(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタ・レース内に潤滑油を有し、ブーツ・カバーに固定されたブーツを備える等速ジョイントで使用するバリアであって、
カップ形断面形状を有するボディとそのボディから延びる環状フランジとを有する第１シールドであって、その環状フランジがアウタ・レースとブーツ・カバーの内側面との間に取り付けられる、前記第１シールドと、
カップ形の断面形状でリング状の外形を有し、シャフトに対して固定された第２シールドと
を備え、熱と潤滑剤がブーツ２５６と接触する機会をより低減させながら、前記シャフトをアウター・レースに対して角度的に変化させることができるように前記第１シールドと第２シールドとが係合していることを特徴とするバリア。
【請求項２】
前記第１シールドがポリテトラフルオロエチレン製である請求項１に記載のバリヤ。
【請求項３】
前記第２シールドがポリテトラフルオロエチレン製である請求項１に記載のバリヤ。
【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内部で使用するシールドに関する。
【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望まれ、またはそれが必要な場合に使用される。等速ジョイントの一般的なタイプには、プランジング・トライポッド、固定式トライポッド、プランジング・ボール・ジョイント、および固定式ボール・ジョイントがある。これらのタイプのジョイントは、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・シャフトに使用されている。等速ジョイントは、ドライブ・シャフト上で使用するときは、一般に寿命のある間グリースで潤滑され、シーリング・ブーツでシールされている。したがって、泥や水などの汚染物質、異物をジョイントに入れないようにする一方、グリースをジョイント内部に保留するために、等速ジョイントはシールされている。このような保護を達成するために、等速ジョイントは通常、アウタ・ケースの開口部を、ゴム、熱可塑性樹脂、またはシリコーン製のシーリング・ブーツで密閉している。アウタ・レースの反対側端部は、一般にディスク型ジョイントの場合にはグリース・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のジョイントは、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。このような等速ジョイントのシーリングと保護が必要なのは、アウタ・ジョイントの内部チャンバの汚染がジョイントの内部損傷と破壊を引き起こすためである。また、アウタ・ジョイントの内部チャンバに部分的に充填され、潤滑されると、寿命のある間潤滑される。
【０００３】
等速ジョイントの主な機能は回転運動の伝達である。運転中に、等速ジョイントはトルクを伝達する。トルク伝達は、ジョイントの内部摩擦とその他の伝達ロスとによって熱を発生する。一般に、速度とトルクが増大するほど等速ジョイントの熱発生も増大する。速度の増大による別の影響は、グリースの速度が増大することであり、これはトラック内でのボールの内部運動がポンプのような作用をして、このためにグリースがトラックからブーツ中に押し出されるためである。これがブーツの圧力を上昇させる。等速ジョイントの内部温度の上昇は、ブーツと接触している潤滑グリースに影響を与える。温度が上昇するとブーツはクラックや破断を発生しやすくなり、これは、寿命のある間を通してシールされるべき等速ジョイントの寿命を低下させることになる。さらに、発生した熱がアウタ・レースに伝わると、その熱はその後ブーツに伝わり、ブーツ材料の寿命をさらに低下させ、かつブーツの早期のクラック、破断および破裂を発生させて、等速ジョイントを損なうことになる。グリースと熱のシールドは、このように、グリースがブーツ中にポンプ送入されるのを防止する。
【０００４】
したがって、当技術分野では、等速ジョイント内の熱とグリースからブーツとシール・システムを保護することのできる等速ジョイントが要望されている。熱と潤滑剤が、ブーツに接触し、ブーツを劣化させて、それによって等速ジョイントのシール・システムの故障が起こらないようにしなくてはならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一目的は、改良型の等速ジョイントを提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、等速ジョイントのブーツおよびシーリング・システムと、等速ジョイント内に存在する熱および潤滑剤の間のバリヤを提供することである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、等速ジョイント用の２点構成のバリヤを提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、ガスケットとしても働き、Ｏリング型のシールを形成することのできるシールドを提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、熱伝達を低減する断熱特性を有する材料で製作したシールドを提供することである。
【００１０】
【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、等速ジョイントに使用するバリヤを開示する。等速ジョイントは、アウタ・レース内に潤滑剤とブーツ・カバーに固定したブーツとを有する。バリヤは、アウタ・レースやブーツ・カバーと接触するシールドを含む。シールドは、通常カップ形断面を有するボディとその一端から延びる環状フランジとを有する。
【００１１】
本発明の一利点は、等速ジョイントが、グリースおよび／または潤滑剤をブーツから遮断し、したがってブーツの寿命を増すシールドを有することである。
【００１２】
