JP2008514880A - ねじ込みスリーブを用いたシャフトジャーナルと、等速回転ジョイントとの間の結合装置 - Google Patents

ねじ込みスリーブを用いたシャフトジャーナルと、等速回転ジョイントとの間の結合装置 Download PDF

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Abstract

軸方向で位置固定されているシャフトジャーナル(11)と、等速回転ジョイント(12)との間の結合装置であって、等速回転ジョイント(12)のジョイント内側部分(24)内にシャフトジャーナル(11)が相対回動不能に係合している形式のものにおいて、ねじ込みスリーブ(41)が設けられており、該ねじ込みスリーブ(41)が、軸方向で位置固定されていて、ジョイント内側部分(24)に対して相対的に自由に回転可能に保持されており、さらにねじ込みスリーブ(41)がねじ山(42)を有しており、該ねじ山(42)が、シャフトジャーナル(11)に設けられた対応ねじ山(36)と螺合可能であることを特徴とする、シャフトジャーナルと、等速回転ジョイント(12)との間の結合装置。

Description

本発明は、自動車駆動装置の長手方向シャフト(Laengswelle)、つまりプロペラシャフトに設けられた、直接に支承されているシャフトジャーナルと、等速回転ジョイントとの間の結合装置であって、等速回転ジョイントのジョイント内側部分内にシャフトジャーナルが相対回動不能に係合している形式のものに関する。シャフトジャーナルは変速伝動装置(トランスミッション)またはアクスル伝動装置(ディファレンシャルギヤ)に軸方向および半径方向で位置固定されていてよい。この場合、等速回転ジョイントはプロペラシャフトの一方の端部に位置している。シャフトジャーナルは弾性的な中間軸受けにも半径方向で弾性的に懸吊されていてよい。この場合、等速回転ジョイントは2つの部分から成るプロペラシャフトのセンタ軸受けとして使用されている。
最近の自動車の構成スペースは、ますます増大しつつある制限を受けている。このことはパワートレーンにも云える。それと同時に、組み付けられたパワートレーンには、許容残留アンバランスに関する高められた要求が課せられる。
目下実施されている解決手段では、後側のプロペラシャフトジョイントがフランジ結合部を介してアクスル伝動装置入力ジャーナルに結合されている。これによって、フランジ偏心(シャフトジャーナル軸線に関する)と、ジョイント偏心と、ジョイント−フランジ嵌合の公差合算が甘受されなければならない。この場合に特別の問題となるのは、シャフトジャーナルに対するジョイントの軸方向の位置固定である。
国際公開第98/35174号パンフレットに基づき、後側のプロペラシャフトジョイントのジョイント外側部分を直接にスプライン状のシャフト歯列を介してアクスル伝動装置の入力ジャーナルに結合することが公知である。
本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式の結合装置を改良して、確実な軸方向の位置固定を用いた結合が簡単に可能となり、しかも特に容易な組付けが与えられているような結合装置を提供することである。
上記課題を解決するための本発明の第1の解決手段は、ねじ込みスリーブが設けられており、該ねじ込みスリーブが、軸方向で位置固定されていて、ジョイント内側部分に対して相対的に自由に回転可能に保持されており、さらにねじ込みスリーブがねじ山を有しており、該ねじ山が、シャフトジャーナルに設けられた対応ねじ山と螺合可能であることにより特徴付けられている。この場合、本発明の特別な構成では、ねじ込みスリーブのねじ山が雌ねじ山であり、シャフトジャーナルに設けられた対応ねじ山が雄ねじ山である。この場合、シャフトジャーナルに設けられた雄ねじ山がナットを支持しており、該ナットに対してねじ込みスリーブが当接されて、回動防止されることが提案される。回動防止は、目打ちロック(Koernerschlag)またはその他の公知の手段によって行うことができる。
本発明の第1の有利な構成では、ねじ込みスリーブがジョイント内側部分に結合されていて、この場合に特にジョイント内側部分に設けられた旋削加工部内に係合している。この切削加工部内には軸方向位置固定手段が配置されている。この場合、ねじ込みスリーブとジョイント内側部分との間の結合は、たとえば位置固定リングによって行なわれ得る。
