(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字軸支持部を有するヨークと、十字軸と、前記十字軸支持部と十字軸とを連結する軸受とを含み、
前記ヨークは、前記軸受を潤滑するための潤滑剤を通す潤滑剤通路を有し、前記十字軸は、前記ヨークの潤滑剤通路から潤滑剤の供給を受けるための潤滑剤供給路を有し、
前記ヨークと前記十字軸との間に、前記潤滑剤供給路と前記潤滑剤通路とを連通させるために設けられた連通部材が、前記ヨークの潤滑剤通路側に配置される一方側と、前記十字軸の潤滑剤供給路側に配置される他方側とに所定の空間を隔てて分離しており、
潤滑剤を供給する場合には、前記ヨークの軸心と前記十字軸の軸心とが一直線となる状態で、前記ヨークの前記潤滑剤通路内の潤滑剤から圧力を受けることで前記連通部材の一方側が他方側に向けて移動し、
前記一方側の移動に伴ない、前記連通部材の一方側が他方側に接続されることにより前記潤滑剤通路と前記潤滑剤供給路とが連通状態に接続される、ことを特徴とする自在継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自在継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械車両のうちホイールローダ等は、旋回半径を小さくするために、躯体が前後に分割され、両躯体は支軸を介して旋回可能に構成されている。車両エンジンおよびトランスミッションは、後部躯体に搭載され、ディファレンシャルは前部躯体に搭載されている。トランスミッションとディファレンシャルは、ドライブシャフトを介して連結されている。
【０００３】
前部躯体と後部躯体とは、支軸を介して旋回可能に構成されているので、ドライブシャフト端部とディファレンシャルとの連結と、ドライブシャフト端部とトランスミッションとの連結は、自在継手で行われる。自在継手は、十字軸支持部を有するヨークと、前記十字軸支持部に設けられた転がり軸受と、この転がり軸受を介して前記十字軸支持部に支持される十字軸とを有する。
【０００４】
この転がり軸受に対しては、必要に応じて潤滑剤を供給する必要があるため、自在継手には、供給装置が設けられている。供給装置は、十字軸の内部に沿って形成される潤滑剤の通路と、十字軸の中心交叉部に形成されて通路に供給するための導入路と、この導入路に取付けられる供給用のニップルとを有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような車両では、ドライブシャフトは回転するため、ニップルに供給管を接続するのは難しい。このため、転がり軸受への供給は、車両の停止時に、人的に行わなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、十字軸支持部を有するヨークと、十字軸と、前記十字軸支持部と十字軸とを連結する軸受とを含み、前記ヨークは、前記軸受を潤滑するための潤滑剤を通す潤滑剤通路を有し、前記十字軸は、前記ヨークの潤滑剤通路から潤滑剤の供給を受けるための潤滑剤供給路を有し、前記ヨークと前記十字軸との間に、前記潤滑剤供給路と前記潤滑剤通路とを連通させるために設けられた連通部材が、前記ヨークの潤滑剤通路側に配置される一方側と、前記十字軸の潤滑剤供給路側に配置される他方側とに所定の空間を隔てて分離しており、潤滑剤を供給する場合には、前記ヨークの軸心と前記十字軸の軸心とが一直線となる状態で、前記ヨークの前記潤滑剤通路内の潤滑剤から圧力を受けることで前記連通部材の一方側が他方側に向けて移動し、前記一方側の移動に伴ない、前記連通部材の一方側が他方側に接続されることにより前記潤滑剤通路と前記潤滑剤供給路とが連通状態に接続される。
