JP6872316B2 - プロペラシャフト用ダイナミックダンパ - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のプロペラシャフトの内周に取り付けられて、このプロペラシャフトに発生する振動や騒音を抑制するダイナミックダンパに関する。

自動車のエンジンからトランスミッションを介して出力される駆動力を後輪に伝達するプロペラシャフトの曲げ振動（軸直角方向の振動）や騒音を低減するため手段として、従来から、例えば図４に示すように、外周面にゴム弾性体からなる弾性層１０４が形成された金属製のスリーブ１０１と、このスリーブ１０１の内周に同心的に配置した金属製の質量体１０２との間を、円周方向複数箇所に配置したゴム弾性体からなる弾性支持部材１０３によって弾性的に連結してなる構造を備え、外周の弾性層１０４をもって中空のプロペラシャフトの内周に圧入嵌着されるダイナミックダンパ１００が知られている（例えば下記の先行技術文献参照）。

すなわちこの種のダイナミックダンパ１００は、プロペラシャフトに軸直角方向への振動が発生すると、その振幅が最も増大する周波数帯域で、弾性支持部材１０３をばねとし質量体１０２を質量とするばね−質量系が共振し、その振動波形の位相が入力振動と逆位相となる動的吸振作用によって、入力振動の振幅のピークを低減するものである。

特開平９−１６４８５４号公報 特開平９−１１７６２号公報

ここで、この種のダイナミックダンパ１００において、スリーブ１０１は、プロペラシャフトの内周面への固定力を確保するために必要な剛性を有するものであり、その外周にゴム弾性体で形成された弾性層１０４は、プロペラシャフトの内径寸法のばらつきを吸収して、ある程度の締め代をもってプロペラシャフトの内周面に圧接することによりダイナミックダンパ１００をしっかり取り付けるための固定力を得るものである。しかしながら、例えば弾性支持部材１０３の耐久性を高めるために、弾性支持部材１０３の径方向長さＬを長く設定する場合は、スリーブ１０１を大径にする必要があり、その分、弾性層１０４の径方向肉厚Ｔを減少させることになるため、プロペラシャフトの内径寸法のばらつきに対する追随性が悪化してしまう。

すなわち、ダイナミックダンパ１００をプロペラシャフトに圧入する際に、このプロペラシャフトの内周面とスリーブ１０１の外周面との間で弾性層１０４が径方向に挟圧されることから、プロペラシャフトの内径寸法のばらつきによっては、弾性層１０４の圧縮率が過大となってプロペラシャフトへの取り付けの作業性が悪化してしまい、あるいは逆に、弾性層１０４の圧縮率が過小となって固定力が不足してしまう可能性がある。

また、弾性支持部材１０３は、成形後の体積収縮によって内部に引っ張り応力が生じているため、使用時に何らかの原因でわずかな損傷や亀裂を生じただけで、動的吸振作用によって弾性支持部材１０３が大きく変形した時などに破断してしまうおそれがある。弾性支持部材１０３の成形収縮による引っ張り応力を解消するには、例えばスリーブ１０１の絞り加工などによって弾性支持部材１０３に径方向の予圧縮を与えることが有効であるが、図４に示す例のように、スリーブ１０１の外周に弾性層１０４が形成されたものは、スリーブ１０１の絞り加工による予圧縮を与えることはできず、弾性支持部材１０３の耐久性を向上させることが困難であった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、プロペラシャフトの内周に組み込まれるダイナミックダンパにおいて、プロペラシャフトの内径寸法のばらつきに対する良好な追随性と、弾性支持部材の良好な耐久性を確保することにある。

上述した技術的課題を解決するための手段として、本発明に係るプロペラシャフト用ダイナミックダンパは、外周面にゴム弾性体からなる弾性層が設けられたスリーブと、このスリーブの内周に同心的に配置した質量体との間を、円周方向複数箇所に配置したゴム弾性体からなる弾性支持部材によって弾性的に連結してなる構造を備え、前記スリーブに、前記弾性支持部材の外径側に位置する複数の開口部が形成され、前記弾性支持部材と前記外周面において前記開口部より大きくひろがった前記弾性層とが、前記開口部を通じて互いに連続しており、
前記開口部と前記質量体の外周側面とが前記質量体の径方向直上に重なるように、前記開口部の軸方向位置が設定され、
前記弾性支持部材は、前記開口部と前記質量体の前記外周側面との間を径方向にのびる支持部を含み、
前記支持部は、前記開口部の軸方向の径の大きさと同じ程度の軸方向厚さを持つように構築されたことを特徴とするものである。

