JP6066618B2 - 駆動軸組立体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、エンジン等の駆動源と産業機械、産業装置、作業機等の被駆動機器との間に設けられて、駆動源の動力を被駆動機器に伝達する駆動軸組立体に関し、特に、駆動軸本体とこれの両端に設けた一対の自在継手とを１つのユニットとしたものに関する。

この種の駆動軸組立体としては、例えば、農業用ＰＴＯ（Power Take Off）シャフトとも呼ばれる農業機械用のものが知られている。農業用ＰＴＯシャフトは、農業用トラクタのエンジンから、これに連結される作業機に動力を伝達するものである。

このような駆動軸組立体では、農業用トラクタに設けられた出力軸に連結される入力側の連結部と、作業機の入力軸に連結される出力側の連結部とを、それぞれ等速ジョイント等の自在継手（ユニバーサルジョイント）を介して駆動軸本体に連結するようにしている。また、一般に、駆動軸本体は、内側と外側のチューブで構成され、内側チューブが外側チューブの内側に互いに軸方向に伸縮自在に嵌め合わされるとともに、それぞれ断面異形に形成されて回転方向に動力伝達可能に構成されている。このような構成により、不整地等を走行して農業用トラクタに対して作業機が前後左右に傾いても、駆動軸組立体は、その傾斜に追従して動力伝達を維持することができる。

一方、何らかの原因により、作業機に過大な負荷が加わったときに、トラクタ側から作業機側への動力伝達を遮断して作業機を保護するために、駆動軸組立体にランプレイクラッチ（Run Play Clutch）とも呼ばれるトルクリミッタを設けるようにしたものが知られている。

例えば特許文献１には、内周面にカム溝を備えた円筒状のハウジングの内側に、シリンダ室を備えたハブを相対回転自在に装着し、先端にカム突起を備えたピストン部材をシリンダ室に装着するとともに、ハブの軸心に、皿バネにより互いに接近する方向に付勢された一対のリング体を配置し、ピストン部材の基端に設けられたくさび状突起を、リング体の外周に設けられた支持面で支持して、ピストン部材をカム突起がカム溝に係合する動力伝達位置に保持するとともに、ピストン部材からの押し付け力が所定値を超えたときには、一対のリング体の間にくさび状突起を侵入させて、ピストン部材を動力遮断位置に切り替えるようにした構成のトルクリミッタを備えた駆動軸組立体が記載されている。

米国特許第７，９９３，２０５号明細書

しかしながら、上記従来のトルクリミッタでは、一旦、これが動力遮断状態に切り替わると、駆動源側の回転数が低下しない限り、トルクリミッタはそのまま動力遮断状態に維持され、その間、カム突起の先端面はハウジングの内周面に摺接し続けることになるので、カム突起の先端面の摩耗が進み易く、その耐久性を高めるための対策が必要であった。

本発明の目的は、カム突起の先端面の摩耗が抑制された耐久性の高いトルクリミッタを備えた駆動源組立体を提供することにある。

本発明の駆動源組立体は、駆動軸本体と、該駆動軸本体の一端に自在継手を介して連結される入力側連結部と、前記駆動軸本体の他端に自在継手を介して連結される出力側連結部とを有する駆動軸組立体であって、前記入力側連結部または前記出力側連結部のいずれか一方の連結部と、前記自在継手との間にトルクリミッタが設けられ、前記トルクリミッタは、内周面に径方向外側へ向けて凹むカム溝を備え、前記連結部または前記自在継手のいずれか一方とともに回転する円筒状のハウジングと、前記ハウジングの径方向に沿って延びるシリンダ室を備え、前記ハウジングの内側に該ハウジングに対して相対回転自在に収容されるとともに前記連結部または前記自在継手のいずれか他方とともに回転するハブと、先端にカム突起を備え、前記シリンダ室に装着されて、前記カム突起が前記カム溝に係合する動力伝達位置と、前記カム突起が前記カム溝から離脱した動力遮断位置との間で、前記ハウジングの径方向に移動自在のピストン部材と、前記ハブの軸心に沿って配置された支軸に、互いに接近・離反する方向に移動自在に装着された一対のリング体からなり、周方向に延びるＶ字溝と、該Ｖ字溝の開口に連なる該Ｖ字溝よりも広角に傾斜する支持面とを備えた切替えリングと、前記支軸に装着され、一対の前記リング体を互いに接近させる方向に付勢する皿バネとを備え、前記ピストン部材の基端に設けられたくさび状突起を前記支持面で支持して前記ピストン部材を動力伝達位置に保持するとともに、前記ピストン部材からの押し付け力が所定値を超えたときには、一対の前記リング体の間に前記くさび状突起を侵入させて、前記ピストン部材を動力遮断位置に切り替える切替え機構と、を有し、前記カム突起の前記ハウジングの内周面に摺接する先端面には、該先端面に潤滑油を供給する潤滑油供給部が設けられていることを特徴とする。

