專(zhuān)利名稱(chēng)：：等速萬(wàn)向接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及滑動(dòng)式三腳型等速萬(wàn)向接頭。一般來(lái)說(shuō)，等速萬(wàn)向接頭是一種連接驅(qū)動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)的兩根軸、即使在兩根軸間有一定角度也能等速地傳遞旋轉(zhuǎn)力的萬(wàn)向接頭中的一種；滑動(dòng)式是靠接頭的滑叉使兩根軸間的相對(duì)軸向位移成為可能者；三腳型是把有沿半徑方向伸出的三個(gè)腳軸的三腳構(gòu)件結(jié)合于一方的軸，把有軸向延伸的三個(gè)軌道槽的中空?qǐng)A筒形的外側(cè)接頭構(gòu)件結(jié)合于另一方的軸，把三腳構(gòu)件的腳軸收容于外側(cè)接頭構(gòu)件的軌道槽內(nèi)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的傳遞者。如圖10(B)中所示，在接頭按取工作角θ的狀態(tài)來(lái)傳遞旋轉(zhuǎn)力時(shí)，滾子7和滾子導(dǎo)向面3如圖10(C)中所示成為相互斜交的關(guān)系。在此一場(chǎng)合，滾子7沿著圖10(B)中箭頭t所示的方向旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)，而軌道槽2因?yàn)槭桥c外側(cè)接頭構(gòu)件的中心線平行的圓柱面的一部分，故滾子7受軌道槽2的約束地移動(dòng)。結(jié)果滾子導(dǎo)向面3與滾子7相互間發(fā)生滑動(dòng)而發(fā)生滑動(dòng)阻力，進(jìn)而此一滑動(dòng)沿軸向發(fā)生誘導(dǎo)推力。這種滑動(dòng)阻力和誘導(dǎo)推力成為車(chē)體的振動(dòng)和噪聲的發(fā)生原因，對(duì)汽車(chē)的NVH性能有影響，因?yàn)榻档土塑?chē)輛的行走部分的設(shè)計(jì)自由度，故最好是盡量減少之。作為企圖減少這種滑動(dòng)阻力和誘導(dǎo)推力的滑動(dòng)式三腳型等速萬(wàn)向接頭，例如圖11中所示構(gòu)造者是公知的。也就是說(shuō)，如圖所示，把三腳構(gòu)件4的腳軸5的外周面制成真正球面，圓柱形的環(huán)體8的圓柱形內(nèi)周面能夠滑動(dòng)地套裝于此一真正球面。環(huán)體8與滾子7經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)體構(gòu)成相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的滾子組件。滾針6按所謂滿(mǎn)滾針狀態(tài)配置在環(huán)體8的圓筒形外周面與滾子7的圓筒形內(nèi)周面之間，靠圓環(huán)體形擋圈9來(lái)防止脫落。滾子7收容在外側(cè)接頭構(gòu)件1的軌道槽2內(nèi)，能夠在軌道槽2的滾子導(dǎo)向面3上一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊在外側(cè)接頭構(gòu)件1的軸向上移動(dòng)。腳軸5的外周面是把曲率中心保持在腳軸5的中心線上的真正球面，滾子組件(7、8)在此一曲率中心周?chē)鷶[頭搖動(dòng)。因?yàn)闈L子組件擺頭搖動(dòng)自如，故外側(cè)接頭構(gòu)件1與三腳構(gòu)件4按取工作角的狀態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)力傳遞時(shí)，靠外側(cè)接頭構(gòu)件1的滾子導(dǎo)向面3來(lái)導(dǎo)向以便滾子7保持與外側(cè)接頭構(gòu)件1的中心線平行的姿勢(shì)，在這樣的姿勢(shì)下在滾子導(dǎo)向面3上正確地轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，工作角運(yùn)行時(shí)的滑動(dòng)阻力減小，滑動(dòng)阻力和誘導(dǎo)推力的發(fā)生得到抑制。為了從汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)向車(chē)輪等速地傳遞旋轉(zhuǎn)力而使用滑動(dòng)式三腳型等速萬(wàn)向接頭是公知的?；瑒?dòng)式三腳型等速萬(wàn)向接頭把球面滾子安裝在三腳構(gòu)件的腳軸上，在腳軸外周面與球面滾子內(nèi)周面間作為轉(zhuǎn)動(dòng)體以沒(méi)有保持器的滿(mǎn)滾針形式使用滾針。