JP2018141484A - Drive shaft - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive shaft capable of suppressing contact between mountain parts which form ridges outside of a boot.SOLUTION: A drive shaft 1 includes: an intermediate shaft 11; a velocity universal joint 13 mounted on an end part 12 of the intermediate shaft 11; and a boot 14 provided striding over the intermediate shaft 11 and the velocity universal joint 13, and for surrounding and covering between the intermediate shaft 11 and the velocity universal joint 13. The boot 14 has a bellows part 33 in which ridge parts 36 forming ridges toward the outside and valley parts 37 forming valleys are formed alternately between one end part mounted on the intermediate shaft 11 and the other end part mounted on the velocity universal joint 13. The intermediate shaft 11 has a swollen part 51 whose outer peripheral surface swells further radially outside than both side portions in an axial direction of corresponding portions, at the portion between the end part 12 on which the velocity universal joint 13 is mounted and the portion on which the boot 14 is mounted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両用のドライブシャフトに関する。   The present invention relates to a drive shaft for a vehicle.

自動車などの車両では、駆動源からの動力がトランスミッション（変速機）に入力され、トランスミッションで変速された動力がデファレンシャルギヤおよびドライブシャフトなどを介して駆動輪に伝達される。   In vehicles such as automobiles, power from a drive source is input to a transmission (transmission), and power shifted by the transmission is transmitted to drive wheels via a differential gear, a drive shaft, and the like.

ドライブシャフトは、デファレンシャルギヤと駆動輪との間に架設され、車幅方向に延びている。ドライブシャフトは、中間シャフトと、その中間シャフトの両端に取り付けられた等速自在継手とで構成され、等速自在継手の機能により、デファレンシャルギヤと駆動輪との相対変位を許容するとともに、デファレンシャルギヤから出力される回転を等回転速度で駆動輪に伝達する。   The drive shaft is installed between the differential gear and the drive wheel, and extends in the vehicle width direction. The drive shaft is composed of an intermediate shaft and constant velocity universal joints attached to both ends of the intermediate shaft. The function of the constant velocity universal joint allows relative displacement between the differential gear and the drive wheel, and the differential gear. Is transmitted to the drive wheels at a constant rotational speed.

図５は、ドライブシャフト１０１のデファレンシャルギヤ側の端部の断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the end portion of the drive shaft 101 on the differential gear side.

中間シャフト１０２のデファレンシャルギヤ側の端部には、等速自在継手１０３が取り付けられている。等速自在継手１０３の内部には、グリースが充填されている。グリースの漏れを防止するため、中間シャフト１０２と等速自在継手１０３とに跨がって、ブーツ１０４が設けられている。ブーツ１０４は、ゴムからなり、中間シャフト１０２に外嵌される小径端部１０５、等速自在継手１０３に外嵌される大径端部１０６および小径端部１０５と大径端部１０６との間の蛇腹状の蛇腹部１０７を一体的に有している。   A constant velocity universal joint 103 is attached to an end of the intermediate shaft 102 on the differential gear side. The constant velocity universal joint 103 is filled with grease. In order to prevent the leakage of grease, a boot 104 is provided across the intermediate shaft 102 and the constant velocity universal joint 103. The boot 104 is made of rubber, and has a small-diameter end 105 that is externally fitted to the intermediate shaft 102, a large-diameter end 106 that is externally fitted to the constant velocity universal joint 103, and a space between the small-diameter end 105 and the large-diameter end 106. The bellows-like bellows portion 107 is integrally provided.

特開２０１０−１９２９１号公報JP 2010-19291 A 実開昭６０−１５９２３２号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-159232

従来のドライブシャフト１０１では、車両の走行中にドライブシャフト１０１の作動角（デファレンシャルギヤの回転軸線に対する角度）が大きくなると、図５に示されるように、蛇腹部１０７の外側に山となる山部１０８同士が接触し、中間シャフト１０２の揺動および摺動に伴って山部１０８同士が擦れ合って摩耗する。   In the conventional drive shaft 101, when the operating angle of the drive shaft 101 (the angle with respect to the rotational axis of the differential gear) increases during traveling of the vehicle, as shown in FIG. 108 come into contact with each other, and as the intermediate shaft 102 swings and slides, the crests 108 rub against each other and wear.

