JP2007333197A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸（１）に外装されて当該回転軸（１）の振動を抑制するダイナミックダンパ２において、例えば回転軸（１）の軸方向両端に大径部分（３，４）が設けられているような場合でも、また、回転軸（１）の両端を支持部材に支持させている状態であっても、回転軸（１）に簡単に着脱できるようにしたうえで、円周方向での重量バランスを良好とし、振動抑制効果ならびに信頼性を高める。
【解決手段】ダイナミックダンパ２を、回転軸（１）に螺旋状に巻き付けられる帯状体５と、巻き付け状態の帯状体５における外周所定領域に締め付け装着される締結部材７とを含む構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸に外装されて当該回転軸の振動を抑制するためのダイナミックダンパに関する。

一般的に、自動車のドライブシャフト等の回転軸は、回転のアンバランス等に起因して曲げ振動やねじり振動が発生することがあるので、回転軸の固有振動数に合わせた共振周波数を有するダイナミックダンパを用意し、このダイナミックダンパを回転軸にその軸方向一端側から圧入外嵌することが考えられている（例えば特許文献１参照。）。

この場合、回転軸の回転に伴い発生する振動エネルギーをダイナミックダンパの振動エネルギーとして吸収することで、回転軸の振動を抑制している。

なお、上記ダイナミックダンパは、略円筒形の質量部材をゴム状弾性体で被覆した構成であり、一般的に公知の加硫成形法等によって製造される。

ところで、上記ダイナミックダンパでは、例えば回転軸の軸方向両端に大径部分が設けられているような場合（例えば図１のようなドライブシャフト参照）、あるいは回転軸の両端を支持部材に支持させている状態だと、ダイナミックダンパを回転軸に着脱することができない。

これに対し、ダイナミックダンパを例えば断面略Ｃ字形とするように円周方向一箇所を分離し、回転軸に対して巻き付ける形態で装着するように構成したものが提案されている（例えば特許文献２参照。）。
特開２００１−３４９３７９号公報 特開２００４−２３９４１４号公報

上記従来例では、円周方向一箇所の分離面を軸方向に平行にしていると、円周方向での重量バランスが悪化するために、前記分離面を径方向で重ねるように対処する必要があり、ダイナミックダンパの形状が複雑になる等、製造コストの上昇を余儀なくされている。

本発明は、回転軸に外装されて当該回転軸の振動を抑制するダイナミックダンパにおいて、例えば回転軸の軸方向両端に大径部分が設けられているような場合でも、また、回転軸の両端を支持部材に支持させている状態であっても、回転軸に簡単に着脱できるようにしたうえで、円周方向での重量バランスを良好とし、振動抑制効果ならびに信頼性を高めることを目的としている。

本発明は、回転軸に外装されて当該回転軸の振動を抑制するダイナミックダンパであって、前記回転軸に螺旋状に巻き付けられる帯状体と、巻き付け状態の帯状体における外周所定領域に締め付け装着される締結部材とを含むことを特徴としている。

この構成によれば、帯状体を回転軸に螺旋状に巻き付けるようにして装着する形態であるから、回転軸に対してその外径側から容易に着脱することが可能になる。そのため、例えば回転軸の軸方向両端に大径部分が設けられているような場合でも、また、回転軸の両端を支持部材に支持させている状態であっても、回転軸に対してダイナミックダンパを容易に着脱することが可能になる。

これにより、装着対象となる回転軸の個体差に応じて、共振周波数の異なる多数のダイナミックダンパをそれぞれ着脱しながら、装着対象となる回転軸の振動抑制に適したダイナミックダンパを選択して装着するという作業を簡単に行うことが可能になる等、実用性に優れたものとなる。

なお、例えば従来例のように円周方向一箇所を分離したダイナミックダンパの場合には、その分離面が軸方向に平行となっている関係より、円周方向に一箇所でも途切れる領域を発生させないようにして円周方向での重量バランスを良好とする必要があり、そのために、前記分離面を径方向で重ねるといった工夫を施さなければならない。

しかし、本発明の上記構成のように分離面を螺旋状にしていれば、この分離面が円周方向に均等に存在することになって、円周方向での重量バランスが良好となるので、上記従来例のような工夫を施す必要が無くなる。

