(57)【要約】【課題】優れた制振効果が得られると共に、回転軸への装着作業が容易になる、新規な構造の筒形ダイナミックダンパを提供する。【解決手段】軸方向中間部分にテーパ筒状部１８を有する一対の筒形金属ばね１４，１４においてその大径側のマス固定部２０を筒形マス部材１２に固定すると共に、小径側の回転軸固定部２２を回転軸１６に外嵌固定する一方、各筒形金属ばね１４にはマス固定部２０からテーパ筒状部１８にまで延びるスリット２４を周上で少なくとも一つ形成すると共に、一対の筒形金属ばね１４，１４の弾性変形に基づいて許容される筒形マス部材１２の軸直角方向の変位に伴って剪断変形せしめられる減衰部材２６を設けた。【選択図】図１
2009127823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に外挿状態で装着されて該回転軸の制振すべき振動を抑える筒形ダイナミックダンパにおいて、
前記回転軸の外径よりも大きな内径を有する筒形マス部材と、軸方向中間部分にテーパ筒状部を有する筒形金属ばねの一対とを用い、各該筒形金属ばねの大径側端部を該筒形マス部材の軸方向端部に固定されるマス固定部とすると共に、各該筒形金属ばねの小径側端部を該回転軸に外嵌固定される回転軸固定部とする一方、各該筒形金属ばねにおいて該小径側端部から該テーパ筒状部にまで延びるスリットを周上で少なくとも一つ形成すると共に、一対の該筒形金属ばねの弾性変形に基づいて許容される該筒形マス部材の軸直角方向の変位に伴って剪断変形せしめられる減衰部材を設けたことを特徴とする筒形ダイナミックダンパ。
【請求項２】
前記筒形金属ばねの前記マス固定部がストレートな円筒形状とされており、該マス固定部が前記筒形マス部材の端部に対して嵌着固定されている請求項１に記載の筒形ダイナミックダンパ。
【請求項３】
前記筒形金属ばねにおいて前記スリットが該筒形金属ばねの周上で不均等に形成されている請求項１又は２に記載の筒形ダイナミックダンパ。
【請求項４】
高分子材料からなる減衰材が前記筒形金属ばねの表面を覆うように固着されることによって前記減衰部材が構成されている請求項１乃至３の何れか一項に記載の筒形ダイナミックダンパ。
【請求項５】
前記減衰部材が、高分子材料からなる減衰材によって形成されてテーパ筒形状を有していると共に、前記筒形金属ばねに対して内挿状態又は外挿状態で軸直角方向に離隔配置されており、該減衰部材の大径側端部が前記筒形マス部材の軸方向端部に固定されている一方、該減衰部材の小径側端部が該筒形金属ばねの前記小径側端部に密着状態で取り付けられている請求項１乃至３の何れか一項に記載の筒形ダイナミックダンパ。
【請求項６】
前記減衰部材が、前記筒形金属ばねの外周面の全体を覆うテーパ筒形状を呈しており、該筒形金属ばねに外挿配置されている請求項５に記載の筒形ダイナミックダンパ。
【請求項７】
前記一対の筒形金属ばねの小径側の開口部分には、径方向内方に突出して周方向に延びる環状シールが形成されている請求項１乃至５の何れか一項に記載の筒形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、筒状のマス部材が主振動系たる回転軸に外挿されて弾性部材を介して弾性連結されることにより、制振すべき回転軸に対しての副振動系を構成する、筒形ダイナミックダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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装着されて、その振動を吸収し、抑制する制振装置の一種として、筒形のダイナミックダンパ（動的吸振器）が知られている。筒形ダイナミックダンパは、一般に、筒状のダンパマスが回転軸の外周側に所定距離を隔てて外挿されると共に、それらダンパマスと回転軸の間に介装されたゴム弾性体によって、ダンパマスが回転軸に弾性的に連結支持せしめられた構造とされている。例えば、特許文献１（特公平０７−４７９７９号公報）や特許文献２（特開２０００−１９９５４２号公報）等に示されているものが、それである。
【０００３】
しかしながら、上述の如き従来構造の筒形ダイナミックダンパでは、ゴム弾性体の温度依存性や振幅依存性が高いが故に、環境や入力振動の変化等に起因してチューニング周波数が変化してしまうことがあった。特に、自動車に装着されるダイナミックダンパにおいては、環境や走行条件、内燃機関等によって±５０℃以上の温度変化に晒されることがあり、それによって、ダンパのチューニング周波数の変化が大きくなり易かったのである。その結果、要求される制振効果が安定して発揮され難い問題があった。
【０００４】
なお、かかる問題に対処するために、例えば、互いに異なるチューニングを施した複数のダイナミックダンパを採用することも考えられるが、要求される制振効果が満たされる程度にダイナミックダンパを複数採用するには、コストや重量が増加することに加え、回転軸への装着作業に手間がかかる等の問題を内在していた。
【０００５】
【特許文献１】特公平０７−４７９７９号公報
【特許文献２】特開２０００−１９９５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、温度依存性や振幅依存性が低減され、且つ減衰力が効果的に得られると共に、チューニング自由度が向上されることによって、優れた制振効果が発揮され得ることに加え、回転軸への装着作業が容易になる、新規な構造の筒形ダイナミックダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００８】
