JP2009063062A - プロペラシャフト用ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】プロペラシャフトへの装着が比較的簡単で、かつプロペラシャフトの回転中に軸方向へずれるのを防止できるプロペラシャフト用ダイナミックダンパを提供する。
【解決手段】円筒状のアウタパイプ２と、アウタパイプ２の軸心に配置されたインナウエイト３と、両者を弾性的に連結するマウントラバー４とを備え、プロペラシャフト１０の中空部内に装着される。アウタパイプ２の軸方向両端部に拡径部２ｂが形成され、拡径部の近傍に複数の貫通孔２ｄが形成され、貫通孔２ｄに嵌合するばね弾性を持つ複数の爪部５ｃを周方向に間隔をあけて設けた円筒状のクリップ５がアウタパイプ２の両端部に挿入される。クリップ５をアウタパイプ２の軸方向端部より挿入することにより、爪部５ｃが貫通孔２ｄを通して外周方向へ突出し、プロペラシャフト１０の中空部内壁に圧接する。
【選択図】 図１

Description

本発明はプロペラシャフトの中空部内に装着され、プロペラシャフトの回転に伴う共振現象を抑制するダイナミックダンパに関するものである。

従来、変速機から出力された動力を駆動輪に伝達するため、中空状のプロペラシャフトが用いられるが、プロペラシャフトにエンジン振動が伝わって、プロペラシャフトと共振し、こもり音と呼ばれる騒音や振動を引き起こす。このような共振対策として、図９に示すようにプロペラシャフト２０の中空部内にダイナミックダンパ３０を装着した例が種々提案されている。

特許文献１に記載されたダイナミックダンパ３０は、図１０に示すように、円筒状のアウタパイプ（外筒部材）３１と、アウタパイプ３１の軸心に配置されたインナウエイト（重り）３２と、アウタパイプ３１とインナウエイト３２との間を弾性的に連結するマウントラバー（制振部材）３３とを備えており、アウタパイプ３１をプロペラシャフト２０の内部に圧入している。アウタパイプ３１の外径はプロペラシャフトの中空部内に圧入した状態で半径方向のガタや軸方向のずれが発生しないような寸法設定とされている。しかし、アウタパイプ３１の外径およびプロペラシャフト２０の内径にはバラツキがあるので、アウタパイプ３１をプロペラシャフト２０の中空部に安定して圧入固定することが困難である。また、通常のプロペラシャフトは、その厚みが１．６ｍｍ程度と薄いため、アウタパイプ３１をプロペラシャフトの中空部内に無理に圧入すると、プロペラシャフトの歪みが大きくなり、機械的強度が低下するという問題がある。

このような欠点を補うものとして、図１１に示すように、プロペラシャフト２０の中空部内にマウントラバー４０を直接接着するものがある。４１はインナウエイトである。この場合には、プロペラシャフト２０に歪みが発生する恐れはないが、プロペラシャフト２０が長くなると、中空部の奥に入った箇所にラバー４０を接着することが困難になり、作業性が悪化し、コスト高になるという問題がある。

図１２に示すように、アウタパイプ５０の外径をプロペラシャフトの内径より所定量大きく設定するとともに、アウタパイプ５０に軸方向のスリット５１を形成し、アウタパイプ５０の半径方向の弾性によってプロペラシャフトに装着するダイナミックダンパがある（特許文献２）。なお、５２はインナウエイト、５３はマウントラバーである。この場合には、スリット５１によってアウタパイプ５０のプロペラシャフトへの圧接力が低下するので、走行中ダイナミックダンパに半径方向のガタや軸方向のずれが発生する可能性がある。

図１３は、アウタパイプ６０に半径方向外側へ膨出する複数の膨出部６１を周方向に間隔をあけて形成し、これら膨出部６１をプロペラシャフトの中空部内壁に圧接させる構造のダイナミックダンパである（特許文献３）。なお、６２はインナウエイト、６３はマウントラバーである。この場合には、プロペラシャフトの内径のバラツキを吸収して圧入できるので、図１０に記載のダイナミックダンパに比べると、圧入固定の安定性が増すが、膨出部の外径寸法の精度を出す必要があり、加工コストが高くつく可能性がある。

