CN102265049B

CN102265049B - 等速万向接头用保护罩以及等速万向接头

Info

Publication number: CN102265049B
Application number: CN200980152339.0A
Authority: CN
Inventors: 高部真一
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2029-12-15
Also published as: CN102265049A; WO2010079674A1; US8523690B2; US20110256941A1; JP2010159850A; JP5666092B2

Abstract

提供一种等速万向接头用保护罩以及可使用这种保护罩的等速万向接头，其即使在高动作角时也可柔软变形来应对，进而可使山部彼此的干涉压力、谷部与旋转轴的干涉压力、以及向谷部的应力集中有效分散，实现均等化，可提高抗磨损性、抗疲劳性，耐久性优越。保护罩的蛇腹部(15)具备三个以上的山部(7)以及沿着轴向与该山部(7)交替配置的三个以上的谷部(6)。保护罩纵截面中的各山部(7)的外径部为圆角状。位于大径部(13)和小径部(14)之间的中央部的一个或两个山部(7)的外径部的曲率半径大于其他的山部(7)的外径部的曲率半径。

Description

等速万向接头用保护罩以及等速万向接头

技术领域

本发明涉及一种等速万向接头用保护罩(boots)以及等速万向接头。

背景技术

在汽车或各种工业机械中用于传递动力的等速万向接头中，以防止尘埃等异物侵入到接头内部以及防止封入接头内部的润滑脂泄露为目的，安装有蛇腹状的保护罩。

如图3所示，这种保护罩具有：在作为等速万向接头的外侧接头部件的外圈固定的大径部33、在从作为内侧接头部件的内圈延伸的旋转轴上固定的小径部34、设置于大径部33和小径部34之间且交替形成有谷部36和山部37的蛇腹部35。而且，大径部33和小径部34分别通过装配保护罩带(boots band)而被固定。

等速万向接头具备一边取动作角一边旋转、或一边沿轴线方向滑动一边旋转的功能，因此，其上装配的保护罩为了确保能够追随于等速万向接头的举动的柔软性而形成为蛇腹状。

即，蛇腹形状的保护罩为了追随于等速万向接头取动作角或滑动的动作而变形，另外，等速万向接头用保护罩有使用了氯丁二烯橡胶等的橡胶制保护罩或使用了热可塑性弹性体材料的树脂制保护罩，但树脂制保护罩与橡胶制保护罩相比，由于耐久性优越，所以适用扩大。

作为这种树脂制保护罩，有如下技术：各山部37和与其连接的各谷部36之间的距离大致相等，各谷部36和从该谷部36连接到小径部侧的各山部37的径向的台阶差比是26～36％的范围，各山部壁厚被设定为与该山部37连接的各谷部壁厚的60～100％的范围(专利文献1)。通过如此构成，防止因蛇腹部的折叠容易性的提高、广角度的弯曲时接触部分的磨损引起的龟裂产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP实开平7-10561号公报

如前所述，等速万向接头用保护罩为了追随于等速万向接头取动作角或滑动的动作而变形。但是，因为取高动作角，保护罩较大变形，蛇腹难以圆滑地折叠，有时在蛇腹部产生凹陷。另外，伴随其变形，因为相邻的山部干涉而产生磨损，或谷部内表面与旋转轴干涉而磨损，或者在山部或谷部产生反复应力而产生疲劳龟裂。因此，需要一种可靠地保持稳定的保护罩变形状态的形状或可以进一步提高抗磨损性或抗疲劳性等耐久性的形状。

在所述专利文献1记载的技术中，可以实现蛇腹部的折叠容易性、成形时的分模操作的容易性等，并且可以使广角度的弯曲时的蛇腹部的倾斜面彼此的接触为面接触而实现接触部的接触面压力的降低等。但是，即使是该技术，也难以确保稳定的保护罩变形状态。尤其在高动作角时有时会在蛇腹部产生凹陷。为了解决该问题，不得不采取在紧凑性方面有些欠缺的保护罩设计。

