中空軸用ダイナミックダンパ

【課題】低周波領域での優れた動的吸振特性を確保することができ、しかも動的吸振特性のチューニングにおいて弾性体の汎用性を向上させることの可能なダイナミックダンパを提供する。
【解決手段】振動低減対象の中空軸２の内周に遊挿される質量体１１と、この質量体１１の軸方向両側に配置されると共に外径部が中空軸２の内周面に嵌着されるゴム状弾性材料からなる一対の弾性体１２と、質量体１１の内周に挿入されて弾性体１２の軸方向一端を質量体１１に結合する挿入部材１３とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のプロペラシャフト等、中空軸の内周空間に取り付けられて、この中空軸に発生する振動や騒音を抑制するダイナミックダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンからトランスミッションを介して出力される駆動力を後輪に伝達するプロペラシャフトの内周空間に取り付けられて、このプロペラシャフトに発生する振動や騒音を抑制するダイナミックダンパの典型的な従来技術が、下記の特許文献１〜４に開示されている。
【０００３】
このうち特許文献１に開示されたダイナミックダンパは、図９に示すように、プロペラシャフト１００の内周にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる弾性層１０４を介して圧入されるアウターリング１０１と、その内周に配置した金属製の質量体１０２との間に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる弾性体１０３を介在させ、この弾性体１０３に円周方向等間隔で形成した複数の弾性支持部１０３ａによって、アウターリング１０１に質量体１０２を弾性的に連結したものである。この構成によれば、アウターリング１０１に質量体１０２を弾性的に支持する弾性体１０３の弾性支持部１０３ａが軸直角方向の入力振動に対して圧縮ばねとなるため、低周波領域での動的吸振特性を確保するために弾性支持部１０３ａのばね定数を低くするには、弾性支持部１０３ａのボリュームを小さくする必要があり、このため弾性支持部１０３ａの耐久性が低下して破断しやすくなることが懸念される。
【０００４】
これに対し、特許文献２に開示されたダイナミックダンパは、図１０に示すように、プロペラシャフト２００の内周に遊挿される金属製の質量体２０２の軸方向両側に、プロペラシャフト２００の内周面に圧接される筒状の弾性体２０１を一体成形したものであって、弾性体２０１が軸直角方向の入力振動に対して剪断ばねとなるため、ばね定数を低くして、低周波領域での優れた動的吸振特性を確保することができる。
【０００５】
また、特許文献３に開示されたダイナミックダンパは、図１１に示すように、プロペラシャフト３００の内周に遊挿される金属製の質量体３０２の軸方向両側に、固定金具３０３の圧入によってプロペラシャフト３００の内周面に圧接される筒状の弾性体３０１を一体成形したもので、図１０に示すダイナミックダンパと同様、弾性体３０１が軸直角方向の入力振動に対して剪断ばねとなるものである。
【０００６】
さらに、特許文献４に開示されたダイナミックダンパも同様であって、図１２に示すように、プロペラシャフト４００の内周に遊挿される金属製の質量体４０２の軸方向両側に、プロペラシャフト４００の内周面に圧接される環状の弾性体４０１を一体成形したものであり、弾性体４０１が軸直角方向の入力振動に対して剪断ばねとなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５３６８６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７７８３０号公報
【特許文献３】特開平５−１４９３８６号公報
【特許文献４】特開２００３−２９４０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１０〜図１２（特許文献２〜４）のダイナミックダンパは、いずれも弾性体が軸直角方向の入力振動に対して剪断ばねとなるため、ボリュームを大きくしても低周波領域での優れた動的吸振特性を確保することができ、したがって耐久性を向上させることができると共に、加硫成形後の金型からの離型性の点でも有利であるが、質量体の軸方向両側に弾性体を一体成形した構造であるため、ダイナミックダンパ全体としての軸方向サイズが長くなって、金型構造が複雑になり、生産性が制約されやすい。
【０００９】
また、ダイナミックダンパの共振周波数による動的吸振特性のチューニングのために、弾性体の剛性（ばね定数）の変更及び質量体の重量（形状）の変更を行う場合、質量体の大きさや形状の変更の都度、質量体への弾性体の一体成形用金型を製作する必要があり、すなわち金型の汎用性が乏しく、したがってコストが高くなる問題があった。
【００１０】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、低周波領域での優れた動的吸振特性を確保することができ、しかも動的吸振特性のチューニングにおいて弾性体の汎用性を向上させることの可能な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】
