JP2018204709A

JP2018204709A - ダイナミックダンパ

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Publication number: JP2018204709A
Application number: JP2017111256A
Authority: JP
Inventors: 政弘池田; Masahiro Ikeda
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2037-06-06
Also published as: JP6917199B2

Abstract

【課題】径方向ストッパによる慣性質量体の偏芯抑制効果を十分に発揮し、しかもダンパの防振効果発揮を阻害することもないダイナミックダンパを提供する。【解決手段】回転軸６１の中空部に装着されるシャフト内挿型ダイナミックダンパ１であって、回転軸６１の内周側に取り付けられる金属製の保持部材１１と、保持部材１１の内周側に設けられたゴム足２３と、ゴム足２３の内周側に接続された慣性質量体３１と、保持部材１１の内周側に設けられるとともに慣性質量体３１の偏芯量を規制する径方向ストッパ４２とを有する。径方向ストッパ４２は、保持部材１１の円周上一部に径方向内方へ向けて突出するよう設けられた金属製の突起部４３と、突起部４３の表面に被着されたゴム状弾性体製の被覆部４４との組み合わせよりなる。【選択図】図１

Description

本発明は、防振技術に係るダイナミックダンパに関する。

自動車等の車両において後輪を駆動させるプロペラシャフトには、曲げ共振に伴う音振問題が発生することがある。

その対策として従来から図５に示すように、プロペラシャフト６１の中空部にシャフト内挿型のダイナミックダンパ５１が装着されることがある。

このダイナミックダンパ５１は、プロペラシャフト６１の内周面に取り付けられるゴム状弾性体製の取付部５２と、取付部５２の内周側に一体に設けられた円周上複数のゴム足（ダンパバネ）５３と、ゴム足５３の内周側に接続された慣性質量体（ダンパマス）５４とを有し、取付部５２に、プロペラシャフト６１の内周面に対する嵌合力を増大するための補強環５５が埋設されている。

特開２００４−１５０５４３号公報

ところで、近年、車両の低燃費化・軽量化に伴って、ダイナミックダンパの固有振動数が低周波側へ移行する傾向にある。低周波特性を実現するためゴム足には低バネ化・低剛性化が要求される。しかしながらゴム足の低バネ化・低剛性化に伴って回転アンバランスによる慣性質量体の偏芯影響が無視できなくなり、慣性質量体が径方向へ大きく変位するのに伴ってゴム足が疲労・破損することになり兼ねない。

そこで、慣性質量体の偏芯を抑制すべく図６の比較例に示すように、慣性質量体５４の外周面と径方向に対向するように取付部５２の内周面に径方向ストッパ５６を設けることが考えられる。

しかしながら上記図６の比較例には、以下の点で改良の余地がある。

すなわち上記図６の比較例では、径方向ストッパ５６が低剛性のゴム状弾性体によって形成されているため、低剛性のゴム状弾性体では、慣性質量体５４の偏芯抑制効果が不足することがある。

また、径方向ストッパ５６による慣性質量体５４の偏芯抑制効果を高めるべく慣性質量体５４および径方向ストッパ５６間の径方向クリアランスｃを小さく設定すると、ダイナミックダンパ５１がその主たる機能である防振効果を発揮すべく慣性質量体５４が振れ回ったときに、慣性質量体５４が径方向ストッパ５６と当接してしまうことがあり、この場合、防振効果の発揮が阻害されることがある。

本発明は以上の点に鑑みて、径方向ストッパによる慣性質量体の偏芯抑制効果を十分に発揮することができ、しかも慣性質量体および径方向ストッパ間の径方向クリアランスを小さく設定する必要がなくダイナミックダンパの防振効果発揮を阻害することもないダイナミックダンパを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明のダイナミックダンパは、回転軸の中空部に装着されるシャフト内挿型のダイナミックダンパであって、前記回転軸の内周側に取り付けられる金属製の保持部材と、前記保持部材の内周側に設けられたゴム足と、前記ゴム足の内周側に接続された慣性質量体と、前記保持部材の内周側に設けられるとともに前記慣性質量体の偏芯量を規制する径方向ストッパと、を有し、前記径方向ストッパは、前記保持部材の円周上一部に径方向内方へ向けて突出するよう設けられた金属製の突起部と、前記突起部の表面に被着されたゴム状弾性体製の被覆部とよりなることを特徴とする。

