(57)【要約】【課題】より大きな振動低減効果が得られるようにした回転軸用振動低減装置を提供する。【解決手段】振動低減装置を、回転軸５の外周面に取付けられるリング状の固定部材１と、回転軸５の外側に距離を隔てて同軸状に配置される筒状の質量部材２と、質量部材２の一端部と固定部材１に連結されて質量部材２の一端部を剪断方向に弾性支持するリング状の弾性支持部材３と、質量部材２の他端部の内周面に径方向内方へ向けて突設され、その突出先端と回転軸５との間に微小な隙間Ｃを形成するリング状の弾性突起体４とで構成する。【選択図】　　　図１
2004116725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の外周面に取付けられるリング状の固定部材と、
前記回転軸の外側に距離を隔てて同軸状に配置される筒状の質量部材と、
該質量部材の一端部と前記固定部材に連結されて前記質量部材の一端部を弾性支持するリング状の弾性支持部材と、
前記質量部材の他端部の内周面に径方向内方へ向けて突設され、その突出先端と前記回転軸との間に微小な隙間を形成するリング状の弾性突起体と、
から構成されていることを特徴とする回転軸用振動低減装置。
【請求項２】
前記弾性突起体の内周面には、周方向において凹部と凸部が交互に設けられていることを特徴とする請求項１記載の回転軸用振動低減装置。
【請求項３】
前記質量部材は、軸方向における中心から前記弾性突起体側にずれた位置に重心を有することを特徴とする請求項１〜３記載の回転軸用振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、その回転軸に生じる有害振動を低減する回転軸用振動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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、本来発生しないのが望ましい有害振動を低減するために、種々の振動低減装置が用いられている。このような振動低減装置として、中空回転軸（管状構造体）と、該中空回転軸の内周に圧入固定される保持部材と、該保持部材に保持される基端部と該基端部に連結部を介して連結され質量部材（重錘）が埋設された重量部とを有し、その連結部及び重量部の外周面と前記中空回転軸の内周面との間に所定の隙間を形成するように配置された弾性体と、から構成される振動低減装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この振動低減装置においては、中空回転軸に振動が入力した時に、弾性体の重量部が連結部の弾性変形を介して振り子のように揺動して中空回転軸の内周面に当接し、その際の滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失に基づいて中空回転軸の振動低減効果が得られる。この振動低減装置の場合には、低周波数域から高周波数域に亘る多数の共振周波数においてピークレベルを抑制することができる。また、質量部材が中空回転軸と弾性体を介して連結されているのでダイナミックダンパとしても機能するため、特に突出して高い共振ピークを示す周波数がある場合には、質量部材の質量と弾性体の剪断支持方向のばね定数とを調整して特定の共振を抑制することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２１３５２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の振動低減装置においては、質量部材の質量を大きくすれば、弾性体の重量部が中空回転軸の内周面に当接するときの衝撃が大きくなるので、より大きな振動低減効果を得ることが可能である。しかし、上記従来の振動低減装置の場合には、質量部材が中空回転軸の中に挿入配置されていることや、質量部材が埋設されている重量部の外周面と中空回転軸の内周面との間に所定の隙間を形成する必要があることから、質量部材の外径を大きくすることは殆ど望めない。そのため、質量部材の質量を大きくしようとすると、必然的に、質量部材の軸方向長さを長くしなければならなくなる。
【０００６】
しかし、質量部材の軸方向長さを長くすると、質量部材の重心が弾性体の基端部から遠ざかる位置になるため、質量部材を剪断支持している弾性体にかかるモーメントが大きくなり、当初設定された重量部の外周面と中空回転軸の内周面との間の隙間の大きさが変化してしまう可能性がある。このようにその隙間の大きさが変化してしまうと、周方向においてその隙間の大きさがアンバランスとなり、中空回転軸に微振動が入力したときに対応できなくなる可能性が生じる。よって、質量部材の軸方向長さを長くするにも厳しい限界があるため、上記従来の振動低減装置においては、質量部材の質量を充分に大きくすることは困難となる。
