(57)【要約】【課題】二つの異なる共振周波数をもち、且つその二つの共振周波数をより大きく離してチューニングすることが可能な筒型ダイナミックダンパを提供する。【解決手段】中間筒部材１と質量部材２との間に介在して質量部材２を弾性支持するように配設されたゴム弾性支持部材３を、中間筒部材１の軸Ｌと直角の平面上において軸Ｌ上で直交する２方向（Ｐ方向とＱ方向）のばね定数が異なるように構成する。ゴム弾性支持部材３のＰ方向における中間筒部材１を挟んで軸対称となる部位には、軸方向に貫通するばね定数調整用の一対の第１すぐり孔３１、３１を設ける。ゴム弾性支持部材３のＱ方向における中間筒部材１を挟んで軸対称となる部位には、第１すぐり孔３１、３１よりも小さい軸方向に貫通するばね定数調整用の一対の第２すぐり孔３２、３２を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に固着された薄肉ゴムを有する円筒状の中間筒部材と、該中間筒部材の径方向外側に同軸状に配置される円筒状の質量部材と、前記中間筒部材と前記質量部材との間に介在して前記質量部材を弾性支持するゴム弾性支持部材と、を備え、回転軸の外周に圧入により嵌装される筒型ダイナミックダンパであって、
前記ゴム弾性支持部材は、前記中間筒部材の軸と直角の平面上において前記軸上で直交する２方向のばね定数が異なるように構成されていることを特徴とする筒型ダイナミックダンパ。
【請求項２】
前記ゴム弾性支持部材は、前記２方向のうちの少なくとも１方向における前記中間筒部材を挟んで軸対称となる部位に、軸方向に貫通するばね定数調整用のすぐり孔が設けられている請求項１に記載の筒型ダイナミックダンパ。
【請求項３】
前記すぐり孔は、前記２方向のそれぞれに一対づつ設けられ、前記軸を中心とした円周方向におけるすぐり形成角度が前記２方向において異なるようにされている請求項２に記載の筒型ダイナミックダンパ。
【請求項４】
前記薄肉ゴムは、前記中間筒部材の内周面から径方向内方に突出して軸方向に延びる複数の突条部を有する請求項１〜３に記載の筒型ダイナミックダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のドライブシャフトやプロペラシャフト等の回転軸に取付けられて、その回転軸に生じる有害振動を抑制する筒型ダイナミックダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に装備されるドライブシャフトやプロペラシャフト等の回転軸には、その回転に伴って生じる回転アンバランスによる曲げ振動や捩じり振動等の、本来発生しないのが望ましい有害振動が発生することから、その有害振動を抑制するために、例えば特許文献１〜５に開示されているような種々のダイナミックダンパが用いられている。このダイナミックダンパは、回転軸に励起される有害振動の卓越振動数にその共振周波数（固有振動数）を合わせることにより、回転軸の振動エネルギを共振によりダイナミックダンパの振動エネルギに変換して吸収することでその機能を果すものである。
【０００３】
このようなダイナミックダンパとして、例えば特許文献１及び２には、回転軸の外周側に嵌挿配置される円筒状の質量部材と、該質量部材の軸方向両端部を剪断方向に弾性支持するテーパ筒状の一対のゴム弾性支持部材とを備えた筒型ダイナミックダンパが開示されている。このダイナミックダンパのゴム弾性支持部材は、その肉厚や軸方向長さを変化させることによって形成された、剪断方向におけるばね定数が特定値よりも高く設定された高ばね部分と前記特定値よりも低く設定された低ばね部分とを有し、それら高ばね部分と低ばね部分が周方向において交互に配置されている。これにより、ダイナミックダンパの共振周波数を二つの異なる共振周波数にチューニングすることによって、回転軸やダイナミックダンパの共振周波数のばらつきによって生じる振動抑制効果の低減を最小限に抑えることが可能となる。なお、ダイナミックダンパの共振周波数は、質量部材の質量とゴム弾性支持部材の剪断方向のばね定数とによって基本的に決まる。
【０００４】
ところで、自動車に装備されるドライブシャフト等の回転軸には、車輪のホイールを介して伝達される振動により有害振動が励起されることが知られている。よって、それら回転軸に装着されるダイナミックダンパの共振周波数をチューニングする場合には、ホイールの共振周波数（固有振動数）も考慮しなければならない。しかし、通常使用されるホイールは、鉄製のものとアルミ製のものとに大別されるが、鉄製ホイールの共振周波数とアルミ製ホイールの共振周波数は大きく離れており、アルミ製ホイールの共振周波数は鉄製ホイールの共振周波数の２〜３倍程度となる。
