專利名稱：恒速萬向節(jié)及其外環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種恒速萬向節(jié)和一種外環(huán)，并更具體地涉及一種具有增大的轉(zhuǎn)動(dòng)角度(擺動(dòng)角)的伯菲爾德型(Birfield)萬向節(jié)及其外環(huán)。
背景技術(shù)：
一般地，在例如日本專利公開No.07-317791號(hào)(參考文獻(xiàn)1)中公開了一種伯菲爾德型萬向節(jié)。
參考文獻(xiàn)1公開了用于防止?jié)L珠從保持架移動(dòng)和用于增大工作角度的技術(shù)，這是通過下述手段實(shí)現(xiàn)的，即在內(nèi)環(huán)設(shè)置槽，使定位在外環(huán)開口側(cè)的滾珠在該外圈之間間隙比其它滾珠的要大。
但是，現(xiàn)有的伯菲爾德型萬向節(jié)的形狀被確定成使得軸和外環(huán)的端面的錐形部分相互干擾，并固定了滾珠和滾珠槽之間的接觸。按照現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角(擺動(dòng)角，萬向節(jié)角)被設(shè)置為至少50°時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問題，或者軸發(fā)生干擾，或者滾珠脫離接觸點(diǎn)，并且失去萬向節(jié)的功能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，已做出本發(fā)明，用以解決這種問題，且本發(fā)明的目的是提供一種具有增大的萬向節(jié)角的恒速萬向節(jié)及其外環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的恒速萬向節(jié)包括外環(huán)，其具有連接于回轉(zhuǎn)體的根部和接納配對(duì)部件的開口部分。在該外環(huán)上形成有槽，該槽從根部延伸到開口部分。該恒速萬向節(jié)還包括滾珠，該滾珠能夠沿該槽滾動(dòng)并且在接觸點(diǎn)處與該槽接觸。在開口部分上，在外環(huán)的端面能夠抵靠在該配對(duì)部件上的位置處形成一錐形表面。該槽被構(gòu)造成使得在連接所述槽的中心和所述滾珠的中心的連線與連接所述接觸點(diǎn)和所述滾珠的中心的連線之間形成的接觸角越靠近遠(yuǎn)離根部的開口部分而越小。
在這樣構(gòu)造的恒速萬向節(jié)的情況下，由于槽被形成為使得接觸角越靠近遠(yuǎn)離根部的開口部分而越小，在該開口部分上，滾珠和槽在靠近該槽的底部處相互接觸。從而，能夠提供較大的錐形表面，并且能夠增大轉(zhuǎn)動(dòng)角。
根據(jù)本發(fā)明恒速萬向節(jié)的外環(huán)具有連接于回轉(zhuǎn)體的根部和接納配對(duì)部件的開口部分。在該外環(huán)上形成有槽，該槽從該根部延伸到該開口部分。具有能夠沿槽滾動(dòng)的滾珠，并且該滾珠在接觸點(diǎn)處與槽接觸。在開口部分上，在端面能夠抵靠在該配對(duì)部件上的位置處形成一錐形表面。槽被構(gòu)造成使得在連接槽的中心和滾珠的中心的連線與連接接觸點(diǎn)和滾珠的中心的連線之間形成的接觸角越靠近遠(yuǎn)離根部的開口部分而越小。
在這樣構(gòu)造的恒速萬向節(jié)的外環(huán)的情況下，由于槽被形成為使得接觸角越靠近遠(yuǎn)離根部的開口部分而越小，在該開口部分上，滾珠和槽在靠近該槽的底部處相互接觸。從而，能夠提供較大的錐形表面并且能夠增大轉(zhuǎn)動(dòng)角。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有增大角度的恒速萬向節(jié)。
從下面結(jié)合附圖的本發(fā)明的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的前述和其它目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。


圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)的局部剖視圖的側(cè)視圖；圖2是示出圖1中所示的放大外環(huán)的剖視圖；圖3是沿圖2的III-III線的剖視圖；圖4是沿圖2的IV-IV線的剖視圖；圖5是曲線圖，示出了接觸角和萬向節(jié)的最大角之間的關(guān)系；圖6是包括傳動(dòng)裝置的局部剖視圖的側(cè)視圖，該傳動(dòng)裝置上應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)；圖7是輪轂裝置的剖視圖，該輪轂裝置上應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在下面的實(shí)施例中，相同的或相應(yīng)的零部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且將不再重復(fù)其描述。
