(57)【要約】【課題】中空ドライブシャフトの中空孔に配設され、制振特性が変化してしまう恐れがない、組付性、生産性に優れたドライブシャフト用制振装置を提供すること。【解決手段】外筒金具１０の内周面の軸方向両端に、ゴム弾性体からなる弾性壁部１１を形成し、その一方に外部と連通する挿通孔１１Ａを設ける。更に、外筒金具１０の内周面に弾性壁部１１に挟まれたゴム皮膜層１４と、外筒金具外周面に外側弾性層１３を設けてハウジング１Ａを一体成形し、挿通孔から質量金具２０を圧入し収容空間１２に配置して、ドライブシャフト用制振装置１を構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空ドライブシャフトの中空孔内に取りつけられる制振装置において、
前記ドライブシャフトの中空孔内に圧入固定される円筒状の保持部材と、
該保持部材の両端で各々軸方向を覆蓋する側壁部材と、
該保持部材と該側壁部材により形成される収容空間とからなり、
該側壁部材の少なくとも一方を該保持部材の内周面に固着されるゴム弾性体で形成される弾性壁部となし、該弾性壁部の中央部に挿通孔を設けて、該挿通孔の内径より大なる外径を有する質量部材を挿通させることで、前記収容空間内に該質量部材と前記保持部材が径方向に所定の隙間をもって配置され、前記保持部材内周面と該内周面と対向する該質量部材の外周面の少なくともいずれか一方にゴム皮膜層が形成されていることを特徴とするドライブシャフト用制振装置。          
【請求項２】
前記保持部材の外周面にゴム弾性体よりなる外側弾性層を被覆させ、該外側弾性層と前記ドライブシャフトの内周面によって圧入固定される請求項１に記載のドライブシャフト用制振装置。
【請求項３】
前記側壁部材の一方を、前記挿通孔を設けた弾性壁部とし、他方を前記保持部材の端部を延設することで形成される剛性壁部とすることで、前記収容空間を形成する請求項１または請求項２に記載のドライブシャフト用制振装置。
【請求項４】
前記保持部材の内周面と前記質量部材の外周面が、いずれも円筒形状で形成されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のドライブシャフト用制振装置。
【請求項５】
前記挿通孔を設けた弾性壁部において、該挿通孔の周上に前記保持部材に向けて少なくとも２箇所以上の切欠部を設けている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のドライブシャフト用制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動力を伝達する中空のドライブシャフトにおいて、その内周側に取り付けられ、該ドライブシャフトの振動を低減させるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の内燃機関で発生した駆動力を駆動輪に伝達するためにドライブシャフトが用いられ、このドライブシャフトに生じる曲げ共振を低減するためにダイナミックダンパ等を用いることが知られている。
【０００３】
例えば登録番号２０２４４８７（特許文献１）には、ドライブシャフトの外周に環状の質量部材を同軸的に離間配置して、該質量部材の軸方向両端部とドライブシャフトの外周面に圧入固定される一対の筒状のゴム弾性体から形成される保持部と、該保持部と前記質量部材の両端部を１対の支持ゴム弾性体で連結する所謂外挿タイプのダイナミックダンパ構造のものが示されている。
【０００４】
この外挿タイプのダイナミックダンパは、ドライブシャフトに生じる曲げ共振モードの腹の部分に配置することで、曲げ共振を低減することが出来るが、ドライブシャフトの外周面に配置することから、取付けスペース上の問題を内包しており、例えば他の部品との干渉防止のために質量部材の最外径が制限され、それ故に目的とする特性を達成できない場合があった。更に走行中の跳石等による支持ゴム弾性体又は質量部材の衝突により、ダイナミックダンパ特性が変化してしまうという問題もあった。
