本發(fā)明涉及等速萬向聯(lián)軸器,其組裝于機動車、各種工業(yè)機械的動力傳遞系統(tǒng)、例如機動車的驅動軸、傳動軸,且具備防止來自聯(lián)軸器外部的異物侵入、來自聯(lián)軸器內(nèi)部的潤滑劑泄漏的防護罩。
背景技術:
例如,作為從機動車的發(fā)動機向車輪等速地傳遞旋轉力的機構來使用的等速萬向接頭有固定式等速萬向接頭和滑動式等速萬向接頭這兩種。上述兩種等速萬向接頭具備如下結構:將驅動側與從動側的兩軸連結,即使這兩軸具有工作角也能夠等速地傳遞轉矩。
從機動車的發(fā)動機向驅動車輪傳遞動力的驅動軸需要與發(fā)動機和車輪的相對位置關系的變化所引起的角度位移及軸向位移對應,因此通常具備如下結構:在發(fā)動機側(內(nèi)盤側)設置有允許角度位移以及軸向位移這兩方的滑動式等速萬向接頭,在驅動車輪側(外盤側)設置有僅允許角度位置的固定式等速萬向接頭,利用軸將這兩種等速萬向接頭連結。
如圖15所示,固定式等速萬向聯(lián)軸器具備:外側聯(lián)軸器構件123,其在內(nèi)徑面121以圓周方向上等間隔的方式沿軸向形成有多個滾道槽122;內(nèi)側聯(lián)軸器構件126,其在外徑面124以圓周方向上等間隔的方式沿軸向形成有與外側聯(lián)軸器構件123的滾道槽122成對的多個滾道槽125;多個滾珠127,其夾在外側聯(lián)軸器構件123的滾道槽122與內(nèi)側聯(lián)軸器構件126的滾道槽125之間并傳遞轉矩;以及保持器128,其夾在外側聯(lián)軸器構件123的內(nèi)徑面121與內(nèi)側聯(lián)軸器構件126的外徑面124之間且保持滾珠127。
另外,在內(nèi)側聯(lián)軸器構件126的軸孔內(nèi)徑面形成有內(nèi)花鍵129,在嵌入該內(nèi)側聯(lián)軸器構件126的軸孔的軸130的端部形成有外花鍵131。因此,通過使軸130的端部嵌入內(nèi)側聯(lián)軸器構件126的軸孔,從而內(nèi)側聯(lián)軸器構件126的內(nèi)花鍵129與軸130的外花鍵131以能夠傳遞轉矩的方式嵌合。在軸130的端部安裝有擋圈132,由此,限制軸130的脫出。需要說明的是,外側聯(lián)軸器構件123包括:在內(nèi)徑面121形成有多個滾道槽122的口部123a、以及從該口部123a的底壁突出設置的桿部(軸部)123b。
另外,滑動式等速萬向聯(lián)軸器具備:外側聯(lián)軸器構件141,其在內(nèi)周設置有沿軸線方向延伸的三個滾道槽140并且設置有與各滾道槽140的內(nèi)側壁相互對置的滾子引導面140a;作為內(nèi)側聯(lián)軸器構件的三球銷構件143,其具有三個腳軸142;作為轉矩傳遞機構的滾子144,其旋轉自如地支承于所述腳軸142并且旋轉自如地插入所述外側聯(lián)軸器構件141的滾道槽140。在該情況下,滾子144經(jīng)由沿周向配設的多個輥145外嵌于腳軸142的外徑面。
外側聯(lián)軸器構件141具備一體形成的口部141a和桿部141b。口部141a呈一端呈開口的杯狀,在其內(nèi)徑面形成有沿軸向延伸的三個所述滾道槽140。三球銷構件143具備凸臺146與所述腳軸142。腳軸142從凸臺的圓周方向的三等分位置沿徑向突出。
在凸臺146的內(nèi)徑面形成有內(nèi)花鍵148,軸150的內(nèi)需側的端部插入該凸臺146,設置于軸150的端部的外花鍵149與凸臺146的內(nèi)花鍵148嵌合,由此,軸150與三球銷構件143以能夠傳遞轉矩的方式嵌合。在軸150的端部安裝有擋圈152,由此,限制軸150的脫出。
在這些固定式等速萬向聯(lián)軸器或者滑動式等速萬向聯(lián)軸器中,為了防止封入聯(lián)軸器內(nèi)部的潤滑脂等潤滑劑的泄漏并且防止來自聯(lián)軸器外部的異物侵入,通過在等速萬向聯(lián)軸器的外側聯(lián)軸器構件123(141)與從內(nèi)側聯(lián)軸器構件126(143)延伸的軸130(150)之間安裝橡膠制或者樹脂制的防護罩160,通過防護罩160閉塞外側聯(lián)軸器構件123(141)的開口部。
如圖15以及圖16所示,防護罩160包括:大徑端部160a,其利用防護罩帶161緊固固定于等速萬向聯(lián)軸器的外側聯(lián)軸器構件123(141)的開口部外周面;小徑端部160b,其利用防護罩帶162緊固固定于從等速萬向聯(lián)軸器的內(nèi)側聯(lián)軸器構件126(143)延伸的軸130(150)的外周面;以及伸縮自如的蛇腹部160c,其將大徑端部160a與小徑端部160b連結,交替地連續(xù)形成有凸部與凹部且從大徑端部160a朝向小徑端部160b縮徑。
等速萬向聯(lián)軸器具備在具有工作角的同時旋轉的功能,此外滑動式等速萬向聯(lián)軸器具有在沿軸向滑動的同時旋轉的功能。因此,為了確保防護罩的耐磨損性、耐疲勞性等的耐久性,以往提出了各種方案。
