JP2018112198A - ダンパ構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡便な手段により、ダイナミックダンパの内部空間に侵入した水の排出力を高め得るダンパ構造体を提供する。【解決手段】 車両に設けられたシャフト１４にダイナミックダンパ４２を外装し、シャフト１４の外周面４７とダイナミックダンパ４２の内周面との間に内部空間４９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４７に、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９および外部と連通する排出溝５０を軸方向に対して傾斜させて形成し、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９に位置する排出溝５０の一方の端部５１を、ダイナミックダンパ４２の外部に位置する排出溝５０の他方の端部５２よりも車両の前進方向に対して前方に配置する。【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、トランスミッションからデファレンシャルギアに動力を伝達するプロペラシャフトや、デファレンシャルギアから車輪に動力を伝達するドライブシャフトがある。この種のシャフトでは、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。

本出願人は、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を先に提案している。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内部空間が形成された構造を具備する。

このような構造の場合、長期の使用や熱影響による劣化で、シャフトに対するダイナミックダンパの固定力が低下する。ダイナミックダンパの固定力が低下すると、シャフトとダイナミックダンパとの間に微小な隙間が発生する。

このような微小隙間が発生すると、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内部空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内部空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内部空間を外部と連通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（特許文献１の図５参照）。

このように、シャフトとダイナミックダンパとの内部空間を外部と連通させる溝が形成されていることにより、内部空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、水分が内部空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。

特開２０１６−１６０９４２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内部空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内部空間を外部と連通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、ダイナミックダンパの内部空間に侵入した水は溝を通って外部へ排出されるが、近年、溝による水の排出力を高めることが要望されている。

そこで、本発明は前述の要望に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な手段により、内部空間に侵入した水の排出力を高め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、車両に設けられた回転軸にダイナミックダンパを外装し、回転軸の外周面とダイナミックダンパの内周面との間に内部空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、ダイナミックダンパの内部空間および外部と連通する排出溝を軸方向に対して傾斜させて形成し、ダイナミックダンパの内部空間に位置する排出溝の一方の端部を、ダイナミックダンパの外部に位置する排出溝の他方の端部よりも車両の前進方向に対して前方に配置したことを特徴とする。

本発明では、ダイナミックダンパの内部空間に位置する排出溝の一方の端部を、ダイナミックダンパの外部に位置する排出溝の他方の端部よりも車両の前進方向に対して前方に配置したことにより、回転軸の回転およびそれに伴う車両の前進により発生する遠心力でもって、排出溝により、内部空間に侵入した水を効率よく外部へ排出することができる。

このように、車両の前進方向に対する排出溝の配置（ダイナミックダンパの内外に位置する排出溝の両端部の位置関係）を規定することで、その排出溝による水の排出力を確実に高めることができる。

本発明における排出溝は、ダイナミックダンパの内部空間に位置する一方の端部が、ダイナミックダンパの外部に位置する他方の端部の地上高よりも高位置に配置されている構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、内部空間に侵入した水をその自重により排出溝から外部へ速やかに排出することができる。

本発明における排出溝は、回転軸の周方向に沿って複数箇所に設けられている構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、内部空間に侵入した水の排出箇所が増加することで、排出溝による水の排出力をより一層高めることができる。

本発明によれば、回転軸の回転およびそれに伴う車両の前進により発生する遠心力でもって、排出溝により、内部空間に侵入した水を効率よく外部へ排出することができる。このように、車両の前進方向に対する排出溝の配置を規定することで、その排出溝による水の排出力を確実に高めることができる。その結果、ダンパ構造体において、水分による回転軸の腐食を確実に防止することができる。

本発明の実施形態で、（Ａ）は左側車輪用ダンパ構造体を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ線に沿う部分断面図である。 本発明の実施形態で、（Ａ）は右側車輪用ダンパ構造体を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＱ−Ｑ線に沿う部分断面図である。 車輪側がデファレンシャルギア側よりも地上高が低い車両に用いた状態を示す模式図である。 車輪側がデファレンシャルギア側よりも地上高が高い車両に用いた状態を示す模式図である。 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。

例えば、自動車の動力伝達系を構成するシャフトには、トランスミッションからデファレンシャルギアに動力を伝達するプロペラシャフトや、デファレンシャルギアから車輪に動力を伝達するドライブシャフトがある。この種のシャフトでは、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。

図５に示すドライブシャフト１１は、一般的に、デファレンシャルギア側（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、図示の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、３個のローラカセット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およびローラカセット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（凹形状）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。

ローラカセット１７は、内周面が断面円弧状（凸形状）の内輪と、外周面が断面円弧状（凸形状）の外輪と、複数の針状ころを主要部品に持つ軸受構造を有する。このローラカセット１７は、トリポード部材１６の脚軸２２に対して傾斜と上下移動が可能で、外輪が回転しながら、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または樹脂製の蛇腹状ブーツ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、図示の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またはゴム製の蛇腹状ブーツ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。

図１（Ａ）（Ｂ）は、左側車輪用ドライブシャフト１１のダンパ構造体４１を示す。図２（Ａ）（Ｂ）は、右側車輪用ドライブシャフト１１のダンパ構造体４１を示す。

この実施形態におけるダンパ構造体４１のダイナミックダンパ４２は、図１（Ａ）（Ｂ）および図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、筒状のダンパ部４３と、そのダンパ部４３が収容された筒状の本体部４４と、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４５とからなる。

