JP5462162B2 - 転動スライドユニットおよびこれを備えるジョイント付きシャフト - Google Patents

Description

本発明は、内部表面の少なくとも一定の場所に外側軌道を有する異形スリーブ（profiled sleeve）と、その異形スリーブ内で軸方向に移動可能であると共に外部表面の少なくとも一定の場所に内側軌道を有するジャーナルと、互いに対応する対をなす外側軌道および内側軌道の中にトルクを伝達するために配置されたボールと、を有する転動スライドユニットに関する。本発明はまた、上記したタイプの転動スライドユニットを備えたジョイント付きシャフトに関する。

ジョイント付きシャフトでしばしば使用される上述のタイプの従来の転動スライドユニットにおいては、例えば輸送中など、車両に取り付ける前に振動が発生し、異形スリーブに対してジャーナルが急激に伸縮する危険がある。これにより転動スライドユニットの構成部品が損傷する可能性があり、このような損傷は時間が経たないとそれと分からないこと場合がある。

また、上述のタイプの従来の転動スライドユニットでは、内側軌道および／または外側軌道内に固定リング類が設けられることによって、異形スリーブに対してジャーナルの移動が許容される最大移動距離が制限されることも知られている。したがってこの最大移動距離は、設けられたボールおよび／または保持器がこのタイプの固定リングと接触するために制限される。軌道を製造するのに比較的コストがかかるため、本明細書においては、軌道を固定リング類によって短縮することは不利と考えられる。軽量化のためには、軌道を不必要に延ばす必要がないように、ジャーナルをできる限り短くすることが好ましい。

したがって、本発明の目的は、経済的に製造できると共に高水準の動作信頼性を確保する、上述のタイプの転動スライドユニットおよびジョイント付きシャフトを提供することである。

上記の目的は、上述のタイプの転動スライドユニットを有する本発明により達成され、すなわち、異形スリーブ内に差し込み可能なジャーナルの端部において、少なくとも一区画が内側軌道の少なくとも１箇所の領域まで径方向外向きに延びるようなカバーが設けられることによって、基本的に達成される。これにより、転動スライドユニットの少なくとも一移動方向にボールが転動移動する動作の間は、ジャーナルの内側軌道の全長を利用することが可能になる。このカバーは単に、ボールが軌道から脱落できないようにするものである。したがって、収縮／伸張ストッパを単に設けるだけのために軌道を延ばす必要はない。

ジャーナルにカバーを設けることによって、さらなる実質的な利点が得られることが思いがけず判明した。本発明によると、カバーは、動作中に生じる転動スライドユニットの最大移動長さに適合可能である。これにより、カバーが、最大収縮位置において、異形スリーブ内部のカバーとしても構成される追加のストッパに接触することになる。異形スリーブに対してジャーナルが急激に収縮または伸張した時に、周知の転動スライドユニットではボール、保持器および／または軌道または軌道のストッパだけに集中してかかる力は、このようなカバーによれば吸収可能である。

ここで、カバーは、プラスチック等の、可能であれば僅かに可撓性を有する材料でできていると好ましい。カバーは、十分な強度を実現するために、例えばガラス・繊維や炭素繊維強化プラスチックなどの繊維複合材料でできていると好ましい。

カバーをジャーナルに確実に保持するために、本発明の好ましい実施形態によると、ジャーナルは異形スリーブ内に差し込むことができる少なくとも一方の端部において中心開口を備え、カバーはその開口内に固定できる突出部を有する。軽量化のためにジャーナルの開口を貫通開口として構成することもでき、これによりジャーナルも基本的にスリーブ形状で構成される。

カバーの突出部は、ジャーナルの開口の幾何形状に対応する幾何形状を有していてもよく、それと異なる幾何形状を有していてもよい。ただし、その形状は、カバーをジャーナルに位置合わせし、固定できるものでなければならない。突出部は、開口に押し込み、スナップ・ロックし、接着することができ、かつ／またはばねなどで開口内に保持することができる。