圖1是包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的伯菲爾德型萬向節(jié)的局部剖視圖的側(cè)視圖。參考圖1，作為恒速萬向節(jié)的伯菲爾德型萬向節(jié)包括軸10；與該軸10花鍵配合的內(nèi)環(huán)20；與該內(nèi)環(huán)20接觸的滾珠30；保持滾珠30的保持架40；與該滾珠30接觸的外環(huán)50；覆蓋內(nèi)環(huán)20、滾珠30和外環(huán)50的護(hù)罩60；以及連接于外環(huán)50的軸80。
圖2是示出圖1中所示的放大的外環(huán)的剖視圖。參考圖2，外環(huán)50具有從根部56延伸到為口部的開口部分57的槽51，并且滾珠30被裝配在該槽51中。伯菲爾德型萬向節(jié)1的槽可以是圓弧(BJ)的一部分，或者可以是直線，該直線具有相對(duì)于軸線(UBJ)最大為1°的斜率。滾珠30能夠在槽51內(nèi)滾動(dòng)，槽51的內(nèi)側(cè)可以涂敷潤滑脂，以便于減小滾動(dòng)阻力。
在伯菲爾德型萬向節(jié)1的開口部分57側(cè)上設(shè)有端面52，該端面52為錐形表面，軸10和端面52通過它們的表面而相互接觸。端面53被形成為圓錐形表面。
在伯菲爾德型萬向節(jié)1中，多個(gè)滾珠30介入外環(huán)50和內(nèi)環(huán)20之間。該多個(gè)滾珠30被布置在等分外環(huán)50的旋轉(zhuǎn)軸線和內(nèi)環(huán)20的旋轉(zhuǎn)軸線之間形成的角度的平面上。用于保持滾珠30的槽51被設(shè)置在外環(huán)50上。該槽51從靠近外環(huán)50所聯(lián)接的軸80的那側(cè)上的一端延伸到遠(yuǎn)離該軸80的那側(cè)上的另一端。滾珠30和槽51之間的接觸角越靠近該另一端而越小。在該另一端側(cè)上，設(shè)有與連接于內(nèi)環(huán)20的軸10相一致的、為錐形表面的端面52。
滾珠30具有它的中心32，其運(yùn)動(dòng)軌跡是中心軌跡31。滾珠30和槽51之間的接觸點(diǎn)36被定位在開口部分57附近，該開口部分57靠近端面52。滾珠30能夠在槽51中運(yùn)動(dòng)，如雙點(diǎn)劃線所示。端面52的形狀決定了軸10的轉(zhuǎn)動(dòng)角。圖2中的實(shí)線所示的形狀是本發(fā)明的產(chǎn)品的外形，而虛線所示的形狀是現(xiàn)有產(chǎn)品的外形。在開口部分57中，根據(jù)本發(fā)明，接觸點(diǎn)36被設(shè)置在較淺位置處，由此端面52被構(gòu)造成被深深地切割。這樣，相對(duì)于外環(huán)50的中心軸線59(旋轉(zhuǎn)軸線)的轉(zhuǎn)動(dòng)角α增大。如虛線所示，與本發(fā)明的接觸點(diǎn)36相比，現(xiàn)有的滾珠30和槽的接觸點(diǎn)37并定位成離轉(zhuǎn)動(dòng)中心11比較近。因此，為錐形表面的端面53并不形成得被深深地切割，并且接觸端面53的部分與軸10的轉(zhuǎn)動(dòng)角相對(duì)應(yīng)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)角α2變得小于轉(zhuǎn)動(dòng)角α1。
圖3是沿圖2的III-III線的剖視圖。參考圖3，在現(xiàn)有產(chǎn)品中的接觸角θ1為例如30°-50°。接觸角θ1形成在連接滾珠30的中心33和槽51的中心的連線131和連接接觸點(diǎn)37和滾珠30的中心33的連線132之間。要注意圖2中由雙點(diǎn)劃線所示的滾珠30還提供了如圖3的接觸角θ1。換句話說，按照確保耐久性，靠近由雙點(diǎn)劃線所示的中心截面，接觸角被設(shè)置為30°-50°。
根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品和現(xiàn)有產(chǎn)品在由雙點(diǎn)劃線所示的靠近根部56附近的槽的形狀方面上沒有不同。
圖4是沿圖2的IV-IV線的剖視圖。參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品的接觸角θ2小于圖3所示的現(xiàn)有產(chǎn)品的接觸角θ1。因此，為錐形表面的端面52朝根部56移動(dòng)，由此轉(zhuǎn)動(dòng)角α能夠被進(jìn)一步增大。軸10的直徑為φ。也就是說，將圖3所示的接觸角減小到根據(jù)本發(fā)明的圖4所示的角度，接觸點(diǎn)37變動(dòng)到接觸點(diǎn)36。從而，用于確保接觸點(diǎn)所必須的外環(huán)50的傾斜端面能夠從端面53變到端面52，并且因此能夠防止軸10的干擾，且能夠?qū)⑥D(zhuǎn)動(dòng)角從α2增大到α1。