【０００７】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、より大きな振動低減効果が得られるようにした回転軸用振動低減装置を提供することを解決すべき課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段、発明の作用及び効果】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明に係る回転軸用振動低減装置は、回転軸の外周面に取付けられるリング状の固定部材と、前記回転軸の外側に距離を隔てて同軸状に配置される筒状の質量部材と、該質量部材の一端部と前記固定部材に連結されて前記質量部材の一端部を弾性支持するリング状の弾性支持部材と、前記質量部材の他端部の内周面に径方向内方へ向けて突設され、その突出先端と前記回転軸との間に微小な隙間を形成するリング状の弾性突起体と、から構成されているという手段を採用している。
【０００９】
本発明の回転軸用振動低減装置は、回転軸の外側に嵌着して回転軸の外周面に固定部材を固定することにより、回転軸の回転に伴って有害一次振動が発生する所定部位に取付けられる。この回転軸の回転に伴って曲げ振動や捩じり振動等の有害振動が発生すると、質量部材と弾性支持部材とにより構成されるダイナミックダンパとしての機能が発揮され、質量部材が共振することによりその共振周波数付近の有害振動が効果的に低減される。また、質量部材が共振するときには、質量部材の他端部の内周面に突設された弾性突起体が回転軸の外周面に当接し、その当接時の滑り摩擦及び衝突に基づくエネルギ損失により減衰性が発揮される。これにより、回転軸に発生する周波数の異なる複数の有害振動が広範囲の周波数帯において効果的に低減される。
【００１０】
本発明の回転軸用振動低減装置は、質量部材が筒状に形成されて回転軸の外側に距離を隔てて同軸状に配置される構造であるため、従来のように、質量部材が円柱状に形成されて中空回転軸の中に挿入配置される構造の場合に比べて、質量の大きな質量部材を使用することが可能となる。また、質量部材の質量をより大きくしたい場合には、質量部材の外径を大きくすることによって、質量部材の質量を大きくすることが可能である。
【００１１】
したがって、本発明の回転軸用振動低減装置によれば、質量部材の質量を大きくすることが容易にでき、より大きな振動低減効果が得られるようにすることができる。
【００１２】
また、本発明の回転軸用振動低減装置は、質量部材の他端部の内周面に径方向内方へ向けて突設された弾性突起体を有するため、回転軸に振動が発生して質量部材が共振する際に、回転軸の外周面に弾性突起体を大きな衝突力で確実に当接させることができる。これにより、当接時の滑り摩擦及び衝突に基づくエネルギ損失量を大きくして、より大きな振動低減効果が得られるようにすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明における弾性突起体の内周面には、周方向において凹部と凸部が交互に設けられているという手段を採用している。
【００１４】
この手段によれば、振動発生に伴って質量部材が共振する際に、弾性突起体の凸部が回転軸の外周面に当接することから、弾性突起体と回転軸との当接面積が小さくなるため、当接時の滑り摩擦及び衝突に基づくエネルギ損失量を更に大きくすることができ、これにより、より一層大きな振動低減効果が得られるようにすることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明における質量部材が、軸方向における中心から弾性突起体側にずれた位置に重心を有するという手段を採用している。
【００１６】
この手段によれば、振動発生に伴って質量部材が共振する際に、回転軸の外周面に当接する弾性突起体の衝突力を大きくすることができるため、当接時の滑り摩擦及び衝突に基づくエネルギ損失量をより大きくすることができ、これにより、より一層大きな振動低減効果が得られるようにすることができる。
【００１７】
なお、質量部材の重心が弾性突起体側ずれると、質量部材を弾性支持している弾性支持部材にかかるモーメントが大きくなるが、本発明における弾性支持部材は、前記従来のものと異なり、リング状に形成されて回転軸の外側に配置されるように構成されているので、モーメントが大きくなることによる影響を受け難い。したがって、当初設定された弾性突起体と回転軸の外周面との間の隙間の大きさが変化してしまう可能性は少ない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
〔実施形態１〕
図１は本実施形態に係る回転軸用振動低減装置の軸方向に沿う断面図であり、図２はその回転軸用振動低減装置の正面図であり、図３はその回転軸用振動低減装置を回転軸に取付けた状態の軸方向に沿う断面図である。
【００２０】
