JP2009127822A - Cylindrical dynamic damper - Google Patents
Cylindrical dynamic damper Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009127822A JP2009127822A JP2007306488A JP2007306488A JP2009127822A JP 2009127822 A JP2009127822 A JP 2009127822A JP 2007306488 A JP2007306488 A JP 2007306488A JP 2007306488 A JP2007306488 A JP 2007306488A JP 2009127822 A JP2009127822 A JP 2009127822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical
- dynamic damper
- mass
- spring
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、筒状のマス部材が主振動系たる回転軸に外挿されて弾性部材を介して弾性支持されることにより、制振すべき回転軸に対しての副振動系を構成する、筒形ダイナミックダンパに関するものである。 In the present invention, a cylindrical mass member is extrapolated to a rotation shaft as a main vibration system and elastically supported via an elastic member, thereby constituting a sub vibration system for the rotation shaft to be damped. The present invention relates to a cylindrical dynamic damper.
従来から、自動車のドライブシャフトやプロペラシャフト等の回転軸に装着されて、その振動を吸収し、抑制する制振装置の一種として、筒形のダイナミックダンパ(動的吸振器)が知られている。筒形ダイナミックダンパは、一般に、筒状のダンパマスが回転軸の外周側に所定距離を隔てて外挿されると共に、それらダンパマスと回転軸の間に介装されたゴム弾性体によって、ダンパマスが回転軸に弾性的に連結支持せしめられた構造とされている。これにより、一つのマス−バネ系からなる振動系が構成され、この一つの振動系が主振動系である回転軸に対して副振動系として機能することで、ダイナミックダンパ効果である振動低減効果が発揮される。例えば、特許文献1(特公平07−47979号公報)や特許文献2(特開2000−199542号公報)等に示されているものが、それである。 2. Description of the Related Art Conventionally, a cylindrical dynamic damper (dynamic vibration absorber) is known as a type of vibration damping device that is attached to a rotating shaft such as a drive shaft or propeller shaft of an automobile to absorb and suppress the vibration. . In general, a cylindrical dynamic damper is configured such that a cylindrical damper mass is extrapolated at a predetermined distance to the outer peripheral side of a rotary shaft, and the damper mass is rotated by a rubber elastic body interposed between the damper mass and the rotary shaft. It is made into the structure elastically connected and supported by. As a result, a vibration system composed of one mass-spring system is configured, and this one vibration system functions as a sub-vibration system with respect to the rotating shaft that is the main vibration system, thereby reducing the vibration reduction effect that is a dynamic damper effect. Is demonstrated. For example, those disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 07-47979), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-199542), and the like.
ところが、上述の如き従来構造の筒形ダイナミックダンパでは、ダイナミックダンパ効果が、副振動系のチューニングされた比較的に狭い周波数域でしか有効に発揮され難い問題があった。また、ゴム弾性体の温度依存性や振幅依存性が高いが故に、環境や入力振動の変化等に起因してチューニング周波数が変化してしまうことがあった。特に、自動車に装着されるダイナミックダンパにおいては、環境や走行条件、内燃機関等によって±50℃以上の温度変化に晒されることがあり、それによって、ダンパのチューニング周波数の変化が大きくなり易かったのである。その結果、要求される制振効果が安定して発揮され難い問題があった。 However, in the cylindrical dynamic damper having the conventional structure as described above, there is a problem that the dynamic damper effect cannot be effectively exhibited only in a relatively narrow frequency range tuned by the secondary vibration system. Further, since the temperature dependency and amplitude dependency of the rubber elastic body are high, the tuning frequency may change due to changes in the environment and input vibration. In particular, dynamic dampers mounted on automobiles may be exposed to temperature changes of ± 50 ° C or higher depending on the environment, running conditions, internal combustion engine, etc. is there. As a result, there has been a problem that the required damping effect is difficult to be exhibited stably.
なお、上述の問題に対処するために、例えば、ダイナミックダンパの製造管理を徹底したり、互いに異なるチューニングを施した複数のダイナミックダンパを採用したりすること等も考えられるが、製造管理の徹底では限界があり、また複数のダイナミックダンパの採用はコストや重量の増加が避けられないという問題があった。 In order to deal with the above-mentioned problems, for example, thorough production management of dynamic dampers or a plurality of dynamic dampers with different tunings may be adopted. There is a limit, and the use of multiple dynamic dampers has a problem that an increase in cost and weight is inevitable.
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、温度依存性や振幅依存性が低減されて、制振効果が安定して得られると共に、広い周波数域の振動に対して制振効果が効果的に得られる、新規な構造の筒形ダイナミックダンパを提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is that temperature dependency and amplitude dependency are reduced, and a vibration damping effect is stably obtained. It is another object of the present invention to provide a cylindrical dynamic damper having a novel structure capable of effectively obtaining a damping effect against vibrations in a wide frequency range.
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。 Hereinafter, the aspect of this invention made | formed in order to solve such a subject is described. In addition, the component employ | adopted in each aspect as described below is employable by arbitrary combinations as much as possible. Further, aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, but are described in the entire specification and drawings, or an invention that can be understood by those skilled in the art from those descriptions. It should be understood that it is recognized based on thought.
すなわち、本発明の特徴とするところは、回転軸に外挿状態で装着されて回転軸の制振すべき振動を抑える筒形ダイナミックダンパにおいて、回転軸の外径よりも大きな内径を有する筒形マス部材と、軸方向中間部分にテーパ筒状部を有する筒形金属ばねの一対とを用い、筒形マス部材の軸方向両端部から各筒形金属ばねを軸方向外方に向かって次第に小径化する状態で配設して、各筒形金属ばねの小径側端部を回転軸に外嵌固定される回転軸固定部とする一方、各筒形金属ばねの大径側端部において筒形マス部材を当接ゴム弾性体を介して径方向で重ね合わせて相対変位可能に支持せしめ、少なくとも径方向の振動入力によって筒形金属ばねで弾性支持された筒形マス部材の共振状態下で筒形マス部材が筒形金属ばねから飛び跳ねて径方向に相対変位して当接ゴム弾性体を介して繰り返し打ち当たるようにした筒形ダイナミックダンパにある。 That is, a feature of the present invention is that a cylindrical dynamic damper that is attached to the rotating shaft in an extrapolated state and suppresses vibration to be damped of the rotating shaft has a cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotating shaft. Using a mass member and a pair of cylindrical metal springs having a tapered cylindrical portion at an axially intermediate portion, each cylindrical metal spring gradually decreases in diameter toward the axially outer side from both axial end portions of the cylindrical mass member. The end portion of each cylindrical metal spring is arranged as a rotating shaft fixing portion that is fitted and fixed to the rotating shaft, while the cylindrical end portion of each cylindrical metal spring has a cylindrical shape. The mass member is overlapped in the radial direction via the abutting rubber elastic body and supported so as to be relatively displaceable. At least in the resonance state of the cylindrical mass member elastically supported by the cylindrical metal spring by the radial vibration input The shape mass member jumps from the cylindrical metal spring to the radial direction In cylindrical dynamic damper which is adapted impinges repeatedly through the relative displacement to the contact rubber elastic body.
このような本発明に従う構造とされた筒形ダイナミックダンパにおいては、主振動系である回転軸に対しての副振動系が、筒形マス部材をマス成分とし、且つ一対の筒形金属ばねをバネ成分としたマス―バネ系からなる。即ち、バネ成分が金属ばねで構成されることから、ゴム部材で構成される場合に比して、温度依存性や振幅依存性に起因する制振効果への悪影響が軽減乃至は回避される。 In the cylindrical dynamic damper having the structure according to the present invention, the secondary vibration system with respect to the rotation shaft as the main vibration system has a cylindrical mass member as a mass component and a pair of cylindrical metal springs. It consists of a mass-spring system as a spring component. That is, since the spring component is composed of a metal spring, the adverse effect on the vibration damping effect due to temperature dependency and amplitude dependency is reduced or avoided as compared with the case where the spring component is composed of a rubber member.
