(57)【要約】【課題】中空管に生じる低周波および高周波の振動を効果的に減衰させることができるダイナミックダンパーを提供することを課題とする。【解決手段】第一中空管３内に挿入されるダイナミックダンパー１０であって、第一中空管３内に内嵌されるゴム製の防振リング２０と、防振リング２０の内周面２０ｂに固定される金属製のアウターリング３０と、アウターリング３０の内周面３０ｂに固定されるゴム製の防振部材４０と、防振部材４０の内面４３ｂに固定されるマス部材５０と、を備え、マス部材５０の重心位置Ｐ２は、アウターリング３０の重心位置Ｐ１に対して一方側にオフセットされ、防振部材４０は、外面４３ａから内面４３ｂに向けて、アウターリング３０の径方向に対して、アウターリング３０の軸方向の一方側に傾斜して延在している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空管内に挿入されるダイナミックダンパーであって、
前記中空管内に内嵌されるゴム製の防振リングと、
前記防振リングの内周面に固定される金属製のアウターリングと、
前記アウターリングの内周面に固定されるゴム製の防振部材と、
前記防振部材の内面に固定されるマス部材と、を備え、
前記マス部材の重心位置は、前記アウターリングの重心位置に対して、前記アウターリングの軸方向の一方側にオフセットされ、
前記防振部材は、外面から内面に向けて、前記アウターリングの径方向に対して、前記アウターリングの軸方向の一方側に傾斜して延在していることを特徴とするダイナミックダンパー。
【請求項２】
前記マス部材は両端部の形状が異なっており、
前記マス部材は、軸方向の中間位置を境にして、他方側の部位の質量よりも一方側の部位の質量が小さいことを特徴とする請求項１に記載のダイナミックダンパー。
【請求項３】
前記マス部材の一方側の端部は、テーパ状に漸次縮径されていることを特徴とする請求項２に記載のダイナミックダンパー。
【請求項４】
前記防振部材は、前記アウターリングの周方向に並設された複数の脚部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のダイナミックダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、後輪駆動または四輪駆動の自動車では、車体前部に搭載された変速装置からの動力を、車体下部に配置された推進軸（プロペラシャフト）を介して、左右の後輪の間に設けられた終減速装置に伝達している。
推進軸としては、二本の中空管を等速継手によって連結し、中空管の端部を自在継手によって変速装置または終減速装置に連結しているものがある。
【０００３】
推進軸が高速で回転しているときに、中空管が等速継手および自在継手を支点として撓るように変形すると、推進軸に低周波数の振動が発生し、その振動が車内に伝わる。そこで、従来の推進軸としては、中空管内にダイナミックダンパーを挿入することで、推進軸に生じる低周波数の振動を減衰しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ダイナミックダンパーは、中空管内に内嵌されるアウターリングと、アウターリングの内周面に固定される円筒状の防振部材と、防振部材の内周面に固定されるマス部材と、を備えている。ダイナミックダンパーは、ゴム製の防振部材の弾性変形によって、中空管に生じる低周波の振動を減衰する。なお、一般的には、金属製のアウターリングの外周面に薄いゴム層を設けることで、中空管内にアウターリングを挿入し易くしている。
【０００５】
また、従来の推進軸としては、変速装置や終減速装置で発生したギアの噛み合い音による高周波の音が中空管内で共鳴するのを防止するため、厚紙を巻いたペーパーダンパーを中空管内に挿入することで、中空管に生じる高周波の振動を減衰しているものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１９５９４９号公報
