JP2008208913A - ダイナミックダンパ及びプロペラシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】 中空シャフトに対する取付部に弾性体を介してウエイトを支持してなるダイナミックダンパにおいて、２種類の共振周波数をもつこと。
【解決手段】 ダイナミックダンパ１０であって、取付部２０と、取付部２０の中心軸上の一側に支持した第１弾性片持梁３０と、第１弾性片持梁３０の先端に設けた第１ウエイト４０と、取付部２０の中心軸上の他側に支持した第２弾性片持梁６０と、第２弾性片持梁６０の先端に設けた第２ウエイト７０とを有してなるもの。
【選択図】 図１

Description

本発明はダイナミックダンパ及びプロペラシャフトに関する。

自動車の動力伝達部材、例えばパワープラント（エンジン等）に接続されるプロペラシャフトの振動を低減し、車体振動や騒音を低減するダイナミックダンパとして、特許文献１に記載の如く、アウタカラーの内部に配置されるウエイトと、アウタカラーとウエイトの間の環状空間内に配置されるゴム弾性体とを有してなるものがある。

特許文献１に記載のダイナミックダンパでは、ウエイトの質量やゴム弾性体のバネ定数等により定まる共振周波数をパワープラントやプロペラシャフトの固有振動数に対応する大きさに設定している。これにより、ダイナミックダンパは、パワープラントやプロペラシャフトの振動に共振し、パワープラントやプロペラシャフトの振動エネルギを消費して振動を制振するものである。
実公平7-29324

特許文献１に記載のダイナミックダンパは、唯一の共振周波数をもつものでしかない。従って、パワープラントやプロペラシャフトの２種類以上の固有振動数に対応することができない。

また、特許文献１に記載のダイナミックダンパは、ウエイトの質量やゴム弾性体のバネ定数等の調整により、共振周波数をチューニングするものとしている。ここで、ゴム弾性体のバネ定数の調整は、ゴム足部と空洞部の個数、形状等の設定替えにより行なうものであり、複雑である。

本発明の課題は、中空シャフトに対する取付部に弾性体を介してウエイトを支持してなるダイナミックダンパにおいて、２種類の共振周波数をもつことにある。また、共振周波数のチューニングを容易にすることにある。

請求項１の発明は、取付部と、取付部の中心軸上の一側に支持した第１弾性片持梁と、第１弾性片持梁の先端に設けた第１ウエイトと、取付部の中心軸上の他側に支持した第２弾性片持梁と、第２弾性片持梁の先端に設けた第２ウエイトとを有してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記取付部をゴム弾性体により形成したものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記取付部を構成するゴム弾性体の外周に金属環を被着してなるものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において更に、前記金属環の外周にゴム被覆材を被着してなるものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記取付部と第１弾性片持梁と第２弾性片持梁をゴム弾性体により一体形成したものである。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において更に、前記第１ウエイトと第２ウエイトの外周にゴム被覆材が被着されてなるものである。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のダイナミックダンパを中空シャフト内に圧入して固定配置したプロペラシャフトである。

（請求項１）
(a)ダイナミックダンパは、取付部の中心軸上の一側に支持した第１弾性片持梁と、第１弾性片持梁の先端に設けた第１ウエイトを有することにより、第１弾性片持梁のバネ定数（梁の長さ、断面サイズ）と、第１ウエイトの質量等により定まる第１の共振周波数をもつ。また、取付部の中心軸上の他側に支持した第２弾性片持梁と、第２弾性片持梁の先端に設けた第２ウエイトを有することにより、第２弾性片持梁のバネ定数（梁の長さ、断面サイズ）と、第２ウエイトの質量等により定まる第２の共振周波数をもつ。第１と第２の共振周波数を異なるものに設定することにより、２種類の共振周波数をもつことができ、パワープラントやプロペラシャフトの２種類以上の固有振動数に対応できる。

