JP2001225652A - ドライブシャフト - Google Patents

ドライブシャフト

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JP2001225652A
JP2001225652A JP2000040795A JP2000040795A JP2001225652A JP 2001225652 A JP2001225652 A JP 2001225652A JP 2000040795 A JP2000040795 A JP 2000040795A JP 2000040795 A JP2000040795 A JP 2000040795A JP 2001225652 A JP2001225652 A JP 2001225652A
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JP
Japan
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shaft
drive shaft
constant velocity
power
clutch device
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JP2000040795A
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Takeshi Tojo
健 東條
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ドライブシャフトにおいて、クラッチ装置を装
備しながらも、動力伝達の等速性を確保できるようにす
ること。 【解決手段】駆動軸4と従動軸6とを連結するドライブ
シャフト7であって、伸縮軸部8の両端にそれぞれ等速
ジョイント9,10を装備するとともに、伸縮軸部8に
クラッチ装置11を装備している。これにより、伸縮軸
部8に配設したクラッチ装置11が動力伝達を遮断する
状態もしくは動力を低減させた状態になったときに、伸
縮軸部8両端の等速ジョイント9,10の回転位相が不
一致になるものの、それに関係なく、駆動軸4から従動
軸6に対する動力伝達の等速性が確保されることにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動軸と従動軸と
を連結するドライブシャフトに関する。
【0002】
【従来の技術】従来例を図6に示す。トラクタなどの農
作業用車両に搭載される動力発生源31と、それに連結
される作業機32とは、PTO軸と呼ばれるドライブシ
ャフト37で連結される。
【0003】動力発生源31は、エンジンなどの原動機
33と、これからの動力を変速する変速機35とで構成
されている。
【0004】ドライブシャフト37は、動力発生源31
における変速機35の出力軸34と作業機32の入力軸
36とを連結するもので、内軸38aに外軸38bをス
プライン嵌合してなる伸縮軸部38と、伸縮軸部38の
両端に配設される一対のカルダンジョイント39,40
とで構成されている。2つのカルダンジョイント39,
40は、変速機35の出力軸34と作業機32の入力軸
36との等速性を確保するために互いの回転位相が合致
される形態で配設されている。
【0005】従来では、作業機32側で回転抵抗が増大
したときに動力発生源31側に過負荷が作用することを
防止するために、図示するように変速機35の出力軸3
4と上流側のカルダンジョイント39との間に、クラッ
チ装置41を設けている。
【0006】なお、図示しないが、クラッチ装置41
は、作業機32の入力軸36と下流側のカルダンジョイ
ント40との間に設けることも可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
のように、動力発生源31側や作業機32側にクラッチ
装置41を設けるには、当然ながら、クラッチ装置41
を設置するスペースを確保する必要があるが、このよう
なスペースを確保できない場合には、前述したクラッチ
装置41を設置することができず、過負荷対策ができな
かった。
【0008】これに対し、動力発生源31側や作業機3
2側に配設していたクラッチ装置41を、ドライブシャ
フト37の伸縮軸部38における内軸38aや外軸38
bの途中に配設すればよいと考えられる。しかしなが
ら、このような形態では、クラッチ装置41が動力伝達
を遮断する状態になると、伸縮軸部38の両端に配設さ
れる2つのカルダンジョイント39,40の回転位相が
ずれて動力伝達の等速性が崩れるために、入出力間のト
