JP6025084B2 - 内レースとブーツスリーブとの結合体 - Google Patents

Description

関連出願
本願は、２０１３年１２月１３日に出願された審査係属中の米国特許出願第14/105,577号の恩恵を主張する。当該米国特許出願は、その全体が参照により組み込まれる。

等速ジョイント用の内レースおよびブーツスリーブ。

複数の等速ジョイントは、ピニオンシャフトに接続される内レースを含む。内レースをピニオンシャフトに接続する複数の方法および構造は、多様である。その接続によって、相対的な軸方向かつ回転方向の動きが防止または低減されなければならない。内レースおよびピニオンシャフトを接続する複数の従来技術設計は、複雑で、高価で、および／または、相対的な軸方向および／または回転方向の動きを十分に低減または防止できない。内レースとピニオンとの簡素で安価な接続が必要とされる。

１つの実施形態において、楕円形断面を有する内面と、当該内面に形成される楕円形溝とを備える内レースが設けられる。外面と、第１末端部分と、第２ねじ状末端部分とを備えるブーツスリーブが設けられる。第１末端部分は、内レースの楕円形断面と相補的な楕円形断面を有する。第１末端部分は、円周方向溝も有する。内レースとブーツスリーブとを共に軸方向に固定すべく、内レース溝の中であって、且つ、ブーツスリーブ溝の中に、リングが配置される。

他の実施形態において、内レースは、丸い周囲を含む内面と、その周囲の中へと部分的に延在するキー溝とを有する。ブーツスリーブは、外面と、円周方向溝を有する第１末端部分と、第２ねじ状末端部分とを備える。ブーツスリーブ外面上に、キーが配置される。キーは、その内部に溝を有し、キー溝の中に配置される。内レース溝、ブーツスリーブ溝およびキー溝の中に、リングが配置される。

更に他の実施形態において、内レースは、丸い周囲を有する内面と、その周囲にある少なくとも１つの軸方向延在溝とを備える。ブーツスリーブは、外面と、円周方向溝を有する第１末端部分と、少なくとも１つの軸方向に延伸する突起部と、ねじ状第２末端部分とを備える。少なくとも１つの突起部は、内レース溝の中に配置される。内レースとブーツスリーブとを共に軸方向に固定すべく、内レース溝およびブーツスリーブ溝の中にリングが配置される。

上記のことは、添付の複数の図面を考慮することで、以下の詳細な説明から、この分野の当業者に容易に明らかとなるであろう。
本願発明の１つの実施形態の複数の特徴を含む等速ジョイントの、組立断面図である。 図１の内レースの端面図である。 図２Ａの内レースの側面断面図である。 図１のブーツスリーブの端面図である。 図２Ｃのブーツスリーブの側面図である。 本願発明の他の実施形態による、ブーツスリーブおよび内レースの組立断面図である。 図３の内レースの端面図である。 図３Ａの内レースの側面断面図である。 図３のブーツスリーブの端面図である。 図３のブーツスリーブの側面図である。 図３のキーの側面図および端面図である。 本願発明の他の実施形態による、ブーツスリーブおよび内レースの組立断面図である。 図４の内レースの端面図である。 図４Ａの内レースの断面図である。 図４のブーツスリーブの端面図である。 図４のブーツスリーブの側面図である。

本願発明が、そうでないことを明確に特定しているものを除き、様々な代替的方向および段階の順番を想定し得ることが理解されるであろう。添付の複数の図面で図示され、以下の明細書で説明される特定の複数の装置および処理が、添付の特許請求の範囲で定義される複数の本発明概念の単に複数の例示的な実施形態であることも理解されるであろう。従って、開示される複数の実施形態に関連する特定の複数の寸法、方向、または、他の物理的特徴は、特許請求の範囲がそうでないことを明確に述べていない限り、制限するものであると見なされるべきではない。

