ダイナミックダンパー及びそれを装着した中空プロペラシャフト
【課題】中空シャフトの径の大小に関係なく、高い軸直角ばね特性を有し、低周波域から高周波域での共振特性を得て、金属部分を減らし、かつ非接着としてコストを下げ、装着容易なダイナミックダンパー及びそれを装着した中空プロペラシャフトを提供する。
【解決手段】中空シャフト内に遊嵌するダンパーマス両側に位置して中空シャフト内に固定する装着部材と、ダンパーマスと装着部材とを連結する一体的連結部材からなり、一体的連結部材は、装着部材にダンパーマスを弾性的に且つ互いに同一軸で連結すると共に、同一軸に傾斜した傾斜連結部と、これらを繋ぐ接続部でなることが特徴であり、これによって、装着部材と一体的連結部材との役割が分離でき、かつ非接着にでき、一体的連結部材の質量及び剛性を調整すれば、高い軸直角ばね特性を保持しつつ、広い範囲の周波数で共振特性を得て、製作容易でコスト安の製品が得られる。
【解決手段】中空シャフト内に遊嵌するダンパーマス両側に位置して中空シャフト内に固定する装着部材と、ダンパーマスと装着部材とを連結する一体的連結部材からなり、一体的連結部材は、装着部材にダンパーマスを弾性的に且つ互いに同一軸で連結すると共に、同一軸に傾斜した傾斜連結部と、これらを繋ぐ接続部でなることが特徴であり、これによって、装着部材と一体的連結部材との役割が分離でき、かつ非接着にでき、一体的連結部材の質量及び剛性を調整すれば、高い軸直角ばね特性を保持しつつ、広い範囲の周波数で共振特性を得て、製作容易でコスト安の製品が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車走行時の静粛性向上を図るための、ダイナミックダンパー及びそれを装着した中空プロペラシャフトに関するものであって、より詳しくは、中空シャフト内に遊嵌するダンパーマスと、このダンパーマス両側に位置して中空シャフト内に圧縮により固定する装着部材と、ダンパーマスと両側の装着部材とを連結する一体的連結部材とからなることで、低コスト且つ自動車走行特性により適切に対応できるようにしたダイナミックダンパー及びそれを装着した中空プロペラシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミックダンパーは、自動車の駆動力伝達に供する中空プロペラシャフト内に装着して、車体の振動を防止し自動車走行時の静粛性の向上を図り、加えて、中空プロペラシャフト自身の振動による金属疲労に随伴する強度低下を防止し、その耐久性を高めるためのものである。この中空プロペラシャフト用のダイナミックダンパーは、通常、図１７に示すように、外周面にラバー５３を貼り付けたアウターパイプ５０と、このアウターパイプ５０の軸芯に配置したダンパーマス５１と、このダンパーマス５１とアウターパイプ５０との間に介在して両者を弾性的に連結するマウントラバー５２と、を少なくとも有している。このダイナミックダンパーは、中空プロペラシャフト６０に内設し、中空プロペラシャフト６０の回転時に発生する振動を吸収し防振することで、中空プロペラシャフト６０の振動を解消しようとするものである。
【０００３】
上記のダイナミックダンパーは、通常、金型を加熱して所定の温度にし、予めダンパーマス５１やアウターパイプ５０を表面処理、化成処理し、さらに接着剤を塗布した後、金型に挿入しゴム素材を射出して加硫成形することにより、得られる。したがって、このダイナミックダンパーは、ダンパーマス５１及びアウターパイプ５０が、ラバー５３及びマウントラバー５２と一体化するメリットがあるものの、これを作製するのに長い時間がかかり、生産性が低く、コスト高となりやすい。このような状況に対処するものとして、以下のような技術が知られている。
【特許文献１】特開２００４−１０８４２６号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６６７４号公報
【特許文献３】特開２００２−２３５８０２号公報
【特許文献４】特開２００２−２３５８０３号公報
【特許文献５】特開２００５−４８９３６号公報
【０００４】
特許文献１のダイナミックダンパーは、図１８に示すように、シャフト６１の外周に設けるもので、ダンパーマス５１ａと、このダンパーマス５１ａ及びシャフト６１間に圧入する両側のマウントラバー５２ａとからなるものである。
【０００５】
特許文献２のダイナミックダンパーは、図１９に示すように、外周面に径方向に設けた２本の環状溝６２を有するダンパーマス５１ｂと、２本の環状溝６２に圧入し固定保持されるリング状のマウントラバー５２ｂとからなり、中空プロペラシャフト６０に内設するものである。
【０００６】
特許文献３のダイナミックダンパーは、図２０に示すように、取付パイプ５４と、この取付パイプ５４の軸心部に配置されたダンパーマス５１ｃと、これら取付パイプ５４とダンパーマス５１ｃとの間に配置されて弾性的に連結するマウントラバー５２ｃとからなり
、マウントラバー５２ｃの外側にアウターパイプ５０ｃを配置し、このアウターパイプ５０ｃを絞り加工した後、取付パイプ５４の中にダンパーマス５１ｃを圧入してなるものである。
【０００７】
特許文献４のダイナミックダンパーは、図２１に示すように、取付パイプ５４と、この取付パイプ５４の軸心部に配置されたダンパーマス５１ｃと、これら取付パイプ５４とダンパーマス５１ｃとの間に配置されて弾性的に連結するマウントラバー５２ｃとからなり
、取付パイプ５４を樹脂製とすると共に、マウントラバー５２ｃの内側に配置された樹脂製のインナーパイプ５５と、マウントラバー５２ｃの外側に配置された樹脂製のアウターパイプ５６とを具備し、インナーパイプ５５の中にダンパーマス５１ｃを圧入してなるものである。
【０００８】
特許文献５のダイナミックダンパーは、図２２に示すように、筒状に形成されて外周面に径方向に凹溝５７を有するマウントラバー５２ｄと、この凹溝５７に非接着で装着されたリング状のダンパーマス５１ｄと、マウントラバー５２ｄの内孔７０に非接着で挿入配置された筒状部７１とこの筒状部７１の一端から径方向外方に向かってダンパーマス５１ｄの内周面より外側に延出するフランジ部７２とを有し、筒状部７１の内孔７１ａに挿入された取付ボルト７３を緊締することにより、振動体７４の取付面とフランジ部７２とでマウントラバー５２ｄを挟持する状態に取り付けられる取付部材７５と、から構成している。
【０００９】
上述した特許文献１ないし５に記載の技術は、金具部分であるダンパーマスの表面処理、化成処理、接着剤の塗布処理などが必要なく、生産性を上げることが出来、ひいては低コストを実現できるという特徴を謳っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載されたものは、マウントラバー５２ａにおけるシャフト６１に固定する部分と共振特性を出す部分とが一体であるため、その部分が圧縮成分となり、この圧縮成分が共振周波数特性を司ることになって共振周波数が高くなり、低周波域での共振特性を得ることが難しくなる。それゆえ、低周波域での共振特性を得るには、マウントラバー５２ａの剛性を下げる必要があるが、材料に限界があり、現状では実現が難しい。
【００１１】
また、特許文献２に記載されたものは、特許文献１と同様に生産性を上げることが出来、低コストを実現できるが、上記した特許文献１と同じ理由で低周波域での共振特性を得ることが出来ない。
【００１２】
また、特許文献３に記載されたものは、金具部分である取付パイプ５４、ダンパーマス５１ｃ、アウターパイプ５０ｃの表面処理、化成処理、接着剤の塗布処理などが必要ないが、その一方で圧入するための器具と圧入工程が必要となり、生産性を上げたことにならず、実際には低コストを実現することは困難である。
【００１３】
また、特許文献４に記載されたものは、特許文献３における取付パイプ５４、アウターパイプ５６を樹脂製としたに過ぎず、上記した特許文献３と同じ理由で生産性を上げたことにならず、この技術も、実質的には低コストを実現することは困難である。
【００１４】
さらに、特許文献５に記載されたものは、ダンパーマス５１ｄが中空であるが、マウントラバー５２ｄ及び取付部材７５を圧入する工程があり、さらにマウントラバー５２ｄを固定する部分と共振特性を出す部分とが一体となり、その部分が圧縮成分となって、この圧縮成分が共振周波数特性を司ることになって共振周波数が高くなり、特許文献１と同様に低周波域での共振特性を得ることが難しくなることになる。
【００１５】
以上述べた従来技術の技術的問題点を踏まえて、本発明者は、中空シャフトの径の大小にかかわらず、高い軸直角ばね特性を有しつつ、低周波域から高周波域での共振特性を得ることが可能となり、かつダンパーマス以外の金属部分を無くしたダイナミックダンパーを開発し、特願２００５−３７４８９３として特許出願を行なっている。
そして、上記出願後にさらに性能向上を目指して該技術を追試する過程で、ダンマスを中空にすることにより、両端を貫通する弾性体支持部が形成され、ストッパーとしてダンパーマス外周をゴム弾性体が覆うため、非接着でもダイナミックダンパーの機能を十分に果たすことができる点に着目し、本発明を完成するに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、本発明によれば、中空シャフト内に遊嵌するダンパーマスと、該ダンパーマス両側に位置して前記中空シャフト内に圧縮により固定する装着部材と、前記ダンパーマスと両側の装着部材とを連結する一体的連結部材とからなり、前記一体的連結部材は、両側の装着部材に前記ダンパーマスを、弾性的に且つ互いに同一軸となるように連結すると共に、前記同一軸に対して傾斜した傾斜連結部と、両側の傾斜連結部を繋ぐ接続部とからなることを特徴とするダイナミックダンパーが提供される。
