JP4893362B2 - 動力伝達軸 - Google Patents

Description

本発明は、振動を抑制するためのダイナミックダンパが外装された動力伝達軸に関する。

この種の動力伝達軸として、例えば自動車のドライブシャフト等が挙げられる。このドライブシャフトでは、一般的に、回転のアンバランス等に起因して曲げ振動やねじり振動が発生することがあるので、動力伝達軸の固有振動数に合わせた共振周波数を有するダイナミックダンパが外装されるようになっている。

このダイナミックダンパは、一般的に公知のように、基本的に、略円筒形の質量部材をゴム状弾性体で被覆した構成である（例えば特許文献１，２参照。）。

ところで、このダイナミックダンパをドライブシャフトに外装した状態では、ダイナミックダンパの軸方向中間領域がドライブシャフトの外周面に環状隙間を介して対向され、ダイナミックダンパの軸方向一端側と他端側とがドライブシャフトの外周面に当接されて、この軸方向一端側あるいは軸方向両端部分の外径側に締結部材が締め付け装着されるようになっている。

この場合、ドライブシャフトの回転に伴い発生する振動エネルギーをダイナミックダンパの振動エネルギーとして吸収することで、ドライブシャフトの振動を抑制するようになっている。

このようなダイナミックダンパを外装したドライブシャフトは、通常、自動車のボディ底部に外部に露呈した状態で設置されるようになっているために、雨天での走行に伴い、水分や塵埃等の異物が、ダイナミックダンパに直接、かつ勢いよくかかることになる。

このようなことから、前記水分や塵埃等の異物が、ドライブシャフトの外周面とダイナミックダンパの軸方向両端部分との間から、ドライブシャフトとダイナミックダンパの軸方向中間領域との間に形成される環状隙間に、徐々に入り込むことがある。

ちなみに、前記環状隙間は、通気性が悪いために、この環状隙間に一旦異物が入り込むと、当該環状隙間内から排出されにくくなり、残留することになる。この異物の残留は、経時的に、ダイナミックダンパの劣化やドライブシャフトの腐食をもたらすおそれがある。

これに対しては、特許文献１に示す技術では、ダイナミックダンパの軸方向両端に、円錐台形状の遮断部材を設けることによって、前記のような異物の侵入を防止するようになっている。

また、特許文献２に示す技術では、ダイナミックダンパの軸方向両端に、スリットや孔を設け、ダイナミックダンパとドライブシャフトとの間の環状隙間に異物が侵入しても、この異物を前記スリットや孔から排出させるようになっている。
特開平７−２４８０４５号公報 特公平６−７４８１７号公報

上述した従来例は、いずれも、ダイナミックダンパに加工を施すようにした技術であり、ドライブシャフトに加工を施すようにはなっておらず、次のような不具合が懸念される。

まず、特許文献１に示す従来例では、あくまでも、遮断部材をドライブシャフトの外周面に当接させる形態であるために、水分などの流動性を有する異物の場合には、侵入を完全に食い止めることは無理と考えられる。しかも、ダイナミックダンパの軸方向両端に設ける遮断部材が、ダイナミックダンパをドライブシャフトに装着する際に、めくれやすくなると考えられ、ダイナミックダンパを目標とする状態でドライブシャフトに装着することが困難になると考えられる。

また、特許文献２に示す従来例では、ダイナミックダンパの軸方向両端にスリットや孔等を設ける関係より、質量が減少することになり、場合によっては、前記質量減少分をダイナミックダンパの外形を大きくして補う必要が生じる。そのために、ダイナミックダンパが周辺配置部品と干渉しやすくなることが懸念される。しかも、前記スリットや孔によってダイナミックダンパの軸方向両端部分のドライブシャフト外周面に対する締め代が不安定となり、ダイナミックダンパの振動抑制効果に悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、ダイナミックダンパが外装される動力伝達軸において、その外周面とダイナミックダンパとの嵌め合い部分に水分や塵埃等の異物を残留しにくくさせることを目的としている。

本発明は、振動を抑制するためのダイナミックダンパが外装された動力伝達軸であって、前記ダイナミックダンパの軸方向中間領域は、前記動力伝達軸の外周面との間に環状隙間を作るような形状とされ、当該ダイナミックダンパは、その軸方向少なくとも片側の外径側に締結部材が締め付け装着されることで前記動力伝達軸に軸方向に位置決めされた状態で組み付けられ、前記動力伝達軸の外周面におけるダイナミックダンパ装着領域に、前記外周面と前記ダイナミックダンパとの間の前記環状隙間を外部と通気させるための溝が設けられており、この溝の長手方向両端が、前記ダイナミックダンパの軸方向両端よりも外側に配置されている、ことを特徴としている。

