JP2016124422A - センターベアリングサポート - Google Patents

Abstract

【課題】共振によるプロペラシャフトの振れ回りを抑制する。
【解決手段】車体側に固定される外環１１の内周に、プロペラシャフト３の外周に取り付けられるセンターベアリング４を保持する内環１２が、ゴム状弾性材料からなり車両のフロント側へ向けて凸の形状に屈曲した環状の弾性支持部材１４を介して設けられたセンターベアリングサポート１において、弾性支持部材１４が、相対的な厚肉部１４１と相対的な薄肉部１４２を円周方向交互に複数有することによって、円周方向交互に異なる共振周波数を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のプロペラシャフトを回転自在に支持するセンターベアリングを、車体の下側に弾性的に支持するセンターベアリングサポートに関する。

車体の下面に取り付けられて、プロペラシャフトに装着されるセンターベアリングを弾性的に支持するセンターベアリングサポートとして、従来から、例えば図４に示すようなものが知られている。すなわち図４に示すセンターベアリングサポート１００は、車両のフロント側（図における左側）へ向けて凸の断面略Ｕ字形に屈曲した環状の弾性支持部材１０１と、その外周端部に一体に加硫接着された外環１０２と、弾性支持部材１０１の内周部に一体に加硫接着された内環１０３と、この内環１０３に嵌合一体化されると共にアウターレース１１１を押さえる押さえ環１０４を備える。

そしてこのセンターベアリングサポート１００は、外環１０２が車体の下側のブラケット１３０に嵌着され、内環１０３がプロペラシャフト１２０の外周に取り付けられるセンターベアリング１１０のアウターレース１１１に嵌着されることによって、センターベアリング１１０を車体の下側にゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる弾性支持部材１０１を介して弾性的に支持し、この弾性支持部材１０１によって、走行中におけるプロペラシャフト１２０側と車体側との間で振動吸収及び緩衝を行うものである（例えば下記の特許文献１参照）。

ところで、この種のセンターベアリングサポート１００においては、プロペラシャフト１２０を質量体、弾性支持部材１０１をばねとするばね−マス系の共振周波数が一般的に１０〜３０Ｈｚ付近に存在するため、車両発進時などにプロペラシャフト１２０の振動周波数がこの周波数帯域を通過する過程で、共振によってプロペラシャフト１２０の振れ回りの振幅が増大してしまう問題がある。

このような振れ回りを防止する手段としては、弾性支持部材を非円形の厚肉形状に形成すると共に多数のすぐり（軸方向の貫通孔）を開設して周方向に対して弾性支持部材のばね特性を変化させることで共振による振れ回りを抑制する手法が知られている（例えば下記の特許文献２参照）。

しかしながら、センターベアリングサポートは車体の下側にあって、常に泥水の飛来といった外部環境にさらされているため、弾性支持部材にすぐりを開設したものは、走行中の飛石や泥がすぐり内部に詰まったり、すぐり内で着氷を生じたりすると、弾性支持部材の耐久性が低下するおそれがある。

特開平８−２１６７１０号公報 特公平８−３３１６４号公報

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、共振によるプロペラシャフトの振れ回りを抑制することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るセンターベアリングサポートは、車体側に固定される外環の内周に、プロペラシャフトの外周に取り付けられるセンターベアリングを保持する内環が、ゴム状弾性材料からなり車両のフロント側へ向けて凸の形状に屈曲した環状の弾性支持部材を介して設けられたセンターベアリングサポートにおいて、前記弾性支持部材が、相対的な厚肉部と相対的な薄肉部を円周方向交互に複数有することを特徴とするものである。なお、ゴム状弾性材料とはゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料のことである。

上記構成のセンターベアリングサポートにおいて、弾性支持部材は、車体側に固定される外環と、プロペラシャフトの外周に取り付けられるセンターベアリングを保持する内環との間を弾性的に連結することにより、走行中におけるプロペラシャフト側と車体側との間で振動吸収及び緩衝を行うものである。そしてこの弾性支持部材が、相対的な厚肉部と相対的な薄肉部を円周方向交互に複数有することによって、円周方向交互に異なるばね定数を有し、すなわち共振周波数が円周方向交互に変化するため、プロペラシャフトの振れ回りが抑制される。

請求項２の発明に係るセンターベアリングサポートは、請求項１に記載した構成において、厚肉部が、内環の上側及び下側に位置して形成され、前記各厚肉部と各薄肉部との境界が、フロント側を向いた弾性支持部材の表面を径方向へ延びる段差面からなることを特徴とするものである。

