(57)【要約】  直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ（５０）が提供される。直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタは、内側ジョイント部（６０）と、シャフト（５４）と、複数のボール（６２）と、外側ジョイント部（５６）とを含む。外側ジョイント部はシャフトに結合され、複数のボールにより内側ジョイント部に回転固定方式で連接的に固定される。内側ジョイント部は、駆動ユニットと直接係合するための延長部を含む。直接トルクフロー等速ジョイント連結部も提供され、直接トルクフロー等速雄スプラインコネクタに結合された駆動ユニットを含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ジョイント部と、
シャフトと、
複数のボールと、
前記シャフトに結合され、前記複数のボールにより前記内側ジョイント部に回転固定方式で連接的に固定された外側ジョイント部と、
を含み、
前記内側ジョイント部が、駆動ユニットと直接係合するための延長部を含む、
直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項２】
前記延長部がスプラインを含む、
請求項１に記載の直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項３】
前記延長部がキー付き歯を含む、
請求項１に記載の直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項４】
前記延長部が、駆動ユニットを軸方向に保持するための溝を含む、
請求項１に記載の直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項５】
前記内側ジョイント部の溝に結合されたサークリップを更に含む、
請求項４に記載の直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項６】
前記内側ジョイント部が着座部を含み、これにより駆動ユニットのシールを前記着座部にシール結合することができるようになる、
請求項１に記載の直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項７】
前記内側ジョイント部の延長部が前面を有し、更に、前記前面から前記延長部内に内向きに延びる雌スプラインを含み、前記雌スプラインがシャフト間の延長を可能にするようにする、
請求項１に記載の直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項８】
前記内側ジョイント部の延長部が前面を有し、更に、前記前面から前記延長部内に内向きに延びるネジ付きポートを含み、前記ネジ付きポートが駆動ユニットを固定するボルトを受けるようにされている、
請求項１に記載の直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項９】
前記シャフトと前記外側ジョイントとの間にシール配置されたカバーと、前記内側ジョイント部と前記外側ジョイント部との間にシール配置されたブーツと、前記複数のボールを支持するボールケージとを更に含み、前記ジョイント内で潤滑が維持されている、
請求項１に記載の直接トルクフロー等速ジョイント直接コネクタ。
【請求項１０】
内側ジョイント部と、
シャフトと、
複数のボールと、
前記複数のボールを支持するボールケージと、
前記シャフトに結合され、前記複数のボールにより前記内側ジョイント部に回転固定方式で連接的に固定された外側ジョイント部と、
前記シャフトと前記外側ジョイントとの間にシール配置されたカバーと、
前記内側ジョイント部と前記外側ジョイント部の間にシール配置されたブーツと、
を含み、
前記内側ジョイント部が、駆動ユニットと直接係合するための延長部を含み、駆動ユニットと係合せずに前記内側ジョイント部、前記外側ジョイント部、前記カバー、及び前記ブーツによって定められるキャビティ内に潤滑油がシールされる、
直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ。
【請求項１１】
前記延長部がスプラインを含む、
請求項１０に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ。
【請求項１２】
前記延長部が、駆動ユニットを軸方向に保持するための溝を含む、
