JP2018096397A

JP2018096397A - ダンパ構造体

Info

Publication number: JP2018096397A
Application number: JP2016238553A
Authority: JP
Inventors: 千佳也榛葉; Chikaya Shinba
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2018-06-21

Abstract

【課題】シャフトの溝加工が不要でコスト低減が図れ、水分によるシャフトの腐食を防止する。【解決手段】シャフト１４にダイナミックダンパ４２を外装し、そのダイナミックダンパ４２の内周面とシャフト１４の外周面との間に環状隙間５０が形成されたダンパ構造体４１であって、シャフト１４の外周面に熱収縮チューブ５１を密着させて取り付け、その熱収縮チューブ５１の外周面にダイナミックダンパ４２を装着する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系、例えば自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれ、回転軸の振動を抑制するダンパ構造体に関する。

例えば、自動車の動力伝達系を構成するシャフトには、エンジンと車輪軸受装置を繋ぐドライブシャフトや、変速機から減速歯車装置に動力を伝達するプロペラシャフトがある。この種のシャフトでは、高速回転に伴って曲げ振動や捩り振動などの有害振動が発生することがある。

自動車に要求される乗り心地や静粛性などを確保するためには、前述の有害振動を抑制する必要がある。この有害振動を抑制するため、シャフトにダイナミックダンパを取り付けたダンパ構造体を採用することにより、固有振動数を調整するようにしている。

このダンパ構造体では、シャフトに発生する有害振動の卓越振動数にダイナミックダンパの固有振動数を合わせる。これにより、シャフトの振動エネルギーをダイナミックダンパの共振により吸収することで、有害振動を抑制するようにしている。

従来のダンパ構造体として、例えば、特許文献１に開示された構造のものが提案されている。この特許文献１で開示されたダンパ構造体は、シャフトの外周面とダイナミックダンパの内周面との間に環状隙間が形成された構造を具備する。

このような構造の場合、雨天での走行時や水溜り上の走行時にシャフトに水がかかり、シャフトの外周面とダイナミックダンパの内周面との間の環状隙間に水分が侵入することがある。このようにして侵入した水分が環状隙間に残留した状態が継続すると、シャフトの腐食を招くことになる。

このような問題を解消するため、特許文献１で開示されたダンパ構造体は、シャフトの外周面とダイナミックダンパの内周面との間の環状隙間を外部と通気させる溝がシャフトの外周面に形成された構造を具備する。

このように、シャフトとダイナミックダンパとの環状隙間を外部と通気させる溝が形成されたことにより、環状隙間に入り込んだ水分がシャフトの溝を伝って外部へ排出されるようになる。これにより、水分が環状隙間に残留し難くなって、水分によるシャフトの腐食を抑制するようにしている。

特許第４８９３３６２号公報

ところで、シャフトの外周面とダイナミックダンパの内周面との間に環状隙間が形成さえたダンパ構造体に対して、特許文献１では、シャフトとダイナミックダンパとの環状隙間を外部と通気させる溝がシャフトの外周面に形成された構造を開示している。

しかしながら、この特許文献１で開示されたダンパ構造体では、シャフトの外周面に溝を形成するための溝加工が必要となる。このように、溝加工を必要とすることから、ダンパ構造体の製作において、加工工数が増加することになる。この加工工数の増加により、製造コストの低減が困難となる。

そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、シャフトの溝加工が不要でコスト低減が図れ、水分によるシャフトの腐食を防止し得るダンパ構造体を提供することにある。

本発明のダンパ構造体は、回転軸にダイナミックダンパを外装し、そのダイナミックダンパの内周面と回転軸の外周面との間に環状隙間が形成された構造を具備する。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、回転軸の外周面に筒状部材を密着させて取り付け、その筒状部材の外周面にダイナミックダンパを装着したことを特徴とする。

本発明では、回転軸の外周面に筒状部材を密着させて取り付けたことにより、回転軸の外周面が筒状部材で被覆されている。また、筒状部材の外周面にダイナミックダンパを装着したことにより、ダイナミックダンパの内周面と筒状部材の外周面との間に環状隙間が形成されることになる。

このように、回転軸の外周面が筒状部材に被覆されているので、環状隙間に侵入する水分が回転軸の外周面に接触することはない。つまり、回転軸の外周面が筒状部材により保護されているので、水分による回転軸の腐食を防止することができる。また、筒状部材を使用することにより、回転軸の加工も不要となる。