本実施形態の回転軸用振動低減装置は、図１及び図２に示すように、回転軸５の外周面に取付けられるリング状の固定部材１と、回転軸５の外側に距離を隔てて同軸状に配置される筒状の質量部材２と、質量部材２の一端部と固定部材１に連結されて質量部材２の一端部を剪断方向に弾性支持するリング状の弾性支持部材３と、質量部材２の他端部の内周面に径方向内方へ向けて突設され、その突出先端と回転軸５との間に微小な隙間Ｃを形成するリング状の弾性突起体４と、から構成されている。
【００２１】
固定部材１は、天然ゴム等のゴム材料でリング状に形成されており、ドライブシャフト等の回転軸の外周面に圧入されて取付けられる。この固定部材１は、回転軸５の外径よりも少し小さい内径をもち、回転軸５に取付けられたときに回転軸５の外周面に圧着するようにされている。この固定部材１の外周面には、固定バンド（図示せず）が装着されるリング状の係止溝１ａが形成されている。
【００２２】
質量部材２は、鉄系金属により円筒状に形成された質量体２ａと、質量体２ａの表面を被覆する被覆ゴム２ｂとからなる。この質量部材２は、回転軸５の外径よりも所定寸法大きい内径をもち、回転軸５の外側に距離を隔てた状態で同軸的に配置される。これにより、質量部材２は、径方向において回転軸５との相対変位が可能とされている。
【００２３】
弾性支持部材３は、天然ゴム等のゴム材料で略中空円錐台形状のリング状に形成されている。弾性支持部材３の小径側端部は固定部材１に連結され、その大径側端部は質量部材２の一方の軸端面に加硫接着されている。これにより、弾性支持部材３は、質量部材２の一端部を剪断方向において弾性支持している。この弾性支持部材３は、質量体２ａと一体加硫成形することにより形成されており、その加硫成形時には、固定部材１及び被覆ゴム２ｂも弾性支持部材３と一体に連結された状態で同時に形成される。
【００２４】
弾性突起体４は、天然ゴム等のゴム材料により断面が山形状で周方向における肉厚が略一定のリング状に形成されており、その外周面が質量部材２の固定部材１と反対側の端部内周面に加硫接着されている。この弾性突起体４は、質量部材２の内周面から径方向内方へ向かって突出するように設けられており、その突出先端（内周面）とその内側に嵌挿される回転軸５の外周面との間に微小な隙間Ｃ（図３参照）が形成されている。因みに、この隙間Ｃは、回転軸５に振動低減装置が取付けられた状態で０．１〜０．８ｍｍとなるように設定されている。
【００２５】
なお、本実施形態の振動低減装置において、質量部材２と弾性支持部材３とにより構成されるダイナミックダンパの固有振動数（共振周波数）は、回転軸５の低減すべき有害振動の卓越固有振動数（共振周波数）に合わせて、質量部材２及び弾性突起体４の合計質量と弾性支持部材３の剪断支持方向のばね定数とにより設定されている。
【００２６】
以上のように構成された本実施形態の回転軸用振動低減装置は、図３に示すように、回転軸５の外側に嵌着して回転軸５の外周面に固定部材１を固定することにより、回転軸５の回転に伴って有害一次振動が発生する所定部位に取付けられる。
【００２７】
そして、この回転軸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発生すると、質量部材２と弾性支持部材３とにより構成されるダイナミックダンパとしての機能が発揮され、質量部材２が共振することによりその共振周波数付近の有害振動が効果的に低減される。また、質量部材２が共振するときには、質量部材２の他端部の内周面に突設された弾性突起体４が回転軸５の外周面に当接し、その当接時の滑り摩擦及び衝突に基づくエネルギ損失により減衰性が発揮される。これにより、回転軸５に発生する周波数の異なる複数の有害振動が広範囲の周波数帯において効果的に低減される。
【００２８】
以上のように、本実施形態の回転軸用振動低減装置は、質量部材２が筒状に形成されて回転軸５の外側に距離を隔てて同軸状に配置される構造であるため、従来のように、質量部材が円柱状に形成されて中空回転軸の中に挿入配置される構造の場合に比べて、質量の大きな質量部材２を使用することができる。また、質量部材２の質量をより大きくしたい場合には、質量部材２の外径を大きくすることによって、質量部材２の質量を容易に大きくすることができる。
【００２９】
したがって、本実施形態の回転軸用振動低減装置によれば、質量部材２の質量を大きくすることが容易にでき、より大きな振動低減効果が得られるようにすることができる。
【００３０】
また、本実施形態の回転軸用振動低減装置は、質量部材２の他端部の内周面に径方向内方へ向けて突設された弾性突起体４を有するため、回転軸５に振動が発生して質量部材２が共振する際に、回転軸５の外周面に弾性突起体４を大きな衝突力で確実に当接させることができる。これにより、当接時の滑り摩擦及び衝突に基づくエネルギ損失量を大きくして、より大きな振動低減効果が得られるようにすることができる。
【００３１】