本発明の第2の有利な構成では、ねじ込みスリーブが、直接に中間スリーブに結合されており、該中間スリーブがジョイント内側部分に溶接されており、ねじ込みスリーブが、特に前記中間スリーブに旋削加工部によって被さって係合しており、この旋削加工部内には軸方向位置固定手段が形成されている。
シャフトジャーナルに設けられた、前で挙げたナットは、特にシャフトジャーナルに装着された転がり軸受けの緊締のために働く。
上記課題を解決するための本発明の第2の解決手段は、ねじ込みスリーブが設けられており、該ねじ込みスリーブが、軸方向で位置固定されていて、シャフトジャーナルに対して相対的に自由に回転可能に配置されており、さらにねじ込みスリーブがねじ山を有しており、該ねじ山が、対応ねじ山を介して少なくとも間接的にジョイント内側部分と螺合可能であることにより特徴付けられている。自由に回転可能な結合は、特にねじ込みスリーブと、シャフトジャーナルに螺合されたナットとの間に形成され得る。この場合、ねじ込みスリーブは特にナットに設けられた旋削加工部内に係合しており、この旋削加工部内には軸方向位置固定手段が配置されている。ねじ込みスリーブとジョイント内側部分との間のねじ込み結合は、間接的に、ジョイント内側部分に結合可能な付設スリーブを介して行われ得るか、または直接的に、ジョイント内側部分にワンピースに一体成形された付設スリーブを介して行われ得る。本発明の特別な構成では、ねじ込みスリーブに設けられたねじ山が雄ねじ山であり、ジョイント内側部分側に設けられた対応ねじ山が雌ねじ山であり、該雌ねじ山が、ジョイント内側部分に付設されている付設スリーブに形成されている。この場合、ねじ込みスリーブが付設スリーブまたはジョイント内側部分と当接されて、回動防止されることが提案される。この場合にも、シャフトジャーナルに装着された前記ナットはそれと同時にシャフトジャーナルに転がり軸受けを緊締するためにも働くことができる。
両解決手段のためには、ジョイント内側部分もしくはシャフトジャーナルに対するねじ込みスリーブの自由回転可能な軸方向位置固定のために、対応する環状溝内に係合する位置固定リングが働くことが提案される。これらの環状溝はこの場合、一方ではねじ込みスリーブに形成されており、他方ではジョイント内側部分または付設スリーブもしくはナットに形成されている。
グリース充填されたシールされた等速回転ジョイントの十分な前組付けを可能にする、特に好都合な構成では、等速回転ジョイントのジョイント外側部分に少なくとも間接的にシール部材の外周部が相対回動不能に密に結合されており、該シール部材の内周部が、ねじ込みスリーブ、中間スリーブまたは付設スリーブに密に載着されている。
このためには補足的に、ジョイント内側部分の、前記シール部材とは逆側の、プロペラシャフトパイプに向けられた側に別のカバーが付設されており、該カバーが、ジョイント内側部分の内周歯列の開口を密に閉鎖していることが提案される。プロペラシャフトパイプ自体は等速回転ジョイントのジョイント外側部分に結合されている。
本発明による結合装置には、次のような利点がある:
−等速回転ジョイントとシ―ル部材と軸方向組付け手段とが、1つのユニットを形成している;
−当該結合装置が、破壊なしに着脱可能にかつ繰返し閉鎖可能に、もしくは場合によっては位置固定リングの破壊および交換下に着脱可能でかつ新たに閉鎖可能である;
−シール部材と軸方向保持手段とを備えた等速回転ジョイントが、付加的な運搬シール部材なしに、グリース充填されたシールされたユニットとして形成され得る;
−前記ユニットが、極めて簡単にシャフトジャーナルに組み付けられ得る;
−簡単な変化形を用いて、隣接した構造周辺部の防食、特にシャフトジャーナル軸受け装置の軸受け緊締のための緊締ナットのねじ山の防食が可能になる;
−本発明による結合装置が、使用されるジョイントタイプとは十分に無関係となる。
シャフト歯列を介して行われるジョイント内側部分とシャフトジャーナルとの間の本発明による結合は、公差を伴う唯一つの結合部しか有しない。プロペラシャフトの回転軸線の位置の著しく正確な位置固定が得られる。ジョイント組付けの偏心性から生ぜしめられるアンバランスは回避される。
