JP4143741B2 - ドライブ・ライン・アセンブリ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般に車両の動力の伝達に適当な動力伝達系統アセンブリすなわちドライブ・ライン・アセンブリ（ｄｒｉｖｅ ｌｉｎｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ）、ことに管状回転駆動軸から自在継手アセンブリにトルクを伝達する改良された
ドライブ・ライン装置に関する。
【０００２】
金属製のトルク伝達軸及び類似の部品は多くの種々の用途に使われている。とくに金属製トルク伝達軸は、車軸、ヨーク軸及び類似物を備えた車両駆動列に使われることが多い。使用に当たりこれ等の軸は、車両を動かす車両エンジンによりこれ等の軸に加わる比較的大きいトルク荷重を受けることができる。これ等のトルク支持部材はできるだけ強くしかもなお軽量であることが望ましい。典型的には駆動軸部材は、含まれる重量に対し最高の強度を生ずるように中空にしてある。駆動軸は、自己破壊を招く共振を防ぐように臨界速度以下の速度で回転しなければならないことはよく知られている。任意の与えられた駆動軸の臨界速度は、駆動軸の材料の密度、弾性係数及び幾何学的形状の関数である。一般に駆動軸直径が小さいほど、駆動軸の臨界速度がそれだけ低くなる。従って駆動軸は、特定の駆動軸長さ及び材料成分に対する指定の最小寸法に直径が少なくとも同等であることが望ましい。
【０００３】
車両駆動軸は通常、他の回転ドライブ・ライン部品に連結する自在継手アセンブリに適合する。自在継手は、変速機出力軸及び駆動軸管のような２つの回転部品の間の角度整合の差に適応するのに役立つ。自在継手によりさらに駆動軸と変速機出力軸又は車軸アセンブリ入力軸のような隣接回転部品との間の小量の相対運動が可能になる。典型的な車両ドライブ・ライン・アセンブリでは、駆動軸管はその各端部で、自在継手アセンブリに連結する管ヨークに連結してある。自在継手アセンブリは通常ジャーナル・クロス４軸受アセンブリから成っている。典型的にはこのアセンブリは、軸受帯金と複数本の耳付きボルトとによつてクロス部材を固定するようにしている。ドライブ・ライン装置の組立てに対する重要な要求は、この組立てを終えるのに必要な工具の挿入のために種々のドライブ・ライン部品の操作のできることである。とくに自在継手の組立て中に耳付きボルトの操作ができることが重要である。動力工具が使われるが、この工具は、耳付きボルトに適正なトルクを得るのに正確に整合させなければならない。
【０００４】
車両駆動軸の重量を下げる従来の提案では、従来のツ−ピ−ス鋼製駆動軸の代りに一層軽量のワンピ−ス・アルミニウム合金製駆動軸を使うようにしている。この場合駆動軸重量は減少するが、この駆動軸長さが一層長いので同じ臨界速度に対して直径の一層大きい駆動軸が必要である。駆動軸の臨界速度は、黒鉛繊維で強化した樹脂母材のような高強度被覆で駆動軸を覆うことにより増すことができる。従来の鋼管の代りに一層軽量のアルミニウム合金を使うことができるがしかも高価な強化被覆を必要としないドライブ・ライン・アセンブリを開発できれば有利である。この問題に対する解決法ではドライブ・ライン管の各端部に自在継手を組付けるのに必要なツ−リング（ｔｏｏｌｉｎｇ）の所要の操作ができなければならない。
【０００５】
【発明の開示】
一層大きい直径の駆動軸管が使用できると共に自在継手アセンブリを組立てるのにツーリング（ｔｏｏｌｉｎｇ）の所要の操作のできる新規なとドライブ・ライン・アセンブリが開発された。一層大きい直径の駆動軸を使うことにより、駆動軸は、アルミニウム合金で作ることができるがしかも費用のかかる強化被覆を必要としない。駆動軸直径の増大により臨界速度が工業的に許容できるレベルに増す。自在継手アセンブリを組立てるツーリングの所要の操作ができると共に一層大きい直径の駆動軸管の使用できるようにするには、一層大きい直径の駆動軸管から管ヨークの一層小さい直径の出張り構造に移行する直径減小部材を設けなければならない。
【０００６】
ドライブ・ライン・アセンブリは駆動軸管及び管ヨークを備え、駆動軸管は管ヨークの出張り構造の一般的直径より大きい直径を持つ。管ヨークは、ツーリングの操作を行うのに必要な直径を減小させる直径減小部分を持つ。