すなわち、本発明の特徴とするところは、回転軸に外挿状態で装着されて回転軸の制振すべき振動を抑える筒形ダイナミックダンパにおいて、回転軸の外径よりも大きな内径を有する筒形マス部材と、軸方向中間部分にテーパ筒状部を有する筒形金属ばねの一対とを用い、各筒形金属ばねの大径側端部を筒形マス部材の軸方向端部に固定されるマス固定部とすると共に、各筒形金属ばねの小径側端部を回転軸に外嵌固定される回転軸固定部とする一方、各筒形金属ばねにおいて小径側端部からテーパ筒状部にまで延びるスリットを周上で少なくとも一つ形成すると共に、一対の筒形金属ばねの弾性変形に基づいて許容される筒形マス部材の軸直角方向の変位に伴って剪断変形せしめられる減衰部材を設けた筒形ダイナミックダンパにある。
【０００９】
このような本発明に従う構造とされた筒形ダイナミックダンパにおいては、主たる振動入力に伴う筒形マス部材の軸直角方向の変位に際して、減衰部材が剪断変形するようになっており、それによって、減衰部材の圧縮変形による弾性が充分に小さくされることから、主たるばね特性が一対の筒形金属ばねによって発揮される。これにより、減衰部材によるばね作用が抑えられて、減衰部材の比較的に大きな温度依存性や振幅依存性に起因する制振効果への悪影響が軽減乃至は回避される。しかも、目的とする減衰力は、減衰部材の剪断変形によって充分に得られる。即ち、本発明に係る一つのマス−バネ系としての副振動系が、筒形金属ばねのばね成分と減衰部材の減衰成分をそれぞれ主に利用したバネ系と、筒形マス部材の質量を利用したマス系とからなる。それ故、制振すべき振動に対して安定した制振効果が得られる。
【００１０】
特に、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、筒形金属ばねの小径側端部からテーパ筒状部にまで延びるスリットが形成されていることによって、小径側端部からなる回転軸固定部を回転軸に外嵌固定する際に、回転軸固定部の拡径変形が大きく許容される。その結果、筒形金属ばねを備えた筒形ダイナミックダンパの回転軸への外挿装着が実現されて、筒形金属ばねによる固定安定性の向上と、装着作業の容易化が、両立して達成され得る。
【００１１】
また、この筒形金属ばねに形成されたスリットを利用して、ばね特性をチューニング変更することも出来る。即ち、スリットの寸法や形状、数、配置等の設計変更に基づいて、チューニング自由度が、簡単な構造で向上され得るのである。
【００１２】
なお、減衰部材には、例えば、天然ゴムやスチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ウレタン系ゴム等のゴム材料や、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマ等の樹脂材料に、マイカやカーボンブラック等の充填剤を添加してなる、各種の減衰材料が採用される。また、減衰部材として好ましくは、ブチルゴム等の高減衰ゴム、スチレン系熱可塑性エラストマおよびヒドロゲルやオルガノゲル等の高分子ゲル等からなる高減衰材料を含んで構成される。
【００１３】
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、筒形金属ばねのマス固定部がストレートな円筒形状とされており、マス固定部が筒形マス部材の端部に対して嵌着固定されている構造が、採用されても良い。これにより、筒形金属ばねと筒形マス部材の固定構造が簡単となり、製造作業の更なる効率化が図られ得る。なお、マス固定部の筒形マス部材への嵌着固定には、マス固定部が筒形マス部材の外周面に外嵌固定される態様や、筒形マス部材の内周面に内嵌固定される態様を含む。
【００１４】
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、筒形金属ばねにおいてスリットが筒形金属ばねの周上で不均等に形成されている構造が、採用されても良い。ここで、スリットが筒形金属ばねの周上で不均等に形成されているとは、複数のスリットにおける幅寸法や長さ寸法、形状の他、周方向でスリット同士の間隔が異ならされている等の各種態様を含む。これにより、筒形金属ばねにおいて、互いに異なる軸直角方向で互いに異なるばね特性を付与することが出来る。その結果、筒形ダイナミックダンパの軸直角方向の固有チューニング周波数を異なる方向で複数設定することが出来る。また、回転軸と共にダイナミックダンパが回転することから、結果的に、全体として複数のチューニング周波数域を繋いでブロード化したような、広い周波数域で有効な制振効果が発揮される。
【００１５】
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、高分子材料からなる減衰材が筒形金属ばねの表面を覆うように固着されることによって減衰部材が構成されている構造が、採用されても良い。これによれば、ダイナミックダンパにおける減衰部材の形成スペースが小さくされて、コンパクト化が達成される。また、筒形金属ばねが減衰部材で保護されることによって、ばねの耐久性や耐食性等の向上が図られ得る。
【００１６】
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、減衰部材が、高分子材料からなる減衰材によって形成されてテーパ筒形状を有していると共に、筒形金属ばねに対して内挿状態又は外挿状態で軸直角方向に離隔配置されており、減衰部材の大径側端部が筒形マス部材の軸方向端部に固定されている一方、減衰部材の小径側端部が筒形金属ばねの小径側端部に密着状態で取り付けられている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、筒形金属ばねと減衰部材が軸直角方向で離隔配置された部分において、筒形金属ばねの弾性変形と減衰部材の剪断変形との互いの干渉が抑えられることとなり、それによって、筒形金属ばねの弾性変形に基づく主ばね特性や減衰部材の剪断変形に基づく減衰力の設計変更の複雑化が防止される。
【００１７】
