(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の距離を隔てて配置された入力軸（４）と出力軸（６）との間の回転動力を伝達する自在継手（５）を備え、該自在継手（５）は、第一盤状部（１８）を有する第一のクロスジョイント（１０）と、第二盤状部（２３）と第三盤状部（３３）とを有する第二のクロスジョイント（２０）と、からなり、前記第一盤状部（１８）と前記第二盤状部（２３）とが連結されているプロペラシャフト構造であって、前記第一から第三の盤状部（１８）、（２３）、（３３）の少なくとも一つには、ポケットホール（１９）、（２４）、（３４）が形成されており、
前記第一のクロスジョイント（１０）は、互いに直交する第一Ｘ軸（１５ａ）及び第一Ｙ軸（１５ｂ）からなる第一クロス軸（１５）と、前記入力軸（４）及び前記出力軸（６）の一方に一体回動可能に連結される第一ハブ（１２）及び前記第一Ｘ軸（１５ａ）を回転自在に支持する第一Ｘ軸ヨーク部（１３）からなるハブ付きヨーク（１１）と、前記第一Ｙ軸（１５ｂ）を回転自在に支持する第一Ｙ軸ヨーク部（１７）及び前記第一盤状部（１８）からなる第一フランジヨーク（１６）と、からなり、
前記第二のクロスジョイント（２０）は、互いに直交する第二Ｘ軸（２５ａ）及び第二Ｙ軸（２５ｂ）からなる第二クロス軸（２５）と、前記第二Ｙ軸（２５ｂ）を回転自在に支持する第二Ｙ軸ヨーク部（２２）及び前記第二盤状部（２３）からなる第二フランジヨーク（２１）と、前記第二Ｘ軸（２５ａ）を回転自在に支持する第二Ｘ軸ヨーク部（３２）及び前記第三盤状部（３３）からなる第三フランジヨーク（３１）と、前記入力軸（４）及び前記出力軸（６）の他方に一体回動可能に連結される第二ハブ（３７）及び前記第三盤状部（３３）に連結される第四盤状部（３８）からなるハブ付きフランジ（３６）と、からなり、
前記第一ポケットホール（１９）に前記第一Ｘ軸ヨーク部（１３）が遊挿され、前記第二ポケットホール（２４）に前記第二Ｘ軸ヨーク部（３２）が遊挿され、かつ、前記第三ポケットホール（３４）に前記第二Ｙ軸ヨーク部（２２）が遊挿されることを特徴とするプロペラシャフト構造。
【請求項２】
前記入力軸（４）及び前記出力軸（６）と前記第一ハブ（１２）及び前記第二ハブ（３７）とは、スプライン嵌合により一体回動可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のプロペラシャフト構造。
【請求項３】
前記第一フランジヨーク（１６）と前記第二フランジヨーク（２１）並びに前記第三フランジヨーク（３１）と前記ハブ付きフランジ（３６）は、それぞれ固定用部材（４０、４５、４６）で着脱可能に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロペラシャフト構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、スピードスプレーヤ等の車輌における原動機から車輪への動力伝達に用いるのに好適な、自在継手を備えたプロペラシャフト構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピードスプレーヤ、トラクター等の車輌における原動機から車輪への動力伝達に、プロペラシャフトが用いられる。
一般的に、入出力軸間に設計上ずれがなく、しかも単一の筐体によって両軸が保持され、軸端距離が短い場合、接手と一般的に呼ばれる固定継手で動力を伝達する例があるが、同様に軸端距離が短い場合でも、例えば、一方の軸がフレームリジッド、他方の軸が防振ゴムによるフローティングマウントである場合などには、コンパクトで軸芯ズレ許容量が大きい自在継手が要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自在継手を備えたプロペラシャフト構造では、軸端距離、例えば、変速機の出力軸（プロペラシャフト入力軸）側とアクスル（デフ）側の入力軸（プロペラシャフト出力軸）との間の距離が特に短い場合は、自在継手を適用することができなかった。
また、自在継手以外の継手（ギヤカップリング、ゴムカップリング、ディスクカップリング等）では、要求されるコスト、着脱性、芯ズレ等の許容量を満たすことができず、また、強大な動力伝達には適さない。
【０００４】
