JP4571567B2 - ダイナミックダンパ及びその製造方法並びにプロペラシャフト - Google Patents

Description

本発明はダイナミックダンパ及びその製造方法並びにプロペラシャフトに関する。

自動車の動力伝達部材、例えばプロペラシャフトの振動を低減し、車体振動や騒音を低減するダイナミックダンパとして、特許文献１に記載の如く、ウエイトと、ウエイトの外周に固着されるゴム弾性体と、ゴム弾性体の外周に被着される外環とを有してなるものがある。このダイナミックダンパは、プロペラシャフトを構成する中空シャフト内に圧入して固定配置される。
特開2003-247595

特許文献１に記載のダイナミックダンパにおいて、ウエイトとゴム弾性体の組立体を別途形成後に、このゴム弾性体の外周に外環を嵌着するものにあっては、外環の嵌着性が悪い。即ち、外環をゴム弾性体の外周に一端側から嵌着すると、外環がゴム弾性体を軸方向の一方に向けてのみ押込み変形するものになるし、外環がゴム弾性体の中心軸に斜交する方向に嵌着するおそれがあり、ダイナミックダンパ効果を損なう。

尚、ゴム弾性体の外形が複雑な凹凸を伴なったり、ゴム弾性体の外形の凹部が外環により封止されるようなダイナミックダンパでは、成形型内にウエイトと外環を配置した状態で、ゴムを注入してゴム弾性体を一体成形することが困難乃至不可である。

本発明の課題は、ウエイトとゴム弾性体と外環を有してなるダイナミックダンパにおいて、ゴム弾性体に対する外環の嵌着性を向上することにある。

請求項１の発明は、ウエイトと、ウエイトの外周に固着されるゴム弾性体と、ゴム弾性体の外周に被着される外環とを有し、ウエイトの軸方向に沿う両端部に設けられるゴム弾性体が、該ウエイトから軸方向の外方に延びる支持部と、該支持部から軸方向の外方及び径方向の外方に広がる外環への取付部とを有し、外環がウエイトの軸方向に沿う両端部に設けたゴム弾性体の取付部の外周に被着され、外環の内部に、ウエイトの軸方向に沿う両端部に設けたゴム弾性体の上記ウエイトから軸方向の外方に延びる支持部と、該支持部から軸方向の外方及び径方向の外方に広がる外環への取付部とが、外環の内周に対して形成する空洞を有してなるダイナミックダンパであって、外環を軸方向で分割し、一方の外環分割体をウエイトの軸方向に沿う一端部に設けたゴム弾性体の一端側から嵌着するとともに、他方の外環分割体をウエイトの軸方向に沿う他端部に設けたゴム弾性体の他端側から嵌着するとともに、両外環分割体の外方端にそれらの外環分割体が嵌着されるゴム弾性体の端面に相対する抜け止めストッパを備えてなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記外環分割体の外周に弾性被覆材を被着してなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のダイナミックダンパの製造方法であって、両外環分割体をゴム弾性体の両側から同時に嵌着するようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１又は２に記載のダイナミックダンパを中空シャフト内に圧入して固定配置したプロペラシャフトである。

（請求項１、３）
(a)ダイナミックダンパは、ウエイトとゴム弾性体の組立体を別途形成後に、ゴム弾性体の両側から両外環分割体を同時に嵌着することにより、外環の嵌着性を向上できる。即ち、両外環分割体がゴム弾性体を軸方向の両側から線対称的な荷重で押込むものになるし、両外環分割体はゴム弾性体の中心軸に沿って対向移動せしめられてゴム弾性体の中心軸に斜交することなく平行をなすようにゴム弾性体の両側からバランス良く嵌着するものになり、ダイナミックダンパ効果が向上する。

（請求項１）
(b)ダイナミックダンパが、ウエイトの軸方向に沿う２カ所のそれぞれにゴム弾性体を設けることにより、ねじり方向と曲げ方向の双方で有効にダイナミックダンパ効果を得ることができる。

