JP4425096B2

JP4425096B2 - センターベアリング支持機構

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Publication number: JP4425096B2
Application number: JP2004250943A
Authority: JP
Inventors: 和巨岩野; 栄一寺田; 整哉池田; 慎也樋田
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2024-08-30
Also published as: JP2006062621A

Description

本発明は、自動車等においてプロペラシャフトを回転自在にかつ弾性的に支持するセンターベアリング支持機構に関する。

図４に示すように、従来のセンターベアリング支持機構１００として、プロペラシャフト（図示省略）が挿通されるボールベアリング１０２と、このボールベアリング１０２の外周側（径方向外側）に設けられプロペラシャフト軸方向に第１の隙間Ｔを有して並べられた一対の内環１０４、１０６と、内環１０４、１０６の外周側（径方向外側）に設けられプロペラシャフト軸方向に第２の隙間Ｑを有して並べられた一対の外環１０８、１１０と、内環１０４、１０６と外環１０８、１１０との間に配置され内環１０４、１０６と外環１０８、１１０にそれぞれ加硫接着されたベロー状を呈する一対の弾性部材１１２、１１４と、を有したものが知られている（下記特許文献１参照）。

このセンターベアリング支持機構１００は、自動車に装着されるのに先立って、プロペラシャフト（図示省略）の回転アンバランスを調整するためのバランス調整が行なわれる。すなわち、このバランス調整では、図５に示すように、ミッション側のジョイント１２０とデフ側のジョイント１２２との間に架設したプロペラシャフト１２４の略中間部に配設されたセンターベアリング支持機構１００を治具（図示省略）によって固定支持するとともにロードセル１２６を接続し、プロペラシャフト１２４を高速で回転させてプロペラシャフト１２４のアンバランスを測定し、この測定結果に基づいてプロペラシャフト１２４に重りを貼り付けてプロペラシャフト１２４のアンバランスが修正される。

ところで、上記バランス調整を行う関係上、センターベアリング支持機構を治具で固定支持するために、外環１０８と外環１１０との間に治具を挿入するための第２の隙間Ｑを必ず形成しなければならない。
また、内環１０４と内環１０６との間には第１の隙間Ｔを形成しない方が良いが、センターベアリング支持機構１００を組み付ける際に、部品寸法のバラツキ等によりボールベアリング１０２への圧入が不完全になってしまうことや、ボールベアリング１０２を圧入する際のプロペラシャフト軸方向の位置決め管理が容易になること等の関係から内環１０４と内環１０６との間に第１の隙間Ｔが形成されている。
登録実用新案第２５８６０２１号公報