【０００５】
これに対して特開平５−１４９３８６（特許文献２）には、中空構造のドライブシャフトの中空孔内でその内周面に対して質量部材を同軸的に離隔配置して、該質量部材の軸方向両端に一対の支持ゴム弾性体を固着させ、更に該支持ゴム弾性体に取付け部を設けてドライブシャフトに固定することで、該一対の支持ゴム弾性体により質量部材をドライブシャフトに連結させ、弾性支持した所謂内挿タイプのダイナミックダンパ構造のものが明らかにされている。この内挿タイプの構造であれば、取付けスペースを有効活用でき、ドライブシャフトによるダイナミックダンパが保護されることから、前述の問題は解決できる。
【０００６】
しかし、このダイナミックダンパを取付る際に、質量部材の両端に固着された支持ゴム弾性体における取付け部を介して、ドライブシャフトの中空孔内に、圧入等によって直接に装着させる場合には、そのような支持ゴム弾性体の取付け部と質量部材との位置関係が固定されていないため、ドライブシャフト内への圧入時等に加えられる力により、支持ゴム弾性体が変形してしまうことによって、その長さが変化して、質量部材と支持ゴム弾性体とが所定の位置関係に配置されなくなってしまう問題が生じ、その結果、ダイナミックダンパの特性が変化してしまう等という問題を内包していた。
【０００７】
また本出願人は先に、特開２００１−２７１８７４（特許文献３）に示されるように、振動部材に固定される剛性のハウジングに対して、隙間を隔てて非接着で相対変位可能に質量部材を配置し、振動入力時にこの質量部材を、ハウジングに対して弾性的な当接面で当接させることにより、当接時における滑り摩擦と衝突によるエネルギ損失を利用して制振効果を得る所謂インパクトダンパ構造の制振装置を提案した。このタイプの構造であれば、支持ゴム弾性体により質量部材とドライブシャフトを弾性支持する必要がないことから、前述の問題は解決される。
【０００８】
しかし、この構造には質量部材を覆蓋する剛性のハウジングが必要であり、例えばインパクトダンパを厚肉のブラケット等に配設する場合には、そのブラケットの厚肉を利用して、ブラケット自体をハウジングとして使用することが可能であるが、中空のドライブシャフトに適用する場合、単に質量部材を中空孔内に配設しドライブシャフトの両端を覆蓋するだけでは質量部材の軸方向の位置の変動が大きすぎ、所定の位置での制振効果を得難い。このため中空孔内にハウジングを配設する構造も考えられたが、ハウジングに溶接、加締め等の加工を施して質量部材を配設することから、生産性の悪化やコストの上昇と言う問題があり、更に、このハウジングを中空孔内に配設する際にはハウジング自体の剛性が高いため、圧入力が高くなり、よってドライブシャフトを変形させるといった問題も内包していた。
【０００９】
【特許文献１】登録番号２０２４４８７号公報
【特許文献２】特開平５−１４９３８６号公報
【特許文献３】特開２００１−２７１８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたもので、その解決課題とするところは、中空ドライブシャフトの中空孔に配設され、制振特性が変化してしまう恐れがない、組付性、生産性に優れたドライブシャフト用制振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、本発明にあっては、そのような技術的課題の解決のために、その第一の態様とするところは、中空ドライブシャフトの中空孔に取りつけられる制振装置において、前記ドライブシャフトの中空孔内に圧入固定される円筒状の保持部材と、該保持部材の両端で各々軸方向を覆蓋する側壁部材と、該保持部材と該側壁部材により形成される収容空間とからなり、該側壁部材の少なくとも一方を該保持部材の内周面に固着されたゴム弾性体で形成される弾性壁部となし、該弾性壁部の中央部に挿通孔を設けて、該挿通孔の内径より大なる外径を有する質量部材を挿通させることで、前記収容空間内に該質量部材と前記保持部材が径方向に所定の隙間をもって配置され、前記保持部材内周面と該内周面と対向する該質量部材の外周面の少なくともいずれか一方にゴム皮膜層が形成されていることを特徴とするドライブシャフト用制振装置を、その要旨とするものである。
