JP4960819B2 - プロペラシャフトの支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のプロペラシャフトの支持装置に関し、とりわけ、プロペラシャフトを中間ベアリングを介して車体に支持する支持装置に関する。

この種の従来のプロペラシャフトの支持装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

概略を説明すれば、車体のフロア部材に取り付けられた環状部材と、該環状部材の内側に固定された弾性部材と、該弾性部材の内周側に固定され、ベアリングを介してプロペラシャフトを回転自在に支持する支持部材と、前記ベアリングの少なくとも軸方向の一側部に配置され、該ベアリングの一側部に当接して該ベアリングを位置決めするベアリング保持部材と、該ベアリング保持部材の外周側に固定され、前記ベアリング内部を遮蔽するダストカバーと、から主として構成されている。

前記ベアリング保持部材は、鉄系金属を鍛造によってほぼ段差径状の円筒状に形成され、前記支持部材の内周側に設けられて、一端部が前記ベアリングの内輪の一側部と当接する小径部と、該小径部の他端部より軸方向へ延出された中径部と、該中径部より軸方向へ延出された大径部とから構成されている。

前記ダストカバーは、薄板をプレス成形によってほぼ段差径状の円筒状に形成され、前記支持部材の外周側に設けられたカバー部と、該カバー部から内周側へ折り返し状に折曲形成されたフランジ部と、該フランジ部から前記ベアリング保持部材の大径部側に軸方向へ折り返し状に形成された内周部とから構成されている。この内周部は、前記ベアリング保持部材の中径部に圧入され、該中径部と連続して形成された大径部に当接することによって軸方向に位置決めされて固定されている。
特開２００７−１０６３５９号公報（図３、図４）

しかしながら、この従来のプロペラシャフトの支持装置は、前記ベアリング保持部材とダストカバーとが別体に形成されているため、支持装置を構成する部品点数が増加してしまう。

本発明は、前述した従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、支持装置を構成する部品点数を減少させると共に、前記ベアリング保持部材を小型化し、軽量化することを目的としている。

本願発明は、とりわけ、その一端部に形成された円筒部を拡径してなる拡径状部と、その他端部に形成されて支持部材の外周側へ折り返し状に折曲形成されることによってベアリング内部を遮蔽する遮蔽部と、有する保持部材の拡径状部がベアリング内輪の一側面の径方向ほぼ中心位置に当接するように構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、前記保持部材の一端部によって、前記ベアリングの軸方向の位置決め固定をすることができると共に、他端部を遮蔽部として構成したことによって、前記ベアリング内部への泥水などの浸入を防止することができる。

また、前記他端部が前記支持部材の外周側へ折り返し状に折曲形成されて、保持部材全体がほぼコ字形状に形成されているため、該保持部材の軸方向の長さを短縮させることができる。

したがって、支持装置を構成する部品点数を減少させると共に、前記保持部材の小型化と軽量化を図ることができる。

さらには、この発明の場合、前記保持部材の拡径状の一端部が前記ベアリング内輪の一側面の径方向のほぼ中心位置に当接することから、前記ベアリングの内輪と前記プロペラシャフトとの間に入り込んでしまうことや、前記ベアリングの内外輪との間に設けられているオイルシールとの干渉が防止されて、前記一端部が前記ベアリングの内輪の一側面に確実に接触する。

したがって、前記ベアリングをより強固に保持することができる。

請求項２に記載の発明は、前記保持部材を前記弾性部材の内周側に収容配置したことを特徴としている。

この発明によれば、前記保持部材を前記弾性部材の内周側に収容配置したことによって、前記保持部材の他端部と、該他端部から軸方向へ離間した位置に設けられている等速ジョイントなどの対向端部との間の距離を長くとることができる。このため、車両衝突時に前記保持部材の他端部が前記等速ジョイントなどの対向端部に衝突するまでの時間が長くなる。したがって、車両衝突時の衝撃荷重を低減させることができる。

請求項３に記載の発明は、とりわけ、プロペラシャフト外周に圧入された圧入筒部と、該圧入筒部の一端側端縁がラジアルボールベアリングの内輪の一側面に当接する当接部と、前記圧入筒部の他端側からその外周側へと折り返し状に折曲形成されることによってラジアルボールベアリングの内部を遮蔽するカバー部と、を有する保持部材の当接部が、前記圧入筒部から拡径状に形成され、ベアリング内輪の一側面の前記面取り部よりも外側となる径方向位置に当接するように構成されていることを特徴としている。

