(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部に自在継手を備えるとともに、その一方の自在継手に基端部が取り付けられたスリーブヨークに対し、他方の自在継手側に基端部が取り付けられたシャフトが、スプライン機構により軸方向に摺動自在に嵌合されているとともに、上記スリーブヨークの内側に形成される空洞の基端側は、上記シャフトの先端部との間にグリース溜めを形成すべくプラグによって封止され、かつ、そのプラグには通気弁が配されたドライブシャフトにおいて、
上記通気弁が弾性材料のみからなる一体成形体であり、中心部に通気用貫通孔が形成されてなる円筒体の軸方向両端にフランジ状の係止部が形成された形状を有し、その各フランジ状の係止部の少なくともいずれか一方の外周面が、先端側ほど小径となるテーパ面であり、かつ、そのテーパ面の先端径は、上記プラグの通気弁取付け用貫通孔の内径寸法よりも小径であって、この通気弁は、上記テーパ面を上記通気弁取付け用貫通孔に押し込むことにより、両端の係止部を除く中央部が上記プラグに形成された通気弁取付け用貫通孔に嵌まり込んで当該プラグに対して取り付けられるとともに、通気弁の上記中央部の外形寸法はプラグの通気弁取付け用貫通孔の内径寸法よりも大きく、当該通気弁のプラグへの取付け状態では、上記両側の係止部が上記通気弁取付け用貫通孔の周囲でプラグの表裏両面に当接した状態で、弾性材料の変形によって上記通気用貫通孔が弾性的に塞がれるように構成されていることを特徴とするドライブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はドライブシャフトに関し、更に詳しくは、スリーブヨークとそれに嵌まり込むシャフトとがスプライン機構によって軸方向に摺動できるタイプのドライブシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドライブシャフトにおいては、一般に、両端部に自在継手を備えるとともに、一方の自在継手にはスリーブヨークの基端部が取り付けられ、他方の自在継手側にはスリーブヨークに嵌まり込むシャフトの基端部が取り付けられる。そして、例えば建設機械等に用いられるドライブシャフトでは、スリーブヨークとして、その内周面に雌スプラインが形成されたスプラインヨークが用いられる一方、シャフトとしてはその外周面に雄スプラインが形成されたスプラインシャフトが用いられ、ヨークとシャフトとがスプライン機構によって相互に軸方向に摺動可能な、いわゆる摺動タイプのドライブシャフトが用いられる。
【０００３】
すなわち、図４に従来の摺動タイプのドライブシャフトの要部を部分断面図で示すように、一方の自在継手（図４においてはその一部をなすクロスベアリング４６のみを図示）には、内周面に雌スプライン４１ａが形成されたスプラインヨーク４１の基端部が取り付けられ、他方の自在継手（同じく図４においてはその一部をなすクロスベアリング４７のみを図示）側には、外周面に雄スプライン４２ａが形成されたスプラインシャフト４２の基端部が中空軸４３を介して取り付けられる。スプラインシャフト４２はその雄スプライン４２ａがスプラインヨーク４１の雌スプライン４１ａに噛み合うようにスプラインヨーク４１内に嵌め込まれ、これにより、スプラインヨーク４１とスプラインシャフト４２とは、相互に回転動力を伝達しつつ、軸方向には摺動できるようになっている。
【０００４】
このような摺動タイプのドライブシャフトにおいては、雌スプライン４１ａと雄スプライン４２ａとの潤滑のために、これらの噛み合い部分にはグリースが封入されるとともに、スプラインヨーク４１内の空洞の基端側は、スプラインシャフト４２の先端部との間にグリース溜めＧを形成すべく、プラグ４４によって封止される。また、スプラインヨーク内の空洞の先端側はシール４８によって密封される。
【０００５】
このような構造において、スプラインヨーク４１とスプラインシャフト４２とが軸方向に相対的に摺動変位することにより、グリース溜めＧの容積が変化することになる。この容積変化に起因するグリース溜めＧ内の圧力変動を抑制するために、グリース溜めＧを外部に連通させるべく、プラグ４４に通気孔を設けるか、あるいは図示のように通気弁４５を設けている。プラグ４４に通気孔を設ける場合は、グリース溜めＧ内のグリースが外部に流出しやすく、また、グリース溜めＧ内に外部のダストが侵入しやすいため、グリースの保持および耐ダスト性を特に必要とする場合には通気弁４５が装着される。
【０００６】