請求項１０に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ。
【請求項１３】
前記内側ジョイント部の溝に結合されたサークリップを更に含む、
請求項１２に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ。
【請求項１４】
前記内側ジョイント部が着座部を含み、これにより駆動ユニットのシールを前記着座部にシール結合することができるようになる、
請求項１０に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ。
【請求項１５】
前記内側ジョイント部の延長部が前面を有し、更に、前記前面から前面延長部内に内向きに延びる雌スプラインを含み、前記雌スプラインがシャフト間の延長を可能にするようにする、
請求項１０に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ。
【請求項１６】
前記内側ジョイント部の延長部が前面を有し、更に、前記前面から前面延長部内に内向きに延びるネジ付きポートを含み、前記ネジ付きポートが駆動ユニットを固定するボルトを受けるようにされている、
請求項１０に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ。
【請求項１７】
雌スプラインを有する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットの雌スプラインに結合されたＤＴＦ・ＣＶＪ雄スプラインコネクタと、
を備えた直接トルクフロー等速ジョイント雄スプライン連結部であって、
前記ＤＴＦ・ＣＶＪ雄スプラインコネクタが、
内側ジョイント部と、
シャフトと、
複数のボールと、
前記複数のボールを支持するボールケージと、
前記シャフトに結合され、前記複数のボールにより前記内側ジョイント部に回転固定方式で連接的に固定された外側ジョイント部と、
前記シャフトと前記外側ジョイントとの間にシール配置された第１のカバーと、
前記内側ジョイント部と前記外側ジョイント部との間にシール配置された第２の膜と、
を含み、
前記内側ジョイント部が、前記駆動ユニットに直接結合される延長部を含み、前記駆動ユニットと独立して前記コネクタ内に潤滑油がシールされる、
ことを特徴とする直接トルクフロー等速ジョイント雄スプライン連結部。
【請求項１８】
前記内側ジョイント部内の溝に結合されて前記駆動ユニットを軸方向に保持するサークリップを更に含む、
請求項１７に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄スプライン連結部。
【請求項１９】
前記内側ジョイント部が着座部と前面とを含み、前記駆動ユニットの第１のシールが前記着座部にシール結合され、前記駆動ユニットの第２のシールが前記前面にシール結合され、これにより前記延長部がシールされるようになる、
ことを特徴とする請求項１７に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄スプライン連結部。
【請求項２０】
更にボルトを含み、前記内側ジョイント部の延長部が前面を有し、前記前面から前記延長部内に内向きに延びるネジ付きポートを更に含み、前記駆動ユニットが、前記ボルトによって前記ＤＴＦ・ＣＶＪ雄スプラインコネクタに解除可能に結合される、
請求項１７に記載の直接トルクフロー等速ジョイント雄スプライン連結部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用シャフトジョイントに係り、特に、雄連結端部を有する直接トルクフローの等速ジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
