JP5822245B2 - スリップヨークアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は概してユニバーサルジョイントに関する。特に、本発明は、車両の駆動軸アセンブリにおけるユニバーサルジョイントに使用するスリップヨークアセンブリに関する。

スリップヨークアセンブリは、トルクを伝達するために使用する。典型的なスリップヨークアセンブリは、伝達出力軸、トランスファー・ケース出力軸または駆動軸上のキー溝と相互接続する内歯スプラインを有するスリップヨークを備える。グリス、オイル、トランスミッション液などの潤滑油は、軸とスリップヨークを接続した際、それら相互の軸方向並進を容易にするために用いられる。

スリップヨークの一端は、潤滑油を保持または密封し、ほこりや他の汚染物質が侵入しないよう、密閉されている。好ましくは、液密状態に密閉する。しかし、スリップヨークアセンブリは、典型的にはトルク負荷が高い状態で長時間作動しなければならない。よって、周知のアセンブリにおいては、スリップヨークアセンブリの端部から潤滑油が漏出したり、あるいは汚染物質が侵入したりすることが常であった。潤滑油の漏出と、汚染物質の侵入は、スリップヨークアセンブリの耐用年数を短くすることになり、好ましくない。

よって、アセンブリの端部からの潤滑油の漏出を大幅に改善し、またその端部への汚染物質の侵入を防止できる、改良されたスリップヨークアセンブリを提供することが望ましい。

一実施形態では、スリップヨークアセンブリを提供する。スリップヨークアセンブリは、第１の端部と第２の端部との間に延在する長孔と、長孔の第２の端部に位置する座グリとを備えたスリップヨークを備える。座グリは、長孔の長径より大きい第１の直径を規定する第１の壁を有する。長孔と第１の直径の間には、環状溝が位置している。シール部材は、環状溝の内側に配設されている。また、スリップヨークアセンブリは、座グリの内部、かつ、シール部材の上方に配設されたプラグを備える。プラグは、プラグの上方に形成されるリップによってスリップヨークに固着されている。

別の実施形態では、スリップヨークアセンブリは、第１の端部と第２の端部との間に延在する長孔と、長孔の第２の端部に位置する座グリとを備えたスリップヨークを備える。座グリは、長孔の長径より大きい第１の直径を規定する第１の壁を有する。環状溝は、スリップヨークのシール面に設けられ、長孔と第１の壁との間に位置する。環状溝は、端面と、軸方向に延在する内壁と、軸方向に延在する外壁とを備える。軸方向に延在する内壁と軸方向に延在する外壁は、それぞれ、シール面の一部に取り付けられている。また、スリップヨークアセンブリは、シール部材を備える。シール部材は、内径と外径を有する。シール部材は、環状溝の内部の端面上、且つ、軸方向に延在する内壁と外壁の間に配設される。プラグは、座グリ内のシール部材の上方に配設される。プラグは、プラグの外縁部上に隣接して形成する環状リップによってスリップヨークに固着されており、スリップヨークの第２の端部において液密シールを形成する。

上記については、本発明の他の利点と同様、添付の図面に基づく下記に示す詳細な説明により、当業者にとっては容易に明らかとなろう。

図１は、本発明によるスリップヨークアセンブリの一実施形態を示す斜視図である。 図２は、図１のスリップヨークアセンブリの部分断面図である。 図３は、図２に示すスリップヨークアセンブリの一部の拡大断面図である。 図４は、スリップヨークアセンブリでの使用に適したスリップヨークの一部を示す部分断面図である。 図５は、本発明によるスリップヨークアセンブリの一部を示す拡大断面図である。 図６は、本発明によるスリップヨークアッセンブリの一部の断面図であり、スリップヨークアセンブリのリップを形成する前の状態を示す図である。 図７は、スリップヨークアセンブリでの使用に適したプラグの一実施形態の斜視図である。 図７Ａは、図７のプラグの断面図である。 図８は、スリップヨークアセンブリでの使用に適したプラグの一実施形態の斜視図である。 図８Ａは、図８のプラグの断面図である。 図９は、スリップヨークアセンブリでの使用に適したプラグの一実施形態の断面図である。

