JP2013233873A - 軸受構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラケットを軽量化しつつ、ブラケットの強度を十分に確保することができるとともに、見栄えを良くすることができる軸受構造体を提供することを課題とする。
【解決手段】推進軸１（軸部材）を軸回りに回転自在に支持する軸受構造体１０であって、推進軸１に外嵌される軸受２０と、軸受２０に外嵌される防振部材３０と、防振部材３０に外嵌されるブラケット４０と、を備え、防振部材３０は、軸受２０に外嵌される内環３１と、内環３１の径方向の外側で、内環３１を取り囲んでいる外環３２と、内環３１と外環３２との間に介設され、弾性を有するマウント３３と、を有し、ブラケット４０には径方向内側に突出したリブ４１ｂが形成されており、外環３２の開口縁部がリブ４１ｂに覆われている。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸部材を軸回りに回転自在に支持する軸受構造体に関する。

一般的に、後輪駆動または四輪駆動の自動車では、車体前部に搭載された変速装置からの動力を、車体下部に配置された推進軸（プロペラシャフト）を介して、左右の後輪の間に設けられた終減速装置に伝達している。推進軸は、曲げ共振点を実用域外へ設定する場合に、推進軸を軸方向に二分割あるいは三分割する場合も多く、それに伴って自在継手や鋼管の数も増加する。そして、中間の自在継手の近傍には、推進軸を車体側へ保持させるための軸受構造体が配置されており、推進軸が車体に回転自在に支持されている。

軸受構造体は、推進軸に外嵌される軸受と、軸受に外嵌される防振部材と、防振部材に外嵌されるとともに、車体下部に取り付けられるブラケットと、を備えている。

防振部材としては、軸受に外嵌される金属製の内環と、内環に外嵌されるゴム製のマウントと、を有し、ブラケットの内周面に形成された凹部に、マウントの外周面に形成された係合部を嵌め込むように構成されているものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００７−２３０２９６号公報 特開２００７−２４５９１４号公報

前記したように、ブラケットの凹部にマウントの係合部を嵌め込む構成では、ブラケットにマウントを組み付ける作業が煩雑になるため、軸受構造体の生産性が低下するという問題がある。

また、防振部材が、金属製の内環および外環と、内環および外環の間に介設されたゴム製のマウントと、を有する場合には、マウントと外環とを加硫接着するため、外環の表面に防錆処理を施すことができない。そして、外環においてブラケットの開口部内に露出した部位に錆が生じると、軸受構造体の見栄えが良くないという問題がある。

なお、軸受構造体では、ブラケットの厚さを薄くして軽量化することが望まれているが、ブラケットの強度が低下するという問題がある。

本発明は、前記した問題を解決し、生産性を高めるとともに、軽量化することができ、さらに、見栄えを良くすることができる軸受構造体を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、軸部材を軸回りに回転自在に支持する軸受構造体であって、前記軸部材に外嵌される軸受と、前記軸受に外嵌される防振部材と、前記防振部材に外嵌されるブラケットと、を備えている。前記防振部材は、前記軸受に外嵌される内環と、前記内環の径方向外側で、前記内環を取り囲んでいる外環と、前記内環と前記外環との間に介設され、弾性を有するマウントと、を有し、前記ブラケットには径方向内側に突出したリブが形成されており、前記外環は前記ブラケット内に圧入され、前記外環の開口縁部は前記リブに覆われるように構成されている。

この構成では、外環をブラケットに固定するための係合部を外環やブラケットに形成しなくても、ブラケット内に外環を圧入することで、ブラケットに防振部材を簡単に組み付けることができるため、軸受構造体の生産性を高めることができる。
また、ブラケットに形成されたリブによって、ブラケットが補強されるため、ブラケットの強度を確保しつつ、ブラケットの厚さを薄くすることができ、軸受構造体を軽量化することができる。
また、ブラケットの厚さが薄いため、ブラケットに外部部材への取付部品等を溶接する場合に、溶接入熱を抑えることができ、溶接に必要なエネルギーを少なくすることができる。
また、外環の開口縁部はリブによって覆われており、外環の開口縁部に錆が生じても、外部から見え難いため、軸受構造体の見栄えを良くすることができる。
なお、ブラケットにおいてリブが形成される位置および数は限定されるものではなく、例えば、ブラケットの一方の端部または両端部に形成してもよい。

