JP2008215445A

JP2008215445A - ２重管ダンパー

Info

Publication number: JP2008215445A
Application number: JP2007052122A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kurata; 茂雄倉田
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】エンジン回転を開始から定常状態まで、振動や異音を発生させずスムーズに従動側に伝達し、従動側の回転障害もエンジン側に与えない２重管ダンパーを提供する。
【解決手段】動力伝達機構の動力伝達管２内に装着して、所定トルク以上で動力伝達管２内でスリップするものであり、内筒３、内側ゴム部材４、外筒５及び外側ゴム部材６の順に内側から外側に同じ軸線Ｌ上に配設し、且つ内筒３と外筒５との間にストッパー７を設けてなり、内側ゴム部材４のねじり方向バネ特性を外側ゴム部材６よりも低く設定することで、内筒３及び外筒４が所定角度まで回転するまで内側ゴム部材４により低トルクを伝達し、ストッパー７により回転を止めた後外側ゴム部材６により定常トルクを伝達し、大トルクは動力伝達管２内でスリップし、そのスリップトルク以上を伝達しないで、エンジンの動力伝達に関し、振動や異音を発生させず、それ自体の破損も防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型船舶の船外機などの動力伝達機構における動力伝達管内に装着して使用する２重管ダンパーに関するものであって、より詳しくは、内筒、内側ゴム部材、外筒及び外側ゴム部材の順に内側から外側に同じ軸線上に配設し、これら内筒と外筒との間にストッパーを設け、このストッパーにより内筒及び外筒が所定角度以上回転しないようにした２重管ダンパーに関する。

小型船舶の船外機などの動力伝達機構内にはダンパーが圧入されて装着され、このダンパーは、エンジンのトルクが直接伝わり、そのダンパーの有するねじりバネ成分をプロペラに伝えて、プロペラを回転させて船舶を推進させる。一方、浅瀬などにプロペラが触れて回転障害が起きたとき、ダンパーに設けてあるゴム部材が動力伝達機構内で滑り、エンジンに与えるダメージを軽減する。すなわち、このダンパーのねじりバネ成分の伝達は、図７の特性線Ｆに示すように、トルクと角度との関係が初期のトルクからスリップトルクＴに至るまで、ほぼ直線となる特性を有するのである。このようなダンパーは、図８に示すように、内筒５０上にゴム部材５１を成形した後一次加硫し、それを外筒５２に圧入して、さらに、二次加硫にて接着して製作する。

ところが、上記のダンパーは、エンジンの動力をプロペラに伝えるために、アイドリング状態からギアーを入れたりなどのエンジンのトルク変動の際、ゴム部材５１のねじりバネ方向特性が高いから振動や異音が発生し、人に不快感を感じさせる。そこで、このような振動や異音の発生を軽減するものとして、以下のようなダンパーが知られている。
特開２００６−１８３６９４号公報

この特許文献１のダンパーは、図９に示すように、上部カップリング６０、下部カップリング６１、ブッシュ６２、圧縮コイルバネ６３、ねじりバネ６４を主要構成要素とし、上部カップリング６０にエンジン側ドライブシャフト６５をつなげ、下部カップリング６１にプロペラ側ドライブシャフト６６をつなげている。これにより、エンジンの低回転時の回転変動はねじりバネ６４のねじり変形によって吸収され、エンジンの出力トルクが増大すると、ねじりバネ６４がさらに大きくねじり変形して、上部カップリング６０の突起部６７が下部カップリング６１の突起部６８に当接して、エンジンの高出力トルクはエンジン側ドライブシャフト６５からプロペラ側ドライブシャフト６６に伝達されて、プロペラの回転変動による船舶の振動、騒音の発生を防止するものである。

しかしながら、特許文献１のダンパーは、構造が複雑であり、その上、プロペラ側に回転障害が起きたとき、エンジンのトルクは上部カップリング６０の突起部６７が下部カップリング６１の突起部６８に当接して、エンジン側ドライブシャフト６５からプロペラ側ドライブシャフト６６に伝達している構造であるため、エンジンに与えるダメージを軽減することが出来ないという問題がある。また、他の部位にて対応可能であるとしても、それではさらに構造が複雑となる。

