專利名稱：固定式等速萬向接頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種固定式等速萬向接頭，其用于汽車或各種工業機械。
背景技術：
在固定式等速萬向接頭中，存在球籠(Rz印pa)型(BJ)、底切(undercut free)型 (UJ)等類型。球籠型(BJ)的固定式等速萬向接頭具有外圈3，如圖4所示其作為外側接 頭部件并在內周面1上按照圓周方向等間隔的方式沿軸向形成有多個滾道槽2 ；內圈6，其 作為內側接頭部件并在外周面4上按照圓周方向等間隔的方式沿軸向形成有多個滾道槽 5，所述多個滾道槽5與外圈3的滾道 槽2成對；多個滾珠7，它們介于外圈3的滾道槽2和 內圈6的滾道槽5之間來傳遞轉矩；以及隔圈(cage)8，其介于外圈3的內周面1和內圈6 的外周面4之間，用來保持滾珠7。在隔圈8上，沿圓周方向配置有多個用來收容滾珠7的 凹袋(pocket) 9。此外，外圈3的滾道槽2的曲率中心01和內圈的滾道槽5的曲率中心02相對于 接頭中心0以等距離F、F在軸向上逆向偏置(offset)。在內圈6的中心孔(內徑孔)6a中插入軸10并使軸10通過花鍵方式嵌合于中心 孔6a，利用花鍵嵌合方式而能夠在二者間傳遞轉矩。并且，在軸10的端部安裝有防止軸脫 落用的擋圈11。在外圈3的滾道槽2上形成硬化層S。在形成硬化層S的情況下，若有6個滾珠 7，則如圖4所示，就存在硬化層S未形成于開口端部的情況(專利文獻1)。這是因為如 圖5所示，當在固定式等速萬向接頭取高角度θ max (是接頭軸心線L和軸10的軸心線Ll 所成的角度，最大角度)的狀態下傳遞旋轉力時，相對于在外圈3的滾道槽底部的開口端2a 上反復產生的拉伸應力而言的疲勞強度提高。專利文獻1 日本特公昭63-5614號公報近年，固定式等速萬向接頭為了實現小型化、緊湊化，如圖6所示，存在有8個滾珠 7的情況。但是，當滾珠7為8個時，在取最大動作角θ max的情況下，如圖7所示，滾珠7 的接觸點P位于外圈3的滾道槽開口端部2a。因此，由于只要具有8個滾珠，滾珠7就滾動 至該滾道槽開口端部2a，所以需要形成直到滾道槽2的開口端部2a的硬化層S。但是，若 形成直到滾道槽2的開口端部2a的硬化層S，則當在固定式等速萬向接頭取高角度的狀態 下傳遞旋轉力時，就不能穩定得到疲勞強度。
發明內容
本發明鑒于上述課題，提供一種固定式等速萬向接頭，其即使在全角度域中也可 以得到滾珠滾動的耐磨損性和穩定的高疲勞強度特性。本發明的固定式等速萬向接頭具有外側接頭部件，其在內周面形成有多個滾道 槽；內側接頭部件，其在外周面形成有多個滾道槽；多個滾珠，所述多個滾珠介于所述外側 接頭部件的滾道槽和內側接頭部件的滾道槽之間來傳遞轉矩；以及隔圈，其具有收容該滾珠的凹袋并且被安裝在外側接頭部件和內側接頭部件之間，當所述固定式等速萬向接頭取 最大動作角時，滾珠滾動至外側接頭部件的滾道槽開口端部，其中，在外側接頭部件的滾道 槽上形成從滾道槽里側至滾道槽開口端部的硬化層，并且滾道槽開口端部處的硬化層的厚 度比其他的部位的硬化層的厚度薄。根據本發明的固定式等速萬向接頭，外側接頭部件的滾道槽的硬化層從滾道槽里 側形成到滾道槽開口端部，但在滾道槽開口端部處的硬化層薄。因此，即使在取高角度且滾 珠的接觸點位于外圈的滾道槽開口端部的狀態下來傳遞旋轉力，也可以高水平地得到相對 于在該滾道槽開口端部上反復產生的拉伸應力而言的疲勞強度。此外，即使滾道槽開口端 部的硬化層薄，使用該滾道槽開口端部的頻度也比使用其他部位的頻度少，在耐磨損性上 沒有問題。優選滾道槽開口端部處的硬化層的厚度為0.3 2. 0mm。在不足0. 3mm時，無法從 使用頻度充分得到耐磨損性。當超過2. Omm時，無法高水平地得到高角時的外側接頭部件 疲勞強度。此外，優選硬化層的厚度薄的軸向范圍為5mm以下。當超過5mm時，使用頻度多 的范圍的硬化層Sl變薄，在耐磨損性上會產生問題。作為固定式等速萬向接頭，可以為球籠型的，也可以是底切型的。在此，所謂球籠 型是指內側接頭部件的滾道槽以及外側接頭部件的滾道槽分別僅由圓弧部構成，所謂底切 型是指內側接頭部件的滾道槽以及外側接頭部件的滾道槽分別由圓弧部和直線部構成。