(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のドライブ・ラインに使用する等速ジョイントにおいて、
前記等速ジョイントのための第１のチャンバー（４０）の一部を定めるアウタ・レース（３６）と、
インナ・レース（４２）と、
前記アウタ・レースとインナ・レースとの間に配置された転動要素（４６）と、
該転動要素を保持するケージ（４８）と、
前記アウタ・レースの一端に接続するブーツ・カバー（５２）と、
前記インナ・レースに係合する軸（２６）と、
一端が前記ブーツ・カバーに、他端が前記軸に接触するブーツ（５６）と、
前記第１のチャンバーの一端側に配置され、この第１のチャンバーの一端と該第１のチャンバーに隣接した第２のチャンバー（７２）の他端を画成するよう配置された、開口（６８）を有する第２のプラグ（６６）と、
前記第２のチャンバーの一端側に配置されて該第２のチャンバーの一端を画成するとともに、オイルまたは汚染物質の該第２のチャンバーへの侵入を阻止するための第１のプラグ（６４）と、
前記第２のチャンバーを外気に連通するオリフィス（７５）と、
環状ベース（７４）と、この環状ベースから延びた円筒形突起部と、この円筒形突起部の面から延びたフランジ（７８）、及び該円筒形突起部の前記環状ベースと反対側に設けられたバルブ（８２）とからなるガス抜き弁（７０）と、
を備え、前記環状ベース（７４）とフランジ（７８）とが前記第２のプラグの開口（６８）に係合して該ガス抜き弁（７０）を前記第２のプラグに装着し、これによって前記第２チャンバー（７２）の一端を画成する前記第１のプラグ（６４）に前記ガス抜き弁（７０）を隣接配置し、さらにこのガス抜き弁（７０）の前記バルブ（８２）に平坦なビル部（８２ａ）を設けたことを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記環状ベース（７４）とフランジ（７８）はリング状ノッチ（８０）を形成し、このリング状ノッチ（８０）が前記第２のプラグの開口（６８）と係合してこのプラグに前記ガス抜き弁（７０）を固定することを特徴とする等速ジョイント。
【請求項３】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記バルブ（８２）が外部解放部を有していることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項４】
請求項３記載の等速ジョイントにおいて、
前記外部解放部は複数の刻みノッチ（８６）を有しており、これらのノッチ（８６）が前記バルブ（８２）の一端に十字形形状面を形成することを特徴とする等速ジョイント。
【請求項５】
請求項４記載の等速ジョイントにおいて、
前記十字形形状面は少なくとも一つのスリット（８４）を有しており、このスリットがオープンして、前記等速ジョイントのチャンバーから圧力を解放することを特徴とする等速ジョイント。
【請求項６】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記バルブ（８２）は円錐形状を有し、その一端にスリットを有していることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項７】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記ガス抜き弁（７０）は可撓性材料により形成されていることを特徴とする等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に等速ジョイントに関し、より詳細には等速ジョイント用のガス抜き弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
等速ジョイント（ＣＶジョイント）は、自動車において一般的な部品である。通常、等速ジョイントは、等速の回転運動の伝達が、要求または必要とされる場合に使用される。等速ジョイントの一般的なタイプは、プランジング・トリポード、固定式トリポード、プランジング・ボール・ジョイント、および固定式ボール・ジョイントである。これらの一般的なタイプの等速ジョイントは、通常モノブロック型またはディスク型である。さらに、これらのタイプの等速ジョイントは、現在、前輪駆動車両、後輪駆動車両に使用されていると共に、後輪駆動、全輪駆動、および４輪駆動車両のプロペラ・シャフト上に使用されている。プランジ型等速ジョイントは、スリップ式スプラインを用いることなく、運転中の軸方向移動を可能にする。等速ジョイントは、一般に寿命のある間中グリース潤滑され、かつブーツでシールされている。