JP2017201183A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】取付状態の影響を少なくすることにより、取付作業が容易で、高精度な減衰特性のダイナミックダンパを提供すること。
【解決手段】ドライブシャフト１０１に取り付けられる概略円筒形状のダイナミックダンパ１０であって、締結バンド５１により締め付けられてドライブシャフト１０１に固定される取付部１１と、ドライブシャフトの外周面１０１ｏから離隔して囲む位置に慣性部材２３を保持する保持部２２と、取付部および保持部をドライブシャフトの軸線方向に離隔させて連結する弾性変形可能なバネ部２６と、を備えており、取付部とバネ部との境界領域に、所定の剛性を有してドライブシャフトの周方向に連続する形状に形成されている鍔形状部３１をさらに備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、回転軸部材に取り付けられるダイナミックダンパに関する。

車両に搭載されるドライブシャフトなどの回転軸部材には、外部から入力される曲げ振動や捻りなどにより生じる共振振動を吸収して減衰させるために、ダイナミックダンパを取り付けることが多用されている。このダイナミックダンパは、回転軸部材に発生する共振振動を減衰させるのに有効な重量配分や寸法形状になるように高精度に作製するのが理想である。

例えば、特許文献１には、ドライブシャフトの外周側に大きな質量の部材を位置させるために取り付けるゴム製の円筒形状の取付部において、ドライブシャフトの外周面に接触する領域の寸法精度を高くすることにより、所望の振動減衰効果を得られるようにするダイナミックダンパが開示されている。

特開２００１−３４９３７９号公報

ところで、この特許文献１に記載のようなダイナミックダンパにあっては、回転軸部材に取り付ける取付部と、大きな質量の慣性部材を保持する保持部との間がバネ部により連結されている構造になっている。

しかしながら、このようなダイナミックダンパにあっては、バンド等の固定用部材を巻き付けて締め付けることにより取付部を回転軸部材に固定して取り付けることから、締付力等がばらつき易く、取付部の弾性変形を精度よく均一にすることは難しい。

このため、このような構造のダイナミックダンパでは、回転軸部材に取り付けた取付部のばらついた変形がバネ部に波及してバネ特性に影響するなどして、所望の振動減衰特性が得られなくなってしまう場合がある、という問題があった。

そこで、本発明は、取付状態のばらつきが影響することを少なくすることにより、取付作業を容易化し、また、狙った減衰特性を精度良く得ることのできる安価で高品質なダイナミックダンパを提供することを目的としている。

上記課題を解決するダイナミックダンパの発明の一態様は、筒形状に形成されて、回転軸部材に取り付けられるダイナミックダンパであって、前記回転軸部材に固定される取付部と、前記回転軸部材の周りを囲むように配置される慣性部材を保持する保持部と、前記取付部および前記保持部を前記回転軸部材の軸線方向に離隔させて連結する弾性変形可能なバネ部と、を備えており、前記取付部と前記バネ部との境界領域に、所定の剛性を有して前記回転軸部材の周方向に連続する鍔形状部をさらに備えている。

このように本発明の一態様によれば、取付部に隣接する領域に、所定の剛性を有して回転軸部材の周方向に連続する鍔形状部を備えるので、取付部の変形が鍔形状部を超えてしまうことを抑制することができる。このため、取付部の変形がバネ部に波及してバネ特性に影響することにより、保持部が保持する慣性部材による減衰特性が変化してしまうことを未然に防止することができる。

したがって、ダイナミックダンパの回転軸部材への取付状態のばらつきが減衰特性に影響することを少なくして、その取付作業を容易化してコスト削減することができ、また、慣性部材による減衰特性を精度良く得ることができる。この結果、安価で高品質なダイナミックダンパを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るダイナミックダンパを示す図であり、そのドライブシャフトに自在継手と共に取り付けた状態での軸線と平行に切断した一部縦断構造図である。 図２は、そのダイナミックダンパの全体構成を示す図であり、（ａ）はその軸線と平行な縦断面図、（ｂ）はその軸線方向から見た平面図である。 図３は、そのダイナミックダンパのドライブシャフトに取り付けた状態での図１におけるＡ−Ａ縦断面図である。 図４は、そのダイナミックダンパのドライブシャフトに取り付けた状態での軸線と平行に切断した一部縦断構造図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態に係るダイナミックダンパを示す図である。

図１において、ダイナミックダンパ１０は、車両に搭載されるドライブシャフト１０１に取り付けられて、そのドライブシャフト１０１で発生する特有の共振振動を効果的に吸収して減衰させる構造に作製されている。このドライブシャフト１０１が本発明における回転軸部材を構成している。