即,為了抑制防護罩的磨損,在以往的等速萬向聯(lián)軸器中,采取增大防護罩的凹部的內(nèi)徑、如專利文獻1那樣將防護罩的凹部的內(nèi)周面設為耐磨損的形狀、或者如專利文獻2那樣減小軸的外周面的表面粗糙度的各種各樣的對策。
此外,如專利文獻3那樣,在防護罩材料內(nèi)中添加用于降低磨損、噪聲的成分,如專利文獻4那樣,在由二烯系橡膠材料構成的防護罩的表面設置有混合四氟化乙烯樹脂粉末而成的合成樹脂作為不連續(xù)被膜。在該專利文獻4中,通過像這樣設置有不連續(xù)被膜,從而能夠穩(wěn)定地發(fā)揮表面的低摩擦特性、耐磨損性。
另外,在專利文獻5中,將蛇腹部劃分為大徑安裝部附近部分、小徑安裝部附近部分、以及中央部分這三個部分,并使這些部位的剛性不同。即,將各部位的剛性的關系設為,中央部分>大徑安裝部附近部分>小徑安裝部附近部分。此外,在專利文獻6中,限定凸部的直徑以及凹部的直徑等。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2007-57071號公報
專利文獻2:日本特開2010-32002號公報
專利文獻3:日本特開2001-173672號公報
專利文獻4:日本特開平8-86319號公報
專利文獻5:日本特開2002-257152號公報
專利文獻6:日本特開平5-149346號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
然而,對于機動車、各種工業(yè)機械而言,小型輕型化的需求提高,對于等速萬向聯(lián)軸器用防護罩也期望緊湊化的設計。對此,作為抑制在防護罩的凹部的內(nèi)周面產(chǎn)生的磨損的對策,如前述那樣,增大防護罩的凹部的內(nèi)徑會導致聯(lián)軸器重量的增加,并且存在與聯(lián)軸器的周邊部件干涉的可能性,因此稱不上實用的對策。
另外,由于等速萬向聯(lián)軸器具有工作角、或滑動,因此防護罩為了追隨等速萬向聯(lián)軸器的動作而變形。對于具有工作角的方向的相位(以下,稱為壓縮側),當具有較大工作角時,凹部內(nèi)表面容易與軸接觸。通常,軸的外周面存車削加工產(chǎn)生的導引面,由于該蛇腹部的凹部的內(nèi)周面與軸的外周面的接觸,蛇腹部的凹部的內(nèi)周面容易產(chǎn)生磨損,防護罩的耐久性降低導致壽命變短。
然而,專利文獻1以及專利文獻2所公開的等速萬向聯(lián)軸器均無法避免防護罩的凹部的內(nèi)周面與軸的外周面的接觸。對于該防護罩的凹部的內(nèi)周面與軸的外周面而言,在等速萬向聯(lián)軸器具有工作角且旋轉時,伴隨有軸向以及周向的相對移動,因此在防護罩的凹部的內(nèi)周面與軸的外周面之間產(chǎn)生摩擦。由于該摩擦而在防護罩的凹部的內(nèi)周面產(chǎn)生磨損。此外,為了減小軸的外周面的表面粗糙度,需要進行對于軸的表面處理而難以實現(xiàn)成本降低。
對于專利文獻3所記載的等速萬向聯(lián)軸器而言,能夠期待耐磨損性的提高、噪聲減少,但對于防護罩蛇腹部的凹部與軸的干涉摩擦未形成充分的對策,反而成為使耐疲勞性、耐久性降低、使大徑端部以及小徑端部的密封性降低的重要因素。
另外,對于專利文獻4所記載的等速萬向聯(lián)軸器而言,即便在將這種不連續(xù)被膜施加于防護罩內(nèi)表面的情況下,也難以獲得足夠的凹部內(nèi)表面的耐磨損性。在專利文獻5以及專利文獻6中提出了針對防護罩形狀進行研究的方案,但在任一情況下均不足以作為提高凹部內(nèi)表面的耐磨損性的機構,并且,防護罩整體的緊湊性欠佳。
因此,本發(fā)明是鑒于前述的問題點而提出的,其目的在于提供能夠可靠地抑制防護罩的內(nèi)周面與軸的外周面的接觸導致的防護罩的內(nèi)周面的磨損的等速萬向聯(lián)軸器。
用于解決課題的手段
作為用于達成前述目的的技術手段,本發(fā)明涉及一種等速萬向聯(lián)軸器,其具備:外側聯(lián)軸器構件,外側聯(lián)軸器構件在一端具有開口部;以及內(nèi)側聯(lián)軸器構件,在內(nèi)側聯(lián)軸器構件與所述外側聯(lián)軸器構件之間經(jīng)由轉矩傳遞構件來允許角度位移并且傳遞轉矩,閉塞外側聯(lián)軸器構件的開口部的防護罩的端部緊固固定于外側聯(lián)軸器構件的安裝部位以及從內(nèi)側聯(lián)軸器構件延伸的軸構件的安裝部位,等速萬向聯(lián)軸器的特征在于,在軸構件相對于外側聯(lián)軸器構件具有工作角時軸構件的外周面中的至少供防護罩的內(nèi)周面接觸的部位設置有中間構件,中間構件降低伴隨軸構件的外周面與防護罩的內(nèi)周面的相對移動而產(chǎn)生的摩擦所導致的磨損。在此,相對移動是指軸向以及周向上的相對移動。
在本發(fā)明中,通過將降低伴隨軸構件的外周面與防護罩的內(nèi)周面的相對移動而產(chǎn)生的摩擦所導致的磨損的中間構件設置在軸構件相對于外側聯(lián)軸器構件具有工作角時軸構件的外周面中的至少供防護罩的內(nèi)周面接觸的部位,而使伴隨軸構件的外周面與防護罩的內(nèi)周面的相對移動而產(chǎn)生的摩擦分散,從而能夠降低防護罩的內(nèi)周面的摩擦,能夠抑制該摩擦所導致的防護罩的內(nèi)周面的磨損。