したがって、等速ジョイントには、泥や水などの汚染物、異物をジョイントに入れないようにする一方で、グリースをジョイント内部に保留するようにシールされている。このような保護を行うために、等速ジョイントでは、アウタ・レースの開口端が、ゴム、熱可塑性樹脂、またはシリコーン材料製のシーリング・ブーツで密閉されているのが普通である。ディスク型ジョイントの場合には、アウタ・レースの反対側端部は、グリース・キャップと呼ばれるドームまたはキャップで密閉されている。モノブロック型、またはステム／レース一体型の設計様式では、グリース・キャップを使用しない。その代わりに、アウタ・レースの内部幾何形状によってシールされている。インナ・チャンバの汚染はジョイントの内部損傷を引き起こす可能性があるために、このように等速ジョイントをシーリングかつ保護することが必要である。さらに、等速ジョイントのインナ・チャンバは一旦潤滑されると寿命のある間中潤滑されている。
【０００３】
等速ジョイントは運転中に、ジョイントのインナ・チャンバ内に内部圧力を生じる。ジョイントの運転中に発生し、ブーツを破損する可能性のある圧力上昇を防止するために、このような圧力を外気中に逃がす必要がある。圧力上昇が限界状態に達すると、ブーツにクラックが生じ、破裂してシール性を失う可能性がある。おおまかに言うと、等速ジョイントでは通常、グリース・キャップ中央に小さな穴をあけるか、またはアウタ・レース外周部に少なくとも１つ穴をあけてガス抜きをする。このような従来のガス抜き手法には限界がある。というのは、等速ジョイントが回転せずに静止状態にあると、潤滑グリースがガス抜き孔で固まり、内部ガス圧を抜く機能を停止させたり、妨害したりする可能性があるためである。この種のガス抜き弁はまた、等速ジョイントの内部チャンバ中に汚染物質を浸入させる可能性もある。さらに、等速ジョイントでは、長期間の走行後に、従来技術のガス抜き孔によって抜かれる高圧に加えて、非常に高い温度が発生する。また、等速ジョイントが、水またはその他の汚染物質中に入り込んだり、それらに囲まれたりすると、圧力差によって、水が等速ジョイント中に吸い込まれ、このためにグリース潤滑剤が汚染されて、おそらく等速ジョイントの寿命を低下させるであろう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、等速ジョイントに汚染物質の侵入をなくす一方で、内部ガス圧の上昇を防止する等速ジョイントが当分野で求められている。
【０００５】
本発明の一目的は、等速ジョイント用の新規なガス抜き手法を用いた等速ジョイントを提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、加圧されたガスを大気中に開放することのできるガス抜き弁を用いた等速ジョイントを提供することである。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、等速ジョイント中に汚染物質が進入するのを防ぐ等速ジョイントを提供することである。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、ガス抜きを行い、かつ等速ジョイント内部の圧力を大気と等しくできる等速ジョイントを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、等速ジョイント用のガス抜き弁及びそれを用いた等速ジョイントの構造を開示する。この構造中のガス抜き弁は、環状ベース部と、このベース部の一端から延びる円筒形突起部を含む。この等速ジョイント用ガス抜き弁は、さらに突起部の表面から延びる環状フランジを含む。等速ジョイント用ガス抜き弁は、円筒形突起部の一端にベース部と反対側に配置したバルブを含む。このバルブは、可撓性材料で製作し、バルブから圧力を開放することはできるが、バルブおよび等速ジョイント中に汚染物質が侵入するのを防ぐように構成する。
【００１０】
本発明の一利点は、等速ジョイントが、等速ジョイント内側の圧力を大気圧に等しくさせるガス抜き弁を含むことである。
【００１１】
本発明のさらなる利点は、等速ジョイントが、等速ジョイントの内部チャンバへの汚染物質の進入を防止できることである。
【００１２】
本発明のさらなる利点は、ガス抜き弁が、グリースや熱に対して耐性を有すると共に、可撓性であることによって、ガス抜きと等速ジョイント内部機構の外気からの密閉とを可能にすることである。
【００１３】
本発明のさらなる利点は、等速ジョイント用ガス抜き弁が、自動車のプロペラ・シャフトで発生することのある高速と高温において作動可能なことである。
【００１４】
