專利名稱：固定式等速萬向接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固定式等速萬向接頭，更具體地，涉及一種適用于振動有害的情況下(比如汽車轉(zhuǎn)向設(shè)備中)的固定式等速萬向接頭。
背景技術(shù)：
等速萬向接頭可以被粗略地分為固定式接頭和滑動式接頭，其中固定式接頭只允許在輸入軸和輸出軸之間存在角位移，而滑動式接頭允許角位移和軸向位移，可以根據(jù)用途、使用條件等來選擇所用接頭的種類。作為固定式等速萬向接頭，球籠式接頭和下部無切口式接頭被廣泛使用。
例如，圖7表示一種球籠式接頭1′(下文中稱之為接頭1′)，該接頭為固定式等速萬向接頭的一種。該接頭1′主要由以下零部件組成外部部件10，該外部部件10在第一軸部11的一端具有杯形部分13，該杯形部分13帶有球形內(nèi)表面12，在杯形部分13的球形內(nèi)表面上形成有多條軌道溝槽14；內(nèi)部部件20，該內(nèi)部部件20在第二軸部21的一端具有內(nèi)環(huán)23，該內(nèi)環(huán)23帶有球形外表面22，在該內(nèi)環(huán)23的球形外表面22上形成有多條軌道溝槽24；設(shè)置在軌道溝槽14和24之間的多個滾珠30；以及保持架40，該保持架具有與外部部件10的球形內(nèi)表面12相對應(yīng)的球形外表面42、以及與內(nèi)部部件20的球形外表面22相對應(yīng)的球形內(nèi)表面44，并且還配備有用于保持滾珠30的多個滾珠槽46，其中所述滾珠30以預(yù)定的周向間隔設(shè)置(例如，參見JP2003-130082A)。
在以上描述的接頭1′中，外部部件10的杯形部分13的球形內(nèi)表面12的球心O與內(nèi)部部件20的內(nèi)環(huán)23的球形外表面22的球心O基本彼此重合。外部部件10的軌道溝槽14的中心O1與內(nèi)部部件20的軌道溝槽24的中心O2沿軸向位于球心O的兩側(cè)，并且距球心O的距離大致相同。結(jié)果，軌道溝槽14和24所形成的滾珠軌道呈現(xiàn)從外部部件10的較深側(cè)向開口側(cè)擴(kuò)張開的楔形。在球籠式接頭1′中，軌道溝槽14和24的縱向剖面結(jié)構(gòu)為在其整個區(qū)域上是彎曲的，并且彎曲部分的中心分別為軌道溝槽14和24的中心O1和O2。與此相反，在下部無切口式接頭中，每個軌道溝槽的開口側(cè)端部形成沿軸向直線延伸的構(gòu)造。
如圖8所示，在上述接頭1′中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)扭矩被施加到外部部件10和內(nèi)部部件20之一上時，并且外部部件10和內(nèi)部部件20之間的工作角度為θ時，致使?jié)L珠30在滾珠軌道內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，并且內(nèi)環(huán)23的軌道溝槽24相對于外部部件10的軌道溝槽14搖擺，借此將旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞到另一部件上。
圖9A表示上述接頭1′被用于汽車轉(zhuǎn)向設(shè)備71的實(shí)例。在該轉(zhuǎn)向設(shè)備71中，在與方向盤72相連接的輸入軸73和轉(zhuǎn)向器74之間設(shè)置有一個或多個中間軸75，這些部件通過接頭1′而被連接。在轉(zhuǎn)向設(shè)備71中，如果在行駛過程中有振動從車輪(未示出)傳遞到方向盤72，則可能會導(dǎo)致司機(jī)感到不適并且可能導(dǎo)致操作失誤。因此，必須使轉(zhuǎn)向設(shè)備71能夠防止振動傳遞到方向盤72。通常，作為吸收這種振動的裝置，在輸入軸73和中間軸75之間設(shè)置彈性聯(lián)軸器76，如圖9B所示(例如，參見JP1999-133097A和JP2002-310182A)。在圖9B所示的彈性聯(lián)軸器76中，內(nèi)軸76a和外軸76b通過減振件76c的中介作用而彼此裝配接合。
