(57)【要約】【課題】中空回転軸用ダイナミックダンパ１において、固定力を犠牲にすることなく優れた動的吸振特性を確保し、組み込み性を向上させる。【解決手段】振動低減対象の中空回転軸２の内周に固定される筒体１１と、この筒体１１の内周に互いに軸方向に離間して固定される一対の端盤１２，１２と、この端盤１２，１２間に位置して前記筒体１１の内周に遊挿される質量体１３と、前記各端盤１２と質量体１３とを軸方向に互いに連結するゴム状弾性材料からなる弾性体１４，１４とを備える。したがって軸直角方向の振動に対して弾性体１４，１４が剪断ばねとなり、しかもこの弾性体１４，１４は筒体１１の内周面に圧入されることによって質量体１３を支持するものではなく、端盤１２，１２を介して筒体１１に固定されるので、広い振動周波数域で優れた動的吸振特性を確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動低減対象の中空回転軸の内周に固定される筒体と、この筒体の内周に互いに軸方向に離間して固定される一対の端盤と、この端盤間に位置して前記筒体の内周に遊挿される質量体と、前記各端盤と質量体とを軸方向に互いに連結するゴム状弾性材料からなる弾性体とを備えることを特徴とする中空回転軸用ダイナミックダンパ。
【請求項２】
筒体の内周面における円周方向複数個所にゴム状弾性材料からなる内周弾性層が形成され、端盤の外周面に、筒体の内周面へ遊挿可能であると共に前記各内周弾性層の内周面に密接可能な嵌合面と、前記内周弾性層に圧接されない非嵌合面が交互に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の中空回転軸用ダイナミックダンパ。
【請求項３】
端盤が筒体の内周面に圧入されることを特徴とする請求項１に記載の中空回転軸用ダイナミックダンパ。
【請求項４】
筒体の外周面に、ゴム状弾性材料からなり中空回転軸の内周面と圧接される外周弾性層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の中空回転軸用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、例えば自動車のプロペラシャフト等、中空回転軸の内周空間に取り付けられて、この中空回転軸に発生する振動や騒音を抑制するダイナミックダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンからトランスミッションを介して出力される駆動力を後輪に伝達する中空回転軸であるプロペラシャフトの内周空間に取り付けられて、このプロペラシャフトに発生する振動や騒音を抑制するダイナミックダンパの典型的な従来技術が、下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
このうち特許文献１に開示されたダイナミックダンパは、図８に示されるように、プロペラシャフト１００の内周に圧入されるアウターリング１０１とその内周に配置した金属製の質量体１０２との間に、ゴム又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる弾性体１０３を介在させ、この弾性体１０３に円周方向等間隔で形成した複数の弾性支持部１０３ａによって、アウターリング１０１に質量体１０２を弾性的に連結したものである。
【０００４】
また、特許文献２に開示されたダイナミックダンパは、図９に示されるように、プロペラシャフト２００の内周に遊挿される金属製の質量体２０２の軸方向両側に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなりプロペラシャフト２００の内周面に圧接される筒状の弾性体２０１を一体成形したものである。
【０００５】
また、特許文献３に開示されたダイナミックダンパは、図１０に示されるように、プロペラシャフト３００の内周に遊挿される金属製の質量体３０２の軸方向両側に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなり固定金具３０３の圧入によってプロペラシャフト３００の内周面に圧接される筒状の弾性体３０１を一体成形したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−５３６８６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７７８３０号公報
【特許文献３】特開平５−１４９３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８（特許文献１）のダイナミックダンパは、アウターリング１０１に質量体１０２を弾性的に支持する弾性体１０３の弾性支持部１０３ａが軸直角方向の入力振動に対して圧縮ばねとなるため、低周波領域での動的吸振特性を確保するために弾性支持部１０３ａのばね定数（ひいては質量体１０２と弾性支持部１０３ａで構成される副振動系の共振周波数）を低くするには、弾性支持部１０３ａのボリュームを小さくする必要があり、このため弾性支持部１０３ａの耐久性が低下して破断しやすくなることが懸念される。
【０００８】