本発明は、特記されていない限り、他の多様な形態および処理シーケンスで行うことも可能である。また、添付の図面に示し、下記の仕様で説明する特定のアセンブリおよび特性は、本発明の概念の実施形態の例に過ぎないことは理解できよう。よって、開示の実施形態に関する特定の寸法、方向、または他の物理的特性は、特に明記しない限り本発明を限定するものではない。また、本出願においては、各実施形態の同様の要素については、基本的に同様の参照符号を共通して用いるものとする。

スリップヨークアセンブリを提供する。スリップヨークアセンブリは、車両用のユニバーサルジョイントとの接続に関連づけて説明する。ここで説明するスリップヨークアセンブリに関する様々な実施形態は、ハイウェイ仕様、または一般道路仕様の車両に適用可能であることは、当業者によって理解できよう。また、これらの実施形態は、産業、鉄道、および航空宇宙へ適用可能であることは、一般の当業者によって理解できよう。

図面に基づいて説明する。図１から図３には、以降、単に"アセンブリ"と称する場合もあるスリップヨークアセンブリ２０の実施形態が示されている。

図示のごとく、スリップヨークアセンブリ２０は１個のスリップヨーク２２を備える。スリップヨーク２２は、好ましくは、スチールや鉄などの金属材料から形成される。スリップヨーク２２は、中空の円筒型本体２４を備え、長軸２６の周りを回転可能である。本体２４は、外側円筒面２８と、第１の端部３０と、第２の端部３２を備える。

スリップヨーク２２はまた、一対の対向耳部３６、３８を備える。各耳部３６、３８は本体２４に取り付けられており、本体２４から概ね軸方向に延在する。各耳部３６、３８には概ね円筒状の開口４０、４２が貫通して形成されている。開口４０、４２は互いに同軸である。

各耳部３６、３８は、内面４４および外面４６を有する。内面４４は各開口４０、４２からリップ４８まで延在する。外面４６は、各開口４０、４２の反対側の端部から本体２４まで延在する。各耳部３６、３８は内面４４と外面４６との間に一対の側面５０、５０Ａ、５２、５２Ａを有する。

図２、図３に最良に示すように、スリップヨーク２２は、本体２４を貫通して延在する長孔５４を有する。長孔５４は、第１の端部３０と第２の端部３２との間を延在する。長孔５４は、本体２４の内面５６を形成する。長孔５４は、径方向の長さである内面５６によって規定される長径６０を有する。長孔５４はキー溝がついており、複数のスプライン歯５８が形成されている。歯５８は、長手方向に、長孔５４の長さ分だけ延在する。また、歯５８は、径方向内方に延在する。

長孔は、駆動軸（図示せず）または他の取り付け部材（図示せず）のキー溝がついた端部（図示せず）を受容するとともに相互接続される。キー溝のついた端部は長孔５４を通して第２の端部３２に隣接する位置まで延在している。キー溝がついた端部は、一定の条件下で、長孔５４に関して軸方向に摺動可能である。

スリップヨーク２２は、長孔５４の第２の端部３２に座グリ６２を有する。座グリ６２は第１の直径６４を有する。第１の直径６４は、スリップヨーク２２の長軸２６を中心とした径方向に位置する直径である。第１の直径６４は、長孔５４の長径６０より長い。

スリップヨーク２２の特性を説明する目的で、図４には、アセンブリ２０の一部を除去して最も解りやすく示しているが、第１の直径６４は第１の壁６６によって規定される。一端６８では、第１の壁６６をシール面７０に取り付ける。シール面７０は、第１の壁６６から半径方向内側に向かって延在しており、長孔５４から第１の壁６６を隔離する。

シール面７０は、外側部分７２と内側部分７４を有する。外側部分７２と内側部分７４は径方向に延在する。外側部分７２は、反対側の端部７８で第１の壁６６と環状溝７６に取り付けられている。内側部分７４は、その一端８０が環状溝７６に取り付けられて、反対側の端部８２が長孔５４の内面５６に取り付けられている。一実施形態では、外側部分７２は内側部分７４より長い。