本発明は、前記した如くの問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、軸方向の長さを可及的に短縮できるとともに、偏心、偏角、エンドプレイの、継手にとって不都合なミスアライメント三要素全てを吸収でき、さらに、入出力軸に対して着脱が容易で、組立性及びメンテナンス性の良いプロペラシャフト構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明に係るプロペラシャフト構造は、基本的には、所定の距離を隔てて配置された入力軸と出力軸との間の回転動力を伝達する自在継手を備え、該自在継手は、第一盤状部を有する第一のクロスジョイントと、第二盤状部と第三盤状部とを有する第二のクロスジョイントと、からなり、前記第一盤状部と前記第二盤状部とが連結されている構造であって、前記第一から第三の盤状部の少なくとも一つには、ポケットホールが形成されていることを特徴としている。
【０００６】
この場合、前記第一のクロスジョイントは、互いに直交する第一Ｘ軸及び第一Ｙ軸からなる第一クロス軸と、前記入力軸及び前記出力軸の一方に一体回動可能に連結される第一ハブ及び前記第一Ｘ軸を回転自在に支持する第一Ｘ軸ヨーク部からなるハブ付きヨークと、前記第一Ｙ軸を回転自在に支持する第一Ｙ軸ヨーク部及び前記第一盤状部からなる第一フランジヨークと、からなっている。
【０００７】
また、前記第二のクロスジョイントは、互いに直交する第二Ｘ軸及び第二Ｙ軸からなる第二クロス軸と、前記第二Ｙ軸を回転自在に支持する第二Ｙ軸ヨーク部及び前記第二盤状部からなる第二フランジヨークと、前記第二Ｘ軸を回転自在に支持する第二Ｘ軸ヨーク部及び前記第三盤状部からなる第三フランジヨークと、前記入力軸及び前記出力軸の他方に一体回動可能に連結される第二ハブ及び前記第三盤状部に連結される第四盤状部からなるハブ付きフランジと、からなっている。
【０００８】
更に、本発明のプロペラシャフト構造の具体的な態様としては、前記第一ポケットホールに前記第一Ｘ軸ヨーク部が遊挿され、前記第二ポケットホールに前記第二Ｘ軸ヨーク部が遊挿され、かつ、前記第三ポケットホールに前記第二Ｙ軸ヨーク部が遊挿されることを特徴ととしている。
【０００９】
更にまた、本発明のプロペラシャフト構造の他の好ましい態様では、前記入力軸及び前記出力軸と前記第一ハブ及び前記第二ハブとは、スプライン嵌合により一体回動可能に連結される。
更に他の好ましい態様では、前記第一フランジヨークと前記第二フランジヨーク並びに前記第三フランジヨークと前記ハブ付きフランジは、それぞれ固定用部材で着脱可能に連結される。
【００１０】
このような構成とされた本発明に係るプロペラシャフト構造の好ましい態様においては、第一、第二、及び第三フランジヨークの各盤状部に、それぞれ第一クロス軸の第一Ｘ軸ヨーク部、第二Ｘ軸ヨーク部、第二Ｙ軸ヨーク部が遊挿されるポケットホールが形成されているので、各ヨーク部が傾いてプロペラシャフトが屈折しても、ヨーク部がフランジヨークの盤状部に干渉しないとともに、ヨーク部の先端側がポケットホールに遊挿されていることで、その分、軸方向の長さを短縮することが可能となる。そのため、入出力軸の軸端距離が短く設定されている場合でも適用できる。
【００１１】
また、二つのクロスジョイントを使用し、それらと入力軸及び出力軸との連結をスプライン嵌合で行っているので、二つのクロスジョイントは軸方向にスライド移動可能となり、そのため、偏心、偏角、エンドプレイの、継手にとって不都合なミスアライメント三要素全てを吸収できる。
【００１２】
さらに、二つのクロスジョイントと入力軸及び出力軸との連結をスプライン嵌合で行うとともに、第一フランジヨークと第二フランジヨーク並びに第三フランジヨークとハブ付きフランジは、それぞれボルト類等の固定用部材で着脱可能に連結されるので、入力軸及び出力軸が固定済みであっても、本発明のプロペラシャフトを容易に分解着脱でき、そのため、車軸の組立性及びメンテナンス性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るプロペラシャフト構造の一実施形態を示す部分切欠側面図、図２は図１のプロペラシャフト部分の拡大断面図、図３は図１のプロペラシャフト部分の分解斜視図である。
【００１４】
本実施形態のプロペラシャフト構造１は、第一のクロスジョイント１０と第二のクロスジョイント２０とからなる自在継手５を備えており、例えば、スピードスプレーヤの、図示しない原動機からの動力伝達経路における変速機３の出力軸（プロペラシャフト入力軸４）と、アクスル側（デフ７）の入力軸（プロペラシャフト出力軸６）と、の間に適用されている。この場合、前記入力軸４と前記出力軸６との軸端距離Ｌは、車輌前後方向寸法短縮（車長短縮）の要求から相当短く（例えば、１４５ｍｍ程度に）設定されていて、従来の自在継手を備えたプロペラシャフトは適用できないものとなっている。