さらに、本発明に係る上述の筒形ダイナミックダンパでは、減衰部材が、筒形金属ばねの外周面の全体を覆うテーパ筒形状を呈しており、筒形金属ばねに外挿配置されている構造が、好適に採用される。このような構造によれば、テーパ筒形状の減衰部材が、筒形金属ばねを保護するシール部材として機能することから、筒形金属ばねの耐久性や耐食性等の向上が図られ得る。
【００１８】
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、一対の筒形金属ばねの小径側の開口部分には、径方向内方に突出して周方向に延びる環状シールが形成されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、筒形ダイナミックダンパが回転軸に装着された際に、それらの装着面間に圧縮変形して介装された環状シールによって、装着面間のシール性が向上される。それ故、筒形ダイナミックダンパの内側への水や油等の異物の侵入が防止されて、所期の特性が有利に確保され得る。なお、製造コストや部品点数の削減等を考慮して、環状シールは減衰部材と一体形成されることが、好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について説明する。先ず、図１，２には、本発明の筒形ダイナミックダンパとしての動的吸振器に係る第一の一実施形態としての自動車用ダイナミックダンパ１０が示されている。自動車用ダイナミックダンパ１０は、全体として円筒形状を有しており、軸方向中央部分に筒形マス部材としての筒状マス金具１２を配すると共に、筒状マス金具１２を挟んだ軸方向両側に筒形金属ばねとしての筒状板ばね１４を、それぞれ配した構造とされている。本実施形態に係る自動車用ダイナミックダンパ１０は、ＦＦ車のフロントアクスルやＦＲ車のリアアクスル、４ＷＤ車のフロント及びリアアクスル等を構成する、回転軸としての円形ロッド状のドライブシャフト１６に装着される（図４参照。）。なお、以下の説明において、ダイナミックダンパ１０やドライブシャフト１６の軸方向は、図１，２，４中の左右方向をいう。
【００２０】
詳細には、筒状マス金具１２は、軸方向に略一定の円形断面で延びる厚肉の円筒形状を有しており、比重の大きな鉄系の金属材によって形成されている。筒状マス金具１２の内径寸法：ｄ１は、ドライブシャフト１６の最大外径寸法よりも大きくされている。
【００２１】
一方、筒状板ばね１４は、ばね鋼等の薄肉の金属材によって形成された弾性部材であり、全体として円筒形状を有している。ここにおいて、筒状板ばね１４の軸方向中間部分が、軸方向一方から他方に向かって径寸法が次第に小さくなるテーパ筒状部１８とされている。このテーパ筒状部１８の大径側端部と小径側端部が、それぞれ軸方向にストレートに延びるマス固定部２０と、回転軸固定部としてのシャフト固定部２２とされている。なお、テーパ筒状部１８とマス固定部２０とシャフト固定部２２は、例えば、ストレートな円筒金具に拡径加工を施すこと等によって一体形成され得る。
【００２２】
また、テーパ筒状部１８やマス固定部２０、シャフト固定部２２における形状や大きさ、構造等は、要求されるばね特性や製作性等に応じて適宜に設計変更されるものであり、例えば、テーパ筒状部１８を軸方向でテーパ角度が複数段階に異なる多段テーパ筒形状としたり、全体的に軸方向で連続してテーパ角度が変化する湾曲縦断面形状のテーパ筒状部１８とすることなども可能である。更に、マス固定部２０の内径寸法が筒状マス金具１２の外径寸法よりも僅かに大きくされ、且つシャフト固定部２２の内径寸法が筒状マス金具１２の内径寸法：ｄ１よりも小さくされている。
【００２３】
さらに、各筒状板ばね１４には、複数のスリット２４が形成されている。スリット２４は、筒状板ばね１４の内外面に貫通して、シャフト固定部２２の開口側端縁部からテーパ筒状部１８との接続側端部に向かって軸方向に延び、且つテーパ筒状部１８のシャフト固定部２２と接続される小径側端縁部から大径側端縁部付近までをテーパ筒状部１８の母線方向に延びており、全体として切り欠き状を呈している。テーパ筒状部１８の大径側端部付近、即ち筒状板ばね１４のマス固定部２０付近に位置せしめられるスリット２４の奥方端部は、次第に幅狭とされて応力集中を抑えた形状とされており、マス固定部２０側に向かって凸となるような形態で屈曲乃至は湾曲している。このシャフト固定部２２からテーパ筒状部１８にまで延びるスリット２４は、全体に亘って略一定の幅寸法で延びていることによって、図１にも示されているように平面視で軸方向に延びる直線状を呈しているが、スリットの幅寸法は変化しても良いし、また、平面視で筒状板ばね１４の軸方向に対して傾斜したり、湾曲したりしても良い。
【００２４】
このようなスリット２４が筒状板ばね１４に形成されていることによって、筒状板ばね１４は、スリット２４の形状や寸法、数、配置等を調節することによっても、そのばね特性を調節することが可能とされている。なお、筒状板ばね１４のばね特性は、その材質や部材厚さ等の他、テーパ角度を変更することによって調節可能であることは言うまでもない。
【００２５】
特に本実施形態では、図３にも示されているように、上述の如きスリット２４が筒状板ばね１４に４つ形成されており、２つのスリット２４ａ，２４ｂが、筒状板ばね１４の一軸直角方向であるＸ−Ｘ方向で対向位置せしめられている。また、筒状板ばね１４のＸ−Ｘ方向に直交する別の一軸直角方向としてのＹ−Ｙ方向において、筒状板ばね１４の中心軸を挟んだ一方の側に１つのスリット２４ｃが位置せしめられていると共に、筒状板ばね１４の中心軸を挟んだ他方からスリット２４ａ側に偏倚して、１つのスリット２４ｄが位置せしめられている。これにより、スリット２４ｃおよびスリット２４ａの周方向間の離隔距離：Ｌ１と、スリット２４ａおよびスリット２４ｄの周方向間の離隔距離：Ｌ２と、スリット２４ｄおよびスリット２４ｂの周方向間の離隔距離：Ｌ３とが、それぞれ異ならされていると共に、スリット２４ｂおよびスリット２４ｃの周方向間の離隔距離：Ｌ４と、スリット２４ｃおよびスリット２４ａの周方向間の離隔距離：Ｌ１が、同じとされている。
