JP2004150633A

JP2004150633A - 駆動軸

Info

Publication number: JP2004150633A
Application number: JP2003365845A
Authority: JP
Inventors: Wolgang Hildebrandt; ヒルデブランドヴォルフガング; Thomas Weckerling; ヴェッカーリングトーマス; Stephen Maucher; マオヒャーステファン; Michael Ricks; リックスミカエル; Peter Wirz; ビルツペーター; Kiyoshi Taniyama; タニヤマキヨシ
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2004-05-27
Also published as: US7232373B2; US20060252558A1; US20040137992A1; DE10250419B3; DE10250419C5

Abstract

【課題】２つの固定ジョイントおよび中間軸に一体にされる長手方向突入ユニットを含み、少なくとも１つの固定ジョイント、差動端での側軸ジョイントがとくに小さくかつ組み立て易い、自動車の側軸の形の、駆動軸を提供することにある。
【解決手段】前記等速自在ジョイント１１の１つがアウタージョイント部材１２と、インナージョイント部材１７と、ボール１９と、ケージ２０を含んでおり、１対の軌道の前記ボール軌道１４，１８の前記第１および第２交差角が大きさにおいて同一でありかつ前記ジョイント軸線に対して対称的に位置決めされ、前記ボールケージ２０が前記等速ジョイント内に軸方向に固定され、前記中間軸が軸方向に延びる第１ボール溝４３を備えたスリーブ４２、軸方向に延びる第２ボール溝４５を備えたジャーナル４４、各々第１ボール溝４３および第２ボール溝４５からなっている１対の溝の内にグループで保持されるボール４６、および互いから一定の距離に前記ボール４６を保持するケージ４７からなっている長手方向突入ユニット４１を含んでいる。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、駆動軸、特に２つの等速自在ジョイントおよび中間軸を含む自動車の側軸の形の、駆動軸に関する。中間軸は、軸方向に延びる第１ボール溝を備えたスリーブ、軸方向に延びる第２ボール溝を備えたジャーナル、各々第１ボール溝および第２ボール溝からなっている１対の溝の内にグループで保持されるボール、および互いから一定の距離に前記ボールを保持するケージからなっている長手方向突入ユニットを含んでいる。本発明は、また、ＶＬジョイントおよび突入オフセット手段を備えた側軸構体に関する。

従来、等速自在ジョイントおよび中間軸を含んでいる、とくに自動車の側軸の形の、駆動軸は知られている。

自動車の側軸の形の駆動軸においては、軽量で、かつコスト的に有効で、低い軸方向の突入力を特徴とする軸の製造が望まれている。

本発明の目的は、駆動軸、特に２つの固定ジョイントおよび中間軸に一体にされる長手方向突入ユニットを含み、そのさい少なくとも１つの固定ジョイント、特に差動端での側軸ジョイントがとくに小さくかつ組み立て易い、自動車の側軸の形の、駆動軸を提供することにある。

この解決は、等速自在ジョイントの１つがジョイント軸線との第１交差角を形成する第１ボール軌道を備えたアウタージョイント部材、前記ジョイント軸線との第２交差角を形成する第２ボール軌道を備えたインナージョイント部材、前記第１ボール軌道と前記第２ボール軌道からなっている１対の軌道内で走行するボール、および共通平面内に前記ボールを保持するケージを含んでおり、そのさい１対の軌道の前記ボール軌道の前記第１および第２交差角が大きさにおいて同一でありかつ前記ジョイント軸線に対して対称的に位置決めされかつそのさい前記ボールケージが前記等速ジョイント内に軸方向に固定されることに存する。

好適な実施の形態は、ボールケージが、インナージョイント部材がその中で半径方向に保持されるインナー筒状案内面、および２つの環状ストッパ面間で軸方向にかつ半径方向に保持される球状外面を含んでいることに存する。

第２の好適な実施の形態は、前記固定ジョイントが以下の特徴を含んでいる、すなわち、
ボールケージが、インナージョイント部材がその中で半径方向に保持されるインナー筒状案内面、およびアウタージョイント部材のインナー筒状案内面内に半径方向に保持される球状外面を含んでおり；前記ボールケージが第１軸方向において前記アウタージョイント部材の前記環状ストッパ面に支持されそして前記インナージョイント部材が第２軸方向において前記ボールケージの第２環状ストッパ面に支持されることに存する。

