JP3975565B2 - 推進軸 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方軸端から他方軸端に回転動力を伝達する推進軸に関する。この推進軸としては、例えば気動車などに用いられるドライブシャフトなどが挙げられる。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、気動車などに用いられる推進軸は、その軸体や継手が鋼材などの導電材料で形成されている。そのため、気動車が電車と連結される場合、電車から連結器、気動車車両、エンジン、推進軸、台車、車輪、レールと電流が流れることになる。
【0003】
この推進軸の動力伝達経路に転がり軸受や歯車機構などの転動、摺動部分が存在すると、この転がり軸受の軌道面や、種々な摺動部分が電蝕により損傷することがある。
【0004】
これに対して、従来では、2つの軸体を十字軸継手により連結した構造の推進軸において、実開平5−54827号のマイクロフィルムに示すように、十字軸継手のころ軸受にセラミックあるいは金属芯にセラミックコーティングを施したころを使用することにより、2つの軸体間の通電を遮断することが考えられている。
【0005】
また、実開平5−54826号のマイクロフィルムに示すように、軸体の一方軸端に十字軸継手をフランジ結合した推進軸において、軸体のフランジ部と十字軸継手の一方ヨークのフランジ部との間に絶縁性板材を挟んでボルトで締結することにより、軸体と十字軸継手との間の通電を遮断するようにしている。なお、ボルトは、絶縁チューブを外嵌して、取り付けるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者の従来例では、ころ全体をセラミックとする場合だと高コスト化を余儀なくされるし、セラミックコーティングの場合だところの径寸法誤差が大きくなりやすく、転がり特性の低下が懸念される。
【0007】
一方、後者の従来例では、ボルトの取付位置をフランジの外周寄りに設定するために、外径寸法が大きくならざるを得ず、高速回転で使用するには不適当な構造であると言える。また、この従来例の場合、屋外で使用されるときには、雨水や金属摩耗粉などの不確定な導電物が両フランジにまたがって付着して導通することが指摘される。
【0008】
このような事情に鑑み、本発明は、推進軸において、外径寸法を大きくすることなく、雨水や金属摩耗粉などの不確定な導電物による通電を回避できるようにした構造の提供を目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明にかかる推進軸は、駆動系と従動系との動力伝達経路に用いられる推進軸であって、その軸端部に凸軸部が一体に形成され、この凸軸部に対して筒軸部材が軸方向から嵌合されて相対回転不可能に結合され、前記凸軸部に、そこに軸方向から嵌合される前記筒軸部材を軸方向での嵌合が位置規制されるように受ける受け部が設けられているとともに、前記凸軸部の外端部に、前記筒軸部材の外端部に当接する押さえ板がボルトにより取り付けられ、該ボルトの締め込みによって前記筒軸部材が前記押さえ板と前記受け部とで挟持され、これら両者の嵌合部分と、前記受け部および押さえ板において筒軸部材に当接する部分とに絶縁材が介装され、前記筒軸部材は、その内周の中心孔において径方向内向きに膨出し、かつ前記凸軸部が相対回転不能に結合する嵌合部となる膨出部と、前記受け部において、軸方向での端面が前記凸軸部の大径円筒部に当接する小径円筒部とを含む構成とされ、前記凸軸部の前記大径円筒部は、前記凸軸部の前記膨出部へ嵌合する嵌合部位よりも大径に構成され、前記筒軸部材の前記小径円筒部は、前記膨出部の形成部位の外径よりも小径に構成され、前記凸軸部の大径円筒部と前記筒軸部材の小径円筒部とにまたがる領域の外周に絶縁材からなる保護カバーが外嵌されている。
請求項2の発明にかかる推進軸は、請求項1に記載の推進軸において、前記膨出部は、該膨出部の軸方向一側の側面を前記押さえ板の当接部位とするとともに、前記筒軸部材における前記膨出部より外径側部分で軸方向一側に突出している大径内周部には、前記膨出部の軸方向一側の前記側面に密接するOリング、前記押さえ板およびボルトを外部から隔絶隠蔽するためのダストカバー、および、該ダストカバーの抜け止めを行うスナップリングを装着している。