本発明における筒状部材は、水分に対して耐腐食性を有する素材からなることが望ましい。

このように、水分に対して耐腐食性を有する素材からなる筒状部材を採用すれば、筒状部材の耐久性を向上させることができるので、環状隙間に侵入する水分に対する回転軸の保護が確実に行える。

本発明における筒状部材は、熱収縮チューブであることが望ましい。

このように、筒状部材に熱収縮チューブを採用すれば、熱収縮により筒状部材を回転軸の外周面に密着させることが容易となる。その結果、環状隙間に侵入する水分が回転軸の外周面に接触することを確実に回避できる。

本発明における筒状部材は、ダイナミックダンパよりも大きな軸方向寸法を有することが望ましい。

このように、ダイナミックダンパよりも大きな軸方向寸法を有する筒状部材を採用すれば、ダイナミックダンパを筒状部材の外周面に確実に装着することができる。そのため、環状隙間に侵入する水分が回転軸の外周面に接触することを確実に阻止できる。

本発明における筒状部材は、回転軸に形成された段部を被覆するように回転軸に取り付けられていることが望ましい。

このように、回転軸の段部まで被覆するように回転軸に取付けられた筒状部材を採用すれば、ダイナミックダンパを回転軸に装着するに際して、その回転軸に対して筒状部材が軸方向にずれることを未然に防止できる。その結果、ダイナミックダンパを筒状部材の外周面に確実に装着することができる。

本発明によれば、回転軸の外周面に筒状部材を密着させて取り付け、その筒状部材の外周面にダイナミックダンパを装着したことにより、回転軸の外周面が筒状部材に被覆されているので、環状隙間に侵入する水分が回転軸の外周面に接触することはない。つまり、回転軸の外周面が筒状部材により保護されているので、水分による回転軸の腐食を防止することができる。

その結果、ダンパ構造体において、回転軸の加工が不要でコスト低減が図れ、水分による回転軸の腐食を防止することができる。

本発明の実施形態で、ダイナミックダンパの組み付け完了状態を示す断面図である。図１のダイナミックダンパの組み付け途中状態を示す断面図である。本発明の他の実施形態で、ダイナミックダンパの組み付け完了状態を示す断面図である。図３のダイナミックダンパの組み付け途中状態を示す断面図である。本発明のダイナミックダンパを装着したドライブシャフトを示す断面図である。

本発明に係るダンパ構造体の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。

図５に示す実施形態は、ドライブシャフト１１にダイナミックダンパ４２を取り付けたダンパ構造体４１を例示する。なお、このダンパ構造体４１は、ドライブシャフト１１以外に、プロペラシャフトにも適用可能である。

ドライブシャフト１１は、一般的に、エンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手１２を、車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手１３をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手１２，１３をシャフト１４で連結した構造を具備する。

摺動式等速自在継手１２にはトリポード型やダブルオフセット型がある。例えば、トリポード型等速自在継手１２は、外側継手部材１５と、トリポード部材１６と、複数個のローラ１７とで主要部が構成されている。この等速自在継手１２は、トリポード部材１６およびローラ１７からなる内部部品１８が外側継手部材１５に対して角度変位および軸方向変位可能な構造を具備する。

外側継手部材１５は、軸方向に延びる直線状トラック溝１９が円筒状内周面２０に形成されている。トラック溝１９は、外側継手部材１５の軸線方向に直線状に延びる断面円弧状のローラ案内面２１を有する。トリポード部材１６は、先端がトラック溝１９の底部付近まで半径方向に延在した脚軸２２を有する。

ローラ１７は、外側継手部材１５のローラ案内面２１と脚軸２２の外周面との間に複数の針状ころ（図示せず）を介して回転自在に配設される。このローラ１７は、トリポード部材１６の脚軸２２に対して回転しながら、外側継手部材１５のトラック溝１９のローラ案内面２１上を転動する。

この等速自在継手１２は、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材１５とシャフト１４との間に、外側継手部材１５の開口部を閉塞するゴム製の蛇腹状ブーツ２３をブーツバンド２４，２５により締め付け固定したシール構造を具備する。

固定式等速自在継手１３にはツェッパ型やアンダーカットフリー型がある。例えば、ツェッパ型等速自在継手１３は、外側継手部材２６と、内側継手部材２７と、複数個のボール２８と、ケージ２９とで主要部が構成されている。この等速自在継手１３は、内側継手部材２７、ボール２８およびケージ２９からなる内部部品３０が外側継手部材２６に対して角度変位可能な構造を具備する。

