JP2020118223A

JP2020118223A - 動吸振器

Info

Publication number: JP2020118223A
Application number: JP2019009789A
Authority: JP
Inventors: 俊介露木; Shunsuke TSUYUKI
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: JP7152326B2

Abstract

【課題】アンバランスの発生を抑制しつつ、回転軸における回転方向と径方向の振動だけでなく、回転軸の中心軸線に対する該回転軸における傾き方向の振動についても共振の抑制を図ることのできる動吸振器を提供する。【解決手段】ストッパ１４０は、ハブ１１０の外周面側の被規制部に突き当たることで、ハブ１１０に対する振動リング１３０の径方向への移動量を規制する規制部１４２を有しており、規制部１４２が、回転軸の中心軸線方向の一端側に向かうにつれて前記被規制部との間隔が拡がる一端側傾斜面１４２ａと、前記中心軸線方向の他端側に向かうにつれて前記被規制部との間隔が拡がる他端側傾斜面１４２ｂとを備えることにより、振動リング１３０及びストッパ１４０は、前記被規制部に対して、前記中心軸線に対する傾き方向への移動が許容されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、回転軸における複数方向への共振現象を抑制する動吸振器に関する。

例えば、自動車の車体に備えられるプロペラシャフト（回転軸）においては、特定の周波数での共振現象を抑制するために、動吸振器（ダイナミックダンパ）が備えられるのが一般的である。このような動吸振器においては、プロペラシャフトに取り付けられるハブと、ハブの外周面側において、当該ハブと同心的に設けられる振動リングと、これらのハブと振動リングとを連結する弾性体とを備えている（特許文献１〜３参照）。このように構成される動吸振器においては、プロペラシャフトが共振する周波数の振動が伝わると、振動リングが振動することによって、プロペラシャフトの共振を抑制する機能を発揮する。このような動吸振器においては、少なくとも、プロペラシャフトにおける回転方向（捩じれ方向）の振動に対して、プロペラシャフトの共振を抑制するように振動リングは設計されている。

しかしながら、車速が上がり、プロペラシャフトの回転数が高くなると、振動リングに作用する遠心力が大きくなり、振動リングが、ハブの中心軸線から離れてしまう挙動が生じ得る。このような挙動は、一般的にアンバランスと呼ばれる。アンバランスが生じると、動吸振器は、本来の振動抑制機能を十分発揮させることができないだけでなく、弾性体の耐久性が損なわれてしまう問題がある。なお、プロペラシャフトに伝わる振動の種類の中には、比較的低い周波数の振動が含まれることがあり、その対策のために、弾性体のバネ定数が低く設定されることがある。このような場合には、上記のようなアンバランスの問題が、より顕在化される。そこで、アンバランスの発生を抑制するために、振動リングが遠心力によってハブの中心軸線から大きく離れてしまわないように、ハブに対する振動リングの径方向への移動を規制するストッパが設けられることがある（特に、特許文献２，３参照）。

しかしながら、プロペラシャフトに伝わる振動は、回転方向の振動だけではなく、プロペラシャフトの径方向への振動も含まれることがある。また、例えば、自動車の発進時から加速する間において、プロペラシャフトは、一旦沈み込むように変形した後に元の状態に戻る過程で、ワインドアップ振動と呼ばれる振動が生じる。この振動は、低周波の振動であって、プロペラシャフトの中心軸線に対して傾く方向（こじり方向）の振動を含んでいる。従って、動吸振器によって、これらの振動に対する共振についても抑制させるのが望ましい。しかしながら、従来のストッパの構造においては、振動リングの移動方向の自由度が大きく制限されていた。従って、従来のストッパ構造を採用した場合には、プロペラシャフトの回転方向と、径方向と、プロペラシャフトの中心軸線に対して傾く方向（こじり方向）の振動の全てについて、動吸振器によって共振を抑制することが難しかった。

