JP2016124422A - Center bearing support - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a center bearing support that elastically supports a center bearing that rotatably supports a propeller shaft of an automobile on the lower side of a vehicle body.
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。
As a center bearing support that is attached to the lower surface of the vehicle body and elastically supports a center bearing mounted on the propeller shaft, a center bearing support as shown in FIG. 4 is conventionally known. That is, the
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)。
In the
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。
By the way, in this type of
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)。
As a means for preventing such swinging, the elastic support member is formed in a non-circular thick wall shape, and a large number of bevels (through holes in the axial direction) are opened so that the spring of the elastic support member is circumferential. There is known a technique for suppressing swinging due to resonance by changing characteristics (see, for example,
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。 However, since the center bearing support is located on the underside of the vehicle body and is always exposed to the external environment, such as the muddy water coming in, the ones that have tickled elastic support members are immediately clogged with stepping stones and mud. If icing occurs within the edge, the durability of the elastic support member may be reduced.
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。 The present invention has been made in view of the above points, and a technical problem thereof is to suppress the swing of the propeller shaft due to resonance.
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。
As a means for effectively solving the technical problem described above, the center bearing support according to the invention of
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。 In the center bearing support configured as described above, the elastic support member travels by elastically connecting the outer ring fixed to the vehicle body side and the inner ring holding the center bearing attached to the outer periphery of the propeller shaft. Vibration absorption and buffering are performed between the propeller shaft side and the vehicle body side. The elastic support member has a plurality of relative thick portions and relatively thin portions alternately in the circumferential direction, thereby having different spring constants in the circumferential direction alternately, that is, the resonance frequency is alternately in the circumferential direction. Therefore, the whirling of the propeller shaft is suppressed.
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。 The center bearing support according to a second aspect of the present invention is the structure according to the first aspect, wherein the thick portions are formed on the upper side and the lower side of the inner ring, and each of the thick portions, the thin portions, The boundary is composed of a stepped surface extending in the radial direction on the surface of the elastic support member facing the front side.
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。 In the center bearing support configured as described above, since the thick portions are located on the upper side and the lower side of the inner ring, the surface of the elastic support member facing the front side extends in the radial direction, and each thick portion and each thin portion The step surface that constitutes the boundary has a gradient between the inner diameter side and the outer diameter side, so that the muddy water that has flown from the front side to the surface of the elastic support member during traveling of the vehicle is deposited under the inner ring. It also serves as a means for guiding to flow downward.
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。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a center bearing support having a dust cover which is attached to the outer peripheral surface of the propeller shaft and surrounds the outer peripheral side of the end portion of the inner ring. The front end of the elastic member is closely opposed to the surface of the thick portion of the elastic support member.
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。 In the center bearing support configured as described above, the dust cover constitutes a labyrinth seal between the inner ring and the elastic support member, and the gap is narrowed with the surface of the thick part of the elastic support member. In particular, it is difficult for muddy water or the like to enter between the thick wall portion located on the upper side of the inner ring and the dust cover, and the gap between the dust cover and the surface of the thin wall portion located on both sides in the horizontal direction of the inner ring. Therefore, a discharge flow path such as muddy water to the stepped surface constituting the boundary between the thick part and each thin part is secured.
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。 According to the center bearing support according to the present invention, the elastic support member is provided with spring constants that are alternately changed in the circumferential direction, so that swinging of the propeller shaft due to resonance can be suppressed.
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。 Hereinafter, a preferred embodiment of a center bearing support according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. 2 and 3, the left side is the front side of the vehicle, and the right side is the rear side.
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。
The
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。
The center bearing 4 is a ball bearing having a known structure having an
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。
The
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。
The
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。
The
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。
A
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。
Among these, the
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。
Further, the
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。
Two relatively
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。
The
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。
As described above, since the
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。
A pair of
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。
The
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。
Here, in the process of increasing the vibration frequency of the
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。
Here, muddy water or the like flying from the front side is difficult to enter the center bearing 4 by the labyrinth seal LS1 bent in a zigzag manner. In particular, since the gap δ1 between the
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。
Further, since the gap δ2 between the
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。
Further, the
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
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