但是應(yīng)該注意到，如果不僅彈性聯(lián)軸器76，而且接頭1′也能吸收振動，則可以更有效地阻斷振動向方向盤72傳遞。如圖7和8所示，在上述接頭1′中，還設(shè)置有擠壓部分21a，用于向構(gòu)成內(nèi)部部件20的第二軸部21的端部施加軸向的彈性壓力，并且保持架40帶有接收部分48，用于接收來自擠壓部分21a的壓力。然而，在外部部件10和內(nèi)部部件20之間形成工作角度θ的情況下，如圖8所示，由外部部件10沿軸向傳遞來的振動的方向與擠壓部件21a所施加的彈性作用的方向彼此不同，從而不可能有效地吸收由外部部件10傳向內(nèi)部部件20的振動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到現(xiàn)有技術(shù)中上述問題而做出的。本發(fā)明的目的是提供一種固定式等速萬向接頭，其適用于振動有害的情況，比如汽車轉(zhuǎn)向設(shè)備中的固定式等速萬向接頭。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，所述固定式等速萬向接頭包括具有球形內(nèi)表面的外部部件，其中形成有多個軌道溝槽；具有球形外表面的內(nèi)部部件，其中形成有多個軌道溝槽；滾珠，其位于外部部件的軌道溝槽和內(nèi)部部件的軌道溝槽所形成的楔形滾珠軌道內(nèi)；設(shè)置在外部部件的球形內(nèi)表面和內(nèi)部部件的球形外表面之間的保持架，該保持架適于保持滾珠，其中外部部件被形成為由外層件、一個或多個中間件以及內(nèi)層件組成的三層或更多層的多層結(jié)構(gòu)，并且其中至少一個中間件是由彈性材料制成的。
更具體地，例如，如圖1所示，外部部件10被形成為三層結(jié)構(gòu)，包括外層件15、中間件16和內(nèi)層件17，中間件16由彈性材料制成。不僅可以只設(shè)置一個中間件16，還可以設(shè)置多個中間件16，并且多個中間件中至少有一個中間件16是由彈性材料制成的。通過以多層結(jié)構(gòu)的方式形成外部部件10，由于中間件16的減振作用，可以可靠地吸收由外部部件10和內(nèi)部部件20的任一個傳來的振動。這樣，可以提供適用于振動有害的場合的固定式等速萬向接頭。
當(dāng)以上述的多層結(jié)構(gòu)形成外部部件時，通過在外層件的內(nèi)側(cè)和內(nèi)層件的外側(cè)上設(shè)置接合部分，可以在外部部件和內(nèi)部部件之間進(jìn)行扭矩傳遞。
在外部部件中，內(nèi)層件與外層件通過中間件的中介作用而裝配接合，并且外層件、中間件和內(nèi)層件被固定裝置整體地固定在一起。
當(dāng)通過中間件的中介作用將外層件和內(nèi)層件裝配接合時，設(shè)置用來將外層件、中間件和內(nèi)層件整體地固定在一起的固定裝置，以便防止內(nèi)層件和中間件從外層件上脫離開來。固定裝置的實(shí)例包括獨(dú)立于外層件制成的構(gòu)件或類似構(gòu)件，并且該構(gòu)件被一體地安裝到外層件上，以便被鎖定至內(nèi)層件的端部的一個實(shí)例；或者是通過外層件的預(yù)定部分的塑性變形而被鎖定至內(nèi)層件的端部的一個實(shí)例。
盡管在考慮到可加工性和可用性時，比較理想的是使用橡膠材料作為制造中間件的彈性材料，但是能夠提供所需的減振作用的其他任何材料也是可以的。
此外，特別是用作車輛的方向盤和轉(zhuǎn)向器之間的轉(zhuǎn)向設(shè)備的等速萬向接頭時，上述的固定式等速萬向接頭有效地提供了如上所述的振動吸收功能，使得可以防止方向盤振動。所述轉(zhuǎn)向設(shè)備可以是通過電機(jī)施加助力的電動轉(zhuǎn)向設(shè)備(EPS)，或者是通過油壓施加助力的液壓動力轉(zhuǎn)向設(shè)備。
在本發(fā)明中，如上所述，外部部件帶有彈性件，由此可以借助簡單的結(jié)構(gòu)吸收振動。這樣，可以提供適用于振動有害的情況(比如轉(zhuǎn)向設(shè)備中)中的固定式等速萬向接頭。


