JP2010529373A - 伝動装置のジャーナルを駆動軸の駆動継手の継手本体に相対回動不能に結合するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、伝動装置の駆動有効性のジャーナル（３）を駆動軸の駆動継手の継手本体（２）に相対回動不能に結合するための装置（１，１′）に関する。安価かつ小型に製造し、かつ取り付け及び取り外しを容易なものとするために、前記ジャーナル（３）及び前記駆動継手の継手本体（２）が、互いに対応する差し込み可能な軸方向外歯列（１１）あるいは軸方向内歯列（８）を有しており、前記継手本体（２）及び前記ジャーナル（３）の軸方向保持が、該ジャーナル（３）に配置される、軸方向で可動であって、前記継手本体（２）の結合区分（４）に固定可能なスリーブ（１２）により可能となるようにした。

Description

本発明は、伝動装置の駆動有効性のジャーナルを駆動軸の駆動継手の継手本体に相対回動不能に結合するための装置に関する。

パワートレーンは一般に、１つの駆動機関及び少なくとも１つの伝動装置を有する。駆動機関と伝動装置とは、軸を介して駆動技術的に互いに結合されている。自動車の場合、駆動機関の駆動軸は、発進要素、例えば摩擦クラッチ又は流体力学式のトルクコンバータを介して、伝動装置の入力軸を駆動する。伝動装置は、例えば有段変速機又は無段変速機として形成されている。この伝動装置の少なくとも１つの出力軸は、ディファレンシャル伝動装置の入力要素に結合されている。ディファレンシャル伝動装置からアクスル駆動軸が分岐し、配設された車両ホイールを駆動可能である。駆動機関及び伝動装置が自動車のフロントに配置されており、自動車が後輪駆動又は全輪駆動を有する場合、伝動装置出力軸からリヤアクスルの領域に配置されるディファレンシャル伝動装置へと、駆動軸が延びている。この駆動軸はカルダン軸とも呼ばれる。全３つの空間軸に関する車両内の異なる組付け位置を補償するために、このようなアクスル駆動軸あるいはカルダン軸は、駆動機関により提供されるトルクの支障のない伝送を可能にする駆動継手を有する。

自動車の製造時、ドライブトレーンにおける２軸の相対回動不能な結合は、狭小な組付け環境のためにいつも支障なく実施可能なわけではない。それゆえ、駆動機関及び伝動装置は、自動車に取り付ける前に、一般に駆動ユニットとして組み合わされ、その後で車両の支持部に固定される。駆動装置が車両のフロントに組み込まれ、車両が後輪駆動あるいは全輪駆動である場合、ディファレンシャル伝動装置がやはり車両に固定されて初めて、カルダン軸が伝動装置被動軸及びディファレンシャル伝動装置の入力要素あるいはジャーナルに相対回動不能に結合される。

カルダン軸を伝動装置被動軸あるいはディファレンシャル伝動装置の入力要素に駆動力結合するための手段は、このパワートレーンの構成要素の修理を可能にするために、例えば工場でいつでも再解離可能であるように形成されていることが望ましい。公知の駆動軸あるいはカルダン軸の場合、上述の相対回動不能な結合は、例えば、互いに面一に当接して、その軸方向孔を通してねじが案内される、カルダン軸及びディファレンシャル伝動装置のジャーナルに設けられるそれぞれ１つの端部側の固定フランジによって行われる。

さらに、ＤＥ４４１９３４２Ｃ１には、その端面で互いに突き合わされる２軸を結合するための装置が記載されている。両軸を結合するために、この公知の装置は、互いにねじ山を介して軸方向で螺合されている２つの締付けスリーブからなる。それぞれ１つの軸に１つの締付けスリーブが配設され、軸に軸方向で支持されている。軸は、互いに支持される端面に向かって、所定の軸方向の長さを有する、外周から張り出したそれぞれ１つの鍔を有する。鍔の外面にはトルク伝達手段が設けられている。第１の締付けスリーブは、鍔のトルク伝達手段に軸方向で形状結合式に係合可能なトルク伝達手段を備える孔を有し、さらには、ねじ山を備える面を有する。第２の締付けスリーブは、第１の締付けスリーブのねじ山に対応するねじ山を有する。軸の端面における付加的なへりの一体成形が高い手間を要する他、この軸継手は、その構造に基づいて比較的大きな直径を有する。

