特許 7612895 センターベアリングサポート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-27

(45)【発行日】2025-01-14

(54)【発明の名称】センターベアリングサポート

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/08 20060101AFI20250106BHJP

   B60K 17/24 20060101ALI20250106BHJP

【ＦＩ】

F16F15/08 Y

B60K17/24

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2023569298

(86)(22)【出願日】2022-12-08

(86)【国際出願番号】 JP2022045354

(87)【国際公開番号】W WO2023120222

(87)【国際公開日】2023-06-29

【審査請求日】2024-04-03

(31)【優先権主張番号】P 2021206093

(32)【優先日】2021-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100088616

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 一平

(74)【代理人】

【識別番号】100154829

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 成

(74)【代理人】

【識別番号】100132403

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 儀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100217102

【弁理士】

【氏名又は名称】冨永 憲一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100189289

【弁理士】

【氏名又は名称】北尾 拓洋

(72)【発明者】

【氏名】龍 佳久

【審査官】後藤 健志

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２６４７３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０８－１５９１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６４４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５２１４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９３４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４７５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５４４３５７３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ １５／０８

Ｂ６０Ｋ １７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転駆動力を伝達する自動車のプロペラシャフトの外周面に回転自在に装着されるセンターベアリングを前記自動車の車体側へ弾性的に支持するセンターベアリングサポートにおいて、
前記車体側の部材に外周面が接した状態で該部材に取り付けられる筒状の外環と、
前記センターベアリングの外周に内周面が接した状態で該センターベアリングに取り付けられる筒状の内環と、
前記外環の内周面と前記内環の外周面とに接続するとともに、前記外環の前記内周面と前記内環の前記外周面の間において前記プロペラシャフトに沿った一方向に向かって凸となったベローズ状屈曲形状をなして広がる弾性体と、を備え、
前記弾性体は、前記外環の前記内周面と前記内環の前記外周面の間において一定の厚さを維持したまま前記ベローズ状屈曲形状をなして広がる屈曲した板状のベース部と、該ベース部の屈曲した部分の両面のうちの前記一方向の側の面である凸面上に積層し前記一方向に向かって突出した凸部と、を有し、前記ベース部と前記凸部とが弾性材料で一体的に形成されてなるものであり、
前記弾性体の共振周波数が６００～１０００Ｈｚであり、
前記ベース部の前記屈曲した部分の体積に対する前記凸部の体積の比率は０．６～０．８であり、
前記弾性体は、前記凸部として、前記プロペラシャフトの中心軸から離れる方向である径方向の距離が互いに異なる、前記凸面上の互いに離れた位置に、前記弾性体の共振周波数を低周波側にシフトさせる複数の凸部を有するものであるセンターベアリングサポート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転駆動力を伝達する自動車のプロペラシャフトの外周面に回転自在に装着されるセンターベアリングを、自動車の車体側へ弾性的に支持するセンターベアリングサポートに関する。

【背景技術】

【0002】

回転駆動力を伝達する自動車のプロペラシャフトの外周面に回転自在に装着されるセンターベアリングを、自動車の車体側へ弾性的に支持するセンターベアリングサポートが従来から知られている。プロペラシャフトは、衝撃や振動に対する耐久性やレイアウトの観点から、単体（一本）ではなく複数本の部位に分割されていることが多く、センターベアリングおよびセンターベアリングサポートは、そうした分割箇所付近に配置されるのが通常である。以下、従来から知られている一般的なセンターベアリングサポートについて簡単に説明する。

【0003】

図１は、従来から知られている一般的なセンターベアリングサポート１０Ａの断面の斜視図である。

【0004】

図１のセンターベアリングサポート１０Ａは、自動車の車体側の部材（不図示）に取り付けられる筒状の外環３と、自動車のプロペラシャフト（不図示）に装着されるセンターベアリング（不図示）に取り付けられる筒状の内環２とを、弾性体１Ａで接続した構成を有している。ここで、弾性体１Ａは、弾性材料で形成された部材であり、プロペラシャフトに沿った一方向（図１のＸ方向）に向かって凸となったベローズ状屈曲形状をなして広がっている。