好ましくは、前記巻き付け状態の帯状体の円周数箇所には、質量調整用の質量部材が着脱可能とされる装着部が設けられる。

この構成によれば、帯状体の適宜位置の装着部に適宜質量の質量部材を装着あるいは非装着とすることにより、装着対象となる回転軸の種類毎の固有振動数に応じて狙いとする共振周波数を確保するためのチューニングが簡単かつ容易に行えるようになる。また、帯状体をゴム等とする場合、それに質量部材を予め加硫成形する必要がなく製造が容易になるとともに製造コストを低減するうえで有利となる。

好ましくは、前記帯状体を前記回転軸に対して巻き付けた状態で、当該巻き付け状態の帯状体における軸方向中間領域の外径寸法が軸方向両端領域の外径寸法より大とされ、
かつ、前記巻き付け状態の帯状体における軸方向両端領域が回転軸外周に円周方向に連続するような形とされたうえで、当該軸方向両端領域の内径側が前記回転軸の外周面に当接されて、前記軸方向中間領域の内径側が回転軸の外周面に所定の隙間を介して対向される。

この構成によれば、せん断タイプのダイナミックダンパ、つまり、回転軸に巻き付けた状態の帯状体における軸方向中間領域が質量体となり、回転軸の振動に伴い前記軸方向中間領域が径方向に振動して共振することにより、回転軸の振動を吸収して減衰する形態となる。

そして、上記構成によれば、巻き付け状態の帯状体における軸方向一端領域から他端領域までの離隔距離の大小によって前記軸方向中間領域による共振周波数が変化するので、前記離隔距離によって要求される共振周波数の設計が行える。

本発明によれば、回転軸に対する着脱性に優れ、かつ、円周方向での重量バランスが良好で、振動抑制効果ならびに信頼性の高いダイナミックダンパを提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１から図４に本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、ダイナミックダンパ２の装着対象となる回転軸として、例えば自動車のデファレンシャルから車輪への動力伝達を行うためのドライブシャフト１を例に挙げている。

ドライブシャフト１は、その一端側にインボードジョイント３が、また、他端側にアウトボードジョイント４がそれぞれ設けられた構成になっており、それによってドライブシャフト１の軸方向両端に大径部分が存在するようになっている。

図示していないが、ドライブシャフト１のインボードジョイント３が例えば前輪駆動式車両の車幅方向中央に配置されるデファレンシャルに連結されるようになっていて、ドライブシャフト１のアウトボードジョイント４が例えば車輪取り付け用のハブユニットに連結されるようになっている。

インボードジョイント３は、例えば公知のトリポード型等速ジョイントが、また、アウトボードジョイント４は、例えば公知のバーフィールド型等速ジョイントがそれぞれ採用されている。

ダイナミックダンパ２は、ドライブシャフト１の振動エネルギーを共振により吸収してドライブシャフト１の振動を抑制するものである。

具体的に、ダイナミックダンパ２は、ドライブシャフト１に螺旋状に巻き付けられる螺旋形状の帯状体５と、この巻き付け状態の帯状体５に取り外し可能に装着される質量部材６と、巻き付け状態の帯状体５における軸方向両端側に外径側から締め付け装着される締結部材７とを含む構成になっている。

まず、帯状体５は、例えば適宜の柔軟性を有するゴム材、あるいは適宜の柔軟性を有する合成樹脂材等によって形成されるものであって、図１および図３に示すように、ドライブシャフト１に巻き付けた状態の帯状体５における軸方向中間領域５ａの外径寸法（Ｒ１）が、巻き付け状態の帯状体５における軸方向両端領域５ｂ，５ｃの外径寸法（Ｒ２）より大とされ、かつ、軸方向両端領域５ｂ，５ｃの内径側がドライブシャフト１の外周面に当接されて、軸方向中間領域５ａの内径側がドライブシャフト１の外周面に所定の隙間８を介して対向されるようになっている。

この帯状体５の軸方向両端領域５ｂ，５ｃは、ドライブシャフト１の外周に円周方向に連続するような状態で巻き付けられたうえで、そこの外周に締結部材７が締め付け装着されるようになっている。

なお、上述したようにドライブシャフト１に帯状体５を巻き付けた状態において、この巻き付け状態の帯状体５における軸方向中間領域５ａの円周数箇所には、断面円形の横孔５ｄが軸方向に沿って設けられている。