ルクや角速度が変動して異常振動が発生することにな
る。したがって、上述したような形態の実施は不可能で
ある。
【0009】このような事情に鑑み、本発明は、ドライ
ブシャフトにおいて、クラッチ装置を装備しながらも、
動力伝達の等速性を確保できるようにすることを目的と
している。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明第1のドライブシ
ャフトは、駆動軸と従動軸とを連結するもので、ドライ
ブシャフトの両端にそれぞれ取り付けられる2つの等速
ジョイントを備え、前記ドライブシャフトの一方軸端
に、前記駆動軸と従動軸とのトルク差に応じて駆動軸か
ら従動軸へ動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状
態もしくは動力を低減させた状態とに切り替えるクラッ
チ装置が設けられている、ことを特徴としている。
【0011】本発明第2のドライブシャフトは、駆動軸
と従動軸とを連結するもので、ドライブシャフトの両端
にそれぞれ取り付けられる2つの等速ジョイントを備
え、前記ドライブシャフトの一方軸端と一方の等速ジョ
イントの一方ヨークとが、前記駆動軸と従動軸とのトル
ク差に応じて駆動軸から従動軸へ動力を伝達する状態と
動力伝達を遮断する状態もしくは動力を低減させた状態
とに切り替えるクラッチ装置を介して連結されている、
ことを特徴としている。
【0012】要するに、本発明では、軸部の両端に配設
するジョイントを等速ジョイントとすることにより、軸
部に配設したクラッチ装置が動力伝達の遮断状態になっ
たときに、軸部両端の等速ジョイントの回転位相が不一
致になるものの、それに関係なく駆動軸から従動軸に対
する動力伝達の等速性が確保されることになる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。
【0014】図1ないし図5に本発明の一実施形態を示
している。図1は、ドライブシャフトを一部切り欠いて
示す側面図、図2は、トルクリミッタを一部切り欠いて
示す側面図、図3は、図2の(3)−(3)線断面の矢
視図、図4は、図2の(4)−(4)線断面の矢視図、
図5は、図1のドライブシャフトの使用例を示す構成図
である。
【0015】図例のドライブシャフト7は、図5に示す
ように、動力発生源1側の出力軸(駆動軸)4と作業機
2の入力軸(従動軸)6とを連結することに利用され
る。
【0016】このドライブシャフト7は、図1に示すよ
うに、内軸8aに外軸8bをスプライン嵌合してなる伸
縮軸部8と、伸縮軸部8の両端に配設される等速ジョイ
ント9,10とで構成されている。等速ジョイント9,
10は、この実施形態ではダブルカルダンジョイントと
されているが、等速性を有するものであれば、何でもよ
い。
【0017】上記ドライブシャフト7の伸縮軸部8にお
ける内軸8aの軸端には、作業機2側で回転抵抗が増大
したときに動力発生源1側に過負荷が作用することを防
止するためのクラッチ装置としてのトルクリミッタ11
が取り付けられている。
【0018】このトルクリミッタ11は、図2および図
3に示すように、主として、外輪12と、中空内輪13
と、複数のプランジャ14とを備えている。
【0019】外輪12は、伸縮軸部8の内軸8aの軸端
に対して固定環体15を介して固定状態に取り付けられ
ている。この外輪12の円周数カ所には、径方向外向き
に膨出するカム溝16が設けられている。
【0020】中空内輪13は、動力発生源1側の等速ジ
ョイント9における一方ヨーク軸部9aがスプライン嵌
入されるものである。この中空内輪13において伸縮軸
部8側の軸端には、径方向外向きに膨出する環状膨出部
17が設けられており、この環状膨出部17の円周数カ
所には、径方向外向きに開口する複数の縦穴18が設け
られている。
【0021】プランジャ14は、中空内輪13の縦穴1
8内に出没可能にコイルバネ19を介して嵌入されてい
る。このプランジャ14は、その外端部が内装したコイ
ルバネ19の伸張復元力によって外輪12のカム溝16
に対して係入されている。
【0022】なお、上記トルクリミッタ11の中空内輪
13には、ヨーク軸部9aの取り外しを不可能とする状
態と可能にする状態とを切り換える操作装置20が取り
付けられている。
【0023】この操作装置20は、中空内輪13の円周
数カ所に設けられる貫通孔に収納される複数の鋼球21
と、中空内輪13に軸方向変位可能に外嵌装着される可
動操作環22と、可動操作環22を鋼球21の外径側へ
の逃げ出しを阻止させる側に弾発付勢するコイルバネ2
3とで構成されており、可動操作環22をコイルバネ2