【０００５】
そのため、上記特許文献１及び２に開示されているタイプのダイナミックダンパにおいて、鉄製ホイール用とアルミ製ホイール用の二つの共振周波数をチューニングしようとしても、ゴム弾性支持部材の高ばね部分と低ばね部分が質量部材を剪断方向で弾性支持するように構成されていることから、それらの肉厚や自由長の調整を最大限に行っても、高周波側の共振周波数が低周波側の共振周波数の１．５倍程度となるようにチューニングするのが限界となる。
【特許文献１】特開平９−８９０４７号公報
【特許文献２】特開２００４−９２６７４号公報
【特許文献３】特開平９−２２９１３７号公報
【特許文献４】実開平６−６９４８７号公報
【特許文献５】特開２００２−２６６９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、二つの異なる共振周波数をもち、且つその二つの共振周波数をより大きく離してチューニングすることが可能な筒型ダイナミックダンパを提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、内周面に固着された薄肉ゴムを有する円筒状の中間筒部材と、該中間筒部材の径方向外側に同軸状に配置される円筒状の質量部材と、前記中間筒部材と前記質量部材との間に介在して前記質量部材を弾性支持するゴム弾性支持部材と、を備え、回転軸の外周に圧入により嵌装される筒型ダイナミックダンパであって、前記ゴム弾性支持部材は、前記中間筒部材の軸と直角の平面上において前記軸上で直交する２方向のばね定数が異なるように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の筒型ダイナミックダンパは、ゴム弾性支持部材が、中間筒部材の軸と直角の平面上においてその軸上で直交する２方向のばね定数が異なるように構成されていることから、その２方向のばね定数に基づいて二つの異なる共振周波数を有するようにチューニングされる。本発明におけるゴム弾性支持部材は、径方向において圧縮が作用する状態で質量部材を弾性支持するように構成されていることから、質量部材を剪断方向で弾性支持する場合よりも２方向のばね比をより大きくすることができる。そのため、一方が他方の３倍程度となるように大きく離れた二つの共振周波数を有するようにチューニングすることが可能となる。
【０００９】
また、本発明におけるゴム弾性支持部材は、中間筒部材と質量部材との間に介在していることから、筒型ダイナミックダンパが回転軸の外周に圧入により嵌装された際に、回転軸の径寸法のばらつき等による影響が中間筒部材により確実に遮断される。そのため、ゴム弾性支持部材に圧縮成分が加わることがなく、組付け時におけるゴム弾性支持部材の特性ばらつきが確実に排除されるため、ばらつき公差の低減が可能となる。
【００１０】
本発明において、ゴム弾性支持部材を、中間筒部材の軸と直角の平面上においてその軸上で直交する２方向のばね定数が異なるように構成するには、２方向のうちの少なくとも１方向における中間筒部材を挟んで軸対称となる部位に、軸方向に貫通するばね定数調整用のすぐり孔を設けることにより達成することができる。この場合、１方向においてのみ一対又は複数対のすぐり孔を設けるようにしてもよく、２方向の両方にそれぞれ一対又は複数対のすぐり孔を設けるようにしてもよい。２方向の両方に設ける場合には、一方の方向と他方の方向とですぐり孔の大きさが異なるようにされ、これにより２方向のばね定数が異なるようにされる。すぐり孔の大きさは、中間筒部材の軸を中心とした円周方向におけるすぐり形成角度あるいは断面積により変えることができる。なお、ゴム弾性支持部材の２方向のばね定数は、筒型ダイナミックダンパの二つの共振周波数をチューニングする際に、質量部材の質量との関係において適宜設定される。
【００１１】
本発明におけるゴム弾性支持部材は、中間筒部材と質量部材との間に介在して質量部材を弾性支持するように配設されている。中間筒部材は、例えば鉄系やアルミニウム系金属等により円筒状に形成され、その内周面に固着された薄肉ゴムを有する。薄肉ゴムは、筒型ダイナミックダンパが回転軸に圧入により装着される際に、圧入代を吸収するために設けられている。この薄肉ゴムは、中間筒部材の内周面から径方向内方に突出して軸方向に延びる複数の突条部を有するように構成することにより、圧入代を調節したり、圧入作業を容易にすることができる。