カバーが、特に、径方向外側の縁部の少なくとも軸方向の一定の場所で内側軌道を閉止する円筒形のフランジを有する場合には、軌道の使用可能な長さを短縮することなく、ボールまたはそのボールを収容する保持器の脱落が確実に防止される。

カバーが内側軌道の１つに係合する少なくとも１つの突出部を備えることにより、カバーのジャーナルへの特に確実な連結を実現することができる。カバーをジャーナルに連結するには、カバーの少なくとも１つの突出部を、内側軌道の少なくとも１つに固定すればよい。これは、クランプ固定、接着、スナップ・ロックまたは弾性力で行うこともできる。あるいは、カバーが径方向外側の縁部を備え、この縁部がジャーナルの各外側軌道間にある腹部領域の一定の場所に押し付けられてもよい。このカバーの縁部領域は、上記場所の溝へとクランプ固定、接着、またはスナップ・ロックすることができる。

本発明の好ましい実施形態によると、異形スリーブの外に向かって付勢する方向にジャーナルに対して作用するような弾性要素が、異形スリーブとジャーナルとの間に設けられる。カバーを設けることに加えて、これにより異形スリーブおよびジャーナルの互いに対する急激な動きも防止される結果、転動スライドユニットの損傷を防止することができる。このタイプの転動スライドユニットがしばしば利用されるジョイント付きシャフトにおいては、相互連結される２つの構成部品が互いに挿入されてスナップ・ロックされる差込式の連結部を備えていることもまた有利である。転動スライドユニットのジャーナルと異形スリーブの間にばね等を設けることにより、上記２つの構成部品が互いに係合する位置の方向に付勢されることによってより簡単に定位置へのロックが行われ、動作中の意図せぬ解放を防止することができる。

本発明の概念を発展させると、弾性要素を支持する手段が、異形スリーブの内および／または外に設けられる。したがって、異形スリーブおよび／またはそれに隣接するシャフト区画においてカバーがしばしば利用され、これにより潤滑油の漏れが防止される。異形スリーブにおけるこのタイプの追加のカバーは、ばねまたはばね機構を支持するための構造を構成することができる。あるいは、異形スリーブの内部に、弾性要素を押し付けて支持できる突出部などを設けることもできる。

同様に、上記の弾性要素を支持するためのカバーの内および／または外に、弾性要素が設けられると好ましい。カバーのフランジは、ばね、詳細にはコイルばねを支持するよう働いてもよく、あるいは代替的にまたは追加で、ばねを中心に位置させておくためのコック（spigot）形の突出部をカバーに設けてもよい。

本発明の基礎となる課題は、中心接合部を介して捻れに強い形で互いに連結された２つのシャフト区画を備えた、固定タイプの等速ジョイントとして構成されるジョイント付きシャフトであって、各シャフト区画の上記中心接合部とは反対側の端部に１つの固定タイプの等速ジョイントが配置され、上記ジョイント付きシャフトが特に上記中心接合部に近接して配置された少なくとも１つの転動スライドユニットをさらに備え、上記転動スライドユニットが収縮位置と伸張位置との間で軸方向に長さ調節可能であり、上記転動スライドユニットが伸張位置に付勢されるような少なくとも１つの弾性要素が、上記転動スライドユニットの異形スリーブと上記転動スライドユニットのジャーナルの間に設けられる、ジョイント付きシャフトによっても解決される。

例えば圧縮ばねとして構成される弾性要素は、動作中にも、特に取り付け前の輸送および組み立て中にも、転動スライドユニットの構成部品の不要な相対的な動きを防止する。また、弾性要素は、ジョイント付きシャフトのその他の構成部品を、捻れに強い形で互いに連結された状態に保持するために使用することもできる。

本発明の概念を発展させると、シャフト区画の少なくとも１つおよび／またはそのシャフト区画に連結可能なジョイントを、駆動または被駆動構成部品に、差込式の連結部を介して連結することができる。ここでは特に、上記差込式の連結部が、対応する長手方向の歯をそれぞれ備えると共に互いに挿入できる２つの構成部品を備えると好ましい。この構成部品は、例えば固定リングなどのロック手段を介して、軸方向に互いに固定可能である。ジョイント付きシャフト内部の転動スライドユニットの予張力によって、動作中に上記ロック手段または同様の連結部が解放される危険なしに、ジョイント付きシャフトの互いに差し込み可能な構成部品がそのまましっかりと互いに連結されるという効果が得られる。

