JP6469031B2 - センターベアリング - Google Patents

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Description

本発明は、プロペラシャフトをシャーシに締結支持するためのセンターベアリングに係り、特にプロペラシャフトの径方向と軸方向の動きを吸収しつつ防振支持するセンターベアリングに関するものである。
図１によりプロペラシャフトを支持するセンターベアリングの概略を説明する。
トランスミッションＴＭにＴＭ側ユニバーサルジョイント１１を介して第１プロペラシャフト１０が連結され、第１プロペラシャフト１０と第２プロペラシャフト１２とが中間ユニバーサルジョイント１３を介して連結され、第２プロペラシャフト１２とディファレンシャルＤＩＦＦとがデフ側ユニバーサルジョイント１４を介して連結され、第１プロペラシャフト１０がセンターベアリング１５にてシャーシ（図示せず）に支持される。なお、１６は偏重心を調整するためのバランスウエイトである。
トランスミッションＴＭからディファレンシャルＤＩＦＦ間の動力伝達は、第１プロペラシャフト１０から第２プロペラシャフト１２を介して行われ、ディファレンシャルＤＩＦＦの上下動による第１プロペラシャフト１０と第２プロペラシャフト１２の軸角変動を、各ユニバーサルジョイント１０、１３、１４で吸収する。
ディファレンシャルＤＩＦＦは走行中の路面からの反力を受けて上下動と前後の変位を繰り返しており、第１プロペラシャフト１０と第２プロペラシャフト１２とは常時軸方向と径方向に変位する。
この際センターベアリング１５は、第１プロペラシャフト１０をシャーシに締結しながら、第１プロペラシャフト１０の動きに追従すると共に、各種振動を吸収する防振特性を発揮する機能を有する。
従来のセンターベアリングは、特許文献１、２に示されるように、プロペラシャフトを回転自在に支持する軸受を保持する軸孔部を有し、径方向と軸方向の変位に追従して変形するゴム状弾性体と、ゴム状弾性体をシャーシに保持するブラケットとで構成されている。
このゴム状弾性体は、リジッド（中実）で外殻形状がＵ字状に形成され、軸孔部の外周に位置して弾性体を貫通するスリットが形成されて構成され、スリットの形状や配置を工夫することで、プロペラシャフトの径方向と軸方向の動きに追従しながらプロペラシャフトを支持し、その上下左右と前後の動きに伴う振動を吸収するようにしている。
特開２０１４−２１９０４９号公報 特開２０１１−７９３９４号公報
ところで、ゴム状弾性体は、その外周面がブラケットと接触して支持されており、ゴム状弾性体に軸方向に過大変位が加わったときやプロペラシャフトが偏芯回転しているときに、接触相手材であるブラケット面と摩擦を繰り返すため、粘着摩擦が発生し、ゴム状弾性体が摩耗して破損することが問題となっている。
また、ゴム状弾性体は、その外周面がブラケットに支持されるため、軸方向の変位および偏心回転変位に対する変形や追従性が十分ではない問題がある。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、プロペラシャフトに過大な変位が加わってもブラケットからのゴム状弾性体の脱落を防止でき、しかも確実に防振できるとともに耐久性を向上できるセンターベアリングを提供することにある。
上記目的を達成するために、プロペラシャフトを軸支する軸孔部を有するゴム状弾性体と、ゴム状弾性体をシャーシに保持するブラケットを備えたセンターベアリングにおいて、ゴム状弾性体を、矩形に形成すると共にその矩形のゴム状弾性体の辺部の中央に凹溝を形成し、ブラケットを、矩形のゴム状弾性体を覆うように矩形に形成したことを特徴とするセンターベアリングである。
前記ゴム状弾性体の四隅に、脚側スリットが形成されるのが好ましい。
