阅读说明：本技术 十字接头和传动轴 (Cross joint and transmission shaft ) 是由 斋藤雄大 中山贵博 仓石乡 于 2017-05-17 设计创作，主要内容包括：一种十字接头(1),具有：法兰叉(2),其具有基端部(21)和一对臂部(22),其中一对所述臂部(22)从基端部(21)的两侧延伸并且具有轴孔；短叉(3)；和十字轴(4),其具有与法兰叉(2)的轴孔嵌合的第一轴(41)和与短叉(3)的轴孔(33)嵌合的第二轴(42),在法兰叉(2)中具有弯曲限制部(5A),该弯曲限制部(5A)通过在弯曲到规定角度时基端部(21)的突状部(6)与十字轴(4)的凸缘部(44)彼此抵接来限制弯曲角度。(A cross joint (1) having: a flange yoke (2) having a base end portion (21) and a pair of arm portions (22), wherein the pair of arm portions (22) extend from both sides of the base end portion (21) and have shaft holes; a short fork (3); and a cross shaft (4) having a first shaft (41) fitted into the shaft hole of the flange yoke (2) and a second shaft (42) fitted into the shaft hole (33) of the short yoke (3), wherein the flange yoke (2) has a bending restriction portion (5A), and the bending restriction portion (5A) restricts a bending angle by abutting a protrusion portion (6) of the base end portion (21) and a flange portion (44) of the cross shaft (4) against each other when the cross shaft is bent to a predetermined angle.)

十字接头和传动轴

技术领域

本发明涉及一种十字接头(cross joint)和传动轴(propulsion shaft)。

背景技术

汽车的传动轴将由搭载在车辆前方的原动机产生并由搭载在车辆前方的变速装置减速后的动力传递给搭载在车辆后方的最终减速装置。由于变速装置与最终减速装置之间不具有一定的长度，另外两者的旋转中心不一致，因此在变速装置的正后方和最终减速装置的正前方设置万向接头。传动轴除了万向接头以外一般由钢管构成。传动轴有当其长度超过一定长度时共振点变低的倾向，由于该共振点必须位于实用区域内，因此还有时也将传动轴在中间分割，并在该分割部分设置中间的万向接头。在这种情况下，在中间的万向接头附近设置中间轴承来将传动轴支承在车身侧。

为了当汽车发生前方碰撞时通过还包括发动机室的车身面板来吸收碰撞所产生的冲击，要求使原动机和变速机迅速后退，使车身变形来吸收冲击。在变速机的后方，传动轴沿车辆前后方向延伸，如果该传动轴成为所谓的“支柱(prop)”，则会阻碍原动机和变速机的后退，进而阻碍车身的变形，可能成为对乘员的冲击增加的原因。因此，构成为，在传动轴上预先设定脆弱部，当规定的载荷施加于脆弱部时其收缩或脱落。但是，在万向接头的弯曲角度较大的情况下，传动轴在万向接头的部位大幅弯曲，而担忧载荷不作用于所述脆弱部。

针对该问题，专利文献1中记载有一种技术，该技术在构成十字接头的一对短叉(stub yoke)的各臂侧面上形成突出部，通过当成为规定的弯曲角度时突出部彼此干涉来限制弯曲角度。

另一方面，专利文献2记载了一种具有法兰叉的传动轴，该法兰叉具有安装有十字轴的节叉(yoke)和从节叉向径向外侧延伸且通过螺栓紧固于结合凸缘(companionflange)的凸缘。

现有技术文件

专利文献

专利文献1：日本发明专利授权公报特许第4945253号

专利文献2：日本发明专利公开公报特开2013-194834号

发明内容

【本发明要解决的技术问题】

根据专利文献1的技术，由于在臂侧面形成突出部，因此存在节叉大型化且重量增加的问题。

另外，在将专利文献1的技术应用于法兰叉时，所述突出部形成在凸缘的螺栓孔附近，螺栓、螺栓紧固工具有时会与突出部相干涉。为了避免这种情况发生，需要增大螺栓的节圆直径。但是，增大节圆直径相应地会使凸缘的外形变大，因此重量增加，并且难以确保凸缘与周围部件例如车身侧的部件之间的间隙。

