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技術 ドライブ・ライン・アセンブリ

出願人 ダナ・コーポレーション
発明者 ダグラス、イー、ブリーズ
出願日 1996年3月15日 (24年1ヶ月経過) 出願番号 1996-085951
公開日 1996年11月26日 (23年5ヶ月経過) 公開番号 1996-312661
状態 特許登録済
技術分野 軸・クランク・連接棒及び関連の軸受 ピボット及び枢着 継手 動力伝達装置の配置~伝動
主要キーワード ライン部品 耳状突起 クロス軸 角度整合 支持帯 回転ドライブ 端部ヨーク 平らの
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この項目の情報は公開日時点(1996年11月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

一層大きい直径の駆動軸管が使用できると共に自在継手アセンブリ組立てるのにツーリングの所望の操作のできるドライブライン・アセンブリを提供することにある。

解決手段

駆動軸管16の一端部は、この駆動軸管と管ヨーク22との間にトルクを伝達するのに十分な締まりばめの状態に管ヨークにはまり込む。管ヨークは、駆動軸管の端部にトルクを伝達する関係に組合管受け座24を一端部に備えている。管ヨークの他端部は、自在継手18を介し他方の回転部材にトルクを伝達する出張り構造26を備えている。管ヨークは、管受け座と出張り構造との中間に直径減小部分44を持ち、出張り構造を、駆動軸管及び管受け座より直径を小さくして、自在継手18の組立て作業中に出張り構造26へのツーリングの導入が容易になるようにしてある。

概要

背景

概要

一層大きい直径の駆動軸管が使用できると共に自在継手アセンブリ組立てるのにツーリングの所望の操作のできるドライブライン・アセンブリを提供することにある。

駆動軸管16の一端部は、この駆動軸管と管ヨーク22との間にトルクを伝達するのに十分な締まりばめの状態に管ヨークにはまり込む。管ヨークは、駆動軸管の端部にトルクを伝達する関係に組合管受け座24を一端部に備えている。管ヨークの他端部は、自在継手18を介し他方の回転部材にトルクを伝達する出張り構造26を備えている。管ヨークは、管受け座と出張り構造との中間に直径減小部分44を持ち、出張り構造を、駆動軸管及び管受け座より直径を小さくして、自在継手18の組立て作業中に出張り構造26へのツーリングの導入が容易になるようにしてある。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

円筒形駆動軸管と、管ヨークとを備えたドライブラインアセンブリにおいて前記駆動軸管の一端部は、この駆動軸管と前記管ヨークとの間にトルクを伝達するのに十分な締まりばめ状態に前記管ヨークにはまり込み、前記管ヨークが、前記駆動軸管の端部に対しトルクを伝達する関係に組合うように一端部に設けた管受け座と、自在継手を介し他方の回転部材にトルクを伝達するように前記駆動軸管ヨークの他端部に設けた出張り構造とを備え、前記管ヨークが、前記管受け座と前記出張り構造との中間に直径減小部分を持つことにより、前記出張り構造が、前記駆動軸管と前記管受け座とより直径が小さくて、前記自在継手の組立て作業中に、前記出張り構造へのツーリングの導入が容易になるようにしたドライブ・ライン・アセンブリ。

請求項2

前記管受け座が成形部材である請求項1のドライブ・ライン・アセンブリ。

請求項3

前記出張り構造を、自在継手及び端部ヨークに連結した請求項1のドライブ・ライン・アセンブリ。

請求項4

前記駆動軸管を、前記管ヨークにすみ肉溶接により取付けた請求項1のドライブ・ライン・アセンブリ。

請求項5

前記管ヨークが単一部材である請求項1のドライブ・ライン・アセンブリ。

請求項6

前記駆動軸管と前記管ヨークとが共に金属製である請求項1のドライブ・ライン・アセンブリ。

請求項7

前記駆動軸管と前記管ヨークとが、共にアルミニウム合金製である請求項1のドライブ・ライン・アセンブリ。

技術分野

0001

本発明は、一般に車両の動力の伝達に適当な動力伝達系統アセンブリすなわちドライブライン・アセンブリ(drive line assembly)、ことに管状回転駆動軸から自在継手アセンブリにトルクを伝達する改良されたドライブ・ライン装置に関する。