【００１２】
また、かかる課題を解決する本発明に従うドライブシャフト用制振装置の望ましい第ニの態様によれば、前記第一の態様に係るものにおいて、前記保持部材の外周面にゴム弾性体よりなる外側弾性層を被覆させ、該外側弾性層と前記ドライブシャフトの内周面によって圧入固定されるドライブシャフト用制振装置をも、その特徴とするものである。
【００１３】
更に、本発明に従うドライブシャフト用制振装置の望ましい第三の態様によれば、前記第一又はニの態様に係るものについて、前記側壁部材の一方を、前記挿通孔を設けた弾性壁部とし、他方を前記保持部材の端部を延設することで形成される剛性壁部とすることで、前記収容空間を形成するドライブシャフト用制振装置も、その特徴とするものである。
【００１４】
更にまた、かかる本発明に従うドライブシャフト用制振装置の望ましい第四の態様にあっては、前記第一乃至第三のいずれかの態様に係るものにおいて、前記保持部材の内周面と前記質量部材の外周面が、いずれも円筒形状で形成されているドライブシャフト用制振装置も、その特徴とするものである。
【００１５】
更に、本発明に従うドライブシャフト用制振装置の望ましい第五の態様によれば、前記第一乃至第四のいずれかの態様に係るものにおいて、前記挿通孔を設けた弾性壁部において、該挿通孔の周上に前記保持部材に向けて少なくとも２箇所以上の切欠部を設けているドライブシャフト用制振装置も、その特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明に従うドライブシャフト用制振装置の第一の態様によれば、円筒状の保持部材とその保持部材の両端で各々軸方向を覆蓋する側壁部材により収容空間が形成されることで、保持部材と側壁部材からなるハウジングが構成される。更に側壁部材のどちらか一方をゴム弾性体からなる弾性壁部で形成し、その弾性体壁部を保持部材の内周面に固着し、中央部に挿通孔を設けることで、加硫成形金型による前記ハウジングを一体形成することが可能となるのである。また更に、質量部材は挿通孔の内径より大きい外径を有しているが、挿通孔がゴム弾性体からなる弾性壁部に設けられていることから、質量部材は挿通孔を拡径して圧入することで容易に収容空間内に配設できるのである。尚、本ハウジングの構成をとることで、溶接またはかしめ等の工程が不要となり、生産性に優れた安価な製品の作成が出来るのである。
【００１７】
また、ドライブシャフトの曲げ共振に適用されるため、軸方向に対して直角方向即ち径方向に力が生じる。このため、径方向における保持部材の内周面と質量部材の外周面が相対変位することになり、質量部材の外周面がゴム弾性体を介して保持部材の内周面に当接し、その際生じる滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失を利用して制振効果を得るようにしている。この時、径方向の隙間は制振効果が生じる所定の隙間に設定しておけばよく、軸方向の側壁部材、弾性壁部との隙間は径方向の相対変位に影響しない範囲で任意に設定できるのである。しかも、弾性壁部が設けられていることから、質量部材が弾性壁部に当接しても、弾性壁部は変形し、その反発力が質量部材に加わることで、保持部材の内周面に対する更なる滑り摩擦及び衝突が生じることになるのである。尚、質量部材が弾性壁部に当接する際には挿通孔に当接していく場合も考えられるが、挿通孔の内径は質量部材の外径より小さく設定されていることから、質量部材の挿通孔からの離脱には充分に回避できるものとなっている。
【００１８】
