JP2010138935A - 防振装置、及び防振装置の製造方法 - Google Patents

防振装置、及び防振装置の製造方法 Download PDF

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Noriyoshi Ozu
紀由 大図
Yoshito Gomi
義人 五味
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Abstract

【課題】成形用金型の構造を簡単にできる防振装置を提供すること。
【解決手段】従動軸24に連結される外側軸連結部材12と、駆動軸22に連結され且つ外側軸連結部材12の中空部13に挿入され、外周壁14Aの一部が中空部13の内周壁13Aに接触すると外側軸連結部材12と一体回転する内側軸連結部材14と、中空部13と内側軸連結部材14との間に連続して設けられ外側軸連結部材12と内側軸連結部材14を一体回転させるゴム弾性体16とを防振装置10有し、最長距離L1を最短距離L2よりも長くすることで、成形用金型の構造を簡単にできる。
【選択図】図2

Description

本発明は、駆動軸から従動軸へ伝達される振動を抑制する防振装置、及び防振装置の製造方法に関する。
従来、駆動軸から従動軸への振動の伝達を抑制する防振装置としては、例えば、特許文献1に示されるようなものが知られている。特許文献1には、駆動軸に連結された筒状の外側支持部材の内周側に従動軸に連結された内側支持部材を配置し、外側支持部材と内側支持部材とを緩衝部材(ゴム)で連結した電磁クラッチが開示されている。この緩衝部材は、内側支持部材に形成され放射状に外方へ延びる複数の外方突出部と、外側支持部材に形成され外方突出部に対向しない部分から内方へ延びる複数の内方突出部との間に夫々配設(特許文献1では4つ配設)されており、外方突出部と内方突出部とに加硫接着されている。これにより、駆動軸からの振動が緩衝部材の圧縮又は引張り応力で減衰されて従動軸へ伝達されるのが抑制され、緩衝部材が破損しても外方突出部が内方突出部に引っ掛かり駆動軸が従動軸に対して空回りするのが防止される。
特公平6−74815号公報
しかしながら、特許文献1の電磁クラッチは、緩衝部材を複数の外方突出部と複数の内方突出部との間に夫々配設する構造のため、緩衝部材を所定位置に成形するための成形用金型の構造が複雑となる課題があった。
以上のことから、本発明は、成形用金型の構造を簡単にできる防振装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の防振装置は、駆動軸及び従動軸の何れか一方に連結されると共に前記駆動軸と前記従動軸の同軸上に中空部が形成された外側軸連結部材と、前記駆動軸及び前記従動軸の何れか他方に連結されると共に前記中空部へ挿入され、外周壁の一部が前記中空部の内周壁に接触すると、前記外側軸連結部材と一体回転する内側軸連結部材と、前記中空部と前記内側軸連結部材との間に連続して設けられ、前記外側軸連結部材と前記内側軸連結部材を一体回転させる弾性体と、を有し、前記外側軸連結部材の回転軸から前記内側軸連結部材の外周壁までの最長距離が、前記外側軸連結部材の回転軸から前記中空部の内周壁までの最短距離よりも長い。
請求項1に記載の防振装置によれば、駆動軸から従動軸へ伝達される振動が弾性体の弾性変形によって減衰されて抑制される。また、駆動軸からの動力(回転力)によって弾性体が弾性限界を超えて破損した場合、内側軸連結部材の外周壁の一部が中空部の内周壁に接触し外側軸連結部材と内側軸連結部材とが一体回転する。つまり、弾性体が破損した場合でも駆動軸と従動軸との空回りを阻止することができる。
また、外側軸連結部材の中空部と内側軸連結部材との間に連続した弾性体(一体形状の弾性体)が設けられるため、中空部と内側軸連結部材との間に不連続の弾性体を複数設けるよりも、成形用金型の構造を簡単にすることができる。これにより、成形用金型の製造コストを低減することができる。
さらに、外側軸連結部材の回転軸から内側軸連結部材の外周壁までの最長距離を、外側軸連結部材の回転軸から中空部の内周壁までの最短距離よりも長くすることで、簡単な構造で駆動軸と従動軸との空回りを阻止することができる。
請求項2に記載の防振装置は、前記弾性体が、前記中空部と前記内側軸連結部材との間に隙間なく充填された。
請求項2に記載の防振装置によれば、弾性体が外側軸連結部材の中空部と内側軸連結部材との間に隙間なく充填されるため、成形用金型の構造をさらに簡単にすることができる。
請求項3に記載の防振装置は、前記外側軸連結部材の回転軸と直交方向の断面において、前記中空部の内周壁が正多角形又は楕円形であり、前記内側軸連結部材の外周壁が正多角形又は楕円形である。
請求項3に記載の防振装置によれば、外側軸連結部材の回転軸と直交方向の断面において、中空部の内周壁を正多角形又は楕円形、内側軸連結部材の外周壁を正多角形又は楕円形とすることで、外側軸連結部材及び内側軸連結部材の形状が夫々成形容易な形状になり、製造コストを抑制することができる。
請求項4に記載の防振装置は、前記外側軸連結部材の回転軸と直交方向の断面において、前記外側軸連結部材の回転軸が前記中空部の中心であり、前記中空部の中心と前記内側軸連結部材の中心とが同心であり、前記中空部の内周壁と前記内側軸連結部材の外周壁とが相似形である。
