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptbereichs in 3;
5 eine Querschnittansicht des Gleichlaufgelenks, die entlang der gleichen Ebene wie in 1 erstellt wurde, die eine Länge W2 in der axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche vom Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche in der axialen Richtung zu einem Endbereich der zylindrischen Oberfläche auf einer Mittelgelenkseite des äußeren Gelenkelements erläutert;
6 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptbereichs in 5;
7 eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil einer äußeren Walze und einen Teil eines äußeren Gelenkelements in einem Gleichlaufgelenk gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel der Ausführungsform darstellt, das sich von dem Gleichlaufgelenk in 1 unterscheidet;
8 eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil einer äußeren Walze und einen Teil eines äußeren Gelenkelements in einem Gleichlaufgelenk gemäß einem zweiten Modifizierungsbeispiel der Ausführungsform darstellt, das sich von dem Gleichlaufgelenk in 1 und 7 unterscheidet;
9 eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil einer äußeren Walze und einen Teil eines äußeren Gelenkelements in einem Gleichlaufgelenk gemäß einem dritten Modifizierungsbeispiel der Ausführungsform darstellt, das sich von den Gleichlaufgelenken in 1, 7 und 8 unterscheidet;
10 eine Ansicht, die ein Gleichlaufgelenk gemäß einem herkömmlichen Beispiel darstellt, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 2002-147482 offenbart ist;
11 eine Ansicht, die ein Gleichlaufgelenk gemäß einem herkömmlichen Beispiel darstellt, in dem eine äußere Walze mit einer Führungsrille eines äußeren Gelenkelements Kontakt gelangt; und
12 eine schematische Querschnittansicht, die entlang einer Linie XII-XII in 11 erstellt wird, die Richtungen und Größen von Reibungskräften Ra und Rb, die an den Kontaktpunkten A und B in 11 erzeugt werden, erläutert.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In der nachstehenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung wird die vorliegende Erfindung bezugnehmend auf beispielhafte Ausführungsformen ausführlicher beschrieben. 1 ist eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks 10, die entlang einer senkrecht zu einer Achse ax1 eines äußeren Gelenkelements 12 verlaufenden Ebene erstellt wurde. 2 ist eine Querschnittansicht des Gleichlaufgelenks 10, die entlang einer die Achse ax1 des äußeren Gelenkelements 12 beinhaltenden Ebene erstellt wurde.
Das Gleichlaufgelenk 10 ist ein Doppelwalzen-Gleichlaufgelenk und beinhaltet das äußere Gelenkelement 12, ein inneres Gelenkelement 12 und eine Walzeneinheit 15. Bei dem äußeren Gelenkelement 12 handelt es sich um ein Hohlelement, das einen unteren Bereich 20 an einem Ende in einer axialen Richtung aufweist. Das andere Ende (nicht gezeigt) des äußeren Gelenkelements 12 in der axialen Richtung ist geöffnet. Eine erste Welle 22 ist mit dem unteren Bereich 20 des äußeren Gelenkelements 12 so verbunden, dass die Achse der ersten Welle 22 mit der Achse ax1 des äußeren Gelenkelements 12 überlappt, wodurch das äußere Gelenkelement 12 und die erste Welle 22 einstückig ausgebildet sind. Drei Führungsrillen 24, die sich in der Richtung der Achse ax1 erstrecken, sind in gleichmäßigen Intervallen in einer Umfangsrichtung in einer inneren Umfangsoberfläche des äußeren Gelenkelements 12 ausgebildet (1 zeigt nur eine Führungsrille 24).
Das innere Gelenkelement 14 wird von einem Öffnungsbereich (nicht gezeigt) des äußeren Gelenkelements 12 in das Innere des äußeren Gelenkelements 12 eingeführt, und somit wird das innere Gelenkelement 14 in dem äußeren Gelenkelement 12 aufgenommen. Das innere Gelenkelement 14 beinhaltet einen zylindrischen Vorsprungsbereich 26. Eine zweite Welle 28 ist in den Vorsprungsbereich 26 derart eingepasst, dass die zweite Welle 28 in Bezug auf den Vorsprungsbereich 26 nicht gedreht werden kann. Drei Schenkelwellen 30 stehen aus dem Vorsprungsbereich 26 in einer radialen Richtung ab (1 zeigt nur eine Schenkelwelle). Die drei Schenkelwellen 30 stehen in gleichmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung ab. Eine konvexe Abrundung 30a ist an einem oberen Bereich einer jeweiligen der Schenkelwellen 30 ausgebildet.