以下に、本発明の有利な実施例を図面につき詳しく説明する。
図1は、ジョイント内側部分に対して回転可能なねじ込みスリーブを備えた本発明による結合装置の第1の構成を示す断面図である;
図2は、ジョイント内側部分に対して回転可能なねじ込みスリーブを備えた本発明による結合装置の第2の構成を示す断面図である;
図3は、シャフトジャーナルに対して回転可能なねじ込みスリーブを備えた本発明による結合装置の第1の構成を示す断面図である;
図4は、シャフトジャーナルに対して回転可能なねじ込みスリーブを備えた本発明による結合装置の第2の構成を示す断面図である。
以下に、まず、各図面共通の互いに一致する細部について説明する。図面には、シャフトジャーナル11が図示されている。このシャフトジャーナル11はカウンタトラック固定式等速ジョイントの形の等速回転ジョイント12に結合されている(さらに詳しく説明する)。シャフトジャーナル11は軸方向および半径方向で転がり軸受け13によってアクスル伝動装置ハウジング14内に支承されている。この転がり軸受け13はナット17によって軸方向で緊締されている。このナット17に設けられた雌ねじ山18はシャフトジャーナル11に設けられたねじ山区分36に被さって螺合されている。ナット17はレンチ係合手段19を有している。ナット17はシャフトシール部材20を介してアクスル伝動装置ハウジング14に対してシールされており、このシャフトシール部材20は保護キャップ21を介して損傷に対して保護されている。この等速回転ジョイント12はジョイント外側部分22と、ジョイント内側部分24と、トルク伝達ボール26と、ボールケージ23とを有している。トルク伝達ボール26は、アクスル伝動装置ハウジング14に向かって開いている外側の第1のボールトラック27および内側の第1のボールトラック28内と、反対側へ向かって開いている外側の第2のボールトラック29および内側の第2のボールトラック30内とに保持されている。ジョイント外側部分22には、プロペラシャフトとして働く中空シャフト15が溶接されており、この場合、中空シャフト15の端部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。ジョイント内側部分24には、アクスル伝動装置ハウジング14とは反対の側で別のカバー38が溶接されている。ジョイント内側部分24は内周歯列34によってシャフトジャーナル11のスプライン状の歯列区分37に装着されている。
図1に示した実施例では、シャフトジャーナル11に対してジョイント内側部分24を軸方向位置固定し、ひいては等速回転ジョイント12全体およびこれに続いた中空シャフト15を軸方向で位置固定するための軸方向位置固定部が、ねじ込みスリーブ41を有している。このねじ込みスリーブ41は雌ねじ山42を備えており、この雌ねじ山42によってねじ込みスリーブ41はシャフトジャーナル11のねじ山区分36に、ナット17に当接するまで螺合されている。ねじ込みスリーブ41は周方向に分配された複数の外側のレンチ係合手段43を有している。ナット17とねじ込みスリーブ41との間には、Oリングパッキン49が挿入されている。ねじ込みスリーブ41はさらにスリーブ付設部48を有しており、このスリーブ付設部48はシャフト歯列37に対して自由に回転可能である。スリーブ付設部48はジョイント内側部分24に設けられた内側旋削加工部44内に挿入されている。スリーブ付設部48と旋削加工部44との間には、位置固定リング45が設けられており、この位置固定リング45は対応する環状溝46,47内に係合していて、ねじ込みスリーブ41を軸方向で不動に、ただしジョイント内側部分24に対しては回転可能に位置固定している。ジョイント外側部分22には、金属薄板スリーブ32によってダイヤフラムシール部材33が取り付けられている。このダイヤフラムシール部材33は外側でねじ込みスリーブ41に密に載着されている。等速回転ジョイント12と、溶接された中空シャフト15とから成る構成ユニットは、ねじ込みスリーブ41およびダイヤフラムシール部材33を含めて前組付けされ得る。この場合、等速回転ジョイント12は既にグリースで充填されていて、引き続き搬送するためには特別なシール手段をもはや必要としない。