【0005】

センターベアリングサポート１０Ａでは、このような弾性体１Ａが外環３と内環２の間に介在する構成を備えることで、プロペラシャフトと自動車の車体側との間で伝達される振動が吸収される。一般に、このような振動吸収効果は、プロペラシャフトの軸に垂直な方向（図１の上下方向）の弾性体１Ａの振動状態におけるバネ定数（動バネ定数）が低い方が大きいことが知られている。ここで、弾性体１Ａには、この方向の振動に関し、外環側可撓部１３Ａのバネ定数と内環側可撓部１２Ａのバネ定数の和を屈曲部１１Ａの質量で除算した値の平方根に比例して決まる固有の共振周波数が存在する。上述の動バネ定数は、弾性体１Ａがこうした共振周波数で共振しているときに高くなることが知られており、従って、センターベアリングサポート１０Ａの振動吸収能力は、弾性体１Ａの共振周波数周辺の周波数領域で低下する。

【0006】

ここで、図１に示すように、従来から知られている一般的なセンターベアリングサポート１０Ａの弾性体１Ａでは、外環３から内環２に至るまでのゴム状弾性材料の厚さはほぼ一定となっている。しかしながら、このような形状の弾性体１Ａでは、弾性体１Ａの共振周波数周辺の周波数領域が、プロペラシャフトや車体の振動の周波数領域と重なってしまうことがあり、そうした周波数領域でセンターベアリングサポート１０Ａの振動吸収能力が低下することがある。こうした事態を回避するため、センターベアリングサポートの中には、弾性体の共振周波数が高周波側にシフトするよう弾性体の形状が工夫されたものが存在する（たとえば特許文献１参照）。

【0007】

図２は、弾性体１Ｂの共振周波数が高周波側にシフトするよう弾性体１Ｂの形状が工夫されたセンターベアリングサポート１０Ｂの断面の斜視図である。

【0008】

図２では、図１と同一の構成要素については同一の符号が付されており、その重複説明は省略する。図２に示すように、弾性体１Ｂでは、屈曲部１１Ｂの厚さは、外環側可撓部１３Ｂや内環側可撓部１２Ｂの厚さと比べ小さくなっている。このような形状の弾性体１Ｂでは屈曲部１１Ｂの質量が小さく、そのため弾性体１Ｂの共振周波数が大きくなる。典型的には、弾性体１Ｂの共振周波数を１５００Ｈｚ以上に調整することができる。図２のセンターベアリングサポート１０Ｂでは、このように弾性体１Ｂの共振周波数を高周波側にシフトさせることで、弾性体１Ｂの共振周波数周辺の周波数領域と、プロペラシャフトや車体の振動の周波数領域との重なりの低減が図られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１３－２２６９５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、プロペラシャフトや車体の高周波の振動を積極的に吸収することが要求される状況もしばしばあり、図２の弾性体１Ｂの形状では、こうした要求に応えられないことがある。このため、高周波領域でのセンターベアリングサポートの振動吸収能力の低下を抑えるにあたっては、さらなる工夫が求められる。

【0011】

上記の事情を鑑み、本発明では、高周波領域での振動吸収能力の低下を抑えるのに適したセンターベアリングサポートの実現を図っている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上述の課題を解決するため、本発明は、以下のセンターベアリングサポートを提供する。

【0013】

［１］ 回転駆動力を伝達する自動車のプロペラシャフトの外周面に回転自在に装着されるセンターベアリングを前記自動車の車体側へ弾性的に支持するセンターベアリングサポートにおいて、前記車体側の部材に外周面が接した状態で該部材に取り付けられる筒状の外環と、前記センターベアリングの外周に内周面が接した状態で該センターベアリングに取り付けられる筒状の内環と、前記外環の内周面と前記内環の外周面とに接続するとともに、前記外環の前記内周面と前記内環の前記外周面の間において前記プロペラシャフトに沿った一方向に向かって凸となったベローズ状屈曲形状をなして広がる弾性体と、を備え、前記弾性体は、前記外環の前記内周面と前記内環の前記外周面の間において一定の厚さを維持したまま前記ベローズ状屈曲形状をなして広がる屈曲した板状のベース部と、該ベース部の屈曲した部分の両面のうちの前記一方向の側の面である凸面上に積層し前記一方向に向かって突出した凸部と、を有し、前記ベース部と前記凸部とが弾性材料で一体的に形成されてなるものであるセンターベアリングサポート。