しかも、筒形マス部材の共振状態下で筒形マス部材が筒形金属ばねから飛び跳ねて径方向に相対変位して当接ゴム弾性体を介して繰り返し打ち当たることに基づいて、回転軸のダンパ装着に際して装着前のピーク振動の周波数域の上下両側(低周波数側及び高周波数側)の周波数域に新たに発生するピーク振動が低減される。即ち、副振動系のチューニング周波数では主振動系の振動振幅が抑えられる代わりにチューニング周波数を外れた両側周波数域で主振動系の振動振幅が反対に大きくなる傾向がある。一方、本発明の筒形マス部材は、筒形金属ばねから独立構造とされており、振幅が大きくなると筒形金属ばねから飛び跳ねて打ち当りを繰り返すこととなる。それ故、副振動系におけるチューニング周波数を外れた両側周波数域で主振動系の振動振幅が反対に大きくなって、副振動系への入力振動が大きくなると、この筒形マス部材の飛び跳ねと打ち当りによる制振効果が有効に発揮されることとなる。その結果、副振動系のチューニング周波数では、副振動系のダイナミックダンパ機能による制振効果に基づいて主振動系の振動が効果的に抑えられると共に、かかる副振動系のチューニング周波数を外れた両側周波数域では、筒形マス部材の打ち当りに基づいて主振動系に対する制振効果が効果的に発揮される。そして、ダイナミックダンパ機能と打ち当りによる制振機能とが協働して、主振動系における振動に対して、広い周波数域に亘って有効な振動低減効果が発揮され得るのである。 Moreover, the damper of the rotating shaft is based on the fact that the cylindrical mass member jumps from the cylindrical metal spring under the resonance state of the cylindrical mass member and is relatively displaced in the radial direction and repeatedly hits through the contact rubber elastic body. The peak vibration newly generated in the frequency range on both the upper and lower sides (low frequency side and high frequency side) of the frequency range of the peak vibration before mounting is reduced at the time of mounting. That is, at the tuning frequency of the secondary vibration system, the vibration amplitude of the main vibration system tends to increase in the frequency range on both sides outside the tuning frequency instead of suppressing the vibration amplitude of the main vibration system. On the other hand, the cylindrical mass member of the present invention has an independent structure from the cylindrical metal spring. When the amplitude increases, the cylindrical mass member jumps from the cylindrical metal spring and repeats the hit. Therefore, when the vibration amplitude of the main vibration system increases in the opposite frequency range outside the tuning frequency in the secondary vibration system, and the input vibration to the secondary vibration system increases, the cylindrical mass member jumps and strikes. The vibration control effect by will be exhibited effectively. As a result, the tuning frequency of the secondary vibration system effectively suppresses the vibration of the main vibration system based on the damping effect of the dynamic damper function of the secondary vibration system, and both side frequencies that deviate from the tuning frequency of the secondary vibration system. In the region, the damping effect on the main vibration system is effectively exhibited based on the hit of the cylindrical mass member. In addition, the dynamic damper function and the vibration damping function by hitting cooperate, and an effective vibration reduction effect can be exhibited over a wide frequency range with respect to vibration in the main vibration system.
それ故、本発明に係る筒形ダイナミックダンパを装着した回転軸においては、振動レベルが広い周波数域に亘って低減されることに加え、温度依存性や振幅依存性が小さいことに基づき目的とする制振効果が安定して得られるのである。 Therefore, in the rotating shaft equipped with the cylindrical dynamic damper according to the present invention, the vibration level is reduced over a wide frequency range, and the object is based on small temperature dependency and amplitude dependency. The vibration control effect can be obtained stably.
また、本発明に係るダイナミックダンパでは、一対の筒形金属ばねにおいて、それぞれ、回転軸固定部からテーパ筒状部にまで延びるスリットが周上で少なくとも一つ形成されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、小径側端部からなる回転軸固定部を回転軸に外嵌固定する際に、回転軸固定部の拡径変形が、スリットによって大きく許容される。その結果、筒形金属ばねを備えた筒形ダイナミックダンパの回転軸への外挿装着が容易となるし、回転軸における筒形ダイナミックダンパの装着部位よりも外径の大きい大径部が回転軸の端部に設けられていても、回転軸固定部を拡径変形させることにより、かかる大径部を乗り越えて装着することが容易に可能となる。 Further, in the dynamic damper according to the present invention, in the pair of cylindrical metal springs, a structure is employed in which at least one slit extending from the rotating shaft fixing portion to the tapered cylindrical portion is formed on the circumference. Also good. According to such a structure, when the rotary shaft fixing portion composed of the end portion on the small diameter side is externally fitted to the rotary shaft, the diameter expansion deformation of the rotary shaft fixing portion is largely allowed by the slit. As a result, the cylindrical dynamic damper with the cylindrical metal spring can be easily mounted on the rotating shaft, and the large-diameter portion of the rotating shaft having a larger outer diameter than the mounting portion of the cylindrical dynamic damper is the rotating shaft. Even if it is provided at the end of this, it is possible to easily get over the large-diameter portion by mounting the rotating shaft fixing portion with a larger diameter.
また、この筒形金属ばねに形成されたスリットを利用して、ばね特性をチューニング変更することも出来る。即ち、スリットの寸法や形状、数、配置等の設計変更に基づいて、筒形ダイナミックダンパのばね系の特性ひいては筒形ダイナミックダンパの固有振動数のチューニング自由度が大きく確保され得る。 Further, the spring characteristics can be tuned and changed by using a slit formed in the cylindrical metal spring. That is, based on the design change such as the size, shape, number, and arrangement of the slits, it is possible to secure a large degree of freedom in tuning the characteristics of the spring system of the cylindrical dynamic damper and the natural frequency of the cylindrical dynamic damper.
さらに、本発明に係る上述の筒形ダイナミックダンパでは、スリットが筒形金属ばねの周上で不均等に形成されている構造が、好適に採用される。ここで、スリットが筒形金属ばねの周上で不均等に形成されているとは、複数のスリットにおける幅寸法や長さ寸法、形状の他、周方向でスリット同士の間隔が異ならされている等の各種態様を含む。これにより、筒形金属ばねにおいて、互いに異なる軸直角方向で互いに異なるばね特性を付与することが出来る。その結果、筒形ダイナミックダンパの軸直角方向の固有チューニング周波数を異なる方向で複数設定することが出来る。また、回転軸と共にダイナミックダンパが回転することから、結果的に、全体として複数のチューニング周波数域を繋いでブロード化したような、広い周波数域で有効な制振効果が発揮される。 Furthermore, in the above-described cylindrical dynamic damper according to the present invention, a structure in which the slits are formed unevenly on the circumference of the cylindrical metal spring is suitably employed. Here, the slits are formed unevenly on the circumference of the cylindrical metal spring. In addition to the width, length, and shape of the plurality of slits, the intervals between the slits are different in the circumferential direction. And various other aspects. Thereby, in a cylindrical metal spring, mutually different spring characteristics can be imparted in different axis-perpendicular directions. As a result, a plurality of natural tuning frequencies in the direction perpendicular to the axis of the cylindrical dynamic damper can be set in different directions. In addition, since the dynamic damper rotates together with the rotating shaft, as a result, an effective vibration damping effect is exhibited in a wide frequency range as a whole by connecting a plurality of tuning frequency ranges.
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、軸直角方向の振動入力時における一対の筒形金属ばねの弾性変形に伴って剪断変形せしめられる減衰部材を設けた構造が、採用されても良い。これにより、減衰部材の剪断変形を利用して大きな減衰力が得られることから、制振効果の更なる向上が図られ得る。しかも、軸直角方向の振動入力時に減衰部材が剪断変形することで、減衰部材の圧縮変形による弾性が充分に小さくされることから、主たるばね特性が一対の筒形金属ばねによって効果的に発揮される。即ち、減衰部材によるばね作用が抑えられて、減衰部材の比較的に大きな温度依存性や振幅依存性に起因する制振効果への悪影響が軽減乃至は回避される。 In the cylindrical dynamic damper according to the present invention, a structure in which a damping member that is sheared and deformed in accordance with elastic deformation of the pair of cylindrical metal springs when vibration is input in a direction perpendicular to the axis may be employed. Thereby, since a large damping force can be obtained by utilizing the shear deformation of the damping member, the vibration damping effect can be further improved. In addition, since the damping member undergoes shear deformation at the time of vibration input in the direction perpendicular to the axis, the elasticity due to the compression deformation of the damping member is sufficiently reduced, so that the main spring characteristics are effectively exhibited by the pair of cylindrical metal springs. The That is, the spring action by the damping member is suppressed, and the adverse effect on the damping effect due to the relatively large temperature dependency and amplitude dependency of the damping member is reduced or avoided.