而且在按取角度的狀態(tài)傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，由于內(nèi)部零件間的相互摩擦，在旋轉(zhuǎn)中發(fā)生誘導(dǎo)推力，此外在靜止?fàn)顟B(tài)如果強(qiáng)制地沿軸向伸縮則還發(fā)生滑動(dòng)阻力。這些誘導(dǎo)推力或滑動(dòng)阻力作為相關(guān)的汽車(chē)的典型的NVH現(xiàn)象，與前者相關(guān)地存在著行進(jìn)中車(chē)體的橫向振動(dòng)，與后者相關(guān)地存在著AT車(chē)中的停止時(shí)D檔的怠速振動(dòng)現(xiàn)象。汽車(chē)的NVH問(wèn)題，減小接頭的誘導(dǎo)推力或滑動(dòng)阻力的大小是解決的關(guān)鍵。一般來(lái)說(shuō)，接頭的誘導(dǎo)推力或滑動(dòng)阻力存在著依存于工作角的大小的傾向。因此，在運(yùn)用于汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)軸的場(chǎng)合，關(guān)聯(lián)著無(wú)法加大工作角這樣的設(shè)計(jì)上的制約。因而，為了提高汽車(chē)的行走部分設(shè)計(jì)自由度，誘導(dǎo)推力或滑動(dòng)阻力的低位穩(wěn)定化是個(gè)課題。因此，本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步減小這些誘導(dǎo)推力和滑動(dòng)阻力，以及實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化。所謂在腳軸的橫斷面形狀中與接頭的中心線正交的方向上與前述環(huán)體的內(nèi)周面相接觸并且在接頭的中心線方向上與前述環(huán)體的內(nèi)周面之間形成間隙這種形狀，換句話說(shuō)，意味著在三腳構(gòu)件的軸向上相互對(duì)峙的面部分相互相向地，也就是向假想圓柱面的小直徑一側(cè)退讓的形狀。作為其一個(gè)具體例子可以舉出橢圓形。通過(guò)把原來(lái)圓形的腳軸的斷面形狀制成上述形狀，接頭在取工作角時(shí)不改變滾子組件的姿勢(shì)，而是腳軸可以對(duì)外側(cè)接頭構(gòu)件傾斜。而且，如果對(duì)比圖1(C)和圖11(C)則可以明白，因?yàn)槟_軸的外周面與環(huán)體的接觸橢圓從橫長(zhǎng)變成接近于一個(gè)點(diǎn)故減小了使?jié)L子組件傾斜的摩擦力矩。因而滾子組件的姿勢(shì)始終穩(wěn)定，因?yàn)闈L子與滾子導(dǎo)向面保持平行，故可以順利地轉(zhuǎn)動(dòng)。借此而有助于滑動(dòng)阻力的減小，進(jìn)而有助于誘導(dǎo)推力的減小。進(jìn)而，還有腳軸的根部的斷面系數(shù)增加引起的腳軸的彎曲強(qiáng)度增加這樣的優(yōu)點(diǎn)。再者，雖然滾子組件夾在腳軸與外側(cè)接頭構(gòu)件之間起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，但是，因?yàn)榇朔N等速萬(wàn)向接頭中的轉(zhuǎn)矩的傳遞方向始終處于正交于接頭的中心線的方向，故通過(guò)在該轉(zhuǎn)矩傳遞方向上腳軸與環(huán)體的接觸而能夠傳遞轉(zhuǎn)矩，即使在接頭的軸線方向上兩者之間有間隙也不妨礙轉(zhuǎn)矩傳遞。可以把前述腳軸的橫斷面取為長(zhǎng)軸正交于接頭的中心線的大體上橢圓形。所謂大體上橢圓形不限于字面上的橢圓，一般包括稱(chēng)為卵形、橢圓形等的形狀。更具體地說(shuō)，可以采用與環(huán)體的接觸面壓力得到緩和并避免鉸軸的強(qiáng)度降低的腳軸的斷面形狀。而且，因?yàn)榭梢圆皇弓h(huán)體傾斜而是腳軸傾斜，故滾子可以不傾斜地在滾子導(dǎo)向面內(nèi)順利地轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，可以省略以限制滾子的傾斜為目的而設(shè)置在外側(cè)接頭構(gòu)件的軌道槽上的某個(gè)突緣。通過(guò)省略突緣，不僅可以實(shí)現(xiàn)外側(cè)接頭構(gòu)件的減輕重量、簡(jiǎn)化加工，而且消除滾子與突緣的滑動(dòng)接觸引起的滑動(dòng)阻力，結(jié)果實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)阻力的進(jìn)一步減小和誘導(dǎo)推力的減小。最好是在接頭的圓周方向上，在腳軸的外周面與環(huán)體的內(nèi)周面之間，在令腳軸的大體上橢圓形橫斷面的長(zhǎng)軸半徑為a時(shí)能夠形成0.001a以上的間隙。