この背景から本発明の課題は、製造コストが低く、結合したい部品の組み立て及び取り外しが容易であり、確実なトルク伝達が可能であり、かつ直径が比較的小さい、伝動装置の駆動ジャーナルを駆動軸の駆動継手の継手本体に相対回動不能に結合するための装置を提供することである。

この課題の解決策は、独立請求項の特徴部から看取され、本発明の有利な形態及び構成は、従属請求項から看取される。

それゆえ本発明は、独立請求項の特徴部に記載されるように、伝動装置の駆動有効性のジャーナルを駆動軸の駆動継手の継手本体に相対回動不能に結合するための装置に関する。提起した課題を解決するために、本発明に係る装置では、前記ジャーナル及び前記駆動継手の継手本体が、互いに対応する差し込み可能な軸方向外歯列あるいは軸方向内歯列を有しており、前記継手本体及び前記ジャーナルの軸方向保持が、該ジャーナルに配置される、軸方向で可動であって、前記継手本体の結合区分に固定可能なスリーブにより可能となるようにした。

本明細書において、「駆動有効性のジャーナル」とは、例えば、可変の変速比を有する伝動装置の入力軸の軸方向の端部や、ディファレンシャル伝動装置の駆動有効性のジャーナルである。

特に有利な形態では、前記ジャーナルが摺動区分及び軸方向外歯列を備える端部側の区分を有しており、前記摺動区分と前記軸方向外歯列との間に周方向溝が形成されており、該周方向溝内にリテーナリングが配置されており、該リテーナリングが、前記摺動区分に配置されるスリーブ及び中空筒状の前記継手本体の端面のための軸方向のストッパを形成し、前記スリーブが、前記ジャーナルを前記継手本体に結合するために、前記継手本体の、走行軌道から遠位の結合区分に位置決め可能であり、前記継手本体の中空筒状の切欠き内に、前記ジャーナルの軸方向外歯列を受容するための軸方向内歯列が形成されており、かつ前記スリーブの半径方向内側の周面が、前記継手本体の半径方向外側の周面に摩擦力結合（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦力による束縛）式及び／又は形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式に結合可能である。

本発明に係る装置の構造は、駆動継手軸を伝動装置、特にディファレンシャル伝動装置に迅速かつ簡単に、さもなければ通常通り複数のねじを接近困難な箇所でねじ締めする必要なしに取り付けあるいは取り外しを行うことを可能にする。

リテーナリングは、スリーブ及び継手本体のための、簡単でありながら精緻な軸方向の制限部あるいは軸方向のストッパをなす。スリーブは、ねじスリーブとして形成されていてもよく、継手本体の外周面に設けられた対応するねじ山に、駆動力結合部の意図しない引き離しに抗する軸方向の保持として螺合可能である。スリーブをジャーナル上に被せ嵌め、引き続いてリテーナリングをジャーナルに設けられた周方向溝内に装入した後、駆動軸をその継手本体と共にジャーナルに引き寄せ、スリーブをこの継手本体と結合する。つまり、複数の別体のボルトによる時間と手間を要する螺設は省略される。

加えて本発明に係る装置は、駆動継手軸を伝動装置、特にディファレンシャル伝動装置に相対回動不能に、かつ軸方向で保持された状態で結合するための従来慣用の装置に比べて、明らかに省スペースかつ安価である。さらに、本発明に係る装置によって、軽量化も達成される。

さらに、前記スリーブの半径方向内側の周面及び前記継手本体の半径方向外側の周面にそれぞれ、互いに対応するねじ山が設けられていてもよい。

これに対して択一的には、前記スリーブの半径方向内側の周面及び前記継手本体の半径方向外側の周面にそれぞれ、互いに対応するバヨネット継手が設けられていても、前記スリーブの半径方向内側の周面及び前記継手本体の半径方向外側の周面が、高い力作用下で非破壊に解離可能なプレス結合により互いに結合されていてもよい。