【０００７】
駆動軸管は、駆動軸管及び管ヨークの間にトルクを伝えるのに十分な締まりばめの状態に管ヨークにはまり込む。管ヨークは、駆動軸管の端部にトルク伝達のできる関係に組合う管受け座を一端部に持つ。この管ヨークはその他端部に自在継手を介し他の回転部材にトルクを伝える出張り構造を持つ。この出張り構造は駆動軸管及び管受け座より直径が小さい。管ヨークの直径減小部分は、管受け座及び出張り構造の中間に位置させ自在継手の組立て作業中に耳構造へのツーリングの導入を容易にする。出張り構造は、管ヨークへの自在継手の連結点を形成する。
【０００８】
本発明の好適な実施例では管受け座は、形成部材であり、機械加工してない。又管ヨークは、ワンピース体であり溶接、ボルト締め又はねじ込みを行わない単一部材である。駆動軸管を、この管ヨークに取付けるには、すみ肉溶接を使うことができる。駆動軸管及び管ヨークは共に金属製とするのがよく、アルミニウム合金で構成するのが最もよい。
【０００９】
本発明の種種の目的及び利点は、添付図面の好適な実施例についての以下の説明から当業者には明らかである。
【００１０】
【実施例】
図１に示すように駆動列１０は、ドライブ・ライン・アセンブリ（ｄｒｉｖｅｌｉｎｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ）１５を経て車軸アセンブリ１４に連結した変速機１２を備えている。ドライブ・ライン・アセンブリ１５は円筒形の駆動軸又は駆動軸管（ｄｒｉｖｅｓｈａｆｔ ｔｕｂｅ）１６を備えている。駆動軸は、任意適当な材料から構成できるが中空の金属材がよく６０６１合金のような軽量アルミニウム合金が最もよい。車両駆動列では典型的なように、変速機出力軸（図示してない）と車軸アセンブリ出力軸（図示してない）とは互いに同軸には整合していない。従って駆動軸の各端部２０には自在継手１８を位置させ駆動軸を変速機出力側及び車軸アセンブリ入力側に回転できるように連結する。駆動軸の各端部２０と各自在継手１８との間の連結は管ヨ−ク（ｔｕｂｅ ｙｏｋｅ）２２によって行う。前記した駆動列装置は、一般に普通のもので当業界にはよく知られている。
【００１１】
図２に明らかなように管ヨ−ク２２は、一端部の管受け座（ｔｕｂｅ ｓｅａｔ）２４と他端部の出張り構造２６とを備えている。管ヨ−ク２２は、任意適当な材料から作られアルミニウム又はアルミニウム合金のような金属で作るのがよい。管ヨークは、鋳造により又は鍛造により作ることができ管受け座外径Ｄ₂の最終寸法を設定するように引抜き及びしごきスタンピング処理（ｄｅｒａｗ ａｎｄ ｓｔａｍｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）の行われる成形部材が好適であり、このようにして管受け座の機械加工の必要がなくなる。「成形部材」という用語は、機械加工、旋削又はフライス削りを行わないで材料の損耗なしに部材をその最終形状に押圧し又は成形することを意味する。この材料の損耗は最終形状を得るのに材料の除去によって生ずる。成形部材は機械加工処理を必要としないから、成形された部材は製造費が一層安価になる。又管ヨークは単一部材が好適である。単一部材とは、この部材がワン・ピースであり、溶接、ねじ込み又はボルト締めをしてないことを意味する。
【００１２】
引抜き及びしごき処理は、圧印処理と同様であり、加工品を引抜き及びしごき型内に押圧し又は打抜くことを含む。引抜き及びしごき処理に先だって、加工品はすでに、鋳造又は、鍛造の処理により最終部品の基本的形状又は最終形状に成形される。打抜き及びしごき型は型鋼材から作る。単一の型行程（ｓｉｎｇｌｅｄｉｅ ｓｔｒｏｋｅ）で比較的柔らかいアルミニウム合金を型内に押し込むと、管受け座の鍛造面又は鋳造面は所望の寸法を持つ一般には約±０．００２インチの公差内にある部品に成形され平滑になる。引抜き及びしごき処理は当業者にはよく知られている処理である。
【００１３】
管受け座２４は、駆動軸管１６の端部２０に組合い又は適合して駆動軸管１６及び管受け座２４間にトルクを伝えることができるようにしてある。駆動軸管１６及び管ヨ−ク２２の間の連結部のトルク伝達能力は、すみ肉溶接部２８のような溶接部を設けることにより増大する。すみ肉溶接が好適であるが、その他の溶接を行ってもよい。