しかしながら、外環と外環との間や内環と内環との間に隙間がそれぞれ形成されると、各隙間を通じてボールベアリング外輪側から内部に水等が浸入してしまい、ボールベアリングが錆びてしまうおそれがある。ボールベアリングが錆びてしまうと、プロペラシャフトの回転に悪影響を与えてしまう問題が生じる。このことは、水に限られることではなく、隙間が存在すると、ゴミ等の異物がその隙間から入り込み、ボールベアリングの回転性能やプロペラシャフトの回転性能および耐久性に悪影響を与えてしまう。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、内環と内環との間に形成された隙間から水やゴミなどの異物がベアリングのアウターレースを通じてベアリングのインナーレース側に入り込むことを簡易に防止できるセンターベアリング支持機構を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、径方向内側にベアリングが配置され第１の隙間を有してベアリング軸方向に沿って配置された一対の内環と、前記一対の内環の径方向外側に配置されかつ第２の隙間を有してベアリング軸方向に沿って配置された一対の外環と、前記第１の隙間を閉塞するシール手段を兼ねると共に、前記一対の内環と前記一対の外環との間に両者を接続するように配置された一対の弾性部材と、を有するセンターベアリング支持機構であって、前記一対の弾性部材は、相互に突き合わされて圧縮荷重を受けることにより相互に弾性変形して前記第１の隙間を塞ぐ端部を有し、前記一対の内環は、前記第１の隙間を形成するように前記ベアリングを前記ベアリング軸方向に沿って挟持すると同時に、前記弾性変形した前記一対の弾性部材の前記端部に一定の強度を持たせることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、径方向内側にベアリングが配置された一対の内環が第１の隙間を有してベアリング軸方向に沿って配置されており、一対の外環が一対の内環の径方向外側に配置されかつ第２の隙間を有してベアリング軸方向に沿って配置されており、一対の弾性部材が一対の内環と一対の外環との間に両者を接続するように配置されている。このように、内環と弾性部材と外環とで構成される構成物がベアリング軸方向に沿ってそれぞれ配置されている。
ここで、第１の隙間を閉塞するシール手段が設けられているため、第２の隙間から入り込んだ水やゴミ等の異物がさらに第１の隙間からベアリングを構成するインナーレース側に入り込むことを防止できる。これにより、水やゴミ等の異物がボールベアリングの回転性能やプロペラシャフトの回転性能に悪影響を与えてしまうことを防止できる。
また、第１の隙間がシール手段により閉塞されると、外部から第１の隙間を通して内部のベアリングを視認することができないため、センターベアリング支持機構の意匠、商品性を向上させることができる。
また、弾性部材がシール手段を兼ねることにより、シール手段を別部材で構成するよりも部品点数を削減することができるとともに、センターベアリング支持機構のシール手段の組付工数も低減でき、その分だけセンターベアリング支持機構を容易に組み付けることができる。
さらに、一対の弾性部材のベアリング軸方向一方側の端部同士を突き合わせて第１の隙間を閉塞することにより、第１の隙間をベアリング圧入と同時に容易に閉塞することができる。これにより、センターベアリング支持機構を組み付ける際に、ベアリングを挟持して両側から圧入するように各内環をベアリング軸方向にそれぞれ移動させるだけで、容易に第１の隙間を閉塞することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセンターベアリング支持機構において、前記一対の内環同士、前記一対の外環同士及び前記一対の弾性部材同士は、それぞれ同形状であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、一対の内環同士、一対の外環同士及び一対の弾性部材同士をそれぞれ同形状とすることにより、各内環、外環及び弾性部材の部品共用化を図りセンターベアリング支持機構を製造することができる。これにより、別形状の内環、外環及び弾性部材を製造する必要がないため、各構成部品の部品点数を削減できるとともに、新たな金型を製造する必要がなく製造コストも低減でき、部品管理も容易となる。

本発明によれば、内環と内環の間の第１の隙間を閉塞するシール手段が設けられているため、外環と外環の間の第２の隙間から入り込んだ水やゴミ等の異物がさらに第１の隙間からベアリング側に入り込むことを確実に防止できる。この結果、水やゴミ等の異物がボールベアリングの回転性能を劣化させプロペラシャフトの回転性能に悪影響を与えてしまうことを容易に防止できる。
また、第１の隙間がシール手段により閉塞されており、外部から第１の隙間を通して内部のベアリングを視認することができないため、センターベアリング支持機構の意匠、商品性を向上させることができる。

次に、本発明の一実施形態に係るセンターベアリング支持機構について、図面を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、センターベアリング支持機構１０は、内周側（径方向内側（図１中矢印Ｉ方向側））にプロペラシャフト１２が挿通されるボールベアリング（ベアリング）１４と、ボールベアリング（ベアリング）１４の外周側（径方向外側（図１中矢印Ｏ方向側））に設けられかつボールベアリング軸方向（図１中矢印Ｘ方向）に第１の隙間Ｔを有して並べられた一対の内環１６、１８と、内環１６、１８の外周側（径方向外側（図１中矢印Ｏ方向側））に設けられかつボールベアリング軸方向（図１中矢印Ｘ方向）に第２の隙間Ｑを有して並べられた一対の外環２０、２２と、内環１６、１８と外環２０、２２との間に配置され内環１６、１８と外環２０、２２にそれぞれ加硫接着されるベロー状を呈する一対のゴム部材（弾性部材、シール手段）２４、２６と、外環２０、２２の外周側（径方向外側（図１中矢印Ｏ方向側））に配置され車体側に固定される外環保持ブラケット２８と、を有している。

ボールベアリング（ベアリング）１４は、ボール１４Ａと、ボール１４Ａを径方向内側（図１中矢印Ｉ方向側）から支持するインナーレース１４Ｂと、ボール１４Ａを径方向外側（図１中矢印Ｏ方向側）から支持するアウターレース１４Ｃと、で構成されている。このボール１４Ａの回転によりインナーレース１４Ｂがアウターレース１４Ｃに対して周方向に回転可能になっている。