別の実用的な形態では、前記リテーナリングがスナップリング、シーガーリング又はＯリングとして形成されていてもよい。Ｏリング、例えばゴム弾性的な材料からなるＯリングの使用は、片側からの大きな軸方向の力を受容する必要がないために可能であり、同時に駆動継手の方向でのシール作用を及ぼす。

本発明の別の有利な形態では、前記リテーナリングが、多角形、円形又は楕円形の横断面を有する。リテーナリングは、作用する力の観点で、一方ではジャーナルと継手本体の軸方向の結合を確実に保証し、かつ他方ではジャーナルの可及的フラットな収容溝を必要として、ジャーナルの機械的安定性を不都合に弱めることがないように寸法設定されている。

有利には、前記ジャーナルに設けられた周方向溝の半径方向の深さが、前記リテーナリングの材料の半径方向の延在長さの半分より短い。さらに有利には、前記リテーナリングが、半径方向外側で完全に、かつ軸方向で少なくとも部分的に前記スリーブの切欠き内に受容可能である。

最後に、前記継手本体が駆動継手の継手インナー部分又は継手アウター部分として形成されていてよく、繰り返し挙げた継手本体は、公知の構造形式でそれぞれ転動体のための走行軌道あるいは転動軌道を備える、駆動継手の継手インナー部分又は継手アウター部分、つまり継手ボス（Ｇｅｌｅｎｋｎａｂｅ）又は継手ハウジング（Ｇｅｌｅｎｋｇｌｏｃｋｅ）として形成されていてもよいことを指摘しておく。

本発明を説明するために明細書に図面を添付した。

本発明に係る結合装置の第１の実施の形態の斜視図である。 第１のリテーナリングを備える組み立てられた状態の図１に示した装置の縦断面図である。 図１に示した装置と類似の、しかし第２のリテーナリングを備える、本発明に係る装置の第２の実施の形態の斜視図である。 組み立てられた状態の図３に示した装置の縦断面図である。

したがって、図１〜図４にはそれぞれ、自動車駆動軸の駆動継手（Ａｎｔｒｉｅｂｓｇｅｌｅｎｋ）の継手本体２を、伝動装置の駆動有効性（ａｎｔｒｉｅｂｓｗｉｒｋｓａｍ）のジャーナル３に相対回動不能に結合するための装置１あるいは１′が示されている。継手本体は、本実施の形態では継手ボスあるいは継手インナー部分２として形成されており、走行軌道区分７に、駆動継手の図示しない転動体のための、軸方向で方向付けられた走行軌道５を有する。継手インナー部分２は、軸方向で反対側に、下に詳述する結合区分４を有する。

自動車の図示しない伝動装置の、部分的に概略的に示したジャーナル３に接続するために、継手インナー部分２は、中央の中空筒状の切欠き９を有する。切欠き９は、トルクを伝達するための、軸方向内歯列８の形態の輪郭を有する。継手インナー部分２は、駆動力伝達結合を形成するために軸方向でジャーナル３に被せ嵌められる。ジャーナル３は、軸方向内歯列８に対応する軸方向外歯列１１を有する。駆動継手軸は、ジャーナル３に固定されると、完全には図示されていない駆動継手との組み立てが完了し、駆動機関側の伝動装置に結合されていることができる。

遅くともジャーナル３が継手インナー部分２の中央の切欠き９内に差し込まれる直前には、ジャーナル３の摺動区分１０上に、リテーナリング、引き続いてスリーブ１２が被せ嵌められる。リテーナリングは、図１及び図２に示す第１の実施の形態では、Ｏリング（Ｏ−Ｒｉｎｇ）１３として形成されており、図３及び図４に示す第２の実施の形態では、長方形の横断面輪郭を有するシーガーリング（Ｓｅｅｇｅｒｒｉｎｇ）２４として形成されている。スリーブ１２の最小の孔直径は、ジャーナル３あるいはジャーナル３の摺動区分１０の直径に等しいか、又はこれより僅かに大きい。