なお、減衰部材には、例えば、天然ゴムやスチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ウレタン系ゴム等のゴム材料や、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマ等の樹脂材料に、マイカやカーボンブラック等の充填剤を添加してなる、各種の減衰材料が採用される。また、減衰部材として好ましくは、ブチルゴム等の高減衰ゴム、スチレン系熱可塑性エラストマおよびヒドロゲルやオルガノゲル等の高分子ゲル等からなる高減衰材料を含んで構成される。 For the damping member, for example, rubber materials such as natural rubber, styrene / butadiene rubber, butyl rubber and urethane rubber, resin materials such as polystyrene, polyester, polyvinyl chloride and thermoplastic elastomer, mica and carbon black, etc. Various damping materials obtained by adding the above fillers are employed. Preferably, the damping member includes a high damping material such as a high damping rubber such as butyl rubber, a styrenic thermoplastic elastomer, and a polymer gel such as hydrogel or organogel.
さらに、本発明に係る上述の筒形ダイナミックダンパでは、高分子材料からなる減衰材が筒形金属ばねの表面を覆うように固着されることによって減衰部材が構成されている構造が、採用されても良い。これによれば、ダイナミックダンパにおける減衰部材の形成スペースが小さくされて、コンパクト化が達成される。また、筒形金属ばねが減衰部材で保護されることによって、ばねの耐久性や耐食性等の向上が図られ得る。 Furthermore, the above-described cylindrical dynamic damper according to the present invention employs a structure in which the damping member is configured by fixing the damping material made of a polymer material so as to cover the surface of the cylindrical metal spring. Also good. According to this, the space for forming the damping member in the dynamic damper is reduced, and compactness is achieved. Further, by protecting the cylindrical metal spring with the damping member, it is possible to improve the durability and corrosion resistance of the spring.
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、一対の筒形金属ばねが相互に独立しており、筒形マス部材の軸方向両端部分をそれら一対の筒形金属ばねの各大径側端部によって径方向に離隔して対向位置せしめて筒形マス部材の径方向の打ち当たり部分を構成せしめた構造が、採用されても良い。このような構造によれば、筒形マス部材の筒形金属ばねに対する打ち当たり部分の面積が大きく確保されることから、打ち当たり部分の設計変更に基づく制振効果や打音低減効果のチューニング自由度が向上され得る。 Further, in the cylindrical dynamic damper according to the present invention, the pair of cylindrical metal springs are independent from each other, and both end portions in the axial direction of the cylindrical mass member are connected to the respective large diameter side end portions of the pair of cylindrical metal springs. Alternatively, a structure may be employed in which a radial striking portion of the cylindrical mass member is configured to be opposed to each other in the radial direction. According to such a structure, a large area of the contact portion of the cylindrical mass member with respect to the cylindrical metal spring is ensured, so that the vibration damping effect and the sound reduction effect can be freely adjusted based on the design change of the contact portion. The degree can be improved.
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、筒形マス部材の外周側に離隔配置されて一対の筒形金属ばねの間に跨って軸方向に延びるカバースリーブを設けた構造が、採用されても良い。これにより、筒形マス部材と筒形金属ばねの対向面間への水やオイル、ゴミ等の異物の侵入が防止されて、所期の制振効果の更なる安定化が図られ得る。 Further, in the cylindrical dynamic damper according to the present invention, a structure is employed in which a cover sleeve is provided on the outer peripheral side of the cylindrical mass member so as to extend in the axial direction across a pair of cylindrical metal springs. Also good. This prevents entry of foreign matter such as water, oil, and dust between the opposed surfaces of the cylindrical mass member and the cylindrical metal spring, thereby further stabilizing the desired vibration damping effect.
また、本発明に係る筒形ダイナミックダンパでは、一対の筒形金属ばねの小径側の開口部分には、径方向内方に突出して周方向に延びる環状シールが形成されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、筒形ダイナミックダンパが回転軸に装着された際に、それらの装着面間に圧縮変形して介装された環状シールによって、装着面間のシール性が向上される。それ故、筒形ダイナミックダンパの内側への水や油等の異物の侵入が防止されて、所期の特性が有利に確保され得る。なお、製造コストや部品点数の削減等を考慮して、環状シールは減衰部材と一体形成されることが、好ましい。 In the cylindrical dynamic damper according to the present invention, a structure in which an annular seal that protrudes inward in the radial direction and extends in the circumferential direction is formed in the opening portion on the small diameter side of the pair of cylindrical metal springs. May be. According to such a structure, when the cylindrical dynamic damper is mounted on the rotating shaft, the sealing performance between the mounting surfaces is improved by the annular seal interposed between the mounting surfaces by being compressed and deformed. . Therefore, foreign matter such as water and oil can be prevented from entering the inside of the cylindrical dynamic damper, and desired characteristics can be advantageously ensured. Note that it is preferable that the annular seal is integrally formed with the damping member in consideration of the manufacturing cost and the reduction in the number of parts.