また、実施の態様として、前記金属製の保持部材は、同一厚みの大径部および小径部を円周上交互に有し、前記小径部が前記突起部とされていることを特徴とする。

また、実施の態様として、前記金属製の保持部材は、同一外径の厚肉部および薄肉部を円周上交互に有し、前記厚肉部が前記突起部とされていることを特徴とする。

本発明では、径方向ストッパが保持部材の円周上一部に径方向内方へ向けて突出するよう設けられた金属製の突起部と、突起部の表面に被着されたゴム状弾性体製の被覆部との組み合わせとされているため、径方向ストッパが全体として高剛性化されている。したがって径方向ストッパによる慣性質量体の偏芯抑制効果を十分に発揮することができる。

また、高剛性化された径方向ストッパにおいては特に、慣性質量体および径方向ストッパ間の径方向クリアランスを小さく設定する必要がない。したがって径方向クリアランスの狭小化によってダイナミックダンパの防振効果発揮が阻害されるのを抑制することができる。

本発明の第１実施の形態に係るダイナミックダンパを示す図で、（Ａ）はその軸直角方向の平面によって裁断した断面図、（Ｂ）はその中心軸線を含む平面によって裁断した断面図比較試験の結果を示すグラフ図本発明の第２実施の形態に係るダイナミックダンパを示す図で、（Ａ）はその軸直角方向の平面によって裁断した断面図、（Ｂ）はその中心軸線を含む平面によって裁断した断面図本発明の第３実施の形態に係るダイナミックダンパを示す図で、（Ａ）はその軸直角方向の平面によって裁断した断面図、（Ｂ）はその中心軸線を含む平面によって裁断した断面図従来例に係るダイナミックダンパを示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその中心軸線を含む平面によって裁断した断面図比較例に係るダイナミックダンパを示す図で、その軸直角方向の平面によって裁断した断面図

第１実施の形態・・・・
図１に示すように、実施の形態に係るダイナミックダンパ１は、回転軸であるプロペラシャフト６１の中空部に装着されるシャフト内挿型・インナータイプのダイナミックダンパである。

ダイナミックダンパ１はその構成部品として、プロペラシャフト６１の内周側に取り付けられる筒状を呈する金属製の保持部材１１と、保持部材１１に被着（架橋接着）されたゴム状弾性体２１と、ゴム状弾性体２１の内周側に接続された円柱状の慣性質量体３１とを備え、ゴム状弾性体２１によって、保持部材１１の外周面に全面に亙って被着された外周ゴム部２２と、保持部材１１の内周面に被着されるとともに慣性質量体３１の外周面に被着された円周上複数（図では５等配）のゴム足２３と、互いに隣り合うゴム足２３，２３の間で慣性質量体３１の外周面に被着された内周被覆部２４と、外周ゴム部２２の外周面に一体に設けられた円周上複数（図では１０等配）の外周突起部２５が一体に成形されている。

互いに隣り合うゴム足２３，２３の間は、両ゴム足２３，２３、内周被覆部２４および保持部材１１によって囲まれるとともに軸方向に貫通する貫通空間であるすぐり部４１とされている。すぐり部４１の内部であって保持部材１１の内周側にそれぞれ、保持部材１１に対する慣性質量体３１の偏芯量（径方向変位量）を所定量までに制限するための径方向ストッパ４２が設けられている。