【０００７】
本発明によれば、十字軸がヨークに支持された状態で軸心回りに回転している際であっても、潤滑剤が、ヨーク内の潤滑剤通路から十字軸内の潤滑剤供給路へ供給される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る自在継手を、図面を参照して、詳細に説明する。この自在継手は、ホイールローダ等の車両に適用される。
【００１１】
図１はホイールローダの概略構成を示す平面図、図２は、図１に示されるドライブシャフトと自在継手との連結状態を示す平面図、図３は、図２に示される十字軸および針状ころ軸受装置の一部を破断し拡大して示す正面図、図４は、図３に示される自在継手を平面から見た断面図、図５は、図４に示される摺動部材と供給ニップルとが離間している状態を平面から見て示す拡大断面図、図６は、図４に示される摺動部材と供給ニップルとが接触している状態を平面から見て示す拡大断面図、図７は、図５および図６に示される摺動部材と供給ニップルとを接触させる際のタイミングの説明に供する概略図を示す。
【００１２】
図１を参照して、ホイールローダの概略構成を説明する。ホイールローダ１は、エンジン（図示せず）とトランスミッション２を搭載する後部躯体６と、エンジンからの駆動力を前輪に伝達するディファレンシャル３を搭載する前部躯体７とを有する。
【００１３】
後部と前部の両躯体６、７は、支軸部８を介して、水平面内で旋回可能に構成されている。ディファレンシャル３の入力軸３Ａとトランスミッション２の駆動軸２Ａとは、ドライブシャフト４を介して連結されている。ドライブシャフト４とディファレンシャル３の入力軸３Ａと、トランスミッション２の駆動軸２Ａとドライブシャフト４とは、それぞれ、自在継手５Ａ，５Ｂを介して連結されている。この構成により、後部躯体６は、前部躯体７に対して、水平面内で旋回可能でかつ垂直面内で揺動可能に支持される。
【００１４】
図２を参照して、図１に示されるドライブシャフト４と自在継手５Ａ，５Ｂとの連結状態を説明する。２は、後部躯体６のディファレンシャル３は、前部躯体７のディファレンシャル、４は、ドライブシャフト、５Ａ，５Ｂは、自在継手を示す。
【００１５】
自在継手５Ａは、周方向９０°に位相をずらした一対のヨーク９Ａ，９Ｂと、両ヨーク９Ａ，９Ｂ間に介装される十字軸１１と、この十字軸１１を各ヨーク９Ａ，９Ｂに対して揺動自在に支持する針状ころ軸受装置１２ａ〜１２ｄとを有する。ヨーク９Ａは、十字軸支持部１７ａ，１７ｂを有する。ヨーク９Ｂも十字軸支持部を有するが、図１では図面にあらわされていない。
【００１６】
図３を参照して、図２に示される一方の自在継手５Ａにおける十字軸１１および針状ころ軸受装置１２ａ〜１２ｄを説明する。図３において、１２ａ〜１２ｄは、前記針状ころ軸受装置、１７ａ，１７ｂは、一方のヨーク９Ａの十字軸支持部、１７ｂ，１７ｄは、他方のヨーク９Ｂの十字軸支持部、１９ａ〜１９ｄは、十字軸１１のトラニオンを示す。針状ころ軸受装置１２ａ〜１２ｄは、いずれも同じ構成を有する。
【００１７】
十字軸１１は、中心基部１８を有する。十字軸１１は、中心基部１８に周方向に９０°位相をずらして配置される前記トラニオン１９ａ〜１９ｄを有する。ヨーク９Ａの十字軸支持部１７ａ，１７ｂは、ヨーク９Ａの軸部１５に１８０°置きに形成されている。ただし、軸部１５は、図３にはあらわれず、この軸部１５は、前記十字軸１１の中心基部１８から紙面裏側を垂直方向つまりディファレンシャル３側方向に延びる。
【００１８】
