(57)【要約】【課題】自在継手が有する各軸受部に対して確実な給油が可能となるドライブシャフトを提供する。【解決手段】ドライブシャフトは、第一軸と第二軸とを連結する自在継手１３と、自在継手１３に対する給油のための給油機構３０とを備える。自在継手１３は、四つの軸部を有する十字軸１５、前記軸部それぞれの外周に設けられた軸受部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ、及びカップ２０を有する。給油機構３０は、四つの前記軸受部それぞれに独立して繋がる給油流路３１，３２，３３，３４と、潤滑剤を自動吐出する自動給油装置５５と、自動給油装置５５が接続される入口ポート８５と給油流路が接続される複数の出口ポート８６，８７，８８，８９とを有する多方向弁５６と、多方向弁５６の動作を制御して入口ポート８５と繋がる出口ポートを選択する制御部５７とを有する。【選択図】      図７
2019184022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一軸と、第二軸と、前記第一軸と前記第二軸とを連結する自在継手と、前記自在継手に対する給油のための給油機構と、を備え、
前記自在継手は、四つの軸部を有する十字軸、前記軸部それぞれの外周に設けられた複数の転動体を含む軸受部、及び、前記軸受部をそれぞれ収容するカップを有し、
前記給油機構は、四つの前記軸受部それぞれに独立して繋がる給油流路と、潤滑剤を自動吐出する自動給油装置と、前記自動給油装置が接続される入口ポートと前記給油流路が接続される複数の出口ポートとを有する多方向弁と、前記多方向弁の動作を制御して前記入口ポートと繋がる前記出口ポートを選択する制御部と、を有する、ドライブシャフト。
【請求項２】
前記多方向弁において、前記入口ポートと繋がる前記出力ポートは一つのみである、請求項１に記載のドライブシャフト。
【請求項３】
前記多方向弁は、前記出口ポートを四つ有し、
当該四つの出口ポートそれぞれに四つの給油流路それぞれが接続される、請求項１又は２に記載のドライブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライブシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクを伝達するドライブシャフトは、様々な分野で用いられる。その一例として、ドライブシャフトは、鉄鋼圧延設備に用いられる。鉄鋼圧延設備では、上下に配置された圧延ロールの間にスラブ等の被圧延物を通過させることで圧延が行われる。上下の圧延ロールは、駆動モータにより回転駆動される。上下の圧延ロールと、駆動モータによって回転する上下の出力軸とは、図９に示されるように、上下に配置したドライブシャフト９０によって連結される。限られたスペースに各機器を設置する都合、上下の圧延ロールの中心軸Ｃ２の間隔と、駆動モータ側の上下の出力軸の中心軸Ｃ０の間隔とが異なる。このため、ドライブシャフト９０は、駆動モータ側に接続される駆動軸部９１と圧延ロール側に接続される従動軸部９３との間の中間軸部９２の傾き角度を、変更可能とする構成を備える。つまり、前記構成として、駆動軸部９１と中間軸部９２との間、及び、中間軸部９２と従動軸部９３との間に、自在継手９４が設けられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０は、自在継手９４、中間軸部９２、及び従動軸部９３の分解斜視図である。自在継手９４は、四つの軸部９６を有する十字軸９５を備える。各軸部９６の外周には、複数の円筒ころ９７が設けられ、これら円筒ころ９７はカップ９９に収容される。十字軸９５の各軸部９６を含む四つの領域それぞれにおいて、軸部９６とカップ９９との間にシール１００が設けられる。このシール１００によって、複数の円筒ころ９７を含む軸受部９８が設けられる空間は、独立した密封空間となる。密封空間に設けられた軸受部９８それぞれに対して定期的に給油（給脂）が行われる。
【０００５】
四つの軸受部９８それぞれに対する給油方法として、カップ９９に設けられたグリースニップル１０１を用いて行われる方法がある。従来の給油作業は、グリースガンをグリースニップル１０１に順番に接続して行われる。
【０００６】
図９に示されるように、上下一対のドライブシャフト９０において、駆動モータ側（図９の左側）では上下の間隔は広いが、圧延ロール側（図９の右側）では上下の間隔が狭い。各軸受部９８（図１０参照）に給油するために、グリースニップル１０１にグリースガンを接続して作業を行えばよいが、圧延ロール側では上下の間隔が狭いことから、その作業性が悪い場合がある。
【０００７】
給油作業の困難性等によって軸受部９８に対する給油が不確実であったり、給油忘れがあったりすると、自在継手９４が早期に損傷する。
そこで、本発明は、各軸受部に対して確実な給油が可能となるドライブシャフトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のドライブシャフトは、第一軸と、第二軸と、前記第一軸と前記第二軸とを連結する自在継手と、前記自在継手に対する給油のための給油機構と、を備え、前記自在継手は、四つの軸部を有する十字軸、前記軸部それぞれの外周に設けられた複数の転動体を含む軸受部、及び、前記軸受部をそれぞれ収容するカップを有し、前記給油機構は、四つの前記軸受部それぞれに独立して繋がる給油流路と、潤滑剤を自動吐出する自動給油装置と、前記自動給油装置が接続される入口ポートと前記給油流路が接続される複数の出口ポートとを有する多方向弁と、前記多方向弁の動作を制御して前記入口ポートと繋がる前記出口ポートを選択する制御部と、を有する。
