(57)【要約】【課題】低コストな構成でブーツ内圧の変動を防止することができる動力伝達軸を提供する。【解決手段】端部１ａがブーツ３で覆われたドライブシャフト１は、ドライブシャフト１の回転中心軸線ＯＤと中心軸線が一致するよう軸方向に延在するシリンダ２０と、シリンダ２０内に摺動可能に収容されたピストン３０と、ピストン３０により押圧される内側付勢ばね４１、外側付勢ばね４２とを備え、シリンダ２０がブーツ内連通孔２１ａと外部連通孔２２ａとを有し、ピストン３０が、軸方向他端部２２に移動し外側付勢ばね４２を押圧した際に外部連通孔２２ａとシリンダ２０の内部とを連通する第１の空気通路３１と、軸方向一端部２１に移動し内側付勢ばね４１を押圧した際にブーツ内連通孔２１ａとシリンダ２０の内部とを連通する第２の空気通路３２とを有し、第１の空気通路３１がシリンダ２０の内壁面から離隔した位置に設けられた第１の内側開口部３１ａを有する。【選択図】図１
2012233542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
継手に連結された端部がブーツで覆われた動力伝達軸であって、
前記動力伝達軸の回転中心軸線と中心軸線が一致し軸方向に延在するよう内部に設けられたシリンダと、
前記シリンダの内部に摺動可能に収容されたピストンと、
前記ピストンが前記シリンダの軸方向一端部に達した際に前記ピストンを前記シリンダの軸方向他端部に向けて付勢する内側付勢部材と、
前記ピストンが前記シリンダの軸方向他端部に達した際に前記ピストンを前記シリンダの軸方向一端部に向けて付勢する外側付勢部材と、を備え、
前記シリンダは、前記軸方向一端部において前記ブーツの内部と連通するブーツ内連通孔と、前記軸方向他端部において前記ブーツの外部と連通する外部連通孔とを有し、
前記ピストンは、前記シリンダの前記軸方向他端部に移動し前記外側付勢部材を押圧した際に前記外部連通孔と前記シリンダの内部とを連通する第１の空気通路と、前記シリンダの前記軸方向一端部に移動し前記内側付勢部材を押圧した際に前記ブーツ内連通孔と前記シリンダの内部とを連通する第２の空気通路と、を有し、
前記第１の空気通路は、前記シリンダの軸方向一端部側に開口する開口部を有し、
前記開口部が前記シリンダの内壁面から離隔した位置に設けられたことを特徴とする動力伝達軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達軸に関し、特に、ジョイントとの連結部分がブーツにより覆われた、例えばドライブシャフト、プロペラシャフトなどの動力伝達軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の駆動輪に駆動力を伝達するためのドライブシャフトなどでは、中間シャフトの両端にジョイントを取り付けた構造が採用される。具体的には、中間シャフトのインボード側に取り付けられるインボードジョイントには、例えばトリポード型等速ジョイントなどがある。中間シャフトのアウトボード側に取り付けられるアウトボードジョイントには、バーフィールド型等速ジョイントなどがある。
【０００３】
このようなドライブシャフトでは、ジョイント内部に充填されたグリースの漏出やジョイント外部からの異物侵入を防止するため、開口を塞ぐブーツがインボードジョイントおよびアウトボードジョイントのそれぞれに用いられる。これらのブーツは、具体的には、軸方向一端部側から他端側に向けて漸次拡径する円錐筒形状に形成された胴部を有し、この胴部がその小径端部側から大径端部側に向けて波打つような蛇腹形状に形成されている。
【０００４】
ところで、上述した各ジョイントとブーツは、各ジョイントの稼働時に発生する自己発熱や、エンジン、排気管およびその他の発熱体からの輻射熱の影響により、高温に曝される。これにより、ブーツが高温状態と常温状態あるいは低温状態との間で温度変化を繰り返し受けると、ブーツ内圧が大きく変動することとなる。このようなブーツ内圧の変動は、ブーツの変形や、例えばドライブシャフト周りの部材との接触による異常摩耗を引き起こす原因となり得る。
【０００５】