そこで、本発明の目的は、エンジンの回転動力を開始時から定常状態に至るまで、振動や異音を発生させることなくスムーズに従動側に伝達し、且つ従動側に回転障害が生じてもエンジン側に与えるダメージを最小限に留めることができ、しかも構造が単純な２重管ダンパーを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、本発明によれば、動力伝達機構における動力伝達管内に装着して、所定トルク以上で動力伝達管内でスリップする２重管ダンパーであって、内筒、内側ゴム部材、外筒及び外側ゴム部材の順に内側から外側に同じ軸線上に配設し、且つ前記内筒と前記外筒との間にストッパーを設けてなり、前記内側ゴム部材のねじり方向バネ特性は前記外側ゴム部材よりも低く設定して、内筒及び外筒のいずれか一方がいずれか他方に対して、前記軸線上で所定角度以上回転した際、前記ストッパーによってその回転を止めるようにしたことを特徴とする２重管ダンパーを提供するものである。

また、本発明によれば、前記内側ゴム部材のねじり方向バネ特性は、ゴム硬度及び／またはゴム量により設定する２重管ダンパーを提供するものである。

また、本発明によれば、前記外側ゴム部材のねじり方向バネ特性は、ゴム硬度及び／またはゴム量により設定する２重管ダンパーを提供するものである。

本発明の２重管ダンパーは、エンジンの回転動力の初期入力時に、ねじり方向バネ特性の低い内側ゴム部材が働き、低トルクを伝達することで対応し、エンジンの入力がその内側ゴム部材の限界に近づくと、ストッパーにより内側ゴム部材のねじりを強制的に止め、ねじり方向バネ特性の高い外側ゴム部材が働き、エンジンの通常入力時におけるトルクを伝達することで対応し、通常入力を大きく越えた大入力時に、動力伝達管内で外側ゴム部材がスリップすることで、それ以上のトルクが伝達されないようにすることで対応する。したがって、エンジンの回転動力を開始時から通常状態に至るまで、振動や異音を発生させることなくスムーズに従動側に伝達し、且つ従動側に回転障害が生じたりして大入力があっても、スリップしてエンジン側並びに従動側に対してもダメージを最小限にくい止め、且つ２重管ダンパー自体の損傷も防ぐことができるという効果が得られる。

また、本発明の２重管ダンパーは、内側ゴム部材のねじり方向バネ特性は、状況に応じてゴム硬度及び／またはゴム量を変えることで設定するために、上記効果に加えて、ゴム硬度及び／またはゴム量により、必要とする内側ゴム部材のねじり方向バネ特性を自在に得ることができる。

さらに、本発明の２重管ダンパーは、外側ゴム部材のねじり方向バネ特性が、状況に応じてゴム硬度及び／またはゴム量を変えることで任意に設定することができるため、上記効果に加えて、ゴム硬度及び／またはゴム量により、必要とする外側ゴム部材のねじり方向バネ特性を自在に得ることができる。また、ゴム硬度及び／またはゴム量を変えることによりスリップトルクを任意に設定することもできる。

以下に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の実施形態の２重管ダンパーを示す斜視図、図２はストッパー側から見た２重管ダンパーの側面図、図３は図２のII−II線に沿う断面図、図４は反ストッパー側から見た２重管ダンパーの側面図である。
図面において、２重管ダンパー１は、動力伝達機構における動力伝達管２内に圧入し装
着して、所定トルク以上で動力伝達管２内でスリップするものである。この２重管ダンパー１は、内筒３、内側ゴム部材４、外筒５及び外側ゴム部材６の順に内側から外側に同じ軸線Ｌ上に配設し、且つ内筒３と外筒５との間にストッパー７を設けてなり、内側ゴム部材４のねじり方向バネ特性は外側ゴム部材６よりも低く設定して、内筒３及び外筒４のいずれか一方がいずれか他方に対して、軸線Ｌ上で所定角度以上回転した際、ストッパー７によってその回転を止めるようにしたものである。

前記内筒３は、一端に鍔１０がついている円筒体であり、比較的厚肉のアルミダイキャスト、真鍮、鉄などの金属により構成されており、前記外筒５は、比較的薄肉の金属により構成され、円筒体を成している。そして、これら内筒３及び外筒５の間には、ストッパー７が設けられ、このストッパー７は、内筒３の鍔１０を切り欠くことで形成した軸線Ｌ上で９０度ずつずれた４本の内歯１１と、外筒５の一端から軸線Ｌ上で９０度ずつずらし延出させて形成した４本の外歯１２と、で構成する。これら内歯１１と外歯１２との間は、前記軸線Ｌを中心として回転方向に２０度ずつ離れている。したがって、内筒３及び外筒５がどちらの方向に回転しても、２０度回転すると内歯１１と外歯１２とが当接し、すなわち、ストッパー７が作用してそれ以上内筒３及び外筒５が回転することはない。なお、ストッパー７は２０度で作用するようにしたが特に限定はなく、内側ゴム部材４のねじり方向バネ特性に応じて、ストッパー７の作用角度を設定することが出来る。

前記内側ゴム部材４は、上記の内筒３及び外筒５の間に介在するものであり、リング状に３つに分かれているが、構成は特にこれに限定されるものではない。内側ゴム部材４のねじり方向バネ特性ｆ１は、外側ゴム部材６のねじり方向バネ特性ｆ２よりも低く（図７参照）、且つそのねじり角度が２０度になっても破断しないことが条件となる。そして、この内側ゴム部材４のねじり方向バネ特性は、そのゴム硬度及び／またはゴム量により設定されるが、ゴム硬度が主体的に働き、それを補うものとして、厚みや長さにより決定されるゴム量がある。内側ゴム部材４は、その硬度がＪＩＳＡ４０度ないし７０度の範囲を確保でき、例えば５０度近辺のものであり、２０度ねじれても破断しない材質のものである。その具体的な材質は、ＮＲ（ネオプレンゴム）、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＮＲ＋ＳＢＲのブレンド品が主に使用される。他のゴム材質であっても、その硬度がＪＩＳＡ４０度ないし７０度の範囲を確保でき、且つ２０度ねじれても破断しないものであれば、内側ゴム部材４として採用できる。

そして、この内側ゴム部材４は、エンジンの回転動力の初期入力時に、その低いねじり方向バネ特性を発揮して、低トルクにして振動や異音を発生させないでスムーズに従動側に伝達するものである。そのエンジンの入力が内側ゴム部材４の強度の限界に近づくと、内側ゴム部材４はストッパー７によりそのねじりを強制的に止められるから、破断などの損傷が発生しない。

前記外側ゴム部材６は、上記の外筒５の外周面に貼られているものであり、上述の動力伝達機構における動力伝達管２内に、完成品である２重管ダンパー１が圧入により装着されることで、その機能を果たすものである。すなわち、内側ゴム部材４がねじり方向に２０度回転した後、ストッパー７が作用して、内側ゴム部材４のねじり方向バネが止まった後、外側ゴム部材６がねじり方向にさらに所定角度、例えば、２０度まで回転するのを担当し、エンジンの通常入力時に、そのねじり方向バネ特性ｆ２を発揮して、そのトルクを振動や異音を発生させないでスムーズに従動側に伝達し続けるものである。その限界を越える大入力になると、外側ゴム部材６は動力伝達管２内を滑り（スリップトルクＴ）、それ以上のトルクがかからず、エンジン側並びに従動側に対してもダメージを最小限にくい止めることができ、且つ外側ゴム部材６自体、ひいては２重管ダンパー１の破断などの損傷も防ぐことができる。

この外側ゴム部材６は、そのねじり方向バネ特性が内側ゴム部材４よりも高く、ねじり角度が、例えば、２０度になっても破断しないことが条件となる。その具体的な材質は、前記内側ゴム部材４と同じであるが、その硬度がＪＩＳＡ６０度ないし８０度の範囲を確保できる、例えば７５度近辺のもので、２０度ねじれても破断しないものであれば、外側ゴム部材６として採用できる。

上記のような２重管ダンパー１は、以下のようにして製作される。
まず、内筒３は真鍮製で、内側ゴム部材４はＮＲ（ネオプレンゴム）＋ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）のブレンド品で、ゴム硬度がＪＩＳＡ５０度のゴム素材を使用し、外筒５も真鍮製を用い、外側ゴム部材６は内側ゴム部材４と同じブレンド品で、ゴム硬度がＪＩＳＡ７５度である。
内筒３の外周面上に内側ゴム部材４を成形した後一次加硫する（図５、６参照）。次に外筒５の外周面上に外側ゴム部材６を成形した後一次加硫する。そして、外側ゴム部材６を一次加硫後の外筒５に、内側ゴム部材４を一次加硫後の内筒３を圧入し、さらに、これらを二次加硫にて接着して製作する。

次に、上記構成になる２重管ダンパー１の作用について詳述する。
まず、例えば、小型船舶の船外機の機動力伝達機構における動力伝達管２内に装着可能な２重管ダンパー１を選択し、この２重管ダンパー１の外側ゴム部材６を動力伝達管２内に圧入すると共に、内筒３内にドライブシャフトを差し込み固着することで、動力伝達機構内に２重管ダンパー１を組み込む。この状態で、船外機のエンジンを駆動させると、機動力伝達機構に入力され、その際２重管ダンパー１のねじり方向バネ特性ｆ１の低い内側ゴム部材３が対応して低トルクがプロペラに伝達される。その後、内側ゴム部材３のねじり方向角度の限界に近づくと、例えば２０度を超えると、ストッパー７の内歯１１と外歯１２とが当接し、内側ゴム部材３のねじり回転を強制的に止め、通常入力時に入って外側ゴム部材６が働き（ｆ２）対応して、定常トルクがプロペラに伝達され、小型船舶は推進することになる。

小型船舶が推進して、例えば浅瀬などに乗り上げ、従動側のプロペラが回転しなくなることで大トルクが生じたとき、動力伝達管２内で外側ゴム部材６がスリップして、このスリップトルクＴ以上のトルクが伝達されることはない。したがって、エンジンの回転動力を開始時から定常状態に至るまで、振動や異音を発生させることなくスムーズに従動側に伝達し、且つ従動側に回転障害が生じたりして大トルクが発生しても、スリップトルクＴ以上のトルクがエンジン側並びに従動側に伝達されることがなく、ダメージを最小限にくい止め且つ２重管ダンパー１自体の損傷も防ぐことができる。

以上、本発明の実施例１を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更は、適宜可能であると理解されるべきである。

本発明の２重管ダンパーは、回転方向のトルクを多段階で調整できて、エンジンの回転動力を開始時から定常状態に至るまで、振動や異音を発生させることなくスムーズに従動側に伝達し、且つ従動側に回転障害が生じてもエンジン側に与えるダメージを最小限に留めたいような場合に、極めて高い利用価値がある。

本発明の実施例１に示した実施形態の２重管ダンパーを示す斜視図である。実施例１に示したストッパー側から見た２重管ダンパーの側面図である。図２のII−II線に沿う断面図である。実施例１の反ストッパー側から見た２重管ダンパーの側面図である。実施例１の２重管ダンパーの内筒をストッパー側から見た側面図である。図５のVI−VI線に沿う断面図である。ダンパーのねじり方向のトルクと角度との特性図である。ダンパーの従来例を示す半裁断面図である。ダンパーの従来例を示す斜視図である。

符号の説明

１２重管ダンパー
２動力伝達管
３，５０内筒
４内側ゴム部材
５，５２外筒
６外側ゴム部材
７ストッパー
１０鍔
１１内歯
１２外歯
５１ゴム部材
６０上部カップリング
６１下部カップリング
６２ブッシュ
６３圧縮コイルバネ
６４ねじりバネ
６５エンジン側ドライブシャフト
６６プロペラ側ドライブシャフト
６７，６８突起部
Ｆ特性線
ｆ１内側ゴム部材のねじり方向バネ特性
ｆ２外側ゴム部材のねじり方向バネ特性
Ｌ軸線
Ｔスリップトルク

Claims

動力伝達機構における動力伝達管内に装着して、所定トルク以上で動力伝達管内でスリップする２重管ダンパーであって、内筒、内側ゴム部材、外筒及び外側ゴム部材の順に内側から外側に同じ軸線上に配設し、且つ前記内筒と前記外筒との間にストッパーを設けてなり、前記内側ゴム部材のねじり方向バネ特性は前記外側ゴム部材よりも低く設定して、内筒及び外筒のいずれか一方がいずれか他方に対して、前記軸線上で所定角度以上回転した際、前記ストッパーによってその回転を止めるようにしたことを特徴とする２重管ダンパー。
前記内側ゴム部材のねじり方向バネ特性は、ゴム硬度及び／またはゴム量により設定する請求項１記載の２重管ダンパー。
前記外側ゴム部材のねじり方向バネ特性は、ゴム硬度及び／またはゴム量により設定する請求項１または２記載の２重管ダンパー。