図１４は、アウタパイプ７０の両端部に拡径部７１，７２を形成し、その拡径部７１，７２に切り込み７１ａ，７２ａを入れることにより、半径方向の弾性を付与した構造のダイナミックダンパである（特許文献４）。なお、７３はインナウエイト、７４はマウントラバーである。この場合には、アウタパイプ７０自身のばね弾性を利用してプロペラシャフトに圧入するものであるが、アウタパイプ７０には強度上ある程度の厚みが必要であるため、切り込みを入れただけで十分な弾性が付与できるとは限らない。逆に、切り込み７１ａ，７２ａを多くすると、アウタパイプ７０の強度が低下し、プロペラシャフトへの圧接力が低くなるので、走行中にダイナミックダンパが軸方向にずれる可能性がある。

図１５は、アウタパイプ８０に軸方向のスリット８１を形成し、アウタパイプ８０の両端部の内側にスナップリング８２を装着することによりアウタパイプ８０の両端部を拡径させ、プロペラシャフトの中空部内壁に圧接させる構造のダイナミックダンパである（特許文献５）。なお、８３はインナウエイト、８４はマウントラバーである。しかし、この構造では、スナップリング８２によってアウタパイプ８０の両端部を拡径させる必要があるため、強力なスナップリング８２を必要とし、アウタパイプ８０への装着が極めて困難である。一方、アウタパイプ８０を薄肉にしてその機械的強度を低くする方法もあるが、この場合には走行中にダイナミックダンパが軸方向にずれる可能性がある。
実開平４−２７２３８号公報 実開平４−１２２８４３号公報 特開平８−２９０７２２号公報 特開平８−８６３３１号公報 特開平８−８６３３０号公報

そこで、本発明の目的は、プロペラシャフトへの装着が簡単で、かつプロペラシャフトに対して安定して取り付けることができるプロペラシャフト用ダイナミックダンパを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、円筒状のアウタパイプと、前記アウタパイプの軸心に配置されたインナウエイトと、前記アウタパイプと前記インナウエイトとの間を弾性的に連結するマウントラバーとを備え、プロペラシャフトの中空部内に装着されるダイナミックダンパにおいて、前記アウタパイプに円周方向に間隔をあけて複数の貫通孔が形成され、前記貫通孔に嵌合するばね弾性を持つ複数の爪部を周方向に間隔をあけて設けた円筒状のクリップが、前記アウタパイプの内側に挿入自在であり、前記クリップを前記アウタパイプの少なくとも軸方向一端部より挿入することにより、前記爪部が前記貫通孔を通してアウタパイプより半径方向外側へ突出し、プロペラシャフトの中空部内壁に圧接することを特徴とするプロペラシャフト用ダイナミックダンパを提供する。

アウタパイプの外径寸法を高精度に設定しても、プロペラシャフトの内径にバラツキがあると、アウタパイプをプロペラシャフトに安定して固定できない。本発明では、アウタパイプの内側に円筒状クリップを挿入し、クリップに形成したばね弾性を持つ爪部をアウタパイプの貫通孔から外方へ突出させ、プロペラシャフトの中空部内壁に圧接させている。つまり、アウタパイプの弾性を利用するのではなく、アウタパイプとは別体のクリップを用いてプロペラシャフトに取り付ける。クリップは、アウタパイプとは異なり、十分なばね弾性を持つ材料（例えば薄板ばね）で形成できるので、プロペラシャフトの内径が多少ばらついても、爪部を所望のばね圧でプロペラシャフトに圧接させることが可能である。爪部がプロペラシャフトに圧接することにより、クリップの半径方向のガタや軸方向ずれが防止され、爪部はアウタパイプの貫通孔に嵌まり込んでいるので、アウタパイプのずれも防止される。