近年、このようなブーツ内圧の変動に起因した不具合を防止することを目的として、ブーツの内表面および外表面の少なくともいずれか一方に、気体の通過を許容するが液体の通過は阻止するクレイズを生成してなる通気性フィルムを付着したブーツが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のブーツによれば、ブーツ内外に圧力差が生じた場合であっても、通気性フィルムにより空気の通過を許容することでブーツ内外の圧力差を緩和することができる。また、通気性フィルムが液体、すなわちブーツ内の潤滑剤を通過させないので、潤滑剤の外部への漏出を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３２３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載のブーツにあっては、ブーツ内部に密封されたグリースなどの潤滑剤が通気性フィルム全体を覆ってしまうと、空気が通気性フィルムを通過できなくなってしまう。特に、ジョイントの稼働時は、中間シャフトも高速で回転しており、潤滑剤がブーツ内表面に飛散し、通気性フィルム全体を覆い易くなる。このため、ジョイントの稼働時にブーツ内の温度が上昇し、ブーツ内圧が高まってもブーツ内の圧力を逃がすことができず、結果として上述したブーツ内圧の変動が生じるおそれがある。このように、特許文献１に記載のブーツにおいては、ブーツ内圧の変動を防止することに関して未だ改善の余地がある。
【０００８】
また、例えばブーツ内外を連通する通気孔をブーツに設ければ、ブーツ内の圧力を大気圧に維持することができ、ブーツ内圧の変動を防止できるが、グリースなどの潤滑剤をブーツ内に密封することができなくなる。このように、通気孔をブーツに設けるだけでは、潤滑剤を密封するための新たな構成が必要であり、コストが増大するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、低コストな構成でブーツ内圧の変動を防止することができる動力伝達軸を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る動力伝達軸は、上記目的達成のため、（１）継手に連結された端部がブーツで覆われた動力伝達軸であって、前記動力伝達軸の回転中心軸線と中心軸線が一致し軸方向に延在するよう内部に設けられたシリンダと、前記シリンダの内部に摺動可能に収容されたピストンと、前記ピストンが前記シリンダの軸方向一端部に達した際に前記ピストンを前記シリンダの軸方向他端部に向けて付勢する内側付勢部材と、前記ピストンが前記シリンダの軸方向他端部に達した際に前記ピストンを前記シリンダの軸方向一端部に向けて付勢する外側付勢部材と、を備え、前記シリンダは、前記軸方向一端部において前記ブーツの内部と連通するブーツ内連通孔と、前記軸方向他端部において前記ブーツの外部と連通する外部連通孔とを有し、前記ピストンは、前記シリンダの前記軸方向他端部に移動し前記外側付勢部材を押圧した際に前記外部連通孔と前記シリンダの内部とを連通する第１の空気通路と、前記シリンダの前記軸方向一端部に移動し前記内側付勢部材を押圧した際に前記ブーツ内連通孔と前記シリンダの内部とを連通する第２の空気通路と、を有し、前記第１の空気通路は、前記シリンダの軸方向一端部側に開口する開口部を有し、前記開口部が前記シリンダの内壁面から離隔した位置に設けられた構成を有する。
【００１１】
この構成により、本発明に係る動力伝達軸は、動力伝達軸内部にシリンダを有し、このシリンダの内部に第１および第２の空気通路を有するピストンが摺動可能に収容されている。このため、例えばブーツ内圧が大気圧に対して正圧になったときには、ピストンがシリンダの内部を軸方向他端部側に移動し、外側付勢部材を押圧することにより、第１の空気通路を介して外部連通孔とシリンダの内部とが連通する。これにより、ブーツの内部の空気をブーツの外部に逃がすことができる。この結果、ブーツ内圧を大気圧に維持することができる。
【００１２】
これとは逆に、ブーツ内圧が大気圧に対して負圧となったときには、ピストンがシリンダの内部を軸方向一端部側に移動し、内側付勢部材を押圧することにより、第２の空気通路を介してブーツ内連通路とシリンダの内部とが連通する。これにより、ブーツの外部の空気をブーツの内部に取り込むことができる。この結果、ブーツ内圧を大気圧に維持することができる。