本发明是为了解决这样的技术问题而完成的，其目的在于提供一种能够以简单的结构抑制重量增加并且能够限制弯曲角度的十字接头和传动轴。

【用于解决技术问题的技术方案】

为了解决上述技术问题，本发明提供一种十字接头，具有：第一节叉和第二节叉，其分别具有基端部和一对臂部，其中一对所述臂部从该基端部的两侧延伸并且具有轴孔；和十字轴(cross shaft)，其具有与所述第一节叉的轴孔嵌合的第一轴和与所述第二节叉的轴孔嵌合的第二轴，其特征在于，在所述第一节叉和所述第二节叉中的至少一方的节叉上具有当所述节叉弯曲到规定角度时使所述基端部与所述十字轴彼此抵接来限制所述十字接头的弯曲角度的弯曲限制部。

根据本发明，由于具有通过节叉的基端部与十字轴彼此抵接来限制弯曲角度的弯曲限制部，因此能够以简单的结构来抑制重量增加并限制节叉的弯曲角度。

另外，本发明的特征在于，所述节叉侧的弯曲限制部由形成于其基端部的突状部构成。

根据本发明，不需要对现有规格的节叉进行较大的形状变更，而能够以简单的结构来限制弯曲角度。

另外，本发明的特征在于，在所述十字轴和所述轴孔之间设置有轴承，在所述十字轴上形成有支承所述轴承用的密封部件的凸缘部，所述十轴轴侧的弯曲限制部由轴支另一方节叉的轴的凸缘部构成。

根据本发明，不需要对现有规格的十字轴设置新的弯曲限制用抵接部，而能够使凸缘部兼用密封部件的支承功能和节叉的弯曲限制功能双方。由于凸缘部形成为比轴的外周面的直径大，相应地，当使其抵接时，能够抑制节叉的突状部的突出高度。

另外，本发明的特征在于，所述弯曲限制部的凸缘部的外径比所述密封部件的外径大。

根据本发明，能够使突状部不与密封部件干涉，而仅可靠地抵接于规定的抵接部即凸缘部。

另外，本发明的特征在于，在所述弯曲限制部的凸缘部形成有延伸部，该延伸部朝向一方节叉的基端部延伸并与该基端部抵接。

根据本发明，能够使凸缘部的外径与密封部件的外径大致相同，并且使突状部以不与密封部件干涉的方式仅可靠地抵接于延伸部。由于延伸部只要形成在凸缘部的一部分上即可，因此能够抑制重量增加。

另外，本发明的特征在于，一方所述节叉是具有凸缘的法兰叉(flange yoke)，该凸缘从基端部向径向外侧延伸并通过螺栓紧固于传动部件。

根据本发明，作为弯曲限制部，不需要在臂部的侧部形成突出部。因此，也不会产生为了避免螺栓、螺栓紧固工具与突出部相干涉而增大螺栓的节圆直径的问题，从而能够抑制凸缘的大型化和重量增加。

【发明效果】

根据本发明所涉及的十字接头和传动轴，能够以简单的结构抑制重量增加并且限制弯曲角度。

附图说明

图1是本发明的传动轴的俯视图。

图2是第一实施方式的十字接头的俯视剖视图。

图3是第一实施方式的法兰叉的后视图。

图4是第一实施方式的十字轴的说明图，其中(a)图是主视图，(b)是俯视图。

图5是第一实施方式的十字轴的外观立体图。

图6是第一实施方式的十字接头的作用说明图。

图7是第二实施方式的十字轴的俯视图。

图8是第三实施方式的十字轴的俯视图。

图9是第四实施方式的十字轴的俯视图。

具体实施方式

在图1中，传动轴60例如搭载于后轮驱动的四轮车辆。传动轴60是将从配置在车辆前侧的变速机(未图示)输出的动力传递给配置在车辆后侧的最终减速装置(未图示)的动力传递轴，沿车辆的前后方向延伸。传动轴60例如是两件式结构(2-piece construction)，具有位于前侧的第一传动轴61、位于后侧的第二传动轴62、将第一传动轴61和第二传动轴62连结的等速接头63、在传动轴1的前后方向的中部位置将传动轴1支承于车身的中间轴承单元64、位于前侧的十字接头1和位于后侧的十字接头65。此外，传动轴60也可以构成为，不具有等速接头63，而是第一传动轴61和第二传动轴62通过十字轴接头来连结。