【００１７】
また、本発明によれば、前記一体的連結部材の接続部は、前記ダンパーマスにこれの軸方向に設けた孔を通した孔接続部であるダイナミックダンパーが提供される。
【００１８】
また、本発明によれば、前記一体的連結部材の接続部は、前記ダンパーマス外周面上にほぼ等間隔に渡した少なくとも５条以上の凸条接続部であるダイナミックダンパーが提供される。
【００１９】
また、本発明によれば、隣接する前記凸条接続部同士が円周方向に帯状に形成された橋絡部によって連接されてなる上記ダイナミックダンパーが提供される。
【００２０】
また、本発明によれば、前記一体的連結部材の接続部は、前記孔接続部及び前記凸条接続部により構成したダイナミックダンパーが提供される。
【００２１】
また、本発明によれば、前記一体的連結部材の傾斜連結部における前記同一軸に対する傾斜は、４５±２０度の範囲であるダイナミックダンパーが提供される。
【００２２】
また、本発明によれば、前記装着部材の一方の輪径が他方の装着部材の輪径よりも小径にされてなるダイナミックダンパーが提供される。
【００２３】
また、本発明によれば、前記装着部材の中空シャフトとの接触面に、円周上等間隔に軸方向に延びている切り欠きが３箇所以上形成されてなるダイナミックダンパーが提供される。
【００２４】
また、本発明によれば、上記したダイナミックダンパーにおける両側の前記装着部材の内側端部間に位置する前記中空シャフトに、凹凸部を設けて、該凹凸部を前記中空シャフトに前記ダイナミックダンパーを挿入する際の位置決めとしたことを特徴とする中空プロペラシャフトが提供される。
【００２５】
また、本発明によれば、上記したダイナミックダンパーにおける両側の前記装着部材の外側端部間に位置する前記中空シャフトに、前記装着部材の外側端部間距離Ｌより短い圧縮凹凸部を設けて、前記中空シャフトに前記ダイナミックダンパーを挿入した際、前記圧縮凹凸部により同一軸に対して傾斜してなる前記一体的連結部材を圧縮するようにしたことを特徴とする中空プロペラシャフトが提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のダイナミックダンパーは、中空シャフト内に遊嵌するダンパーマスが傾斜してなる一体的連結部材の傾斜連結部にて両側の装着部材に連結しているため、傾斜連結部はせん断成分と圧縮成分とが支配的となり、この傾斜連結部の質量及び剛性を調整すれば、高い軸直角ばね特性を保持しながら低周波から高周波の広い範囲での共振特性を出すことができる。一方、この一体的連結部材に関わりなく中空シャフト内に装着部材にて圧縮固定することができる。したがって、中空プロペラシャフトにおける中空シャフトの径の大小にかかわらず、構造的に一体的連結部材や装着部材に傷が付かず耐久性を保持でき、高い軸直角ばね特性を有しつつ、低周波域から高周波域での共振特性を得ることが可能となり、その上、ダンパーマス以外の金属部分を無くし、且つ両側の傾斜連結部同士を接続部により繋ぐことで非接着となり、生産性を上げてコストを下げ得、中空シャフトへの装着も容易となる効果がある。
【００２７】
また、一体的連結部材は、これのダンパーマスの孔を通した孔接続部により、両側の傾斜連結部同士を繋ぐことで、ダンパーマスと一体的連結部材とが非接着となり、上記した効果がより一層確実となる。
【００２８】
また、一体的連結部材は、これのダンパーマス外周面上に渡した凸条接続部により、両側の傾斜連結部同士を繋ぐことで、ダンパーマスと一体的連結部材とが非接着となり、上記した効果がより一層確実となる。その上、中空シャフトが常用回転域を越えて振幅が異常に大となると、凸条接続部がストッパーとして機能し、中空シャフトの内壁に当たり一体的連結部材がそれ以上変形しない。したがって、エンジンの常用回転域での軸直角方向の防振機能を果たしつつ、常用回転域を大きく越え、加速度が大幅に増加しても同じく防振機能を果たし、且つ変形を抑制するから、充分な耐久性を有する。
【００２９】
また、一体的連結部材は、上記した孔接続部及び凸条接続部により、両側の傾斜連結部同士を繋ぐことで、ダンパーマスと一体的連結部材とが非接着となり、上記した効果がより一層確実となる。その上、上記した凸条接続部によるストッパー機能もある。
【００３０】
また、一体的連結部材の傾斜連結部は、せん断成分と圧縮成分とがより確実に支配的となって、上記した効果がより一層確実となる。
【００３１】
また、装着部材の一方の輪径を他方の輪径よりも小径とするか、装着部材の中空シャフトの内周との接触面に、円周上等間隔に軸方向に延びている切り欠きを３箇所以上形成することにより、中空シャフトへの装着部材の装着がよりスムーズに行うことができる。
【００３２】
また、中空プロペラシャフトにおける中空シャフトにダイナミックダンパーを挿入する際、その挿入位置を凹凸部により決めることにより、上記効果に加えて、中空シャフトにダイナミックダンパーを装着する操作が極めて容易となる。
【００３３】
また、中空プロペラシャフトにおける中空シャフトにダイナミックダンパーを挿入した際、圧縮凹凸部により装着部材及び一体的連結部材のうち特に一体的連結部材の傾斜連結部を圧縮することになる。したがって、上記効果に加えて、この圧縮によりダイナミックダンパーの耐久性を向上させることができる。
【００３４】
以下に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例】
【００３５】
＜実施例１＞
図１は本発明のダイナミックダンパーを示す断面図、図２は本発明のダイナミックダンパーを中空プロペラシャフト内に装着する操作状態を示す断面図、図３は本発明のダイナミックダンパーを中空プロペラシャフト内に装着した状態を示す断面図である。
これらの図面において、本発明のダイナミックダンパー１は、中空プロペラシャフトにおける中空シャフト２内に遊嵌するダンパーマス３と、このダンパーマス３両側に位置して中空シャフト２内に圧縮により固定する装着部材４、５と、ダンパーマス３と両側の装着部材４、５とを連結する一体的連結部材７とからなり、この一体的連結部材７は、両側の装着部材４、５にダンパーマス３を、弾性的に且つ互いに同一軸６になるように連結すると共に、同一軸６に対して傾斜した傾斜連結部７ａ、７ｂと、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂを繋ぐ接続部７ｃとからなるものであり、一体に成形されている。
【００３６】
ダンパーマス３は、ある程度の重量が必要となるので、経済性から鋳鉄や鋼鉄が多く用いられる。装着部材４、５及び一体的連結部材７は、いずれも弾性体であるＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合系合成ゴム）や天然ゴム、あるいはそれらの混合物が用いられる
。しかし、これら装着部材４、５及び一体的連結部材７は、従来技術のマウントラバー５２とは異なり、装着部材４、５はラバー５３を貼り付けたアウターパイプ５０に相当し、一体的連結部材７はマウントラバー５２に相当する、と言うことができる
【００３７】
この実施例では、ダンパーマス３は、これの軸方向に孔８を設けて円環盤状であり、この孔８には、後述のとおり、一体的連結部材７の接続部７ｃとして孔接続部１２が通り、装着部材４側の傾斜連結部７ａと、装着部材５側の傾斜連結部７ｂとを繋ぎ一体としている。なお、ダンパーマス３の形状は、これに限定されるものではなく、後述するように、種々変わることができる。
【００３８】
装着部材４、５は、円盤１０に孔１１を開けた円環盤状を成し、ダイナミックダンパー１を中空シャフト２内に装着保持する役目を担っている。すなわち、装着部材４、５の円盤１０の外径は中空シャフト２の内径よりもやや大きく形成され、中空シャフト２内に装着部材４、５を圧入することで、強固に圧縮固定するから、この装着に関して一体的連結部材７にほとんど影響を及ぼすことがない。また、装着部材４、５の円盤１０の周縁部をカットすることにより、中空シャフト２内にダイナミックダンパー１を圧入し易くしている。
【００３９】
一体的連結部材７は、前記ダンパーマス３と装着部材４、５とを連結するものであり、
装着部材４側の傾斜連結部７ａと装着部材５側の傾斜連結部７ｂとを、前記接続部７ｃにより繋ぎ一体としている。すなわち、この実施例の接続部７ｃは、ダンパーマス３の孔８を通る孔接続部１２であり、これによって、傾斜連結部７ａと７ｂとを繋ぎ一体としている。さらに、この実施例では、一体的連結部材７と装着部材４、５とが一体に形成されている。すなわち、装着部材４、５の円盤１０の片側面とダンパーマス３の両側平面とは、傾斜した連続壁面形状、換言すれば傾斜連結部７ａ、７ｂにて連結されている。
【００４０】
したがって、一体的連結部材７における傾斜連結部７ａ、７ｂは、せん断成分と圧縮成分とが支配的となり、傾斜連結部７ａ、７ｂの長さ、角度及び剛性を調整すれば、高い軸直角ばね特性を保持しながら、低周波から高周波の広い範囲での共振特性を出すことが可能となる。上述したように、装着部材４、５は、装着に関して一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂにほとんど影響を及ぼさないから、これら傾斜連結部７ａ、７ｂの上記特性も装着部材４、５により影響されずに得ることができる。