Die Walzeneinheit 15 beinhaltet eine innere Walze 16 und eine äußere Walze 18. Bei der inneren Walze 16 handelt es sich um ein zylindrisches Element. Eine konkave Abrundung 16a ist in einer Innenumfangsoberfläche der inneren Walze 16 ausgebildet. Die konkave Abrundung 16a steht mit der konvexen Abrundung 30a einer jeweiligen Schenkelwelle 30 an dem gesamten Bereich in der Umfangsrichtung in Eingriff. Die innere Walze 16 kann in Bezug auf die Schenkelwelle 30 in der Richtung der Achse ax2 nicht bewegt werden, und ist um die Achse ax2 drehbar. Zudem ist die innere Walze 16 derart an die Schenkelwelle 30 gepasst, dass die innere Walze 16 und die Schenkelwelle 30 zueinander oszillieren können.
Bei der äußeren Walze 18 handelt es sich um ein zylindrisches Element. Die innere Walze 16 an eine Innenumfangsoberflächenseite der äußeren Walze 18 gepasst. Die Achse der äußeren Walze 18 stimmt mit der Achse ax2 der inneren Walze 16 überein. Zudem ist die äußere Walze 18 in der Führungsrille 24 derart aufgenommen, dass die äußere Walze 18 in der Richtung der Achse ax2 nicht bewegt werden kann und in der Richtung der Achse ax1 des äußeren Gelenkelements 12 gleiten kann. Die radial äußere Oberfläche der äußeren Walze 18 beinhaltet eine zylindrische Oberfläche 18a und abgeschrägte Oberflächen 18b, die auf axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche 18a ausgebildet sind. Die jeweiligen abgeschrägten Oberflächen 18b sind derart ausgebildet, dass der Radius zu einem Endbereich hin linear abnimmt.
Die Führungsrille 24, in der die äußere Walze 18 aufgenommen ist, beinhaltet ein Paar von flachen Seitenoberflächen 24a, ein Paar von abgeschrägten inneren Seitenoberflächen 24b, ein Paar von abgeschrägten äußeren Seitenoberflächen 24c und eine Verbindungsoberfläche 24d. Die Seitenoberflächen 24a verlaufen parallel zu einer Ebene, die die Achse ax1 des äußeren Gelenkelements 12 und die Achse ax2 der äußeren Walze 18 beinhaltet. Die jeweiligen abgeschrägten inneren Seitenoberflächen 24b sind mit einer Innenlinie (auf der Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements 12 in der radialen Richtung) einer jeweiligen der flachen Seitenoberflächen 24a verbunden. Die jeweiligen abgeschrägten äußeren Seitenoberflächen 24c sind mit einer Außenlinie einer jeweiligen der flachen Seitenoberflächen 24a verbunden. Die Verbindungsoberfläche 24d verbindet das Paar von abgeschrägten äußeren Oberflächen 24c.
Die Länge einer jeweiligen der flachen Seitenoberflächen 24a in einer Breitenrichtung ist mit der Länge einer jeden zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 in der axialen Richtung identisch. Das Paar von flachen Seitenoberflächen 24a steht mit der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18a an dem gesamten Bereich in der Breitenrichtung in Eingriff. Die flachen Seitenoberflächen 24a dienen daher als Eingriffoberflächen. Die abgeschrägten inneren Seitenoberflächen 24b und die abgeschrägten äußeren Seitenoberflächen 24c sind jeweils so ausgebildet, dass sie sich der die Achse ax2 der äußeren Walze 18 und die Achse ax1 des äußeren Gelenkelements 12 beinhaltende Eben zu beiden Seiten in der Richtung der Achse ax2 der äußeren Walze 18 nähern. Die Neigung einer jeweiligen der abgeschrägten inneren Seitenoberflächen 24b und der abgeschrägten äußeren Seitenoberflächen 24c ist nicht so stark ausgeprägt wie die einer jeweiligen abgeschrägten Oberfläche 18b der äußeren Walze 18, so dass die abgeschrägte innere Seitenoberfläche 24b und die abgeschrägte äußere Seitenoberfläche 24c jeweils nicht mit einer jeweiligen abgeschrägten Oberfläche 18b und einer jeweiligen Endoberfläche der äußeren Walze 18 in der axialen Richtung in Kontakt gelangen.