優(yōu)選為,本發(fā)明中的降低伴隨相對移動而產(chǎn)生的摩擦的中間構件為滑動軸承。這樣一來,能夠通過簡單的機構構成降低摩擦的中間構件。在該情況下,在防護罩的內(nèi)周面與軸構件的外周面之間夾有滑動軸承,從而防護罩的內(nèi)周面相對于滑動軸承的外周面滑動,并且滑動軸承的內(nèi)周面相對于軸構件的外周面滑動。因此,能夠使防護罩的內(nèi)周面與滑動軸承的外周面的相對移動量比防護罩的內(nèi)周面與軸構件的外周面的相對移動量小。換句話說,能夠使防護罩與滑動軸承的摩擦比防護罩與軸構件的摩擦小,因此能夠可靠地抑制該摩擦所導致的防護罩的內(nèi)周面的磨損。
優(yōu)選為,本發(fā)明中的降低伴隨相對移動而產(chǎn)生的摩擦的中間構件沿著軸向獨立地排列設置有多個滑動軸承。這樣一來,通過減少每個滑動軸承與軸構件的外周面的接觸面積,從而滑動軸承容易在軸構件的外周面滑動。因此,能夠進一步減小防護罩的內(nèi)周面與滑動軸承的外周面的相對移動量。另外,即便與防護罩的內(nèi)周面在多個部位接觸,但由于各個滑動軸承獨立地在軸構件的外周面滑動,因此能夠進一步抑制防護罩與內(nèi)周面的滑動軸承的相對移動量。
優(yōu)選為,本發(fā)明中的降低伴隨相對移動而產(chǎn)生的摩擦的中間構件由覆蓋軸構件的外周面的筒狀構件構成,在該筒狀構件的周向上的至少一個部位沿著軸向形成有能夠接合的一對端部。這樣一來,能夠將降低伴隨相對移動而產(chǎn)生的摩擦的中間構件容易地組裝于軸構件。換句話說,通過將軸構件收容于處于一對端部分離的狀態(tài)的筒狀構件,然后接合一對端部,能夠完成筒狀構件向軸構件的組裝。
也可以為,降低伴隨相對移動而產(chǎn)生的摩擦的中間構件由覆蓋軸構件的外周面的筒狀構件構成,該筒狀構件能夠相對于軸構件在周向以及軸向上移動。
優(yōu)選為,所述筒狀構件以到達軸向兩端緣的方式形成有軸向狹縫。
所述筒狀構件可以為能夠進行內(nèi)徑尺寸變得比軸構件的軸端部部位的最大外徑尺寸大的擴徑、此外能夠進行軸向狹縫的周向上的寬度尺寸變得比軸構件的供防護罩的內(nèi)周面接觸的部位的外徑尺寸大的擴徑、且在向供防護罩的內(nèi)周面接觸的部位安裝時縮徑為能夠相對于軸構件在周向以及軸向上移動的內(nèi)徑尺寸的構件,也可以為內(nèi)徑尺寸比供防護罩的內(nèi)周面接觸的部位小、且在向供防護罩的內(nèi)周面接觸的部位安裝時擴徑為能夠相對于軸構件在周向以及軸向上移動的內(nèi)徑尺寸的構件。
優(yōu)選為,在所述筒狀構件的內(nèi)周面與軸構件的外周面之間夾有封入聯(lián)軸器內(nèi)部的潤滑劑。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,通過將降低伴隨軸構件的外周面與防護罩的內(nèi)周面(在軸向以及周向上)的相對移動而產(chǎn)生的摩擦所導致的磨損的中間構件設置在軸構件相對于外側聯(lián)軸器構件具有工作角時軸構件的外周面中的至少供防護罩的內(nèi)周面接觸的部位,而使伴隨軸構件的外周面與防護罩的內(nèi)周面的相對移動而產(chǎn)生的摩擦分散,從而能夠降低防護罩的內(nèi)周面的摩擦,能夠抑制該摩擦所導致的防護罩的內(nèi)周面的磨損。其結果是,能夠實現(xiàn)耐久性優(yōu)異的長壽命的等速萬向聯(lián)軸器。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式中處于工作角為0°的狀態(tài)下的等速萬向聯(lián)軸器的剖視圖。
圖2是示出圖1的等速萬向聯(lián)軸器具有工作角的狀態(tài)的剖視圖。
圖3是示出本發(fā)明的第二實施方式中處于工作角為0°的狀態(tài)下的等速萬向聯(lián)軸器的剖視圖。
圖4是示出圖3的等速萬向聯(lián)軸器具有工作角的狀態(tài)的剖視圖。
圖5是示出滑動軸承的結構的一例的側視圖。
圖6是示出將圖5的滑動軸承安裝于軸的狀態(tài)的側視圖。
圖7是示出滑動軸承的結構的另一例的側視圖。
圖8是示出將圖7的滑動軸承安裝于軸的狀態(tài)的側視圖。
圖9是示出本發(fā)明的第三實施方式中處于工作角為0°的狀態(tài)下的等速萬向聯(lián)軸器的剖視圖。
圖10是示出將圖9所示的圓筒構件安裝于軸的方法的側視圖。
圖11是示出本發(fā)明的第四實施方式中處于工作角為0°的狀態(tài)下的等速萬向聯(lián)軸器的剖視圖。
圖12是示出本發(fā)明的第五實施方式中處于工作角為0°的狀態(tài)下的等速萬向聯(lián)軸器的剖視圖。
圖13是示出本發(fā)明的第六實施方式中處于工作角為0°的狀態(tài)下的等速萬向聯(lián)軸器的剖視圖。
圖14A是具有沿著軸心方向的狹縫的圓筒構件的簡要立體圖。
圖14B是具有凹凸嵌合齒狀的狹縫的圓筒構件的簡要立體圖。
圖14C是具有三角齒狀的狹縫的圓筒構件的簡要立體圖。