0002

金属製のトルク伝達軸及び類似の部品は多くの種々の用途に使われている。とくに金属製トルク伝達軸は、車軸ヨーク軸及び類似物を備えた車両駆動列に使われることが多い。使用に当たりこれ等の軸は、車両を動かす車両エンジンによりこれ等の軸に加わる比較的大きいトルク荷重を受けることができる。これ等のトルク支持部材はできるだけ強くしかもなお軽量であることが望ましい。典型的には駆動軸部材は、含まれる重量に対し最高の強度を生ずるように中空にしてある。駆動軸は、自己破壊を招く共振を防ぐように臨界速度以下の速度で回転しなければならないことはよく知られている。任意の与えられた駆動軸の臨界速度は、駆動軸の材料の密度弾性係数及び幾何学的形状の関数である。一般に駆動軸直径が小さいほど、駆動軸の臨界速度がそれだけ低くなる。従って駆動軸は、特定の駆動軸長さ及び材料成分に対する指定の最小寸法に直径が少なくとも同等であることが望ましい。

0003

車両駆動軸は通常、他の回転ドライブライン部品に連結する自在継手アセンブリに適合する。自在継手は、変速機出力軸及び駆動軸管のような2つの回転部品の間の角度整合の差に適応するのに役立つ。自在継手によりさらに駆動軸と変速機出力軸又は車軸アセンブリ入力軸のような隣接回転部品との間の小量の相対運動が可能になる。典型的な車両ドライブ・ライン・アセンブリでは、駆動軸管はその各端部で、自在継手アセンブリに連結する管ヨークに連結してある。自在継手アセンブリは通常ジャーナルクロス軸受アセンブリから成っている。典型的にはこのアセンブリは、軸受帯金複数本耳付きボルトとによつてクロス部材を固定するようにしている。ドライブ・ライン装置の組立てに対する重要な要求は、この組立てを終えるのに必要な工具の挿入のために種々のドライブ・ライン部品の操作のできることである。とくに自在継手の組立て中に耳付きボルトの操作ができることが重要である。動力工具が使われるが、この工具は、耳付きボルトに適正なトルクを得るのに正確に整合させなければならない。

0004

車両駆動軸の重量を下げる従来の提案では、従来のツ−ピ−ス鋼製駆動軸の代りに一層軽量のワンピ−ス・アルミニウム合金製駆動軸を使うようにしている。この場合駆動軸重量は減少するが、この駆動軸長さが一層長いので同じ臨界速度に対して直径の一層大きい駆動軸が必要である。駆動軸の臨界速度は、黒鉛繊維強化した樹脂母材のような高強度被覆で駆動軸を覆うことにより増すことができる。従来の鋼管の代りに一層軽量のアルミニウム合金を使うことができるがしかも高価な強化被覆を必要としないドライブ・ライン・アセンブリを開発できれば有利である。この問題に対する解決法ではドライブ・ライン管の各端部に自在継手を組付けるのに必要なツ−リング(tooling)の所要の操作ができなければならない。

発明の開示

0005

一層大きい直径の駆動軸管が使用できると共に自在継手アセンブリを組立てるのにツーリング(tooling)の所要の操作のできる新規なとドライブ・ライン・アセンブリが開発された。一層大きい直径の駆動軸を使うことにより、駆動軸は、アルミニウム合金で作ることができるがしかも費用のかかる強化被覆を必要としない。駆動軸直径の増大により臨界速度が工業的に許容できるレベルに増す。自在継手アセンブリを組立てるツーリングの所要の操作ができると共に一層大きい直径の駆動軸管の使用できるようにするには、一層大きい直径の駆動軸管から管ヨークの一層小さい直径の出張り構造に移行する直径減小部材を設けなければならない。

0006

ドライブ・ライン・アセンブリは駆動軸管及び管ヨークを備え、駆動軸管は管ヨークの出張り構造の一般的直径より大きい直径を持つ。管ヨークは、ツーリングの操作を行うのに必要な直径を減小させる直径減小部分を持つ。

0007

駆動軸管は、駆動軸管及び管ヨークの間にトルクを伝えるのに十分な締まりばめの状態に管ヨークにはまり込む。管ヨークは、駆動軸管の端部にトルク伝達のできる関係に組合管受け座を一端部に持つ。この管ヨークはその他端部に自在継手を介し他の回転部材にトルクを伝える出張り構造を持つ。この出張り構造は駆動軸管及び管受け座より直径が小さい。管ヨークの直径減小部分は、管受け座及び出張り構造の中間に位置させ自在継手の組立て作業中に構造へのツーリングの導入を容易にする。出張り構造は、管ヨークへの自在継手の連結点を形成する。