前記凹溝が、前記ゴム状弾性体の上下辺に形成され、前記ゴム状弾性体の左右辺に沿って金属プレートが埋め込まれ、前記金属プレートと前記軸孔部との間の前記ゴム状弾性体に、プロペラシャフトの左右方向の変位を吸収する大スリットが形成されるのが好ましい。
前記ゴム状弾性体の左右辺の中央部の表裏に窪み部を形成して、その中央部の厚さを薄く形成するのが好ましい。
前記凹溝が、前記ゴム状弾性体の上下左右辺に形成され、前記ゴム状弾性体の四隅にＬ状の金属プレートが埋め込まれるのが好ましい。
前記ブラケットは、コ字状に形成された一対の分割ブラケットからなり、前記ゴム状弾性体の四隅の脚部が前記ブラケットの四隅に設けた補強リブ間で支持され、前記ゴム状弾性体の上下辺が前記凹溝を介して前記ブラケットの横部材と離間するようにされるのが好ましい。
前記ブラケットの上下辺は、その両端部が前記ゴム状弾性体の厚さと同じに形成され、上下辺の中央部が前記ゴム状弾性体の厚さより幅が大きく形成されるのが好ましい。
前記一対の分割ブラケットは、両分割ブラケットを連結すると共にシャーシにボルト・ナットで締結するためのフランジを備え、そのフランジが幅広なコ字状に形成され、一対の分割ブラケットの四隅に設けた補強ブラケットは、分割ブラケットの分割縦部材の中央部両側から前記ゴム状弾性体の上下辺を支持する横部材にかけてＬ字状に形成され、その横部材の中央部の幅方向両側に外側に折り返された補強リブが形成されるのが好ましい。
前記横部材の中央部と前記横部材の両端部との接合部には、凹状のボス部が形成されるのが好ましい。
本発明は、ゴム状弾性体を矩形に形成し、その周囲を覆うブラケットを矩形に形成すると共に、ゴム状弾性体の四隅がブラケットに支持されることで、軸孔部の中心からの距離を長くすることができるため、変位に対する歪みを小さくでき、プロペラシャフトに過大な振動が加わっても確実に防振できるとともに耐久性を向上できるという優れた効果を発揮する。
本発明が適用されるセンターベアリングの組み付け説明図である。 本発明において、センターベアリングの組立分解図を示す図である。 本発明のセンターベアリングのゴム状弾性体の正面図である。 図３の一部断面側面図である。 ゴム状弾性体を支持するブラケットの詳細を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。 本発明のセンターベアリングのゴム状弾性体の他の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。 本発明のセンターベアリングのゴム状弾性体のさらに他の実施の形態を示す正面図である。 図２でゴム状弾性体をブラケットに組み付けたときの正面図である。 図８でのブラケットの変形例を示す正面図である。 図８、図９でのゴム状弾性体の軸方向の変位の説明図である。
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
図２〜図５において、センターベアリング１５は、プロペラシャフトを回転自在に支持するゴム状弾性体２０と、そのゴム状弾性体２０を支持し、シャーシに締結するブラケット２１とから構成される。
ゴム状弾性体２０は、矩形に形成されたブロック体２２の中央に軸孔部２３が形成され、ブロック体２２の上下辺の中央に凹溝２４が形成されると共に、その両側にブラケット２１と接する脚部２５が形成されて構成される。
ブロック体２２の左右辺には、その左右辺に沿って板状の金属プレート２６が埋設される。
ゴム状弾性体２０には、プロペラシャフトから伝達される振動を吸収すべく、弾性力を調整するために種々の形状のスリットが形成される。
すなわち、脚部２５に位置したブロック体２２の四隅に長穴形状の脚側スリット２７が形成され、軸孔部２３の左右側の外周と金属プレート２６間に位置したブロック体２２には、左右大スリット２８が形成され、軸孔部２３の上下側の外周と上下辺の中央に凹溝２４間に位置したブロック体２２には、一対の円弧状の上下小スリット２９がそれぞれ形成される。