十字接头1将结合凸缘66与第一传动轴61的前端部相连结。结合凸缘66具有圆筒部67和从圆筒部67的后侧向径向外侧延伸的环形圆盘部68。在圆筒部67上形成渐开线花键，圆筒部67与变速机的输出轴连结。在圆盘部68上形成有供螺栓69贯插的螺栓孔。

下面，对将本发明应用于十字接头1的方式进行说明。另外，在以下的说明中，将后述的十字轴4的一方的轴心(法兰叉2的旋转轴心)设为O1，将另一方的轴心(短叉(stubyoke)3的旋转轴心)设为O2，将通过轴心O1和轴心O2的交点并相对于轴心O1、O2均正交的轴心(传动轴60的轴心)设为O3。

(第一实施方式)

参照图2，十字接头1构成为具有法兰叉2(第一节叉)、短叉(第二节叉)3和十字轴4。法兰叉2具有：基端部21，其在与轴心O3交叉的交叉方向上延伸；一对臂部22，其从基端部21的两侧以彼此相向的方式向后方延伸，并且分别具有轴孔23(图3)；和凸缘24，其从基端部21向轴心O3的径向外侧延伸，并且通过螺栓69和螺母70(图1)紧固于相配合的传动部件、即结合凸缘66的圆盘部68。如图3所示，凸缘24在轴心O3方向观察呈圆形，但例如也可以是将螺栓69的座面71彼此之间作为边的大致四边形等多边形。四个座面71形成在各臂部22的侧部22A的根部附近。

在图2中，短叉3具有：基端部31，其沿与轴心O3正交的正交方向延伸；一对臂部32，其从基端部31的两侧以彼此相向的方式向前方延伸，并且分别具有轴孔33；和圆筒部34，其从基端部31向后方延伸。圆筒部34的后端通过摩擦焊接等连结于图1所示的第一传动轴61的前端。

参照图2、图4、图5，十字轴4形成为一方的第一轴41和另一方的第二轴42在轴心O3处彼此正交。第一轴41的两端通过轴承11嵌合于法兰叉2的一对轴孔23、23(图3)。如图2所示，第二轴42的两端通过轴承12嵌合于短叉3的一对轴孔33、33。即，第一轴41构成枢支法兰叉2的轴，第二轴42构成枢支短叉3的轴。

轴承11、12由具有多个滚子13和外壳14的滚针轴承构成。由于外壳14的一端侧被封闭成盖状，因此在轴承11、12中，仅在外壳14的另一端侧、即仅向第一轴41、第二轴42***的***侧配置环状的密封部件15。密封部件15以外嵌于第一轴41、第二轴42的方式安装。在第一轴41上以同心状形成有一对凸缘部43，该一对凸缘部43以限制沿轴心O1方向移动的方式支承密封部件15。同样，在第二轴42上也以同心状形成有一对凸缘部44，该一对凸缘部44以限制沿轴心O2方向移动的方式支承密封部件15。凸缘部43、44的外径与密封部件15的外径为彼此大致相同的尺寸。

十字接头1的基本结构如上所述，法兰叉2通过以轴心O1为中心旋转而相对于轴心O3弯曲，短叉3通过以轴心O2为中心旋转而相对于轴心O3弯曲。

“弯曲限制部5A、5B”

在图2中，十字接头1具有弯曲限制部5A，通过该弯曲限制部5A，当法兰叉2弯曲到规定角度时，基端部21与十字轴4彼此抵接而限制法兰叉2的弯曲角度。同样，十字接头1具有弯曲限制部5B，通过该弯曲限制部5B，当短叉3弯曲到规定角度时，基端部31与十字轴4彼此抵接而限制短叉3的弯曲角度。

在法兰叉2中，在基端部21的中央周围，朝向后方、即朝向十字轴4侧形成有突状部6。突状部6例如呈随着靠向顶端侧而截面积缩小的大致四棱锥台形状。该突状部6与第二轴42的凸缘部44通过彼此抵接来限制法兰叉2的弯曲角度，即突状部6与第二轴42的凸缘部44构成弯曲限制部5A，其中所述第二轴42是枢支对于法兰叉2而言为另一方的节叉的短叉3的轴。具体而言，当法兰叉2以规定角度弯曲时，突状部6的顶端面6A与凸缘部44的周面44A抵接。图5中的标记45表示与突状部6的顶端面6A抵接的抵接部位。

