JP6292152B2

JP6292152B2 - 車両用プロペラシャフト支持構造

Info

Publication number: JP6292152B2
Application number: JP2015052705A
Authority: JP
Inventors: 豊沢田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2035-03-16
Also published as: JP2016172474A

Description

本発明は、車両用プロペラシャフト支持構造に関し、特に、コストの増加を抑制しつつ剛性を向上させるための改良に関する。

締着具により車体に締着されたセンターベアリングブラケットと、前記センターベアリングブラケットを介して前記車体に固定されたセンターベアリングと、前記センターベアリングブラケット及び前記センターベアリングを介して前記車体に回転自在に支持されたプロペラシャフトとを、備えた車両用プロペラシャフト支持構造が知られている。例えば、特許文献１に記載されたプロペラシャフトの支持装置がその一例である。この技術によれば、センターベアリングブラケットにおいて、車体への取り付けに係る取付部から、センターベアリング外周への接続部にかけて、補強リブを備えたステー部材が設けられていることで、プロペラシャフト支持構造の捩り剛性が向上させられ、車体振動や車室内への異音発生伝播を抑制できるとされている。

特開２０１０−１８４６２３号公報

ところで、前記従来の技術において、複数種類の車両で前記センターベアリングブラケットを共通化する場合、前記プロペラシャフト支持構造に必要とされる剛性は車両によって異なるため、高い剛性が必要とされる車両に合わせて前記センターベアリングブラケットを設計することが考えられる。しかし、高い剛性が必要とされる車両に合わせて前記センターベアリングブラケットを設計した場合、斯かる剛性が必須ではない車両にとっては不要なコストの増加につながる。

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、コストの増加を抑制しつつ剛性を向上させる車両用プロペラシャフト支持構造を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、締着具により車体に締着されたセンターベアリングブラケットと、前記センターベアリングブラケットを介して前記車体に固定されたセンターベアリングと、前記センターベアリングブラケット及び前記センターベアリングを介して前記車体に回転自在に支持されたプロペラシャフトとを、備えた車両用プロペラシャフト支持構造であって、前記センターベアリングブラケットに対して外側に、前記センターベアリングブラケットを支持する支持部材を備え、前記支持部材は、前記締着具により前記車体に対して前記センターベアリングブラケットと共締めされる締着部と、前記締着部と一体に形成された、前記センターベアリングブラケットの外周部を支持する湾曲部と、前記締着部と前記湾曲部との接続部位に設けられた補強リブとを、備え、前記湾曲部は、前記支持部材が前記締着具により前記車体に対して締着されていない状態において、前記センターベアリングブラケットの外周面の周方向に関して、その外周面よりも曲率半径が大きい第１部分と、前記外周面の周方向に関して、その外周面よりも曲率半径が小さい第２部分とを、備え、前記第１部分は、前記第２部分よりも前記締着部に近い部位に設けられたことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記センターベアリングブラケットに対して外側に、前記センターベアリングブラケットを支持する支持部材を備え、前記支持部材は、前記締着具により前記車体に対して前記センターベアリングブラケットと共締めされる締着部と、前記締着部と一体に形成された、前記センターベアリングブラケットの外周部を支持する湾曲部と、前記締着部と前記湾曲部との接続部位に設けられた補強リブとを、備え、前記湾曲部は、前記支持部材が前記締着具により前記車体に対して締着されていない状態において、前記センターベアリングブラケットの外周面の周方向に関して、その外周面よりも曲率半径が大きい第１部分と、前記外周面の周方向に関して、その外周面よりも曲率半径が小さい第２部分とを、備え、前記第１部分は、前記第２部分よりも前記締着部に近い部位に設けられたものであることから、高い剛性が必要とされる車両に対しては前記センターベアリングブラケットとは別体の前記支持部材を取り付けることで剛性を高められる一方、高い剛性が必須ではない車両に対しては前記支持部材を取り付けないことでコストの増加を抑制できる。更に、前記支持部材における湾曲部の曲率半径を部位によって変えることで、前記センターベアリングブラケットの形状ばらつきを吸収し、そのセンターベアリングブラケットを確実に支持することができる。すなわち、コストの増加を抑制しつつ剛性を向上させる車両用プロペラシャフト支持構造を提供することができる。