圖1是表示本發(fā)明用于球籠式接頭的縱向剖視圖，該球籠式接頭是固定式等速萬向接頭的一種；圖2是沿著圖1的A-A線取的外部部件的剖視圖；圖3是沿著圖1中箭頭B的方向看過去的外部部件的開口的端視圖；圖4是沿著圖1中線A-A取的、根據(jù)本發(fā)明修改例的外部部件的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明修改例的外部部件的縱向剖視圖；圖6A至6C是表示固定裝置的修改例的簡圖，其中圖6A是外部部件開口的端視圖，圖6B的左側(cè)部分是外部部件主要部分的放大縱向剖視圖，圖6B的右側(cè)部分是外部部件開口的端視圖，圖6C是外部部件主要部分的縱向剖視圖；圖7是傳統(tǒng)的固定式等速萬向接頭的縱向剖視圖；圖8是表示傳統(tǒng)的固定式等速萬向接頭操作的說明圖；以及圖9A和9B是傳統(tǒng)的固定式等速萬向接頭用于轉(zhuǎn)向設(shè)備時的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參照圖1至6介紹根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的固定式等速萬向接頭。與圖7和圖8所示的傳統(tǒng)接頭1′相同的零部件采用相同的附圖標(biāo)記，并且省略對其的具體說明。
圖1表示本發(fā)明被用于球籠式接頭1(下面稱之為接頭1)，球籠式接頭是固定式等速萬向接頭的一種。如圖1所示，接頭1主要由下述零部件組成外部部件10，內(nèi)部部件20，滾珠30以及保持架40；外部部件10具有形成為三層結(jié)構(gòu)的杯形部分13，該三層結(jié)構(gòu)包括外層件15、中間件16和內(nèi)層件17，并且中間件16是由彈性材料形成。
如圖1和2所示，外側(cè)件15是組成外部部件10的主體的構(gòu)件，并且由第一軸部11的端部處的杯形部分13的外層部分形成。如圖2所示，外層件15的內(nèi)表面被形成為與杯形部分13的球形內(nèi)表面12相對應(yīng)的球形結(jié)構(gòu)，并且作為用來與內(nèi)層件17相接合的接合部分的接合溝槽15a被設(shè)置在與多個軌道溝槽14相對應(yīng)的位置處。
如圖1和2所示，中間件16是設(shè)置在外層件15和內(nèi)層件17之間的構(gòu)件，并且由彈性材料，比如橡膠或樹脂制成。所述中間件16被形成為與外層件15和內(nèi)層件17之間的間隙結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的杯狀結(jié)構(gòu)，并且被布置成與外層件15的整個內(nèi)表面以及內(nèi)層件17的整個外表面都緊密接觸。
如圖1和2所示，內(nèi)層件17是構(gòu)成外部部件10的杯形部分13的球形內(nèi)表面12的構(gòu)件。內(nèi)層件17的外表面被形成為與球形內(nèi)表面12相對應(yīng)的球形結(jié)構(gòu)，并且其外徑稍小于外層件15的內(nèi)徑。如圖2所示，在內(nèi)層件17的外表面上，在對應(yīng)于在內(nèi)表面一側(cè)上所形成的多個軌道溝槽14的位置處形成有作為接合部分的凸脊17a，用于與外層件15的接合溝槽15a相接合。所述凸脊17a的寬度稍小于外層件15的接合溝槽15a的寬度，并且被形成為凸入外層件15的接合溝槽15a，以便通過中間件16的中介作用與外層件15的接合溝槽15a相接合。通過該結(jié)構(gòu)，可以在外層件15和內(nèi)層件17之間傳遞扭矩。
在圖1至3中，，附圖標(biāo)記60表示作為固定裝置的固定件，并且該固定件60用于防止中間件16和內(nèi)層件17脫離外層件15。如圖1和3所示，所述固定件60具有與外部部件15的開口端部的外側(cè)相裝配接合的圓柱部分61，以及以舌狀從圓柱部分61的、與外部部件10的軌道溝槽14相對應(yīng)的末端處的位置沿徑向向內(nèi)延伸的多個鎖定部分62。如圖1所示，深側(cè)端部(在多定部分62的相反側(cè)上的端部)向內(nèi)被斂縫以形成斂縫部分63，所述斂縫部分與外層件15的外部接合。如圖3所示，鎖定部分62被鎖定到外層件15、中間件16和外層件17的各個開口側(cè)端部，并且處于與外層件15和內(nèi)層件17的接合部分相對應(yīng)的位置處。結(jié)果，外層件15、中間件16和內(nèi)層件17整體地固定到一起，以形成外部部件10。
