JP4847705B2 - 軸ピンと回転ジョイントとの間の結合装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸ピンと回転ジョイントとの間の、特に自動車駆動装置の長手方向軸の結合装置であって、軸ピンが支承されており、回転ジョイントのジョイント内側部分に、軸ピンが回動不能に係合する形式のものに関する。

軸ピンは、軸駆動装置内に軸線方向及び半径方向に固定されていてよく、この場合には回転ジョイントが長手方向軸の終端部に位置している。軸ピンは、弾性的な中間軸受に半径方向に弾性的に懸吊されていてもよい。この場合、回転ジョイントは２つ又は複数部材の長手方向軸の形で使用されている。この場合に特別な問題は、いずれにしても回転ジョイントの、軸ピンに対して軸線方向の固定である。

目下行われている手段では、後側の長手方向軸回転ジョイントの、軸駆動装置ピンへの結合は、フランジ結合を介して得られる。このことにより、軸駆動装置ピンに対するフランジ衝撃、ジョイント衝撃、及び回転ジョイントとフランジとの間の嵌合に起因する公差加算が当然考慮されるべきである。

現在の自動車の構成スペースは、ますます大きい制限を被っている。このことは、ドライブトレインのために提供されている構成スペースについてもいえる。同時に、自動車に取り付けられたドライブトレインには、許容される不安定性に関してますます高い要請がなされている。不安定性は、質量、及びそれぞれの回転軸からの重心間隔による産物として算出される。

国際公開第９８／３５１７４号パンフレットにつき、後側の長手方向軸ジョイントのジョイント外側部分を、軸噛合い部を介して、軸駆動装置の入口ピンに直接に結合することが公知である。
国際公開第９８／３５１７４号パンフレット

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の結合装置を改良して、軸線方向の確実な固定による結合が簡単な形式で可能であるようにすることである。この場合に、特に簡単な組付けとわずかな取付け力が達成されているが望ましい。

この課題は、ジョイント内側部分と軸線方向に堅固に結合された固定スリーブと、軸ピンに設けられたリング溝との間の、軸線方向に作用する係止結合により解決される。

この場合に、固定スリーブは、有利には、環状溝との係止結合の領域に軸線方向にスリットを備えており、さらに環状溝との係止結合の領域で緊締手段により半径方向に固定されている。環状溝における形状接続的な係合のためには、前記固定スリーブは、有利には内側方向へ押し込まれた環状***部を有している。このような緊締手段は、通常のオーバラップする緊締ベルト又はエンドレスに構成された半径方向にクランプされる緊締リングであってよい。

これにより、本発明により、軸ピンにおける回転ジョイントの軸線方向の固定が固定スリーブにより得られる。この固定スリーブは、簡単な薄板スリーブの形で構成することができ、回転ジョイントのジョイント内側部分に堅固に結合されている。固定スリーブとジョイント内側部分とのこのような結合のためには、次の構成が例として挙げられる。
−固定スリーブがジョイント内側部分に溶接されている。
−固定スリーブがジョイント内側部分に突合わせ溶接されている。
−固定スリーブがフランジ区分を有しており、このフランジ区分はジョイント内側部分に溶接されている。
−固定スリーブがジョイント内側部分に、軸線方向に形状接続的に結合されている。
−固定スリーブに外側***部が設けられており、この外側***部が、ジョイント内側部分に設けられた内側溝内に係合している。
−固定エレメントに、フランジ面を備えた保持舌片が形成されており、これらの保持舌片が、ジョイント内側部分を内側で貫通しており、かつ周方向溝に対して向かい側でジョイント内側部分に軸線方向に支持されている。

固定スリーブの前記スリット部により、個別の舌片が生じる。これらの舌片は、固定スリーブを軸ピンに被せ嵌める場合に、形状接続手段が環状溝内に係止されるまで、軽く半径方向に弾性的にたわむことができる。

これに対応して、これらの舌片は、取付け後には半径方向に固定されるようになっている。択一的な構成によれば、周にわたって分離されていない固定スリーブを軸ピンに被せ嵌め、スリーブの一部を周方向溝内にビード状に圧入することもできる。このような形で形成された結合部は、付加的な固定装置を必要としないが、もちろん破壊なしに取り外すことはできない。

特別な１構成によれば、ジョイント内側部分に環状に溶接された固定スリーブでは、反対側で同時に環状カバーがジョイント内側部分に溶接され、これにより、軸ピンとジョイント内側部分との間の回動不能な結合部が、ジョイント室に対して完全にシールされている。