本発明の目的は、ブーツの外側に山となる山部同士の接触を抑制できる、ドライブシャフトを提供することである。   The objective of this invention is providing the drive shaft which can suppress the contact of the peak parts used as a peak on the outer side of boots.

前記の目的を達成するため、本発明に係るドライブシャフトは、中間シャフトと、中間シャフトの端部に取り付けられた等速自在継手と、中間シャフトと等速自在継手とに跨がって設けられ、中間シャフトと等速自在継手との間を取り囲んで覆うブーツとを含み、ブーツは、中間シャフトに装着される一端部と等速自在継手に装着される他端部との間に、外側に向かって山となる山部と谷となる谷部とが交互に形成された蛇腹部を有し、中間シャフトは、等速自在継手が取り付けられた端部とブーツが装着された部分との間の部分に、その外周面が当該部分に対する軸線方向の両側部分よりも径方向外側に膨出する膨出部を有している。   In order to achieve the above object, a drive shaft according to the present invention is provided across an intermediate shaft, a constant velocity universal joint attached to an end of the intermediate shaft, and the intermediate shaft and the constant velocity universal joint. A boot that surrounds and covers between the intermediate shaft and the constant velocity universal joint, and the boot is disposed between the one end portion attached to the intermediate shaft and the other end portion attached to the constant velocity universal joint. It has a bellows part that is alternately formed with a peak part that becomes a mountain and a valley part that becomes a valley, and the intermediate shaft is between the end where the constant velocity universal joint is attached and the part where the boot is attached. This portion has a bulging portion whose outer peripheral surface bulges radially outward from both axial portions of the portion.

この構成によれば、中間シャフトに膨出部が形成されているので、ドライブシャフトの作動角が大きくなったときに、ブーツの谷部が膨出部と接触し、その膨出部と接触した谷部の両側の山部同士の接近が阻止される。これにより、ブーツの山部同士が接触することを抑制でき、山部同士が擦れ合うことによる山部の摩耗を抑制できる。   According to this configuration, since the bulging portion is formed on the intermediate shaft, when the operating angle of the drive shaft is increased, the valley portion of the boot is in contact with the bulging portion and is in contact with the bulging portion. Access between the peaks on both sides of the valley is blocked. Thereby, it can suppress that the peak parts of a boot contact, and can suppress wear of the peak part by the peak parts rubbing.

また、膨出部が形成されていることにより、車両の駆動輪から中間シャフト（ドライブシャフト）に入力される負荷による応力が膨出部の起点（膨出部と膨出部に対して軸線方向に隣接する部分との境界）に集中する。そのため、中間シャフトに過大な負荷が入力されたときに、膨出部の起点に応力による破損が生じやすい。その結果、その膨出部の起点に破損（分断）が生じても、中間シャフトにおける膨出部の駆動輪側にブーツが装着されているので、中間シャフトの動きがブーツに規制され、中間シャフトが振れ回ることを抑制できる。   Further, since the bulging portion is formed, the stress caused by the load input from the drive wheel of the vehicle to the intermediate shaft (drive shaft) causes the bulging portion to start (in the axial direction with respect to the bulging portion and the bulging portion). Concentrate on the border with the adjacent part. Therefore, when an excessive load is input to the intermediate shaft, damage due to stress tends to occur at the starting point of the bulging portion. As a result, even if damage (partition) occurs at the starting point of the bulging portion, the boot is mounted on the drive wheel side of the bulging portion of the intermediate shaft, so the movement of the intermediate shaft is restricted by the boot, and the intermediate shaft Can be suppressed.

