等速万向接头 【技术领域】
本发明涉及一种例如用于机动车的驱动轴等的等速万向接头。背景技术 等速万向接头大致分为仅允许输入输出轴间的角度变位的固定式、 允许角度变位 及轴向变位的滑动式， 可以分别根据用途·使用条件等选定机种。
固定式、 滑动式中的任意一个等速万向接头的主要构成要素均包括 ： 外侧接头构 件、 内侧接头构件、 转矩传递构件、 轴及保护罩。外侧接头构件具有在一端开口的杯状的部 位。内侧接头构件配置在该杯状部位的内侧。转矩传递构件在所述外侧接头构件与所述内 侧接头构件之间传递转矩。 轴与所述内侧接头构件连结成能够传递转矩且从所述外侧接头 构件的杯状部位的开口延伸出。 保护罩的一端固定于所述外侧接头构件的外周面上而另一 端固定在所述轴的外周面上， 该保护罩可弹性地自由弯曲。
保护罩用于防止封入等速万向接头的内部的润滑剂 ( 润滑脂等 ) 向外部漏泄、 异 物向接头内部侵入。在等速万向接头产生动作角或滑动的情况下， 保护罩跟随该动作而发 生变形。 例如， 在等速万向接头产生动作角的情况下， 轴相对于外侧接头构件倾斜的一侧的 保护罩被压缩变小， 而相对侧的保护罩则伸长。 此时， 被压缩侧的保护罩的内表面容易接触 轴的外周面。由于该接触， 在保护罩的内表面可能发生磨损。所述的保护罩内表面的磨损 成为保护罩的耐久性降低的原因。
另外， 近年来， 对机动车用的等速万向接头的小型轻量化的需求特别高。 对于保护 罩也要求外径、 轴向尺寸的紧凑设计。 然而， 为了抑制上述的保护罩内表面的磨损通常使保 护罩直径增大。 即， 为了同时实现保护罩的紧凑化和抑制保护罩内表面的磨损， 需要其他的 解决方案。
除了增大保护罩的直径以外， 作为抑制保护罩的磨损的方法， 提出了各种方案。 例 如， 在专利文献 1 公开的发明中， 向保护罩的材料中添加抑制保护罩的磨损、 异常声音的成 分。在专利文献 2 所公开的发明中， 在由二烯烃系橡胶材料形成的保护罩的表面以不连续 被膜的方式设置配合有四氟化乙烯树脂粉末的合成树脂组成物。在专利文献 3、 4 公开的发 明中， 通过使保护罩的形状带有特征， 从而抑制保护罩的磨损。
专利文献 1 ： 日本特开 2001-173672 号公报
专利文献 2 ： 日本特开平 8-86319 号公报
专利文献 3 ： 日本特开 2002-257152 号公报
专利文献 4 ： 日本特开平 5-149346 号公报
然而， 在专利文献 1 的发明中， 虽然能够期待在某种程度上抑制磨损、 异常声音， 但是还不够充分， 并且其成为使保护罩的耐疲劳性、 耐老化性降低、 或使保护罩相对于外侧 接头构件、 轴的固定部的密封性降低的主要原因， 所以难以称其为完备的对策。 即使在保护 罩内表面上形成有专利文献 2 的发明的不连续被膜的情况下， 也无法充分抑制保护罩内表 面的磨损。另外， 在专利文献 3、 4 的发明中， 无论哪个都不是完备的抑制保护罩内表面的磨
损的手段， 从而难以提高保护罩的耐久性， 难以实现紧凑化。 发明内容 鉴于上述情况， 本发明要解决的问题在于提供通过抑制保护罩的磨损能够提高保 护罩的耐久性、 可实现紧凑化的等速万向接头。
为了解决所述问题， 本发明的第一方案的等速万向接头具备 ： 外侧接头构件、 配置 于该外侧接头构件内侧的内侧接头构件、 在所述外侧接头构件与所述内侧接头构件之间传 递转矩的转矩传递构件、 与所述内侧接头构件连结成能够传递转矩且从所述外侧接头构件 的开口延伸出的轴、 一端固定于所述外侧接头构件而另一端固定于所述轴上的保护罩， 所 述等速万向接头的特征在于， 所述轴的与所述内侧接头构件连结的部位和固定有所述保护 罩的另一端的部位之间的外周面的至少一部分形成为 Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 2μm 且 Ra ＜ 4μm 的表面粗糙度调节部位。
在此， 关于 Rsk、 Ra 的定义， 以 JIS B0601 ： 2001 为准。关于 Rpk 的定义， 以 JIS B0671-2 ： 2002 为准。
根据本发明的第一方案， 只要所述表面粗糙度调节部位是在所述等速万向接头产 生动作角的情况下所述保护罩的内表面所接触的部位， 即使保护罩内表面接触所述外周 面， 也能够抑制保护罩内表面的磨损。由此， 能够提高保护罩的耐久性， 并且实现保护罩的 紧凑化。
在本发明的第一方案的基础上， 在本发明的第二方案中， 被覆所述轴的被覆膜的 表面作为所述表面粗糙度调节部位。
