【手続補正書】
【提出日】平成18年3月13日(2006.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  力および／またはトルクを伝達する伝達部材、振動減衰器および振動を減衰する方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力および／またはトルクを伝達するための伝達部材（１）、特に自動車用伝達部材であって、その際、この伝達部材と、部品（５）および振動減衰器（８）が動作接続している様式の上記伝達部材において、
振動減衰器（８）が、伝達部材（１）の作用面内で非対称に発生し、且つ部品（５）によって引き起こされる振動をこの伝達部材（１）において防止するために、この作用面内において非対称な弾性的特性を有するように形成されていることを特徴とする伝達部材（１）。
【請求項２】
振動減衰器（８）は、伝達部材（１）の外壁の領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の伝達部材。
【請求項３】
振動減衰器（８）は、伝達部材（１）の内部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の伝達部材。
【請求項４】
多数の振動減衰器（８）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の伝達部材。
【請求項５】
振動減衰器（８）は、減衰質量体（９）と弾性的な連結部材（１０）を有しており、この連結部材を介して、振動減衰器（８）が伝達部材（１）と動作接続していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の伝達部材。
【請求項６】
連結部材（１０）は、非対称の構成を有していることを特徴とする請求項５に記載の伝達部材。
【請求項７】
中空の伝達部材（１）と、振動減衰器（８）の弾性的な連結部材（１０）との間にはスリーブが配置されていることを特徴とする請求項５または６に記載の伝達部材。
【請求項８】
振動減衰器（８）の減衰質量体（９）は、弾性的な材料で被覆されていることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の伝達部材。
【請求項９】
弾性的な材料は、突起状に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の伝達部材。
【請求項１０】
調整装置が設けられており、伝達部材（１）に付属していることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の伝達部材。
【請求項１１】
弾性的な連結部材（１０）と結合している、一つの減衰質量体（９）を備える、特に自動車の伝達部材内において使用するための振動減衰器（８）において、
連結部材（１０）が、一つの作用面内において非対称な弾性特性を有することを特徴とする振動減衰器。
【請求項１２】
連結部材（１０）の非対称な弾性特性は、連結部材（１０）内における、異なった材料の、非対称な成形により、および／または非対称の配置により生起されることを特徴とする請求項１１に記載の振動減衰器。
【請求項１３】
特に自動車内における伝達部材の、振動を減衰させる方法において、
一つの作用面の中での減衰は、異なった方向でそれぞれ異なった減衰強度により行われることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、特に自動車のための、力および／またはトルクを伝達するための伝達部材、振動減衰器、および、振動を減衰するための方法に関する。
【０００２】
伝達部材は多様な実施形態や応用例で知られている。これ等の伝達部材により力および／またはトルクを一方の個所から他方の個所へ移している。
【０００３】
つまり、自動車の中では運動経過を制御・調整するため、力とトルクが連動桿や他の伝達部材を介して伝達されている。例えば、ドライバーは乗物の方向を調整するため、ハンドルで発生したトルクをステアリング柱を介してステアリング伝達機構へ伝達する。
【０００４】
種々の状況のため伝達部材が振動を誘起する恐れが生じる。これ等は大抵望ましくなく、乗り心地に悪影響を与える。
【０００５】
振動を低減および／または除去するため、振動減衰器を使用することが知られている。
【０００６】
即ち、ドイツ特許第 37 061 35  号明細書は噴射ポンプのバランス継手の望ましくない軸方向の振動を減衰装置により抑制することを提案している。この減衰装置は、実質上中空シャフトの内部に配置されているエラストマー材料で構成されていて、その中心にボルトが埋め込まれている。
【０００７】
その後に公開されたドイツ特許第 197 26 293 号明細書により、中空シャフトの内部で振動の最大となる個所に振動減衰器を配置すると、中空シャフトとして形成されている駆動シャフトまたは自在シャフトの曲げ振動を効果的に低減させることが知られている。