特開２００２−１６８２９３号公報特開２００７−１３９０４１号公報特開平９−４９５４８号公報特開２０１８−１５５３９２号公報

本発明の目的は、アンバランスの発生を抑制しつつ、回転軸における回転方向と径方向の振動だけでなく、回転軸の中心軸線に対する該回転軸における傾き方向の振動についても共振の抑制を図ることのできる動吸振器を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

本発明の動吸振器は、回転軸に取り付けられるハブと、前記ハブに対して、周方向に間隔を空けて設けられる複数の弾性体を介して固定される振動リングと、前記振動リングに固定され、かつ、前記ハブに対する前記振動リングの径方向への移動量を規制するストッパと、を備える動吸振器であって、
前記振動リングは、前記回転軸における回転方向の振動と、前記回転軸における径方向の振動と、前記回転軸の中心軸線に対する該回転軸における傾き方向の振動の全ての振動についての前記回転軸の共振を抑制するように設計されると共に、
前記ストッパは、前記ハブの外周面側の被規制部に突き当たることで、該ハブに対する前記振動リングの径方向への移動量を規制する規制部を有しており、
該規制部が、前記中心軸線方向の一端側に向かうにつれて前記被規制部との間隔が拡がる一端側傾斜面と、前記中心軸線方向の他端側に向かうにつれて前記被規制部との間隔が拡がる他端側傾斜面とを備えることにより、前記振動リング及び前記ストッパは、前記被規制部に対して、前記中心軸線に対する傾き方向への移動が許容されていることを特徴とする。

本発明によれば、ストッパにより、ハブに対する振動リングの径方向への移動量が規制されるため、アンバランスの発生を抑制することができる。そして、振動リング及びストッパは、ハブの外壁面側の被規制部に対して、回転軸における中心軸線に対する傾き方向への移動が許容されているため、振動リングによって、回転軸における当該傾き方向への回転軸の振動に対する共振を抑制することができる。

ここで、前記ハブは、前記回転軸が挿通される挿通孔が形成された板状部と、前記板状部の周囲に設けられる環状部と、を備えると共に、
前記被規制部は、前記環状部の外周面を覆う弾性材料からなる薄膜部分の一部により構成されるとよい。

これにより、ストッパの規制部が被規制部に衝突する際に発生する騒音を抑制することができる。

また、前記ストッパは、前記振動リングの外周面に嵌合される円筒部と、前記振動リングの内周面側において、周方向に間隔を空けて複数設けられる前記規制部と、を備えるとよい。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、アンバランスの発生を抑制しつつ、回転軸における回転方向と径方向の振動だけでなく、回転軸の中心軸線に対する該回転軸における傾き方向の振動についても共振の抑制を図ることができる。

図１は本発明の実施例に係る動吸振器の正面図である。図２は本発明の実施例に係る動吸振器の模式的断面図である。図３は本発明の実施例に係る動吸振器の模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係る動吸振器（ダイナミックダンパ）について説明する。図１は本発明の実施例に係る動吸振器の正面図である。図２は本発明の実施例に係る動吸振器の模式的断面図であり、図１中のＡＡ断面図である。図３は本発明の実施例に係る動吸振器の模式的断面図であり、図１中のＢＢ断面図である。

＜動吸振器の適用例＞
本実施例に係る動吸振器１００は、例えば、自動車の車体に備えられるプロペラシャフト（回転軸）の共振を抑制するために好適に利用することができる。背景技術の中で説明した通り、プロペラシャフトは、回転方向（捩じれ方向）と、径方向と、プロペラシャフトの中心軸線に対する傾き方向（こじり方向）のそれぞれに対して振動が発生し得る。このプロペラシャフトに、動吸振器１００を取り付けることによって、これらの各方向に対する共振を抑制することができる。なお、本発明に係る動吸振器は、このような用途に限らず、上記のように複数の方向に振動が発生し得る回転軸を備える各種装置に対して、当該回転軸の各方向に対する共振を抑制するために適用することができる。

