JP2014194277A

JP2014194277A - プラグイン等速ジョイント組立体

Info

Publication number: JP2014194277A
Application number: JP2014048298A
Authority: JP
Inventors: Katke Christopher; クリストファーカトケ、
Original assignee: NTN Bearing Corp of America
Current assignee: NTN Bearing Corp of America
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-10-09
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: CA2843778A1; JP5724010B2; EP2778453A3; EP2778453A2; EP2778453B1; MX2014002905A; US8784220B1; CA2843778C; MX351078B

Abstract

【課題】単純で正確なパワートレイン組立体を提供する
【解決手段】パワートレイン組立体１０は、出力シャフト１２とＣＶＪ組立体１４とにより構成されている。ＣＶＪ外部レース２４に取り付けられた密閉リング５６に取り付けられた外縁部と、内縁部５１及び内部円筒面５２とを有するブート５０を備える密閉組立体４８とが設けられる。ＣＶＪ内部レース３４のスプラインボア４２に対して出力シャフト１６のスプラインエンド１８を軸方向に挿入することにより、ブート５０の内縁部５１が拡張して、出力シャフト１６の円筒シャフト面と摩擦係合し、内縁部５１をシャフトショルダー２０と内部レースショルダー４６との間で圧縮し、直接密封を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のパワートレイン（動力伝達機構）部品に関し、特に出力シャフトと等速ジョイント（ＣＶＪ）部品とを取り付ける組立体に関する。

自動車のパワートレインシステムは、一般に、内燃機関原動機とそれに関連するトランスミッションから車両駆動輪に機械的な力を伝達するための多数の部品が組み込まれている。こうした構成部品として、特にフロント搭載型エンジンで後車軸駆動輪を駆動する用途において、一般に車両のフロント部にあるエンジンおよびトランスミッション組立体から後車軸デフにわたって車両フロアパン下に縦方向に延在するプロペラシャフトがある。このようなシステムにおいて一般的なことであるが、プロペラシャフトは、従来のいわゆるユニバーサルジョイント（Ｕジョイント）や、等速ジョイント（ＣＶＪ）として知られる高度な関節型接続部等、１以上のフレキシブルジョイントを備えている。ＣＶＪによって、入力・出力シャフト部材の間に角度が形成されたときにスムーズな回転出力が得られ、ノイズや振動の問題の低減に寄与している。このことは、従来のＵジョイントが軸外れ状態の動作時に特有であるパワートレイン振動を引き起こすのとは異なる点である。

自動車の組立の際、品質と信頼性を本質的に高める、高速で簡潔な組立プロセスを設けることが望ましい。自動車に使用する部品はすべて、低コストであることが主な設計基準である。

本発明に係るパワートレイン組立体は、このようなシステムの既存設計よりも高い信頼性と費用効果が得られる、単純で正確な部品組立体を提供する。

本発明に係るこのようなシステムについて、以下の説明および添付図面にて説明する。

本発明に係る組立体の側面図である。図１に示す組立体の縦断面図である。本発明に係る組立体の斜視図である。出力シャフトが取り付けられていないことを除き、図２と同様の断面図である。

図１、図２および図３は、本発明に係るパワートレイン組立体１０を示す。組立体１０は、主として出力シャフト１２とＣＶＪ組立体１４とにより構成されている。特に図２を参照して、出力シャフト１２を、パワートレイントランスミッション、パワーテイクオフユニット（ＰＴＵ）またはトランスファーケースからの出力シャフトとして示す。出力シャフト１２はシャフト部１６を形成し、径方向フェース２０が、縮径された円筒部１７への移行部を形成し、さらに縮径されたスプラインエンド１８に至る。また、別の構成においては、シャフト部１６と円筒部１７とが同径であってもよいし、あるいは、径方向フェース２０を局所的なリブやビードで形成して、円筒部１７を大径としてもよい。スプラインエンド１８には、円周方向の溝２２が形成されている。

ＣＶＪ組立体１４は、延長管状部２６を有する外部レース２４を備えている。組立体１０の例示的な一実施形態において、管状部２６は、中空のプロペラシャフト管２８に摩擦溶接される。図２は、この溶接プロセスで形成される溶接ビード３０を示す。また、管状部２６を管２８に溶着する他の手段として、磁気駆動アーク溶接（ＭＩＡＢ）や他の手法を用いてもよい。ＣＶＪ管状部２６により形成される空洞に金属板キャップ３１を圧入して、ＣＶＪ１４を密閉する。

ＣＶＪ外部レース２４は、環状の鐘形溝付き空洞面３２を形成する。ＣＶＪ内部レース３４は、環状の山形溝付き面３６を形成する。外部レース２４と内部レース３４とによって形成される溝にボール部材３８が嵌合する。これらレース面とボール部材３８との相互作用により、ＣＶＪ組立体１４の等速特性が得られる。また、ボール部材保持部４０により、ボール部材３８を配置するための安定性が得られる。

内部レース３４は、出力シャフト１６のスプラインエンド１８を受け入れる大きさのスプラインボア４２を形成する。また、スプラインボア４２は、以下に説明するように、出力シャフト溝２２と相互に作用する環状溝４４を形成する。内部レース３４は、さらに、円錐台状ショルダー４６を形成しているが、これは、円筒ボア部４９を介して径方向ステップ４７から軸方向に突出している。径方向ステップ４７は、スプラインボア４２から円筒ボア部４９にわたって内径が広がり、ここから円錐台状ショルダー４６に移行している。

