JP2020117197A - 軸受支持ブラケット - Google Patents

Abstract

【課題】質量の増加を抑制し且つ剛性が向上する軸受支持ブラケットを提供する。【解決手段】軸受支持ブラケット４０によれば、センタベアリング２６が内挿される円筒状の本体部４０ａと、車体５４に固定される一対の固定部４０ｂとを含んで一体成形され、本体部４０ａのうち一対の固定部４０ｂの中央に位置する部分の肉厚ｔ１が他の部分よりも相対的に大きくされている。これにより、複数部品の接合に基づく剛性の悪化が抑制できる。さらに、軸受支持ブラケット４０において変形ひずみが相対的に大きくなる部分、すなわち本体部４０ａのうち一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分の肉厚ｔ１を大きくすることによって、質量の増加を抑制し且つ剛性を向上させることができる。そのため、軸受支持ブラケット４０は、低コストで剛性を向上させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、軸受支持ブラケットに関し、特に動力伝達軸の軸受部材を支持する軸受支持ブラケットに関するものである。

動力伝達軸を回転可能に支持する軸受部材が内挿され、且つ車体に固定される軸受支持ブラケットが知られている。たとえば特許文献１に記載の軸受支持ブラケットである。特許文献１に記載の軸受支持ブラケットは、軸受部材が内挿される円環状の本体部と、本体部の円弧状下端部に溶接され、車体に固定される一対の固定部を有するアーム部とを備えている。さらに、特許文献１に記載の軸受支持ブラケットでは、アーム部の両端と本体部の外周面両側との間に２つのステーを溶接によって結合するとともに、ステーの外側部に補強リブが立設されている。これにより、軸受支持ブラケットのねじり剛性が向上されている。

特開２０１０−１８４６２３号公報

ところで、上記特許文献１に記載の軸受支持ブラケットは、たとえばトランスミッションのトルク変動やギヤの噛み合い振動などを起振源とする強制力を動力伝達軸および軸受部材を介して車体に伝達している。この場合、軸受支持ブラケットの共振周波数、たとえば動力伝達軸の延伸方向すなわち車両前後方向に直交する車両左右方向における振動モードの共振周波数が、トランスミッションの強制力によるギヤノイズの周波数と近接すると、振動レベルが大きくなり車両内に異音を発生させる。上記特許文献１に記載の軸受支持ブケラットは、製法上溶接点数が限られるプロジェクション溶接によって複数の部品を接合させている。そのため、上記特許文献１に記載の軸受支持ブラケットでは、軸受支持ブラケットの車両左右方向の共振周波数と上記ギヤノイズの周波数とが近接しないように車両左右方向の剛性を高めて車両左右方向おける振動モードの共振周波数を向上させる場合に、多大な質量の増加を伴う問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、質量の増加を抑制し且つ剛性が向上する軸受支持ブラケットを提供することにある。

本発明の要旨とするところは、動力伝達軸を回転可能に支持する軸受部材が内挿され、且つ車体に固定される軸受支持ブラケットであって、前記軸受部材が内挿される円筒状の本体部と前記車体に固定される一対の固定部とを含んで一体成形され、前記本体部のうち前記一対の固定部間の中央に位置する部分の肉厚が他の部分よりも相対的に大きくされていることにある。

本発明の軸受支持ブラケットによれば、前記軸受部材が内挿される円筒状の本体部と、前記車体に固定される一対の固定部とを含んで一体成形され、前記本体部のうち前記一対の固定部間の中央に位置する部分の肉厚が他の部分のよりも相対的に大きくされている。これにより、たとえば前記本体部と前記一対の固定部とがプロジェクション溶接などによって接合されている場合と比べて、複数部品の接合に基づく剛性の悪化が抑制できる。さらに、軸受支持ブラケットにおいて変形ひずみが相対的に大きくなる部分、すなわち前記本体部のうち前記一対の固定部間の中央に位置する部分の肉厚を大きくすることによって、質量の増加を抑制し且つ剛性を向上させることができる。

本発明が適用された動力伝達軸の要部の一部を示す概略図である。 図１の軸受部材および軸受部材の周辺の要部を説明する断面図であり、図１のII−II断面図である。 図１の軸受部材および軸受部材の周辺の要部を説明する断面図であり、図２のIII−III視断面図である。 図１の軸受部材および軸受部材の周辺の要部を説明する断面図であり、図２のIV−IV視断面図である。 軸受支持ブラケットにおける周波数と振動伝達感度レベルとの関係を示す図である。

