(57)【要約】【課題】  一対の回転軸を互いに連結するための自在継手を提供する。【解決手段】  自在継手には、十字継手によって互いに連結される一対の二股ヨークが含まれる。十字継手には、４つの直交するトラニオンが含まれ、各々、潤滑油通路を含む。スラスト座金は、トラニオンの一部と係合して、軸受組立体を各トラニオン上に保持する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自在継手であって、
脚部を含むヨークであって、前記脚部は前記脚部を貫通して延在する開口部を有する前記ヨークと、
トラニオンを有する十字継手であって、前記トラニオンには、外壁面を有する端部が含まれる前記十字継手と、
前記上に回転可能に配置された軸受と、
ほぼ平面状の円板部位及び環状フランジを有するスラスト座金であって、前記円板部位は前記トラニオンの前記端面に係合し、前記環状フランジは前記トラニオンの前記外壁面に係合して前記軸受を前記トラニオンに保持する前記スラスト座金と、
が含まれる自在継手。
【請求項２】
請求項１に記載の自在継手であって、
前記環状フランジには、前記トラニオンの前記外壁面に係合する複数の半径方向に内側に向かって延在する突起部を有する内側面が含まれる自在継手。
【請求項３】
請求項２に記載の自在継手であって、
前記外壁面の少なくとも一部は、ほぼ円筒状の部位を含み、前記突起部は、前記ほぼ円筒状の部位と付勢された状態で係合する自在継手。
【請求項４】
請求項３に記載の自在継手であって、
前記軸受は、前記ほぼ円筒状の部位と係合する自在継手。
【請求項５】
請求項２に記載の自在継手であって、
前記複数の突起部は、円周方向に配置され、互いに離間されている自在継手。
【請求項６】
請求項１に記載の自在継手であって、
前記トラニオンの前記端部は、半径方向に延在する突起部を含み、また、前記環状フランジは、半径方向に内側に向かって延在する縁部を含み、前記縁部は、前記突起部に近接して配置され、前記スラスト座金の前記トラニオンからの除去に抵抗する自在継手。
【請求項７】
請求項６に記載の自在継手であって、
前記突起部は、円環を含む自在継手。
【請求項８】
請求項６に記載の自在継手であって、
前記突起部は、複数の離間した小突起を含む自在継手。
【請求項９】
請求項６に記載の自在継手であって、
前記縁部は、前記突起部と差し込み方式で係合する自在継手。
【請求項１０】
請求項１に記載の自在継手であって、
前記環状フランジには、内側面が含まれ、前記内側面は、そこから内側に向かって突出する円環を有し、前記円環は、前記トラニオンの前記端部上に形成された環状溝内に配置される自在継手。
【請求項１１】
請求項１に記載の自在継手であって、
前記スラスト座金を前記トラニオンの前記端部上に配置する時、前記環状フランジが、少なくとも部分的に変形される自在継手。
【請求項１２】
自在継手の組立方法であって、
十字継手のトラニオン上に軸受を配置する段階であって、前記トラニオンには、ほぼ円筒状の部位が含まれる前記段階と、
スラスト座金を前記トラニオンに連結する段階であって、前記スラスト座金には、ほぼ平面状の円板部位と、そこから延在する環状フランジとが含まれる前記段階と、
前記環状フランジの内側面を前記トラニオンの前記ほぼ円筒状の部位に付勢した状態で係合する段階と、
前記スラスト座金及び前記軸受上に軸受カップを配置する段階と、
が含まれる方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、更に、
前記スラスト座金の前記環状フランジの前記内側面を、前記トラニオンの前記ほぼ円筒状の部位から半径方向に外側に向かって延在する突起部に係合する段階が含まれる方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
前記環状フランジの前記内側面には、前記突起部と係合する半径方向に内側に向かって延在する縁部が含まれる方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記突起部は、複数の環状の離間した突起部を含む方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法であって、
前記突起部は、円環を含む方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の方法であって、
前記スラスト座金は、前記トラニオンの前記ほぼ円筒状の部位に係合する複数の環状の離間した隔壁を含む方法。