また、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂが傾斜した連続壁面形状、換言すれば傘形状であるため、中空シャフト２内に装着する際に円盤状の装着部材４、５の倒れ防止に対しても寄与している。
【００４１】
また、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂの同一軸６に対する傾斜角度αは、４５±２０度の範囲である。この傾斜角度αの範囲内にある傾斜連結部７ａ、７ｂは、せん断成分と圧縮成分とが確実に支配的となり、高い軸直角ばね特性を保持しながら、低周波から高周波の広い範囲での共振特性を確実に出すことが出来る。一方、この傾斜角度αが２５度より小さくなると、せん断成分と曲げ成分とが主流となり、高い軸直角ばね特性を保持できず、低周波寄りの共振特性しか得ることができないようになる。逆に、この傾斜角度αが６５度より大きくなると、圧縮成分が主流となり、高い軸直角ばね特性を得られるが、高周波寄りの共振特性しか得ることができないようになる。以上の理由から同一軸６に対する傾斜角度αを４５±２０度に規定したが、より好ましい傾斜角度αは、４５±１０度の範囲である。
【００４２】
上記構成のダイナミックダンパー１は、ダンパーマス３、装着部材４、５、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂが同一軸６上となるように一体に作られる。なお、装着部材４、５、一体的連結部材７を同一のゴム素材とすれば、金型を使い射出成形などにより非接着で一気に製作が可能となり、接着に伴って金属部分であるダンパーマス３の表面処理、化成処理、接着剤塗布が必要なくなる。この製作されたダイナミックダンパー１は、図２、３に示すように、中空シャフト２内に圧入され使用されるが、この際もダイナミックダンパー１の同一軸６と中空シャフト２の軸１３とを一致させることが重要である。
【００４３】
そして、このような構成のダイナミックダンパー１であっても、図４に示すように、有効な吸振効果を期待できる周波数域を得ることができ、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂの長さ、角度及び剛性を調整すれば、高い軸直角ばね特性を保持しながら、この周波数域を横軸方向に左右移動が可能となり、低周波から高周波の広い範囲での共振特性を出すことが出来る。
【００４４】
次に、上記構成になるダイナミックダンパー１の作用について説明する。
まず、中空プロペラシャフトの中空シャフト２の径や回転数に適合するダイナミックダンパー１を選択し、中空シャフト２内にダイナミックダンパー１を圧入により装着する。この際、装着状態でダイナミックダンパー１の同一軸６と中空シャフト２の軸１３とを一致させるようにする。ダイナミックダンパー１は、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂに関わりなく中空ラシャフト２内に装着部材４、５が圧縮して固定するから、傾斜連結部７ａ、７ｂはせん断成分と圧縮成分とが支配的となる。その結果、高い軸直角ばね特性を保持しながら、低周波から高周波の広い範囲での共振特性を出すことが出来て、設計の自由度が著しく高まる。しかも、中空プロペラシャフトの径が小さくなっても、構造的に一体的連結部材７や装着部材４、５に傷が付かないから、耐久性を保持でき、さらにダンパーマス３以外の金属部分を無くすことが出来、加えて接着も必要ないから低コストが可能となる。
【００４５】
次に、上記構成になるダイナミックダンパー１が中空プロペラシャフトの軸とわずかなズレが生じていると、中空プロペラシャフトの回転に伴い、遠心力が働く。中空プロペラシャフトが回転して、それが常用回転域内、例えば５０００ｒｐｍであれば、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂの歪みが少なく、ダンパーマス３上に、後述のように、等間隔に設置した複数条の凸条接続部１４がストッパーの役割を果たし、凸条接続部１４が中空シャフト２の内壁に当たることがなく、中空プロペラシャフトの静粛性を保持する。一方、中空プロペラシャフトの回転が常用回転域を越えて、例えば、７０００ｒｐｍになると、傾斜連結部７ａ、７ｂの歪みが大きくなり、凸条接続部１４が中空シャフト２の内壁に当たり、傾斜連結部７ａ、７ｂの歪みがそれ以上進まず、耐久性を確保すると共に、中空プロペラシャフトの静粛性も保持する。
【００４６】
図５は中空プロペラシャフトにおける中空シャフト２の形状を示すものであり、その形状は、中空シャフト２に上記したダイナミックダンパー１を装着した際、両側の装着部材４、５の内側端部間に位置することになる中空シャフト２に、予め凹凸部１５を設けておき、この凹凸部１５を中空シャフト２にダイナミックダンパー１を圧入する際の位置決めとするものである。これにより、中空シャフト２にダイナミックダンパー１を圧入する際、その圧入位置を凹凸部１５により決めることができて、装着操作が極めて容易となる。
【００４７】
図６は中空シャフト２の他の形状を示すものであり、この形状は、中空シャフト２に上記したダイナミックダンパー１を装着した際、両側の装着部材４、５の外側端部間に位置することになる中空シャフト２に、装着部材４、５の外側端部間距離Ｌより短い圧縮凹凸部１６を予め設けておき、この中空シャフト２にダイナミックダンパー１を圧入した際、この圧縮凹凸部１６によりダイナミックダンパー１を圧縮するものである。これにより、装着部材４、５及び一体的連結部材７のうち特に傾斜連結部７ａ、７ｂを圧縮することになって、ダイナミックダンパー１の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
＜実施例２＞
図７ないし９は本発明の他のダイナミックダンパー１ａを示し、このダイナミックダンパー１ａと図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１との相違点は、ダンパーマス３ａに孔８がなく、したがって孔接続部１２もなく、その代わり、接続部７ｃとして、ダンパーマス３ａ外周面上にほぼ等間隔に渡した少なくとも５条以上の凸条接続部１４を有して、一体的連結部材７Ａを構成し、この凸条接続部１４により、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂ同士を繋ぐ点にある。したがって、この凸条接続部１４により、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂ同士を繋ぐことで、両側の装着部材４、５同士を連結するため、ダンパーマス３ａと一体的連結部材７Ａとを非接着とすることが出来る。
その上、中空シャフト２が常用回転域を越えて振幅が異常に大となると、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂが歪み、凸条接続部１４が中空シャフト２の内壁に当たり、ストッパーとして機能して一体的連結部材７Ａの両側の傾斜連結部７ａ、７ｂがそれ以上変形しない。したがって、エンジンの常用回転域での軸直角方向の防振機能を果たしつつ、常用回転域を大きく越え、加速度が大幅に増加しても同じく防振機能を果たし、且つ変形を抑制するから、充分な耐久性を有する。その他の構成、作用は図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１と同様なので、図面に符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
＜実施例３＞
図１０ないし１２は、図７に示した実施例２の形態において、隣接する前記凸条接続部１４同士が円周方向に帯状に形成された橋絡部１７によって連接されてなるダイナミックダンパー１ｂの構成を示している。
橋絡部１７は凸条接続部１４同士を連接することによって凸条接続部の形状を安定化させ、本発明のダイナミックダンパー１ｂの機能を一層有効に発揮させるために有効であり、凸条接続部１４と同じ材質で形成されていることが、一体的に連接される上で好ましい。橋絡部１７の形状は特に限定されるものではないが、上記目的を一層有効にするためには、凸条接続部１４の軸方向の中央部を中心とする帯状に形成されていることが好ましいく、その高さは凸条接続部１４の高さとほぼ同じ程度であることが好ましい。
その他の構成、作用は図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１並びに図７ないし９に示すダイナミックダンパー１ａと同様なので、図面に符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
＜実施例４＞
図１３は本発明の他のダイナミックダンパー１ｃを示し、このダイナミックダンパー１ｃと図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１との相違点は、ダンパーマス３に孔８があり、したがって孔接続部１２もあり、その上、ダンパーマス３外周面上にほぼ等間隔に渡した少なくとも５条の凸条接続部１４も具備して接続部７ｃをなし、一体的連結部材７Ｂを構成して、これらの孔接続部１２及び凸条接続部１４により、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂ同士を繋ぐ点にある。この一体的連結部材７Ｂの孔接続部１２及び凸条接続部１４により、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂ同士を繋ぎ、両側の装着部材４、５同士を連結するから、ダンパーマス３ａと一体的連結部材７Ｂとが非接着となり、さらに凸条接続部１４があるから上記のようにストッパーとして機能する。すなわち、この実施例３は実施例１及び２を組み合わせたものとなる。その他の構成、作用は図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１並びに図７ないし９に示すダイナミックダンパー１ａと同様なので、図面に符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