借此，因?yàn)榭梢晕杖_型萬(wàn)向接頭特有的起因于腳軸中心振擺的腳軸的傾斜，故消除了使接頭橫斷面內(nèi)的滾子組件傾斜的原因，有助于汽車(chē)的NVH性能的提高。前述環(huán)體的內(nèi)周面的母線可以由中央部的圓弧部和兩端部的避讓部來(lái)構(gòu)成。圓弧部的曲率半徑最好是取為能夠允許2～3°左右的腳軸的傾斜的大小。在環(huán)體與滾子之間配置多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體使環(huán)體與滾子相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自如。作為轉(zhuǎn)動(dòng)體除了例如滾針等圓柱形滾子之外，也可以使用滾珠。此外，由于腳軸與環(huán)體內(nèi)周面的接觸部始終位于環(huán)體的寬度方向的中央，所以滾動(dòng)體穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)而，由于環(huán)體內(nèi)周面的中心與滾子外周面的中心幾乎一致，所以滾子組件的傾斜也減少?？梢园亚笆鰸L子的外周面形成為球形，與外側(cè)接頭構(gòu)件的滾子導(dǎo)向面成角度接觸。通過(guò)使?jié)L子和滾子導(dǎo)向面成角度接觸，滾子變得不容易振動(dòng)而其姿勢(shì)進(jìn)一步穩(wěn)定，因此，在滾子在外側(cè)接頭構(gòu)件的軸向上移動(dòng)之際以更小的阻力在滾子導(dǎo)向面上順利地轉(zhuǎn)動(dòng)。舉例表示實(shí)現(xiàn)這種成角度接觸用的具體的構(gòu)成的話，可以舉出把滾子導(dǎo)向面的斷面形狀取為錐形或尖拱形?？梢?xún)H是包含腳軸的外周面中與環(huán)體內(nèi)周面的接觸區(qū)在內(nèi)的規(guī)定的范圍進(jìn)行磨削加工?？紤]到加工誤差等最好是把該規(guī)定的范圍設(shè)定成比接觸區(qū)大一些。而且，該規(guī)定的范圍以外的部分也可以不施行磨削而保留鍛造加工表面的原樣，借此加工時(shí)間的縮短、降低成本成為可能。下面，根據(jù)參照附圖詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明，可以進(jìn)一步明白本發(fā)明的性質(zhì)、原理、實(shí)用性。附圖中，相同的零件用相同的標(biāo)號(hào)或符號(hào)來(lái)表示。圖8是腳軸的橫剖視圖，圖9是腳軸的橫剖視圖，圖10(A)是現(xiàn)有技術(shù)的等速萬(wàn)向接頭的橫剖視圖，圖10(B)是圖10(A)的等速萬(wàn)向接頭的縱剖視圖，圖10(C)是表示圖10(B)中的滾子和滾子導(dǎo)向面的相互關(guān)系的示意透視圖，圖11(A)是另一種現(xiàn)有技術(shù)的三腳型等速萬(wàn)向接頭的橫剖視圖，圖11(B)是垂直于腳軸的剖視圖，圖11(C)是說(shuō)明接觸橢圓用的環(huán)體的剖視圖。最佳實(shí)施例的描述首先說(shuō)明圖1(A)～圖2(B)中所示的實(shí)施例。這里，圖1(A)示出接頭的橫斷面，圖1(B)示出垂直于腳軸的斷面，圖2(A)示出取工作角θ的狀態(tài)的接頭的縱斷面。如圖1(A)中所示，等速萬(wàn)向接頭由外側(cè)接頭構(gòu)件10和三腳構(gòu)件20組成，所要連接的兩根軸的一方連接于外側(cè)接頭構(gòu)件10，另一方連接于三腳構(gòu)件20。外側(cè)接頭構(gòu)件10在內(nèi)周面上有延軸向延伸的三個(gè)軌道槽12。在各軌道槽12的在圓周方向上對(duì)峙的側(cè)壁上形成滾子導(dǎo)向面14。三腳構(gòu)件20有沿半徑方向伸出設(shè)置的三根腳軸22，在各腳軸22上安裝著滾子34，此一滾子34收容于外側(cè)接頭構(gòu)件10的軌道槽12內(nèi)。滾子34的外周面是適合于滾子導(dǎo)向面14的凸曲面。滾子34的外周面是以在沿半徑方向離開(kāi)腳軸22的中心線的位置上有曲率中心的圓弧為母線的凸曲面，滾子導(dǎo)向面14的斷面形狀為尖拱形狀，借此滾子34和滾子導(dǎo)向面14成為成角度接觸。在圖1(A)中，用單點(diǎn)劃線來(lái)表示兩個(gè)接觸位置的作用線。對(duì)于球面形的滾子外周面即使把滾子導(dǎo)向面14的斷面形狀取為錐形也可以實(shí)現(xiàn)兩者的成角度接觸。像這樣通過(guò)采用滾子34和滾子導(dǎo)向面14成為成角度接觸的構(gòu)成，因?yàn)闈L子難以振動(dòng)故姿勢(shì)穩(wěn)定。再者，在不采用成角度接觸的場(chǎng)合，也可以例如由中心線與外側(cè)接頭構(gòu)件10的中心線平行的圓柱面的一部分來(lái)構(gòu)成滾子導(dǎo)向面14，把其斷面形狀取為與滾子34的外周面的母線對(duì)應(yīng)的圓弧。