【００２６】
すなわち、本実施形態に係る筒状板ばね１４においては、スリット２４が筒状板ばね１４の周上で不均等に形成されており、それに基づいて、互いに異なる軸直角方向で互いに異なるばね特性が付与されている。
【００２７】
さらに、筒状板ばね１４におけるテーパ筒状部１８とシャフト固定部２２には、減衰部材としての減衰ゴム２６が配設されている。減衰ゴム２６は、加硫成形により、テーパ筒状部１８およびシャフト固定部２２の表面の略全体に亘って、略一定の厚さ寸法で覆うように加硫接着されている。また、筒状板ばね１４の各スリット２４にも減衰ゴム２６が充填されており、減衰ゴム２６の加硫成形に際して、スリット２４を利用して、テーパ筒状部１８およびシャフト固定部２２の内周面側に固着される減衰ゴム２６と外周面側に固着される減衰ゴム２６との一体形成が実現される。要するに、本実施形態では、筒状板ばね１４が減衰ゴム２６を備えた一体加硫成形品とされている。また、シャフト固定部２２の減衰ゴム２６で覆われた円筒状体の内径寸法：ｄ２が、かかる一体加硫成形品の最小内径寸法とされていて、本実施形態では、筒状マス金具１２の内径寸法：ｄ１よりも小さくされている。
【００２８】
なお、減衰ゴム２６の大きさや形状等は、要求される防振特性や減衰係数に応じて適当に設定されるものであり、特に限定されるものでない。また、減衰ゴム２６の材料は、公知のゴム材料の他、ゴムと同様に変形に際して減衰力を発揮するスチレン系熱可塑性エラストマー、ヒドロゲルやオルガノゲル等の高分子ゲルなどのゲル状の樹脂材料も採用可能である。具体的に例示すると、ゴム材料としては高減衰のブチルゴム等が好適であり、特許第３６７５２１６号公報や特許第３４６８０７３号公報等に記載の高減衰材料組成物も好適である。
【００２９】
また、筒状板ばね１４のマス固定部２０の外周面や減衰ゴム２６の表面等において、スリット２４上若しくはスリット２４の軸方向延長線上には、必要に応じて、突起や刻印、ペインティング等を付するマーキング処理を施しても良く、それによって、減衰ゴム２６で覆われたテーパ筒状部１８およびシャフト固定部２２における各スリット２４の形成位置を認識することも可能である。
【００３０】
このような減衰ゴム２６を備えた筒状板ばね１４のマス固定部２０の一対に対して、それぞれ筒状マス金具１２の軸方向端部が圧入されたり、或いはマス固定部２０が筒状マス金具１２の軸方向端部に外挿されて縮径加工により嵌着固定されたり等して、一対の筒状板ばね１４，１４が、筒状マス金具１２に外嵌固定されている。かかる固定に伴い、筒状マス金具１２と各筒状板ばね１４が同心状に配されていると共に、各筒状板ばね１４の減衰ゴム２６で覆われたテーパ筒状部１８およびシャフト固定部２２が、筒状マス金具１２の軸方向両端部から軸方向外方に突出するようにして筒状マス金具１２に組み付けられている。
【００３１】
本実施形態では、一方の筒状板ばね１４に形成された４つのスリット２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと他方の筒状板ばね１４に形成された４つのスリット２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが、それぞれ軸方向で互いに投影する位置に重ね合わされるようにして、一対の筒状板ばね１４，１４が筒状マス金具１２に組み付けられている。即ち、一対の筒状板ばね１４，１４の各Ｘ−Ｘ方向と各Ｙ−Ｙ方向が、それぞれ軸方向で互いに重なり合うように位置せしめられている。
【００３２】
上述の如き構造とされた自動車用ダイナミックダンパ１０は、例えば、図４に示される如きドライブシャフト１６に装着される。
【００３３】
ドライブシャフト１６は、中空乃至は中実の円形断面を有する長手ロッド状の剛性部材からなり、その軸方向両端部分には、スプライン加工を施した連結部２８，２８が形成されている。一対の連結部２８，２８には、図示しないユニバーサルジョイントが組み付けられ、それらのユニバーサルジョイントを介して、一方の連結部２８が終減速歯車装置の出力軸に連結されると共に、他方の連結部２８が駆動輪に連結されるようになっている。
【００３４】
また、ドライブシャフト１６の軸方向中央部分と各連結部２８の間には、軸方向に所定距離を隔てて大径リング状の係止部３０，３０が突設され、それら係止部３０，３０の軸方向間において係止溝３２が構成されている。この係止溝３２は、図示しない保護カバーで各連結部２８を覆うようにして保護カバーをドライブシャフト１６に外挿装着する際に、保護カバーの端部を支持せしめるためのものである。
【００３５】
本実施形態に係るドライブシャフト１６は、連結部２８と係止部３０を除いて、略一定の円形断面で軸方向に延びており、その外径寸法が、自動車用ダイナミックダンパ１０の筒状マス金具１２の内径寸法：ｄ１よりも小さくされ、且つダイナミックダンパ１０の軸方向両側における減衰ゴム２６を備えたシャフト固定部２２の内径寸法：ｄ２と同じか、それよりも僅かに大きくされている。また、ドライブシャフト１６の最大外径寸法が、係止部３０の外径寸法：ｄ３とされており、筒状マス金具１２の内径寸法：ｄ１よりも小さくされている一方、減衰ゴム２６を備えたシャフト固定部２２の内径寸法：ｄ２よりも大きくされている。係止部３０の外径寸法：ｄ３と連結部２８の外径寸法は略同じとされている。
【００３６】