次いで、等速回転ジョイント12とねじ込みスリーブ41とから成る前記構成ユニットを、シャフトジャーナル11の歯列端部37へ軸方向で被せ嵌めることができ、しかもこの場合、この軸方向の被せ嵌めがねじ込みスリーブ41によって妨げられることはない。このときに、シャフト歯列37はジョイント内側部分24に設けられた内周歯列34に噛み合う。次いで、ねじ込みスリーブ41の雌ねじ山42をシャフトジャーナル11のねじ山区分36へ螺合させることによって、シャフトジャーナル11と等速回転ジョイント12との間の軸方向位置固定が形成される。ねじ込みスリーブ41がナット17に当接した後に、ねじ込みスリーブ41は、ナット17に関して既に転がり軸受け13のプリロードもしくは予荷重の調節後に行われたように回動防止される。
組付けの別の形では、ねじ込みスリーブ41を既に等速回転ジョイント12の組付けの前にねじ山区分36に螺合させておき、そしてシャフト歯列37へのジョイント内側部分24の被せ嵌め時に位置固定リング45によってねじ込みスリーブ41とジョイント内側部分24との間の軸方向位置固定を形成することも可能である。
図2に示した実施例では、シャフトジャーナル11に対してジョイント内側部分24を軸方向で位置固定し、ひいては等速回転ジョイント12全体およびこれに続いた中空シャフト15を軸方向で位置固定するための軸方向位置固定部が、ねじ込みスリーブ41´を有している。このねじ込みスリーブ41´はこのねじ込みスリーブ41´に設けられた雌ねじ山42によってシャフトジャーナル11のねじ山区分36へ、ナット17に当接するまで螺合されている。ねじ込みスリーブ41´は内側旋削加工部44´を有しており、この内側旋削加工部44´内には、中間スリーブ39が係合している。この中間スリーブ39は溶接シーム40によってジョイント内側部分24に溶接されている。中間スリーブ39は同じくシャフト歯列37に噛み合うことができる。中間スリーブ39と旋削加工部44´との間には、位置固定リング45が設けられている。この位置固定リング45は対応する環状溝46,47内に係合していて、ねじ込みスリーブ41´を軸方向で不動に、ただしジョイント内側部分24に対して回転可能に位置固定している。ジョイント外側部分22には、金属薄板スリーブ32によってダイヤフラムシール部材33が取り付けられている。このダイヤフラムシール部材33は外側で中間スリーブ39に密に載着されている。等速回転ジョイント12と、溶接された中空シャフト15とから成る構成ユニットは、ねじ込みスリーブ41´およびダイヤフラムシール部材33を含めて前組付けされ得る。この場合、等速回転ジョイント12は既にグリースで充填されていてよい。
等速回転ジョイント12と中間スリーブ39とねじ込みスリーブ41´とから成る前記構成ユニットは、シャフトジャーナル11の歯列端部37へ軸方向で被せ嵌めることができる。この場合、この軸方向の被せ嵌めがねじ込みスリーブ41´によって妨げられることはない。このときに、シャフト歯列37はジョイント内側部分24に設けられた内周歯列34に噛み合う。この内周歯列34は場合によっては中間スリーブ39に続いている。次いで、ねじ込みスリーブ41´の雌ねじ山42をシャフトジャーナル11のねじ山区分36へ螺合させることによって、シャフトジャーナル11と等速回転ジョイント12との間の軸方向位置固定が形成される。ねじ込みスリーブ41´がナット17に当接した後に、ねじ込みスリーブ41´は、ナット17に関して既に転がり軸受け13のプリロードもしくは予荷重の調節後に行われたように回動防止される。
組付けの別の形では、ねじ込みスリーブ41´を既に等速回転ジョイント12の組付けの前にシャフトジャーナル11のねじ山区分36に螺合させておき、そしてシャフトジャーナル11のシャフト歯列37へのジョイント内側部分24の被せ嵌め時に位置固定リング45によってねじ込みスリーブ41´と中間スリーブ39との間の軸方向位置固定を形成することも可能である。