上記構成のセンターベアリングサポートにおいて、厚肉部は、内環の上側及び下側に位置するため、フロント側を向いた弾性支持部材の表面を径方向へ延びて各厚肉部と各薄肉部との境界を構成する段差面は、その内径側と外径側の間で勾配を有し、したがって車両走行中にフロント側から弾性支持部材の表面へ飛来して付着した泥水を、内環の下側へ流下させるように案内する手段を兼ねるものである。

請求項３の発明に係るセンターベアリングサポートは、請求項２に記載した構成において、プロペラシャフトの外周面に装着されて内環の端部の外周側を包囲するダストカバーを有し、このダストカバーの先端が弾性支持部材の厚肉部の表面と近接対向されたことを特徴とするものである。

上記構成のセンターベアリングサポートにおいて、ダストカバーは内環及び弾性支持部材との間でラビリンスシールを構成するものであり、弾性支持部材の厚肉部の表面との間で隙間が狭くなっているため、特に、内環の上側に位置する厚肉部とダストカバーとの間で泥水等の浸入を困難にし、内環の水平方向両側に位置する薄肉部の表面との間はダストカバーとの隙間が広くなっているので、厚肉部と各薄肉部との境界を構成する段差面への泥水等の排出流路が確保される。

本発明に係るセンターベアリングサポートによれば、弾性支持部材が、円周方向交互に異なるばね定数を設けたことによって、共振によるプロペラシャフトの振れ回りを抑制することができる。

本発明に係るセンターベアリングサポートの好ましい実施の形態を、フロント側から見た図である。 本発明に係るセンターベアリングサポートの好ましい実施の形態を、図１のII−Ｏ−II’線を通り軸心Ｏと平行な平面で切断して示す、装着状態の断面図である。 本発明に係るセンターベアリングサポートの好ましい実施の形態を、図１のIII−Ｏ線を通り軸心Ｏと平行な平面で切断して示す、装着状態の半断面図である。 従来技術に係るセンターベアリングサポートを、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。

以下、本発明に係るセンターベアリングサポートの好ましい実施の形態について、図１、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図２及び図３における左側が車両のフロント側、右側がリア側である。

図１及び図２に示す参照符号１はセンターベアリングサポート、参照符号２は車体側に固定されるブラケット、図２に示す参照符号３はプロペラシャフト、参照符号４はセンターベアリングである。

プロペラシャフト３は、プロペラシャフト本体３１と、その外周面に取り付けられたカラー３２からなり、このうちプロペラシャフト本体３１は、リア側からフロント側へ向けて、複数の段差部３１ａ，３１ｂによって順次大径に形成されており、カラー３２は、プロペラシャフト本体３１における小径側段差部３１ａよりリア側の外周面３１ｃに装着され、外周面に、プロペラシャフト本体３１における大径側段差部３１ｂと対称の段差部３２ａが形成されている。

センターベアリング４は、互いに同心配置されたアウターレース４１及びインナーレース４２と、その間に円周方向等間隔で回転自在に保持された多数の鋼球４３とを有する既知の構造のボールベアリングであり、鋼球４３とアウターレース４１及びインナーレース４２との間は、不図示のグリースにより潤滑されている。

センターベアリングサポート１は、車体の下側に取り付けられるブラケット２の支持環２１の内周面に嵌着される外環１１と、この外環１１の内周に配置され、プロペラシャフト３に取り付けられるセンターベアリング４のアウターレース４１に嵌合される内環１２と、この内環１２のリア側に嵌合一体化されてアウターレース４１を内環１２との間で軸方向に押さえる押さえ環１３と、外環１１と内環１２の間を弾性的に連結する弾性支持部材１４とで構成される。

外環１１、内環１２及び押さえ環１３は、鋼材等の金属で製作されたものであり、弾性支持部材１４は、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で成形されたものである。弾性支持部材１４の外周部１４ａは外環１１に一体的に加硫接着され、内周部１４ｂは、内環１２の外周面に一体的に加硫接着され、外周部１４ａと内周部１４ｂの間には、フロント側へ向けて凸の断面略Ｕ字形に屈曲したベロー状屈曲部１４ｃが形成されている。

センターベアリング４のアウターレース４１は、内環１２における軸方向中間部の内周面に圧入されると共に、内環１２の軸方向中間の嵌合段差部１２ａと、押さえ環１３によって軸方向両側から挟み込まれ、センターベアリング４のインナーレース３２は、プロペラシャフト本体３１の外周面に嵌合されると共に、その小径側段差部３１ａとカラー３２により軸方向両側から挟み込まれている。