＜実施例５＞
図１４は本発明の他のダイナミックダンパー１ｄを示し、このダイナミックダンパー１ｄと図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１との相違点は、装着部材４（５）の一方の輪径ａが他方の装着部材５（４）の輪径ｂよりも小径にされていることにある。このように一方の装着部材の輪径が他方の装着部材の輪径よりも小径にされていることにより、小径にされている方の装着部材側から中空シャフト２に装着すれば、中空シャフト２内に装着が容易になり作業性が向上する。なお、小径にされている装着部材５（４）の輪径ａは、中空シャフト２の内径よりも若干大きければ良く、装着部材４（５）の輪径ｂはそれよりも大径にされていても、ゴムの弾性あるいは装着部材の外周面に塗布する油の作用で、ダイナミックダンパー１ｄは中空シャフト２内に圧縮状態で装着される。
【００５２】
＜実施例６＞
図１５は本発明の他のダイナミックダンパー１ｅを示し、このダイナミックダンパー１ｅと図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１との相違点は、装着部材４，５の中空シャフト２との接触面に円周上等間隔に軸方向に延びている切り欠き９が３箇所以上形成されてなることにある。このダイナミックダンパー１ｅの切り欠き９も、中空シャフト２への装着性の向上に寄与するものであり、切り欠き９があることにより、装着時にダイナミックダンパー１ｅの装着部材４、５の外周と中空シャフト２の内周との接触面積が減少し、装着時の作業性を高めることができる。また、切り欠き９があることによって、成形工程において残存した圧入油や、塗装前の洗浄液が、この切り欠き９を介して流下するため、従来わざわざ行なっていた不要な残存液の除去作業が不要になり、且つ、材料費のコストダウンにも寄与する。
【００５３】
切り欠き９の形成は、接触面に円周上等間隔に軸方向に延びていることが重要なのであって、その数はダイナミックダンパー１の大きさ、切り欠き９の幅や深さによっても異なるが、通常、円周上に等間隔に３箇所以上形成されていることが好ましい。ただし、例えば、切り欠き９が２０箇所以上のように多過ぎれば、装着部材４、５との圧縮力が弱まるので、装着部材４、５との圧縮力が弱まらない範囲、具体的には３箇所以上２０箇所以内の範囲内で好適な数を適宜採択すれば良い。
【００５４】
図１６に、非接着状態で構成される本発明のダイナミックダンパーの周波数特性と静ばね特性と、接着状態で構成されるダイナミックダンパーの周波数特性と静ばね特性を対比したグラフを示した。この図１６からも分かるように、本発明のダイナミックダンパーは、特定の構成にすることにより、接着状態で構成されるダイナミックダンパーとほぼ同程度の周波数特性と静ばね特性を示していることが理解される。
【００５５】
以上、本発明の実施例１ないし６を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更は適宜可能であることは理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のダイナミックダンパーは、非接着にして作製容易でありながら、中空プロペラシャフトの径の大小にかかわらず、高い軸直角ばね特性を有しつつ、低周波域から高周波域での共振特性を得たいような場合に利用可能性が高く、特に中空プロペラシャフトの径が小さく高速回転であるある場合に、利用可能性が極めて高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例１のダイナミックダンパーを示す断面図である。
【図２】実施例１のダイナミックダンパーを中空プロペラシャフト内に装着する操作状態を示す断面図である。
【図３】実施例１のダイナミックダンパーを中空プロペラシャフト内に装着した状態を示す断面図である。
【図４】実施例１のダイナミックダンパーの周波数と共振倍率との特性図である。
【図５】実施例１のダイナミックダンパーを特殊形状の中空プロペラシャフトに装着した状態の断面図である。
【図６】実施例１のダイナミックダンパーを特殊形状の中空プロペラシャフトに装着した状態の断面図である。
【図７】本発明の実施例２のダイナミックダンパーを示す斜視図である。
【図８】実施例２のダイナミックダンパーを示す正面図である。
【図９】図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の実施例３のダイナミックダンパーを示す斜視図である。
【図１１】実施例３のダイナミックダンパーを示す正面図である。
【図１２】図１１のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図１３】本発明の実施例４のダイナミックダンパーを示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例５のダイナミックダンパーを示す断面図である。
【図１５】本発明の実施例６のダイナミックダンパーを示す断面図である。
【図１６】接着と非接着の場合の特性を対比して示すグラフである。
【図１７】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図１８】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図１９】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図２０】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図２１】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図２２】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ：ダイナミックダンパー
２：中空シャフト
３：，３ａ，３ｂ，５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ：ダンパーマス
４，５：装着部材
６：同一軸
７：７Ａ，７Ｂ：一体的連結部材
７ａ，７ｂ：傾斜連結部
７ｃ：接続部
８，１１：孔
９：切り欠き
１０：円盤
１２：孔接続部
１３：軸
１４：凸条接続部
１５：凹凸部
１６：圧縮凹凸部
１７：橋絡部
５０，５０ｃ，５６：アウターパイプ
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，：マウントラバー
５３，５３ａ：ラバー
５４：取付パイプ
５５：インナーパイプ
５７：凹溝
６０：中空プロペラシャフト
６１：シャフト
６２：環状溝
７０，７１ａ：内孔
７１：筒状部
７２：フランジ部
７３：取付ボルト
７４：振動体
７５：取付部材
α：一体的連結部材と軸との傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車走行時の静粛性向上を図るための、ダイナミックダンパー及びそれを装着した中空プロペラシャフトに関するものであって、より詳しくは、中空シャフト内に遊嵌するダンパーマスと、このダンパーマス両側に位置して中空シャフト内に圧縮により固定する装着部材と、ダンパーマスと両側の装着部材とを連結する一体的連結部材とからなることで、低コスト且つ自動車走行特性により適切に対応できるようにしたダイナミックダンパー及びそれを装着した中空プロペラシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミックダンパーは、自動車の駆動力伝達に供する中空プロペラシャフト内に装着して、車体の振動を防止し自動車走行時の静粛性の向上を図り、加えて、中空プロペラシャフト自身の振動による金属疲労に随伴する強度低下を防止し、その耐久性を高めるためのものである。この中空プロペラシャフト用のダイナミックダンパーは、通常、図１７に示すように、外周面にラバー５３を貼り付けたアウターパイプ５０と、このアウターパイプ５０の軸芯に配置したダンパーマス５１と、このダンパーマス５１とアウターパイプ５０との間に介在して両者を弾性的に連結するマウントラバー５２と、を少なくとも有している。このダイナミックダンパーは、中空プロペラシャフト６０に内設し、中空プロペラシャフト６０の回転時に発生する振動を吸収し防振することで、中空プロペラシャフト６０の振動を解消しようとするものである。
【０００３】
上記のダイナミックダンパーは、通常、金型を加熱して所定の温度にし、予めダンパーマス５１やアウターパイプ５０を表面処理、化成処理し、さらに接着剤を塗布した後、金型に挿入しゴム素材を射出して加硫成形することにより、得られる。したがって、このダイナミックダンパーは、ダンパーマス５１及びアウターパイプ５０が、ラバー５３及びマウントラバー５２と一体化するメリットがあるものの、これを作製するのに長い時間がかかり、生産性が低く、コスト高となりやすい。このような状況に対処するものとして、以下のような技術が知られている。