上記構成においては、前記潤滑油供給部が、前記ピストン部材を貫通して、前記カム突起の先端面と前記くさび状突起の先端面とに開口する潤滑孔である。

上記構成においては、前記ピストン部材に、該ピストン部材の内部で前記潤滑孔に連通するとともに、該ピストン部材の側面に、前記ハブの回転方向側を向いて開口する潤滑横孔をさらに設けるのが好ましい。

上記構成においては、前記潤滑油供給部が、前記カム突起の先端面に開口する凹形状の油溜め部をさらに有するのが好ましい。

上記構成においては、前記ピストン部材の前記シリンダ室の内面に摺接する側面が、クラウニング処理されているのが好ましい。

本発明によれば、駆動軸組立体に設けたトルクリミッタにおいて、カム突起の、ハウジングの内周面に摺接する先端面に潤滑油供給部を設けたことにより、カム突起の先端面の潤滑性を高めることができるので、当該先端面の摩耗の進行を抑制して、この駆動軸組立体に設けられるトルクリミッタの耐久性を高めることができる。

ここで、上記構成において、潤滑油供給部を、ピストン部材を貫通して、カム突起の先端面と、くさび状突起の先端面とに開口する潤滑孔としたときには、ハブの回転による遠心力によって、潤滑油をカム突起の先端面に強制的に供給することができるので、カム突起の先端面の潤滑性をさらに高めることができる。

また、上記構成において、ピストン部材に、ピストン部材の内部で前記潤滑孔に連通するとともに、ピストン部材の側面に、ハブの回転方向側を向いて開口する潤滑横孔をさらに設けたときには、ピストン部材の負荷方向の側面にも潤滑油を強制的に供給することができる。したがって、ピストン部材とシリンダ室との間の潤滑性を高めて、シリンダ室内におけるピストン部材の動き、つまり、トルクリミッタの作動を滑らかにすることができるとともに、シリンダ室の内面の摩耗の進行を抑制して、トルクリミッタの耐久性を高めることができる。

さらに、上記構成において、潤滑油供給部として、潤滑孔に加えて、カム突起の先端面に開口する凹形状の油溜め部をさらに設けたときには、潤滑孔に加えて、この油溜め部に保持した潤滑油を先端面に供給して、カム突起の先端面の潤滑性をさらに高めることができる。

さらに、上記構成において、ピストン部材の側面をクラウニング処理したときには、当該側面の軸方向端部におけるシリンダ室の内面に対する面圧が高まるのを抑制して、シリンダ室内におけるピストン部材の作動を安定化させることができる。

本発明の一実施の形態である駆動軸組立体の一部切欠き半断面図である。 （ａ）は図１に示すトルクリミッタの横断面図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。 図２に示すトルクリミッタの縦断面図である。 ピストン部材の詳細を示す斜視図である。 ピストン部材のクラウニング処理された状態を模式的に示す図である。 図３に示すトルクリミッタの動力遮断状態を示す縦断面図である。 動力遮断状態における切替え機構の状態を示す半断面図である。 図４に示すピストン部材の変形例であって、（ａ）はピストン部材に潤滑孔のみを設けた場合を示す斜視図、（ｂ）はピストン部材に潤滑孔と潤滑横孔とに加えて油溜め部をさらに設けた場合を示す斜視図、（ｃ）はピストン部材に油溜め部のみを設けた場合を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す本発明の一実施の形態である駆動軸組立体は、農業用ＰＴＯ（Power Take Off）シャフトとも呼ばれるものであり、図示しない農業用トラクタから、これに連結される図示しない作業機に動力を伝達するものである。作業機としては、その作業に動力が必要となるものであれば、種々のものを用いることができる。

この駆動軸組立体は、ドライブシャフト（駆動軸本体）１、入力側の自在継手である広角等速ジョイント（ユニバーサルジョイント）２および出力側の自在継手であるユニバーサルジョイント３を備えており、これらが１つのユニットとされている。