圖5是曲線圖，示出了接觸角和萬向節(jié)的最大角之間的關(guān)系。參考圖5，減小接觸角，能夠增大萬向節(jié)的最大角(α)。圖5中的斜率取決于該萬向節(jié)的規(guī)格的平衡。也就是說，最大角度可以根據(jù)耐久性、伯菲爾德型萬向節(jié)的所需要的規(guī)格等調(diào)節(jié)。
在靠近為口部的開口部分57上，在能夠確保接觸的形狀中，該接觸角獲得了可能的最小的角度。越靠近遠(yuǎn)離該根部56的開口部分57，該接觸角逐漸地變得越小，并且在端面52周圍得到最小值(基本為0°)。
根據(jù)本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)1具有外環(huán)50，該外環(huán)50具有連接于作為回轉(zhuǎn)體的軸80的根部56和用于接納作為配對(duì)部件的軸10的開口部分57。在該外環(huán)50上形成有槽51，該槽51從根部56延伸到開口部分57。伯菲爾德型萬向節(jié)1還包括滾珠30，該滾珠30能夠沿槽51滾動(dòng)并且在接觸點(diǎn)36處與該槽51接觸。在開口部分57上，在外環(huán)50的端面52能夠抵靠在軸10上的位置處形成一錐形表面。槽51被構(gòu)造成使得在連接槽51的中心和滾珠30的中心32的連線131和連接接觸點(diǎn)36和滾珠30的中心32的連線132之間形成的接觸角θ2越靠近遠(yuǎn)離根部56的開口部分57而越小。
圖6是包括傳動(dòng)裝置的局部剖視圖的側(cè)視圖，在該傳動(dòng)裝置上應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)。參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)1例如可以被用在車輛的驅(qū)動(dòng)輪中。圖6示出一種結(jié)構(gòu)，其中伯菲爾德型萬向節(jié)1和三球銷式萬向節(jié)2(tripod joint)經(jīng)由軸10而相連接。具體地說，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出被傳給三球銷式萬向節(jié)2，該三球銷式萬向節(jié)2的輸出經(jīng)由軸10而傳給伯菲爾德型萬向節(jié)1。連接于伯菲爾德型萬向節(jié)1的外環(huán)50的軸80被連接于轉(zhuǎn)向輪。隨著伯菲爾德型萬向節(jié)1的擺動(dòng)角(轉(zhuǎn)動(dòng)角)增加，連接于軸80的被轉(zhuǎn)向的輪胎的角度(轉(zhuǎn)向角)增加。此外，與沿著向上/向下的方向移動(dòng)的伯菲爾德型萬向節(jié)1一起，三球銷式萬向節(jié)2沿著軸向滑動(dòng)并且其長度變化。
圖7是輪轂裝置的剖視圖，在該輪轂裝置上應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)。參考圖7，外環(huán)50接觸輪轂73，并且輪轂螺栓75穿過輪轂73。在輪轂73和外環(huán)50外布置了滾珠72，并且滾珠72由外環(huán)71保持。在輪轂73的輪轂螺栓75上聯(lián)接了輪子。從輪子傳輸來的載荷經(jīng)由滾珠72而被保持在外環(huán)71上。伯菲爾德型萬向節(jié)1具有外環(huán)50、與外環(huán)50的槽51接觸的滾珠30、保持滾珠30的保持架(保持裝置)、與滾珠30接觸的內(nèi)環(huán)20、為內(nèi)環(huán)20之旋轉(zhuǎn)中心的軸10以及用于將內(nèi)環(huán)20固定于軸10的卡環(huán)13。
在這樣構(gòu)造的伯菲爾德型萬向節(jié)1的情況下，由于接觸角越靠近為口部的開口部分57而越小，因而錐形形狀可以做得比較大，并且可以增大擺動(dòng)角。前面描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以各種方式進(jìn)行修改。首先，構(gòu)成本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)只需要作為傳動(dòng)裝置的一部分提供，而且它不是必須提供給轉(zhuǎn)向輪。例如，驅(qū)動(dòng)軸和外環(huán)50可以連接，而內(nèi)環(huán)20和差動(dòng)齒輪的半軸齒輪可以連接。相反，外環(huán)50可以連接于差動(dòng)齒輪的半軸齒輪，而內(nèi)環(huán)20可以連接于驅(qū)動(dòng)軸。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不限于伯菲爾德型萬向節(jié)，它可以適用于轉(zhuǎn)動(dòng)角度取決于端面52和軸10之間的接觸的恒速萬向節(jié)。