如上所述，在本發(fā)明的接頭1中，通過在外層件15和內(nèi)層件17之間設(shè)置由彈性材料(比如橡膠或樹脂)制成的具有杯狀結(jié)構(gòu)的中間件16而形成了具有三層結(jié)構(gòu)的外部部件10，從而在外部部件10和內(nèi)部部件20之間形成預(yù)定工作角度θ(參見圖8)的情況下，由外部部件10或內(nèi)部部件20傳來的振動能夠被外部部件10的杯形部分13所吸收。
以上介紹了本發(fā)明的一個實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，而是允許實(shí)施各種修改。例如，如圖4所示，外層件15的接合溝槽15a和內(nèi)層件17的凸脊17a可以是與杯形部分13的軌道溝槽14相對應(yīng)的、并且能夠在外層件15和內(nèi)層件17之間傳遞扭矩的任何其他溝槽，比如弧形截面結(jié)構(gòu)。
中間件16的結(jié)構(gòu)并不局限于杯形一種。例如，如圖5所示，所述中間件16可以被形成為圓柱形結(jié)構(gòu)。該圓柱形中間件16例如適用于如圖5所示的情況，其中外部部件10是由第一軸部11和杯形部分13(外環(huán))兩個構(gòu)件組成的。圖5的第一軸部11和杯形部分13(外環(huán))通過合適的方法，比如螺紋連接、塑性連接、焊接、粘結(jié)、壓力裝配或冷縮配合而被連接到一起。在圖5的情況下，內(nèi)層件17也可以被形成為具有圓柱結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置在外層件15內(nèi)表面上的臺階部分15b來鎖定內(nèi)層件17的較深一側(cè)的端部。
如圖6A所示，可以在圓柱形部分61的整個圓周上形成固定件60的鎖定部分62。這種情況下，如果固定件60相對于外部部件10沿周向滑動，則總是可以防止中間件16脫離內(nèi)層件17。
此外，如圖6B所示，固定裝置可以是由鎖定部分15c形成的，而鎖定部分15c是由外層件15的開口端處的軸向切口形成的。如圖6B的右側(cè)部分所示，對應(yīng)于外層件15的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成外層件15的外部結(jié)構(gòu)，由此形成所述鎖定部分15c。鎖定部分15c被形成在接合溝槽15a之間的小直徑部分15d內(nèi)，并且與通過朝向外層件15內(nèi)側(cè)的塑性變形而與中間件16和內(nèi)層件17的端部相鎖定。除了在外層件15的端部處形成的切口之外，鎖定部分15c還可以是在外層件15的端部形成的舌狀突起，類似圖1和3中所示的固定件60的鎖定突起62。
此外，如圖6C所示，也可以通過斂縫部分15e形成固定裝置，該斂縫部分15e是通過向外層件15的部分或全部開口端部的內(nèi)側(cè)的塑性變形而形成的。這種情況下，形成有膨大部分17b，其使得內(nèi)層件17的開口端部的外徑基本等于外層件15的開口端部的內(nèi)徑，外層件15的斂縫部分15e鎖定至內(nèi)層件17的膨大部分17b。中間件16被設(shè)置在外層件15和內(nèi)層件17的深側(cè)部分之間的間隙中，并且內(nèi)層件17的深側(cè)部分的外徑小于外層件15的深側(cè)部分的內(nèi)徑。
此外，也可以通過將中間件16焙烘或粘結(jié)到外層件15和內(nèi)層件17上來使外層件15、中間件16和內(nèi)層件17結(jié)合為一個整體。當(dāng)通過外層件15的塑性變形、或者通過焙烘或粘結(jié)中間件16來將外層件15、中間件16以及內(nèi)層件17結(jié)合為整體時，外部部件10的部件的數(shù)量會減少，由此有助于組裝，并且相比于將固定件60和外層件15制成為獨(dú)立部件的情況，能夠降低生產(chǎn)成本。