【0014】

［２］ 前記弾性体の共振周波数が６００～１０００Ｈｚである［１］に記載のセンターベアリングサポート。

【0015】

［３］ 前記ベース部の前記屈曲した部分の体積に対する前記凸部の体積の比率は０．６～０．８である［２］に記載のセンターベアリングサポート。

【0016】

［４］ 前記弾性体は、互いに離れた位置に複数の前記凸部を有するものである［１］～［３］のいずれかに記載のセンターベアリングサポート。

【発明の効果】

【0017】

本発明では、弾性体は、一定の厚さを持つベース部の凸面上に積層する凸部の存在により、ベース部の屈曲した部分と凸部とからなる弾性体の屈曲部の厚さは、弾性体の他の部分の厚さよりも大きくなっている。このため凸部が存在しない場合に比べ屈曲部の質量が大きくなり、それにより弾性体の共振周波数が小さくなる。本発明では、このように弾性体の共振周波数を低周波側にシフトさせることで、弾性体の共振周波数周辺の周波数領域と、プロペラシャフトや車体の高周波の振動の周波数領域との重なりが低減される。この結果、本発明では、高周波領域での振動吸収能力の低下を抑えるのに適したセンターベアリングサポートが実現している。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】従来から知られている一般的なセンターベアリングサポートの断面の斜視図である。

【図2】弾性体の共振周波数が高周波側にシフトするよう弾性体の形状が工夫されたセンターベアリングサポートの断面の斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態のセンターベアリングサポートを自動車のプロペラシャフトとともに表した図である。

【図4】図３のセンターベアリングサポートの断面の斜視図である。

【図5】本発明の別の一実施形態であるセンターベアリングサポートの断面の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

【0020】

図３は、本発明の一実施形態のセンターベアリングサポート１０を自動車１００のプロペラシャフト４とともに表した図であり、図４は、図３のセンターベアリングサポート１０の断面の斜視図である。

【0021】

自動車１００のプロペラシャフト４は、エンジン５から得られる回転駆動力を、エンジン５とは反対側の車輪６に伝達するための駆動力伝達機構の一構成要素である。本実施形態のセンターベアリングサポート１０は、このプロペラシャフト４の外周面に回転自在に装着されるセンターベアリング（センターベアリングサポート１０に覆われているため図３では不図示）を自動車１００の車体（不図示）側へ弾性的に支持するための部材である。センターベアリングについては、従来から知られているもの、たとえば特許文献１のセンターベアリングと同じものを採用することができる。なお、図１のプロペラシャフト４は、衝撃や振動に対する耐久性やレイアウトの観点から、単体（一本）ではなくセンターベアリングサポート１０の付近で２本に分割されている。

【0022】

図４の断面の斜視図に示されているように、センターベアリングサポート１０は、外環３、内環２、および弾性体１を備えている。

【0023】

外環３は、図３の自動車１００の車体（不図示）側の部材（不図示）に外環３の外周面３ｂが接した状態で、その車体側の部材に取り付けられる筒状の部材である。外環３としては、たとえば、金属製の筒状部材を採用することができる。外環３は、単一の部品である必要はなく、複数の部品が組み合わされて筒に近い形状（筒状）になったものでもよい。なお、車体側の部材としては、たとえば車体側に固定されているブラケットが挙げられる。

【0024】

内環２は、図３の自動車１００のプロペラシャフト４に装着されるセンターベアリング（不図示）の外周に内環２の内周面２ｂが接した状態で、センターベアリングに取り付けられる筒状の部材である。内環２としては、たとえば、金属製の筒状部材を採用することができる。内環２も、単一の部品である必要はなく、複数の部品が組み合わされて筒状に近い形状になったものでもよい。

【0025】

弾性体１は、外環３の内周面３ａと内環２の外周面２ａとに接続する、弾性材料で形成された部材である。弾性体１は、外環３の内周面３ａと内環２の外周面２ａの間においてプロペラシャフト４（図３参照）に沿った一方向（図４のＸ方向）に向かって凸となったベローズ状屈曲形状をなして広がっている。