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について説明する。先ず、図1,2には、本発明の筒形ダイナミックダンパとしての動的吸振器に係る第一の一実施形態としての自動車用ダイナミックダンパ10が示されている。自動車用ダイナミックダンパ10は、全体として円筒形状を有しており、軸方向中央部分に筒形マス部材としての筒状マス金具12を配すると共に、筒状マス金具12を挟んだ軸方向両側に筒形金属ばねとしての筒状板ばね14を、それぞれ配した構造とされている。本実施形態に係る自動車用ダイナミックダンパ10は、FF車のフロントアクスルやFR車のリアアクスル、4WD車のフロント及びリアアクスル等を構成する、回転軸としての円形ロッド状のドライブシャフト16に装着される(図3参照。)。なお、以下の説明において、ダイナミックダンパ10やドライブシャフト16の軸方向は、図1,3中の左右方向をいう。
Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described. First, FIGS. 1 and 2 show an automobile
詳細には、筒状マス金具12は、軸方向に略一定の円形断面で延びる厚肉の円筒形状を有しており、比重の大きな鉄系の金属材によって形成されている。筒状マス金具12の内径寸法:d1は、ドライブシャフト16の最大外径寸法よりも大きくされている。
Specifically, the cylindrical mass metal fitting 12 has a thick cylindrical shape extending in an axial direction with a substantially constant circular cross section, and is formed of an iron-based metal material having a large specific gravity. The inner diameter dimension d1 of the cylindrical mass fitting 12 is larger than the maximum outer diameter dimension of the
一方、筒状板ばね14は、ばね鋼等の金属材によって形成された弾性部材であり、全体として円筒形状を有している。ここにおいて、筒状板ばね14の軸方向中間部分が、軸方向一方から他方に向かって径寸法が次第に小さくなるテーパ筒状部18とされている。このテーパ筒状部18の大径側端部と小径側端部には、それぞれ軸方向にストレートに延びるマス支持部20と、回転軸固定部としてのシャフト固定部22が一体形成されている。
On the other hand, the
特に、テーパ筒状部18とマス支持部20の間には、軸直角方向に円環形状に広がる円環板部24が一体形成されており、円環板部24の外周縁部がテーパ筒状部18の大径側端部に接続されていると共に、円環板部24の内周縁部がマス支持部20の軸方向外方の端部に接続されている。これにより、本実施形態に係る筒状板ばね14では、マス支持部20が、円環板部24を介して、テーパ筒状部18の大径側端部よりも小さな径寸法で、テーパ筒状部18の大径側端部から小径側端部と反対側の軸方向に延びている。
In particular, between the tapered
なお、これらテーパ筒状部18やマス支持部20、シャフト固定部22、円環板部24は、例えば、ストレートな円筒金具に拡径加工や縮径加工を施すこと等によって一体形成され得る。
The tapered
また、テーパ筒状部18やマス支持部20、シャフト固定部22、円環板部24における形状や大きさ、肉厚寸法,構造等は、要求されるばね特性や製作性等に応じて適宜に設計変更され得る。更に、マス支持部20の外径寸法が、筒状マス金具12の内径寸法に比して小さくされていると共に、マス支持部20の内径寸法:d2が、シャフト固定部22の内径寸法:d3に比して大きくされている。更にまた、テーパ筒状部18の大径側端部の外径寸法が、筒状マス金具12の外径寸法に比して大きくされている。
Further, the shape, size, thickness, structure, etc. of the tapered
さらに、各筒状板ばね14には、複数のスリット26が形成されている。スリット26は、筒状板ばね14の内外面を貫通して、シャフト固定部22の開口側端縁部からテーパ筒状部18との接続側端部を軸方向に延び、且つテーパ筒状部18のシャフト固定部22と接続される小径側端縁部から大径側端縁部付近までをテーパ筒状部18の母線方向に延びており、全体として切り欠き状を呈している。テーパ筒状部18の大径側端部付近、即ち筒状板ばね14のマス支持部20付近に位置せしめられるスリット24の奥方端部は、次第に幅狭とされて応力集中を抑えた形状とされている。このシャフト固定部22からテーパ筒状部18にまで延びるスリット26は、全体に亘って略一定の幅寸法で延びていることによって、平面視で軸方向に延びる直線状を呈しているが、スリットの幅寸法は変化しても良いし、また、平面視で筒状板ばね14の軸方向に対して傾斜したり、湾曲したりしても良い。
Further, each
このようなスリット26が筒状板ばね14に形成されていることによって、筒状板ばね14は、スリット26の形状や寸法、数、配置等を調節することによっても、そのばね特性を調節することが可能とされている。なお、筒状板ばね14のばね特性は、その材質や部材厚さ等の他、テーパ角度を変更することによって調節可能であることは言うまでもない。
By forming such a slit 26 in the
特に本実施形態では、図2にも示されているように、上述の如きスリット26が各筒状板ばね14に4つ形成されており、2つのスリット26a,26bが、筒状板ばね14の一軸直角方向であるX−X方向で対向位置せしめられている。また、筒状板ばね14のX−X方向に直交する別の一軸直角方向としてのY−Y方向において、筒状板ばね14の中心軸を挟んだ一方の側に1つのスリット26cが位置せしめられていると共に、筒状板ばね14の中心軸を挟んだ他方からスリット26a側に偏倚して、1つのスリット26dが位置せしめられている。これにより、スリット26cおよびスリット26aの周方向間の離隔距離:L1と、スリット26aおよびスリット26dの周方向間の離隔距離:L2と、スリット26dおよびスリット26bの周方向間の離隔距離:L3とが、それぞれ異ならされていると共に、スリット26bおよびスリット26cの周方向間の離隔距離:L4と、スリット26cおよびスリット26aの周方向間の離隔距離:L1が、同じとされている。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, four slits 26 as described above are formed in each
すなわち、本実施形態に係る筒状板ばね14においては、スリット26が筒状板ばね14の周上で不均等に形成されており、それに基づいて、互いに異なる軸直角方向で互いに異なるばね特性が付与されている。
That is, in the
また、筒状板ばね14のテーパ筒状部18には、減衰部材としての減衰ゴム28が配設されている。減衰ゴム28は、テーパ筒状部18の表面を覆うようにして固着されていることによって、全体として被覆膜状を呈している。減衰ゴム28には、公知のゴム材料の他、ゴムと同様に変形に際して減衰力を発揮するスチレン系熱可塑性エラストマー、ヒドロゲルやオルガノゲル等の高分子ゲルなどのゲル状の樹脂材料も採用可能である。具体的に例示すると、ゴム材料としては高減衰のブチルゴム等が好適であり、特許第3675216号公報や特許第3468073号公報等に記載の高減衰材料組成物も好適である。
A damping
さらに、筒状板ばね14のシャフト固定部22の内外周面には、膜状の被覆ゴム層30が被着形成されている。また、被覆ゴム層30は、筒状板ばね14における円環板部24のマス支持部20が突設する側の軸方向端面にも被着形成されている。
Further, a film-like
なお、減衰ゴム28と被覆ゴム層30は、筒状板ばね14の各スリット26にも充填状態で配設されており、減衰ゴム28と被覆ゴム層30の加硫成形に際して、スリット26を利用して、筒状板ばね14の内周面側に固着されるゴム28,30と外周面側に固着されるゴム28,30との一体形成が実現される。これにより、スリット26の全体が減衰ゴム28および被覆ゴム層30で覆われて、外部から隠れた状態とされている。ここで、例えば、スリット26上若しくはスリット26の軸方向延長線上に位置するマス支持部20の外周面や減衰ゴム28の表面等において、突起や刻印、ペインティング等を付するマーキング処理を施しても良い。それによって、減衰ゴム28および被覆ゴム層30で覆われた各スリット26の筒状板ばね14における形成位置を認識することも可能となる。
The damping
さらに、マス支持部20の外周面には、当接ゴム弾性体としての当接ゴム層32が被着形成されている。本実施形態に係る当接ゴム層32は、マス支持部20の外周面から軸直角方向(径方向)外方に向かって膨らむような山状乃至は半円状断面でマス支持部20の周方向に延びるゴム環状体を軸方向に複数条、並べた構造とされている。かかる当接ゴム層32では、後述する筒状マス金具12のマス支持部20に対する当接音の低減等のために、ASTM規格D2240のショアD硬さが、好ましくは80以下、より好ましくは20〜40に設定されると共に、圧縮弾性率が、好ましくは1〜104 MPa、より好ましくは1〜103 MPaに設定されることとなり、また損失正接(tanδ)が、好ましくは1×10-3以上、より好ましくは0.01〜10とされる。
Further, a
更にまた、テーパ筒状部18の大径側端部乃至は円環板部24の外周縁部には、ストッパゴム34が突設されている。ストッパゴム34は、マス支持部20が形成された側の軸方向に向かって突出しており、特に本実施形態では、突出先端側に向かって径寸法が小さくなるテーパ状とされて、周方向の全周に亘って連続したリング形状を有している。ストッパゴム34は、マス支持部20の外周面に被着形成された当接ゴム層32と径方向に所定距離を隔てて対向位置せしめられている。
Furthermore, a
本実施形態では、上述の減衰ゴム28や被覆ゴム層30、当接ゴム層32、ストッパゴム34が、筒状板ばね14と共に一体加硫成形されているが、例えばそれぞれ別体形成したゴムを筒状板ばね14に接着剤等を用いて固着することも可能である。