シャフトを駆動ユニットに連結する等速ジョイント（CVT, constant velocity joint）は、自動車両における一般的な構成要素である。駆動ユニットは通常、ジョイントを受けるための出力シャフト又は入力シャフトを有する。典型的には、駆動ユニットとは、車軸、トランスファーケース、動力伝達装置、動力取出ユニット、又は他のトルクデバイスであって、これら全ては、自動車における一般的な構成要素である。典型的には、１つ又はそれ以上のジョイントがシャフトに組み付けられ、プロペラ又は駆動シャフト組立体を形成する。これは、例えば一方の端部にて動力伝達装置の出力シャフトに連結され、他方の端部にディファレンシャルの入力シャフトに連結されるプロペラシャフト組立体である。プロペラシャフトは、該プロペラシャフトをジョイントのインナーレースに取り付けることによって、駆動ユニットに対するアウターレースの連結を可能にするように適合された両端部を備える中実体又は中空体である。ジョイントのインナーレースは通常、シャフトに対して圧入、スプライン固定、又はピン固定されて、ジョイントのアウターレースを特定の駆動ユニットのハブコネクタ、フランジ、又はスタブシャフトにボルト固定又は圧入できるようにする。プロペラシャフトの他端部において、２つの駆動ユニット間にシャフトを連結するときに、第２の駆動ユニットに対して同じ典型的な連結がなされる。このようにして等速ジョイントを介してシャフトを駆動ユニットに連結することは、従来の連結方法と見なされる。直接トルクフロー（DTF, direct torque flow）連結は、従来の連結よりも優れた利点及び改良点を有する新しい連結形式である。
【０００３】
ＤＴＦ連結は、そのアウターレースが異なるジョイント間に延びるシャフトに連結され、インナーレースが駆動ユニットに連結可能であることに起因して、従来の連結とは異なっている。ＤＴＦ連結部の１つの実施例は、プロペラシャフトに摩擦溶接されたＣＶＪのアウターレースを提供し、ＣＶＪのインナーレースは、動力伝達装置のジャーナルシャフトに連結可能な雌スプラインを含む。しかしながら、このような構成の欠点は、ＣＶＪのインナーレースが、駆動ユニットから延びる雄コネクタを有するシャフトに連結する必要がある雌コネクタ形式を有していることである。加えて、ＣＶＪの潤滑が維持され、ジョイント環境が制御される場合には、シャフト及びインナーレース間のいずれかの場所にシールが必要とされる。更に、ＤＴＦコネクタは間接的な連結である。
【０００４】
上に示した制約を克服するＤＴＦ等速ジョイントを有することは有利であろう。更に、駆動ユニットに直接的連結を可能にするＤＴＦ等速ジョイントを有することが有利であろう。更に、改善されたシールを有するＤＴＦ等速ジョイントを提供することが有利となるであろう。
【発明の概要】
【０００５】
従って、本発明は、雄連結端部を有する直接トルクフロー等速ジョイント（ＤＴＦ・ＣＶＪ）を提供する。ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタは、インナーレースから軸方向に延びる雄延長シャフトを有し、該雄延長シャフトは、動力伝達装置、トランスファーケース、又は車軸のような駆動ユニットに直接連結することができる。ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタは、シールシステムの取付け位置において柔軟性の可能にし、等速ジョイントに必要なシールの数の低減を可能にする。
【０００６】
１つの実施形態において、ＤＴＦ・ＣＶＪ直接コネクタは、内側ジョイント部と、シャフトと、複数のボールと、外側ジョイント部とを含む。外側ジョイント部は、シャフトに連結され、複数のボールによって内側ジョイント部に回転固定方式で連接的に固定される。内側ジョイント部は、駆動ユニットと直接係合するための延長部を含む。
【０００７】
また、直接トルクフロー等速ジョイント連結部が提供され、直接トルクフロー等速ジョイント雄スプラインコネクタに結合された駆動ユニットを含む。
【０００８】
本発明は、ＤＴＦ  ＣＶＪ雄コネクタを提供する。本発明自体は、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を使用することのできる典型的な四輪自動車用の例示的な駆動システムの平面図である。
【図２】本発明の直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、本発明の理解をより完全にするために、添付図面においてより詳細に例示され、本発明の例証として以下に記載される実施形態について説明する。
【００１１】
以下の説明において、１つ又はそれ以上の構成された実施形態に対して様々な動作パラメータ及び構成要素が記載される。これらの特定のパラメータ及び構成要素は、実施例として含められ、限定を意味するものではない。
【００１２】
本発明は、自動車用の直接トルクフロー・等速ユニバーサルジョイントに関して記述される。以下の装置は、自動車用駆動車軸、プロペラシャフトを使用するモータシステム、又はトルク伝達用にプロペラシャフトを必要とする他の車両及び非車両用途を含む、様々な目的に適応させることができる。