請求項4に記載の防振装置によれば、外側軸連結部材の回転軸と直交方向の断面において、外側軸連結部材の回転軸が中空部の中心であり、中空部の中心と内側軸連結部材の中心とが同心であり、中空部の内周壁と内側軸連結部材の外周壁とが相似形であることから、弾性体の厚みが略均一となる。これにより、振動を効果的に減衰することができる。
請求項5に記載の防振装置の製造方法は、請求項1〜4の何れか1項の防振装置の製造方法において、前記外側軸連結部材の中空部に前記内側軸連結部材を挿入して成形用金型内に保持し、前記成形用金型に設けられたゲートから未加硫ゴム材を前記中空部と前記内側軸連結部材との間に充填し、充填後に前記未加硫ゴム材を加硫して前記弾性体を成形する。
請求項5に記載の防振装置の製造方法によれば、外側軸連結部材の中空部に内側軸連結部材を挿入し、これらを成形用金型内に保持した後で、成形用金型に設けられたゲートから未加硫ゴム材を外側軸連結部材の中空部と内側軸連結部材との間に充填する。そして、充填後に未加硫ゴム材を加硫する。これにより、外側軸連結部材の中空部と内側軸連結部材との間に連続した弾性体(一体形状の弾性体)が成形される。
以上説明したように、本発明の防振装置は成形用金型の構造を簡単にすることができる。また、本発明の防振装置の製造方法は、簡単な構造の成形用金型で防振装置を製造することができる。
(第1実施形態)
以下、図面を参照して本発明の防振装置の第1実施形態について詳細に説明する。図1に示されるように、本実施形態の防振装置10は、例えば、エンジンやモーター等の駆動源からの動力によって回転する駆動軸22と、この駆動軸22からの回転力を被駆動部(例えば、圧縮機や発電機等)に伝達するための従動軸24とを連結する軸継手として用いられている。
図2に示されるように、防振装置10は、筒状の外側軸連結部材12と、この外側軸連結部材12の中空部13に挿入され軸同士が一致する筒状の内側軸連結部材14と、外側軸連結部材12の中空部13及び内側軸連結部材14の間に隙間なく充填されて外側軸連結部材12と内側軸連結部材14とを連結する連続したゴム弾性体16とを備えている。
外側軸連結部材12は金属製であり、軸方向の一端部(図2では左端部)に軸同士が一致するように従動軸24が取付けられている。これにより、図3に示されるように、外側軸連結部材12が回転した場合の回転力が従動軸24に伝達される。また、外側軸連結部材12の内周壁13Aは、軸と直交方向の断面で四隅が丸められた略正方形とされている。
内側軸連結部材14は金属製であり、軸方向の他端部(図2では右端部)に軸同士が一致するように駆動軸22が取付けられている。これにより、駆動軸22からの回転力が内側軸連結部材14に伝達される。また、内側軸連結部材14の外周壁14Aは、軸と直交方向の断面で角部が丸められた略正方形とされている。なお、本実施形態では、駆動軸22、外側軸連結部材12、内側軸連結部材14及び従動軸24の夫々の軸同士が一致する(換言すれば、同一軸上となる)ように、これらの部材が配置されている。以下では、同一軸のことを適宜、軸50として記載する。
また、軸50と直交方向の断面において、軸50から内側軸連結部材14の外周壁14Aまでの最長距離L1は、軸50から外側軸連結部材12の内周壁13Aまでの最短距離L2よりも長くなっている。このため、図4に示されるように、後述するゴム弾性体16に過大な回転負荷が作用しゴム弾性体16が弾性限界を超えて破損した場合、内側軸連結部材14の外周壁14Aの一部が中空部13の内周壁13Aに接触し外側軸連結部材12と内側軸連結部材14とが一体回転する。つまり、ゴム弾性体16が破損した場合でも駆動軸22と従動軸24との空回りを阻止することができる。
ゴム弾性体16は、外側軸連結部材12の内周壁13Aと内側軸連結部材14の外周壁14Aとに加硫接着で接着され、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14とを連結している。このため、内側軸連結部材14(駆動軸22)からの回転力がゴム弾性体16を介して外側軸連結部材12(従動軸24)へと伝達される。また、内側軸連結部材14から外側軸連結部材12へ伝達される振動がゴム弾性体16の弾性変形(剪断変形、圧縮変形、引張変形)によって減衰されて抑制される。なお、ゴム弾性体16を構成するゴム材としては、一定量の振動減衰効果が得られれば従来公知のゴム材の何れを用いてもよく、一例としては、ブチルゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム等が挙げられる。また、本実施形態では、弾性体をゴム弾性体16とする構成としているが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、例えば、弾性体を弾性変形可能な樹脂材で形成してもよい。この樹脂材としては、例えば、ウレタン樹脂などが挙げられる。
図2に示されるように、軸50と直交方向の断面において、中空部13の内周壁13Aと内側軸連結部材14の外周壁14Aとが相似形となっている。これにより、ゴム弾性体16の厚みが略均一となり、ゴム弾性体16の振動減衰効果、特に圧縮変形による振動減衰効果が向上する。なお、本実施形態では、軸50と直交方向の断面において、中空部13の内周壁13Aと内側軸連結部材14の外周壁14Aとが相似形となるように構成したが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、相似形でなくてもよい。