【００１３】
このように、本発明に係る動力伝達軸は、ブーツ内圧の上昇および低下が生じた場合であっても、シリンダの内部のピストンが、ブーツ内圧を大気圧に維持する圧力制御弁としての機能を有するので、簡易な構成すなわち低コストな構成でブーツ内圧の変動を防止することができる。したがって、ブーツ内圧の変動に起因して、ブーツの変形や、例えば動力伝達軸周りの部材との接触による異常摩耗が生じることを防止することができる。
【００１４】
また、本発明に係る動力伝達軸は、第１の空気通路の開口部がシリンダの内壁面から離隔した位置に設けられているので、シリンダの内部に流入したグリースなどの潤滑剤を動力伝達軸の回転に応じた遠心力の作用によりシリンダ内壁面に押し付け、ブーツの内部の空気のみを外部に排出できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低コストな構成でブーツ内圧の変動を防止することができる動力伝達軸を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るドライブシャフトを含むジョイント部分の一部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るピストンを示す図であって、（ａ）は、軸方向断面図であり、（ｂ）は、軸方向正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る圧力調整装置の動作の説明図であって、（ａ）は、ブーツ内圧上昇時のピストンの移動を示す図であり、（ｂ）は、ピストンが軸方向他端部に達した状態を示す図であり、（ｃ）は、ピストンが軸方向一端部に達した状態を示す図である。
【図４】大気圧に対してブーツ内圧が正圧の状態を示す図であって、（ａ）は、第１の空気通路の開放直前の状態を示す図であり、（ｂ）は、第１の空気通路が開放された状態を示す図である。
【図５】大気圧に対してブーツ内圧が負圧の状態を示す図であって、（ａ）は、第２の空気通路の開放直前の状態を示す図であり、（ｂ）は、第２の空気通路が開放された状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るドライブシャフトを用いた場合のブーツ内圧の変化を従来のブーツ内圧の変化と比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施の形態においては、本発明の動力伝達軸を、ジョイントに連結された端部がブーツで覆われた車両用のドライブシャフトに適用した例について説明する。
【００１９】
まず、構成について説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係るドライブシャフト１は、図示しない車両のデファレンシャルと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられている。
【００２０】
具体的には、動力伝達軸としてのドライブシャフト１は、一方の端部１ａが駆動輪側の継手としての等速ジョイント２に連結されている。また、ドライブシャフト１の図示しない他方の端部は、デファレンシャル側の等速ジョイントに連結されている。等速ジョイント２は、ツェッパ型、バーフィールド型などの主に上下動に対応する固定式等速ジョイントで構成されている。これに対して、デファレンシャル側の等速ジョイントは、トリポード型、ダブルオフセット型などの主に駆動輪の軸方向の変化に対応する摺動式等速ジョイントで構成されている。
【００２１】
また、ドライブシャフト１の端部１ａは、ドライブシャフト１および等速ジョイント２に固定された蛇腹状のブーツ３により覆われている。本実施の形態において、端部１ａとは、後述するブーツ３の伸縮部３ｃと等速ジョイント２とで画成された収容室２ａを含む収容空間内部に位置するドライブシャフト１の一部をいう。端部１ａと同様に、ドライブシャフト１の他方の端部も図示しない蛇腹状のブーツにより覆われている。
【００２２】