ＣＶＪ組立体１４を水や路上ごみによる汚染から密閉するために密閉組立体４８が設けられている。密閉組立体４８は、内部円筒面５２とフェース５３および５５とを形成する内縁部５１を有するエラストマー製ブート５０を備えている。フェース５３は径方向のフェースであるが、フェース５５は円錐台面を形成する斜めフェースである。内縁部５１と外縁部５４の間にベロー（蛇腹）部５７があり、ＣＶＪを密閉するとともに、シャフト１２と外部レース２４との角度の変化を許容する。内縁部５１は、出力シャフト１６と内部レース３４の両方に軸方向に重なるように内部レース３４の円筒ボア部４９内に延在する軸方向スリーブ延長部５９を備えている。ブート５０の径方向外縁部５４は、好ましくは金属板で形成された密閉リング５６に接着または他の手段で取り付けられている。密閉リング５６は、図２および図４に示すように、ＣＶＪ外部レース２４への圧入を可能とする大きさの外フランジ６２を有している。図２からわかるように、スリーブ延長部５９は、密閉構造部における径方向外側の円筒ボア部４９および内部レース３４の円錐台状ショルダー４６と、径方向内側の出力シャフト１６の対応する面との間に挟まれている。この構造により、出力シャフト１６の周りの内縁部の密閉機能が高くなる。

パワートレイン組立体１０の組立プロセスにおいて、出力シャフト１２は、最初はＣＶＪ１４から切り離されている。出力シャフトのスプラインエンド溝２２にサークリップ６０を取り付ける（あるいは、最初に内部レース溝４４に取り付ける）。スプラインエンド１８を内部レーススプラインボア４２に合わせてから、ＣＶＪ１４内に挿入または「プラグイン」する（図２に構成部品を示すように、エンド１８を右側に移動）。出力シャフト１６をプラグインすると、内部円筒面５２がシャフト部１７上をスライドするので、ブート内縁部５１が拡張する。密閉縁部５１の径方向フェース５３が、シャフト内部レース円錐台状ショルダー２０に対して付き合わせられ、あるいは「底を打った」状態となる。サークリップ溝２２および４４の互いの位置が一致するまで、スプラインエンド１８を進め、その時点で、サークリップ６０が拡張して各部品を組立位置にロックする。取付位置において、内縁部５１の斜めフェース５５は内部レース円錐台状ショルダー４６に接触し、径方向エンドフェース６１が内部レース３６の径方向ステップ４７の位置またはその付近に位置する。内縁部５１をシャフトショルダー２０と内部レースショルダー４６との間で圧縮する。このようにして、密閉組立体４８が出力シャフト１２に対して直接密閉を行う。出力シャフト１２とＣＶＪ組立体１４の位置間の「プラグイン」動作により、さらなる動作を行わなくても、ブート５０が所望の位置にて密閉される。これは、ブート５０が拡張して、内部レース３４と接触することによる。この設計では、密閉組立体４８の適切な方向付けと所望位置への配置を行うのに別段のステップを必要としないことから、組立体についての信頼性が本質的に高い。

上述の説明は本発明の好ましい実施形態についてであるが、本発明は、添付の特許請求の範囲の適切な範囲と正当な意味を逸脱しない範囲で、修正、変形、変更が可能である。

Claims

円筒シャフト面と、径方向ショルダーと、スプラインエンドとを形成する形成する出力シャフトと、
内部レースと、外部レースと、それらの間のボール部材とを有するＣＶＪ組立体であって、内部レースが内部スプラインボアとフェース面とを形成するＣＶＪ組立体と、
ＣＶＪ外部レースに取り付けられた外縁部と、第１および第２の径方向フェースと内部円筒面とを形成する内縁部とを有するブートを備える密閉組立体と、を備え、
ＣＶＪ内部レーススプラインボアに対して出力シャフトスプラインエンドを軸方向に挿入することにより、内縁部が拡張して、出力シャフト円筒シャフト面と摩擦係合し、ブート内縁部が、内部レースのフェース面と出力シャフトの径方向ショルダーとの間で軸方向に挟持されるとともに、内部レースと出力シャフトの両方と重なること
を特徴とする自動車パワートレインシステムに使用するためのパワートレイン組立体。
前記密閉組立体は密閉リングを有し、前記外縁部は前記密閉リングに接着または他の手段で取り付けられ、前記密閉リングが前記ＣＶＪ組立体の外部レースに圧入されることを特徴とする請求項１に記載のパワートレイン組立体。
前記出力シャフトと前記内部レースは、それぞれ環状溝を形成し、組立体が組立状態にあるときに前記溝におけるサークリップの嵌合を受け入れることを特徴とする請求項１に記載のパワートレイン組立体。
前記外部レースは、溶接によってプロペラシャフト管に接合される管状部を形成することを特徴とする請求項１に記載のパワートレイン組立体。
前記内部レースのフェース面は円錐台状ショルダーであることを特徴とする請求項１に記載のパワートレイン組立体。
前記内部レースのフェース面は円筒ボア部を介して径方向ステップから軸方向に突出することを特徴とする請求項１に記載のパワートレイン組立体。
前記内縁部の一部は前記円筒ボア部内に延長していることを特徴とする請求項６に記載のパワートレイン組立体。
前記円筒ボア部内に延長する前記内縁部の一部は、軸方向スリーブ延長部であることを特徴とする請求項７に記載のパワートレイン組立体。
前記出力シャフトは、トランスミッションまたはトランスファーケースに連結されることを特徴とする請求項１に記載のパワートレイン組立体。