さらには、中間シャフトの加工内容の変更により中間シャフトに膨出部を形成できるので、低コストで、ブーツの摩耗の抑制による耐久性の向上および中間シャフトの破損時の振れ回りの抑制による安全性の向上を図ることができる。   Furthermore, since the bulging part can be formed in the intermediate shaft by changing the processing content of the intermediate shaft, the cost is low, the durability is improved by suppressing the wear of the boot, and the safety by suppressing the swing around when the intermediate shaft is broken Can be improved.

本発明によれば、ブーツの山部同士が接触することを抑制でき、山部同士が擦れ合うことによる山部の摩耗を抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the peak parts of a boot contact, and can suppress wear of the peak part by the peak parts rubbing.

本発明の一実施形態に係るドライブシャフトの要部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part structure of the drive shaft which concerns on one Embodiment of this invention. 図１に示されるドライブシャフトの作動角が大きい状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the operating angle of the drive shaft shown in FIG. 1 is large. ドライブシャフト（膨出部）の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a drive shaft (bulging part). ドライブシャフト（膨出部）の他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of a drive shaft (bulging part). 従来のドライブシャフトのデファレンシャルギヤ側の端部の断面図である。It is sectional drawing of the edge part by the side of the differential gear of the conventional drive shaft.

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

＜ドライブシャフトの構成＞
図１および図２は、本発明の一実施形態に係るドライブシャフト１の要部構成を示す断面図である。 <Configuration of drive shaft>
FIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views showing the main configuration of a drive shaft 1 according to an embodiment of the present invention.

ドライブシャフト１は、自動車などの車両に用いられて、デファレンシャルギヤと駆動輪（いずれも図示せず）との間に架設され、デファレンシャルギヤと駆動輪との相対変位を許容するとともに、デファレンシャルギヤの動力（回転）を速度変化なく駆動輪に伝達する。ドライブシャフト１は、中間シャフト１１と、中間シャフト１１のデファレンシャルギヤ側の端部１２に取り付けられた等速自在継手１３と、中間シャフト１１と等速自在継手１３との間を取り囲んで覆うブーツ（インナブーツ）１４とを含む。   The drive shaft 1 is used for a vehicle such as an automobile, and is installed between a differential gear and a drive wheel (both not shown), and allows relative displacement between the differential gear and the drive wheel. Power (rotation) is transmitted to the drive wheels without speed change. The drive shaft 1 includes an intermediate shaft 11, a constant velocity universal joint 13 attached to an end 12 of the intermediate shaft 11 on the differential gear side, and a boot that surrounds and covers the intermediate shaft 11 and the constant velocity universal joint 13 ( Inner boot) 14.

なお、図示されていないが、中間シャフト１１の駆動輪側（端部１２と反対側）の端部にも等速自在継手が取り付けられている。   Although not shown, a constant velocity universal joint is also attached to the end of the intermediate shaft 11 on the drive wheel side (the side opposite to the end 12).

等速自在継手１３は、摺動式トリポード型等速ジョイントであり。等速自在継手１３は、車幅方向の外側に開放された中空部２１を有するハウジング（外輪）２２と、中空部２１に収容されたトリポード（内輪）２３とを備えている。トリポード２３には、中間シャフト１１の端部１２がスプライン嵌合している。中空部２１には、グリースが充填されている。   The constant velocity universal joint 13 is a sliding tripod type constant velocity joint. The constant velocity universal joint 13 includes a housing (outer ring) 22 having a hollow portion 21 opened to the outside in the vehicle width direction and a tripod (inner ring) 23 accommodated in the hollow portion 21. The end portion 12 of the intermediate shaft 11 is spline-fitted to the tripod 23. The hollow portion 21 is filled with grease.

