等速万向节的支承轴承和等速万向节的外圈

摘要

本发明涉及等速万向节的支承轴承，在等速万向节(3)的外圈(31)的内侧的轴部(32)形成有轴承(4)的滚珠滚动面(33)，以与该滚珠滚动面(33)相对的方式配置有支承轴承用外圈(42)，在滚珠滚动面(33)和支承轴承用外圈(42)的滚动面之间配置有由保持器(44)保持的多个作为滚动体的滚珠(43)。由此，本发明可以实现小型化和轻量化。

权利要求

1.一种等速万向节的支承轴承，其特征在于，

在设置于传动轴的外侧和内侧的等速万向节中的内侧的等速万向节的外圈的轴部的外径面形成有支承轴承的滚动面，以与该滚动面相对的方式配置有支承轴承用外圈，在所述滚动面和支承轴承用外圈的滚动面之间配置有由保持器保持的多个滚动体，形成于所述轴部的外径面的滚动面的槽底的直径比内侧的等速万向节的外圈的轴部的最大直径小。

2.如权利要求1所述的等速万向节的支承轴承，其特征在于：以夹着所述滚动面的方式设置有密封接触面。

3.如权利要求2所述的等速万向节的支承轴承，其特征在于：所述滚动面和密封接触面通过高频感应加热淬火而硬化。

4.如权利要求1所述的等速万向节的支承轴承，其特征在于：所述保持器为树脂制保持器。

5.一种等速万向节的外圈，其为设置于传动轴的外侧和内侧的等速万向节中的内侧的等速万向节的外圈，所述等速万向节的外圈的特征在于：外圈的杯形部和轴部为一体构造，在所述杯形部的内表面形成有扭矩传递部件滚动的多个直线状的轨道槽，在轴部的外径面形成有支承轴承的滚动面，形成于所述滚动面的槽底的直径比内侧的等速万向节的外圈的轴部的最大直径小。

说明书

等速万向节的支承轴承和等速万向节的外圈

技术领域

[0001] 本发明涉及等速万向节的支承轴承。

背景技术

[0002] 在汽车中，将发动机的驱动力传递到各车轮的驱动轴，根据其传递部位分为螺旋桨轴和传动轴。汽车根据其驱动方式分为前置发动机·前轮驱动车(FF车)、前置发动机·后轮驱动车(FR车)、四轮驱动车(4WD车)、后发动机·后轮驱动车(RR车)等。

[0003] 根据车的高性能化和提高乘坐的感觉的潮流，大量的FF车采用了直线前进时左右的传动轴的角度几乎相等的轴等长设计。

[0004] 图7表示FF车的前轮的扭矩传递部分的概略图。如图7所示，来自未图示的原动机的动力由差速装置101向左右分配。分配后的一方的动力经由等速万向节110、轴121、以等速万向节122为主要构成零件的传动轴1传递给轮轴轴承123和车轮，另一方的动力经由等速万向节110a、轴121a、以等速万向节122a为主要的构成零件的传动轴1a传递给轮轴轴承123a和车轮。等速万向节110、110a是容许轴方向位移和角度位移的滑动式等速万向节，等速万向节122、122a是轴方向位移不容许，但容许大的角度位移(工作角47度左右)的固定式等速万向节。

[0005] 在发动机为横置式的情况下，差速装置101变为自车辆的中央偏离的位置。在轴等长设计的情况下，与设置于偏置的位置的差速装置101结合的传动轴1、(1a)的内侧的等速万向节110(110a)的外圈的轴部，多为使用一方为短轴，另一方为长轴的组合的设计。

[0006] 图8是表示内侧的等速万向节的说明图，图9是表示支承轴承部的放大图。如图7～图9所示，内侧的等速万向节110的杯形部111和轴部112为一体构造。而且，内侧的等速万向节110的长轴侧的轴部112由于支承只是在其与差速装置101的嵌合部，支承变得不稳定，所以在轴部112安装轴承130，该轴承130经由托座140固定在发动机或变速器箱上。该轴承130称为支承轴承。