【０００８】
米国特許第 5,326,324号明細書には、作用面内で等しい減衰特性を有する中空シャフト用の振動減衰器が記載されている。
【０００９】
この発明の課題は、応用範囲を拡大するように、同類の伝達部材と振動減衰器を開発することにある。更に、これ等の振動を減衰する方法を提示することにある。
【００１０】
伝達部材に関する問題は請求項１の構成により解決されている。振動減衰器に関する問題は請求項１１の構成により、また前記方法に関する問題は請求項１３の構成により解決されている。
【００１１】
伝達部材と動作連結している部品により条件付けられるが、この伝達部材は、非対称な振動を励起される。
【００１２】
振動は基本的に種々の形態となって生じる。弾性的に懸架されている固い物体には縦方向の振動と回転振動が誘起し、弾性的な物体には更に曲げ振動と捩じり振動が誘起する。更に区別するため対称な振動と非対称な振動を区別する。対称な振動では振動運動が物体の基準軸に対して対称に行われる。これに反して、非対称な振動は物体の基準軸に関して異なった振幅と周波数を有する。
【００１３】
この発明は非対称な振動あるいは伝達部材での振動の減衰と除去に係わる。基準軸としては伝達部材の長手軸が使用される。
【００１４】
振動の減衰および除去は運動振幅とそれに関連して有効な力を低減することであると理解できる。
【００１５】
伝達部材の非対称な振動を減衰させるため、伝達部材に動作連結している非対称に形成された振動減衰器を用いる。振動減衰器を非対称に形成することにより、非対称な減衰特性となる。その結果、発生した非対称な振動を対称な振動減衰器を用いる場合よりも良く減衰させる。
【００１６】
通常、振動減衰器はできる限り振動の腹、つまり振動の最大振幅のところの近くに配置される。何故なら、これは有効な振動減衰に対して大抵最良の場所であるからである。
【００１７】
例えば、自動車のステアリング柱のところにしばしば非対称な振動が生じる。例えばエヤバッグや電気スイッチ素子のような他の部品を組み込むことにより、および計器を自由に眺める必要性により、ハンドルは大抵非対称に形成されている。乗物は主として真っ直ぐに走行するので、ハンドルは部品として中心位置にあると有利である。この位置では、伝達部材としてのステアリング柱が振動波形と振動周波数に関して乗物の長手軸に対して垂直に励起されて、これに垂直となる以外の振動になる。
【００１８】
振動減衰器は伝達部材の外壁の領域に配置でき、これにより調整や損傷に関して簡単に組み立てたり管理できる。
【００１９】
中空な伝達部材を使用する場合には、伝達部材の内部にも振動減衰器を配置してもよい。この配置は場所を節約し、振動減衰器を損傷や調整の外れに対して保護する。
【００２０】
配置のどんな形状を最終的に選ぶかはその時の個々の状況に依存する。
【００２１】
伝達部材のところおよび／またはその中に多数の振動減衰器を配置することもできる。これは、例えば長い伝達棒が異なった振動波形に励起されるなら、即ち振動に最大振幅を示す多数の位置があれば特に効果的である。その場合には、どの振動の腹にもそれに合わせて設計された、つまりその時の周波数に同調させた振動減衰器を固定できるという利点がある。
【００２２】
振動減衰器には減衰質量体と、例えばエラストマー合成樹脂で作製された弾性的な連結部材があってもよい。その場合、振動減衰器と伝達部材の間の動作結合は弾性的な連結部材により行われる。
【００２３】
振動減衰器の望ましい非対称な減衰特性を得るため、弾性的な連結部材は非対称に形成することができる。この目的で、弾性的な連結部材は、好ましくは横軸において、この横軸に対して垂直な軸よりも中実に形成されており、このことは、例えば、穿孔、中空室、または完全に欠損している材料によって達せられる。弾性的な連結部材が中実に形成されているこの横軸ではより大きい剛性があるので、振動減衰器はこの方向により高い固有周波数を示す。これに反して、この弾性的な連結部材は、この横軸に対して垂直に、あるいはこの横軸に対して他の方向に、柔軟に、つまり剛性を弱くして形成されているので、振動減衰器はこの方向により低い固有周波数を示す。振動減衰器の固有周波数は、この振動減衰器がそれに接続する部品のところに、ここでは伝達部材のところに生じる振動を減衰させる周波数範囲を決める。
【００２４】
伝達部材として中空シャフトを使用する場合には、中空シャフトと振動減衰器の弾性的な連結部材の間にスリーブを配置してもよい。このスリーブは低価格に作製でき、弾性的な連結部材を組み立てる時、損傷に対して保護し、組立を簡単にする。
【００２５】
振動減衰器の減衰質量体には弾性的な材料、例えばゴムが被覆されている。弾性的な被覆は、減衰質量体が意図しない伝達部材と接触した時に生じる衝突雑音を弱める。更に、この弾性的な被覆は減衰質量体や伝達部材も機械的な損傷および腐食に対して保護する。
【００２６】