＜動吸振器＞
特に、図１〜図３を参照して、本実施例に係る動吸振器１００について、より詳細に説明する。本実施例に係る動吸振器１００は、プロペラシャフトなどの回転軸に取り付けられるハブ１１０と、ハブ１１０に対して、周方向に間隔を空けて設けられる複数の弾性体１２０を介して固定される振動リング１３０とを備えている。また、この動吸振器１００は、振動リング１３０に固定され、かつ、ハブ１１０に対する振動リング１３０の径方向への移動量を規制するストッパ１４０も備えている。ハブ１１０と、振動リング１３０と、ストッパ１４０は、いずれも金属材料からなる。

ハブ１１０は、回転軸が挿通される挿通孔１１１ａが形成された板状部１１１と、板状部１１１の周囲に設けられる環状部１１２とを備えている。板状部１１１は、正面から見て、正方形の４つ角の部分がそれぞれ円弧状に外側に膨らんだ部分を備える形状となっている。これに伴い、板状部１１１の周囲に設けられる環状部１１２は、正面から見て、円弧状となる円弧状部分１１２ａを４か所に備えている。そして、隣り合う円弧状部分１１２ａの間に、ゴム材料からなる弾性体１２０がそれぞれ設けられている。この４か所に設けられた弾性体１２０は、加硫成形によって得られる。また、弾性体１２０は、ハブ１１０と振動リング１３０に対して、それぞれ加硫接着されている。これにより、振動リング１３０は、周方向に間隔を空けて設けられる４か所の弾性体１２０を介して、ハブ１１０に固定される。また、ハブ１１０における環状部１１２の外周面は、上記加硫成形の際に、弾性体１２０の材料により覆われるように構成されている。従って、環状部１１２の外周面は、弾性材料（弾性体１２０の材料）からなる薄膜部分１２１により覆われている。なお、弾性体１２０と薄膜部分１２１が一体であることは言うまでもない。

動吸振器１００においては、回転軸が共振する周波数の振動が伝わると、振動リング１３０が振動することによって、回転軸の共振を抑制する機能を発揮する。本実施例に係る動吸振器１００においては、回転軸における回転方向（捩じれ方向）の振動と、回転軸に
おける径方向の振動と、回転軸の中心軸線に対する回転軸における傾き方向（こじり方向）の振動の全ての振動に対して、回転軸の共振を抑制するように、振動リング１３０は設計されている。

背景技術の中で説明した通り、回転軸としてのプロペラシャフトの共振を抑制するためには、比較的低い周波数の振動への対策が必要である。そのため、このような場合には、バネ定数の低い弾性体１２０を用いる必要がある。そこで、アンバランスの発生を抑制するために、本実施例に係る動吸振器１００には、上記の通り、ストッパ１４０が設けられている。

ストッパ１４０は、振動リング１３０の外周面に嵌合される円筒部１４１と、振動リング１３０の内周面側において、周方向に間隔を空けて複数設けられる規制部１４２とを備えている。本実施例においては、４か所の規制部１４２が、ハブ１１０における環状部１１２に設けられた４か所の円弧状部分１１２ａに対して、それぞれ対向する位置に設けられている。上記の通り、ハブ１１０の環状部１１２の外周面は薄膜部分１２１により覆われている。この薄膜部分１２１のうち、円弧状部分１１２ａの外周面を覆う部分が被規制部としての機能を発揮している。つまり、ストッパ１４０における規制部１４２が、ハブ１１０の外周面側の上記被規制部に突き当たることで、ハブ１１０に対する振動リング１３０の径方向への移動量が規制されるように構成されている。

