(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間シャフトの両端にダブルカルダン型等速ジョイントを備えたドライブシャフトにおいて、
２つのダブルカルダン型等速ジョイントのヨークを回転軸に対し回転方向に位相を異ならせて、上記中間シャフトの両端に固定し、かつ、上記中間シャフトの両端に固定した２つのヨークの内の駆動側のヨークに対して、従動側のヨークを回転方向に１５°乃至１０５°だけ位相を遅れさせて固定したことを特徴とするダブルカルダン型等速ジョイント付ドライブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダブルカルダン型等速ジョイント付ドライブシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、シングルのカルダンジョイントを２個組み合わせて使用するとき、駆動側,従動側のジョイント角度が同一で一平面内にレイアウトされる場合、図５(ｂ)に示すように、中間軸５１の両側のヨーク５２,５３の位相を同じにする。そうしないと、入力側の回転が出力側に等速伝達されないからである。一般的には、この図５(ｂ)の組み立てを使うが、入出力軸が同一平面上にない場合には、図５(ａ)に示すように、入出力側ヨーク５２,５３の位相を変えて、回転伝達の不等速を最小にするように組み合わされる。
【０００３】
しかし、両側に等速ジョイントを設ける場合であれば、一般的には、どのような位相で組み立てても、必ず等速伝達されるので位相は自由であるが、従来は組み立て上の利便性と上記組立ての治具の兼用性などから入出力のヨークの位相は同位相で組み立てられていた。
【０００４】
従来、たとえば、主に農作業機に使用される高角度等速ジョイントとしてのダブルカルダン型等速ジョイントは、実際にカルダン型等速ジョイントに負荷がかかる作業では、比較的小さな作動角で使用される。一方、農作業機の進行方向を反転するときや農作業機を退避させるための移動時には、上記等速ジョイントは大きな作動角になるが、このとき通常は負荷が作用しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高作動角において負荷をかけて、高角度等速ジョイントを回転させると、ジョイント部での２次偶力の影響が大きくなり、内部構成部品が、組み込みすきまに起因する打音を発生させるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、高作動角における負荷運転においても、ジョイント部での打音を抑えることができ、騒音を低減できるダブルカルダン型等速ジョイント付ドライブシャフトを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のダブルカルダン型等速ジョイント付ドライブシャフトは、中間シャフトの両端にダブルカルダン型等速ジョイントを備えたドライブシャフトにおいて、
２つのダブルカルダン型等速ジョイントのヨークを回転軸に対し回転方向に位相を異ならせて、上記中間シャフトの両端に固定し、かつ、上記中間シャフトの両端に固定した２つのヨークの内の駆動側のヨークに対して、従動側のヨークを回転方向に１５°乃至１０５°だけ位相を遅れさせて固定したことを特徴としている。
【０００８】
この請求項１の発明によれば、２つのヨークの回転軸回りの位相を異ならせて、上記中間シャフトの両端に固定することによって、両ヨークの位相を同一にしたものに比較して、高作動角における回転時の騒音レベルを低減できることを実験で確認できた。
【０００９】
上記中間シャフトの両端に固定した２つのダブルカルダン型等速ジョイントのヨークの回転軸回りの位相を異ならせることによって、ジョイント部での２次偶力の影響を低減でき、内部構成部品による打音を低減できたと考えられる。
【００１０】
図４の騒音特性図に示すように、この請求項１の発明のように、駆動側のヨークに対して、従動側のヨークを回転方向に１５°乃至１０５°だけ位相を遅れさせることによって、騒音レベルを格段に低減できることを実験で確認することができた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１２】
図１に、この発明のダブルカルダン等速ジョイント付ドライブシャフトの実施の形態として、農作業機の畦ローター用等速ジョイント付ドライブシャフトを示す。この実施形態は、両端にピンヨーク１,２が固定された中間シャフト３と、ピンヨーク２に軸支された十字ピン５と、この十字ピン５を軸支するカップリングヨーク６とを備える。カップリングヨーク６は、もう１つの十字ピン７を軸支し、この十字ピン７は、別のピンヨーク８を軸支している。
【００１３】
また、上記中間シャフト３は、内筒３Ａと外筒３Ｂからなり、内筒３Ａがピンヨーク１に固定され、外筒３Ｂがピンヨーク２に固定されている。
【００１４】
図２に示すように、カップリングヨーク６は、２つの円盤状ヨーク部材１１,１２を溶接して形成され、このヨーク部材１１と１２が挟む円盤状の空間に、ガイドディスク１３が配置されている。このガイドディスク１３は、中心に貫通円筒部１５を有し、この貫通円筒部１５の軸方向両側から、貫通円筒部１５にピンヨーク２の先端球状突起２Ａと、ピンヨーク８の先端球状突起８Ａとが挿入されて対向している。なお、上記１対の円盤状ヨーク部材１１,１２とガイドディスク１３との間には、焼き入れされた鋼製プレート(図示せず)が配置され、ガイドディスク１３の円滑な摺動と耐摩耗性を実現している。上記円盤状空間にはグリースが封入され、ガイドディスク１３の円滑な摺動を可能にしている。また、円盤状ヨーク部材１１は突設された軸支部１１Ａを有し、この軸支部１１Ａが十字ピン５を軸支しており、円盤状ヨーク部材１２の突設された軸支部１２Ａが十字ピン７を軸支している。
【００１５】