（請求項１）
(c)ダイナミックダンパにおいて、ウエイトの両端部に設けられるゴム弾性体が、ウエイトから軸方向の外方に延びる支持部と、支持部から軸方向の外方及び径方向の外方に広がる外環への取付部とを有することにより、プロペラシャフトの曲げ振動の入力時に引き起こされるゴム弾性体の主たる変形を、剪断変形と圧縮／引張変形のいずれにも設定できる。ゴム弾性体の変形が主に剪断変形として引き起こされるように設定すれば、ウエイトの重量が比較的小さくても、ダイナミックダンパの共振周波数を低周波数域にまで容易にチューニングできる。

（請求項１）
(d)両外環分割体の外方端がゴム弾性体の端面に相対する抜け止めストッパを備えることにより、ゴム弾性体（ウエイト）の異常な変位をその抜け止めストッパによって制止できる。

（請求項２）
(e)ダイナミックダンパにおいて、外環分割体の外周に弾性被覆材を被着したことにより、ダイナミックダンパの中空シャフトへの圧入時に、弾性被覆材の弾性変形によってその圧入容易性を確保できる。

（請求項４）
(f)プロペラシャフトにおいて、上述(a)〜(e)を実現し、ダイナミックダンパを中空シャフトに容易に圧入し、かつ安定的に固定可能にするとともに、コンパクトにできる。

図１はダイナミックダンパを示す断面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図１のIII−III線に沿う断面図、図４はダイナミックダンパの製造手順を示す模式図である。

図１〜図３のダイナミックダンパ１０は、自動車用プロペラシャフト１の中空シャフト２内の軸方向所定位置に圧入して嵌挿され、固定配置されたものである。ダイナミックダンパ１０は、プロペラシャフト１の振動を低減し、車体振動や騒音を低減する。

ダイナミックダンパ１０は、ウエイト２０と、ゴム弾性体３０と、外環４０とを有して構成される。

ウエイト２０は、円柱等の短柱状をなし、棒鋼等の金属棒からなる。

ゴム弾性体３０は、ウエイト２０の外周に接着されて固着される。ゴム弾性体３０は、合成ゴム等からなり、ウエイト２０の外周に加硫形成される。

ゴム弾性体３０は、ウエイト２０の中心軸に直交し、かつ略重心を通る中央平面Ａに関して左右対称をなし、ウエイト２０の軸方向に沿う複数カ所、本実施例では左右両端部の２か所（ゴム弾性体３０Ａと３０Ｂ）に互いに離隔して設けられる。但し、ゴム弾性体３０Ａと３０Ｂはウエイト２０の軸方向において互いに連続するものでも良い。

各ゴム弾性体３０Ａ、３０Ｂは、ウエイト２０から軸方向の外方に延びる薄肉環状支持部３１と、支持部３１から軸方向の外方及び径方向の外方向に広がる外環４０への厚肉環状取付部３２とを有する。左右のゴム弾性体３０Ａ、３０Ｂの支持部３１同士は、ウエイト２０の外周に設けた被覆ゴム層３３により連結され、一体的に形成される。

外環４０は、円筒状の筒状をなし、鋼管等の金属管の中空パイプからなる。外環４０は、ゴム弾性体３０の取付部３２の外周に被着される。外環４０は、ゴム弾性体３０より広巾とされ、ウエイト２０とゴム弾性体３０を同芯配置する。

外環４０は、軸方向の中間部で分割された第１外環分割体４１と第２外環分割体４２とからなる。第１外環分割体４１はゴム弾性体３０の一端側（ゴム弾性体３０Ａ）から中央平面Ａに向けて圧入されて嵌着され、第２外環分割体４２はゴム弾性体３０の他端側（ゴム弾性体３０Ｂ）から中央平面Ａに向けて圧入されて嵌着される。両外環分割体４１、４２の内方端はゴム弾性体３０の中央平面Ａ上で相接する。