在腳軸22的外周面上套裝環(huán)體32。此一環(huán)體32與滾子34經(jīng)由多個(gè)滾針36而單元化，構(gòu)成能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)的滾子組件。也就是說(shuō)，以環(huán)體32的圓柱形外周面作為內(nèi)側(cè)軌道面，以滾子34的圓柱形內(nèi)周面作為外側(cè)軌道面，在這些內(nèi)外軌道面間轉(zhuǎn)動(dòng)自如地夾裝滾針36。如圖1(B)中所示，滾針36以盡量多的裝入滾針的，沒(méi)有保持器的，所謂滿(mǎn)滾針狀態(tài)裝入。由標(biāo)號(hào)33、35標(biāo)出的是為了防止?jié)L針36脫落而裝于在滾子34的內(nèi)周面上形成的環(huán)體形槽的一對(duì)擋圈。這些擋圈33、35在圓周方向的一處有切口(參照?qǐng)D6(B))，在彈性地縮徑狀態(tài)下裝入滾子34的內(nèi)周面的環(huán)體形槽。腳軸22的外周面在縱斷面(圖1(A)或圖2(A))中看為平行于腳軸22的中心線的直線形狀，在橫斷面(圖1(B))中看為長(zhǎng)軸正交于接頭的中心線的橢圓形。腳軸的斷面形狀，取為在三腳構(gòu)件20的軸向上看的使壁厚減小大體上橢圓形。換句話說(shuō)，腳軸的斷面形狀在三腳構(gòu)件的軸向上相互對(duì)峙的面相互相向地，也就是說(shuō)向假象圓柱面小直徑一側(cè)退讓。環(huán)體32的內(nèi)周面具有圓弧形凸斷面。也就是說(shuō)，內(nèi)周面的母線為半徑r的凸圓弧(圖1(C))。因?yàn)檫@一點(diǎn)，連同腳軸22的橫斷面形狀如上所述為大體上橢圓形，在腳軸22與環(huán)體32之間設(shè)置規(guī)定的間隙，所以環(huán)體32不僅能夠在腳軸22的軸向上移動(dòng)，而且對(duì)于腳軸22是擺頭搖動(dòng)自如的。此外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)上述經(jīng)由滾針36使環(huán)體32和滾子34相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自如地單元化，故對(duì)于腳軸22，環(huán)體32和滾子34成為能夠作為單元擺頭搖動(dòng)的關(guān)系。這里，所謂擺頭是指在包含腳軸22的中心線的平面內(nèi)，環(huán)體32和滾子34的中心線對(duì)于腳軸22的中心線傾斜(參照?qǐng)D2(A))。在圖11(A)～11(C)中所示的現(xiàn)有技術(shù)的接頭的場(chǎng)合，因?yàn)槟_軸5的外周面在全圓周上與環(huán)體8的內(nèi)周面相接觸，故接觸橢圓如圖11(C)中虛線所示呈現(xiàn)出沿圓周方向的橫長(zhǎng)形。因此，腳軸5對(duì)于外側(cè)接頭構(gòu)件1傾斜時(shí)，隨著腳軸5的動(dòng)作，產(chǎn)生使環(huán)體8延伸、進(jìn)而使?jié)L子7傾斜地作用的摩擦力矩。與此相反，在圖1中所示的實(shí)施例中，因?yàn)槟_軸22的橫斷面為大體上橢圓形，環(huán)體32的內(nèi)周面的橫斷面為圓柱形，所以如圖1(C)中虛線所示，兩者的接觸橢圓成為近似于一個(gè)點(diǎn)，同時(shí)面積也變小。因而，使?jié)L子組件(32、34)傾斜的力與現(xiàn)有技術(shù)的力相比大為減小，滾子34的姿勢(shì)的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。此外，在圖11的現(xiàn)有技術(shù)的接頭的場(chǎng)合，雖然在工作角0的狀態(tài)下如圖11(A)中所示腳軸5與環(huán)體8的接觸部位于環(huán)體8的寬度方向的中央部，但是在取工作角的狀態(tài)下傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)因?yàn)槟_軸5在圖11(A)的紙面的眼前一側(cè)和紙背一側(cè)搖動(dòng)，故腳軸5與環(huán)體8的接觸部成為向環(huán)體8的寬度方向中央部下方錯(cuò)開(kāi)。結(jié)果滾針6的動(dòng)作變得不穩(wěn)定而有時(shí)不能進(jìn)行穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng)。