さらに他の好適な実施の形態は、前記固定ジョイントが以下の特徴を有する、すなわち、ボールケージが、前記インナージョイント部材がその中で保持されるインナー筒状案内面、および前記アウタージョイント部材のインナー筒状案内面内に半径方向に保持される球状外面を含んでおり；前記インナージョイント部材が第１の軸方向において前記ボールケージの環状ストッパ面に支持され、かつ第２軸方向において前記アウタージョイント部材の半径方向端面に支持されることに存する。

それらの基本的な概念において、本発明の固定ジョイントは、交差する軌道対を備えたＶＬ突入ジョイントに対応するが、ジョイントの適宜なストッパ面の結果として、インナージョイント部材およびアウタージョイント部材に対するかつしたがって全体としてジョイントに対するケージの軸方向突入能力は固定される。この型のジョイントは非常に軽量でありかつトルク伝達容量に対して小さい直径を含みかつしたがって製造に関する限り好都合である。前記軸方向の非突入可能性を達成するために、最初に述べた実施の形態によれば、基部部分および取付キャップ部分のみがＶＬ突入ジョイントに対して僅かに変更されねばならず；第２の実施の形態によれば、それは、基部部分およびケージ、かつそれぞれキャップ部分およびケージである。最後に、第３の実施の形態によれば、従来技術のＶＬジョイントに対する僅かな変更がケージおよびインナージョイント部材について実施されねばならない。好適な実施の形態はこれによって参照される従属の請求項に記載されている。

本発明による解決は、一体にされた長手方向突入ユニットの結果として、低い軸方向突入力かつしたがって好都合なＮＶＨ作用（雑音−振動−過酷な作用）を特徴付ける、軽量で、コスト的に有効な軸、とくに側軸の製造を許容する。

本発明の好適な実施の形態は図面に示されかつ以下で説明される。

図１ないし図７の共通の特徴をまず協働して説明する。前記図は、各々、固定ジョイント１１および中間軸の部分を形成する長手方向突入ユニット４１を示している。固定ジョイントは第１ボール軌道１４を含んでいる環状部材１３、それぞれ、基部部分１５および２９、および環状取付キャップ１６からなっているアウタージョイント部材１２を含んでいる。取付キャップ１６はプレート金属からなりかつジョイントを密封するための包旋状のブーツを固定するのに役立つ。さらに、ジョイントは第２のボール軌道１８を備えたインナージョイント部材１７を含んでいる。トルク伝達ボール１９は第１ボール軌道１４および第２ボール軌道１８からなる軌道対に位置決めされる。ボール１９は周部に分布されたケージ窓２１を備えているボールケージ２０に保持されている。軸ジャーナル２２がインナージョイント部材１７に接続される。長手方向突入ユニット(長手方向押込ユニット)４１は第１ボール溝４３を備えたスリーブ４２、第２ボール溝４５を備えたジャーナル４４、第１ボール溝４３および第２ボール溝４５からなっている溝対内で走行するトルク伝達ボール４６、ならびに互いから一定の距離に前記ボールを保持するボールケージ４７を含んでいる。インナージョイント部材のジャーナル２２は軸方向突入ユニットのジャーナル４４と一体である。

図１において、基部１５は、中実の構成要素の形で、隣接するジョイントジャーナル２３を備えている。環状部分１３、基部部分１５および取付キャップ１６はネジ２４によって互いに螺合される。インナージョイント部材１７は軸ジャーナル２２に一体に接続される。ケージ２０には、インナージョイント部材１７が球状外面２８によってその中に保持されるインナー筒状案内面３１が設けられる。環状部分１３には、ケージ２０がそれに対して第１軸方向Ｒ１においてその球状外面３９によって支持されるインナー筒状案内面２５および環状ストッパ面２６が形成される。基部部分１５には、第２の軸方向Ｒ２においてケージ２０を軸方向に支持する第２環状ストッパ面２７が形成される。第１ボール軌道１４および第２ボール軌道１８が空間において対で互いに交差するので、アウタージョイント部材１２のケージ２０の軸方向固定は、また、ケージ２０に対するインナージョイント部材１７の移動を阻止する。

図２において、図１に示された細部と同一のあらゆる細部は同一の参照番号が付されている。その範囲で、図１の説明が参照される。図２は、軸ジャーナル２２がインナージョイント部材１７に挿入されることによって図１から異なる。加えて、軸ジャーナル２２およびそれに一体に接続されたジャーナル４４は中空のジャーナルの形で設けられる。インナージョイント部材１７は純粋に球状外面を含まないが、球状部分２８および２つの円錐面３７，３８からなる外面２８を含んでいる。