外環４０において、両外環分割体４１、４２の外方端は、それらの軸方向視で、各ゴム弾性体３０Ａ、３０Ｂの端面に一定の間隔を介して相対する抜け止めストッパ４１Ａ、４２Ａを備える。抜け止めストッパ４１Ａ、４２Ａは、外環分割体４１、４２の外方端の全周を内径側に絞り加工したもの、又は外環分割体４１、４２の外方端の周方向複数カ所に設けた切片を内径側に曲げ加工したもの等にて形成できる。

外環４０において、各外環分割体４１、４２の外周には合成ゴム等からなる弾性被覆材５１、５２が被着される。弾性被覆材５１、５２は、合成ゴム等からなり、外環分割体４１、４２の外周に加硫形成される。

以下、ダイナミックダンパ１０の製造手順について説明する（図４）。
(1)ウエイト２０とゴム弾性体３０の小組体１０Ａ（図４（Ａ））を形成する。小組体１０Ａは、成形型内にウエイト２０を配置した状態で、ゴムを注入してゴム弾性体３０を一体成形することにて加硫形成される。尚、ウエイト２０は成形型に設けた支持治具により型内にて宙吊り支持されて位置決めされるため、ゴム弾性体３０の被覆ゴム層３３に支持治具挿入孔３３Ａが残る。

(2)第１外環分割体４１と弾性被覆材５１の小組体１０Ｂ、第２外環分割体４２と弾性被覆材５２の小組体１０Ｂ（図４（Ａ））を形成する。小組体１０Ｂは、成形型内に外環分割体４１、４２を配置した状態で、ゴムを注入して弾性被覆材５１、５２を一体成形することにて加硫形成される。尚、別途成形した弾性被覆材５１、５２を外環分割体４１、４２の外周に接着剤を介して嵌着しても良い。

(3)小組体１０Ｂの第１外環分割体４１を小組体１０Ａのゴム弾性体３０の一端側（ゴム弾性体３０Ａ）から取付部３２の外周上を中央平面Ａに向けて圧入して嵌着し、同時に小組体１０Ｂの第２外環分割体４２を小組体１０Ａのゴム弾性体３０の他端側（ゴム弾性体３０Ｂ）から取付部３２の外周上を中央平面Ａに向けて圧入して嵌着し、両外環分割体４１、４２の内方端をゴム弾性体３０の中央平面Ａ上で衝合させる（図４（Ｂ）、（Ｃ））。小組体１０Ａのゴム弾性体３０Ａ、３０Ｂの取付部３２の自由状態の外周径は、外環分割体４１、４２の内周径より僅かに大径をなす。外環分割体４１、４２は、ゴム弾性体３０Ａ、３０Ｂの取付部３２の外周に、接着剤を介して嵌着されても良い。

ダイナミックダンパ１０は、外環４０（外環分割体４１、４２）を、本実施例では外環分割体４１、４２の弾性被覆材５１、５２を介して、プロペラシャフト１の中空シャフト２に圧入して固定される。ダイナミックダンパ１０の外環分割体４１、４２の弾性被覆材５１、５２の自由状態の外周径は、中空シャフト２の内周径より僅かに大径をなす。弾性被覆材５１、５２は、中空シャフト２の内面に、接着剤を介して嵌着される。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ダイナミックダンパ１０は、ウエイト２０とゴム弾性体３０の組立体を別途形成後に、ゴム弾性体３０の両側から両外環分割体４１、４２を同時に嵌着することにより、外環４０の嵌着性を向上できる。即ち、両外環分割体４１、４２がゴム弾性体３０を軸方向の両側から線対称的に押込むものになるし、両外環分割体４１、４２はゴム弾性体３０の中心軸に沿って対向移動せしめられてゴム弾性体３０の中心軸が斜交することなくゴム弾性体３０の両側で平行をなすように調芯されて嵌着するものになり、ダイナミックダンパの組付け精度が向上する。

(b)ダイナミックダンパ１０が、ウエイト２０の軸方向に沿う複数カ所のそれぞれにゴム弾性体３０（３０Ａ、３０Ｂ）を設けることにより、ねじり方向と曲げ方向の双方で有効にダイナミックダンパ特性効果を得ることができる。