ブーツ１４は、弾性を有する樹脂材料（たとえば、ゴム）からなり、小径端部３１、大径端部３２および蛇腹部３３を一体的に有する筒状をなしている。小径端部３１は、ブーツ１４の一端部に形成されており、中間シャフト１１に外嵌されて、その外側からブーツバンド３４で締め付けられることにより中間シャフト１１に固定されている。大径端部３２は、ブーツ１４の他端部に形成されており、ハウジング２２に外嵌されて、その外側からブーツバンド３５で締め付けられることによりハウジング２２に固定されている。蛇腹部３３は、小径端部３１と大径端部３２との間で径方向外側に向かって山となる山部３６および谷となる谷部３７とが交互に並ぶ蛇腹状をなし、小径端部３１と大径端部３２とを連結している。   The boot 14 is made of an elastic resin material (for example, rubber) and has a cylindrical shape integrally including a small diameter end portion 31, a large diameter end portion 32, and a bellows portion 33. The small-diameter end portion 31 is formed at one end portion of the boot 14, is externally fitted to the intermediate shaft 11, and is fixed to the intermediate shaft 11 by being tightened by a boot band 34 from the outside. The large-diameter end portion 32 is formed at the other end portion of the boot 14, is fitted on the housing 22, and is fixed to the housing 22 by being tightened with a boot band 35 from the outside. The bellows portion 33 has a bellows shape in which crest portions 36 and trough portions 37 are alternately arranged between the small-diameter end portion 31 and the large-diameter end portion 32 in a radially outward direction. The part 31 and the large diameter end part 32 are connected.

かかる構成により、ブーツ１４は、中間シャフト１１と等速自在継手１３との間に跨がって設けられ、中間シャフト１１と等速自在継手１３との間を取り囲んで覆い、その内部から外部にグリースが漏出することを防止している。   With this configuration, the boot 14 is provided across the intermediate shaft 11 and the constant velocity universal joint 13 so as to surround and cover the intermediate shaft 11 and the constant velocity universal joint 13, and from the inside to the outside. Prevents grease from leaking out.

中間シャフト１１におけるブーツ１４の小径端部３１が外嵌される部分４１は、軸線方向の両側に隣接する部分と比較して、外周面が径方向外側に膨出している。この膨出した部分４１の外周面の軸線方向の中央部には、径方向内側に一段凹んだ溝４２がその全周にわたって形成されている。ブーツバンド３４が溝４２と径方向に対向する位置に巻かれて、ブーツバンド３４により小径端部３１が締め付けられることにより、小径端部３１の一部が溝４２に入り込む。これにより、ブーツ１４の小径端部３１が中間シャフト１１に対してその軸線方向（ブーツ１４が中間シャフト１１に対して挿抜される方向）に強固に固定される。   A portion 41 of the intermediate shaft 11 to which the small-diameter end portion 31 of the boot 14 is externally fitted has an outer peripheral surface that bulges outward in the radial direction as compared with portions adjacent to both sides in the axial direction. A groove 42 that is recessed one step radially inward is formed over the entire circumference in the central portion of the outer peripheral surface of the bulged portion 41 in the axial direction. The boot band 34 is wound at a position facing the groove 42 in the radial direction, and the small diameter end portion 31 is tightened by the boot band 34, so that a part of the small diameter end portion 31 enters the groove 42. Thereby, the small-diameter end 31 of the boot 14 is firmly fixed to the intermediate shaft 11 in the axial direction (the direction in which the boot 14 is inserted into and removed from the intermediate shaft 11).

また、等速自在継手１３のハウジング２２におけるブーツ１４の大径端部３２が外嵌される部分４３の外周面には、径方向内側に一段凹んだ凹部４４が局所的に形成されている。ブーツバンド３５が凹部４４と径方向に対向する位置に巻かれて、ブーツバンド３５により大径端部３２が締め付けられることにより、大径端部３２の一部が凹部４４に入り込む。これにより、ブーツ１４の大径端部３２がハウジング２２に対してその軸線方向（ブーツ１４がハウジング２２に対して挿抜される方向）に強固に固定される。   Further, a concave portion 44 is formed locally on the outer peripheral surface of a portion 43 of the housing 22 of the constant velocity universal joint 13 where the large-diameter end portion 32 of the boot 14 is fitted. The boot band 35 is wound at a position facing the concave portion 44 in the radial direction, and the large diameter end portion 32 is tightened by the boot band 35, whereby a part of the large diameter end portion 32 enters the concave portion 44. Thereby, the large-diameter end portion 32 of the boot 14 is firmly fixed to the housing 22 in the axial direction (direction in which the boot 14 is inserted into and removed from the housing 22).