図３において、図１に示された細部と同一のあらゆる細部は同一の参照番号が付されている。その範囲で、図１の説明が参照される。図１のジャーナル２２とちょうど同様な、軸ジャーナル２２は、インナージョイント部材１７に一体に接続されるように製造される。図３は、基部部分が、そのさいしかしながら第２ストッパ面２７が図１による実施の形態におけると同一の方法において配置されるプレート金属カバー２９の形で設けられることによって図１と異なる。取着部分とのアウタージョイント部材１２の接続は環状部材１３を介して直接行なわれねばならない。

図４において、図１に示された細部と同一のあらゆる細部は同一の参照番号が付されている。その範囲で、図１の説明が参照される。軸ジャーナル２２は、図２のように、中空ジャーナルの形で設けられるが、それは摩擦溶接３０を介してインナージョイント部材１７に取着される。インナージョイント部材１７の形状は図２に関連して説明されたと同様である。プレート金属カバー２９は、図３に関連してすでに説明されたような形状を有している。その範囲で、それぞれの説明が参照される。

図５において、図１に示された細部と同一のあらゆる細部は同一の参照番号が付されている。その範囲で、図１の説明が参照される。軸ジャーナル２２およびジャーナル４４は図１に示した形状と同一の形状を有している。プレート金属カバー２９は図３および図４に示された実施の形態に対応する。環状部材１３は、それがケージ２０の球状外面２８用の半径方向支持を許容するのみであるインナー筒状案内面２５を含んでいることによって上述した実施の形態と異なる。代わって、ケージ２０はインナージョイント部材１７を半径方向に支持するインナー筒状案内面３１、ならびにインナージョイント部材１７がその上で第１軸方向Ｒ１に半径方向に支持される環状ストッパ面３２を含んでいる。加えて、先行の実施の形態におけるように、ケージ２０はプレート金属カバー２９の第２環状ストッパ面２７に第２軸方向Ｒ２において支持される。

図６において、図１に示された細部と同一のあらゆる細部は同一の参照番号が付されている。その範囲で、図１の説明が参照される。とくに、軸ジャーナル２２およびジャーナル４４は図１に示したように設計される。先行の図５におけると同様に、この場合においてもまた、環状部材１３のインナー案内面２５は純粋に筒状でありかつケージ２０に関する半径方向案内のみを設けるのに役立つ。取付キャップ１６はケージ２０用の第１環状ストッパ面２６を形成し、それにケージ２０が第１軸方向Ｒ１に支持されるように設計される。基部１５は中実部分でありかつジョイントジャーナル２３と一体であるが、ケージ２０と接触しないように内側で広がるように製造される。代わりに、ケージ２０それ自体はインナー筒状案内面３１および第２方向Ｒ２においてインナージョイント部材１７を軸方向に支持する環状ストッパ面３３を含んでいる。

図７において、図１に示された細部と同一のあらゆる細部は同一の参照番号が付されている。その範囲で、図１の説明が参照される。とくに、軸ジャーナル２２はインナージョイント部材１７およびジャーナル４４と一体であるように製造されかつ図１に示したと同一の方法において設計される。環状部材１３はケージを半径方向においてのみ支持するインナーの、純粋に筒状案内面２５を含んでいる。図５におけるように、ケージはインナー案内面３１および第１方向Ｒ１においてインナージョイント部材１７を軸方向に支持する環状ストッパ面３２を含んでいる。中実部分の形で設けられかつジョイントジャーナル２３に接続される基部１５は、再び、図６に示したように、ケージ２０と接触しないように広げられる。基部においてストッパ面３６に第２方向Ｒ２において軸方向に支持される中央ストッパ部材３５はインナージョイント部材１７に挿入される。

図８において、前方閉止キャップ１６は取り除かれるが、これに反して残りのすべての細部は図３の細部に対応する。環状部材１３の平面図において、アウタージョイント部材の第１ボール軌道１４がジョイント軸線Ａとの代替の第１交差角を形成することが理解される。インナージョイント部材１７の平面図において、インナージョイント部材の第２ボール軌道１８がジョイント軸線Ａとの代替の第２交差角を形成することが理解される。互いに関連付けられる第１および第２ボール軌道１４，１８は大きさにおいて同一でありかつジョイント軸線Ａに対して対称である交差角を形成する。互いに関連付けられる第１および第２ボール軌道はボール１９を収容する。ボール１９はケージ２０内にすべて保持される。