【特許文献１】特開２００４−１０８４２６号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６６７４号公報
【特許文献３】特開２００２−２３５８０２号公報
【特許文献４】特開２００２−２３５８０３号公報
【特許文献５】特開２００５−４８９３６号公報
【０００４】
特許文献１のダイナミックダンパーは、図１８に示すように、シャフト６１の外周に設けるもので、ダンパーマス５１ａと、このダンパーマス５１ａ及びシャフト６１間に圧入する両側のマウントラバー５２ａとからなるものである。
【０００５】
特許文献２のダイナミックダンパーは、図１９に示すように、外周面に径方向に設けた２本の環状溝６２を有するダンパーマス５１ｂと、２本の環状溝６２に圧入し固定保持されるリング状のマウントラバー５２ｂとからなり、中空プロペラシャフト６０に内設するものである。
【０００６】
特許文献３のダイナミックダンパーは、図２０に示すように、取付パイプ５４と、この取付パイプ５４の軸心部に配置されたダンパーマス５１ｃと、これら取付パイプ５４とダンパーマス５１ｃとの間に配置されて弾性的に連結するマウントラバー５２ｃとからなり
、マウントラバー５２ｃの外側にアウターパイプ５０ｃを配置し、このアウターパイプ５０ｃを絞り加工した後、取付パイプ５４の中にダンパーマス５１ｃを圧入してなるものである。
【０００７】
特許文献４のダイナミックダンパーは、図２１に示すように、取付パイプ５４と、この取付パイプ５４の軸心部に配置されたダンパーマス５１ｃと、これら取付パイプ５４とダンパーマス５１ｃとの間に配置されて弾性的に連結するマウントラバー５２ｃとからなり
、取付パイプ５４を樹脂製とすると共に、マウントラバー５２ｃの内側に配置された樹脂製のインナーパイプ５５と、マウントラバー５２ｃの外側に配置された樹脂製のアウターパイプ５６とを具備し、インナーパイプ５５の中にダンパーマス５１ｃを圧入してなるものである。
【０００８】
特許文献５のダイナミックダンパーは、図２２に示すように、筒状に形成されて外周面に径方向に凹溝５７を有するマウントラバー５２ｄと、この凹溝５７に非接着で装着されたリング状のダンパーマス５１ｄと、マウントラバー５２ｄの内孔７０に非接着で挿入配置された筒状部７１とこの筒状部７１の一端から径方向外方に向かってダンパーマス５１ｄの内周面より外側に延出するフランジ部７２とを有し、筒状部７１の内孔７１ａに挿入された取付ボルト７３を緊締することにより、振動体７４の取付面とフランジ部７２とでマウントラバー５２ｄを挟持する状態に取り付けられる取付部材７５と、から構成している。
【０００９】
上述した特許文献１ないし５に記載の技術は、金具部分であるダンパーマスの表面処理、化成処理、接着剤の塗布処理などが必要なく、生産性を上げることが出来、ひいては低コストを実現できるという特徴を謳っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載されたものは、マウントラバー５２ａにおけるシャフト６１に固定する部分と共振特性を出す部分とが一体であるため、その部分が圧縮成分となり、この圧縮成分が共振周波数特性を司ることになって共振周波数が高くなり、低周波域での共振特性を得ることが難しくなる。それゆえ、低周波域での共振特性を得るには、マウントラバー５２ａの剛性を下げる必要があるが、材料に限界があり、現状では実現が難しい。
【００１１】
また、特許文献２に記載されたものは、特許文献１と同様に生産性を上げることが出来、低コストを実現できるが、上記した特許文献１と同じ理由で低周波域での共振特性を得ることが出来ない。
【００１２】
また、特許文献３に記載されたものは、金具部分である取付パイプ５４、ダンパーマス５１ｃ、アウターパイプ５０ｃの表面処理、化成処理、接着剤の塗布処理などが必要ないが、その一方で圧入するための器具と圧入工程が必要となり、生産性を上げたことにならず、実際には低コストを実現することは困難である。
【００１３】
また、特許文献４に記載されたものは、特許文献３における取付パイプ５４、アウターパイプ５６を樹脂製としたに過ぎず、上記した特許文献３と同じ理由で生産性を上げたことにならず、この技術も、実質的には低コストを実現することは困難である。
【００１４】
さらに、特許文献５に記載されたものは、ダンパーマス５１ｄが中空であるが、マウントラバー５２ｄ及び取付部材７５を圧入する工程があり、さらにマウントラバー５２ｄを固定する部分と共振特性を出す部分とが一体となり、その部分が圧縮成分となって、この圧縮成分が共振周波数特性を司ることになって共振周波数が高くなり、特許文献１と同様に低周波域での共振特性を得ることが難しくなることになる。
【００１５】
以上述べた従来技術の技術的問題点を踏まえて、本発明者は、中空シャフトの径の大小にかかわらず、高い軸直角ばね特性を有しつつ、低周波域から高周波域での共振特性を得ることが可能となり、かつダンパーマス以外の金属部分を無くしたダイナミックダンパーを開発し、特願２００５−３７４８９３として特許出願を行なっている。
そして、上記出願後にさらに性能向上を目指して該技術を追試する過程で、ダンマスを中空にすることにより、両端を貫通する弾性体支持部が形成され、ストッパーとしてダンパーマス外周をゴム弾性体が覆うため、非接着でもダイナミックダンパーの機能を十分に果たすことができる点に着目し、本発明を完成するに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、本発明によれば、中空シャフト内に遊嵌するダンパーマスと、該ダンパーマス両側に位置して前記中空シャフト内に圧縮により固定する装着部材と、前記ダンパーマスと両側の装着部材とを連結する一体的連結部材とからなり、前記一体的連結部材は、両側の装着部材に前記ダンパーマスを、弾性的に且つ互いに同一軸となるように連結すると共に、前記同一軸に対して傾斜した傾斜連結部と、両側の傾斜連結部を繋ぐ接続部とからなることを特徴とするダイナミックダンパーが提供される。
【００１７】
また、本発明によれば、前記一体的連結部材の接続部は、前記ダンパーマスにこれの軸方向に設けた孔を通した孔接続部であるダイナミックダンパーが提供される。
【００１８】
また、本発明によれば、前記一体的連結部材の接続部は、前記ダンパーマス外周面上にほぼ等間隔に渡した少なくとも５条以上の凸条接続部であるダイナミックダンパーが提供される。
【００１９】
また、本発明によれば、隣接する前記凸条接続部同士が円周方向に帯状に形成された橋絡部によって連接されてなる上記ダイナミックダンパーが提供される。
【００２０】
また、本発明によれば、前記一体的連結部材の接続部は、前記孔接続部及び前記凸条接続部により構成したダイナミックダンパーが提供される。
【００２１】
また、本発明によれば、前記一体的連結部材の傾斜連結部における前記同一軸に対する傾斜は、４５±２０度の範囲であるダイナミックダンパーが提供される。
【００２２】
また、本発明によれば、前記装着部材の一方の輪径が他方の装着部材の輪径よりも小径にされてなるダイナミックダンパーが提供される。
【００２３】
また、本発明によれば、前記装着部材の中空シャフトとの接触面に、円周上等間隔に軸方向に延びている切り欠きが３箇所以上形成されてなるダイナミックダンパーが提供される。
【００２４】
また、本発明によれば、上記したダイナミックダンパーにおける両側の前記装着部材の内側端部間に位置する前記中空シャフトに、凹凸部を設けて、該凹凸部を前記中空シャフトに前記ダイナミックダンパーを挿入する際の位置決めとしたことを特徴とする中空プロペラシャフトが提供される。
【００２５】
また、本発明によれば、上記したダイナミックダンパーにおける両側の前記装着部材の外側端部間に位置する前記中空シャフトに、前記装着部材の外側端部間距離Ｌより短い圧縮凹凸部を設けて、前記中空シャフトに前記ダイナミックダンパーを挿入した際、前記圧縮凹凸部により同一軸に対して傾斜してなる前記一体的連結部材を圧縮するようにしたことを特徴とする中空プロペラシャフトが提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のダイナミックダンパーは、中空シャフト内に遊嵌するダンパーマスが傾斜してなる一体的連結部材の傾斜連結部にて両側の装着部材に連結しているため、傾斜連結部はせん断成分と圧縮成分とが支配的となり、この傾斜連結部の質量及び剛性を調整すれば、高い軸直角ばね特性を保持しながら低周波から高周波の広い範囲での共振特性を出すことができる。一方、この一体的連結部材に関わりなく中空シャフト内に装着部材にて圧縮固定することができる。したがって、中空プロペラシャフトにおける中空シャフトの径の大小にかかわらず、構造的に一体的連結部材や装着部材に傷が付かず耐久性を保持でき、高い軸直角ばね特性を有しつつ、低周波域から高周波域での共振特性を得ることが可能となり、その上、ダンパーマス以外の金属部分を無くし、且つ両側の傾斜連結部同士を接続部により繋ぐことで非接着となり、生産性を上げてコストを下げ得、中空シャフトへの装着も容易となる効果がある。
【００２７】
また、一体的連結部材は、これのダンパーマスの孔を通した孔接続部により、両側の傾斜連結部同士を繋ぐことで、ダンパーマスと一体的連結部材とが非接着となり、上記した効果がより一層確実となる。
【００２８】