これに対し、図９（特許文献２）のダイナミックダンパは、弾性体２０１が軸直角方向の入力振動に対して剪断ばねとなるため、低周波領域での動的吸振特性を確保することはできるが、そのためにはプロペラシャフト２００の内周面に対する弾性体２０１の締め代をある程度制限する必要があり、プロペラシャフト２００に対する十分な固定力を確保することが困難である。また、プロペラシャフト２００の内周に装着してからこのプロペラシャフト２００の洗浄を行い、立てて保管した場合にプロペラシャフト２００の内部に入り込んだ洗浄液が排出されずに残留してしまうのを防止するため、弾性体２０１の外周面に複数の切欠２０１ａを形成してあるが、この切欠２０１ａは弾性体２０１の締め代によって潰れてしまいやすく、しかも洗浄液が排出されやすいように切欠２０１ａを大きくすると、プロペラシャフト２００への固定力を低下させてしまう問題があった。
【０００９】
また、図１０（特許文献３）のダイナミックダンパも、弾性体３０１が軸直角方向の振動に対して剪断ばねとなるため、低周波領域での動的吸振特性を確保することはできるが、プロペラシャフト３００に対する固定力を確保するために固定金具３０３の圧入が必要であり、プロペラシャフト３００への組み込み性に問題があった。
【００１０】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、中空回転軸用ダイナミックダンパにおいて、固定力を犠牲にすることなく優れた動的吸振特性を確保することにあり、加えて組み込み性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパは、振動低減対象の中空回転軸の内周に固定される筒体と、この筒体の内周に互いに軸方向に離間して固定される一対の端盤と、この端盤間に位置して前記筒体の内周に遊挿される質量体と、前記各端盤と質量体とを軸方向に互いに連結するゴム状弾性材料からなる弾性体とを備えるものである。
【００１２】
請求項２の発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパは、請求項１に記載の構成において、筒体の内周面における円周方向複数個所にゴム状弾性材料からなる内周弾性層が形成され、端盤の外周面に、筒体の内周面へ遊挿可能であると共に前記各内周弾性層の内周面に密接可能な嵌合面と、前記内周弾性層に圧接されない非嵌合面が交互に形成されたものである。
【００１３】
請求項３の発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパは、請求項１に記載の構成において、端盤が筒体の内周面に圧入されるものである。
【００１４】
請求項４の発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパは、請求項１に記載の構成において、筒体の外周面に、ゴム状弾性材料からなり中空回転軸の内周面と圧接される外周弾性層が形成されたものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパによれば、軸直角方向の振動に対して弾性体が剪断ばねとなり、しかもこの弾性体は筒体の内周面に圧入されることによって質量体を支持するものではなく、端盤を介して筒体に固定されるので、広い振動周波数域で優れた動的吸振特性を確保することができる。
【００１６】
請求項２の発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパによれば、質量体に弾性体を介して連結された端盤を、その嵌合面が筒体の内周面における内周弾性層の間の部分の内周側に位置するように前記筒体の内周へ遊挿してから、この端盤を適宜回転させることによって、前記嵌合面が前記各内周弾性層の内周面に密接され支持されるので、容易に組み立てることができる。しかも筒体の内周面と端盤の非嵌合面との間に隙間が形成されるので、筒体の内周空間へ液体などが侵入しても、この液体は前記隙間を通じて容易に排出することができる。
【００１７】
請求項３の発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパによれば、質量体に弾性体を介して連結された端盤を筒体の内周面に圧入するだけで、容易に組み立てることができる。
【００１８】
請求項４の発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパによれば、筒体の外周面に形成された外周弾性層によって、中空回転軸の内周面に容易にかつしっかり取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパの第一の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。
【図２】図１の中空回転軸用ダイナミックダンパにおける筒体と内周弾性層及び外周弾性層の一体成形物を示す斜視図である。
【図３】図１の中空回転軸用ダイナミックダンパにおける端盤と質量体と弾性体の一体成形物を示す斜視図である。
【図４】図１の中空回転軸用ダイナミックダンパにおいて、端盤と質量体と弾性体の一体成形物を、筒体に組み込む過程を示す斜視図である。