【0014】
以上、要するに、本発明では、推進軸の一方軸端を凸軸部とし、そこに筒軸部材を一体的に結合して、その結合部分に絶縁材を介在させることにより、推進軸の軸方向への通電を遮断するような構造にしている。
【0015】
このように、本発明の推進軸では、凸軸部に対する筒軸部材の結合部分を外部から隠蔽するようにしているから、外径寸法を従来のフランジ結合に比べて小さくできるようになるうえ、少なくとも絶縁材を介装する結合部分に対して雨水や金属摩耗粉などの不確定な導電物が侵入することを防止できるようになる。
【0016】
しかも、本発明では、凸軸部に対する筒軸部材の結合部分を相対的に動かせないようにしているから、前記結合部分に介装される絶縁材の摩耗や剥離が発生することがなくなる。
【0017】
【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。
【0018】
図1ないし図3は本発明の一実施形態にかかり、図1は、推進軸の要部の上半分を断面にした側面図、図2は、図1の推進軸の要部の拡大図、図3は、図1の筒軸部材と十字軸継手とを分離した状態を示す斜視図である。
【0019】
図中、1は推進軸の全体を示し、この推進軸1の両端には、十字軸継手2,3が取り付けられた構成になっている。
【0020】
この推進軸1では、その一方軸端に小径の凸軸部4を設け、この凸軸部4に対して一方の十字軸継手2の一方ヨーク2aを一体形成した筒軸部材5を外嵌装着し、それらの結合部分に絶縁対策を施していることに特徴がある。
【0021】
具体的に、凸軸部4は、その先端側領域4aの外周面にスプライン溝が形成されており、この先端側領域4aから付け根側へ向けて一旦小径になってから大径になる2段の円筒部4b,4cが形成されている。この凸軸部4の外表面全体には、商品名ナイロンなどの合成樹脂からなる絶縁膜6が被覆されている。
【0022】
一方、筒軸部材5は、その内周の中心孔において十字軸継手2の一方ヨーク2a側の領域に径方向内向きに膨出する膨出部5aが設けられており、この膨出部5aの内周面にスプライン溝が形成されている。また、筒軸部材5の反ヨーク側領域の外周には、凸軸部4の大径円筒部4cと面一となる小径円筒部5bが設けられている。
【0023】
そして、凸軸部4の大径円筒部4cと筒軸部材5の小径円筒部5bとにまたがる領域の外周には、絶縁材からなる保護カバー7が外嵌装着されている。この保護カバー7の内周面において大径円筒部4cと小径円筒部5bとに対応する領域には、Oリング(符号省略)が装着されている。
【0024】
また、凸軸部4の先端には、当該凸軸部4の外径よりも大径の円板8が3本のボルト9により取り付けられている。この円板8は、その外周部分が筒軸部材5の膨出部5aの端面に対して当接されることになり、押さえ板としての円板8と凸軸部4の受け部としての大径円筒部4cとでもって筒軸部材5を挟持するようになっている。
【0025】
さらに、筒軸部材5の膨出部5aの先端側の大径内周部5cには、筒軸部材5と凸軸部4とのスプライン結合部分、円板8ならびにボルト9,9を外部から隔絶隠蔽するためのダストカバー10が内嵌装着されている。
【0026】
なお、前述の円板8は、金属製プレートからなり、その内端面から外周面にまたがる領域に商品名ナイロンあるいはセラミックス膜などの絶縁膜11が被覆されている。セラミックス膜は、焼結助剤として、イットリア(Y2O3)およびアルミナ(Al2O3)、その他、適宜、窒化アルミ(AlN)、酸化チタン(TiO2)、スピネル(MgAl2O4)、を用いた窒化けい素(Si3N4)を主体とするものの他、アルミナ(Al2O3)や炭化けい素(SiC)、ジルコニア(ZrO2)、窒化アルミ(AlN)などを用いることができる。
【0027】