[0007] 轴部112的材质例如为S45C～S55C的中碳素钢，为了确保强度，将轴部112的表面实施高频热处理进行硬化。在该轴部112安装有支承轴承130。支承轴承130由内圈131、外圈132、作为滚动体的滚珠133、保持器134、密封135构成。支承轴承130嵌合于接近内侧的等速万向节的外圈的杯形部111的轴部112，在轴向上被定位环136固定。

[0008] 为了提高燃油效率，对于轴承部件而言也希望轻量化，考虑将支承轴承130小型化。

[0009] 然而，现有的支承轴承130嵌合于接近内侧的等速万向节的外圈的杯形部111的轴部112，在轴向上被定位环136固定。

[0010] 支承轴承130从内侧的等速万向节的外圈的轴部112的小端面侧组装，因此支承轴承130的内径必须比轴部112的最大径部即图8的A的直径大。轴部112的最大直径是由向车辆的差速装置101安装的安装部形状决定的尺寸，难以因传动轴侧的状况而减小。

[0011] 即，如图8所示，根据差速装置101的构造，轴部112的前端为从侧齿轮嵌合部113、与差速器环形齿轮的滑动轴承部114、差速器油封接触部115、用于油封保护的防尘罩安装部115a与支承轴承130嵌合的轴。在这些轴中，直径以侧齿嵌合部113、差速器环形齿轮的滑动轴承部114、差速器油封接触部115、防尘罩安装部115a的顺序逐渐变大。

[0012] 换句话说，轴部112的最大径部由差速装置101的密封直径决定，不能因传动轴侧的状况而减小。支承轴承130的功能是支承等速万向节使其顺畅地转动，该轴承130所负载的负荷较小。因此，虽然可以设计小型的轴承，但不能按照在轴上的组装关系使轴承的内径比轴部最大直径小。

[0013] 另外，由于在车辆的底盘下部位支承传动轴的支承轴承，是在水或泥水飞散的环境下使用，因此使用防止这些水或泥水浸入到内圈和外圈之间的轴承空间的密封装置。使用了密封装置的支承轴承有多种提案。例如，专利文献1中记载的内容提案有一种实现高密封性能和低扭矩损失的支承轴承。该专利文献1是将具有固定于在差速装置和等速万向节之间传递扭矩的中间轴上的内圈、经由托座固定于汽车的车身的外圈和介于内、外圈的轨道面间的滚动体的支承轴承密封的装置，将延伸至托座附近的盖部件固定在上述中间轴上，在托座和盖部件任何一方设有相对于另一方可滑动的刷子。

[0014] 另外，专利文献2中，提案有贯穿长期防止水或泥水造成的在外圈的外径面产生锈的支承轴承。该专利文献2中，在用接触密封将内圈和外圈之间的轴承空间密封，且以内圈旋转的方式来使用的密封型滚动轴承中，用橡胶或树脂的被膜将上述外圈的外径面覆盖。

[0015] 现有技术文献

[0016] 专利文献

[0017] 专利文献1：日本特开2012－36973号公报

[0018] 专利文献2：日本特开2007－127157号公报

发明内容

[0019] 发明想要解决的技术问题

[0020] 如上述的专利文献1、2所示，目前，关于轴承的寿命、密封性或锈的生成等的对策，有各种提案。但是，为了改进燃油效率，对于轴承部件而言也希望轻量化，但在上述的专利文献1、2中，对于轴承部件的轻量化没有考虑。

[0021] 如上所述，支承轴承不能按向轴部的组装关系而将轴承的内径设定为比轴部的最大直径小。因此，在支承轴承的小型化方面也有限度。

[0022] 于是，本发明的课题在于，提供一种等速万向节的支承轴承，实现小型化，且实现轻量化。

[0023] 用于解决技术问题的技术方案

[0024] 为了解决所述课题，本发明的特征在于，在内侧的等速万向节的外圈的轴部形成有轴承的滚动面，以与该滚动面相对的方式配置有支承轴承用外圈，在所述滚动面和支承轴承用外圈的滚动面之间配置有由保持器保持的多个滚动体。