【0026】

センターベアリングサポート１０では、このような弾性体１が外環３と内環２の間に介在する構成を備えることで、プロペラシャフト４（図３参照）と自動車１００（図３参照）の車体（不図示）側との間で伝達される振動が吸収される。

【0027】

以下では、弾性体１についてさらに詳しく説明する。

【0028】

図４に示すように弾性体１は、その構成部位としてベース部１５と凸部１４とを有しており、弾性体１は、これらベース部１５と凸部１４とが上述の弾性材料で一体的に形成されてなるものである。

【0029】

ここで、ベース部１５は、外環３の内周面３ａと内環２の外周面２ａの間において一定の厚さを維持したまま上述のベローズ状屈曲形状をなして広がる屈曲した板状の部位である。なお、ここでいう「一定の厚さを維持」とは、板状のベース部１５がどの箇所でも同程度の厚さを有していることを意味しており、必ずしも、完全に同一の厚さの値が板状のベース部１５のどの箇所でも厳格に維持されているという意味ではない。

【0030】

一方、凸部１４は、ベース部１５の屈曲した部分（後述のベース屈曲部１１）の両面である凸面１１ａおよび凹面１１ｂのうちの、図４のＸ方向を向いた凸面１１ａ上に積層しＸ方向に向かって突出した部位である。

【0031】

図４に示すように弾性体１は、一定の厚さを持つベース部１５の凸面１１ａ上に積層する凸部１４の存在により、ベース部１５の屈曲した部分（後述のベース屈曲部１１）と凸部１４とからなる弾性体１の屈曲部の厚さは、弾性体１の他の部分の厚さよりも大きくなっている。このため、凸部１４が存在しない場合に比べ屈曲部の質量が大きくなり、それにより弾性体１の共振周波数が小さくなる。本実施形態では、このように弾性体１の共振周波数を低周波側にシフトさせることで、弾性体１の共振周波数周辺の周波数領域と、プロペラシャフト４（図３参照）や自動車１００（図３参照）の車体の高周波の振動の周波数領域との重なりが低減される。この結果、本実施形態では、高周波領域での振動吸収能力の低下を抑えるのに適したセンターベアリングサポートが実現している。

【0032】

以下では、弾性体１についてさらに詳しく説明する。

【0033】

上述したように、凸部１４の存在により弾性体１の共振周波数を下げることができるが、凸部１４の大きさを調整することで、弾性体１の共振周波数が６００～１０００Ｈｚとなっていることが好ましい。

【0034】

このような形態によれば、弾性体１の共振周波数周辺の周波数領域と、プロペラシャフト４（図３参照）や自動車１００（図３参照）の車体の高周波の振動の周波数領域との重なりが、より確実に低減される。

【0035】

ここで、図４に示すようにベース部１５をその構成部位の形状によって大別して考えると、ベース部１５は、主に、外環側可撓部１３、内環側可撓部１２、およびベース屈曲部１１の３つの部位によって構成されている。外環側可撓部１３は、外環３の内周面３ａから、多少のテーパーを含む筒状に広がって延びる部位である。一方、内環側可撓部１２は、内環２の外周面２ａから、多少のテーパーを含む筒状に広がって延びる部位である。ベース屈曲部１１は、両端部が外環側可撓部１３および内環側可撓部１２に接続している、図４に点線で示すような屈曲した板状の部位であり、上述した「ベース部１５の屈曲した部分」に対応する部位である。ベース屈曲部１１の両面である凸面１１ａおよび凹面１１ｂはいずれも湾曲しているが、凸面１１ａおよび凹面１１ｂの断面（図４参照）の曲率半径にそれぞれ対応する円は互いに同心となっている。