還有，內(nèi)環(huán)20可以連接于該差動(dòng)齒輪的輸入軸上，而外環(huán)50可以連接于為差動(dòng)齒輪輸入動(dòng)力的傳動(dòng)軸。相反，外環(huán)50可以連接于該差動(dòng)齒輪的輸入軸，而內(nèi)環(huán)20可以連接于傳動(dòng)軸。
還有，根據(jù)本發(fā)明的伯菲爾德型萬向節(jié)1可以被應(yīng)用于動(dòng)力傳遞(傳輸)裝置的輸入部分。
還有，雖然外環(huán)50被設(shè)置在圖7所示的輪轂裝置的輪轂一側(cè)上，但是內(nèi)環(huán)20可以相反地被設(shè)置成連接于輪轂73，而外環(huán)50和軸10可以相互連接。
本發(fā)明可例如適用于車輛的傳動(dòng)裝置的領(lǐng)域。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述并示出了本發(fā)明，但是要清楚地理解，本發(fā)明的描述和示出僅僅是以說明和舉例的方式，而不是以限制的方式，本發(fā)明的精神和范圍只由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種恒速萬向節(jié)，包括外環(huán)(50)，其具有連接于回轉(zhuǎn)體(80)的根部(56)和接納配對(duì)部件(10)的開口部分(57)，在該外環(huán)(50)上形成有槽(51)，該槽(51)從所述根部(56)延伸到所述開口部分(57)；和滾珠(30)，其能夠沿所述槽(51)滾動(dòng)并且在接觸點(diǎn)(36，37)處與該槽(51)接觸，其中在所述開口部分(57)上，在所述外環(huán)(50)的端面(52)能夠抵靠在所述配對(duì)部件(10)上的位置處形成一錐形表面，并且所述槽(51)被構(gòu)造成使得在連接所述槽(51)的中心和所述滾珠的中心(33)的連線(131)與連接所述接觸點(diǎn)(36，37)和所述滾珠的中心(33)的連線(132)之間形成的接觸角(θ1，θ2)越靠近遠(yuǎn)離所述根部(56)的開口部分(57)而越小。
2.如權(quán)利要求1所述的恒速萬向節(jié)，其還包括保持架(40)，其保持多個(gè)所述滾珠(30)。
3.如權(quán)利要求1所述的恒速萬向節(jié)，還包括內(nèi)環(huán)(20)，其與多個(gè)所述滾珠(30)接觸，其中該多個(gè)滾珠(30)介于所述內(nèi)環(huán)(20)和所述外環(huán)(50)之間。
4.如權(quán)利要求1所述的恒速萬向節(jié)，其中所述錐形表面(52)被形成為圓錐形表面。
5.一種恒速萬向節(jié)的外環(huán)，其具有連接于回轉(zhuǎn)體(80)的根部(56)和接納配對(duì)部件(10)的開口部分(57)，在所述外環(huán)(50)上形成有槽(51)，該槽(51)從所述根部(56)延伸到所述開口部分(57)，其中具有能夠沿所述槽(51)滾動(dòng)的滾珠(30)，該滾珠(30)在接觸點(diǎn)(36，37)處與所述槽(51)接觸，在所述開口部分(57)上，在端面(52)能夠抵靠在所述配對(duì)部件(10)上的位置處形成一錐形表面，并且所述槽(51)被構(gòu)造成使得在連接所述槽(51)的中心和所述滾珠的中心(33)的連線(131)與連接所述接觸點(diǎn)(36，37)和所述滾珠(30)的中心(33)的連線(132)之間形成的接觸角(θ1，θ2)越靠近遠(yuǎn)離所述根部(56)的所述開口部分(57)而越小。
全文摘要
提供了一種具有增大的角度的伯菲爾德型萬向節(jié)。該萬向節(jié)包括外環(huán)，其具有連接于軸的根部(56)和接納配對(duì)部件的開口部分(57)。在所述外環(huán)上形成有槽(51)，該槽(51)從該根部(56)延伸到該開口部分(57)。該萬向節(jié)還包括滾珠(30)，該滾珠(30)能夠沿所述槽(51)滾動(dòng)并且在接觸點(diǎn)處與該槽(51)接觸。該槽(51)被構(gòu)造成使得接觸角越靠近遠(yuǎn)離根部(56)的開口部分(57)而越小。
文檔編號(hào)F16D3/2233GK1854548SQ20061007461
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者山埜將吾, 山本武郎 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社