この構成では、要するに、せん断タイプのダイナミックダンパを用いるようにしている。また、動力伝達軸にダイナミックダンパの軸方向片側を締結部材で締め付け装着している場合、動力伝達軸にダイナミックダンパを軸方向に位置決めしたうえで、ダイナミックダンパの装着作業が比較的簡単になる。そして、この構成によれば、動力伝達軸の外周面に設けた溝の存在によって、当該動力伝達軸に対するダイナミックダンパの嵌め合い部分と外部との通気性が良好となる。

これにより、仮に水分や塵埃等の異物が溝を伝って前記嵌め合い部分に入り込んだとしても、前記嵌め合い部分の異物が溝を伝って外へ比較的スムースに排出されるようになるので、前記嵌め合い部分に異物が残留しにくくなる。そのため、ダイナミックダンパの経時的な劣化や動力伝達軸の経時的な腐食を防止することが可能になる。

好ましくは、前記溝は、動力伝達軸の軸心と平行に設けられる。

この構成によれば、溝を形成する作業が比較的簡単になり、動力伝達軸の製造コストを抑制するうえで有利となる。

本発明によれば、動力伝達軸の外周面とダイナミックダンパとの嵌め合い部分に、水分や塵埃等の異物が入り込んでも、そこに残留されにくくなる。そのため、ダイナミックダンパの経時的な劣化や動力伝達軸の経時的な腐食を防止することが可能になる。

以下、本発明の実施形態について図１から図８に示して詳細に説明する。まず、図１から図６に本発明の一実施形態を示している。

まず、本発明の特徴説明に先立ち、本発明の適用対象となる動力伝達軸の概要について図１を参照して説明する。

この実施形態では、本発明に係る動力伝達軸として、例えば自動車のデファレンシャル（図示省略）から車輪（図示省略）への動力伝達を行うためのドライブシャフトを例に挙げている。

図１に示すように、ドライブシャフト１は、中間シャフト２の一端側にインボードジョイント３が、また、中間シャフト２の他端側にアウトボードジョイント４がそれぞれ設けられた構成になっている。

図示していないが、ドライブシャフト１のインボードジョイント３が例えば車両の車幅方向中央に配置されるデファレンシャル（図示省略）に連結されるようになっていて、ドライブシャフト１のアウトボードジョイント４が例えば車輪取り付け用のハブユニットに連結されるようになっている。

インボードジョイント３は、例えば公知のトリポード型等速ジョイントが、また、アウトボードジョイント４は、例えば公知のバーフィールド型等速ジョイントがそれぞれ採用されている。

このようなドライブシャフト１の中間シャフト２の軸方向中間領域には、ダイナミックダンパ５が外装されている。

このダイナミックダンパ５は、図１に示すように、中間シャフト２においてインボードジョイント３とアウトボードジョイント４との間の領域に装着されることにより、ドライブシャフト１の振動エネルギーを共振により吸収してドライブシャフト１の振動を抑制するものである。

この実施形態でのダイナミックダンパ５は、いわゆる、せん断タイプとされている。要するに、このダイナミックダンパ５は、軸方向中間領域５ａが質量体となり、ドライブシャフト１の固有振動に伴い軸方向中間領域５ａが径方向に振動して共振する作用、つまり、せん断変形する作用によってドライブシャフト１の振動を吸収して減衰させるようになっている。

具体的に、ダイナミックダンパ５の軸方向中間領域５ａの外径寸法は、軸方向一端側５ｂおよび他端側５ｃの外径寸法より大とされている。

軸方向中間領域５ａは、中間シャフト２の軸方向中間領域の外径寸法よりも適宜大きな内径寸法とされることによって、ドライブシャフト１の中間シャフト２の外周面との間に環状隙間６が作られている。

また、軸方向一端側５ｂおよび他端側５ｃは、中間シャフト２の軸方向中間領域の外径寸法と略同じ内径寸法とされることによって、中間シャフト２にジャストフィット状態で外嵌されるようになっている。但し、軸方向一端側５ｂおよび他端側５ｃは、中間シャフト２にタイトフィット状態あるいはルーズフィット状態で外嵌されるようにしてもよい。

そして、ダイナミックダンパ５は、例えば適宜の柔軟性を有するゴム材、あるいは適宜の柔軟性を有する合成樹脂材等によって形成されるものであり、その軸方向中間領域５ａに、例えば円筒形の質量部材７が加硫成形により埋設されるようになっている。

この質量部材７は、例えばアルミニウム、鉄ならびに各種の合金等の金属材や適宜の樹脂等とされる。この質量部材７は、円筒形でなくてもよく、円周等配に複数の質量部材を埋設するようなものでもよい。また、質量部材７は、ダイナミックダンパ５の装着対象となるドライブシャフト１の仕様等による固有振動数を考慮し、適正な振動抑制作用を発揮するための目標となる共振周波数を確保するような質量に管理される。