好ましくは、環状溝７６はシール面７０内に設ける。一実施形態では、環状溝７６は、長孔５４と第１の壁６６の間に位置し、シール面７０の内側部分７４と外側部分７２によって長孔５４と第１の壁６６から隔離される。環状溝７６は、端面８４からシール面７０まで軸方向に延在する。図示のごとく、第１の壁６６は、その厚みが、環状溝７６の厚みより大きい。

環状溝７６は、端面８４と外壁８６と内壁８８を有する。一実施形態では、端面８４が環状になっている。外壁８６と内壁８８は端面８４の反対側に設けられ、それぞれが端面からシール面に軸方向に延在する。好ましくは、外壁８６と内壁８８は互いに同等もしくは略同等の厚みを有する。

環状溝７６は、長孔５４と第１の壁６６に対して相対的な位置をとっており、さらに好ましくは長孔５４と第１の壁６６の間に位置している。一実施形態では、外壁８６は外径９０を規定し、内壁８８は環状溝７６の内径９２を規定する。環状溝７６の外径９０と内径９２は、それぞれ、座グリ６２の第１の直径６４より小さく、長孔５４の長径６０より大きい長さである。

反対側の端部９４では、第１の壁６６がリップ４８に取り付けられている。図３を再び参照すると、リップ４８はプラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂの外縁１０６上に形成される。リップ４８は、径方向面９６と外面９８と傾斜面１００を含む。外面９８が、傾斜面１００の端部１０２に取り付けられている。反対側の端部１０４では、傾斜面１００が耳部３６、３８の内面４４に取り付けられている。外面９８もまた、径方向面９６に取り付けられている。

好ましくは、リップ４８は環状である。一実施形態では、リップ４８は、隣接して形成されている。本実施形態では、リップ４８は環状溝７６の直径９０、９２より大きいが、第１の直径６４より小さい長さの直径１１０を規定する。好ましくは、リップ４８は、ステーキングによって形成される。

シール部材は、環状溝７６の内側に配設されている。好ましくは、シール部材１１２はゴム材などで形成する。シール部材１１２を形成するための使用に適したゴム材は、ポリアクリレート、エチレンアクリレート、ニトリル、エチレンアクリルゴム、およびそれらの混合を含む。しかし、他の実施形態では、シール部材はゴム材等に限られたものではなく、他の材料から形成されていてもよい。

好ましくは、シール部材１１２は、外径１１４および内径１１６を有する。内径１１６は、内面部１１８によって規定され、外径１１４は、外面部１２０によって規定される。一実施形態では、シール部材１１２はリング型である。本実施形態では、内径１１６がシール部材１１２を貫通して延在する開口を形成している。好ましくは、シール部材１１２は、Ｏリングである。

シール部材１１２は、環状溝７６の内部に配設されるよう、内壁８８の周りに位置決めされている。一実施形態では、内面部１１８が内壁８８に隣接して位置しており、外面部１２０が溝７６の外壁８６に隣接して位置している。好ましくは、シール部材１１２はスリップヨークアセンブリ２０を形成する前は、その厚みが内壁８８と外壁８６の厚みより大きい。シール部材１１２の厚みは、アセンブリ２０が形成される際に、シール部材１１２が圧縮できるよう、また、シール部材１１２に好ましい圧迫が加わるように選択することができる。

スリップヨークアセンブリ２０はプラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂを備える。プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂは、座グリ６２の内部であり、シール部材１１２の上に配設する。プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂはプラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ上に形成されたリップ４８によってスリップヨーク２２に固着される。

好ましくは、プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂは、スチールや銅などの金属材料から形成する。スリップヨークアセンブリ２０での使用に適したプラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂの実施形態を図７から図９に最もわかりやすく示している。図７から図９を、これらプラグの実施形態のさまざまな特性の図示および説明で使用する。当然のことながら、プラグの一実施形態に対して図示および説明する特性は、図７から図９に示す他の実施形態に使用することができる。さらに、ある実施形態（図示せず）では、スリップヨークアセンブリ２０は図７から図９に示すプラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂの実施形態に限定されない。

プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂは、ウェルチ型のものが好ましい。プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂは、外縁１０６、第１の面１２２および第２の面１２４を備える。第１の面１２２と第２の面１２４は、それぞれ、外縁部１２６、１２６Ａを有する。図３を参照する。リップ４８は、好ましくは第２の面１２４の外縁部１２６Ａ上およびそれを中心として形成される。シール面７０およびシール部材１１２は、第１の面１２２の外縁部１２６に接触する。プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂの外縁１０６はスリップヨーク２２の第１の壁６６に対向するとともに当接する。外縁１０６は、プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂの外径１２８を規定する。外径１２８は、長孔５４の長径６０より長い。

一実施形態では、プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂは、座グリ６２の厚みと同等、あるいは概ね同等である。ここで、図７に示す実施形態を参照すると、プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂの第１の面１２２と第２の面１２４は互いに平行に設けられている。しかし、プラグは、平行な第１と第２の面を有する態様に限られるものではない。例えば、図８に示すように、第１の面１２２と第２の面１２４は、互いに平行に設けられなくてもよい。この実施形態では、プラグ１０８Ａは、ドーム型を有していてもよい。さらに、図９に示すように一実施形態では、第１の面１２２を中心として、また、外縁１０６と第１の面１２２との間に面取り面１３０を設けてもよい。この実施形態では、面取り面１３０は、一端が第１の面１２２に取り付けられ、反対側の端部が外縁１０６に取り付けられる。

図５および６を参照する。スリップヨークアセンブリ２０はスリップヨーク２２を設け、プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂを座グリ６２内に、そしてシール部材１１２を環状溝７６の中に位置決めすることにより形成される。環状溝７６の内部では、シール部材１１２がプラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂの第１の面１２２と環状溝７６の端面８４との間に位置している。シール部材１１２は、プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂをシール部材１１２上に位置決めすることによってスリップヨーク２２に固着される。アセンブリ２０の形成中、シール部材１１２は、アセンブリ２０が形成される際に、環状溝７６の壁８６、８８の厚みと同等の厚みになるように圧縮される。

次に、図３に示すようにリップ４８をプラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ上に形成する。好ましくは、リップ４８は、隣接してプラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂの外縁部１２６Ａを中心に環状に形成される。よって、スリップヨークアセンブリ２０が形成された時には、シール部材１１２は環状溝７６の内部に配設され、プラグ１０８、１０８Ａ、１０８Ｂは座グリ６２の第１の直径６４の範囲内に配設されるとともにリップ４８によりスリップヨーク２２に固着される。

上記の説明は、本発明の原理を示すための例示に過ぎない。さらに、当業者にとっては、多大な数の変形、変更が可能であり、本発明を、ここに示し説明した構造およびアセンブリに厳密に限定するものではない。よって、すべての適した変形およびその等価物は下記に示す本発明の特許請求の範囲で定義した範囲内に含まれるものである。

２０ スリップヨークアセンブリ
２２ スリップヨーク
２４ 円筒型本体
２６ 長軸
２８ 外側円筒面
３０ 第１の端部
３２ 第２の端部
３６、３８ 耳部
４０、４２ 開口
４８ リップ
５０、５０Ａ、５２、５２Ａ 側面
５４ 長孔
５６ 内面
５８ スプライン歯
６０ 長径
６２ 座グリ
６４ 第１の直径
６６ 第１の壁
６８ 一端
７０ シール面
７２ 外側部分
７４ 内側部分
７６ 環状溝
７８ 端部
８０ 一端
８２ 端部
８４ 端面
８６ 外壁
８８ 内壁
９０ 外径
９２ 内径
９４ 端部
９６ 径方向面
９８ 外面
１００ 傾斜面
１０２ 端部
１０４ 端部
１０６ 外縁
１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ プラグ
１１２ シール部材
１１４ 外径
１１６ 内径
１１８ 内面部
１２０ 外面部
１２２ 第１の面
１２４ 第２の面
１２６ 外縁部
１２８ 外径
１３０ 面取り面