また、前記リブを、前記ブラケットの周壁部の端部を径方向内側に向けて折り曲げることによって簡単に形成することが好ましい。

前記した軸受構造体において、前記リブの下部に切り欠き部等の排水口を形成した場合には、リブの内側に入り込んだ水が排水口から排水されるため、外環に錆を生じ難くすることができる。

前記した軸受構造体において、前記ブラケットをプレス加工によって形成することが好ましい。
この構成では、鋼管材の内周面を切削加工してブラケットを形成する場合に比べて、ブラケットを簡単に加工することができるとともに、ブラケットの内径寸法の加工精度を高めることができる。
また、従来は、ブラケット内に防振部材を圧入するときに、ブラケットの開口縁部に防振部材が接触することを考慮して、防振部材を圧入する側のブラケットの開口縁部を面取りしているが、前記したように、プレス加工によってブラケットを形成した場合には、ブラケットの開口縁部の角部が曲面に成形されるため、ブラケットの開口縁部を面取りする必要がなくなる。
このように、ブラケットをプレス加工によって形成した場合には、軸受構造体の生産性をより高めることができる。

本発明の軸受構造体では、ブラケットに防振部材を簡単に組み付けることができるため、生産性を高めることができる。
また、ブラケットはリブによって補強されるため、ブラケットの厚さを薄くすることができる。したがって、軸受構造体を軽量化するとともに、ブラケットに部品を溶接するために必要なエネルギーを低減することができる。
また、外環の開口縁部はリブによって覆われており、外環の開口縁部に錆が生じても、外部から見え難いため、軸受構造体の見栄えを良くすることができる。

本実施形態の軸受構造体および推進軸を示した全体構成図である。 本実施形態の軸受構造体および推進軸を示した平面断面図である。 本実施形態のブラケットを示した分解斜視図である。 本実施形態のブラケットの背面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、本発明の軸受構造体を自動車の推進軸（プロペラシャフト）に用いた場合を例として説明する。
以下の説明では、最初に推進軸の全体構成を説明した後に、軸受構造体について詳細に説明する。

図１に示す推進軸１（特許請求の範囲における「軸部材」）は、車体前部に搭載された変速装置（図示せず）からの動力を、左右の後輪の間に設けられた終減速装置（図示せず）に伝達させるものであり、車両の前後方向に延ばされている。

推進軸１は、車両前方寄りの第一推進軸３と、車両後方寄りの第二推進軸４と、第一推進軸３と第二推進軸４とを連結する等速ジョイント６と、を備えている。推進軸１は、二つの推進軸３，４からなる２ピース構造（二分割構造）である。
また、推進軸１の軸方向の略中間部は、軸受構造体１０によって車体下部Ｖ（特許請求の範囲における「外部部材」、図４参照）に軸回りに回転自在に支持される。

第一推進軸３は、金属製の中空管であり、前端部は第一ジョイント５を介して変速装置（図示せず）に連結され、後端面には等速ジョイント６に連結される連結軸部３ａが突設されている。
第一ジョイント５は、一対のＵ字形状のヨーク５ａ，５ｂと、両ヨーク５ａ，５ｂを連結する十字軸５ｃと、を備えた十字軸ジョイントであり、両ヨーク５ａ，５ｂが変速装置と第一推進軸３とにそれぞれ取り付けられる。

第二推進軸４は、金属製の中空管であり、前端部は等速ジョイント６に連結され、後端部は第二ジョイント７を介して終減速装置（図示せず）に連結される。
第二ジョイント７は、一対のＵ字形状のヨーク７ａ，７ｂと、両ヨーク７ａ，７ｂを連結する十字軸７ｃと、を備えた十字軸ジョイントであり、両ヨーク７ａ，７ｂが終減速装置と第二推進軸４とにそれぞれ取り付けられる。

等速ジョイント６は、図２に示すように、第一推進軸３と第二推進軸４とを連結する摺動式のジョイントである。本実施形態では、第二推進軸４に連結される外輪部材６ａと、第一推進軸３の連結軸部３ａに設けられた動力伝達部材６ｂ（内輪部材）と、からなるトリポート型の等速ジョイント６が用いられている。