0008

本発明の好適な実施例では管受け座は、形成部材であり、機械加工してない。又管ヨークは、ワンピース体であり溶接ボルト締めはねじ込みを行わない単一部材である。駆動軸管を、この管ヨークに取付けるには、すみ肉溶接を使うことができる。駆動軸管及び管ヨークは共に金属製とするのがよく、アルミニウム合金で構成するのが最もよい。

0009

本発明の種種の目的及び利点は、添付図面の好適な実施例についての以下の説明から当業者には明らかである。

0010

図1に示すように駆動列10は、ドライブ・ライン・アセンブリ(driveline assembly)15を経て車軸アセンブリ14に連結した変速機12を備えている。ドライブ・ライン・アセンブリ15は円筒形の駆動軸又は駆動軸管(driveshaft tube)16を備えている。駆動軸は、任意適当な材料から構成できるが中空の金属材がよく6061合金のような軽量アルミニウム合金が最もよい。車両駆動列では典型的なように、変速機出力軸(図示してない)と車軸アセンブリ出力軸(図示してない)とは互いに同軸には整合していない。従って駆動軸の各端部20には自在継手18を位置させ駆動軸を変速機出力側及び車軸アセンブリ入力側に回転できるように連結する。駆動軸の各端部20と各自在継手18との間の連結は管ヨ−ク(tube yoke)22によって行う。前記した駆動列装置は、一般に普通のもので当業界にはよく知られている。

0011

図2に明らかなように管ヨ−ク22は、一端部の管受け座(tube seat)24と他端部の出張り構造26とを備えている。管ヨ−ク22は、任意適当な材料から作られアルミニウム又はアルミニウム合金のような金属で作るのがよい。管ヨークは、鋳造により又は鍛造により作ることができ管受け座外径D2の最終寸法を設定するように引抜き及びしごきスタンピング処理(deraw and stampingprocess)の行われる成形部材が好適であり、このようにして管受け座の機械加工の必要がなくなる。「成形部材」という用語は、機械加工、旋削又はフライス削りを行わないで材料の損耗なしに部材をその最終形状に押圧し又は成形することを意味する。この材料の損耗は最終形状を得るのに材料の除去によって生ずる。成形部材は機械加工処理を必要としないから、成形された部材は製造費が一層安価になる。又管ヨークは単一部材が好適である。単一部材とは、この部材がワン・ピースであり、溶接、ねじ込み又はボルト締めをしてないことを意味する。

0012

引抜き及びしごき処理は、圧印処理と同様であり、加工品を引抜き及びしごき型内に押圧し又は打抜くことを含む。引抜き及びしごき処理に先だって、加工品はすでに、鋳造又は、鍛造の処理により最終部品の基本的形状又は最終形状に成形される。打抜き及びしごき型は型鋼材から作る。単一の型行程(singledie stroke)で比較的柔らかいアルミニウム合金を型内に押し込むと、管受け座の鍛造面又は鋳造面は所望の寸法を持つ一般には約±0.002インチ公差内にある部品に成形され平滑になる。引抜き及びしごき処理は当業者にはよく知られている処理である。

0013

管受け座24は、駆動軸管16の端部20に組合い又は適合して駆動軸管16及び管受け座24間にトルクを伝えることができるようにしてある。駆動軸管16及び管ヨ−ク22の間の連結部のトルク伝達能力は、すみ肉溶接部28のような溶接部を設けることにより増大する。すみ肉溶接が好適であるが、その他の溶接を行ってもよい。

0014

出張り構造26は、クロス・オリフイス32を形成した耳状突起(lug ear)30を備えている。図2には示してないが、図3に自在継手のジャナル・クロス34として示した自在継手のジャーナル・クロスを、クロスオリフィス32は受入れる。ジャーナル・クロス34は、端部ヨーク38の端部ヨーク耳状突起36に連結され、完全な自在継手18を形成する。端部ヨーク38は他の駆動列回転部品に連結する。端部ヨーク耳状突起36は、任意の保持装置によりたとえば図3に示すように軸受帯金40によりジャーナル・クロス軸受のまわりに保持することができる。支持帯金40は、端部ヨーク耳状突起36にねじ込むことのできる耳付きボルト42により端部ヨーク耳状突起36に締付ける。支持帯金40を固定するようにするには、ドライブ・ライン・アセンブリの組立て中に耳付きボルト42の操作ができなければならない。出張り構造26は、変速機12及び車軸アセンブリ14のような他の回転ドライブ・ライン部品に又はこれから自在継手を経てトルクを伝える。