與此相反在圖1(A)～1(C)的實(shí)施例中，由于腳軸22與環(huán)體32的內(nèi)周面的接觸部始終位于環(huán)體32的寬度方向中央，所以滾針36穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)而，由于環(huán)體32的內(nèi)周面的中心與滾子34的外周面的中心幾乎一致所以滾子組件(32、34)的傾斜也變少。下面就圖3(A)和圖4中所示的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。再者，在圖3(A)中雖然把一部分零件也就是環(huán)體32、滾子34、擋圈33、35畫(huà)成斷面，但是為了避免與引出線或中心線的擁擠而省略表示斷面的剖面線。此一實(shí)施例，環(huán)體32的內(nèi)周面的母線，對(duì)于上述實(shí)施例中由單一的圓弧所形成者，僅在由中央的圓弧部32a和其兩側(cè)的避讓部32b組合而形成這一點(diǎn)不同。避讓部32b是如圖3(C)中所示取工作角θ時(shí)的避免與腳軸22的干涉用的部分，由從圓弧部32a的端部向環(huán)體32的端部逐漸擴(kuò)大直接的直線或曲線來(lái)構(gòu)成。這里舉例表示把避讓部32b制成圓錐角α=50°的圓錐面的一部分的場(chǎng)合。圓弧部32a因?yàn)樵试S腳軸22對(duì)環(huán)體32的2～3°左右的傾斜，故取為例如30mm左右的大的曲率半徑r。在三腳型等速萬(wàn)向接頭中，機(jī)構(gòu)上外側(cè)接頭構(gòu)件10旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時(shí)三腳構(gòu)件20相對(duì)外側(cè)接頭構(gòu)件10的中心擺動(dòng)3次。此時(shí)用符號(hào)e(圖2(A))表示的偏心量與工作角θ成比例地增加。而且，雖然三個(gè)腳軸22間隔120°，但是一取工作角θ，就如圖2(B)中所示，如果把在圖的上側(cè)中所示的垂直的腳軸22看作基準(zhǔn)，則其他兩個(gè)腳軸22從用單點(diǎn)劃線表示的工作角0時(shí)的它們的中心線稍微傾斜。該傾斜在工作角θ例如大約23°時(shí)為2～3°左右。由于環(huán)體32的內(nèi)周面的圓弧部32a的曲率毫不勉強(qiáng)地允許此一傾斜，故可以防止腳軸22與環(huán)體32的接觸部處的面壓力變得過(guò)高。再者，圖2(B)示意地圖示從圖2(A)的左側(cè)看到的三腳構(gòu)件20的三個(gè)腳軸22，實(shí)線表示腳軸。進(jìn)而，在腳軸22的長(zhǎng)軸直徑2a與環(huán)體32的內(nèi)徑之間設(shè)置能夠吸收這種三角型恒速萬(wàn)向接頭特有的起因于腳軸中心的擺動(dòng)的腳軸22的傾斜的間隙。關(guān)于此一間隙的具體的數(shù)值在下文中詳述。在上述實(shí)施例中，如圖1(A)和圖3(A)中所示，出于限制滾子34的傾斜的目的，在軌道槽12的里側(cè)也就是外側(cè)接頭構(gòu)件10的橫斷面上看大直徑一側(cè)上，形成對(duì)著滾子34的端面的凸緣?？墒?，在以上各實(shí)施例，進(jìn)而在下文述及的實(shí)施例中，因?yàn)橄耸節(jié)L子34傾斜的原因，故沒(méi)有必要一定在軌道槽12上設(shè)置突緣，可以如圖5中所示省略突緣。結(jié)果，即使?jié)L子34由于某種原因暫時(shí)地振動(dòng)也完全不用擔(dān)心接觸于突緣而產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，如圖6(A)和圖6(B)中所示，因?yàn)闄M斷面大體上橢圓形的腳軸22與圓形的環(huán)體32接觸而傳遞轉(zhuǎn)矩，所以有必要謀求面壓力的緩和。下面，就用于此的具體的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。再者，在圖6(B)中，紙面的上下方向是負(fù)載側(cè)，紙面的左右方向?yàn)榉秦?fù)載側(cè)。在接頭取工作角θ的狀態(tài)下傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，如圖6(A)中的虛線所示，腳軸22相對(duì)于環(huán)體32在工作角θ的范圍內(nèi)往復(fù)搖動(dòng)。此時(shí)，對(duì)于非負(fù)載側(cè)來(lái)說(shuō)，因?yàn)槟_軸22與環(huán)體32之間存在著比較大的間隙，故腳軸22可以與環(huán)體32沒(méi)有干涉地?fù)u動(dòng)?？墒菍?duì)于負(fù)載側(cè)來(lái)說(shuō)，隨著工作角θ加大，腳軸22的傾斜加大，如圖6(B)中的虛線所示腳軸22的視在曲率加大，如果成為大于環(huán)體32的內(nèi)徑的曲率則腳軸22與環(huán)體32成為兩點(diǎn)接觸。