従来のこの種のドライブシャフトに用いられる通気弁４５は、図５にその断面図を示すように、芯金４５ａとそれに一体化されたゴム部４５ｂによって構成され、プラグ４４に対する装着は、図６（Ａ）に断面図を、同図（Ｂ）にその右側面図を示すように、プラグ４４に形成された通気弁取付け用貫通孔４４ａに芯金４５ａを嵌め込んだ状態で、芯金４５ａを例えば２箇所においてかしめる。これにより、図６（Ｂ）に示すように通気弁４５は２箇所のかしめ部Ｃによってプラグ４４に対して固着される。また、芯金４５ａの通気弁取付け用貫通孔４４ａへの挿入部分の外周面には切り欠き部Ｕが形成されており、プラグ４４に対する固着状態においては、この切り欠き部Ｕによってグリース溜めＧが開放されると同時に、ゴム部４５ｂがプラグ４４の表面に弾性的に密着することによって、常時においてはゴム部４５ｂによってグリース溜めＧが密閉状態となり、グリース溜めＧの容積変化時にはゴム部４５ｂとプラグ４４の表面の間を通じてグリース溜めＧに対して空気が流出入できるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の通気弁４５を設けた摺動タイプのドライブシャフトにおいては、グリースの保持性並びに耐ダスト性能は高くなる反面、グリース溜めＧと外部との間の空気の流れは、プラグ４４の表面とそこに密着する通気弁４５のゴム部４５ｂとの間を通過することによって行われることになり、その空気の流れが悪いという欠点がある。すわなち、グリース溜めＧから外部に流出し、あるいは外部からグリース溜めＧに流入する空気は、金属製のプラグ４４の平坦面と、その平坦面に密着するゴム部４５ｂとの間を通過することになり、通気弁４５のプラグ４４への装着状態におけるゴム部５２の変形量（締め代）により、その空気の流れが悪くなり、スプラインヨーク４１とスプラインシャフト４２とが軸方向に相対的に摺動変位したときに、グリース溜めＧ内の圧力を一定に保つことが困難となる結果、スプラインヨークとスプラインシャフトとの見かけ状の摺動抵抗が増大してしまう。
【０００８】
また、以上のような通気弁４５をプラグ４４に対して組み込む際には、通気弁４５をプラグ４４に対してかしめる工程が必要であるために組立工数が多く、しかも通気弁４５は芯金４５ａとゴム部４５ｂによって構成されているため、それ自体の製造原価が高く、全体としてのコストが高くなるという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、従来の通気弁を用いる場合と同等のグリースの保持性および耐ダスト性を保ちながら、空気の流れを良好なものとして、スプラインヨークとスプラインシャフト間の摺動抵抗を小さくするとともに、通気弁自体の製造原価並びにプラグに対する装着工数を低減させることのできる摺動タイプのドライブシャフトの提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のドライブシャフトは、両端部に自在継手を備えるとともに、その一方の自在継手に基端部が取り付けられたスリーブヨークに対し、他方の自在継手側に基端部が取り付けられたシャフトが、スプライン機構により軸方向に摺動自在に嵌合されているとともに、上記スリーブヨークの内側に形成される空洞の基端側は、上記シャフトの先端部との間にグリース溜めを形成すべくプラグによって封止され、かつ、そのプラグには通気弁が配されたドライブシャフトにおいて、上記通気弁が弾性材料のみからなる一体成形体であり、中心部に通気用貫通孔が形成されてなる円筒体の軸方向両端にフランジ状の係止部が形成された形状を有し、その各フランジ状の係止部の少なくともいずれか一方の外周面が、先端側ほど小径となるテーパ面であり、かつ、そのテーパ面の先端径は、上記プラグの通気弁取付け用貫通孔の内径寸法よりも小径であって、この通気弁は、上記テーパ面を上記通気弁取付け用貫通孔に押し込むことにより、両端の係止部を除く中央部が上記プラグに形成された通気弁取付け用貫通孔に嵌まり込んで当該プラグに対して取り付けられるとともに、通気弁の上記中央部の外形寸法はプラグの通気弁取付け用貫通孔の内径寸法よりも大きく、当該通気弁のプラグへの取付け状態では、上記両側の係止部が上記通気弁取付け用貫通孔の周囲でプラグの表裏両面に当接した状態で、弾性材料の変形によって上記通気用貫通孔が弾性的に塞がれるように構成されていることによって特徴づけられる。
【００１１】
本発明は、摺動タイプのドライブシャフトの通気弁に要求される機能、つまり常時はグリース溜めを密封し、その容積変化時に空気の流出入を許容する機能を保ちながら、その構造を抜本的に見直すことによってなされたものである。
【００１２】