では、図１に注目すると、本願発明を利用する等速ジョイント１０の１つの実施形態が図示されている。等速ジョイント１０は、内レース１２と、外レース１４と、ケージ１６と、複数のボール１８とを備える。駆動軸管２０が、外レース１４の外面２２に接続される。デブリおよび湿気を中に入れず、ジョイント１０の中を潤滑に保つべく、ブーツ２４が、外レース１４の内面２６とブーツスリーブ２８との間に配置され得る。同じ理由で、缶３０が、ブーツ２４の反対側に配置され得る。

では、図２Ａから図２Ｄを参照すると、内レース１２およびブーツスリーブ２８の１つの実施形態が図示されている。内レース１２は、内面３２と、外面３４と、第１末端部分３６と、第２末端部分３８とを有し、それらは全て、互いに単一物である。

内面３２は、複数の面によって画定される。第１内面４０が、第１末端部分３６を始点として設けられる。第１内面４０は、第１内面直径４２を有し、その断面は丸い。１セットのスプライン４４が、第１内面４０上に配置され得、軸方向に延在し得る。第１内面４０は、第２内面４６に直接隣接し、第２内面４６へと変移する。

第２内面４６は、図２Ａで最も良く見られるように、楕円形状を有する。第２内面４６は、楕円形であるので、長径４８と短径５０とを有する。長径４８は、ジョイント１０の回転軸５２を横切るように方向付けられる。長径４８は、第１内面直径４２および短径５０より大きい。

第２内面４６は、その内側で画定される連続する溝５４を有する。溝５４は、第１内面４０と第２末端部分３８との間の略中間に配置され得る。溝５４はまた、第２内面４６の楕円形状に従う楕円形状を有する。

内レース１２の外面３４は、複数の溝５６によって画定される。各溝５６は、１つのボール１８を受け取る。複数のボール１８は、図１に示されるように、ケージ１６の中で保持される。複数のボール１８はまた、外レース１４の内面２６の中にある複数の溝５６の内側で受け取られる。複数のボール１８は、内レース１２および外レース１４の間における複数の角度差を許容し、内レース１２から外レース１４へと回転トルクを伝達する。

ブーツスリーブ２８は、第１および第２末端部分５８、６０を有する。第１末端部分５８は、外面６４上に連続する溝６２を含む。より具体的には、第１末端部分５８は、好適には、第１末端部分５８の内側から順に、第１ランドエリア６６と、溝６２と、第２ランドエリア６８と、止め部７０とを有する。部分５８、６０と、溝６２と、止め部７０とは、スリーブ２８と一体的に形成された単一物である。

止め部７０は、好適には連続であるが、連続であることの要求はしない。図２Ｄで示されるように、止め部７０は、外面６４に対して角度を付けられる。図示される実施形態で示されるように、止め部７０は、ジョイント軸５２を略横切るように角度を付けられ得る。ランドエリア７８は、ねじ山７２と止め部７０とを分離する。

第２末端部分６０は、スリーブ２８と一体的に形成された単一物である複数のねじ山７２を含む。スリーブナット７４Ａは、図１で示されるように、第２末端部分６０の複数のねじ山７２と係合され得る。スリーブナット７４Ａは、ピニオンシャフト７６に固定され得る。その接続は、サークリップ、および／または、ねじ状接続等によって作られ得る。他の複数の接続が許容され得る。

ブーツスリーブ２８の第１末端部分５８は、内レース１２の第２内面４６の楕円形状と相補的な楕円形状を有する。ブーツスリーブ２８は、内レース１２の内側に一致すべく形付けられ寸法付けられる。より具体的には、内レース１２およびブーツスリーブ２８の両楕円形状は互いに位置合わせされ、内レース１２はブーツスリーブ２８の内側に配置される。それらの相補的な形状によって、それらが相対して回転することを防止できる。

リング８０は、スナップリングのようなものであり、図１で示されるように、ブーツスリーブ溝６２および内レース溝５４の中に配置される。リング８０は、ブーツスリーブ溝６２、および、内レース１２の溝５４の両方の中へと同時に延在すべく寸法付けられる。リング８０によって、内レース１２とブーツスリーブ２８との間の軸方向の動きが防止され、または、低減される。