【０００９】
このドライブシャフトによれば、制御部が多方向弁の動作を制御し、多方向弁において、選択された出口ポートが入口ポートと繋がる。入口ポートに接続された自動給油装置が潤滑剤を吐出することにより、入口ポートと繋がる出口ポートに接続された給油流路を通じて、四つの軸部のいずれかのための軸受部に給油が行われる。そして、制御部の制御により、多方向弁において入口ポートと繋がる出口ポートが変更されることで、別の軸部のための軸受部に給油が行われる。以上より、このドライブシャフトによれば、給油が自動化され、確実な給油が可能となる。
【００１０】
また、自動給油装置から吐出された潤滑剤が、複数に分流されて、複数の軸受部に供給されるとした場合、潤滑剤が流れる流路の抵抗の差等が原因となって、給油がされる軸受部と、給油がされ難い軸受部とが発生してしまう可能性がある。そこで、前記多方向弁において、前記入口ポートと繋がる前記出力ポートは一つのみであるのが好ましい。この場合、自動給油装置から吐出された潤滑剤は、一つの給油流路を通じて、一つの軸受部にのみ供給される。このため、潤滑剤が流れる流路の抵抗の差等が原因となって、給油がされ難い軸受部が発生するのを防ぐことができ、給油がより一層確実に行われる。
【００１１】
前記多方向弁は、一つの入口ポートに対して、出口ポートを二つ有する構成であってもよい。この場合、軸受部は四つ存在することから、給油機構には、二つの自動給油装置（第一の自動給油装置と第二の自動給油装置）と、二つの多方向弁（第一の多方向弁と第二の多方向弁）とが含まれる。第一の多方向弁が二つの出口ポート（第一の出口ポートと第二の出口ポート）を有し、第二の多方向弁が二つの出口ポート（第三の出口ポートと第四の出口ポート）を有する。そして、第一から第四の出口ポートそれぞれに四つの給油流路それぞれが接続される。このような構成であってもよいが、前記多方向弁は、前記出口ポートを四つ有し、当該四つの出口ポートそれぞれに四つの給油流路それぞれが接続されるのが好ましい。この場合、給油を必要とする四つの軸受部に対して、多方向弁が一つ、自動給油装置が一つで済む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のドライブシャフトによれば、給油が自動化され、確実な給油が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のドライブシャフトの一例を示す斜視図である。
【図２】自在継手、中間軸部、及び従動軸部の分解斜視図である。
【図３】給油機構が有する給油流路及び多方向弁、並びに、自在継手を説明するための側面図である。
【図４】給油流路及び自在継手を説明するための平面図である。
【図５】自在継手を、従動軸部側から見た図である。
【図６】連結配管の断面図である。
【図７】給油機構を説明するための模式図である。
【図８】給油機構の変形例を示す模式図である。
【図９】ドライブシャフトの説明図である。
【図１０】自在継手、中間軸部、及び従動軸部の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔ドライブシャフトの全体構成について〕
図１は、本発明のドライブシャフトの一例を示す斜視図である。本実施形態のドライブシャフト１０は、鉄鋼圧延設備に用いられる。鉄鋼圧延設備では、図示しないが、上下の圧延ロール間にスラブ等の被圧延物を通過させることで圧延が行われる。圧延ロールは、駆動モータによって回転する。これら圧延ロールと駆動モータとの間にドライブシャフト１０が設けられ、駆動モータのトルクがドライブシャフト１０を通じて圧延ロールに伝達される。
【００１５】
ドライブシャフト１０は、駆動モータ側（図１では左側）に接続される駆動軸部１１と、圧延ロール側（図１では右側）に接続される従動軸部１３と、これら駆動軸部１１と従動軸部１３との間に設けられる中間軸部１２とを備える。駆動軸部１１と中間軸部１２とが自在継手（ユニバーサルジョイント）１４を介して接続され、中間軸部１２と従動軸部１３とが自在継手（ユニバーサルジョイント）１４を介して接続される。圧延ロール側の回転軸（図示せず）の中心軸Ｃ２と駆動モータの出力軸（図示せず）の中心軸Ｃ０とが同一直線上で一致しない場合であっても、自在継手１４により、これら中心軸Ｃ２，Ｃ０に対して中間軸部１２が傾くことで、駆動モータのトルク（回転）が圧延ロールに伝達される。
【００１６】
図２は、自在継手１４、中間軸部１２、及び従動軸部１３の分解斜視図である。図２には従動軸部１３側の自在継手１４が示されている。駆動軸部１１側（図１参照）の自在継手１４も、構成は同様であり、ここでは、その説明を省略する。中間軸部１２は第一ヨーク２１を有し、第一ヨーク２１は一対の第一取付部２３を有する。これら第一取付部２３は、中間軸部１２の中心軸Ｃ１を基準として１８０°離れて設けられる。従動軸部１３は第二ヨーク２２を有し、第二ヨーク２２は一対の第二取付部２４を有する。これら第二取付部２４は、従動軸部１３の中心軸Ｃ２を基準として１８０°離れて設けられる。中間軸部１２の中心軸Ｃ１と、従動軸部１３の中心軸Ｃ２との交点は、自在継手１４が有する十字軸１５の中心点Ｃ４と一致する。このように、ドライブシャフト１０は、軸方向の一方側において、第一ヨーク２１を有する中間軸部（第一軸）１２と、第二ヨーク２２を有する従動軸部１３（第二軸）と、第一ヨーク２１と第二ヨーク２２とを連結する自在継手１４とを備える。