そして、本実施例に係る規制部１４２においては、回転軸の中心軸線（振動リング１３０の中心軸線、及びストッパ１４０の中心軸線に一致する）方向の一端側に向かうにつれて上記の被規制部（薄膜部分１２１の表面）との間隔が拡がる一端側傾斜面１４２ａと、上記の中心軸線方向の他端側に向かうにつれて上記の被規制部との間隔が拡がる他端側傾斜面１４２ｂとを備えている。これにより、振動リング１３０及びストッパ１４０は、上記の被規制部に対して、上記の中心軸線に対する傾き方向への移動が許容されている。なお、動吸振器１００に外力が作用していない状態においては、一端側傾斜面１４２ａと他端側傾斜面１４２ｂとの間の境界付近と、薄膜部分１２１との間には、微小な隙間Ｓが形成されている。ただし、回転軸における径方向の振動に対して共振を抑制可能であれば、隙間Ｓを設けなくてもよい。つまり、一端側傾斜面１４２ａと他端側傾斜面１４２ｂとの間の境界付近が、薄膜部分１２１の表面に僅かに接するようにしてもよい。

＜本実施例に係る動吸振器の優れた点＞
本実施例に係る動吸振器１００によれば、ストッパ１４０により、ハブ１１０に対する振動リング１３０の径方向への移動量が規制されるため、アンバランスの発生を抑制することができる。そして、振動リング１３０及びストッパ１４０は、ハブ１１０の外壁面側の被規制部に対して、回転軸における中心軸線に対する傾き方向への移動が許容されている。つまり、一端側傾斜面１４２ａと他端側傾斜面１４２ｂとの間の境界付近が、薄膜部分１２１の表面に摺動しながら、規制部１４２は当該表面に対して、前記中心軸線に対して傾くことができる。そのため、振動リング１３０及びストッパ１４０は、前記被規制部に対して、前記中心軸線に対して傾くように移動することができる。これにより、振動リング１３０によって、回転軸における中心軸線に対する傾き方向への回転軸の振動に対する共振を抑制することができる。このように、本実施例に係る動吸振器１００によれば、アンバランスの発生を抑制しつつ、回転軸における回転方向と径方向の振動だけでなく、回転軸の中心軸線に対する回転軸の傾き方向の振動についても共振の抑制を図ることができる。

また、ストッパ１４０の規制部１４２が、ハブ１１０における環状部１１２の外周面を覆う弾性材料からなる薄膜部分１２１に衝突することで、振動リング１３０の移動量を規制する構成を採用しているため、衝突の際に発生する騒音を抑制することができる。

１００動吸振器
１１０ハブ
１１１板状部
１１１ａ挿通孔
１１２環状部
１１２ａ円弧状部分
１２０弾性体
１２１薄膜部分
１３０振動リング
１４０ストッパ
１４１円筒部
１４２規制部
１４２ａ一端側傾斜面
１４２ｂ他端側傾斜面

Claims

回転軸に取り付けられるハブと、前記ハブに対して、周方向に間隔を空けて設けられる複数の弾性体を介して固定される振動リングと、前記振動リングに固定され、かつ、前記ハブに対する前記振動リングの径方向への移動量を規制するストッパと、を備える動吸振器であって、
前記振動リングは、前記回転軸における回転方向の振動と、前記回転軸における径方向の振動と、前記回転軸の中心軸線に対する該回転軸における傾き方向の振動の全ての振動についての前記回転軸の共振を抑制するように設計されると共に、
前記ストッパは、前記ハブの外周面側の被規制部に突き当たることで、該ハブに対する前記振動リングの径方向への移動量を規制する規制部を有しており、
該規制部が、前記中心軸線方向の一端側に向かうにつれて前記被規制部との間隔が拡がる一端側傾斜面と、前記中心軸線方向の他端側に向かうにつれて前記被規制部との間隔が拡がる他端側傾斜面とを備えることにより、前記振動リング及び前記ストッパは、前記被規制部に対して、前記中心軸線に対する傾き方向への移動が許容されていることを特徴とする動吸振器。
前記ハブは、前記回転軸が挿通される挿通孔が形成された板状部と、前記板状部の周囲に設けられる環状部と、を備えると共に、
前記被規制部は、前記環状部の外周面を覆う弾性材料からなる薄膜部分の一部により構成されることを特徴とする請求項１に記載の動吸振器。
前記ストッパは、前記振動リングの外周面に嵌合される円筒部と、前記振動リングの内周面側において、周方向に間隔を空けて複数設けられる前記規制部と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の動吸振器。