ヨーク９Ａの十字軸支持部１７ａ，１７ｂのそれぞれと、十字軸１１のトラニオン１９ａ，１９ｂの端部のそれぞれとは、前記針状ころ軸受装置１２ａ，１２ｂを介して連結されている。ヨーク９Ｂの十字軸支持部１７ｃ、１７ｄのそれぞれと、十字軸１１のトラニオン１９ｃ，１９ｄの端部のそれぞれとは、前記針状ころ軸受装置１２ｃ，１２ｄを介して連結されている。
【００１９】
針状ころ軸受装置１２ａにおいて、３０は、十字軸支持部１７ａに固定される外輪カップ、３２は、外輪カップ３０の内方に配置される複数個の針状ころ、３３は、トラニオン１９ａ端面と外輪カップ３０底面との間に配置されるスラストブッシュ、２７は、外輪カップ３０の開放側に配置されるシール部材である。スラストブッシュ３３は、外輪カップ３０底面の凹部３４に支持される。針状ころ３２の外輪軌道面は、外輪カップ３０の内周面に形成され、また、針状ころ３２の内輪軌道面は、トラニオン１９ａの端部外周面に形成される。
【００２０】
図４を参照して、自在継手５Ａとディファレンシャル３とに設けられる給脂装置を説明する。自在継手５Ａにおいて、ディファレンシャル３側に配置されるヨーク９Ａは、ディファレンシャル３のハウジング１４に挿入される既述の軸部１５を有する。この軸部１５は、ハウジング１４に形成される支持穴２０に挿入されるとともに入力軸３Ａに対してスプライン部１６を介して軸心回りに一体回転可能に連結されている。この軸部１５はまた、軸心方向に沿って一対で配置される転がり軸受２１，２２を介してディファレンシャル３のハウジング１４に、軸心回りに回転自在に支持されている。ヨーク９Ａは、軸部１５のドライブシャフト４側に前記十字軸支持部１７ａ，１７ｂを有する。十字軸支持部１７ａ，１７ｂは、軸部１５に、その回転方向に対して互いに１８０°離れて形成されている。
【００２１】
ヨーク９Ｂは、図４中では仮想線で示されるのみであるが、図２で示すように、ヨーク９Ｂをドライブシャフト４の端部に取付けるための取付け部２９と、図３で示すように、ドライブシャフト４のディファレンシャル３側に十字軸支持部１７ｃ，１７ｄとを有する。この十字軸支持部１７ｃ，１７ｄは、取付け部２９に、その回転方向に対して互いに１８０°離れて形成されている。
【００２２】
ディファレンシャル３は、給脂装置１３Ａを有する。この給脂装置１３Ａは、転がり軸受２１，２２の間の空間である潤滑剤溜り２３と、ハウジング１４の径方向に形成されて潤滑剤溜り２３に連通する潤滑剤供給路２４と、不図示の供給部から潤滑剤２５を、潤滑剤供給路２４に供給するため該潤滑剤供給路２４の入口部に接続された供給配管２６と、潤滑剤溜り２３の潤滑剤２５が漏れるのを防止するため転がり軸受２１，２２の両側に設けられたシール部材２７，２８とを有する。ホイールローダ１は、供給配管２６に潤滑剤２５を供給するための不図示の供給部を備える。
【００２３】
自在継手５Ａ側の給脂装置１３Ｂは、ヨーク９Ａ側の第一供給部３６と、十字軸１１側の第二供給部３７とを有する。第一供給部３６は、軸部１５の中心にその途中から十字軸１１側に向けて延長形成されて開放する第一供給路３８と、第一供給路３８および潤滑剤溜り２３に連通する径方向の導入路１０とを有する。第一供給路３８と、導入路１０とがヨークの潤滑剤通路に対応する。
【００２４】
第二供給部３７は、１８０°離間する一方のトラニオン１９ａ，１９ｂと他方のトラニオン１９ｃ，１９ｄとの中心を貫通するよう形成される第二供給路３９と、十字軸１１の中心基部１８でかつ第二供給路３９どうしの交叉部に連通して形成される中継路４０とを有する。第二供給路３９と中継路４０とが十字軸１１の潤滑剤供給路に対応する。なお、中継路４０は、第二供給路３９の交叉部から軸部１５に向けて垂直に延長して開放されている。
【００２５】
図５に示すように、給脂装置１３Ｂは、第一供給路３８の開口端と中継路４０の開放端とを連通する連通部材４１を有する。この連通部材４１は、第一供給路３８の開口端に摺動自在に嵌合される摺動部材４２と、中継路４０の開放部に取付けられる供給ニップル４３とを有する。