図3および図4に示した実施例では、シャフトジャーナル11と等速回転ジョイント12との間の軸方向結合が、主としてねじ込みスリーブ51によって形成されている。このねじ込みスリーブ51はナット17に設けられた旋削加工部54内に係合している。ねじ込みスリーブ51とナット17とは、位置固定リング55を介して互いに軸方向で不動に、ただし互いに対して回転可能に結合されている。この位置固定リング55はねじ込みスリーブ51と旋削加工部54とに設けられた対応する環状溝56,57内に係合している。ねじ込みスリーブ51はさらに雄ねじ山52によって付設スリーブ61に設けられた雌ねじ山62内に螺合している。この付設スリーブ61は等速回転ジョイント12のジョイント内側部分24に溶接されている。ジョイント外側部分22には、金属薄板スリーブ32によってダイヤフラムシール部材33が取り付けられている。このダイヤフラムシール部材33は外側で付設スリーブ61に密に載着されている。等速回転ジョイント12と中空シャフト15とダイヤフラムシール部材33とから成る、前組付けされた構成ユニットは、同じく完全に組み付けられて、グリースで充填されかつシールされ、これにより次いでシャフトジャーナル11に結合され得る。このシャフトジャーナル11には、既にねじ込みスリーブ51が、前で説明したように位置固定リング55によって軸方向でナット17に取り付けられている。ジョイント内側部分24の内周歯列34をシャフトジャーナル11のシャフト歯列37へ被せ嵌める際に、ねじ込みスリーブ51の雄ねじ山52は付設スリーブ61の雌ねじ山62に、ねじ込みスリーブ51が軸方向で付設スリーブ61に当接するまでねじ込まれる。その後に、両スリーブ51,61は局所的な塑性変形加工によって互いに対して回動防止される。
組付けの別の形では、ねじ込みスリーブ51を既に組付けの前に付設スリーブ61内にねじ込んでおき、そしてシャフトジャーナル11のシャフト歯列37へのジョイント内側部分24の被せ嵌め時に位置固定リング55によってねじ込みスリーブ51とナット17との間の軸方向位置固定を形成することも可能である。
図3に示した実施例では、付設スリーブ61が部分的にジョイント内側部分24内に差し込まれて、次いでジョイント内側部分24と溶接されているのに対して、図4に示した実施例では、付設スリーブ61´とジョイント内側部分24とが互いに突き合わされている。
ジョイント内側部分に対して回転可能なねじ込みスリーブを備えた本発明による結合装置の第1の構成を示す断面図である。 ジョイント内側部分に対して回転可能なねじ込みスリーブを備えた本発明による結合装置の第2の構成を示す断面図である。 シャフトジャーナルに対して回転可能なねじ込みスリーブを備えた本発明による結合装置の第1の構成を示す断面図である。 シャフトジャーナルに対して回転可能なねじ込みスリーブを備えた本発明による結合装置の第2の構成を示す断面図である。
符号の説明
11 シャフトジャーナル
12 等速回転ジョイント
13 転がり軸受け
14 アクスル伝動装置ハウジング
15 プロペラシャフト
17 ナット
18 雌ねじ山
19 レンチ係合手段
20 シャフトシール部材
21 保護キャップ
22 ジョイント外側部分
23 ボールケージ
24 ジョイント内側部分
26 ボール
27 第1のボールトラック 外側
28 第1のボールトラック 内側
29 第2のボールトラック 外側
30 第2のボールトラック 内側
31 金属薄板カバー
32 金属薄板スリーブ
33 ダイヤフラムシール部材
34 内周歯列
36 ねじ山区分
37 歯列区分
38 カバー
39 中間スリーブ
40 溶接シーム
41 ねじ込みスリーブ
42 雌ねじ山
43 レンチ係合手段
44 旋削加工部
45 位置固定リング
46 環状溝
47 環状溝
48 スリーブ付設部
49 Oリングパッキン
51 ねじ込みスリーブ
52 雄ねじ山
53 レンチ係合手段
54 旋削加工部
55 位置固定リング
56 環状溝
57 環状溝
61 付設スリーブ
62 雌ねじ山
63 溶接シーム

Claims (12)

  1. 軸方向で位置固定されているシャフトジャーナル(11)と、等速回転ジョイント(12)との間の結合装置であって、等速回転ジョイント(12)のジョイント内側部分(24)内にシャフトジャーナル(11)が相対回動不能に係合している形式のものにおいて、ねじ込みスリーブ(41)が設けられており、該ねじ込みスリーブ(41)が、軸方向で位置固定されていて、ジョイント内側部分(24)に対して相対的に自由に回転可能に保持されており、さらにねじ込みスリーブ(41)がねじ山(42)を有しており、該ねじ山(42)が、シャフトジャーナル(11)に設けられた対応ねじ山(36)と螺合可能であることを特徴とする、シャフトジャーナルと、等速回転ジョイントとの間の結合装置。