本発明によるジョイント付きシャフトの部分概略断面図である。

次に、例示的な実施形態を用い、図面を参照して本発明を詳細に説明する。説明かつ／または例示する特徴は全て、各請求項の組み合わせあるいは他の請求項との従属関係によらず、単独または任意の組合せで本発明の対象をなす。

図示された本発明のジョイント付きシャフト１の部分は、管状のシャフト２で構成される第１のシャフト区画と、第２のシャフト区画（図示せず）と、を含む。この２つのシャフト区画は、中心接合部によって捻れに強い形で互いに連結されている。図では、中心接合部は外部ドライブハブ３の１区画のみが示されている。

図示の実施形態において、管状のシャフト２は、転動スライドユニットの構成部品である異形スリーブ４に溶接されている。異形スリーブ４内には、中心接合部の外部ドライブハブ３に溶接されたジャーナル５が移動可能に収容される。異形スリーブ４の内部表面の一定の場所には外側軌道６が設けられ、ジャーナル５の移動領域７には内側軌道８が設けられる。

外側軌道６および内側軌道８は、互いに平行に延びると共に互いに対で対応付けられる。外側軌道６と内側軌道８とにより構成される各対には、軌道対に沿って転動可能である複数のボール９が収容される。ボール９は、スリーブ形の保持器１０により軸方向に案内される。ボール９は、外側軌道６および内側軌道８内に配置されているために、異形スリーブ４からジャーナル５へとトルクを伝達することができる。一方、異形スリーブ４とジャーナル５は、互いに対して軸方向に容易に移動することができる。異形スリーブ４は、折り畳み式の蛇腹１１によって、ジャーナル５に対して軸方向に移動可能であるように封止される。

ジャーナル５は、移動領域７に隣接して、その移動領域に比べて広がった連結領域１２を有する。この連結領域１２は、中心接合部の外部ドライブハブ３の管状の端部に溶接される。連結領域１２よりも小さい直径を有する移動領域７には、連結領域１２に隣接して、ころ軸受１４用の軸受座１３が設けられる。これは、図示の実施形態においては弾性を有するように取り付けられている。

略円筒形の外側輪郭を有するジャーナル５の連結領域１２は、リング形の突出部１５を有する。突出部１５は、ころ軸受１４に隣接して設けられると共に、移動領域７の方向を向いている。リング形の突出部１５は、移動領域７の外側表面と突出部１５の径方向内側表面との間にリング形の中間領域が残るように構成される。この中間領域は、突出部１５にクリップ１７によって固定されるバランスウェイト１６を収容するように働く。バランスウェイト１６は、突出部１５の径方向内側側部に接着または溶接することもできる。

環状の突出部１５は、残りの連結領域１２と共に、共通の略円筒形の外側輪郭を形成する。これは、例えば溶接できる細長い金属片として構成することができる追加のバランスウェイト（図示せず）を収容するのに適している。

連結領域１２と反対方向を向く側において、ジャーナル５は、ジャーナル５の中心穴、すなわち開口１９に例えば円筒形の区画が挿入されるカバー１８によって閉止されている。カバー１８はフランジ領域１９を有する。フランジ１９が少なくとも内側軌道８まで径方向外向きに延びる結果、ボール９または保持器１０の脱落がフランジ１９により防止される。

図示の実施形態では、異形スリーブ４に設けられた追加のカバー２０と、ジャーナル５に挿入されたカバー１８との間に、コイルばね２１が設けられる。カバー１８，２０の両方に押し付けられて支持されるばね２１は、ジャーナル５を図の右方へ、すなわち異形スリーブ４から押し出される位置へと付勢する。