ブーツ３は、樹脂材料やゴム材料からなり、等速ジョイント２に固定される大径端部３ａ（図中、右端）と、ドライブシャフト１に固定される小径端部３ｂ（図中、左端）と、蛇腹状に形成された伸縮部３ｃとを含んで構成されている。大径端部３ａは、等速ジョイント２の開口を覆うよう等速ジョイント２の外周に図示しない締め付けバンドにより固定されている。小径端部３ｂは、図示しない締め付けバンドによりドライブシャフト１の外周に固定されている。伸縮部３ｃは、大径端部３ａから小径端部３ｂに向うに従い徐々に縮径するよう大径端部３ａおよび小径端部３ｂと一体成形されている。また、伸縮部３ｃは、ドライブシャフト１の上下方向の変位に応じて伸縮可能とされている。
【００２３】
このように構成されたブーツ３は、等速ジョイント２の収容室２ａを密封するようになっている。つまり、収容室２ａは、ブーツ３の内部と連通している。収容室２ａおよびブーツ３の内部には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。封入されたグリースは、等速ジョイント２の各部材の潤滑に供される。
【００２４】
ところで、上述した等速ジョイント２とブーツ３は、等速ジョイント２の稼働時に発生する自己発熱や、図示しないエンジン、排気管およびその他の発熱体からの輻射熱の影響により、高温に曝される。これにより、ブーツ３が高温状態と常温状態あるいは低温状態との間で温度変化を繰り返し受けると、ブーツ内圧が大きく変動することとなる。このようなブーツ内圧の変動は、ブーツ３の変形や、例えばドライブシャフト周りの部材との接触によるブーツ３の異常摩耗を引き起こす原因となり得る。
【００２５】
そこで、本実施の形態では、上述したようなブーツ内圧の変動を防止するために、ドライブシャフト１に、以下に示す構成を付加した。
【００２６】
すなわち、ドライブシャフト１は、等速ジョイント２側に、ブーツ内圧の変動を防止するための圧力調整装置１０を備えている。圧力調整装置１０は、等速ジョイント２側だけでなく、デファレンシャル側の等速ジョイント側においても適用可能である。
【００２７】
具体的には、圧力調整装置１０は、シリンダ２０と、ピストン３０と、内側付勢部材としての内側付勢ばね４１と、外側付勢部材としての外側付勢ばね４２とを含んで構成されている。
【００２８】
シリンダ２０は、ドライブシャフト１の内部に形成され、ドライブシャフト１の回転中心軸線ＯＤとシリンダ２０の中心軸線ＯＳ（図２（ａ）参照）が一致するよう軸方向に延在している。シリンダ２０は、中心軸線ＯＳが回転中心軸線ＯＤから離隔するとともに、回転中心軸線ＯＤと平行となるよう、ドライブシャフト１の内部に形成してもよい。
【００２９】
また、シリンダ２０の軸方向一端部２１（図１中、右端）には、ブーツ３の内部、すなわち収容室２ａとシリンダ２０の内部とを連通するブーツ内連通孔２１ａが形成されている。ブーツ内連通孔２１ａは、軸方向一端部２１においてシリンダ２０の軸方向と直交する方向に形成された貫通孔で構成される。ブーツ内連通孔２１ａは、シリンダ２０の軸方向と直交する方向に形成したが、これに限らず、シリンダ２０の中心軸線ＯＳ（図２（ａ）参照）に対して所定の傾斜角度で傾斜させてもよい。
【００３０】
さらに、シリンダ２０の軸方向他端部２２（図１中、左端）には、ブーツ３の外部とシリンダ２０の内部とを連通する外部連通孔２２ａが形成されている。外部連通孔２２ａは、軸方向一端部２１においてシリンダ２０の軸方向と直交する方向に形成された貫通孔で構成される。外部連通孔２２ａは、シリンダ２０の軸方向と直交する方向に形成したが、これに限らず、シリンダ２０の中心軸線ＯＳ（図２（ａ）参照）に対して所定の傾斜角度で傾斜させてもよい。
【００３１】
ピストン３０は、シリンダ２０の内部に軸方向に摺動可能に収容されている。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ピストン３０は、シリンダ２０の中心軸線ＯＳに対して所定の傾斜角度で傾斜した第１の空気通路３１および第２の空気通路３２を有している。ピストン３０の中心軸線は、シリンダ２０の中心軸線ＯＳと一致している。
【００３２】