そして、中間シャフト１１は、端部１２とブーツ１４の小径端部３１が外嵌される部分４１との間の一部分に、その外周面が当該一部分に対する軸線方向の両側に隣接する部分よりも径方向外側に膨出する膨出部５１を有している。膨出部５１は、中間シャフト１１の径方向に延びる円環面５２と、円環面５２の外周端から中間シャフト１１の軸線方向と平行をなして端部１２側に延びる円筒面５３と、円筒面５３の端部１２側の端縁から端部１２側に先細りとなるテーパ面５４とを有している。   The intermediate shaft 11 has a diameter between a portion between the end portion 12 and the portion 41 to which the small-diameter end portion 31 of the boot 14 is fitted, and an outer peripheral surface thereof having a diameter larger than a portion adjacent to both sides in the axial direction with respect to the portion. It has a bulging portion 51 that bulges outward in the direction. The bulging portion 51 includes an annular surface 52 extending in the radial direction of the intermediate shaft 11, a cylindrical surface 53 extending from the outer peripheral end of the annular surface 52 to the end 12 side in parallel with the axial direction of the intermediate shaft 11, The cylindrical surface 53 has a tapered surface 54 that tapers from the edge on the end 12 side toward the end 12 side.

＜作用効果＞
このように、中間シャフト１１に膨出部５１が形成されているので、図２に示されるように、ドライブシャフト１の作動角が大きくなったときに、ブーツ１４の谷部３７が膨出部５１と接触し、その膨出部５１と接触した谷部３７の両側の山部３６同士の接近が阻止される。これにより、ブーツ１４の山部３６同士が接触することを抑制でき、山部３６同士が擦れ合うことによる山部３６の摩耗を抑制できる。 <Effect>
Thus, since the bulging part 51 is formed in the intermediate shaft 11, as shown in FIG. 2, when the operating angle of the drive shaft 1 is increased, the valley part 37 of the boot 14 is bulged. 51, and the approach of the ridges 36 on both sides of the trough 37 in contact with the bulging portion 51 is prevented. Thereby, it can control that peak parts 36 of boot 14 contact, and wear of peak part 36 by peak parts 36 rubbing can be controlled.

また、膨出部５１が形成されていることにより、車両の駆動輪から中間シャフト１１（ドライブシャフト１）に入力される負荷による応力が膨出部５１の起点（膨出部５１と膨出部５１に対して軸線方向に隣接する部分との境界）に集中する。そのため、中間シャフト１１に過大な負荷が入力されたときに、膨出部５１の起点に応力による破損が生じやすい。その結果、その膨出部５１の起点に破損（分断）が生じても、中間シャフト１１における膨出部５１の駆動輪側にブーツ１４の小径端部３１が装着されているので、中間シャフト１１の動きがブーツ１４に規制され、中間シャフト１１が振れ回ることを抑制できる。   Further, since the bulging portion 51 is formed, stress due to a load input from the drive wheel of the vehicle to the intermediate shaft 11 (drive shaft 1) causes the bulging portion 51 to start (the bulging portion 51 and the bulging portion). 51 is concentrated on a boundary between adjacent portions in the axial direction with respect to 51. Therefore, when an excessive load is input to the intermediate shaft 11, the starting point of the bulging portion 51 is likely to be damaged due to stress. As a result, even if the start point of the bulging portion 51 is broken (separated), the small-diameter end portion 31 of the boot 14 is mounted on the drive wheel side of the bulging portion 51 in the intermediate shaft 11. Is restricted by the boot 14, and the intermediate shaft 11 can be prevented from swinging around.

さらには、中間シャフト１１の加工内容の変更により中間シャフト１１に膨出部５１を形成できるので、低コストで、ブーツ１４の摩耗の抑制による耐久性の向上および中間シャフト１１の破損時の振れ回りの抑制による安全性の向上を図ることができる。   Furthermore, since the bulging portion 51 can be formed on the intermediate shaft 11 by changing the processing content of the intermediate shaft 11, the durability can be improved by suppressing the wear of the boot 14 at low cost, and the run-out when the intermediate shaft 11 is broken is reduced. It is possible to improve safety by suppressing the above.