在图2中，在短叉3中，在基端部31的中心周围，朝向前方、即朝向十字轴4侧形成有突状部7。突状部7也呈例如随着靠向顶端侧而截面积缩小的大致四棱锥台形状。该突状部7与第一轴41的凸缘部43(参照图4、图5)彼此抵接来限制短叉3的弯曲角度，即突状部7与第一轴41的凸缘部43构成弯曲限制部5B，其中所述第一轴41是枢支对于短叉3而言为另一方的节叉的法兰叉2的轴。具体而言，当短叉3以规定角度弯曲时，突状部7的顶端面7A与凸缘部43的周面43A抵接。

“作用”

如图6所示，当法兰叉2以轴心O1为中心向一侧旋转并弯曲时，突状部6的顶端面6A与一方凸缘部44的周面44A抵接。当法兰叉2以轴心O1为中心向另一侧旋转并弯曲时，突状部6的顶端面6A与另一方的凸缘部44的周面44A抵接。据此，法兰叉2的一方向侧和另一方向侧的规定角度以上的弯曲被限制。

另外，尽管未图示，但当短叉3以轴心O2为中心向一侧旋转并弯曲时，突状部7的顶端面7A与一方凸缘部43的周面43A抵接。当短叉3以轴心O2为中心向另一侧旋转并弯曲时，突状部7的顶端面7A与另一方凸缘部43的周面43A抵接。据此，短叉3在一方向侧和另一方向侧的规定角度以上的弯曲被限制。

根据具有上述弯曲限制部5A、5B的十字轴1，能够用简单的结构抑制重量增加，且能够限制法兰叉2、短叉3的弯曲角度。尤其是，在法兰叉2中，如图3所示，在臂部22的侧部22A和座面71接近的情况下，当假想如现有技术那样在臂部22的侧部22A上以突出的方式形成角度限制部时，有时螺栓69、螺栓紧固工具与该突出部相干涉。为了避免这种情况发生，需要增大螺栓69的节圆直径，从而导致凸缘24的大型化和重量增加。与此相对，根据本发明的弯曲限制部5A，由于不需要在臂部22的侧部22A上形成突出部，因此不会产生螺栓69的节圆直径的大径化的问题，从而能够抑制凸缘24的大型化和重量增加。

如果由形成于基端部21的突状部6构成法兰叉2侧的弯曲限制部5A，或者由形成于基端部31的突状部7构成短叉3侧的弯曲限制部5B，则能够通过简单的结构来限制弯曲角度，而不需要对现有规格的法兰叉2、短叉3进行较大的形状变更。

如果相对于法兰叉2由枢支另一方的短叉3的第二轴42的凸缘部44构成十字轴4侧的弯曲限制部5A，相对于短叉3由枢支另一方的法兰叉2的第一轴41的凸缘部43构成弯曲限制部5B，则不需要对现有规格的十字轴4设置新的弯曲限制用抵接部，而能够使凸缘部44、43分别兼用密封部件15的支承功能和法兰叉2、短叉3的弯曲限制功能双方。由于凸缘部43、44形成为比第一轴41、第二轴42的各外周面的直径大，相应地，当使其抵接时，能够抑制法兰叉2的突状部6、短叉3的突状部7的突出高度。

(第二实施方式)

在第一实施方式中，凸缘部43、44的外径与密封部件15的外径为彼此大致相同的尺寸，与此相对，在第二实施方式中，如图7所示，凸缘部43、44的外径D1设定为比密封部件15的外径D2大。据此，能够使突状部6、7不与密封部件15相干涉，而仅可靠地抵接于规定的抵接部即凸缘部43、44。

(第三实施方式)

如图8所示，第三实施方式中，在凸缘部44上形成延伸部46，该延伸部46向法兰叉2的基端部21延伸并与基端部21(突状部6)抵接，并且在凸缘部43上形成延伸部47，该延伸部47向短叉3的基端部31延伸并与基端部31(突状部7)抵接。延伸部46、47分别由从凸缘部44、43的周面44A、43A沿大致切线方向平滑地鼓出的凸轮形状部48构成。