  2. ねじ込みスリーブ(41)がジョイント内側部分(24)に結合されていて、特にジョイント内側部分(24)に設けられた旋削加工部(44)内に係合している、請求項1記載の結合装置。
  3. ねじ込みスリーブ(41´)が、中間スリーブ(39)に結合されており、該中間スリーブ(39)がジョイント内側部分(24)に溶接されており、ねじ込みスリーブ(41´)が、特に前記中間スリーブ(39)に旋削加工部(44´)によって被さって係合している、請求項1記載の結合装置。
  4. ねじ込みスリーブに設けられた前記ねじ山(42)が雌ねじ山であり、シャフトジャーナル(11)に設けられた前記対応ねじ山(36)が雄ねじ山である、請求項1から3までのいずれか1項記載の結合装置。
  5. シャフトジャーナル(11)に設けられた雄ねじ山(36)がナット(17)を支持しており、該ナット(17)に対してねじ込みスリーブ(41)が当接されて、回動防止されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の結合装置。
  6. 軸方向で位置固定されているシャフトジャーナル(11)と、等速回転ジョイント(12)との間の結合装置であって、等速回転ジョイント(12)のジョイント内側部分(24)内にシャフトジャーナル(11)が相対回動不能に係合している形式のものにおいて、ねじ込みスリーブ(51)が設けられており、該ねじ込みスリーブ(51)が、軸方向で位置固定されていて、シャフトジャーナル(11)に対して相対的に自由に回転可能に保持されており、さらにねじ込みスリーブ(51)がねじ山(52)を有しており、該ねじ山(52)が、対応ねじ山(62)を介して少なくとも間接的にジョイント内側部分(24)と螺合可能であることを特徴とする、シャフトジャーナルと、等速回転ジョイントとの間の結合装置。
  7. ねじ込みスリーブ(51)がナット(17)に結合されており、該ナット(17)が、シャフトジャーナル(11)に設けられた雄ねじ山(36)に螺合されており、ねじ込みスリーブ(51)が、特にナット(17)に設けられた旋削加工部(54)内に係合している、請求項6記載の結合装置。
  8. ねじ込みスリーブに設けられた前記ねじ山(52)が雄ねじ山であり、ジョイント内側部分(24)側に設けられた対応ねじ山(62)が雌ねじ山であり、該雌ねじ山が、ジョイント内側部分(24)に溶接されている付設スリーブ(61)に形成されている、請求項6または7記載の結合装置。
  9. ねじ込みスリーブ(51)がジョイント内側部分(24)または付設スリーブ(61)と当接されて、回動防止されている、請求項6から8までのいずれか1項記載の結合装置。
  10. 等速回転ジョイント(12)のジョイント外側部分(22)に少なくとも間接的にシール部材(33)の外周部が相対回動不能に密に結合されており、該シール部材(33)の内周部が、ねじ込みスリーブ(41)に密に載着されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の結合装置。
  11. 等速回転ジョイント(12)のジョイント外側部分(22)に少なくとも間接的にシール部材(33)の外周部が相対回動不能に密に結合されており、該シール部材(33)の内周部が、中間スリーブ(39)または付設スリーブ(61)に密に載着されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の結合装置。
  12. ジョイント内側部分(24)、付設スリーブ(61)またはナット(17)に対してねじ込みスリーブ(41,51)を自由に回転可能に軸方向で位置固定するために、対応する環状溝(46,47;56,57)内に係合する位置固定リング(45,55)が働く、請求項1から11までのいずれか1項記載の結合装置。
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