【特許文献２】特許第３５４４５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来は、推進軸に生じる低周波および高周波の振動を減衰させるために、二種類のダンパーを中空管内に取り付ける必要があるため、推進軸の組立作業が煩雑であるとともに、推進軸の製造コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記した問題を解決し、中空管に生じる低周波および高周波の振動を効果的に減衰させることができるダイナミックダンパーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、中空管内に挿入されるダイナミックダンパーであって、前記中空管内に内嵌されるゴム製の防振リングと、前記防振リングの内周面に固定される金属製のアウターリングと、前記アウターリングの内周面に固定されるゴム製の防振部材と、前記防振部材の内面に固定されるマス部材と、を備え、前記マス部材の重心位置は、前記アウターリングの重心位置に対して、前記アウターリングの軸方向の一方側にオフセットされ、前記防振部材は、外面から内面に向けて、前記アウターリングの径方向に対して、前記アウターリングの軸方向の一方側に傾斜して延在している。
【００１０】
この構成では、防振部材をアウターリングの径方向に対して斜めに延在させることで、アウターリングの径方向において防振部材の厚さを小さくしつつ、防振部材を伸縮方向に大きくすることができるため、防振部材の伸縮時の歪に対する疲労強度を十分に確保することができる。
したがって、アウターリングの径方向において、防振部材の厚さを小さくして、防振リングの厚さを大きくすることができ、防振リングの弾性を調整し易くすることができる。これにより、防振リングの弾性変形によって振動を減衰させるとともに、アウターリングにマスとしての機能を持たせることができるため、中空管に生じる高周波の振動を効果的に減衰させることができる。
【００１１】
また、マス部材の重心位置をアウターリングの重心位置に対してオフセットさせることで、アウターリングに対してこじり方向（アウターリングの軸方向に直交する方向）に振動の減衰作用が生じるため、中空管に生じる低周波の振動を効果的に減衰させることができる。
【００１２】
前記したダイナミックダンパーにおいて、前記マス部材は両端部の形状が異なっており、前記マス部材は、軸方向の中間位置を境にして、他方側の部位の質量よりも一方側の部位の質量が小さいことが望ましい。
【００１３】
この構成では、マス部材の質量を確保しつつ、マス部材の重心位置がアウターリングの重心位置から大きく離れるのを防ぐことができるため、マス部材が振れたときに防振部材に生じる応力を抑えることができる。
なお、前記マス部材の一方側の端部をテーパ状に漸次縮径することで、マス部材の他方側の部位の質量よりも一方側の部位の質量を小さくした場合には、マス部材の加工が簡単になる。
【００１４】
前記したダイナミックダンパーにおいて、前記防振部材に前記アウターリングの周方向に並設された複数の脚部を設けた場合には、防振部材の弾性をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、中空管に生じる低周波および高周波の両方の振動を、一つのダイナミックダンパーによって効果的に減衰させることができ、中空管にペーパーダンパーを組み付ける必要がなくなるため、中空管を用いた推進軸等の構造体を組み立てるときの作業効率を高めるとともに、中空管を用いた推進軸等の構造体の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の推進軸を示した全体構成図である。
【図２】本実施形態のダイナミックダンパーを示した斜視図である。
【図３】本実施形態のダイナミックダンパーを示した図で、（ａ）は前から見た図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図４】本実施形態の中空管の振動レベルを示したグラフである。
【図５】他の実施形態のダイナミックダンパーを示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、本発明のダイナミックダンパーを自動車の推進軸（プロペラシャフト）に用いた場合を例として説明する。
以下の説明では、最初に推進軸の全体構成を説明した後に、ダイナミックダンパーについて詳細に説明する。
【００１８】
図１に示す推進軸１は、車体前部に搭載された変速装置（図示せず）からの動力を、左右の後輪の間に設けられた終減速装置（図示せず）に伝達させるものであり、車両の前後方向に延ばされている。