【００１４】
出張り構造２６は、クロス・オリフイス３２を形成した耳状突起（ｌｕｇ ｅａｒ）３０を備えている。図２には示してないが、図３に自在継手のジャ−ナル・クロス３４として示した自在継手のジャーナル・クロスを、クロスオリフィス３２は受入れる。ジャーナル・クロス３４は、端部ヨーク３８の端部ヨーク耳状突起３６に連結され、完全な自在継手１８を形成する。端部ヨーク３８は他の駆動列回転部品に連結する。端部ヨーク耳状突起３６は、任意の保持装置によりたとえば図３に示すように軸受帯金４０によりジャーナル・クロス軸受のまわりに保持することができる。支持帯金４０は、端部ヨーク耳状突起３６にねじ込むことのできる耳付きボルト４２により端部ヨーク耳状突起３６に締付ける。支持帯金４０を固定するようにするには、ドライブ・ライン・アセンブリの組立て中に耳付きボルト４２の操作ができなければならない。出張り構造２６は、変速機１２及び車軸アセンブリ１４のような他の回転ドライブ・ライン部品に又はこれから自在継手を経てトルクを伝える。
【００１５】
出張り構造２６の一般化した直径ｄが管受け座２４の外径Ｄ₂より小さいことは明らかである。管受け座２４及び出張り構造２６の中間に、管ヨーク直径減小部分４４を位置させてある。管ヨーク直径減小部分４４は、拡大した駆動軸管１６の内径Ｄ₁と出張り構造２６の小さい方の直径ｄとに共に適合するように管ヨーク２２の直径を変化させる。出張り構造２６は通常完全な円筒形ではなくて従って、確定した直径を持たないのはもちろんである。しかし出張り構造２６は通常、図３に明示した耳面４６のような互いに対向して間隔を置いた一般に平らの又は弧状の面を持つ。耳面４６は、出張り構造２６の一般化した直径を生成するのに使うことができる。本発明の好適な実施例では出張り構造２６の概略直径ｄは、管受け座２４の直径Ｄ₂の約０．８０ないし約０．９３の範囲内である。出張り構造２６の概略直径ｄは管受け座Ｄ₂の約０．８０ないし約０．９３の範囲内であるのが最もよい。ドライブ・ライン・アセンブリ１５の特定の実施例では、駆動軸及び管受け座は直径が約５inであり、出張り構造２６は直径が約４inである。このことは、非強化アルミニウム合金製駆動軸管を使用できるのに十分であると共にしかも自在継手１８の製造中に工具の操作ができるものと考えられる。
【００１６】
管ヨーク直径減小部分４４は、製造が容易になるようになめらかな曲線で作るのがよいが、又段形の直径減小部分を設けてもよい。管ヨーク直径減小部分４４は耳付きボルト用の動力レンチのような工具をその場で挿入するのに十分なだけ耳付きボルト４２から離して位置させることが大切である。管ヨーク直径減小部分４４は耳付きボルト４２から少くとも２ 3/4インチだけ離して位置させるのがよい。
【００１７】
ドライブ・ライン・アセンブリ１５の製造中に、管受け座２４は駆動軸管１６の端部２０に挿入する。駆動軸管１６の内径Ｄ₁は管受け座２４の外径Ｄ₂よりわずかに小さくなるように寸法を定めるのがよい。駆動軸管１６の内径Ｄ₁は、駆動軸管１６内への管受け座２４の挿入に先だつては管受け座直径Ｄ₂の約０．９８０ないし約０．９９９の範囲内にするのがよい。駆動軸管１６への管受け座２４の挿入後に、管受け座２４は、この時点では管受け座直径Ｄ₂が駆動軸管内径Ｄ₁に等しいからわずかに変形した状態になる。管受け座直径Ｄ₂を駆動軸管１６への管受け座２４の挿入に先だつて駆動軸管内径Ｄ₁よりわずかに大きくすることにより、これ等の２部分は締まりばめ又はプレスばめの状態になり若干のトルク伝達能力が得られる。
【００１８】
以下本発明の作用について述べる。ドライブ・ライン・アセンブリ１５は、比較的大きい駆動軸管１６と、駆動軸管１６の端部内２０内にはまる管ヨーク２２とを備えている。管ヨーク２２は、駆動列の他方の部品に自在継手１８を介して連結する出張り構造２６を持つ。出張り構造２６は、駆動軸管１６に比べて直径が小さく、又管ヨーク２２は、駆動軸管１６の比較的大きいＤ₁と出張り構造２６の比較的小さい直径ｄとの間に転移部を形成する直径減小部分４４を備えている。このようにして耳付きボルト４２を自在継手アセンブリ１８内に取付けるのに必要なツーリングの挿入ができる。