根据本发明的第二方案， 由于无需提高轴本身的表面粗糙度， 所以能够使为了提 高表面粗糙度而对轴施加的车削加工条件 ( 进给速度等 ) 放宽， 从而能够抑制轴本身的制 造成本。
在本发明的第一方案或第二方案的基础上， 在本发明的第三方案中， 在所述等速 万向接头产生动作角的状态下， 所述表面粗糙度调节部位与所述保护罩的内表面接触。
在此， 在本发明的第三方案中， 对接触的部位限定的保护罩还包括因使用等速万 向接头而与刚制造后相比形状发生变化的结构。
根据本发明的第三方案， 即使保护罩内表面接触所述外周面， 也能够抑制保护罩 内表面的磨损。由此， 能够提高保护罩的耐久性、 实现保护罩的紧凑化。
在本发明的第一方案至第三方案中的任何一个的基础上， 在本发明的第四方案 中， 所述表面粗糙度调节部位形成为替代 Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 2μm 且 Ra ＜ 4μm 而满足 Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 2μm 且 Ra ＜ 3μm。
根据本发明的第四方案， 能够更有效地享受与第一方案同样的作用效果。
在本发明的第一方案至第三方案中的任何一个的基础上， 在本发明的第五方案 中， 所述表面粗糙度调节部位形成为替代 Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 2μm 且 Ra ＜ 4μm 而满足 Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 1μm 且 Ra ＜ 1μm。
根据本发明的第五方案， 能够更有效地享受与第一方案同样的作用效果。
在本发明的第一方案至第五方案中的任何一个的基础上， 在本发明的第六方案 中， 所述保护罩具有折皱状的部位。
根据本发明的第六方案， 由于保护罩的折皱状的部位的谷部更容易接触所述外周 面， 所以能够更加显著地享受与第一方案同样的作用效果。
在本发明的第一方案至第六方案中的任何一个的基础上， 在本发明的第七方案 中， 所述保护罩由热塑性聚酯系弹性体构成。
根据本发明的第七方案， 能够提高保护罩的耐磨损性、 耐疲劳性、 耐热老化性。
在本发明的第一方案至第七方案中的任何一个的基础上， 在本发明的第八方案 中， 所述等速万向接头为能够产生 45°以上的动作角的固定式等速万向接头。
根据本发明的第八方案， 由于等速万向接头产生高动作角的情况增加， 所以保护 罩内表面容易与所述外周面接触， 所以能够更加显著地享受与第一方案同样的作用效果。
发明效果
根据本发明， 能够提供通过抑制保护罩的磨损提高保护罩的耐久性、 可实现紧凑 化的等速万向接头。 附图说明
图 1 是本发明的实施方式的固定式等速万向接头的纵剖视图。 图 2 是表示本发明的实施例的条件与评价试验结果的图。 图 3 是表示本发明的实施例的评价试验结果的关系的图。具体实施方式
以下， 说明用于实施本发明的最佳方式。
图 1 表示本发明的实施方式的固定式等速万向接头。该固定式等速万向接头是能 够产生 45°以上的动作角的球笼型。该等速万向接头的主要构成要素包括 ： 外侧接头构件 1、 内侧接头构件 2、 作为转矩传递构件的滚珠 3、 保持器 4、 轴 5 及保护罩 6。
外侧接头构件 1 具有在一端开口的杯状的口部 1a， 在其中具备形成有多个轨道槽 1b 的球状内表面 1c。内侧接头构件 2 配置于外侧接头构件 1 的口部 1a 的径向内侧， 具备 形成有多个轨道槽 2a 的球状外表面 2b 和轴孔 2c。滚珠 3 配置于通过外侧接头构件 1 的轨 道槽 1b 与内侧接头构件 2 的轨道槽 2a 的协作而形成的滚珠轨道内， 在外侧接头构件 1 与 内侧接头构件 2 之间传递转矩。保持器 4 配置于外侧接头构件 1 的球状内表面 1c 与内侧 接头构件 2 的球状外表面 2b 之间， 并且沿圆周方向具有用于收容滚珠 3 的凹槽 4a。
轴 5 例如通过键嵌合与内侧接头构件 2 的轴孔 2c 连结成能够传递转矩且从外侧 接头构件 1 的口部 1a 的开口延伸出。保护罩 6 的大径的端部 6a 通过保护罩带 7a 固定于 外侧接头构件 1 的口部 1a 的外周面上， 而其小径的端部 6b 通过保护罩带 7b 固定于轴 5 的 外周面上。保护罩 6 在大径端部 6a 与小径端部 6b 之间具有弹性地自由弯曲且形成为折皱 状的形状的折皱部 6c。折皱部 6c 由例如 2 ～ 7 个山部 6d 和在山部 6d 彼此间设置的谷部 6e 构成。折皱部 6c 的折皱形状可以是任意的。利用保护罩 6 防止封入等速万向接头的内 部的润滑剂向外部漏泄、 异物向接头内部侵入。保护罩 6 的材质优选为具有优越的耐疲劳 性、 耐磨损性、 耐热老化性等的热塑性聚酯系弹性体。然而， 保护罩 6 的材质不特别限定于 此， 例如也可以是氯丁二烯橡胶、 硅酮橡胶、 氯化聚乙烯橡胶、 乙烯丙烯酸橡胶等。