【００１３】
図１には、典型的な四輪駆動自動車用の例示的な駆動システム１２が示されている。四輪駆動システムが図示され説明されるが、本明細書で提示される概念は、後輪駆動専用車両、前輪駆動専用車両、全輪駆動車両、及び四輪駆動車両を含む、単一駆動ユニットシステム又は複数駆動ユニットシステムに対しても適用することができる。この実施例においては、駆動システム１２は、動力伝達装置１６及び動力取出ユニット１８に連結されたエンジン１４を含む。フロントディファレンシャル２０は、右側ハーフシャフト２２と左側ハーフシャフト２４とを有し、これら各々は、車輪に連結されて、車輪に動力を伝達する。右側ハーフシャフト２２及び左側ハーフシャフト２４の両端部には等速ジョイント１０がある。プロペラシャフト２６は、フロントディファレンシャル２０をリアディファレンシャル２８に連結し、この場合、リアディファレンシャル２８は、右側リアシャフト３０及び左側リアシャフト３２を含み、その各々は、一方の端部に車輪で終端している。等速ジョイント１０は、ハーフシャフト３０、３２の両端に置かれ、車輪及びリアディファレンシャル２８と連結している。図１に示すプロペラシャフト２６は、複数のカルダンジョイント３４と１つの高速等速ジョイント１０を含む３分割型プロペラシャフトである。プロペラシャフト２６は、相互連結シャフト２３、２５、２７を含む。等速ジョイント１０は、車両の操舵又はサスペンションの上下動に起因して車輪又はプロペラシャフト２６の角度が変化した場合でも、プロペラシャフト２６を介して車輪に動力を伝達する。等速ジョイント１０は、プランジングトライポッド、クロスグルーブジョイント、固定ボールジョイント、固定トライポッドジョイント、又はダブルオフセットジョイントのような公知の標準タイプのいずれかとすることができ、これらの全ては、等速ジョイント１０の異なる変形形態に対する当該技術分野において一般的に知られた用語である。等速ジョイント１０は、これらの車両の両方のハーフシャフト、相互連結シャフト、及びプロペラシャフトにおいて自動車の日常的な運転において典型的に生じる角度で等速度の伝達を可能にする。任意選択的に、各カルダンジョイント３４は、等速ジョイントタイプを含む他のいずれかの好適なタイプのジョイントと置き換えることができる。本発明による雄連結端部を有する直接トルクフロー等速ジョイント（ＤＴＦ  ＣＶＪ）は、プランジングタイプ又は固定タイプの等速ジョイントを必要とする上述のジョイント位置のいずれにおいても有利に利用することができる。
【００１４】
シャフト２２、２３、２４、２５、２７、３０、３２は、中実又は中空体とすることができ、各シャフトを従来の連結又は直接トルクフロー連結に従って、ジョイントのインナーレース又はアウターレースに取り付けるように適合された端部を備え、これによって特定の用途で必要に応じてアウターレース又はインナーレースが各駆動ユニットのハブコネクタ３６、フランジ３８、又はスタブシャフト４０に連結することが可能になる。図１において参照符号１０又は３４で識別される連結部の少なくとも１つは、本発明の一実施形態による直接トルクフロー連結部とすることができる。
【００１５】
図２に示す本発明の実施形態の説明を完全なものとするために、直接トルクフロー（ＤＴＦ）連結という用語は、等速ジョイント（ＣＶＪ）のインナーレースから、（取引先からの供給を通常は受ける）ディファレンシャル、動力伝達装置、又はトランスファーケースの）シャフトへの連結を指す。この種の連結は、ＣＶＪのインナーレースに、供給された駆動ユニットに連結する都合上の便利のために雌連結器が用いられると、ＤＴＦの間接連結となる。しかしながら、以下で説明するように、ＤＴＦ連結は、ＤＴＦ直接連結であってよい筈である。ＤＴＦ直接連結は、供給される駆動ユニットに連結するのに好都合に利用可能なＣＶＪのインナーレースから軸方向に延びるシャフトセクションを含む。ＤＴＦ間接連結は通常、当業者には理解されるように、その堅牢な設計に起因して、スプラインの形態である。しかしながら、ＤＴＦ間接連結において、インナーレースとシャフトとの間の固定及び解除可能連結を含む、他の形態の連結部も好適であることは予期される。従って、ＤＴＦ連結は、直接又は間接のいずれであっても、上述の従来の連結とは異なり、限定ではないがディファレンシャル、動力伝達装置、又はトランスファーケースのような駆動ユニットとのインナーレースカップリングを意味する。
【００１６】
