(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0003975565.tif 000002
【図２】
0003975565.tif 000003
【図３】
0003975565.tif 000004