JP5867685B2

JP5867685B2 - センターベアリングサポート

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Publication number: JP5867685B2
Application number: JP2011203047A
Authority: JP
Inventors: 政弘池田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: JP2013064438A; CN102996634A; CN102996634B; CN106321629A; US20130068921A1; CN106321629B; US9328772B2

Description

本発明は、自動車のプロペラシャフトを、センターベアリングを介して車体側に回転自在かつ弾性的に支持すると共に振動吸収及び緩衝を行うセンターベアリングサポートに関する。

自動車のプロペラシャフトの外周に装着されるセンターベアリングは、センターベアリングサポートを介して車体側に弾性的に支持され、これによって、走行中におけるプロペラシャフト側と車体側との間での振動伝達が低減されるようになっている。

図１０又は図１１に示すように、この種のセンターベアリングサポート１００は、車体側の環状のブラケット１１０に嵌着される外環１０１と、その内周に配置されセンターベアリング１２０のアウターレース１２１に嵌着される内環１０２と、この内環１０２に嵌合一体化されて前記アウターレース１２１を押さえる押さえ環１０３と、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）からなり前記外環１０１と内環１０２を弾性的に連結するベローズ状の屈曲形状を呈する弾性体１０４とを備える。

そしてこのうち、図１０に示すセンターベアリングサポート１００は、内環１０２及び押さえ環１０３における互いに軸方向反対側の端部１０２ａ，１０３ａが、内径側へ屈曲してプロペラシャフト１３０の外周面と僅かな隙間を介して対向しており、また、この内環１０２及び押さえ環１０３における前記端部１０２ａ，１０３ａの近傍の筒部内周面にはプロペラシャフト１３０の外周面に摺動可能に密接されるオイルシール１０５，１０６が装着されている。また、プロペラシャフト１３０の外周面には、内環１０２及び押さえ環１０３の端部１０２ａ，１０３ａの外径側を包囲するダストカバー１０７，１０８が装着されることによって、オイルシール１０５，１０６の外側にラビリンスシールＬＳ１，ＬＳ２が形成されている。そしてこのような構成によって、自動車の走行中に飛来する泥水や塵埃等が、不図示のグリースが充填されセンターベアリング１２０が存在する内環１０２及び押さえ環１０３の内周空間へ侵入するのを防止している（例えば下記の特許文献１参照）。

しかしながら、オイルシール１０５，１０６は接触式シールであるため、その緊迫力によってプロペラシャフト１３０の回転に対する抵抗となってしまい、駆動力のロス、すなわち燃費の悪化を招く。しかもオイルシール１０５，１０６を組み込んでいることによって部品点数が多くなり、コストが上昇する問題もある。

これに対し、図１１に示すセンターベアリングサポート１００は、内環１０２及び押さえ環１０３における互いに軸方向反対側の端部１０２ｂ，１０３ｂが外径側へ屈曲すると共に、プロペラシャフト１３０の外周面に装着された一対のダストカバー１０７，１０８の内周面に対向していることによって、弾性体１０４及び内環１０２の端部１０２ｂと、ダストカバー１０７及びプロペラシャフト１３０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、押さえ環１０３の端部１０３ｂとダストカバー１０８及びプロペラシャフト１３０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。そしてこのような構成によって、自動車の走行中に飛来する泥水や塵埃等が、不図示のグリースが充填されセンターベアリング１２０が存在する内環１０２及び押さえ環１０３の内周空間へ侵入しにくいものとなっている（例えば下記の特許文献２参照）。

しかしながら、図１１の構成のものは、停車時や、パートタイム四輪駆動車における二輪駆動走行時の前輪用プロペラシャフトの停止時に、ラビリンスシールＬＳ１，ＬＳ２のシール性が低下する。特に、図中に破線で示すように、泥水が弾性体１０４のベロー状屈曲部のうちプロペラシャフト１３０の上側の凸面上部に付着した場合、この泥水が弾性体１０４の表面を伝い落ちて内環１０２の内周へ浸入しやすくなる問題が指摘される。

特開２００８−２８６２２１号公報特開２００１−２８０３４２号公報

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、オイルシールなどの接触式シールを用いることなく、回転軸の停止時にも、センターベアリング側への泥水等の流入を有効に抑制可能なセンターベアリングサポートを提供することにある。