減衰質量体の弾性的な被覆は突き出た突起の形にも形成できる。これにより、衝突雑音は柔軟性が大きいため一様な被覆の場合より、もっと効果的に弱まる。
【００２７】
伝達部材には調整装置も付属している。この装置は伝達部材および／または振動減衰器のところに配置できる。これは、非対称に形成された振動減衰器を望む位置に、望む配置で伝達部材のところまたはその中に確実に組み込め、そこに保持できる。この調整は、中空シャフトを使用する場合、例えば振動減衰器のスリーブの中の長手スリットと中空シャフトのウェブまたはピンにより行える。
【００２８】
他の調整装置も可能であって当業者には周知である。
【００２９】
振動減衰器は、連結部材が作用面内で非対称な弾性特性を有する点に特徴がある。この振動減衰器は、減衰質量体、およびこれに連結する弾性的な連結部材とを有し、その際、この連結部材が、作用面内において、非対称で弾性的な特性を備えている。この連結部材は、大抵減衰質量体自体や望ましくない振動に非対称に励起される一つの部品、例えば伝達部材にも作用接続している。この作用接続はそれぞれ形状の合ったおよび／または摩擦力による接続部により行われる。
【００３０】
連結部材の非対称な弾性的特性は非対称な設計により与えられる。つまり、振動減衰器には均質な材料から成る非対称に成形された弾性的な連結部材が設けてある。この場合、振動減衰器の望ましい非対称な減衰特性は、連結部材が振動減衰器の長手軸に垂直な面内の一つの方向で、他の方向、例えば横方向とは異なる剛性を有することにより得られる。
【００３１】
振動減衰器にはそれぞれ異なった材料特性を有する種々の材料を非対称に組み合わせた弾性的な連結部材を設けてもよい。この場合には、振動減衰器の望ましい非対称な減衰特性は、弾性的な連結部材の非対称に形成された剛性が異なった材料特性により、特にその中で組み合わされた材料の異なった剛性により生じることより得られる。
【００３２】
振動減衰器の弾性的な連結部材が設計によっても、また異なった材料の組み合わせによっても非対称に形成され、これにより振動減衰器の望ましい非対称な減衰特性を得ることも考えられる。
【００３３】
特に伝達部材の振動を減衰させる方法は、作用面内の減衰が異なった方向でそれぞれ異なった減衰強度で行われることに特徴がある。これにより、上で説明したように、特定な場合に良好な結果となる非対称な減衰が生じる。
【００３４】
以下、この発明を自動車のステアリング柱について例示的に更に説明する。
【００３５】
図１には、ステアリング柱として形成された伝達部材１が示してある。この伝達部材には中空のステアリング棒２，自在継手３および第二ステアリング棒４がある。伝達部材１はハンドル５の回転運動をステアリング伝導装置６に伝達する。ステアリング棒２はハンドル５の近くの軸受７に回転可能に配置されている。乗物の中で生じる振動と衝撃によりステアリング棒２が励起されて曲げ振動を発生する。図面内とは異なる他の周波数と振動形状が図面に対して垂直に励起され、ステアリング棒２には長手軸に関して非対称な振動が生じる。ステアリング柱の剛性を非対称に形成することによりこの非対称性を強めている。
【００３６】
非対称の振動を弱めるため、中空のステアリング棒２の内部の適当なところに振動減衰器８を配置する。この振動減衰器８は、図２に示すように、実質上コンパクトに形成され、中心にくびれ部を有する減衰質量体９で構成されている。このくびれ部では、減衰質量体９が弾性的な連結部材１０に接続している。この弾性的な連結部材１０は、振動減衰器８を伝達部材２に接続して作用連結するスリーブ１１で取り囲まれている。
【００３７】
図３の横断面図に示すように、弾性的な連結部材１０は長手軸に関して非対称に形成されている。作用面の一方の軸にこの弾性的な連結部材１０が中実であり、従って剛特性を有し、これに対して垂直には材料を欠いているため、柔軟で、従って柔らかい。剛に形成した軸方向に振動減衰器８は高い周波数を弱め、これに反して、柔らかく形成した軸方向に低い周波数を弱める。従って、この振動減衰器８には非対称な減衰特性がある。
【００３８】
更に、図３には減衰質量体９を被覆し、例えばゴムから成る突起１２が示してある。この被覆により衝撃騒音が減衰し、減衰質量体９が一定の振動波形で意図しないステアリング棒２との接触した時に生じる損傷が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  伝達部材の模式側面図を示す。
【図２】  振動減衰器の模式縦断面図を示す。
【図３】  振動減衰器の模式横断面図を示す。
【符号の説明】
１          伝達部材
２          ステアリング棒
３          自在継手
４          第二ステアリング棒
５          ハンドル
６          ステアリング伝達部
７          軸受
８          振動減衰器
９          減衰質量体
１０          連結部材
１１          スリーブ
１２          突起