すなわち、本発明においては、通気弁を弾性材料のみによって形成したシンプルな構造としてその製造原価の低減を達成するとともに、プラグに対する装着は、プラグに設けられた通気弁取付け用貫通孔に対して挿入するだけで、その両端部に形成されたフランジ状の係止部がプラグの表裏両面に当接した状態となってプラグに対して確実に取り付けられて離脱を防止することができ、組立工数を削減できる。しかも、フランジ状の係止部の少なくとも一方の外周面が、先端側ほど小径となるテーパ面で、そのテーパ面の先端径が、プラグの通気弁取付け用貫通孔の内径寸法よりも小径となっているため、通気弁をそのテーパ面の先端側から通気弁取付け用貫通孔内に挿入していくことが容易である。また、通気弁の両端部の係止部を除く中央部分の外径寸法を、プラグに形成された通気弁取付け用貫通孔の内径寸法よりも大きくして、いわゆる締め代を設けることで、プラグに対する通気弁の取付け状態をより確実なものとすると同時に、その取付け状態においては、通気弁の中心部に設けられた通気用貫通孔が弾性的に塞がれ、これによってグリース溜めは常時は密閉状態となり、かつ、その容積変化時においては空気の流出入が可能となる。
【００１３】
このとき、空気の流れは、全周が弾性材料からなり、その外周側から押圧されて弾性的に塞がれた通気用貫通孔を通るため、従来のように金属製のプラグの平坦面とそこに密着するゴム部との間を通る場合に比して、グリース溜め内部の僅かな圧力変動により良好な流れのもとに空気が流出入する結果、スプラインヨークとスプラインシャフト間の摺動抵抗を減少させることができる。
【００１４】
また、通気弁の両端の係止部の少なくとも一方の外周面を先端ほど小径となるテーパ面とし、その先端径を通気弁取付け用貫通孔の内径寸法よりも小さくする請求項２に係る発明の構成を採用すれば、プラグの通気弁取付け用貫通孔に通気弁を挿入する作業が容易となり、組立の作業性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態の要部の部分断面図であり、図２はその通気弁５の近傍の拡大断面図である。また、図３は通気弁５の非組み込み状態における断面図である。なお、図１においては、ドライブシャフト両端部に設けられる自在継手については、それぞれの一部をなすクロスベアリング６，７のみを図示している。
【００１６】
この例においては、通気弁５を除く部分については図４に示したものと同等の構造を有し、内周面に雌スプライン１ａが形成されたスプラインヨーク１の基端部が一方の自在継手のクロスベアリング６に対して取り付けられ、外周面に雄スプライン２ａが形成されたスプラインシャフト２の基端部は、中空軸３を介して他方の自在継手のクロスベアリング７に取り付けられている。スプラインヨーク１の内部に形成される空洞は、その基端側はスプラインシャフト２の先端部との間にグリース溜めＧを形成すべくプラグ４によって封止されているとともに、同じくその空洞の先端側は、スプラインシャフト２の表面に摺動接触するシール８によって密封されており、グリース溜めＧの内部、および雌スプライン１ａと雄スプライン２ａの噛み合い部分にそれぞれグリースが封入される。
【００１７】
さて、この例における特徴は、グリース溜めＧの通気を司るべく、プラグ４に形成された通気弁取付け用貫通孔４ａに装着された通気弁５にあり、この通気弁５はゴム等の弾性材料のみからなる一体成形体であり、図３に示すように、中心部に通気用貫通孔５ａが形成された円筒体の軸方向両端部に、フランジ状に突出する係止部５ｂが形成された構造を有し、各係止部５ｂの外周面は、先端側ほど小径となるテーパ面５ｃとなっている。このテーパ面５ｃの先端の外径寸法Ｄe は、プラグ４の通気弁取付け用貫通孔４ａの内径寸法ｄt よりも若干小さく、また、両端の係止部５ｂを除く中央部５ｄにおける外径寸法Ｄc は、通気弁取付け用貫通孔４ａの内径寸法ｄt よりも所定寸法だけ大きく設定されており、通気弁取付け用貫通孔４ａと通気弁５の中央部５ｄとの間に、装着時における締め代が設けられている。また、この中央部５ｄの軸方向寸法Ｌc は、通気弁取付け用貫通孔４ａの形成位置におけるプラグ４の厚みＴp と略同等である。
【００１８】
以上の通気弁５は、プラグ４の通気弁取付け用孔４ａに対していずれか一方の係止部５ｂの先端側から挿入することによって、プラグ４に装着される。この装着に当たっては、係止部５ｂの外周のテーパ面５ｃの先端の外径寸法Ｄe が通気弁取付け用貫通孔４ａの内径寸法ｄt よりも小さくなっているが故に、通気弁５をそのテーパ面５ｃの先端側から通気弁取付け用貫通孔４ａ内に挿入していくことが容易であり、ある程度の力で通気弁５を押し込むことによって、全体が弾性体からなる通気弁５は挿入側の係止部５ｂが弾性変形により収縮して通気弁取付け用貫通孔４ａを通過し、装着状態となる。