また、一体的連結部材は、これのダンパーマス外周面上に渡した凸条接続部により、両側の傾斜連結部同士を繋ぐことで、ダンパーマスと一体的連結部材とが非接着となり、上記した効果がより一層確実となる。その上、中空シャフトが常用回転域を越えて振幅が異常に大となると、凸条接続部がストッパーとして機能し、中空シャフトの内壁に当たり一体的連結部材がそれ以上変形しない。したがって、エンジンの常用回転域での軸直角方向の防振機能を果たしつつ、常用回転域を大きく越え、加速度が大幅に増加しても同じく防振機能を果たし、且つ変形を抑制するから、充分な耐久性を有する。
【００２９】
また、一体的連結部材は、上記した孔接続部及び凸条接続部により、両側の傾斜連結部同士を繋ぐことで、ダンパーマスと一体的連結部材とが非接着となり、上記した効果がより一層確実となる。その上、上記した凸条接続部によるストッパー機能もある。
【００３０】
また、一体的連結部材の傾斜連結部は、せん断成分と圧縮成分とがより確実に支配的となって、上記した効果がより一層確実となる。
【００３１】
また、装着部材の一方の輪径を他方の輪径よりも小径とするか、装着部材の中空シャフトの内周との接触面に、円周上等間隔に軸方向に延びている切り欠きを３箇所以上形成することにより、中空シャフトへの装着部材の装着がよりスムーズに行うことができる。
【００３２】
また、中空プロペラシャフトにおける中空シャフトにダイナミックダンパーを挿入する際、その挿入位置を凹凸部により決めることにより、上記効果に加えて、中空シャフトにダイナミックダンパーを装着する操作が極めて容易となる。
【００３３】
また、中空プロペラシャフトにおける中空シャフトにダイナミックダンパーを挿入した際、圧縮凹凸部により装着部材及び一体的連結部材のうち特に一体的連結部材の傾斜連結部を圧縮することになる。したがって、上記効果に加えて、この圧縮によりダイナミックダンパーの耐久性を向上させることができる。
【００３４】
以下に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例】
【００３５】
＜実施例１＞
図１は本発明のダイナミックダンパーを示す断面図、図２は本発明のダイナミックダンパーを中空プロペラシャフト内に装着する操作状態を示す断面図、図３は本発明のダイナミックダンパーを中空プロペラシャフト内に装着した状態を示す断面図である。
これらの図面において、本発明のダイナミックダンパー１は、中空プロペラシャフトにおける中空シャフト２内に遊嵌するダンパーマス３と、このダンパーマス３両側に位置して中空シャフト２内に圧縮により固定する装着部材４、５と、ダンパーマス３と両側の装着部材４、５とを連結する一体的連結部材７とからなり、この一体的連結部材７は、両側の装着部材４、５にダンパーマス３を、弾性的に且つ互いに同一軸６になるように連結すると共に、同一軸６に対して傾斜した傾斜連結部７ａ、７ｂと、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂを繋ぐ接続部７ｃとからなるものであり、一体に成形されている。
【００３６】
ダンパーマス３は、ある程度の重量が必要となるので、経済性から鋳鉄や鋼鉄が多く用いられる。装着部材４、５及び一体的連結部材７は、いずれも弾性体であるＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合系合成ゴム）や天然ゴム、あるいはそれらの混合物が用いられる
。しかし、これら装着部材４、５及び一体的連結部材７は、従来技術のマウントラバー５２とは異なり、装着部材４、５はラバー５３を貼り付けたアウターパイプ５０に相当し、一体的連結部材７はマウントラバー５２に相当する、と言うことができる
【００３７】
この実施例では、ダンパーマス３は、これの軸方向に孔８を設けて円環盤状であり、この孔８には、後述のとおり、一体的連結部材７の接続部７ｃとして孔接続部１２が通り、装着部材４側の傾斜連結部７ａと、装着部材５側の傾斜連結部７ｂとを繋ぎ一体としている。なお、ダンパーマス３の形状は、これに限定されるものではなく、後述するように、種々変わることができる。
【００３８】
装着部材４、５は、円盤１０に孔１１を開けた円環盤状を成し、ダイナミックダンパー１を中空シャフト２内に装着保持する役目を担っている。すなわち、装着部材４、５の円盤１０の外径は中空シャフト２の内径よりもやや大きく形成され、中空シャフト２内に装着部材４、５を圧入することで、強固に圧縮固定するから、この装着に関して一体的連結部材７にほとんど影響を及ぼすことがない。また、装着部材４、５の円盤１０の周縁部をカットすることにより、中空シャフト２内にダイナミックダンパー１を圧入し易くしている。
【００３９】
一体的連結部材７は、前記ダンパーマス３と装着部材４、５とを連結するものであり、
装着部材４側の傾斜連結部７ａと装着部材５側の傾斜連結部７ｂとを、前記接続部７ｃにより繋ぎ一体としている。すなわち、この実施例の接続部７ｃは、ダンパーマス３の孔８を通る孔接続部１２であり、これによって、傾斜連結部７ａと７ｂとを繋ぎ一体としている。さらに、この実施例では、一体的連結部材７と装着部材４、５とが一体に形成されている。すなわち、装着部材４、５の円盤１０の片側面とダンパーマス３の両側平面とは、傾斜した連続壁面形状、換言すれば傾斜連結部７ａ、７ｂにて連結されている。
【００４０】
したがって、一体的連結部材７における傾斜連結部７ａ、７ｂは、せん断成分と圧縮成分とが支配的となり、傾斜連結部７ａ、７ｂの長さ、角度及び剛性を調整すれば、高い軸直角ばね特性を保持しながら、低周波から高周波の広い範囲での共振特性を出すことが可能となる。上述したように、装着部材４、５は、装着に関して一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂにほとんど影響を及ぼさないから、これら傾斜連結部７ａ、７ｂの上記特性も装着部材４、５により影響されずに得ることができる。
また、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂが傾斜した連続壁面形状、換言すれば傘形状であるため、中空シャフト２内に装着する際に円盤状の装着部材４、５の倒れ防止に対しても寄与している。
【００４１】
また、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂの同一軸６に対する傾斜角度αは、４５±２０度の範囲である。この傾斜角度αの範囲内にある傾斜連結部７ａ、７ｂは、せん断成分と圧縮成分とが確実に支配的となり、高い軸直角ばね特性を保持しながら、低周波から高周波の広い範囲での共振特性を確実に出すことが出来る。一方、この傾斜角度αが２５度より小さくなると、せん断成分と曲げ成分とが主流となり、高い軸直角ばね特性を保持できず、低周波寄りの共振特性しか得ることができないようになる。逆に、この傾斜角度αが６５度より大きくなると、圧縮成分が主流となり、高い軸直角ばね特性を得られるが、高周波寄りの共振特性しか得ることができないようになる。以上の理由から同一軸６に対する傾斜角度αを４５±２０度に規定したが、より好ましい傾斜角度αは、４５±１０度の範囲である。
【００４２】
上記構成のダイナミックダンパー１は、ダンパーマス３、装着部材４、５、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂが同一軸６上となるように一体に作られる。なお、装着部材４、５、一体的連結部材７を同一のゴム素材とすれば、金型を使い射出成形などにより非接着で一気に製作が可能となり、接着に伴って金属部分であるダンパーマス３の表面処理、化成処理、接着剤塗布が必要なくなる。この製作されたダイナミックダンパー１は、図２、３に示すように、中空シャフト２内に圧入され使用されるが、この際もダイナミックダンパー１の同一軸６と中空シャフト２の軸１３とを一致させることが重要である。
【００４３】
そして、このような構成のダイナミックダンパー１であっても、図４に示すように、有効な吸振効果を期待できる周波数域を得ることができ、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂの長さ、角度及び剛性を調整すれば、高い軸直角ばね特性を保持しながら、この周波数域を横軸方向に左右移動が可能となり、低周波から高周波の広い範囲での共振特性を出すことが出来る。
【００４４】
次に、上記構成になるダイナミックダンパー１の作用について説明する。
まず、中空プロペラシャフトの中空シャフト２の径や回転数に適合するダイナミックダンパー１を選択し、中空シャフト２内にダイナミックダンパー１を圧入により装着する。この際、装着状態でダイナミックダンパー１の同一軸６と中空シャフト２の軸１３とを一致させるようにする。ダイナミックダンパー１は、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂに関わりなく中空ラシャフト２内に装着部材４、５が圧縮して固定するから、傾斜連結部７ａ、７ｂはせん断成分と圧縮成分とが支配的となる。その結果、高い軸直角ばね特性を保持しながら、低周波から高周波の広い範囲での共振特性を出すことが出来て、設計の自由度が著しく高まる。しかも、中空プロペラシャフトの径が小さくなっても、構造的に一体的連結部材７や装着部材４、５に傷が付かないから、耐久性を保持でき、さらにダンパーマス３以外の金属部分を無くすことが出来、加えて接着も必要ないから低コストが可能となる。
【００４５】