圖14D是具有相對于軸心方向傾斜狀的狹縫的圓筒構件的簡要立體圖。
圖14E是具有波形齒狀的狹縫的圓筒構件的簡要立體圖。
圖14F是將帶板狀體卷繞設置成螺旋狀的圓筒構件的簡要立體圖。
圖15是以往的固定式等速萬向聯(lián)軸器的剖視圖。
圖16是以往的滑動式等速萬向聯(lián)軸器的剖視圖。
具體實施方式
以下,詳細敘述本發(fā)明涉及的等速萬向接頭的實施方式。在以下的實施方式中,示例了作為僅允許角度位移的固定式等速萬向聯(lián)軸器的球籠式等速萬向聯(lián)軸器,但本發(fā)明除球籠式等速萬向聯(lián)軸器以外,還能夠應用于免根切式等速萬向聯(lián)軸器等其他固定式等速萬向聯(lián)軸器。此外,本發(fā)明還應能夠應用于允許角度位移以及軸向位移這兩方的三球銷式、十字槽式以及雙圈式等速萬向聯(lián)軸器這樣的滑動式等速萬向聯(lián)軸器。需要說明的是,本發(fā)明能夠應用于組裝于機動車的驅動軸、傳動軸的等速萬向聯(lián)軸器。
圖1示出處于工作角為0°的狀態(tài)下的第一實施方式的等速萬向聯(lián)軸器。該等速萬向聯(lián)軸器的主要構成要素包括:杯狀的外側聯(lián)軸器構件10,在球面狀內(nèi)周面12的圓周方向上的多個部位形成有沿軸向延伸的圓弧狀的滾道槽11;內(nèi)側聯(lián)軸器構件20,其在球面狀外周面22的圓周方向上的多個部位形成有與該外側聯(lián)軸器構件10的滾道槽11成對且沿軸向延伸的圓弧狀的滾道槽21;作為轉矩傳遞構件的多個滾珠30,其夾在外側聯(lián)軸器構件10的滾道槽11與內(nèi)側聯(lián)軸器構件20的滾道槽21之間;以及保持器40,其配置在外側聯(lián)軸器構件10的球面狀內(nèi)周面12與內(nèi)側聯(lián)軸器構件20的球面狀外周面22之間,利用在圓周方向上等間隔的方式形成的球袋保持滾珠30。
在該等速萬向聯(lián)軸器中,作為軸構件的軸50的軸端部位51通過花鍵嵌合以能夠傳遞轉矩的方式與內(nèi)側聯(lián)軸器構件20的軸孔連結。為了防止封入聯(lián)軸器內(nèi)部的潤滑脂等潤滑劑的泄漏并且防止來自聯(lián)軸器外部的異物侵入,這種等速萬向聯(lián)軸器具備在外側聯(lián)軸器構件10與軸50之間安裝有例如樹脂制或者橡膠制的蛇腹狀防護罩60的結構。在軸50的端部安裝有擋圈55,由此,限制軸50的脫出。需要說明的是,外側聯(lián)軸器構件10包括:在內(nèi)徑面形成有多個滾道槽11的口部10a、以及從該口部10a的底壁突出設置的桿部(軸部)10b。
這樣,通過將潤滑劑(未圖示)封入外側聯(lián)軸器構件10以及防護罩60的內(nèi)部空間,從而在軸50相對于外側聯(lián)軸器構件10具有工作角并進行旋轉的動作時,確保聯(lián)軸器內(nèi)部的滑動部位,換句話說,由外側聯(lián)軸器構件10、內(nèi)側聯(lián)軸器構件20、滾珠30以及保持器40構成的構成部件之間的滑動部位的潤滑性。
前述的防護罩60包括:大徑端部61,其利用防護罩帶71緊固固定于外側聯(lián)軸器構件10的安裝部位即開口部的外周面;小徑端部62,其利用防護罩帶72緊固固定于從內(nèi)側聯(lián)軸器構件20延伸的軸50的安裝部位52的外周面;以及伸縮自如的蛇腹部65,其連接大徑端部61與小徑端部62,且交替地連續(xù)形成有凸部63與凹部64且從大徑端部61朝向小徑端部62縮徑。
另外,前述的軸50具備:軸端部位51,其被壓入內(nèi)側聯(lián)軸器構件20的軸孔;安裝部位52,其供防護罩60的小徑端部62緊固固定;以及中間部位53,其位于軸端部位51與安裝部位52之間。該軸50的中間部位53具有比軸端部位51以及安裝部位52小的外徑,且沿著軸向具有平滑的外周面。在該軸50的中間部位53的外側配置有防護罩60的蛇腹部65。
圖2示出等速萬向聯(lián)軸器具有工作角的狀態(tài)。這樣,在等速萬向聯(lián)軸器具有工作角的情況下,防護罩60的一側(圖示上側)被壓縮,在該一側蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面容易與軸50的外周面接觸。特別是,蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與軸50的外周面存在相對移動(參照圖1),因此在蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與軸50的外周面之間產(chǎn)生摩擦。
因此,在該實施方式中,為了抑制因該摩擦而在防護罩60的蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面產(chǎn)生的磨損,在等速萬向聯(lián)軸器具有工作角時軸50的外周面中的至少與蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面接觸的部位,換句話說,在軸50的中間部位53的外周面設置有中間構件,該中間構件降低伴隨于蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與軸50的中間部位53的外周面的相對移動而產(chǎn)生的摩擦所導致的磨損。