ドライブシャフト１０１は、例えば、不図示の動力源のエンジン側に連結されているドライブシャフト１０２と、不図示の駆動輪側に連結されているドライブシャフト１０３とが、それぞれ自在継手１１１、１１２を介して等速回転可能に連結されることにより、車両における動力伝達機構の一部として機能する。

自在継手１１１は、ドライブシャフト１０１およびドライブシャフト１０２のそれぞれの端部同士を固定された特定箇所で連結する構造を備えており、これらドライブシャフト１０１、１０２の互いの軸線方向が固定された連結箇所で交差する状態になることを許容しつつ等速回転する動力を伝達する、所謂、ツェッパ型ユニバーサルジョイントに構築されている。

自在継手１１２は、ドライブシャフト１０１およびドライブシャフト１０３のそれぞれの端部同士を軸線方向にスライド可能な特定箇所で連結する構造を備えており、これらドライブシャフト１０１、１０３の互いの軸線方向がスライド可能な連結箇所で交差する状態になることを許容しつつ等速回転する動力を伝達する、所謂、トリポード型ユニバーサルジョイントに構築されている。

そして、ダイナミックダンパ１０は、自在継手１１１、１１２の間の概略中央に位置するようにドライブシャフト１０１に取り付けられることにより、効果的に振動を吸収して減衰させるように配置されている。

このダイナミックダンパ１０は、図２に示すように、取付部１１と、保持部２２と、バネ部２６とを備えるように概略円筒形状に一体成形されている。このダイナミックダンパ１０は、所定の弾性かつ剛性を有する、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）やニトリルゴム（ＮＢＲ）などの合成ゴムを成形することにより作製されている。なお、ダイナミックダンパ１０は、合成ゴムに限らず、天然ゴムであってもよいことは言うまでもない。

取付部１１は、ダイナミックダンパ１０の両端側に位置する円筒形状に形成されている。この取付部１１は、ドライブシャフト１０１の外周面１０１ｏに密着する内径の内周面１１ｉを有している。また、取付部１１の外周面１１ｏ側には、巻き付けられて囲む状態の環状にされた図３に示す締結バンド５１を収容するバンド溝１２が形成されている。この締結バンド５１が本発明における固定用部材を構成している。

締結バンド５１は、図３に示すように、取付部１１の外周面１１ｏに巻き付けた状態で、突起５２が不図示の周方向溝内にスライド自在に嵌め込まれることにより円形を維持するようになっている。この締結バンド５１は、工具用爪５３ａ、５３ｂを締結工具などで摘むように挟んで接近させることにより、不図示の重なるバンド面内において、止め穴の縁にフック形状を引っ掛けて、取付部１１の外周面１１ｏよりも小径にする状態を維持するようになっている。

この構造により、取付部１１は、外周面１１ｏ側のバンド溝１２内に収容されて位置決めされている環状の締結バンド５１の内径が縮小されることによって、図４に示すように、円筒の中心線Ｃを通って貫通するドライブシャフト１０１に、内周面１１ｉが密着する状態で固定することができ、保持部２２とバネ部２６とを位置決めして取り付けることができる。

この状態で、取付部１１は、ドライブシャフト１０１の外周面１０１ｏの周方向に内周面１１ｉが密着する状態を維持したまま締結バンド５１により締め付けられて弾性変形される。このとき、取付部１１は、締結バンド５１による締付力や弾性復帰しようとする弾性力などに起因する所望の圧力を内周面１１ｉからドライブシャフト１０１の外周面１０１ｏに付与することにより位置決め固定されている。

なお、ドライブシャフト１０１は、ダイナミックダンパ１０の取付部１１の内周面１１ｉが密着されることにより位置決め固定されるので、そのダイナミックダンパ１０が軸線方向にスライドすることを制限する滑り止め用の溝や突起を外周面１０１ｏに形成してもよい。

保持部２２は、ドライブシャフト１０１の軸線方向において、両端側の取付部１１から均等となる中間に位置するように、その両端側の取付部１１のそれぞれにバネ部２６を介して連結支持されている。

保持部２２は、ダンパ機能に必要な慣性力を発生する、例えば、鋼製の慣性部材（所謂、マス）２３を収容する形状に形成されている。この保持部２２は、ドライブシャフト１０１の外周面１０１ｏから径方向に離隔して周りを囲む位置に慣性部材２３を保持するようにバネ部２６により両端側が支持されている。ここで、慣性部材２３は、ドライブシャフト１０１の外周側で周方向に延長されて所定の質量を有するリング形状に形成され、周方向に均等な質量の負荷となるように作製されている。なお、この慣性部材は、周方向に連続することなく、複数個に分割されて周方向の均等位置に配置されていてもよい。