この横孔５ｄは、大径となっている軸方向中間領域５ａを構成する各帯状巻き部分の厚肉部分にそれぞれ設けられており、各横孔５ｄが一つに連なることで質量部材６の装着部を構成している。

質量部材６は、例えばアルミニウム、鉄ならびに各種の合金等の金属材や適宜の樹脂等とされ、円柱形に形成されている。

この質量部材６は、必要に応じて巻き付け状態の帯状体５における横孔５ｄに圧入により嵌合装着される。なお、円周数箇所の横孔５ｄに質量部材６を装着する際は、巻き付け状態の帯状体５の円周方向での重量バランスを整えるように、各横孔５ｄに装着する質量部材６の質量を適宜管理するのが好ましい。そのために、質量部材６については、質量を僅かに変えたものを多数用意しておくのが好ましい。

なお、締結部材７は、例えば径方向に伸縮する帯状のバンド等とされ、一般的に公知の伸縮材料で形成されるか、あるいは伸縮可能な組立構造される。この他、円周一箇所が分離されていて、この分離端どうしをねじ等の締結部材で締結するようなもの等とされる。

このような構成のダイナミックダンパ２は、いわゆる、せん断タイプとされている。要するに、このせん断タイプのダイナミックダンパは、ドライブシャフト１に巻き付けた帯状体５の軸方向中間領域５ａが質量体となり、ドライブシャフト１の固有振動に伴い軸方向中間領域５ａが径方向に振動して共振する作用、つまり、せん断変形する作用によってドライブシャフト１の振動を吸収して減衰させるようになったものである。

そして、ドライブシャフト１に巻き付けた帯状体５において、軸方向一端領域５ｂから他端領域５ｃまでの離隔距離の大小によって軸方向中間領域５ａによる共振作用が変化するので、前記離隔距離を適宜設定することによって、目標とする共振周波数の設計が行える。

次に、上述したダイナミックダンパ２の取り付け手順を説明する。

まず、ドライブシャフト１においてインボードジョイント３とアウトボードジョイント４との間の領域に、ダイナミックダンパ１の帯状体５を螺旋状に巻き付けることにより、図１に示すような状態とする。

このとき、帯状体５の両側面つまり分離面を、隣り合う両側面つまり分離面と隙間の無い状態で当接させるのが好ましい。また、巻き付け状態の帯状体５における軸方向両端領域５ｂ，５ｃは、円周方向に隙間無く連続するように取り付けられるものとする。

そして、ドライブシャフト１に巻き付けた帯状体５の軸方向両端領域５ｂ，５ｃに、締結部材７を径方向外向きに拡げた状態でそれぞれ外径側から嵌めて、締結部材７の弾性復元力によって圧縮させることによって、帯状体５の軸方向両端部分５ｂ，５ｃをドライブシャフト１に締め付け装着する。これにより、帯状体５がドライブシャフト１に固定されることになる。

この後、必要に応じて質量部材６を装着する。

ところで、ダイナミックダンパ２の帯状体５をドライブシャフト１に装着するにあたっては、ドライブシャフト１は、自動車に搭載していても、あるいは自動車に搭載していない単体の状態であっても、簡単に着脱することができる。

また、ダイナミックダンパ２の共振周波数は、ダイナミックダンパ２の装着対象となるドライブシャフト１の固有振動数に応じて予め調整しておいてもよいが、実際の装着段階において、ドライブシャフト１の個体差を考慮して、例えば帯状体５や質量部材６を交換することによって調整することも可能である。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、帯状体５をドライブシャフト１に螺旋状に巻き付けるようにして装着する形態であるから、ドライブシャフト１に対してその外径側から容易に着脱することが可能になる。

そのため、例えばドライブシャフト１の軸方向両端に大径部分（３，４）が設けられているような場合でも、また、ドライブシャフト１の両端を支持部材に支持させている状態（自動車搭載状態）であっても、ドライブシャフト１に対してダイナミックダンパ２を容易に着脱することが可能になる。