また、本実施形態では、外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14を引き抜き製法で成形しているが、鍛造製法で成形してもよい。引き抜き製法や鍛造製法を用いて外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14を成形した場合、削り出し製法や鋳造製法を用いて外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14を成形するよりも、成形コストを低減することができる。
次に、第1実施形態の防振装置10の製造方法について図5に従って説明する。なお、防振装置10の製造には、図5に示される成形用金型40を用いる。この成形用金型40の内部には外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14を装填できる装填部41が形成されている。また、成形用金型40は、外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14の軸方向を上下方向として、上型40A、一対の中型40B及び下型40Cに4分割できるようになっている。上型40Aの下面及び下型40Cの上面には外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14の位置決め用としてガイド溝42及びガイド溝43(ガイド溝42よりも外周側)が夫々設けられている。このガイド溝42及びガイド溝43に外側軸連結部材12の軸方向の端部及び内側軸連結部材14の軸方向の端部を夫々嵌め入れることで外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14が位置決め及び保持されるようになっている。また、上型40Aには、外面(図5では上面)から延びてガイド溝42とガイド溝43との間の突条部分に開口する注入ゲート44が設けられている。この注入ゲート44は、成形用金型40に装填された外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14との間の空間(隙間G)に対応した位置に形成されているため、未加硫ゴム材16Aを注入ゲート44に流し込むと、未加硫ゴム材16Aが外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14との間に注入(充填)される。一対の中型40Bは外側軸連結部材12の外周面を両側から挟み込み、内面で外側軸連結部材12の外周面を支持するようになっている。また、成形用金型40は、外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14を装填部41に装填し、隙間Gに未加硫ゴム材16Aを充填した後で、未加硫ゴム材16Aを加硫できるようになっている。
まず、防振装置10を製造するための第1工程として、分割された成形用金型40の下型40Cのガイド溝43に外側軸連結部材12の軸方向の一端部(図5では下端部)を嵌め入れ、ガイド溝42に内側軸連結部材14の軸方向の一端部(図5では下端部)を嵌め入れて外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14の位置決め行う。このとき、外側軸連結部材12の中空部13に内側軸連結部材14が挿入される。次に、上型40Aを降下させて、上型40Aのガイド溝42に外側軸連結部材の軸方向の他端部(図5では上端部)を嵌め入れ、ガイド溝43に内側軸連結部材14の軸方向の他端部(図5では上端部)を夫々嵌め入れる。その後、一対の中型40Bで外側軸連結部材12を挟み込んで、中型40Bの内面で外側軸連結部材12の外周面を支持する。これにより、成形用金型40の装填部41に外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14が装填(保持)される。
次に、第2工程として、未加硫ゴム材16Aを成形用金型40の外部から注入ゲート44を介して、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14との間の連続した隙間Gに注入する。隙間Gに未加硫ゴム材16Aが隙間なく充填された後は、図示しない栓部材で注入ゲート44を閉じる。
そして、第3工程として、注入ゲート44が閉じられた成形用金型40を加熱して、未加硫ゴム材16Aを加硫する。これにより、未加硫ゴム材16Aが、防振装置10の連続したゴム弾性体16となり、防振装置10が完成する。ここで、防振装置10を製造するのに用いた成形用金型40は、一つの注入ゲート44から隙間Gに未加硫ゴム材16Aを注入できるため、注入ゲート44を複数個設ける必要がなく、成形用金型の構造が簡単となる。さらに、注入ゲート44が一箇所のため、加硫後のゴム弾性体16にゴム材のはみ出し部分(バリ)が形成される箇所が少なくなる。
次に、第1実施形態の防振装置10の作用について説明する。