ドライブシャフト１は、例えば鋼管等により形成される一対のチューブ、つまり内側非円形チューブ１ａと外側非円形チューブ１ｂとを備えている。内側非円形チューブ１ａは外側非円形チューブ１ｂよりも小径に形成されて外側非円形チューブ１ｂの内側に挿通されており、これにより、内側非円形チューブ１ａと外側非円形チューブ１ｂは互いに軸方向に摺動可能に連結されている。また、各非円形チューブ１ａ，１ｂは、その断面が異形（円形ではない形）に形成されており、これにより、非円形チューブ１ａ，１ｂの相互間で回転方向に動力を伝達できるようになっている。本実施の形態においては、各非円形チューブ１ａ，１ｂの異形断面として、レモン状の断面形状が採用されているが、各非円形チューブ１ａ，１ｂの相互間で回転動力を伝達できる形状であれば、他の断面形状を採用することもできる。

入力側の自在継手である広角等速ジョイント２は、フランジヨーク４と、フランジヨーク４の両側に配置される一対のヨーク５，６とを備えている。フランジヨーク４には一対のクロスピン７，８が装着されている。クロスピン７，８は、それぞれ互いに直交する第１軸７ａ，８ａと第２軸７ｂ，８ｂとを備え、第１軸７ａ，８ａが互いに平行となるように並べて、それぞれフランジヨーク４に回動自在に装着されている。一方のクロスピン７の第２軸７ｂには、一方のヨーク５の先端が回動自在に連結されており、他方のクロスピン８の第２軸８ｂには、他方のヨーク６の先端が回動自在に連結されている。また、フランジヨーク４には、各クロスピン７，８の間に位置してガイドハブ９が装着されている。ガイドハブ９は、クロスピン７，８の第１軸７ａ，８ａと平行な方向に移動自在となっており、ヨーク５の先端に設けられたブッシュ５ａと、ヨーク６の先端に設けられたブッシュ６ａとが、ガイドハブ９に係合している。

広角等速ジョイント２のヨーク５の基端には、スプラインを備えた連結孔１０が設けられ、この連結孔１０に、農業用トラクタに設けられる図示しない出力軸が挿通され、ノックピン１１により固定される。つまり、このヨーク５は、農業用トラクタの出力軸に連結される入力側連結部として機能する。一方、広角等速ジョイント２の他方のヨーク６は、その基端においてドライブシャフト１の内側非円形チューブ１ａの端部に固定されている。これにより、出力軸からの動力は広角等速ジョイント２を介してドライブシャフト１に伝達される。

出力側のユニバーサルジョイント３は、外側非円形チューブ１ｂの端部に固定されたヨーク１２にクロスピン１３を介してヨーク１４を連結した構造となっている。ヨーク１４は、後述するトルクリミッタ１５を介して連結筒部１６に連結されている。連結筒部１６は、スプラインを備えた連結孔１７を備え、連結孔１７には、作業機に設けられる図示しない入力軸が挿通され、固定ボルト１８により抜け止めされる。これにより、連結筒部１６つまりヨーク１４は作業機の入力軸に動力伝達可能に連結される。つまり、この連結筒部１６は、作業機の入力軸に連結される出力側連結部として機能する。

ドライブシャフト１の外側には、伸縮自在の安全カバー２０がドライブシャフト１に対して相対回転自在に装着されている。また、安全カバー２０の一端には、広角等速ジョイント２を覆うブーツ２１が設けられており、安全カバー２０の他端には、出力側のユニバーサルジョイント３を覆う蛇腹状のブーツ２２が連結されている。

このような構成の駆動軸組立体は、農業用トラクタの出力軸から入力された動力を、入力側の広角等速ジョイント２、ドライブシャフト１および出力側のユニバーサルジョイント３を介して作業機の入力軸に伝達することができる。

なお、本実施の形態においては、自在継手１，２として、上記構成のものをそれぞれ用いるようにしているが、これに限らず、農業用トラクタの出力軸とドライブシャフト１との間やドライブシャフト１と作業機の入力軸との間で、動力伝達経路を自在に傾けることができるものであれば、他の構成の自在継手を用いるようにしてもよい。

本発明の駆動軸組立体では、作業機に過大な負荷が加わったときに、トラクタ側から作業機側への動力伝達を遮断して作業機を保護するために、ランプレイクラッチとも呼ばれるトルクリミッタ１５を設けるようにしている。本実施の形態においては、トルクリミッタ１５は、ヨーク１４と、作業機の入力軸に連結される連結筒部１６との間に設けられている。

図２、図３に示すように、トルクリミッタ１５はハウジング２３を有している。このハウジング２３はスリーブとも呼ばれるものであり、鋼材により円筒状に形成されている。ハウジング２３の軸方向の一端（開口端）には、回動ヨーク１４が溶接等の手段により固定されている。これにより、ハウジング２３は、その一端がヨーク１４により閉塞されるとともに、ヨーク１４やドライブシャフト１とともに回転するようになっている。なお、トラクタから動力が伝達されたときのハウジング２３の回転方向は、図３中において時計回り方向である。