Mehrere Nadelwalzelemente 32, die als Walzkörper dienen, sind in der Umfangsrichtung zwischen der die Walzeneinheit 15 bildendenden äußeren Walze 18 und inneren Walze 16 angeordnet. Sicherungsringe 34 und 36 zum Verhindern, dass die Nadelwalzelemente 32 zwischen der äußeren Walze 18 und der inneren Walze 16 herausfallen, sind an axial beiden Endbereichen der inneren Umfangsoberfläche der äußeren Walze 18 befestigt.
Ferner ist die Länge der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 so eingestellt, dass eine Gleichung 3 und eine Gleichung 4, die nachstehend beschrieben sind, erfüllt werden. W1 > PCR(1 – cosθ)/2 + μ3R3 + μ2R1 (Gleichung 3) W2 > 3PCR(1 – cosθ)/2 – μ3R3 + μ2R1 (Gleichung 4)
In diesen Gleichungen steht W1 für eine Länge in einer axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche von einem Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche 18a in der axialen Richtung zu einem Endbereich der zylindrischen Oberfläche auf einer äußeren Umfangsseite des äußeren Gelenkelements 12, W2 steht für eine Länge in der axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche vom Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche 18a in der axialen Richtung zu einem Endbereich der zylindrischen Oberfläche auf der Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements 12, PCR steht für einen Abstand von einer Achse des inneren Gelenkelements 14 zu einer Mitte der konvexen Abrundung 30a einer jeweiligen der Schenkelwellen 30, θ steht für einen maximalen Solll-Gelenkwinkel, R1 steht für einen Radius der zylindrischen Oberfläche 18 der äußeren Walze 18, R3 steht für einen Radius der konkaven Abrundung 16a der inneren Walze 16, μ₂ steht für einen Reibungskoeffizienten zwischen der inneren Walze 30a und dem Nadelwalzenelement 32, und μ₃ steht für einen Reibungskoeffizienten zwischen der konvexen Abrundung 30 einer jeweiligen der Schenkelwellen 30 und der konkaven Abrundung 16a der inneren Walze 16.
Als nächstes erfolgt eine ausführliche Beschreibung der Gleichung 3 unter Bezugnahme auf 3 und 4. In dem Gleichlaufgelenk 10 ist die konvexe Abrundung 30a an der Oberseite einer jeweiligen Schenkelwelle 30 ausgebildet, und die konkave Abrundung 16a, die mit einer jeweiligen konvexen Abrundung 30a in Eingriff steht, ist in der inneren Umfangsoberfläche der inneren Walze 16 ausgebildet. Wenn daher das Gleichlaufgelenk 10 mit einem vorhandenen Gelenkwinkel gedreht wird, werden die Schenkelwellen 30 und die innere Walze 16 jeweils in Bezug auf die äußere Walze 18 in beide Richtungen der Achse ax2 bewegt, und ein Kontaktpunkt C zwischen der Schenkelwelle 30 und der inneren Walze 16 wird bewegt. Somit wird das Moment Mz um die Achse ax1 (die nachstehend als die „Z-Achse" bezeichnet wird) des äußeren Gelenkelements 12, das die äußere Walze 18 in einer Richtung senkrecht zur Z-Achse neigt, erzeugt.
Wenn die Länge der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 in der axialen Richtung und die Länge der flachen Seitenoberfläche 24a der Führungsrille 24 in der Breitenrichtung ausreichend lang sind, wirkt aufgrund des Moments Mz eine Last auf die zylindrische Oberfläche 18a und die flache Seitenoberfläche 24a ein. Dabei kann beobachtet werden, dass die Last auf einen Punkt wirkt. Die Position des Punkts in der Richtung der Achse ax2 der inneren Walze 16 (die nachstehend als „Y-Achse" bezeichnet wird) wird als „Lastkonzentrationsposition P" bezeichnet. Die Lastkonzentrationsposition P wird bewegt, wenn der Kontaktpunkt C zwischen der Schenkelwelle 30 und der inneren Walze 16 bewegt wird.