据此，当法兰叉2、短叉3弯曲时，能够使凸缘部44、43的外径与密封部件15的外径大致相同，并且使突状部6、7不与密封部件15相干涉而仅可靠地抵接于规定的抵接部即凸轮形状部48的顶端。由于凸轮形状部48形成在凸缘部44、43的一部分上即可，因此与使凸缘部43、44的整体大径化的第二实施方式相比，能够抑制重量增加。

“第四实施方式”

如图9所示，在第四实施方式中也在凸缘部44上形成延伸部46，该延伸部46向法兰叉2的基端部21延伸并与基端部21(突状部6)抵接，并且在凸缘部43上形成延伸部47，该延伸部47向短叉3的基端部31延伸并与基端部31(突状部7)抵接。第三实施方式将延伸部46、47设为凸轮形状部48，但在第四实施方式中，延伸部46、47分别由从凸缘部44、43的周面44A、43A起具有台阶而局部突出的台阶突起部49构成。

据此，当法兰叉2、短叉3弯曲时，能够使凸缘部44、43的外径与密封部件15的外径大致相同，并且使突状部6、7不与密封部件15相干涉而仅可靠地抵接于规定的抵接部即台阶突起部49的顶端。由于台阶突起部49也是只要形成在凸缘部44、43的一部分上即可，因此与使凸缘部43、44的整体大径化的第二实施方式相比，能够抑制重量增加。

以上，对本发明所涉及的十字接头1的优选实施方式进行了说明。根据具有本发明的十字接头1的传动轴60，在汽车发生前方碰撞等时，能够通过弯曲限制部5A、5B限制十字接头1上的传动轴60的过度弯曲。因此，能够对设定于传动轴60的脆弱部施加规定载荷，能够良好地发挥对脆弱部设定的所期望的收缩功能、脱落功能等。

在十字接头1中，法兰叉2的突状部6、短叉7的突状部7的形状不限于大致四棱台形，只要是向十字轴4侧突出并与十字轴4抵接的形状，则不限制其形状。

附图标记说明

1：十字接头；2：法兰叉(第一节叉)；3：短叉(第二节叉)；4：十字轴；5A、5B：弯曲限制部；6、7：突状部；11、12：轴承；15：密封部件；21：基端部；22：臂部；23：轴孔；24：凸缘；31：基端部；32：臂部；33：轴孔；41：第一轴；42：第二轴；43、44：凸缘部；46、47：延伸部；60：传动轴。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种十字接头，具有：第一节叉和第二节叉，其分别具有基端部和一对臂部，其中一对所述臂部从该基端部的两侧延伸并且具有轴孔；和十字轴，其具有与所述第一节叉的轴孔嵌合的第一轴和与所述第二节叉的轴孔嵌合的第二轴，

其特征在于，

在所述第一节叉和所述第二节叉中的至少一方的节叉上具有当所述节叉弯曲到规定角度时使所述基端部与所述十字轴彼此抵接来限制所述十字接头的弯曲角度的弯曲限制部，

在所述十字轴和所述轴孔之间设置有轴承，

在所述十字轴上形成有支承所述轴承用的密封部件的凸缘部，

所述十字轴侧的弯曲限制部由枢支另一方节叉的轴的凸缘部构成。

2.根据权利要求1所述的十字接头，其特征在于，

所述节叉侧的弯曲限制部由形成于其基端部的突状部构成。

3.根据权利要求1或2所述的十字接头，其特征在于，

所述弯曲限制部的凸缘部的外径比所述密封部件的外径大。

4.根据权利要求1或2所述的十字接头，其特征在于，

在所述弯曲限制部的凸缘部形成有延伸部，该延伸部朝向一方节叉的基端部延伸并与该基端部抵接。

5.根据权利要求1所述的十字接头，其特征在于，

一方所述节叉是具有凸缘的法兰叉，该凸缘从基端部向径向外侧延伸并通过螺栓紧固于传动部件。

6.一种传动轴，其具有权利要求1所述的十字接头。