[0025] 另外，优选：以夹着所述滚动面的方式设置有密封接触面，通过高频感应加热淬火使所述滚珠滚动面和密封接触面硬化。

[0026] 另外，优选：所述密封接触面的外径比内侧的等速万向节的外圈的轴部的最大直径大。

[0027] 此外，在此，在将传动轴安装在车辆上的状态下，将偏靠车辆的中央称为内侧，将偏靠车辆的外侧称为外侧。

[0028] 另外，作为所述保持器能够使用树脂制保持器。

[0029] 另外，在本发明中，提供一种内侧的等速万向节的外圈，其特征在于，外圈的杯形部和轴部为一体构造，在所述杯形部的内表面形成有扭矩传递部件滚动的多个直线状的轨道槽，在轴部的外径面形成有支承轴承的滚珠滚动面。

[0030] 发明效果

[0031] 如以上所述，根据本发明，能够将内侧的等速万向节的外圈的轴部的最大直径设定为支承轴承的内圈外径尺寸，相比现有的分体的支承轴承，能够实现小型设计。另外，能够省略轴承的内圈，零件数量减少，进一步实现轻量化。

附图说明

[0032] 图1是表示本发明实施方式的内侧的等速万向节的说明图。

[0033] 图2是表示本发明实施方式的支承轴承部的放大图。

[0034] 图3是表示本发明实施方式的支承轴承部的等速万向节的轴部的放大图。

[0035] 图4是表示将支承轴承组装在本发明实施方式的内侧的等速万向节上的状态的立体图。

[0036] 图5是表示将支承轴承组装在本发明实施方式的内侧的等速万向节上的状态的立体图。

[0037] 图6是表示将本发明用于传动轴的实施方式的说明图。

[0038] 图7表示FF车的前轮的扭矩传递部分的概略图。

[0039] 图8是表示现有内侧的等速万向节的说明图。

[0040] 图9是表示图8所示的等速万向节的支承轴承部的放大图。

具体实施方式

[0041] 以下，基于附图，说明本发明的实施方式。本发明涉及将汽车使用的传动轴的内侧的等速万向节固定于发动机或变速器箱上，且顺畅地进行传动轴的旋转的支承轴承。

[0042] 一直以来，如图1和图2所示，为了确保强度，内侧的等速万向节3的外圈的轴部32对S45C～S55C程度的中碳素钢进行高频感应加热淬火。表面以HRC(洛氏硬度的C级)计可以得到58～64左右的硬度。只要是该硬度，就能够用作轻负载负荷的轴承的滚动面。于是，本发明的支承轴承4在内侧的等速万向节3的外圈的轴部32，加工成形滚珠滚动面33，使支承轴承4的内圈与内侧的等速万向节3的外圈的轴部32一体化，替代现有分体的内圈。

[0043] 通过采取该构造，形成于轴部32的外径面的滚动面33的槽底的直径可以比内侧的等速万向节3的外圈的轴部32的最大径A(防尘罩安装部325a)小，与现有分体的支承轴承相比，能够实现小型设计。另外，可以省略轴承的内圈，零件数量变少，进一步实现轻量化。

[0044] 该情况下，由于支承轴承4的滚珠节圆直径变小，所以虽然不能负载和分体轴承等效的负载容量，但支承轴承4的目的是支承内侧的等速万向节3，必要负载容量较小，即使负载容量降低也可以使用。

[0045] 根据图1～图3详述本发明的实施方式。该实施方式的支承轴承4设置于接近内侧的等速万向节3的外圈的杯形部31的轴部。内侧的等速万向节3的杯形部31和轴部32为一体构造。而且，内侧的等速万向节3的轴部32的前端部与差速装置101相嵌合。

[0046] 轴部32的前端从前端部开始，由侧齿轮嵌合部323、与差速器环形齿轮的滑动轴承部324、差速器油封接触部325、用于保护油封的防尘罩安装部325a构成。在差速装置101之内的轴上，如前所述，直径以侧齿轮嵌合部323、与差速器环形齿轮的滑动轴承部324、差速器油封接触部325、防尘罩安装部325a的顺序逐渐变大。防尘罩安装部325a的直径为最大径A。