【００１７】
自在継手１４は、四つの軸部１７を有する十字軸１５と、各軸部１７の外周面（軌道面）を転がり接触する複数の転動体としての円筒ころ１８を含む軸受部１９と、四つの軸受部１９それぞれを収容するカップ２０と、カップ２０と軸部１７との間に介在するシール５３とを備える。四つの軸部１７に関して共通する説明では、その符号を「１７」とする。四つの軸部１７を区別する場合、その符号を「１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ」とする。これと同様に、四つのカップ２０及び四つの軸受部１９についてそれぞれを区別する場合、その符号を「２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ」及び「１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ」とする。また、四つの軸部１７を「Ａ軸部１７ａ」「Ｂ軸部１７ｂ」「Ｃ軸部１７ｃ」「Ｄ軸部１７ｄ」と呼んで説明する。Ａ軸部１７ａ、Ｂ軸部１７ｂ、Ｃ軸部１７ｃ、及びＤ軸部１７ｄは、十字軸１５の中心点Ｃ４回りに等間隔で配置されている。Ａ軸部１７ａとＣ軸部１７ｃとは１８０°離れた配置にあり、共通する中心線Ｋ１を有する。図２に示されるように、ＸＹＺの直交座標を設定した場合に、前記中心線Ｋ１は、Ｚ軸と一致する。Ｂ軸部１７ｂとＤ軸部１７ｄとは１８０°離れた配置にあり、共通する中心線Ｋ２を有する。前記中心線Ｋ２は、Ｘ軸と一致する。
【００１８】
各カップ２０には、凸部２５が設けられる。凸部２５は、第一取付部２３又は第二取付部２４に設けられた凹部２６に嵌合する。各カップ２０は、第一ヨーク２１又は第二ヨーク２２にボルト２７を用いて締結され固定される。第一ヨーク２１に、Ａ軸部用のカップ２０ａ及びＣ軸部用のカップ２０ｃが固定される。第二ヨーク２２に、Ｂ軸部用のカップ２０ｂ及びＤ軸部用のカップ２０ｄが固定される。以上の構成により、十字軸１５を固定とした場合、中間軸部１２はＺ軸（共通の中心線Ｋ１）回りに揺動可能であり、従動軸部１３はＸ軸（共通の中心線Ｋ２）回りに揺動可能となる。
【００１９】
このように、自在継手１４は、四つの軸部１７として、中心点Ｃ４を中心として１８０°離れたＡ軸部１７ａ及びＣ軸部１７ｃと、中心点Ｃ４を中心として１８０°離れたＢ軸部１７ｂ及びＤ軸部１７ｄとを有する十字軸１５を備える。自在継手１４は、更に、四つの軸部１７それぞれの外周に設けられた複数の円筒ころ１８を含む軸受部１９、及び、四つの軸受部１９をそれぞれ収容するカップ２０を有する。
【００２０】
そして、第一ヨーク２１は、中心軸Ｃ１を中心として１８０°離れた一対の第一取付部２３，２３を有する。これら第一取付部２３，２３に、Ａ軸部１７ａ及びＣ軸部１７ｃ用のカップ２０ａ，２０ｃが固定される。第二ヨーク２２は、中心軸Ｃ２を中心として１８０°離れた一対の第二取付部２４，２４を有する。これら第二取付部２４，２４に、Ｂ軸部１７ｂ及びＤ軸部用のカップ２０ｂ，２０ｄが固定される。
【００２１】
ドライブシャフト１０は、自在継手１４に対する給油のための給油機構３０（図１参照）を備える。図３は、給油機構３０が有する給油流路及び多方向弁５６、並びに、自在継手１４を説明するための側面図である。図４は、給油流路及び自在継手１４を説明するための平面図である。図３及び図４では、自在継手１４等が断面として示されている。給油機構３０は、前記給油流路として、Ａ軸部１７ａの軸受部１９ａに給油を行なうための第一給油流路３１、Ｂ軸部１７ｂの軸受部１９ｂに給油を行なうための第二給油流路３２、Ｃ軸部１７ｃの軸受部１９ｃに給油を行なうための第三給油流路３３、及び、Ｄ軸部１７ｄの軸受部１９ｄに給油を行なうための第四給油流路３４を有する。
【００２２】
図１において、更に、給油機構３０は、自動給油装置５５と、多方向弁５６と、制御部５７と、バッテリ５８とを有する。本実施形態の多方向弁５６は、一つの入口ポートと、四つの出口ポートとを有する電磁弁である。制御部５７は、多方向弁５６の動作を制御する。バッテリ５８は、多方向弁５６を動作させるための電源である。自動給油装置５５は、潤滑剤を溜めるタンク５５ａ、及び、タンク５５ａの潤滑剤を吐出する電動ポンプ５５ｂを内蔵し、自動給油装置５５（又は制御部５７）に設定されているプログラムにしたがって、所定量の潤滑剤を自動で吐出する機能を有する。自動給油装置５５の具体例として、パルサールブ（ザーレン・コーポレーション株式会社製）等が挙げられる。自動給油装置５５は、潤滑剤を自動吐出する機能（つまり、作業者の操作によって給油が行われる手動以外の機能）を有していればよく、その他の構成であってもよい。
【００２３】
中間軸部１２のうちの従動軸部１３側の一部に、多方向弁５６と、この多方向弁５６の入口ポートに接続された自動給油装置５５とが設けられる。中間軸部１２のうちの駆動軸部１１側の一部に、別の多方向弁５６と、この多方向弁５６の入口ポートに接続された（別の）自動給油装置５５とが設けられる。従動軸部１３側と駆動軸部１１側とで、多方向弁５６及び自動給油装置５５の構成は同じである。本実施形態では、二つの多方向弁５６のために制御部５７及びバッテリ５８が共用される。従動軸部１３側と駆動軸部１１側とで構成が同じであることから、以下において、従動軸部１３側における多方向弁５６、自動給油装置５５、及び前記給油流路３１，３２，３３，３４について説明する。