別の有利な１構成によれば、シールされるように回転ジョイントのジョイント部分に結合されたシールエレメントが、軸ピンに固定されている。さらにこのシールエレメントは、固定スリーブと一緒に緊締手段により半径方向に軸ピンに固定されている。別の１構成によれば、シールエレメントの外周が接続スリーブ内に固定されており、この接続スリーブがジョイント外側部分に堅固に結合されていることが提案される。この場合に、シールエレメントのシールリップが、軸ピンの半径方向表面、特に軸ナットに、シールしながら接触していることが提案される。

第１の選択肢によれば、シールエレメントが、ほぼ半径方向に延びる、特に少なくとも１つのカラー区分を備えたダイアフラムシールであることが可能である。

第２の選択肢によれば、シールエレメントがロールベローであり、このロールベローのカラー区分が固定エレメントに載置されていることが可能である。

シールの上に述べた形式により、結合装置はほぼ腐食防止されている。

回転ジョイント、シールエレメント及び固定スリーブから成るユニットは、あらかじめ組み付けられた閉じられた組付けユニットの形で構成することができ、この場合には、現在ではしばしば不可欠である、ジョイント内室をシールするための搬送保護エレメントを省略することができる。

この形式のあらかじめ組み付けられたユニットの、自動車への組付けは、次のステップを有している。すなわち、
・シールされた回転ジョイントユニットを軸ピンの係止結合部がかちっと閉まるまで被せ嵌め、
・場合によっては分離されていないクランプリングの形で、既にあらかじめシール手段のカラー区分に被せ嵌められた緊締手段を取り付ける、
ステップを有している。

これにより、このようなユニットはあらかじめ取り付けられている。

本発明による結合装置は次のような利点を有している。すなわち、
・回転ジョイント、シール手段及び軸線方向組付け手段がユニットを形成していること、
・装置が破壊することなしに解除可能であり、繰り返し閉鎖可能であるか、若しくは必要であれば固定エレメントを破壊し、置き換えることにより解除可能であり、かつ新たに閉鎖可能であること、
・シール部と軸線方向保持手段とを備えた等速回転ジョイントを、付加的な搬送シール部なしに、グリース充填されシールされたユニットの形で構成することができること、
・上記ユニットを極めて簡単に軸ピンに取り付けることができること、
・簡単な変更により、隣接する構成環境、特に軸ピン支承部の支承部緊締のための緊締ナットのねじ山の腐食防止が可能であること、
・本発明による結合装置が、使用されるジョイントタイプにはほぼ無関係であること、
である。

ジョイント部分と軸ピンとの間の、軸噛合い部を介した直接の結合部が、唯一の公差に拘束された結合部を有している。長手方向駆動軸の回転軸線の位置のほぼ正確な固定がもたらされる。フランジ結合部の回転軸に対するジョイント位置の偏心性に起因する不安定性が阻止される。

本発明による結合装置は、公差連鎖が著しく低減されており、かつわずかな部材を使用した場合に回転ジョイントの軸線方向の確実な固定を提供している。さらにこの場合に著しい重量低減が可能である。このような重量低減は付加的に不安定性の低減をもたらす。ダイアフラムシールの使用時には、構成長さを著しく短縮することができる。軸ピンのカラー長さを減じることができ、これにより、長手方向駆動軸の一般的な揺動受けやすさを改良することができる。