轴 5 具备在与内侧接头构件 2 的轴孔 2c 连结的部位和固定有保护罩 6 的小径端部6b 的部位之间具有规定的轴向长度的部位。 该部位的外周面 5a( 表面粗糙度调节部位 ) 包 括在等速万向接头产生动作角的情况下保护罩 6 的谷部 6e 的内表面所接触的部位。 外周面 5a 的表面粗糙度为 ： Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 2μm 且 Ra ＜ 4μm， 优选为 ： Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 2μm 且 Ra ＜ 3μm。更加优选为 ： Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 1μm 且 Ra ＜ 1μm。
根据上述结构， 当等速万向接头产生动作角而进行旋转时， 即使轴 5 和保护罩 6 的 谷部 6e 的内表面接触， 也能抑制谷部 6e 的内表面的磨损。由此， 保护罩 6 的耐久性得到提 高。另外， 能够设计成较小的保护罩 6 的谷部 6e 的直径， 相应地保护罩 6 的山部 6d 的直径 也能够设计成较小， 从而能够实现保护罩 6 的紧凑化。
轴 5 的外周面 5a 可以通过任何方法加工。例如， 可以在车削后进行淬火处理， 也 可以在淬火后进行车削、 磨削等加工。或者还可以进行模锻加工、 冲压加工。
还可以形成被覆轴 5 的外周面 5a 的被覆膜， 该被覆膜的表面粗糙度的条件是上述 的外周面 5a 的表面粗糙度的条件。在这种情况下， 未被覆的状态的外周面 5a 无需满足上 述的外周面 5a 的表面粗糙度的条件。对于被覆膜的材质、 其形成方法而言， 只要其表面粗 糙度的条件满足上述的外周面 5a 的表面粗糙度的条件， 则对其没有特殊限制。例如， 被膜 的形成方法为磷酸锰被膜处理、 涂敷等。 另外， 当涂敷时， 例如采用粉体涂敷、 阳离子电沉积 涂敷、 阴离子电沉积涂敷、 静电涂敷、 烧结涂敷、 喷射涂敷等。 实施例
以如下的条件进行保护罩的磨损量的评价试验。动作角 ： 40°， 转速 ： 600rpm， 气 氛温度 ： 25℃。
使用的轴的外周面的表面粗糙度的条件在图 2 示出。 此外， S5 是向 S1 实施粉体涂 敷而制成的， 上述的 S5 的表面粗糙度是涂敷的被覆膜的表面的粗糙度。轴以外的保护罩、 等速万向接头全部是相同规格。
运行规定时间后的 S1 ～ 5 的保护罩的谷部内表面的磨损量在图 2 的右栏中示出。 该 S1 ～ 5 的磨损量的关系在图 3 示出。根据图 3 可知， S1 ～ 5 的磨损量的关系如下所示。
根据该结果可知如下情形。满足 Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 1μm 且 Ra ＜ 1μm 的条件的 S4、 S5 的磨损量大致相等， 不满足该条件但满足 Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 2μm 且 Ra ＜ 3μm 的条 件的 S3 的磨损量比 S4、 S5 多。不满足该条件但满足 Rsk ＜ 0 且 Rpk ＜ 2μm 且 Ra ＜ 4μm 的条件的 S2 的磨损量比 S3 多。不满足该条件的比较例 S1 比 S2 的磨损量显著多。
在上述实施方式中， 保护罩 6 具有折皱形状的折皱部 6c， 另外大径端部 6a 直接固 定于外侧接头构件 1 的口部 1a 的外周面上， 但是本发明不限于此。例如， 保护罩 6 的大径 端部 6a 可以隔着金属环等而固定于外侧接头构件 1 的口部 1a 的外周面上。
在上述实施方式中， 作为等速万向接头在球笼型固定式等速万向接头中应用了本 发明， 但本发明不限于此， 例如， 也可以适用于哲帕 (Rzeppa) 型、 免根切型等其他类型的固 定式等速万向接头。另外， 还可以适用于双偏置型、 叉槽型、 三球销型等滑动式等速万向接 头。
对于其他方面， 本发明也不限于上述实施方式， 只要在其技术思想的范围内， 能够 进行各种变形。