作為降低伴隨于該相對移動而產(chǎn)生的摩擦的中間構件,滑動軸承80在能夠通過簡單的機構構成降低伴隨于相對移動產(chǎn)生的摩擦的中間構件這一方面是有效的。滑動軸承80安裝為遍及軸50的中間部位53的大致全長而覆蓋其中間部位53。另外,該滑動軸承80以相對于軸50的中間部位53設置有間隙的狀態(tài)安裝,因此能夠避免與軸50的共同旋轉?;瑒虞S承80由具有自潤滑性的樹脂等制成,從而容易減輕蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面的磨損。此外,也可以在該滑動軸承80的外周面形成涂敷膜。該涂敷膜的形成在抑制滑動軸承80的外周面與蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面的接觸所導致的磨損這一方面是有效的。
作為構成滑動軸承80的材料,例如具有自潤滑性的樹脂,可以列舉聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚醚酮(PEEK)、氟樹脂(四氟化乙烯)、氟樹脂系彈性體(氟橡膠)、聚苯硫醚、聚甲醛、聚酰胺以及聚乙烯等。需要說明的是,作為滑動軸承80的材料,也可以為具有自潤滑性的樹脂以外的材料。但是,在使用硬度比樹脂高的金屬等的情況下,為了抑制磨損,優(yōu)選在滑動軸承80的外周面形成有涂敷膜。
通過將由以上的結構構成的滑動軸承80安裝于軸50的中間部位53,從而在等速萬向聯(lián)軸器具有工作角時,防護罩60的蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面不與進行淬火硬化處理后的軸50的中間部位53的外周面直接接觸。換句話說,在蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與軸50的中間部位53的外周面之間夾有滑動軸承80。由此,在防護罩60的一側,其蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與滑動軸承80的外周面接觸,蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面相對于滑動軸承80的外周面滑動,并且滑動軸承80的內(nèi)周面相對于軸50的中間部位53的外周面滑動。
因此,能夠使蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與滑動軸承80的外周面的相對移動量比蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與軸50的中間部位53的外周面的相對移動量小。換句話說,能夠使防護罩60與滑動軸承80的摩擦比防護罩60與軸50的摩擦小,因此能夠可靠地抑制該摩擦所導致的蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面的磨損。這樣,通過使用滑動軸承80,蛇腹部65的凹部64的磨損不受軸50的中間部位53的外周面的面粗糙度影響,另外,不需要對于軸50的表面處理。
在此,在將防護罩60的蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與滑動軸承80的外周面的最大接觸面壓設為P[MPa],將防護罩60相對于滑動軸承80的滑動速度設為V[mm/s]的情況下,該最大接觸面壓P與滑動速度V之積即PV值優(yōu)選為3000[MPa·mm/s]以下。通過使該PV值為3000以下,能夠抑制蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面的磨損(磨損量小于0.05mm)。需要說明的是,若該PV值大于3000,則難以獲得所希望的磨損抑制效果。
在圖1以及圖2的等速萬向聯(lián)軸器中,具備將一個滑動軸承80設置于軸50的中間部位53的外周面的結構,但也可以如示出第二實施方式的圖3以及圖4所示的等速萬向聯(lián)軸器那樣,采用將多個滑動軸承81設置于軸50的中間部位53的外周面的結構。這些滑動軸承81沿著軸向獨立地排列設置于軸50的中間部位53的外周面。需要說明的是,對于滑動軸承81的材料、功能以及作用效果,與圖1以及圖2的等速萬向聯(lián)軸器中使用的一個滑動軸承80相同,因此省略重復說明。
如上述那樣,通過使用多個滑動軸承81,減少每個滑動軸承與軸50的中間部位53的外周面的接觸面積,從而滑動軸承81容易在軸50的中間部位53的外周面滑動。因此,能夠進一步降低伴隨防護罩60的蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與滑動軸承81的外周面的相對移動而產(chǎn)生的摩擦。另外,即便與蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面在多個部位接觸,但各個滑動軸承81獨立地在軸50的中間部位53的外周面滑動,因此能夠進一步抑制伴隨于蛇腹部65的凹部64的內(nèi)周面與滑動軸承的相對移動而產(chǎn)生的摩擦。