次に本発明の有利な実施例を図面につき説明する。

図１、図２、図３、図４、図５及び図６は、詳細が一致する点はまず一緒に説明する。軸ピン１１と等速回転ジョイント１２との間の結合装置が示されている。前記軸ピン１１は、アンギュラコンタクト軸受１３を介してハウジング１４内に支承されている。このハウジング１４は、この場合には自動車のドライブトレインの軸ハウジングである。前記等速回転ジョイント１２は、自動車ドライブトレインの長手方向軸１７に結合されている。軸駆動装置の代わりに、ドライブトレインの中間軸受が軸ピン１１の収容のために働くこともできる。前記アンギュラコンタクト軸受１３は、軸ピン１１のねじ山区分１５にねじ込まれた緊締ナット１８により軸線方向に緊締されている。この緊締ナット１８は、軸シール２０を介して軸ハンジング１４に対してシールされている。軸シール２０は、緊締ナット１８に固定されたカバー２１により、機械的な損傷に対して保護されている。前記等速回転ジョイント１２は、溶接されたカラー２３を介して長手方向軸１７に溶接されたジョイント外側部分２２と、ジョイント内側部分２４と、トルクを伝達する玉２６と、玉保持部２５とを有している。等速回転ジョイント１２は、固定ジョイントの形で構成されており、この場合に、軸ハウジングの方向に開放された第１の玉軌道２７，２８対と、長手方向軸１７の方向に開放された第２の玉軌道２９，３０対とが設けられている。前記ジョイント内側部分２４は、軸ピン１１の軸噛合い区分１６に回動不能に固定されている。カラー２３とジョイント外側部分２２との間には、カバー３１が挿入されている。このカバー３１は、ジョイントを長手方向軸１７の方向にシールし、特にジョイントのグリース充填物を閉じ込める。ジョイント外側部分２２には、さらに薄板スリーブ３２が被せ嵌められている。この薄板スリーブ３２は、ダイアフラムシール３３の外周を囲い込む。このダイアフラムシール３３は、以下にさらに詳しく説明する形式で、等速回転ジョイントを軸ピン１１に対してシールする。この軸ピン１１のねじ山区分１５と、軸ピン１１の軸噛合い区分１６との間の固定区分１９では、軸ピン１１に環状溝３９が形成されている。この環状溝３９内には、固定スリーブ４１の、内側方向へ押し込まれた環状***部４３が係合する。この環状***部４３は、等速回転ジョイントのジョイント内側部分２４に種々異なった形式で軸線方向に上から結合されており、かつ環状***部４３により、等速回転ジョイント１２は軸ピン１１に対して軸線方向に固定される。固定スリーブ４１は、ダイアフラムシール３３のカラー区分３４により係合される。このダイアフラムシール３３は、緊締ベルト４２によりスリーブ４１と一緒に、環状溝３９内に軸線方向に形状接続的に固定されている。カラー区分３４には、シールリップ３５が一体成形されている。このシールリップ３５は、直接に緊締ナット１８に接触している。

図１では、固定スリーブ４１_１に円筒状の終端区分が設けられている。この終端区分は、等速回転ジョイントのジョイント内側部分２４に突合わせ溶接されている。

図２では、固定スリーブ４１_２に終端フランジ４５が形成されている。この終端フランジ４５は、ジョイント内側部分に面状に接触しており、かつ溶接されている。ダイアフラムシール３３が、第２のカラー区分３６を有している。この第２のカラー区分３６は、シールしながら終端フランジ４５に接触している。

図３では、固定スリーブ４１_３に保持***部４７が設けられている。この保持***部４７は、ジョイント内側部分２４の内側の周方向溝４０内に係合する。この場合にもダイフラムシール３３は第２のカラー区分３６を有している。この第２のカラー区分３６は、ジョイント内側部分２４に直接に接触している。

図４では、固定スリーブ４１_４に保持舌片４８が設けられている。この保持舌片４８の終端部にはフランジ区分４９が設けられている。このフランジ区分４９は、ジョイント内側部分２４の、周方向溝３９に対して向かい合った側に軸線方向に接触している。ダイアフラムシール３３がカラー区分３６を有している。このカラー区分３６は、ジョイント内側部分２４の、周方向溝３９に向いている方の側に直接に接触している。

図５では、固定スリーブ４１_５が、図３による固定スリーブの形式に基づき形成されているが、ただしこの場合には、固定スリーブ４１_５はより大きい軸線方向長さを有している。このことは、これまでの構成による短い構成のダイアフラムシールの代わりに、この場合にはロールベロー５３がスリーブ５２内に保持されており、このスリーブ５２が、ジョイント外側部分２２に固定されていることに起因する。ロールベロー５３は、同様に緊締ベルト４２により周方向溝３９の領域で固定されているが、しかしながら、形状接続的に前記周方向溝４９内に係合しているわけではない。

図６では、固定スリーブ４１_６が、図１による固定スリーブとほぼ一致した形で形成されている。ジョイント内側部分２４の、固定スリーブに向かい合った側には環状カバー５４が溶接されている。この環状カバー５４は、終端区分の軸線方向噛合い部を、固定スリーブ４１_６と一緒にジョイント内室に対してシールしている。

図７には、図６による固定スリーブ４１_６とほぼ等しい構成の固定スリーブ４１_１の細部が示されている。スリーブの右側の軸線方向半部が、周方向に押し込まれた環状***部５３を有しており、この環状***部５３が周方向溝３９内に係合していること、並びにこの環状***部４３の領域に長手方向スリット４４を有していることが判る。この長手方向スリット４４は、周方向溝３９内に係合するまで軸ピンへ押し込むための、スリーブ区分の半径方向たわみを簡易化していることが判る。