また、本明細書において使用されるＤＴＦコネクタとは、ＤＴＦプロペラシャフト組立体のようなＤＴＦ組立体を形成するシャフトに結合されたＣＶＪのアウターレースを意味する。ＤＴＦコネクタは、例えばインナーレースに結合されたディファレンシャルのような供給された駆動ユニットと共に組み合わされるだけでＤＴＦ連結部を形成する。駆動ユニットは、何らかの入力又は出力駆動ユニットを含むことができ、必ずしもディファレンシャル、動力伝達装置、又はトランスファーケースに限定されないことは理解される。
【００１７】
図２は、本発明の直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ５０の実施形態を示している。ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタ５０は、自動車用動力伝達系のプロペラシャフト５４に連結される。ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタ５０は、カラー５８によってプロペラシャフト５４に溶接された外側ジョイント部品５６、内側ジョイント部品６０、トルク伝達ボール６２、並びにボールケージ６４を含む。カラー５８と外側ジョイント部品５６との間には、カバー６６が挿入され、該カバーは、プロペラシャフト５４に向けたジョイントをシールし、より具体的にはジョイント内に潤滑油を収容する。カバー６６は、ジョイント内で生じる圧力を均衡させる通気ポート６８を含むことができる。更に、外側ジョイント部品５６の外表面７４に連結されたシールド７２に円周方向に連結される膜シール７０は、内側ジョイント部品６０の内表面７６と密封関係にあり、ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタ５０シールを完成する。シールド７２及び外側ジョイント部品５６間に補助シール７８を含むことができる。膜シール７０は、シールの完全性を維持しながら内側ジョイント部品６０と外側ジョイント部品５６との間の連接を可能にするようにして、内側ジョイント部品６０の内表面７６に連結される。等速ジョイントをシールするためのブーツ又は膜シール７０は、当業者にはよく理解されている。ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタ５０の連接は、ボールトラックペア８０、８１、８２、８３内で移行するボール６２によって達成される。各ボールトラックセットの向きは、選択されるユニバーサルジョイントのタイプに応じて決まり、これは当業者にはよく理解される。しかしながら、本発明のボールトラック８０、８１、８２、８３は、ジョイントを介して連結されるシャフト５４及び駆動ユニット（図示せず）間に角度オフセットを必要とするＣＶＪ用途の非プランジングタイプのものである。内側ジョイント部品６０は更に、コネクタ５０から長さＬだけ軸方向外向きに延びる軸方向延長部８４を含む。軸方向延長部８４は、スプライン８６を含み、これによってコネクタ５０は、回転固定方式で駆動ユニット（図示せず）に軸方向に固定することができる。スプライン８６は、いずれかのタイプ又は形態とすることができ、当業者にはよく理解されている。軸方向延長部８４は、ジャーナルシャフトとＤＴＦ等速ジョイント間接連結部の内側ジョイント部との間で通常必要とされることになるシールを必要とせずに、特定の駆動ユニットとの直接又は雄カップリングを可能にする。
【００１８】
内側ジョイント部品６０は更に、前面８８、着座部９０、及び溝９２を含む。内側ジョイント部品６０の前面８８が駆動ユニットの連結ポート（図示せず）内に挿入されて、コネクタ５０の着座部９０が駆動ユニットに近接するようになると、溝９２内でクリップ（図示せず）を利用して、サークリップ（図示せず）によりコネクタ５０を駆動ユニット（図示せず）に軸方向に固定することができる。
【００１９】
図２に示す実施形態で説明された本発明は、内側ジョイント部品６０の延長部８４上にスプライン８６を有するＤＴＦ  ＣＶＪ雄コネクタ５０を利用しているが、雄コネクタを有する本発明のＤＴＦ  ＣＶＪを他の雄連結タイプを有する等速ジョイントに対しても同様に適用できることは意図される。
【００２０】
内側ジョイント部品６０の着座部９０、前面８８、又は延長部８４は、任意選択的に、駆動ユニットとコネクタ５０との間のシール連結を可能にする駆動ユニットシール（図示せず）を含むことができる。更に、駆動ユニットに結合されたときに、１つよりも多くの駆動ユニットシール（図示せず）を利用して、スプライン８６又は内側ジョイント部品６０の延長部８４を汚染からシール又は保護することができる。