【００１９】
推進軸１は、車両前方寄りの第一中空管３と、車両後方寄りの第二中空管４と、第一中空管３と第二中空管４とを連結する第二ジョイント６と、第一中空管３内に挿入されたダイナミックダンパー１０と、を備えている。推進軸１は二つの中空管３，４からなる２ピース構造（二分割構造）である。
また、推進軸１の軸方向の略中間部は、軸受構造体８によって車体下部に軸回りに回転自在に支持される。
【００２０】
第一中空管３は、金属製の円筒管であり、前端部は第一ジョイント５を介して変速装置（図示せず）に連結され、後端部は第二ジョイント６の外輪部材６ａに連結される。
第一ジョイント５は、一対のＵ字形状のヨーク５ａ，５ｂと、両ヨーク５ａ，５ｂを連結する十字軸５ｃと、を備えた十字軸ジョイントであり、両ヨーク５ａ，５ｂが変速装置と第一中空管３とにそれぞれ取り付けられる。
【００２１】
第二中空管４は、金属製の円筒管であり、前端面には第二ジョイント６に連結される連結軸部４ａ（スタブシャフト）が突設され、後端部は第三ジョイント７を介して終減速装置（図示せず）に連結される。
第三ジョイント７は、一対のＵ字形状のヨーク７ａ，７ｂと、両ヨーク７ａ，７ｂを連結する十字軸７ｃと、を備えた十字軸ジョイントであり、両ヨーク７ａ，７ｂが終減速装置と第二中空管４とにそれぞれ取り付けられる。
【００２２】
第二ジョイント６は、第一中空管３と第二中空管４とを連結する摺動式の等速ジョイントである。本実施形態では、第一中空管３に連結される外輪部材６ａと、第二中空管４の連結軸部４ａに設けられた動力伝達部材６ｂ（内輪部材）と、からなるトリポート型の第二ジョイント６が用いられている。
第二ジョイント６では、第一中空管３と第二中空管４とが軸回りに回転しつつ、軸方向に相対移動することで、推進軸１に生じた軸方向の振動を吸収することができる。
【００２３】
軸受構造体８は、第二中空管４の連結軸部４ａに外嵌される軸受８ａと、軸受８ａに外嵌された防振ゴム８ｂと、防振ゴム８ｂに外嵌されるとともに、車体下部に取り付けられるブラケット８ｃと、を備えている。軸受８ａはラジアルボールベアリングであり、推進軸１は軸受８ａに軸回りに回転自在に支持される。
【００２４】
ダイナミックダンパー１０は、推進軸１（第一中空管３および第二中空管４）に生じる振動を減衰させるものである。
ダイナミックダンパー１０は、図３（ａ）に示すように、第一中空管３内に内嵌される防振リング２０と、防振リング２０の内周面に固定されるアウターリング３０と、アウターリング３０の内周面に固定される筒状の防振部材４０と、防振部材４０の内周面に固定されるマス部材５０と、を備えている。
【００２５】
防振リング２０は、弾性を有するゴム製の円筒状の部材である（図２参照）。防振リング２０の外径は、第一中空管３の内径よりも僅かに大きく形成されている。
この構成では、ダイナミックダンパー１０を第一中空管３内に挿入するときに、防振リング２０を径方向に収縮させながら挿入するため、ダイナミックダンパー１０を第一中空管３内にスムーズに挿入することができる。
【００２６】
アウターリング３０は、金属製の円筒状の部材である（図２参照）。アウターリング３０の外径は、防振リング２０の内径と略同一に形成されており、アウターリング３０の外周面３０ａは、防振リング２０の内周面２０ｂに固定されている。
なお、アウターリング３０の外周面３０ａを防振リング２０の内周面２０ｂに固定する方法は限定されるものではなく、例えば、接着剤によって接着してもよく、インナー成形によって溶着してもよい。
図３（ｂ）に示すように、アウターリング３０の軸方向の幅は、防振リング２０の軸方向の幅よりも大きく形成されている。
【００２７】
防振部材４０は、図３（ａ）に示すように、弾性を有するゴム製の筒状の部材である。防振部材４０は、アウターリング３０の内周面３０ｂと、後記するマス部材５０の外周面５０ａとの間に介設される。
防振部材４０は、円筒状の外筒部４１および内筒部４２と、外筒部４１と内筒部４２の間に設けられた五つの脚部４３と、を備えている。
【００２８】
外筒部４１の外周面４０ａは、アウターリング３０の内周面３０ｂに固定されている。図３（ｂ）に示すように、外筒部４１の軸方向の幅は、アウターリング３０の軸方向の幅よりも小さく形成されている。