【００２４】
図３及び図４において、中間軸部１２の外周面に一部（第一ヨーク２１の近傍）に多方向弁５６が取り付けられる。多方向弁５６が有する四つの出口ポート８６，８７，８８，８９に第一給油流路３１、第二給油流路３２、第三給油流路３３、及び第四給油流路３４が接続される。多方向弁５６から、四つの軸受部１９それぞれに、第一給油流路３１、第二給油流路３２、第三給油流路３３、及び第四給油流路３４が延びて設けられる。これら給油流路３１，３２，３３，３４を通じて、軸受部１９に潤滑剤（グリース）の供給が行われる。以下において、潤滑剤の流れを基準として、多方向弁５６側が「上流」側、各軸受部１９側が「下流」側となる。以下、給油機構３０の各部について説明する。
【００２５】
四つの給油流路（第一の給油流路３１、第二の給油流路３２、第三の給油流路３３、及び第四の給油流路３４）は、四つの軸受部１９それぞれに独立して繋がる。前記「独立して」とは、一つの給油流路は他の給油流路に接続されないという意味である。例えば、第一の給油流路３１は、多方向弁５６から第一の軸受部１９ａに繋がり、他の軸受部（１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）に繋がらない。なお、「軸受部１９ａに繋がり」とは、厳密に説明すると、軸受部１９ａが設けられる環状空間に繋がることを意味する。給油流路３１，３２，３３，３４の具体的構成については、後で説明する。
【００２６】
図７は、給油機構３０を説明するための模式図である。自動給油装置５５の潤滑剤の吐出口が、多方向弁５６の入口ポート８５に接続される。第一の出口ポート８６に第一の給油流路３１が接続される。第二の出口ポート８７に第二の給油流路３２が接続される。第三の出口ポート８８に第三の給油流路３３が接続される。第四の出口ポート８９に第四の給油流路３４が接続される。
【００２７】
多方向弁５６は、ソレノイドによって移動する弁体５６ａを内部に有する。弁体５６ａの位置に応じて、四つの出口ポート８６，８７，８８，８９のうちの一つと、入口ポート８５とが連通する。弁体５６ａの位置（つまり、ソレノイドの動作）の制御は、制御部５７によって行われる。つまり、制御部５７が多方向弁５６に指令信号を送信することで、多方向弁５６が動作する。
【００２８】
自在継手１４に対して給油を行なうタイミングになると、次の給油動作が自動的に（自立的に）開始される。なお、このタイミングは制御部５７によって管理され、自動的に給油が開始される。本実施形態の給油機構３０は、ドライブシャフト１０が回転途中であっても給油動作を実行可能である。給油動作が開始されると、制御部５７は、入口ポート８５と繋がる出口ポートを、四つの出口ポート８６，８７，８８，８９の中から順番に一つずつ切り替える制御を行なう。そして、入口ポート８５と繋がる出口ポート（８６，８７，８８，８９）が切り替えられる毎に、自動給油装置５５が潤滑剤を吐出する。これにより四つの軸受部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの全てに対して順番に給油を行なうことができる。
【００２９】
給油動作の具体例を説明する。入口ポート８５と第一の出口ポート８６とが繋がった状態となり、所定時間について、この状態が継続され、この所定時間において、自動給油装置５５は潤滑剤を吐出する。これにより、Ａ軸部用の軸受部１９ａに給油が行われる。この給油が終わると、入口ポート８５と第二の出口ポート８７とが繋がった状態となり、所定時間について、この状態が継続され、この所定時間において、自動給油装置５５は潤滑剤を吐出する。これにより、Ｂ軸部用の軸受部１９ｂに給油が行われる。この給油が終わると、入口ポート８５と第三の出口ポート８８とが繋がった状態となり、所定時間について、この状態が継続され、この所定時間において、自動給油装置５５は潤滑剤を吐出する。これにより、Ｃ軸部用の軸受部１９ｃに給油が行われる。この給油が終わると、入口ポート８５と第四の出口ポート８９とが繋がった状態となり、所定時間について、この状態が継続され、この所定時間において、自動給油装置５５は潤滑剤を吐出する。これにより、Ｄ軸部用の軸受部１９ｄに給油が行われる。このように、給油機構３０が給油動作を開始すると、全て（四つ）の軸受部１９に対する給油が順に行われる。なお、軸受部１９への給油の順番はこれに限らない。
【００３０】
このように、本実施形態の給油機構３０は、多方向弁５６と制御部５７とを有する。多方向弁５６は、自動給油装置５５が接続される入口ポート８５と、四つの給油流路３１，３２，３３，３４が接続される四つ出口ポート８６，８７，８８，８９とを有する。制御部５７は、多方向弁５６の動作を制御して、四つの出口ポート８６，８７，８８，８９の中から、入口ポート８５と繋がる出口ポートを選択する制御を行なう。
【００３１】