ハウジング２３の内側には、ハブ２４が収容されている。このハブ２４は、鋼材により、ハウジング２３の内径寸法よりも僅かに小径の外径寸法を有する円柱状に形成されている。ハブ２４の外周面はハウジング２３の内周面に摺接し、これにより、ハウジング２３に対して相対回転自在となっている。また、図２に示すように、ハブ２４は、連結筒部１６と一体に形成されており、連結筒部１６や作業機の入力軸とともに回転するようになっている。

図３に示すように、ハウジング２３の内周面には、４つのカム溝２５が周方向に等間隔つまり９０度毎に並べて設けられている。これらのカム溝２５は、それぞれ、径方向外側へ向けて凹むとともにハウジング２３の軸方向に向けて延びる溝状に形成されている。カム溝２５の、ハウジング２３の回転方向前方側となる側面（例えば、図３中でハウジング２３の上側に配置されるカム溝２５では、図中右側となる側面）は、ハウジング２３の回転方向に対して略垂直な垂直面２５ａとなっている。一方、カム溝２５の、ハウジング２３の回転方向後方側となる側面は、ハウジング２３の回転方向に対して、その回転方向後方側に向けて徐々に傾斜する傾斜面２５ｂとなっている。また、傾斜面２５ｂとハウジング２３の内周面との間には、傾斜面２５ｂよりも大きく傾斜する案内面２５ｃが形成されている。

ハブ２４には、カム溝２５に対応した４つのシリンダ室２６が周方向に等間隔つまり９０度毎に並べて設けられている。これらのシリンダ室２６は、ハウジング２３ないしハブ２４の径方向に沿って延びる断面円形に形成されており、その一端はハブ２４の外周面に開口している。それぞれのシリンダ室２６の内側には、鋼板等を円筒状に巻いて形成した巻きスリーブ２７が嵌め込まれ、このシリンダ室２６の内周面は巻きスリーブ２７により構成されている。

シリンダ室２６の内側に巻きスリーブ２７を設けない構成とすることもできるが、この場合、シリンダ室２６の内周面に表面処理等を施すのが好ましい。

各シリンダ室２６には、それぞれピストン部材２８が収容されている。図４に詳細を示すように、これらのピストン部材２８は、鋼材等により円柱状に形成されたピストン本体２８ａのハウジング２３の内周側を向く先端に、カム突起２９を設けるとともに、カム突起２９とは反対側となる基端に、くさび状突起３０を設けた形状となっている。

カム突起２９は、カム溝２５に対応した形状を有する。つまり、カム突起２９は、ハブ２４の軸方向に沿って延びるリブ状に形成されており、そのハウジング２３の回転方向前方側となる側面は、ハウジング２３の回転方向に対して垂直な垂直面２９ａとなっており、また、そのハウジング２３の回転方向後方側となる側面は、ハウジング２３の回転方向に対してその回転方向後方側に向けて徐々に傾斜する傾斜面２９ｂとなっている。なお、本実施の形態においては、カム突起２９の傾斜面２９ｂの傾斜角度は、カム溝２５の傾斜面２５ｂの傾斜角度と同一に設定されており、例えば、その傾斜角度は２０度に設定されている。

くさび状突起３０は、カム突起２９に対して、ピストン本体２８ａの軸心回りに９０度ずれた方向に延びるリブ状に形成されており、図２（ｂ）に示すように、その両側面３０ａは、それぞれ先端側が細くなるように、ハウジング２３やハブ２４の軸方向に垂直な面に対して傾斜している。これらの側面３０ａの傾斜角度は互いに同一であり、例えば、本実施の形態では、当該傾斜角度は、１０度とされている。また、くさび状突起３０の先端には、側面３０ａと先端面３０ｂとを連ねる支持面３０ｃが設けられている。これらの支持面３０ｃは、側面３０ａよりも大きく傾斜している。

ピストン部材２８は、カム突起２９がハウジング２３のカム溝２５に係合して、ハウジング２３がハブ２４と一体に回転する動力伝達位置と、カム突起２９がハウジング２３のカム溝２５から離脱して、ハウジング２３がハブ２４に対して空転する、つまりカム突起２９の先端面２９ｃがハウジング２３の内周面と同レベルとなる動力遮断位置との間で、シリンダ室２６の内部でハウジング２３の径方向に沿って移動自在となっている。