前述のダストカバー10は、金属材を有底円筒形に板金加工して製作されたもので、その開口部分には、径方向外向きに延出する鍔部10aが設けられている。このダストカバー10は、筒軸部材5の大径内周部5cに対して装着されるスナップリング12により抜け止めされているとともに、Oリング13により外部からの雨水の侵入を厳重に防止するようになっている。
【0028】
次に、凸軸部4と筒軸部材5とを結合する手順および動作を説明する。
【0029】
まず、凸軸部4に対して筒軸部材5をスプライン結合させて、筒軸部材5の小径円筒部5bの端面を凸軸部4の大径円筒部4cの端面に対して突き当てる。このとき、筒軸部材5の小径円筒部5bに対して保護カバー7を外嵌装着しておき、この保護カバー7をスプライン結合と同時に凸軸部4の大径円筒部4cに対して外嵌する。
【0030】
この後、凸軸部4の先端に対して円板8をあてがい、3本のボルト9を締め込むことにより、この円板8の外周部分と凸軸部4の大径円筒部4cとでもって筒軸部材5を挟持する。これにより、筒軸部材5が凸軸部4に対して一体的に固定されることになる。
【0031】
最後に、筒軸部材5の膨出部5aの先端側の大径内周部5cに、Oリング13、ダストカバー10、スナップリング12をこの記載順に内嵌装着する。
【0032】
以上説明したように、推進軸1の凸軸部4と筒軸部材5とをスプライン嵌合するとともに、円板8と凸軸部4とで筒軸部材5を軸方向に挟持することにより、凸軸部4と筒軸部材5とを一体的に連結するようにしていて、通常のスプライン嵌合のように凸軸部4と筒軸部材5とを軸方向に相対スライドできないようにしている。そして、凸軸部4において筒軸部材5と接触する部分および円板8において筒軸部材5やダストカバー10と接触する部分に対して、絶縁膜6,11を形成することにより、凸軸部4と筒軸部材5との間の通電を遮断するように絶縁している。また、このようなスプライン嵌合部分に絶縁膜6を形成するようにしているから、推進軸1全体の外径寸法が大きくならずに済む。
【0033】
特に、凸軸部4と筒軸部材5との結合部分を外部から隔絶隠蔽した形態にしているから、外部の雨水や金属摩耗粉などの不確定な導電物が、凸軸部4と筒軸部材5とのスプライン嵌合部分にまで侵入することを防止できるようになって、該導電物が前記結合部分の端縁に付着することを確実に防止できるようになる。そのため、凸軸部4と筒軸部材5とが導電物で短絡されてしまうという不測の事態の発生を回避することができる。
【0034】
そして、凸軸部4と筒軸部材5とをスプライン嵌合により結合しているものの、凸軸部4と筒軸部材5とを軸方向に相対スライドさせないように構成しているから、そこの絶縁膜6が摺動摩滅することを防止できるから、ここの絶縁作用を長期にわたって安定的に確保できるようになる。
【0035】
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【0036】
(1) 上記実施形態では、凸軸部4と筒軸部材5とをスプライン嵌合により結合する例を挙げているが、凸軸部4と筒軸部材5との嵌合部分は回転方向に結合する形態であれば、一般的なキーを用いた結合形態や、あるいは凸軸部4の外周および筒軸部材5の内周の断面形状を例えば小判形や四角形などとして軸方向から嵌合する結合形態とすることができる。
【0038】
(3) 上記実施形態では、推進軸1の途中部分に全長寸法を伸縮するための構造を設けるようにしてもよい。その場合、推進軸1を2つの軸体に分離し、これらを例えばボールスプラインユニットで結合する形態とすることができる。このようなボールスプラインユニットを備える構成でも、推進軸1の一方軸端に上記実施形態での絶縁構造が設けられているので、ボールスプラインユニットのボール転動面に、いわゆる電蝕が発生するのを確実に回避することができ、ボールスプラインユニットの動作安定化や長寿命化を実現できるようになる。
【0039】
【発明の効果】
請求項1または2の発明では、凸軸部に対する筒軸部材の結合部材を外部から隠蔽するようにしているから外径寸法を従来のフランジ結合に比べて小さくできるようになるうえ、少なくとも絶縁材を介装する結合部分に対して雨水や金属摩耗粉などの不確定な導電物が侵入することを防止できるようになる。このため、従来では起きる可能性があった現象、つまり導電物が絶縁材を挟む両部材間にまたがって付着して短絡させるといった不具合の発生を確実に防止できるようになる。