【００２１】
任意選択的に、動力取出（PTO, power take-off）アダプタを延長部８４内に含むことができる。このアダプタは、延長部８４内に内向きに延びて、延長部の前面８８からアクセス可能な雌スプライン（図示せず）を含むことができる。アダプタは、延長部を貫通して内側ジョイント部品６０に軸方向に延びることもできる。動力取出アダプタを設けることによって、第２のシャフト（図示せず）を受けて、回転固定方式でＤＴＦ  ＣＶＪ雄コネクタ５０に軸方向に固定することができる。有利には、ＤＴＦ  ＣＶＪ雄コネクタ５０は任意選択的なＰＴＯアダプタと共に、シャフトの延長及びＰＴＯ用途のシャフト間結合を可能にする。
【００２２】
別の選択肢は、内側ジョイント部品６０から軸方向に延びる延長部８４内へ前面８８から内向きに延びるネジ付きポート（図示せず）であって、これによりボルト（図示せず）を受けて、ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタ５０に軸方向にしっかりと固定することができる。有利なことに、ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタ５０は、任意選択のネジ付きポートと共に、内側ジョイント部品６０を駆動ユニット（図示せず）にしボルトで固定できるようにする。ネジ付きポートオプションが選ばれた場合、本発明のＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタ５０上にサークリップ（図示せず）を省略できることは当業者には理解されるであろう。
【００２３】
ＤＴＦ  ＣＶＪ雄コネクタ５０の材料、製造、及び処理については検討していないが、当業者であれば適切な選択が十分に理解されるであろう。
【００２４】
内側ジョイント部の延長部上にスプラインを有するＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタの上記実施形態が１つの実施例として提供されたが、限定ではないが、例えばキー付き歯のような他の様々なタイプの直接又は雄コネクタ構成もまた、本発明のＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタと共に使用できることは理解される。
【００２５】
従って本発明は、雄連結端部を有する直接トルクフロー等速ジョイント（ＤＴＦ・ＣＶＪ）を提供する。このＤＴＦ・ＣＶＪは、動力伝達装置、トランスファーケース、又は車軸のような駆動ユニットに対しの直接連結を提供することができるインナーレースから軸方向に延びた雄延長シャフトを有する。ＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタは、等速ジョイントの装着位置における柔軟性を付加することを可能にし、等速ジョイントに必要なシールの数を低減する。
【００２６】
以上の説明から、当該技術分野に新規の改良されたＤＴＦ・ＣＶＪ雄コネクタがもたらされたことが分かる。本発明は、１つ又はそれ以上の実施形態に関連して説明してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されないことを理解されたい。むしろ本発明は、添付の請求項の技術的思想及び範囲内に含むことができる全ての代替形態、変更形態、及び均等物を保護する。
【符号の説明】
【００２７】
５０  直接トルクフロー等速ジョイント雄コネクタ;  ５４  プロペラシャフト；  
５６  外側ジョイント部；  ５８  カラー；  ６０  内側ジョイント部；  
６２  トルク伝達ボール；  ６４  ボールケージ；  ６６  カバー；  
６８  通気ポート；  ７０  膜シール；  ７２  シールド；  
７４  外側ジョイント部品５６の外表面；  ７６  内側ジョイント部品６０の内表面；  
７８  補助シール；  ８０，８１，８２，８３  ボールトラック；  
８４  軸方向延長部；  ８６  スプライン；  ８８  内側ジョイント部品６０の前面；  
９０  内側ジョイント部品６０の着座部；  ９２  内側ジョイント部品６０の溝。
【図１】
2010511841.tif 000003
【図２】
2010511841.tif 000004
【国際調査報告】
2010511841.tif 000005
2010511841.tif 000006
2010511841.tif 000007