【００１２】
質量部材は、ゴム弾性支持部材の２方向の圧縮方向のばね定数との関係において、所定の質量を有するように円筒状に形成される。この質量部材は、周方向のバランスを均等に保つために、周方向において質量が均一になるように形成されていることが好ましい。質量部材の形成には、比重が大きい鉄系金属を好適に採用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の筒型ダイナミックダンパは、中間筒部材と質量部材との間に介在して質量部材を圧縮方向で弾性支持するゴム弾性支持部材が、中間筒部材の軸と直角の平面上においてその軸上で直交する２方向のばね定数が異なるように構成されていることから、２方向のばね比をより大きく設定することができるため、二つの異なる共振周波数を有するようにして、その二つの共振周波数をより大きく離してチューニングすることができる。
【００１４】
また、本発明におけるゴム弾性支持部材は、中間筒部材と質量部材との間に介在していることから、回転軸の径寸法のばらつき等による影響を中間筒部材により確実に遮断することができるため、組付け時におけるゴム弾性支持部材の特性ばらつきを確実に排除することができ、ばらつき公差を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態に係る筒型ダイナミックダンパの軸方向から見た正面図であり、図２はその筒型ダイナミックダンパの軸方向に沿う断面図であって図１のII−II線矢視断面図である。
【００１６】
本実施形態の筒型ダイナミックダンパは、図１及び図２に示すように、内周面に固着された薄肉ゴム層１１を有する円筒状の中間筒部材１と、中間筒部材１の径方向外側に同軸状に配置される円筒状の質量部材２と、中間筒部材１と質量部材２との間に介在して質量部材２を弾性支持するゴム弾性支持部材３と、から構成されている。
【００１７】
中間筒部材１は、鉄系金属により、略一定の肉厚で円筒状に形成されている。この中間筒部材１は、筒型ダイナミックダンパが装着される回転軸の外径よりも所定寸法大きい略一定の内径を有する。この中間筒部材１の内周面には、薄肉の略円筒状に形成された薄肉ゴム層１１が内周面の全域を覆うように加硫接着により固着されている。この薄肉ゴム層１１の内周面には、径方向内方に突出して軸方向に延びる複数の突条部１２が周方向に所定距離を隔てて設けられている。また、中間筒部材１の内周面以外の表面には、防錆のために、加硫成形により薄肉ゴム層１１と一体に形成された被覆ゴム層１３が固着されている。
【００１８】
質量部材２は、鉄系金属により略一定の肉厚で略一定の径を有する円筒状に形成された質量体２１と、質量体２１の表面を被覆する被覆ゴム層２２とからなり、所定の質量を有する。この質量部材２は、中間筒部材１の外径よりも所定寸法大きい内径を有し、中間筒部材１の約１．６倍の長さに形成されている。この質量部材２は、軸方向中央が中間筒部材１の軸方向中央と略一致する位置で、中間筒部材１の径方向外側に所定距離を隔てて同軸状に配置されている。
【００１９】
ゴム弾性支持部材３は、加硫成形型内に、中間筒部材１と質量部材２を上記のように同軸状に配置して、それら両部材とともにゴム材料を加硫成形することにより、中間筒部材１と質量部材２の間に介在するように略厚肉円筒状に形成されている。なお、ゴム弾性支持部材３の加硫成形時には、薄肉ゴム層１１及び被覆ゴム層１３、２２もゴム弾性支持部材３と一体に連結された状態で同時に形成されている。また、加硫成形時には、加硫成形型内に配置された質量部材２が位置決め用の支持ピンで支持されるため、質量部材２の表面を被覆する被覆ゴム層２２には、支持ピンによる凹部２２ａが複数箇所に形成される。
【００２０】
ゴム弾性支持部材３の内周面側は、被覆ゴム層１３と一体に連結されて中間筒部材１の外周面に加硫接着されており、ゴム弾性支持部材３の外周面側は、被覆ゴム層２２と一体に連結されて質量部材２の内周面に加硫接着されている。このゴム弾性支持部材３は、中間筒部材１よりも軸方向長さが短く、その軸方向中央が中間筒部材１の軸方向中央と略一致する位置に設けられている。これにより、ゴム弾性支持部材３は、径方向において圧縮が作用する状態で質量部材２を弾性支持するように設けられている。
【００２１】