【請求項１８】
請求項１２に記載の方法であって、
前記トラニオンは、環状溝を含み、また、前記スラスト座金は、半径方向に内側に向かって延在する突起部を含み、前記突起部は、前記溝と係合して、前記軸受を前記トラニオンに保持する方法。
【請求項１９】
請求項１２に記載の方法であって、
前記半径方向に内側に向かって延在する突起部は、円環を含む方法。
【請求項２０】
請求項１２に記載の方法であって、更に、
封止部を前記軸受カップに連結し、また、前記封止部の少なくとも一部を前記軸受に近接して配置する段階を含む方法。
【請求項２１】
請求項１２に記載の方法であって、
前記軸受カップを前記スラスト座金及び前記軸受上に配置する段階が、前記スラスト座金を前記トラニオンに連結する前記段階の前に行なわれる方法。
【請求項２２】
請求項１２に記載の方法であって、更に、
前記トラニオンのほぼ円筒状の部位の端面を、前記円板部位の面に係合する段階を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、自動車のドライブラインに用いるための自在継手に関する。特に、本発明は、軸受カップ組立体を十字形のトラニオンに固定するための機構を備えた自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、自在継手を自動車のドライブライン用に用いると、一対の回転軸を互いに連結して、その間の角度を変えることができる。従来の自在継手の中には、回転軸に固定される一対の二股状のヨークを含むものが多い。これらの二股ヨークは、スパイダ即ち十字継手で互いに連結され、独立した軸を中心に回転する。十字継手には、４つの直交するトラニオンが含まれ、軸方向に並んだトラニオンの対向する各対は、二股ヨークに形成された一対の並んだ穴に装着される。通常、軸受カップは各穴に固定され、軸受組立体は軸受カップに保持されるため、各ヨークは、トラニオン対の一方に対して枢軸運動をするように支持される。更に、トラニオンと軸受カップとの間にスラスト座金を用いて、その間に生じ得る半径方向を向いたスラスト力を吸収することが知られている。
【０００３】
自在継手の組立時、軸受組立体を二股ヨークに連結しようとすると困難な場合がある。通常、各軸受組立体、スラスト座金、及び軸受カップは、トラニオン上に配置されるが、これに対する保持は確実ではない。組立プロセス時、軸受カップ及び軸受組立体は、偶発的に狂いが生じたり、トラニオンから分離したりすることがある。また、組立プロセス時、重力のために構成要素が分離することもある。軸受が汚染されたり生産性が低下したりする可能性がある。例えば、外部からの紐、網、又は他の梱包方法を用いて、出荷搬送時、軸受カップ組立体は、所定の位置に保持される。これらの紐は、エンドユーザが取り外して処分しなければならず、時間や費用の必要経費が生じる。従って、外部からの廃棄し得る手段を用いることなく、軸受カップ組立体がトラニオン上に保持される自在継手を提供すると有益である。
【特許文献１】米国特許第４，３６６，９６６号
【特許文献２】米国特許第４，３７１，３５８号
【特許文献３】米国特許第４，８７４，３４９号
【特許文献４】米国特許第５，５９１，０８５号
【特許文献５】米国特許第５，７２５，４３１号
【特許文献６】米国特許第５，８１３，９１６号
【特許文献７】米国特許第５，８６５，６７８号
【特許文献８】米国特許第６，１２９，６３４号
【特許文献９】米国特許第６，１６２，１２６号
【特許文献１０】米国特許第６，２６４，５６６号
【特許文献１１】米国特許第６，２８０，３３５号
【特許文献１２】米国特許第６，３３６，８６８号
【特許文献１３】米国特許第６，３５７，７５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、一対の回転軸を互いに連結するための自在継手を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
自在継手には、十字継手によって互いに連結される一対の二股ヨークが含まれる。十字継手には、４つの直交するトラニオンが含まれ、各々、潤滑油通路を含む。スラスト座金
は、トラニオンの一部と係合して、軸受組立体を各トラニオン上に保持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、詳細な説明及び添付図面により更に理解が得られる。
一般的に、本発明は、自動車ドライブライン用に用いられるタイプの自在継手に関し、回転軸を、その間の角度を変え得るように、互いに連結するための自在継手に関する。