また、かかる発明に従うドライブシャフト用制振装置の第ニの態様によれば、前記保持部材の外周面にゴム弾性体からなる外側弾性層を被覆させることから、制振装置を中空ドライブシャフトに圧入して固定する際に生じる過度の圧入力が低減でき、よって圧入時に生じるドライブシャフトの変形が回避できるのである。更に、ドライブシャフトの中空孔は必ずしも真円状態にはなっておらず、このため、外筒金具の外周面に外側弾性層を設けていることから、該外側弾性層の弾性変形により制振装置を中空孔に容易に圧入固定出来るのである。
【００１９】
更に、本発明に従うドライブシャフト用制振装置の第三の態様にあっては、前記側壁部材の一方を前記挿通孔を設けた弾性壁部とし、他方の側壁部材を前記保持部材と同一の材質で剛性壁部を形成することから、ハウジングの剛性が高まり、これにより、質量部材との当接による更なる制振効果を生じさせることが出来るのである。
【００２０】
更にまた、かかる本発明に従うドライブシャフト用制振装置の第四の態様にあっては、前記保持部材の内周面と前記質量部材の外周面が、いずれも円筒形状で形成されていることから、ドライブシャフトに曲げ方向の共振現象が発生することで生じる、質量部材の外周面と保持部材の内周面と当接時に、充分な当接面積を確保することが可能となり、制振効果が向上することになるのである。
【００２１】
更に、本発明に従うドライブシャフト用制振装置の第五の態様にあっては、前記挿通孔を設けた弾性壁部において、その挿通孔の周上少なくとも２箇所以上に前記保持部材に向けて切欠部を設けていることから、前記加硫成形金型を用いて前記ハウジングを一体形成する際に生じる弾性壁部の亀裂を防止し、ハウジングの金型からの離型を容易になすことができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２３】
まず、図１には、本発明に従うドライブシャフト用制振装置１がドライブシャフトの中空孔に圧入固定されている断面図の形態が示されており、また図２には、かかるドライブシャフト用制振装置１において質量部材を組付ける際の断面図の形態が示されている。そして、それら図１、図２から明らかのように、制振装置１には、まず保持部材たる外筒金具１０と、外筒金具１０の両端に各々軸方向を覆蓋するように設けられる側壁部材たるゴム弾性体からなる弾性壁部１１と、それらにより内部に収容空間１２が形成されるハウジング１Ａが構成されている。更に、収容空間１２内には質量部材としての円柱状の質量金具２０が配置され、これにより制振装置１が構成されている。
【００２４】
より詳細には、外筒金具１０は剛性を有する金属製のパイプから形成されており、円筒形状を呈している。更に図１，２に示されるように、外筒金具１０の両端には、外筒金具１０の肉厚より厚肉のゴム弾性体からなる弾性壁部１１が外筒金具１０の内周面に加硫接着成形され、外筒金具１０の両端を覆蓋して収容空間１２を形成している。また、弾性壁部１１の収容空間１２内で相対向する面は平行平面となっており、質量金具２０との局部的な当接を回避する形状となっている。更に各弾性壁部１１に挟まれて、外筒金具１０の内周面にはゴム皮膜層１４が加硫接着成形され、内周面を均一の厚みで被覆している。このゴム皮膜層１４は、弾性壁部１１と同一のゴム弾性体からなっている。更に、外筒金具１０の両端に設けられた弾性壁部１１の一方の中央部には、収容空間１２と外部を連通する挿通孔１１Ａが設けられている。この挿通孔１１Ａの内径は質量金具２０の外径よりも小さく設定されている。
【００２５】
一方、外筒金具１０の外周面には、薄肉のゴム弾性体からなる外側弾性層１３が、外周面全周にわたり均一な厚みをもって加硫接着成形されている。更に、外側弾性層１３の外径は中空孔３０Ａの内径より大きく設定されており、これにより、制振装置１をドライブシャフト３０の中空孔３０Ａに圧入固定する際に、外側弾性層が圧縮されて圧入されていくことから、剛体同士を圧入する際よりも圧入力が低減できる。また中空孔３０Ａは必ずしも真円で形成されていないため、外側弾性層を用いることで更に容易に圧入力が低減できるのである。尚、圧入に際しては、外側弾性層の外周面に潤滑油等を塗布することが好ましい。また、本実施例によれば、外筒金具１０の外周面に複数ケ所で内周面と連通する連通孔(図示せず)を設けることで、内周面に形成される弾性壁部１１、ゴム皮膜層１４と外側弾性層１３を一体的に加硫成形できる。
