特許 7401206 ダイナミックダンパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】ダイナミックダンパ

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/12 20060101AFI20231212BHJP

   B60K 17/22 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

F16F15/12 L

B60K17/22 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019115237

(22)【出願日】2019-06-21

(65)【公開番号】P2020094684

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2022-04-26

(31)【優先権主張番号】P 2018227007

(32)【優先日】2018-12-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179970

【弁理士】

【氏名又は名称】桐山 大

(74)【代理人】

【識別番号】100071205

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 陽一

(72)【発明者】

【氏名】織奥 豊

(72)【発明者】

【氏名】龍 佳久

【審査官】松林 芳輝

(56)【参考文献】

【文献】実開平０２－１０３５４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－２４００５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３７５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２０４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４１８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２４０７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６６６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６８３７３４５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１３１０６２９１（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２７３７０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ ７／００－７／１４

Ｆ１６Ｆ １５／００－１５／３６

Ｂ６０Ｋ １７／１０－１７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空軸の内部に配置され、前記中空軸に固定される取付環と、
前記取付環に対しゴム状弾性材のみからなる弾性体を介して軸方向一方の位置に片寄って配置され、前記中空軸との間に径方向クリアランスを設定するマスと、
を備え、
前記取付環と前記マスとは、前記弾性体のみによって連結され、
前記取付環の外周側には前記弾性体と一体の外周ゴム部が設けられており、
前記マスの外周側には前記弾性体と一体の膜状のマス被覆部が設けられており、
前記マスは、偏芯時に、前記マス被覆部を介して前記中空軸に接触することにより偏芯量を規制される、
ことを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項2】

請求項１記載のダイナミックダンパにおいて、
前記外周ゴム部を軸方向に貫通し、洗浄液を通過させるゴム流路が設けられていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項3】

請求項１記載のダイナミックダンパにおいて、
前記マスを軸方向に貫通し、洗浄液を通過させるマス流路が設けられていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項4】

請求項１記載のダイナミックダンパにおいて、
前記マスを非接着で保持するマス保持部が前記弾性体に一体に設けられていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項5】

請求項１記載のダイナミックダンパにおいて、
前記取付環を非接着で保持する取付環保持部が前記弾性体に一体に設けられていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか一に記載のダイナミックダンパにおいて、
前記取付環は、樹脂製の取付環とされていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項7】

請求項６記載のダイナミックダンパにおいて、
前記取付環の外周側に、前記弾性体と一体の外周ゴム部が設けられるとともに、前記取付環の内周側に、前記弾性体と一体の内周ゴム部が設けられ、
前記取付環に貫通穴が設けられ、
前記貫通穴を介して前記外周ゴム部および前記内周ゴム部が一体化され、
前記外周ゴム部および前記内周ゴム部と前記取付環とが非接着にて接続されていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項8】

請求項６または７記載のダイナミックダンパにおいて、
前記取付環の軸方向端部に、前記弾性体に埋設される被埋設部が設けられ、
前記被埋設部の軸方向長さが調整されることにより前記ダイナミックダンパの軸直角方向の固有振動数が調整可能とされていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項9】

請求項８記載のダイナミックダンパにおいて、
前記被埋設部は、前記取付環の軸方向端部に設けられた周上複数の突起よりなり、
前記突起の軸方向長さ、周方向幅または形成数が調整されることにより前記ダイナミックダンパの軸直角方向の固有振動数が調整可能とされていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項10】

請求項１乃至５の何れか一に記載のダイナミックダンパにおいて、
前記取付環は、前記マスに対面する側の端部から径方向内方に向けて設けられた内向きフランジ部を一体に備え、
前記弾性体は、前記内向きフランジ部によって保持されていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【請求項11】

請求項１に記載のダイナミックダンパにおいて、
前記取付環は、前記マスに対面する側の端部から径方向外方に向けて設けられた外向きフランジ部を一体に備え、
前記弾性体は、前記外向きフランジ部によって保持されていることを特徴とするダイナミックダンパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイナミックダンパに関する。

【背景技術】

【0002】

図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、中空軸６１の内部に装着されるダイナミックダンパ５１は、中空軸６１の内部に配置され、中空軸６１に固定される取付環５２と、この取付環５２のさらに内周側に配置されたマス５３とをゴム状弾性材製の弾性体５４を介して連結した構造とされ、軸方向、軸直角方向、ねじり方向および、こじり方向にそれぞれの固有振動数を有する。

【0003】

上記ダイナミックダンパ５１は例えば、自動車等の車両の駆動力伝達に供する中空プロペラシャフトの内部に装着され、回転時、プロペラシャフトに生起される振動を低減し走行時の静粛性の向上を図るとともに、プロペラシャフト自体の共振による強度の低下を防止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－２４００５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、近年における車両の軽量化等に伴い、ダイナミックダンパ５１に求められる軸直角方向の固有振動数は低下する傾向にある。軸直角方向の固有値の低下（低周波化）に伴い、通常領域の回転数でマス５３が大きく偏芯し弾性体５４に大きな負荷が作用し、弾性体５４の破損に至ることが懸念される。