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、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る弾性体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、前記弾性体のベロー状屈曲部による凸面に、円周方向へ延びるリブが形成されると共に、前記ベロー状屈曲部による凸面のうち前記センターベアリングの下側となる位置に、前記リブを分断して上下方向に延びる排水溝が形成されたことを特徴とするものである。

請求項１の発明に係るセンターベアリングサポートによれば、泥水が弾性体のベロー状屈曲部のうちセンターベアリングの上側の凸面に付着した場合、重力によるこの泥水の流れはリブによって堰き止められて円周方向へ案内されるので、内環の内周へ向かう流下が抑制されるので、センターベアリング側への泥水の浸入が有効に防止される。

そして、リブによって円周方向へ案内されながら弾性体の表面をセンターベアリングの下側まで流れ落ちた泥水は、リブを分断して上下方向に延びる排水溝によって速やかに排出される。

本発明に係るセンターベアリングサポートの第一の実施の形態を、フロント側から見た図である。本発明に係るセンターベアリングサポートの第一の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。本発明に係るセンターベアリングサポートの第一の実施の形態を示す斜視図である。本発明に係るセンターベアリングサポートの第二の実施の形態を、フロント側から見た図である。本発明に係るセンターベアリングサポートの第二の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。本発明に係るセンターベアリングサポートの第二の実施の形態を示す斜視図である。本発明に係るセンターベアリングサポートの第二の実施の形態を示す作用説明図である。第二の実施の形態における排水溝の形状変更例を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。第二の実施の形態における排水溝の形状変更例を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。従来技術に係るセンターベアリングサポートを、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。他の従来技術に係るセンターベアリングサポートを、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。

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、図面を参照しながら説明する。まず図１〜図３は、第一の実施の形態を示すものである。

図１及び図２に示す参照符号１は第一の実施の形態のセンターベアリングサポート、参照符号２はマウント等を介して車体側に固定される環状のブラケット、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。なお、図２における左側が自動車のフロント側、右側がリア側である。

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。

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とからなる既知の構造を有する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。

第一の実施の形態のセンターベアリングサポート１は、車体側のブラケット２の内周面に圧入嵌着される外環１１と、この外環１１の内周に配置され、プロペラシャフト３を回転自在に支持す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に嵌合一体化されて前記アウターレース４１を押さえる押さえ環１３と、前記外環１１と内環１２の間を弾性的に連結する弾性体１４とで構成される。

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、弾性体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。弾性体１４の外周端部１４ａは外環１１に一体的に加硫接着され、内周端部１４ｂは、内環１２の外周面に一体的に加硫接着され、外周端部１４ａと内周端部１４ｂの間には、フロント側へ凸の断面略Ｕ字形に屈曲したベロー状屈曲部１４ｃが形成されている。

弾性体１４の内周端部１４ｂには、円錐筒状の緩衝ストッパ１４１が突出形成されており、その先端が、弾性体１４から延びる弾性膜部１４ｄで被覆された外環１１の内周面に、所定の距離をもって径方向に対向している。この緩衝ストッパ１４１は、車体側とプロペラシャフト３との相対的な大振幅の振動変位入力の際に、外環１１と内環１２との間で変形されることによって緩衝機能を奏するものである。

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４２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、その段差部とカラー３２により軸方向両側から挟み込まれている。

プロペラシャフト３のプロペラシャフト本体３１における大径側段差部３１ｂのリア側には、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５が装着されており、プロペラシャフト３のカラー３２における段差部３２ａのフロント側には、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６が装着されている。

このうち、フロント側のダストカバー５は、プロペラシャフト本体３１及びカラー３２との嵌着部から内環１２と弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃとの間の空間へ向けて、先端側が大径となる円錐筒状に延びるカバー本体部５ａを有し、内環１２の内径部は、センターベアリング４のアウターレース４１との嵌合部からセンターベアリング４のフロント側へ延びて、その端部１２ａが外径側へ屈曲し、前記カバー本体部５ａの内周面と対向している。このため、内環１２の端部１２ａ及び弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃとダストカバー５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。