本発明は、走行用の駆動力源としてエンジンを備えるエンジン駆動車両、走行用の駆動力源としてエンジンの他に走行用回転機すなわち駆動用電動機を有するハイブリッド車両や、電気自動車等に適用される。また、本発明は、駆動力源として電動モータのみを備えている電気自動車などにも適用され得る。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された動力伝達軸である車両用プロペラシャフト１０（以下、プロペラシャフト１０という）の要部を示す概略図である。図１では、プロペラシャフト１０を構成する部品、具体的には後述する軸受部材２６および軸受部材２６の周辺の一部を断面図で示している。プロペラシャフト１０は、図示しないエンジンから出力される動力を図示しない車両の駆動輪に伝達するための動力伝達軸である。プロペラシャフト１０は、たとえば上記エンジンに連結された図示しない変速機を含むトランスミッション機構と、上記駆動輪の車軸に連結された図示しない車両用差動歯車装置を含むデファレンシャル機構との間に配設されている。プロペラシャフト１０の一端側すなわち図１における図面左側はトランスミッション機構側であり、プロペラシャフト１０の他端側すなわち図１における図面右側はデファレンシャル機構側である。プロペラシャフト１０は、回転中心軸Ｃまわりに回転させられる。

プロペラシャフト１０は、図１に示すように、両端に設けられた第１自在継手２０と第２自在継手２２とを介して、上記トランスミッション機構と上記デファレンシャル機構とを連結させるものである。プロペラシャフト１０は、第１自在継手２０に一端部が連結された軸形状のフロントプロペラ２４と、フロントプロペラ２４を回転可能に支持する軸受部材であるセンタベアリング２６と、第３自在継手２８を介して一端部がフロントプロペラ２４の他端部に連結されるリヤプロペラ３０と、を備えている。リヤプロペラ３０の他端部は第２自在継手２２に連結される。

図２は、図１のII−II視断面図であって、センタベアリング２６の周辺の要部を説明する断面図である。すなわち図２は、回転中心軸Ｃ方向から見たセンタベアリング２６およびセンタベアリング２６の周辺の要部を示す図である。図３は、図２のIII−III視断面図であって、センタベアリング２６の周辺の要部を説明する断面図である。図２および図３に示すように、センタベアリング２６は、プロペラシャフト１０の回転中心軸Ｃと同心にプロペラシャフト１０の径方向外側に嵌め着けられている。センタベアリング２６は、プロペラシャフト１０を回転可能に支持している。センタベアリング２６は、たとえばラジアルボールベアリングが用いられる。センタベアリング２６の径方向外側には、センタベアリング２６を支持する円筒状の軸受支持ブラケット４０が設けられている。軸受支持ブラケット４０は、回転中心軸Ｃと同心に設けられている。センタベアリング２６と軸受支持ブラケット４０との間には、緩衝部材４２が設けられている。図２の紙面上方向は、車両上方向であって、図２の紙面左方向は、車両左方向を示している。また、図３の紙面左方向は、車両前方向を示している。

センタベアリング２６は、図３に示すように、プロペラシャフト１０の外周面に嵌合された円筒状のインナーレース２６ａと、緩衝部材４２の内周部４２ａに嵌合された円筒状のアウターレース２６ｂと、球状に形成された複数のボール２６ｃと、インナーレース４４とアウターレース４６との間において周方向に一列に配列されたボール２６ｃの間隔を一定に保持する保持器２６ｄと、を備えている。

緩衝部材４２は、円筒状のプレス部品である内周部材４２ａおよび外周部材４２ｂと、それ等内周部材４２ａの外周面および外周部材４２ｂの内周面に加硫接着されたたとえば合成ゴムなどの弾性部材４２ｃとを備え、全体として略円環状に形成されている。緩衝部材４２は、径方向において、センタベアリング２６と軸受支持ブラケット４０との間に設けられ、外周部材４２ｂが軸受支持ブラケット４０の後述する円筒状の本体部４０ａの内側に圧入等によって嵌合されている。緩衝部材４２の内周部材４２ａは、径方向に段差を有するように屈曲して形成されている。センタベアリング２６は、緩衝部材４２の内周部材４２ａの内周面に圧入された止め部材４４と上記段差部とによって回転中心軸Ｃ方向に位置決めされている。

軸受支持ブラケット４０は、図２および図３に示すように、回転中心軸Ｃ方向に伸びる円筒状の本体部４０ａと、本体部４０ａの中心線すなわち回転中心軸Ｃを通る鉛直線に対して対称位置から水平方向にそれぞれ突設される左右一対の固定部４０ｂと、を有している。本体部４０ａには、プロペラシャフト１０、センタベアリング２６および緩衝部材４２が内挿されており、本体部４０ａは緩衝部材４２を介してセンタベアリング２６を支持している。固定部４０ｂは、本体部４０ａの外周面から径方向外側に向かって突出し且つ回転中心軸Ｃ方向に延伸する平板状に形成されている。固定部４０ｂには、ボルト挿通穴５０が貫通している。ボルト挿通穴５０は、締結ボルト５２が挿通可能に形成されており、締結ボルト５２によって軸受支持ブラケット４０と図２の一点鎖線で示す車体５４とが固定されている。車体５４と軸受支持ブラケット４０との間には、締結ボルト５２が挿通されるスペーサ５６が設けられており、たとえばプロペラシャフト１０の支持高さや車両左右方向における傾きなどを調整する。固定部４０ｂは、図２に示すように、車両上下方向すなわち車両の高さ方向において、本体部４０ａの回転中心軸Ｃよりも低い位置に設けられている。