プロペラシャフト３におけるプロペラシャフト本体３１の大径側段差部３１ｂのリア側外周面３１ｄには、内環１２のフロント側に位置して鋼材等の金属からなるダストカバー１５が装着されており、プロペラシャフト３におけるカラー３２の段差部３２ａのフロント側外周面３２ｂには、押さえ環１３のリア側に位置して鋼材等の金属からなるダストカバー１６が装着されている。

このうち、フロント側のダストカバー１５は、プロペラシャフト本体３１との嵌着部から内環１２のフロント側端部１２ｂの外周側を包囲するように円筒状に延びるカバー本体部１５ａを有し、内環１２のフロント側端部１２ｂは内径側へ屈曲し、ダストカバー１５の内径部又はプロペラシャフト本体３１の外周面と近接対向している。このため、内環１２の端部１２ｂ及び弾性支持部材１４の内周部１４ｂとダストカバー１５及びプロペラシャフト本体３１の外周面との間には、ジグザグに屈曲した隙間からなるラビリンスシールＬＳ１が形成されている。

また、リア側のダストカバー１６は、カラー３２との嵌着部から、内環１２への押さえ環１３の嵌合部１３ｂの内周空間へ向けて円筒状に延びるカバー本体部１６ａを有し、押さえ環１３の内径部は、センターベアリング４のアウターレース４１との当接部からセンターベアリング４のリア側へ延びており、その内径端部１３ａは内径側へ屈曲して、カラー３２の外周面と近接対向している。このため、押さえ環１３の嵌合部１３ｂ及び内径端部１３ａとダストカバー１６及びカラー３２の外周面との間には、ジグザグに屈曲した隙間からなるラビリンスシールＬＳ２が形成されている。

弾性支持部材１４の内周部１４ｂには、２か所の相対的な厚肉部１４１，と２か所の相対的な薄肉部１４２が円周方向交互に形成されている。詳しくは、弾性支持部材１４の内周部１４ｂのうち相対的な厚肉部１４１は、図１に示すように内環１２の上側及び下側に位置しており、相対的な薄肉部１４２は、内環１２の水平方向両側に位置している。

この厚肉部１４１と薄肉部１４２は、弾性支持部材１４の内周部１４ｂにおけるフロント側へ向けての高さ（厚さ）の差をもって形成されたものであって、各厚肉部１４１と各薄肉部１４２との境界が、弾性支持部材１４の内周部１４ｂにおけるフロント側を向いた表面を径方向へ延びる段差面１４３からなる。この段差面１４３は、フロント側から弾性支持部材１４の表面へ飛来して付着した泥水を流下させるように案内する手段を兼ねるものである。また、図２及び図３に示すように、厚肉部１４１及び薄肉部１４２におけるフロント側を向いた表面は、内環１２における嵌合段差部１２ａとフロント側端部１２ｂの間の小径筒部１２ｃの外周面から、軸心Ｏと略直交する平面をなすように径方向へ立ち上がっている。

上述のように、厚肉部１４１と薄肉部１４２は、弾性支持部材１４の内周部１４ｂにおけるフロント側へ向けての高さ（厚さ）の差をもって形成されたものであるため、図３に示すように、ベロー状屈曲部１４ｃの長さは、厚肉部１４１の外径側に位置する部分において、薄肉部１４２の外径側に位置する部分よりもΔＬだけ相対的に短くなっている。このため弾性支持部材１４は、厚肉部１４１が形成された上下方向に対しては相対的にばね定数が高く、薄肉部１４２が形成された水平方向に対しては相対的にばね定数が低く、すなわち高ばね領域と低ばね領域が円周方向交互に分布している。

ベロー状屈曲部１４ｃにおけるフロント側を向いた表面には、内環１２の下側で斜め下方（半径方向）へ向けて延びる一対の排水溝１４４が形成されている。この排水溝１４４は、それぞれ下側の厚肉部１４１とその両側の薄肉部１４２との間の段差面１４３（図１における下側の段差面１４３Ｌ）と連続している。また、この排水溝１４４は、内径側（上側）で幅が広く、外径側（下側）で幅が狭く形成されている。