【図５】図１の中空回転軸用ダイナミックダンパにおいて、端盤と質量体と弾性体の一体成形物と、筒体との組み込み完了状態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパの第二の形態を示す斜視図である。
【図７】図６の中空回転軸用ダイナミックダンパにおける端盤と質量体と弾性体の一体成形物を示す斜視図である。
【図８】従来の中空回転軸用ダイナミックダンパの一例を、軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。
【図９】従来の中空回転軸用ダイナミックダンパの他の例を、軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。
【図１０】従来の中空回転軸用ダイナミックダンパの他の例を、軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパの好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。まず図１〜図５は、第一の形態を示すものである。
【００２１】
図１において、参照符号１はダイナミックダンパ、２は自動車のプロペラシャフトである。プロペラシャフト２は、請求項１に記載された中空回転軸に相当するものであって、すなわち中空円筒状であり、ダイナミックダンパ１はプロペラシャフト２の内周空間に取り付けられるものである。
【００２２】
ダイナミックダンパ１は、振動低減対象のプロペラシャフト２の内周に固定される筒体１１と、この筒体１１の内周に互いに軸方向に離間して固定される一対の端盤１２，１２と、この端盤１２，１２間に位置して筒体１１の内周に遊挿される質量体１３と、各端盤１２と質量体１３とを軸方向に互いに連結するゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる弾性体１４，１４とを備える。
【００２３】
筒体１１は例えば金属からなるものであって、図２に示されるように、内周面における１８０°対称位置にゴム状弾性材料からなる一対の内周弾性層１５，１５が一体成形されると共に、外周面に、ゴム状弾性材料からなり図１に示されるプロペラシャフト２の内周面と圧接可能な複数の外周弾性層１６，１６・・・が円周方向等間隔で一体成形されている。
【００２４】
端盤１２は例えば金属からなるものであって、図３に示されるように、円盤の１８０°対称位置を互いに平行に切断した形状となっており、したがってその外周面には、筒体１１の内周面に設けられた内周弾性層１５，１５に圧接可能であると共にこの内周弾性層１５，１５の間の位置で筒体１１の内周へ遊挿可能な円弧面状の一対の嵌合面１２ａ，１２ａと、前記内周弾性層１５，１５に圧接されない平面状の一対の非嵌合面１２ｂ，１２ｂが交互に形成されている。
【００２５】
質量体１３は、例えば金属棒を切断することによって製作されたものであって、すなわち円柱状を呈し、その外径は筒体１１の内径より小径である。
【００２６】
弾性体１４は、質量体１３の軸方向両端面と、これに対向する端盤１２，１２との間に一体に加硫接着されたものであって、振動の入力によるプロペラシャフト２と質量体１３の主に軸直角方向の相対変位に伴って繰り返し剪断変形を受けるようになっている。
【００２７】
質量体１３とその両側の弾性体１４，１４とで構成される副振動系の共振周波数は、質量体１３の質量と弾性体１４のばね定数によって、プロペラシャフト２に生じる振動の振幅が最も増大する周波数帯域に同調される。
【００２８】
以上のように構成された本発明の第一の形態のダイナミックダンパ１は、図２に示されるような筒体１１と内周弾性層１５と外周弾性層１６の一体成形物に、図３に示されるような端盤１２，１２と質量体１３と弾性体１４，１４の一体成形物を組み込むことによって組み立てられる。
【００２９】
詳しくは、端盤１２，１２と質量体１３と弾性体１４，１４の一体成形物を、まず端盤１２における円弧面状の一対の嵌合面１２ａ，１２ａが図２に示される筒体１１の内周面のうち内周弾性層１５が形成されていない部分１１ａ，１１ａの内周に位置するようにしながら、図４に示されるように筒体１１の内周へ遊挿する。
【００３０】
次に、各端盤１２における平面状の非嵌合面１２ｂ，１２ｂを適当な治具でつかみ、図４に太矢印で示されるように、各端盤１２を筒体１１に対してその円周方向へ適宜（図示の例では９０°程度）回転させると、これによって図５に示されるように、各端盤１２における円弧面状の嵌合面１２ａ，１２ａが、筒体１１の内周の各内周弾性層１５，１５を径方向へ圧縮しながらその内周面と密接嵌合状態となり、組立が完了する。このため、容易に組み立てることができる。
【００３１】
なお、筒体１１の内周の各内周弾性層１５，１５と各端盤１２における円弧面状の嵌合面１２ａ，１２ａの間には大きな締め代を与えず、互いに接着するようにしても良い。
【００３２】
このようにして組み立てられたダイナミックダンパ１は、図１に示されるように、筒体１１を、その外周面に一体に設けられた外周弾性層１６を介してプロペラシャフト２の内周面における所定の位置に圧入することによって取り付けられる。