径方向ストッパ４２は、保持部材１１の円周上一部に径方向内方へ向けて突出するよう一体に設けられた金属製の突起部４３と、この突起部４３の表面（少なくとも内周面）に被着されたゴム状弾性体製の被覆部４４との組み合わせにより構成されている。被覆部４４はこれもゴム状弾性体２１によって一体に成形されている。

径方向ストッパ４２と内周被覆部２４との間には所定の大きさの径方向クリアランスｃが設定されている。慣性質量体３１が偏芯して円周上一部でこのクリアランスｃが消失すると径方向ストッパ４２に対し慣性質量体３１が内周被覆部２４にて接触し、径方向ストッパ４２がストッパ作動する。

保持部材１１は、例えば板金プレスの加工品であって、同一厚み（厚み一定）の大径部１２および小径部１３が円周上交互に複数（図ではそれぞれ５等配）設けられ、この大径部１２および小径部１３が径方向の段差部１４を介して一体に連結された形状とされている。小径部１３は上記した径方向ストッパ４２における突起部４３とされている。大径部１２はゴム足２３の外周側に配置され、ゴム足２３をその外周側から保持している。

上記構成を備えるダイナミックダンパ１は、ゴム足２３をダンパバネとするとともに慣性質量体３１をダンパマスとする共振系を設定することにより、プロペラシャフト６１に発生する曲げ振動（径方向の振動）を吸収・低減するものであって、上記構成により以下の作用効果を発揮する点に特徴を有している。

すなわち、上記したように当該ダイナミックダンパ１においては、径方向ストッパ４２が、保持部材１１の円周上一部に径方向内方へ向けて突出するよう設けられた金属製の突起部４３と、突起部４３の表面に被着されたゴム状弾性体製の被覆部４４との組み合わせにより構成されているため、比較例（図６）に係るゴム状弾性体のみよりなる径方向ストッパ５６と比較して、径方向ストッパ４２が全体として高剛性化されている。したがって径方向ストッパ４２による慣性質量体３１の偏芯抑制効果を十分に発揮することができ、図２の比較試験結果グラフ図に示されるように、慣性質量体３１の偏芯量を小さく抑えることができる。

図２のグラフ図では、グラフ横軸がプロペラシャフトの回転数（ｒｐｍ）とされ、グラフ縦軸が慣性質量体の偏芯量（ｍｍ）とされ、縦軸中に、偏芯不可（ＮＧ）領域の下限値を示すボーダーラインＬが設定されている。しかして、図５の従来例（点線）および図６の比較例（一点鎖線）はいずれもボーダーラインＬを上回る可能性があるところ、実施の形態（実線）によればボーダーラインＬを上回ることがないことが確認されている。

また、上記のように高剛性化された径方向ストッパ４２においては、慣性質量体３１の偏芯量を抑えるべく特に慣性質量体３１および径方向ストッパ４２間（慣性質量体３１に被着された内周被覆部２４および径方向ストッパ４２間）の径方向クリアランスｃを小さく設定する必要がない。したがって径方向クリアランスｃの狭小化によってダイナミックダンパ１の防振効果発揮が阻害されるのを抑制することができる。

また、金属製の突起部４３がゴム状弾性体製の被覆部４４によって被覆されているために、ストッパ作動時、径方向ストッパ４２に対し慣性質量体３１が内周被覆部２４にて当接したときに、ゴム状弾性体製の被覆部４４がゴム材質特有の緩衝効果を発揮する。したがって大きな衝接音（打音）が発生するのを防止することができる。

更にまた、保持部材１１の外周面に被着された外周ゴム部２２において、保持部材１１の小径部１３の外周側に配置されたゴム部分は、外周ゴム部２２本来のゴム厚みｔ_１に対し、大径部１２外径と小径部１３外径の差の分のゴム厚み（保持部材１１における小径部１３およびその両側の段差部１４によって囲まれる溝状部分に充填されたゴム状弾性体２１のゴム厚み）ｔ_２と、外周突起部２５のゴム厚みｔ_３とが加算されるため、ゴム厚み（ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３）が大きく設定され、ゴム厚み（ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３）が大きく設定されたゴム状弾性体２１は径方向に大きく圧縮変形することが可能とされる。したがってダイナミックダンパ１を装着可能なプロペラシャフト６１内径の範囲を拡大することができ、またプロペラシャフト６１内径の寸法バラツキを吸収することができる。

