JP2018123860A - 軸受構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラケットと防振部材との間の保持力を十分に確保するとともに、生産効率を高めることができ、さらに、軽量化することができる軸受構造体を提供する。
【解決手段】軸受構造体１０であって、ブラケット４０と、ブラケット４０に内嵌された防振部材３０と、防振部材３０に内嵌され、推進軸１に外嵌される軸受と、を備えている。また、軸受構造体１０は、防振部材３０に外嵌された係止部材６０を備えている。防振部材３０の外周面には、係止部材６０に当接する第一係止面７１が形成され、ブラケット４０の後端面８１には、係止部材６０に当接する第二係止面８１が形成されている。第一係止面７１および第二係止面８１は、径方向外側に向けて傾斜しており、第一係止面７１の傾斜角度よりも第二係止面８１の傾斜角度が大きく形成されている。
【選択図】図５

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（鋼管）を軸方向に二分割あるいは三分割することが多く、それに伴って自在継手、推進軸を構成する鋼管、鋼管を連結する継手の数も増加する。
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、この軸受構造体によって推進軸が車体下部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、軸受に外嵌された防振部材と、防振部材に外嵌されるブラケットと、を備えており、ブラケットが車体下部に取り付けられる。

従来の軸受構造体としては、ブラケットに防振部材が圧入されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２２９３７１号公報 特表２００７−５２１４５０号公報

特許文献１に記載された従来の軸受構造体では、防振部材とブラケットとの締め代を確保する必要があり、ブラケットの内径と防振部材の外径とを高精度に形成することが必要であるため、生産性が高くなかった。
また、ブラケットや防振部材がアルミニウム合金製や樹脂製である場合には、圧入締め代が大きいと、ブラケットに防振部材を圧入したときに、ブラケットや防振部材にカジリが発生し易くなり、十分な保持力を得ることができない。したがって、従来の軸受構造体では、アルミニウム合金材料や樹脂材料を用いて軽量化しつつ、ブラケットと防振部材との間の保持力の確保することが難しい。
このため、特許文献２に記載された軸受構造体では、防振部材を弾性的に縮径可能なものとし、防振部材とブラケットとの嵌合後の抜け止めとして、防振部材の突起によってブラケットに係止する構造が提案されている。

本発明は、ブラケットと防振部材との間の保持力を十分に確保するとともに、生産効率を高めることができ、さらに、軽量化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、軸受を支持するブラケットと、前記ブラケットに内嵌された防振部材と、前記防振部材に内嵌され、前記軸部材に外嵌される前記軸受と、を備えている。また、前記軸受構造体は、前記防振部材に外嵌された線材であり、前記ブラケットの端面に当接することで、前記防振部材の一方への移動を規制する係止部材を備えている。前記防振部材の外周面には、前記係止部材の他方側に当接する第一係止面が形成され、前記ブラケットの端面には、前記係止部材の一方側に当接する第二係止面が形成されている。前記第一係止面および前記第二係止面は、一方から他方に向かうに連れて径方向外側に向けて傾斜している。そして、前記軸部材の軸方向に対する前記第一係止面の傾斜角度よりも、前記軸部材の軸方向に対する前記第二係止面の傾斜角度が大きく形成されている。

本発明の軸受構造体では、防振部材の第一係止面とブラケットの第二係止面との間隔が他方から一方に向かうに連れて狭くなる。したがって、第一係止面と第二係止面との間に係止部材を押し込むことで、係止部材を第一係止面と第二係止面との間に確実に圧入することができる。
このようにして、第一係止面と第二係止面との間に係止部材を固定することで、ブラケットに対して防振部材を安定して固定することができる。
したがって、本発明の軸受構造体では、ブラケットと防振部材との嵌合精度を高めなくても、係止部材によってブラケットと防振部材との間の保持力を十分に確保することができるため、生産性を高めることができる。