Der maximale Gelenkwinkel θ ist der maximale Wert in einem Gelenkwinkelbereich, in dem das Auftreten der Schubkraft und der Vibration, die aufgrund der Schubkraft bewirkt wird, reduzieren werden muss. Wenn das Gleichlaufgelenk 10 gedreht wird, während der Gelenkwinkel den maximalen Gelenkwinkel θ aufweist, beträgt eine Länge von einem Mittelpunkt O₁ der äußeren Walze 18 (d. h. ein Mittelpunkt O₂ der konvexen Abrundung 30a der Schenkelwelle 30, während der Gelenkwinkel 0 Grad beträgt) zu einer obersten Lastkonzentrationsposition P₁ in der Y-Achsrichtung die Summe aus einem Bewegungsbetrag D(θ) einer Schenkelwelle, eines Bewegungsbetrags L eines Kontaktpunkts einer Schenkelwelle und einer Länge S in der Y-Achsrichtung von dem Kontaktpunkt C zur Lastkonzentrationsposition P (in der Gleichung 3 ist dies die oberste Lastkonzentrationsposition P1), wie in 3 und einer Gleichung 5, die nachstehend beschrieben wird, gezeigt ist. Die oberste Lastkonzentrationsposition P₁ ist die Lastkonzentrationsposition P, wenn der Mittelpunkt O₂ der konvexen Abrundung 30a der Schenkelwelle 30 zu einer äußeren Seite des äußeren Gelenkelements 12 in der radialen Richtung bis zum vollen Anschlag bewegt worden ist. Der Bewegungsbetrag D(θ) der Schenkelwelle ist der Betrag der Bewegung der konvexen Abrundung 30a der Schenkelwelle 30, während der Gelenkwinkel 0 Grad beträgt. Der Bewegungsbetrag L des Kontaktpunkts der Schenkelwelle ist eine Länge in der Y-Achsrichtung vom Mittelpunkt O₂ der konvexen Abrundung 30a bis zum Kontaktpunkt C zwischen der Schenkelwelle 30 und der inneren Walze 16. D(θ) + L + S (Gleichung 5)
Der Bewegungsbetrag D(θ) der Schenkelwelle wird durch eine geometrische Berechnung basierend auf einem Teilkreisradius PCR der Schenkelwelle 30 (d. h. einem Abstand von der Achse ax1 des inneren Gelenkelements 14 zum Mittelpunkt O₂ der konvexen Abrundung 30a der Schenkelwelle 30) und dem maximalen Gelenkwinkel θ gemäß einer nachstehend beschriebenen Gleichung 6 erhalten. D(θ) = PCR(1 – cosθ)/2 (Gleichung 6)
Wie aus 4 hervorgeht, wird der Bewegungsbetrag (L) des Kontaktpunkts der Schenkelwelle gemäß einer Gleichung 7 erhalten, die nachstehend beschrieben wird. L = R3 × sinγ (Gleichung 7)
In der Gleichung 7 bezieht sich R3 auf einen Radius der konvexen Abrundung 16a der inneren Walze 16. Da der Wert von γ extrem gering ist, kann davon ausgegangen werden, dass sinγ im Wesentlichen gleich tanγ. Der Wert von tanγ wird gemäß einer Gleichung 8 erhalten, die ein Kräftegleichgewicht in der Y-Achsrichtung am Kontaktpunkt C anzeigt. F × tanγ = fv × cosγ + fi (Gleichung 8)
In der Gleichung 8 steht F für ein auf die innere Walze 16 von der Schenkelwelle 30 wirkende Kraft, wenn die Schenkelwelle 30 gedreht wird, zeigt fv steht für eine Reibungskraft, die erzeugt wird, wenn der Kontaktpunkt C bewegt wird, und fi zeigt eine Reibungskraft zwischen dem Nadelwalzelement 32 und der inneren Walze 16 an. Wenn μ₂ den Reibungskoeffizienten zwischen der inneren Walze 16 und dem Nadelwalzelement 32 anzeigt, und μ₃ den Reibungskoeffizienten zwischen der konvexen Abrundung 30a der Schenkelwelle 30 und der konkaven Abrundung 16 der inneren Walze 16 anzeigt, werden fv und fi gemäß einer Gleichung 9 bzw. einer Gleichung 10 erhalten. fv = μ3 × F/cosγ (Gleichung 9) fi = μ2 × F (Gleichung 10)
Wenn in der Gleichung 8 die Gleichung 9 und die Gleichung 10 ersetzt werden, wird die nachstehend beschriebene Gleichung 11 erhalten. tanγ(im Wesentlichen gleich sinγ) = μ3 + μ2 (Gleichung 11)
Dementsprechend wird der Bewegungsbetrag L des Schenkelwellenkontaktpunkts gemäß einer nachstehend beschriebenen Gleichung 12 erhalten. L = R3 × sinγ = R3(μ3 + μ2) (Gleichung 12)
Zudem wird die Länge S in der Y-Achsrichtung vom Kontaktpunkt C zur obersten Lastkonzentrationsposition P₁ gemäß einer Gleichung 13 erhalten, die ein Gleichgewichts des Moments Mz bezüglich der inneren Walze 16 und der äußeren Walze 18 anzeigt. Mz = –(R1 – R3) × (F × tanγ – fv × cosγ) + F × S = 0 (Gleichung 13)