また、リア側のダストカバー６は、プロペラシャフト本体３１及びカラー３２との嵌着部から、内環１２への押さえ環１３の嵌合部１３ｂとその内径側に位置する押さえ環１３の端部１３ａとの間の空間へ向けて、先端側が大径となる円錐筒状に延びるカバー本体部６ａ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、その端部１３ａは外径側へ屈曲して、前記カバー本体部６ａの内周面と対向している。このため、押さえ環１３の嵌合部１３ｂ及び端部１３ａとダストカバー６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。

弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃによる凸面の頂部には、円周方向へ連続して延びる一条の環状のリブ１４２が形成されている。このリブ１４２は前記凸面に対して垂直に突出し、フロント側を向いている。また、このリブ１４２の断面の大きさや形状は、ベロー状屈曲部１４ｃの共振を発生するサージング周波数に影響を与えない程度のものとする。

また、弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃによる凸面のうちセンターベアリング４の真下となる位置には、排水溝１４３が形成されている。この排水溝１４３は、ベロー状屈曲部１４ｃの肉厚よりも浅く、すなわち非貫通で、リブ１４２と交差するように、言い換えればリブ１４２を分断するように上下方向へ延びている。そしてこの排水溝１４３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。

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を介してプロペラシャフト３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するもので、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体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ことができる。

ここで、フロント側又はリア側からセンターベアリング４へ浸入しようとする泥水等は、ジグザグに屈曲したラビリンスシールＬＳ１又はＬＳ２を通らなければならないため、きわめて浸入しにくいものとなっている。また、ダストカバー５，６のカバー本体部５ａ，６ａが先端側で大径となる円錐筒状に形成されているので、プロペラシャフト３と共に回転することによって振り切り作用を発生し、泥水等の浸入を有効に阻止する。

しかも、ラビリンスシールＬＳ１又はＬＳ２は非接触式のシールであるため、オイルシールのような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。

また、停車時や、パートタイム四輪駆動車における二輪駆動走行時の前輪用プロペラシャフトの停止等には、上述のようなダストカバー５，６の回転による振り切り作用がなくなるために、ラビリンスシールＬＳ１，ＬＳ２のシール性は低下するが、このような状況下で、図２に符号Ｄ_１で示すように、泥水が、弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃのうち例えばセンターベアリング４（プロペラシャフト３）の上側かつリブ１４２の外径側の面に付着した場合、重力によるこの泥水Ｄ_１の流下はリブ１４２によって堰き止められて、図１に破線矢印Ｆ_１で示すように、このリブ１４２によって円周方向へ案内されながらセンターベアリング４の真下となる位置へ達して滴下するので、内環１２側への流れ込みが抑制され、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。

同様に、停車時や、パートタイム四輪駆動車における二輪駆動走行時の前輪用プロペラシャフトの停止等において、図２に符号Ｄ_２で示すように、泥水が、弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃのうち例えばセンターベアリング４（プロペラシャフト３）の上側かつリブ１４２の内径側の面に付着した場合、この泥水Ｄ_２はベロー状屈曲部１４ｃの内径部の斜面から内環１２の端部１２ａの外周面へ流れ落ちて、図１に破線矢印Ｆ_２で示すようにこの内環１２の端部１２ａによって円周方向へ案内されながらセンターベアリング４の下側へ流れ、そこからさらにベロー状屈曲部１４ｃの内周部の斜面を排水溝１４３側へ流れ、この排水溝１４３を通過して滴下するので、内環１２側への流下が抑制され、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。なお、排水溝１４３は、内径側（上側）で幅が広くなっているため、その上側からの泥水が流れ込みやすくなっている。

したがって、停車時や、パートタイム四輪駆動車における二輪駆動走行時の前輪用プロペラシャフトの停止時であっても、センターベアリング４を潤滑するグリースに泥水や塵埃が混入して、このセンターベアリング４が損傷したり劣化したりするのを有効に防止することができる。

また、排水溝１４３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、これを排水溝１４３に嵌合させることで、円周方向の位置決めを行うことができる。

さらに、排水溝１４３は外径側（下側）で幅が狭く形成されているため、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。