Claims (19)

1. 第１の端部と第２の端部との間に延在する長孔と、前記長孔の長径より大きい第１の直径を規定する第１の壁を備え、前記長孔の前記第２の端部に位置する座グリとを有するスリップヨークと、
   前記長孔と前記第１の壁の間に位置する環状溝と、
   前記環状溝の内側に配設されたシール部材と、
   前記座グリの内部かつ前記シール部材の上方に配設されたプラグと
   を備え、
   前記プラグは前記スリップヨークの一部に形成されるリップによって前記スリップヨークに固着されるスリップヨークアセンブリ。
2. 前記環状溝は前記長孔と前記第１の壁との間に径方向に位置する請求項１に記載のスリップヨークアセンブリ。
3. 前記リップは環状であり、前記プラグの外縁部に隣接して、かつ、前記外縁部の周りに形成されている請求項１または２に記載のスリップヨークアセンブリ。
4. 前記プラグは、前記スリップヨークの一部に隣接して形成された環状リップによって前記スリップヨークに固着され、前記スリップヨークの前記第２の端部に液密シールを形成する請求項１から３のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
5. 前記環状溝は、前記長孔と前記第１の壁との間の前記スリップヨークのシール面から、前記第１の端部の方向に延在する請求項１から４のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
6. 前記プラグは、前記座グリの厚みと同等または概ね同等の厚みである請求項１から５のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
7. 前記シール部材はＯリングである請求項１から６のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
8. 前記環状溝は軸方向に延在する外壁と軸方向に延在する内壁との間に設けた環状端面を備える請求項１から７のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
9. 前記環状溝の内壁の直径は前記長孔の前記長径より大きい請求項１から８のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
10. 前記プラグがドーム型である請求項１から９のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
11. 前記プラグが第１の面と、前記第１の面と平行である第２の面とを有する請求項１から１０のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
12. 前記シール部材が内径と外径を有する請求項１から１１のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
13. 前記リップがステーキングによって形成される請求項１から１２のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
14. 前記環状溝は前記長孔と前記第１の壁との間の前記スリップヨークのシール面に設けられ、前記シール面の径方向に延在する部分によって前記長孔と前記第１の壁から分離されている請求項１から１３のいずれか一項に記載のスリップヨークアセンブリ。
15. 前記シール部材は、前記シール部材が前記環状溝の外壁と前記環状溝の内壁の厚みと同等の厚みとなるように前記プラグの第１の面と前記環状溝の端面との間で圧縮されている請求項１に記載のスリップヨークアセンブリ。
16. 前記外壁と前記内壁の厚みは同じであり、シール部材の厚みは前記外壁と前記内壁の厚みと同等の厚みである請求項８に記載のスリップヨークアセンブリ。
17. 前記環状溝の前記直径は、前記座グリの前記第１の直径より小さい請求項９に記載のスリップヨークアセンブリ。
18. スリップヨークアセンブリであって、
    第１の端部と第２の端部との間に延在する長孔と、前記長孔の長径より大きい第１の直径を規定する第１の壁を備え、前記長孔の前記第２の端部に位置する座グリとを有するスリップヨークと、
    前記スリップヨークのシール面に設けられ、前記長孔と前記第１の壁の間に位置し、端面と、前記シール面の一部にそれぞれ取り付けられる軸方向に延在する内壁と、軸方向に延在する外壁を有する環状溝と、
    前記環状溝の内部かつ前記端面の上方であり、軸方向に延在する前記内壁および前記外壁の間に位置する、内径と外径を有するシール部材と、
    前記座グリの内部かつ前記シール部材の上方に配設され、前記スリップヨークの一部に隣接して形成された環状リップによって前記スリップヨークに固着され、前記スリップヨークの前記第２の端部に液密シールを形成するプラグと
    を備えるスリップヨークアセンブリ。
19. 前記シール部材の厚みが前記外壁および前記内壁の厚みと同等となるように、前記シール部材は前記プラグの第１の面と前記環状溝の前記端面の間に位置する請求項１８に記載のスリップヨークアセンブリ。

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