本発明のその他の目的、特徴および利点は、添付の図面と合わせて、以後の説明と添付の請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明による等速ジョイント１０が示してある図面を参照すれる。本発明によれば、プランジング・トリポード、固定式トリポード、その他の任意タイプの等速ジョイント１０が使用可能なことに留意されたい。本発明は、新規の改良された等速ジョイント１０のガス抜き方法を含む。
【００１６】
図１は、自動車の一般的なドライブ・ライン１２を示す。図１に示すドライブ・ラインは、典型的な全輪駆動車両であるが、本発明の等速ジョイント１０は、後輪駆動車両、前輪駆動車両、全輪駆動および４輪駆動車両にも使用できることに留意されたい。ドライブ・ラインはエンジン１４を含み、このエンジンはトランスミッション１６とパワー・テイクオフ・ユニット１８に連結されている。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および左側ハーフ・シャフト２４を有し、それぞれが車輪に連結され、車輪に動力を配分する。右フロント・ハーフ・シャフト２２および左フロント・ハーフ・シャフト２４の両端に、等速ジョイント１０ａがある。プロペラ・シャフト２６が、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に連結している。リア・ディファレンシャル２８は、右側リア・シャフト３０および左側リア・シャフト３２を含み、各シャフトの一端が車輪で終端している。等速ジョイント１０ｂは、車輪とリア・ディファレンシャル２８に連結するハーフ・シャフトの両端に設置されている。図１に示すように、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つの高速型等速ジョイント１０を含む３点式のプロペラ・シャフト２６である。等速ジョイント１０ａおよび１０ｂは、プランジング・トリポード、交差溝ジョイント、固定式ジョイント、固定式トリポード・ジョイント、またはダブル・オフセット・ジョイントなどと呼ばれる任意の標準的タイプでよく、これらはすべて、当該技術分野において、等速ジョイントの変形形態として一般に知られている用語である。等速ジョイントは、自動車の日常の運転における、車両のハーフ・シャフトやプロペラ・シャフトで発生する角度範囲内で等速伝達を可能にする。
【００１７】
図２、図４および図６〜８は、本発明の好ましい実施形態を示す。等速ジョイント１０は、モノブロック式の固定式等速ジョイントであり、一般に全輪駆動車のプロペラ・シャフト２０に使用される。本発明には、別の任意タイプの等速ジョイントでも使用可能なことに留意されたい。図２に示すように、等速ジョイント１０は一端にシャフト４４を取り付けたアウタ・レース３６を含む。アウタ・レース３６の内壁３８は、通常等速ジョイント・チャンバ４０を形成する。インナ・レース４２は、アウタ・レース３６内部に設置または収容されている。インナ・レース４２は、車両のドライブ・シャフトまたはプロペラ・シャフト２６に連結されている。ボール、すなわち転動要素４６が、インナ・レース４２の外側表面とアウタ・レース３６の内壁３８との間に配置されている。ボール４６は、インナ・レース３６の表面とアウタ・レース４２の表面との間に、ケージ４８によって定位置に保持されている。アウタ・レース３６が回転することによって、インナ・レース４２が同一または一定の速度で回転し、これによって、所定の固定角度まで角度が変化するプロペラ・シャフト２６とパワー・テイクオフ・ユニット１８との間でジョイントを介しての等速伝達が可能となる。ボール４６が、アウタ・レース３６とインナ・レース４２の窪み内で動くことによって回転し、両シャフトの角度差を補償することができるため、等速ジョイント１０はその角度を変化させることができる。
【００１８】
スナップ・リング・リテーナ５０は、プロペラ・シャフト２６をインナ・レース４２に連結可能にするために、インナ・レース４２の内側表面上に設置されている。ブーツ・カバー５２がアウタ・レース３６の外側表面に連結されている。ブーツ・カバー５２の一端にはチャネル５４が形成されている。このチャネルはブーツ・カバー５２の全周に沿って延びている。好ましい実施形態のブーツ・メンバ５６の一端はウレタンまたはその他のゴム状材料でできている。しかし、別の任意種類の硬質プラスチック、または軟質ゴム状材料なども使用できることに留意されたい。ブーツ５６は、一端がブーツ・カバー５２のチャネル５４内に固定されており、同時に他端がドライブ・シャフト２６と係合し、かつ、ブーツ・クランプ５８によって定位置に保持されている。ブーツ５６は、水、泥および道路汚れなどのすべての外部汚染物質から等速ジョイント１０をシールする。ウレタン製のブーツ５６の設計は、通常の運転操作中に、ドライブ・シャフトまたはハーフ・シャフトに発生する可能性のあるあらゆる傾斜角でシールすることを考慮している。