ここで、図３、図４に示すように、それぞれのピストン部材２８には、潤滑油供給部として潤滑孔３１が設けられている。潤滑孔３１は、ピストン部材２８の軸心を、その軸方向つまりハウジング２３の径方向に向けて貫通する貫通孔として形成されており、その一端は、カム突起２９の先端面２９ｃ（垂直面２９ａと傾斜面２９ｂとに連なる面）の中央部分に開口しており、その他端は、くさび状突起３０の先端面３０ｂの中央部分に開口している。

なお、潤滑孔３１は、必ずしも、カム突起２９やくさび状突起３０の先端面２９ｃ，３０ａの中央部分に開口する必要はなく、中央からずれて開口していてもよい。また、潤滑孔３１は１本に限らず、１つのピストン部材２８に複数本の潤滑孔３１を設けるようにしてもよい。

また、ピストン部材２８には、潤滑孔３１に加えて、潤滑横孔３２が設けられている。この潤滑横孔３２は、ピストン部材２８のピストン本体２８ａを、その径方向に貫通しており、ピストン部材２８の内部で潤滑孔３１に連通している。また、潤滑横孔３２は、くさび状突起３０と平行な方向に向けて設けられており、その両端は、それぞれピストン部材２８の側面に、ハウジング２３ないしハブ２４の回転方向に向けて開口している。なお、潤滑横孔３２は１本に限らず、１つのピストン部材２８に複数本の潤滑横孔３２を設けるようにしてもよい。

図５に模式的に示すように、このピストン部材２８のシリンダ室２６つまり巻きスリーブ２７の内周面に摺接する側面には、クラウニング処理（加工）が施されている。つまり、ピストン部材２８のカム突起２９からピストン本体２８ａを経て、くさび状突起３０にまで至る側面は、その軸方向の中央部分から両端部に向けて、その外径寸法が徐々に小さくされている。また、クラウニング処理後におけるピストン部材２８の側面とシリンダ室２６の内周面つまり巻きスリーブ２７の内周面とのクリアランス（隙間）は、最適化されている。例えば、本実施の形態においては、当該クリアランスは、０．０１ｍｍ〜０．０９ｍｍに設定されている。

なお、カム溝２５、シリンダ２６、ピストン部材２８等は、周方向に等間隔に４セットが配置されるが、これらは基本的に同一の構成となっているので、図３においては、各部材の詳細部分の符号は、その一部にのみ付してある。

ハブ２４の軸心に形成された収容空間には、ピストン部材２８を動力伝達状態と動力遮断状態に切替えるための切替え機構３３が設けられている。この切替え機構３３は、切替えリング３４と一対の皿バネセット３５とを備えている。

切替えリング３４は一対のリング体３６で構成され、これらのリング体３６の両側に皿バネセット３５が配置されている。切替えリング３４と皿バネセット３５は、スリーブ３７の軸部３７ａに挿通され、スリーブの先端にボルト３８がねじ結合されることにより、ユニット化されている。なお、スリーブ３７は、軸部３７ａがハウジング２３やハブ２４の軸心と平行となる方向に向けて配置されている。

一対のリング体３６は、スリーブ３７の軸部３７ａを支軸として、この軸部３７ａに沿って互いに接近・離反する方向に移動自在となっている。各リング体３６の互いに対向する側の側面には、それぞれスリーブ３７の軸方向に垂直な面に対して傾斜する傾斜面３６ａが設けられ、これらの傾斜面３６ａにより、一対のリング体３６の間つまり切替えリング３４には周方向に沿って延びるとともに軸方向に拡大可能なＶ字溝３９が設けられている。また、各リング体３６の外周面には、傾斜面３６ａに連ねて、この傾斜面３６ａよりも広角に傾斜する支持面３６ｂが設けられている。

一対のリング体３６は、その軸方向両側に配置された皿バネセット３５により、互いに接近する方向に付勢されている。図３に示す動力伝達状態においては、一対のリング体３６は互いに接しており、Ｖ字溝３９の幅は、ピストン部材２８のくさび状突起３０の幅よりも狭くなっている。そして、ピストン部材２８は、くさび状突起３０の支持面３０ｃが、切替えリング３４の各リング体３６の支持面３６ｂに当接した状態となって、動力伝達位置に保持されている。切替え機構３３は、その外周における４方向からピストン部材２８のくさび状突起３０で支持されることにより、ハブ２４の軸心に自動的に位置決めされている。