外輪部材６ａは、有底円筒状の金属製の部品であり、その底部６ｃには、第二推進軸４の前端部が溶接等によって接合されている。
外輪部材６ａの後端開口部６ｆには、連結軸部３ａが挿入されており、後端開口部６ｆと連結軸部３ａとの隙間は、ゴム製のブーツ６ｇによって封止されている。
外輪部材６ａの内周面には、軸方向に延ばされた三つの摺動溝６ｄが周方向に等間隔で形成されている。各摺動溝６ｄには、動力伝達部材６ｂに設けられた三つのローラ６ｅがそれぞれ摺動自在に組み付けられている。

等速ジョイント６は、ローラ６ｅが摺動溝６ｄ内を軸方向に摺動することで、外輪部材６ａと動力伝達部材６ｂとが相対移動するように構成されている。また、ローラ６ｅの外周面は湾曲しているため、外輪部材６ａに対して連結軸部３ａが傾斜した状態でも、ローラ６ｅは摺動溝６ｄ内をスムーズに摺動することができる。

軸受構造体１０は、第一推進軸３の連結軸部３ａに外嵌される軸受２０と、軸受２０に外嵌された防振部材３０と、防振部材３０に外嵌されるとともに、車体下部Ｖ（図４参照）に取り付けられるブラケット４０と、を備えている。

軸受２０は、図２に示すように、内輪２１と外輪２２との間に複数のボール２３が設けられたラジアルボールベアリングである。内輪２１は、第一推進軸３の連結軸部３ａに外嵌される部位であり、推進軸１は軸受２０に軸回りに回転自在に支持される。

防振部材３０は、軸受２０の外輪２２に外嵌される内環３１と、内環３１の径方向の外側で、内環３１を取り囲んでいる外環３２と、内環３１と外環３２との間に介設されたマウント３３と、を備えている。
内環３１および外環３２は、円筒状の金属製の部品であり、同心位置で径方向の内外に二重に配置されている。外環３２の外径は、後記するリングブラケット４１の内径よりも僅かに大きく形成されている。また、内環３１の内径は、軸受２０の外輪２２の外径よりも僅かに小さく形成されている。

マウント３３は、弾性を有する円筒状のゴム製の部品である。マウント３３の内周部は内環３１の外周面に接合され、外周部は外環３２の内周面に接合されている。また、マウント３３の内周部と外周部との間には屈曲部が形成されている。

防振部材３０では、内環３１の振動がマウント３３に吸収されるため、内環３１（推進軸１）の振動が外環３２に伝わり難くなっている。

なお、マウント３３と内環３１および外環３２とは、インサート成形によって一体に形成されている。すなわち、マウント３３と内環３１および外環３２とは、加硫接着されている。したがって、内環３１および外環３２には、塗装等の防錆処理を行うことができない。本実施形態では、外環３２の前側の開口縁部３２ａは、マウント３３に覆われているが、後側の開口縁部３２ｂは外部に露出している。

軸受２０の後方には、連結軸部３ａに外嵌されたストッパーピース７０が配置される。ストッパーピース７０は、円筒状の金属製の部品であり、連結軸部３ａに圧入によって固定されている。
ストッパーピース７０の前端部が、軸受２０の内輪２１の後面に当接することで、軸受２０の抜け止めが構成されている。また、ストッパーピース７０の後端部には、内環３１の前端開口部を塞ぐように、フランジ部７１が形成されている。このフランジ部７１によって、内環３１内に水等が浸入し難くなっている。

ブラケット４０は、防振部材３０に外嵌されるリングブラケット４１と、リングブラケット４１の外周面４１ａに取り付けられる取付ブラケット４２と、を備えている（図４参照）。

リングブラケット４１は、図３に示すように、金属製の円筒状の部品であり、プレス加工によって形成されている。なお、リングブラケット４１としては、例えば、ＪＩＳ Ｇ ３１１３ 自動車構造用熱間圧延鋼板を用いることが好ましい。