第１の空気通路３１は、ピストン３０がシリンダ２０の軸方向他端部２２に移動し外側付勢ばね４２を押圧した際に、外部連通孔２２ａ（図１参照）とシリンダ２０の内部とを連通するようになっている。また、第１の空気通路３１は、シリンダ２０の軸方向一端部２１側（図２中、右側）に開口する第１の内側開口部３１ａと、シリンダ２０の軸方向他端部２２側（図２中、左側）で開口する第１の外側開口部３１ｂとを有する。本実施の形態における第１の内側開口部３１ａは、本発明に係る開口部を構成する。
【００３３】
第１の内側開口部３１ａは、シリンダ２０の内壁面（図１参照）から離隔した位置に設けられている。具体的には、第１の内側開口部３１ａは、その中心がシリンダ２０の中心軸線ＯＳ、すなわちピストン３０の中心軸線と一致するよう、ピストン３０の内側面３０ａに形成されている。第１の外側開口部３１ｂは、ピストン３０の外周面に沿って形成された溝からなり、ピストン３０の径方向外方に向けて全周に亘って開口している。
【００３４】
第２の空気通路３２は、ピストン３０がシリンダ２０の軸方向一端部２１に移動し後述する内側付勢ばね４１を押圧した際に、ブーツ内連通孔２１ａ（図１参照）とシリンダ２０の内部とを連通するようになっている。また、第２の空気通路３２は、シリンダ２０の軸方向他端部２２側（図２中、左側）に開口する第２の外側開口部３２ａと、シリンダ２０の軸方向一端部２１側（図２中、右側）で開口する第２の内側開口部３２ｂとを有する。
【００３５】
第２の外側開口部３２ａは、第１の内側開口部３１ａと同様、その中心がピストン３０の中心軸線と一致するよう、ピストン３０の外側面３０ｂに形成されている。第２の内側開口部３２ｂは、第１の外側開口部３１ｂと同様、ピストン３０の外周面に沿って形成された溝からなり、ピストン３０の径方向外方に向けて全周に亘って開口している。
【００３６】
内側付勢ばね４１は、圧縮コイルばねからなり、一端（図２中、左端）がピストン３０の内側面３０ａに固定されている。内側付勢ばね４１は、図５（ｂ）に示すように、ピストン３０がシリンダ２０の軸方向一端部２１に達した際に、他端（図２中、右端）がシリンダ２０の軸方向一端部２１の側端面２１ｂに当接することにより、ピストン３０をシリンダ２０の軸方向他端部２２側に向けて付勢するようになっている。
【００３７】
外側付勢ばね４２は、内側付勢ばね４１と同様、圧縮コイルばねからなり、一端（図２中、右端）がピストン３０の外側面３０ｂに固定されている。外側付勢ばね４２は、図４（ｂ）に示すように、ピストン３０がシリンダ２０の軸方向他端部２２に達した際に、他端（図２中、左端）がシリンダ２０の軸方向他端部２２の側端面２２ｂに当接することにより、ピストン３０をシリンダ２０の軸方向一端部２１側に向けて付勢するようになっている。
【００３８】
次に、圧力調整装置１０の動作について説明する。
【００３９】
まず、図３（ａ）に示すように、ブーツ３の内部の温度（以下、ブーツ内温度という）の上昇に伴いブーツ内圧Ｐ（ｋＰａ）が上昇、すなわち大気圧を基準（０ｋＰａ）に正圧になると、ピストン３０がシリンダ２０の内部を軸方向他端部２２側に移動する。そして、ブーツ内圧Ｐ（ｋＰａ）が所定圧以上となると、図３（ｂ）に示すように、ピストン３０が外側付勢ばね４２を押圧し、第１の空気通路３１を介して外部連通孔２２ａとシリンダ２０の内部とが連通する。これにより、ブーツ３の内部の空気がブーツ３の外部に排出され、ブーツ３の内部が大気圧に維持される。
【００４０】
これに対し、ブーツ内温度の低下に伴いブーツ内圧Ｐ（ｋＰａ）が低下、すなわち大気圧を基準（０ｋＰａ）に負圧になると、ピストン３０がシリンダ２０の内部を軸方向一端部２１側に移動する。そして、ブーツ内圧Ｐ（ｋＰａ）が所定圧以下となると、図３（ｃ）に示すように、ピストン３０が内側付勢ばね４１を押圧し、第２の空気通路３２を介してブーツ内連通孔２１ａとシリンダ２０の内部とが連通する。これにより、外部の空気がブーツ３の内部に導入され、ブーツ３の内部が大気圧に維持される。
【００４１】
ここで、図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）、（ｂ）を参照して、上述した空気排出時、および空気導入時の動作について、詳細に説明する。
【００４２】