次に、上記構成になるダイナミックダンパー１が中空プロペラシャフトの軸とわずかなズレが生じていると、中空プロペラシャフトの回転に伴い、遠心力が働く。中空プロペラシャフトが回転して、それが常用回転域内、例えば５０００ｒｐｍであれば、一体的連結部材７の傾斜連結部７ａ、７ｂの歪みが少なく、ダンパーマス３上に、後述のように、等間隔に設置した複数条の凸条接続部１４がストッパーの役割を果たし、凸条接続部１４が中空シャフト２の内壁に当たることがなく、中空プロペラシャフトの静粛性を保持する。一方、中空プロペラシャフトの回転が常用回転域を越えて、例えば、７０００ｒｐｍになると、傾斜連結部７ａ、７ｂの歪みが大きくなり、凸条接続部１４が中空シャフト２の内壁に当たり、傾斜連結部７ａ、７ｂの歪みがそれ以上進まず、耐久性を確保すると共に、中空プロペラシャフトの静粛性も保持する。
【００４６】
図５は中空プロペラシャフトにおける中空シャフト２の形状を示すものであり、その形状は、中空シャフト２に上記したダイナミックダンパー１を装着した際、両側の装着部材４、５の内側端部間に位置することになる中空シャフト２に、予め凹凸部１５を設けておき、この凹凸部１５を中空シャフト２にダイナミックダンパー１を圧入する際の位置決めとするものである。これにより、中空シャフト２にダイナミックダンパー１を圧入する際、その圧入位置を凹凸部１５により決めることができて、装着操作が極めて容易となる。
【００４７】
図６は中空シャフト２の他の形状を示すものであり、この形状は、中空シャフト２に上記したダイナミックダンパー１を装着した際、両側の装着部材４、５の外側端部間に位置することになる中空シャフト２に、装着部材４、５の外側端部間距離Ｌより短い圧縮凹凸部１６を予め設けておき、この中空シャフト２にダイナミックダンパー１を圧入した際、この圧縮凹凸部１６によりダイナミックダンパー１を圧縮するものである。これにより、装着部材４、５及び一体的連結部材７のうち特に傾斜連結部７ａ、７ｂを圧縮することになって、ダイナミックダンパー１の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
＜実施例２＞
図７ないし９は本発明の他のダイナミックダンパー１ａを示し、このダイナミックダンパー１ａと図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１との相違点は、ダンパーマス３ａに孔８がなく、したがって孔接続部１２もなく、その代わり、接続部７ｃとして、ダンパーマス３ａ外周面上にほぼ等間隔に渡した少なくとも５条以上の凸条接続部１４を有して、一体的連結部材７Ａを構成し、この凸条接続部１４により、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂ同士を繋ぐ点にある。したがって、この凸条接続部１４により、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂ同士を繋ぐことで、両側の装着部材４、５同士を連結するため、ダンパーマス３ａと一体的連結部材７Ａとを非接着とすることが出来る。
その上、中空シャフト２が常用回転域を越えて振幅が異常に大となると、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂが歪み、凸条接続部１４が中空シャフト２の内壁に当たり、ストッパーとして機能して一体的連結部材７Ａの両側の傾斜連結部７ａ、７ｂがそれ以上変形しない。したがって、エンジンの常用回転域での軸直角方向の防振機能を果たしつつ、常用回転域を大きく越え、加速度が大幅に増加しても同じく防振機能を果たし、且つ変形を抑制するから、充分な耐久性を有する。その他の構成、作用は図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１と同様なので、図面に符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
＜実施例３＞
図１０ないし１２は、図７に示した実施例２の形態において、隣接する前記凸条接続部１４同士が円周方向に帯状に形成された橋絡部１７によって連接されてなるダイナミックダンパー１ｂの構成を示している。
橋絡部１７は凸条接続部１４同士を連接することによって凸条接続部の形状を安定化させ、本発明のダイナミックダンパー１ｂの機能を一層有効に発揮させるために有効であり、凸条接続部１４と同じ材質で形成されていることが、一体的に連接される上で好ましい。橋絡部１７の形状は特に限定されるものではないが、上記目的を一層有効にするためには、凸条接続部１４の軸方向の中央部を中心とする帯状に形成されていることが好ましいく、その高さは凸条接続部１４の高さとほぼ同じ程度であることが好ましい。
その他の構成、作用は図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１並びに図７ないし９に示すダイナミックダンパー１ａと同様なので、図面に符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
＜実施例４＞
図１３は本発明の他のダイナミックダンパー１ｃを示し、このダイナミックダンパー１ｃと図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１との相違点は、ダンパーマス３に孔８があり、したがって孔接続部１２もあり、その上、ダンパーマス３外周面上にほぼ等間隔に渡した少なくとも５条の凸条接続部１４も具備して接続部７ｃをなし、一体的連結部材７Ｂを構成して、これらの孔接続部１２及び凸条接続部１４により、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂ同士を繋ぐ点にある。この一体的連結部材７Ｂの孔接続部１２及び凸条接続部１４により、両側の傾斜連結部７ａ、７ｂ同士を繋ぎ、両側の装着部材４、５同士を連結するから、ダンパーマス３ａと一体的連結部材７Ｂとが非接着となり、さらに凸条接続部１４があるから上記のようにストッパーとして機能する。すなわち、この実施例３は実施例１及び２を組み合わせたものとなる。その他の構成、作用は図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１並びに図７ないし９に示すダイナミックダンパー１ａと同様なので、図面に符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
＜実施例５＞
図１４は本発明の他のダイナミックダンパー１ｄを示し、このダイナミックダンパー１ｄと図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１との相違点は、装着部材４（５）の一方の輪径ａが他方の装着部材５（４）の輪径ｂよりも小径にされていることにある。このように一方の装着部材の輪径が他方の装着部材の輪径よりも小径にされていることにより、小径にされている方の装着部材側から中空シャフト２に装着すれば、中空シャフト２内に装着が容易になり作業性が向上する。なお、小径にされている装着部材５（４）の輪径ａは、中空シャフト２の内径よりも若干大きければ良く、装着部材４（５）の輪径ｂはそれよりも大径にされていても、ゴムの弾性あるいは装着部材の外周面に塗布する油の作用で、ダイナミックダンパー１ｄは中空シャフト２内に圧縮状態で装着される。
【００５２】
＜実施例６＞
図１５は本発明の他のダイナミックダンパー１ｅを示し、このダイナミックダンパー１ｅと図１ないし図４に示すダイナミックダンパー１との相違点は、装着部材４，５の中空シャフト２との接触面に円周上等間隔に軸方向に延びている切り欠き９が３箇所以上形成されてなることにある。このダイナミックダンパー１ｅの切り欠き９も、中空シャフト２への装着性の向上に寄与するものであり、切り欠き９があることにより、装着時にダイナミックダンパー１ｅの装着部材４、５の外周と中空シャフト２の内周との接触面積が減少し、装着時の作業性を高めることができる。また、切り欠き９があることによって、成形工程において残存した圧入油や、塗装前の洗浄液が、この切り欠き９を介して流下するため、従来わざわざ行なっていた不要な残存液の除去作業が不要になり、且つ、材料費のコストダウンにも寄与する。
【００５３】
切り欠き９の形成は、接触面に円周上等間隔に軸方向に延びていることが重要なのであって、その数はダイナミックダンパー１の大きさ、切り欠き９の幅や深さによっても異なるが、通常、円周上に等間隔に３箇所以上形成されていることが好ましい。ただし、例えば、切り欠き９が２０箇所以上のように多過ぎれば、装着部材４、５との圧縮力が弱まるので、装着部材４、５との圧縮力が弱まらない範囲、具体的には３箇所以上２０箇所以内の範囲内で好適な数を適宜採択すれば良い。
【００５４】
図１６に、非接着状態で構成される本発明のダイナミックダンパーの周波数特性と静ばね特性と、接着状態で構成されるダイナミックダンパーの周波数特性と静ばね特性を対比したグラフを示した。この図１６からも分かるように、本発明のダイナミックダンパーは、特定の構成にすることにより、接着状態で構成されるダイナミックダンパーとほぼ同程度の周波数特性と静ばね特性を示していることが理解される。
【００５５】
以上、本発明の実施例１ないし６を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更は適宜可能であることは理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のダイナミックダンパーは、非接着にして作製容易でありながら、中空プロペラシャフトの径の大小にかかわらず、高い軸直角ばね特性を有しつつ、低周波域から高周波域での共振特性を得たいような場合に利用可能性が高く、特に中空プロペラシャフトの径が小さく高速回転であるある場合に、利用可能性が極めて高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例１のダイナミックダンパーを示す断面図である。