【０００７】
図１及び２は、第１軸１２を第２軸１４に連結する自在継手１０を示す。一般的に、自在継手１０には、第１軸１２の端部に取り付けられる第１ヨーク１６と、第２軸１４の端部に取り付けられる第２ヨーク１８と、第１ヨーク１６を第２ヨーク１８に互いに連結する十字継手２０が含まれる。第１ヨーク１６は、二股に分岐し、また、横方向に離間した一対の脚部２２を含むが、作図線“Ａ”によって示すように、脚部２２は、好適には、第１軸１２の回転軸に関して対称である。脚部２２には、内側面２４と外側面２６とが含まれ、ジャーナル部２７がその間に延在する。開口部２８は、留め具３１を介して一対のエンドキャップ３０を脚部２２に連結することによって形成される。エンドキャップ３０及びジャーナル部２７が協働して開口部２８を完全なものにする。開口部２８は、作図線“Ｙ”で示すように、第１トラニオン軸上に並び、第１トラニオン軸は、第１軸１２の回転軸“Ａ”を貫通し、また、これに対して直交している。
【０００８】
第２ヨーク１８は、二股に分岐し、また、横方向に離間した一対の脚部３２を含むが、作図線“Ｂ”によって示すように、脚部３２は、好適には、第２軸１４の回転軸に関して対称である。脚部３２には、内側面３４及び外側面３６が含まれ、開口部３８がそれらの間に延在する。開口部３８は、作図線“Ｚ”で示すように、第２トラニオン軸上で並んでおり、第２トラニオン軸は、第２軸１４の回転軸“Ｂ”を貫通し、また、これに対して直交している。開口部３８は、内側面３４と外側面３６との間に形成される環状溝４０を含む貫通孔である。開口部２８及び３８の形状及び寸法は、それらに用いられる十字継手２０の個々の寸法に応じて、同じでも異なってもよいことに留意されたい。また環状溝４０は、機械加工、鋳造、又は同様な方法で形成し得ることも留意されたい。
【０００９】
図２において最も良く分かるように、十字継手２０には、中央ハブ４２が含まれ、中央ハブから一対の第１トラニオン４４及び一対の第２トラニオン４６が延在する。第１トラニオン４４は、第２トラニオン４６に対して直交している。第１トラニオン４４は、第１トラニオン軸“Ｙ”上で軸方向に揃うように、第１ヨーク１６の脚部２２の開口部２８に挿入するようになっている。同様に、第２トラニオン４６は、第２トラニオン軸“Ｚ”上で軸方向に揃うように、第２ヨーク１８の脚部３２の開口部３８に挿入するようになっている。第１トラニオン４４及び第２トラニオン４６は、それぞれ第１及び第２ヨーク１６及び１８に設置され、図１に示すように、トラニオン軸“Ｙ”及び“Ｚ”は、十字継手２０の回転軸と直角に交差する共通面“Ｃ”を貫通する。
【００１０】
また自在継手１０には、開口部２８に装着されるようになっている第１軸受カップ組立体対４８と、開口部３８に装着されるようになっている第２軸受カップ組立体対５０とが含まれる。第１軸受カップ組立体４８は、開口部２８に第１トラニオン４４を収容し回転可能に支持するために設けられる。同様に、第２軸受カップ組立体５０は、開口部３８に第２トラニオン４６を収容し回転可能に支持するために設けられる。説明を簡単にするために、以下の説明は、第１軸受カップ組立体４８の構成要素に限定するが、第２軸受カップ組立体５０の対応する構成要素は、ほぼ同一であることを理解されたい。
【００１１】
図３乃至５は、軸受カップ５２と、スラスト座金５４と、ローラ軸受５６と、封止座金５８と、弾性封止部６０とが含まれる各軸受カップ組立体４８を示す。軸受カップ５２の形状は、ほぼ空洞で円筒状である。軸受カップ５２には、端部位６４によって一端が閉じ
られるほぼ円筒状の部位６２が含まれる。円筒状部位６２には、外壁面６６と内壁面６８とが含まれる。端部位６４には、外側面７０と内側面７２とが含まれる。ローラ軸受５６は、トラニオン４４の内壁面６８と外壁面７４との間に配置され、軸受カップ５２とトラニオン４４との間で相対的な回転運動が可能である。ローラ軸受５６は、トラニオン４４の軸“Ｙ”に平行な軸上で回転するように配向され、また、この軸を中心にした円周上に配列される。各ローラ軸受５６の一端部は、スラスト座金５４の環状フランジ部位７８上に形成された軸受面７６に対抗して回転するように支持される。ローラ軸受５６の対向する端部は、封止座金５８によって保持され、封止座金５８は、封止部６０によって保持される。封止部６０は、軸受カップ５２の外壁面６６とトラニオン４４の外壁面７４との間に延在して、ローラ軸受５６を汚染から保護し、また、軸受カップ組立体４８内に潤滑油を保持する。