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。 <Modification>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.

たとえば、膨出部５１の形状は、図１に示される形状に限らず、図３に示されるように、中間シャフト１１の端部１２に近づくにつれて拡径する第１テーパ面６１と、第１テーパ面６１の端部１２側の端縁から端部１２に近づくにつれて縮径する第２テーパ面６２とを有する形状であってもよい。   For example, the shape of the bulging portion 51 is not limited to the shape shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 3, the first taper surface 61 that increases in diameter as it approaches the end portion 12 of the intermediate shaft 11, and the first The shape which has the 2nd taper surface 62 diameter-reduced as it approaches the edge part 12 from the edge of the edge part 12 side of the taper surface 61 may be sufficient.

また、図４に示されるように、膨出部５１の形状は、中間シャフト１１の径方向外側に凸状に湾曲する円弧面６３を有する形状であってもよい。この構成では、膨出部５１が径方向外側に凸となる角部を有していないので、ドライブシャフト１の作動角が大きくなって、ブーツ１４の谷部３７が膨出部５１と接触したときに、谷部３７が膨出部５１と擦れ合うことによる谷部３７の摩耗を抑制できる。よって、ブーツ１４の耐久性のさらなる向上を図ることができる。   Further, as shown in FIG. 4, the shape of the bulging portion 51 may be a shape having an arc surface 63 that curves in a convex shape outward in the radial direction of the intermediate shaft 11. In this configuration, since the bulging portion 51 does not have a corner that protrudes radially outward, the operating angle of the drive shaft 1 is increased, and the valley portion 37 of the boot 14 is in contact with the bulging portion 51. Sometimes, the wear of the valley portion 37 due to the valley portion 37 rubbing against the bulging portion 51 can be suppressed. Therefore, the durability of the boot 14 can be further improved.

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.

１：ドライブシャフト
１１：中間シャフト
１２：端部
１３：等速自在継手
１４：ブーツ
３１：小径端部（一端部）
３２：大径端部（他端部）
３３：蛇腹部
３６：山部
３７：谷部
５１：膨出部 1: Drive shaft 11: Intermediate shaft 12: End 13: Constant velocity universal joint 14: Boot 31: Small diameter end (one end)
32: Large diameter end (other end)
33: Bellows part 36: Mountain part 37: Valley part 51: Swelling part

Claims (1)

中間シャフトと、
前記中間シャフトの端部に取り付けられた等速自在継手と、
前記中間シャフトと前記等速自在継手とに跨がって設けられ、前記中間シャフトと前記等速自在継手との間を取り囲んで覆うブーツとを含み、
前記ブーツは、前記中間シャフトに装着される一端部と前記等速自在継手に装着される他端部との間に、外側に向かって山となる山部と谷となる谷部とが交互に形成された蛇腹部を有し、
前記中間シャフトは、前記等速自在継手が取り付けられた前記端部と前記ブーツが装着された部分との間の部分に、その外周面が当該部分に対する軸線方向の両側部分よりも径方向外側に膨出する膨出部を有している、ドライブシャフト。 An intermediate shaft,
A constant velocity universal joint attached to an end of the intermediate shaft;
A boot provided across the intermediate shaft and the constant velocity universal joint, and surrounding and covering between the intermediate shaft and the constant velocity universal joint;
In the boot, between one end portion attached to the intermediate shaft and the other end portion attached to the constant velocity universal joint, a mountain portion that becomes a mountain and a valley portion that becomes a valley alternately Having a bellows formed,
The intermediate shaft is disposed at a portion between the end portion to which the constant velocity universal joint is attached and a portion to which the boot is attached, and an outer peripheral surface thereof is radially outward from both side portions in the axial direction with respect to the portion. A drive shaft having a bulging portion that bulges.

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