なお、皿バネセット３５は、それぞれ複数の皿バネ３５ａを互いに逆向きとして軸方向に重ねて形成されている。

ハウジング２３の連結筒部１６に閉塞される側とは反対側の端部は、ハブ２４との間に設けられたシール機構４０により密封されている。このように密封されたハウジング２３の内部には、潤滑油が充填され、この潤滑油により、各構成部材の摺接部分等が潤滑される。つまり、このトルクリミッタ１５は、潤滑油の供給が不要なメンテナンスフリータイプとなっている。

次に、この駆動軸組立体の作動について説明する。

農業用トラクタのエンジンが始動し、当該エンジンにより駆動されて図示しない出力軸が回転すると、その動力が駆動軸組立体を介して作業機の入力軸に伝達されて作業機が作動する。このとき、トルクリミッタ１５は動力伝達状態である。

作業中に、何らかの原因により、作業機に過大な負荷が加わると、トルクリミッタ１５が動力遮断状態に切り替わり、トラクタ側から作業機側への動力伝達が遮断される。

次に、トルクリミッタ１５の切替え動作について説明する。

図３に示すように、ピストン部材２８のカム突起２９がカム溝２５に係合した動力伝達状態においては、トラクタから動力が伝達されると、ハウジング２３は、図３中で時計回り方向に回転する。ハウジング２３の回転は、カム溝２５に係合するカム突起２９を介してピストン部材２８つまりハブ２４に伝達され、これにより、ハウジング２３とともにハブ２４が回転して動力が伝達される。

一方、何らかの原因により、作業機に過大な負荷が発生した場合には、ハウジング２３とハブ２４の間、つまりカム溝２５とカム突起２９の間に大きな負荷が加わる。そして、その負荷は、カム溝２５の傾斜面２５ｂとカム突起２９の傾斜面２９ｂとの当接部分により、ピストン部材２８を径方向に押下げる方向の分力を生じ、この分力（これは、ピストン部材２８を径方向内側へ押す押し付け力である）が所定値を超えると、くさび状突起３０の支持面３０ｃとリング体３６の支持面３６ｂとの当接部分において、当該押し付け力がスリーブ３７の軸方向に向く力に変換され、一対のリング体３６が互いに離れる方向に駆動される。これにより、図６、図７に示すように、Ｖ字溝３９はその間隔が開かれ、ピストン部材２８は、そのくさび状突起３０が、Ｖ字溝３９つまり一対のリング体３６の間に侵入して、カム突起２９がカム溝２５から離脱した動力遮断位置に移動する。ピストン部材２８が動力遮断位置に移動すると、カム突起２９がカム溝２５から離脱し、ハウジング２３はハブ２４に対して空転するので、トルクリミッタ１５は動力遮断状態となり、トラクタ側からの動力が作業機側に伝達されなくなる。

ここで、くさび状突起３０がＶ字溝３９に侵入すると、くさび状突起３０の側面３０ａや各リング体３６の傾斜面３６ａはその角度が１０度と小さいので、ピストン部材２８をハウジング２３に向けて押し戻そうとする力は小さく、ハウジング２３の回転数を大きく低減させない限り、ピストン部材２８のカム突起２９はカム溝２５に再係合せず、トルクリミッタ１５は動力遮断状態に維持される。そのため、一旦、動力遮断状態となって、ハウジング２３がハブ２４に対して空転し始めると、ピストン部材２８のカム突起２９の先端面２９ｃはハウジング２３の内周面に長らく摺接することになる。

しかしながら、本発明では、ピストン部材２８に、そのカム突起２９の先端面２９ｃに開口する潤滑孔３１を設けるようにしているので、この潤滑孔３１からカム突起２９の先端面２９ｃに潤滑油を供給して、当該先端面２９ｃのハウジング２３の内周面に対する潤滑性を高めることができる。特に、この潤滑孔３１は、ピストン部材２８をハウジング２３の径方向に貫通して設けられているので、ハブ２４の回転の遠心力により、潤滑油を強制的にカム突起２９の先端面２９ｃに供給することができる。したがって、ピストン部材２８のカム突起２９の先端面２９ｃの摩耗を抑えて、このトルクリミッタ１５の耐久性を高めることができる。