對于外部部件10而言，采用三層或更多層的多層結(jié)構(gòu)已經(jīng)足夠。如果設(shè)置多個中間件16，則可以用不同種類的彈性材料制造中間件16，而不是只使用相同種類的彈性材料制造所述中間件?；蛘撸部梢杂脧椥圆牧现圃熘辽僖粋€中間件16，同時用非彈性材料制造其他中間件16。
盡管本發(fā)明的上述實(shí)施例被用于球籠式接頭1，其中擠壓部分21a位于內(nèi)部部件20的第二軸部21的一端并且保持架40帶有接收部分48，但是本發(fā)明也可以用于包括下部無切口式接頭的其他固定式等速萬向接頭。
權(quán)利要求
1.一種固定式等速萬向接頭，包括具有球形內(nèi)表面的外部部件，其中形成有多條軌道溝槽；具有球形外表面的內(nèi)部部件，其中形成有多條軌道溝槽；多個滾珠，每個滾珠被設(shè)置在外部部件的軌道溝槽和內(nèi)部部件的軌道溝槽所形成的楔形滾珠軌道內(nèi)；以及保持架，所述保持架設(shè)置在外部部件的球形內(nèi)表面和內(nèi)部部件的球形外表面之間，所述保持架適于保持滾珠，其中，外部部件被形成為具有三層或更多層的多層結(jié)構(gòu)，其中所述多層結(jié)構(gòu)由外層件、一個或多個中間件以及內(nèi)層件組成，并且其中，至少一個中間件是由彈性材料制成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定式等速萬向接頭，其中，所述外層件和內(nèi)層件設(shè)置有用于傳遞扭矩的接合部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固定式等速萬向接頭，其中，還包括用于通過中間件使內(nèi)層件與外層件裝配接合的固定裝置，以便將外層件、中間件和內(nèi)層件整體固定在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固定式等速萬向接頭，其中，所述固定裝置具有將被裝配到外側(cè)件的開口端部的外側(cè)上的圓柱形部分；以及鎖定部分，所述鎖定部分從圓柱形部分的端部沿徑向向內(nèi)延伸、以便鎖定到內(nèi)層件的端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固定式等速萬向接頭，其中，所述固定裝置是通過外層件的端部徑向向內(nèi)塑性變形而形成的斂縫部分，以便鎖定至內(nèi)層件的端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的固定式等速萬向接頭，其中，所述彈性材料包括橡膠材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的固定式等速萬向接頭，其中，所述固定式等速萬向接頭被用于設(shè)置在車輛的方向盤和轉(zhuǎn)向器之間的轉(zhuǎn)向設(shè)備中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于振動有害的情況下的固定式等速萬向接頭。該固定式等速萬向接頭(1)包括裝配在外部部件(10)內(nèi)的內(nèi)部部件(20)，二者之間設(shè)置有保持架(40)，在外部部件(10)和內(nèi)部部件(20)的軌道溝槽(14，24)之間設(shè)置有滾珠(30)，并且滾珠(30)由保持架(40)保持。外部部件(10)被構(gòu)造成由外層件(15)、一個或多個中間件(16)以及內(nèi)層件(17)組成的具有三層或更多層的多層結(jié)構(gòu)，并且其中至少一個中間件(16)是由彈性材料制成的。當(dāng)部件(10，20)被設(shè)置成預(yù)定工作角度時，中間件(16)的緩沖作用能夠可靠地吸收由外部部件(10)或內(nèi)部部件(20)傳遞來的振動。
文檔編號F16D3/2245GK1906427SQ20048004114
公開日2007年1月31日 申請日期2004年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者山崎健太, 石島實(shí) 申請人:Ntn株式會社