なお、外筒部４１の外周面４０ａをアウターリング３０の内周面３０ｂに固定する方法は限定されるものではなく、例えば、接着剤によって接着してもよく、インナー成形によって溶着してもよい。
【００２９】
内筒部４２は、後記するマス部材５０に外嵌される部位であり、内筒部４２の中心軸とアウターリング３０の中心軸とが一致している。
内筒部４２は、後記するマス部材５０の外周面５０ａの形状に合わせて形成されている。内筒部４２は、前部４２ａが円筒状に形成され、後部４２ｂは後方に向かうに従って漸次縮径されたテーパ状に形成されている（図２参照）。
【００３０】
脚部４３は、外筒部４１の内周部と内筒部４２の外周部とを連結する部位であり、本実施形態では、五つの脚部４３がアウターリング３０の周方向に等間隔に並設されている。
【００３１】
脚部４３は、外面４３ａから内面４３ｂに向けて、アウターリング３０の径方向に対して、後方側に傾斜して延在している。すなわち、図３（ｂ）の符号Ｌの方向に延在している。これにより、脚部４３は、外面４３ａに対して内面４３ｂが後方側にオフセットされている。したがって、脚部４３の内面４３ｂに連結された内筒部４２は、脚部４３の外面４３ａに連結された外筒部４１に対して後方側にオフセットされている。
【００３２】
マス部材５０は、円形断面の金属製の部材であり（図３（ａ）参照）、防振部材４０の内筒部４２内に内嵌される。マス部材５０の外周面５０ａは、防振部材４０の内筒部４２の内周面４０ｂに固定されている。
なお、マス部材５０の外周面５０ａを防振部材４０の内筒部４２の内周面４０ｂに固定する方法は限定されるものではなく、例えば、接着剤によって接着してもよく、インナー成形によって溶着してもよい。
【００３３】
マス部材５０が防振部材４０の内筒部４２に支持されることで、マス部材５０の中心軸とアウターリング３０の中心軸とが一致している。また、マス部材５０の重心位置Ｐ２は、アウターリング３０の重心位置Ｐ１に対して後方側にオフセットされる。
【００３４】
マス部材５０の前部５１は円柱状に形成されている。マス部材５０の後部５２は後端面５２ａに向かうに従って漸次縮径しており、後部５２はテーパ状（円錐台形状）に形成されている。
このように、マス部材５０の前後両端部の形状は異なっており、マス部材５０の軸方向の中間位置を境にして、前側の部位の質量よりも後側の部位の質量が小さくなっている。
【００３５】
以上のようなダイナミックダンパー１０では、図３（ｂ）に示すように、防振部材４０の各脚部４３をアウターリング３０の径方向に対して斜め（符号Ｌの方向）に延在させることで、アウターリング３０の径方向において防振部材４０の厚さを小さくしつつ、防振部材４０を伸縮方向（符号Ｌの方向）に大きくすることができるため、防振部材４０の伸縮時の歪に対する疲労強度を十分に確保することができる。
したがって、アウターリング３０の径方向において、防振部材４０の厚さを小さくして、防振リング２０およびアウターリング３０の厚さを大きくすることができ、防振リング２０の弾性を調整し易くするとともに、アウターリング３０の質量を大きくすることができる。また、防振部材４０は、複数の脚部４３をアウターリング３０の周方向に並設させることで、防振部材４０の弾性がより高くなっている。
これにより、防振リング２０の弾性変形によって振動を減衰させるとともに、アウターリング３０にマスとしての機能を持たせることができるため、推進軸１に生じる高周波の振動を効果的に減衰させることができる。
【００３６】
また、マス部材５０の重心位置Ｐ２をアウターリング３０の重心位置Ｐ１に対してオフセットさせることで、アウターリング３０に対してこじり方向（アウターリング３０の軸方向に直交する方向）に振動の減衰作用が生じるため、推進軸１に生じる低周波の振動を効果的に減衰させることができる。
【００３７】
このようなダイナミックダンパー１０では、推進軸１に生じる高周波の振動レベルのピークを分割して下げるとともに、推進軸１に生じる低周波の振動レベルの二つのピークを分割して下げることができる（図４参照）。
なお、図４のグラフでは、本実施形態のダイナミックダンパー１０が設けられた推進軸１の振動の変化を実線で示しており、本実施形態のダイナミックダンパー１０が設けられていない推進軸１の振動の変化を点線で示している。
【００３８】