バネ部２６は、保持部２２をドライブシャフト１０１の外周面１０１ｏから離隔して囲む位置に支持するように、その保持部２２側の内側が大径で、取付部１１側の外側が小径となる円錐台形状に形成されている。すなわち、このバネ部２６は、取付部１１と保持部２２との間に位置して円錐台形状に形成されることにより、その取付部１１と保持部２２との間に軸線方向の空間Ｓｓを確保するとともに、保持部２２の内周面２２ａとドライブシャフト１０１の外周面１０１ｏとの間に径方向の空間Ｓｄ（図４参照）を確保するように弾性変形することによりバネとして機能するように形成されている。

この構造により、バネ部２６は、内側の保持部２２内の慣性部材２３を、ドライブシャフト１０１の外周面１０１ｏから径方向に離隔して囲む位置に支持しつつ、両端側の取付部１１から軸線方向に均等に離隔する内側に位置決めして、相対的な位置関係に維持するように弾性変形する。

このため、ダイナミックダンパ１０は、ドライブシャフト１０１や取付部１１との間に確保する径方向の空間Ｓｄや軸線方向の空間Ｓｓを利用してバネ部２６が弾性変形することにより、ドライブシャフト１０１を囲む位置の保持部２２を移動可能に支持することができ、ダンパとして効果的に機能することができる。

すなわち、ダイナミックダンパ１０は、上述の合成ゴムからなる円錐台形状のバネ部２６が保持部２２内の慣性部材２３の慣性力に応じて弾性変形されたときに、備える弾性力により弾性復帰しようとすることによって、ダンパとして有効に機能することができる。

そして、ダイナミックダンパ１０は、ドライブシャフト１０２、１０３に自在継手１１１、１１２を介して連結されているドライブシャフト１０１に取り付けられることにより、そのドライブシャフト１０１に発生する特有振動数の共振振動を効果的に吸収して減衰させるように、最適な寸法形状に高精度に作製されている。

ところで、このダイナミックダンパ１０は、ドライブシャフト１０１に取り付けられる際に、取付部１１が締結バンド５１の締付力により弾性変形されて固定されることから、その取付部１１の弾性変形が隣接する内側の領域に波及することになる。この取付部１１の弾性変形が内側に隣接するバネ部２６側まで影響を受けて変形してしまうと、減衰可能な共振振動数がドライブシャフト１０１に特有な共振振動数からずれてしまい、本来のドライブシャフト１０１用のダンパとして機能することが難しくなってしまう。

そこで、本実施形態のダイナミックダンパ１０は、取付部１１とバネ部２６との間の境界領域に、ドライブシャフト１０１の径方向の外側に向かって突出して周方向に延長されることにより連続する形状に形成された鍔形状部３１が一体成形されている。すなわち、鍔形状部３１は、取付部１１に隣接して、保持部２２からドライブシャフト１０１の軸線方向に離隔する位置に配置されている。言い換えると、この鍔形状部３１は、取付部１１に隣接して、バネ部２６により確保される軸線方向の空間Ｓｓを保持部２２の間に介在させる位置に配置されている。なお、この鍔形状部３１は、バネ部２６が保持部２２とドライブシャフト１０１との間に確保する径方向の空間Ｓｄにも隣接する位置に配置されている。

ところで、ダイナミックダンパ１０では、ドライブシャフト１０１に固定される取付部１１の隣接領域から保持部２２までの間が積極的に弾性変形することによりダンパとして機能することから、その取付部１１の隣接領域から保持部２２までの間をバネ部２６と称して説明してもよい。また、鍔形状部３１自体が締結バンド５１によりドライブシャフト１０１に固定されている訳ではく、鍔形状部３１が後述する剛性を備えているとしても、微視的には弾性変形していることから、鍔形状部３１をバネ部２６に設けるとして説明してもよい。しかしながら、この鍔形状部３１は、後述するように、積極的に弾性変形させる部分ではなく、反対に、その弾性変形を抑制するために配置されている。このため、本実施形態では、鍔形状部３１は、弾性変形を伝達しないように、取付部１１とバネ部２６との間の境界領域に配置するものとして説明する。