次に図４〜図６は、本発明に係るセンターベアリングサポートの第二の実施の形態を示すものである。

この第二の実施の形態において、上述した第一の実施の形態と異なるところは、リブ１４２が複数条（図示の例では１４２ａ〜１４２ｃの３条）設けられており、詳しくは、これらのリブ１４２（１４２ａ〜１４２ｃ）が、弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃにおける凸面の頂部を中心とする適当な径方向幅の領域に互いに同心的に設けられたことにある。この場合、排水溝１４３は、すべてのリブ１４２ａ〜１４２ｃと交差するように、すなわちすべてのリブ１４２ａ〜１４２ｃを分断するように上下方向へ延びている。その他の部分は、基本的に第一の実施の形態と同様に構成することができる。

詳しくは、リブ１４２ａは、ベロー状屈曲部１４ｃにおける凸面の頂部よりも外径側にあり、リブ１４２ｂは、ベロー状屈曲部１４ｃにおける凸面の頂部にほぼ沿って延びており、リブ１４２ｃは、ベロー状屈曲部１４ｃにおける凸面の頂部よりも内径側にある。そしてこれらのリブ１４２ａ〜１４２ｃはいずれも、第一の実施の形態におけるリブ１４２と同様、上側からの泥水の流れを堰き止めて円周方向へ流れを案内する作用を有するものであり、複数条設けたことによってその作用が一層確実に発揮される。

これは、例えばセンターベアリング４（プロペラシャフト３）より上側で、ベロー状屈曲部１４ｃにおける凸面の頂部よりも外径側（上側）に付着した泥水が、最外周のリブ１４２ａを乗り越えて流下したとしても、この泥水はリブ１４２ｂで堰き止められて円周方向へ流れが案内され、さらにこのリブ１４２ｂを乗り越えて流下したとしても、さらにリブ１４２ｃで堰き止められて円周方向へ流れが案内されるからである。

また、例えば図７に一点鎖線で示すように、内環１２に対して外環１１が相対的にフロント側へ変位したような場合、これに伴って変形を受ける弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃにおける屈曲位置（凸面の頂部）は外径側へ移動するが、この状態では最外周のリブ１４２ａが凸面の頂部付近に位置することになるので、リブ１４２ａによって泥水の堰きとめ及び円周方向への案内作用が発揮される。

また、図７に二点鎖線で示すように、内環１２に対して外環１１が相対的にリア側へ変位したような場合、これに伴って変形を受ける弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃにおける屈曲位置（凸面の頂部）は内径側へ移動するが、この状態ではすべてのリブ１４２ａ〜１４２ｃが凸面の頂部付近及びその外径側に位置することになるので、これらのリブ１４２ａ〜１４２ｃによって安定した泥水の堰き止め及び円周方向への案内作用が発揮される。

なお、上述した各形態において、図には排水溝１４３の溝底はほぼ鉛直に延びるものとして示されているが、図８あるいは図９に示すような形状としても良い。このうち図８に示す例は、排水溝１４３が弾性体１４の凸面の頂部より下側で短く上側で長くなるように、その溝底１４３ａを傾斜させることによって、排水性を向上させると共に下方からの泥水浸入の抑制を図ったものであり、図９に示す排水溝１４３は、その溝底１４３ａを弾性体１４のベロー状屈曲部１４ｃにおける凸面と対応するような湾曲形状とすることで、排水溝１４３の形成による弾性体１４のばね特性変化や耐久性低下を軽微に抑えたものである。

また、図１あるいは図４のように、排水溝１４３は、内径側（上側）で幅が広く、外径側（下側）で幅が狭く形成すると共に、溝底１４３ａを図８に示すような傾斜状あるいは図９に示すような湾曲形状とすることができる。

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弾性体
１４ｃベロー状屈曲部
１４２，１４２ａ〜１４２ｃリブ
１４３排水溝
２ブラケット
３プロペラシャフト
４センターベアリング
５，６ダストカバー

Claims

車体側に固定される外環の内周に、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る弾性体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、前記弾性体のベロー状屈曲部による凸面に、円周方向へ延びるリブが形成されると共に、前記ベロー状屈曲部による凸面のうち前記センターベアリングの下側となる位置に、前記リブを分断して上下方向に延びる排水溝が形成されたことを特徴とするセンターベアリングサポート。