各内環１６、１８は、それぞれ環状に形成されており、径方向外側（図１中矢印Ｏ方向側）に突出した各突出部１６Ａ、１８Ａと、ボールベアリング軸方向（図１中矢印Ｘ方向）に対して傾斜した各傾斜部１６Ｂ、１８Ｂと、をそれぞれ備えている。各々の突出部１６Ａ、１８Ａには、ボールベアリング１４が圧入挟時される構成となっている。また、各突出部１６Ａ、１８Ａの端部の間には、所定寸法の第１の隙間Ｔが形成されている。また、各内環１６、１８は、同じ形状（対称配置）となるように成形されている。

各ゴム部材（弾性部材、シール手段）２４、２６は、各内環１６、１８の外周面と各外環２０、２２の内周面にそれぞれ加硫接着されている。各ゴム部材２４、２６は、各内環１６、１８に加硫接着した内側ベース部２４Ａ、２６Ａと、軸方向一方側に向かって大きく突出したバネ部２４Ｂ、２６Ｂと、各外環２０、２２に加硫接着した外側ベース部２４Ｃ、２６Ｃと、でそれぞれ構成されている。また、各ゴム部材２４、２６は、同じ形状となるように成形されている。また、図２及び図３に示すように、各内側ベース部２４Ａ、２６Ａを構成する各突出部１６Ａ、１８Ａ側に位置する各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄは、各突出部１６Ａ、１８Ａの端面からボールベアリング軸方向一方側に突出するように成形されている。
ここで、図２及び図３に示すように、センターベアリング支持機構１０が組み付けられた状態では、各内側ベース部２４Ａ、２６Ａの各突出部１６Ａ、１８Ａ側に位置する各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄ同士が突き合わされた状態となっており、相互に突き合わされた各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄにより第１の隙間Ｔが塞がれた構成となっている。

各外環２０、２２は、各ゴム部材２４、２６を構成する各外側ベース部２４Ｃ、２６Ｃの外周面に配置されている。各外環２０、２２には、各外側ベース部２４Ｃ、２６Ｃが加硫接着されている。各外環２０、２２の間には、所定寸法の第２の隙間Ｑが形成されている。また、各外環２０、２２は、同じ形状（組付け時対称形状）となるように成形されている。

なお、ブラケット２８は、各外環２０、２２の外周面に配置され、ボルトとナット等の固着具により外環保持環体２９と一体に車体側に取り付けられる。

次に、センターベアリング支持機構１０の組付方法について説明する。

先ず、所定の金型（図示省略）に、内環１６（１８）と、外環２０（２２）とを位置決めして、金型の所定の部位に未加硫のゴム部材２４（２６）を流し込む。そして、加熱することによりゴム部材２４（２６）を加硫させ、内環１６（１８）と外環２０（２２）とにそれぞれ加硫接着させて、内環１６（１８）と外環２０（２２）とゴム部材２４（２６）とで構成された支持機構本体を製造する。このように、支持機構本体を次々と製造していく。

次に、図３（Ａ）に示すように、径方向（図３（Ａ）、（Ｂ）中矢印Ｙ方向）に延びる中心線ｍに関して対称となるように、２つの支持機構本体をボールベアリング軸方向（図３（Ａ）中矢印Ｘ１及びＸ２方向）にそれぞれ移動させていく。これにより、各支持機構本体の各内環１６、１８を構成する突出部１６Ａ、１８Ａの内周面に、ボールベアリング１４が圧入されていく。
このとき、図３（Ｂ）に示すように、各ゴム部材２４、２６を構成する各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄ同士が突き合せられ、さらに各支持機構本体をボールベアリング軸方向（図３（Ａ）中矢印Ｘ１及びＸ２方向）に移動させると、各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄが相互に圧縮荷重（本明細書では、ボールベアリング軸方向に作用しかつ各内側ベース部２４Ａ、２６Ａを圧縮する方向に作用する荷重を意味する。）を受けて径方向外側（図１中矢印Ｏ方向側）に押し上げられていく。この状態では、各内環１６、１８同士の間に第１の隙間Ｔが生じているが、各ゴム部材２４、２６の各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄにより第１の隙間Ｔが塞がれた状態となっている。
以上のように、センターベアリング支持機構１０の組付方法では、センターベアリング支持機構１０を容易に組み付けることができるとともに、第１の隙間Ｔをゴム部材２４、２６同士を密着させて確実に塞ぐことができる。