【００１９】
以上述べた所から明らかなように本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドライブ・ライン・アセンブリに協働する駆動列の側面図である。
【図２】本発明による駆動軸及び管ヨークを一部を縦断面にして示す平面図である。
【図３】図２に例示したドライブ・ライン・アセンブリを図２の面から９０°回し一部を縦断面にして示す側面図である。
【符号の説明】
１５ ドライブ・ライン・アセンブリ
１６ 駆動軸管
１８ 自在継手アセンブリ
２０ 端部
２２ 管ヨーク
２４ 管受け座
２６ 出張り構造
４４ 管ヨーク直径減小部分

Claims (10)

1. ドライブ・ライン・アセンブリにおいて、
   金属材で形成され、軸線方向に延びる円筒形の端部部分に終る駆動軸管であって、共振を防ぐように、前記ドライブ・ライン・アセンブリの作動中に、前記駆動軸管の回転速度より高い臨界回転速度を画定する直径を持つ駆動軸管と、
   金属材で形成された直径減小部分と、
   金属材で形成され、貫通して形成された各オリフィスを持つ１対の互いに対向する耳状突起を持つ管ヨークと、
   を備え、
   前記直径減小部分は、前記駆動軸管の前記軸線方向に延びる円筒形の端部部分と同軸であり、この端部部分に恒久的に固定された軸線方向に延びる円筒形の第１の端部と、軸線方向に延びる円筒形の第２の端部とを備え、
   前記管ヨークは、軸線方向に延びる円筒形の端部部分を持ち、この円筒形の端部部分を、前記直径減小部分の前記軸線方向に延びる円筒形の第２の端部と同軸にし、この第２の端部に恒久的に固定して、この第２の端部と共に軸線方向移動及び回転移動ができるようにし、
   前記直径減小部分の前記第１の端部は、第１の直径を画定し、前記直径減小部分の前記第２の端部は、第２の直径を画定し、前記第１の直径を、前記第２の直径より大きくすることにより、自在継手を前記管ヨークに組付けるのに必要なツーリングの操作ができるようにして成るドライブ・ライン・アセンブリ。
2. 前記駆動軸管を、アルミニウム合金で形成した請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。
3. 前記直径減小部分を、アルミニウム合金で形成した請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。
4. 前記管ヨークを、アルミニウム合金で形成した請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。
5. 前記駆動軸管と、前記直径減小部分と、前記管ヨークとをすべてアルミニウム合金で形成した請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。
6. 前記直径減小部分の軸線方向に延びる第２の端部を、前記駆動軸管の軸線方向に延びる円筒形の端部部分に溶接した請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。
7. 前記直径減小部分の軸線方向に延びる第２の端部を、前記管ヨークの軸線方向に延びる円筒形の端部部分と均質に形成した請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。
8. 前記直径減小部分の軸線方向に延びる第１の端部を、前記駆動軸管の軸線方向に延びる円筒形の端部部分に溶接し、前記直径減小部分の軸線方向に延びる第２の端部を、前記管ヨークの軸線方向に延びる円筒形の端部部分と均質に形成した請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。
9. 前記第１の直径が約５インチであり、前記第２の直径が約４インチである請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。
10. さらに前記管ヨークに連結された自在継手アセンブリを備えた請求項１のドライブ・ライン・アセンブリ。

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