本発明が好適に適用される車両用プロペラシャフト支持構造の一例を説明する図であり、一点鎖線で囲繞する部分を拡大して示している。図１に拡大して示す部分を、矢印IIに示す方向に視た正面図である。本実施例との比較のために、従来の車両用プロペラシャフト支持構造の構成を例示する斜視図である。車両用プロペラシャフトが、仕様を共通のものとしながら、各車両毎に長さを変えて搭載されるものであることを説明する図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明に用いる図面に関して、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用される車両用プロペラシャフト支持構造１０（以下、単に支持構造１０という）の一例を説明する図であり、車体８における車両床下を下方側から視た様子を示す底面図である。図１においては、一点鎖線で囲繞して示す部分を拡大して示している。図２は、図１に拡大して示す部分を、矢印IIに示す方向に視た正面図である。図２においては、後述する支持部材３０が車体８から取り外された状態を示している。前記支持構造１０は、前記車体８に対してプロペラシャフト１２を回転自在（軸心まわりの回転可能）に支持する。図１及び図２に示すように、前記支持構造１０は、締着具（締結具）であるボルト１８等により前記車体８に締着（締結）されたセンターベアリングブラケット１６と、前記センターベアリングブラケット１６を介して前記車体８に固定されたセンターベアリング１４とを、備えている。前記プロペラシャフト１２は、前記センターベアリング１４及び前記センターベアリングブラケット１６を介して前記車体８に回転自在に支持されている。

前記センターベアリング１４は、例えば公知のボールベアリングであり、図２に示すように、前記プロペラシャフト１２の軸心Ｃと同軸に、そのプロペラシャフト１２の外周側に設けられている。前記センターベアリングブラケット１６は、前記車体８側に組み付けられる第１部材１６ａと、前記車体８とは反対側に組み付けられる第２部材１６ｂとを、備えている。前記第１部材１６ａ及び前記第２部材１６ｂは、何れも、前記ボルト１８による前記車体８への締着に係る一対の平板部２０を備えている。前記平板部２０には、前記ボルト１８が挿入される貫通穴２０ａが形成されている。前記一対の平板部２０相互間に、正面視において略半円環状に構成された環状部２２が設けられている。前記環状部２２は、好適には、正面視すなわち前記プロペラシャフト１２の軸心Ｃ方向に視た場合に略半円環状であると共に、側面視すなわち前記プロペラシャフト１２の軸心Ｃに垂直な方向から視た場合に所定の曲率を有する曲面とされている。前記第１部材１６ａ及び前記第２部材１６ｂは、それぞれにおける前記環状部２２が向かい合わせとなる（弦が略一致する）ように組み合わされた状態で、前記ボルト１８により前記車体８に締着される。これにより、前記第１部材１６ａ及び前記第２部材１６ｂにおける前記環状部２２は、正面視において全体として略円環状とされる。前記センターベアリングブラケット１６には、前記プロペラシャフト１２の軸心Ｃを中心とする略円環状の外周面２２ａが形成される。

図２に示すように、前記センターベアリング１４は、相対向する前記第１部材１６ａ及び前記第２部材１６ｂそれぞれにおける前記環状部２２の間に配置される。すなわち、正面視において全体として略円環状とされた前記環状部２２と同軸に配置される。前記センターベアリング１４と前記センターベアリングブラケット１６（環状部２２）との間には、略円環状の緩衝部２４が設けられている。前記緩衝部２４は、例えば、ゴム等の弾性部材であり、内周側において前記センターベアリング１４のアウタレースに実質的に固定されると共に、外周側において前記センターベアリングブラケット１６における前記環状部２２の内周面に実質的に固定されている。