以下に本発明の実施の形態を要約して列挙する。

＜１＞２つの等速自在ジョイントおよび中間軸を含んでいる駆動軸において、前記等速自在ジョイント（１１）の１つがジョイント軸線（Ａ）との第１交差角を形成する第１ボール軌道（１４）を備えたアウタージョイント部材（１２）、前記ジョイント軸線（Ａ）との第２交差角を形成する第２ボール軌道（１８）を備えたインナージョイント部材（１７）、前記第１ボール軌道（１４）と前記第２ボール軌道（１８）からなっている１対の軌道内で走行するボール（１９）、および共通平面（Ｅ）内に前記ボール（１９）を保持するケージ（２０）を含んでおり、そのさい１対の軌道の前記ボール軌道（１４，１８）の前記第１および第２交差角が大きさにおいて同一でありかつ前記ジョイント軸線（Ａ）に対して対称的に位置決めされかつそのさい前記ボールケージ（２０）が前記等速ジョイント内に軸方向に固定され；前記中間軸が軸方向に延びる第１ボール溝（４３）を備えたスリーブ（４２）、軸方向に延びる第２ボール溝（４５）を備えたジャーナル（４４）、各々第１ボール溝（４３）および第２ボール溝（４５）からなっている１対の溝の内にグループで保持されるボール（４６）、および互いから一定の距離に前記ボール（４６）を保持するケージ（４７）からなっている長手方向突入ユニット（４１）を含んでいる駆動軸。

＜２＞前記ボールケージ（２０）が、前記インナージョイント部材（１７）がその中で半径方向に保持されるインナー筒状案内面（３１）、および前記アウタージョイント部材（１２）の２つの環状ストッパ面（２６，２７）間で軸方向にかつ半径方向に保持される球状外面（３９）を含んでいる上記＜１＞に記載の駆動軸。

＜３＞前記ボールケージ（２０）が、前記インナージョイント部材（１７）がその中で半径方向に保持されるインナー筒状案内面（３１）、および前記アウタージョイント部材（１２）のインナー筒状案内面（２５）内に半径方向に保持される球状外面（３９）を含んでおり、そのさい前記インナージョイント部材（１７）が第１方向（Ｒ１）において前記ボールケージの環状ストッパ面（３２）に支持されかつそのさい前記ボールケージ（２０）が第２軸方向（Ｒ２）において前記アウタージョイント部材（１２）の前記第２環状ストッパ面（２７）に支持された上記＜１＞に記載の駆動軸。

＜４＞前記ボールケージ（２０）が、前記インナージョイント部材（１７）がその中で半径方向に保持されるインナー筒状案内面（３１）、および前記アウタージョイント部材（１２）のインナー筒状案内面（２５）内に半径方向に保持される球状外面（３９）を含んでおり、そのさいボールケージが第１軸方向（Ｒ１）において前記アウタージョイント部材（１２）の前記第１環状ストッパ面（２６）に支持されかつそのさい前記インナージョイント部材（１７）が第２軸方向（Ｒ２）において前記ボールケージ（２０）の前記第２環状ストッパ面（３３）に支持された上記＜１＞に記載の駆動軸。

＜５＞前記ボールケージ（２０）が、前記インナージョイント部材（１７）がその中で半径方向に保持されるインナー筒状案内面（３１）、および前記アウタージョイント部材（１２）のインナー筒状案内面（２５）内に半径方向に保持される球状外面（３９）を含んでおり、そのさい前記インナージョイント部材（１７）が第１の軸方向（Ｒ１）において前記ボールケージの環状ストッパ面（３２）にかつ第２軸方向（Ｒ２）において前記アウタージョイント部材（１２）の半径方向端面（３６）に支持された上記＜１＞に記載の駆動軸。

＜６＞前記アウタージョイント部材（１２）が第１ストッパ面（２６）およびインナー筒状案内面（２５）が形成される環状部分（１３）、および第２ストッパ面（２７）が形成される基部部分（１５）を含んでいる上記＜２＞に記載の駆動軸。

＜７＞前記アウタージョイント部材（１２）がインナー筒状案内面（２５）が形成される環状部分（１３）、第１ストッパ面（２６）が形成される取付キャップ部分（１６）、および第２ストッパ面（２７）が形成される基部部分（１５）を含んでいる上記＜２＞に記載の駆動軸。