【００１９】
この装着状態においては、図２に示すように、通気弁５は両端の係止部５ｂがプラグ４の表裏両面に当接するとともに、中央部５ｄが通気弁取付け用貫通孔４ａとの間の締め代により収縮し、通気弁５はプラグ４に対して確実に取り付けられた状態となって、脱落することがない。また、通気弁取付け用貫通孔４ａにより通気弁５の中央部５ｄが収縮することによって、通気弁５の中心部に形成された通気用貫通孔５ａが押し潰され、弾性的に塞がれた状態となる。従って、通気弁５をプラグ４に装着した状態では、スプラインヨーク１とスプラインシャフト２とが軸方向に相対的に摺動変位しない状態、つまりグリース溜めＧの容積変化がない状態では、グリース溜めＧは密封された状態となり、グリース溜めＧ内のグリースが確実に保持されるとともに、外部からのダストの侵入を防止することができる。一方、スプラインヨーク１とスプラインシャフト２とが軸方向に相対的に摺動変位してグリース溜めＧの容積が変化する場合には、外部との圧力差によって、通気弁５の通気用貫通孔５ａを介して、外部からの空気がグリース溜めＧ内に流入し、あるいはグリース溜めＧ内の空気が外部に流出する。
【００２０】
以上の本発明の実施の形態において特に注目すべき点は、通気弁５がゴム等の弾性材料のみによる一体成形体である点であり、これにより、芯金と弾性材料とを一体化した従来の通気弁に比してその製造原価を低減させることができ、更に注目すべき点は、プラグ４に対する通気弁５の組み込み作業が、通気弁取付け用貫通孔４ａに対して、外周面がテーパ面５ｃとなっている一端側の係止部５ｂを挿入するだけでいい点であり、これにより、従来の芯金を用いた通気弁のようなかしめ工程が不要となり、組立工数を大幅に削減することができる。更にまた、グリース溜めＧ内の容積が変化したときの外部との間の空気の流れは、弾性材料の中心に形成され、締め代により弾性的に塞がれている通気用貫通孔５ａを通って行われるため、グリース溜めＧ内の僅かな圧力変動によっても空気が流れ、スプラインヨーク１とスプラインシャフト２間の摺動抵抗を殆ど増大させることがない。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、摺動タイプのドライブシャフトにおけるスプラインヨークの空洞内のスプラインシャフト先端側に形成され、かつ、プラグによって封止されたグリース溜めの通気のための通気弁を、ゴム等の弾性材料のみからなる一体成形体とし、その両端にはフランジ状に突出する係止部を設けて、プラグに形成された通気弁取付け用貫通孔に挿入するだけで、係止部が弾性変形してプラグに対して脱落不能に取り付けられるように構成しているから、従来の芯金と弾性材料とを一体化した通気弁に比して、通気弁自体の製造原価を低減させることが可能となると同時に、プラグに対する装着に際して従来のようなかしめ工程が不要となり、組立工数を大幅に削減することができる。
【００２２】
また、グリース溜めと外部との空気の流通は、全周が弾性材料で、かつ外周からの締め代により弾性的に押し潰された通気用貫通孔を通じて行われるため、従来に比してグリース溜め内の僅かな圧力変動により空気が流出入し、スプラインヨークとスプラインシャフトとの間の摺動抵抗を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の要部の部分断面図である。
【図２】  その通気弁５の近傍の拡大断面図である。
【図３】  非装着状態における通気弁５の断面図である。
【図４】  従来の摺動タイプのドライブシャフトの構成例を示す部分断面図である。
【図５】  図４のドライブシャフトに用いられている通気弁４５の非装着状態における断面図である。
【図６】  図５の従来の通気弁４５の図４のプラグ４４への装着状態の説明図で、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）はその右側面図である。
【符号の説明】
１  スプラインヨーク
１ａ  雌スプライン
２  スプラインシャフト
２ａ  雄スプライン
３  中空軸
４  プラグ
４ａ  通気弁取付け用貫通孔
５  通気弁
５ａ  通気用貫通孔
５ｂ  係止部
５ｃ  テーパ面
５ｄ  中央部
６，７  クロスベアリング
８  シール
Ｇ  グリース溜め
【図１】
0003925889.tif 000002
【図２】
0003925889.tif 000003
【図３】
0003925889.tif 000004
【図４】
0003925889.tif 000005
【図５】
0003925889.tif 000006
【図６】
0003925889.tif 000007