自動車用ダイナミックダンパ１０をかくの如きドライブシャフト１６に装着するには、ドライブシャフト１６の軸方向両側の何れか一方の連結部２８からダイナミックダンパ１０を外挿して、一方の連結部２８および一対の係止部３０，３０を軸方向に越えて、ドライブシャフト１６の目的の装着位置（本実施形態では、ドライブシャフト１６の略軸方向中央部分）に位置せしめる。そこにおいて、ダイナミックダンパ１０の減衰ゴム２６を備えたシャフト固定部２２の内径寸法：ｄ２が連結部２８や係止部３０の外径寸法：ｄ３に比して小さいことから、ダイナミックダンパ１０が連結部２８や係止部３０を越えて軸方向に挿し入れる際に、拡径方向に押し広げるように弾性変形せしめることによって、ダイナミックダンパ１０をドライブシャフト１６に対して容易に外挿装着することが可能である。而して、ダイナミックダンパ１０をドライブシャフト１６の目的の装着位置に位置せしめた状態で、筒状板ばね１４の弾性とシャフト固定部２２に被着された減衰ゴム２６の弾性に基づき、該減衰ゴム２６の内周面がドライブシャフト１６の外周面に密着状に重ね合わされることとなって、ダイナミックダンパ１０の一対のシャフト固定部２２，２２がドライブシャフト１６に外嵌固定されている。特に、ドライブシャフト１６に装着する前のダイナミックダンパ１０の減衰ゴム２６を備えたシャフト固定部２２の内径寸法：ｄ２が、装着後のシャフト固定部２２の内径寸法：ｄ２’との関係でｄ２≦ｄ２’となることを考慮しつつ、ドライブシャフト１６の外径寸法がシャフト固定部２２の内径寸法：ｄ２よりも大きく設定される。このｄ２’−ｄ２の値に応じて、ダイナミックダンパ１０のドライブシャフト１６への嵌着固定力を調節することが出来る。
【００３７】
このように自動車用ダイナミックダンパ１０がドライブシャフト１６に装着されると、ダンパ１０とドライブシャフト１６が略同心状に位置せしめられて、筒状板ばね１４のテーパ筒状部１８が小径側端部から大径側端部に向かってドライブシャフト１６の径方向外方に次第に大きく広がる。また、テーパ筒状部１８の大径側のマス固定部２０に固定された筒状マス金具１２が、ドライブシャフト１６の周りに所定距離を隔てて外挿配置される。
【００３８】
これにより、筒状マス金具１２が、減衰ゴム２６が被着されたテーパ筒状部１８の一対を介して、シャフト固定部２２，２２が固着されたドライブシャフト１６に対して弾性的に支持されている。そして、減衰ゴム２６やテーパ筒状部１８の弾性変形に基づいて、筒状マス金具１２がドライブシャフト１６に対する相対変位を許容されている。
【００３９】
すなわち、筒状マス金具１２を弾性的に支持するテーパ筒状部１８は、その軸方向断面がダイナミックダンパ１０およびドライブシャフト１６の軸方向に対して傾斜していると共に、スリット２４が形成されていることから、筒状マス金具１２がドライブシャフト１６に対して軸直角方向に変位せしめられる際に、テーパ筒状部１８が弾性変形によるばね特性を発揮し得る。なお、かかるテーパ筒状部１８の弾性変形に伴って、減衰ゴム２６には、剪断変形が生ぜしめられることとなる。
【００４０】
特に、筒状板ばね１４に形成された４つのスリット２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにおける各スリット２４同士の周方向間の離隔距離が適宜に異ならされて、スリット２４が筒状板ばね１４の周上で不均等に形成されていることから、ドライブシャフト１６の曲げ共振などの振動に際して、筒状マス金具１２がドライブシャフト１６に対して軸直角方向に変位せしめられると、それぞれ互いに異なる軸直角方向において互いに異なるばね特性が発揮され得る。
【００４１】
従って、かくの如きダイナミックダンパ１０の装着状態下、制振すべきドライブシャフト１６の曲げ振動がダイナミックダンパ１０に及ぼされると、筒状マス金具１２のドライブシャフト１６に対する変位が、金属ばねである筒状板ばね１４，１４によるばね特性と大きな減衰効果を伴って許容されることとなる。即ち、制振すべき振動の入力に伴って筒状マス金具１２が振動変位せしめられることとなるが、かかる筒状マス金具１２の振動変位は、筒状板ばね部１４のテーパ筒状部１８の弾性をバネとし、筒状マス金具１２の質量をマスとする、一つのマス−バネ系からなる振動系によって発現される。要するに、この一つの振動系が、主振動系である回転軸としてのドライブシャフト１６に対して副振動系として機能することで、ダイナミックダンパ効果である振動低減効果が発揮されるのである。
【００４２】
しかも、かかる副振動系においては、テーパ筒状部１８の変形に際して、減衰ゴム２６の主たる変形態様が剪断変形とされて、圧縮変形による大きなばね剛性を抑えつつ、大きな減衰力が発揮されることとなる。それ故、金属ばねであるテーパ筒状部１８のばね特性に加えて、減衰ゴム２６による大きな減衰力も併せて作用せしめられることとなり、その結果、かかる副振動系によるダイナミックダンパ効果に関して、振動ピークの低減効果が発揮されるのである。要するに、ダイナミックダンパ１０の装着前に問題となっていた振動部材の共振によるピーク振動だけでなく、ダイナミックダンパ効果によってかかる当初のピーク振動の周波数域の上下両側の周波数域に発生する新たなピーク振動も、効果的に低減されるのであり、その結果、全体として広い周波数域で効果的な振動低減効果が達成されるのである。
【００４３】
加えて、副振動系のバネを構成する筒状板ばね１４が、金属ばねで構成されていることから、従来構造のバネをゴム弾性体で構成したダイナミックダンパに比して、チューニング周波数の振幅依存性や温度依存性が大幅に抑えられるのである。その結果、例えば自動車のように５０℃或いはそれ以上の温度変化に晒されたり、走行条件によって入力振動の大きさが数十倍にまで変化することで制振すべき振動に大きな振幅変化が現れるような環境下においても、ダイナミックダンパ１０のチューニング周波数の変化が抑えられて、目的とする制振効果を安定して得ることが可能となるのである。
【００４４】