図８には、固定スリーブ４１_２の左側には終端フランジ４５が、かつ右側には環状***部４３並びに長手方向スリット４４が見られる。

図９には固定スリーブ４１_３が示されている。この固定スリーブ４１_３では、左側にジョイント内側部分の環状溝に係合するための外側の環状***部４７が、かつ右側には内側の環状***部４３及び長手方向スリット４４が見られる。環状***部４７の領域にも、弾性を高めるための、別の終端部を起点とした長手方向スリットが形成されていてよい。

図１０には、固定スリーブ４１_４が示されている。この固定スリーブ４１_４は、右側に保持***部４３と長手方向スリット４４と上に述べたスリーブとを有している。左側の終端部には個別の保持舌片４８が設けられている。これらの保持舌片４８は、フランジ面４９に結合されている。前記保持舌片４８は、ジョイント内側部分の、噛合い部のない領域を貫通し、保持舌片４８の間には、ジョイント内側部分の噛合い領域が位置する。これらの噛合い領域は、軸ピンの終端部に設けられた対向噛合い部と共に回動不能な結合部を形成する。

本発明による、軸ピンと等速回転ジョイントとの間の結合装置の第１の構成を示す横断面図である。 本発明による、軸ピンと等速回転ジョイントとの間の結合装置の第２の構成を示す横断面図である。 本発明による、軸ピンと等速回転ジョイントとの間の結合装置の第３の構成を示す横断面図である。 本発明による、軸ピンと等速回転ジョイントとの間の結合装置の第４の構成を示す横断面図である。 本発明による、軸ピンと等速回転ジョイントとの間の結合装置の第５の構成を示す横断面図である。 本発明による、軸ピンと等速回転ジョイントとの間の結合装置の第６の構成を示す横断面図である。 図１に示した本発明による結合装置の弾性的なスリーブをａ）第１の軸線方向に見た図、ｂ）長手方向横断面図、及びｃ）第２の軸線方向に見た図である。 図２に示した本発明による結合装置の弾性的なスリーブをａ）第１の軸線方向に見た図、ｂ）長手方向横断面図、及びｃ）第２の軸線方向に見た図である。 図３に示した本発明による結合装置の弾性的なスリーブをａ）第１の軸線方向に見た図、ｂ）長手方向横断面図、及びｃ）第２の軸線方向に見た図である。 図４に示した本発明による結合装置の弾性的なスリーブをａ）第１の軸線方向に見た図、ｂ）長手方向横断面図、及びｃ）第２の軸線方向に見た図である。

符号の説明

１１ 軸ピン、 １２ 等速回転ジョイント、 １３ アンギュラコンタクト軸受、 １４軸ハウジング、 １５ ねじ山区分、 １６ 軸噛合い区分、 １７ 長手方向軸、 １８ ナット、 １９ 固定区分、 ２０ 軸シール、 ２１ カバー、 ２２ ジョイント外側部分、 ２３ カラー、 ２４ ジョイント内側部分、 ２５ 玉保持部、 ２６ 玉、 ２７ 第１の玉軌道、 ２８ 第２の玉軌道、 ２９ 第１の玉軌道、 ３０ 第２の玉軌道、 ３１ カバー、 ３２ スリーブ、 ３３ ダイアフラムシール、 ３４ カラー区分、 ３５ シールリップ、 ３６ カラー区分、 ３９ 周方向溝、 ４０ 周方向溝、 ４１ 軸方向固定スリーブ、 ４２ 緊締ベルト、 ４３ 環状***部、 ４４ 長手方向スリット、 ４５ 終端フランジ、 ４６ 環状***部、 ４８ 保持舌片、 ４９ フランジ面、 ５２ スリーブ、 ５３ ロールベロー、 ５４ 環状カバー

Claims (1)

1. 軸ピン（１１）と回転ジョイント（１２）との間の結合装置であって、前記軸ピン（１１）が支承されており、前記回転ジョイント（１２）のジョイント内側部分（２４）に、前記軸ピン（１１）が回動不能に係合するようになっており、回転ジョイント（１２）のジョイント外側部分（２２）にシールエレメント（３３，５３）がシールされるように結合されていて、該シールエレメント（３３，５３）が軸ピン（１１）に固定されている形式のものにおいて、
   ジョイント内側部分（２４）と軸線方向に堅固に結合された固定スリーブ（４１）と、軸ピン（１１）に設けられた環状溝（３９）との間に、軸線方向に作用する係止結合が得られ、前記固定スリーブ（４１）は前記環状溝（３９）との係止結合の領域で緊締手段（４２）により半径方向に固定されており、前記シールエレメント（３３，５３）は、前記固定スリーブ（４１）と一緒に前記緊締手段（４２）により半径方向に固定されていることを特徴とする、軸ピンと回転ジョイントとの間の結合装置。

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