【００２６】
摺動部材４２は、第一供給路３８の開口端よりわずかに小径の胴部４４と、この胴部４４より小径の出退部４５とから一体的に形成される。第一供給路３８の開口端外周面に接触するシールリング４６が、胴部４４の外周面に嵌着されている。軸部１５の端面には、第一供給路３８を塞ぐ大径蓋部材４７が嵌めらている。出退部４５は、この大径蓋部材４７の中心孔４７ａに出退自在に嵌合されている。摺動部材４２は、大径ばね４８によって入力軸３Ａ側に付勢されている。大径ばね４８は、大径蓋部材４７の側面および胴部４４の段付面をばね座としている。
【００２７】
摺動部材４２の中心には、第一連通路４９が形成されている。第一連通路４９の基端部は、第一供給路３８に開放されている。出退部４５の先端面に、供給ニップル４３の先端部と嵌合する凹部３５が形成されている。第一連通路４９の先端部は供給ニップル４３側に開放されている。出退部４５の先端部には、第一リリース弁５０が設けられている。
【００２８】
図６に示すように、第一リリース弁５０は、第一連通路４９を開閉するための弁玉５１と、この弁玉５１を、第一連通路４９を閉じる側に付勢する小径ばね５３とを有する。凹部３５の底面に小径蓋部材５４が嵌められている。小径ばね５３は、小径蓋部材５４の側面と弁玉５１の周面をばね座としている。
【００２９】
大径ばね４８の弾性力は、小径ばね５３の弾性力に比べて弱く設定されている。なお凹部３５に、シールゴム５５が固着されている。小径蓋部材５４と、このシールゴム５５の中心の双方に、第一連通路４９に連通する孔が、それぞれ形成されている。
【００３０】
供給ニップル４３は、十字軸１１の中心基部１８に螺着されている。中継路４０に連通する接続路５６が、供給ニップル４３の中心に形成されている。第二リリース弁５７が、この接続路５６の先端に設けられている。この第二リリース弁５７は、接続路５６を開閉する弁玉５２と、この弁玉５２を、接続路５６を閉じる側に付勢するばね５８とを有する。このばね５８は、サークリップ５９の側面および弁玉５２の周面をばね座とする。
【００３１】
上記した自在継手５Ａと同様の構成の自在継手５Ｂが、駆動軸２Ａとドライブシャフト４との間にも設けられている。この場合、ディファレンシャル３のハウジング１４がトランスミッション２のハウジングに代わり、入力軸３Ａが駆動軸２Ａに代わる。
【００３２】
上記構成において、ホイールローダ１の駆動時は、エンジンがトランスミッション２を介して駆動することでドライブシャフト４は軸心回りに回転する。場合によっては、後部躯体６は，前部躯体７に支軸部８回りに水平面内で旋回し、あるいは円直面内で揺動する。
【００３３】
ここで、自在継手５Ａの針状ころ軸受装置１２ａ〜１２ｂに対して、潤滑剤２５を供給する場合について説明する。まず、後部躯体６と前部躯体７とをほぼ平面視および側面視して一直線上となる状態に、ホイールローダ１を操作する。このようにすることで、図７に実線で示すように、十字軸１１を地面に対してほぼ垂直な姿勢とする。この際、エンジンが駆動は停止しなくてもよい。そして例えば、ホイールローダ１の運転者は、潤滑剤２５を、供給部からディファレンシャル３側の給脂装置１３Ａにおける供給配管２６に供給するよう操作する。そうすると、潤滑剤２５は、供給配管２６から潤滑剤溜り２３に供給される。続いて潤滑剤２５は、潤滑剤溜り２３から、自在継手５Ａ側の給脂装置１３Ｂにおける導入路１０を介して、第一供給路３８に到る。
【００３４】