【００１２】
図４及び５に最も分かり易く示すように、スラスト座金５４には、円板部位８２が含まれ、円板部位８２から環状フランジ７８が延在する。中央開口部８６は、円板部位８２を貫通して延在し、また、各トラニオンにある潤滑油通路９２に連通している。十字継手２０の中央ハブ４２に搭載される取り付け部品（図示せず）は、潤滑油通路９２に連通している。この取り付け部品の用途は、ローラ軸受５６の潤滑及び相対的な可動面間への潤滑油膜の供給のために通路９２に潤滑油を供給することである。
【００１３】
円板部位８２は、軸受カップ５２の内側面７２に面して接触する外側面９６を有する。また円板部位８２には、トラニオン４４の端面１００に面して接触する内側面９８も含まれる。内側面９８及び外側面９６は、ほぼ平行であり、円板部位８２の厚みは一定である。更に、スラスト座金５４には、フランジ部位７８によって画成される環状内壁面１０２及び環状外壁面１０４が含まれる。環状内壁面１０２は、トラニオン４４の外壁面７４に面するように構成される。環状外壁面１０４は、軸受カップ５２の内壁面６８に接触する。このように、スラスト座金５４は、軸受カップ５２とトラニオン４４とを揃える機能を果たす。
【００１４】
環状内壁面１０２には、そこから半径方向に内側に向かって延在する縁部１０６が含まれる。縁部１０６は、局所化された開口部１０８を画成する環状構造体であり、開口部１０８は、環状内壁面１０２の他の部分と比較して、縁部の位置において実効的に内径が小さくなっている。縁部１０６は、図５に示す連続体として画成してよく、あるいは複数の縁部間に間隙を含んでもよい。各縁部は、図４に示す断面形状を含む。トラニオン４４は、その末端部付近に配置された半径方向に外側に向かって延在する円環１１０を含む。縁部１０６は、フランジ部位７８に沿って配置され、一旦、スラスト座金５４及び軸受カップ５２が、図４に示す取り付け位置にくると、円環１１０の一部と係合する。
【００１５】
スラスト座金５４は、一連の潤滑溝１１２を含み、潤滑溝１１２は、中央開口部８６から半径方向に延在して、フランジ部位７８の環状内壁面１０２に至る。溝１１２は、形がアーチ状であり、円筒状の壁面を画成する。好適には、奇数個の溝１１２を設けて、等間隔に配置して、円板部位８２の同様な数のパイ状部位を画成する。更に、複数のくぼみ部すなわち凹部１１４を、円板部位８２のパイ状部位に形成する。凹部１１４は、ランダムな方向に配置してよいが、より好適には、揃えて並べて、２つの環状の列を画成する。凹部１１４は、潤滑油をそこに保持するようになっており、トラニオン端面１００の広い領域に連続的に潤滑を行なう。更に、凹部１１４によって、汚染物質を動作面から除去でき、また、そこに集めることができる。ポケット部１１６は、カップ部５２に形成され、自在継手の動作時用いられる潤滑油を貯留部に保持する。スラスト座金５４は、射出成形樹脂等の弾性材料で構成される。
【００１６】
自在継手１０を組み立てる場合、第１軸受カップ組立体４８及び第２軸受カップ組立体
５０は、それぞれのトラニオンに取り付けられる。取り付けプロセス時、スラスト座金５４は、トラニオン４４上に軸方向に配置する。縁部１０６は、差し込み方式で円環１１０と係合する。スラスト座金５４の縁部１０６は、円環１１０と僅かに干渉する大きさになっているため、フランジ部位７８の少なくとも一部は、取り付け時変形される。フランジ部位７８は、一旦縁部１０６が円環１１０を通過すると付勢される。このようにして、スラスト座金５４及びローラ軸受５６は、トラニオン４４上に保持される。具体的には、軸受カップ５２に加えた除去力すなわち剥離力は、封止部６０によって抵抗を受け、封止座金５８、ローラ軸受５６、及びスラスト座金５４を介して軸方向の負荷を伝達する。
【００１７】
図６は、参照番号４４’で示す他の実施形態のトラニオンを示す。トラニオン４４’は、前述のトラニオン４４にほぼ同じである。しかしながら、トラニオン４４’には、円環１１０の代わりに、外壁面７４から半径方向に延在する複数の突起部１２０が含まれる。突起部１２０の形は、ほぼ半球状である。突起部１２０によって、スラスト座金５４の縁部１０６の少なくとも一部が、トラニオン４４’に確実に係合する。従って、第１軸受カップ組立体４８は、トラニオン４４’上に軸方向に保持される。
【００１８】