本発明のさらなる利点は、シールドが断熱エア・ギャップを形成して、これによって、熱とグリースからさらにブーツを防護することができることである。
【００１３】
本発明のさらなる利点は、断熱特性を有し、アウタ・レースからブーツ・カバーへの熱伝達を低減する材料でシールドを製作することである。
【００１４】
本発明のさらなる利点は、シールドが、Ｏリングのようなガスケットとして働き、等速ジョイントのブーツ・カバーとアウタ・レースとの間にシールを形成することである。
【００１５】
本発明のさらなる利点は、潤滑剤がブーツ中にポンプ送入されるのをシールドが防止することである。
【００１６】
本発明の他の目的、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とから明らかになるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、本発明による等速ジョイント１０が示してある。ここで、プランジング・トライポッド、固定式トライポッドなどすべてのタイプの等速ジョイントに本発明が使用できることに留意すべきである。
【００１８】
図１は、自動車の一般的なドライブ・ライン１２を示す。図１のドライブ・ライン１２は、通常の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、全輪駆動車両、および４輪駆動車両にも使用可能であることに留意されたい。ドライブ・ライン１２はエンジン１４を含む。このエンジンはトランスミッション１６やパワー・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、それぞれが車輪に連結されて車輪に動力を分配する右側ハーフ・シャフト２２と左側ハーフ・シャフト２４を有する。右側フロント・ハーフ・シャフト２２と、左側フロント・ハーフ・シャフト２４の両端に、等速ジョイント１０が置かれている。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に連結している。リア・ディファレンシャル２８は、右リア・サイド・シャフト３０と左リア・サイド・シャフト３２を含み、それぞれのシャフトの一端が車輪で終端している。等速ジョイント１０は、車輪とリア・ディファレンシャル２８を連結するハーフ・シャフトの両端に配置されている。図１に示すプロペラ・シャフト２６は、３点式のプロペラ・シャフトであり、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。等速ジョイント１０は、車輪またはシャフトの角度が車両の操舵やサスペンションの上下によって変化したときでも、ドライブ・シャフトを介して車輪に動力を伝達する。この等速ジョイント１０は、プランジング・トライポッド、クロス溝ジョイント、固定式ジョイント、固定式トライポッド・ジョイント、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タイプのものでよく、これらはすべて、当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１０は、これらの車両のハーフ・シャフトとプロペラ・シャフトの両方において、自動車の日常的な運転において発生する角度での等速伝達を可能にする。
【００１９】
図２、図３、図４は本発明の好ましい実施形態を示す。本等速ジョイント１０は、全輪駆動車両のプロペラ・シャフト２６に使用される固定式等速ジョイントである。別のタイプの等速ジョイントを使用することもできることに留意されたい。等速ジョイント１０はアウタ・レース３６を含む。このアウタ・レースはその一端に設けた一体シャフト３８を有する。アウタ・レースの内壁４０は通常、等速ジョイント・チャンバ４２を形成している。インナ・レース４４は、アウタ・レース３６の内部に配置または収容されている。インナ・レース４４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・レースの外側表面と、アウタ・レースの内壁との間に配置されている。ボール４６は、ケージ４８によって、アウタ・レース表面とインナ・レース表面の間で定位置に保持されている。各レース・ボール４６は、アウタ・レース内側表面の窪み内部に位置している。アウタ・レース３６が回転すると、インナ・レース４４を同一の一定速度で回転させ、これによって、プロペラ・シャフトとパワー・テイクオフ・ユニット間で、ジョイントを介して、所定の固定角度までの範囲で等速伝達が生じる。等速ジョイント１０が、この角度を変化させることができるのは、ボール４６が、アウタ・レースとインナ・レースの窪み内を移動することによって回転し、シャフト間の角度の差を補償するからである。
【００２０】
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４４に連結できるようにするために、インナ・レースの内側表面上に位置している。ブーツ・カバー５２がアウタ・レース３６の一端に連結されている。ブーツ・カバー５２の一端は、チャネル５４を有し、このチャネルがブーツ・カバー５２の全周に沿って延びている。ブーツ部材５６は、好ましい実施形態ではウレタン製であるが、他の任意の種類の硬質プラスチック、または軟質ゴム状材料も使用可能なことに留意すべきである。このブーツ部材は、ブーツ・カバー５２のチャネル５４内に固定されており、この時ブーツ５６の反対側端部は、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、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。ブーツ５６の可撓性によって、ドライブ・シャフトまたはハーフ・シャフトが通常の運転操作中に遭遇するいかなる傾斜角にあるときにもシールを維持することができる。アウタ・レースの内部表面は、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は通常金属材料製の第１のプラグすなわちカバー６４を含み、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・レースとチャンバをシールする。アウタ・レースの第２ショルダ部６２と接触して第２のプラグすなわちカバー６６がある。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、必要性と設計要件に応じて、任意の種類の硬質セラミックス、プラスチックまたは金属材料で製作しても良い。