まず、スリーブ１２を可能な範囲でジャーナル３の摺動区分１０に被せ嵌め、かつリテーナリング１３を、ジャーナル３に設けられる、摺動区分１０の軸方向の端部をマークする比較的フラットな周方向溝６あるいは１４内に係入するまで、ジャーナル３に沿って摺動させる。リテーナリング１３，２４は、その互いに対向する面１５，１６で以って、スリーブ１２の軸方向の切欠き２５の、継手インナー部分２を向いた端面１７のための軸方向のストッパとして、あるいは継手インナー部分２の端面１８のための軸方向のストッパとして機能する（図２及び図４）。

リテーナリング１３，２４をジャーナル３に被せ嵌め、周方向溝６あるいは１４内に固定した後、継手インナー部分２をジャーナル３上に、継手インナー部分２の端面１８が、リテーナリング１３，２４の、端面１８を向いた面１６に当接するまで被せ嵌める。こうして、既に、継手インナー部分２とジャーナル３との間の正確な軸方向の間隔が形成され、トルク伝達が可能となる。引き続いて、スリーブ１２を継手インナー部分２に向かって摺動させる。その結果、ジャーナル３と継手インナー部分２との間の、紛失防止された軸方向の結合が形成可能である。

図３及び図４に示した実施の形態では、スリーブ１２がその内側の周面１９に雌ねじ山を有する（図４参照）。この雌ねじ山は、継手インナー部分２の結合区分４における外側の周面２０に設けられた雄ねじ山に対応する。図４は、このねじ山結合部２６を縦断面図で示す。つまり、スリーブ１２は、継手本体４に螺合されるねじスリーブ（Ｓｃｈｒａｕｂｍｕｆｆｅ）として形成されている。

しかし、図３に示した実施の形態とは異なり、スリーブ１２の内側の周面１９及び継手インナー部分２の外側の周面２０に、互いに対応する別の結合手段を設けてもよい。例えばバヨネット継手、スナップ継手又はプレスばめ面をスリーブ１２あるいは継手本体４に一体成形することが可能である。

図１及び図２に示したリテーナリング１３は、金属製のスナップリングとして形成されているので、労せずしてジャーナル３に被せ嵌められ、周方向溝１４内に係止される。しかし、リテーナリング１３を異なる形態で構成してもかまわない。この種の択一的な形態は、図３及び図４に示されている。図３及び図４は、図１に示す装置１にほぼ相当し、同じ部材には同じ符号を使用した、本発明に係る装置１′を示す。

図３に示す装置１′の形態は、図１に示したものとは、主としてリテーナリングの態様が異なる点で相違する。本実施の形態では、リテーナリングはシーガーリング２４として形成されており、ジャーナル３の、対応して成形された周方向溝６内に係入する。シーガーリング２４の外形に応じて、幾何学的に適合された切欠き２５がスリーブ１２内に形成されているので、スリーブ１２あるいは継手インナー部分２がシーガーリング２４に軸方向で当接しているとき、両部材相互の正確な軸方向の間隔が形成されている。所定の公差を保証するために、リテーナリング１３，２４は、エラストマー材料からなってもよい。

図２及び図４に示すように、所定の寸法及び材料特性におけるジャーナル１０の機械的な安定性をできる限り損ねることがないように、ジャーナル１０に設けられる溝６あるいは１４は、それ程深く形成されていない。有利には、周方向溝６，１４は、リテーナリング１３，２４の材料の半径方向延在長さの半分より短い部分を受容するにすぎない深さで形成されている。この浅い周方向溝６，１４からリテーナリング１３，２４が抜けることを防止するために、スリーブ１２の切欠き２５は、リテーナリング６，１４が切欠き２５内に半径方向外側に向かって完全に、かつ軸方向では少なくとも部分的に受容されているように、幾何学的に適合されている。