ここで、大径ばね４８の弾性力は小径ばね５３の弾性力に比べて弱く設定されているので、大径ばね４８によって入力軸３Ａ側に付勢されている摺動部材４２が、まず潤滑剤２５の圧力によって大径ばね４８の弾性に抗して押圧される。これにより、供給ニップル４３に向けて、摺動部材４２の胴部４４が、第一供給路３８の周壁面を摺動する。そうすると、出退部４５の凹部３５と供給ニップル４３の先端部とが嵌合する。
【００３５】
続いて潤滑剤２５が潤滑剤溜り２３から導入路１０に供給されると、今度は第一連通路４９内の潤滑剤２５が、第一リリース弁５０の弁玉５１を小径ばね５３の弾性に抗して押圧する。これにより、弁玉５１が第一連通路４９を開とし、潤滑剤２５が、第一連通路４９から供給ニップル４３の接続路５６側へ向けて供給される。
【００３６】
そしてこの潤滑剤２５の圧力によって、第二リリース弁５７の弁玉５２が、ばね５８の弾性に抗して押圧されて接続路５６が開となり、潤滑剤２５が第一連通路４９から接続路５６、中継路４０、そして第二供給路３９へ供給される。
【００３７】
第二供給路３９へ供給された潤滑剤２５は、外輪カップ３０とトラニオン１９ａ〜１９ｄの端部との間に供給され、針状ころ３２および外輪軌道面、内輪軌道面が潤滑できる。
【００３８】
以上は、ドライブシャフト４と入力軸３Ａの間の自在継手５Ａについて説明した。この供給動作は、駆動軸２Ａとドライブシャフト４との間に設けた自在継手５Ｂでも、同様である。
【００３９】
このように本発明の実施形態によれば、ホイールローダ１における後部躯体６と前部躯体７とがほぼ平面視および側面視して一直線上の状態にあれば、ホイールローダ１の運転操作中であってエンジンの駆動を停止することなく、潤滑剤２５を、ディファレンシャル３側の給脂装置１３Ａから、自在継手５Ａ側の給脂装置１３Ｂに供給して、自在継手５Ａの針状ころ軸受装置１２ａ〜１２ｄに対して供給することができる。従って、従来のような直接的な人的作業によって針状ころ軸受装置１２に対して供給を行わなくてすむ。
【００４１】
また本発明は、建設車両に適用されるのみではない。例えば農業機械に用いられる自在継手、あるいは圧延ロール駆動前後設備用スピンドル等に用いられる自在継手にも適用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、十字軸がヨークに支持された状態で軸心回りに回転している場合であっても、潤滑剤をヨーク内に設けた潤滑剤通路から十字軸内に設けた潤滑剤供給路へ、容易な作業でもって供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるホイールローダの概略構成を示す平面図である。
【図２】同じくドライブシャフトと自在継手との連結状態を示す平面図である。
【図３】同じく十字軸および針状ころ軸受装置の一部破断正面図である。
【図４】同じく一方の自在継手の平面断面図である。
【図５】同じく摺動部材と供給ニップルとが離間している状態を示す断面図である。
【図６】同じく摺動部材と供給ニップルとが接触している状態を示す断面図である。
【図７】同じく摺動部材と供給ニップルとを接触させる際のタイミングを示す概略図である。
【符号の説明】
５Ａ，５Ｂ      自在継手
９Ａ，９Ｂ      ヨーク
１１            十字軸
１２ａ〜１２ｄ  針状ころ軸受装置
１３Ａ，１３Ｂ  給脂装置
１７ａ〜１７ｄ  十字軸支持部
【図１】
0004089287.tif 000002
【図２】
0004089287.tif 000003
【図３】
0004089287.tif 000004
【図４】
0004089287.tif 000005
【図５】
0004089287.tif 000006
【図６】
0004089287.tif 000007
【図７】
0004089287.tif 000008