【００１５】
前記第一のクロスジョイント１０は、図１、図２、図３に加えて図４を参照すればよくわかるように、互いに直交する第一Ｘ軸１５ａ及び第一Ｙ軸１５ｂからなる第一クロス軸１５と、前記入力軸４に一体回動可能に連結される第一ハブ１２及び前記第一Ｘ軸１５ａを回転自在に支持するコ字状の第一Ｘ軸ヨーク部１３からなるハブ付きヨーク１１と、前記第一Ｙ軸１５ｂを回転自在に支持する第一Ｙ軸ヨーク部１７及び第一盤状部１８からなる第一フランジヨーク１６と、からなっている。
【００１６】
前記入力軸４にはスプライン軸端部４ａが形成され、前記第一ハブ１２にスプライン受部１２ａが形成されており、前記入力軸４と前記ハブ付きヨーク１１（の第一ハブ１２）とは、スプライン嵌合により軸方向にスライド移動可能で、かつ、一体回動可能に連結されている。
【００１７】
前記第一クロス軸１５の前記第一Ｘ軸１５ａ及び前記第一Ｙ軸１５ｂの両端部は、前記第一Ｘ軸ヨーク部１３及び第一Ｙ軸ヨーク部１７に形成された一対の装着穴１３ａ、１３ａ、１７ａ、１７ａに装着されるニードルベアリング４４、４４、・・・により、回動自在に支持されている。
前記第一盤状部１８の中央部には、前記第一Ｘ軸ヨーク部１３が遊挿される、前記第一Ｘ軸１５ａ方向に沿って長い、長方形状の第一ポケットホール１９が形成されている。
【００１８】
一方、前記第二のクロスジョイント２０は、図１、図２、図３に加えて図５及び図６を参照すればよくわかるように、互いに直交する第二Ｘ軸２５ａ及び第二Ｙ軸２５ｂからなる第二クロス軸２５と、前記第二Ｙ軸２５ｂを回転自在に支持する第二Ｙ軸ヨーク部２２及び前記第一盤状部１８に連結される第二盤状部２３からなる第二フランジヨーク２１と、前記第二Ｘ軸２５ａを回転自在に支持する第二Ｘ軸ヨーク部３２及び第三盤状部３３からなる第三フランジヨーク３１と、前記出力軸６のスプライン軸端部６ａに嵌合されて軸方向にスライド移動可能で、かつ、一体回動可能に連結される第二ハブ３７及び前記第三盤状部３３に連結される第四盤状部３８からなるハブ付きフランジ３６と、からなっている。
【００１９】
前記第二クロス軸２５の前記第二Ｘ軸２５ａ及び前記第二Ｙ軸２５ｂの両端部は、前記第二Ｘ軸ヨーク部３２及び前記第二Ｙ軸ヨーク部２２に形成された一対の装着穴３２ａ、３２ａ、２２ａ、２２ａに装着されるニードルベアリング４４、４４、・・・により回動自在に支持されている。
【００２０】
前記第一フランジヨーク１６の前記第一盤状部１８には、９０度間隔で四カ所ボルト挿通穴４１が形成されるとともに、前記第二フランジヨーク２１の前記第二盤状部２３には、前記第一盤状部１８の前記ボルト挿通穴４１に対応する位置に雌ねじ部４２が形成され、該雌ねじ部４２に前記第一盤状部１８側から固定用部材としてボルト４０がねじ込まれて、前記第一フランジヨーク１６と前記第二フランジヨーク２１とが一体的に、かつ、着脱可能にねじ止めにより連結されている。なお、前記第一盤状部１８における前記第一ポケットホール１９の長辺の上下には三日月状の嵌合凸部１８ａ、１８ａが突設されるとともに、前記第二盤状部２３には前記嵌合凸部１８ａ、１８ａが嵌合する嵌合凹部２３ａ、２３ａが設けられて、相互の位置ズレを防止している。
【００２１】
前記第二盤状部２３の中央部には、前記第二Ｘ軸ヨーク部３２が遊挿される、前記第一ポケットホール１９と同様な、前記第二Ｘ軸２５ａ方向に沿って長い、長方形状の第二ポケットホール２４が形成され、さらに、前記第三盤状部３３には、前記第二Ｙ軸ヨーク部２２が遊挿される、前記第二Ｙ軸２５ｂ方向に沿って長い、長方形状の第三ポケットホール３４が形成されている。
【００２２】
前記第三フランジヨーク３１及び前記ハブ付きフランジ３６の前記第三及び第四盤状部３３、３８には、９０度間隔で四カ所ボルト挿通穴４７、４８が形成されており、該ボルト挿通穴４７、４８には前記第四盤状部３８側から固定用部材であるボルト４５が差し込まれて、その先端側に螺合せしめられる固定用部材であるナット４６で、前記第三及び第四盤状部３３、３８が一体的に、かつ、着脱可能にねじ止めにより連結されている。なお、前記第三盤状部３３における前記第三ポケットホール３４の長辺の左右には三日月状の嵌合凸部３３ａ、３３ａが突設されるとともに、前記第四盤状部３８には前記嵌合凸部３３ａ、３３ａが嵌合する嵌合凹部３８ａ、３８ａが設けられて、相互の位置ズレを防止している。