发明内容

本发明鉴于上述问题，提供一种等速万向接头用保护罩以及可使用该保护罩的等速万向接头，其即使在高动作角时也可以柔软变形来应对，进而可以实现使山部彼此的干涉压力、或谷部与旋转轴的干涉压力、以及向谷部的应力集中有效分散而均等化，可以提高抗磨损性、抗疲劳性，且耐久性优越。

本发明的等速万向接头用保护罩由热可塑性弹性体材料构成，且具备：装配在等速万向接头的外侧接头部件上的大径部、装配在与等速万向接头的内侧接头部件连结的旋转轴上的小径部以及配置在大径部和小径部之间的蛇腹部，其中，

蛇腹部具备五个以上的山部以及沿着轴向与该山部交替配置的五个以上的谷部，

保护罩纵截面中的各山部的外径部为圆角状，并且位于大径部和小径部之间的中央部的一个或两个山部的外径部的曲率半径大于其他的山部的外径部的曲率半径，即是其他的山部的外径部的曲率半径的1.3倍以上且小于4倍，中央部的曲率半径大的山部的外径端相比于将与该曲率半径大的山部相邻的大径部侧及小径部侧的山部的外径端连接起来的直线而言进入内径侧。

根据本发明的等速万向接头用保护罩，可以实现山谷部的应力的分散、均等化。此时，可以使除位于大径部和小径部之间的中央部的一个或两个山部以外的山部的外径部的曲率半径相同，或者，可使外径部的曲率半径大的山部为两个，该两个山部的外径部的曲率半径相同，并且其他的山部的外径部的曲率半径相同。另外，蛇腹部可以具备奇数个的山部和奇数个的谷部，位于大径部和小径部之间的中央部的一个山部的外径部的曲率半径大于其他的山部的外径部的曲率半径。

另外，优选中央部的曲率半径大的山部的外径端相比于将与该曲率半径大的山部相邻的大径部侧及小径部侧的山部的外径端连接起来的直线而言进入内径侧。由此，在取大的动作角时，在蛇腹部被压缩的相位，该外径尺寸小的山部与两侧的山部分别均匀无隙接触，从而蛇腹部适于进行圆滑的折叠变形。

进而，可以将与最靠近小径部的山部相邻的山部的壁厚设定成与相邻于该山部的谷部的壁厚相同，或者设定成比相邻于该山部的谷部的壁厚薄，并且，其他的山部的壁厚比与各个山部相邻的谷部的壁厚厚。

在在设从小径部侧顺次坐落的山部的壁厚为P1、P2、P3…时，满足下述关系则在有效发挥前述的作用的方面是优选的。

在蛇腹部的山部由五个构成时，P2<P1≤P3<P4≤P5，

在蛇腹部的山部由六个构成时，P2<P1≤P3<P4≤P5≤P6。

优选谷部的截面形状呈U字状，并且连结山部和谷部的连结部是直线状。

本发明的保护罩可适用于能够取θ=45deg以上的高动作角的类型(例如，尔泽泊型(rzeppa type)、球笼型(birfield type)等使用滚珠的类型的固定式等速万向接头)、或具备在外侧接头部件的轴线方向滑动的机构的类型(例如，双偏置型(double offset type)、三球销型(tripod type)、跨槽型(cross groove type)等的滑动式等速万向接头)等所有等速万向接头。尤其，适用于可取大的等速万向接头的动作角的类型会更有效。

作为保护罩的材质，可使用日本工业标准JIS K6253规定的类型D肖氏硬度35以上50以下的热可塑性聚酯系弹性体。

发明效果

在本发明中，可以实现山谷部的应力的分散、均等化，可以提高保护罩的抗磨损性、抗疲劳性。即，在等速万向接头取动作角时，即使是高动作角时，保护罩也可以柔软地变形，同时可以稳固地确保形状。因此，可以有效地使保护罩变形时的山部彼此的干涉压力、谷部和旋转轴的干涉压力、以及向山部或谷部的应力集中分散，可以提高保护罩的抗磨损性、抗疲劳性。另外，根据这些效果，可以得到具有更优越的耐久性的等速万向接头用保护罩，进而，在具有等同的耐久性的状态下，可以实现保护罩整体的紧凑化。