このようなダイナミックダンパ５は、ドライブシャフト１の中間シャフト２に対して軸方向に位置決めした状態で組み付ける必要がある。

そこで、この実施形態では、ダイナミックダンパ５を中間シャフト２に軸方向に位置決めしたうえで、ダイナミックダンパ５を中間シャフト２に組み付けやすくすることを考慮して、中間シャフト２にダイナミックダンパ５を外嵌してから、ダイナミックダンパ５の軸方向他端側５ｃのみに締結部材８を装着するようにしている。

この締結部材８は、例えば径方向に伸縮する帯状環体とされ、一般的に公知の伸縮材料で形成されるか、あるいは伸縮可能な組立構造とされる。

ここで、中間シャフト２に対するダイナミックダンパ５の装着手順や装着状態を説明する。

つまり、ダイナミックダンパ５の軸方向両端５ｂ，５ｃを、径方向外向きに若干弾性的に拡径した状態で、この軸方向両端５ｂ，５ｃを中間シャフト２の外周面に装着する。この実施形態では、ダイナミックダンパ５の軸方向両端５ｂ，５ｃを中間シャフト２の外周面にジャストフィット状態で外嵌させているので、軸方向両端５ｂ，５ｃが中間シャフト２の外周面に接触するようになっている。

このようにしたうえで、締結部材８を径方向外向きに弾性的に拡径した状態で、ダイナミックダンパ５の軸方向他端側５ｃにおける外周溝５ｄに外径側から嵌める。これにより、締結部材８が弾性復元力によって径方向内向きに縮むので、軸方向他端側５ｃがドライブシャフト１の中間シャフト２の外周面に密に圧接されることになる。

ところで、従来例で説明しているように、上述したドライブシャフト１では、図示していないが、自動車のボディ底部に外部に露呈した状態で設置される関係より、雨天での走行に伴い、水分や塵埃等の異物がダイナミックダンパ５に直接、かつ勢いよくかかることになる。

そのため、前記水分や塵埃等の異物が、中間シャフト２の外周面とダイナミックダンパ５の軸方向両端５ｂ，５ｃとの間から中間シャフト２とダイナミックダンパ５の軸方向中間領域５ａとの間に設けてある環状隙間６に、徐々に入り込むことがある。

そこで、この実施形態では、環状隙間６内に入り込んだ異物を長期にわたって残留させないように、以下で説明したように工夫している。

つまり、図２から図５に示すように、中間シャフト２の外周面に、前記環状隙間６の内外を通気させるための溝１０が設けられている。

この溝１０は、中間シャフト２における軸方向中間領域の外周面の円周数ヶ所に、中間シャフト２の軸心Ｏに平行に形成されている。

この溝１０の断面形状は、図３および図４に示すように、略Ｕ字形に形成されている。この溝１０の断面形状や、その円周方向における幅および深さについては、任意であるが、実験等に基づいて経験的に設定するのが好ましい。

また、溝１０の形成範囲については、中間シャフト２の軸方向中間領域としているが、溝１０による環状隙間６の通気性を確保するために、溝１０の軸方向両端を、ダイナミックダンパ５の装着領域の軸方向両側より外側に、はみ出すように配置させている。

但し、前記溝１０の長手方向両端のはみ出し寸法については、特に限定されるものではない。ゆえに、図５に示すように、溝１０のはみ出し寸法を十分に大きくせずとも、例えば図６に示すように、ダイナミックダンパ５の軸方向両端から溝１０をわずかでもはみ出させるようにしていればよい。

さらに、溝１０の長手方向両端部分は、その深さを端縁へ向けて漸次浅く設定することによって、溝１０の長手方向両端部分の溝底が湾曲形状とされている。なお、この溝１０の軸方向両端部分の溝底は、テーパ形状とすることも可能である。

このような通気用の溝１０を中間シャフト２に設けている場合、環状隙間６の通気性が良くなるから、中間シャフト２とダイナミックダンパ５とに対して水分や塵埃等の異物がかかったときに、その溝１０を伝って環状隙間６に異物が入り込むことがあると考えられる。

しかしながら、溝１０の存在によって環状隙間６の通気性が良くなっているために、仮に環状隙間６に異物が入り込んだとしても、この環状隙間６内の異物は溝１０から外部に比較的スムースに排出されるようになる。

しかも、ドライブシャフト１の固有振動に伴いダイナミックダンパ５の軸方向中間領域５ａが径方向に振動して共振することによって前記振動を減衰する際に、環状隙間６が適宜に膨張、収縮することがあり、それによって環状隙間６内に一旦入り込んだ異物が外部に強制的に吐き出されるようになる。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、中間シャフト２の外周面に設けた溝１０によって中間シャフト２とダイナミックダンパ５との間の環状隙間６と外部との間の通気性を高めるようにしている。