In the present embodiment, the damping
このような減衰ゴム28や当接ゴム層32等を備えた筒状板ばね14の一体加硫成形品が、筒状マス金具12の軸方向両側に位置せしめられて、各当接ゴム層32を備えたマス支持部20が筒状マス金具12に内挿されていると共に、各ストッパゴム34が筒状マス金具12に外挿されている。これにより、各筒状板ばね14が、そのテーパ筒状部18が筒状マス金具12の軸方向両端部から軸方向外方に向かって次第に小径化する状態で配設されている。また、筒状マス金具12が、その内周面において、テーパ筒状部18の大径側端部に形成されたマス支持部20の外周面に対して、当接ゴム層32を介して径方向に重ね合わされている。
The integrally vulcanized molded product of the
これにより、筒状マス金具12は、筒状板ばね14の弾性変形に基づいて、シャフト固定部22ひいては該シャフト固定部22が固定されるドライブシャフト16に対して軸直角方向で弾性的に相対変位可能とされている。
As a result, the cylindrical mass fitting 12 is elastically relative to the
さらに、筒状マス金具12は、大きな振動が軸直角方向に及ぼされると、当接ゴム層32の弾性変形により、マス支持部20に対して軸直角方向に相対変位せしめられることとなる。そして、入力振動が一層大きくなって当接ゴム層32の弾性変形量が大きくなって、筒状マス金具12がマス支持部20に対する軸直角方向での相対変位量が大きくなると、筒状マス金具12の変位方向である軸直角方向の一方の側では筒状マス金具12で当接ゴム層32が大きく押し潰されて弾性変形せしめられると同時に、軸直角方向の他方の側では筒状マス金具12の内周面が当接ゴム層32から離隔して浮き上がることとなる。これが振動によって繰り返されることで、筒状マス金具12が、マス支持部20に対して、軸直角方向で繰り返して飛び跳ねることとなり、当接ゴム層32を介して繰り返し打ち当たるようにされる。
Further, when large vibration is exerted in the direction perpendicular to the axis, the cylindrical mass fitting 12 is relatively displaced in the direction perpendicular to the axis with respect to the
なお、筒状マス金具12と筒状板ばね14の組み付け前の状態で、ストッパゴム34の突出先端部の内径寸法が筒状マス金具12の外径寸法より大きくされて隙間があっても良いが、ストッパゴム34の突出先端部の内径寸法が筒状マス金具12の外径寸法と同じかそれよりも小さくされて、組み付け状態で当接していても良い。
In the state before the cylindrical mass fitting 12 and the
また、筒状マス金具12と筒状板ばね14,14は、一方の筒状板ばね14の円環板部24と他方の筒状板ばね14の円環板部24との軸方向の対向面間距離が筒状マス金具12の軸方向寸法よりも所定量だけ大きくなるようにして組み付けられている。それによって、筒状マス金具12が一対の筒状板ばね14,14で軸方向に挟み込まれることが防止されて、筒状マス金具12と筒状板ばね14の径方向の相対変位が阻害されないで容易に許容されるようになっている。加えて、ダイナミックダンパ10の軸方向に過大な振動が入力された際等に、筒状マス金具12の何れか一方の軸方向端部が円環板部24に当接することによって、筒状マス金具12と筒状板ばね14における軸方向の大きな相対的な位置ずれが抑えられる。
Further, the cylindrical mass fitting 12 and the
また、本実施形態では、一方の筒状板ばね14に形成された4つのスリット26a,26b,26c,26dと他方の筒状板ばね14に形成された4つのスリット26a,26b,26c,26dが、それぞれ軸方向で互いに投影する位置に重ね合わされるようにして、一対の筒状板ばね14,14が筒状マス金具12に組み付けられている。即ち、一対の筒状板ばね14,14の各X−X方向と各Y−Y方向が、それぞれ軸方向で互いに投影するように位置せしめられている。
In the present embodiment, the four
上述の如き構造とされた自動車用ダイナミックダンパ10は、例えば、図3に示される如きドライブシャフト16に装着される。
The automotive
ドライブシャフト16は、中空乃至は中実の円形断面を有する長手ロッド状の剛性部材からなり、その軸方向両端部分には、スプライン加工を施した連結部36,36が形成されている。一対の連結部36,36には、図示しないユニバーサルジョイントが組み付けられ、それらのユニバーサルジョイントを介して、一方の連結部36が終減速歯車装置の出力軸に連結されると共に、他方の連結部36が駆動輪に連結されるようになっている。
The
また、ドライブシャフト16の軸方向中央部分と各連結部36の間には、軸方向に所定距離を隔てて大径リング状の係止部38,38が突設され、それら係止部38,38の軸方向間において係止溝40が構成されている。この係止溝40は、図示しない保護カバーで各連結部を覆うようにして保護カバーをドライブシャフト16に外挿装着する際に、保護カバーの端部を支持せしめるためのものである。
Further, between the central portion of the
本実施形態に係るドライブシャフト16は、連結部36と係止部38を除いて、略一定の円形断面で軸方向に延びており、その外径寸法が、自動車用ダイナミックダンパ10の筒状マス金具12の内径寸法:d1や筒状板ばね14のマス支持部20の内径寸法:d2よりも小さくされ、且つ筒状板ばね14の被覆ゴム層30を備えたシャフト固定部22の内径寸法:d3と同じか、それよりも僅かに大きくされている。また、ドライブシャフト16の最大外径寸法が、係止部38の外径寸法:d4とされており、筒状マス金具12の内径寸法:d1やマス支持部20の内径寸法:d2よりも小さくされている一方、被覆ゴム層30を備えたシャフト固定部22の内径寸法:d3よりも大きくされている。この係止部38の外径寸法:d4は、連結部36の外径寸法と略同じとされている。
The
自動車用ダイナミックダンパ10をかくの如きドライブシャフト16に装着するには、ドライブシャフト16の軸方向両側の何れか一方の連結部36からダイナミックダンパ10を外挿して、一方の連結部36および一対の係止部38,38を軸方向に越えて、ドライブシャフト16の目的の装着位置(本実施形態では、ドライブシャフト16の略軸方向中央部分)に位置せしめる。そこにおいて、被覆ゴム層30を備えたシャフト固定部22の内径寸法:d3が連結部36や係止部38の外径寸法:d4に比して小さいことから、ダイナミックダンパ10が連結部36や係止部38を越える際に、シャフト固定部22が拡径変形されることで、ダンパ10が軸方向に組み付けられ得る。而して、ダイナミックダンパ10をドライブシャフト16の目的の装着位置に位置せしめた状態で、筒状板ばね14の弾性とシャフト固定部22に被着された被覆ゴム層30の弾性に基づき、該被覆ゴム層30の内周面がドライブシャフト16の外周面に密着状に重ね合わされることとなって、ダイナミックダンパ10の一対のシャフト固定部22,22がドライブシャフト16に外嵌固定されている。特に、ドライブシャフト16に装着する前のダイナミックダンパ10の被覆ゴム層30を備えたシャフト固定部22の内径寸法:d3が、装着後のシャフト固定部22の内径寸法:d3’との関係でd3≦d3’となることを考慮しつつ、シャフト固定部22の内径寸法:d3がドライブシャフト16の外径寸法がよりも小さく設定される。このd3’−d3の大きさを調節することでダイナミックダンパ10のドライブシャフト16への嵌着固定力を調節できる。
In order to mount the automobile
このように自動車用ダイナミックダンパ10がドライブシャフト16に装着されると、ダンパ10とドライブシャフト16が略同心状に位置せしめられて、筒状板ばね14のテーパ筒状部18が小径側端部から大径側端部に向かってドライブシャフト16の径方向外方に次第に大きく広がる状態に配設される。また、テーパ筒状部18の大径側に形成された円環板部24やマス支持部20、マス支持部20に弾性支持された筒状マス金具12が、ドライブシャフト16の周りに所定距離を隔てて外挿配置される。
When the automobile
これにより、筒状マス金具12が、減衰ゴム28が被着されたテーパ筒状部18の一対を介して、シャフト固定部22,22が固定されたドライブシャフト16に対して弾性的に支持されている。そして、減衰ゴム28やテーパ筒状部18の弾性変形に基づいて、筒状マス金具12がドライブシャフト16に対する相対変位を許容されている。
Thereby, the cylindrical mass metal fitting 12 is elastically supported with respect to the
すなわち、筒状マス金具12を弾性的に支持するテーパ筒状部18は、その軸方向断面がダイナミックダンパ10およびドライブシャフト16の軸方向に対して傾斜していると共に、スリット26が形成されていることから、筒状マス金具12がドライブシャフト16に対して軸直角方向に変位せしめられる際に、テーパ筒状部18が弾性変形によるばね特性を発揮し得る。なお、かかるテーパ筒状部18の弾性変形に伴って、減衰ゴム28には、剪断変形が生ぜしめられることとなる。
That is, the tapered
特に、筒状板ばね14に形成された4つのスリット26a,26b,26c,26dにおける各スリット26同士の周方向間の離隔距離が適宜に異ならされて、スリット26が筒状板ばね14の周上で不均等に形成されていることから、ドライブシャフト16の曲げ共振などの振動に際して、筒状マス金具12がドライブシャフト16に対して軸直角方向に変位せしめられると、それぞれ互いに異なる軸直角方向において互いに異なるばね特性が発揮され得る。
In particular, the separation distance between the circumferential directions of the slits 26 in the four