この給油機構３０を備えるドライブシャフト１０によれば、制御部５７が多方向弁５６の動作を制御し、多方向弁５６において、選択された出口ポート（例えば第一の出口ポート８６）が入口ポート８５と繋がる。入口ポート８５に接続された自動給油装置５５が潤滑剤を吐出することにより、入口ポート８５と繋がる出口ポート（第一の出口ポート８６）に接続された給油流路（第一給油流路３１）を通じて、四つの軸部１７のいずれかのための軸受部１９（第一軸受部１９ａ）に給油が行われる。そして、制御部５７の制御により、多方向弁５６において入口ポート８５と繋がる出口ポートが変更されることで（例えば第二の出口ポート８７が選択されることで）、別の軸部１７のための軸受部１９（第二軸受部１９ｂ）に給油が行われる。以下、同様に、残りの出口ポート（８８，８９）について、入口ポート８５と繋がる出口ポートが変更される。このように、本実施形態のドライブシャフト１０によれば、給油が自動化され、四つの軸受部１９に対して確実な給油が可能となる。
【００３２】
ここで、例えば多方向弁５６において入口ポート８５と繋がる出口ポートが二つ（複数）であり、自動給油装置５５から吐出された潤滑剤が二つに分流されて、二つの軸受部（例えば、１９ａ，１９ｂ）に供給されるとした場合、潤滑剤が流れる流路の抵抗の差等が原因となって、給油がされる軸受部（１９ａ）と、給油がされ難い軸受部（１９ｂ）とが発生してしまう可能性がある。すなわち、前記のとおりカップ２０と軸部１７との間にはシール５３が設けられる（図７参照）。これらカップ２０と軸部１７との間の軸受部１９に対して、給油機構３０が追加的に給油を行なうことで、古い潤滑剤を、シール５３を通じて排出することができる。シール５３の軸部１７に対する密封力にはばらつきがある。例えば、Ａ軸部用の軸受部１９ａが設けられるカップ２０ａとＡ軸部１７ａとの間の環状空間を密封するシール５３が、Ｂ軸部用の軸受部１９ｂが設けられるカップ２０ｂとＢ軸部１７ｂとの間の環状空間を密封するシール５３と比較して、密封力が弱いとする。この場合、前記のとおり潤滑剤を二つに分流させて、二つの軸受部１９ａ，１９ｂに均等に供給しようとしても、次のとおりとなる。つまり、Ａ軸部１７ａ側のシール５３から潤滑剤が漏れ出やすいため、第一給油流路３１を含む流路の抵抗が小さくなり、自動給油装置５５から潤滑剤が吐出されても、実際には、Ａ軸部用の軸受部１９ａ側の方に偏って給油がされ、Ｂ軸部用の軸受部１９ｂ側にはほとんど給油がされない。この場合、Ｂ軸部用の軸受部１９ｂにおいて、早期に異常が発生する可能性がある。
【００３３】
そこで、本実施形態では、前記のとおり、多方向弁５６において入口ポート８５と繋がる出力ポートは一つのみである。この構成により、自動給油装置５５から吐出された潤滑剤は、一つの給油流路を通じて、一つの軸受部１９にのみ供給される。このため、潤滑剤が流れる流路の抵抗の差等が原因となって、給油がされ難い軸受部１９が発生するのを防ぐことができる。この結果、四つの軸受部１９に対して給油がより一層確実に行われる。
【００３４】
図７に示される給油機構３０では、多方向弁５６は、十字軸１５の軸部１７と同数である四つの出口ポート８６，８７，８８，８９を有する。これら四つの出口ポート８６，８７，８８，８９それぞれに、四つの給油流路３１，３２，３３，３４それぞれが接続される。つまり、一つの出口ポートと、軸受部１９が設けられるカップ２０と軸部１７との間の一つの環状空間とが一対一で給油流路を介して接続される。この場合、給油を必要とする四つの軸受部１９に対して、多方向弁５６が一つ、自動給油装置５５が一つで済む。
【００３５】
これに対して、図８に示される形態では、多方向弁５６は、一つの入口ポート８５に対して、出口ポートを二つ有する構成である。図８は、給油機構３０の変形例を示す模式図である。軸受部１９は四つ存在することから、多方向弁５６において入口ポート８５と繋がる出力ポートを一つのみとするために、給油機構３０には、二つの自動給油装置５５（第一の自動給油装置５５−１と第二の自動給油装置５５−２）と、二つの多方向弁５６（第一の多方向弁５６−１と第二の多方向弁５６−２）とが含まれる。四つの給油流路３１，３２，３３，３４の構成は、図７の場合と同じであるが、これらうちの二つ（第一給油流路３１及び第二給油流路３２）が第一の多方向弁５６−１に接続され、残りの二つ（第三給油流路３３及び第四給油流路３４）が第二の多方向弁５６−２に接続される。
【００３６】
このように図８に示される形態では、第一の多方向弁５６−１が二つの出口ポート８６，８７（第一の出口ポート８６と第二の出口ポート８７）を有する。第二の多方向弁５６−２が二つの出口ポート８８，８９（第三の出口ポート８８と第四の出口ポート８９）を有する。そして、第一から第四の出口ポート８６，８７，８８，８９それぞれに四つの給油流路３１，３２，３３，３４それぞれが接続される。一方の多方向弁５６−１は、自動給油装置５５−１が接続される入口ポート８５と、二つの給油流路３１，３２が接続される二つの出口ポート８６，８７とを有する。他方の多方向弁５６−２は、自動給油装置５５−２が接続される入口ポート８５と、二つの給油流路３３，３４が接続される二つの出口ポート８８，８９とを有する。制御部５７は、二つの多方向弁５６−１，５６−２の動作をそれぞれ制御して、入口ポート８５と繋がる出口ポートを選択する制御を行なう。
【００３７】