また、本実施形態に係る自動車用ダイナミックダンパ１０においては、ばね鋼等の金属材からなるシャフト固定部２２の弾性変形作用を利用して、ダイナミックダンパ１０の軸方向端部がドライブシャフト１６に確実に外嵌固定される。それによって、例えば、特許文献１（特公平０７−４７９７９号公報）や特許文献２（特開２０００−１９９５４２号公報）に示される従来構造の筒形ダイナミックダンパように、ダンパのドライブシャフトへの外嵌固定部分の外周側から、特別に固定バンドを締め付けて固定する必要もないのであり、加えて、本実施形態ではかかるシャフト固定部２２がテーパ筒状部１８やマス固定部２０と一体形成されていることから、部品点数の削減とドライブシャフト１６への装着作業の簡略化が効果的に図られ得る。
【００４５】
ここで、筒状板ばね１４におけるシャフト固定部２２の開口端縁部からテーパ筒状部１８の大径側端部付近にまで延びるスリット２４が、筒状板ばね１４の周方向に離隔して複数形成されていることによって、筒状板ばね１４の拡径変形量が大きく確保されている。これにより、金属製の筒状板ばね１４を備えたダイナミックダンパ１０においても、筒状板ばね１４の拡径変形を利用して、例示の如きドライブシャフト１６の軸方向端部からの外挿装着が実現可能とされるのであり、装着作業の簡略化が達成され得るのである。
【００４６】
また、筒状板ばね１４に形成されたスリット２４の寸法や形状、数、配置等の設計変更に基づき、チューニング周波数の設定変更が、簡単な構造で実現され得る。
【００４７】
特に本実施形態では、複数のスリット２４が筒状板ばね１４の周上で不均等に形成されていることによって、筒状板ばね１４において互いに異なる軸直角方向（正確には、シャフト固定部２２を支点とし、マス固定部２０が軸直角方向に揺動変位せしめられる変形方向）で互いに異なるばね特性が付与され得る。それ故、自動車用ダイナミックダンパ１０の曲げ方向の固有チューニング振動数を、それぞれ異なる曲げ方向で複数設定することが出来る。ここで、ダイナミックダンパ１０はドライブシャフト１６と共に回転するから、全体として複数のチューニング周波数域を繋いでブロード化したような広い周波数域で制振効果が有効に発揮され得る。
【００４８】
具体的に、上述の如き制振効果について確認する試験を行った。その結果を図５に示す。図５に一点鎖線で示される実施例１は、本実施形態の自動車用ダイナミックダンパ１０をドライブシャフト１６と同等な試験部材に組み付けて、試験部材を加振せしめた際の振動レベルを測定した結果である。また、図５に実線で示される実施例２は、本実施形態に係る自動車用ダイナミックダンパの筒状板ばねの周上で複数のスリットが周上で均等に形成されることによって単一周波数にチューニングされてなる、本発明に従う構造とされた図示しない自動車用ダイナミックダンパについて、実施例１と同じ試験条件で試験部材の振動レベルを測定した結果である。また、図５に破線で示される比較例は、当該試験部材にダンパを組み付けずに、実施例１，２と同じ試験状態で試験部材の振動レベルを測定した結果である。
【００４９】
このような図５に示される結果からも、本発明に従う構造とされた実施例１，２に係る自動車用ダイナミックにおいては、ドライブシャフトの問題となるピーク振動の周波数域において、制振効果が有効に発揮されることが認められる。
【００５０】
特に、実施例１の自動車用ダイナミックダンパ１０では、ダイナミックダンパ効果に起因して問題となる当初のピーク振動の周波数域の上下両側の周波数域で新たに生じる２つのピーク振動の間をつなげた線状の測定結果が、実施例２のダイナミックダンパ効果によるそれに比して、なだらかな形状とされていることが認められる。このことから、スリット２４が筒状板ばね１４の周上で不均等に形成されることで、固有振動数が複数存在して全体として特性のブロード化が実現されるものと考えられる。
【００５１】
また、本実施形態では、減衰ゴム２６が筒状板ばね１４の表面を覆うように加硫接着されることによって、筒状板ばね１４が減衰ゴム２６を備えた一体加硫成形品とされていることにより、部品点数の減少と、筒状板ばね１４および減衰ゴム２６の組み付け作業の簡略化が図られている。
【００５２】
しかも、減衰ゴム２６が、筒状板ばね１４のシャフト固定部２２の表面にまで固着されて、ドライブシャフト１６への装着に際してシャフト固定部２２とドライブシャフト１６の間に挟まれることにより、当該減衰ゴム２６がシール部材として機能する。それ故、簡単な構造で、ダイナミックダンパ１０とドライブシャフト１６の装着面間のシール性が向上され得る。
【００５３】
なお、互いに異なる質量を有する筒状マス金具１２の複数種類と、互いに異なるばね特性を有する筒状板ばね１４，１４の複数種類とを、それぞれ取り揃えた複数組からなるダイナミックダンパ構成部材の組み合わせ構造体にて、例示の如きダイナミックダンパ１０を製造することも可能である。
【００５４】
すなわち、複数種類のマス金具の中から所定質量の筒状マス金具１２を選択して採用すると共に、複数種類のばね特性の筒状板ばねの中から所定ばね特性の筒状板ばね１４を選択して採用する。そして、それら各選択した筒状マス金具１２と筒状板ばね１４を組み合わせることによって、目的とするチューニング周波数を有する副振動系を実現することが出来る。これによれば、チューニング周波数が異なる複数種類のダイナミックダンパ１０を、要求に際して速やかに且つ効率的に提供することが可能となる。
【００５５】
さらに、上述の如き構造の自動車用ダイナミックダンパ１０においては、図６，７に示されている、本発明の第二の実施形態としてのダイナミックダンパ３４のようにして、固有チューニング周波数を調節することも可能である。なお、以下の説明において、前記実施形態と実質的に同一の構造とされた部材および部位については、前記実施形態と同一の符号を付することより、それらの詳細な説明を省略する。
【００５６】
すなわち、かかるダイナミックダンパ３４においては、筒形マス部材としての円筒形状を有する筒状マス金具３６の内径寸法：ｄ３が、筒状板ばね１４のマス固定部２０の外径寸法よりも僅かに大きくされている。