図４（ａ）、（ｂ）は、大気圧に対してブーツ内圧が正圧の状態を示す図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、大気圧に対してブーツ内圧が負圧の状態を示す図である。
【００４３】
まず、図４（ａ）に示すように、大気圧を基準（０ｋＰａ）にブーツ内圧Ｐが正のブーツ内圧ＰＰ１（例えば、１０ｋＰａ）になると、ピストン３０の内側面３０ａに荷重Ｆ１が図中矢印方向に作用する。これにより、外側付勢ばね４２の他端（図中、左端）がシリンダ２０の側端面２２ｂに当接する位置まで、ピストン３０が移動する。このとき、外側付勢ばね４２は、ピストン３０によりまだ押圧されておらず、非圧縮状態である。ここで、荷重Ｆ１（Ｎ）は、ブーツ内圧ＰＰ１（ｋＰａ）に内側面３０ａの面積Ｓ（ｍｍ２）を乗じた値で求められる（Ｆ１＝ＰＰ１×Ｓ）。
【００４４】
また、本実施の形態の外側付勢ばね４２は、上記荷重Ｆ１（Ｎ）が内側面３０ａに作用した際に、厚みｔ（ｍｍ）に相当する分だけ変位（圧縮）可能なばね定数ｋ（＝Ｆ１／ｔ）を有するものが採用される。あるいは、外側付勢ばね４２のばね定数ｋ（Ｎ／ｍｍ）に応じて、上記厚みｔ（ｍｍ）を設定するようにしてもよい。つまり、本実施の形態では、荷重Ｆ１（Ｎ）よりも大きな荷重Ｆ２（Ｎ）が内側面３０ａに作用した際に、図４（ｂ）に示すように、ピストン３０が図４（ａ）に示す位置から距離ｄ（ｍｍ）だけ移動するように、上記ばね定数ｋ（Ｎ／ｍｍ）または上記厚みｔ（ｍｍ）が適宜選択される。ここで、荷重Ｆ２（Ｎ）は、上記ブーツ内圧ＰＰ１（ｋＰａ）よりも大きな正のブーツ内圧ＰＰ２（ｋＰａ）に内側面３０ａの面積Ｓ（ｍｍ２）を乗じた値で求められる（Ｆ２＝ＰＰ２×Ｓ）。また、厚みｔ（ｍｍ）は、ピストン３０の外側面３０ｂと第１の外側開口部３１ｂとの間の軸方向の厚みである。また、上記距離ｄ（ｍｍ）は、上記厚みｔ（ｍｍ）よりも大きな値である。
【００４５】
したがって、荷重Ｆ２（Ｎ）が内側面３０ａに作用すると、ピストン３０が図４（ａ）に示す位置から図４（ｂ）に示す位置まで移動し、外側付勢ばね４２を押圧する。このときの外側付勢ばね４２の変位量δ（ｍｍ）は、上記厚みｔ（ｍｍ）と同一である。
【００４６】
この結果、図４（ｂ）に示すように、第１の外側開口部３１ｂと外部連通孔２２ａとが連通するようになる。これにより、ブーツ３の内部の空気が第１の空気通路３１を介してブーツ３の外部に排出される。
【００４７】
また、このとき、シリンダ２０の内部にグリースが浸入する場合があるが、ドライブシャフト１が回転しているため、浸入したグリースは遠心力によりシリンダ２０の内壁面に押し付けられる。このため、グリースが第１の内側開口部３１ａから第１の空気通路３１に流入することがない。したがって、グリースがブーツ３の外部に漏出することはない。
【００４８】
一方で、図４（ｂ）に示す状態において、ブーツ内圧Ｐが上記ブーツ内圧ＰＰ１（ｋＰａ）以下となると、ピストン３０の内側面３０ａに作用する荷重も上記荷重Ｆ１（Ｎ）以下となり、外側付勢ばね４２の付勢力によりピストン３０がシリンダ２０の軸方向一端部２１側（図中、右側）に押し戻される。これにより、図４（ａ）に示すように、第１の外側開口部３１ｂが閉状態となり、ブーツ３（図１参照）の内部が密閉状態とされる。
【００４９】
これに対して、図５（ａ）に示すように、大気圧を基準（０ｋＰａ）にブーツ内圧Ｐが負のブーツ内圧ＰＭ１（例えば、−１０ｋＰａ）となった場合には、ピストン３０の内側面３０ａに作用する荷重が負となる。すなわち、上述した荷重Ｆ１（Ｎ）と逆向きの荷重−Ｆ１（Ｎ）がピストン３０の外側面３０ｂに作用する。これにより、内側付勢ばね４１の他端（図中、右端）がシリンダ２０の側端面２１ｂに当接する位置まで、ピストン３０が移動する。このとき、内側付勢ばね４１は、ピストン３０によりまだ押圧されておらず、非圧縮状態である。ここで、荷重−Ｆ１（Ｎ）は、ブーツ内圧ＰＭ１（ｋＰａ）に外側面３０ｂの面積Ｓ（ｍｍ２）を乗じた値で求められる（−Ｆ１＝ＰＭ１×Ｓ）。なお、内側面３０ａと外側面３０ｂの面積は、ともにＳ（ｍｍ２）である。
【００５０】