リングブラケット４１の後端部には、径方向内側に突出した環状のリブ４１ｂが形成されている。
リブ４１ｂは、リングブラケット４１の周壁部の後端部を径方向内側に向けて折り曲げた部位である。リブ４１ｂによって、リングブラケット４１の剛性が確保されている。また、リブ４１ｂの最下部には、切り欠き部によって排水口４１ｃが形成されている。リブ４１ｂの内側（リングブラケット４１の内部側）に入り込んだ雨水等の水は、排水口４１ｃから排水される。

図２に示すように、リングブラケット４１内に防振部材３０を圧入したときには、外環３２の後側の開口縁部３２ｂよりも後方にリブ４１ｂが配置される。また、リブ４１ｂの内周縁部が外環３２の開口縁部３２ｂよりも径方向内側に配置されるように、リブ４１ｂの径方向の長さが設定されている。
したがって、外環３２の後側の開口縁部３２ｂがリブ４１ｂに覆われた状態となり、ブラケット４０を後方から見たときに、外環３２の後側の開口縁部３２ｂが外部から見え難くなっている。

取付ブラケット４２は、図３に示すように、金属製の細長い板を略Ｕ字形状に曲げ加工したものであり、両上端部には、車体下部Ｖ（図４参照）に取り付けられる取付部４２ｂが形成されている。

取付ブラケット４２の内面４２ｆには、図４に示すように、リングブラケット４１の外周面４１ａの下半分が重ね合わされている。そして、リングブラケット４１と取付ブラケット４２とは抵抗溶接によって接合されている。

取付部４２ｂは、取付ブラケット４２の両上端部から左右外側に向けて水平に突出させた部位である（図３参照）。取付部４２ｂには、取付穴４２ｃが上下方向に貫通している。この取付穴４２ｃに下方から挿通させたボルト（図示せず）を、車体下部Ｖに形成されたねじ穴（図示せず）に螺合させることで、ブラケット４０を車体下部Ｖに取り付けることができる。

次に、前記した軸受構造体１０の製造方法について説明する。
図４に示すように、取付ブラケット４２の内面４２ｆに、リングブラケット４１の外周面４１ａの下半分を重ね合わせ、リングブラケット４１および取付ブラケット４２を二つの電極で挟み込み、両電極間に通電することで、リングブラケット４１と取付ブラケット４２とを抵抗溶接によって接合する。

そして、ブラケット４０を塗装した後に、図２に示すように、リングブラケット４１内に外環３２を圧入し、リングブラケット４１内に防振部材３０を組み付ける。
さらに、連結軸部３ａに外嵌された軸受２０を内環３１内に圧入し、ブラケット４０の両取付部４２ｂを車体下部Ｖ（図４参照）に取り付ける。これにより、推進軸１は、軸受構造体１０によって、車体下部Ｖに回転自在に支持される。

以上のような本実施形態の軸受構造体１０では、図２に示すように、外環３２をリングブラケット４１に固定するための係合部を外環３２やリングブラケット４１に形成しなくても、リングブラケット４１内に外環３２を圧入することで、リングブラケット４１に防振部材３０を簡単に組み付けることができるため、生産性を高めることができる。

また、リングブラケット４１に形成されたリブ４１ｂによって、リングブラケット４１が補強されるため、リングブラケット４１の強度を確保しつつ、リングブラケット４１の厚さを薄くすることができ、軸受構造体１０を軽量化することができる。
例えば、従来の鋼管材を用いたリングブラケットの厚さに対して、本実施形態のリングブラケット４１の厚さを７０％程度に設定しても、従来と同等の強度を確保することができる。

また、リングブラケット４１の厚さが薄いため、リングブラケット４１に取付ブラケット４２を溶接する場合に、溶接入熱を抑えることができ、溶接に必要なエネルギーを少なくすることができる。

また、外環３２の後側の開口縁部３２ｂはリブ４１ｂによって覆われており、外環３２の後側の開口縁部３２ｂに錆が生じても、外部（軸受構造体１０の後方）から見え難くいため、軸受構造体１０の見栄えを良くすることができる。