この発明によれば、請求項１の発明と同様な作用効果が得られる。

以下、本発明にかかるプロペラシャフトの支持装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。

この実施形態に供される車両のプロペラシャフトは、四輪駆動やフロントエンジンリアドライブの駆動方式を用いる車両に適用され、図３に示すように、トランスミッションに接続されるドライブシャフト１と、デファレンシャルギアに接続されるドリブンシャフト２と、前記ドライブシャフト１とドリブンシャフト２とを接続する等速ジョイント３と、前記ドライブシャフト１の等速ジョイント３側に設けられて、車体のフロア部材である、例えば、クロスメンバ４の下部に固定された支持装置５とから主として構成されている。

前記ドライブシャフト１は、鋼管製の駆動側チューブ６と、該駆動側チューブ６の前端部に溶接によって軸方向から固定されたカルダンジョイント７と、前記駆動側チューブ６の後端部に溶接によって軸方向から固定されたスタブ軸８とから構成されている。

前記ドリブンシャフト２は、鋼管製の従動側チューブ９と、該従動側チューブ９の前端部に溶接によって軸方向から固定され、内部に前記スタブ軸８の端部が挿通される前記等速ジョイントケーシング１０と、前記従動側チューブ９の後端部に溶接によって軸方向から固定されたカルダンジョイント１１とから主として構成されている。

前記スタブ軸８は、図１及び図２に示すように、鉄系金属によってほぼ段差径状に形成され、前記駆動側チューブ６の後端部に固定された大径部８ａから軸方向へ漸次小径に形成された中径部８ｂ及び小径部８ｃを有している。また、前記大径部８ａと中径部８ｂとの間には、前記大径部８ａより小径であって、且つ前記中径部８ｂより大径に形成された大径段部８ｄが形成され、該大径段部８ｄと前記中径部８ｂとの間に前記大径段部８ｄより小径であって、且つ前記中径部８ｂより大径に形成された中径段部８ｅとから主として構成され、中径段部８ｅと前記中径部８ｂとの間には、段差面８ｆが形成されている。また、前記小径部８ｃは、延出された先端部の外周に、前記等速ジョイント３の後述するインナーレース１２が固定されている。

前記等速ジョイント３は、図２に示すように、前記ドリブンシャフト２の前端部に固定され、ほぼ円筒状に形成されたアウターレースである等速ジョイントケーシング１０と、該等速ジョイントケーシング１０の内周側に配置された前記インナーレース１２と、前記等速ジョイントケーシング１０とインナーレース１２との間に転動自在に設けられた複数のトルク伝達ボール１３と、このトルク伝達ボール１３を保持するケージ１４とから主として構成されている。

前記等速ジョイントケーシング１０は、内周側に軸方向にわたって形成された複数の溝部１０ａが周方向のほぼ等間隔位置に形成され、該等速ジョイントケーシング１０の内周側と対向する前記インナーレース１２の外周側には、軸方向にわたって形成された複数の凹部１２ａが前記溝部１０ａに対応して周方向にわたってほぼ等間隔位置に形成されている。

また、前記等速ジョイント３の内部にグリース等の潤滑油が充填されており、前記等速ジョイントケーシング１０の前端側に、該等速ジョイントケーシング１０の内部を封止するゴム製のブーツ１５が取り付けられている。

前記ブーツ１５は、ゴム材によって、ほぼ段差径状の円筒状に形成され、前記等速ジョイントケーシング１０の先端部の外周に嵌着された本体部１５ａと、該本体部１５ａの先端部１５ｂから内周側へほぼ折り返し状に折曲形成され、前記スタブ軸８の小径部８ｃの外周に先端が嵌着された折り返し部１５ｃとから構成されている。また、前記本体部１５ａの内部に芯材１５ｄが埋設されている。

前記支持装置５は、図１に示すように、前記車体のクロスメンバ４に取り付けられる環状部材である取付ブラケット１６と、該取付ブラケット１６の内側に固定された弾性部材１７と、該弾性部材１７の内周側に固定された支持部材であるケーシング１８と、該ケーシング１８の内部に保持されたセンターベアリング１９とから主として構成されている。