また、本実施の形態においては、ピストン部材２８に、潤滑孔３１に加えて潤滑横孔３２を設けるようにしているので、潤滑孔３１を通った潤滑油を、この潤滑横孔３２を通してピストン部材２８の側面にも強制的に供給することができる。特に、この潤滑横孔３２を、ピストン部材２８のハブ２４の回転方向側を向いて開口するように設けているので、カム突起２９とカム溝２５の係合により高い負荷を受けるピストン部材２８の回転方向側を向く側面に、潤滑油を強制的に供給することができる。したがって、ピストン部材２８の負荷が大きい側面におけるシリンダ室２６つまり巻きスリーブ２７の内周面との間の潤滑性を高めて、動力伝達状態の切替え時における、シリンダ室２６の内部でのピストン部材２８の軸方向への動き、つまり、トルクリミッタ１５の切替え動作を滑らかにすることができる。また、ピストン部材２８の側面に十分に潤滑油を供給することができるので、シリンダ室２６の巻きスリーブ２７の内面やピストン部材２８の側面の摩耗の進行を抑制して、トルクリミッタ１５の耐久性を高めることができる。

さらに、本実施の形態においては、ピストン部材２８の側面にクラウニング処理を施しているので、動力切替え時等において、当該側面の軸方向端部におけるシリンダ室２６の内面に対する面圧上昇を抑えて、その作動を安定化させることができる。これにより、このトルクリミッタ１５の作動信頼性を高めることができる。

なお、このトルクリミッタ１５は、ハウジングが図３において半時計回り方向に回転されたときには、カム溝２５の一方の垂直面２５ａとこれに対応するカム突起２９の垂直面２９ａとが係合して、トルクリミッタとしては機能せず、作業機側からトラクタ側に動力が伝達されたときにのみトルクリミッタとして機能することになる。

図８は、図４に示すピストン部材２８の変形例であって、（ａ）はピストン部材２８に潤滑孔３１のみを設けた場合を示す斜視図、（ｂ）はピストン部材２８に潤滑孔３１と潤滑横孔３２とに加えて油溜め部４１をさらに設けた場合を示す斜視図、（ｃ）はピストン部材２８に油溜め部４１のみを設けた場合を示す斜視図である。

図８（ａ）に示すように、ピストン部材２８は、潤滑油供給部として潤滑孔３１のみを設け、潤滑横孔３２を設けない構成とすることもできる。この場合においても、回転によりピストン部材２８のカム突起２９の先端面２９ｃに潤滑油を強制的に供給して、カム突起の２９のハウジング２３の内面に対する潤滑性を高めることができる。

一方、図８（ｂ）に示すように、ピストン部材２８に、潤滑孔３１と潤滑横孔３２とに加えて、潤滑油供給部として油溜め部４１をさらに設けることもできる。

この油溜め部４１は、カム突２９起の先端面２９ｃに開口する潤滑孔３１の両脇に、それぞれ、当該先端面２９ｃに開口する凹形状の穴として形成されており、その内部に潤滑油を保持することができるようになっている。潤滑孔３１や潤滑横孔３２に加えて、カム突起２９の先端面２９ｃに、さらに油溜め部４１を設けることにより、カム突起２９の先端面２９ｃのハウジング２３の内周面に対する潤滑性をさらに高めることができる。なお、図示する場合では、潤滑孔３１の両側にそれぞれ１つの油溜め部４１が設けられるが、その個数は任意に設定することができる。

また、参考技術として、図８（ｃ）に示すように、潤滑油供給部として、油溜め部４１のみをカム突起２９の先端面２９ｃに設けることもできる。図示する場合では、カム突起２９の先端面２９ｃに開口する凹形状の穴として形成された３つの油溜め部４１を並べて設けるようにしているが、その個数や配置は任意に設定することができる。例えば、カム突起２９の表面に、当該カム突起２９に沿って、つまりハウジング２３の軸方向に沿って延びる溝状に形成した潤滑油供給部を設けることもできる。このような油溜め部４１を設けることによっても、当該油溜め部４１に保持した潤滑油を当該先端面２９ｃに供給して、カム突起２９の先端面２９ｃのハウジング２３の内周面に対する潤滑性を高めることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、この駆動軸組立体は、農業用トラクタと作業機との間に限らず、様々な種類の駆動源と被駆動機器との間に設けることができる。

前記実施の形態では、ハウジング２３を回動ヨーク１４に固定し、ハブ２４を連結筒部１６に固定するようにしているが、ハウジング２３を連結筒部１６に固定し、ハブ２４を回動ヨーク１４に固定するようにしてもよい。

また、前記実施の形態では、トルクリミッタ１５を、ドライブシャフト１に対して被駆動側に設けるようにしているが、ドライブシャフト１に対して駆動源側に設けるようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態では、ハウジング２３の内周面に４つのカム溝２５を設け、これに対応してハブ２４に４つのピストン部材２８を設けるようにしているが、これに限らず、伝達トルク等に応じて、カム溝２５やピストン部材２８を、任意の数に設定することができる。