このゴム弾性支持部材３は、図１に示すように、中間筒部材１の軸Ｌと直角の平面上において軸Ｌ上で直交する２方向（Ｐ方向とＱ方向）のばね定数が異なるように構成されている。即ち、Ｐ方向における中間筒部材１を挟んで軸対称となる部位には、軸方向に貫通し断面が円弧形状の一対の第１すぐり孔３１、３１が設けられているとともに、Ｑ方向における中間筒部材１を挟んで軸対称となる部位には、軸方向に貫通し断面が円弧形状の一対の第２すぐり孔３２、３２が設けられている。
【００２２】
第１すぐり孔３１、３１と第２すぐり孔３２、３２は、径方向の幅が同じであるが、周方向に円弧状に延びる長さは、第１すぐり孔３１、３１の方が第２すぐり孔３２、３２よりも長くされている。即ち、第１すぐり孔３１、３１は、軸Ｌを中心とした円周方向におけるすぐり形成角度αが第２すぐり孔３２、３２のすぐり形成角度βよりも大きくされていることによって、第１すぐり孔３１、３１の方が第２すぐり孔３２、３２よりも断面積が大きくなるようにされている。これにより、第１すぐり孔３１、３１が設けられているＰ方向のばね定数は大きく低減するように調整され、第２すぐり孔３２、３２が設けられているＱ方向のばね定数は小さく低減するように調整されている。
【００２３】
Ｐ方向のばね定数は、Ｐ方向の共振周波数ｆ１を例えば鉄製ホイール用の低周波側の共振周波数としてチューニングする際に、質量部材２の質量との関係において適宜設定される。また、Ｑ方向のばね定数は、Ｑ方向の共振周波数ｆ２を例えばアルミ製ホイール用の高周波側の共振周波数としてチューニングする際に、質量部材２の質量との関係において適宜設定される。このようにして、ゴム弾性支持部材３のＰ方向とＱ方向の２方向のばね定数が異なるように構成されていることにより、筒型ダイナミックダンパが大きく離れた二つの異なる共振周波数ｆ１、ｆ２を有するように構成されている。なお、本実施形態では、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２の比は１：２とされている。
【００２４】
以上のように構成された本実施形態の筒型ダイナミックダンパは、図３に示すように、自動車のドライブシャフト等の回転軸５の軸端から治具等を用いて圧入されて、回転軸５の外周面の所定部位（通常、軸方向中央部の腹となる部位）に、中間筒部材１の内周面に設けられた薄肉ゴム層１１の突条部１２が圧着した状態に装着される。なお、特許文献１及び２に開示されたタイプのダイナミックダンパでは、ドライブシャフト等の回転軸に固定するために、固定バンドやクランプ等の特別な固定手段が必要であったが、本実施形態の筒型ダイナミックダンパは、上記のような特別な固定手段を別途設けなくても、強固にドライブシャフト等の回転軸に固定することができる。
【００２５】
そして、回転軸５の回転に伴って曲げ振動や捩じり振動等の有害振動が励起されて、筒型ダイナミックダンパにチューニングされた二つの共振周波数ｆ１、ｆ２に近い周波数の振動が発生すると、筒型ダイナミックダンパの質量部材２がゴム弾性支持部材３の主として径方向における圧縮変形あるいは引張変形を介して共振することにより、回転軸５の振動エネルギが吸収され、回転軸５に励起された有害振動は効果的に抑制される。
【００２６】
このとき、自動車の車輪にアルミ製ホイールが使用されている場合には、アルミ製ホイール用として、ゴム弾性支持部材３のＰ方向のばね定数に基づいてチューニングされた共振周波数ｆ１に近い周波数の振動が励起されるので、アルミ製ホイールを介して回転軸５に伝達される有害振動は筒型ダイナミックダンパにより効果的に抑制される。また、自動車の車輪に鉄製ホイールが使用されている場合には、鉄製ホイール用として、ゴム弾性支持部材３のＱ方向のばね定数に基づいてチューニングされた共振周波数ｆ２に近い周波数の振動が励起されるので、鉄製ホイールを介して回転軸５に伝達される有害振動も筒型ダイナミックダンパにより効果的に抑制される。
【００２７】
以上のように、本実施形態の筒型ダイナミックダンパは、中間筒部材１と質量部材２との間に介在して質量部材２を圧縮方向で弾性支持するゴム弾性支持部材３が、軸Ｌと直角の平面上において軸Ｌ上で直交するＰ方向とＱ方向の２方向のばね定数が異なるように構成されていることから、Ｐ方向とＱ方向のばね比をより大きく設定することができる。そのため、Ｐ方向とＱ方向のばね定数に基づいて二つの異なる共振周波数ｆ１、ｆ２を有するようにチューニングすることができ、且つその二つの共振周波数ｆ１、ｆ２をより大きく離してチューニングすることができる。
【００２８】