【００２３】
前記出力軸６には前記スプライン軸端部６ａが形成され、前記第二ハブ３７にスプライン受部３７ａが形成されており、前記出力軸６と前記ハブ付きフランジ３６（の第二ハブ３７）とは、スプライン嵌合により軸方向にスライド移動可能で、かつ、一体回動可能に連結されている。また、図２に示される如くに、前記出力軸６の前記スプライン軸端部６ａには、前記ハブ付きフランジ３６の位置規制用の係止板５２が緩く外嵌された軸線方向位置調節用ボルト５１が螺合せしめられている。
【００２４】
このような構成とされた本実施形態のプロペラシャフト構造１においては、第一、第二、及び第三フランジヨーク１６、２１、３１の各盤状部１８、２３、３３に、それぞれ第一Ｘ軸ヨーク部１３、第二Ｘ軸ヨーク部２２、第二Ｙ軸ヨーク部３２が遊挿されるポケットホール１９、２４、３４が形成されているので、各ヨーク部１３、２２、３２が傾いてプロペラシャフト（自在継手５）が屈折しても、ヨーク部１３、２２、３２がフランジヨーク１６、２１、３１の盤状部１８、２３、３３に干渉しないとともに、ヨーク部１３、２３、３３の先端側がポケットホール１９、２４、３４に遊挿されていることで、その分、軸方向の長さ（軸端距離Ｌ）を短縮することが可能となる。そのため、入出力軸の軸端距離が短く設定されている場合でも適用できる。
【００２５】
また、二つのクロスジョイント１０、２０を使用し、それらと入力軸４及び出力軸６との連結をスプライン嵌合で行っているので、二つのクロスジョイント１０、２０は軸方向にスライド移動可能となり、そのため、偏心、偏角、エンドプレイの、継手にとって不都合なミスアライメント三要素全てを吸収できる。
【００２６】
さらに、二つのクロスジョイント１０、２０と入力軸４及び出力軸６との連結をスプライン嵌合で行うとともに、第一フランジヨーク１６と第二フランジヨーク２１並びに第三フランジヨーク３１とハブ付きフランジ３６は、それぞれボルト類４０、４５、４６で着脱可能に連結されるので、入力軸４及び出力軸６が固定済みであっても、本発明のプロペラシャフト構造１を容易に分解着脱でき、そのため、車軸の組立性及びメンテナンス性が向上する。
【００２７】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明によれば、 軸方向の長さを可及的に短縮できるとともに、偏心、偏角、エンドプレイのミスアライメントの継手にとって不都合な三要素全てを吸収でき、さらに、入出力軸に対して着脱が容易で、車軸の組立性及びメンテナンス性の良いプロペラシャフト構造を提供できる 。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロペラシャフト構造の一実施形態を示す部分切欠側面図。
【図２】図１のプロペラシャフト部分の拡大断面図。
【図３】図１のプロペラシャフト部分を示す分解斜視図。
【図４】図２の第一クロスジョイント部分を右斜め上から見た部分切欠斜視図。
【図５】図２の第二クロスジョイント部分（ハブ付きフランジを除く）を左斜め上から見た部分切欠斜視図。
【図６】図２の第二クロスジョイント部分（ハブ付きフランジを除く）を右斜め上から見た部分切欠斜視図。
【符号の説明】
１・・・プロペラシャフト構造
４・・・入力軸
５・・・自在継手
６・・・出力軸
１０・・・第一クロスジョイント
１１・・・ハブ付きヨーク
１２・・・第一ハブ
１３・・・第一Ｘ軸ヨーク部
１５・・・第一クロス軸
１５ａ・・・第一Ｘ軸
１５ｂ・・・第一Ｙ軸
１６・・・第一フランジヨーク
１７・・・第一Ｙ軸ヨーク部
１８・・・第一盤状部
１９・・・第一ポケットホール
２０・・・第二クロスジョイント
２１・・・第二フランジヨーク
２２・・・第二Ｙ軸ヨーク部
２３・・・第二盤状部
２４・・・第二ポケットホール
２５・・・第二クロス軸
２５ａ・・・第二Ｘ軸
２５ｂ・・・第二Ｙ軸
３１・・・第三フランジヨーク
３２・・・第二Ｘ軸ヨーク部
３３・・・第三盤状部
３４・・・第三ポケットホール
３６・・・ハブ付きフランジ
３７・・・第二ハブ
３８・・・第四盤状部
４０、４５、４６・・・ボルト類（固定用部材）
【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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