0015

出張り構造26の一般化した直径dが管受け座24の外径D2より小さいことは明らかである。管受け座24及び出張り構造26の中間に、管ヨーク直径減小部分44を位置させてある。管ヨーク直径減小部分44は、拡大した駆動軸管16の内径D1と出張り構造26の小さい方の直径dとに共に適合するように管ヨーク22の直径を変化させる。出張り構造26は通常完全な円筒形ではなくて従って、確定した直径を持たないのはもちろんである。しかし出張り構造26は通常、図3に明示した耳面46のような互いに対向して間隔を置いた一般に平らの又は弧状の面を持つ。耳面46は、出張り構造26の一般化した直径を生成するのに使うことができる。本発明の好適な実施例では出張り構造26の概略直径dは、管受け座24の直径D2の約0.80ないし約0.93の範囲内である。出張り構造26の概略直径dは管受け座D2の約0.80ないし約0.93の範囲内であるのが最もよい。ドライブ・ライン・アセンブリ15の特定の実施例では、駆動軸及び管受け座は直径が約5inであり、出張り構造26は直径が約4inである。このことは、非強化アルミニウム合金製駆動軸管を使用できるのに十分であると共にしかも自在継手18の製造中に工具の操作ができるものと考えられる。

0016

管ヨーク直径減小部分44は、製造が容易になるようになめらか曲線で作るのがよいが、又段形の直径減小部分を設けてもよい。管ヨーク直径減小部分44は耳付きボルト用の動力レンチのような工具をその場で挿入するのに十分なだけ耳付きボルト42から離して位置させることが大切である。管ヨーク直径減小部分44は耳付きボルト42から少くとも2 3/4インチだけ離して位置させるのがよい。

0017

ドライブ・ライン・アセンブリ15の製造中に、管受け座24は駆動軸管16の端部20に挿入する。駆動軸管16の内径D1は管受け座24の外径D2よりわずかに小さくなるように寸法を定めるのがよい。駆動軸管16の内径D1は、駆動軸管16内への管受け座24の挿入に先だつては管受け座直径D2の約0.980ないし約0.999の範囲内にするのがよい。駆動軸管16への管受け座24の挿入後に、管受け座24は、この時点では管受け座直径D2が駆動軸管内径D1に等しいからわずかに変形した状態になる。管受け座直径D2を駆動軸管16への管受け座24の挿入に先だつて駆動軸管内径D1よりわずかに大きくすることにより、これ等の2部分は締まりばめ又はプレスばめの状態になり若干のトルク伝達能力が得られる。

0018

以下本発明の作用について述べる。ドライブ・ライン・アセンブリ15は、比較的大きい駆動軸管16と、駆動軸管16の端部内20内にはまる管ヨーク22とを備えている。管ヨーク22は、駆動列の他方の部品に自在継手18を介して連結する出張り構造26を持つ。出張り構造26は、駆動軸管16に比べて直径が小さく、又管ヨーク22は、駆動軸管16の比較的大きいD1と出張り構造26の比較的小さい直径dとの間に転移部を形成する直径減小部分44を備えている。このようにして耳付きボルト42を自在継手アセンブリ18内に取付けるのに必要なツーリングの挿入ができる。

0019

以上述べた所から明らかなように本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができる。

図面の簡単な説明

0020

図1本発明のドライブ・ライン・アセンブリに協働する駆動列の側面図である。
図2本発明による駆動軸及び管ヨークを一部を縦断面にして示す平面図である。
図3図2に例示したドライブ・ライン・アセンブリを図2の面から90°回し一部を縦断面にして示す側面図である。

--

0021

15ドライブ・ライン・アセンブリ
16駆動軸管
18自在継手アセンブリ
20 端部
22 管ヨーク
24管受け座
26出張り構造
44 管ヨーク直径減小部分

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