前記弾性部材１７は、ゴム材によって車体前方側に開口する形で縦断面横Ｕ字形状に形成され、外周面が前記取付ブラケット１６の内周面に圧入固定された金属円環状の圧入固定部２０の内周面に加硫接着されると共に、内周面が前記ケーシング１８の外周面に加硫接着されている。

前記ケーシング１８は、薄肉な金属板をほぼ段差径状の円筒状に形成され、前記スタブ軸８の中径段部８ｅの外周側に形成された大径環状部１８ａと、該大径環状部１８ａより連続的に形成され、前記中径部８ｂの外周側に設けられた中径環状部１８ｂと、該中径環状部１８ｂに連続的に形成された小径環状部１８ｃとから構成されている。

前記センターベアリング１９は、前記スタブ軸８の中径部８ｂの外周に圧入された内輪２１と、前記ケーシング１８の中径環状部１８ｂの内周に保持された外輪２２と、この内輪２１と外輪２２との対向面の中央に形成された円弧状の保持溝の間に転動自在に保持された複数の鋼製ボール２３とを備えている。また、前記内輪２１と外輪２２の幅方向の両端部に円環状のオイルシール２４，２５が取り付けられている。

前記ケーシング１８の大径環状部１８ａの内周側には、車体前方側に開口する第１ダストカバー２６が圧入固定されている。一方、前記第１ダストカバー２６の車体前方側に位置する前記スタブ軸８の大径段部８ｄに一端部が圧入固定され、前記第１ダストカバー２６の開口された内部に他端部が延出する第２ダストカバー２７が設けられている。また、前記第１ダストカバー２６の内周面と前記中径段部８ｅの外周面との間にゴム材で円環状に形成され、内部に芯材が埋設された環状シール部材２８が設けられている。

したがって、前記第１ダストカバー２６が前記第２ダストカバー２７の他端部を包囲する形で配置されて、前記スタブ軸８の中径段部８ｅの外周面への浸入経路が複雑化されることによって、いわゆるラビリンス構造が形成され、前記スタブ軸８の中径段部８ｅの外周面への泥水などの浸入を抑制している。さらに前記第１ダストカバー２６の内周面と前記中径段部８ｅの外周面との間に前記環状シール部材２８が配置されていることによって、車両前方から前記センターベアリング１９の内部への泥水などの浸入を防止している。

そして、前記スタブ軸８の中径部８ｂの外周に圧入され、前記センターベアリング１９を軸方向に位置決め固定する保持部材２９が設けられている。

前記保持部材２９は、図１に示すように、薄肉な金属板をプレス成形によって断面ほぼコ字形状に折曲形成され、前記中径部８ｂの外周面に圧入された一端部２９ａと、該一端部２９ａの後端縁から径方向へ延びて前記センターベアリング１９の方向へ折り返し状に折曲された他端部２９ｂとから構成されている。

前記一端部２９ａは、ほぼ円筒状に形成され、センターベアリング１９側の先端部位２９ｃが拡径状に折曲形成されていると共に、該先端部位２９ｃの先端縁２９ｄが前記センターベアリング１９の内輪２１の一側面２１ａに軸方向から当接して該内輪２１を前記段差面８ｆと共同して狭持状態に保持している。したがって、前記センターベアリング１９の内輪２１が軸方向に固定されるため、全体を強固に保持することができる。

前記他端部２９ｂは、前記径方向の外側へ折曲した折曲部位２９ｅと、該折曲部位２９ｅの外周縁から前記センターベアリング１９の外輪２２方向に延出した円筒部位２９ｆとから構成されて、前記折曲部位２９ｅと円筒部位２９ｆとによって前記ケーシング１８の小径部１８ｃを包囲して前記センターベアリング１９の内部を遮蔽するようになっている。

つまり、前記保持部材２９は、他端部２９ｂが前記ケーシング１８の小径環状部１８ｃの外周を包囲することによって、前記センターベアリング１９の内部への浸入経路が複雑化されて、いわゆるラビリンス構造に形成されている。これにより、前記ケーシング１８の車体後方側から前記センターベアリング１９内部への泥水などの浸入を防止することができる。なお、前記ラビリンス構造によって車体後方側からの泥水の浸入を防止することができるため、前記ケーシング１８の小径環状部１８ｃと保持部２９ｂとの間に、前記センターベアリング１９内部への泥水などの浸入を防止する環状シール部材が廃止されている。