軸孔部２３は、図４に示すようにブロック体２２の表裏を突出するように形成された軸筒部３０からなり、その軸筒部３０内に補強用の金属筒３１が設けられて形成される。
プロペラシャフトは、図では示していないが軸孔部２３内に設けた軸受でゴム状弾性体２０に回転自在に支持される。
ゴム状弾性体２０の左右辺の上下には、ブラケット２１に設けた穴４１に係合する突起３２が形成される。
ブラケット２１は、コ字状に形成された上下一対の分割ブラケット４０からなり、その上下の分割ブラケット４０に、分割ブラケット４０同士を連結すると共にシャーシ（図示せず）にボルト・ナットで固定するための幅広なコ字状のフランジ４２が形成される。
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように分割ブラケット４０は、ゴム状弾性体２０の上下辺を支持する横部材４３と、横部材４３の両端から起立した分割縦部材４４と、分割縦部材４４に連結されたフランジ４２とで構成される。
横部材４３は、その中央部４３ｃがゴム状弾性体２０の厚さより幅が大きく形成されると共に両端部４３ｅはゴム状弾性体２０の厚さと同じに形成される。分割縦部材４４は、ゴム状弾性体２０の厚さと同じに形成される。
横部材４３は、その中央部４３ｃの幅方向両側に外側に折り返された補強リブ４５が形成される。また分割縦部材４４の中央部両側から横部材４３にかけてＬ字状の補強リブ４６が設けられる。
ゴム状弾性体２０は、その脚部２５がＬ字状の補強リブ４６間に挟まれて支持され、凹溝２４が、横部材４３の中央部４３ｃの長さと略同じに形成される。
図５（ａ）に示すように、横部材４３の中央部４３ｃと両端部４３ｅの接合部４３ｊは、補強リブ４５とＬ字状の補強リブ４６との間に位置し、その接合部４３ｊの強度を上げるべく凹状のボス部４７が形成される。
フランジ４２は両側が折り返されたコ字状に形成され、そのフランジ４２に、分割ブラケット４０、４０をボルト・ナット等で締結するための長穴４８が形成される。
センターベアリング１５の組立は、ゴム状弾性体２０の軸孔部２３をプロペラシャフトに嵌合した状態で、ゴム状弾性体２０の上下を分割ブラケット４０で挟み込む。この際、ゴム状弾性体２０の突起３２が、分割ブラケット４０の分割縦部材４４に形成した穴４１に嵌ると共に、脚部２５がＬ字状の補強リブ４６間に係合して支持される。
その後、分割ブラケット４０のフランジ４２の長穴４８にてシャーシにボルト・ナットを用いて締結してセンターベアリング１５を、図８に示したように組み立てる。
図６、図７は、ゴム状弾性体２０の他の実施の形態を示したものである。
図６（ａ）、図６（ｂ）のゴム状弾性体２０は、脚部２５に位置したブロック体２２の四隅に長穴形状の脚側スリット２７を形成する際に、脚部２５の弾性力を調整するために脚部溝４９をブロック体２２の四隅に形成し、その脚部溝４９に脚側スリット２７を形成したものである。
また、図３の実施の形態では、ゴム状弾性体２０の左右辺の上下端部は、分割ブラケット４０の四隅のＬ字状の補強リブ４６間で支持され、左右辺は、金属プレート２６が埋め込まれて、上下方向の撓みを拘束した形態を示したが、本実施の形態では、上下のＬ字状の補強リブ４６（図５参照）間の左右辺の表裏に窪み部２４ｒを形成して左右辺の中央部２２ｈの厚さを薄く形成することで、また金属プレート２６ｈも中央部２２ｈの幅に合わせて小さく形成することで、上下および軸方向の追従性を向上させることができる。
さらに、ゴム状弾性体２０を分割ブラケット４０に嵌め込む際に、突起３２の先端面をそれぞれ上下辺の方向にテーパ面３２ｔを形成することで、挿入時に分割縦部材４４の穴４１への係合が容易となる。