一方、上記中間シャフト３に固定されたピンヨーク１は、上記ピンヨーク２に対して位相が６０°ずれている。このピンヨーク１は、前記ピンヨーク２と同様に十字ピン３１を軸支している。そして、この十字ピン３１を軸支するカップリングヨーク３２に、もう１つの十字ピン３３と、もう１つのピンヨーク４１が装着されている。このカップリングヨーク３２と２つの十字ピン３１,３３との結合構造は、図２に示した前述のカップリングヨーク６と２つの十字ピン５,７との結合構造と同じである。
【００１６】
この実施形態の等速ジョイント付ドライブシャフトでは、上記ピンヨーク１,十字ピン３１,カップリングヨーク３２,十字ピン３３,もう１つのピンヨーク４１が駆動側ダブルカルダン型等速ジョイント４を構成し、上記ピンヨーク２,十字ピン５,カップリングヨーク６,十字ピン７,ピンヨーク８が従動側カルダン型等速ジョイント９を構成している。そして、従動側のピンヨーク２を、駆動側のピンヨーク１に対して、シャフト回転方向に６０°だけ位相を遅らせて、中間シャフト３に固定した。
【００１７】
上記構成の畦ローター用等速ジョイント付ドライブシャフトは、駆動側ピンヨーク１がエンジン(図示せず)からの回転駆動力を伝達されて回転すると、同時に、従動側ピンヨーク２が回転し、この回転は、十字ピン５,カップリングヨーク６,十字ピン７から、出力側ピンヨーク８に伝達される。
【００１８】
次に、この実施形態について行った回転騒音確認試験について説明する。この試験は、図３に示すように、駆動モータ２１の駆動軸を、駆動側等速ジョイント４のピンヨーク１にカップリングヨークで結合されたもう１つのピンヨーク４１に連結する。一方、吸収モータ(トルク負荷)２２の入力軸に、従動側等速ジョイント９のピンヨーク８を連結する。この連結において、ジョイント４と９との間のジョイント中心間距離を３２０ｍｍとし、ジョイント角度を４５°とした。つまり、駆動側等速ジョイント４のピンヨーク４１に対するピンヨーク１の傾斜角度および従動側等速ジョイント９のピンヨーク８に対するピンヨーク２の傾斜角度を、４５°とした。また、駆動モータ２１の回転数を５４０ｒｐｍとし、負荷トルクを１５０Ｎ・ｍとした。
【００１９】
そして、上記中間シャフト３の中央横に３０ｃｍだけ離隔したところに騒音計４２の検知部４２Ａを配置して、騒音レベルｄＢ(Ａ)を計測した。
【００２０】
図４に、回転騒音確認試験の結果を示す。図４を参照すれば分かるように、位相差角度９０°あるいは、−３０°において、騒音レベルが、９６.５乃至９５.５ｄＢ(Ａ)となった。このレベルは、位相差０°乃至６０°での騒音レベルに比べると低下させることができている。また、位相差角度が６０°を超えるか、あるいは、０°を下回ると騒音レベルが格段に低下し、位相差角度を１２０°あるいは、−６０°に設定した場合おいて、騒音レベルを９５乃至９３.５ｄＢ(Ａ)の最低レベルにすることができた。
【００２１】
この試験結果に基づき、各レベルの中心線をつなぐと、図４に示すようにサイン曲線が得られる。すなわち、位相差角度を、７５°乃至１６５°の範囲、もしくは、−１５°乃至−１０５°の範囲に設定することによって、位相差角度０°に設定した場合に比べて、騒音レベルを格段に低下させることができることが分かった。
【００２２】
尚、上記実施形態では、図１に示すように、等速ジョイント４,９の作動角を４５°にしたが、作動角が４５°未満もしくは４５°以上の場合にも、本発明を適用できることはもちろんである。この作動角の値やヨークの質量、材質あるいは形状寸法に応じて、位相差角を設定することで、騒音低減効果を高めることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明のダブルカルダン型等速ジョイント付ドライブシャフトは、２つのダブルカルダン型等速ジョイントのヨークの回転軸回りの位相を異ならせて中間シャフトの両端に固定した。
【００２４】
この請求項１の発明によれば、２つのダブルカルダン型等速ジョイントのヨークの回転軸回りの位相を異ならせて中間シャフトの両端に固定したことによって、両ヨークの位相を同一にしたものに比較して、高作動角における回転時の騒音レベルを低減できることを実験で確認できた。上記中間シャフトの両端に２つのヨークの回転軸回りの位相を異ならせて固定することによって、ジョイント部での２次偶力の影響を低減でき、内部構成部品による打音を低減できたと考えられる。
【００２５】
また、請求項１の発明のダブルカルダン型等速ジョイント付ドライブシャフトは、上記中間シャフトの両端に固定した２つのヨークの内の駆動側のヨークに対して、従動側のヨークを回転方向に１５°乃至１０５°だけ位相を遅れさせて固定した。
【００２６】
図４の騒音特性図に示すように、この請求項１の発明のように、駆動側のヨークに対して、従動側のヨークを回転方向に７５°乃至１６５°(あるいは、−１５°乃至−１０５°)だけ位相をずらすことによって、騒音レベルを格段に低減できることを実験で確認できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のダブルカルダン型等速ジョイント付ドライブシャフトの実施形態を示す図である。
【図２】  上記実施形態の従動側等速ジョイントの構造を示す半断面図である。
【図３】  上記実施形態を供試品とした騒音試験の概念図である。
【図４】  上記騒音試験結果を示す騒音特性図である。
【図５】  従来のシングルのカルダンジョイントを２ケ組み合わせた場合の模式図である。
【符号の説明】
１,２,８…ピンヨーク、３…中間シャフト、４…駆動側等速ジョイント、
５,７…十字ピン、６…カップリングヨーク、９…従動側等速ジョイント、
１１,１２…ヨーク部材、１３…ガイドディスク、１５…貫通円筒部。
【図１】
0003998380.tif 000002
【図２】
0003998380.tif 000003
【図３】
0003998380.tif 000004
【図４】
0003998380.tif 000005
【図５】
0003998380.tif 000006