【0036】

このとき、ベース屈曲部１１の体積に対する凸部１４の体積の比率は０．６～０．８であることが好ましい。

【0037】

このような形態によれば、弾性体１の共振周波数が６００～１０００Ｈｚの範囲に収まりやすくなる。

【0038】

以上の実施形態では、弾性体１における凸部１４は１つしか存在しなかったが、本発明では、同様の凸部が複数存在していてもよい。以下そのような実施形態について説明する。

【0039】

図５は、図４とは別の本発明の実施形態のセンターベアリングサポート１０’の断面の斜視図である。

【0040】

図５では、図４と同一の構成要素については同一の符号が付されており、その重複説明は省略する。図５のセンターベアリングサポート１０’が図４のセンターベアリングサポート１０と異なる点は、複数の凸部１４’（具体的には３つの凸部１４’）を有する弾性体１’が採用されている点である。この点を除き、図５のセンターベアリングサポート１０’は、図４のセンターベアリングサポート１０と同一の構成を有する。

【0041】

すなわち、図５の弾性体１’も、一定の厚さを持つベース部１５’が、多少のテーパーを含む筒状に広がって延びる外環側可撓部１３’および内環側可撓部１２’を有するとともに、これらに両端部が接続しているベース屈曲部１１’（図中の点線部分参照）を有している。ここで、ベース屈曲部１１’の凸面１１ａ’および凹面１１ｂ’の断面の曲率半径にそれぞれ対応する円は互いに同心となっている。ただし、図５の弾性体１’は、図４の弾性体１とは異なり、ベース部１５’ の凸面１１ａ’上に、互いに離れた位置に複数の凸部１４’（具体的には３つの凸部１４’）を有している。

【0042】

図５のセンターベアリングサポート１０’でも、３つの凸部１４’の存在により、ベース屈曲部１１’と３つの凸部１４’とからなる弾性体１の屈曲部の厚さは弾性体１’の他の部分の厚さよりも大きくなっている。それに伴い弾性体１’の共振周波数は低周波側にシフトしており、弾性体１の共振周波数周辺の周波数領域と、プロペラシャフト４（図３参照）や自動車１００（図３参照）の車体の高周波の振動の周波数領域との重なりは低減されている。

【0043】

ここで、一般に、弾性体の屈曲部の厚さがの他の部分の厚さよりも大きくなっていると、プロペラシャフト４（図３参照）の軸方向の変位についての追従性が低下して弾性体の耐久性が低下することが危惧される。

【0044】

しかしながら、図５の弾性体１’では、３つの凸部１４’が互いに離れた位置に配置されることで、図４のように単一の凸部１４が一箇所に存在する場合に比べて追従性の低下が抑えられている。この結果、図５のセンターベアリングサポート１０’では、弾性体１’の耐久性が向上している。

【0045】

また、図５のセンターベアリングサポート１０’においても、弾性体１’の共振周波数が６００～１０００Ｈｚとなっていることが好ましく、ベース屈曲部１１’の体積に対する凸部１４’全体の体積（３つの凸部１４’の体積の総和）の比率が０．６～０．８であることが好ましい。上述したように、共振周波数が６００～１０００Ｈｚとなっていることで、弾性体１’の共振周波数周辺の周波数領域と、プロペラシャフト４（図３参照）や自動車１００（図３参照）の車体の高周波の振動の周波数領域との重なりが、より確実に低減される。そして、上記比率が０．６～０．８であることで、共振周波数が６００～１０００Ｈｚの範囲に収まりやすくなる。

【0046】

以上が本発明の実施形態の説明である。

【0047】

以上の説明では、凸部の数が１つおよび３つの場合について説明したが、本発明では、凸部の数が２つあるいは４つ以上存在している実施形態が採用されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明は、高周波領域での振動吸収能力の低下を抑えるのに適したセンターベアリングサポートを実現するのに有用である。

【符号の説明】

【0049】

１，１’，１Ａ，１Ｂ：弾性体、
２：内環、
２ａ：外周面、
２ｂ：内周面、
３：外環、
３ａ：内周面、
３ｂ：外周面、
４：プロペラシャフト、
５：エンジン、
６：車輪、
１０，１０’，１０Ａ，１０Ｂ：センターベアリングサポート、
１１，１１’：ベース屈曲部、
１１ａ：凸面、
１１ｂ：凹面、
１２，１２’：内環側可撓部、
１３，１３’：外環側可撓部、
１４，１４’：凸部、
１５，１５’：ベース部、
１００：自動車。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】