JP2018119603A - ダンパ構造体及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイナミックダンパをシャフトに容易に装着して位置決めし得るダンパ構造体を提供する。
【解決手段】 シャフト１４にダイナミックダンパ４２を装着したダンパ構造体４１であって、ダイナミックダンパ４２は、シャフト１４にバンド４８の締め付けにより外嵌固定された筒状の取付部４３と、その取付部４３に連設され、シャフト１４との間に形成された内部空間５１を有する筒状の本体部４５と、その本体部４５に収容された筒状のダンパ部４６とを備え、取付部４３に、シャフト１４への装着時に本体部４５の内部空間５１にエアを充填するための注入孔５２を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系、例えば自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれ、回転軸の振動を抑制するダンパ構造体及びその組立方法に関する。

例えば、自動車の動力伝達系を構成するシャフトには、エンジンと車輪軸受装置を繋ぐドライブシャフトや、変速機から減速歯車装置に動力を伝達するプロペラシャフトがある。この種のシャフトでは、高速回転に伴って曲げ振動や捩り振動などの有害振動が発生することがある。

自動車に要求される乗り心地や静粛性などを確保するためには、前述の有害振動を抑制する必要がある。この有害振動を抑制するため、シャフトにダイナミックダンパを取り付けたダンパ構造体を採用することにより、固有振動数を調整するようにしている。

従来のダンパ構造体１４１は、図７に示すように、シャフト１１４に外嵌固定された一対の筒状取付部１４３，１４４と、一対の取付部１４３，１４４間に一体的に配置された筒状本体部１４５とからなるダイナミックダンパ１４２を具備する。

一方の取付部１４３の外周面には環状の凹溝１４７が形成されている。この凹溝１４７にバンド１４８を嵌合して締め付けることによりダイナミックダンパ１４２をシャフト１１４に位置決め固定している。本体部１４５には、筒状のダンパ部１４６が収容されている。この本体部１４５とシャフト１１４との間には内部空間１５１が形成されている。

ダイナミックダンパ１４２は、取付部１４３，１４４と本体部１４５との間に配された支持部１４９，１５０により、取付部１４３，１４４に対して本体部１４５を弾性的に支持する構造を具備する。このダイナミックダンパ１４２は、支持部１４９，１５０のばね定数とダンパ部１４６の質量とによって固有振動数が決定される部品である。

以上の構成からなるダンパ構造体１４１では、シャフト１１４に発生する有害振動の卓越振動数にダイナミックダンパ１４２の固有振動数を合わせる。これにより、シャフト１１４の振動エネルギーをダイナミックダンパ１４２の共振により吸収することで、有害振動を抑制するようにしている。

一方、ダンパ構造体１４１では、ダンパ部１４６が収容された本体部１４５とシャフト１１４との間に内部空間１５１が形成されている。この内部空間１５１に水分が侵入すると、その水分によりシャフト１１４が腐食して強度低下を引き起こす可能性がある。

このような問題を解消するため、ダイナミックダンパ１４２の内部へ水分が侵入することを防止したダンパ構造体１４１が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１で開示されたダンパ構造体１４１は、ダイナミックダンパ１４２の取付部１４３，１４４の内径をシャフト１１４の外径よりも小さくすることにより、シャフト１１４に対してダイナミックダンパ１４２に締め代を設けている。

このダンパ構造体１４１では、シャフト１１４にダイナミックダンパ１４２を装着するに際して、ダイナミックダンパ１４２の取付部１４３，１４４をシャフト１１４に圧入することにより、ダイナミックダンパ１４２の取付部１４３，１４４をシャフト１１４に密着させることで、外部からの水分の侵入を防止している。

特許第４６６４２６２号公報

ところで、特許文献１で開示されたダンパ構造体１４１は、シャフト１１４に対してダイナミックダンパ１４２に締め代を設けた構造を具備する。この締め代でもって、ダイナミックダンパ１４２の取付部１４３，１４４をシャフト１１４に圧入することにより、ダイナミックダンパ１４２をシャフト１１４に位置決め固定するようにしている。

このダンパ構造体１４１では、ダイナミックダンパ１４２をシャフト１１４に確実に固定しようとすると、シャフト１１４に対するダイナミックダンパ１４２の圧入代が大きくなる。このことから、圧入荷重の増大、位置決め不良などの不具合が発生し易く、良好なダイナミックダンパ１４２の装着状態を得ることが困難となる。

そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、ダイナミックダンパをシャフトに容易に装着して位置決めし得るダンパ構造体及びその組立方法を提供することにある。

本発明のダンパ構造体は、回転軸にダイナミックダンパを装着した構造を具備する。

本発明のダイナミックダンパは、回転軸にバンドの締め付けにより外嵌固定された筒状の取付部と、その取付部に連設され、回転軸との間に形成された内部空間を有する筒状の本体部と、その本体部に収容された筒状のダンパ部とを備えている。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係るダンパ構造体は、取付部に、回転軸への装着時に本体部の内部空間にエアを充填するための注入孔を設けたことを特徴とする。また、本発明に係るダンパ構造体の組立方法は、取付部に注入孔を設け、ダイナミックダンパを回転軸に装着する時、注入孔から内部空間にエアを充填することを特徴とする。

なお、取付部は、本体部の軸方向両側に設けられていることが好ましい。この場合、少なくとも一方の取付部に注入孔が設けられていればよい。

本発明では、ダイナミックダンパの回転軸への装着時、取付部の注入孔から本体部の内部空間にエアを充填する。これにより、外部からの水分の侵入を防止するため、回転軸に対してダイナミックダンパに締め代を設けた場合であっても、回転軸に対するダイナミックダンパの圧入代を小さくすることができる。この圧入荷重の低減により、ダイナミックダンパを回転軸に圧入して位置決め固定することが容易となる。

本発明における注入孔は、取付部のバンド締め付け部位に開口し、バンドにより注入孔の開口部が閉塞されている構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、ダイナミックダンパの回転軸への圧入および位置決め後、取付部のバンド締め付け部位に設けられた注入孔の開口部をバンドで閉塞することができる。これにより、外部からの水分の侵入を未然に防止することができる。

本発明において、取付部の内周面に、注入孔と本体部の内部空間とに連通するスリットが形成されている構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、ダイナミックダンパの回転軸への装着時、取付部の注入孔から供給されるエアがスリットを介して本体部の内部空間へ流入することになる。そのため、取付部の注入孔から本体部の内部空間にエアを充填することが容易となる。

本発明によれば、外部からの水分の侵入を防止するため、回転軸に対してダイナミックダンパに締め代を設けた場合であっても、ダイナミックダンパの回転軸への装着時、回転軸に対するダイナミックダンパの圧入代を小さくすることができる。この圧入荷重の低減により、ダイナミックダンパを回転軸に圧入して位置決め固定することが容易となる。

その結果、ダンパ構造体において、ダイナミックダンパを回転軸に装着する上で組み付け性の向上が図れる。

本発明の実施形態で、ダイナミックダンパの組み付け完了状態を示す部分断面図である。 図１のダイナミックダンパの組み付け途中状態を示す部分断面図である。 図１のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施形態で、ダイナミックダンパの組み付け完了状態を示す部分断面図である。 図４のダイナミックダンパの組み付け途中状態を示す部分断面図である。 本発明のダイナミックダンパを装着したドライブシャフトを示す断面図である。 従来のダンパ構造体を示す部分断面図である。

本発明に係るダンパ構造体及びその組立方法の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。

例えば、自動車の動力伝達系を構成するシャフトには、エンジンと車輪軸受装置を繋ぐドライブシャフトや、変速機から減速歯車装置に動力を伝達するプロペラシャフトがある。この種のシャフトでは、高速回転に伴って曲げ振動や捩り振動などの有害振動が発生することがある。

自動車に要求される乗り心地や静粛性などを確保するためには、前述の有害振動を抑制する必要がある。この有害振動を抑制するため、シャフトにダイナミックダンパを取り付けたダンパ構造体を採用することにより、固有振動数を調整するようにしている。

図６に示す実施形態は、ドライブシャフト１１にダイナミックダンパ４２を取り付けたダンパ構造体４１を例示する。なお、このダンパ構造体４１は、ドライブシャフト１１以外に、プロペラシャフトにも適用可能である。

ドライブシャフト１１は、一般的に、エンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手１２を、車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手１３をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手１２，１３をシャフト１４で連結した構造を具備する。

摺動式等速自在継手１２にはトリポード型やダブルオフセット型がある。例えば、トリポード型等速自在継手１２は、外側継手部材１５と、トリポード部材１６と、複数個のローラ１７とで主要部が構成されている。この等速自在継手１２は、トリポード部材１６およびローラ１７からなる内部部品１８が外側継手部材１５に対して角度変位および軸方向変位可能な構造を具備する。

外側継手部材１５は、軸方向に延びる直線状トラック溝１９が円筒状内周面２０に形成されている。トラック溝１９は、外側継手部材１５の軸線方向に直線状に延びる断面円弧状のローラ案内面２１を有する。トリポード部材１６は、先端がトラック溝１９の底部付近まで半径方向に延在した脚軸２２を有する。

ローラ１７は、外側継手部材１５のローラ案内面２１と脚軸２２の外周面との間に複数の針状ころ（図示せず）を介して回転自在に配設される。このローラ１７は、トリポード部材１６の脚軸２２に対して回転しながら、外側継手部材１５のトラック溝１９のローラ案内面２１上を転動する。

この等速自在継手１２は、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材１５とシャフト１４との間に、外側継手部材１５の開口部を閉塞するゴム製の蛇腹状ブーツ２３をブーツバンド２４，２５により締め付け固定したシール構造を具備する。

固定式等速自在継手１３にはツェッパ型やアンダーカットフリー型がある。例えば、ツェッパ型等速自在継手１３は、外側継手部材２６と、内側継手部材２７と、複数個のボール２８と、ケージ２９とで主要部が構成されている。この等速自在継手１３は、内側継手部材２７、ボール２８およびケージ２９からなる内部部品３０が外側継手部材２６に対して角度変位可能な構造を具備する。

外側継手部材２６は、軸方向に延びる円弧状トラック溝３１が球面状内周面３２に形成されている。内側継手部材２７は、外側継手部材２６のトラック溝３１と対をなして軸方向に延びる円弧状トラック溝３３が球面状外周面３４に形成されている。

ボール２８は、外側継手部材２６のトラック溝３１と内側継手部材２７のトラック溝３３との間に介在して回転トルクを伝達する。ケージ２９は、外側継手部材２６の内周面３２と内側継手部材２７の外周面３４との間に配されてボール２８を保持する。

この等速自在継手１３は、継手内部に封入された潤滑剤の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材２６とシャフト１４との間に、外側継手部材２６の開口部を閉塞する樹脂製の蛇腹状ブーツ３５をブーツバンド３６，３７により締め付け固定したシール構造を具備する。

以上の構成からなる摺動式等速自在継手１２と固定式等速自在継手１３とをシャフト１４で連結することによりドライブシャフト１１を構成する。シャフト１４の一端は、スプライン嵌合により摺動式等速自在継手１２のトリポード部材１６とトルク伝達可能に連結されている。シャフト１４の他端は、スプライン嵌合により固定式等速自在継手１３の内側継手部材２７とトルク伝達可能に連結されている。

この実施形態のダンパ構造体４１は、以上で説明したドライブシャフト１１のシャフト１４にダイナミックダンパ４２を装着した構造を具備する。

この実施形態のダンパ構造体４１におけるダイナミックダンパ４２は、図１および図３に示すように、回転軸であるシャフト１４に外嵌固定された筒状の取付部４３，４４と、その取付部４３，４４に連設された筒状の本体部４５と、その本体部４５に収容された筒状のダンパ部４６とからなる。

取付部４３，４４は、本体部４５の軸方向両側に対をなして配置されている。一方の取付部４３の外周面には環状の凹溝４７が形成され、この凹溝４７に固定用バンド４８が嵌合している。なお、この実施形態では、一方の取付部４３に固定用バンド４８の凹溝４７を形成しているが、他方の取付部４４にも凹溝を形成し、その凹溝に固定用バンドを嵌合してもよい。

本体部４５は、その軸方向両側に一体的に形成された支持部４９，５０により一対の取付部４３，４４に対して弾性的に支持されている。この本体部４５の内周面とシャフト１４の外周面との間に内部空間５１が形成されている。

ダンパ部４６は、金属製の錘部材で構成されている。また、取付部４３，４４と本体部４５とは、ゴム等の弾性部材からなる一体成形品であり、ダンパ部４６をインサート部材として金型を用いたインサート成形によって形成される。

このダイナミックダンパ４２は、ダンパ部４６が収容された本体部４５を取付部４３，４４に対して弾性的に支持する支持部４９，５０のばね定数とダンパ部４６の質量とによって固有振動数が決定される部品である。

以上の構成からなるダンパ構造体４１では、シャフト１４に発生する有害振動の卓越振動数にダイナミックダンプ４２の固有振動数を合わせる。これにより、シャフト１４の振動エネルギーをダイナミックダンパ４２の共振により吸収することで、有害振動を抑制する。

このダンパ構造体４１では、本体部４５の内周面とシャフト１４の外周面との間に形成された内部空間５１に水分が侵入することを防止するため、ダイナミックダンパ４２の取付部４３，４４の内径Ｄ１をシャフト１４の外径Ｄ２よりも小さくしている（Ｄ１＜Ｄ２）。つまり、シャフト１４に対してダイナミックダンパ４２の取付部４３，４４に締め代Ｓを設けている（図２参照）。

このダンパ構造体４１では、一方の取付部４３に、シャフト１４への装着時に本体部４５の内部空間５１にエアを充填するための注入孔５２が設けられている。この注入孔５２は、一方の端部が取付部４３の外周面に開口し、他方の端部が取付部４３の内周面に開口する貫通孔である。この注入孔５２は、注入孔用軸をインサート部材として前述のインサート成形により容易に形成することが可能である。

また、取付部４３の内周面には、注入孔５２と本体部４５の内部空間５１と連通するスリット５３が軸方向に沿って形成されている。つまり、スリット５３の一端は、取付部４３の内周面で注入孔５２と連通し、スリット５３の他端は、本体部４５の内部空間５１と連通する。

なお、この実施形態では、一方の取付部４３に注入孔５２を設けた場合を例示しているが、他方の取付部４４にも凹溝を形成し、その凹溝に固定用バンドを嵌合する場合には、他方の取付部４４にも注入孔およびスリットを形成してもよい。

以上の構成からなるダンパ構造体４１では、ダイナミックダンパ４２のシャフト１４への装着時、図２に示すように、ダイナミックダンパ４２の取付部４３，４４をシャフト１４に圧入する。この時、取付部４３の注入孔５２の開口部５５から本体部４５の内部空間５１にエアをノズル５４により充填する。

この本体部４５の内部空間５１へのエアの充填により、ダイナミックダンパ４２がシャフト１４に対して微小に拡径することになる。つまり、内部空間５１でのエア圧により、取付部４３，４４の内周面が微小に拡径することになる。

これにより、外部からの水分の侵入を防止するため、シャフト１４に対してダイナミックダンパ４２に締め代Ｓを設けた場合であっても、シャフト１４に対するダイナミックダンパ４２の圧入代を小さくすることができる。

この圧入荷重の低減により、ダイナミックダンパ４２をシャフト１４に圧入して位置決め固定することが容易となる。その結果、ダンパ構造体４１において、ダイナミックダンパ４２をシャフト１４に装着する上で組み付け性の向上が図れる。

ダイナミックダンパ４２の位置決め後は、ノズル５４によるエアの供給を停止すれば、本体部４５の内部空間５１に充填されたエアをスリット５３および注入孔５２を介して外部に排出することができる。これにより、ダイナミックダンパ４２がシャフト１４に対して微小に縮径することになる。

その結果、シャフト１４に対するダイナミックダンパ４２の締め代が初期状態に復帰することで、シャフト１４に対するダイナミックダンパ４２の位置決めが確実となる。その上で、バンド４８を取付部４３の凹溝４７に嵌合させ、そのバンド４８の締め付けによりダイナミックダンパ４２をシャフト１４に対して強固に固定することができる。

このダンパ構造体４１は、注入孔５２が取付部４３のバンド締め付け部位である凹溝４７に開口し、バンド４８により注入孔５２の開口部５５が閉塞されている構造を具備する（図１参照）。

このような構造を採用することにより、ダイナミックダンパ４２のシャフト１４への圧入および位置決め後、取付部４３の凹溝４７に設けられた注入孔５２の開口部５５をバンド４８で閉塞することができる。これにより、外部からの水分の侵入を確実に防止することができる。

以上で説明した実施形態では、取付部４３の内周面に、注入孔５２と本体部４５の内部空間５１とに連通するスリット５３が形成されている構造を例示したが、このスリット５３は必ずしも必要なものではない。

つまり、取付部４３の内周面に開口する注入孔５２から本体部４５の内部空間５１にエアをスムーズに充填することが可能であれば、取付部４３の内周面にスリット５３を形成する必要はない。

一方、この実施形態のように、取付部４３の内周面にスリット５３を形成すれば、ダイナミックダンパ４２のシャフト１４への装着時、取付部４３の注入孔５２から供給されるエアがスリット５３により本体部４５の内部空間５１へスムーズに流入する。そのため、内部空間５１へのエアの充填が容易となる。

また、図１および図２に示す実施形態では、注入孔５２を軸方向と直交する方向に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図４および図５に示す構造であってもよい。なお、図４および図５において、図１および図２と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。

図４および図５に示す実施形態では、注入孔５６を軸方向に対して傾斜する方向に形成した構造を例示する。この場合、注入孔５６は、取付部４３の凹溝４７の外周面に形成された開口部５７から、取付部４３の内周面に向けて本体部４５の内部空間５１に近づくように傾斜している。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１４ 回転軸（シャフト）
４１ ダンパ構造体
４２ ダイナミックダンパ
４３，４４ 取付部
４５ 本体部
４６ ダンパ部
４７ バンド締め付け部位（凹溝）
４８ バンド
５１ 内部空間
５２，５６ 注入孔
５３ スリット
５５，５７ 開口部

Claims (5)

1. 回転軸にダイナミックダンパを装着したダンパ構造体であって、
   前記ダイナミックダンパは、前記回転軸にバンドの締め付けにより外嵌固定された筒状の取付部と、前記取付部に連設され、回転軸との間に形成された内部空間を有する筒状の本体部と、前記本体部に収容された筒状のダンパ部とを備え、前記取付部に、回転軸への装着時に前記本体部の内部空間にエアを充填するための注入孔を設けたことを特徴とするダンパ構造体。
2. 前記注入孔は、前記取付部のバンド締め付け部位に開口し、バンドにより注入孔の開口部が閉塞されている請求項１に記載のダンパ構造体。
3. 前記取付部の内周面に、前記注入孔と本体部の内部空間とに連通するスリットが形成されている請求項１又は２に記載のダンパ構造体。
4. 前記取付部は、前記本体部の軸方向両側に設けられ、少なくとも一方の取付部に前記注入孔が設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載のダンパ構造体。
5. 回転軸にダイナミックダンパを装着するダンパ構造体の組立方法であって、
   前記ダイナミックダンパは、前記回転軸にバンドの締め付けにより外嵌固定された筒状の取付部と、前記取付部に連設され、回転軸との間に形成された内部空間を有する筒状の本体部と、前記本体部に収容された筒状のダンパ部とを備え、前記取付部に注入孔を設け、前記ダイナミックダンパを回転軸に装着する時、前記注入孔から前記内部空間にエアを充填することを特徴とするダンパ構造体の組立方法。

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