JP7047789B2 - Bearing support bracket - Google Patents
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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。 The present invention relates to a bearing support bracket, and more particularly to a bearing support bracket that supports a bearing member of a power transmission shaft.
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。 A bearing support bracket in which a bearing member that rotatably supports a power transmission shaft is inserted and fixed to a vehicle body is known. For example, the bearing support bracket described in Patent Document 1. The bearing support bracket described in Patent Document 1 includes an annular main body into which a bearing member is inserted, and an arm portion having a pair of fixing portions welded to the arcuate lower end of the main body and fixed to the vehicle body. I have. Further, in the bearing support bracket described in Patent Document 1, two stays are joined by welding between both ends of the arm portion and both sides of the outer peripheral surface of the main body portion, and reinforcing ribs are erected on the outer portion of the stay. There is. This improves the torsional rigidity of the bearing support bracket.
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。 By the way, the bearing support bracket described in Patent Document 1 transmits, for example, a forced force generated by torque fluctuation of a transmission, meshing vibration of a gear, or the like to a vehicle body via a power transmission shaft and a bearing member. In this case, when the resonance frequency of the bearing support bracket, for example, the resonance frequency of the vibration mode in the extension direction of the power transmission shaft, that is, the resonance frequency of the vibration mode in the vehicle left-right direction orthogonal to the vehicle front-rear direction, is close to the frequency of the gear noise due to the forced force of the transmission, the vibration level is increased. It grows larger and generates abnormal noise in the vehicle. In the bearing support bucket rat described in Patent Document 1, a plurality of parts are joined by projection welding, which has a limited number of welding points due to the manufacturing method. Therefore, in the bearing support bracket described in Patent Document 1, the rigidity in the vehicle left-right direction is increased so that the resonance frequency of the bearing support bracket in the vehicle left-right direction and the frequency of the gear noise do not come close to each other, and the vibration mode is set in the vehicle left-right direction. There has been a problem with a large increase in mass when improving the resonance frequency.
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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a bearing support bracket that suppresses an increase in mass and improves rigidity.
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。 The gist of the present invention is a bearing support bracket in which a bearing member that rotatably supports a power transmission shaft is inserted and fixed to a vehicle body, and a cylindrical main body portion into which the bearing member is inserted. And a pair of fixing portions fixed to the vehicle body are integrally molded, and the wall thickness of the portion of the main body portion located at the center between the pair of fixing portions is made relatively larger than the other portions. There is something to do.
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。 According to the bearing support bracket of the present invention, the cylindrical main body portion into which the bearing member is inserted and the pair of fixing portions fixed to the vehicle body are integrally molded, and the pair of the main body portions are integrally formed. The wall thickness of the centrally located portion between the fixed portions is relatively larger than that of the other portions. As a result, deterioration of rigidity due to joining of a plurality of parts can be suppressed as compared with the case where the main body portion and the pair of fixing portions are joined by projection welding or the like. Further, by increasing the wall thickness of the portion of the bearing support bracket where the deformation strain is relatively large, that is, the portion of the main body portion located at the center between the pair of fixed portions, the increase in mass is suppressed. Rigidity can be improved.
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。 The present invention is applied to an engine-driven vehicle having an engine as a driving force source for traveling, a hybrid vehicle having a traveling rotary machine, that is, a driving electric motor in addition to the engine as a driving force source for traveling, an electric vehicle, and the like. .. The present invention can also be applied to an electric vehicle or the like having only an electric motor as a driving force source.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following examples, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios and shapes of each part are not always drawn accurately.
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。
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a vehicle propeller shaft 10 (hereinafter referred to as a propeller shaft 10), which is a power transmission shaft to which the present invention is applied. FIG. 1 shows a cross-sectional view of parts constituting the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 and is a sectional view illustrating a main part around the center bearing 26. That is, FIG. 2 is a diagram showing a center bearing 26 and a main part around the center bearing 26 as viewed from the rotation center axis C direction. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2, which is a sectional view illustrating a main part around the center bearing 26. As shown in FIGS. 2 and 3, the center bearing 26 is fitted concentrically with the rotation center axis C of the
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。
As shown in FIG. 3, the center bearing 26 has a cylindrical
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。
The
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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
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。
The
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。
The outer peripheral surface of the
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。
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2, and is a diagram illustrating a
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the wall thickness of the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the frequency f (Hz) and the vibration transmission sensitivity level L (dB). In FIG. 5, the vertical axis indicates the vibration transmission sensitivity level L, and the horizontal axis indicates the frequency f. The vibration transmission sensitivity level L is a vibration level indicating the ease of transmission of vibration. That is, when the vibration transmission sensitivity level L is large, for example, the vibration from the vibration source is easily transmitted, and when the vibration transmission sensitivity level L is small, the vibration from the vibration source is difficult to be transmitted. The thick solid line V shown in FIG. 5 indicates the frequency fv of gear noise due to the forced force of a transmission mechanism (not shown). The solid line d1 shown in FIG. 5 shows the relationship between the frequency f and the vibration transmission sensitivity level L in the
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。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, the vibration transmission sensitivity level L at the frequency fv is smaller than that in the comparative example. That is, in this embodiment, the frequency so-called resonance frequency in the
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。
Returning to FIG. 2, a structural space S is formed between the bearing
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。
As described above, according to the
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。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to this, and the present invention is also carried out in still another embodiment.
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。
For example, in the above-described embodiment, the
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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the above is only one embodiment, and although no other examples are given, the present invention can be described by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It can be implemented with various changes and improvements based on knowledge.
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
10: Vehicle propeller shaft (power transmission shaft)
26: Center bearing (bearing member)
40:
Claims (1)
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。 A bearing support bracket in which a bearing member that rotatably supports the power transmission shaft is inserted and fixed to the vehicle body.
It is integrally molded including a cylindrical main body portion into which the bearing member is inserted and a pair of fixing portions fixed to the vehicle body.
A bearing support bracket characterized in that the wall thickness of a portion of the main body portion located at the center between the pair of fixed portions is relatively larger than that of the other portions.
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