好ましい実施形態によれば、アウタパイプの軸方向両端部に、プロペラシャフトの中空部内壁にほぼ接する外径を持つ拡径部を形成し、貫通孔をアウタパイプの軸方向両端部の近傍に形成し、クリップの爪部をアウタパイプへの挿入方向と逆方向に向かって半径方向外側へ傾斜するように曲げ起こされたばね片とし、一対のクリップをアウタパイプの軸方向両端部から対向方向に挿入したダイナミックダンパとしてもよい。アウタパイプの軸方向両端部に拡径部を形成した場合には、単純な円筒形状とした場合に比べて、拡径部のみを寸法管理すればよいので、円筒形状より寸法管理が容易である。拡径部の外径はプロペラシャフトに圧入したとき、プロペラシャフトに過大歪みを発生させない寸法に設定される。アウタパイプの両端部から一対のクリップが対向方向に挿入されているため、固定安定性が増すとともに、一対のクリップの爪部が互いに逆方向（軸方向外側）を向くので、アウタパイプの軸方向ずれを確実に防止できる。また、爪部を傾斜状ばね片であるため、爪部の傾斜にそって圧入すれば、ダイナミックダンパをプロペラシャフトに容易に圧入でき、逆方向には抜けを確実に防止できる。

好ましい実施の形態によれば、アウタパイプの拡径部を断面山形に形成し、クリップの爪部を拡径部の内周側溝部に係合して仮止めし、仮止め状態におけるクリップの一部がアウタパイプの軸方向端部から突出するようにし、クリップの突出部をアウタパイプの軸方向内側へ押し込むことにより、クリップの爪部を貫通孔に嵌合させてもよい。この場合には、長尺なプロペラシャフトの奥に本ダイナミックダンパを設定する場合でも、クリップをアウタパイプの少なくとも一端部に仮止めしておき、本ダイナミックダンパをプロペラシャフトの中に挿入した後で、クリップだけをアウタパイプに押し込めば、爪部が拡径部の内周側溝部を乗り越えて貫通孔に嵌合し、爪部をプロペラシャフトの内壁に圧接させることができる。つまり、本ダイナミックダンパをプロペラシャフトの内部に抵抗なく挿入でき、かつ確実に抜け止めすることができる。

以上のように、本発明にかかるダイナミックダンパによれば、アウタパイプの少なくとも一方の端部から円筒状クリップを挿入し、その爪部をアウタパイプの貫通孔を介してプロペラシャフトの中空部内壁に圧接させるようにしたので、アウタパイプの半径方向のガタや軸方向ずれをクリップの爪部のばね弾性で確実に防止できる。そのため、プロペラシャフトの内径に多少のバラツキがあっても、爪部の弾性で吸収でき、ダイナミックダンパをプロペラシャフトの内部に簡単かつ安定して取り付けることができる。

以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。

図１は本発明にかかるダイナミックダンパの一例をプロペラシャフトに取り付けた状態を示し、図２はダイナミックダンパの半断面側面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は分解斜視図である。

本ダイナミックダンパ装置１は、図１〜図４に示すように、プロペラシャフト１０の中空部に挿入される円筒状のアウタパイプ２と、アウタパイプ２の軸心に配置された円柱状のインナウエイト３と、アウタパイプ２とインナウエイト３との間を弾性的に連結するマウントラバー４と、アウタパイプ２の軸方向両端部に装着された一対のクリップ５とを備えている。アウタパイプ２およびインナウエイト３は鋼材のような高強度の金属材料で形成されている。

アウタパイプ２の軸方向中央部には円筒状の胴部２ａが形成されており、この胴部２ａの軸方向両端部にはプロペラシャフト１０の中空部内壁に接触する拡径部２ｂが形成されている。この実施例の拡径部２ｂは、円周状の稜線を持つ断面山形の膨出部であり、軸方向端部にはアウタパイプ２をプロペラシャフト１０に挿入する際のガイドとなるテーパ面２ｃが形成されている。拡径部２ｃの外径寸法Ｄａは、アウタパイプ２をプロペラシャフト１０に挿入したとき、プロペラシャフト１０との間にガタを発生させず、かつプロペラシャフト１０に過大歪みを発生させない寸法に設定するのが望ましい。すなわち、プロペラシャフト１０の内径をＤｐとすると、次のように設定するのが望ましい。
Ｄｐ≦Ｄａ≦Ｄｐ＋α
ここで、αとはプロペラシャフト１０に過大歪みを発生させない範囲での最大バラツキである。
なお、拡径部２ｂはアウタパイプ２の胴部２ａの外径より僅かでも大きくしてあればよく、図２のように胴部２ａに比べてアウタパイプ２の厚み以上に大きくする必要はない。