(b)ダイナミックダンパは、取付部の中心軸上に支持した第１と第２の弾性片持梁の先端に第１と第２のウエイトを設けたから、第１と第２の弾性片持梁のバネ定数（梁の長さ、断面サイズ）等により、第１と第２の共振周波数を容易に調整できる。また、第１と第２の弾性片持梁の先端に第１と第２のウエイトを設けたことにより、第１と第２のウエイトの質量が比較的小さくても、第１と第２のウエイトの質量や第１と第２の弾性片持梁のバネ定数等の調整により、第１と第２の共振周波数を低い周波数域にまで容易にチューニングできる。

(c)ダイナミックダンパは、中空シャフトに対する取付部の中心軸上に支持した第１と第２の弾性片持梁の先端に第１と第２のウエイトを設けたものであり、構造を簡素にできる。また、第１と第２の弾性片持梁は単一丸棒状にする等、単純断面かつ大断面化でき、耐久性を向上できる。

（請求項２）
(d)ダイナミックダンパは、取付部をゴム弾性体により形成したことにより、中空シャフトへの圧入容易性を確保できる。

（請求項３）
(e)ダイナミックダンパは、取付部を構成するゴム弾性体の外周に金属環を被着したにより、中空シャフトへの圧入安定性を確保できる。

（請求項４）
(f)ダイナミックダンパは、上述(e)の金属環の外周にゴム被覆材を被着したことにより、中空シャフトへの圧入容易性と圧入安定性を確保できる。

（請求項５）
(g)ダイナミックダンパは、取付部と、第１と第２の弾性片持梁をゴム弾性体により一体形成したから、構造を一層簡素にできる。

（請求項６）
(h)ダイナミックダンパは、ウエイトの外周にゴム被覆材を被着したことにより、過大な振動入力により、第１と第２のウエイトが中空シャフトの内面に当接するに至ったとしても、衝撃や打音の発生を軽減ないしは防止できる。

（請求項７）
(i)プロペラシャフトにおいて、上述(a)〜(h)を実現できる。

図１は実施例１のプロペラシャフトを示す断面図、図２はダイナミックダンパを示す断面図、図３はダイナミックダンパの断面を示し、（Ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（Ｄ）は図２のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（Ｅ）は図２のＥ−Ｅ線に沿う断面図、図４は実施例２のプロペラシャフトを示す断面図、図５は実施例３のプロペラシャフトを示す断面図である。

（実施例１）（図１〜図３）
図１のダイナミックダンパ１０は、自動車のパワープラント（エンジン等）に接続されるプロペラシャフト１の円筒状中空シャフト２内の軸方向所定位置に圧入して嵌挿され、固定配置されたものである。

ダイナミックダンパ１０は、図２、図３に示す如く、取付部２０と、取付部２０の中心軸上の一側に支持した第１弾性片持梁３０と、第１弾性片持梁３０の先端に設けた第１ウエイト４０と、取付部２０の中心軸上の他側に支持した第２弾性片持梁６０と、第２弾性片持梁６０の先端に設けた第２ウエイト７０とを有して構成される。ダイナミックダンパ１０は、中空シャフト２の内面に固定配置した取付部２０に対し第１弾性片持梁３０を介して第１ウエイト４０を片持支持するとともに、第２弾性片持梁６０を介して第２ウエイト７０を片持支持する状態で、パワープラントやプロペラシャフト１の振動周波数に応じて、第１弾性片持梁３０と第２弾性片持梁６０のバネ定数や第１ウエイト４０と第２ウエイト７０の質量をチューニングすることにより、パワープラントやプロペラシャフト１の共振作用に起因する振動を吸収、低減し、車体振動や騒音を低減する。

取付部２０は短円柱状のゴム弾性体からなり、中空シャフト２に圧入されて中空シャフト２の内面に固定配置される。

第１弾性片持梁３０は取付部２０と一体成形されたゴム弾性体からなり、取付部２０より小径の棒状をなす。第１弾性片持梁３０の基端は取付部２０に一体結合し、取付部２０から中心軸上を一側の外方に突出する第１弾性片持梁３０の先端に第１ウエイト４０を保持する。

第１ウエイト４０は円柱等の短柱状をなし、棒鋼等の金属棒からなる。第１ウエイト４０は、取付部２０及び第１弾性片持梁３０と同軸配置される。第１ウエイト４０は第１弾性片持梁３０より大径とされる。第１ウエイト４０の外周及び端面の全外面には第１ゴム被覆材５０が被着され、第１ゴム被覆材５０は取付部２０及び第１弾性片持梁３０と一体成形される。