3に抗して伸縮軸部8の内軸8a側へスライドさせれ
ば、鋼球21が外径側へ変位可能な状態になって、動力
発生源1側の等速ジョイント9における一方ヨーク軸部
9aの取り外しを許容する。
【0024】このような構成のトルクリミッタ11の動
作としては、動力発生源1側の出力軸4から作業機2の
入力軸6に対して動力を伝達している状態において、作
業機2の入力軸6の回転抵抗が著しく大きくなって外輪
12の回転速度が中空内輪13に比べて所要以下に低下
すると、外輪12のカム溝16からプランジャ14が抜
け出て、外輪12に対して中空内輪13が空転すること
を許容するようになるから、動力発生源1側の出力軸4
から作業機2の入力軸62への動力伝達が遮断される。
【0025】以上説明したようなトルクリミッタ11付
きのドライブシャフト7で、トラクタなどの農作業用車
両に搭載される動力発生源1と作業機2とを連結すれ
ば、農作業用車両側や作業機2側に過負荷対策のための
クラッチ装置を設置するスペースを確保せずに済むよう
になり、それらの軸方向寸法の短縮化に貢献できるよう
になる他、動力発生源1の過負荷対策も万全となる。
【0026】なお、本発明は、上記実施形態のみに限定
されるものではなく、以下のような形態で実施すること
もできる。
【0027】(1)上記実施形態では、伸縮軸部8の内
軸8aを駆動側にしているが、逆に、外軸8bを駆動側
にして実施することもできる。
【0028】(2)上記実施形態では、伸縮軸部8の内
軸8aにトルクリミッタ11を取り付けているが、外軸
8bに取り付けることもできる。
【0029】(3)上記実施形態では、クラッチ装置と
してトルクリミッタ11を例示しているが、例えば一方
向クラッチなど一般的に周知の各種の構造のものを適宜
選択的に使用することができる。
【0030】(4)上記実施形態では、伸縮軸部8を構
成する内外軸8a,8bをスプライン嵌合により連結す
る形態を例示しているが、内外軸8a,8bを同期回転
可能かつ周方向変位可能に連結する形態であれば、どの
ようなものでもよい。
【0031】(5)上記実施形態のドライブシャフト7
は、自動車用変速機の出力軸と車輪駆動用の差動装置
(デフ装置)とを連動連結するドライブシャフトや、そ
の他の種々な動力伝達経路に利用することができる。
【0032】
【発明の効果】本発明のドライブシャフトでは、両端に
等速ジョイントを備えた軸部にクラッチ装置を組み込ん
でいるので、クラッチ装置が動力伝達を遮断する状態に
なったときでも、常に等速伝動を行うことができる。し
たがって、本発明のドライブシャフトは、その使用対象
側にクラッチ装置を装備するための設置スペースを確保
できない場合において有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のドライブシャフトを一部
切り欠いて示す側面図
【図2】トルクリミッタを一部切り欠いて示す側面図
【図3】図2の(3)−(3)線断面の矢視図
【図4】図2の(4)−(4)線断面の矢視図
【図5】図1のドライブシャフトの使用例を示す構成図
【図6】従来例の動力伝達系を模式的に示す構成図
【符号の説明】
4 駆動軸 6 従動軸 7 ドライブシャフト 8 伸縮軸部 8a 伸縮軸部の内軸 8b 伸縮軸部の外軸 9,10 等速ジョイント 11 トルクリミッタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動軸と従動軸とを連結するドライブシャ
    フトであって、 ドライブシャフトの両端にそれぞれ取り付けられる2つ
    の等速ジョイントを備え、 前記ドライブシャフトの一方軸端に、前記駆動軸と従動
    軸とのトルク差に応じて駆動軸から従動軸へ動力を伝達
    する状態と動力伝達を遮断する状態もしくは動力を低減
    させた状態とに切り替えるクラッチ装置が設けられてい
    る、ことを特徴とするドライブシャフト。
  2. 【請求項2】駆動軸と従動軸とを連結するドライブシャ
    フトであって、 ドライブシャフトの両端にそれぞれ取り付けられる2つ
    の等速ジョイントを備え、 前記ドライブシャフトの一方軸端と一方の等速ジョイン
    トの一方ヨークとが、前記駆動軸と従動軸とのトルク差
    に応じて駆動軸から従動軸へ動力を伝達する状態と動力
    伝達を遮断する状態もしくは動力を低減させた状態とに
    切り替えるクラッチ装置を介して連結されている、こと
    を特徴とするドライブシャフト。
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