なお、本実施形態における弾性支持部材３は、その大径側端部が質量部材２の一方の軸端面に固着されて、質量部材２の一端部を剪断方向において弾性支持するように構成されているが、その大径側端部を質量部材２の一方の軸端部内周面に固着して、質量部材２の一端部を圧縮方向において弾性支持するように構成してもよい。このようにすれば、弾性支持部材３のばね定数を大きくすることができる。
【００３２】
〔実施形態２〕
図４は本実施形態に係る回転軸用振動低減装置の正面図である。
【００３３】
本実施形態の回転軸用振動低減装置は、図４に示すように、弾性突起体１４の内周面に、周方向において凹部１４ａと凸部１４ｂが交互に設けられている点でのみ、実施形態１の回転軸用振動低減装置と異なるものである。本実施形態における弾性突起体１４は、本実施形態の振動低減装置が回転軸の所定部位の外側に取付けられたときに、凸部１４ｂの先端と回転軸の外周面との間に０．１〜０．８ｍｍの隙間が形成されるように構成されている。
【００３４】
したがって、本実施形態においては、回転軸に有害振動が発生するのに伴って質量部材１２が共振する際に、弾性突起体１４の凸部１４ｂが回転軸の外周面に点当たりに近い状態で当接するため、弾性突起体１４と回転軸との当接面積が小さくなる。そのため、当接時の滑り摩擦及び衝突に基づくエネルギ損失量を、実施形態１の場合よりも更に大きくすることができるので、より一層大きな振動低減効果を得ることができる。
【００３５】
なお、本実施形態の回転軸用振動低減装置における固定部材１１、質量部材１２及び弾性支持部材（図示せず）は、実施形態１のものと同じであるため、詳しい説明は省略する。
【００３６】
〔実施形態３〕
図５は本実施形態に係る回転軸用振動低減装置の軸方向に沿う断面図であり、図６はその回転軸用振動低減装置の正面図である。
【００３７】
本実施形態の回転軸用振動低減装置は、図５及び図６に示すように、実施形態１の回転軸用振動低減装置に対して、質量部材２２の形状を変更し、軸方向における中心から弾性突起体側にずれた位置に重心を有するようにした点でのみ異なるものである。本実施形態における質量部材２２は、実施形態１の円筒状の質量部材２に対して、固定部材２１側の軸端部の外周側角部が断面三角形で周方向の全域に亘って除去された形状のものである。これにより、質量部材２２の重心は、軸方向における中心から弾性突起体２４側に少しずれた位置となっている。
【００３８】
したがって、本実施形態においては、回転軸に有害振動が発生するのに伴って質量部材２２が共振する際に、回転軸の外周面に当接する弾性突起体２４の衝突力を実施形態１の場合よりも大きくすることができる。そのため、当接時の滑り摩擦及び衝突に基づくエネルギ損失量をより大きくすることができるので、より一層大きな振動低減効果を得ることができる。
【００３９】
なお、質量部材２２の重心が弾性突起体２４側ずれると、質量部材２２を弾性支持している弾性支持部材２３にかかるモーメントが大きくなるが、本実施形態における弾性支持部材２３は、リング状に形成されて回転軸の外側に配置されるように構成されているので、モーメントが大きくなることによる影響を受け難い。したがって、当初設定された弾性突起体２３と回転軸の外周面との間の隙間の大きさが変化してしまう可能性は少ない。
【００４０】
なお、本実施形態の回転軸用振動低減装置における固定部材２１、弾性支持部材２３及び弾性突起体２４は、実施形態１のものと同じであるため、詳しい説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る回転軸用振動低減装置の軸方向に沿う断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る回転軸用振動低減装置の正面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る回転軸用振動低減装置を回転軸に取付けた状態の軸方向に沿う断面図である。
【図４】本発明の実施形態２係る回転軸用振動低減装置の正面図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る回転軸用振動低減装置の軸方向に沿う断面図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る回転軸用振動低減装置の正面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１…固定部材　　　　　　１ａ…係止溝
２、１２、２２…質量部材　　　　　　２ａ…質量体　　　　　　２ｂ…被覆ゴム
３、２３…弾性支持部材　　　４、１４、２４…弾性突起体
１４ａ…凹部　　　　　　１４ｂ…凸部　　　　　　５…回転軸
【図１】
2004116725.tif 000003
【図２】
2004116725.tif 000004
【図３】
2004116725.tif 000005
【図４】
2004116725.tif 000006
【図５】
2004116725.tif 000007
【図６】
2004116725.tif 000008