[0047] 在本发明中，替代现有的支承轴承130的内圈131，在内侧的等速万向节3的外圈的轴部32的外径面直接形成滚珠滚动面33，使支承轴承4的内圈和内侧的等速万向节的外圈的轴部32一体化。即，在本实施方式中，目前，在安装支承轴承4的部分，在支承轴承4的滚珠滚动面33和其两侧形成有密封接触面34。形成于轴部32的外径面的滚动面33的槽底的直径可以比内侧的等速万向节3的外圈的轴部32的最大径A(防尘罩安装部325a)小。其结果是，与目前相比，能够实现小径的支承轴承4，能够实现车辆的轻量化。

[0048] 关于轴部32的材质，如上所述，为了确保强度，优选S45C～S55C的中碳素钢，轴部32的表面也包含滚珠滚动面33和密封接触面34，实施高频热处理进行硬化。

[0049] 该轴部32的设置有滚珠滚动面33的部位起到支承轴承4的内圈的功能，使用该滚珠滚动面33构成支承轴承4。以与该滚珠滚动面33相对的方式配置有支承轴承用外圈42，在滚珠滚动面33和支承轴承用外圈42的滚动面42a之间配置有作为滚动体的多个滚珠43。另外，设有在圆周方向等间隔保持该多个滚珠43的保持器44，并且在密封接触面34和支承轴承用外圈42的轴向两端开口部，分别设置有将轴承内部密封的轴承密封45。在被密封的轴承内部的至少滚珠43的周围封入润滑脂。轴承密封45的一端固定于支承轴承用外圈42，另一端与轴部32的密封接触面34接触。

[0050] 轴承密封45也可以是橡胶成形体单体，或者也可以是橡胶成形体和金属板、塑料板、陶瓷板的复合体。

[0051] 通过将支承轴承4的滚珠滚动面33设置于内侧的等速万向节的外圈的轴部32，成为省略现有的轴承构造的内圈的构造。支承轴承用外圈42、滚珠43、保持器44、轴承密封45的材料、加工方法等，也可以与现有的支承轴承相同。

[0052] 接着，参照图4和图5，说明本实施方式的与外圈的轴部32一体构成的支承轴承4的组装工序。首先，如图4(a)所示，准备在安装支承轴承4的部分具有形成有轴承的滚珠滚动面33和密封接触面34的轴部32的等速万向节的外圈。如图4(b)所示，通过该轴部32的侧齿轮嵌合部323，将一轴承密封45插入到深处。

[0053] 接着，如图4(c)所示，插入支承轴承用外圈42，如图5(a)所示，使支承轴承用外圈42偏心，在轴部32的滚珠滚动面33和支承轴承用外圈42的滚动面42a之间插入多个滚珠43。
图5(a)表示插入了多个滚珠43后的情况。之后，如图5(b)所示，在等距配置滚珠43后，从侧齿轮嵌合部323装入保持器44，封入润滑脂，另外，装入另一轴承密封45，在密封接触面34和支承轴承用外圈42的轴向两端开口部安装轴承密封45，将轴承内部密封。然后，得到如图5(c)所示的与轴部32一体形成的支承轴承4。

[0054] 支承轴承4在设计上优选密封接触面34的外径比轴部32的最大径A(参照图1)大，但也可以小，只要密封被装入密封安装位置不会有问题即可。

[0055] 从轴承寿命的观点来看，成为轴承4的内侧的滚珠滚动面33的表面硬度优选在HRC58以上。滚珠滚动面33一般是在研磨加工后实施精加工(超精加工)，但支承轴承4由于负载轻、最高转速也低，因此也可以省略精加工(超精加工)。另外，在该实施方式中，保持器44因使用冠型树脂制保持器，从而可以组装在传动轴上。

[0056] 图6是表示将本发明的支承轴承用于传动轴的实施方式的说明图。在传动轴1的差速装置侧，设置有本发明实施方式的作为滑动式等速万向节的等速万向节3，在另一方设置有作为固定式等速万向节的等速万向节5。