【００１１】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る中空軸用ダイナミックダンパは、振動低減対象の中空軸の内周に遊挿される質量体と、この質量体の軸方向両側に配置されると共に外径部が前記中空軸の内周面に嵌着されるゴム状弾性材料からなる一対の弾性体と、前記質量体の内周に挿入されて前記弾性体の軸方向一端を前記質量体に結合する挿入部材とを備えるものである。なお、ここでいうゴム状弾性材料は、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料のことである。
【００１２】
上記構成のダイナミックダンパは、質量体と別個に成形された一対の弾性体を、挿入部材を介して質量体の軸方向両側に結合することによって、容易に組み立てることができる。そして、弾性体は、軸方向一端が質量体に結合されると共に外径部が中空軸の内周面に嵌着されることによって、軸直角方向の入力振動に対して剪断ばねとなるので、ばね定数を低く設定することができる。このため低周波領域での優れた動的吸振特性が確保され、しかも、質量体を圧縮方向へ支持する場合のようにばね定数を低くするために弾性体のボリュームを小さくする必要がないので、弾性体の耐久性を向上させることができる。
【００１３】
また、弾性体が質量体と別個に成形されることに加え、質量体と弾性体を結合する挿入部材も、弾性体をばねとするばね−質量系における質量の一部として機能するので、動的吸振特性（ダイナミックダンパの共振周波数）のチューニングにおいて、質量体の大きさや形状の変更の都度、質量体への弾性体の一体成形用金型を製作する必要がなく、弾性体の汎用性、ひいてはこの弾性体を成形する金型の汎用性を向上させることができる。
【００１４】
請求項２の発明に係る中空軸用ダイナミックダンパは、請求項１に記載された構成において、弾性体が挿入部材に一体に加硫接着されたことを特徴とするものである。
【００１５】
上記構成によれば、予め弾性体と挿入部材が加硫接着により一体化されていることによって、組み立ての際には弾性体と一体の挿入部材を質量体に結合するだけで良いので、組み立てが容易になる。また、挿入部材は質量体に比較して十分に小さなもので良いため、弾性体を挿入部材と一体に成形する金型の大型化を来たさないようにすることができる。
【００１６】
請求項３の発明に係る中空軸用ダイナミックダンパは、請求項１又は２に記載された構成において、質量体、弾性体及び挿入部材が筒状又は環状であることを特徴とするものである。
【００１７】
上記構成によれば、中空軸の内周空間へ洗浄液などが侵入しても、筒状又は環状をなす質量体、弾性体及び挿入部材の内周を通じて容易に排出されるため、中空軸の内周空間に洗浄液などが残留するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る中空軸用ダイナミックダンパによれば、低周波領域での優れた動的吸振特性を確保することができ、しかも動的吸振特性のチューニングは、弾性体とは別に質量体や挿入部材の大きさや形状等の変更によって行うことができるので、弾性体を成形する金型の汎用性を向上させることができ、さらには、質量体にゴム状弾性材料からなる弾性体が一体に加硫接着されたものではないため、廃却後に質量体を容易に資源リサイクルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る中空軸用ダイナミックダンパの第一の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】第一の実施の形態の中空軸用ダイナミックダンパを、軸心を通る平面で切断して示す組み立て前の状態の断面斜視図である。
【図３】第一の実施の形態の中空軸用ダイナミックダンパを、軸心を通る平面で切断して示す組み立て状態の断面斜視図である。
【図４】本発明に係る中空軸用ダイナミックダンパの第二の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図５】第二の実施の形態の中空軸用ダイナミックダンパを、軸心を通る平面で切断して示す組み立て前の状態の断面図である。
【図６】本発明に係る中空軸用ダイナミックダンパの第三の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図７】第三の実施の形態の中空軸用ダイナミックダンパを、軸心を通る平面で切断して示す組み立て前の状態の断面斜視図である。
【図８】第三の実施の形態の中空軸用ダイナミックダンパを、軸心を通る平面で切断して示す組み立て状態の断面斜視図である。
【図９】従来の中空軸用ダイナミックダンパの一例を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図１０】従来の中空軸用ダイナミックダンパの他の例を、軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。