本発明に係るプロペラシャフト用ダイナミックダンパによれば、プロペラシャフトへの圧入によって圧縮される弾性層の一部がスリーブの開口部を通じて内径側へ変形することによって、弾性層の圧縮率が緩和されるため、内径寸法のばらつきに対する追随性が向上し、しかも弾性層の一部がスリーブの開口部を通じて内径側へ変形することでその内径側に位置する弾性支持部材が予圧縮されるため、弾性支持部材の成形収縮が解消されて耐久性を向上させることができる。

本発明に係るプロペラシャフト用ダイナミックダンパの好ましい実施の形態を、軸心方向から見た正面図である。 図１におけるII−II線断面図である。 本発明に係るプロペラシャフト用ダイナミックダンパの好ましい実施の形態において用いられるスリーブの斜視図である。 従来のプロペラシャフト用ダイナミックダンパの一例を、軸心方向から見た正面図である。

以下、本発明に係るプロペラシャフト用ダイナミックダンパの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示す実施の形態のダイナミックダンパ１０は、外周面に弾性層１４が設けられたスリーブ１１と、このスリーブ１１の内周に同心的に配置した金属製の質量体１２との間を、円周方向等間隔で複数箇所（図示の例では５箇所）に配置した弾性支持部材１３によって弾性的に連結してなる構造を備える。

スリーブ１１は、例えば金属からなるものであって、装着対象の不図示のプロペラシャフトの内径より適宜小径の円筒状をなしており、各弾性支持部材１３と等位相上に位置して、複数箇所（図示の例では５箇所）に、図３に示すような円形の開口部１１ａが開設されている。また、質量体１２は、例えば金属からなるものであって、円柱状に形成されている。

弾性支持部材１３は、ゴム弾性体（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるものであって、それぞれ半径方向へ延びており、その外径端部はスリーブ１１に一体的に加硫接着され、その内径端部は質量体１２に一体的に加硫接着されている。また、弾性支持部材１３の外径端部から延びる外周ゴム膜部１３ａが、スリーブ１１の内周面を覆うように形成されており、弾性支持部材１３の内径端部から延びる内周ゴム膜部１３ｂが、質量体１２の外周面を覆うように形成されている。

弾性層１４は弾性支持部材１３と同じゴム弾性体からなるものであって、装着対象の不図示のプロペラシャフトの内周面に対して適度な締め代を有するように、プロペラシャフトの内径よりわずかに大径の円筒状をなしてスリーブ１１の外周面に一体的に加硫接着されている。そして各弾性支持部材１３と弾性層１４は、スリーブ１１の開口部１１ａを通じて互いに連続している。

上記構成を備えるダイナミックダンパ１０は、不図示の金型内に、スリーブ１１及び質量体１２を互いに同心的に位置決めしてセットし、型締めして、スリーブ１１と質量体１２の間及びスリーブ１１の外周側に金型によって画成されたキャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、弾性支持部材１３及び弾性層１４の加硫成形と同時にスリーブ１１及び質量体１２に加硫接着することによって製造される。

詳しくは、スリーブ１１は、金型内へセットする際に、各開口部１１ａが各弾性支持部材１３を成形するキャビティと略同位相となるように円周方向へ位置決めされる。また、金型における未加硫ゴム材料の注入ゲートは、各弾性支持部材１３を成形するキャビティに開口している。すなわち図示の例では、円周方向５か所に注入ゲートが存在する。なお、図１及び図２における参照符号１３ｃは、注入ゲートの存在により形成された成形痕である。

したがって、各注入ゲートから注入される未加硫ゴム材料は、各弾性支持部材１３を成形するキャビティへ充填された後、スリーブ１１の各開口部１１ａを通ってスリーブ１１の外周側のキャビティへ流入して互いに合流しながら充填され、未加硫ゴム材料が円滑に賦形される。このため、スリーブ１１の内周側と外周側の間の射出圧差が生じにくく、その結果、スリーブ１１の変形が防止され、スリーブ１１の外周側に成形される弾性層１４の厚みのばらつきや真円度の誤差の発生も抑制されるので、寸法精度の高いダイナミックダンパ１０が得られる。