本発明の軸受構造体では、防振部材とブラケットとの締め代を小さくすることができるため、ブラケットに防振部材を挿入するときに、ブラケットや防振部材にカジリが発生するのを防ぐことができる。これにより、防振部材やブラケットをアルミニウム合金製または樹脂製にすることができ、軸受構造体を軽量化することができる。

前記した軸受構造体において、前記第一係止面を一方の縁部から他方の縁部に亘って凹状に湾曲させることが好ましい。
このような構成とすれば、防振部材がブラケットから抜け出す方向（他方）に移動するに従って係止部材による保持力が高まるため、確実に連結された軸受構造体を得ることができる。

前記した軸受構造体において、前記防振部材は、前記軸受に外嵌される内環と、前記内環の外周面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る弾性体と、を有している。また、前記ブラケットは、前記外環に外嵌されるリング部を有している。この場合には、前記外環と前記リング部との少なくとも一方をアルミニウム合金製にすることで、軸受構造体を軽量化することが好ましい。

前記した軸受構造体において、前記防振部材は、前記軸受に外嵌される内環と、前記内環の外周面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る弾性体と、を有している。また、前記ブラケットは、前記外環に外嵌されるリング部を有している。この場合には、前記リング部を樹脂製にすることで、軸受構造体を軽量化することが好ましい。

本発明の軸受構造体では、ブラケットと防振部材との間の保持力を十分に確保することができるとともに、生産効率を高めることができる。また、防振部材やブラケットをアルミニウム合金製または樹脂製にすることができるため、軸受構造体を軽量化することができる。

本発明の実施形態に係る軸受構造体および推進軸を示した全体構成図である。 本発明の実施形態に係る軸受構造体を示した平面断面図である。 本発明の実施形態に係る軸受構造体を示した図で、ブラケットに防振部材を組み付ける前の状態の斜視図である。 本発明の実施形態に係る軸受構造体を示した図で、ブラケットに防振部材を組み付けた状態の斜視図である。 本発明の実施形態に係る軸受構造体の係止面を示した断面図である。 本発明の他の実施形態に係る軸受構造体の係止面を示した断面図である。

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、本実施形態の軸受構造体について詳細に説明する。

推進軸１（特許請求の範囲における「軸部材」）は、図１に示すように、車両の前後方向に延びている。推進軸１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る。第一推進軸３の前端部は、第一ジョイント５を介して変速装置（図示せず）に連結される。第一推進軸３の後端面には、等速ジョイント６に連結されるスタブシャフト３ａが突設されている。
第一ジョイント５は十字軸ジョイントであり、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る。第二推進軸４の前端部は、等速ジョイント６に連結される。第二推進軸４の後端部は、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は十字軸ジョイントであり、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、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。本実施形態の等速ジョイント６はトリポート型であり、第二推進軸４に連結される外輪部材６ａと、第一推進軸３のスタブシャフト３ａに設けられた動力伝達部材６ｂと、を備えている。なお、等速ジョイントとしては、ダブルオフセット型やレブロ型等を用いることもできる。
さらに、第一推進軸３と第二推進軸４とを等速ジョイントによって連結することなく、第一ジョイント５および第二ジョイント７と同様な十字軸ジョイントを用いて、第一推進軸３と第二推進軸４とを連結してもよい。

外輪部材６ａは、有底円筒状の金属製の部品である。外輪部材６ａの底部には、第二推進軸４の前端部が接合されている。
外輪部材６ａの前端開口部には、スタブシャフト３ａが挿入されている。また、外輪部材６ａの前端開口部とスタブシャフト３ａとの隙間には、ゴム製のブーツ６ｇが設けられており、ブーツ６ｇによって外輪部材６ａ内が封止されている。

外輪部材６ａの内周面には、回転軸に沿って三つの溝が形成されていて、動力伝達部材６ｂに設けられた三つのローラ６ｅがそれぞれの溝に摺動自在に組み付けられており、外輪部材６ａと動力伝達部材６ｂとが相対移動する。なお、外輪部材６ａに対してスタブシャフト３ａが傾斜した状態でも、ローラ６ｅは外輪部材６ａ内をスムーズに摺動することができる。