上述の如きダイナミックダンパ10の装着状態下、制振すべきドライブシャフト16の曲げ振動がダイナミックダンパ10に対して軸直角方向に及ぼされると、筒状マス金具12のドライブシャフト16に対する変位が、筒状板ばね14のばね特性と減衰ゴム28の減衰効果を伴って許容されることとなる。即ち、制振すべき振動の入力に伴って筒状マス金具12が振動変位せしめられることとなるが、かかる筒状マス金具12の振動変位は、筒状板ばね部14のテーパ筒状部18の弾性を主たるバネとし、筒状マス金具12の質量をマスとする、一つのマス−バネ系からなる振動系によって実現される。要するに、この一つの振動系が、主振動系である回転軸としてのドライブシャフト16に対して副振動系として機能することで、ダイナミックダンパ効果である振動低減効果が発揮されるのである。
When the bending vibration of the
そこにおいて、ダイナミックダンパ10に制振すべき径方向振動が入力されて、筒状マス金具12が共振状態になると、振動振幅が非常に大きくなる結果、当該径方向で、筒状マス金具12が当接ゴム層32から飛び跳ねると共に、当接ゴム層32を介して筒状板ばね14のマス支持部20に繰り返し打ち当たるようになっている。即ち、打ち当たりに際しての摩擦や打ち当たり作用によるエネルギ吸収乃至は相殺に基づいて、振動低減効果が得られる。
Then, when the radial vibration to be damped is input to the
しかも、本実施形態の副振動系では、テーパ筒状部18の変形に際して、減衰ゴム28の主たる変形態様が剪断変形とされて、圧縮変形による大きなばね剛性を抑えつつ、大きな減衰力が発揮されることとなる。それ故、金属ばねであるテーパ筒状部18のばね特性に加えて、減衰ゴム28による大きな減衰力も併せて作用せしめられることとなり、その結果、かかる副振動系によるダイナミックダンパ効果に関して、振動ピークの低減効果が発揮されるのである。
Moreover, in the sub-vibration system of the present embodiment, when the tapered
要するに、本実施形態の自動車用ダイナミックダンパ10によれば、筒状マス金具12の筒状板ばね14への打ち当たりに基づく制振効果や、減衰ゴム28によって減衰力が一層向上せしめられた副振動系によるダイナミックダンパ効果が、複合的に機能する。それ故、ダイナミックダンパ10の装着前に問題となっていた振動部材の共振によるピーク振動だけでなく、ダイナミックダンパ効果によってかかる当初のピーク振動の周波数域の低周波数側と高周波数側との上下両側の周波数域に発生する新たなピーク振動も、効果的に低減されるのであり、その結果、全体として広い周波数域で効果的な振動低減効果が達成されるのである。
In short, according to the automotive
加えて、副振動系のバネを構成する筒状板ばね14が、金属ばねで構成されていることから、従来構造のバネをゴム弾性体で構成したダイナミックダンパに比して、チューニング周波数の振幅依存性や温度依存性が大幅に抑えられるのである。その結果、例えば自動車のように50℃或いはそれ以上の温度変化に晒されたり、走行条件によって入力振動の大きさが数十倍にまで変化することで制振すべき振動に大きな振幅変化が現れるような環境下においても、ダイナミックダンパ10のチューニング周波数の変化が抑えられて、目的とする制振効果を安定して得ることが可能となるのである。
In addition, since the
また、本実施形態では、当接ゴム層32が、先細り状の環状体の複数条からなり、筒状マス金具12と径方向で重ね合わされる面積が小さくされている。それによって、筒状マス金具12の当接ゴム層32への打ち当たりに伴う打音が小さくされることに加えて、当接ゴム層32の柔らかいばね特性を利用して、筒状マス金具12における筒状板ばね14からの飛び跳ね変位を一層大きく生ぜしめて、筒状マス金具12の筒状板ばね14に対する打ち当たりによる制振効果を一層大きく得ることも可能である。
Moreover, in this embodiment, the contact | abutting
また、本実施形態では、ばね鋼等の金属材からなるシャフト固定部22の弾性変形作用を利用して、ダイナミックダンパ10の軸方向端部がドライブシャフト16に確実に外嵌固定される。それによって、例えば、特許文献1(特公平07−47979号公報)や特許文献2(特開2000−199542号公報)に示される従来構造の筒形ダイナミックダンパように、ダンパのドライブシャフトへの外嵌固定部分の外周側から、特別に固定バンドを締め付けて固定する必要もないのであり、加えて、本実施形態ではかかるシャフト固定部22がテーパ筒状部18やマス支持部20等と一体形成されていることから、部品点数の削減とドライブシャフト16への装着作業の簡略化が効果的に図られ得る。
In the present embodiment, the axial end of the
さらに、筒状板ばね14におけるシャフト固定部22の開口端縁部からテーパ筒状部18の大径側端部付近にまで延びるスリット26が、筒状板ばね14の周方向に離隔して複数形成されていることによって、筒状板ばね14の拡径変形量が大きく確保されている。これにより、金属製の筒状板ばね14を備えたダイナミックダンパ10においても、筒状板ばね14の拡径変形を利用して、例示の如きドライブシャフト16の軸方向端部からの外挿装着が実現可能とされるのであり、装着作業の簡略化が一層有利に達成され得るのである。
Further, a plurality of slits 26 extending from the opening edge of the
また、筒状板ばね14に形成されたスリット26の寸法や形状、数、配置等の設計変更に基づき、チューニング周波数の設定変更が、簡単な構造で実現され得る。
Further, the tuning frequency setting can be changed with a simple structure based on the design change such as the size, shape, number, and arrangement of the slits 26 formed in the
特に本実施形態では、複数のスリット26が筒状板ばね14の周上で不均等に形成されていることによって、筒状板ばね14において互いに異なる曲げ方向で互いに異なるばね特性が付与され得る。それ故、自動車用ダイナミックダンパ10の曲げ方向の固有チューニング振動数を、それぞれ異なる曲げ方向で複数設定することが出来る。また、本実施形態において、ダイナミックダンパ10はドライブシャフト16と共に回転するから、全体として複数のチューニング周波数域を繋いでブロード化したような広い周波数域で制振効果が有効に発揮され得る。
In particular, in the present embodiment, since the plurality of slits 26 are formed unevenly on the circumference of the
また、本実施形態では、減衰ゴム28が筒状板ばね14の表面を覆うように加硫接着されることによって、筒状板ばね14が減衰ゴム28を備えた一体加硫成形品とされていることにより、部品点数の減少と、筒状板ばね14および減衰ゴム28の組み付け作業の簡略化が図られている。
Further, in the present embodiment, the damping
また、筒状板ばね14のシャフト固定部22の表面には、減衰ゴム28と一体形成された被覆ゴム層30が被着形成されていて、ドライブシャフト16への装着に際してシャフト固定部22とドライブシャフト16の間に挟まれることにより、当被覆ゴム層30がシール部材として機能する。それ故、簡単な構造で、ダイナミックダンパ10とドライブシャフト16の装着面間のシール性が向上され得る。
Further, a
ここで、本実施形態に従う構造とされたダイナミックダンパ10において、広い周波数域で制振効果が発揮されることを確認するために、試験を行った。その結果を図4に示す。図4に実線で示される実施例は、本実施形態の自動車用ダイナミックダンパ10をドライブシャフト16と同等な試験部材に組み付けて、所定の振幅で試験部材を加振変位せしめた際の振動レベルを測定した結果である。但し、本実験では、一対の筒状板ばね14,14において、何れも、軸方向に延びるスリット26が、周方向で均等間隔に形成されたものを、実施例として採用した。
Here, in the
また、図4に破線で示される比較例1は、当該試験部材にダイナミックダンパを組み付けずに、実施例と同じ条件下で、試験部材の振動レベルを測定した結果である。更に、図4に一点鎖線で示される比較例2は、上記実施例の自動車用ダイナミックダンパ10において筒状マス金具12を筒状板ばね14に対して固定して飛び跳ね不能に加工したものを採用し、実施例と同じ条件下で、試験部材の振動レベルを測定した結果である。
Moreover, the comparative example 1 shown with a broken line in FIG. 4 is the result of having measured the vibration level of the test member on the same conditions as an Example, without attaching a dynamic damper to the said test member. Further, in Comparative Example 2 shown by the one-dot chain line in FIG. 4, the automobile
かかる図4に示された結果によれば、本発明に従う構造とされた実施例において、ドライブシャフトにおいて発生する曲げ振動が広い周波数域に亘って効果的に低減され得ることが認められる。 According to the result shown in FIG. 4, it is recognized that the bending vibration generated in the drive shaft can be effectively reduced over a wide frequency range in the embodiment having the structure according to the present invention.