【００５７】
かかる筒状マス金具３６の開口側端部に対して、各筒状板ばね１４のマス固定部２０が圧入固定されることにより、筒状板ばね１４が内挿状態で筒状マス金具３６に嵌着固定されている。
【００５８】
このような大径の筒状マス金具３６を採用することにより、筒状マス金具の周方向長さや外径寸法が大きく確保されて、マス−バネ系のマス質量を更に大きくすることも可能となる。
【００５９】
なお、第一の実施形態や第二の実施形態では、筒状板ばね１４と減衰ゴム２６が一体形成されていたが、それらを互いに別体形成しても良い。
【００６０】
具体的に例示すると、図８，９に示されている本発明の第三実施形態のように、筒状マス金具１２の軸方向両側に減衰部材としての減衰ゴム３８を、それぞれ設けても良い。
【００６１】
減衰ゴム３８は、全体として筒状板ばね１４よりも小径の円筒形状を有していると共に、高分子材料の減衰材からなる。また、減衰ゴム３８の軸方向一方の側が、軸方向に略一定の円形断面で延びる円筒状ゴム部４０とされていると共に、軸方向他方の側が、円筒状ゴム部４０と接続される端部の側から軸方向他方に向かって径寸法が次第に大きくなるテーパ状ゴム部４２とされている。テーパ状ゴム部４２のテーパの程度が、筒状板ばね１４のテーパ筒状部１８のテーパの程度に比して小さくされている。
【００６２】
また、円筒状ゴム部４０の開口端部の外周面には、周方向に略一定の断面で延びるストッパ部４４が径方向外方に向かって突設されて、減衰ゴム３８と一体形成されている。ここで、円筒状ゴム部４０の外径寸法が、筒状板ばね１４のシャフト固定部２２の内径寸法と略同じとされていると共に、ストッパ部４４の外径寸法が、シャフト固定部２２の外径寸法よりも大きくされている。
【００６３】
さらに、減衰ゴム３８の円筒状ゴム部４０の開口端部の内周面には、環状シールとしての周方向に略一定の断面で延びるシールリップ４６が径方向内方に向かって突設されて、減衰ゴム３８と一体形成されている。これらストッパ部４４やシールリップ４６は、周方向の全周に亘って連続して延びていたり、周方向の一周満たない距離で延びていても良く、周方向に離隔して複数形成することも可能である。また、シールリップ４６は、円筒状ゴム部４０の開口端部側の内周面に代えて或いは加えて、軸方向中間部分の内周面やテーパ状ゴム部４２と接続される端部側の内周面に形成しても良い。
【００６４】
各テーパ状ゴム部４２の大径側端部が、筒状マス金具１２の軸方向端部において厚さ方向の中央部分よりも径方向内側の端面（部）乃至は筒状マス金具１２の内周面に加硫接着されている。即ち、本実施形態では、一対の減衰ゴム３８，３８が、筒状板ばね１４でなく、筒状マス金具１２と一体加硫成形されている。
【００６５】
このような減衰ゴム３８を備えた筒状マス金具１２の一体加硫成形品において、その軸方向両側から各筒状板ばね１４が外挿されて、筒状板ばね１４のマス固定部２０に対して筒状マス金具１２の軸方向端部が圧入固定されている。また、減衰ゴム３８の円筒状ゴム部４０やストッパ部４４を径方向内方に縮径変形させて、或いはそれに代えてまたは加えて、筒状板ばね１４のスリット２４を利用して、シャフト固定部２２を拡径変形させた状態で、シャフト固定部２２が、減衰ゴム３８のストッパ部４４を軸方向に跨ぐと共に、筒状板ばね１４乃至は減衰ゴム３８の変形を解除することで、シャフト固定部２２の内周面と円筒状ゴム部４０の外周面を、略全体に亘って密着状態に相互に重ね合わせる。また、シャフト固定部２２の軸方向端部を減衰ゴム３８のストッパ部４４に対して軸方向で突き合わせる。
【００６６】
これにより、減衰ゴム３８が筒状板ばね１４に内挿配置されて、減衰ゴム３８のテーパ状ゴム部４２が筒状板ばね１４のテーパ筒状部１８と軸直角方向に所定距離を隔てて配される。このように減衰ゴム３８と筒状板ばね１４が互いに別体形成され、更に減衰ゴム３８と筒状板ばね１４において振動入力に伴い主として変形するテーパ状ゴム部４２とテーパ筒状部１８が離隔配置されることによって、互いの弾性変形に伴う干渉が抑えられる。
【００６７】
また、ドライブシャフト１６への装着に際しては、減衰ゴム３８および筒状板ばね１４を拡径変形せしめつつ、ドライブシャフト１６に外挿すると共に、それらの変形を解除することで、減衰ゴム３８の円筒状ゴム部４０を介して筒状板ばね１４のシャフト固定部２２を、ドライブシャフト１６に重ね合わせることとなる。そこにおいて、減衰ゴム３８と一体形成されたシールリップ４６が、減衰ゴム３８を介したシャフト固定部２２とドライブシャフト１６の間で圧縮変形せしめられつつ、介装されることから、シャフト固定部２２とドライブシャフト１６の装着面間のシール性が、簡単な構造で向上され得る。
【００６８】
或いは、図１０，１１に示されている本発明の第四の実施形態のように、筒状板ばね１４を筒状マス金具１２の内側に嵌着固定すると共に、筒状板ばね１４よりも大径のテーパ状ゴム部４８を備えた減衰部材としての減衰ゴム５０が、筒状板ばね１４の外周面の略全体を覆うようにして、筒状板ばね１４に外挿配置されても良い。
【００６９】
すなわち、筒状マス金具１２の軸方向端部の内周面に形成した嵌着溝５２に対して、各筒状板ばね１４のマス固定部２０が圧入固定される。
【００７０】
また、減衰ゴム５０のテーパ状ゴム部４８の小径側端部と大径側端部が、それぞれ軸方向に略一定の円形断面で延びる小径ゴム部５４と大径ゴム部５６とされる。更に、本実施形態に係る減衰ゴム５０のストッパ部４４が、大径ゴム部５６の開口端部の内周面に突設されていると共に、減衰ゴム５０のシールリップ４６が、ストッパ部４４の突出先端面に突設されている。更に、テーパ状ゴム部４８のテーパの程度が、筒状板ばね１４のテーパ筒状部１８のテーパの程度に比して大きくされている。
【００７１】