図１及び図２に示すように、前記支持構造１０は、前記センターベアリングブラケット１６に対して外側に、そのセンターベアリングブラケット１６を支持する支持部材３０を備えている。この支持部材３０は、換言すれば、前記センターベアリングブラケット１６を補強し、その剛性を高めるための部材である。図１においては、前記支持部材３０を破線で示している。前記支持部材３０は、好適には、前記第２部材１６ｂ側に設けられている。すなわち、前記センターベアリングブラケット１６に対して外側であって、前記車体８とは反対側に設けられている。前記支持部材３０は、金属材料（金属板）のプレス成形或いは他の製造方法により、以下に詳述するような形状に構成されたものである。

前記支持部材３０は、前記ボルト１８による前記車体８への締着に係る一対の締着部３２を備えている。前記締着部３２は平板状とされており、前記ボルト１８が挿入される貫通穴３２ａが形成されている。前記締着部３２における前記貫通穴３２ａは、前記センターベアリングブラケット１６の前記平板部２０における前記貫通穴２０ａに対応する位置に形成されている。前記支持部材３０は、前記センターベアリングブラケット１６の前記平板部２０における前記貫通穴２０ａに挿入されると共に、前記締着部３２における前記貫通穴３２ａに挿入された前記ボルト１８（共通のボルト）が、前記車体８に対して締着させられることで、前記車体８に対して前記センターベアリングブラケット１６と共に固定される。すなわち、前記支持部材３０（締着部３２）は、前記ボルト１８により前記車体８に対して前記センターベアリングブラケット１６と共締めされる。

前記支持部材３０は、前記締着部３２と一体に形成された、前記センターベアリングブラケット１６の外周部を支持する湾曲部３４を備えている。図２に示すように、前記湾曲部３４は、正面視すなわち前記プロペラシャフト１２の軸心Ｃ方向に視た場合において、前記センターベアリングブラケット１６（環状部２２）の外周面２２ａと略同程度の曲率を有する曲面（曲線）状に形成されている。前記湾曲部３４は、前記支持部材３０が前記車体８から取り外された状態すなわち前記ボルト１８により前記センターベアリングブラケット１６と共締めされていない状態において、前記センターベアリングブラケット１６の外周面２２ａの曲率半径Ｒ１よりも曲率半径が大きい第１部分３６と、その外周面２２ａよりも曲率半径が小さい第２部分３８とを、備えている。すなわち、正面視における、前記センターベアリングブラケット１６の外周面２２ａの周方向に関して、その外周面２２ａよりも大きい曲率半径Ｒ２とされた前記第１部分３６と、前記外周面２２ａよりも小さい曲率半径Ｒ３とされた前記第２部分３８とを、備えている。換言すれば、正面視における、前記センターベアリングブラケット１６の外周面２２ａの周方向に関して、その外周面２２ａよりも曲率が小さい前記第１部分３６と、前記外周面２２ａよりも曲率が大きい前記第２部分３８とを、備えている。

前記湾曲部３４において、前記第１部分３６は、前記第２部分３８よりも前記締着部３２に近い部位に設けられたものである。具体的には、前記支持部材３０の長手方向における略中央部に前記第２部分３８が設けられている。前記第２部分３８と前記一対の締着部３２との間に、それぞれ前記第１部分３６が設けられている。換言すれば、前記湾曲部３４の曲率半径は、少なくとも前記締着部３２の近傍における規定の部位である前記第１部分３６において前記センターベアリングブラケット１６の外周面２２ａの曲率半径Ｒ１よりも大きく、少なくとも前記締着部３２から最も離れた部位である前記第２部分３８において前記センターベアリングブラケット１６の外周面２２ａの曲率半径Ｒ１よりも小さいものとされている。