第２弾性片持梁６０は取付部２０と一体成形されたゴム弾性体からなり、取付部２０より小径、かつ第１弾性片持梁３０より小径の棒状をなす。第２弾性片持梁６０の基端は取付部２０に一体結合し、取付部２０から中心軸上を他側の外方に突出する第２弾性片持梁６０の先端に第２ウエイト７０を保持する。

第２ウエイト７０は円柱等の短柱状をなし、棒鋼等の金属棒からなる。第２ウエイト７０は、取付部２０及び第２弾性片持梁６０と同軸配置される。第２ウエイト７０は第１ウエイト４０より小径かつ第２弾性片持梁６０より大径とされる。第２ウエイト７０の外周及び端面の全外面には第２ゴム被覆材８０が被着され、第２ゴム被覆材８０は取付部２０、第１弾性片持梁３０、第１ゴム被覆材５０及び第２弾性片持梁６０と一体成形される。

ダイナミックダンパ１０は、複数の金型により形成されるキャビティ内に第１ウエイト４０と第２ウエイト７０を位置決めして配置し、このキャビティにゴムを充填し、取付部２０、第１弾性片持梁３０及び第１ゴム被覆材５０並びに第２弾性片持梁６０及び第２ゴム被覆材８０をそれらのウエイト４０、７０に一体成形することにて加硫形成して製造される。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ダイナミックダンパ１０は、取付部２０の中心軸上の一側に支持した第１弾性片持梁３０と、第１弾性片持梁３０の先端に設けた第１ウエイト４０を有することにより、第１弾性片持梁３０のバネ定数（梁の長さ、断面サイズ）と、第１ウエイト４０の質量等により定まる第１の共振周波数をもつ。また、取付部２０の中心軸上の他側に支持した第２弾性片持梁６０と、第２弾性片持梁６０の先端に設けた第２ウエイト７０を有することにより、第２弾性片持梁６０のバネ定数（梁の長さ、断面サイズ）と、第２ウエイト７０の質量等により定まる第２の共振周波数をもつ。第１と第２の共振周波数を異なるものに設定することにより、２種類の共振周波数をもつことができ、パワープラントやプロペラシャフト１の２種類以上の固有振動数に対応できる。

(b)ダイナミックダンパ１０は、取付部２０の中心軸上に支持した第１と第２の弾性片持梁３０、６０の先端に第１と第２のウエイト４０、７０を設けたから、第１と第２の弾性片持梁３０、６０のバネ定数（梁の長さ、断面サイズ）等により、第１と第２の共振周波数を容易に調整できる。また、第１と第２の弾性片持梁３０、６０の先端に第１と第２のウエイト４０、７０を設けたことにより、第１と第２のウエイト４０、７０の質量が比較的小さくても、第１と第２のウエイト４０、７０の質量や第１と第２の弾性片持梁３０、６０のバネ定数等の調整により、第１と第２の共振周波数を低い周波数域にまで容易にチューニングできる。

(c)ダイナミックダンパ１０は、中空シャフト２に対する取付部２０の中心軸上に支持した第１と第２の弾性片持梁３０、６０の先端に第１と第２のウエイト４０、７０を設けたものであり、構造を簡素にできる。また、第１と第２の弾性片持梁３０、６０は単一丸棒状にする等、単純断面かつ大断面化でき、耐久性を向上できる。

(d)ダイナミックダンパ１０は、取付部２０をゴム弾性体により形成したことにより、中空シャフト２への圧入容易性を確保できる。

(e)ダイナミックダンパ１０は、取付部２０と、第１と第２の弾性片持梁３０、６０をゴム弾性体により一体形成したから、構造を一層簡素にできる。

(f)ダイナミックダンパ１０は、ウエイトの外周にゴム被覆材５０、８０を被着したことにより、過大な振動入力により、第１と第２のウエイト４０、７０が中空シャフト２の内面に当接するに至ったとしても、衝撃や打音の発生を軽減ないしは防止できる。