また、リブ４１ｂは、リングブラケット４１の周壁部の後端部を径方向内側に向けて折り曲げることによって簡単に形成することができる。

リングブラケット４１は、プレス加工によって形成されているため、鋼管材の内周面を切削加工してリングブラケットを形成する場合に比べて、リングブラケット４１を簡単に加工するとともに、リングブラケット４１の内径寸法の加工精度を高めることができる。
また、従来は、リングブラケット内に防振部材３０を圧入するときに、リングブラケットの開口縁部に防振部材３０が接触することを考慮して、防振部材３０が圧入される側のリングブラケットの開口縁部を面取りしているが、本実施形態のように、プレス加工によってリングブラケット４１を形成した場合には、リングブラケット４１の前側の開口縁部３２ａの角部が曲面に成形されるため、リングブラケット４１の前側の開口縁部３２ａを面取りする必要がなくなる。
このように、リングブラケット４１をプレス加工によって形成することで、軸受構造体１０の生産性を高めることができる。

また、図４に示すように、リブ４１ｂの最下部に排水口４１ｃが形成されており、リブ４１ｂの内側（リングブラケット４１の内部側）に入り込んだ水は排水口４１ｃから排水される。したがって、リブ４１ｂの内側に水が溜まるのを防ぐことができ、外環３２に錆を生じ難くすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、図２に示すように、外環３２の前側の開口縁部３２ａは、マウント３３に覆われているが、外環３２の前側の開口縁部３２ａも外部に露出する場合には、リングブラケット４１の前端部にリブを形成し、外環３２の前側の開口縁部３２ａがリブに覆われるように構成してもよい。このように、リングブラケット４１の一方の端部または両端部にリブを形成してもよい。
また、リブ４１ｂが形成される位置は、リングブラケット４１の端部に限定されるものではなく、端部よりも内側の内周面に形成してもよい。
また、外環３２の後側の開口縁部３２ｂがリブ４１ｂに覆われるのであれば、リブ４１ｂの径方向の長さは限定されるものではない。

また、図４に示すように、リブ４１ｂの最下部に排水口４１ｃが形成されているが、リブ４１ｂの内側に入り込んだ雨水を排水することができるのであれば、その位置や形状は限定されるものではなく、例えば、リブ４１ｂに形成した貫通穴によって排水口を構成してもよい。

本実施形態では、リングブラケット４１と取付ブラケット４２とを抵抗溶接しているが、リングブラケット４１と取付ブラケット４２との接合方法は限定されるものではなく、ボルト等の固定部材によって接合してもよい。または、ブラケット４０を一つの部品で構成してもよい。
また、ブラケット４０の取付部４２ｂの形状は限定されるものではなく、車体下部の形状に対応して形成されるものである。

本実施形態では、図２に示すように、軸受２０の前後にオイルシール（ダストシール）を設けているが、オイルシールを設けなくてもよい。

本実施形態では、図１に示すように、自動車の推進軸１を支持する軸受構造体１０を例として説明しているが、本発明の軸受構造体は、各種の軸部材および外部部材に適用可能である。

１ 推進軸
３ 第一推進軸
３ａ 連結軸部
４ 第二推進軸
５ 第一ジョイント
６ 等速ジョイント
６ａ 外輪部材
６ｂ 動力伝達部材
６ｄ 摺動溝
７ 第二ジョイント
１０ 軸受構造体
２０ 軸受
３０ 防振部材
３１ 内環
３２ 外環
３３ マウント
４０ ブラケット
４１ リングブラケット
４１ｂ リブ
４１ｃ 排水口
４２ 取付ブラケット
４２ｂ 取付部
Ｖ 車体下部

Claims (4)

1. 軸部材を軸回りに回転自在に支持する軸受構造体であって、
   前記軸部材に外嵌される軸受と、
   前記軸受に外嵌される防振部材と、
   前記防振部材に外嵌されるブラケットと、を備え、
   前記防振部材は、
   前記軸受に外嵌される内環と、
   前記内環の径方向外側で、前記内環を取り囲んでいる外環と、
   前記内環と前記外環との間に介設され、弾性を有するマウントと、を有し、
   前記ブラケットには径方向内側に突出したリブが形成されており、
   前記外環は前記ブラケット内に圧入され、前記外環の開口縁部は前記リブに覆われることを特徴とする軸受構造体。
2. 前記リブは、前記ブラケットの周壁部の端部を径方向内側に向けて折り曲げることで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受構造体。
3. 前記リブの下部に排水口が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸受構造体。
4. 前記ブラケットは、プレス加工によって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の軸受構造体。

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