軸受構造体１０は、図２に示すように、ブラケット４０と、ブラケット４０に内嵌された防振部材３０と、防振部材３０に内嵌された軸受２０と、を備えている。ブラケット４０が車体底面に取り付けられる。また、軸受２０は第一推進軸３のスタブシャフト３ａに外嵌される。

軸受２０は、内輪２１と外輪２２との間に複数のボール２３が設けられたシールド付きの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のスタブシャフト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に外嵌された内環３１と、内環３１を取り囲んでいる外環３２と、内環３１と外環３２の間に介設されたマウント３３と、を備えている。
防振部材３０の内環３１は、円筒状の鋼製の部品である。また、防振部材３０の外環３２は、円筒状のアルミニウム合金製の部品である。内環３１および外環３２は、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の前縁部には、後記するブラケット４０のリング部４１の前端面４１ａに当接するフランジ部３２ａが形成されている（図３参照）。

マウント３３は、円筒状のゴム製の弾性部材である。マウント３３の内周部に内環３１が設けられ、外周部に外環３２が設けられている。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。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で減衰されるため、内環３１の振動が外環３２に伝わり難くなっている。

軸受２０の後方には、スタブシャフト３ａに外嵌されているストッパーピース５０が配置されている。ストッパーピース５０は、円筒状の鋼製の部品であり、スタブシャフト３ａに圧入されている。
ストッパーピース５０は、軸受２０の抜け止めを構成するとともに、防振部材３０内に水等が浸入するのを防止するものである。

ブラケット４０は、図３に示すように、防振部材３０の外環３２に外嵌されるリング部４１と、リング部４１の外周に突設されたベース部４２と、を備え、リング部４１とベース部４２とが一体に構成されている。
なお、図３および図４では、防振部材３０の外環３２と、ブラケット４０のリング部４１との組み付け状態を明確にするため、防振部材３０の外環３２のみを図示している。

ブラケット４０は、アルミニウム合金製の部品であり、ダイキャストあるいは押出成形によって形成されている。
リング部４１の前後方向の長さは、外環３２の前後方向の長さよりも小さく形成されている。したがって、図４に示すように、外環３２にリング部４１を外嵌した状態では、リング部４１の後縁部から外環３２の後端部が後方に突出している。

ベース部４２は、図３に示すように、リング部４１の左右両側から斜め下方に向かって延びている左右の脚部４２ａ，４２ａを備え、脚部４２ａ，４２ａの先端部には、左右方向の外側に向かって延びている略水平板状の取付部４２ｂが形成されている。

取付部４２ｂには、上下方向に貫通している二つの取付穴４２ｃ，４２ｃが形成されている。そして、取付穴４２ｃに下方から挿通させたボルトを車体底面に形成されたねじ穴に螺合させることで、ブラケット４０を車体底面に取り付けることができる。

本実施形態の軸受構造体１０では、防振部材３０の後部に係止部材６０が外嵌されている。係止部材６０は、図２に示すように、ブラケット４０の後端面４１ｂに当接することで、ブラケット４０に対する防振部材３０の前方への移動を規制するものである。

また、係止部材６０が防振部材３０に対して位置ずれしないように、防振部材３０の外環３２の外周面には、図３に示すように、係止部材６０の内周部が入り込む溝部７０が全周に亘って形成されている。そして、図５に示すように、外環３２にブラケット４０のリング部４１を外嵌させたときに、リング部４１の後端部が溝部７０に重なる。
溝部７０には、前後方向に直交する環状の前側面７２と、前側面７２の内縁部から外周面に亘って形成された環状の第一係止面７１と、が形成されている。

第一係止面７１は、前方を向いている傾斜面であり、前方から後方に向かうに連れて径方向外側に向けて漸次傾斜している。第一係止面７１の径方向の断面は直線状に形成されている。環状の第一係止面７１は、前方から後方に向かうに連れて拡径されている。