なお、互いに異なる質量を有する筒状マス金具12の複数種類と、互いに異なるばね特性を有する筒状板ばね14,14の複数種類とを、それぞれ取り揃えた複数組からなるダイナミックダンパ構成部材の組み合わせ構造体においては、少なくとも一つのダイナミックダンパに対して、本実施形態の如きダイナミックダンパ10を採用することが可能である。
In addition, a combination structure of dynamic damper constituent members composed of a plurality of sets each including a plurality of types of cylindrical
すなわち、複数種類のマス金具の中から所定質量の筒状マス金具12を選択して採用すると共に、複数種類のばね特性の筒状板ばねの中から所定ばね特性の筒状板ばね14を選択して採用する。そして、それら各選択した筒状マス金具12と筒状板ばね14を組み合わせることによって、目的とするチューニング周波数を有する副振動系を実現することが出来る。これによれば、チューニング周波数が異なる複数種類のダイナミックダンパ10を、要求に際して速やかに且つ効率的に提供することが可能となる。
That is, the cylindrical mass fitting 12 having a predetermined mass is selected and adopted from a plurality of types of mass fittings, and the
上述の如きダイナミックダンパ構成部材の組み合わせ構造体にて自動車用ダイナミックダンパ10のチューニング周波数を設計変更する等の一手法として、具体的に、例示すると、図5に示される如き本発明の第二の実施形態としてのダイナミックダンパ42を採用することも可能である。なお、以下の説明において、前記実施形態と実質的に同一の構造とされた部材および部位については、前記実施形態と同一の符号を付することより、それらの詳細な説明を省略する。
Specifically, as one method of changing the design of the tuning frequency of the
すなわち、軸方向中間部分にテーパ筒状部18を備えた筒形金属ばねとしての筒状板ばね44において、かかるテーパ筒状部18の小径側端部には、シャフト固定部22が一体形成される一方、テーパ筒状部18の大径側端部には、ストレートな円筒形状のマス支持部46が一体形成されている。
That is, in the
また、テーパ筒状部18には、減衰ゴム48が略埋設状態で固着されている。減衰ゴム48は、テーパ筒状部18の外周面の略全体に亘って膜状に広がっている一方、テーパ筒状部18の内周面から略三角状に軸直角方向内方に突出した断面で周方向に延びている。更に、マス支持部46の内周面には、略一定の矩形断面で周方向に延びる緩衝ゴム50が被着形成されていると共に、緩衝ゴム50の内周面に当接ゴム層32が一体形成されている。
A damping
更にまた、シャフト固定部22の開口端縁部には、環状シールとしてのシールリップ52が、シャフト固定部22の内周面よりも径方向内方に向かって突設されている。これらシールリップ52や減衰ゴム48、緩衝ゴム50、当接ゴム層32は、一体形成されている。また、シールリップ52や減衰ゴム48、緩衝ゴム50、当接ゴム層32は、周方向の全周に亘って連続して延びていたり、周方向の一周に満たない距離で延びていても良く、周方向に離隔して複数形成することも可能である。
Furthermore, a
各筒状板ばね44のマス支持部46が筒状マス金具12の各軸方向端部に外挿配置されていると共に、筒状マス金具12の軸方向両側が、各当接ゴム層32および緩衝ゴム50を介してマス支持部46に弾性支持されている。また、筒状マス金具12の軸方向端面が、テーパ筒状部18の内周面に固着された減衰ゴム48の軸方向端面と軸方向に所定距離を隔てられている。
The
また、ダイナミックダンパ42のドライブシャフト16への装着に際しては、筒状板ばね14のシャフト固定部22や減衰ゴム48等を拡径変形せしめつつ、ドライブシャフト16に外挿すると共に、それらの変形を解除することで、シャフト固定部22が、ドライブシャフト16に密着状に重ね合わされることとなる。そこにおいて、減衰ゴム48と一体形成されたシールリップ52が、圧縮変形せしめられつつ、ドライブシャフト16の外周面に密着状に重ね合わされることとなり、それによって、シャフト固定部22とドライブシャフト16の装着面間のシール性が、簡単な構造で向上され得る。
Further, when the
このような筒状マス金具12よりも大径のマス支持部46を備えた筒状板ばね44が採用されることで、当接ゴム層32の設計自由度が大きく確保されることに加え、例示の如き緩衝ゴム50を設けても良く、その結果、打ち当たり作用に基づく制振効果のチューニング自由度が向上され得る。
By adopting the
また、図6に示されている本発明の第三の実施形態のように、当接ゴム層54を筒状板ばね44の側でなく、筒状マス金具12の側に設けても良い。本実施形態に係る当接ゴム層54は、筒状マス金具12の表面の全体に亘って加硫接着される薄肉のゴム層において、筒状板ばね44のマス支持部46と径方向で対向位置せしめられる部分で構成される。
Further, as in the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the
さらに、第三の実施形態に係る筒状板ばね44のテーパ筒状部18には、径方向に薄肉板状に広がる径方向板部56が形成されて、筒状マス金具12の軸方向端部と軸方向に所定距離を隔てて対向位置せしめられている。径方向板部56は、テーパ筒状部18に一つ又は周方向に所定距離を隔てて複数設けられても良い。その結果、筒状板ばね14のばね特性が、径方向板部56の形態に基づきチューニング変更されることに加えて、第一の実施形態の円環板部24と同様に、筒状マス金具12の軸方向端部が径方向板部56に当接することで、筒状マス金具12と筒状板ばね14の軸方向の大きな相対変位を制限することが出来る。
Furthermore, the
また、第一の実施形態や第二の実施形態では、筒状マス金具12と筒状板ばね14,44の組み付け段階で互いに同心状に位置せしめられた状態下、筒状マス金具12が当接ゴム層32を介してマス支持部20,46に径方向で重ね合わされていたが、必ずしも重ね合わせる必要はなく、第三の実施形態のように、筒状マス金具12とマス支持部46が径方向で離隔しても良い。そして、径方向の振動入力時に、筒状マス金具12が当接ゴム層54を介してマス支持部46に当接し、再び離隔するまでの間、マス支持部46に弾性支持せしめられることによって、ダイナミックダンパ効果である振動低減効果が発揮されるようにしても良い。
Further, in the first embodiment and the second embodiment, the cylindrical mass metal fitting 12 is abutted in a state where the cylindrical
また、第一の実施形態や第二の実施形態、第三の実施形態では、一対の筒状板ばね14,14(44,44)が筒状マス金具12を挟んで軸方向で離隔配置されていたが、図7に示されている本発明の第四の実施形態のように、一方の筒状板ばね44のマス支持部46の軸方向端部にマス支持部46よりも大径の円筒形状の大径筒部58を一体形成すると共に、他方の筒状板ばね44のマス支持部46の軸方向端部を軸方向外方に延長して、大径筒部58に圧入固定することによって、一対の筒状板ばね44,44を相互に固定し、それら筒状板ばね44,44で筒状マス金具12を全体に亘って覆うようにしても良い。即ち、第四の実施形態において、一対の筒状板ばね44,44のテーパ筒状部18,18の間に跨って軸方向に延びて筒状マス金具12の外周側を覆うカバースリーブが、マス支持部46,46や大径筒部58を含んで構成されている。
Further, in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the pair of
或いは、図8に示されている本発明の第五の実施形態のように、筒状板ばね14のテーパ筒状部18の大径側端部よりも大径の円筒形状を有するカバースリーブ60に対して、各テーパ筒状部18の大径側端部を圧入固定したり、またはカバースリーブ60を各テーパ筒状部18の大径側端部に外挿してカバースリーブ60に八方絞り等の縮径加工を施すことによって、カバースリーブ60を一対の筒状板ばね14,14に嵌着固定したりすることも可能である。
Alternatively, as in the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 8, the
また、図9に示されている本発明の第六の実施形態のように、一方の筒状板ばね44のマス支持部46の軸方向端部にマス支持部46よりも小径の円筒形状の小径筒部62を一体形成すると共に、他方の筒状板ばね44のマス支持部46の軸方向端部を軸方向外方に延長して、それら小径筒部62と他方のマス支持部46を筒状マス金具12に内挿すると共に、小径筒部62を他方のマス支持部46に圧入固定することによって、一対の筒状板ばね44,44を相互に固定すると共に、筒状マス金具12の内側に所定距離を隔てて一対のマス支持部46,46が対向位置せしめられるようにしても良い。これにより、筒状マス金具12の筒状板ばね44,44に対する打ち当たり部分が、軸方向に大きく確保される。
In addition, as in the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 9, the
また、第六の実施形態に係るマス支持部46のテーパ筒状部18付近に切り欠き状の穴64を設けて、穴64の内側を径方向外方に向かって立ち上げることにより、径方向板部66を突設して、一対の径方向板部66,66の軸方向対向面間に所定の隙間をもって筒状マス金具12が配設されるようにしても良い。径方向板部66は、各筒状板ばね44に一つ形成されても良いし、周方向に所定距離を隔てて複数設けられても良い。これにより、第一の実施形態の円環板部24や第三の実施形態の径方向板部56と同様に、筒状マス金具12の軸方向端部が径方向板部66に当接することで、筒状マス金具12と筒状板ばね14の軸方向の大きな相対変位を制限することが出来る。
Further, a notch-
また、図10に示される本発明の第七の実施形態のように、円環板部24の軸方向端面に被着形成された被覆ゴム層30の径方向中間部分において、筒状マス金具12の軸方向端面に向かって先細り状に延びる軸方向突起68を、被覆ゴム層30と一体形成し、筒状マス金具12がマス支持部20に外挿配置された状態で、筒状軸方向突起68がマス金具12の軸方向端面に当接されるようにしても良い。軸方向突起68は周方向に連続して延びていても良く、または周方向に離隔して複数形成されても良い。また、被覆ゴム層30の径方向に離隔して複数条設けられても良い。このような先細り状の軸方向突起68を介して筒状マス金具12の軸方向両端が筒状板ばね14,14の円環板部24,24に弾性的に支持せしめられることにより、筒状マス金具12とマス支持部20の径方向の相対変位の干渉を抑えつつ、筒状マス金具12と筒状板ばね14の軸方向の相対的な変位が一層有利に抑えられて、目的とする筒状マス金具12と筒状板ばね14の径方向の打ち当たり作用が一層安定して発揮される。
In addition, as in the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the cylindrical mass fitting 12 is provided at the radial intermediate portion of the covering
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これら実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能であり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific descriptions in these embodiments, and various changes, modifications, and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. Needless to say, any of these embodiments can be included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
例えば、筒状板ばね14,44におけるテーパ筒状部18やマス支持部20、シャフト固定部22等における形状や大きさ、構造、数、配置等は、任意に設定可能である。
For example, the shape, size, structure, number, arrangement, and the like of the tapered
また、第一の実施形態において、各筒状板ばね14に形成された複数のスリット26には、全て形状や大きさ等が同じ同一規格のものが採用されていたが、それぞれ規格の異なるものを採用しても良い。
In the first embodiment, the slits 26 formed in each
また、スリット26や減衰ゴム28は、要求されるシャフト固定部22の変形特性やばね特性のチューニング性能、減衰性能等に応じて設けられるものであり、必須の構成要件でない。
Further, the slit 26 and the damping
また、ドライブシャフト16に外嵌固定されるシャフト支持部22の外周側には、必要に応じて、金属製乃至は樹脂製の締付バンドを締付け固定しても良い。