Da basierend auf 4 eine Gleichung 14 erhalten wird, kann die Gleichung 13 in eine Gleichung 15 umgeändert werden, wie nachstehend beschrieben wird. F × tanγ – fv × cosγ = fi (Gleichung 14) –(R1 – R3) × fi + F × S = 0 (Gleichung 15)
Ferner wird durch Ersetzen der Gleichung 15 in der Gleichung 10 eine Gleichung 16 erhalten, die nachstehend beschrieben wird. –(R1 – R3) × μ2 × F + F × S = 0 (Gleichung 16)
Durch Ändern der Gleichung 16 wird eine Gleichung 17 erhalten, die nachstehend beschrieben wird. S = μ2 × (R1 – R3) (Gleichung 17)
Basierend auf der Gleichung 6, der Gleichung 12 und der Gleichung 17, wird die Gleichung 5, die die Länge in der Y-Achsrichtung vom Mittelpunkt O₁ der äußeren Walze 18 zur obersten Lastkonzentrationsposition P1 anzeigt, in eine Gleichung 18 geändert, die nachstehend beschrieben wird. Somit wird die rechte Seite der Gleichung 3 erhalten. PCR(1 – cosθ)/2 + μ2R3 + μ2R1 (Gleichung 18)
Wenn dementsprechend W1 die Länge in der axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche vom Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 in der axialen Richtung zum Endbereich der zylindrischen Oberfläche 18a auf der äußeren Umfangsseite des äußeren Gelenkelements 12 anzeigt und W1 die Gleichung 3 erfüllt, wird verhindert, dass die Lastkonzentrationsposition P sich aus der zylindrischen Oberfläche 18a zur oberen Seite hin herausbewegt (d. h. der äußeren Umfangsseite des äußeren Gelenkelements).
Anschließend wird die Gleichung 4 unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. Wenn das Gleichlaufgelenk 10 gedreht wird, während der Gelenkwinkel den maximalen Gelenkwinkel θ aufweist, ist eine Länge in der Y-Achsrichtung vom Mittelpunkt O₁ der äußeren Walze 18 zur untersten Lastkonzentrationsposition P₂ ein Wert, der durch Addieren der Länge S in der Y-Achsrichtung vom Kontaktpunkt C zur Lastkonzentrationsposition P (in der Gleichung 4 der untersten Lastkonzentrationsposition P₂) zu einem Wert erhalten wird, der durch Subtrahieren des Bewegungsbetrags L des Schenkelwellenkontaktpunkts vom Bewegungsbetrag D(θ) der Schenkelwelle erhalten wird, wie in 5 und einer Gleichung 19 gezeigt ist. Die unterste Lastkonzentrationsposition P₂ ist die Lastkonzentrationsposition P, wenn der Mittelpunkt O₂ der konvexen Abrundung 30a der Schenkelwelle 30 zur Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements 12 in der radialen Richtung bis zum vollen Anschlag bewegt worden ist. D(θ) – L + S (Gleichung 19)
Der Bewegungsbetrag D(θ) wird durch eine geometrische Berechnung basierend auf dem Teilkreisradius PCR der Schenkelwelle 30 und dem maximalen Gelenkwinkel θ gemäß einer Gleichung 20 erhalten, der nachstehend beschrieben wird. D(θ) = 3PCR(1 – cosθ)/2 (Gleichung 20)
Wie aus 6 hervorgeht, wird der Bewegungsbetrag L des Kontaktpunkts der Schenkelwelle gemäß der vorstehend erwähnten Gleichung 7 erhalten. L = R3 × sinγ (Gleichung 7)
Da der Wert von γ extrem gering ist, kann zudem davon ausgegangen werden, dass sinγ im Wesentlichen gleich tanγ ist. Der Wert von tanγ kann gemäß einer Gleichung 21 erhalten werden, die ein Kräftegleichgewicht in der Y-Achsrichtung am Kontaktpunkt C anzeigt. F × tanγ = fv × cosγ – fi (Gleichung 21)
Durch Ersetzen der Gleichung 9 und der Gleichung 10 in der Gleichung 21 wird eine Gleichung 22 erhalten, die nachstehend beschrieben wird. tanγ(im Wesentlichen gleich sinγ) = μ3 – μ2 (Gleichung 22)
Der Bewegungsbetrag L des Schenkelwellenkontaktpunkts wird dementsprechend gemäß einer nachstehend beschriebenen Gleichung 23 erhalten. L = R3 × sinγ = R3(μ3 – μ2) (Gleichung 23)
Die Länge S in der Y-Achsrichtung vom Kontaktpunkt C zur untersten Lastkonzentrationsposition P₂ wird gemäß einer Gleichung 24 erhalten, die ein Gleichgewicht des Moments Mz bezüglich der inneren Walze 16 und der äußeren Walze 18 anzeigt. Mz = –(R1 – R3) × (F × tanγ – fv × cosγ) – F × S = 0 (Gleichung 24)