以上の構成を備えるセンターベアリングサポート１は、センターベアリング４を車体側のブラケット２に弾性的にかつ回転自在に支持し、回転するプロペラシャフト３に振動が発生した場合、内環１２と外環１１との相対偏心運動に伴って弾性支持部材１４のベロー状屈曲部１４ｃが反復的に屈伸し、車体側への振動伝達を有効に絶縁するものである。

ここで、例えば車両発進時などに、プロペラシャフト３の振動周波数が高くなっていく過程で、この振動周波数は、プロペラシャフト３を質量体、弾性支持部材１４をばねとするばね−マス系の共振周波数帯域を通過することになる。しかしながら上記構成のセンターベアリングサポート１は、弾性支持部材１４の内周部１４ｂに、内環１２の上下に位置する相対的な厚肉部１４１と、内環１２の水平方向両側に位置する相対的な薄肉部１４２を有することによって、円周方向交互に高ばね定数と低ばね定数が設定されているため、プロペラシャフト３が振れ回ろうとしても円周方向交互に共振周波数が変化するため、共振によるプロペラシャフト３の振れ回りが有効に抑制される。

ここで、フロント側から飛来する泥水等は、ジグザグに屈曲したラビリンスシールＬＳ１によって、センターベアリング４への浸入が困難となっている。特に、内環１２の上下に位置する厚肉部１４１とダストカバー１５のカバー本体部１５ａとの隙間δ１が狭いものとなっているため、ここを泥水等が浸入することはきわめて困難である。一方、リア側からの泥水等も、同様のラビリンスシールＬＳ２によって、センターベアリング４への浸入が困難となっている。しかも、ラビリンスシールＬＳ１，ＬＳ２は非接触シールであるため、接触式シールを設けた場合のような摺動抵抗による燃費の悪化を招くことはない。

また、内環１２の水平方向両側に位置する薄肉部１４２とダストカバー１５のカバー本体部１５ａとの隙間δ２は相対的に広くなっているため、ここへ飛来して薄肉部１４２の表面に付着した泥水等は、容易に下方へ流下する。そして、内環１２の下側に位置する厚肉部１４１とその両側の薄肉部１４２との境界を構成する段差面１４３（図１における下側の段差面１４３Ｌ）は、内径側から外径側へ向けて低くなる勾配を有し、さらにそこから連続した勾配をもって延びる排水溝１４４がベロー状屈曲部１４ｃの表面に形成されているため、薄肉部１４２の表面を流れ落ちた泥水等は、さらに段差面１４３Ｌから排水溝１４４を通過して滴下するので、センターベアリング４側への泥水の浸入が有効に防止される。しかも、排水溝１４４は外径側（下側）で幅が狭くなっているため、車両走行時に路面からの泥水の跳ね上げ等による下方からの泥水浸入も有効に抑制される。

さらに、厚肉部１４１と薄肉部１４２の間の段差面１４３及びこれに連続する排水溝１４４は、当該センターベアリングサポート１をブラケット２に装着する際の円周方向位置決め手段として利用することができる。この場合、具体的には例えば、装着用の治具に突起を設けて、これを段差面１４３又は排水溝１４４に嵌合させることで、排水溝１４４が確実に内環１２の下側となるように、円周方向の位置決めを行うことができる。

１ センターベアリングサポート
１１ 外環
１２ 内環
１３ 押さえ環
１４ 弾性支持部材
１４ａ 外周部
１４ｂ 内周部
１４１ 厚肉部
１４２ 薄肉部
１４３ 段差面
１４４ 排水溝
１４ｃ ベロー状屈曲部
１５，１６ ダストカバー
３ プロペラシャフト
４ センターベアリング

Claims (3)

1. 車体側に固定される外環の内周に、プロペラシャフトの外周に取り付けられるセンターベアリングを保持する内環が、ゴム状弾性材料からなり車両のフロント側へ向けて凸の形状に屈曲した環状の弾性支持部材を介して設けられたセンターベアリングサポートにおいて、前記弾性支持部材が、相対的な厚肉部と相対的な薄肉部を円周方向交互に複数有することを特徴とするセンターベアリングサポート。
2. 厚肉部が、内環の上側及び下側に位置して形成され、前記各厚肉部と各薄肉部との境界が、フロント側を向いた弾性支持部材の表面を径方向へ延びる段差面からなることを特徴とする請求項１に記載のセンターベアリングサポート。
3. プロペラシャフトの外周面に装着されて内環の端部の外周側を包囲するダストカバーを有し、このダストカバーの先端が弾性支持部材の厚肉部の表面と近接対向されたことを特徴とする請求項２に記載のセンターベアリングサポート。

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