１ 装置
１′ 装置
２ 継手本体；駆動継手の継手インナー部分
３ ジャーナル
４ 継手インナー部分の結合区分
５ 継手インナー部分に設けられた走行軌道
６ 周方向溝
７ 継手インナー部分の走行軌道区分
８ 継手インナー部分に設けられた軸方向内歯列
９ 継手インナー部分に設けられた中空筒状の切欠き
１０ ジャーナルの摺動区分
１１ ジャーナルに設けられた軸方向外歯列
１２ スリーブ
１３ リテーナリング、Ｏリング
１４ 周方向溝
１５ リテーナリングの面
１６ リテーナリングの面
１７ スリーブの端面
１８ 継手インナー部分の端面
１９ スリーブの内周面
２０ 継手インナー部分の外側の周面
２１ 継手インナー部分の内側の周面
２４ リテーナリング、シーガーリング
２５ スリーブに設けられた切欠き
２６ ねじ山結合部、ねじ山

Claims (10)

1. 伝動装置の駆動有効性のジャーナル（３）を駆動軸の駆動継手の継手本体（２）に相対回動不能に結合するための装置（１，１′）において、前記ジャーナル（３）及び前記駆動継手の継手本体（２）が、互いに対応する差し込み可能な軸方向外歯列（１１）あるいは軸方向内歯列（８）を有しており、前記継手本体（２）及び前記ジャーナル（３）の軸方向保持が、該ジャーナル（３）に配置される、軸方向で可動であって、前記継手本体（２）の結合区分（４）に固定可能なスリーブ（１２）により可能となることを特徴とする、伝動装置の駆動有効性のジャーナルを駆動軸の駆動継手の継手本体に相対回動不能に結合するための装置。
2. 前記ジャーナル（３）が摺動区分（１０）及び軸方向外歯列（１１）を備える端部側の区分を有しており、前記摺動区分（１０）と前記軸方向外歯列（１１）との間に周方向溝（６，１４）が形成されており、該周方向溝（６，１４）内にリテーナリング（１３，２４）が配置されており、該リテーナリング（１３，２４）が、前記摺動区分（１０）に配置されるスリーブ（１２）及び中空筒状の前記継手本体（２）の端面（１８）のための軸方向のストッパを形成し、前記スリーブ（１２）が、前記ジャーナル（３）を前記継手本体（２）に結合するために、前記継手本体（２）の、走行軌道から遠位の結合区分（４）に位置決め可能であり、前記継手本体（２）の中空筒状の切欠き（９）内に、前記ジャーナル（３）の軸方向外歯列（１１）を受容するための軸方向内歯列（８）が形成されており、かつ前記スリーブ（１２）の半径方向内側の周面（１９）が、前記継手本体（２）の半径方向外側の周面（２０）に摩擦力結合式及び／又は形状結合式に結合可能である、請求項１記載の装置。
3. 前記スリーブ（１２）の半径方向内側の周面（１９）及び前記継手本体（２）の半径方向外側の周面（２０）にそれぞれ、互いに対応するねじ山（２６）が設けられている、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記スリーブ（１２）の半径方向内側の周面（１９）及び前記継手本体（２）の半径方向外側の周面（２０）にそれぞれ、互いに対応するバヨネット継手が設けられている、請求項１又は２記載の装置。
5. 前記スリーブ（１２）の半径方向内側の周面（１９）及び前記継手本体（２）の半径方向外側の周面（２０）が、高い力作用下で非破壊に解離可能なプレス結合により互いに結合されている、請求項１又は２記載の装置。
6. 前記リテーナリング（１３，２４）がスナップリング、シーガーリング又はＯリングとして形成されている、請求項２から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 前記リテーナリング（１３，２４）が、多角形、円形又は楕円形の横断面を有する、請求項６記載の装置。
8. 前記ジャーナル（３）に設けられた周方向溝（６，１４）の半径方向の深さが、前記リテーナリング（１３，２４）の材料の半径方向の延在長さの半分より短い、請求項２から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 前記リテーナリング（１３，２４）が、半径方向外側で完全に、かつ軸方向で少なくとも部分的に前記スリーブ（１２）の切欠き（２５）内に受容可能である、請求項８記載の装置。
10. 前記継手本体（２）が駆動継手の継手インナー部分（２）又は継手アウター部分として形成されている、請求項２から９までのいずれか１項記載の装置。

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