于是，那以后就不能僅是腳軸22自由地傾斜了，而成為使環(huán)體32，進(jìn)而使?jié)L子組件(32、34)傾斜。因而，這樣來(lái)確定腳軸22的橫斷面形狀，特別是負(fù)載側(cè)的形狀，以便在規(guī)定的角度范圍內(nèi)，僅是腳軸22能夠不與環(huán)體32相干涉地傾斜。具體地說(shuō)，把最大工作角θmax取為25°時(shí)，如圖7中所示，如果與腳軸22的橫斷面的大體上橢圓形的長(zhǎng)軸半徑a和短軸半徑b相比如下設(shè)定環(huán)體內(nèi)周面的曲率半徑r(參照?qǐng)D1(C)和圖4)，則能夠使得即使接頭取最大工作角環(huán)體32也不傾斜，并且使腳軸22與環(huán)體32之間的面壓力為最小。r=1.369ab/a=0.759如果把環(huán)體內(nèi)周面的曲率半徑r的推薦范圍取為0.5r～1.5r也就是0.684a～2.053a，則此時(shí)的橢圓度b/a為0.836～0.647?？墒窃谏鲜鲈O(shè)定中，雖然形狀上是可能的但是如果在汽車(chē)上實(shí)際使用則存在著腳軸22與環(huán)體32間的面壓力過(guò)高的懸念。因此如果是在汽車(chē)用途中的常用工作角范圍內(nèi)追求低振動(dòng)，則把工作角減小到滾子組件(32、34)不傾斜的程度面壓力就也降低，成為可以實(shí)際使用。例如，如果把常用工作角θ取為超過(guò)10°不足20°的范圍，則環(huán)體內(nèi)周面的曲率半徑r和橢圓度b/a的最佳值和推薦范圍如表1中所示。表1如上所述，雖然腳軸22的大體上橢圓形橫斷面的橢圓度b/a越小則即使取更大的工作角也可以不使?jié)L子組件(32、34)傾斜地傾斜腳軸22，但是其反面接觸部的面壓力升高，腳軸22的強(qiáng)度也降低。因此，圖8中所示的實(shí)施例制成僅在與環(huán)體32接觸的區(qū)域也就是接觸區(qū)β內(nèi)把腳軸22的橫斷面形狀加大橢圓度b1/a1，在其他非接觸區(qū)內(nèi)取為在最大工作角下不產(chǎn)生干涉的程度的橢圓度b2/a2的復(fù)合橢圓形。例如在把常用工作角θ取為15°，把環(huán)體32的內(nèi)周面的曲率半徑r取為2.898a的場(chǎng)合，把接觸區(qū)的橢圓度b1/a1取為0.859，把非接觸區(qū)的橢圓度b2/a2取為0.635。再者，雖然圖8中僅在圖的下側(cè)進(jìn)行了接觸區(qū)β的表示，但是不言而喻因?yàn)槟_軸22的橫斷面是對(duì)稱(chēng)形故在圖的上側(cè)也存在著接觸區(qū)。此外，圖9中所示的實(shí)施例，不是用單一橢圓來(lái)構(gòu)成上述接觸區(qū)β而是使橢圓度(b/a)連續(xù)地變化。例如，在與上述同樣把常用工作角θ取為15°，把環(huán)體32的內(nèi)周面的曲率半徑r取為2.898a的場(chǎng)合，在接觸區(qū)內(nèi)把與長(zhǎng)軸交叉的位置的橢圓度取為1.0，隨著離開(kāi)該位置逐漸減小橢圓度，在非接觸區(qū)把橢圓度取為0.653?；蛘咭部梢灾瞥膳c接觸區(qū)、非接觸區(qū)無(wú)關(guān)地從長(zhǎng)軸一側(cè)向短軸一側(cè)逐漸把橢圓度從1.0減小到0.653的形狀。圖9舉例表示在接觸區(qū)的與長(zhǎng)軸交叉的位置上把橢圓度取為1.0，隨著離開(kāi)該位置，例如像圖示的那樣按每個(gè)規(guī)定的角度逐漸減小曲率半徑的場(chǎng)合。如上所述因?yàn)槟_軸22的橫斷面形狀是大體上橢圓形，故僅是需要精度的負(fù)載側(cè)接觸區(qū)(β)作為施行磨削的范圍，在它以外的非接觸區(qū)內(nèi)加工出從正規(guī)的橢圓(圖9中雙點(diǎn)劃線所示)向內(nèi)徑側(cè)退讓的形狀，也可以磨削不到。再者，此一磨削不到的部分沒(méi)有必要一定通過(guò)積極地施行切削加工或其他加工來(lái)形成，也可以在腳軸的鍛造之際形成該形狀而保持鍛造加工表面的原樣，借此還能縮短加工時(shí)間，降低成本。舉例表示為了吸收三腳型等速萬(wàn)向接頭特有的起因于腳軸中心的擺動(dòng)的腳軸22的傾斜，而在腳軸22的長(zhǎng)軸直徑2a與環(huán)體32的內(nèi)徑之間設(shè)置的間隙的值如表2。