尤其，通过使中央部的曲率半径大的山部的外径相比于将与该曲率半径大的山部相邻的大径部侧及小径部侧的山部的外径端连接起来的直线而言小，可以进一步有效实现应力的分散、均等化。

另外，若将谷部形成为截面U字状，则可以进一步提高耐久性(谷部的抗疲劳性和防止蛇腹部凹陷)。若在将谷部的截面形状形成为U字状的同时，将连结山部和谷部的连结部形成为直线状，则在取大的动作角时，可使蛇腹部圆滑地折叠变形。

本发明的保护罩可适用做在固定式等速万向接头或滑动式等速万向接头等所有的等速万向接头中使用的保护罩。尤其，适用于可取大的等速万向接头的动作角的类型会更有效

作为保护罩材质，通过采用JIS K6253规定的类型D肖氏硬度35以上50以下的热可塑性聚酯系弹性体，从而保护罩的抗疲劳性或抗磨损性、高速旋转性(旋转时离心旋转性)优越，可作为保护罩长期发挥稳定的功能。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的等速万向接头用保护罩的截面图。

图2是使用了所述等速万向接头用保护罩的等速万向接头的截面图。

图3是现有的等速万向接头用保护罩的放大截面图。

具体实施方式

以下，结合图1～图3说明本发明的实施方式。图1表示本发明涉及的等速万向接头用保护罩，图2表示使用了等速万向接头用保护罩的等速万向接头。

如图2所示，该等速万向接头由如下部分构成：在内周面沿轴向形成有多个引导槽(滚道槽)4的作为外侧接头部件的外圈1；在外周面形成有多个引导槽(滚道槽)5的作为内侧接头部件的内圈2；在通过外圈1的引导槽4和内圈2的引导槽5协同动作而形成的滚珠滚道配置的多个滚珠3；以及具有用于收容滚珠3的凹袋(pocket)8a的隔圈8(cage)等。另外，在内圈2的内周经锯齿(serration)或花键(spline)等滚珠传递机构而连结有旋转轴9。此外，该实施方式的等速万向接头表示引导槽4、5具有圆弧部和直线部的底切(under cut free)型(UJ)。

等速万向接头用保护罩10例如由酯系、烯系、聚氨酯系、酰胺系、苯乙烯系等热可塑性弹性体形成。热可塑性弹性体具有树脂和橡胶的中间的性质。可通过热可塑性树脂的通常的成形机来加工热可塑性弹性体。

另外，等速万向接头用保护罩10可以是日本工业标准JIS K6253规定的类型D肖氏硬度35以上50以下的热可塑性聚酯系弹性体。热可塑性聚酯系弹性体是具有加硫橡胶那样的非常柔软的材料与聚苯乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸丁二醇酯那样的高刚性的热可塑性树脂的中间的弹性率的材料。该热可塑性聚酯系弹性体具有加硫橡胶和高刚性的热可塑性树脂的两者的特征，是显示出即使受到变形也可恢复为原来形状的橡胶弹性、机械强度高于加硫橡胶、可适用一般的热可塑性树脂所能适用的所有成形加工法的热可塑性等的特征的材料。

等速万向接头用保护罩10具备：在等速万向接头的外侧接头部件(外圈1)的开口端部装配的大径部13；在连结于等速万向接头的内侧接头部件(内圈2)的旋转轴9上装配的小径部14；设置于大径部13和小径部14之间且具有沿轴向交替配置的山部7和谷部6的蛇腹部15。山部7和谷部6通过倾斜部(连结部)12连结。

在外圈1的开口部侧的外周面设有由沿圆周方向的槽构成的保护罩安装部16，在该保护罩安装部16外嵌大径部13。而且，通过将保护罩带18嵌装于在保护罩10的大径部13的外周面形成的嵌合槽17，从而将大径部13固定于外圈1。

在旋转轴9上，在从外圈1以规定量突出的位置上设置具有沿着圆周方向的保护罩安装用槽20的保护罩安装部22，小径部14被外嵌于保护罩安装部22，而且，通过将保护罩带18嵌装于在保护罩10的小径部14的外周面形成的嵌合槽19，从而将小径部14固定于旋转轴9。