ブラケット４０のリング部４１において後端面４１ｂの内周縁部の全周には、第二係止面８１がテーパ加工によって形成されている。第二係止面８１は、後方を向いている傾斜面であり、前方から後方に向かうに連れて径方向外側に向けて漸次傾斜している。第二係止面８１の径方向の断面は直線状に形成されている。環状の第二係止面８１は、前方から後方に向かうに連れて拡径されている。

第一係止面７１を第二係止面８１が取り囲んでいる。第一係止面７１と第二係止面８１とは径方向に間隔を空けて対向している。これにより、第一係止面７１と第二係止面８１との間には環状の隙間Ｓが形成されている。この隙間Ｓは、後端部が開口し、前端部に底部が形成された環状の溝である。

本実施形態では、推進軸１（図１参照）の軸方向（前後方向）に対する第一係止面７１の傾斜角度θ１よりも、推進軸１の軸方向（前後方向）に対する第二係止面８１の傾斜角度θ２が大きく形成されている。
これにより、第一係止面７１と第二係止面８１との隙間Ｓは、後方から前方に向かうに連れて径方向の間隔が小さくなっている。すなわち、第一係止面７１と第二係止面８１との隙間Ｓは、後方から前方に向かうに連れて狭くなっている。

係止部材６０は、図３に示すように、鋼製の線材を円弧状に湾曲させたＣ形状の金具である。係止部材６０の軸断面は円形に形成されている。

係止部材６０は、第一係止面７１と第二係止面８１との間に挟み込まれている。本実施形態では、第一係止面７１と第二係止面８１との隙間Ｓの略中間部において、係止部材６０が第一係止面７１と第二係止面８１との間に挟まれるように、係止部材６０の外径が設定されている。
係止部材６０は、第一係止面７１と第二係止面８１との間で底部側に押し込まれており、係止部材６０は第一係止面７１および第二係止面８１に圧接されている。

以上のように、本実施形態の軸受構造体１０では図５に示すように、防振部材３０の第一係止面７１とブラケット４０の第二係止面８１との隙間Ｓに係止部材６０が固定されている。これにより、ブラケット４０に対する防振部材３０の前方への移動が規制され、ブラケット４０と防振部材３０とは前後方向への隙間も無く保持されている。

また、本実施形態の軸受構造体１０では第一係止面７１および第二係止面８１が係止部材６０と円錐面で係止することにより、半径方向の保持力が作用し、ブラケット４０と防振部材３０との嵌合を厳しく設定しなくても、半径方向の隙間が生じなくなるため、ブラケット４０と防振部材３０とを確実に嵌合することができる。

なお、本実施形態の軸受構造体１０では、図２に示すように、防振部材３０の外環３２のフランジ部３２ａは、ブラケット４０のリング部４１の前端面４１ａに当接している。これにより、ブラケット４０に対する防振部材３０の後方への移動が規制されている。

本実施形態の軸受構造体１０において、図３に示すように、ブラケット４０に防振部材３０を組み付けるときには、ブラケット４０のリング部４１に対して前方から防振部材３０を挿入する。
このとき、リング部４１の内径は、防振部材３０の外環３２と略同じ大きさであるため、リング部４１に対して防振部材３０をスムーズに挿入することができる。
そして、図２に示すように、ブラケット４０のリング部４１に防振部材３０を挿入すると、防振部材３０のフランジ部３２ａが、ブラケット４０のリング部４１の前端面４１ａに当接する。

続いて、図５に示すように、第一係止面７１と第二係止面８１との隙間Ｓに、係止部材６０を後方から前方に向けて押し込む。第一係止面７１と第二係止面８１との隙間Ｓは、後方から前方に向かうに連れて狭くなっているため、係止部材６０は第一係止面７１および第二係止面８１の隙間Ｓに圧入される。

これにより、ブラケット４０に対する防振部材３０の前後方向への移動が規制されるとともに、ブラケット４０に対する防振部材３０の周方向への移動が規制されるため、ブラケット４０に対して防振部材３０を安定して固定することができる。このようにして、ブラケット４０と防振部材３０とを結合することができる。