(g)プロペラシャフト１において、上述(a)〜(f)を実現できる。

（実施例２）
実施例２のダイナミックダンパ１０Ａが実施例１のダイナミックダンパ１０と異なる点は、取付部２０を構成するゴム弾性体の外周に金属環２０Ａを被着したことにある。

ダイナミックダンパ１０Ａは、複数の金型により形成されるキャビティ内に金属環２０Ａと第１ウエイト４０と第２ウエイト７０を位置決めして配置し、このキャビティにゴムを充填し、取付部２０、第１弾性片持梁３０及び第１ゴム被覆材５０並びに第２弾性片持梁６０及び第２ゴム被覆材８０をそれらの金属環２０Ａ、ウエイト４０、７０に一体成形することにて加硫形成して製造される。

ダイナミックダンパ１０Ａは、取付部２０の金属環２０Ａを中空シャフト２に圧入して固定配置される。

本実施例によれば、取付部２０を構成するゴム弾性体の外周に金属環２０Ａを被着したにより、中空シャフト２への圧入安定性を確保できる。

（実施例３）
実施例３のダイナミックダンパ１０Ｂが実施例１のダイナミックダンパ１０と異なる点は、取付部２０を構成するゴム弾性体の外周に金属環２０Ａを被着し、金属環２０Ａの外周にゴム被覆材２０Ｂを被着したことにある。

ダイナミックダンパ１０Ｂは、複数の金型により形成されるキャビティ内に金属環２０Ａと第１ウエイト４０と第２ウエイト７０を位置決めして配置し、このキャビティにゴムを充填し、取付部２０、第１弾性片持梁３０及び第１ゴム被覆材５０並びに第２弾性片持梁６０及び第２ゴム被覆材８０をそれらの金属環２０Ａ、ウエイト４０、７０に一体成形するとともに、金属環２０Ａの外周にゴム被覆材２０Ｂを成形することにて加硫形成して製造される。

ダイナミックダンパ１０Ｂは、取付部２０のゴム被覆材２０Ｂを中空シャフト２に圧入して固定配置される。

本実施例によれば、取付部２０の金属環２０Ａの外周にゴム被覆材２０Ｂを被着したことにより、中空シャフト２への圧入容易性と圧入安定性を確保できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は実施例１のプロペラシャフトを示す断面図である。 図２はダイナミックダンパを示す断面図である。 図３はダイナミックダンパの断面を示し、（Ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（Ｄ）は図２のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（Ｅ）は図２のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 図４は実施例２のプロペラシャフトを示す断面図である。 図５は実施例３のプロペラシャフトを示す断面図である。

符号の説明

１ プロペラシャフト
２ 中空シャフト
１０、１０Ａ、１０Ｂ ダイナミックダンパ
２０ 取付部
２０Ａ 金属環
２０Ｂ ゴム被覆材
３０ 第１弾性片持梁
４０ 第１ウエイト
５０ 第１ゴム被覆材
６０ 第２弾性片持梁
７０ 第２ウエイト
８０ 第２ゴム被覆材

Claims (7)

1. 取付部と、取付部の中心軸上の一側に支持した第１弾性片持梁と、第１弾性片持梁の先端に設けた第１ウエイトと、取付部の中心軸上の他側に支持した第２弾性片持梁と、第２弾性片持梁の先端に設けた第２ウエイトとを有してなるダイナミックダンパ。
2. 前記取付部をゴム弾性体により形成した請求項１に記載のダイナミックダンパ。
3. 前記取付部を構成するゴム弾性体の外周に金属環を被着してなる請求項２に記載のダイナミックダンパ。
4. 前記金属環の外周にゴム被覆材を被着してなる請求項３に記載のダイナミックダンパ。
5. 前記取付部と第１弾性片持梁と第２弾性片持梁をゴム弾性体により一体形成した請求項１〜４のいずれかに記載のダイナミックダンパ。
6. 前記第１ウエイトと第２ウエイトの外周にゴム被覆材が被着されてなる請求項１〜５のいずれかに記載のダイナミックダンパ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のダイナミックダンパを中空シャフト内に圧入して固定配置したプロペラシャフト。

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