これにより、装着対象となるドライブシャフト１の個体差に応じて、共振周波数の異なる多数のダイナミックダンパ２をそれぞれ着脱しながら、装着対象となるドライブシャフト１の振動抑制に適したダイナミックダンパ２を選択して装着するという作業を簡単に行うことが可能になる等、実用性に優れたものとなる。

しかも、上述したように帯状体５の両側面つまり分離面を螺旋状にしていれば、ドライブシャフト１に巻き付けた状態において、前記分離面が円周方向に均等に存在することになって、円周方向での重量バランスが良好となるので、従来例のように分離面を径方向で重ねる等といった工夫を施す必要が無くなり、形状の簡略化や製造コストの低減に貢献できる。

さらに、上記実施形態では、帯状体５の適宜位置の横孔５ｄ（装着部）に適宜質量の質量部材６を装着あるいは非装着とすることにより、装着対象となるドライブシャフト１の種類毎の固有振動数に応じて目標とする共振周波数を確保するためのチューニングが簡単かつ容易に行えるようになる。また、帯状体５をゴム等とする場合、それに質量部材６を予め加硫成形する必要がなく製造が容易になるとともに製造コストを低減するうえで有利となり、実用面で優れたものとなる。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。

（１）上記実施形態では、ダイナミックダンパ２の装着対象となる回転軸を自動車のドライブシャフト１とした例を挙げているが、それに限られるものではなく、例えば自動車のプロペラシャフト、あるいは各種の工作機械や装置に使用する回転軸を装着対象とすることができる。

（２）上記実施形態では、ダイナミックダンパ２をせん断タイプとした例を挙げているが、例えば圧縮タイプのダイナミックダンパに対しても本発明を適用できる。

この圧縮タイプのダイナミックダンパについては、図示していないが、上記実施形態と同様、帯状体（５）と質量部材（６）と締結部材（７）とで構成することができる。

但し、この種のダイナミックダンパの場合には、ドライブシャフトに螺旋状に巻き付けた状態の帯状体における軸方向中間領域の内径側を、ドライブシャフトの外周面に当接させて、前記巻き付け状態の帯状体における軸方向両端領域の内径側をドライブシャフトの外周面に非接触とさせたうえで、締結部材を前記軸方向中間領域の外周に締め付け装着するような形態で使用することができる。

そして、ドライブシャフトの固有振動数に対するダイナミックダンパの共振周波数のチューニングは、ドライブシャフトの外周面に対する前記巻き付け体の軸方向中間領域の軸方向での接触長さや径方向での厚みを調整することによって行うことができる。

この場合においても、上記実施形態で説明した作用、効果と同様の作用、効果を得ることが可能である。

本発明に係るダイナミックダンパの一実施形態で、ドライブシャフトに装着した状態を示す縦断面図である。 図１の（２）−（２）線断面の矢視図である。 図２の（３）−（３）線断面の矢視図である。 図１から図３のダイナミックダンパの分解斜視図である。

符号の説明

１ ドライブシャフト（回転軸）
２ ダイナミックダンパ
５ 帯状体
５ａ 軸方向中間領域
５ｂ 軸方向一端領域
５ｃ 軸方向他端領域
５ｄ 横孔（装着部）
６ 質量部材
７ 締結部材

Claims (3)

1. 回転軸に外装されて当該回転軸の振動を抑制するダイナミックダンパであって、
   前記回転軸に螺旋状に巻き付けられる帯状体と、巻き付け状態の帯状体における外周所定領域に締め付け装着される締結部材とを含むことを特徴とするダイナミックダンパ。
2. 請求項１に記載のダイナミックダンパにおいて、
   前記巻き付け状態の帯状体の円周数箇所には、質量調整用の質量部材が着脱可能とされる装着部が設けられることを特徴とするダイナミックダンパ。
3. 請求項１または２に記載のダイナミックダンパにおいて、
   前記帯状体を前記回転軸に対して巻き付けた状態で、当該巻き付け状態の帯状体における軸方向中間領域の外径寸法が軸方向両端領域の外径寸法より大とされ、
   かつ、前記巻き付け状態の帯状体における軸方向両端領域が回転軸外周に円周方向に連続するような形とされたうえで、当該軸方向両端領域の内径側が前記回転軸の外周面に当接されて、前記軸方向中間領域の内径側が回転軸の外周面に所定の隙間を介して対向されることを特徴とするダイナミックダンパ。

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