圖1~圖4所示的等速萬向聯(lián)軸器中使用的滑動軸承80、81采用在其周向的至少一個部位如圖5以及圖7所示沿著軸向形成有能夠接合的一對端部(后述的卡合部84、85)的結構即可。通過采用這種結構,能夠容易地將滑動軸承80、81安裝于軸50的中間部位53。
圖5的滑動軸承80、81是在一個部位設置有能夠接合的端部的示例,具備將通過連結部82連結的兩個半割部83設為開閉自如且在各個半割部83的端部形成有能夠接合的卡合部84、85的結構。連結部82通過在內(nèi)周形成切口從而使兩個半割部83開閉自如。一方的卡合部84呈使內(nèi)徑側沿周向突出且從基端朝向前端變?yōu)楹癖诘男螤?,另一方的卡合?5呈使外徑側沿周向突出且從基端朝向前端變?yōu)楹癖诘男螤睢?/p>
該滑動軸承80、81通過采用前述的結構,從而在將兩個半割部83打開的狀態(tài)下將軸50的中間部位53收容在其內(nèi)部,如圖6所示,通過接合一方的卡合部84與另一方的卡合部85,從而完成向軸50的中間部位53的組裝。一方的卡合部84與另一方的卡合部85呈相互從基端朝向前端變?yōu)楹癖诘男螤?,因此在組裝后不會偏移,能夠維持牢固的接合狀態(tài)。
圖7的滑動軸承80、81是在兩個部位設置有能夠接合的端部的示例,具備在獨立分離的兩個半割部86的兩端部形成有能夠接合的卡合部87、88的結構。各個半割部86的一方的卡合部87呈使內(nèi)徑側沿周向突出且從基端朝向前端變?yōu)楹癖诘男螤睿硪环降目ê喜?8呈使外徑側沿周向突出且從基端朝向前端變?yōu)楹癖诘男螤睢?/p>
該滑動軸承80、81通過采用前述的結構,從而將軸50的中間部位53配置在兩個半割部86之間,如圖8所示,通過接合位于一方的半割部86的兩端部的卡合部87、88、位于另一方的半割部86的兩端部的卡合部87、88,從而完成向軸50的中間部位53的組裝。一方的卡合部87與另一方的卡合部88呈相互從基端朝向前端變?yōu)楹癖诘男螤?,因此在組裝后不會偏移,能夠維持牢固的接合狀態(tài)。
需要說明的是,在以上的實施方式中,對作為降低伴隨相對移動而產(chǎn)生的摩擦的中間構件使用滑動軸承80、81的情況進行了說明,但本發(fā)明不限于此,作為降低伴隨相對移動而產(chǎn)生的摩擦的其他中間構件,也可以使用滾動軸承。
接下來,圖9示出第三實施方式,在該情況下,降低伴隨相對移動而產(chǎn)生的摩擦的中間構件由覆蓋作為軸構件的軸50的外周面的筒狀構件100構成,筒狀構件100能夠相對于該軸50進行周向(箭頭A方向)以及軸向(箭頭B方向)的移動。
如圖10所示,該筒狀構件100設置有到達軸向兩端的沿著軸向的直線狀的狹縫101。即,筒狀構件100的橫剖面形狀形成為在其的局部形成有切口部的圓形形狀。因此,通過擴大狹縫101的寬度尺寸,而使該筒狀構件100擴徑,能夠與軸50的中間部位53嵌合。
即,使狹縫101如圖10的箭頭A1、A2所示成為擴張狀態(tài),使筒狀構件100的內(nèi)徑尺寸比軸50的軸端部位51的外徑尺寸大。在該狀態(tài)下,如箭頭C所示,形成為經(jīng)由軸50的軸端部位51嵌入軸50的中間部位53的嵌入狀態(tài)?;蛘?,使狹縫101成為進一步擴張的狀態(tài),使狹縫101的周向寬度比軸50的中間部位53的直徑大,從而形成為嵌入軸50的中間部位53的嵌入狀態(tài)。在該嵌入狀態(tài)下,解除施加于該筒狀構件100的擴徑力。由此,通過該筒狀構件100的復原力,筒狀構件100縮徑而恢復自由狀態(tài)的直徑。另外,也可以為,在筒狀構件100比軸50的軸端部位51的外徑尺寸大的狀態(tài)下解除擴徑力也不恢復初始的直徑,只要在嵌入中間部位53的狀態(tài)下通過給予縮徑力而恢復沿著軸50的中間部位53的自由狀態(tài)即可。
該自由狀態(tài)下的筒狀構件100的內(nèi)徑尺寸設定為比軸50的中間部位53的外徑尺寸大0.1mm~1mm左右。另外,作為筒狀構件100的軸向長度,設為如下的尺寸,比中間部位53短,在該等速萬向聯(lián)軸器具有任意的工作角而旋轉時,與防護罩60的蛇腹部65的凹部64接觸,且能夠允許該凹部64沿軸心方向移動的滑動量。
筒狀構件100的材質可以為金屬制,可以為樹脂制,也可以為橡膠制。然而,在向軸50安裝時擴大筒狀構件100的內(nèi)徑,因此需要允許該變形,并且在安裝后恢復滿足與上述的軸50的安裝條件的尺寸的特性。作為金屬制能夠使用鐵、鋁,在金屬制的筒狀構件100的情況下,若壁厚過厚則難以擴徑,恢復初始的自由狀態(tài)的作業(yè)性也降低,存在筒狀構件100產(chǎn)生不必要的局部變形的可能性,因此并不優(yōu)選。因此,在鐵制、鋁制的情況下,設定為0.01mm~0.5mm的厚度。