如图1所示，在蛇腹部15，谷部6的截面形状是U字形状。另外，连结谷部6和山部7的连结部12呈直线状。此时，在蛇腹部15，从小径部14侧朝向大径部13顺次将山部7称为第一山7a、第二山7b、第三山7c、第四山7d、第五山7e，从小径部14侧朝向大径部13顺次将谷部6称为第一谷6a、第二谷6b、第三谷6c、第四谷6d、第五谷6e。

而且，保护罩纵截面的各山部7的外径部为圆角形状，并且位于大径部13和小径部14之间的中央部的一个山部7(7c)的外径部的曲率半径R3大于其他的山部7(7a、7b、7d、7e)的外径部的曲率半径R1、R2、R4、R5。

即，R3>R1、R2、R4、R5。此时，可以R1=R2=R4=R5，也可以R1≠R2≠R4≠R5。而且，其中等号和不等号可以任意组合。此时，如后所述，优选R3是R1、R2、R4、R5的1.3倍以上且小于4倍。

如图1所示，优选使中央部的曲率半径大的山部7(7c)的外径端40相比于将与该曲率半径大的山部7(7c)相邻的大径部侧以及小径部侧的山部7b、7d的外径端连结起来的直线L进入到内径侧。

在设第一山7a的壁厚为P1、设第二山7b的壁厚为P2、设第三山7c的壁厚为P3、设第四山7d的壁厚为P4、设第五山7e的壁厚为P5时，则P2<P1≤P3<P4≤P5。

而且，第二山7b的壁厚P2被设定为不比与该第二山7b相邻的谷部6(第一谷6a、第二谷6b)的壁厚T1、T2厚。即，第二山7b的壁厚P2被设定成与第一谷6a的壁厚T1、第二谷6b的壁厚T2相比为相同乃至薄。另外，第二山7b以外的山部7的壁厚P(P1、P3、P4、P5)比与其相邻的谷部6的壁厚T(T1、T2、T3、T4、T5)厚。

在本发明中，通过如前述那样设定山部7的外径部的曲率半径，从而可以实现山谷部7、6的应力的分散、均等化，可以提高保护罩10的抗磨损性、抗疲劳性。即，在等速万向接头取动作角时，即使是高动作角时，保护罩10也可以柔软地变形，同时可以稳固地确保形状。因此，可以有效地使保护罩10变形时的山部彼此的干涉压力、谷部6和旋转轴9的干涉压力、以及向山部7或谷部6的应力集中分散，而实现均等化，可以提高保护罩10的抗磨损性、抗疲劳性。另外，根据这些效果，可以得到具有更优越的耐久性的等速万向接头用保护罩10，进而，在具有等同的耐久性的状态下，可以实现保护罩整体的紧凑化。

此外，若R3小于R1、R2、R4、R5的1.3倍，则无法充分实现山谷部7、6的应力的分散、均等，而即使R3超过R1、R2、R4、R5的4倍，作用效果也和小于4倍时的情况没有变化，或者反而存在难以发挥这样的作用效果的顾虑。

尤其，通过使中央部的曲率半径大的山部7(7c)的外径端40相比于将与该曲率半径大的山部7(7c)相邻的大径部侧以及小径部侧的山部7b、7d的外径端连结起来的直线L进入到内径侧，从而在取大的动作角时，在蛇腹部被压缩的相位，该外径尺寸小的山部与两侧的山部分别均匀无隙接触，从而蛇腹部适于进行圆滑的折叠变形。即，在应力的分散、均等化方面有更显著效果。

另外，若将谷部6形成为截面U字状，则可以进一步提高耐久性(谷部的抗疲劳性和防止蛇腹部凹陷)。若在将谷部6的截面形状形成为U字状的同时，将连结山部7和谷部6的连结部12形成为直线状，则在取大的动作角时，可使蛇腹部15圆滑地折叠变形。

通过采用JIS K6253规定的类型D肖氏硬度35以上50以下的热可塑性聚酯系弹性体，保护罩的抗疲劳性或抗磨损性、高速旋转性(旋转时离心旋转性)优越，可作为保护罩长期发挥稳定的功能。此外，JIS K6253规定的类型D肖氏硬度小于35时，或超过50时，抗疲劳性或抗磨损性并不是太好。