次に、センターベアリング支持機構１０の作用について説明する。

図１及び図２に示すように、各内環１６、１８の間に形成された第１の隙間Ｔが、各内側ベース部２４Ａ、２６Ａの各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄにより塞がれた状態となっているため、各外環２０、２２の間に第２の隙間Ｑが形成されていても、第２の隙間Ｑから内部に入り込んだ水やゴミ等がさらに第１の隙間Ｔからボールベアリング１４側に入り込もうとしても、各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄの当接により阻止される。この結果、水やゴミ等がボールベアリング１４側に入り込むことがないため、ボールベアリング１４が錆びて腐食劣化してしまうことを防止でき、ひいてはボールベアリング１４やプロペラシャフト１２の回転機能に支障が生じてしまうことを確実に防止できる。

特に、各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄ同士が相互に圧縮荷重（本明細書では、ボールベアリング軸方向に作用しかつ各内側ベース部２４Ａ、２６Ａを圧縮する方向に作用する荷重を意味する。）を受けた状態で突き合わされて第１の隙間Ｔを閉塞しているため、各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄに一定の強度を持たせることができ、シール性能を格段に向上させることができる。

また、各内環１６、１８との間には第１の隙間Ｔが形成されているが、各突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）２４Ｄ、２６Ｄにより塞がれているため、外部から第１の隙間Ｔを通してボールベアリング１４を視認することができない。このため、センターベアリング支持機構１０の意匠、商品性を向上させることができ、従来のようにボールベアリング１４が視認できたときの見た目の不安感を無くすことができる。

また、各ゴム部材２４、２６が第１の隙間Ｔを閉塞するシール手段を兼ねているため、部品点数を削減でき、センターベアリング支持機構１０の組付工数に影響なく、その分だけセンターベアリング支持機構１０を容易に組み付けることができる。

また、各内環１６、１８、各外環２０、２２、各ゴム部材２４、２６が同一形状であるため、一つの金型により量産することができる。これにより、別途の金型を用いて別形状の内環、外環及び弾性部材を製造する必要がないため、部品点数を削減することができ、また専用の金型を別途製作する必要がないため、センターベアリング支持機構１０の製造コストを低減することができ、部品管理も容易となる。

なお、本実施形態のセンターベアリング支持機構１０では、各ゴム部材２４、２６が第１の隙間Ｔを閉塞するシール手段を兼ねる構成を説明したが、これに限られるものではなく、各ゴム部材２４、２６とは別の部材（図示省略）を設けて第１の隙間Ｔを閉塞させるようにしても良い。

本発明の一実施形態に係るセンターベアリング支持機構の構成図である。本発明の一実施形態に係るセンターベアリング支持機構の要部を示した拡大図である。本発明の一実施形態に係るセンターベアリング支持機構の組付方法の説明図である。従来のセンターベアリング支持機構の部分的な断面図である。センターベアリング支持機構のバランス調整装置の説明図である。

符号の説明

１０センターベアリング支持機構
１４ボールベアリング（ベアリング）
１６内環
１８内環
２０外環
２２外環
２４ゴム部材（弾性部材、シール手段）
２４Ｄ突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）
２６ゴム部材（弾性部材、シール手段）
２６Ｄ突出部側端部（ベアリング軸方向一方側の端部）
Ｔ第１の隙間
Ｑ第２の隙間

Claims

径方向内側にベアリングが配置され第１の隙間を有してベアリング軸方向に沿って配置された一対の内環と、
前記一対の内環の径方向外側に配置されかつ第２の隙間を有してベアリング軸方向に沿って配置された一対の外環と、
前記第１の隙間を閉塞するシール手段を兼ねると共に、前記一対の内環と前記一対の外環との間に両者を接続するように配置された一対の弾性部材と、
を有するセンターベアリング支持機構であって、
前記一対の弾性部材は、相互に突き合わされて圧縮荷重を受けることにより相互に弾性変形して前記第１の隙間を塞ぐ端部を有し、
前記一対の内環は、前記第１の隙間を形成するように前記ベアリングを前記ベアリング軸方向に沿って挟持すると同時に、前記弾性変形した前記一対の弾性部材の前記端部に一定の強度を持たせることを特徴とするセンターベアリング支持機構。
前記一対の内環同士、前記一対の外環同士及び前記一対の弾性部材同士は、それぞれ同形状であ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支持機構。