【0040】
特に、本発明では、凸軸部に対する筒軸部材の結合部分を相対的に動かせないようにしているから、前記結合部分に介装される絶縁材の摩耗や剥離が発生することがなくなり、長期的に安定な絶縁作用を確保できるようになる。
【0041】
このように、本発明では、推進軸において軸方向一端側から他端側への通電を確実に遮断できるようになるので、仮に推進軸の途中に転がり軸受やボールスプラインユニットなどの転動、摺動要素が設けられる場合において、転動、摺動部分が電蝕損傷するといった不具合の発生を阻止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の推進軸の要部の上半分を断面にした側面図
【図2】図1の推進軸の要部の拡大図
【図3】図1の筒軸部材と十字軸継手とを分離した状態を示す斜視図
【符号の説明】
1 推進軸
4 推進軸の凸軸部
4a 凸軸部の先端側領域
5 筒軸部材
5a 筒軸部材の膨出部
6 凸軸部の絶縁膜
8 円板
9 ボルト
10 ダストカバー
11 円板の絶縁膜
Claims (2)
- 駆動系と従動系との動力伝達経路に用いられる推進軸であって、その軸端部に凸軸部が一体に形成され、この凸軸部に対して筒軸部材が軸方向から嵌合されて相対回転不可能に結合され、前記凸軸部に、そこに軸方向から嵌合される前記筒軸部材を軸方向での嵌合が位置規制されるように受ける受け部が設けられているとともに、前記凸軸部の外端部に、前記筒軸部材の外端部に当接する押さえ板がボルトにより取り付けられ、該ボルトの締め込みによって前記筒軸部材が前記押さえ板と前記受け部とで挟持され、これら両者の嵌合部分と、前記受け部および押さえ板において筒軸部材に当接する部分とに絶縁材が介装され、
前記筒軸部材は、その内周の中心孔において径方向内向きに膨出し、かつ前記凸軸部が相対回転不能に結合する嵌合部となる膨出部と、前記受け部において、軸方向での端面が前記凸軸部の大径円筒部に当接する小径円筒部とを含む構成とされ、前記凸軸部の前記大径円筒部は、前記凸軸部の前記膨出部へ嵌合する嵌合部位よりも大径に構成され、前記筒軸部材の前記小径円筒部は、前記膨出部の形成部位の外径よりも小径に構成され、
前記凸軸部の大径円筒部と前記筒軸部材の小径円筒部とにまたがる領域の外周に絶縁材からなる保護カバーが外嵌されていることを特徴とする推進軸。 - 請求項1に記載の推進軸において、
前記膨出部は、該膨出部の軸方向一側の側面を前記押さえ板の当接部位とするとともに、
前記筒軸部材における前記膨出部より外径側部分で軸方向一側に突出している大径内周部には、前記膨出部の軸方向一側の前記側面に密接するOリング、前記押さえ板およびボルトを外部から隔絶隠蔽するためのダストカバー、および、該ダストカバーの抜け止めを行うスナップリングを装着していることを特徴とする推進軸。
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JP22030698A Expired - Lifetime JP3975565B2 (ja) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | 推進軸 |
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Families Citing this family (1)
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GB0420199D0 (en) * | 2004-09-11 | 2004-10-13 | Goodrich Corp | Dynamo electric machines |
-
1998
- 1998-08-04 JP JP22030698A patent/JP3975565B2/ja not_active Expired - Lifetime
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