Unter Verwendung der Gleichung 14 kann die Gleichung 24 in eine Gleichung 25 geändert werden, wie nachstehend beschrieben wird. –(R1 – R3) × (–fi) – F × S = 0 (Gleichung 25)
Ferner wird durch Ersetzen der Gleichung 10 in der Gleichung 25 eine Gleichung 26 erhalten, die nachstehend beschrieben wird. (R1 – R3) × μ2 × F + F × S = 0 (Gleichung 26)
Durch Ändern der Gleichung 26 wird eine Gleichung 27 erhalten, die nachstehend beschrieben wird. S = μ2(R1 – R3) (Gleichung 27)
Basierend auf der Gleichung 20, der Gleichung 23 und der Gleichung 27, wird die Gleichung 19, die die Länge in der Y-Achsrichtung vom Mittelpunkt O₁ der äußeren Walze 18 zur untersten Lastkonzentrationsposition P₂ anzeigt, in eine Gleichung 28 geändert, die nachstehend beschrieben wird. Somit wird die rechte Seite der Gleichung 4 erhalten. 3PCR(1 – cosθ)/2 – μ3R3 + μ2R1 (Gleichung 28)
Wenn W2 die Länge in der axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche 18a vom Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 in der axialen Richtung zum Endbereich der zylindrischen Oberfläche 18a auf der Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements 12 anzeigt, und W2 die Gleichung 4 erfüllt, wird dementsprechend verhindert, dass sich die Lastkonzentrationsposition P aus der zylindrischen Oberfläche 18a zur unteren Seite (der Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements) herausbewegt.
Wie bislang beschrieben worden ist, zeigt die rechte Seite der Gleichung 3 gemäß der Ausführungsform den Abstand in der Richtung der Achse ax2 der äußeren Walze 18 vom Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche 18a in der axialen Richtung zur Lastkonzentrationsposition P in dem Fall an, wenn die Schenkelwelle 30 zur äußeren Seite des äußeren Gelenkelements 12 in der radialen Richtung bis zum vollen Anschlag herausbewegt worden ist. Die rechte Seite der Gleichung 4 zeigt den Abstand in der Richtung der Achse ax2 der äußeren Walze 18 vom Mittelpunkt der zylindrischen Oberfläche 18a in der axialen Richtung zur Lastkonzentrationsposition P in dem Fall an, wo die Schenkelwelle 30 aus der Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements 12 in der radialen Richtung bis zum vollen Anschlag herausbewegt worden ist. Wenn daher die Länge der zylindrischen Oberfläche 18 der äußeren Walze 18 in der axialen Richtung so eingestellt ist, dass die Gleichungen 3 und 4 erfüllt werden, wird verhindert, dass die Lastkonzentrationsposition P der äußeren Walze 18 sich aus der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 herausbewegt, solange der Gelenkwinkel kleiner oder gleich dem maximalen Gelenkwinkel θ ist. Das Moment Mz zum Neigen der äußeren Walze 18, das erzeugt wird, wenn der Kontaktpunkt zwischen der Schenkelwelle 30 und der inneren Walze 16 bewegt wird, wird zwischen dem flachen Oberflächenbereich 24a der Führungsrille 24 des äußeren Gelenkelements 12 und der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 absorbiert. Folglich wird eine auf der hinteren Seite der Oberfläche erzeugte Kontaktlast reduziert und die Reibungskraft dementsprechend reduziert. Somit kann die Schubkraft während einer Drehung unterdrückt werden.
Der Ausführungsform entsprechend sind die abgeschrägten Oberflächen 18b auf axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze ausgebildet, und die abgeschrägten Seitenoberflächen 24b und 24c sind in der Seitenoberfläche der Führungsrille 24 ausgebildet, und zwar an Bereichen, die den abgeschrägten Oberflächen 18b gegenüberliegen. Daher kann zuverlässig verhindert werden, dass die Endoberfläche der äußeren Walze 18 auf der axial äußeren Seite mit der inneren Oberfläche des äußeren Gelenkelements 12 in Kontakt gelangt. Dementsprechend kann die aufgrund des dazwischen vorhandenen Kontakts erzeugte Reibungskraft und die aufgrund der Reibungskraft erzeugte Schubkraft weiter unterdrückt werden.