發明效果在本發明中，即使在取高角度且滾珠的接觸點位于外圈的滾道槽開口端部的狀態 下來傳遞旋轉力，也可以高水平地得到相對于在該滾道槽開口端部上反復產生的拉伸應力 而言的疲勞強度。但是，即使滾道槽開口端部處的硬化層薄，在耐磨損性上也不存在問題。 因此，該固定式等速萬向接頭即使在全角度域也可以得到基于滾珠滾動的耐磨損性和穩定 的高疲勞強度特性，可以長期穩定發揮高效率的轉矩傳遞功能。通過使滾道槽開口端部處的硬化層的厚度為0. 3 2. 0mm，可以更加長期穩定發 揮高效率的轉矩傳遞功能。此外，通過使變薄的范圍H為5mm以下，可以實現高效率的轉矩 傳遞功能的可靠性的提高。作為固定式等速萬向接頭，可以是球籠型，也可以是底切型，可以應對各種各樣的 用途的接頭。
圖1是表示本發明的實施方式的固定式等速萬向接頭的剖面圖；圖2是所述固定式等速萬向接頭取動作角時的剖面圖；圖3是表示硬化層和疲勞強度的關系的圖表；圖4是現有的固定式等速萬向接頭的剖面圖；圖5是所述圖4的固定式等速萬向接頭取動作角時的剖面圖；圖6是其他的現有的固定式等速萬向接頭的剖面圖；圖7是所述圖6的固定式等速萬向接頭其動作角時的剖面圖。圖中21-內周面；22-滾道槽；22a-滾道槽開口端部；24-外周面；25-滾道槽；27-滾珠；28-隔圈；Sl-硬化層；
具體實施例方式以下基于圖1 圖3說明本發明的實施方式。圖1所示的第一實施方式的固定式等速萬向接頭表示球籠型 (BJ)，其具有外圈 23，其作為外側接頭部件并在內周面21上沿軸向形成有多個滾道槽22 ；以及內圈26，其作 為內側接頭部件并在外周面24上沿軸向形成有多個滾道槽25。并且，外圈23的滾道槽22 和內圈26的滾道槽25成對配置，傳遞轉矩的滾珠27介于外圈23的滾道槽22和內圈26 的滾道槽25之間。隔圈28介于外圈23的內周面21和內圈26的外周面24之間，滾珠27 保持在沿該隔圈28的圓周方向以規定間距(pitch)配置的多個凹袋(窗部)29中。外圈23的滾道槽22的曲率中心01從接頭中心0在軸向上朝向外圈23的開口側 錯開。此外，內圈26的滾道槽25的曲率中心02從接頭中心0在軸向上朝向與外圈23的 滾道槽22的曲率中心01相反側的內側以等距離F分開設置。在外圈23的開口端部設置 有缺口部33。該缺口部33具有在徑向上延伸的內徑側缺口部33a以及從該內徑側缺口部 33a的外徑端向外擴徑的錐部33b。在內圈26的中心孔(內徑孔)26a中插入軸30并使軸30與中心孔26a通過花鍵 方式嵌合，利用該花鍵嵌合方式可以在二者間傳遞轉矩。在軸30的端部安裝有防止軸脫落 用的擋圈31。在外圈23的滾道槽22上形成有硬化層Si。該硬化層Sl從槽里側形成到槽開口 端部22a。該硬化層Si，例如可以采用高頻淬火等熱處理。在此，所謂高頻淬火是應用如下 原理的一種淬火方法，該原理是在正在流通著高頻電流的線圈中放入需要淬火的部分，通 過電磁感應作用，產生焦耳熱，并加熱傳導性物體。對于硬化層Si，在滾道槽開口端部22a處的硬化層Sl的厚度比其他的部位的硬化 層的厚度薄。即，當設在滾道槽開口端部22a處的硬化層的厚度為L2，設其他部位的硬化層 的厚度為Ll時，L2 < Li。作為L2，例如設定為0. 3 2. Omm左右。與此相對，Ll通常為在 該種等速萬向接頭的外圈的滾道槽上形成的硬化層的厚度程度，設定為1 4mm左右，并且 沿軸向大致一定。此外，硬化層Sl的厚度從滾道槽開口端部22a的附近的內側(奧側)依次變薄， 該變薄的范圍H，例如為5mm以下左右。外圈23的滾道槽22的硬化層Sl雖然從滾道槽內側形成到滾道槽開口端部22a， 但在滾道槽開口端部22a的硬化層Sl薄。因此，如圖2所示，即使在取最大高角度θ max (為 接頭軸心線L和軸30的軸心線Ll所成的角度，最大角度)且滾珠27的接觸點P位于外圈 23的滾道槽開口端部22a的狀態下傳遞旋轉力，也可以高水平地得到相對于在該滾道槽開 口端部22a上反復產生的拉伸應力而言的疲勞強度。此外，即使在滾道槽開口端部22a的 硬化層Sl薄，使用該滾道槽開口端部22a的頻率也比其他的部位少，在耐磨損性上不存在 問題。因此，該固定式等速萬向接頭即使在全角度域也可以得到基于滾珠27滾動的耐磨損 性和穩定的高疲勞強度特性，可以穩定地長期發揮高效率的轉矩傳遞功能。尤其，通過使滾道槽開口端部的硬化層的厚度為0. 