図７及び８は、他の実施形態のスラスト座金２００を示す。スラスト座金２００は、スラスト座金５４とほぼ同じである。従って、以降、実質的な相違点のみについて説明する。スラスト座金２００には、フランジ部位７８から延在する半径方向に内側に向かって延在する円環２０２が含まれる。他のトラニオン４４’’の末端部は、環状溝２０４を含む。溝２０４は、スラスト座金２００の円環２０２を収容するように配置され、また、その大きさが設定される。円環２０２は、差し込み接続品として溝２０４内に取り付けられ、この場合、スラスト座金２００は、最初のトラニオン４４’’上への取り付け時、変形される。フランジ部位７８は、一旦円環２０２が溝２０４に入ると、変形前の状態に付勢される。
【００１９】
図９及び１０は、参照番号３００で示す更に他の実施形態によるスラスト座金を示す。スラスト座金３００は、複数の半径方向に内側に向かって延在する隔壁３０２を含む。隔壁３０２は、環状に互いに離間され、環状壁面１０２上に配置されている。
【００２０】
スラスト座金３００は、更に他のトラニオン４４’’’と共に使用可能であり、トラニオン４４’’’は、外壁面７４及び端面１００を有する標準の連続的な円筒形状のものを含む。スラスト座金３００のトラニオン４４’’’への取り付け時、隔壁３０２は、トラニオン４４’’’の外壁面７４と係合し、フランジ７８を開く、すなわち開口させる。スラスト座金３００は、射出成形樹脂等の弾性材料で構成されているため、フランジ７８は、付勢された状態でトラニオン４４’’’の外壁７４と係合して、軸受カップ組立体４８をトラニオン４４’’’に保持する。
【００２１】
一旦、軸受カップ組立体４８及び５０をトラニオン４４及び４６に取り付けると、軸受カップ組立体は、脚部開口２８及び３８に挿入される。その後、十字継手２０を中央に配置し、動的に均衡をとり、脚部２２及び３２に連結する。ヨーク１６及び１８を十字継手２０に固定する場合、様々な方法が利用可能である。一つの方法は、軸受カップ５２の外壁面６６上に形成された環状溝１２４内に止め輪１２２を装着することが挙げられる。止め輪１２２は、内側面２４と係合して軸受組立体を保持する。他の選択肢として、開口部２８を取り囲む外側面２６の一部は、軸受カップ５２の外側端面７０と係合する局部領域を形成するために、“かしめ”やピーニング等の処理を用いて変形してもよい。他の方法は、脚部と軸受カップとの間に延在する通路内に溶解樹脂を注入することが挙げられる。溶解樹脂は、凝固して、脚部の開口部内に軸受カップを保持する。更に他の保持方法では、軸受カップ５２の外側面７０に対向して止め輪を係合するように変形し得る脚部２２から延在する突起部（図示せず）を用いる。これらの１つ又は複数の方法が、共同所有の「
特許文献９」、「特許文献１１」、「特許文献１２」に開示されており、各開示の全文を本明細書に引用参照する。
【００２２】
更に、前述の議論は、本発明の例示の実施形態について、単に開示し説明するものである。このような説明並びに添付図面及び請求項から、当業者は、直ちに認識されるであろうが、前述の請求項で定める本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更、修正、及び変形を成し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の原理に基づく自在継手を示す斜視図。
【図２】図1に示した自在継手を示す分解斜視図。
【図３】本発明のトラニオン及び軸受カップ組立体を示す部分分解斜視図。
【図４】本発明の教示内容に基づき構成されたスラスト座金が含まれる自在継手を示す部分断面側面図。
【図５】本発明の教示内容に基づく、図４に示すスラスト座金を示す斜視図。
【図６】他のトラニオンと、図４のスラスト座金とを含む自在継手を示す部分断面側面図。
【図７】他の実施形態によるスラスト座金と、他の実施形態によるトラニオンと、が含まれる自在継手を示す部分断面側面図。
【図８】図７に示すスラスト座金を示す斜視図。
【図９】本発明の教示内容に基づき構成された更に他の実施形態によるスラスト座金が含まれる自在継手を示す部分断面側面図。
【図１０】図９に示すスラスト座金を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２４】
１０・・・自在継手、１２・・・第１軸、１４・・・第２軸、１６・・・第１ヨーク、１８・・・第２ヨーク、２２・・・脚部、２８・・・開口部、３２・・・脚部、３４・・・内側面、３６・・・外側面、Ａ、Ｂ、Ｙ、Ｚ・・・作図線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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