アウタパイプ２の軸方向両端の内径寸法は、胴部２ａの内径寸法にほぼ等しく設定されている。アウタパイプ２の拡径部２ｂ近傍の胴部２ａには、内外に貫通する複数の貫通孔２ｄが円周方向に間隔をあけて形成されている。この実施例では、９０°間隔で４個の貫通孔２ｄが形成されている。

マウントラバー４は、アウタパイプ２の内周面とインナウエイト３の外周面とにそれぞれ加硫接着されている。マウントラバー４には、軸方向に貫通する複数の空洞部４ａが形成されている。この実施例では、９０°間隔で４個の空洞部４ａが形成されている。前記貫通孔２ｄはマウントラバー４の空洞部４ａと対応する箇所に形成されている。アウタパイプ２の内周面に接着されるマウントラバー４の接着部は、アウタパイプ２の軸方向両端部より内側に入った位置で終端となっており、少なくとも拡径部２ｂの内周面まで広がらないように設定されている。

クリップ５は、アウタパイプ２より薄肉で、ばね性に富む金属製板ばね材で一体に形成されている。クリップ５は、アウタパイプ２の中に摺動自在に挿入される円筒部５ａと、円筒部５ａから軸方向に突出する複数（ここでは４個）の突片５ｂとを備えている。各突片５ｂはマウントラバー４の空洞部４ａに挿入される。円筒部５ａの外径は、アウタパイプ２の胴部２ａの内径と同寸または僅かに小さく設定され、円筒部５ａの軸方向寸法は、拡径部２ｂの軸方向寸法と同長又はそれより長く設定されている。突片５ｂには、前記貫通孔２ｄに嵌合可能なばね片よりなる爪部５ｃが形成されている。爪部５ｃは、突片５ｂの突出方向と逆方向に向かって半径方向外側へ傾斜するように曲げ起こされている。自由状態における爪部５ｃの先端を結ぶ包絡円の直径Ｄｃは、爪部５ｃがプロペラシャフト１０の内壁に確実に圧接できるような寸法に設定されている。すなわち、
Ｄｐ＋β≦Ｄｃ
とするのが望ましい。ここで、βは爪部５ｃの撓み代であり、β＞αとされている。つまり、自由状態の爪部５ｃの外径Ｄｃはアウタパイプ２の拡径部２ｂの外径Ｄａより大きい。

上述のように、クリップ５の円筒部５ａの外径寸法はアウタパイプ２の胴部２ａの内径と同寸または僅かに小さく設定されているので、クリップ５をアウタパイプ２の軸方向両端から挿入すると、爪部５ｃがアウタパイプ２によって内側へ撓められ、貫通孔２ｄに嵌合することによって、クリップ５はアウタパイプ２に対して抜け止めされる。さらに、爪部５ｃは拡径部２ｂより半径方向外方へ突出するので、爪部５ｃがプロペラシャフト１０の内壁に弾性的に圧接し、ダイナミックダンパ１をプロペラシャフト１０に対して抜け止めすることができる。特に、アウタパイプ２の軸方向両端部に装着された一対のクリップ５の爪部５ｃは、互いに逆方向に傾斜しているので、これら爪部５ｃのエッジがプロペラシャフト１０の内壁に食い込むことで、ダイナミックダンパ１の軸方向ずれを確実に防止できる。

ダイナミックダンパ１をプロペラシャフト１０の中に装着する場合、一対のクリップ５をアウタパイプ２に予め取り付けた後で、ダイナミックダンパ１をプロペラシャフト１０に圧入してもよいが、両方のクリップ５の爪部５ｃが逆向きに立っているので、圧入しにくい。そこで、まず一方のクリップ５だけをアウタパイプ２に取り付け、このダイナミックダンパ１をプロペラシャフト１０の所定位置まで圧入する。この圧入作業は、クリップ５の爪部５ｃの傾斜にそって順方向に圧入すればよいので、過大な抵抗なく圧入できる。その後、他方のクリップ５をプロペラシャフト１０に挿入し、所定の治具でクリップ５の円筒部５ａの端部を押すことにより、爪部５ｃをアウタパイプ２の貫通孔２ｄに嵌合させ、装着を完了することができる。但し、他方のクリップ５をプロペラシャフト１０に挿入する際、爪部５ｃと貫通孔３ｃとが正確に対応するように、クリップ５の回転方向の向きを定めておく必要がある。