防振装置10は、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14との間に連続したゴム弾性体16を設けるため、例えば、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14との間に複数のゴム弾性体を設けるよりも、成形用金型40の構造を簡単にすることができる。具体的には、成形用金型40の注入ゲート44の数量、及びゴム弾性体を軸方向に沿って仕切るための仕切りの数量を減らすことができる。これにより、成形用金型40の製造コストを低減することができる。また、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14との間にゴム弾性体16を隙間なく充填する構造とすることで、ゴム弾性体を軸方向に仕切るための仕切りを成形用金型40に設ける必要がなくなり、成形用金型40の構造をさらに簡単にすることができる。
上述の実施形態では、外側軸連結部材12の内周壁13A及び内側軸連結部材14の外周壁14Aは、軸と直交する方向の断面で略正方形とされたが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、外側軸連結部材12の内周壁13A及び内側軸連結部材14の外周壁14Aは、軸と直交する方向の断面で略長方形(変形例1:図6及び図7参照)、略平行四辺形(変形例2:図8及び図9参照)、略楕円形(変形例3:図10及び図11参照)、略正三角形(変形例4:図12及び図13参照)、略正五角形状(変形例5:図14及び図15参照)、略正六角形(変形例6:図16及び図17参照)及び、その他の多角形(正多角形、L字形、星形など)であってもよい。
また、上述の実施形態では、軸と直交する方向の断面において、中空部13と内側軸連結部材14の中心(重心)が軸50上となるように構成されているが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、中空部13の中心及び内側軸連結部材14の中心の少なくとも一方が軸50上に配置されない、つまり軸50から離間した位置となるような形状に中空部13及び内側軸連結部材14を設定した構成としてもよい。
さらに、上述の実施形態では、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14とを連結するゴム弾性体16が両者の間に隙間なく充填される構成としているが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14とを連結するゴム弾性体16が両者の間に連続して配置される構成であればよく、例えば、ゴム弾性体16が連続していれば、軸50に沿った中空部(円柱、多角柱など)が形成されてもよく、軸50を中心とした螺旋状の溝が形成される構成でもよく、凹部などがゴム弾性体16の内周面、及び外周面に形成される構成としてもよい。
そして、上述の実施形態では、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14とを連結するゴム弾性体16が両者に対して加硫接着される構成としているが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、外側軸連結部材12又は内側軸連結部材14の何れか一方に加硫接着される構成としてもよく、外側軸連結部材12又は内側軸連結部材14の何れにも加硫接着されない構成としてもよい。なお、加硫接着でゴム弾性体16を接着しない場合には、振動減衰効果が圧縮変形のみとなるため、ゴム弾性体16は外側軸連結部材12及び内側軸連結部材14の両者に加硫接着で接着することが最も好ましい。また、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14とを成形用金型40に装填してから、外側軸連結部材12と内側軸連結部材14との間に未加硫ゴム材16Aを注入し、加硫する構成としているが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、上述したように、ゴム弾性体16を外側軸連結部材12又は内側軸連結部材14の何れか一方に加硫接着する場合には、外側軸連結部材12又は内側軸連結部材14の何れか一方に加硫接着したゴム弾性体16を形成した後で、外側軸連結部材12又は内側軸連結部材14の何れか他方を圧入する構成としてもよく、外側軸連結部材12又は内側軸連結部材14の何れにも加硫接着しない場合には、予め未加硫ゴム材16Aを所定の形状に加硫成形してゴム弾性体16とし、このゴム弾性体16を外側軸連結部材12と内側軸連結部材14との間に圧入する構成としてもよい。
また、上述の実施形態では、駆動軸22を内側軸連結部材14の軸方向の他端部に取付、従動軸24を外側軸連結部材12の軸方向の一端部に取付ける構成としたが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、駆動軸22を外側軸連結部材12の軸方向の一端部に取付、従動軸24を内側軸連結部材14の軸方向の他端部に取付ける構成としてもよい。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