また、前記保持部材２９は、薄肉な金属板で形成されているため、前記スタブ軸８の中径部８ｂに圧入されて、前記先端部位２９ｃの先端縁２９ｄが前記センターベアリング１９の内輪２１の一側面２１ａに当接する際に、前記センターベアリング１９の内輪２１の一側部２１ａの面取り部分に接触して、前記先端部位２９ｃや一端部２９ａが変形してしまうとか、前記一端部２９ａが前記センターベアリング１９の内輪２１と前記スタブ軸８の中径部８ｂとの間に入り込んで、前記センターベアリング１９の内輪２１の内周面や前記スタブ軸８の中径部８ｂの外周面に損傷を与えてしまうなどのおそれがある。

しかし、前記一端部２９ａの先端部位２９ｃが拡径状に形成されていることによって、前記先端縁２９ｄが前記内輪２１の一側面２１ａの径方向のほぼ中央付近、つまり、前記内輪２１の一側面２１ａの前記面取り部分より径方向の外側で、且つ前記オイルシール２５より径方向の内側に当接することから、前述の問題を防止して、前記センターベアリング１９の内輪２１の一側面２１ａに前記先端縁２９ｄを確実に接触させることができる。

また、前記保持部材２９は、先端部位２９ｃが拡径状に形成された一端部２９ａの保持作用と、他端部２９ｂの遮蔽作用によって、一つの部材で複数の作用を有することになるため、前記支持装置５を構成する部材の部品点数を減少させることができる。

また、前記保持部材２９は、前記他端部２９ｂが前記ケーシング１８の外周側へ折り返し状に形成されていることによって、軸方向の長さが短縮されるため、小型化と軽量化を図ることができる。これにより、前記保持部材２９の他端部２９ｂの折曲部位２９ｅと、該折曲部位２９ｅと対向配置された前記ブーツ１５の本体部１５ａの先端部１５ｂとの距離Ｌが長くなる。

さらに、前記保持部材２９は、軸方向の長さが短縮されたことによって、全体が前記弾性部材１７の内周側に収容されるようになる。したがって、前記保持部材２９が弾性部材１７の内部に保護される形となることから、前記弾性部材１７の外方から衝撃などを受けた場合に該弾性部材１７がこの衝撃を吸収するので、前記保持部材２９の変形などが防止される。

ところで、従来の技術では、前記ベアリング保持部材の外周側に前記ダストカバーを固定して前記ベアリング内部への泥水などの浸入を防いでいるため、前記ダストカバーの内周部を位置決め固定する前記ベアリング保持部材の中径部と大径部を前記小径部の他端側から軸方向へ連続して形成しているため、前記ベアリング保持部材の肉厚が厚くなってしまうばかりか、軸方向へ長くなってしまい、前記ベアリング保持部材の形状が大きくなり、重量が増加してしまうおそれがある。

しかし、本実施の形態においては、前記保持部材２９の小型化と軽量化及び薄肉化により、前記ドライブシャフト１の重量の増加を少なくすることができるため、前記プロペラシャフト全体が回転した際の転動体通過振動等による振動などが低減される。

次に、前述した車両が、前方側から衝突した際の前記プロペラシャフトの作用について説明する。

まず、車両が走行中などに前方側から衝突して、車体前方側に大きな衝撃荷重がかかり、該車体前方側が潰れ変形すると、前記車体前方側に配置されているエンジンやトランスミッションなどが後退する。

したがって、前記トランスミッションに接続されている前記ドライブシャフト１は、図４に示すように、前端側が上方へ傾くと共に、後端部側が下方へ傾いて、全体が傾斜した状態となって車体後方側へ移動する。

このとき、前記支持装置５は、前記圧入固定部２０が前記取付ブラケット１６から外れ、車体後方側に脱落する。

また、前記等速ジョイント３を構成する前記インナーレース１２とトルク伝達ボール１３及びケージ１４は、前記スタブ軸８の小径部８ｃの先端部と一体となって前記等速ジョイントケーシング１０の溝部１０ａ内を車体後方側へ移動し、前記トルク伝達ボール１３が前記溝部１０ａから脱落して、前記受動側チューブ９の内部へ侵入する。