(c)ダイナミックダンパ１０において、ウエイト２０の両端部に設けられるゴム弾性体３０（３０Ａ、３０Ｂ）が、ウエイト２０から軸方向の外方に延びる支持部３１と、支持部３１から軸方向の外方及び径方向の外方に広がる外環４０への取付部３２とを有することにより、プロペラシャフト１の曲げ振動の入力時に引き起こされるゴム弾性体３０の主たる変形を、剪断変形と圧縮／引張変形のいずれにも設定できる。ゴム弾性体３０の変形が主に剪断変形として引き起こされるように設定すれば、ウエイト２０の重量が比較的小さくても、ダイナミックダンパ１０の共振周波数を低周波数域にまで容易にチューニングできる。

(d)両外環分割体４１、４２の外方端がゴム弾性体３０の端面に相対する抜け止めストッパ４１Ａ、４２Ａを備えることにより、ゴム弾性体３０の異常な変位をその抜け止めストッパ４１Ａ、４２Ａによって制止できる。

(e)ダイナミックダンパ１０において、外環４０（４１、４２）の外周に弾性被覆材５１、５２を被着したことにより、ダイナミックダンパ１０の中空シャフト２への圧入時に、弾性被覆材５１、５２の弾性変形によってその圧入容易性を確保できる。

(f)プロペラシャフト１において、上述(a)〜(e)を実現し、ダイナミックダンパ１０を中空シャフト２に容易に圧入し、かつ安定的に固定可能にするとともに、コンパクトにできる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。ダイナミックダンパ１０は、ウエイト２０とゴム弾性体３０と外環４０（外環分割体４１、４２）からなるものであれば良く、弾性被覆材５１、５２を備えることを必須としない。

図１はダイナミックダンパを示す断面図である。 図２は図１のII−II線に沿う断面図である。 図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。 図４はダイナミックダンパの製造手順を示す模式図である。

符号の説明

１ プロペラシャフト
２ 中空シャフト
１０ ダイナミックダンパ
２０ ウエイト
３０、３０Ａ、３０Ｂ ゴム弾性体
３１ 支持部
３２ 取付部
４０ 外環
４１、４２ 外環分割体
４１Ａ、４２Ａ 抜け止めストッパ
５１、５２ 弾性被覆材

Claims (4)

1. ウエイトと、ウエイトの外周に固着されるゴム弾性体と、ゴム弾性体の外周に被着される外環とを有し、
   ウエイトの軸方向に沿う両端部に設けられるゴム弾性体が、該ウエイトから軸方向の外方に延びる支持部と、該支持部から軸方向の外方及び径方向の外方に広がる外環への取付部とを有し、
   外環がウエイトの軸方向に沿う両端部に設けたゴム弾性体の取付部の外周に被着され、外環の内部に、ウエイトの軸方向に沿う両端部に設けたゴム弾性体の上記ウエイトから軸方向の外方に延びる支持部と、該支持部から軸方向の外方及び径方向の外方に広がる外環への取付部とが、外環の内周に対して形成する空洞を有してなるダイナミックダンパであって、
   外環を軸方向で分割し、一方の外環分割体をウエイトの軸方向に沿う一端部に設けたゴム弾性体の一端側から嵌着するとともに、他方の外環分割体をウエイトの軸方向に沿う他端部に設けたゴム弾性体の他端側から嵌着するとともに、
   両外環分割体の外方端にそれらの外環分割体が嵌着されるゴム弾性体の端面に相対する抜け止めストッパを備えてなるダイナミックダンパ。
2. 前記外環分割体の外周に弾性被覆材を被着してなる請求項１に記載のダイナミックダンパ。
3. 請求項１又は２に記載のダイナミックダンパの製造方法であって、両外環分割体をゴム弾性体の両側から同時に嵌着するダイナミックダンパの製造方法
4. 請求項１又は２に記載のダイナミックダンパを中空シャフト内に圧入して固定配置したプロペラシャフト。

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