軸受支持ブラケット４０は、たとえば本体部４０ａおよび一対の固定部４０ｂと同様の断面形状の押出し穴を有するダイスを用いてアルミニウム合金を冷間あるいは熱間で押し出すアルミ押出成型によって一体成形されている。

本体部４０ａの外周面は、図２に示す回転中心軸Ｃ方向から見た図において、車両上下方向が長軸となり、車両左右方向が短軸となる楕円形状となっている。具体的には、車両上下方向側における本体部４０ａのそれぞれの肉厚が、車両左右方向側における本体部４０ａのそれぞれの肉厚よりも相対的に大きくなるように形成されている。本体部４０ａの肉厚は、車両左右方向から車両上下方向に向かうに従って連続的に大きくなるように形成されている。

図４は、図２のIV−IV視断面図であって、センタベアリング２６およびセンタベアリング２６の周辺の要部を説明する図である。図４は、センタベアリング２６およびセンタベアリング２６の周辺の要部を図３とは異なる角度から見た断面図である。図３に示すｔ１および図４に示すｔ２は、本体部４０ａの肉厚を示している。すなわち図３に示すｔ１は、車両上側における本体部４０ａの肉厚ｔ１であって、一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分の本体部４０ａの肉厚ｔ１を示している。図２に示すＡ部は、一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分を概略的に示している。図４に示すｔ２は、車両右側から車両上側に向かう途中における本体部４０ａの肉厚ｔ２であって、一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分よりも車両右側に位置する部分の本体部４０ａの肉厚ｔ２を示している。図２に示すＢ部は、一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分よりも車両右側に位置する部分を概略的に示している。また、図２に示すＣ部は、Ｂ部よりも本体部４０ａの車両右側に位置する部分を概略的に示しており、具体的には、固定部４０ｂが突出する本体部４０ａの近傍に位置する部分を示している。

図３および図４に示すように、本体部４０ａの肉厚は、一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分の本体部４０ａの肉厚ｔ１が、他の部分、たとえば一対の固定部４０ａ間の中央よりも車両右側に位置する部分の本体部４０ａの肉厚ｔ２よりも大きく形成されている。さらに、本体部４０ａの肉厚ｔ１は、肉厚ｔ２で示される部分よりもさらに車両右側に位置する部分、具体的には図２のＣ点で示される部分の本体部４０ａの肉厚よりも大きく形成されている。

図２に示すように、本体部４０ａは、回転中心軸Ｃを通る鉛直線あるいは水平線に対して車両上下および車両左右が対称に形成されている。したがって、本体部４０ａの肉厚ｔ１は、一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分よりも車両左側に位置する他の部分の本体部４０ａの肉厚よりも大きくなるように形成されている。すなわち、肉厚ｔ１は、回転中心軸Ｃを通る水平線よりも車両上方にある本体部４０ａのうち最も大きい肉厚となるように形成されている。同様に、車両下側であって、一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分の本体部４０ａの肉厚は、回転中心軸Ｃを通る水平線よりも車両下方にある本体部４０ａのうち最も大きい肉厚となるように形成されている。

図５は、周波数ｆ（Ｈｚ）と振動伝達感度レベルＬ（ｄＢ）との関係を示す図である。図５では、縦軸が振動伝達感度レベルＬを示しており、横軸が周波数ｆを示している。振動伝達感度レベルＬは、振動の伝わり易さを示す振動レベルである。すなわち振動伝達感度レベルＬが大きい場合には、たとえば起振源からの振動が伝わり易く、振動伝達感度レベルＬが小さい場合には、起振源からの振動が伝わり難くなる。図５に示す太い実線Ｖは図示しないトランスミッション機構の強制力によるギヤノイズの周波数ｆｖを示すものである。図５に示す実線ｄ１は、本実施例の軸受支持ブラケット４０における周波数ｆと振動伝達感度レベルＬとの関係を示すものである。図５に示す一点鎖線ｄｃは、比較例における周波数ｆと振動伝達感度レベルＬとの関係を示すものであって、上記比較例は、たとえば一体成形されたものではなくプロジェクション溶接などで複数の部品が接合され、且つセンタベアリング２６の支持部の肉厚が均一に形成された従来の軸受支持ブラケットを用いたものである。図５に示すＬｃは、周波数ｆｖにおける比較例の振動伝達感度レベルＬｃを示し、Ｌ１は、周波数ｆｖにおける本実施例の振動伝達感度レベルＬ１を示している。