Obwohl die Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ausführlich beschrieben worden ist, kann die Erfindung in anderen Ausführungsformen realisiert werden.
In der vorstehend erwähnten Ausführungsform sind beispielsweise die abgeschrägten Oberflächen 18b auf axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 ausgebildet, und die abgeschrägten Seitenoberflächen 24b und 24c sind in der Seitenoberfläche der Führungsrille 24 an Bereichen ausgebildet, die den abgeschrägten Oberflächen 18b gegenüberliegen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsform beschränkt. Als erstes Modifizierungsbeispiels kann z. B. eine Abschrägung 40, bei der es sich um eine gekrümmte Oberfläche handelt, auf axial jeweils beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 als Ersatz für die abgeschrägte Oberfläche 18b ausgebildet werden, wie in 7 gezeigt ist. Zudem kann als zweites Modifizierungsbeispiel eine Abschrägung, bei der es sich um eine gekrümmte Oberfläche 40 handelt, auf jeweils axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 als Ersatz für einen Teil der abgeschrägten Oberfläche 18b ausgebildet sein, und eine konkav gekrümmte Oberfläche 42 kann auf jeweils beiden Seiten der flachen Seitenoberfläche 24 der Führungsrille als Ersatz für jeweils einen Teil der abgeschrägten Oberflächen 24b und 24c oder als Ersatz für jeweils die gesamten abgeschrägten Oberflächen 24b und 24b ausgebildet sein, wie in 8 gezeigt ist. Zudem kann als drittes Modifizierungsbeispiel eine konvex gekrümmte Oberfläche 44, die zur Innenseite des äußeren Gelenkelements 12 hervorsteht, ausgebildet werden, wie in 9 gezeigt ist. In dem ersten Modifizierungsbeispiel (7), dem zweiten Modifizierungsbeispiel (8) und dem dritten Modifizierungsbeispiel (9) kann zuverlässig verhindert werden, dass die Endoberfläche der äußeren Walze 18 auf der axial äußeren Seite mit der inneren Oberfläche des äußeren Gelenkelements 12 in Kontakt gelangt, wie es in der vorstehend erwähnten Ausführungsform der Fall ist. Zudem ist, im Vergleich zum dem Gleichlaufgelenk in der vorstehend erwähnten Ausführungsform, dem ersten Modifizierungsbeispiel (7) und dem dritten Modifizierungsbeispiel (9), eine einfache Herstellung des Gleichlaufgelenks möglich, bei dem die Abschrägungen 40 und 42 auf axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche 18a der äußeren Walze 18 und auf beiden Seiten der flachen Seitenoberfläche 24a der Führungsrille 24 wie in dem zweiten Modifizierungsbeispiel (8) ausgebildet sind.
Zudem sind in der vorstehend erwähnten Ausführungsform drei Schenkelwellen 30 angeordnet. Es können jedoch auch vier oder mehr Schenkelwellen angeordnet sein.

Claims

Gleichlaufgelenk, das ein hohles äußeres Gelenkelement (12), in dem mehrere Führungsrillen (24), die sich in einer axialen Richtung des äußeren Gelenkelements (12) erstrecken, in einer inneren Umfangsoberfläche ausgebildet sind, und das mit einer ersten Welle (22) verbunden ist; ein inneres Gelenkelement (14), das mit einer zweiten Welle (28) verbunden ist und das in dem äußeren Gelenkelement (12) aufgenommen ist; mehrere Schenkelwellen (30), die in dem inneren Gelenkelement (14) angeordnet sind, die jeweils in einer radialen Richtung der zweiten Welle (28) vorstehen und in einer jeweiligen derselben eine konvexe Abrundung (30) in einem oberen Bereich ausgebildet ist; und eine Walzeneinheit (15) beinhaltet, die eine innere Walze (16) beinhaltet, in der eine konkave Abrundung (16a), die mit der konvexen Abrundung (30a) einer jeweiligen der Schenkelwellen (30) in Eingriff steht, in einer inneren Umfangsoberfläche ausgebildet ist, und eine äußere Walze (18) beinhaltet, die in einer jeweiligen der Führungsrillen (24) des äußeren Gelenkelements aufgenommen ist, um gleitfähig zu sein, wobei die innere Walze (16) und die äußere Walze (18) zueinander in einer axialen Richtung der inneren Walze (16) und der äußeren Walze (18) durch einen Walzkörper (32) beweglich sind, wobei eine jeweilige der Schenkelwellen (30) und die innere Walze (16) zueinander oszilliert werden können, wobei das Gleichlaufgelenk dadurch gekennzeichnet ist, dass eine zylindrische Oberfläche (18) in einer radial äußeren Oberfläche der äußeren Walze (18) ausgebildet ist; eine flache Eingriffsoberfläche (24a), die mit der zylindrischen Oberfläche (18a) der äußeren Walze (18) in Eingriff steht, in einer seitlichen Oberfläche der Führungsrillen (24) des äußeren Gelenkelements (12) ausgebildet ist; und die zylindrische Oberfläche (18a) der äußeren Walze (18) die beiden folgenden Gleichungen erfüllt, W1 > PCR(1 – cosθ)/2 + μ3R3 + μ2R1 W2 > 3PCR(1 – cosθ)/2 – μ3R3 + μ2R1, wobei W1 eine Länge in einer axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche (18a) von einem Mittelpunkt (O₁) der zylindrischen Oberfläche (18a) in der axialen Richtung zu einem Endbereich der zylindrischen Oberfläche (18a) auf einer äußeren Umfangsseite des äußeren Gelenkelements (12) anzeigt; W2 eine Länge in der axialen Richtung der zylindrischen Oberfläche (18a) vom Mittelpunkt (O₁) der zylindrischen Oberfläche (18a) in der axialen Richtung zu einem Endbereich der zylindrischen Oberfläche (18a) auf einer Gelenksmittenseite des äußeren Gelenkelements (12) anzeigt; PCR einen Abstand von einer Achse des inneren Gelenkelements (14) zu einem Mittelpunkt (O₂) der konvexen Abrundung (30a) von einer jeweiligen der Schenkelwelle (30) anzeigt; einen maximalen Soll-Gelenkswinkel anzeigt; R1 einen Radius der zylindrischen Oberfläche (18a) der äußeren Walze (18) anzeigt; R3 einen Radius der konkaven Abrundung (16a) der inneren Walze (16) anzeigt; μ₂ einen Reibungskoeffizienten anzeigt, wenn die innere Walze (16) in Bezug auf die äußere Walze (18) in einer axialen Richtung der inneren Walze (16) bewegt wird; und μ₃ einen Reibungskoeffizienten zwischen der konvexen Abrundung (30a) einer jeweiligen der Schenkelwellen (30) und der konkaven Abrundung (16a) der inneren Walze (16) anzeigt.
Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine abgeschrägte Oberfläche (18b), deren Durchmesser zu einem Endbereich abnimmt, in einer jeweiligen von axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche (18a) der äußeren Walze (18) ausgebildet ist, und eine abgeschrägte Oberfläche (24b, 24c) in der seitlichen Oberfläche einer jeweiligen der Führungsrillen (24) an einem Bereich ausgebildet ist, der einer jeweiligen abgeschrägten Oberfläche (18b) der äußeren Walze gegenüberliegt, wobei die abgeschrägte Oberfläche (24b, 24c), die in der seitlichen Oberfläche einer jeweiligen der Führungsrillen (24) ausgebildet ist, sich einer Ebene nähert, die eine Achse der äußeren Walze (18) und eine Achse des äußeren Gelenkelements (12) beinhaltet, zu einer jeweiligen der axial beiden Seiten (12) der äußeren Walze (18) nähert.
Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschrägung (40), bei der es sich um eine gekrümmte Oberfläche handelt, auf einer jeweiligen der axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche (18a) der äußeren Walze (18) ausgebildet ist.
Gleichlaufgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine konkav gekrümmte Oberfläche (42) in der seitlichen Oberfläche einer jeweiligen der Führungsrillen (24) an einem Beriech ausgebildet ist, der einer jeweiligen Abschrägung (40) der äußeren Walze (18) gegenüberliegt.
Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine abgeschrägte Oberfläche (18b), deren Durchmesser zu einem Endbereich abnimmt, in einer jeweiligen der axial beiden Seiten der zylindrischen Oberfläche (18a) der äußeren Walze (18) ausgebildet ist, und eine konvex gekrümmte Oberfläche (44), die zu einer inneren Seite des äußeren Gelenkelements (12) vorsteht, in der seitlichen Oberfläche einer jeweiligen der Führungsrillen (24) an einem Bereich ausgebildet ist, der einer jeweiligen abgeschrägten Oberfläche (18b) der äußeren Walze (18) gegenüberliegt.