図７は、ブロック体２２の左右辺にも凹溝２４ｓを形成し、４隅の脚部２５にＬ字状の金属プレート２６ｓを埋め込んでゴム状弾性体２０を形成したものである。この実施の形態では、軸孔部２３の外周の左右に設けるスリットは、上下の円弧状の小スリット２９と同じ小スリット２９ｓで形成したものである。
この図７の実施の形態では、図６の実施の形態より、ゴム状弾性体２０の上下方向の撓みが大きく軸方向の大きな変位に追従できると共に上下左右の変位に対する追従性も安定する。
図９は、ブラケット２１の変形例を示したものである。
図３、図５、図８に示したようにブラケット２１は、上下一対の分割ブラケット４０で形成する例を示したが、図９の実施の形態では、横部材５３とその横部材５３を接続する縦部材５４で枠状に形成し、その縦部材５４の開放端側にフランジ５２を形成し、フランジ５２、５２間に着脱自在な横部材５３ｓを設けてブラケット２１としたものである。このブラケット２１の隅部には補強用のＬ字状のリブ５６が設けられ、横部材５３にリブ５５が形成される。
ゴム状弾性体２０は、横部材５３ｓを外した状態でブラケット２１内に装入した後、横部材５３ｓを嵌め込み、その横部材５３ｓをフランジ５２、５２と共にシャーシにボルト・ナットで締結する。
次に、本実施の形態の作用を説明する。
図１で説明したように、センターベアリング１５には、プロペラシャフト１０の軸方向と径方向の変位が加わるが、ゴム状弾性体２０は、実質的にその四隅の脚部２５がブラケット２１に保持され、径方向の変位と軸方向の変位は、軸孔部２３と脚部２５間のゴム弾性により吸収される。この際、脚部２５の長さを十分に取ることが可能となる。
通常プロペラシャフトの径は、５０〜１３０ｍｍφであり、軸孔部は、そのプロペラシャフトの径に対応して形成され、従来の外殻がＵ字状に形成されるゴム状弾性体の外径は、軸孔部に対して、径が大きくなるように形成されるが、軸方向の変位を十分に吸収することができない問題がある。
本発明のゴム状弾性体２０は、辺の長さが１２０〜２００ｍｍの矩形に形成しても、軸孔部２３から四隅の脚部２５の長さは、従来より約１．４（√２）倍長くすることができるため、従来のゴム状弾性体と実質的なサイズは同じでも、十分な弾性変形長さを確保することが可能となる。
左右に大きなスリットもしくは凹部を形成することで、上下と同等の追従性をもたせることができるため、径方向および回転に対する耐久性も向上できる。
また軸方向の変位は、ゴム状弾性体２０の上下辺に凹溝２４が形成されて、横部材４３と直接接触していないため、図１０で示したようにゴム状弾性体２０が軸方向に撓んでも、ゴム状弾性体２０の上下辺と横部材４３の接触による粘着摩擦を発生することがない。
さらに、ゴム状弾性体２０の左右辺には、金属プレート２６が埋め込まれており、ゴム状弾性体２０が軸方向に変形する際に、左右辺の変形を抑えてブラケット２１に支持することが可能となる。
このように本発明は、ゴム状弾性体２０を矩形に形成し、その矩形のゴム状弾性体を覆うブラケット２１を矩形に形成し、ゴム状弾性体２０の四隅の脚部２５をブラケット２１で支持し、少なくともゴム状弾性体２０の上下辺に凹溝２４を設けることで、ゴム状弾性体２０の上下辺は、ブラケット２１の横部材４３と離間しているため、プロペラシャフトに過大な軸方向の変位が加わっても粘弾性摩擦を発生させることなくプロペラシャフトを支持しつつその耐久性を維持することができる。
１０ 第１プロペラシャフト
１５ センターベアリング
２０ ゴム状弾性体
２１ ブラケット
２３ 軸孔部
２４ 凹溝

Claims (8)

  1. プロペラシャフトを軸支する軸孔部を有するゴム状弾性体と、ゴム状弾性体をシャーシに保持するブラケットを備えたセンターベアリングにおいて、ゴム状弾性体を、矩形に形成すると共にその矩形のゴム状弾性体の辺部の中央に凹溝を形成し、ブラケットを、矩形のゴム状弾性体を覆うように矩形に形成し、
