JP4447990B2 - センターベアリング支持機構 - Google Patents

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、前記第１の隙間を閉塞するシール手段と、を有するセンターベアリング支持機構であって、前記シール手段は、ゴム部材で構成されており、前記第１の隙間から径方向外側に突出し前記弾性部材が一定以上の弾性変形をしたときに前記弾性部材に接触するストッパー部を有してい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の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。
さらに、シール手段は、第１の隙間から径方向外側に突出するストッパー部を有しているため、センターベアリング支持機構に衝撃や振動が作用して弾性部材が一定以上の弾性変形をしたときにストッパー部が弾性部材及び／又は前記外環側と接触する。これにより、弾性部材に作用する応力の大部分がストッパー部に圧縮応力として作用し、動的バネ定数と静的バネ定数の比である動倍率を小さくすることができる。この結果、このセンターベアリング支持機構を自動車に取り付ければ、自動車の発進時の所謂あばれ現象を抑制することができ、さらに自動車の通常走行時の微振動を吸収する上でも効果的となる。

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、前記シール手段は、前記第１の隙間を閉塞するように配置されたＯリング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、第１の隙間にはシール手段としてのＯリングが配置されて第１の隙間が閉塞されているため、第１の隙間からベアリングのインナーレース側への異物の侵入を確実に防止することができる。
また、第１の隙間がＯリング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。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のセンターベアリング支持機構において、前記内環には、前記シール手段を位置決めするための支持部が形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、内環にはシール手段を位置決めするための支持部が形成されているため、センターベアリング支持機構に衝撃や振動が作用した場合でも、シール手段が第１の隙間を閉塞した状態を確実に維持させることができる。これにより、シール性能を大幅に向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項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４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、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の隙間から侵入した水やゴミ等の異物が第１の隙間からベアリング側に侵入することを確実に防止できる。これにより、水やゴミ等の異物が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。

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）２４、２６と、第１の隙間Ｔを閉塞するように配置されたゴム製のＯリング（シール手段）４０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）に対して傾斜した傾斜部１６Ｂ、１８Ｂと、をそれぞれ備えている。また、図２に示すように、各突出部１６Ａ、１８Ａは、径方向に延びる径方向延在部３０Ａ、３２Ａと、ボールベアリング軸方向に延びる軸方向延在部３０Ｂ、３２Ｂと、を備えている。また、各軸方向延在部３０Ｂ、３２Ｂの端部には、径方向外側（図２中矢印Ｏ方向側）に向かって湾曲した各湾曲部（支持部）３０Ｃ、３２Ｃが形成されている。なお、後述するように、Ｏリング４０はこの各湾曲部（支持部）３０Ｃ、３２Ｃにより挟持されて位置決めされる。また、各突出部１６Ａ、１８Ａの内周面側にはボールベアリング１４が圧入挟時された構成となっている。また、各突出部１６Ａ、１８Ａを構成する各軸方向延在部３０Ｂ、３２Ｂ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。さらに、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。

また、Ｏリング（シール手段）４０は、各内環１６、１８を構成する各軸方向延在部３０Ｂ、３２Ｂの端部に挟持されている。すなわち、Ｏリング４０は、ゴム製であり、各軸方向延在部３０Ｂ、３２Ｂの各湾曲部３０Ｃ、３２Ｃの間に位置するシール部４０Ａと、シール部４０Ａに一体形成され第１の隙間Ｔから径方向外側（図２中矢印Ｏ方向側）に大きく突出したストッパー部４０Ｂと、を有している。このストッパー部４０Ｂは、後述のゴム部材（弾性部材）２４、２６が一定以上の弾性変形をしたときにゴム部材２４、２６及び/又は外環２０、２２側と接触するように構成されている。これにより、シール部４０Ａで第１の隙間Ｔを閉塞するためシール性能を確保することができるとともに、ゴム部材（弾性部材）２４、２６における径方向の弾性変形を抑制しゴム部材２４、２６に作用する応力の大部分を圧縮応力として受けることにより動倍率を小さくすることができる。

各ゴム部材（弾性部材）２４、２６は、各内環１６、１８の外周面及び各外環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。

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、ゴム部材２４（２６）が加硫させ、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、２つの支持機構本体をボールベアリング軸方向に移動させていく。これにより、各支持機構本体の各内環１６、１８を構成する各突出部１６Ａ、１８Ａの内周面に、ボールベアリング１４が圧入されていく。各突出部１６Ａ、１８Ａの内周面に、ボールベアリング１４が圧入されると、各軸方向延在部３０Ｂ、３２Ｂの端部に形成された各湾曲部（支持部）３０Ｃ、３２ＣでＯリング４０が挟持されて位置決めされ、第１の隙間ＴがＯリング４０を構成するシール部４０Ａで閉塞されるとともに、第１の隙間Ｔから径方向外側に向かって突出したストッパー部４０Ｂが位置するようになる。
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Ｏリング４０を構成するシール部４０Ａにより塞がれているため、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から内部に侵入した水やゴミ等の異物が第１の隙間Ｔからボールベアリング１４側に侵入しようとしても、シール部４０Ａにより阻止される。この結果、水やゴミ等の異物がボールベアリング１４側に侵入することができないため、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、Ｏリング４０は、各軸方向延在部３０Ｂ、３２Ｂの端部に形成された各湾曲部（支持部）３０Ｃ、３２Ｃで挟持されて位置決め保持されるため、衝撃や振動が作用してもＯリング４０が位置ズレすることがない。これにより、大きな衝撃や大きな振幅の振動が作用した場合でも、シール性能を維持することができる。

また、Ｏリング４０を構成するストッパー部４０Ｂは、センターベアリング支持機構１０に衝撃や振動が作用してゴム部材２４、２６が一定以上の弾性変形をしたときにゴム部材２４、２６と接触する。これにより、ゴム部材２４、２６に作用する応力の大部分がストッパー部４０Ｂに圧縮応力として作用し、動的バネ定数と静的バネ定数の比である動倍率を小さくすることができる。この結果、このセンターベアリング支持機構１０を自動車に取り付ければ、自動車の発進時の所謂あばれ現象を抑制することができ、自動車の通常走行時の微振動も吸収する上で効果的となる。

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、Ｏリング４０により塞がれているため、外部からボールベアリング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、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、Ｏリング４０にストッパー部４０Ｂを設けることは上述の通り効果的ではあるが、ストッパー部４０Ｂが常に設けられているＯリングに限られるものではなく、例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、種々の形状の内環５２、５４及びゴム部材５６、５８に対応するように、通常の円形断面を有するＯリング５０を用いて第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図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）ともに、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の変形例の要部を示した拡大図である。 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）
２６ ゴム部材（弾性部材）
３０Ｃ 湾曲部（支持部）
３２Ｃ 湾曲部（支持部）
４０ Ｏリング（シール手段）
４０Ｂ ストッパー部
Ｔ 第１の隙間
Ｑ 第２の隙間

Claims (4)

1. 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、
   前記第１の隙間を閉塞するシール手段と、
   を有するセンターベアリング支持機構であって、
   前記シール手段は、ゴム部材で構成されており、前記第１の隙間から径方向外側に突出し前記弾性部材が一定以上の弾性変形をしたときに前記弾性部材に接触するストッパー部を有していることを特徴とするセンターベアリング支持機構。
2. 前記シール手段は、前記第１の隙間を閉塞するように配置されたＯリング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。
3. 前記内環には、前記シール手段を位置決めするための支持部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンターベアリング支持機構。
4. 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乃至３のいずれか１項に記載のセンターベアリング支持機構。

Images