ばね２１は、第一に、第２のシャフト区画の中心接合部の連結部（図示せず）を定位置にロックするように働くことができる。ばね２１は、第二に、異形スリーブ内外へのジャーナルの急激な伸縮による損傷を防止するために、ジャーナル５と異形スリーブ４が、取り付け前、すなわち輸送中や組み立て中に互いに自在に移動できないように働く。

圧縮ばね２１は、おそらく円板ばねの積層により、または他の適切な弾性要素として構成することもできる。これを収容するために、ジャーナル５のカバー１８と、異形スリーブ４のカバー２０との両方に、保持用の適当な突出部２２ａ，２２ｂが設けられる。図示の実施形態では、ばね２１はコイルばねとして構成され、突出部２２ａ，２２ｂの間に省スペースの形で収容されると共に、突出部２２ａを有するカバー１８をカバー２０へと押し付けるように載置されている。

Claims (10)

1. 内部表面の少なくとも一定の場所に外側軌道を有する異形スリーブと、前記異形スリーブ内で軸方向に移動可能であると共に外部表面の少なくとも一定の場所に内側軌道を有するジャーナルと、互いに対応付けられて対をなす前記外側軌道と前記内側軌道の中にトルクを伝達するために配置されたボールと、を備える転動スライドユニットであって、
   前記異形スリーブ内に差し込み可能な前記ジャーナルの端部にカバーが設けられ、前記カバーの少なくとも一区画が、前記内側軌道の少なくとも１つの領域まで径方向外向きに延び、
   前記カバーが、前記内側軌道の１つと係合する少なくとも１つの突出部を備えることを特徴とする転動スライドユニット。
2. 前記ジャーナルが、前記異形スリーブ内に差し込むことができる少なくとも一方の端部に中心開口を備え、
   前記カバーが、前記開口内に固定可能な突出部を有することを特徴とする、請求項１に記載の転動スライドユニット。
3. 前記カバーがフランジを有し、
   前記フランジの径方向外側の縁部が、軸方向の少なくとも一定の場所で前記内側軌道を閉止することを特徴とする、請求項１または２に記載の転動スライドユニット。
4. 前記カバーの前記少なくとも１つの突出部が、前記内側軌道の少なくとも１つに固定可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転動スライドユニット。
5. 前記異形スリーブと前記ジャーナルとの間に弾性要素が設けられており、
   前記弾性要素は、前記異形スリーブの外に向かって前記ジャーナルを付勢する方向へ前記ジャーナルに作用することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の転動スライドユニット。
6. 前記異形スリーブの内および／または外に、弾性要素を支持するための手段が設けられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の転動スライドユニット。
7. 前記カバーの内および／または外に、弾性要素を支持するための手段が設けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の転動スライドユニット。
8. 中心接合部を介して捻れに強い方法で互いに連結された２つのシャフト区画を備えた、固定タイプの等速ジョイントとして構成されるジョイント付きシャフトであって、
   各シャフト区画の前記中心接合部とは反対側の端部には、１つの固定タイプの等速ジョイントが配置され、
   前記ジョイント付きシャフトが、前記中心接合部に近接して配置された少なくとも１つの、請求項１〜７のいずれか一項に記載の転動スライドユニットをさらに備え、
   前記転動スライドユニットが収縮位置と伸張位置の間で軸方向に長さ調節可能であり、
   前記転動スライドユニットの異形スリーブと前記転動スライドユニットのジャーナルとの間に少なくとも１つの弾性要素が設けられることにより、前記転動スライドユニットが伸張位置に付勢される、ジョイント付きシャフト。
9. 前記シャフト区画の少なくとも１つおよび／またはそれに連結可能なジョイントを、駆動または被駆動構成部品に差込式の連結部を介して連結することができることを特徴とする、請求項８に記載のジョイント付きシャフト。
10. 前記差込式の連結部が、互いに挿入可能であると共に対応する長手方向の歯をそれぞれ有するよう構成される２つの構成部品を備え、
    前記構成部品が、ロック手段を介して軸方向に互いに固定可能であることを特徴とする、請求項９に記載のジョイント付きシャフト。

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