図５は、ダイナミックダンパ１をプロペラシャフト１０に装着する方法の他の例を示す。この例では、ダイナミックダンパ１をプロペラシャフト１０に挿入する前の段階で、爪部５ｃがアウタパイプ２の拡径部２ｂの内周側溝部２ｂ’に係合するようにクリップ５をアウタパイプ２に仮止めしておく。このとき、爪部５ｃはやや内径方向に撓められた状態で内周側溝部２ｂ’に係合しているので、クリップ５がアウタパイプ２に対してガタついたり外れることがない。なお、爪部５ｃと貫通孔２ｄとが同じ向きになるように仮止めしておくのがよい。仮止め状態におけるクリップ５の円筒部５ａの一部はアウタパイプ２の軸方向端部から突出している。

前述のようにクリップ５をアウタパイプ２に仮止めしたダイナミックダンパ１をプロペラシャフト１０に挿入すると、アウタパイプ２の拡径部２ｂだけがプロペラシャフト１０の内壁に接触するので、抵抗なく円滑に挿入できる。所定位置まで挿入した後、アウタパイプ２から突出したクリップ５の円筒部５ａを円環状の治具Ｗで押し込むと、爪部５ｃが拡径部２ｂの内周側溝部２ｂ’を乗り越えて貫通孔２ｄに嵌合し、図１と同様に爪部５ｃのエッジがプロペラシャフト１０の内壁に圧接するため、ダイナミックダンパ１を安定して取り付けることができる。しかも、クリップ５は爪部５ｃと貫通孔２ｄとが同じ向きになるように仮止めされているので、治具Ｗで押し込むだけで爪部５ｃを貫通孔２ｄに確実に嵌合させことができ、クリップ５の向きを調整する必要がない。このように、上述の装着方法を利用すれば、ダイナミックダンパ１のプロペラシャフト１０への挿入が容易で、かつ軸方向ずれも確実に防止することができる。

図６，図７は本発明にかかるダイナミックダンパの第２実施例を示す。第１実施例と同一部分には同一符合を付して重複説明を省略する。この実施例のダイナミックダンパ１Ａでは、アウタパイプ２の貫通孔２ｄを拡径部２ｂ上に形成するとともに、クリップ５の突片５ｂを省略し、円筒部５ａに一対の切り込み５ｄを入れてその中間部を曲げ起こすことにより爪部５ｃを形成してある。この実施例の場合も、爪部５ｃの外径（包絡円の外径）が拡径部２ｂの外径より大きく、爪部５ｃがプロペラシャフト１０の内壁に圧接することにより、ダイナミックダンパ１Ａの軸方向ずれを防止することができる。

図８は本発明にかかるダイナミックダンパの第３実施例を示す。第１実施例と同一部分には同一符合を付して重複説明を省略する。この実施例のダイナミックダンパ１Ｂでは、アウタパイプ２の軸方向両端部に形成されていた拡径部を省略し、単純な円筒形状としてある。クリップ５に複数の突片５ｂを形成するとともに、各突片５ｂに周方向及び軸方向に距離をおいて２個の爪部５ｃ₁ ，５ｃ₂ を形成してある。アウタパイプ２にはこれと嵌合する貫通孔２ｄ₁ ，２ｄ₂ が形成されている。この実施例は、１個のクリップ５をアウタパイプ２の一方側から挿入する例であり、爪部５ｃ₁ ，５ｃ₂ がアウタパイプ２の外周面から千鳥配置で突出する。なお、爪部５ｃ₁ ，５ｃ₂ の位置は千鳥状に限るものではなく、軸方向に距離をおいて配置されておればよい。このように軸方向に距離をおいて２種類の爪部５ｃ₁ ，５ｃ₂ がプロペラシャフト１０の内壁に圧接するので、ダイナミックダンパ１Ｂの軸方向のずれだけでなく、その傾きも防止することができる。