表2<tablesid="table1"num="001"><table>工作角θ(°)r最佳值(面壓力最小)能夠吸收擺動(dòng)的最小間隙251.369a5.207×10-3a201.994a2.725×10-3a152.898a1.131×10-3a104.731a0.330×10-3a</table></tables>本發(fā)明的等速萬(wàn)向接頭包括有沿圓周方向?qū)χ排渲玫臐L子導(dǎo)向面的三個(gè)軌道槽形成的外側(cè)接頭構(gòu)件；有沿半徑方向伸出的三個(gè)腳軸的三腳構(gòu)件；插入前述軌道槽的滾子；以及套裝于前述腳軸并旋轉(zhuǎn)自如地支承前述滾子的環(huán)體；前述滾子能夠沿著前述滾子導(dǎo)向面在外側(cè)接頭構(gòu)件的軸向上移動(dòng)；其中，因?yàn)榘亚笆霏h(huán)體的內(nèi)周面形成為圓弧形凸斷面，并且把前述腳軸的外周面在縱斷面中取為直線形狀，而且在橫斷面中在與接頭的中心線正交的方向上與前述環(huán)體的內(nèi)周面相接觸，并且在接頭的中心線方向上與前述環(huán)體的內(nèi)周面之間形成間隙，故接頭在取工作角時(shí)不改變滾子組件的姿勢(shì)，而是腳軸可以對(duì)外側(cè)接頭構(gòu)件傾斜。而且，因?yàn)槟_軸的外周面與環(huán)體的接觸橢圓從橫長(zhǎng)變成接近于一個(gè)點(diǎn)，故減小了使?jié)L子組件傾斜的摩擦力矩。進(jìn)而，由于腳軸與環(huán)體內(nèi)周面的接觸部始終位于環(huán)體的寬度方向的中央，所以即使在環(huán)體與滾子之間夾裝滾針這種轉(zhuǎn)動(dòng)體的場(chǎng)合此一轉(zhuǎn)動(dòng)體也能穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，滾子組件的姿勢(shì)始終穩(wěn)定，因?yàn)闈L子保持與滾子導(dǎo)向面平行故可以順利地轉(zhuǎn)動(dòng)。借此有助于滑動(dòng)阻力的減小進(jìn)而有助于誘導(dǎo)推力的減小。進(jìn)而，存在著通過(guò)腳軸的根部的斷面系數(shù)增加引起的腳軸的彎曲強(qiáng)度提高這樣的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的等速萬(wàn)向接頭，特別是如果運(yùn)用于汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)軸，則可以有助于滑動(dòng)阻力或誘導(dǎo)推力所關(guān)聯(lián)的汽車(chē)的NVH性能的改善，車(chē)輛行走部分設(shè)計(jì)自由度也提高。雖然說(shuō)明了本發(fā)明的在當(dāng)前可以認(rèn)為是最佳的具體例子，但是種種改變是可能的，落入本發(fā)明的精神和范圍的所有改變可以由所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)包括。權(quán)利要求1．一種等速萬(wàn)向接頭，包括有沿圓周方向?qū)χ排渲玫臐L子導(dǎo)向面的三個(gè)軌道槽形成的外側(cè)接頭構(gòu)件；有沿半徑方向伸出的三個(gè)腳軸的三腳構(gòu)件；插入前述軌道槽的滾子；以及套裝于前述腳軸并旋轉(zhuǎn)自如地支承前述滾子的環(huán)體；前述滾子能夠沿著前述滾子導(dǎo)向面在外側(cè)接頭構(gòu)件的軸向上移動(dòng)，其特征在于，把前述環(huán)體的內(nèi)周面形成為圓弧形凸斷面，并且把前述腳軸的外周面在縱斷面中取為直線形狀，而且在橫斷面中在與接頭的中心線正交的方向上與前述環(huán)體的內(nèi)周面相接觸，并且在接頭的中心線方向上與前述環(huán)體的內(nèi)周面之間形成間隙。2．權(quán)利要求1中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，把前述腳軸的橫斷面取為長(zhǎng)軸正交于接頭的中心線的大體上橢圓形。3．權(quán)利要求2中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，把前述腳軸的橫斷面取為長(zhǎng)軸正交于接頭的中心線的橢圓形，令長(zhǎng)軸半徑為a，短軸半徑為b時(shí)，把b/a取為0.50～0.95。4．權(quán)利要求3中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，把前述環(huán)體的內(nèi)周面的母線的中央部取為凸圓弧，把其曲率半徑取為0.6a～7.0a。5．權(quán)利要求2中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，把前述腳軸的橫斷面形狀分成與環(huán)體內(nèi)周面的接觸區(qū)和除此以外的非接觸區(qū)，令長(zhǎng)軸半徑為a，短軸半徑為b時(shí)，把接觸區(qū)內(nèi)的橢圓度(b/a)取為大于非接觸區(qū)內(nèi)的橢圓度(b/a)。6．權(quán)利要求5中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，把前述接觸區(qū)的橢圓度(b/a)取為0.8～0.9，把非接觸區(qū)的橢圓度(b/a)取為0.6～0.7。