以上のように、本実施形態のダイナミックダンパー１０では、推進軸１に生じる低周波の振動を減衰させるダンパーと、推進軸１に生じる高周波の振動を減衰させるダンパーとが同心位置に配置されている。そして、一つのダイナミックダンパー１０によって、推進軸１に生じる低周波および高周波の振動を効果的に減衰させることができるため、推進軸１に組み付ける部品点数を低減することができ、推進軸１を組み立てるときの作業効率を高めるとともに、推進軸１の製造コストを低減することができる。
【００３９】
また、マス部材５０は、重心位置Ｐ２をアウターリング３０の重心位置Ｐ１に対してオフセットさせた側（後方側）の部位の質量が小さくなっているため、マス部材５０の質量を確保しつつ、マス部材５０の重心位置Ｐ２がアウターリング３０の重心位置Ｐ１から大きく離れるのを防ぐことができる。これにより、マス部材５０が振れたときに防振部材４０に生じる応力を抑えることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態のダイナミックダンパー１０において、図３（ｂ）に示すように、防振リング２０、アウターリング３０および防振部材４０の厚さや、アウターリング３０の重心位置Ｐ１に対するマス部材５０の重心位置Ｐ２のオフセット量等の各部寸法は限定されるものではなく、推進軸１に生じる振動に応じて適宜に設定される。
【００４１】
本実施形態では、マス部材５０の後部５２がテーパ状に形成されているが、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、マス部材６０全体を円柱状に形成し、マス部材６０の後端面６０ｃの中心部に円形断面の凹部６０ｄを形成することで、マス部材５０の前側の部位の質量よりも後側の部位の質量が小さくなるように構成してもよい。
【００４２】
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、防振部材４０の外筒部４１と内筒部４２との間に五つの脚部４３が設けられているが、脚部４３の数は限定されるものではない。
また、防振部材４０全体を周方向に連続した筒状に形成し、その周壁部をアウターリング３０の径方向に対して斜めに延在させてもよい。
また、防振部材４０を複数の脚部４３のみによって構成してもよい。この構成では、各脚部４３の外面４３ａをアウターリング３０の内周面２０ｂに固定し、各脚部４３の内面４３ｂをマス部材５０の外周面５０ａに固定する。なお、脚部４３をマス部材５０の中心軸を挟んで対称となる位置に配置することで、マス部材５０を安定させることが望ましい。
【００４３】
本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、アウターリング３０の径方向の厚さを大きくすることで、アウターリング３０の質量を大きくしているが、アウターリング３０を軸方向に大きくすることで、アウターリング３０の質量を大きくしてもよい。
【００４４】
本実施形態では、図１に示すように、自動車の推進軸１に用いられるダイナミックダンパー１０を例として説明しているが、本発明のダイナミックダンパーは、各種の中空管に適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１      推進軸
３      第一中空管
４      第二中空管
４ａ    連結軸部
５      第一ジョイント
６      第二ジョイント
７      第三ジョイント
８      軸受構造体
１０    ダイナミックダンパー
２０    防振リング
２０ｂ  内周面
３０    アウターリング
３０ａ  外周面
３０ｂ  内周面
４０    防振部材
４０ａ  外周面
４０ｂ  内周面
４１    外筒部
４２    内筒部
４３    脚部
５０    マス部材（本実施形態）
５０ａ  外周面
５１    前部
５２    後部
５２ａ  後端面
６０    マス部材（他の実施形態）
６０ｄ  凹部
【図１】
2014231848.tif 000003
【図２】
2014231848.tif 000004
【図３】
2014231848.tif 000005
【図４】
2014231848.tif 000006
【図５】
2014231848.tif 000007