【図１１】従来の中空軸用ダイナミックダンパの他の例を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図１２】従来の中空軸用ダイナミックダンパの他の例を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る中空軸用ダイナミックダンパの好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。まず図１〜図３は、第一の実施の形態を示すものである。
【００２１】
図１において、参照符号１はダイナミックダンパ、２は自動車のプロペラシャフトである。プロペラシャフト２は、請求項１に記載された中空軸に相当するものであって、すなわち中空円筒状であり、ダイナミックダンパ１はプロペラシャフト２の内周空間に取り付けられるものである。
【００２２】
ダイナミックダンパ１は、振動低減対象のプロペラシャフト２の内周に遊挿される質量体１１と、この質量体１１の軸方向両側に配置されると共に外径部１２ａがプロペラシャフト２の内周面２ａに嵌着されるゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる一対の弾性体１２と、この弾性体１２の内周に一体的に設けられると共に前記質量体１１の内周に挿入されて弾性体１２の軸方向一端を前記質量体１１に結合する一対の挿入部材１３とを備える。
【００２３】
質量体１１は例えば金属製の比較的厚肉の円筒体からなるものであって、所要の軸方向長さを有し、外周面はプロペラシャフト２の内周面２ａよりも小径に形成されている。また、この質量体１１の軸方向両端内周縁には面取り１１ａが形成されている。
【００２４】
弾性体１２は環状をなすものであって、外径部１２ａが質量体１１の外径より大径に形成されると共に、プロペラシャフト２の内周面２ａに対して適当な締め代をもっている。また、この弾性体１２の軸方向一端は、挿入部材１３の外周面に一体的に加硫接着されており、この接着部１２ｂには、質量体１１の内周面１１ｂに対して適当な締め代をもつ円筒状の弾性膜部１２ｃが延在されている。そして、前記接着部１２ｂと外径部１２ａの間は、プロペラシャフト２と質量体１１の軸直角方向の相対変位に伴って主に剪断変形を受けるばね部１２ｄとなっている。また、外径部１２ａは複数の凹部１２ｅによって円周方向に分割されている。
【００２５】
挿入部材１３は、金属製の円筒体からなるものであって、その外周面は質量体１１の内周面１１ｂよりも小径である。そして図２に示すように、弾性体１２と挿入部材１３からなる一体成形物は、不図示の加硫成形用金型内に、挿入部材１３を位置決めセットし、この挿入部材１３の外周側からその軸方向一側の外周側へかけて前記金型によって画成された環状のキャビティに、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、弾性体１２の加硫成形と同時に挿入部材１３の外周面に加硫接着したものである。
【００２６】
すなわちこのダイナミックダンパ１は、図２に示すように、質量体１１の内周へ、その軸方向両側から、弾性体１２と挿入部材１３の一体成形物における挿入部材１３を挿入し、この挿入部材１３の外周面に加硫接着された弾性体１２の弾性膜部１２ｃを質量体１１の内周面１１ｂへ圧入嵌着することによって、図３に示すように組み立てられるものである。このとき、質量体１１の軸方向両端内周縁には面取り１１ａが形成されているため、弾性体１２の弾性膜部１２ｃが質量体１１への圧入過程で損傷するのを防止することができる。そして前記弾性膜部１２ｃは、挿入部材１３の外周面と質量体１１の内周面１１ｂの間で径方向に圧縮され、質量体１１の内周面１１ｂに対する顕著な嵌着力を補償されるため、質量体１１とその軸方向両側の弾性体１２は互いにしっかり結合される。
【００２７】
ダイナミックダンパ１は、弾性体１２（ばね部１２ｄ）をばねとし、質量体１１及び挿入部材１３を質量とするばね−質量系を構成するものであって、その径方向共振周波数は、質量体１１と一対の挿入部材１３の質量の和と、弾性体１２のばね部１２ｄの径方向剪断ばね定数によって、プロペラシャフト２に生じる振動の振幅が最も増大する周波数帯域にチューニングされている。すなわち挿入部材１３は、弾性体１２の弾性膜部１２ｃへの嵌着力補償手段としてのほか、前記ばね−質量系における質量の一部としても機能するものである。
【００２８】
以上のように構成されたダイナミックダンパ１は、図１に示すように、質量体１１の軸方向両側の弾性体１２における外径部１２ａを、プロペラシャフト２の内周面２ａにおける所定の位置へ圧入嵌着することによって取り付けられる。
【００２９】
ここで、ダイナミックダンパ１は、環状である弾性体１２と円筒状である挿入部材１３及び質量体１１からなるものであるため、ダイナミックダンパ１をプロペラシャフト２の内周に取り付けた後でプロペラシャフト２の洗浄を行った場合、洗浄過程でダイナミックダンパ１の内部空間に入り込んだ洗浄液は、ダイナミックダンパ１の内周を通じて容易に排出される。あるいは前記洗浄液の一部は、弾性体１２の外径部１２ａに形成された凹部１２ｅを通じても排出される。このため、プロペラシャフト２の内周空間に洗浄液が残留するのを防止することができる。
【００３０】