【００２１】
さらに、等速ジョイント１０はシールドを形成しているバリヤ６８を備えている。このバリヤはブーツ・カバー５２とアウタ・レース３６の間に設置されている。バリヤ６８は、好ましい実施形態においては、ポリテトラフルオロエチレン材料製であるが、任意の種類のプラスチック、セラミックス、またはゴム状材料も使用できることに留意されたい。バリヤ６８は、熱および／またはグリースが、等速ジョイント１０のブーツ５６と接触するのを防ぐシールドとなっている。バリヤ６８は、図３および図４に示すように、外観は一般にリング状であり、変形Ｕ字形またはカップ形の断面を有するボディ部７０とボディ部７０の一方の縁から外に延びるフランジ７２を含む。フランジ７２は等速ジョイントのブーツ・カバー５２とアウタ・レースの両方と接しており、カップ形部分は、そこの部分が等速ジョイント１０の内部軸線方向に向かって延びている。シールド６８はオリフィス７４を含む。このオリフィスが、グリースおよび熱がブーツ５６に接触しないようにするシールドのバリヤ効果を損なうことなく、シャフト２６が適度な速度で回転できるようにしている。等速ジョイント１０は、どのような角度でも作動するように設定されており、バリヤ６８は、等速ジョイント１０のすべての作動角度において、連続的に熱とグリースのシールド効果を担っている。ポリテトラフルオロエチレン製のシールド６８は断熱特性を有し、その特性によってアウタ・レース３６からブーツ・カバー５２への熱伝達が低減される。これによって、高温がブーツ材料に作用しないようになり、ブーツ５６の寿命が増す。シールド６８はアウタ・レース３６とブーツ５２の間のガスケットとしても働く。したがって、このシールド６８は、アウタ・レースとブーツ・カバー間のシールを形成するために使う必要のあった従来技術型ガスケットまたはＯリングの替わりとなることに留意されたい。等速ジョイントは、高速で回転して非常に高い温度と圧力を発生し、これらもジョイントを潤滑するグリースに影響を与える。グリースおよび／または高温がブーツ５６と直接接触すると、ブーツ５６は、早期の破断、クラック、および破裂を起こし、これによって等速ジョイント１０を汚染し、最終的には破壊することになる。バリヤ６８の構造は、グリースがブーツに接触するのを防ぐと共に、熱がブーツ５８に伝達されるのを防ぎ、したがって等速ジョイント１０の寿命が増す。
【００２２】
図５は、等速ジョイント２１０およびバリヤ２６８の代替実施形態を示しているが、類似の番号は類似の部品を表している。本実施形態のバリヤは第１、第２の二つのシールド２６８，２７６を備えている。第１のシールド２６８は前述と同様のフランジのほかに第２のフランジ２７８を含む。等速ジョイント２１０は、等速ジョイント１０と類似し、前述したものと同様の部品を含んでおり、次にこの代替実施形態の相違点をすべて説明する。前述のように、バリヤは第１のシールド２６８を有するとともに、インナ・レース２４４と直接隣接してシャフト２２６に装着される第２のシールド２７６も含む。この第２シールド２７６は等速ジョイント２１０のケージ２４８の内側に設置されている。第２シールド２７６は、一般に外観がリング状であり、カップ形の断面を有する。第２シールド２７６は、シャフト２２６に押し当てて設置され、さらなるバリヤを提供し、したがって第１シールド２６８といっしょに機能して、潤滑剤がブーツ２５６と接触する機会をより低減する。第２シールド２７６は、第１シールド２６８と接触しているが、第１および第２シールドを互いに接触しないように設計することも可能であることに留意されたい。このように、第２シールド２７６と接触するグリースはすべて、第１シールド２６８のカップ形の中に向けられ、ブーツ部材２５６との接触が防止される。この代替実施形態は、要するに、第１実施形態のすべての部品を含み、さらに等速ジョイント２１０のバリヤ・システム中に第２シールド２７６を追加したものである。したがって、熱および／またはグリース潤滑剤がブーツと接触すると、熱および／またはグリースがブーツ５６を劣化させて最終的にはシーリング・システムの故障を引き起こす可能性があるようなあらゆる問題に、１つのシールド、または２つのシールド・システムのいずれでも対処することができる。
【００２３】
例示的な方法で本発明を説明したが、用語は限定としてではなく、説明のための用語として使用したことに留意されたい。
【００２４】
上記の教示を考慮すれば、本発明について、多くの修正形態および変形形態が可能である。したがって、添付した特許請求項の範囲内で、本発明は具体的に説明した以外の方法でも実施することが可能である。
【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】本発明によるシールドの平面図である。
【図４】本発明によるシールドの上面図である。
【図５】本発明による等速ジョイントの代替実施形態を示す図である。
【符号の説明】
５０  リング・リテーナ
５２  ブーツ・カバー
５４  チャネル
５６  ブーツ部材
５８  ブーツ・クランプ
６６  カバー、プラグ
６８  バリヤ、シールド
７０  ボディ
７２  フランジ
７４  オリフィス
【図１】
0003940614.tif 000002
【図２】
0003940614.tif 000003
【図３】
0003940614.tif 000004
【図４】
0003940614.tif 000005
【図５】
0003940614.tif 000006