前記支持部材３０は、少なくとも前記締着部３２と前記湾曲部３４との接続部位を含む部位に、補強リブ４０を備えている。前記補強リブ４０は、前記支持部材３０における前記接続部を含む部位の幅方向（軸心Ｃ方向）両側部が、前記センターベアリングブラケット１６とは反対側に折り曲げられて立ち上げられた部分である。換言すれば、前記補強リブ４０は、前記支持部材３０における幅方向両端縁が鍔状に立ち上げられた一対の部分が、前記支持部材４０の長手方向に沿って略平行に設けられた構成に相当する。図２に示すように、前記補強リブ４０は、好適には、前記前記締着部３２から、前記湾曲部３４における前記第１部分３６の近傍までの間に設けられている。好適には、前記支持部材４０において、少なくとも前記第２部分３８には、前記補強リブ４０は設けられていない。

図３は、本実施例との比較のために、従来の車両用プロペラシャフト支持構造１００（以下、単に支持構造１００という）の構成を例示する斜視図である。図３及び後述する図４において、前記支持構造１０と共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。図３に示す支持構造１００は、本実施例の支持構造１０から前記支持部材３０を除外した構成に相当する。図３においては、前記センターベアリング１４及び前記緩衝部２４を省略して示している。図３に示す従来の支持構造１００においては、前記センターベアリングブラケット１６の前後剛性が低く、図３に破線矢印で示すように、前記センターベアリングブラケット１６に前後方向の振動（揺動）が生じるおそれがある。このセンターベアリングブラケット１６の前後方向の振動に起因して、前記車体８の振動やこもり音等の不具合が生じる。斯かる不具合を解消するため、従来の技術では、前記センターベアリングブラケット１６自体の板厚を増加させる、或いは前記センターベアリングブラケット１６に補強リブを追加する等の形状変更で対応していた。しかし、一般にプロペラシャフトは、仕様を共通のものとしながら、図４に示すように、様々なエンジン、トランスミッション、ホイールベース等の構成に合わせて各車両毎に長さ（図４に示す長さ対応部位の長さ寸法）を変えて搭載される。このため、高い剛性が必要とされる車両に合わせて前記センターベアリングブラケット１６を設計した場合、その車両に合わせて前記センターベアリングブラケット１６の剛性が定まってしまい、斯かる剛性が必須ではない車両までその影響を受ける。すなわち、前記対応では、前記センターベアリングブラケット１６に必ずしも高い剛性を必要としない車両にとっては不要なコストの増加につながる。

前述のように、本実施例の支持構造１０に備えられた前記支持部材３０は、前記センターベアリングブラケット１６における前記外周面２２ａのＲ形状とは異なる曲率（曲率半径）の構造とされた前記第１部分３６及び前記第２部分３８を備えている。前記第１部分３６の曲率半径Ｒ２は、前記外周面２２ａの曲率半径Ｒ１よりも大きい。このため、前記支持部材３０が前記車体８に対して前記センターベアリングブラケット１６と共締めされる際に、前記外周面２２ａと接触する。これにより、前記センターベアリングブラケット１６に対して前記支持部材３０が固定される。前記第２部分３８の曲率半径Ｒ３は、前記外周面２２ａの曲率半径Ｒ１よりも小さい。前記支持部材３０が前記車体８に対して前記センターベアリングブラケット１６と共締めされる際に、前記支持部材３０が変形して前記第２部分３８の曲率半径が大きくなることで、前記第２部分３８が前記外周面２２ａに接触（密着）させられる。すなわち、前記支持部材３０は、前記ボルト１８により前記車体８に対して締着されていない（センターベアリングブラケット１６と共締めされていない）状態において、前記湾曲部３４が前述のような構成とされていることで、前記ボルト１８により前記車体８に対して前記センターベアリングブラケット１６と共締めされた状態において、前記センターベアリングブラケット１６に確実に固定される。すなわち、前記センターベアリングブラケット１６本体のばらつきを吸収し、共締めした際に確実に固定することができる。