Further, a metal or resin fastening band may be fastened and fixed to the outer peripheral side of the
加えて、前記実施形態では、本発明を自動車のドライブシャフト用ダイナミックダンパに適用したものの具体例について説明したが、本発明は、自動車のプロペラシャフトの他、自動車以外の各種回転軸に装着される筒形ダイナミックダンパに対しても、適用可能である。 In addition, in the said embodiment, although the specific example of what applied this invention to the dynamic damper for drive shafts of a motor vehicle was demonstrated, this invention is mounted | worn with various rotating shafts other than a motor vehicle besides the propeller shaft of a motor vehicle. The present invention can also be applied to a cylindrical dynamic damper.
10:自動車用ダイナミックダンパ、12:筒状マス金具、14:筒状板ばね、16:ドライブシャフト、18:テーパ筒状部、22:シャフト固定部、32:当接ゴム層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Dynamic damper for motor vehicles, 12: Cylindrical mass metal fitting, 14: Cylindrical leaf | plate spring, 16: Drive shaft, 18: Tapered cylindrical part, 22: Shaft fixing | fixed part, 32: Contact rubber layer
Claims (8)
前記回転軸の外径よりも大きな内径を有する筒形マス部材と、軸方向中間部分にテーパ筒状部を有する筒形金属ばねの一対とを用い、該筒形マス部材の軸方向両端部から各該筒形金属ばねを軸方向外方に向かって次第に小径化する状態で配設して、各該筒形金属ばねの小径側端部を該回転軸に外嵌固定される回転軸固定部とする一方、各該筒形金属ばねの大径側端部において該筒形マス部材を当接ゴム弾性体を介して径方向で重ね合わせて相対変位可能に支持せしめ、少なくとも径方向の振動入力によって該筒形金属ばねで弾性支持された該筒形マス部材の共振状態下で該筒形マス部材が該筒形金属ばねから飛び跳ねて径方向に相対変位して該当接ゴム弾性体を介して繰り返し打ち当たるようにしたことを特徴とする筒形ダイナミックダンパ。 In the cylindrical dynamic damper that is attached to the rotating shaft in an extrapolated state and suppresses vibration to be damped of the rotating shaft,
Using a cylindrical mass member having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotating shaft and a pair of cylindrical metal springs having a tapered cylindrical portion at an axially intermediate portion, from both axial ends of the cylindrical mass member Rotating shaft fixing portion in which each cylindrical metal spring is disposed in a state of gradually decreasing in diameter toward the outer side in the axial direction, and a small diameter side end portion of each cylindrical metal spring is fitted and fixed to the rotating shaft. On the other hand, at the large-diameter side end of each cylindrical metal spring, the cylindrical mass member is overlapped in the radial direction via a contact rubber elastic body and supported so as to be relatively displaceable, and at least radial vibration input is performed. Under the resonance state of the cylindrical mass member elastically supported by the cylindrical metal spring, the cylindrical mass member jumps from the cylindrical metal spring and is relatively displaced in the radial direction via the corresponding rubber elastic body. Cylindrical dynamic damper characterized by repeated striking
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007306488A JP2009127822A (en) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | Cylindrical dynamic damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007306488A JP2009127822A (en) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | Cylindrical dynamic damper |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009127822A true JP2009127822A (en) | 2009-06-11 |
Family
ID=40818956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007306488A Pending JP2009127822A (en) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | Cylindrical dynamic damper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009127822A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014034981A (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Ricoh Co Ltd | Dynamic vibration absorber mechanism and image forming apparatus |
JP2014040884A (en) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Ricoh Co Ltd | Dynamic vibration absorber mechanism, and image forming apparatus |
JP2014052058A (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Ricoh Co Ltd | Dynamic vibration absorber mechanism and image forming apparatus |
CN108571247A (en) * | 2018-03-23 | 2018-09-25 | 威固技术(安徽)有限公司 | A kind of bump leveller containing from amplitude limit oscillating mass block |
-
2007
- 2007-11-27 JP JP2007306488A patent/JP2009127822A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014034981A (en) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Ricoh Co Ltd | Dynamic vibration absorber mechanism and image forming apparatus |
JP2014040884A (en) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Ricoh Co Ltd | Dynamic vibration absorber mechanism, and image forming apparatus |
JP2014052058A (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Ricoh Co Ltd | Dynamic vibration absorber mechanism and image forming apparatus |
CN108571247A (en) * | 2018-03-23 | 2018-09-25 | 威固技术(安徽)有限公司 | A kind of bump leveller containing from amplitude limit oscillating mass block |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2599059B2 (en) | Dynamic damper for hollow drive shaft | |
US9739338B2 (en) | Vibration- damping support device | |
US6682060B2 (en) | Dynamic damper | |
US20160238103A1 (en) | Hydraulic mount | |
US20090145261A1 (en) | Single mass dual mode crankshaft damper with tuned hub | |
JP2009127822A (en) | Cylindrical dynamic damper | |
JP2009108912A (en) | Dynamic damper and combination structure for dynamic damper component | |
JP4833883B2 (en) | Vibration isolator | |
JP2009127823A (en) | Cylindrical dynamic damper | |
KR20150106638A (en) | Dynamic damper | |
JP2008175344A (en) | Attaching structure of dynamic damper to rotating shaft, and rotary shaft with dynamic damper | |
US20020176641A1 (en) | Shaft bearing | |
JP3780548B2 (en) | Dynamic damper | |
WO2017006621A1 (en) | Damper for absorbing rotational variation | |
JP2006090528A (en) | Vibration control device for rotary shaft | |
US7410035B2 (en) | Damper and method for tuning a damper utilizing a surface contact reducing resilient member | |
JP7453127B2 (en) | torsional damper | |
JP7457635B2 (en) | Vibration isolator | |
JP3888581B2 (en) | Dynamic damper | |
KR101693998B1 (en) | Dynamic damper for driveshaft | |
JP3945358B2 (en) | Vibration reduction device for rotating shaft | |
JP7152326B2 (en) | Dynamic vibration absorber | |
JP2006090530A (en) | Vibration control device for rotary shaft | |
JP2004176923A (en) | Vibration absorbing device | |
JP2009079731A (en) | Dynamic damper |