第３実施例のように、アウタパイプの拡径部は必須ではなく、省略可能である。アウタパイプに拡径部を形成する場合、その形状は断面山形に限るものではなく、テーパ状に拡径した形状でもよいし、段差形状でもよい。さらに、拡径部は周方向に連続した稜線を持つ形状とする必要はなく、間欠的に外周部へ突出した複数の凸部で構成してもよい。
クリップの爪部の形状は、実施例のような半径方向外側へ傾斜するように曲げ起こされ、先端エッジがプロペラシャフトに内壁に接触するばね片に限るものではなく、先端が山形に折り曲げられた形状でもよく、ばね弾性によってプロペラシャフトの内壁に圧接するものであれば、如何なる形状でもよい。

本発明にかかるダイナミックダンパの第１実施例をプロペラシャフトに装着した状態の断面図である。 図１に示すダイナミックダンパの半断面側面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示すダイナミックダンパの分解斜視図である。 図１に示すダイナミックダンパの取り付け方法を示す図である。 本発明にかかるダイナミックダンパの第２実施例をプロペラシャフトに装着した状態の半断面図である。 図６に示すダイナミックダンパの分解斜視図である。 本発明にかかるダイナミックダンパの第３実施例の分解斜視図である。 従来のダイナミックダンパを装着したプロペラシャフトの一部を破断した側面図である。 従来のダイナミックダンパの一例の断面図である。 従来のダイナミックダンパの他の例の断面図である。 従来のダイナミックダンパのさらに他の例の断面図である。 従来のダイナミックダンパのさらに他の例の断面図である。 従来のダイナミックダンパのさらに他の例の断面図である。 従来のダイナミックダンパのさらに他の例の断面図である。

符号の説明

１ ダイナミックダンパ
２ アウタパイプ
２ａ 胴部
２ｂ 拡径部
２ｃ テーパ部
２ｄ 貫通孔
３ インナウエイト
４ マウントラバー
５ クリップ
５ａ 円筒部
５ｂ 突片
５ｃ 爪部
１０ プロペラシャフト

Claims (3)

1. 円筒状のアウタパイプと、前記アウタパイプの軸心に配置されたインナウエイトと、前記アウタパイプと前記インナウエイトとの間を弾性的に連結するマウントラバーとを備え、プロペラシャフトの中空部内に装着されるダイナミックダンパにおいて、
   前記アウタパイプに円周方向に間隔をあけて複数の貫通孔が形成され、
   前記貫通孔に嵌合するばね弾性を持つ複数の爪部を周方向に間隔をあけて設けた円筒状のクリップが、前記アウタパイプの内側に挿入自在であり、
   前記クリップを前記アウタパイプの少なくとも軸方向一端部より挿入することにより、前記爪部が前記貫通孔を通してアウタパイプより半径方向外側へ突出し、プロペラシャフトの中空部内壁に圧接することを特徴とするプロペラシャフト用ダイナミックダンパ。
2. 前記アウタパイプの軸方向両端部に、プロペラシャフトの中空部内壁にほぼ接する外径を持つ拡径部が形成されており、
   前記貫通孔は前記アウタパイプの軸方向両端部の近傍に形成され、
   前記クリップの爪部は前記アウタパイプへの挿入方向と逆方向に向かって半径方向外側へ傾斜するように曲げ起こされたばね片であり、
   一対の前記クリップが前記アウタパイプの軸方向両端部から対向方向に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載のプロペラシャフト用ダイナミックダンパ。
3. 前記拡径部は断面山形に形成されており、
   前記クリップの爪部は前記拡径部の内周側溝部に係合して仮止めされ、仮止め状態におけるクリップの一部がアウタパイプの軸方向端部から突出しており、
   前記クリップの突出部をアウタパイプの軸方向内側へ押し込むことにより、前記クリップの爪部が前記貫通孔に嵌合することを特徴とする請求項１または２に記載のプロペラシャフト用ダイナミックダンパ。

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