図８の形態においても、多方向弁５６−１，５６−２それぞれにおいて、入口ポート８５と繋がる出力ポートは一つのみである。このため、第一の自動給油装置５５−１から吐出された潤滑剤は、Ａ軸部用の軸受部１９ａとＢ軸部用の軸受部１９ｂとのうちのいずれか一方の軸受部１９にのみ供給される。そして、第一の多方向弁５６−１において、出口ポートの切り替えが行われ、軸受部１９ａ，１９ｂのうちの他方の軸受部１９に潤滑剤が供給される。これと同様に、第二の多方向弁５６−２に繋がる第二の自動給油装置５５−２から吐出された潤滑剤は、Ｃ軸部用の軸受部１９ｃとＤ軸部用の軸受部１９ｄとのうちのいずれか一方の軸受部１９にのみ供給される。そして、第二の多方向弁５６−２において、出口ポートの切り替えが行われ、軸受部１９ｃ，１９ｄのうちの他方の軸受部１９に潤滑剤が供給される。このため、潤滑剤が流れる流路の抵抗の差等が原因となって、給油がされ難い軸受部が発生するのを防ぐことができ、四つの軸受部１９に対して給油がより一層確実に行われる。
【００３８】
以上のように、図７の形態及び図８の形態それぞれにおいて、自動給油装置５５から吐出される潤滑剤が多方向弁５６によって分配され、選択された一つの軸受部１９にのみ潤滑剤が供給される。そして、多方向弁５６の切り替え動作によって、潤滑剤を供給する軸受部１９が順番に変更される。よって、前記各形態の給油機構３０を備えるドライブシャフト１０によれば、給油が自動化され、四つの軸受部１９に対して確実な給油が可能となる。
【００３９】
〔給油流路の具体的構成について〕
給油機構３０は、次に説明する四つの給油流路３１，３２，３３，３４を有する。なお、これら給油流路３１，３２，３３，３４は、本実施形態の構成に限定されず、他の構成であってもよい。
【００４０】
＜第一給油流路３１の説明＞
図３において、多方向弁５６から第一ヨーク２１の外周面の一部２１ａまで、Ａ軸部用の配管３６が設けられる。第一ヨーク２１の前記一部２１ａから径方向内方に向かって径方向孔３７が形成され、この径方向孔３７から軸方向に向かって第一軸方向孔３８が形成される。第一軸方向孔３８の下流端は、凹部２６において開口する。これら径方向孔３７及び第一軸方向孔３８により構成されるＡ軸部用のＬ字形の孔４０は、第一ヨーク２１を貫通する。Ａ軸部用のカップ２０ａには、第二軸方向孔３９が形成される。第二軸方向孔３９は、カップ２０ａの筒部２８ａを貫通し、その上流端は、凸部２５において開口し、その下流端は、Ａ軸部用の軸受部１９ａに向かって開口する。第一軸方向孔３８の下流側の開口と、第二軸方向孔３９の上流側の開口とは、対向する配置にある。第一ヨーク２１とカップ２０ａとの間に形成される隙間にはＡ軸部用の接続管２９ａが設けられる。接続管２９ａは、第一軸方向孔３８と第二軸方向孔３９とを接続する。
【００４１】
この構成により、第一出口ポート８６から注入された潤滑剤は、配管３６、Ｌ字形の孔４０、接続管２９ａ、及び第二軸方向孔３９を通過し、軸受部１９ａに供給される。以上より、第一給油流路３１は、第一ヨーク２１側からＡ軸部１７ａの軸受部１９ａに給油を行なうための流路であり、第一ヨーク２１及びＡ軸部用のカップ２０ａをそれぞれ貫通する孔（４０，３９）を含んで構成される。
【００４２】
＜第二給油流路３２の説明＞
図３及び図４において、多方向弁５６から第一ヨーク２１の外周面の他の一部２１ｂまで、Ｂ軸部用の配管４１が設けられる。第一ヨーク２１の前記一部２１ｂから径方向内方に向かって径方向孔４２（図４参照）が形成され、この径方向孔４２から軸方向に向かって第一軸方向孔４３が形成される。第一軸方向孔４３は、中間軸部１２の中心軸Ｃ１（図３参照）から径方向外側（Ａ軸部１７ａ側）に位置ずれして設けられる。図４において、これら径方向孔４２及び第一軸方向孔４３により構成されるＢ軸部用の上流側流路４５は、第一ヨーク２１を貫通する。上流側流路４５の下流側の開口に、連結配管６０ｂの取り付け用の孔部４４が設けられる。孔部４４に連結配管６０ｂの上流側端部が取り付けられる。Ｂ軸部用の連結配管６０ｂは、内部に潤滑剤を通過させる流路を有する。連結配管６０ｂについては後にも説明する。
【００４３】
図３及び図４において、十字軸１５の胴部１６に、軸方向に貫通するＢ軸部用の孔４６が形成される。この孔４６は、前記軸方向孔４３と同様に、十字軸１５の中心点Ｃ４（図３参照）を通過する軸線（十字軸１５の中心軸Ｃ３）から径方向外側（Ａ軸部１７ａ側）に位置ずれして設けられる。この孔４６は、十字軸１５の中心軸Ｃ３に平行な方向に沿った貫通孔である。孔４６の一方側に連結配管６０ｂの下流側端部が位置した状態にある。孔４６の他方側に取付軸４７が設けられる。取付軸４７は、貫通孔により構成された中間流路４７ａを有すると共に、連結配管６０ｂの下流側端部と接続される。中間流路４７ａは、中心軸Ｃ３に平行な直線に沿った貫通孔である。
【００４４】
図４において、十字軸１５には、胴部１６において開口するＢ軸部用の第一給油孔部４８と、この第一給油孔部４８と繋がるＢ軸部用の第二給油孔部４９とが設けられる。第二給油孔部４９は、Ｂ軸部１７ｂの表面（本実施形態では、外周側の端面５０ｂ）で開口する。これら第一給油孔部４８と第二給油孔部４９とにより、Ｂ軸部用の給油孔５１が構成される。この給油孔５１は、十字軸１５を貫通する。
【００４５】
図５は、自在継手１４を、従動軸部１３側から見た図である。図５では、十字軸１５の胴部１６以外が断面として示されている。前記中間流路４７ａの下流側の端部から、前記第一給油孔部４８まで、配管により構成されるＢ軸部用の下流側流路５２が設けられる。下流側流路５２は、十字軸１５の胴部１６に沿って設けられる。下流側流路５２は、Ｂ軸部用の中間流路４７ａと、Ｂ軸部用の給油孔５１とを繋ぐ外部の配管である。
【００４６】