本発明の第1実施形態の防振装置の軸方向に沿った断面図である。 図1の防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 図1の防振装置の内側軸連結部材に回転力を作用させた状態を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 図1の防振装置の内側軸連結部材に回転力を作用させて、内側軸連結部材の一部が外側軸連結部材の内周壁に接触した状態を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 第1実施形態の防振装置を製造するための成形用金型の上下方向に沿った断面図である。 第1実施形態の防振装置の変形例1(連結部材が略長方形)を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 変形例1の防振装置の内側軸連結部材に回転力を作用させて、内側軸連結部材の一部が外側軸連結部材の内周壁に接触した状態を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 第1実施形態の防振装置の変形例2(連結部材が略平行四辺形)を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 変形例2の防振装置の内側軸連結部材に回転力を作用させて、内側軸連結部材の一部が外側軸連結部材の内周壁に接触した状態を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 第1実施形態の防振装置の変形例3(連結部材が略楕円形)を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 変形例3の防振装置の内側軸連結部材に回転力を作用させて、内側軸連結部材の一部が外側軸連結部材の内周壁に接触した状態を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 第1実施形態の防振装置の変形例4(連結部材が略三角形)を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 変形例4の防振装置の内側軸連結部材に回転力を作用させて、内側軸連結部材の一部が外側軸連結部材の内周壁に接触した状態を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 第1実施形態の防振装置の変形例5(連結部材が略五角形)を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 変形例5の防振装置の内側軸連結部材に回転力を作用させて、内側軸連結部材の一部が外側軸連結部材の内周壁に接触した状態を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 第1実施形態の防振装置の変形例6(連結部材が略六角形)を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。 変形例6の防振装置の内側軸連結部材に回転力を作用させて、内側軸連結部材の一部が外側軸連結部材の内周壁に接触した状態を示す防振装置の軸方向と直交する方向の断面図である。
符号の説明
10 防振装置
12 外側軸連結部材
13A 外側軸連結部材の内周壁
13 中空部
14 内側軸連結部材
14A 内側軸連結部材の外周壁
16 ゴム弾性体(弾性体)
16A 未加硫ゴム材
22 駆動軸
24 従動軸
40 成形用金型
44 注入ゲート(ゲート)
50 同軸(外側軸連結部材の軸)
L1 最長距離
L2 最短距離

Claims (5)

  1. 駆動軸及び従動軸の何れか一方に連結されると共に前記駆動軸と前記従動軸の同軸上に中空部が形成された外側軸連結部材と、
    前記駆動軸及び前記従動軸の何れか他方に連結されると共に前記中空部へ挿入され、外周壁の一部が前記中空部の内周壁に接触すると、前記外側軸連結部材と一体回転する内側軸連結部材と、
    前記中空部と前記内側軸連結部材との間に連続して設けられ、前記外側軸連結部材と前記内側軸連結部材を一体回転させる弾性体と、を有し、
    前記外側軸連結部材の回転軸から前記内側軸連結部材の外周壁までの最長距離が、前記外側軸連結部材の回転軸から前記中空部の内周壁までの最短距離よりも長い防振装置。
  2. 前記弾性体が、前記中空部と前記内側軸連結部材との間に隙間なく充填された請求項1に記載の防振装置。
  3. 前記外側軸連結部材の回転軸と直交方向の断面において、前記中空部の内周壁が正多角形又は楕円形であり、前記内側軸連結部材の外周壁が正多角形又は楕円形である請求項1又は請求項2に記載の防振装置。
  4. 前記外側軸連結部材の回転軸と直交方向の断面において、前記外側軸連結部材の回転軸が前記中空部の中心であり、前記中空部の中心と前記内側軸連結部材の中心とが同心であり、前記中空部の内周壁と前記内側軸連結部材の外周壁とが相似形である請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の防振装置。
  5. 請求項1〜4の何れか1項の防振装置の製造方法において、
    前記外側軸連結部材の中空部に前記内側軸連結部材を挿入して成形用金型内に保持し、前記成形用金型に設けられたゲートから未加硫ゴム材を前記中空部と前記内側軸連結部材との間に充填し、充填後に前記未加硫ゴム材を加硫して前記弾性体を成形する防振装置の製造方法。
JP2008313328A 2008-12-09 2008-12-09 防振装置、及び防振装置の製造方法 Pending JP2010138935A (ja)

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