外側継手部材２６は、軸方向に延びる円弧状トラック溝３１が球面状内周面３２に形成されている。内側継手部材２７は、外側継手部材２６のトラック溝３１と対をなして軸方向に延びる円弧状トラック溝３３が球面状外周面３４に形成されている。

ボール２８は、外側継手部材２６のトラック溝３１と内側継手部材２７のトラック溝３３との間に介在して回転トルクを伝達する。ケージ２９は、外側継手部材２６の内周面３２と内側継手部材２７の外周面３４との間に配されてボール２８を保持する。

この等速自在継手１３は、継手内部に封入された潤滑剤の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材２６とシャフト１４との間に、外側継手部材２６の開口部を閉塞する樹脂製の蛇腹状ブーツ３５をブーツバンド３６，３７により締め付け固定したシール構造を具備する。

以上の構成からなる摺動式等速自在継手１２と固定式等速自在継手１３とをシャフト１４で連結することによりドライブシャフト１１を構成する。シャフト１４の一端は、スプライン嵌合により摺動式等速自在継手１２のトリポード部材１６とトルク伝達可能に連結されている。シャフト１４の他端は、スプライン嵌合により固定式等速自在継手１３の内側継手部材２７とトルク伝達可能に連結されている。

この実施形態のダンパ構造体４１は、以上で説明したドライブシャフト１１のシャフト１４にダイナミックダンパ４２を装着した構造を具備する。

この実施形態のダンパ構造体４１におけるダイナミックダンパ４２は、図１に示すように、回転軸であるシャフト１４に外嵌固定された筒状の取付部４３と、その取付部４３に連設された筒状の本体部４４と、その本体部４４に収容された筒状のダンパ部４５とからなる。

取付部４３は、本体部４４の軸方向両側に対をなして配置されている。それぞれの取付部４３の外周面には環状の凹溝４６が形成され、この凹溝４６に固定用バンド４７が嵌合している。また、取付部４３の開口部の内周縁部には、面取り４８が設けられている。

本体部４４は、その軸方向両側に一体的に形成された支持部４９により一対の取付部４３に対して弾性的に支持されている。この本体部４４の内周面と後述の熱収縮チューブ５１の外周面との間に環状隙間５０が形成されている。

ダンパ部４５は、金属製の錘部材で構成されている。また、取付部４３と本体部４４とは、ゴム等の弾性部材からなる一体成形品であり、ダンパ部４５をインサート部材として金型を用いたインサート成形によって形成される。

このダイナミックダンパ４２は、ダンパ部４５が収容された本体部４４を取付部４３に対して弾性的に支持する支持部４９のばね定数とダンパ部４５の質量とによって固有振動数が決定される部品である。

以上の構成からなるダンパ構造体４１では、シャフト１４に発生する有害振動の卓越振動数にダイナミックダンパ４２の固有振動数を合わせる。これにより、シャフト１４の振動エネルギーをダイナミックダンパ４２の共振により吸収することで、有害振動を抑制する。

このダンパ構造体４１は、環状隙間５０に侵入した水分によりシャフト１４の外周面が腐食することを防止するため、筒状部材である熱収縮チューブ５１をシャフト１４の外周面に密着させて取り付けた構造を具備する。

この熱収縮チューブ５１は、シャフト１４よりも大径のチューブ素材をシャフト１４に挿入し、そのシャフト１４に対して位置決めした状態で加熱して収縮させることにより、シャフト１４の外周面に密着するものである。熱収縮チューブ５１の素材としては、ポリオレフィン、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマーやシリコーンゴム等があり、ダンパ構造体４１の使用環境に応じたものを選択して使用すればよい。

また、熱収縮チューブ５１は、ダイナミックダンパ４２の軸方向寸法Ｌ１よりも大きな軸方向寸法Ｌ２を有する（Ｌ１＜Ｌ２）。このように寸法設定することにより、ダイナミックダンパ４２を熱収縮チューブ５１の外周面に確実に装着することができる。

以上の構成からなるダンパ構造体４１では、ダイナミックダンパ４２のシャフト１４への装着時、図２に示すように、ダイナミックダンパ４２の取付部４３を、シャフト１４に予め装着された熱収縮チューブ５１に外挿する。

この時、取付部４３の開口部の内周縁部には面取り４８が設けられていることから、熱収縮チューブ５１の外周面に引っ掛かることなく、ダイナミックダンパ４２の取付部４３を熱収縮チューブ５１にスムーズに外挿することができる。