この構成により（図４参照）、第二の出口ポート８７から注入された潤滑剤は、配管４１、Ｌ字形の上流側流路４５、Ｂ軸部用の連結配管６０ｂ、中間流路４７ａ、下流側流路５２、及びＢ軸部用の給油孔５１を通過し、端面５０ｂとカップ２０ｂとの間を経て、軸受部１９ｂに供給される。以上より、第二給油流路３２は、第一ヨーク２１側からＢ軸部１７ｂの軸受部１９ｂに給油を行なうための流路となる。
【００４７】
連結配管６０ｂについて説明する。図６は、連結配管６０ｂの断面図である。図６では、中間軸部１２の中心軸Ｃ１に対して十字軸１５の中心軸Ｃ３が傾斜した状態にある。連結配管６０ｂは、直線状の配管部６２と、配管部６２の下流側の端部に設けられた球面継手部６３とを有する。本実施形態では、更に配管部６２の上流側の端部にも球面継手部６１が設けられる。上流側の球面継手部６１（後述の球面座６５）が、第一ヨーク２１に取り付けられる。Ｂ軸部用の第一軸方向孔４３とＢ軸部用の連結配管６０ｂの流路とが繋がる。下流側の球面継手部６３（後述の球面座６５）が十字軸１５の孔４６に取付軸４７と共に取り付けられる。Ｂ軸部用の連結配管６０ｂの流路とＢ軸部用の中間流路４７ａとが繋がる。本実施形態の配管部６２は、二重管構造を有し、長手方向に伸縮自在の構成を有する。
【００４８】
球面継手部６１，６３は同じ構成である。球面継手部６１，６３それぞれは、配管部６２と一体である球面体部６４と、球面体部６４を支持する球面座６５とを有する。球面体部６４が球面座６５に沿って揺動自在であり、この揺動の中心は、球面体部６４（球面座６５）の中心点Ｑ１となる。このため、球面継手部６１，６３それぞれにおいて、配管部６２は中心点Ｑ１を中心として首振り動作可能となる。つまり、球面継手部６１，６３それぞれで、中心点Ｑ１を中心とする配管部６２の傾き角度が変更自在となる。下流側の球面継手部６３において、前記首振り動作の中心点Ｑ１は、図３に示されるように、Ａ軸部１７ａとＣ軸部１７ｃとの共通する中心線Ｋ１上に位置する。以下において、この中心線Ｋ１を「共通中心線Ｋ１」という。
【００４９】
以上より、Ｂ軸部用の連結配管６０ｂは、中間流路４７ａとの接続位置に設けられる継手部（球面継手部６３）を有する。この継手部（球面継手部６３）は、共通中心線Ｋ１上の位置で首振り動作可能となる。
【００５０】
＜第三給油流路３３の説明＞
第三給油流路３３は、第一給油流路３１と同様の構成を有する。図３において、多方向弁５６から第一ヨーク２１の外周面の他の一部２１ｃまで、Ｃ軸部用の配管６６が設けられる。第一ヨーク２１の前記一部２１ｃから径方向内方に向かって径方向孔６７が形成され、この径方向孔６７から軸方向に向かって第一軸方向孔６８が形成される。第一軸方向孔６８の下流端は、凹部２６において開口する。これら径方向孔６７及び第一軸方向孔６８により構成されるＣ軸部用のＬ字形の孔７０は、第一ヨーク２１を貫通する。Ｃ軸部用のカップ２０ｃには、第二軸方向孔６９が形成される。第二軸方向孔６９は、カップ２０ｃの筒部２８ｃを貫通し、その上流端は、凸部２５において開口し、その下流端は、Ｃ軸部用の軸受部１９ｃに向かって開口する。第一軸方向孔６８の下流側の開口と、第二軸方向孔６９の上流側の開口とは、対向する配置にある。第一ヨーク２１とカップ２０ｃとの間に形成される隙間にはＣ軸部用の接続管２９ｃが設けられる。接続管２９ｃは、第一軸方向孔６８と第二軸方向孔６９とを接続する。
【００５１】
この構成により、第三出口ポート８８から注入された潤滑剤は、配管６６、Ｌ字形の孔７０、接続管２９ｃ、及び第二軸方向孔６９を通過し、軸受部１９ｃに供給される。以上より、第三給油流路３３は、第一ヨーク２１側からＣ軸部１７ｃの軸受部１９ｃに給油を行なうための流路であり、第一ヨーク２１及びＣ軸部用のカップ２０ｃをそれぞれ貫通する孔（７０，６９）を含んで構成される。
【００５２】
＜第四給油流路３４の説明＞
第四給油流路３４は、第二給油流路３２と同様の構成を有する。図３において、多方向弁５６から第一ヨーク２１の外周面の他の一部２１ｄまで、Ｄ軸部用の配管７１が設けられる。第一ヨーク２１の前記一部２１ｄから径方向内方に向かって径方向孔７２が形成され、この径方向孔７２から軸方向に向かって第一軸方向孔７３が形成される。第一軸方向孔７３は、中間軸部１２の中心軸Ｃ１から径方向外側（Ｃ軸部１７ｃ側）に位置ずれして設けられる。これら径方向孔７２及び第一軸方向孔７３により構成されるＤ軸部用の上流側流路７５は、第一ヨーク２１を貫通する。上流側流路７５の下流側の開口に、連結配管６０ｄの取り付け用の孔部７４が設けられる。この孔部７４に連結配管６０ｄの上流側端部が取り付けられる。Ｄ軸部用の連結配管６０ｄは、内部に潤滑剤を通過させる流路を有する。Ｄ軸部用の連結配管６０ｄは、Ｂ軸部用の連結配管６０ｂと同じ構成を有する。
【００５３】
十字軸１５の胴部１６に、軸方向に貫通するＤ軸部用の孔７６が形成される。この孔７６は、前記軸方向孔７３と同様に、十字軸１５の中心軸Ｃ３から径方向外側（Ｃ軸部１７ｃ側）に位置ずれして設けられる。この孔７６は、十字軸１５の中心軸Ｃ３に平行な方向に沿った貫通孔である。孔７６の一方側に連結配管６０ｄの下流側端部が位置した状態にある。孔７６の他方側に取付軸７７が設けられる。取付軸７７は、貫通孔により構成された中間流路７７ａを有すると共に、連結配管６０ｄの下流側端部と接続される。中間流路７７ａは、中心軸Ｃ３に平行な直線に沿った貫通孔である。
【００５４】