この鍔形状部３１は、弾性を有する成形材料の合成ゴムで所望の剛性を備えるように、ドライブシャフト１０１の軸線方向の厚さＴと径方向の幅Ｗとを有するリング形状に形成されている。具体的に、この鍔形状部３１は、ドライブシャフト１０１への取付作業（締結バンド５１の締付力）により弾性変形される取付部１１が隣接していても、その弾性変形が影響して変形してしまうことがない剛性を備えるように作製されており、取付部１１に連動する変形に抗して形状を維持する剛性を備えるのに必要な軸線方向の厚さＴと径方向の幅Ｗとを有するリング形状に形成されている。なお、この鍔形状部３１の軸線方向の厚さＴと径方向の幅Ｗとは、ダイナミックダンパ１０の構造の一部として、実験あるいは演算などにより決定すればよい。

ここで、このダイナミックダンパ１０は、取付部１１と保持部２２とバネ部２６とを備えるダンパ構造に鍔形状部３１を含める全体構造で、ドライブシャフト１０１に発生する特有の共振振動を効果的に吸収して減衰させるダンパ特性を備えるように寸法形状が決定されて高精度に作製されている。

この構造により、ダイナミックダンパ１０は、ドライブシャフト１０１に固定する取付部１１が弾性変形する際に、そのまま鍔形状部３１が連動して同程度に弾性変形してしまうことがない。このため、ダイナミックダンパ１０は、その取付部１１の弾性変形が鍔形状部３１を超えてバネ部２６や保持部２２に影響して寸法形状などを変化させてしまうことを抑制することができる。

したがって、ダイナミックダンパ１０は、ドライブシャフト１０１への取付作業により発生する取付部１１の弾性変形がバネ部２６のバネ特性に影響したり、保持部２２の支持位置に影響するなどして、慣性部材２３の挙動が変化してしまうことを極小さくすることができる。すなわち、ダイナミックダンパ１０は、取付部１１の取付作業による弾性変形のばらつきがダンパ機能による減衰特性に影響してしまうことが防止されている。

このことから、ダイナミックダンパ１０は、減衰可能な共振振動数がずれてしまうことを未然に防止することができ、ドライブシャフト１０１の共振振動に対する減衰特性が変わってしまい、ダンパとして有効に機能しなくなることを回避することができる。この結果、ダイナミックダンパ１０は、取付部１１への取付時の弾性変形を不必要に注意することなくドライブシャフト１０１に取り付けることができる。

このように、本実施形態のダイナミックダンパ１０においては、取付部１１とバネ部２６との間の境界領域に、その取付部１１の弾性変形に抗して形状を維持する鍔形状部３１を一体成形するので、ドライブシャフト１０１に固定する取付作業に応じた取付部１１の弾性変形がバネ部２６側に影響して減衰特性が変化してしまうことを抑制することができる。

したがって、ダイナミックダンパ１０は、取付精度を緩和して取付作業を容易化することができ、作業コストを削減することができる。また、ダイナミックダンパ１０は、保持部２２が収容して保持する慣性部材２３を高精度に位置決め支持することができ、減衰特性を精度よく得ることができる。この結果、ダイナミックダンパ１０は、安価で高品質なダンパ機能を実現することができる。

ここで、本実施形態のダイナミックダンパ１０は、車両のドライブシャフト１０１に取り付ける場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、他の共振振動が発生する回転軸部材に適用してもよいことは言うまでもない。

また、本実施形態の鍔形状部３１は、ドライブシャフト１０１の周方向に延長されて連続するリング形状に形成する場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、ブロック形状が周方向に連続するように成形して、弾性変形を制限する領域を取付部１１に隣接するバネ部２６との境界に形成するようにしてもよい。ただし、この場合には、ブロック形状の対面部位の間が互い連結されている状態になく外側の変形が規制されていないので、本実施形態のようにリング形状に形成して外側での変形も制限する形状に成形する方が好適である。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１０ ダイナミックダンパ
１１ 取付部
２２ 保持部
２３ 慣性部材
２６ バネ部
３１ 鍔形状部
５１ 締結バンド（固定用部材）
１０１ ドライブシャフト（回転軸部材）
Ｓｄ 径方向の空間
Ｓｓ 軸線方向の空間
Ｔ 軸線方向の厚さ
Ｗ 径方向の幅

Claims (1)

1. 筒形状に形成されて、回転軸部材に取り付けられるダイナミックダンパであって、
   前記回転軸部材に固定される取付部と、前記回転軸部材の周りを囲むように配置される慣性部材を保持する保持部と、前記取付部および前記保持部を前記回転軸部材の軸線方向に離隔させて連結する弾性変形可能なバネ部と、を備えており、
   前記取付部と前記バネ部との境界領域に、所定の剛性を有して前記回転軸部材の周方向に連続する鍔形状部をさらに備えた、ダイナミックダンパ。

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