尚、上記第１実施の形態では、保持部材１１における小径部１３およびその両側の段差部１４によって囲まれる溝状部分にもゴム状弾性体２１が充填されているので、この溝状部分に充填されたゴム状弾性体２１と小径部１３の内周側に被着された被覆部４４とを一体物のゴム体として認識することにより、この一体物のゴム体は、外周ゴム部２２の内周側に径方向内方へ向けて突出するように一体成形された内周突起部とされる。したがってこの場合は、この内周突起部に保持部材１１における小径部１３が埋設された構成であると云うことができる。

第２実施の形態・・・・
上記第１実施の形態では、ゴム状弾性体２１による外周突起部２５が保持部材１１における大径部１２の外周側と小径部１３の外周側とにそれぞれ設けられているが、外周突起部２５はこれを保持部材１１における小径部１３の外周側のみに設けることにしても良い。

図３のダイナミックダンパ１はこの例を示し、ゴム状弾性体２１による外周突起部２５が保持部材１１における小径部１３の外周側のみに設けられ、保持部材１１における大径部１２の外周側にはゴム状弾性体２１による膜状ないし薄膜状の外周被覆部２６が被着されている。

第３実施の形態・・・・
上記第１実施の形態では、金属製の保持部材１１が同一厚み寸法を備える大径部１２および小径部１３を円周上交互に有する形状とされているが、保持部材１１はこれを同一外径寸法を備える厚肉部１５および薄肉部１６を円周上交互に有する形状としても良い。

図４のダイナミックダンパ１はこの例を示し、保持部材１１がアルミ押出しの加工品等とされ、同一外径寸法を備える厚肉部１５および薄肉部１６が円周上交互に設けられた形状とされ、このうちの径方向内方へ向けて相対に突出する厚肉部１５の内周部が径方向ストッパ４２における突起部４３とされている。

ダイナミックダンパ１は、自動車用プロペラシャフトに用いられる。またダイナミックダンパ１は、その他の機関における中空推進軸などにも用いられる。

１ダイナミックダンパ
１１保持部材
１２大径部
１３小径部
１４段差部
１５厚肉部
１６薄肉部
２１ゴム状弾性体
２２外周ゴム部
２３ゴム足
２４内周被覆部
２５外周突起部
２６外周被覆部
３１慣性質量体
４１すぐり部
４２径方向ストッパ
４３突起部
４４被覆部
６１プロペラシャフト（回転軸）
ｃ径方向クリアランス

Claims

回転軸の中空部に装着されるシャフト内挿型のダイナミックダンパであって、
前記回転軸の内周側に取り付けられる金属製の保持部材と、前記保持部材の内周側に設けられたゴム足と、前記ゴム足の内周側に接続された慣性質量体と、前記保持部材の内周側に設けられるとともに前記慣性質量体の偏芯量を規制する径方向ストッパと、を有し、
前記径方向ストッパは、前記保持部材の円周上一部に径方向内方へ向けて突出するよう設けられた金属製の突起部と、前記突起部の表面に被着されたゴム状弾性体製の被覆部とよりなることを特徴とするダイナミックダンパ。
請求項１記載のダイナミックダンパにおいて、
前記金属製の保持部材は、同一厚みの大径部および小径部を円周上交互に有し、
前記小径部が前記突起部とされていることを特徴とするダイナミックダンパ。
請求項１記載のダイナミックダンパにおいて、
前記金属製の保持部材は、同一外径の厚肉部および薄肉部を円周上交互に有し、
前記厚肉部が前記突起部とされていることを特徴とするダイナミックダンパ。