図４において、十字軸１５には、胴部１６において開口するＤ軸部用の第一給油孔部７８と、第一給油孔部７８と繋がるＤ軸部用の第二給油孔部７９とが設けられる。第二給油孔部７９は、Ｄ軸部１７ｄの表面（本実施形態では、外周側の端面５０ｄ）で開口する。これら第一給油孔部７８と第二給油孔部７９とにより、Ｄ軸部用の給油孔８１が構成される。この給油孔８１は、十字軸１５を貫通する。
【００５５】
図５において、前記中間流路７７ａの下流側の端部から、前記第一給油孔部７８まで、配管により構成されるＤ軸部用の下流側流路８２が設けられる。下流側流路８２は、十字軸１５の胴部１６に沿って設けられる。下流側流路８２は、Ｄ軸部用の中間流路７７ａと、Ｄ軸部用の給油孔８１とを繋ぐ外部の配管である。
【００５６】
この構成により（図３参照）、第四の出口ポート８９から注入された潤滑剤は、配管７１、Ｌ字形の上流側流路７５、Ｄ軸部用の連結配管６０ｄ、中間流路７７ａ、下流側流路８２（図５参照）、及びＤ軸部用の給油孔８１を通過し、端面５０ｄとカップ２０ｄとの間を経て、軸受部１９ｄに供給される。以上より、第四給油流路３４は、第一ヨーク２１側からＤ軸部１７ｄの軸受部１９ｄに給油を行なうための流路となる。
【００５７】
前記のとおり、Ｄ軸部用の連結配管６０ｄは、Ｂ軸部用の連結配管６０ｂと同じ構成を有する。このため、図３において、Ｄ軸部用の連結配管６０ｄが有する下流側の球面継手部６３において、Ｄ軸部用の連結配管６０ｄの配管部６２は、中心点Ｑ２を中心として首振り動作可能となる。前記首振り動作の中心点Ｑ２は、共通中心線Ｋ１上に位置する。以上より、Ｄ軸部用の連結配管６０ｄは、中間流路７７ａとの接続位置に設けられる継手部（球面継手部６３）を有する。この継手部（球面継手部６３）は、共通中心線Ｋ１上の位置で首振り動作可能となる。
【００５８】
〔本実施形態のドライブシャフト１０について〕
前記構成を備えるドライブシャフト１０によれば（図２参照）、中間軸部（第一軸）１２の中心軸Ｃ１と、従動軸部１３（第二軸）の中心軸Ｃ２とが同一直線上にない状態で回転した場合、自在継手１４によって、共通中心線Ｋ１を基準として中心軸Ｃ１，Ｃ２の傾きが周期的に変化する。このため、第一ヨーク２１とＢ軸部１７ｂ（Ｂ軸部用のカップ２０ｂ）との相対位置が周期的に変化する。例えば、図４に示される状態（つまり、中心軸Ｃ１，Ｃ２が同一直線上に位置する状態：この状態を「基準状態」という。）から、中間軸部１２に対して従動軸部１３が図４において下方側へ揺動することで、中間軸部１２の中心軸Ｃ１と従動軸部１３の中心軸Ｃ２との間に傾きが発生したとする。この場合、前記基準状態と比較して、Ｂ軸部１７ｂ（Ｂ軸部用のカップ２０ｂ）は、第一ヨーク２１から離れる。なお、このように中心軸Ｃ１，Ｃ２間で傾きが発生した状態が、図６に示されている。Ｂ軸部１７ｂ（Ｂ軸部用のカップ２０ｂ）は第一ヨーク２１から離れるが、共通中心線Ｋ１上の位置からは、第一ヨーク２１の各部までの距離が変化しない。そこで、本実施形態では、Ｂ軸部１７ｂに給油を行なうための第二給油流路３２が前記のとおり構成されており、図６に示されるように、Ｂ軸部用の連結配管６０ｂの継手部（球面継手部）６３が共通中心線Ｋ１上の位置で首振り動作が可能である。このため、Ｂ軸部１７ｂ（図４参照）の軸受部１９ｂについても、中間軸部１２側から給油作業を行なう給油構造を得ることが可能となる。つまり、Ａ軸部１７ａ（図３参照）の軸受部１９ａの他に、Ｂ軸部１７ｂの軸受部１９ｂについても、中間軸部１２側に設けられた多方向弁５６から給油作業を行なうことが可能となる。
【００５９】
更に、本実施形態では、Ｄ軸部１７ｄの軸受部１９ｄに対して、第一ヨーク２１側から給油を行なうための第四給油流路３４は、Ｂ軸部用の第二給油流路３２と同様の構成を有する（図３参照）。つまり、Ｄ軸部用の連結配管６０ｄの継手部（球面継手部）６３が、共通中心線Ｋ１上の位置で首振り動作が可能である。このため、Ｂ軸部用の軸受部１９ｂの場合と同様、Ｄ軸部用の軸受部１９ｄについても、中間軸部１２側に設けられた多方向弁５６から給油作業を行なう給油構造を得ることが可能となる。
【００６０】
以上より、本実施形態の給油流路の構成によれば、Ａ軸部１７ａ、Ｂ軸部１７ｂ、Ｃ軸部１７ｃ、及びＤ軸部１７ｄの各軸受部１９について、中間軸部１２側に設けられた多方向弁５６から（一箇所から）集中的に給油作業を行なうことが可能となる。
そして、各形態（図７、図８参照）の給油機構３０を備えるドライブシャフト１０によれば、給油が自動化され、四つの軸受部１９に対して確実な給油が可能となる。
【００６１】
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１０：ドライブシャフト
１２：中間軸部（第一軸）  １３：従動軸部（第二軸）  １４：自在継手
１５：十字軸              １７：軸部                １８：円筒ころ（転動体）
１９：軸受部              ２０：カップ              ３０：給油機構
３１：第一給油流路        ３２：第二給油流路        ３３：第三給油流路
３４：第四給油流路        ５５：自動給油装置        ５６：多方向弁
５７：制御部              ８５：入口ポート
８６，８７，８８，８９：出口ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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