そしてこのダイナミックダンパ１０は、不図示のプロペラシャフトの内周における所定の位置へ圧入嵌着することにより装着されるものであって、装着状態において、弾性支持部材１３をばねとし、質量体１２を質量とするばね−質量系の軸直角方向の共振周波数は、プロペラシャフトの曲げ振動（軸直角方向の振動）の振幅が最も増大する周波数帯域となるように同調されているので、プロペラシャフトに、回転に伴い軸直角方向への振動が発生すると、このような周波数帯域で弾性支持部材１３と質量体１２からなるばね−質量系が共振し、その振動波形が入力振動と逆位相となる動的吸振作用によって、入力振動の振幅のピークを低減し、プロペラシャフトの振動及び騒音を有効に低減することができる。

プロペラシャフトの内周へダイナミックダンパ１０を圧入する際には、弾性層１４が、プロペラシャフトの内周面とスリーブ１１の外周面との間で、締め代の分だけ径方向への圧縮を受けるが、この弾性層１４を構成するゴム弾性体の一部に、スリーブ１１の各開口部１１ａから各弾性支持部材１３側への逃げを生じるため、弾性層１４の圧縮率が緩和され、プロペラシャフトの内径寸法のばらつきに対する追随性が向上する。すなわちプロペラシャフトの内径寸法が、誤差によって設計値よりわずかに小さい場合に、弾性層１４の圧縮率が過大となってプロペラシャフトへの圧入作業性が悪化するのを抑制し、あるいは逆に、プロペラシャフトの内径寸法が、誤差によって設計値よりわずかに大きい場合に、弾性層１４の圧縮率が過小となって固定力が不足してしまうのを抑制することができる。

また、プロペラシャフトの内周への圧入過程で、弾性層１４のゴム弾性体の一部が、圧縮応力によってスリーブ１１の開口部１１ａを通じて内径側へ変形することによって、開口部１１ａの内径側に位置する弾性支持部材１３が予圧縮されるため、弾性支持部材１３の成形後の収縮による引っ張り応力が解消される。したがって、動的吸振作用によって弾性支持部材１３が大きく変形した時などに、わずかな損傷や亀裂に起因して破断してしまうのを有効に防止し、弾性支持部材１３の耐久性を向上させることができる。

また、上述のように、プロペラシャフトの内径寸法のばらつきに対する弾性層１４の良好な追随性が確保されることから、スリーブ１１を大径にすることによって弾性層１４の径方向肉厚Ｔを減少させることができる。そしてその分、弾性支持部材１３の径方向長さＬを長く設定することができることから、これによっても、弾性支持部材１３の耐久性を高めることができる。

しかも上述のように、弾性支持部材１３の予圧縮が、プロペラシャフトの内周へのダイナミックダンパ１０の圧入によって行われるものであるため、ダイナミックダンパ１０の製造過程で弾性支持部材１３の予圧縮のための工程を必要とせず、したがって低コストで製造することができる。

１０ ダイナミックダンパ
１１ スリーブ
１１ａ 開口部
１２ 質量体
１３ 弾性支持部材
１４ 弾性層

Claims (1)

1. 外周面にゴム弾性体からなる弾性層が設けられたスリーブと、このスリーブの内周に同心的に配置した円柱状の質量体との間を、円周方向複数箇所に配置したゴム弾性体からなる弾性支持部材によって弾性的に連結してなる構造を備え、前記スリーブに、前記弾性支持部材の外径側の端部と接続する複数の開口部が形成され、前記弾性支持部材と前記外周面において前記開口部より大きくひろがった前記弾性層とが、前記開口部を通じて互いに連続しており、
   前記開口部と前記質量体の外周側面とが前記質量体の径方向直上に重なるように、前記開口部の軸方向位置が設定され、
   前記弾性支持部材は、前記開口部と前記質量体の前記外周側面との間を径方向にのびる支持部を含み、
   前記支持部は、前記開口部の軸方向の径の大きさと同じ程度の軸方向厚さを持つように構築されたプロペラシャフト用ダイナミックダンパ。

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