【００１９】
アウタ・レース３６の内側表面は、第１のショルダ部６０および第２のショルダ部６２を含む。第１ショルダ部６０は、第１のプラグすなわちカバー６４を含む。このカバーは通常金属材料でできており、トランスミッション・オイルまたはトランスミッションからの汚染物質に対してアウタ・レース３６およびチャンバ４０をシールする。アウタ・レースの第２ショルダ６２に接触して、第２のプラグすなわちカバー６６があり、このカバーは好ましい実施形態においては金属製であるが、等速ジョイント１０の必要性および設計要件に応じて、他の任意種類のセラミックまたは硬質プラスチック、またはその他の金属複合材料で製作してもよい。第２プラグ６６は、その中心にオリフィス６８を含み、このオリフィスによって、等速ジョイント１０内にガス抜き弁７０が固定できるようになる。第１プラグ６４と第２プラグ６６は、等速ジョイント１０のアウタ・レース３６によって形成された第１チャンバ４０に隣接する第２チャンバ７２を形成する。第２オリフィス７５は、アウタ・レースを貫通して設置され、第２チャンバ７２を大気または外気に通気する。これによってガスを第２プラグ経由で、アウタ・レース表面を貫通して設置された第２オリフィス７５を通過して、大気へと抜くことができる。本発明によれば、ガス抜き弁７０は、第２プラグ６６のオリフィス内に位置し、かつ第２チャンバ７２内部の第１プラグ６４に隣接している。
【００２０】
好ましい実施形態におけるガス抜き弁７０は、高デュロメータ・シリコーン、ネオプレン材料、またはＴＰＥなどの可撓性材料でできているが、ガス抜き弁の設計には他の任意の可撓性材料が使用可能であることに留意されたい。ガス抜き弁７０は一般に、環状ベース部７４を有し、その一端から延びる円筒形突起部を備えている。環状フランジ７８はベース部７４に隣接して位置する。フランジ７８の一面がガス抜き弁７０の外周にリング状ノッチ８０を形成している。このリング状ノッチ８０は、第２プラグ６６を貫通してオリフィス６８と係合させるために使用され、これによってガス抜き弁７０を第２プラグ６６に固定し、かつ、等速ジョイント１０内のあらゆる環境変化を通してガス抜き弁７０が確実に定位置にあるようにする。ガス抜き弁７０は、円筒形突起部７６が、第２チャンバ７２内に突き出すように、第２プラグ６６内に設置される。環状フランジ７８は通常、三角形の断面を有するが、図３および図５に示す代替実施形態においては、ベース部７４に隣接する環状フランジの断面が長方形または正方形でもよいことに留意されたい。
【００２１】
円筒形突起部７６の端部に、バルブ８２が配設されて、第２チャンバ７２中に突き出ている。このバルブ８２は可撓性があり、加圧されたガスを大気に放出し、一方で汚染物質または水が等速ジョイント１０の第１チャンバ４０に進入するのを防止する。バルブ８２は通常ダック・ビル部８２ａを含む。このダック・ビル部８２ａは、少なくとも１つのスリット８４を開いて、等速ジョイント１０の内部から加圧された空気を抜き、圧力が等しくなると、次いで、スリット８４またはビルを閉じて、等速ジョイントのインナ・チャンバ４０内に汚染物質が進入するのを防止する働きをする。ダック・ビル部８２ａは、通常その外周に複数のノッチ８６を含む。好ましい実施形態においては、４つのノッチ８６が、バルブ部８２に刻まれている。ノッチ８６は、通常三角形または四分円形状であり、ガス抜き弁７０の環状フランジ７８に近づくほど、そのサイズが減少する。ノッチ８６は、バルブ８２の端面に十字形表面８８を形成している。十字形表面８８は、第１のスリット８４と第２のスリット９０を含み、両スリットは十字形部８８の表面上で互いに交差している。加圧された空気が出るときには、あひるの口が開くようにスリット８４、９０が開き、圧力が外気と等しくなるとスリットが閉じることによって、水または汚染物質がインナ・チャンバ４０中に進入するのを防ぐ。従来技術からわかっていることは、等速ジョイント１０が、水またはその他の汚染物質に冠水または浸漬されたときに、通常汚染物質が等速ジョイント１０のインナ・チャンバ内に吸引されて逆圧を生成することである。本実施形態の場合、この逆圧がダック・ビル部８２ａのスリット８４、９０を閉じさせて、汚染物質が等速ジョイント１０の内部チャンバ４０に進入するのを防止することができる。等速ジョイント用ガス抜き弁７０に、可撓性材料を使用することによって、ガス抜き弁スリット８４、９０を完全に閉じることが可能となり、これによって、高圧ガスを大気に放出するためのスリット８４、９０の開放を容易にする一方で、内部チャンバ４０中への汚染物質の進入を防止することができる。