また、本実施の形態の内側付勢ばね４１は、上述した外側付勢ばね４２と同一であり、また内側面３０ａと第２の内側開口部３２ｂとの間の軸方向の厚みは、上記厚みｔ（ｍｍ）と同一である。したがって、荷重−Ｆ１（Ｎ）よりも大きな荷重−Ｆ２（Ｎ）が外側面３０ｂに作用した際に、図５（ｂ）に示すように、ピストン３０が図５（ａ）に示す位置から距離ｄ（ｍｍ）だけ移動するようになっている。ここで、荷重−Ｆ２（Ｎ）は、上記ブーツ内圧ＰＭ１（ｋＰａ）よりも大きな負のブーツ内圧ＰＭ２（ｋＰａ）に面積Ｓ（ｍｍ２）を乗じた値で求められる（−Ｆ２＝ＰＭ２×Ｓ）。上記距離ｄ（ｍｍ）は、上記厚みｔ（ｍｍ）よりも大きな値である。
【００５１】
したがって、荷重−Ｆ２（Ｎ）が外側面３０ｂに作用した場合には、ピストン３０が図５（ａ）に示す位置から図５（ｂ）に示す位置まで移動し、内側付勢ばね４１を押圧する。このときの内側付勢ばね４１の変位量δ（ｍｍ）は、上記厚みｔ（ｍｍ）と同一である。この結果、図５（ｂ）に示すように、第２の内側開口部３２ｂとブーツ内連通孔２１ａとが連通するようになる。これにより、外部の空気が第２の空気通路３２を介してブーツ３の内部に導入される。一方で、図５（ｂ）に示す状態において、ブーツ内圧Ｐが上記ブーツ内圧ＰＭ１（ｋＰａ）以上となると、ピストン３０の外側面３０ｂに作用する荷重も上記荷重−Ｆ１（Ｎ）以下となり、内側付勢ばね４１の付勢力によりピストン３０がシリンダ２０の軸方向他端部２２側（図中、左側）に押し戻される。これにより、図５（ａ）に示すように、第２の内側開口部３２ｂが閉状態となり、ブーツ３（図１参照）の内部が密閉状態とされる。
【００５２】
次に、図６に基づき、ブーツ内温度とブーツ内圧との関係を従来と比較して説明する。
【００５３】
図６のブーツ内圧を示すグラフにおいて、細実線は、本実施の形態に係る圧力調整装置１０を備えていない従来のドライブシャフトを適用した場合のブーツ内圧を示すグラフであり、太実線は、圧力調整装置１０を備えた本発明のドライブシャフト１を適用した場合のブーツ内圧を示すグラフである。
【００５４】
図６に示すように、車両が走行を開始すると、ブーツ内温度がブーツ内温度Ｋ１（℃）からブーツ内温度Ｋ２（℃）まで上昇する。そして、車両の走行時、ブーツ内温度は、走行開始時のブーツ内温度Ｋ１（℃）より高いブーツ内温度Ｋ２（℃）で推移する。
【００５５】
このとき、従来のブーツ内圧は、ブーツ内温度の上昇に伴い、大気圧に対して正圧Ｐ２（ｋＰａ）まで一旦上昇する（時間Ｔ０（ｈ）〜時間Ｔ１（ｈ）間）。その後、ブーツの内部の空気が抜け始め、従来のブーツ内圧は大気圧まで低下する（時間Ｔ１（ｈ）〜時間Ｔ２（ｈ）間）。次いで、車両が停止すると、従来のブーツ内圧は、ブーツ内温度の低下に伴い、大気圧に対して負圧Ｐ４（ｋＰａ）まで一旦低下する（時間Ｔ３（ｈ）〜時間Ｔ４（ｈ）間）。その後、ブーツの内部に空気が入り始め、従来のブーツ内圧は大気圧まで上昇する（時間Ｔ４（ｈ）〜時間Ｔ５（ｈ）間）。
【００５６】
これに対して、本発明のブーツ内圧は、従来のブーツ内圧と同様、車両の走行に伴い、正圧Ｐ１（ｋＰａ）まで一旦上昇する。しかし、正圧Ｐ１（ｋＰａ）は、正圧Ｐ２（ｋＰａ）と比較して十分に低い。そして、ブーツ内圧が正圧Ｐ１（ｋＰａ）に達した後は、速やかにブーツ３の内部の空気が圧力調整装置１０により排出されることで、従来と比較して早い段階でブーツ内圧が大気圧に維持される。次いで、車両が停止した後も、本発明のブーツ内圧は、従来のブーツ内圧と同様、ブーツ内温度の低下に伴い、負圧Ｐ３（ｋＰａ）まで一旦低下する。しかし、負圧Ｐ３（ｋＰａ）は、負圧Ｐ４（ｋＰａ）と比較して十分に低い。そして、ブーツ内圧が負圧Ｐ３（ｋＰａ）に達した後は、速やかにブーツ３の内部に空気が圧力調整装置１０により導入されることで、従来と比較して早い段階でブーツ内圧が大気圧に維持される。
【００５７】
このように、本発明のブーツ内圧は、従来のブーツ内圧と比較して大気圧に維持される期間（時間）が長い。このため、本発明のブーツ内圧は、従来のブーツ内圧より変動が大幅に緩和される。
【００５８】