ピニオンシャフト７６は、ブーツスリーブ２８の中空内側部分８２の内側に配置され得る。図１で示されるように、ピニオンシャフト７６は、ブーツスリーブ２８全体を貫通して延伸する。ピニオンシャフトは、ブーツスリーブ２８を超えて、複数のスプライン４４を係合する内レース１２の孔８４の中へと延伸し得る（図２Ｂ）。ピニオンシャフト７６はまた、ブーツスリーブ２８の反対側の端部を貫通して延伸する。ピニオンシャフト７６は、車両動力伝達系のような回転動力源からの回転を受ける。ピニオンシャフト７６とブーツスリーブ２８とが共に回転するように、その２つの間で考え得る接続が上記で説明される。

図３、および、図３Ａから図３Ｅは、内レース８６およびブーツスリーブ８８の他の実施形態を図示している。内レース８６は、内面９０と、外面９２と、第１末端部分９４と、第２末端部分９６とを有する。

内面９０は、複数の面によって画定される。第１内面９８が、第１末端部分９４を始点として設けられる。第１内面９８は、第１内面直径１００を有し、その断面は円形である。第１内面９８は、１セットのスプライン１０２を有し得る。スプライン１０２は、第１内面９８の全体を横切るように軸方向で延在し得る。更に、複数の軸方向スプラインが、第１内面９８の円周方向に配置され得る。第１内面９８は、第２内面１０４に直接隣接し、第２内面１０４へと変移する。スプライン１０２は、当該変移部で終端する。

第２内面１０４は、第２内面直径１０６を有し、図３Ａで最も良く見られるように円形である。第２内面直径１０６は、第１内面直径１００より大きい。第２内面１０４は、その内側で画定される連続する円周方向溝１０８を有する。溝１０８は、第１内面９８と第２末端部分９６との間の略中間に配置され得る。溝１０８は、第２内面１０４に従う。従って、溝１０８もまた円形である。

第２内面１０４は、キー溝１１０も有するキー溝１１０は、おおよそ第２内面１０４の長さだけ軸方向に延在する。キー溝１１０は、任意の断面形状であり得るが、図３Ａで最も良く見られるように、キー溝１１０は、好適には、丸い断面を有する。キー溝１１０は、内レース８６と一体的かつ単一物として形成される。キー溝１１０が第２内面１０４の一部を形成し、内レース８６の本体における第２内面１０４から径方向外側がキー溝１１０の残りとなるように、キー溝１１０が配置される。

円筒形キー１１２が設けられる。キー１１２は、中空または中実である。キー１１２は、キー溝１１０の内径１１６とおおよそ同一の、または、それより僅かに小さい、相補的な外径１１４を有する。

キー１１２の長さは、キー溝１１０の長さと等しい、または、それとおおよそ同一である。キー１１２がキー溝１１０の中に配置された場合、キー１１２全体がその内側に一致する。

キー１１２は、ジョイント軸５２に略垂直に延在する溝１１８を有する。キー溝１１８は、キー１１２がブーツスリーブ８８上に配置された場合、ブーツスリーブ溝１２８と軸方向に位置合わせされる。キー溝１１８をブーツスリーブ溝１０８と軸方向に位置合わせする目的で、キー１１２の前３分の１の上にキー溝１１８が配置され、キー１１２の約３分の２が溝１１８の後ろに配置され得る。据え付けられた状態において、キー溝１１８は、ブーツスリーブと離れて開口する。キー溝１１８は、少なくとも３分の１はキー１１２の中へと半径方向に延在する。好適には少なくとも２分の１、最も好適には少なくとも３分の２はキー１１２の直径の中へと延在する。