ダイナミックダンパ４２の位置決め後、バンド４７を取付部４３の凹溝４６に嵌合させ、そのバンド４７の締め付けによりダイナミックダンパ４２をシャフト１４に対して強固に固定する。

以上のようにダイナミックダンパ４２がシャフト１４に位置決め固定されたダンパ構造体４２では、熱収縮チューブ５１をシャフト１４の外周面に密着させて取り付けたことにより、シャフト１４の外周面が熱収縮チューブ５１で被覆されている。

また、シャフト１４の外周面にダイナミックダンパ４２を装着したことにより、ダイナミックダンパ４２の内周面と熱収縮チューブ５１の外周面との間に環状隙間５０が形成されている。これにより、環状隙間５０に侵入した水分は熱収縮チューブ５１の外周面に接触することになる。

このように、シャフト１４の外周面が熱収縮チューブ５１に被覆されているので、環状隙間５０に侵入した水分がシャフト１４の外周面に接触することはない。つまり、シャフト１４の外周面が熱収縮チューブ５１により保護されているので、水分によるシャフト１４の腐食を防止することができる。また、熱収縮チューブ５１を使用することにより、従来のようなシャフト１４の溝加工が不要となる。

筒状部材として熱収縮チューブ５１を採用したことにより、加熱による収縮で熱収縮チューブ５１をシャフト１４の外周面に容易に密着させることができる。その結果、環状隙間５０に侵入する水分がシャフト１４の外周面に接触することを確実に回避できる。

熱収縮チューブ５１の軸方向寸法Ｌ２をダイナミックダンパ４２の軸方向寸法Ｌ１よりも大きくしたことにより、ダイナミックダンパ４２を熱収縮チューブ５１の外周面に確実に装着することができる。そのため、環状隙間５０に侵入する水分がシャフト１４の外周面に接触することを確実に阻止できる。

また、図１および図２に示す実施形態では、シャフト１４の同一径部分に熱収縮チューブ５１を密着させて装着した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図３および図４に示す構造であってもよい。なお、図３および図４において、図１および図２と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。

図３に示す実施形態のダンパ構造体４１は、熱収縮チューブ５２が、シャフト１４に形成された段部５３を被覆するように取り付けられた構造を具備する。このシャフト１４の段部５３は、ダイナミックダンパ４２の取り付け部位の両側で等速自在継手１２，１３（図５参照）に向けて縮径するように形成されている。

この実施形態のダンパ構造体４２では、シャフト１４の段部５３まで被覆するようにシャフト１４に熱収縮チューブ５２を装着したことにより、ダイナミックダンパ４２をシャフト１４に装着するに際して、以下の利点を有する。

図４に示すように、シャフト１４に装着された熱収縮チューブ５２の外周面に対して摺接するようにダイナミックダンパ４２を外挿するに際して、熱収縮チューブ５２がシャフト１４の段部５３で係止されている。

このことから、そのシャフト１４に対して熱収縮チューブ５２が軸方向にずれることを未然に防止できる。その結果、ダイナミックダンパ４２を熱収縮チューブ５２の外周面に確実に装着することができる。

以上で説明した実施形態では、筒状部材として熱収縮チューブ５１，５２を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、水分に対して耐腐食性を有する素材（プラスチックや樹脂など）からなる筒状部材であってもよい。

このように、水分に対して耐腐食性を有する素材からなる筒状部材を採用することにより、筒状部材の耐久性を向上させることができるので、環状隙間５０に侵入する水分に対するシャフト１４の保護が確実に行える。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１４回転軸（シャフト）
４１ダンパ構造体
４２ダイナミックダンパ
５０環状隙間
５１，５２筒状部材（熱収縮チューブ）
５３段部

Claims

回転軸にダイナミックダンパを外装し、前記ダイナミックダンパの内周面と前記回転軸の外周面との間に環状隙間が形成されたダンパ構造体であって、
前記回転軸の外周面に筒状部材を密着させて取り付け、前記筒状部材の外周面に前記ダイナミックダンパを装着したことを特徴とするダンパ構造体。
前記筒状部材は、水分に対して耐腐食性を有する素材からなる請求項１に記載のダンパ構造体。
前記筒状部材は、熱収縮チューブである請求項１又は２に記載のダンパ構造体。
前記筒状部材は、前記ダイナミックダンパよりも大きな軸方向寸法を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のダンパ構造体。
前記筒状部材は、前記回転軸に形成された段部を被覆するように回転軸に取り付けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載のダンパ構造体。