以上のように、本実施の形態に係るドライブシャフト１は、ドライブシャフト１の内部にシリンダ２０を有し、このシリンダ２０の内部に第１の空気通路３１および第２の空気通路３２を有するピストン３０が摺動可能に収容されている。このため、例えばブーツ内圧が大気圧に対して正圧になったときには、ピストン３０がシリンダ２０の内部を軸方向他端部２２側に移動し、外側付勢ばね４２を押圧することにより、第１の空気通路３１を介して外部連通孔２２ａとシリンダ２０の内部とが連通する。これにより、ブーツ３の内部の空気をブーツ３の外部に逃がすことができる。この結果、ブーツ内圧を大気圧に維持することができる。
【００５９】
これとは逆に、ブーツ内圧が大気圧に対して負圧となったときには、ピストン３０がシリンダ２０の内部を軸方向一端部２１側に移動し、内側付勢ばね４１を押圧することにより、第２の空気通路３２を介してブーツ内連通孔２１ａとシリンダ２０の内部とが連通する。これにより、ブーツ３の外部の空気をブーツ３の内部に取り込むことができる。この結果、ブーツ内圧を大気圧に維持することができる。
【００６０】
このように、本実施の形態に係るドライブシャフト１は、ブーツ内圧の上昇および低下が生じた場合であっても、シリンダ２０の内部のピストン３０が、ブーツ内圧を大気圧に維持する圧力制御弁としての機能を有するので、簡易な構成すなわち低コストな構成でブーツ内圧の変動を防止することができる。したがって、ブーツ内圧の変動に起因して、ブーツ３の変形や、例えばドライブシャフト周りの部材との接触によるブーツ３の異常摩耗が生じることを防止することができる。この結果、ブーツ３の劣化を抑制し、寿命を延ばすことができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係るドライブシャフト１は、第１の空気通路３１の第１の内側開口部３１ａがシリンダ２０の内壁面から離隔した位置に設けられているので、シリンダ２０の内部に流入したグリースをドライブシャフト１の回転に応じた遠心力の作用によりシリンダ２０の内壁面に押し付け、ブーツ３の内部の空気のみを外部に排出できる。
【００６２】
また、本実施の形態においては、内側付勢ばね４１および外側付勢ばね４２をピストン３０に固定する構成としたが、これに限らず、例えば内側付勢ばね４１をシリンダ２０の側端面２１ｂに、外側付勢ばね４２をシリンダ２０の側端面２２ｂにそれぞれ固定するようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施の形態においては、図１に示すように、ドライブシャフト１の回転中心軸線ＯＤとシリンダ２０の中心軸線ＯＳ（図２（ａ）参照）が一致するよう、シリンダ２０をドライブシャフト１の内部に形成したが、これに限らず、例えば中心軸線ＯＳが回転中心軸線ＯＤに対して所定の傾斜角度で傾斜するよう、シリンダ２０をドライブシャフト１の内部に形成してもよい。
【００６４】
さらに、本実施の形態においては、本発明に係る動力伝達軸をデファレンシャルと駆動輪との間に設けられたドライブシャフトに適用する例について説明したが、これに限らず、例えばＦＲ車のプロペラシャフトに適用することも可能である。
【００６５】
以上説明したように、本発明に係る動力伝達軸は、低コストな構成でブーツ内圧の変動を防止することができるという効果を有し、ジョイントとの連結部分がブーツにより覆われた、例えばドライブシャフト、プロペラシャフトなどの動力伝達軸全般に有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１  ドライブシャフト（動力伝達軸）
１ａ  端部
２  等速ジョイント（継手）
３  ブーツ
１０  圧力調整装置
２０  シリンダ
２１  軸方向一端部
２１ａ  ブーツ内連通孔
２２  軸方向他端部
２２ａ  外部連通孔
３０  ピストン
３１  第１の空気通路
３１ａ  第１の内側開口部（開口部）
３１ｂ  第１の外側開口部
３２  第２の空気通路
３２ａ  第２の外側開口部
３２ｂ  第２の内側開口部
４１  内側付勢ばね（内側付勢部材）
４２  外側付勢ばね（外側付勢部材）
ＯＤ  回転中心軸線
ＯＳ  中心軸線
【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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