そして、前記支持装置５の保持部材２９の他端部２９ｂが前記ブーツ１５の本体部１５ａの先端部１５ｂに衝突する。

このとき、前記保持部材２９は、前述のように、軸方向の長さが短縮されたことによって、前記保持部材２９の他端部２９ｂの折曲部位２９ｅと対向する前記ブーツ１５の先端部１５ｂとの距離Ｌが長くなっているため、前記ドライブシャフト１と支持装置５が後退する際に、前記保持部材２９の他端部２９ｂが前記ブーツ１５の先端部１５ｂを介して前記等速ジョイントケーシング１０の前端部に衝突するまでの時間が長くなる。

また、前記保持部材２９が薄肉な金属板によって形成されており、前記ブーツ１５の本体部１５ａの内部に芯材１５ｄが埋設されていることから、前記本体部１５ａの先端部１５ｂを介して前記等速ジョイントケーシング１０の前端部に衝突した際に、前記保持部材２９が潰れ変形し易くなる。ここで、緩衝作用が発揮されて、前記等速ジョイントケーシング１０の前端部にかかる強い衝撃が緩和される。

したがって、前記プロペラシャフトの移動量を確保できるため、車両衝突時の衝撃荷重を低減できる。

本発明は、前実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記保持部材２９の厚さを車種に応じて適宜変更することが可能である。

また、車両のプロペラシャフトの支持装置以外の回転軸の支持装置に適用することも可能である。

本発明に供されるプロペラシャフトの支持装置を一部断面して示す要部拡大図である。 本発明に供される支持装置と等速ジョイントを一部断面して示す拡大図である。 本発明のプロペラシャフトの全体図である。 衝突時にドライブシャフトと支持装置が車体後方側へ移動した状態を一部断面して示す拡大図である。

符号の説明

１…ドライブシャフト（プロペラシャフト）
２…ドリブンシャフト（プロペラシャフト）
４…クロスメンバ（フロア部材）
１６…取付ブラケット（環状部材）
１７…弾性部材
１８…ケーシング（支持部材）
１９…センターベアリング（ベアリング）
２１…内輪
２１ａ…一側面
２９…保持部材
２９ａ…一端部
２９ｂ…他端部
２９ｃ…先端部位
２９ｄ…先端縁
２９ｅ…折曲部位
２９ｆ…円筒部

Claims (3)

1. 車体のフロア部材に取り付けられた環状部材と、
   該環状部材の内側に固定された弾性部材と、
   該弾性部材の内周側に固定された支持部材と、
   該支持部材の内周側に位置決め固定された外輪と、プロペラシャフトの外周に圧入された内輪と、該内外輪との間に保持された転動体とを備えたベアリングと、
   該ベアリングの少なくとも軸方向の一側部に配置され、前記内輪の一側面に一端部が当接して該ベアリングの軸方向の位置決めをする保持部材と、を備え、
   前記保持部材は、板材によって形成されてなり、その一端部に形成された円筒部を拡径してなる拡径状部と、その他端部に形成されて、前記支持部材の外周側へ折り返し状に折曲形成されることで前記ベアリングの内部を遮蔽する遮蔽部と、有し、
   前記拡径状部が前記内輪の一側面の径方向ほぼ中心位置に当接するように構成されていることを特徴とするプロペラシャフトの支持装置。
2. 前記保持部材を前記弾性部材の内周側に収容配置したことを特徴とする請求項１に記載のプロペラシャフトの支持装置。
3. 車体のフロア部材に取り付けられた環状部材と、
   該環状部材の内側に固定された弾性部材と、
   該弾性部材の内周側に固定された支持部材と、
   該支持部材の内周側に位置決め固定された外輪と、プロペラシャフトの外周に圧入された内輪と、該内外輪との間に保持された転動体とを備えたラジアルボールベアリングと、
   該ラジアルボールベアリングを前記プロペラシャフトの所定位置に保持する保持部材と、を備え、
   前記ラジアルボールベアリングは、前記内輪の一側部内周縁に面取り部が形成されていると共に、
   前記保持部材は、板材によって形成されてなり、前記プロペラシャフトの外周に圧入された圧入筒部と、該圧入筒部の一端側の端縁が前記内輪の一側面に当接する当接部と、前記圧入筒部の他端側からその外周側へと折り返し状に折曲形成されることによって前記ラジアルボールベアリングの内部を遮蔽するカバー部と、を有し、
   前記当接部が、前記圧入筒部から拡径状に形成され、前記内輪の一側面の前記面取り部よりも外側となる径方向位置に当接するように構成されていることを特徴とするプロペラシャフトの支持装置。

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