内レース８６の外面９２は、複数の溝によって画定される。各溝１２０は、１つのボール１２２を受け取る。複数のボール１２２は、示されていないが図１から理解され得るケージの中で保持される複数のボール１２２はまた、図１からも理解され得る、外レースの内面の中にある複数の溝の内側で受け取られる。複数のボール１２２は、内レース８６と外レースとの間における複数の角度差を許容し、内レース８６から外レースへと回転トルクを伝達する。

ブーツスリーブ８８は、第１および第２末端部分１２４、１２６を有する。第１末端部分１２４は、外面１３０を通じて連続する円周方向溝１２８を含む。より具体的には、第１末端部分１２４は、第１ランドエリア１３２と、溝１２８と、第２ランドエリア１３４と、止め部１３６とを有する。部分１２４、１２６、溝１２８、および、止め部１３６は、スリーブ８８と一体的に形成された単一物である。止め部１３６は、上記で説明された止め部７０のようなものであり得る。

第２末端部分１２６は、スリーブ８８と一体的に形成された単一物である複数のねじ山１３８を含む。図１で同様に図示されるように、ナットとピニオンシャフトとを互いに接続すべく、ナットが、第２末端部分１２６のねじ山１３８と係合され得、ピニオンシャフト上のねじ山とも係合され得る。ナットは、保持リングにも接続され得る。従って、ピニオンシャフトは、ナットを通じて内レース８６にも接続される。ランドエリア１４０は、ねじ山１３８と止め部１３６とを分離する。

第１末端部分１２４は、内レース８６の第２内面１０４の丸い断面と相補的な、おおよそ丸い断面を有する。凹部２０２が、第１末端部分１２４に設けられる。凹部２０２は、スリーブ８８の外面１３０を径方向内側へと延在する。凹部２０２は、キー１１２の外面２０４と相補的な湾曲面を有する。湾曲面は、外面２０４から離れて開口する。キー１１２は、凹部２０２の内側に部分的に位置する。凹部２０２の複数の直立した壁は、キー１１２または溝１０８の一方の回転が他方に伝達されるように、キー１１２と係合する。

リング１４２は、スナップリングのようなものであり、ブーツスリーブ溝１２８および内レース溝１０８の中に配置される。リング１４２は、ブーツスリーブ溝１２８、および、内レース８６の溝１０８の両方の中へと同時に延在すべく寸法付けられる。リング１４２によって、内レース８６とブーツスリーブ８８との間における軸方向の動きが防止され、または、低減される。例えば、内レース８６およびスリーブ８８は、ブーツスリーブ溝１２８および内レース溝１０８の中に配置されるリング１４２によって互いに接続され、相互に軸方向に移動することを防止される。

リング１４２は、キー１１２をブーツスリーブ８８の外面１３０に選択的に固定すべく、キー１１２の上方に据え付けられる。より具体的には、リング１４２は、リング１４２の内径がキー溝１１８のベース部分２０４に直接接触している状態となるように、キー溝１１８の中に配置される。リング１４２と、キー１１２と、リング１４２を介するブーツスリーブ８８とは、内レース８６の中で内レース８６の第２内面１０４に隣接して配置される。キー１１２は、ブーツスリーブ８８に固定され、且つ、キー溝１１０の内側に配置される。当該キー１１２によって、ブーツスリーブ８８と内レース８６との間における相対的な回転方向の動きが防止される。より具体的には、キー１１２は、内レース８６またはスリーブ８８のいずれかに捩じる動きが加えられた場合に、キー溝１１０と隣接する。キー１１２は、リング１４２によってスリーブ８８に固定される。当該キー１１２によって、内レース８６がスリーブ８８に対して回転するのを防止できる。

キー１１２は、上記で説明されたように、ブーツスリーブ８８に選択的に固定され得、または、ブーツスリーブ８８と一体的に形成された単一物であり得る。

ピニオンシャフトは、上記で説明され、図１で図示されたような、ブーツスリーブ８８の中空内側部分１４４の内側に配置され得る。ピニオンシャフトは、車両動力伝達系のような回転動力源からの回転を受け取る。

図４、および、図４Ａから図４Ｄは、内レース１４６およびブーツスリーブ１４８の他の実施形態を図示している。内レース１４６は、内面１５０と、外面１５２と、第１末端部分１５４と、第２末端部分１５６とを有する。

内面１５０は、複数の面によって画定される。第１内面１５８は、第１末端部分１５４を始点として設けられる。第１内面１５８は、第１内面直径１６０を有する。１セットのスプライン１６２は、第１内面１５８上に配置されて軸方向に延在し得、断面が円形であり得る。第１内面１５８は、第２内面１６４に直接隣接し、第２内面１６４へと変移する。

第２内面１６４は、第２内面直径１６６を有し、図４Ａで見られるように円形である。第２内面直径１６６は、第１内面直径１６０より大きい。第２内面１６４は、その内側で画定される連続する円周方向溝１６８を有する。溝１６８は、第１内面１５８と第２末端部分１５６との間の略中間に配置され得る。溝１６８は、第２内面１６４に従う。従って、溝１６８もまた、丸い形状を有する。

内面１５０は、少なくとも１つの溝１７０を有する。少なくとも１つの溝１７０は、第１および第２内面１５８、１６４に沿って軸方向に、溝１６８に垂直に延在する。少なくとも１つの溝１７０は、おおよそ内レース１４６の長さだけ延在する。少なくとも１つの溝１７０は、四角のような任意の断面を有し得る。少なくとも１つの溝１７０は、内レース１４６と一体的かつ単一物として形成され、内面１５０上の任意の場所に配置され得る。

好ましい実施形態においては、溝１７０が２つある。複数の溝１７０は、相互に任意の円周方向距離を置いて配置され得る。図４Ａから理解され得るように、複数の溝１７０は相互に等距離で配置され得る。

内レース１４６の外面１５２は、複数の溝１７４によって画定される。各溝１７２は、１つのボールを受け取る。複数のボール１７４は、図１の実施形態で示されるように、ケージの中で保持される。複数のボール１７４はまた、外レースの内面の複数の溝の内側で受け取られ、これも図１から理解され得る。複数のボール１７２は、内レース１４６と外レースとの間における複数の角度差を許容し、内レース１４６から外レースへと回転トルクを伝達する。

ブーツスリーブ１４８は、第１および第２末端部分１７６、１７８を有する。第１末端部分１７６は、外面上で連続する円周方向溝１８０を有する。より具体的には、第１末端部分１７６は、第１ランドエリア１８４と、溝１８０と、第２ランドエリア１８６と、止め部１８８とを有する。複数の部分１７６、１７８、溝１８０、および、止め部１８８は、スリーブ１４８と一体的に形成された単一物であり得る。

第１末端部分１７６は、そこから軸方向に延伸する少なくとも１つの突起部１９０も有する。より具体的には、少なくとも１つの突起部１９０は、第１末端部分１７６の末端面１９２から延伸し、そこから片持ちされる。少なくとも１つの突起部１９０は、好適には、スリーブ１４８と一体的に形成された単一物である。

少なくとも１つの突起部１９０は、好適には、正方形断面を有するけれど、他の複数の断面が許容され得る。その断面によらず、少なくとも１つの突起部１９０は、少なくとも１つの溝１７０と相補的な形状を有する。

好ましい実施形態においては、突起部１９０が２つある。２つの突起部１９０は、互いに同一であるが、互いに同一であることの要求はしない。それらは、異なる複数の形状および寸法であり得る。２つの突起部１９０は、相互に約１８０°離れるように図示されているが、複数の突起部１９０間で他の複数の角度だけ離れることが許容され得る。

第２末端部分１７８は、スリーブ１４８と一体的に形成された単一物である複数のねじ山１９４を含む。図１の実施形態で示されるように、ナットとピニオンシャフトとを互いに接続すべく、ナットが、第２末端部分１７８の複数のねじ山１９４と係合され得、ピニオンシャフト上の複数のねじ山、または、保持リングとも係合され得る。従って、ピニオンシャフトはまた、ナットを通じて内レース１４６に軸方向で押し付けられる。ランドエリア１９６は、第２末端部分１７８と止め部１８８とを分離する。

第１末端部分１７６は、内レース１４６の第２内面１６４の丸い形状と相補的な丸い形状を有する。

リング１９８は、スナップリングのようなものであり、ブーツスリーブ溝１８０および内レース溝１６８の中に配置される。リング１９８は、ブーツスリーブ溝１８０、および、内レース１４６の溝１６８の両方の中へと同時に延在すべく寸法付けられる。リング１９８によって、内レース１４６とブーツスリーブ１４８との間における軸方向の動きが防止され、または、低減される。

複数の突起部１９０が複数の溝１７０の中に据え付けられた場合、突起部１９０と溝１７０との結合体によって、内レース１４６とブーツスリーブ１４８との間における相対的な回転が防止される。より具体的には、複数の溝１７０の複数の壁が複数の突起部１９０に隣接し、スリーブ１４８とレース１４６との相対的な回転が防止される。

図１で示されるようなピニオンシャフトが、ブーツスリーブ１４８の中空内側部分２００の内側に配置され得る。ピニオンシャフトは、車両動力伝達系のような回転動力源からの回転を受け取る。

特許法の複数の規定に従って、本願発明の複数の好ましい実施形態を表していると考えられるものの中で本願発明は説明された。しかしながら、本願発明は、その趣旨または範囲から逸脱せずに、具体的に図示されて説明されたものとは別の方法で実施され得ることに留意すべきである。

Claims (13)

1. 丸い周囲を含む内面、前記周囲の中へと部分的に延在するキー溝、および、内レース溝を有する内レースと、
   外面、円周方向溝を含む第１末端部分、および、第２末端部分を有するブーツスリーブと、
   前記ブーツスリーブの前記外面上に配置されるキーであり、その内部に溝を有し、前記キー溝の中に配置される前記キーと、
   前記内レース溝、前記ブーツスリーブの前記円周方向溝、および、前記キーの前記溝の中にあるリングと
   を備える、内レースとブーツスリーブとの結合体。
2. 前記内レースは、複数のスプラインを画定する第１内面、および、前記第１内面より大きな直径を含み、前記第１内面に直接隣接する第２内面を有する、請求項１に記載の結合体。
3. 前記第２内面は、前記キー溝の長さだけ軸方向に延在する、請求項２に記載の結合体。
4. 前記キー溝は、丸い断面を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の結合体。
5. 前記キー溝は、前記内レースの中へと延在する、請求項１から４のいずれか一項に記載の結合体。
6. 前記キーは、前記キー溝と相補的な形状、および、前記キー溝と対応する軸方向長さを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の結合体。
7. 前記キーの前記溝は、前記内レース溝および前記ブーツスリーブの前記円周方向溝と軸方向で位置合わせされる、請求項１から６のいずれか一項に記載の結合体。
8. 前記キーの前記溝は、前記ブーツスリーブから離れた側で開口する、請求項１から７のいずれか一項に記載の結合体。
9. 前記ブーツスリーブは、順に、第１ランドエリア、前記ブーツスリーブの前記円周方向溝、第２ランドエリア、および、止め部を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の結合体。
10. 前記ブーツスリーブの前記第１末端部分は、前記ブーツスリーブの前記外面上で、前記ブーツスリーブの径方向内側へと延在する凹部を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の結合体。
11. 前記キーは、前記ブーツスリーブの前記凹部の内側に位置する、請求項１０に記載の結合体。
12. 前記リングは、前記リングの内径が前記キーに直接接触するように、前記キーの前記溝の内側に配置される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の結合体。
13. 前記キーは、前記ブーツスリーブの前記外面上に着脱可能に配置される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の結合体。

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