＜８＞前記アウタージョイント部材（１２）がインナー筒状案内面（２５）が形成される環状部分（１３）、および第２ストッパ面（２７）が形成される基部部分（１５）を含んでいる上記＜３＞に記載の駆動軸。

＜９＞前記アウタージョイント部材（１２）が、インナー筒状案内面（２５）が形成される環状部分（１３）、前記第１ストッパ面（２６）が形成される取付キャップ部分（１６）を含んでいる上記＜４＞に記載の駆動軸。

本発明の第１の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す２つのトルク伝達ボールを横切る平面による軸方向断面図である。本発明の第１の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す固定ジョイントのボール間に位置決めされる平面による軸方向断面図である。本発明の第２の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す２つのトルク伝達ボールを横切る平面による軸方向断面図である。本発明の第２の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す固定ジョイントのボール間に位置決めされる平面による軸方向断面図である。本発明の第３の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す２つのトルク伝達ボールを横切る平面による軸方向断面図である。本発明の第３の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す固定ジョイントのボール間に位置決めされる平面による軸方向断面図である。本発明の第４の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す２つのトルク伝達ボールを横切る平面による軸方向断面図である。本発明の第４の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す固定ジョイントのボール間に位置決めされる平面による軸方向断面図である。本発明の第５の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す２つのトルク伝達ボールを横切る平面による軸方向断面図である。本発明の第５の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す固定ジョイントのボール間に位置決めされる平面による軸方向断面図である。本発明の第６の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す２つのトルク伝達ボールを横切る平面による軸方向断面図である。本発明の第６の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す固定ジョイントのボール間に位置決めされる平面による軸方向断面図である。本発明の第７の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す２つのトルク伝達ボールを横切る平面による軸方向断面図である。本発明の第７の実施の形態による、固定ジョイントおよび長手方向突入ユニットを備えた駆動軸の部材を示す固定ジョイントのボール間に位置決めされる平面による軸方向断面図である。部分的に分解された状態において図３ａによる本発明のジョイントを示す軸方向図である。部分的に分解された状態において図３ａによる本発明のジョイントを示す２つのボールを横切る平面Ａ−Ａによる長手方向断面図である。

符号の説明

１１固定ジョイント
１２アウタージョイント部材
１３環状部材
１４第１ボール軌道
１５基部部分
１６取付キャップ
１７インナージョイント部材
１８第２ボール軌道
１９ボール
２０ケージ
２１ケージ窓
２２軸ジャーナル
２３ジョイントジャーナル
２４ネジ
２５案内面（１３）
２６第１ストッパ面
２７第２ストッパ面
２８アウター面（１７）
２９プレート金属キャップ
３０摩擦溶接
３１案内面（２０）
３２第１ストッパ面
３３第２ストッパ面
３５ストッパ部材
３６ストッパ面
３７円錐面
３８円錐面
３９外面（２０）
４０ストッパ面
４１長手方向突入ユニット
４２スリーブ
４３第１ボール溝
４４ジャーナル
４５第２ボール溝
４６ボール
４７ケージ

Claims

２つの等速自在ジョイントおよび中間軸を含んでいる駆動軸であって、
前記等速自在ジョイント（１１）の１つがジョイント軸線（Ａ）との第１交差角を形成する第１ボール軌道（１４）を備えたアウタージョイント部材（１２）と、
前記ジョイント軸線（Ａ）との第２交差角を形成する第２ボール軌道（１８）を備えたインナージョイント部材（１７）と、
前記第１ボール軌道（１４）と前記第２ボール軌道（１８）からなる１対の軌道内で走行するボール（１９）と、
共通平面（Ｅ）内に前記ボール（１９）を保持するケージ（２０）と、を含んでおり、前記１対のボール軌道（１４，１８）の前記第１、第２交差角の大きさが同一であり、かつ、前記ジョイント軸線（Ａ）に対して対称的に位置決めされ、かつ、前記ボールケージ（２０）が前記等速ジョイント内に軸方向に固定され、
前記中間軸が軸方向に延びる第１ボール溝（４３）を備えたスリーブ（４２）と、軸方向に延びる第２ボール溝（４５）を備えたジャーナル（４４）と、第１ボール溝（４３）および第２ボール溝（４５）からなっている１対の溝の内にグループで保持されるボール（４６）と、互いに一定の距離に前記ボール（４６）を保持するケージ（４７）とを含む長手方向押込ユニット（４１）を含んでいることを特徴とする駆動軸。