これにより、仮に環状隙間６内に水分や塵埃等の異物が入り込んだとしても、この異物が環状隙間６から外部へ比較的スムースに排出されるようになるので、環状隙間６内に異物が残留しにくくなる。

そのため、ダイナミックダンパ５の経時的な劣化や中間シャフト２の経時的な腐食を防止するうえで有利となる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。

（１）上記実施形態では、ダイナミックダンパ５の装着対象となる動力伝達軸を自動車のドライブシャフト１、厳密には中間シャフト２とした例を挙げているが、それに限られるものではなく、例えば自動車のプロペラシャフト、あるいは自動車以外でも、各種の工作機械や装置に使用する動力伝達軸を装着対象とすることができる。

（２）上記実施形態において、ダイナミックダンパ５の形状や構成については特に限定されるものではなく、一般的に公知のものであれば、流用することが可能である。例えば、ダイナミックダンパ５の軸方向中間領域５ａと中間シャフト２との間に環状隙間６ができないようにしてもよい。

その場合、中間シャフト２に設ける溝１０によって、ダイナミックダンパ５の軸方向中間領域５ａと中間シャフト２との嵌め合い部分の通気性が良好となる。そのため、水分や塵埃等の異物が溝１０を伝って前記嵌め合い部分に入り込んだとしても、その異物を溝１０から外へ排出させることができるから、前記嵌め合い部分に異物が残留することを防止することができる。

（３）上記実施形態では、ダイナミックダンパ５の軸方向片側（他端側５ｃ）のみに締結部材８を装着しているが、ダイナミックダンパ５の軸方向両端（５ｂ，５ｃ）に締結部材８を装着したものも本発明に含まれる。

また、締結部材８については、例えば円周一箇所が分離されていて、この分離端どうしをねじ等で締結するようなもの等とすることも可能である。

（４）上記実施形態では、溝１０の長手方向両端部分の深さを、端縁へ向けて漸次浅くした例を挙げているが、例えば図７に示すように、溝１０の深さを、長手方向全長にわたって同じ深さに設定することによって、溝１０の長手方向両端縁に、径方向に立ち上がる直角壁面を設けるようにすることが可能である。

この場合も、溝１０による環状隙間６の通気性を確保するために、図７に示しているように、中間シャフト２に装着されるダイナミックダンパ５の軸方向両端から溝１０の長手方向両端をはみ出させるようにする必要がある。

この実施形態においても、上述した実施形態と同様の作用、効果を得ることが可能である。

（５）上記実施形態では、中間シャフト２の外周面に形成する通気用の溝１０を、中間シャフト２の軸心Ｏと平行にした例を挙げているが、例えば図８に示すように、中間シャフト２の軸心Ｏに対し斜め、つまり螺旋形状に形成することも可能である。

この実施形態においても、上述した実施形態と同様の作用、効果を得ることが可能である。

本発明に係る動力伝達軸としてのドライブシャフトの一実施形態を部分的に断面にして示す側面図である。 図１のドライブシャフトの中間シャフトとダイナミックダンパとを分離して示す斜視図である。 図１の（３）−（３）線断面の矢視図である。 図１の（４）−（４）線断面の矢視図である。 図３の（５）−（５）線に沿って上半分のみを断面にした側面図である。 図５において、ダイナミックダンパの軸方向両端からの溝のはみ出し寸法を小さくした場合を示す図である。 本発明に係る動力伝達軸としてのドライブシャフトの他の実施形態で、図５に対応する図である。 本発明に係る動力伝達軸としてのドライブシャフトの他の実施形態で、図２に対応する図である。

符号の説明

１ ドライブシャフト
２ 中間シャフト
５ ダイナミックダンパ
５ａ 軸方向中間領域
５ｂ 軸方向一端側
５ｃ 軸方向他端側
６ 環状隙間
７ 質量部材
８ 締結部材
１０ 溝

Claims (2)

1. 振動を抑制するためのダイナミックダンパが外装された動力伝達軸であって、
   前記ダイナミックダンパの軸方向中間領域は、前記動力伝達軸の外周面との間に環状隙間を作るような形状とされ、
   当該ダイナミックダンパは、その軸方向少なくとも片側の外径側に締結部材が締め付け装着されることで前記動力伝達軸に軸方向に位置決めされた状態で組み付けられ、
   前記動力伝達軸の外周面におけるダイナミックダンパ装着領域に、前記外周面と前記ダイナミックダンパとの間の前記環状隙間を外部と通気させるための溝が設けられており、
   この溝の長手方向両端が、前記ダイナミックダンパの軸方向両端よりも外側に配置されている、ことを特徴とする動力伝達軸。
2. 請求項１に記載の動力伝達軸において、
   前記溝は、動力伝達軸の軸心と平行に設けられる、ことを特徴とする動力伝達軸。

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