【００３３】
ここで、ダイナミックダンパ１をプロペラシャフト２の内周に取り付けてからこのプロペラシャフト２の洗浄を行った場合、この洗浄の過程でダイナミックダンパ１の内部（筒体１１の内周空間Ｓ）に入り込んだ洗浄液は、筒体１１の内周面１１ａと端盤１２の非嵌合面１２ｂ，１２ｂとの間に形成された弓形の隙間Ｇを通じて容易に排出されるので、筒体１１の内周空間Ｓに洗浄液が残留するのを防止することができる。しかも、従来のように弾性体の圧入部に形成された切欠によって液の排出を行うものではないため、締め代によって液排出機能が損なわれることもない。
【００３４】
また、プロペラシャフト２の内周面に圧接された外周弾性層１６は円周方向複数に分割された形状であるため、プロペラシャフト２の内周空間に流入した洗浄液は、プロペラシャフト２の内周面と筒体１１の外周面との間で外周弾性層１６，１６，・・・の間に形成される溝状隙間からも排出される。
【００３５】
次に図１に示される装着状態において、プロペラシャフト２が回転すると、その回転に伴う振動は軸直角方向に発生する。そして、質量体１３とその両側の弾性体１４，１４とで構成される副振動系の共振周波数は、プロペラシャフト２の振動の振幅が最も増大する周波数帯域に同調されているので、このような周波数帯域では前記副振動系が共振し、その振動波形の位相は入力振動と逆位相となるため、その動的吸振作用によって入力振動の振幅のピークを低減し、プロペラシャフト２の振動及び騒音を有効に低減することができる。
【００３６】
そしてこのダイナミックダンパ１によれば、軸直角方向の振動に対して弾性体１４が剪断ばねとなり、しかもこの弾性体１４は筒体１１の内周に圧入されることによって質量体１３を支持するものではなく、端盤１２を介して筒体１１に固定されるので、弾性体１４による共振周波数特性が圧縮などによる影響を受けることはなく、広い振動周波数域で優れた動的吸振特性を確保することができる。
【００３７】
また、プロペラシャフト２への固定部（筒体１１と内周弾性層１５と外周弾性層１６の一体成形物）に対して、端盤１２，１２と質量体１３と弾性体１４，１４の一体成形物を別部材としたため、プロペラシャフト２の径寸法が変更されたような場合は、例えば外周弾性層１６又は筒体１１の径方向肉厚の変更により対応することができ、端盤１２，１２と質量体１３と弾性体１４，１４の一体成形物を共用することができる。このため設計変更に要するコストを低減することができる。
【００３８】
また、筒体１１と内周弾性層１５と外周弾性層１６の一体成形物と、端盤１２，１２と質量体１３と弾性体１４，１４の一体成形物が互いに別部材であることによって、内周弾性層１５及び外周弾性層１６と、弾性体１４を、異なるゴム状弾性材料からなるものとすることもできる。
【００３９】
図６及び図７は、本発明に係る中空回転軸用ダイナミックダンパの第二の形態を示すものである。この形態によるダイナミックダンパ１において、上述した第一の形態と異なるところは、筒体１１の内周面には内周弾性層が形成されておらず、各端盤１２における円弧面状の嵌合面１２ａ，１２ａが、筒体１１の内周面に圧入された点にある。その他の部分は、基本的に第一の形態と同様である。
【００４０】
すなわち、第二の形態によれば、各端盤１２における円弧面状の嵌合面１２ａ，１２ａは筒体１１の内周面に対して適当な締め代をもっており、好ましくは端盤１２，１２と質量体１３と弾性体１４，１４の一体成形物は、図７に示されるように、質量体１３の軸方向両側の端盤１２，１２が、嵌合面１２ａ，１２ａが互いに異なる位相（図示の例では９０°異なる位相）となるように配置されている。
【００４１】
このようにすれば、一方の端盤１２における非嵌合面１２ｂ，１２ｂの外周から、他方の端盤１２における嵌合面１２ａ，１２ａと対応する内側面１２ｃ，１２ｃと当接可能な治具（不図示）を挿入して、一方の端盤１２における外側面１２ｄと前記他方の端盤１２の内側面１２ｃ，１２ｃを同時に押圧することができるので、質量体１３と端盤１２，１２との間で弾性体１４，１４が圧縮されることなく端盤１２，１２を筒体１１の内周面に圧入することができる。またこの場合、圧入後に端盤１２，１２を筒体１１に対してその円周方向へ回転させる必要はない。
【００４２】
なお、上述した各実施の形態では洗浄液の排出性を考慮して、筒体１１の外周面に、外周弾性層１６を円周方向複数に分離した形状で成形したが、円周方向へ連続した円筒面状に成形しても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１  ダイナミックダンパ
１１  筒体
１２  端盤
１２ａ  嵌合面
１２ｂ  非嵌合面
１３  質量体
１４  弾性体
１５  内周弾性層
１６  外周弾性層
２  プロペラシャフト（中空回転軸）
【図１】
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【図２】
2011220445.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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