这样，本发明的保护罩可适用于能够取θ=45deg以上的高动作角的类型(例如，尔泽泊型(rzeppa type)、球笼型(birfield type)等的固定式等速万向接头)、或具备在外侧接头部件的轴线方向滑动的机构的类型(例如，双偏置型(double offset type)、三球销型(tripod type)、跨槽型(crossgroove type)等的滑动式等速万向接头)等所有等速万向接头。由此，可以构成装配有抗疲劳性和抗磨损性优越的等速万向接头用保护罩的、耐久性优越的等速万向接头。即，保护罩中的蛇腹部15的山部7要求保持适当的刚性，且在取大动作角时圆滑折叠，为了达成该目的，本发明合适。

作为其他的实施方式，可使位于大径部13和小径部14之间的中央部的两个山7b、7c(或7c、7d)的外径部的曲率半径R2、R3(或R3、R4)大于其他的山部7a、7d、7e(或7a、7b、7e)的外径部的曲率半径R1、R4、R5(R1、R2、R5)。即，可以R2、R3>R1、R4、R5，或R3、R4>R1、R2、R5。此时，在曲率半径大的一侧以及曲率半径小的一侧，也可以分别任意组合等号和不等号。

在上述实施方式中，虽然表示有五个山部7的情况，但作为其他实施方式，山部7也可以是3个，或山部7也可以是4个，或山部7也可以是6个，即，在本发明的蛇腹部15，山部7只要为3个以上，谷部只要为3个以上即可。

若山部7有3个，则具有第一山7a、第二山7b和第三山7c，则R2>R1、R3。此时，可以是R1=R3，也可以是R1≠R3。另外，优选P2<P1≤P3。

若山部7有4个，则具有第一山7a、第二山7b、第三山7c和第四山7d，则R2>R1、R3、R4，或者R3>R1、R2、R4，或者R2、R3>R1、R4。在R2>R1、R3、R4时，可以是R1=R3=R4，也可以是R1≠R3≠R4，进而，其中，可以任意组合等号和不等号。若R3>R1、R2、R4，则可以是R1=R2=R4，也可以是R1≠R2≠R4，进而，其中，可以任意组合等号和不等号。若R2、R3>R1、R4，则可以是R2=R3，可以是R2≠R3、可以是R1=R4，可以是R1≠R4。如此，若山部7有4个，则优选的是P2<P1<P3≤P4。

若山部7有6个，则具有第一山7a、第二山7b、第三山7c、第四山7d、第五山7e和第六山7f，则R3>R1、R2、R4、R5、R6，或者R4>R1、R2、R3、R5、R6，或者R3、R4>R1、R2、R5、R6。在R3>R1、R2、R4、R5、R6时，可以是R1=R2=R4=R5=R6，也可以是R1≠R2≠R4≠R5≠R6，进而，其中，可以任意组合等号和不等号。若R4>R1、R2、R3、R5、R6，则可以是R1=R2=R3=R5=R6，也可以是R1≠R2≠R3≠R5≠R6，进而，其中，可以任意组合等号和不等号。若R3、R4>R1、R2、R5、R6，则可以是R3=R4，可以是R3≠R4、可以是R1=R2=R5=R6，可以是R1≠R2≠R5≠R6，进而，其中，可以任意组合等号和不等号。如此，若山部7有6个，则优选的是P2<P1≤P3<P4≤P5。

不管山部7有3个、或山部7有4个、或山部7有6个，如前所述，通过设定山部7的外径部的曲率半径或者山部7、谷部6的壁厚，从而可以实现山谷部7、6的应力的分散、均等化，可以提高保护罩10的抗磨损性、抗疲劳性。此外，不管山部7有3个、或山部7有4个、或山部7有6个，根据前所述的理由，优选设曲率半径大的中央部的山部7的曲率半径为曲率半径小的其他山部的曲率半径的1.3倍以上4倍以下。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于所述实施方式，可以进行各种变更，例如，山部7可以是7个以上。另外，在滑动式等速万向接头的情况下，由于动作角不会大于固定式等速万向接头，所以可使用类型D肖氏硬度大于50的热可塑性聚酯系弹性体。或者，即使在固定式等速万向接头中，在适用于后轮用驱动轴的情况下，由于动作角不会大，所以可使用类型D肖氏硬度大于50的热可塑性聚酯系弹性体。此时，可得到高速旋转性优越的保护罩。