したがって、本実施形態の軸受構造体１０では、図５に示すように、ブラケット４０と防振部材３０との嵌合精度を高めなくても、係止部材６０によってブラケット４０と防振部材３０との間の保持力を十分に確保することができるため、生産性を高めることができる。

本実施形態の軸受構造体１０では、防振部材３０とブラケット４０との締め代を小さくすることができる。したがって、図３に示すように、ブラケット４０に防振部材３０を挿入するときに、ブラケット４０や防振部材３０にカジリが発生するのを防ぐことができる。これにより、防振部材３０の外環３２およびブラケット４０のリング部４１をアルミニウム合金製にすることができるため、軸受構造体１０を軽量化することができる。

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、防振部材３０の外環３２とブラケット４０がアルミニウム合金製であるが、防振部材３０の外環３２とブラケット４０の一方をアルミニウム合金製にすることで、軸受構造体１０を軽量化してもよい。
また、ブラケット４０のリング部４１およびベース部４２を樹脂製にすることで、軸受構造体１０を軽量化してもよい。

本実施形態では、第一係止面７１の軸断面は直線状に形成されているが、図６に示すように、第一係止面７１を前縁部から後縁部に亘って凹状に湾曲させてもよい。すなわち、第一係止面７１の軸断面が径方向内側に向けて窪んだ凹状の曲面となるように構成してもよい。
さらに、第二係止面８１を前縁部から後縁部に亘って凹状に湾曲させてもよい。すなわち、第二係止面８１の軸断面が径方向外側に向けて窪んだ凹状の曲面となるように構成してもよい。
これらの構成では、防振部材３０が前方に抜け出す方向に移動しようとすると、凹面に接触する係止部材６０の接触点が径方向外側に移動することで、抜け出しを防止する荷重が高まる。

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（軸部材）
３ 第一推進軸
４ 第二推進軸
５ 第一ジョイント
６ 等速ジョイント
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
３２ａ フランジ部
３３ マウント
４０ ブラケット
４１ リング部
４２ ベース部
６０ 係止部材
７０ 溝部
７１ 第一係止面
７２ 前側面
８１ 第二係止面

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、
   軸受を支持するブラケットと、
   前記ブラケットに内嵌された防振部材と、
   前記防振部材に内嵌され、前記軸部材に外嵌される前記軸受と、
   前記防振部材に外嵌された線材であり、前記ブラケットの端面に当接することで、前記防振部材の一方への移動を規制する係止部材と、を備え、
   前記防振部材の外周面には、前記係止部材の他方側に当接する第一係止面が形成され、
   前記ブラケットの端面には、前記係止部材の一方側に当接する第二係止面が形成されており、
   前記第一係止面および前記第二係止面は、一方から他方に向かうに連れて径方向外側に向けて傾斜し、
   前記軸部材の軸方向に対する前記第一係止面の傾斜角度よりも、前記軸部材の軸方向に対する前記第二係止面の傾斜角度が大きく形成されていることを特徴とする軸受構造体。
2. 請求項１に記載の軸受構造体であって、
   前記第一係止面は、一方の縁部から他方の縁部に亘って凹状に湾曲していることを特徴とする軸受構造体。
3. 請求項１または請求項２に記載の軸受構造体であって、
   前記防振部材は、
   前記軸受に外嵌される内環と、
   前記内環の外周面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る弾性体と、を有し、
   前記ブラケットは、
   前記外環に外嵌されるリング部を有し、
   前記外環と前記リング部との少なくとも一方がアルミニウム合金製であることを特徴とする軸受構造体。
4. 請求項１または請求項２に記載の軸受構造体であって、
   前記防振部材は、
   前記軸受に外嵌される内環と、
   前記内環の外周面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る弾性体と、を有し、
   前記ブラケットは、
   前記外環に外嵌されるリング部を有し、
   前記リング部が樹脂製であることを特徴とする軸受構造体。

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