【図２】実施例１のダイナミックダンパーを中空プロペラシャフト内に装着する操作状態を示す断面図である。
【図３】実施例１のダイナミックダンパーを中空プロペラシャフト内に装着した状態を示す断面図である。
【図４】実施例１のダイナミックダンパーの周波数と共振倍率との特性図である。
【図５】実施例１のダイナミックダンパーを特殊形状の中空プロペラシャフトに装着した状態の断面図である。
【図６】実施例１のダイナミックダンパーを特殊形状の中空プロペラシャフトに装着した状態の断面図である。
【図７】本発明の実施例２のダイナミックダンパーを示す斜視図である。
【図８】実施例２のダイナミックダンパーを示す正面図である。
【図９】図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の実施例３のダイナミックダンパーを示す斜視図である。
【図１１】実施例３のダイナミックダンパーを示す正面図である。
【図１２】図１１のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図１３】本発明の実施例４のダイナミックダンパーを示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例５のダイナミックダンパーを示す断面図である。
【図１５】本発明の実施例６のダイナミックダンパーを示す断面図である。
【図１６】接着と非接着の場合の特性を対比して示すグラフである。
【図１７】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図１８】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図１９】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図２０】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図２１】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【図２２】従来例のダイナミックダンパーの例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ：ダイナミックダンパー
２：中空シャフト
３：，３ａ，３ｂ，５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ：ダンパーマス
４，５：装着部材
６：同一軸
７：７Ａ，７Ｂ：一体的連結部材
７ａ，７ｂ：傾斜連結部
７ｃ：接続部
８，１１：孔
９：切り欠き
１０：円盤
１２：孔接続部
１３：軸
１４：凸条接続部
１５：凹凸部
１６：圧縮凹凸部
１７：橋絡部
５０，５０ｃ，５６：アウターパイプ
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，：マウントラバー
５３，５３ａ：ラバー
５４：取付パイプ
５５：インナーパイプ
５７：凹溝
６０：中空プロペラシャフト
６１：シャフト
６２：環状溝
７０，７１ａ：内孔
７１：筒状部
７２：フランジ部
７３：取付ボルト
７４：振動体
７５：取付部材
α：一体的連結部材と軸との傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空シャフト内に遊嵌するダンパーマスと、該ダンパーマス両側に位置して前記中空シャフト内に圧縮により固定する装着部材と、前記ダンパーマスと両側の装着部材とを連結する一体的連結部材とからなり、前記一体的連結部材は、両側の装着部材に前記ダンパーマスを、弾性的に且つ互いに同一軸となるように連結すると共に、前記同一軸に対して傾斜した傾斜連結部と、両側の傾斜連結部を繋ぐ接続部とからなることを特徴とするダイナミックダンパー。
【請求項２】
前記一体的連結部材の接続部は、前記ダンパーマスにこれの軸方向に設けた孔を通した孔接続部である請求項１記載のダイナミックダンパー。
【請求項３】
前記一体的連結部材の接続部は、前記ダンパーマス外周面上にほぼ等間隔に渡した少なくとも５条以上の凸条接続部である請求項１記載のダイナミックダンパー。
【請求項４】
隣接する前記凸条接続部同士が円周方向に帯状に形成された橋絡部によって連接されてなる請求項３記載のダイナミックダンパー。
【請求項５】
前記一体的連結部材の接続部は、前記孔接続部及び前記凸条接続部により構成した請求項１記載のダイナミックダンパー。
【請求項６】
前記一体的連結部材の傾斜連結部における前記同一軸に対する傾斜は、４５±２０度の範囲である請求項１ないし５のいずれか１項記載のダイナミックダンパー。
【請求項７】
前記装着部材の一方の輪径が他方の装着部材の輪径よりも小径にされてなる請求項１ないし６のいずれか１項記載のダイナミックダンパー。
【請求項８】
前記装着部材の中空シャフトとの接触面に、円周上等間隔に軸方向に延びている切り欠きが３箇所以上形成されてなる請求項１ないし７のいずれか１項記載のダイナミックダンパー。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のダイナミックダンパーにおける両側の前記装着部材の内側端部間に位置する前記中空シャフトに、凹凸部を設けて、該凹凸部を前記中空シャフトに前記ダイナミックダンパーを挿入する際の位置決めとしたことを特徴とする中空プロペラシャフト。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のダイナミックダンパーにおける両側の前記装着部材の外側端部間に位置する前記中空シャフトに、前記装着部材の外側端部間距離Ｌより短い圧縮凹凸部を設けて、前記中空シャフトに前記ダイナミックダンパーを挿入した際、前記圧縮凹凸部により同一軸に対して傾斜してなる前記一体的連結部材を圧縮するようにしたことを特徴とする中空プロペラシャフト。
【請求項１】
中空シャフト内に遊嵌するダンパーマスと、該ダンパーマス両側に位置して前記中空シャフト内に圧縮により固定する装着部材と、前記ダンパーマスと両側の装着部材とを連結する一体的連結部材とからなり、前記一体的連結部材は、両側の装着部材に前記ダンパーマスを、弾性的に且つ互いに同一軸となるように連結すると共に、前記同一軸に対して傾斜した傾斜連結部と、両側の傾斜連結部を繋ぐ接続部とからなることを特徴とするダイナミックダンパー。
【請求項２】
前記一体的連結部材の接続部は、前記ダンパーマスにこれの軸方向に設けた孔を通した孔接続部である請求項１記載のダイナミックダンパー。
【請求項３】
前記一体的連結部材の接続部は、前記ダンパーマス外周面上にほぼ等間隔に渡した少なくとも５条以上の凸条接続部である請求項１記載のダイナミックダンパー。
【請求項４】
隣接する前記凸条接続部同士が円周方向に帯状に形成された橋絡部によって連接されてなる請求項３記載のダイナミックダンパー。
【請求項５】
前記一体的連結部材の接続部は、前記孔接続部及び前記凸条接続部により構成した請求項１記載のダイナミックダンパー。
【請求項６】
前記一体的連結部材の傾斜連結部における前記同一軸に対する傾斜は、４５±２０度の範囲である請求項１ないし５のいずれか１項記載のダイナミックダンパー。
【請求項７】
前記装着部材の一方の輪径が他方の装着部材の輪径よりも小径にされてなる請求項１ないし６のいずれか１項記載のダイナミックダンパー。
【請求項８】
前記装着部材の中空シャフトとの接触面に、円周上等間隔に軸方向に延びている切り欠きが３箇所以上形成されてなる請求項１ないし７のいずれか１項記載のダイナミックダンパー。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のダイナミックダンパーにおける両側の前記装着部材の内側端部間に位置する前記中空シャフトに、凹凸部を設けて、該凹凸部を前記中空シャフトに前記ダイナミックダンパーを挿入する際の位置決めとしたことを特徴とする中空プロペラシャフト。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のダイナミックダンパーにおける両側の前記装着部材の外側端部間に位置する前記中空シャフトに、前記装着部材の外側端部間距離Ｌより短い圧縮凹凸部を設けて、前記中空シャフトに前記ダイナミックダンパーを挿入した際、前記圧縮凹凸部により同一軸に対して傾斜してなる前記一体的連結部材を圧縮するようにしたことを特徴とする中空プロペラシャフト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００８−２５７９９（Ｐ２００８−２５７９９Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０２１１２（Ｐ２００６−２０２１１２）
【出願日】平成１８年７月２５日（２００６．７．２５）
【出願人】（０００２２７４１２）シンジーテック株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２５日（２００６．７．２５）
【出願人】（０００２２７４１２）シンジーテック株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
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