    前記凹溝が、前記ゴム状弾性体の上下辺に形成され、前記ゴム状弾性体の左右辺に沿って金属プレートが埋め込まれ、前記金属プレートと前記軸孔部との間の前記ゴム状弾性体に、プロペラシャフトの左右方向の変位を吸収する大スリットが形成されることを特徴とするセンターベアリング。
  2. 前記ゴム状弾性体の四隅に、脚側スリットが形成される請求項１記載のセンターベアリング。
  3. 前記ゴム状弾性体の左右辺の中央部の表裏に窪み部を形成して、その中央部の厚さを薄く形成した請求項１又は２記載のセンターベアリング。
  4. 前記ブラケットは、コ字状に形成された一対の分割ブラケットからなり、前記ゴム状弾性体の四隅の脚部が前記ブラケットの四隅に設けた補強リブ間で支持され、前記ゴム状弾性体の上下辺が前記凹溝を介して前記ブラケットの横部材と離間するようにされる請求項１〜３いずれかに記載のセンターベアリング。
  5. プロペラシャフトを軸支する軸孔部を有するゴム状弾性体と、ゴム状弾性体をシャーシに保持するブラケットを備えたセンターベアリングにおいて、ゴム状弾性体を、矩形に形成すると共にその矩形のゴム状弾性体の辺部の中央に凹溝を形成し、ブラケットを、矩形のゴム状弾性体を覆うように矩形に形成し、
    前記凹溝が、前記ゴム状弾性体の上下左右辺に形成され、前記ゴム状弾性体の四隅にＬ状の金属プレートが埋め込まれることを特徴とするセンターベアリング。
  6. プロペラシャフトを軸支する軸孔部を有するゴム状弾性体と、ゴム状弾性体をシャーシに保持するブラケットを備えたセンターベアリングにおいて、ゴム状弾性体を、矩形に形成すると共にその矩形のゴム状弾性体の辺部の中央に凹溝を形成し、ブラケットを、矩形のゴム状弾性体を覆うように矩形に形成し、
    前記ブラケットの上下辺は、その両端部が前記ゴム状弾性体の厚さと同じに形成され、上下辺の中央部が前記ゴム状弾性体の厚さより幅が大きく形成されることを特徴とするセンターベアリング。
  7. プロペラシャフトを軸支する軸孔部を有するゴム状弾性体と、ゴム状弾性体をシャーシに保持するブラケットを備えたセンターベアリングにおいて、ゴム状弾性体を、矩形に形成すると共にその矩形のゴム状弾性体の辺部の中央に凹溝を形成し、ブラケットを、矩形のゴム状弾性体を覆うように矩形に形成し、
    前記ブラケットは、コ字状に形成された一対の分割ブラケットからなり、前記ゴム状弾性体の四隅の脚部が前記ブラケットの四隅に設けた補強リブ間で支持され、前記ゴム状弾性体の上下辺が前記凹溝を介して前記ブラケットの横部材と離間するようにされ、
    前記一対の分割ブラケットは、両分割ブラケットを連結すると共にシャーシにボルト・ナットで締結するためのフランジを備え、そのフランジが幅広なコ字状に形成され、一対の分割ブラケットの四隅に設けた補強リブは、分割ブラケットの分割縦部材の中央部両側から前記ゴム状弾性体の上下辺を支持する横部材にかけてＬ字状に形成され、その横部材の中央部の幅方向両側に外側に折り返された補強リブが形成されることを特徴とするセンターベアリング。
  8. プロペラシャフトを軸支する軸孔部を有するゴム状弾性体と、ゴム状弾性体をシャーシに保持するブラケットを備えたセンターベアリングにおいて、ゴム状弾性体を、矩形に形成すると共にその矩形のゴム状弾性体の辺部の中央に凹溝を形成し、ブラケットを、矩形のゴム状弾性体を覆うように矩形に形成し、
    前記ブラケットは、コ字状に形成された一対の分割ブラケットからなり、前記ゴム状弾性体の四隅の脚部が前記ブラケットの四隅に設けた補強リブ間で支持され、前記ゴム状弾性体の上下辺が前記凹溝を介して前記ブラケットの横部材と離間するようにされ、
    前記横部材の中央部と前記横部材の両端部との接合部には、凹状のボス部が形成されることを特徴とするセンターベアリング。
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