本実施例の支持構造１０においては、前記センターベアリングブラケット１６とは別部材として構成された前記支持部材３０が、共通の前記ボルト１８により前記センターベアリングブラケット１６と共締めされることで前記車体８に取り付けられる構成とされている。斯かる構成により、必要に応じて前記センターベアリングブラケット１６の剛性を向上させることができる。すなわち、前記支持部材３０は、車両工場等において取り付けられるものであるため、前記センターベアリングブラケット１６に比較的高い剛性が必要な車両には前記支持部材３０を取り付ける一方、斯かる剛性が必須ではない車両には前記支持部材３０を取り付けないといった対処が可能となる。このため、同じ仕様のプロペラシャフト１２を採用する複数種類の車両に関して、前記支持部材３０の形状をチューニングすることで、車両毎に必要十分な剛性を実現できる。

本実施例によれば、前記センターベアリングブラケット１６に対して外側に、前記センターベアリングブラケット１６を支持する支持部材３０を備え、前記支持部材３０は、締着具であるボルト１８により前記車体８に対して前記センターベアリングブラケット１６と共締めされる締着部３２と、前記締着部３２と一体に形成された、前記センターベアリングブラケット１６の外周部を支持する湾曲部３４と、前記締着部３２と前記湾曲部３４との接続部位に設けられた補強リブ４０とを、備え、前記湾曲部３４は、前記支持部材３０が前記ボルト１８により前記車体８に対して締着されていない状態において、前記センターベアリングブラケット１６の外周面２２ａの周方向に関して、その外周面２２ａよりも曲率半径が大きい第１部分３６と、前記外周面２２ａの周方向に関して、その外周面２２ａよりも曲率半径が小さい第２部分３８とを、備え、前記第１部分３６は、前記第２部分３８よりも前記締着部３２に近い部位に設けられたものであることから、高い剛性が必要とされる車両に対しては前記センターベアリングブラケット１６とは別体の前記支持部材３０を取り付けることで剛性を高められる一方、高い剛性が必須ではない車両に対しては前記支持部材３０を取り付けないことでコストの増加を抑制できる。前記補強リブ４０が設けられていることで、前記センターベアリングブラケット１６の前後方向の剛性が向上させられる。更に、前記支持部材３０における湾曲部３４の曲率半径を部位によって変えることで、前記センターベアリングブラケット１６の形状ばらつきを吸収し、そのセンターベアリングブラケット１６を確実に支持することができる。すなわち、コストの増加を抑制しつつ剛性を向上させる支持構造１０を提供することができる。

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、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

８：車体、１０：車両用プロペラシャフト支持構造、１２：プロペラシャフト、１４：センターベアリング、１６：センターベアリングブラケット、１８：ボルト（締着具）、２２ａ：外周面、３０：支持部材、３２：締着部、３４：湾曲部、３６：第１部分、３８：第２部分、４０：補強リブ

Claims

締着具により車体に締着されたセンターベアリングブラケットと、前記センターベアリングブラケットを介して前記車体に固定されたセンターベアリングと、前記センターベアリングブラケット及び前記センターベアリングを介して前記車体に回転自在に支持されたプロペラシャフトとを、備えた車両用プロペラシャフト支持構造であって、
前記センターベアリングブラケットに対して外側に、前記センターベアリングブラケットを支持する支持部材を備え、
前記支持部材は、
前記締着具により前記車体に対して前記センターベアリングブラケットと共締めされる締着部と、
前記締着部と一体に形成された、前記センターベアリングブラケットの外周部を支持する湾曲部と、
前記締着部と前記湾曲部との接続部位に設けられた補強リブと
を、備え、
前記湾曲部は、前記支持部材が前記締着具により前記車体に対して締着されていない状態において、
前記センターベアリングブラケットの外周面の周方向に関して、該外周面よりも曲率半径が大きい第１部分と、
前記外周面の周方向に関して、該外周面よりも曲率半径が小さい第２部分と
を、備え、
前記第１部分は、前記第２部分よりも前記締着部に近い部位に設けられた
ことを特徴とする車両用プロペラシャフト支持構造。