在樹脂制、橡膠制的情況下,與金屬制相比壁厚尺寸的自由度大,但若壁厚尺寸變大,則開始與防護罩60的凹部64接觸的工作角變小。因此,擔心對防護罩60的變形狀態(tài)、疲勞性帶來影響。因此,在樹脂制、橡膠制的情況下,作為壁厚尺寸優(yōu)選為1mm以下。樹脂的材質能夠應用熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂、熱塑性彈性體等,但若考慮向軸50安裝的安裝性,則優(yōu)選熱塑性樹脂、熱塑性彈性體。在熱塑性樹脂的情況下,即便選擇較硬的材料,也能夠在加熱而軟化的狀態(tài)下安裝于軸50。若為熱塑性彈性體,則能夠在常溫下容易地安裝于軸50。另外,作為橡膠,可以使用二烯系橡膠、非二烯系橡膠等通常已知的材料。
另外,在等速萬向聯(lián)軸器中封入有用于潤滑的潤滑劑(潤滑脂)。在該情況下,如所述那樣,筒狀構件100的內(nèi)徑尺寸設定為比中間部位53的外徑尺寸大0.1mm~1mm左右,因此在軸50與筒狀構件100之間存在微小的間隙,在該間隙中存在有潤滑脂。
接下來,在圖11中,與圖9所示的等速萬向聯(lián)軸器不同,將軸50的中間部位53的軸向長度設定得較短。在該情況下,所安裝的防護罩60的軸向長度設定為較短。即,在圖9中,防護罩60的蛇腹部65的凸部63為六個而凹部64為五個,在圖11的防護罩60中,蛇腹部65的凸部63為四個而凹部64為三個。
因此,與軸50的中間部位53的軸向長度相對應地由短尺寸的筒狀體構成筒狀構件100。在該情況下,通過擴大狹縫101(參照圖10)的寬度尺寸,使該筒狀構件100擴徑,從而嵌合于軸50的中間部位53。并且,將該自由狀態(tài)下的筒狀構件100的內(nèi)徑尺寸設定為,比筒狀構件100的中間部位53的外徑尺寸大0.1mm~1mm左右。因此,筒狀構件100能夠相對于該軸在周向(箭頭A方向)以及軸向(箭頭B方向)上移動。
接下來,在圖12中,作為等速萬向聯(lián)軸器采用三球銷式的滑動式等速萬向聯(lián)軸器。該滑動式等速萬向聯(lián)軸器具備:外側聯(lián)軸器構件106,其在內(nèi)周設置有沿軸線方向延伸的三個滾道槽105并且設置有與各滾道槽105的內(nèi)側壁相互對置的滾子引導面105a;作為內(nèi)側聯(lián)軸器構件的三球銷構件108,其具有三個腳軸107;作為轉矩傳遞機構的滾子109,其旋轉自如地支承于所述腳軸107并且旋轉自如地插入所述外側聯(lián)軸器構件106的滾道槽105。在該情況下,滾子109經(jīng)由沿周向配設的多個輥110而外嵌于腳軸107的外徑面。
外側聯(lián)軸器構件106具備一體形成的口部106a和桿部106b??诓?06a在一端呈開口的杯狀,在其內(nèi)徑面形成有沿軸向延伸的三個所述滾道槽105。三球銷構件108具備凸臺111與所述腳軸107。腳軸107從軸套111的圓周方向的三等分位置向徑向突出。
在凸臺111的內(nèi)徑面形成有內(nèi)花鍵112,軸50的端部插入該凸臺111,設置于軸50的端部的外花鍵113與凸臺111的內(nèi)花鍵112嵌合,由此,軸50與三球銷構件108以能夠傳遞轉矩的方式結合。在軸50的端部安裝有擋圈56,由此,限制軸50的脫出。
在該情況下,在防護罩60中,其蛇腹部65的凸部63為八個,其蛇腹部65的凹部64為七個。另外,使小徑端部62側的四個凹部64接近軸50的中間部位53。因此,將外嵌于軸50的中間部位53的筒狀構件100形成為與上述四個凹部64對應的軸向長度。
在該情況下,將該自由狀態(tài)下的筒狀構件100的內(nèi)徑尺寸設定為比軸50的中間部位53的外徑尺寸大0.1mm~1mm左右。因此,筒狀構件100能夠相對于該軸在周向(箭頭A方向)以及軸向(箭頭B方向)上移動。
接下來,在圖13所示的外側聯(lián)軸器構件中,在筒狀構件100的安裝狀態(tài)下,形成有規(guī)定寬度寸T的狹縫101。在該情況下,在將筒狀構件100安裝于軸50的中間部位53前的狀態(tài)下,筒狀構件100的內(nèi)徑尺寸可以設定為比軸50的中間部位53的外徑尺寸小,也可以設定為比軸50的中間部位53的外徑尺寸大0.1mm~1mm左右。
在向軸50的中間部位53安裝時,使筒狀構件100擴徑,從而嵌合于軸50的中間部位53。在該情況下,筒狀構件100能夠相對于該軸50沿周向(箭頭A方向)以及軸向(箭頭B方向)移動。另外,潤滑脂從狹縫101侵入并夾在軸50的中間部位53與筒狀構件100之間。并且,安裝狀態(tài)下的筒狀構件100的內(nèi)徑尺寸設定為與軸50的中間部位53的外徑尺寸相同、或者比軸50的中間部位53的外徑尺寸大0.1mm~1mm左右。但是,在與軸50的中間部位53的外徑尺寸相同的情況下,在筒狀構件100與中間部位53之間夾有潤滑脂,因此可以說實質上比軸50的中間部位53的外徑尺寸稍大。
若狹縫101的寬度尺寸(間隙尺寸)T過大,則存在防護罩60的凹部64通過該狹縫101而與軸50接觸的可能性。因此,作為狹縫101的寬度尺寸(間隙尺寸)T,優(yōu)選設定為2mm以下。