[0057] 该等速万向节3外圈的杯形部31和轴部32为一体构造。该轴部32的前端从前端部开始，设置有侧齿嵌合部323、差速器环形齿轮的滑动轴承部324、差速器油封接触部325、用于保护油封的防尘罩安装部325a。

[0058] 在该轴部32的外径面，在轴承4的滚珠滚动面33和其两侧形成有密封接触面34。以与该滚珠滚动面33相对的方式配置有支承轴承用外圈42，在滚珠滚动面33和支承轴承用外圈42的滚动面42a之间，配置有被保持器保持的多个滚珠43(参照图2)。将支承轴承4的内圈以与内侧的等速万向节的外圈的轴部32一体化的方式设置。该支承轴承4经由托座固定于发动机或变速器箱上。

[0059] 在等速万向节3的内圈侧连结有轴121。在外圈的杯形部31的内表面和内圈313的外表面形成有轴向的多个直线状轨道槽314、315。用轴承保持器317支承装入轨道槽314、315间的滚珠316，将该轴承保持器317的外周设置为球面，且将内周设置为与内圈313的外周适合的球面。

[0060] 从外圈的杯形部31一直到与内圈313连结的轴121，安装有为橡胶组成物或树脂的成形体的保护罩319。

[0061] 保护罩319具备嵌合固定于外圈的杯形部31的外筒端部(大径安装部)319a、嵌合固定于与内圈连结的轴121的内筒端部(小径安装部)319b、具有将这些外筒端部319a和内筒端部319b之间相连的多个凹面的蛇腹状的弯曲部319c，以密封的方式覆盖等速万向节。

[0062] 在该密封空间中封入润滑脂等润滑剂(图示省略)。保护罩319将外筒端部319a与杯形部31嵌合并用紧固带等固定。另一方面，用紧固带等将内筒端部319b固定在轴121上。

[0063] 另外，轴121与等速万向节5的内圈侧连结。等速万向节5外圈的杯形部51和轴部52成为一体构造。

[0064] 在外圈的杯形部51的内表面和内圈513的外表面形成有轴方向的多个轨道槽514、515。用轴承保持器517支承装入轨道槽514、515间的滚珠516，将该轴承保持器517的外周设定为与外圈的杯形部51的内周适合的球面，且将内周设定为与内圈513的外周相符合的球面。

[0065] 从外圈的杯形部51一直到与内圈513连结的轴121，安装有作为橡胶组成物或树脂的成形体的保护罩519。

[0066] 保护罩519具备嵌合固定于外圈的杯形部51的外筒端部(大径安装部)519a、嵌合固定于与内圈连结的轴121的内筒端部(小径安装部)519b、具有将这些外筒端部519a和内筒端部519b之间相连的多个凹面的蛇腹状的弯曲部519c，以密封的方式覆盖等速万向节5。

[0067] 在该密封空间封入润滑脂等润滑剂(图示省略)。保护罩519将外筒端部519a与杯形部51嵌合并用紧固带等固定。另一方面，用紧固带等将内筒端部519b固定在轴121上。

[0068] 这样，本发明也可以应用于传动轴，能够减轻传动轴的重量。另外，在上述的实施方式中，作为滑动式等速万向节，例示了扭矩传递部件使用了滚珠的滚珠型的双效补偿型等速万向节(DOJ)，但也可以是使用滚柱作为扭矩传递部件的滚柱型的三脚型等速万向节(TJ)。另外，作为支承轴承4表示了滚动体使用滚珠43的例子，但不限于此，也可以是滚柱，只要是滚动轴承即可。

[0069] 附图标记说明

[0070] 3 等速万向节

[0071] 4 支承轴承

[0072] 31 杯形部

[0073] 32 轴部

[0074] 33 滚珠滚动面

[0075] 34 密封接触面

[0076] 42 外圈

[0077] 43 滚珠

[0078] 44 保持器

[0079] 45 轴承密封。