【００２６】
質量金具２０は、金属製の円柱により形成されており、質量金具２０の外径は挿通孔１１Ａの内径よりも大きく設定されている。本実施例では、ゴム被覆層１４は外筒金具１０の内周面に設けられているが、内周面と対向する質量金具２０の外周面に設けても良く、制振特性、製作工程に応じて任意に選択できるものであり、外筒金具１０、質量金具２０の両方に設けても良い。
【００２７】
ところで、このような制振装置１は、例えば以下のような手順で製作されることになる。
まず、所定の金属製のパイプから形成された外筒金具１０と、金属製の円柱から形成された質量金具２０を用意する。そして、弾性壁部１１、ゴム皮膜層１４、外側弾性層１３に相当する成形キャビティを有する所定の加硫成形金型に、外筒金具１０を所定の位置にセットする。その後、収容空間１２と挿通孔１１Ａに相当する中型を、外筒金具１０の内径方向で外筒金具１０と同軸上の位置にセットする。この後、かかる成形キャビティ内にゴム材料を充填して、一体加硫成形を行った後、一体加硫成形品を金型から離型することで、目的とする製品、即ち外筒金具１０の一端で内周面に加硫接着されて一端を覆蓋する弾性壁部１１と、他端には、弾性壁部１１の中央部に挿通孔１１Ａが形成され、更に外筒金具１０の内周面には、弾性壁部１１に挟まれたゴム皮膜層１４が加硫接着成形され、外筒金具１０の外周面には外側弾性層１３が加硫接着成形されている、ハウジング１Ａを得ることが出来るのである。
【００２８】
ここで重要なことは、ハウジング１Ａを一体形成するために、中型に収容空間１２と挿通孔１１Ａに相当する部位を設ける必要がり、これにより両者の接合部で所謂アンダーカットが生じることになる。これにより、一体加硫成形品を金型から離型する際に、中型により挿通孔１１Ａが設けられる弾性壁部１１に亀裂が発生することがある。そこで、本実施例においては、図２に示されるように、外筒金具１０の内周面から挿通孔１１Ａまでの最も厚い部分をＨ(最大厚み)とし、挿通孔１１Ａからゴム皮膜層１４の外周面までの厚みをＴ（アンダーカット量)とすると、Ｔ／Ｈ×１００の値を４０％以下に設定している。
【００２９】
尚、更なるアンダーカット量Ｔ、または離型性の改良が必要な場合、図３に示すように、挿通孔１１Ａの周上において、外筒金具１０の内周面に向けて少なくとも２箇所以上の切欠部１１Ｂを設けることが好ましい。２箇所以上の切欠部１１Ｂを設けることで、切欠部に挟まれた弾性壁部の剛性が低くなることで変形し易くなり、アンダーカットがあつても離型し易くなるのである。またこの切欠部１１Ｂは、中型に予め切欠部１１Ｂに相当部位を設けることで達成でき、一体加硫成形品を容易に金型から離型することが出来るのである。      
【００３０】
こうして成形されたハウジング１Ａを用いて、弾性壁部１１に設けられた挿通孔１１に
、質量金具２０を挿通し圧入することで、質量金具２０は収容空間１２に配置されて制振装置１となる。更にその後ドライブシャフト３０の中空孔３０Ａ内の所定の位置に圧入固定される。尚、質量金具の圧入に際しては、好ましくは、挿通孔１１Ａの内径、若しくは質量金具の外周面に潤滑油を塗布した後に圧入した方が良い。
【００３１】
また、収容空間１２と質量金具２０の軸方向の隙間は、質量金具２０の収容空間１２内への圧入作業性、または制振特性の軸方向の寄与度等により任意に設定できるものである。