然而,作為筒狀構件100,可以提出圖14所示的各種各樣的構件。在圖14A中與所述圖9所示的筒狀構件相同,狹縫101沿著軸向形成為直線狀,在圖14B中狹縫101形成為凹凸嵌合齒狀,在圖14C中狹縫101形成為三角齒狀,在圖14D中狹縫101形成為相對于軸心方向傾斜狀且曲線狀,在圖14E中狹縫101形成為波形齒狀,在圖14F中將帶板狀體卷繞設置成螺旋狀。需要說明的是,在圖14F中,狹縫101形成為螺旋狀。
如圖9、圖11、圖12、以及圖13所示,只要筒狀構件100能夠相對于軸構件在周向以及軸向上移動,則即便在具有工作角的情況下防護罩60的凹部64與筒狀構件100接觸,筒狀構件100也伴隨于該凹部64的移動而在軸50上移動。因此,防護罩60的凹部64不會磨損。需要說明的是,若不具有筒狀構件100,則防護罩60的凹部64與軸50接觸而伴隨有相對移動,因此產(chǎn)生磨損。
即,在防護罩60的凹部64與軸50接觸時,提高耐磨損性,有效發(fā)揮防護罩材料所具有的原本的耐疲勞性、耐久性等各特性從而確保防護罩耐久性方面,可以采用大幅減小防護罩60的外徑的形狀設計。在通過該效果保持防護罩耐久性的基礎上,可以實現(xiàn)防護罩60的緊湊化,能夠減小防護罩60的內(nèi)容積,從而能夠獲得減少封入防護罩60內(nèi)的潤滑脂量的等速萬向聯(lián)軸器。
另外,在圖9、圖11、圖12、以及圖13所示的筒狀構件100中,到達軸向兩端緣地形成有軸向狹縫101,從而能夠容易地進行筒狀構件100的擴縮,能夠迅速并且可靠地進行裝卸作業(yè)。
筒狀構件100可以為能夠進行內(nèi)徑尺寸變得比軸構件(軸50)的最大外徑尺寸大的擴徑、且在向供防護罩60的內(nèi)周面(凹部64)接觸的部位(軸50的中間部位53)安裝時縮徑為可相對于軸構件(軸50)在周向以及軸向上移動的內(nèi)徑尺寸的構件,也可以為內(nèi)徑尺寸比供防護罩60的內(nèi)周面(凹部64)接觸的部位(軸50的中間部位53)小、且在向供防護罩60的內(nèi)周面(凹部64)接觸的部位(軸50的中間部位53)安裝時擴徑為可相對于軸構件(軸50)在周向以及軸向上移動的內(nèi)徑尺寸的構件。因此,作為筒狀構件100成為非常簡單的結構,有助于生產(chǎn)率的提高以及成本降低。并且,作為狹縫101,不限于沿著軸向的直線狀的狹縫,也可以為圖14B~圖14F所示的各種各樣的形狀的狹縫,設計的自由度大,生產(chǎn)率優(yōu)異。
在所述筒狀構件100的內(nèi)周面與軸構件(軸50)的外周面之間夾有封入聯(lián)軸器內(nèi)部的潤滑劑(潤滑脂)。因此,筒狀構件100能夠在軸50上順暢地移動,在具有工作角的狀態(tài)下,防護罩60的凹部64與筒狀構件100接觸而向筒狀構件100施加力,隨著與筒狀構件100接觸的防護罩60的凹部64的移動而使筒狀構件100移動。因此,在凹部64與筒狀構件100之間不產(chǎn)生相對移動,不產(chǎn)生凹部64的磨損。
作為防護罩60,可以使用等速萬向聯(lián)軸器中以往使用的現(xiàn)有(公知公用)的構件。在該情況下,在本發(fā)明中,即便防護罩60的凹部64與筒狀構件100接觸,也不產(chǎn)生防護罩60的凹部64的磨損,無需考慮凹部的耐磨損性,能夠減小凹部64的直徑(凹徑)。因此,能夠實現(xiàn)減小防護罩外徑的緊湊設計。這樣,防護罩60的材質不被特別限制而能夠應用各種各樣的材料。因此,即便與以往材料相比耐磨損性降低,也可以應用耐疲勞性、耐熱老化性優(yōu)異的材料等、發(fā)揮本申請的特性的材料,選擇項變多。
本發(fā)明不受上述的實施方式任何限定,無需言及在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi),還能夠以各種方式實施,本發(fā)明的范圍由專利請求的范圍示出,并且包括與專利請求的范圍的記載等同的含義以及范圍內(nèi)的全部變更。
本發(fā)明可以是固定式等速萬向聯(lián)軸器,也可以是滑動式等速萬向聯(lián)軸器。有效地防止固定式等速萬向聯(lián)軸器具有高工作角時的防護罩60的凹部64的磨損,因此能夠使防護罩60小型化。在滑動式等速萬向聯(lián)軸器中,也能夠將防護罩60的凸徑和凹徑設計為小至極限,因此能夠緊湊地設計防護罩60。在任一情況下均能夠有效地應用本發(fā)明。
工業(yè)實用性
能夠應用于可具有θ=45deg以上的較大的工作角的Rzeppa式(球籠)、BJ式(球籠)等的使用了滾珠的類型的固定式等速萬向聯(lián)軸器、具備沿外側聯(lián)軸器構件的軸線方向滑動的機構的雙圈式、三球銷式、十字槽式等滑動型等速萬向聯(lián)軸器等任何等速萬向聯(lián)軸器。需要說明的是,在三球銷式的情況下,也可以為單列滾子式,也可以為雙列滾子式。
附圖標記說明
10 外側聯(lián)軸器構件
20 內(nèi)側聯(lián)軸器構件
30 轉矩傳遞構件(滾珠)
50 軸構件(軸)
60 防護罩
80、81 中間構件(滑動軸承)
100 筒狀構件
101 狹縫