筒状板ばね１４のマス固定部２０が筒状マス金具１２に内嵌固定された組付け体において、その軸方向両側から各減衰ゴム５０が外挿されて、減衰ゴム５０におけるテーパ状ゴム部４８の小径側端部乃至は小径ゴム部５４が、筒状板ばね１４のシャフト固定部２２に外嵌固定されていると共に、シャフト固定部２２の軸方向端部が減衰ゴム５０のストッパ部４４に軸方向で突き合わされることによって、減衰ゴム５０の筒状板ばね１４に対する挿入端が規定されている。また、シールリップ４６がシャフト固定部２２の内周面よりも径方向内方に突出せしめられている。更に、減衰ゴム５０の大径ゴム部５６の内周面が、筒状マス金具１２の軸方向端部の外周面に重ね合わされると共に、それらの重ね合わせ面が接着剤等を用いて相互に固着されている。
【００７２】
これにより、減衰ゴム５０が筒状板ばね１４に外挿配置されて、筒状板ばね１４の外周面の全体を覆っていると共に、減衰ゴム５０のテーパ状ゴム部４８が筒状板ばね１４のテーパ筒状部１８と軸直角方向に所定距離を隔てて配される。このように筒状板ばね１４の外周面の全体が減衰ゴム５０で覆われることによって、減衰ゴム５０が筒状板ばね１４のシール部材として機能し、その結果、筒状板ばね１４の耐久性向上が図られる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これら実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、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で実施可能であり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００７４】
例えば、筒状板ばね１４におけるテーパ筒状部１８やマス固定部２０、シャフト固定部２２、スリット２４の形状や大きさ、構造、数、配置等は、任意に設定可能である。より具体的には、前記第一乃至第四の実施形態において、マス固定部２０やシャフト固定部２２が、テーパ筒形状を有していても良い。
【００７５】
また、一対の筒状板ばね１４，１４が筒状マス金具１２の軸方向両端部にそれぞれ内挿配置される第二の実施形態において、筒状板ばね１４の各マス固定部２０が互いに一体形成されて一つの筒状体を構成することにより、一対の筒状板ばね１４，１４が互いに一体形成されても良い。
【００７６】
さらに、筒状板ばねにおけるテーパ筒状部とマス固定部の間やテーパ筒状部とシャフト固定部の間に他の部材乃至は部位が設けられても良い。
【００７７】
また、前記実施形態では、各筒状板ばね１４に形成されるスリット２４において、全て形状や大きさ等が同じ同一規格のものが採用されていたが、それぞれ規格の異なるものを採用することは勿論可能である。
【００７８】
また、マス固定部の外周側に締付け固定される金属製乃至は樹脂製の締付バンドは、必要に応じて設けても良い。
【００７９】
また、第三の実施形態や第四の実施形態において、減衰ゴムは、筒状マス金具に加硫接着されていても良い。更には、筒状マス金具の内周面や外周面或いは筒状マス金具の全面を覆う被覆ゴム層を、減衰ゴムと一体形成しても良い。
【００８０】
また、筒状板ばねの外周面に減衰ゴムが固着された第一及び第二の実施形態において、例えば、筒状板ばねのテーパ筒状部の内側における筒状マス金具の軸方向端部と筒状板ばねの小径側端部の軸方向間において、筒状マス金具のマス固定部に対する変位に伴い剪断変形が生ぜしめられる減衰ゴムを設けることにより、一層大きな減衰力を得ることが可能となる。
【００８１】
加えて、前記実施形態では、本発明を自動車のドライブシャフト用ダイナミックダンパに適用したものの具体例について説明したが、本発明は、自動車のプロペラシャフトの他、自動車以外の各種回転軸に装着される筒形ダイナミックダンパに対しても、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第一の実施形態としての自動車用ダイナミックダンパの平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１の自動車用ダイナミックダンパを構成する筒状板ばねの正面図。
【図４】図１の自動車用ダイナミックダンパをドライブシャフトに装着した状態を示す縦断面図。
【図５】本発明に係る筒形ダイナミックダンパの制振効果を確認するために行った試験の結果を示すグラフ。
【図６】本発明の第二の実施形態としての自動車用ダイナミックダンパの平面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【図８】本発明の第三の実施形態としての自動車用ダイナミックダンパの平面図。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図。
【図１０】本発明の第四の実施形態としての自動車用ダイナミックダンパの平面図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図。
【符号の説明】
【００８３】
１０：自動車用ダイナミックダンパ、１２：筒状マス金具、１４：筒状板ばね、１６：ドライブシャフト、１８：テーパ筒状部、２０：マス固定部、２２：シャフト固定部、２４：スリット、２６：減衰ゴム
【図１】
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【図２】
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【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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【図１１】
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