工业实用性

本发明可适用于在仅允许角度变位的固定式的类型(尔泽泊型、球笼型等)或者允许角度变位及轴向变位的滑动式的类型(双偏置型、三球销型、跨槽型等)的所有等速万向接头中使用的保护罩。

符号说明

6 谷部

7 山部

9 旋转轴

12 连结部

13 大径部

14 小径部

15 蛇腹部

Claims

1.一种等速万向接头用保护罩，其由热可塑性弹性体材料构成，其具备：装配在等速万向接头的外侧接头部件上的大径部、装配在与等速万向接头的内侧接头部件连结的旋转轴上的小径部以及配置在大径部和小径部之间的蛇腹部，

其特征在于，

蛇腹部具备五个或七个山部以及沿着轴向与该山部交替配置的与山部相同数量的谷部，

保护罩纵截面中的各山部的外径部为圆角状，并且位于大径部和小径部之间的中央部的一个山部的外径部的曲率半径大于其他的山部的外径部的曲率半径，即是其他的山部的外径部的曲率半径的1.3倍以上且小于4倍，

中央部的曲率半径大的山部的外径端相比于将与该曲率半径大的山部相邻的大径部侧及小径部侧的山部的外径端连接起来的直线而言进入内径侧。

2.一种等速万向接头用保护罩，其由热可塑性弹性体材料构成，其具备：装配在等速万向接头的外侧接头部件上的大径部、装配在与等速万向接头的内侧接头部件连结的旋转轴上的小径部以及配置在大径部和小径部之间的蛇腹部，

其特征在于，

蛇腹部具备六个山部以及沿着轴向与该山部交替配置的六个谷部，

保护罩纵截面中的各山部的外径部为圆角状，并且位于大径部和小径部之间的中央部的一个或两个山部的外径部的曲率半径大于其他的山部的外径部的曲率半径，即是其他的山部的外径部的曲率半径的1.3倍以上且小于4倍，

3.如权利要求1或2所述的等速万向接头用保护罩，其特征在于，

除位于所述中央部的山部以外的、所述其他的山部的外径部的曲率半径相同。

4.如权利要求2所述的等速万向接头用保护罩，其特征在于，

外径部的曲率半径大的山部为两个，该两个山部的外径部的曲率半径相同，并且其他的山部的外径部的曲率半径相同。

5.如权利要求1或2所述的等速万向接头用保护罩，其特征在于，

与最靠近小径部的山部相邻的山部的壁厚被设定成与相邻于该山部的谷部的壁厚相同，或者被设定成比相邻于该山部的谷部的壁厚薄，并且，其他的山部的壁厚比与各个山部相邻的谷部的壁厚厚。

6.如权利要求1所述的等速万向接头用保护罩，其特征在于，

在设从小径部侧顺次坐落的山部的壁厚为P1、P2、P3…时，满足下述关系：

在蛇腹部的山部由五个构成时，P2＜P1≤P3＜P4≤P5。

7.如权利要求2所述的等速万向接头用保护罩，其特征在于，

P2＜P1≤P3＜P4≤P5≤P6。

8.如权利要求1或2所述的等速万向接头用保护罩，其特征在于，

谷部的截面形状呈U字状，并且连结山部和谷部的连结部是直线状。

9.如权利要求1或2所述的等速万向接头用保护罩，其特征在于，

所述等速万向接头用保护罩由日本工业标准JIS K6253规定的类型D肖氏硬度35以上50以下的热可塑性聚酯系弹性体构成。

10.一种等速万向接头，其是仅允许动作角的变位且可取45deg以上的动作角的固定式等速万向接头，其装配有所述权利要求1或2所述的等速万向接头用保护罩。

11.一种等速万向接头，其是允许轴线方向的变位和动作角的变位的滑动式等速万向接头，其装配有所述权利要求1或2所述的等速万向接头用保护罩。