また、ゴム弾性支持部材３は、中間筒部材１と質量部材２との間に介在していることから、回転軸５の径寸法のばらつき等による影響を中間筒部材１により確実に遮断することができるため、組付け時におけるゴム弾性支持部材３の特性ばらつきを確実に排除することができ、ばらつき公差を低減することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、中間筒部材１の内周面に固着された薄肉ゴム層１１の内周面に、軸方向に延びる複数の突条部１２が設けられているため、筒型ダイナミックダンパを回転軸５の外周に圧入して装着する際に、突条部１２が容易に弾性変形して圧入代が吸収されるので、圧入作業を容易に行うことができる。なお、本実施形態における突条部１２は、薄肉ゴム層１１の内周面に設けられているが、薄肉ゴム層１１を設けることなく、突条部１２のみを中間筒部材１の内周面に直接設けるようにしてもよい。
【００３０】
なお、上記実施形態においては、Ｐ方向とＱ方向の２方向のそれぞれに一対づつ合計４個の第１及び第２すぐり孔３１、３１、３２、３２が設けられているが、２方向のばね定数が異なるようにするには、２方向のうちの少なくとも１方向に一対又は複数対のすぐり孔を設けるようにすればよく、種々の組み合わせを選択することができる。
【００３１】
例えば図４に示す筒型ダイナミックダンパは、軸Ｌ上で直交する２方向（Ｐ方向とＱ方向）のうちのＰ方向においては、中間筒部材１を挟んで軸対称となる部位に、上記実施形態と同様の一対の第１すぐり孔３１ａ、３１ａが設けられている。しかし、Ｑ方向においては、中間筒部材１を挟んで軸対称となる部位に、二対の第２すぐり孔３２ａ、３２ａ、３２ａ、３２ａが設けられている。この第２すぐり孔３２ａ、３２ａ、３２ａ、３２ａは、軸Ｌを中心とした円周方向のすぐり形成角度θが第１すぐり孔３１ａ、３１ａのすぐり形成角度αの１／６程度に小さくされている。これにより、第１すぐり孔３１ａ、３１ａが設けられているＰ方向のばね定数は大きく低減するように調整され、第２すぐり孔３２ａ、３２ａ、３２ａ、３２ａが設けられているＱ方向のばね定数は小さく低減するように調整されている。
【００３２】
また、図５に示す筒型ダイナミックダンパは、軸Ｌ上で直交する２方向（Ｐ方向とＱ方向）のうちのＰ方向においては、中間筒部材１を挟んで軸対称となる部位に、上記実施形態と同様の一対の第１すぐり孔３１ｂ、３１ｂが設けられているが、Ｑ方向においては、すぐり孔が全く設けられていない。この場合には、第１すぐり孔３１ｂ、３１ｂが設けられているＰ方向のばね定数は大きく低減するように調整されているのに対して、Ｑ方向のばね定数は低減されるように調整されていないので、Ｐ方向とＱ方向のばね比をより大きく設定する場合に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る筒型ダイナミックダンパの軸方向から見た正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る筒型ダイナミックダンパの軸方向に沿う断面図であって図１のII−II線矢視断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る筒型ダイナミックダンパをドライブシャフトに取付けた状態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る筒型ダイナミックダンパの軸方向から見た正面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態に係る筒型ダイナミックダンパの軸方向から見た正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…中間筒部材    ２…質量部材    ３…ゴム弾性支持部材    ５…回転軸
１１…薄肉ゴム層    １２…突条部    １３…被覆ゴム層    ２１…質量体
２２…被覆ゴム層    ２２ａ…凹部    ３１、３１ａ、３１ｂ…第１すぐり孔
３２、３２ａ…第２すぐり孔
【図１】
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【図２】
2006177525.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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