【００２２】
図３および図５に、本発明の代替実施形態を示してあるが、類似の要素は類似の番号で示されることに留意されたい。等速ジョイント２１０はベース部２７４を含むガス抜き弁２７０を備え、このベース部はそこから延びた円筒形突起部２７６を含むと同時に、それに隣接して突起部表面から延びる環状フランジ２７８を含む。ガス抜き弁２７０が好ましい実施形態と異なる点は、バルブ断面２８２が、代替実施形態のガス抜き弁２７０の一端で円錐形端部２７０ａを構成していることだけである。この円錐形端部２７０ａは、その端部上に、少なくとも１つのスリット２８４を、好ましくは十字形スリット２８４、２９０を含み、これによって、加圧ガスを大気中に排出し、かつ、等速ジョイント２１０の内部チャンバ２４０中に汚染物質が進入するのを防止する。
【００２３】
等速ジョイント１０には、運転時に内部温度を下げ、かつ等速ジョイント１０内部の可動部品を潤滑するための潤滑剤が充填されている。好ましい実施形態においては、この潤滑剤はグリースであり、このグリースは等速ジョイントのインナ・チャンバ４０内部に挿入され、その後ブーツ・カバー５２およびブーツ５６を介してシールされる。等速ジョイント１０が高速回転しているとき、ジョイントの内圧が抜けないために、ブーツ５６が早期に破断して、これが結果的にブーツ５６と等速ジョイント１０の故障をもたらすことがある。現在、等速ジョイントでは、ジョイント圧力を大気圧と等しくするために、エンド・キャップの中心か、アウタ・レースの側部を貫通するガス抜き孔を使用する傾向にある。しｋし、この手法は、ジョイントに水や汚染物質が進入するのを防ぐ上で不十分なことがあり、またジョイント内の潤滑剤が詰まることがある。したがって、等速ジョイント１０内の高圧と高温では、ガス抜き弁７０の機構は、汚染物質が等速ジョイント１０に進入するのを止めると同時に、内部と外部の圧力差を等しくできなくてはならない。さらに、ガス抜き弁７０は、十分に可撓性があり内部圧力の開放を可能にすると同時に、グリースと熱に耐えなくてはならない。好ましい実施形態においては、本発明のガス抜き弁７０は、ジョイント１０の中心に設置し、かつ等速ジョイントの第２プラグ６６内に格納したが、別の実施形態においては、ガス抜き弁は、ディスク型ジョイント用のグリース・キャップ内に取り付けてもよい。本発明のガス抜き弁７０は、ダック・ビル断面８２ａを使用し、これによって、内部チャンバからアウタ・チャンバへと空気が自由に流れ、したがって、ジョイント内部の圧力を大気圧に等しくすることができる。他方においては、同じダック・ビルが、バルブ部でスリット８４、９０を圧縮することにより、外部環境から等速ジョイントへ進入しようとする水または汚染物質を防止する。本発明によるガス抜き弁７０はまた、高速形等速ジョイントの作動中に、ブーツを変形させるのに必要な内部圧力に応じて、特定の実用的な圧力範囲に設計してもよい。したがって、本発明によるガス抜き弁は、等速ジョイント１０が使用される特定の環境に適合して変更する必要がある。等速ジョイント・チャンバ４０に水または汚れが進入するのを防止することによって、ガス抜き弁７０はグリースによる汚染を低減する。一般的に、グリースは水または泥と混ざると分解する可能性があり、そうなれば潤滑特性が低下し、内部温度および圧力を上昇させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両のドライブ・ラインの平面図である。
【図２】本発明による等速ジョイントの断面図である。
【図３】本発明による等速ジョイントの代替実施形態の断面図である。
【図４】本発明による等速ジョイント用ガス抜き弁の部分断面図である。
【図５】本発明による等速ジョイント用ガス抜き弁の代替実施形態の部分断面図である。
【図６】本発明によるガス抜き弁の等角図である。
【図７】本発明によるガス抜き弁の側面図である。
【図８】本発明によるガス抜き弁の、図７の８−８線分に沿って見た、断面図である。
【符号の説明】
３６  アウタレース
４２  インナ・レース
４８  ケージ
５２  ブーツ・カバー
５４  チャネル
６４  第１プラグ、カバー
６６  第２プラグ
６８  オリフィス
７０  ガス抜き弁
７２  第２チャンバ
７４  ベース部
７８  環状フランジ
８０  リング状ノッチ
８２  バルブ
【図１】
0003989260.tif 000002
【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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