取付部４５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４５の外周面には環状の凹溝４６が形成されている。取付部４５を締め付け固定するためのバンド（図示せず）が両側または片側の凹溝４６に嵌合される。このバンドによる締め付けで取付部４５をシャフト１４に密着させて軸方向に固定する。

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４８により一対の取付部４５に対して弾性的に支持されている。この本体部４４および支持部４８の内周面とシャフト１４の外周面との間に環状の内部空間４９が形成されている。

ダンパ部４３は、炭素鋼や鋳鉄などの金属からなる錘部材で構成されている。また、取付部４５、支持部４８および本体部４４は、ゴム等の弾性部材からなる一体成形品である。これら取付部４５、支持部４８および本体部４４は、ダンパ部４３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４３が収容された本体部４４を取付部４５に対して弾性的に支持する支持部４８のばね定数と本体部４４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。

次に、この実施形態のダンパ構造体４１は、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９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、図１（Ａ）および図２（Ａ）に示すように、シャフト１４の外周面４７に、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９および外部と連通する排出溝５０を軸方向に対して傾斜させて形成した構造を具備する。なお、この排出溝５０の傾斜角度θは、シャフト１４の軸線に対して２０°±１０°程度が好ましい。

左側車輪用および右側車輪用のダンパ構造体４１において、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９に位置する排出溝５０の一方の端部５１を、ダイナミックダンパ４２の外部に位置する排出溝５０の他方の端部５２よりも車両の前進方向〔図１（Ａ）および図２（Ａ）の白抜き矢印参照〕に対して前方に配置する。

このように、車両の前進方向に対する排出溝５０の配置（ダイナミックダンパ４２の内外に位置する排出溝５０の両端部５１，５２の位置関係）を規定することにより、シャフト１４の回転〔図１（Ａ）および図２（Ａ）の実線矢印参照〕およびそれに伴う車両の前進により発生する遠心力でもって、排出溝５０により、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９に侵入した水を効率よく外部へ排出することができる。つまり、この排出溝５０による水の排出力を確実に高めることができる。

この実施形態では、左側車輪用および右側車輪用のダンパ構造体４１について、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９に侵入した水を外部に排出することから、図示のように、車輪側のみに排出溝５０を設けているが、デファレンシャルギア側のみに設けてもよく、さらに、車輪側とデファレンシャルギア側の両方に設けてもよい。

また、この実施形態では、左側車輪用および右側車輪用のダンパ構造体４１について、シャフト１４の周方向１箇所に排出溝５０を設けているが、シャフト１４の周方向複数箇所に排出溝５０を設けてもよい。

このように、シャフト１４の周方向複数箇所に排出溝５０を設ければ、内部空間４９に侵入した水の排出箇所が増加することで、排出溝５０による水の排出力をより一層高めることができる。

ところで、ドライブシャフト１１には、図３に示すように、車輪側がデファレンシャルギア側よりも地上高が低い位置とされて、その車輪５３とデファレンシャルギア５４との間に配設されるものがある。

この場合、前述の排出溝５０は、ダンパ構造体４１の車輪側に設けられ、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９〔図１（Ｂ）、図２（Ｂ）参照〕に位置する一方の端部５１〔図１（Ａ）、図２（Ａ）参照〕が、ダイナミックダンパ４２の外部に位置する他方の端部５２〔図１（Ａ）、図２（Ａ）参照〕の地上高よりも高い位置に配置される。

また、ドライブシャフト１１には、図４に示すように、車輪側がデファレンシャルギア側よりも地上高が高い位置とされて、その車輪５３とデファレンシャルギア５４との間に配設されるものがある。

この場合、前述の排出溝５０は、ダンパ構造体４１のデファレンシャルギア側に設けられ、ダイナミックダンパ４２の内部空間４９〔図１（Ｂ）、図２（Ｂ）参照〕に位置する一方の端部５１〔図１（Ａ）、図２（Ａ）参照〕が、ダイナミックダンパ４２の外部に位置する他方の端部５２〔図１（Ａ）、図２（Ａ）参照〕の地上高よりも高い位置に配置される。

このような構造を採用することにより、内部空間４９に侵入した水をその自重により排出溝５０から外部へ速やかに排出することができる。

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
４７ 外周面
４９ 内部空間
５０ 排出溝
５１ 一方の端部
５２ 他方の端部

Claims (3)

1. 車両に設けられた回転軸にダイナミックダンパを外装し、前記回転軸の外周面と前記ダイナミックダンパの内周面との間に内部空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、前記ダイナミックダンパの内部空間および外部と連通する排出溝を軸方向に対して傾斜させて形成し、ダイナミックダンパの内部空間に位置する前記排出溝の一方の端部を、ダイナミックダンパの外部に位置する排出溝の他方の端部よりも車両の前進方向に対して前方に配置したことを特徴とするダンパ構造体。
2. 前記排出溝は、前記ダイナミックダンパの内部空間に位置する一方の端部が、ダイナミックダンパの外部に位置する他方の端部の地上高よりも高い位置に配置されている請求項１に記載のダンパ構造体。
3. 前記排出溝は、前記回転軸の周方向に沿って複数箇所に設けられている請求項１又は２に記載のダンパ構造体。

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