さらに、前記実施の形態においては、ドライブシャフト１を、内側および外側の異形断面のチューブ１ａ，１ｂを軸方向に摺動可能に連結した伸縮可能な構造としたが、これに限らず、ドライブシャフト１を、１本のチューブで構成するようにしてもよい。

１ ドライブシャフト（駆動軸本体）
１ａ 内側非円形チューブ
１ｂ 外側非円形チューブ
２ 広角等速ジョイント（自在継手）
３ ユニバーサルジョイント（自在継手）
４ フランジヨーク
５，６ ヨーク
５ａ，６ａ ブッシュ
７，８ クロスピン
７ａ，８ａ 第１軸
７ｂ，８ｂ 第２軸
９ ガイドハブ
１０ 連結孔
１１ ノックピン
１２ ヨーク
１３ クロスピン
１４ ヨーク
１４ａ ヨーク本体
１５ トルクリミッタ
１６ 連結筒部
１７ 連結孔
１８ 固定ボルト
２０ 安全カバー
２１，２２ ブーツ

２３ ハウジング
２４ ハブ
２５ カム溝
２５ａ 垂直面
２５ｂ 傾斜面
２５ｃ 案内面
２６ シリンダ室
２７ 巻きスリーブ
２８ ピストン部材
２８ａ ピストン本体
２９ カム突起
２９ａ 垂直面
２９ｂ 傾斜面
２９ｃ 先端面
３０ くさび状突起
３０ａ 側面
３０ｂ 先端面
３０ｃ 支持面
３１ 潤滑孔
３２ 潤滑横孔
３３ 切替え機構
３４ 切替えリング
３５ 皿バネセット
３５ａ 皿バネ
３６ リング体
３６ａ 傾斜面
３６ｂ 支持面
３７ スリーブ
３７ａ 軸部
３８ ボルト
３９ Ｖ字溝
４０ シール機構
４１ 油溜め部

Claims (4)

1. 駆動軸本体と、該駆動軸本体の一端に自在継手を介して連結される入力側連結部と、前記駆動軸本体の他端に自在継手を介して連結される出力側連結部とを有する駆動軸組立体であって、
   前記入力側連結部または前記出力側連結部のいずれか一方の連結部と、前記自在継手との間にトルクリミッタが設けられ、
   前記トルクリミッタは、
   内周面に径方向外側へ向けて凹むカム溝を備え、前記連結部または前記自在継手のいずれか一方とともに回転する円筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの径方向に沿って延びるシリンダ室を備え、前記ハウジングの内側に該ハウジングに対して相対回転自在に収容されるとともに前記連結部または前記自在継手のいずれか他方とともに回転するハブと、
   先端にカム突起を備え、前記シリンダ室に装着されて、前記カム突起が前記カム溝に係合する動力伝達位置と、前記カム突起が前記カム溝から離脱した動力遮断位置との間で、前記ハウジングの径方向に移動自在のピストン部材と、
   前記ハブの軸心に沿って配置された支軸に、互いに接近・離反する方向に移動自在に装着された一対のリング体からなり、周方向に延びるＶ字溝と、該Ｖ字溝の開口に連なる該Ｖ字溝よりも広角に傾斜する支持面とを備えた切替えリングと、前記支軸に装着され、一対の前記リング体を互いに接近させる方向に付勢する皿バネとを備え、前記ピストン部材の基端に設けられたくさび状突起を前記支持面で支持して前記ピストン部材を動力伝達位置に保持するとともに、前記ピストン部材からの押し付け力が所定値を超えたときには、一対の前記リング体の間に前記くさび状突起を侵入させて、前記ピストン部材を動力遮断位置に切り替える切替え機構と、を有し、
   前記カム突起の前記ハウジングの内周面に摺接する先端面には、該先端面に潤滑油を供給する潤滑油供給部が設けられており、
   前記潤滑油供給部が、前記ピストン部材を貫通して、前記カム突起の先端面と前記くさび状突起の先端面とに開口する潤滑孔であることを特徴とする駆動軸組立体。
2. 前記ピストン部材に、該ピストン部材の内部で前記潤滑孔に連通するとともに、該ピストン部材の側面に、前記ハブの回転方向側を向いて開口する潤滑横孔をさらに設けた、請求項１記載の駆動軸組立体。
3. 前記潤滑油供給部が、前記カム突起の先端面に開口する凹形状の油溜め部をさらに有する、請求項１または２記載の駆動軸組立体。
4. 前記ピストン部材の前記シリンダ室の内面に摺接する側面が、クラウニング処理されている、請求項１〜３のいずれか1項に記載の駆動軸組立体。

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