図５に示すように、本実施例では、比較例と比べて周波数ｆｖにおける振動伝達感度レベルＬが小さくなっている。つまり、本実施例では、軸受支持ブラケット４０における周波数いわゆる共振周波数が向上させられたことによって、軸受支持ブラケット４０の共振周波数と図示しないトランスミッション機構の強制力によるギヤノイズの周波数ｆｖとの近接が回避されて、振動伝達感度レベルＬ１が比較例の振動伝達感度レベルＬｃと比べて小さくなっている。具体的には、軸受支持ブラケット４０は、本体部４０ａと一対の固定部４０ｂとを含んで一体成形することによって、たとえばプロジェクション溶接などによって複数の部品が接合された軸受支持ブラケットと比べて、複数部品の接合に基づく剛性の悪化が抑制されている。また、軸受支持ブラケット４０は、たとえば所定の振動モードすなわち軸受支持ブラケット４０が車両左右方向に変形するような車両の振動モードにおいて、軸受支持ブラケット４０の車両左右方向の変形ひずみが他の部分と比べて相対的に大きくなる部分、すなわち本体部４０ａのうち一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分に集中して肉厚が増加されている。そのため、軸受支持ブラケット４０は、部品材料の使用量を抑制し多大な質量の増加を伴うことなく剛性が向上されている。したがって、本実施例では、軸受支持ブラケット４０の剛性が図５に示す比較例と比べて向上されているため軸受支持ブラケット４０の共振周波数が高くなっており、周波数ｆｖにおいて図５に示す比較例の振動伝達感度レベルＬｃと本実施例の振動伝達感度レベルＬ１との差であるＬｄ分だけ振動伝達感度レベルＬが小さくなっている。

図２に戻り、軸受支持ブラケット４０と車体５４との間には、構造上空間Ｓが形成されている。空間Ｓは、たとえば軸受支持ブラケット４０の径方向において差異が生じている。具体的には、図２に示すように、軸受支持ブラケット１０の外周面と車体５４との間の空間Ｓは、車両上方側が大きく車両左右側が小さくなっている。軸受支持ブラケット４０は、たとえばアルミ押出成型によって一体成型されているため、肉厚を自由に設定できるので容易に空間Ｓに制限のある車両左右側の肉厚を小さくするとともに、空間Ｓに比較的余裕のある車両上側の肉厚を大きくすることができる。

このように、本実施例の軸受支持ブラケット４０によれば、センタベアリング２６が内挿される円筒状の本体部４０ａと、車体５４に固定される一対の固定部４０ｂとを含んで一体成形され、本体部４０ａのうち一対の固定部４０ｂの中央に位置する部分の肉厚ｔ１が他の部分よりも相対的に大きくされている。これにより、たとえば本体部４０ａと一対の固定部４０ｂとがプロジェクション溶接などによって接合されている場合と比べて、複数部品の接合に基づく剛性の悪化が抑制できる。さらに、軸受支持ブラケット４０において変形ひずみが相対的に大きくなる部分、すなわち本体部４０ａのうち一対の固定部４０ｂ間の中央に位置する部分の肉厚ｔ１を大きくすることによって、質量の増加を抑制し且つ剛性を向上させることができる。そのため、軸受支持ブラケット４０は、低コストで剛性を向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

たとえば、前述の実施例においては、本体部４０ａは、回転中心軸Ｃを通る鉛直線あるいは水平線に対して車両上下および車両左右が対称に形成されているが、必ずしもこれに限らない。すなわち、本体部４０ａの肉厚が車両上下および車両左右において対称に形成されていなくてもよく、本体部４０ａの形状が回転中心軸Ｃを通る鉛直線あるいは水平線に対して非対称であってもよい。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両用プロペラシャフト（動力伝達軸）
２６：センタベアリング（軸受部材）
４０：軸受支持ブラケット
４０ａ：本体部
４０ｂ：固定部
５４：車体

Claims (1)

1. 動力伝達軸を回転可能に支持する軸受部材が内挿され、且つ車体に固定される軸受支持ブラケットであって、
   前記軸受部材が内挿される円筒状の本体部と前記車体に固定される一対の固定部とを含んで一体成形され、
   前記本体部のうち前記一対の固定部間の中央に位置する部分の肉厚が他の部分よりも相対的に大きくされている
   ことを特徴とする軸受支持ブラケット。

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