次に図１に示す装着状態において、プロペラシャフト２の回転に伴い軸直角方向への振動が発生すると、弾性体１２（ばね部１２ｄ）をばねとし、質量体１１及び挿入部材１３を質量とするばね−質量系（ダイナミックダンパ１）の共振周波数は、プロペラシャフト２の振動の振幅が最も増大する周波数帯域にチューニングされているので、このような周波数帯域でダイナミックダンパ１が共振し、その振動波形の位相が入力振動と逆位相となる動的吸振作用によって、入力振動の振幅のピークを低減し、プロペラシャフト２の振動及び騒音を有効に低減することができる。
【００３１】
そしてこのダイナミックダンパ１によれば、軸直角方向の入力振動に対して、弾性体１２のばね部１２ｄが主に剪断変形を受けるので、径方向ばね定数を低くして、低周波領域での優れた動的吸振特性を確保することができる。
【００３２】
また、質量体１１に対して、弾性体１２と挿入部材１３との一体成形物を別部材としたため、例えば振動低減対象のプロペラシャフト２の仕様変更等に対して、ダイナミックダンパ１の動的吸振特性を対応させる場合は、例えば弾性体１２と挿入部材１３の一体成形物の仕様は変更せずに、質量体１１の長さの変更等によって質量のみを変更することでばね−質量系の共振周波数をチューニングすることができる。このため質量体１１の大きさや形状の変更の都度、弾性体１２と挿入部材１３の一体成形用金型を製作する必要はなく、チューニングに要するコストを低減することができる。
【００３３】
しかも、質量体１１にはゴム状弾性材料からなる弾性体１２が加硫接着されていないので、廃却後には、質量体１１を容易に資源リサイクルすることができる。
【００３４】
次に図４及び図５は、本発明に係る中空軸用ダイナミックダンパの第二の実施の形態を示すものである。
【００３５】
この形態によるダイナミックダンパ１において、上述した第一の実施の形態と異なるところは、弾性体１２に挿入部材１３の外周面を覆う弾性膜部１２ｃが形成されておらず、質量体１１の内周面１１ｂに、挿入部材１３の外周面が金属嵌合される点にある。その他の部分は、基本的に第一の実施の形態と同様である。
【００３６】
すなわちこの第二の実施の形態は、弾性体１２と挿入部材１３からなる一体成形物を製作し、図５に示すように、質量体１１の軸方向両側から、前記一体成形物の挿入部材１３を質量体１１の内周へ圧入して金属嵌合することによって組み立てられるもので、第一の実施の形態と同様の効果を実現することができる。
【００３７】
さらに図６〜図８は、本発明に係る中空軸用ダイナミックダンパの第三の実施の形態を示すものである。
【００３８】
この形態によるダイナミックダンパ１において、上述した第一及び第二の実施の形態と異なるところは、弾性体１２と挿入部材１３が加硫接着されておらず、挿入部材１３が弾性体１２における弾性膜部１２ｃの内周面に圧入される点にある。その他の部分は、基本的に第一の実施の形態と同様である。
【００３９】
すなわちこのダイナミックダンパ１は、図７に示すように、質量体１１の軸方向端部内周面１１ｂへ、軸方向両側から弾性体１２の弾性膜部１２ｃを挿入し、その後、挿入部材１３を、前記弾性膜部１２ｃの内周へ圧入することによって、図６に示すように組み立てられるものである。そして前記弾性膜部１２ｃは、挿入部材１３の圧入によって、質量体１１の内周面１１ｂの間で径方向に圧縮され、質量体１１の内周面１１ｂに対する顕著な嵌着力を補償されるため、質量体１１とその軸方向両側の弾性体１２は互いにしっかり結合される。
【００４０】
また、先に弾性体１２の弾性膜部１２ｃの内周へ挿入部材１３を挿入して仮組みしてから、質量体１１の軸方向端部内周面１１ｂへ、弾性膜部１２ｃと挿入部材１３を同時に圧入することによって組み立てることもできる。
【００４１】
この第三の実施の形態によれば、第一の実施の形態と同様の効果が実現されるのに加え、弾性体１２と挿入部材１３が別体であるため、質量の変更による共振周波数のチューニングを、質量体１１の長さや肉厚の変更によって行っても良いし、質量体１１の長さや肉厚は変更せずに挿入部材１３の長さや肉厚を変更することでチューニングすることも容易であるため、チューニングにおける自由度を向上させることができる。
【００４２】
しかも、質量体１１及び挿入部材１３にはゴム状弾性材料からなる弾性体１２が加硫接着されていないので、廃却後には、質量体１１ばかりでなく挿入部材１３も容易に資源リサイクルすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ダイナミックダンパ
１１質量体
１２弾性体
１２ａ外径部
１２ｂ接着部
１２ｃ弾性膜部
１２ｄばね部
１２ｅ凹部
１３挿入部材
２プロペラシャフト（中空軸）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動低減対象の中空軸の内周に遊挿される質量体と、この質量体の軸方向両側に配置されると共に外径部が前記中空軸の内周面に嵌着されるゴム状弾性材料からなる一対の弾性体と、前記質量体の内周に挿入されて前記弾性体の軸方向一端を前記質量体に結合する挿入部材とを備えることを特徴とする中空軸用ダイナミックダンパ。
【請求項２】
弾性体が挿入部材に一体に加硫接着されたことを特徴とする請求項１に記載の中空軸用ダイナミックダンパ。
【請求項３】
質量体、弾性体及び挿入部材が筒状又は環状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の中空軸用ダイナミックダンパ。

【図１】