7．權(quán)利要求6中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，把環(huán)體內(nèi)周面的凸圓弧的曲率半徑c取為2.8a～2.9a。8．權(quán)利要求2中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，在前述腳軸的大體上橢圓形橫斷面中，令長(zhǎng)軸半徑為a，短軸半徑為b時(shí)，把與長(zhǎng)軸交叉的位置的橢圓度(b/a)取為1.0，并且隨著離開(kāi)前述位置逐漸減小橢圓度(b/a)，在與環(huán)體內(nèi)周面的接觸區(qū)的最外側(cè)位置上取為0.6～0.7，在前述接觸區(qū)以外把橢圓度(b/a)取為0.6～0.7。9．權(quán)利要求2中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，在前述腳軸的大體上橢圓形橫斷面中，令長(zhǎng)軸半徑為a，短軸半徑為b時(shí)，把與長(zhǎng)軸交叉的位置的橢圓度(b/a)取為1.0，并且隨著離開(kāi)前述位置逐漸減小橢圓度(b/a)，把與短軸交叉的位置的橢圓度(b/a)取為0.6～0.7。10．權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，在接頭的圓周方向上，在腳軸的外周面與環(huán)體的內(nèi)周面之間，在令腳軸的大體上橢圓形橫斷面的長(zhǎng)軸半徑為a時(shí)，形成0.001a以上的間隙。11．權(quán)利要求1至10中的任何一項(xiàng)中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，前述環(huán)體的內(nèi)周面的母線由中央部的圓弧部和兩端部的避讓部來(lái)構(gòu)成。12．權(quán)利要求1至11中的任何一項(xiàng)中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，在環(huán)體與滾子之間配置多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體，使環(huán)體與滾子相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自如。13．權(quán)利要求12中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，前述轉(zhuǎn)動(dòng)體是滾針。14．權(quán)利要求1至13中的任何一項(xiàng)中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，把前述滾子的外周面形成為球形，與外側(cè)接頭構(gòu)件的滾子導(dǎo)向面成角度接觸。15．權(quán)利要求1至14中的任何一項(xiàng)中所述的等速萬(wàn)向接頭，其特征在于，僅是前述腳軸的外周面中與環(huán)體內(nèi)周面的接觸的區(qū)域進(jìn)行磨削加工。全文摘要一種具有進(jìn)一步減小的誘導(dǎo)推力和滑動(dòng)阻力的等速萬(wàn)向接頭,包括:一個(gè)外側(cè)接頭構(gòu)件(10),其中形成三個(gè)具有沿圓周方向彼此對(duì)峙地配置在其中的滾子導(dǎo)向面(14)的軌道槽(12);一個(gè)有著沿徑向伸出的三個(gè)腳軸(22)的三腳構(gòu)件(20);一些插入軌道槽(12)的滾子(34);以及一些套在腳軸(22)上以便可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承滾子(34)的環(huán)體(32);環(huán)體(32)的內(nèi)周面形成弧形鼓出的斷面,而腳軸(22)的外周面沿縱斷面形成直線形,這樣形成以便它與環(huán)體(22)的內(nèi)周面在橫斷面內(nèi)沿與接頭的中心線成直角相交的方向相接觸,并且沿接頭的軸向在外周面與環(huán)體(32)的內(nèi)周面之間形成間隙,借此滾子(34)可以沿著滾子導(dǎo)向面(14)在外側(cè)接頭構(gòu)件(10)的軸向上運(yùn)動(dòng)。文檔編號(hào)F16D3/205GK1296554SQ00800273公開(kāi)日2001年5月23日申請(qǐng)日期2000年3月2日優(yōu)先權(quán)日1999年3月5日發(fā)明者藏久昭,杉山達(dá)朗,寺田健二,黑田正幸申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntn