JP2003011608A - アクスルシャフト - Google Patents
アクスルシャフトInfo
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Abstract
より簡便に製造することができ、より重量の軽いディフ
ァレンシャルアセンブリのアクスルシャフトを提供す
る。 【解決手段】 本発明のアクスルシャフト152は、シ
ャフト構造160とフランジ構造162とを併せ持つ。
上記シャフト構造160は、噛合面186にカップリン
グ部176を有している。上記フランジ構造162は、
精密打ち抜き加工により形成され、接触面234にマウ
ント穴230を有している。上記マウント穴230は、
噛合面186と接触面234との間における駆動力の伝
達が可能となるように、噛合面186と接触面234と
が互いに噛合されるような、カップリング部176を受
容する大きさである。上記シャフト構造160およびフ
ランジ構造162は、互いの駆動力の伝達を可能とする
ために、互いに強固に固定されている。
Description
ンブリに関し、より詳細には、2本のアクスルシャフト
を有するアクスルアセンブリに関するものである。
フトのディファレンシャルにより回転力が分散される動
力伝達系路システムを用いている。一般的に、アクスル
シャフトは、フランジをディファレンシャルに接続する
車輪とシャフトに合った形状のフランジを備えている。
この技術分野で知られているアクスルシャフトは、一般
的に少なくとも、一片の鋼鉄片が加熱鍛造と冷却押し出
し加工とにより通常のアクスルの輪郭に適合させる鍛造
と機械加工とを組み合わせて形成される。最終的な形態
は、後続の第2の機械加工作業により製造される。
アクスルシャフトの構成には、いくつかの欠点が知られ
ている。
全体的なコストに関連する。前述のように、アクスルシ
ャフトは、予め設定されたグレーン構造のアクスルシャ
フトを供給するように、鍛造作業で最初に形成されてい
る。しかしながら、鍛造は、比較的費用のかかる作業で
あり、一般的にアクスルシャフトと他の動力自給部材と
を網目状に形成することができない。さらに、整面のよ
うな第2の機械加工作業が、鍛造されたアクスルシャフ
トの仕上げの機械加工より前に行われる必要がある。ア
クスルシャフトの仕上げの機械加工は、通常、旋盤作
業、穴あけ作業、ホブまたは切り出し作業、およびほと
んどの場合追従熱処理作業を要する。したがって、上記
の作業に関連する主要設備、消耗しやすい機械、労働力
のコストの結果、仕上げの機械加工のコストが、アクス
ルシャフト鍛造のコストの2倍以上になってしまうのが
通常である。
フトの重量に関するものがある。鍛造作業は、最初に鉄
鋼片からアクスルシャフトを形成するため、アクスルシ
ャフトは、車両の車輪および車両のディファレンシャル
が最終的に噛み合う末端間に中身の詰まったシャフトを
形成する。しかしながら、中身の詰まったシャフトによ
って得られる中身の詰まったシャフトに必要な強度がか
なり限度を超えており、中身の詰まったシャフトの付加
的な重量が好ましくない場合がある。しかしながら、こ
の付加的な重量の除去は、一般的に、別の加工作業、お
よび/またはアクスルシャフトの他の部分の衝撃に関わ
るコストが原因で、まだ実際には行われていない。例え
ば、穴あけ作業が、シャフトをくりぬくために用いられ
た場合、コストが高くなり、形成された穴が、ディファ
レンシャルにカップリングする端部など、アクスルシャ
フトの一部に負の影響を与える虞がある。
フトよりも、より簡便に製造することができ、より重量
の軽いアクスルシャフトに改善する技術が、依然として
必要とされている。
トは、上記の課題を解決するために、ディファレンシャ
ルアセンブリに用いるアクスルシャフトにおいて、噛合
面を有するカップリング部を備えているシャフト構造
と、接触面が設けられたマウント穴を有し、精密打ち抜
き加工されたフランジ構造と、上記シャフト構造と上記
フランジ構造とをカップリングするカップリング手段と
を備えているとともに、上記マウント穴を上記カップリ
ング部を受容する大きさとすることにより、上記噛合面
および上記接触面とを噛合し、上記シャフト構造と上記
フランジ構造との間における駆動力の伝達を可能とする
ことを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記シ
ャフト構造は第1の素材で形成されている一方、上記フ
ランジ構造は上記第1の素材とは異なる第2の素材で形
成されていることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記シ
ャフト構造は、チューブ状の素材で形成されていること
を特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記チ
ューブ状の素材は、溶接されたチュービングであること
を特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記シ
ャフト構造の少なくとも一部は、回転スエージング作業
によって形成されることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記噛
合面は、上記接触面と整合接合するように構成される非
円形状であることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記噛
合面および上記接触面の一方は、他方に形成される複数
のスプライン溝に噛み合う複数のスプライン歯を備えて
いることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記複
数のスプライン歯は、上記シャフト上に、圧延作業によ
り形成されることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記カ
ップリング手段は、少なくともレーザ溶接を含んでいる
ことを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記カ
ップリング手段は、上記シャフト構造と上記フランジ構
造とを固定的にカップリングする突起溶接を少なくとも
含んでいることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記カ
ップリング手段は、上記噛合面と上記接触面とをしまり
ばめすることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記シ
ャフト構造は、上記ディファレンシャルアセンブリのサ
イドギヤに形成されたスプライン溝に整合接合する入力
スプラインを備えていることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記カ
ップリング部は、上記フランジ構造内に形成される第2
のマウント穴内部に、少なくとも部分的に配置されるヘ
ッド部を備えていることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記ヘ
ッド部の直径は、上記マウント穴の直径よりも大きいこ
とを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記カ
ップリング手段は、上記ヘッド部と上記フランジ構造と
を固定的にカップリングするレーザ溶接を少なくとも含
んでいることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記カ
ップリング手段は、上記ヘッド部と上記フランジ構造と
を固定的にカップリングする突起溶接を少なくとも含ん
でいることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記カ
ップリング手段は、上記ヘッド部と上記第2のマウント
穴とをしばりばめすることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記ヘ
ッド部は、第2の噛合面を備えている一方で、第2のマ
ウント穴は、第2の接触面を備えており、上記第2の噛
合面は、上記第2の接触面に整合接合するように構成さ
れる非円形状であることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記第
2の噛合面および上記第2の接触面の一方は、他方に形
成される複数のスプライン溝に噛み合う複数のスプライ
ン歯を備えていることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記複
数のスプライン歯は、上記ヘッド部上に、圧延作業によ
り形成されることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記フ
ランジ構造は、圧延作業により加工されたシート材から
形成されることを特徴としている。
の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記シ
ャフト構造は、ベアリングレースを圧入できるように適
合されたベアリング面を備えていることを特徴としてい
る。
題を解決するために、アクスルハウジングと、上記アク
スルハウジング内に配置されるとともに上記アクスルハ
ウジングによって回転可能に支持されるディファレンシ
ャルアセンブリと、一対のアクスルシャフトとを備え、
上記ディファレンシャルアセンブリは、駆動トルク入力
を受けるとともに、該駆動トルク入力を一対の出力ギヤ
に分配するものであり、上記一対のアクスルシャフトに
おける各アクスルシャフトは、シャフト構造およびフラ
ンジ構造を備えており、上記シャフト構造は、噛合面を
有するカップリング部を備えており、上記フランジ構造
は、少なくとも部分的に精密打ち抜き加工されていると
ともに、接触面を有するマウント穴を備えており、上記
マウント穴を、上記カップリング部を受容する大きさに
形成することにより、噛合面および接触面とを噛合し、
それらの間における駆動力の伝達を容易とする一方で、
上記シャフト構造と上記フランジ構造とは互いに固定さ
れていることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
シャフト構造は第1の素材で形成されている一方、上記
フランジ構造は上記第1の素材とは異なる第2の素材で
形成されていることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
シャフト構造は、チューブ状の素材で形成されているこ
とを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
チューブ状の素材は、溶接されたチュービングであるこ
とを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
シャフト構造の少なくとも一部は、回転スエージング作
業によって形成されることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
噛合面は、上記接触面と整合接合するように構成される
非円形状であることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
噛合面および上記接触面の一方は、他方に形成される複
数のスプライン溝に噛み合う複数のスプライン歯を備え
ていることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
複数のスプライン歯は、上記シャフト上に、圧延作業に
より形成されることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、少な
くともレーザ溶接を用いてフランジ構造とシャフト構造
とを固定的にカップリングしていることを特徴としてい
る。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
カップリング手段は、上記シャフト構造と上記フランジ
構造とを固定的にカップリングする突起溶接を少なくと
も含んでいることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
噛合面と上記接触面とをしまりばめすることにより、上
記フランジ構造と上記シャフト構造とを固定的にカップ
リングしていることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
シャフト構造は、上記ディファレンシャルアセンブリの
出力ギヤの一つに形成されたスプライン溝に整合接合す
るように形成される入力スプラインを備えていることを
特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
カップリング部は、上記フランジ構造内に形成される第
2のマウント穴内部に、少なくとも部分的に配置される
ヘッド部を備えていることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
ヘッド部の直径は、上記マウント穴の直径よりも大きい
ことを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、少な
くともレーザ溶接を用いて上記ヘッド部と上記フランジ
構造とを固定している。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
ヘッド部と上記第2のマウント穴とをしまりばめするこ
とにより、上記ヘッド部を上記フランジ構造に固定的に
カップリングすることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
ヘッド部は、第2の噛合面を備えている一方で、第2の
マウント穴は、第2の接触面を備えており、上記第2の
噛合面は、第2の接触面に整合接合するように構成され
る非円形状であることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
第2の噛合面および上記第2の接触面の一方は、他方に
形成される複数のスプライン溝に噛み合う複数のスプラ
イン歯を備えていることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
複数のスプライン歯は、上記ヘッド部上に、圧延作業に
より形成されることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
フランジ構造は、圧延作業により加工されたシート材か
ら形成されることを特徴としている。
記の課題を解決するために、上記の構成に加えて、上記
シャフト構造は、ベアリングレースを圧入できるように
適合されたベアリング面を備えていることを特徴として
いる。
実施の一形態は、ディファレンシャルアセンブリに用い
るアクスルシャフトである。上記アクスルシャフトは、
シャフト構造とフランジ構造とを備えている。上記シャ
フト構造は、噛合面を有するカップリング部を備えてい
る。上記フランジ構造は、接触面が設けられたマウント
穴を有している。上記マウント穴は、上記カップリング
部を受容する大きさにされ、上記噛合面および上記接触
面とを噛合し、上記シャフト構造と上記フランジ構造と
の間における駆動力の伝達を可能とする。本形態におい
て、圧入または焼きばめ材のような緩衝材が、上記カッ
プリング部を上記マウント穴に取り付けるために用いら
れている。そして、レーザー溶接が、シャフト構造およ
びフランジ構造が、互いに固定的にしっかり締まったま
まにするのを確実にするために用いられている。別の形
態においては、レーザー溶接が、シャフト構造とフラン
ジ構造との間の駆動トルクの伝達を可能とするばかりで
はなく、互いのシャフト構造およびフランジ構造を固定
する。
に示される詳細な説明により明白になるであろう。本発
明の好ましい形態は、詳細な説明および特定の例の例示
を目的とするものである。本発明の範囲は、これらに限
定されるものではない。本発明の利益、および特徴は、
添付図面を参照する、後述の記載、および書き加えられ
た請求項によって明白になるであろう。
一形態について図1ないし図8に基づいて説明すれば、
以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるも
のではない。
成されるディファレンシャルアセンブリを有する車両
は、通常、部材番号10で示される。車両10は、伝動
機構14への接続を介して駆動可能な動力伝達系路12
を備えている。上記伝動機構14は、エンジン16とト
ランスミッション18とを備えている。上記動力伝達系
路12は、駆動シャフト20、後部アクスル22、およ
び複数の車輪を備えている。上記エンジン16は、車両
10の軸に沿った線上または縦方向に取り付けられてい
る。そして、エンジンの出力が、通常のクラッチを介し
て回転力(すなわち、駆動トルク)を伝達するためにト
ランスミッション18の入力に選択的にカップリングさ
れている。トランスミッション18の入力は、通常、回
転軸の周りの回転をエンジン16の出力と連携させてい
る。トランスミッション18は、また、出力縮小ユニッ
トおよびギヤ縮小ユニットも備えている。ギヤ縮小ユニ
ットは、カップリングトランスミッション入力を、予め
設定されたギヤ速度でトランスミッション出力するよう
にできる。駆動シャフト20は、トランスミッション1
8の出力で回転を連結させる。駆動トルクは、駆動シャ
フト20を経由して後部アクスル22に伝達され、左右
の後部車輪24aおよび24bにそれぞれ、予め設定さ
れた方法で割り当てられる。
部アクスル22は、ディファレンシャルアセンブリ3
0、左アクスルシャフトアセンブリ32、および右アク
スルシャフトアセンブリ34を備えている。ディファレ
ンシャルアセンブリ30は、ハウジング40、ディファ
レンシャルユニット42、および入力シャフトアセンブ
リ44を備えている。ハウジング40は、第1の軸46
の周りの回転のためにディファレンシャルユニット42
を支持する。さらに、上記第1の軸46に垂直な第2の
軸48の周りの回転のために入力シャフトアセンブリ4
4を支持する。
工で形成され、その後必要に応じて機械加工される。ハ
ウジング40は、左アクスル穴54、右アクスル穴5
6、および入力シャフト穴58を有する中空部52を画
定する壁部50を含んでいる。
ジング40の中空部52の内部に配置されており、ケー
ス70、ケース70に回転を固定するリングギヤ74、
およびケース70の内部に配置されたギヤセット74を
備えている。ギヤセット74は、第1のサイドギヤ8
2、第2のサイドギヤ86、および複数のディファレン
シャルピニオン88を含んでおり、ケース70に備えら
れているピニオンシャフト90を回転可能に支持する。
ケース70は、一対のトラニオン92および96と、ギ
ヤ空洞部98とを備えている。一対のベアリングアセン
ブリ102および106は、それぞれ、第1の軸46の
回転をトラニオン92および96に支持するために示さ
れている。左アクスルアセンブリ32および右アクスル
アセンブリ34は、第1のサイドギヤ82および第2の
サイドギヤ86のそれぞれを用いて、第1の軸の回転を
カップリングする左アクスル穴54および右アクスル穴
56の中にそれぞれ広がっている。ケース70は、第1
の軸46に垂直な1つ以上の軸のギヤ空洞部98の内部
の回転を複数のディファレンシャルピニオン88に支持
するために使用できる。第1のサイドギヤ82および第
2のサイドギヤ86は、それぞれ、ディファレンシャル
ピニオン88上に形成された噛合歯110に噛み合う複
数の歯108を備えている。
48の回転をハウジング40の中で支持される入力シャ
フト穴58の中に広がっている。入力シャフトアセンブ
リ44は、入力シャフト120、リングギヤ72上に形
成された噛合歯126に噛み合う複数のピニオンギヤ1
22、および入力シャフト120を回転可能に支持する
ハウジング40と連携する一対のベアリングアセンブリ
128および130を備えている。入力シャフトアセン
ブリ44は、駆動シャフト20の回転とカップリング
し、ディファレンシャルユニット42に駆動トルクを伝
達するために用いることができる。より詳細には、入力
シャフト120に受領された駆動トルクは、駆動トルク
が、ディファレンシャルピニオン88を経て第1のギヤ
82および第2のギヤ86に分配されるように、ピニオ
ン歯124によってリングギヤ72の歯126に伝達さ
れる。
右アクスルシャフトアセンブリ34は、全く同一の構成
および動作であるので、左アクスルシャフトアセンブリ
32についてのみ詳細に説明する。右アクスルシャフト
アセンブリ34の類似または対応する部材には、左アク
スルシャフトアセンブリ32の記載で用いたものと同じ
部材番号を記している。左アクスルシャフトアセンブリ
32は、左アクスル穴54に固定されたアクスルチュー
ブ150、およびベアリング154によって第1の軸4
6のアクスルチューブ150の回転を支持されるアクス
ルシャフト152を含んでいる。当業者が識別できるよ
うに、左アクスルシャフトアセンブリ32は、車両10
の重要な部分を支持するアクスルシャフト152中に一
点鎖線で示している。
ルシャフト152は、シャフト構造160とフランジ構
造162とを備えていることが示されている。シャフト
構造160は、本体部170、ベアリング支持部17
2、入力部174、カップリング部176を備えてい
る。本体部170は、一般に、その交差部分に一様に設
けられ、両末端にて、ベアリング支持部172及び入力
部174に連結されている。ベアリング支持部172
は、圧入方式で、ベアリング154の内側のベアリング
レースにかみ合わされる大きさであるベアリング面18
0を有し、このベアリング面180は、通常、図示した
特定の実施形態にて、本体部170の外径よりも大きい
外径を有している。カップリング部176は、ベアリン
グ支持部172の反対側の末端に固定的にカップリング
され、シャフト構造160をフランジ構造162に連結
するように構成されている。カップリング部176は、
隣接フランジ184を有するヘッド部182と、噛合面
186とを備えている。ここで用いた例では、ヘッド部
は、複数の突起歯を有しているが、他の幾何学的な形に
変えて形成してもよい。ヘッド部182は、隣接フラン
ジ184に終端を有する。隣接フランジ184は、カッ
プリング部176の周りの円周に広がり、かつ、噛合面
186の外側へ放射状に広がっている。噛合面186
は、円形状であるが、外径を有する形状であって非円形
状でることが好ましく、ベアリング面180の直径より
も通常、大きいことが好ましい。図示した特定の実施形
態では、噛合面186は、以下にて詳述するように、円
周に、一定間隔にて設けられた複数のスプライン歯18
8を有している。しかしながら、以下の説明から、スプ
ライン歯188は、特に、焼きばめや溶接構造である場
合には、突起や平滑な形状を含む適当な幾何学的形状に
置換してもよいことを当業者は理解するであろう。
と、ロックスロット192とを含み、図示した特定の実
施形態にて、本体部170からやや直径を短縮してい
る。入力スプライン190は、第1のサイドギヤ82に
形成される複数のスプライン歯196にかみ合うように
構成された、スプライン歯194を有している。スプラ
イン歯194とスプライン歯196とのかみ合わせは、
アセンブリユニット42からシャフト構造160への回
転力の伝達を容易にする。ロックスロット192は、入
力部174の周囲に形成された環状の溝である。入力ス
プライン190及び環状の壁は、ロックスロット192
の反対側に隣接している。ロックスロット192は、当
業者には周知の方式にて、入力部174を第1のサイド
ギヤ82にカップリングする役割をもつ従来のC−ロッ
ククリップ(図示せず)を受容する大きさにあわせて形
成されている。
ト構造160は、従来の構造の固体アクスルシャフトに
比べて、実質的に、アクスルシャフト152の全重量を
軽減する中空のチューブ状ブランクにて形成されてい
る。好ましい実施形態では、伸長したグレーン構造を有
する継ぎ目が溶接されたチューブ状の素材が、チューブ
状ブランクを形成するために用いられる。チューブ状ブ
ランクは、アクスルシャフト152を通過する流れから
流体を阻止するための入力部174の直前の領域にて、
中空部を閉鎖するように、カップリング部176、入力
部174、ベアリング面180を予め形成するために、
まず最初に、主軸(図示せず)を覆うように回転スエー
ジング及び/又は、軌道に沿って鍛造する。ロールフォ
ーミング、旋削、及び/又は、研削のような付加的な操
作は、シャフト構造160の一部を網目状あるいはほぼ
網目状に形成するために用いられる。例えば、入力スプ
ライン190、噛合面186のスプライン歯188、ヘ
ッド部182の突起歯182a、隣接フランジ184と
いった特徴は、ロールフォーミング操作にて、網目状に
形成される。ロックスロット192は、ロールフォーミ
ング操作にて、ほぼ網目状に形成され、その後、旋削操
作にて加工されて仕上げられる。ベアリング面180
は、ロールフォーミング操作にて、ほぼ網目状に形成さ
れ、入力スプライン190、スプライン歯188、ベア
リング面180は、高周波焼入れによる適当な熱処理を
施した後、研削等の適切な機械加工作業にて仕上げられ
る。
トであり、車輪取付部200及びセンターハブ202を
有している、車輪マウント部200は、一般に、車輪2
4の一つに連結されて隣接するように示される平坦な隣
接面210と、円筒形状の周囲に一定間隔にて配置され
た複数の車輪スタッドマウント穴222とを有してい
る。車輪スタッドマウント穴222は、隣接面210に
垂直な軸上に、車輪マウント部200を通り抜けて伸び
ている。各車輪スタッドマウント穴222は、ヘッド2
18及び貫通部220を有する従来の車輪スタッド21
6を、圧入方式にて、噛み合わせることができる大きさ
にあわせて形成されている。車輪スタッド216のヘッ
ド218は、隣接面210の反対側の車輪マウント部2
00の側面222に隣接し、貫通部220は、貫通可能
となるように、従来の耳付きナット(図示せず)に取り
付けられ、隣接面210から外部へ伸びる。
0に垂直に配置されるように、マウント穴230を有し
ている。マウント穴230は、環状のリップ232及び
接触面234を有している。接触面234は、カップリ
ング部176の噛合面186とかみ合い、両者間にて回
転力を容易に伝達する。ここで示した例では、複数のス
プライン溝238は、マウント穴230の周囲に形成さ
れている。さらに、マウント穴230は、圧入方式にて
カップリング部176を受容することができる大きさを
有して形成されている。環状のリップ232は、隣接フ
ランジ184に隣接し、フランジ構造162があらかじ
め定められた位置にてシャフト構造160に配置される
ように、隣接フランジ184とともに動作する。
202は、シャフト構造160とフランジ構造162と
の間の連結を強固にするために、マウント穴230の軸
に沿って、いくぶんか引き伸ばされる。このとき、セン
ターハブ202は、ヘッド部182の外面244に噛み
合う第2の接触面242を有する第2のマウント穴24
0を有し、両者間にて回転力を伝動する。さらに、第2
のマウント穴240は、ヘッド部182の少なくとも一
部を受容する大きさにて形成され、例えば、ヘッド部1
82の突起歯182aにかみ合う複数の突起歯240a
を有している。噛合面186と接触面234との間を接
続する際の圧入や焼きばめのようなしまりばめは、ヘッ
ド部182の外面244に、第2の接触面242を確保
して行われることが好ましい。当業者には理解されるよ
うに、第2の溶接250は、ヘッド部182をセンター
ハブ202に固定して連結されるように、付加的あるい
は選択的に用いられる。
構造160がフランジ構造162を貫通してスライドし
ないような大きさにて形成されている。この方式の構造
では、フランジ構造162は、これらの構成要素がとも
に固定される連結手段(すなわち、しまりばめ、及び/
又は、レーザ溶接)がない場合でさえ、シャフト構造1
60に連結されたままであることが保証される。
打抜加工作業にて正確に形成される。本実施形態では、
フランジ構造162を形成する素材は、あらかじめ設定
された方向にてグレーン構造を伸長する圧延作業にて加
工されたシート材あるいは平坦な棒状の材料である。当
業者に理解されるように、精密打抜加工作業は、しっか
りと留められた作業工程中の製品が、精密な加工エッジ
やほぼ直線のエッジを有する正確な作業工程中の製品を
生み出すように、金型開口部を通るように制御された剪
断加工過程である。しかしながら、当業者によって理解
されるように、選択作業、及び/又は、付加的な形成作
業、及び/又は、機械加工作業は、フランジ構造162
を形成するためにも行われる。例えば、フランジ構造1
62は、最初に、より小さいマウント穴230にスタン
ピング作業にて形成され、その後、ブローチング作業な
どの第2の操作により、マウント穴230に仕上げが行
われる。
160及びフランジ構造162がまず初めに形成され、
続いて、カップリング部176がマウント穴230にか
み合うように組み立てられる。フランジ構造162は、
環状のリップ232が隣接フランジ184に隣接するよ
うに、カップリング部176とは反対側に隣接する。シ
ャフト構造160及びフランジ構造162は、その後、
互いに固定的にカップリングされることが保証されるよ
うに、レーザ溶接される。ここに示す例では、噛合面1
86と接触面234とは、シャフト構造160とフラン
ジ構造162との間にて回転力を伝動するように示して
ある。ここで、圧入や焼きばめのようなしまりばめは、
シャフト構造160とフランジ構造162とを固定的に
カップリングするために用いられ、レーザ溶接250
は、シャフト構造160とフランジ構造162との間の
回転力を伝動するための第1手段とならないことが好ま
しい。例えば、レーザ溶接250は、シャフト構造16
0及びフランジ構造162が形成された場合に、伝導す
る熱量を最小化するように、比較的小さくなっている。
しかしながら、当業者には周知のように、シャフト構造
160とフランジ構造162とのカップリングは、いく
ぶん異なっている。例えば、しばりばめは、シャフト構
造160とフランジ構造162とを固定的にカップリン
グするためだけに用いられ、両者間にて回転力を伝動す
る。他の例としては、レーザ溶接は、シャフト構造16
0とフランジ構造162とを固定して接続するためにの
み用いられ、両者間の回転力を伝動する。
スルシャフトに関してはほとんど説明していないが、当
業者は、より広い観点から、本発明は幾分か異なって構
成されることを理解するであろう。例えば、本発明のア
クスルシャフトは、図6及び図7(a)に示すように、
完全浮動アクスルに、同様に取り付けられる。アクスル
シャフトアセンブリ300は、アクスルアセンブリ30
2及び車輪304に連結されて示されている。アクスル
アセンブリ302は、一組の外側へ伸びている空洞のハ
ブ308(一つのみ図示)を有するハウジング306を
含んでいる。他の点は、ハウジング306は、上述した
ハウジング40と似ている。一組のベアリング310
は、各ハブ308と連結された車輪304との間に配置
され、ハブ308上の回転を車輪304に効率的に支持
する。各アクスルシャフトアセンブリ300は、シャフ
ト構造322及びフランジ構造324を有するアクスル
シャフト320を含んでいる。シャフト構造322は、
ハブ308の空洞326を通って伸び、ディファレンシ
ャルユニット(図示せず)に接続される。このディファ
レンシャルユニットの構造や動作については、上記した
ディファレンシャルユニット42と同様である。フラン
ジ構造324は、車輪304に連結され、ディファレン
シャルから車輪へ駆動トルクを伝動するために、シャフ
ト構造322とともに作動する。当業者であれば適切に
理解するように、アクスルシャフトアセンブリ300
は、完全浮動設計であり、アクスルシャフト320は、
車輪304を駆動するが、車輪304の保持や、車両の
重量の支えとはならない。
アクスルシャフト152と同様であり、ベアリング面
は、シャフト構造322上に形成される必要がないとい
う事実に基づいて、いくぶんか単純化されている。ま
た、シャフト構造322は、本体部170’、入力部1
74’、カップリング部176’、を有し、これらは、
上記したアクスルシャフト152の本体部170、入力
部174、カップリング部176のそれぞれと実質的に
同じである。それゆえ、シャフト構造322について、
カップリング部176’は、噛合面186’及び第2の
噛合面244’を含み、これらは好ましくは、非円形状
である点以外の詳細については説明しない。図示した特
定の実施形態では、噛合面186’は、周囲に一定間隔
にて配置された複数のスプライン歯188’を含み、第
2の噛合面244’は、複数の突起歯182a’を含ん
でいる。これらについて、以下にて詳述する。しかしな
がら、当業者であれば以下の説明から理解するように、
適切な幾何学的な形状に、スプライン歯188’及び突
起歯182a’に置き換えてもよく、これらの境界面
は、円筒状であってもよい。また、当業者であれば容易
に理解するように、アクスルシャフト320は、図7
(a)に示すように固形鋼片にて形成されてもよく、図
8に示すように、空洞チューブ330にて形成されても
よい。
造324は、フランジ構造162と同様に示されてお
り、好ましくは精密打抜き加工作業にて形成される一つ
の環状プレートである。フランジ構造324は、車輪マ
ウント部200’及びセンターハブ202’を含んでい
る。車輪マウント部200’は、一般的には、平坦な隣
接面210’を有し、この隣接面210’は、連結され
た車輪304の一つに隣接している。円筒形状の周囲に
一定間隔にて配置された複数の車輪スタッド受容穴21
6’は、隣接面210’に垂直である軸上に、車輪マウ
ント部200’を通って伸び、従来の車輪スタッド33
6の貫通部334を受ける大きさにて形成されている。
ナット338は、貫通部334に伸びてかみ合わされ、
フランジ構造324を車輪304に固定するクランプ力
を生じる。
42’を有する第2のマウント穴240’と同様に、隣
接面210’に垂直に配置され、接触面234’を有す
るマウント穴230’を含んでいる。接触面234’
は、接続部176’の噛合面186’にかみ合わされ、
両者間にて、回転力を容易に伝動する。ここに示した例
では、複数のスプライン溝238’は、マウント穴23
0’の周囲に形成されている。また、この例では、第2
の接触面242’は、第2の噛合面244’に形成され
る突起歯182a’に対してかみ合うように示される複
数の突起歯240a’を有している。前述した実施形態
にて述べたように、マウント穴230’及び第2のマウ
ント穴240’は、好ましくは、噛合面186’及び接
触面234’が第2の噛合面244’及び第2の接触面
242’と同様に、しまりばめにて固定的にカップリン
グされるような大きさにて形成される。一つ以上のレー
ザ溶接250’は、付加的あるいは選択的に、シャフト
構造322とフランジ構造324とを互いに固定するた
めに用いられる。図7(b)を参照すれば、複数の突起
部350は、接触面234’及び第2の接触面242’
の一つに、選択的に形成される。突起部350は、ヘッ
ド部182’をフランジ構造324に固定的にカップリ
ングする突起溶接作業を容易にする。
フト構造322及びフランジ構造324は、カップリン
グ部176’がマウント穴230’にかみ合うように組
み立てられる。さらにこの後、シャフト構造322及び
フランジ構造324は、互いに固定的にカップリングさ
れることが保証されるように、レーザ溶接される。しか
しながら、上記したように、噛合面186’及び接触面
234’は、好ましくは、シャフト構造322及びフラ
ンジ構造324との間の回転力を伝動するように形成さ
れる。さらに、レーザ溶接250’は、シャフト構造3
22とフランジ構造324との間の回転力を伝動する重
要な手段として確保される必要はない。
細な記述及び図を示したが、請求項に定義されるような
発明の範囲から逸脱しないように、種々に変更され、等
価なものに置き換えることができることは、当業者によ
って理解されるであろう。さらに、本発明に不可欠な範
囲内から逸脱しないように、本発明にて示した特定の状
態あるいは物質に、種々の変更がなされてもよい。それ
ゆえ、本発明は、本発明を実行するために予期された最
良のモードについての詳細な説明及び図によって示され
る特定の実施の形態に限定されるものではなく、前述し
た説明及び従属請求項の範囲内にあるいかなる実施形態
も含むものである。
うに、噛合面を有するカップリング部を備えているシャ
フト構造と、接触面が設けられたマウント穴を有し、精
密打ち抜き加工されたフランジ構造と、上記シャフト構
造と上記フランジ構造とをカップリングするカップリン
グ手段とを備えているとともに、上記マウント穴を上記
カップリング部を受容する大きさとすることにより、上
記噛合面および上記接触面とを噛合し、上記シャフト構
造と上記フランジ構造との間における駆動力の伝達を可
能とする構成である。
上のように、アクスルハウジングと、上記アクスルハウ
ジング内に配置されるとともに上記アクスルハウジング
によって回転可能に支持されるディファレンシャルアセ
ンブリと、一対のアクスルシャフトとを備え、上記ディ
ファレンシャルアセンブリは、駆動トルク入力を受ける
とともに、該駆動トルク入力を一対の出力ギヤに分配す
るものであり、上記一対のアクスルシャフトにおける各
アクスルシャフトは、シャフト構造およびフランジ構造
を備えており、上記シャフト構造は、噛合面を有するカ
ップリング部を備えており、上記フランジ構造は、少な
くとも部分的に精密打ち抜き加工されているとともに、
接触面を有するマウント穴を備えており、上記マウント
穴を、上記カップリング部を受容する大きさに形成する
ことにより、噛合面および接触面とを噛合し、それらの
間における駆動力の伝達を容易とする一方で、上記シャ
フト構造と上記フランジ構造とは互いに固定されている
構成である。
フトよりも、より簡便に製造することができ、より重量
の軽いアクスルシャフトを提供することができるという
効果を奏する。
示した切断透視図である。
ルの部の分解図である。
スルシャフトアセンブリを有する車両の部分断面図であ
る。
示す、図6のアクスルシャフトアセンブリ部を分解した
部分側面図であり、図7(b)は、フランジ構造とシャ
フト構造とをカップリングするための突起溶接の使用を
示す図7(a)に類似のアクスルシャフトアセンブリの
断面図である。
トを示す、図7に類似の断面図である。
Claims (43)
- 【請求項1】ディファレンシャルアセンブリに用いるア
クスルシャフトにおいて、 噛合面を有するカップリング部を備えているシャフト構
造と、 接触面が設けられたマウント穴を有し、精密打ち抜き加
工されたフランジ構造と、 上記シャフト構造と上記フランジ構造とをカップリング
するカップリング手段とを備えているとともに、 上記マウント穴を上記カップリング部を受容する大きさ
とすることにより、上記噛合面および上記接触面とを噛
合し、上記シャフト構造と上記フランジ構造との間にお
ける駆動力の伝達を可能とすることを特徴とするアクス
ルシャフト。 - 【請求項2】上記シャフト構造は第1の素材で形成され
ている一方、 上記フランジ構造は上記第1の素材とは異なる第2の素
材で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の
アクスルシャフト。 - 【請求項3】上記シャフト構造は、チューブ状の素材で
形成されていることを特徴とする請求項1または2に記
載のアクスルシャフト。 - 【請求項4】上記チューブ状の素材は、溶接されたチュ
ービングであることを特徴とする請求項3に記載のアク
スルシャフト。 - 【請求項5】上記シャフト構造の少なくとも一部は、回
転スエージング作業によって形成されることを特徴とす
る請求項3または4に記載のアクスルシャフト。 - 【請求項6】上記噛合面は、上記接触面と整合接合する
ように構成される非円形状であることを特徴とする請求
項1ないし5のいずれか1項に記載のアクスルシャフ
ト。 - 【請求項7】上記噛合面および上記接触面の一方は、他
方に形成される複数のスプライン溝に噛み合う複数のス
プライン歯を備えていることを特徴とする請求項6に記
載のアクスルシャフト。 - 【請求項8】上記複数のスプライン歯は、上記シャフト
上に、圧延作業により形成されることを特徴とする請求
項7に記載のアクスルシャフト。 - 【請求項9】上記カップリング手段は、少なくともレー
ザ溶接を含んでいることを特徴とする請求項1ないし8
のいずれか1項に記載のアクスルシャフト。 - 【請求項10】上記カップリング手段は、上記シャフト
構造と上記フランジ構造とを固定的にカップリングする
突起溶接を少なくとも含んでいることを特徴とする請求
項1ないし9のいずれか1項に記載のアクスルシャフ
ト。 - 【請求項11】上記カップリング手段は、上記噛合面と
上記接触面とをしまりばめすることを特徴とする請求項
1ないし請求項10のいずれか1項に記載のアクスルシ
ャフト。 - 【請求項12】上記シャフト構造は、上記ディファレン
シャルアセンブリのサイドギヤに形成されたスプライン
溝に整合接合する入力スプラインを備えていることを特
徴とする請求項1ないし11のいずれか1項に記載のア
クスルシャフト。 - 【請求項13】上記カップリング部は、上記フランジ構
造内に形成される第2のマウント穴内部に、少なくとも
部分的に配置されるヘッド部を備えていることを特徴と
する請求項1ないし12のいずれか1項に記載のアクス
ルシャフト。 - 【請求項14】上記ヘッド部の直径は、上記マウント穴
の直径よりも大きいことを特徴とする請求項13に記載
のアクスルシャフト。 - 【請求項15】上記カップリング手段は、上記ヘッド部
と上記フランジ構造とを固定的にカップリングするレー
ザ溶接を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項
13または14に記載のアクスルシャフト。 - 【請求項16】上記カップリング手段は、上記ヘッド部
と上記フランジ構造とを固定的にカップリングする突起
溶接を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項1
3ないし15のいずれか1項に記載のアクスルシャフ
ト。 - 【請求項17】上記カップリング手段は、上記ヘッド部
と上記第2のマウント穴とをしばりばめすることを特徴
とする請求項13ないし16のいずれか1項に記載のア
クスルシャフト。 - 【請求項18】上記ヘッド部は、第2の噛合面を備えて
いる一方で、第2のマウント穴は、第2の接触面を備え
ており、 上記第2の噛合面は、上記第2の接触面に整合接合する
ように構成される非円形状であることを特徴とする請求
項13ないし17のいずれか1項に記載のアクスルシャ
フト。 - 【請求項19】上記第2の噛合面および上記第2の接触
面の一方は、他方に形成される複数のスプライン溝に噛
み合う複数のスプライン歯を備えていることを特徴とす
る請求項18に記載のアクスルシャフト。 - 【請求項20】上記複数のスプライン歯は、上記ヘッド
部上に、圧延作業により形成されることを特徴とする請
求項19に記載のアクスルシャフト。 - 【請求項21】上記フランジ構造は、圧延作業により加
工されたシート材から形成されることを特徴とする請求
項1ないし20のいずれか1項に記載のアクスルシャフ
ト。 - 【請求項22】上記シャフト構造は、ベアリングレース
を圧入できるように適合されたベアリング面を備えてい
ることを特徴とする請求項1ないし21のいずれか1項
に記載のアクスルシャフト。 - 【請求項23】アクスルハウジングと、 上記アクスルハウジング内に配置されるとともに上記ア
クスルハウジングによって回転可能に支持されるディフ
ァレンシャルアセンブリと、 一対のアクスルシャフトとを備え、 上記ディファレンシャルアセンブリは、駆動トルク入力
を受けるとともに、該駆動トルク入力を一対の出力ギヤ
に分配するものであり、 上記一対のアクスルシャフトにおける各アクスルシャフ
トは、シャフト構造およびフランジ構造を備えており、 上記シャフト構造は、噛合面を有するカップリング部を
備えており、 上記フランジ構造は、少なくとも部分的に精密打ち抜き
加工されているとともに、接触面を有するマウント穴を
備えており、 上記マウント穴を、上記カップリング部を受容する大き
さに形成することにより、噛合面および接触面とを噛合
し、それらの間における駆動力の伝達を容易とする一方
で、 上記シャフト構造と上記フランジ構造とは互いに固定さ
れていることを特徴とするアクスルアセンブリ。 - 【請求項24】上記シャフト構造は第1の素材で形成さ
れている一方、 上記フランジ構造は上記第1の素材とは異なる第2の素
材で形成されていることを特徴とする請求項23に記載
のアクスルアセンブリ。 - 【請求項25】上記シャフト構造は、チューブ状の素材
で形成されていることを特徴とする請求項23または2
4に記載のアクスルアセンブリ。 - 【請求項26】上記チューブ状の素材は、溶接されたチ
ュービングであることを特徴とする請求項25に記載の
アクスルアセンブリ。 - 【請求項27】上記シャフト構造の少なくとも一部は、
回転スエージング作業によって形成されることを特徴と
する請求項25または26に記載のアクスルアセンブ
リ。 - 【請求項28】上記噛合面は、上記接触面と整合接合す
るように構成される非円形状であることを特徴とする請
求項23ないし27のいずれか1項に記載のアクスルア
センブリ。 - 【請求項29】上記噛合面および上記接触面の一方は、
他方に形成される複数のスプライン溝に噛み合う複数の
スプライン歯を備えていることを特徴とする請求項28
に記載のアクスルアセンブリ。 - 【請求項30】上記複数のスプライン歯は、上記シャフ
ト上に、圧延作業により形成されることを特徴とする請
求項29に記載のアクスルアセンブリ。 - 【請求項31】少なくともレーザ溶接を用いてフランジ
構造とシャフト構造とを固定的にカップリングしている
ことを特徴とする請求項29または30に記載のアクス
ルアセンブリ。 - 【請求項32】上記カップリング手段は、上記シャフト
構造と上記フランジ構造とを固定的にカップリングする
突起溶接を少なくとも含んでいることを特徴とする請求
項23ないし31のいずれか1項に記載のアクスルアセ
ンブリ。 - 【請求項33】上記噛合面と上記接触面とをしまりばめ
することにより、上記フランジ構造と上記シャフト構造
とを固定的にカップリングしていることを特徴とする請
求項23ないし32のいずれか1項に記載のアクスルア
センブリ。 - 【請求項34】上記シャフト構造は、上記ディファレン
シャルアセンブリの出力ギヤの一つに形成されたスプラ
イン溝に整合接合するように形成される入力スプライン
を備えていることを特徴とする請求項23ないし33の
いずれか1項に記載のアクスルアセンブリ。 - 【請求項35】上記カップリング部は、上記フランジ構
造内に形成される第2のマウント穴内部に、少なくとも
部分的に配置されるヘッド部を備えていることを特徴と
する請求項23ないし34のいずれか1項に記載のアク
スルアセンブリ。 - 【請求項36】上記ヘッド部の直径は、上記マウント穴
の直径よりも大きいことを特徴とする請求項35に記載
のアクスルアセンブリ。 - 【請求項37】少なくともレーザ溶接を用いて上記ヘッ
ド部と上記フランジ構造とを固定している請求項35ま
たは36に記載のアクスルアセンブリ。 - 【請求項38】上記ヘッド部と上記第2のマウント穴と
をしまりばめすることにより、上記ヘッド部を上記フラ
ンジ構造に固定的にカップリングすることを特徴とする
請求項35ないし37のいずれか1項に記載のアクスル
アセンブリ。 - 【請求項39】上記ヘッド部は、第2の噛合面を備えて
いる一方で、第2のマウント穴は、第2の接触面を備え
ており、 上記第2の噛合面は、第2の接触面に整合接合するよう
に構成される非円形状であることを特徴とする請求項3
5ないし38のいずれか1項に記載のアクスルアセンブ
リ。 - 【請求項40】上記第2の噛合面および上記第2の接触
面の一方は、他方に形成される複数のスプライン溝に噛
み合う複数のスプライン歯を備えていることを特徴とす
る請求項39に記載のアクスルアセンブリ。 - 【請求項41】上記複数のスプライン歯は、上記ヘッド
部上に、圧延作業により形成されることを特徴とする請
求項40に記載のアクスルアセンブリ。 - 【請求項42】上記フランジ構造は、圧延作業により加
工されたシート材から形成されることを特徴とする請求
項23ないし41のいずれか1項に記載のアクスルアセ
ンブリ。 - 【請求項43】上記シャフト構造は、ベアリングレース
を圧入できるように適合されたベアリング面を備えてい
ることを特徴とする請求項23ないし42のいずれか1
項に記載のアクスルアセンブリ。
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