更に、収容空間１２内は円筒形状である外筒金具１０の内周面に均一の厚みからなるゴム皮膜層１４が加硫接着されるとともに、質量金具２０が円柱であることから、ゴム皮膜層１４と質量金具２０の外周面は均一の面で当接することが出来るので、当接時における滑り摩擦と衝突によるエネルギ損失が一層生じやすく、もって一層の制振効果を生じることが出来るのである。また、衝突の際の質量金具２０の跳ね返りにより、弾性壁部１１への当接も考えられるが、当接の際して弾性壁部１１が変形し、その反力として質量金具２０を押し出すために、更なる衝突が喚起でき、一層の制振効果が生じるのである。更に、質量金具２０の外径が挿通孔１１Ａの内径よりも大きいことから、質量金具２０が挿通孔１１Ａより抜け出すことはないのである。尚、ゴム皮膜層１４と質量部材２０との径方向の所定の隙間Ｓは前述の効果を考えて、好ましくは１ｍｍ以下に設定されている。
【００３２】
以上、本発明の代表的な一つの実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であつて、本発明は、そのような実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００３３】
例えば、前述の実施形態においては、外筒金具１０の両端に弾性壁部１１を設けることで外筒金具１０の両端を覆蓋し、もってその弾性を利用することで、更なる衝突を喚起するように構成されていたが、図４に示されるように、弾性壁部１１の代わりに外筒金具１０の一端から延設し収容空間１２の一端を覆蓋する剛性壁部４０を設けることが可能である。更にこの剛性壁部４０の内面には、ゴム皮膜層１４と同一のゴム弾性体からなる側壁皮膜層４４が剛性壁部４０の内周面に加硫接着成形され、かかる側壁皮膜層４４とゴム皮膜層１４、弾性壁部１１、外側弾性層１３は一体加硫成形でつくることが可能である。更に、剛性壁部４０を有する外筒金具１０はプレス加工等で製作することが可能である。また、このような剛性壁部４０を設けることでハウジング１Ａの剛性が高まり、質量金具２０との当接の際のエネルギー損失が更に喚起できるのである。
【００３４】
また、前述したように、挿通孔１１Ａを設けた弾性壁部１１において、挿通孔１１Ａの周上に外筒金具１０に向けて少なくとも２箇所の切欠部を設けることも可能である。
【００３５】
更に、前述の実施例ではドライブシャフト３０に対する、制振装置１の圧入性を考慮して外側弾性層１３を設けていたが、外筒金具１０の両端若しくは片端がゴム弾性体からなる弾性壁部１１が形成されているため、ハウジング１Ａの剛性が従来のものと比較して低くなっているため、必ずしも設定する必要がなく、ドライブシャフトの中空孔の真円度、圧入設備の能力により、随時決定されれば良い。また更に、外筒金具１０は必ずしも金属材料でなくてもよく、使用条件が適合すれば、例えば樹脂等の材料でも成形可能である。
【００３６】
その他、一々列挙はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいては、何れも、本発明の範疇の属するものであることは、言うまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に従うドライブシャフト用制振装置の一例がドライブシャフトに組み付けられた断面図である。
【図２】本発明に従うドライブシャフト用制振装置の組付け断面図である。
【図３】本発明に従うドライブシャフト用制振装置の別の一例を示す側面図である。
【図４】本発明に従うドライブシャフト用制振装置の更に別の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      制振装置    
１Ａ    ハウジング  
１０    外筒金具  
１１    弾性壁部
１１Ａ  挿通孔  
１１Ｂ  切欠部
１２    収容空間  
２０    質量金具
３０    中空ドライブシャフト
４０    剛性壁部
【図１】
2005282736.tif 000003
【図２】
2005282736.tif 000004
【図３】
2005282736.tif 000005
【図４】
2005282736.tif 000006