3 2. 0mm，可以更加穩定地長 期發揮高效率的轉矩傳遞功能。即，在不足0. 3mm時，無法從使用頻率充分得到耐磨損性。當超過2. Omm時，無法高水平地得到高角時的外側接頭部件疲勞強度。此外，通過使薄的范圍H為5mm以下，可以實現高效率的轉矩傳遞功能的信賴性提高。當超過5mm時，使用頻率多的范圍的硬化層Sl變薄，在耐磨損性上產生問題。作為等速萬向接頭，在所述實施方式中，例示了滾道槽僅由圓弧部構成的球籠型 的接頭，但也可以是滾道槽具有圓弧部以及直線部的底切型的接頭。若是底切型的接頭，就 可以實現動作角的高角化。此外，滾珠數也可以為3個以上。尤其在具有8個以上的轉矩傳遞滾珠的等速萬 向接頭中，可以確保強度、載荷容量以及耐久性，同時實現進一步的緊湊化、輕量化。以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明并不限定于所述實施方式，在不 脫離本發明的要點的范圍內，當然可以進一步實施各種各樣的方式，本發明的范圍以權利 要求書的范圍為準，進一步也含有在權利要求書的范圍內記載的等同意義以及范圍內的全 部方案。實施例研究外圈23的滾道槽的開口端部的硬化層的深度(厚度)和高角脈動扭曲疲勞 強度(高角片振D捩>9疲労強度)(安裝角43° )之間的關系，其結果如圖3的圖表所示。 從該圖表可知，在開口端部的硬化層的厚度(深度)為2mm以下的情況下，與超過2mm的情 況相比，高角脈動扭曲疲勞強度穩定且很高。并且，在圖3中，所謂安裝角是指接頭軸心線 L和軸軸心線Ll所成的角度(動作角)，在圖3的情況下為43°。工業上的利用可能性可以用于使用了能夠取高動作角的類型(例如，球籠(Rz印pa)型、伯菲爾德 (Birfield)型等)的滾珠的固定式等速萬向接頭。此外，滾珠數可以為3個至8個。
權利要求
一種固定式等速萬向接頭，其具有外側接頭部件，其在內周面形成有多個滾道槽；內側接頭部件，其在外周面形成有多個滾道槽；多個滾珠，所述多個滾珠介于所述外側接頭部件的滾道槽和內側接頭部件的滾道槽之間來傳遞轉矩；以及隔圈，其具有收容該滾珠的凹袋并且被安裝在外側接頭部件和內側接頭部件之間；當取最大動作角時，滾珠滾動至外側接頭部件的滾道槽開口端部，所述固定式等速萬向接頭的特征在于，在外側接頭部件的滾道槽上形成從滾道槽里側到滾道槽開口端部的硬化層，并且滾道槽開口端部處的硬化層的厚度比其他的部位的硬化層的厚度薄。
2.如權利要求1所述的固定式等速萬向接頭，其特征在于， 滾道槽開口端部處的硬化層的厚度為0. 3 2. 0mm。
3.如權利要求1或者權利要求2所述的固定式等速萬向接頭，其特征在于， 硬化層的厚度薄的軸向范圍為5mm以下。
4.如權利要求1 3中任一項所述的固定式等速萬向接頭，其特征在于，所述固定式等速萬向接頭是內側接頭部件的滾道槽以及外側接頭部件的滾道槽分別 僅由圓弧部構成的球籠型接頭。
5.如權利要求1 3中任一項所述的固定式等速萬向接頭，其特征在于，所述固定式等速萬向接頭是內側接頭部件的滾道槽以及外側接頭部件的滾道槽分別 由圓弧部和直線部構成的底切型接頭。
6.如權利要求1 5中任一項所述的固定式等速萬向接頭，其特征在于， 滾珠數為3 8個。
全文摘要
提供一種固定式等速萬向接頭，其即使在全角度域中也可以得到基于滾珠滾動的耐磨損性穩定的高疲勞強度。固定式等速萬向接頭具有外側接頭部件，其在內周面(21)形成有多個滾道槽(22)；內側接頭部件，其在外周面(24)形成有多個滾道槽(25)；多個滾珠(27)，它們介于外側接頭部件的滾道槽(22)和內側接頭部件的滾道槽(25)之間來傳遞轉矩；以及隔圈(28)，其具有收容該滾珠(27)的凹袋(29)并且被安裝在外側接頭部件和內側接頭部件之間。當取最大工作角時，滾珠(27)滾動至外側接頭部件的滾道槽開口端部(22a)。在外側接頭部件的滾道槽(22)上形成從滾道槽內側至滾道槽開口端部的硬化層(S1)。滾道槽開口端部(22a)處的硬化層(S1)的厚度比其他的部位的硬化層厚度薄。
文檔編號F16D3/2245GK101835999SQ20088011245
公開日2010年9月15日 申請日期2008年10月8日 優先權日2007年10月23日
發明者小林正純, 山田賢二 申請人:Ntn株式會社