【0006】

マス５３の偏芯を抑制する対策としては図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、取付環５２の内周面に偏芯ストッパとしてゴム状弾性材製の凸形状５５を設けることが考えられ、これによれば過大荷重の入力時にマス５３が凸形状５５に接触することで、マス５３の偏芯量を規制することが可能とされる。

【0007】

しかしながらこの対策によると、マス５３および凸形状５５の間に設定される初期的な径方向クリアランスｃが、弾性体５４や凸形状５５を成形するゴム成形型の抜き型によって形成されるため、ゴム成形型の維持管理を考慮すると径方向クリアランスｃは１ｍｍ程度の大きさが最小値とされる。したがって径方向クリアランスｃをそれ以上小さく設定することができず、マス５３の偏芯量をそれ以上小さく抑えることができない。径方向クリアランスｃが１ｍｍの場合、車両によってはマス５３の偏芯によるプロペラシャフトの回転アンバランスが問題となる。

【0008】

また、偏芯ストッパとしての凸形状５５をゴム材料で担っているため、凸形状５５は図１４のグラフ図に参考例（点線）として示すように、ストッパ作動後も圧縮変形し、マス５３の偏芯を許容する。したがって偏芯ストッパとしての機能が不足することがある。

【0009】

中空軸の内部に装着されるダイナミックダンパにおいて、マスの偏芯量を小さく抑えることができ、しかも高剛性の偏芯ストッパを備えるダイナミックダンパを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

ダイナミックダンパの一態様は、中空軸の内部に配置され、前記中空軸に固定される取付環と、前記取付環に対しゴム状弾性材のみからなる弾性体を介して軸方向一方の位置に片寄って配置され、前記中空軸との間に径方向クリアランスを設定するマスと、を備え、前記取付環と前記マスとは、前記弾性体のみによって連結され、前記取付環の外周側には前記弾性体と一体の外周ゴム部が設けられており、前記マスの外周側には前記弾性体と一体の膜状のマス被覆部が設けられており、前記マスは、偏芯時に、前記マス被覆部を介して前記中空軸に接触することにより偏芯量を規制される。

【発明の効果】

【0011】

中空軸の内部に装着されるダイナミックダンパにおいて、マスの偏芯量を小さく抑えることができ、しかも高剛性の偏芯ストッパを備えるダイナミックダンパを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施の形態のダイナミックダンパを示す断面図

【図2】第２実施の形態のダイナミックダンパを示す断面図

【図3】第３実施の形態のダイナミックダンパを示す断面図

【図4】第４実施の形態のダイナミックダンパを示す断面図

【図5】第５実施の形態のダイナミックダンパを示す図で、（Ａ）はその断面図であって（Ｂ）におけるＣ－Ｏ－Ｃ線断面図、（Ｂ）はその側面図

【図6】第６実施の形態のダイナミックダンパを示す断面図

【図7】第７実施の形態のダイナミックダンパを示す断面図

【図8】（Ａ）は図７におけるＤ部拡大図、（Ｂ）は図７におけるＥ部拡大図

【図9】第８実施の形態のダイナミックダンパを示す断面図

【図10】同ダイナミックダンパにおける取付環の長さ調整の説明図

【図11】同ダイナミックダンパにおける被埋設部の他の例を示す説明図

【図12】背景技術で説明したダイナミックダンパを示す図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその断面図

【図13】背景技術で説明したダイナミックダンパを示す図で、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその断面図

【図14】プロペラシャフト回転数とマス偏芯量の関係を示すグラフ図

【発明を実施するための形態】

【0013】

第１実施の形態・・・・
図１に示すように、実施の形態のダイナミックダンパ１１は、プロペラシャフト等の中空軸６１の内部に装着されるダイナミックダンパであって、回転時、中空軸６１に生起される振動を低減し走行時の静粛性の向上を図るとともに、中空軸６１自体の共振による強度の低下を防止する。

【0014】

ダイナミックダンパ１１は、中空軸６１の内部に配置され、中空軸６１の内周面６２に固定される取付環２１と、この取付環２１に対しゴム状弾性材製の弾性体４１を介して軸方向一方（図では左方）の位置に片寄って配置され、中空軸６１の内周面６２との間に径方向クリアランスｃを設定し、偏芯時に中空軸６１の内周面６２に接触することにより偏芯量を規制されるマス３１とを備えている。マス３１はダイナミックダンパ共振系における慣性質量体として機能し、弾性体４１はバネとして機能する。

【0015】

取付環２１は、金属材により環状に形成され、筒状部２２とこの筒状部２２の軸方向一方の端部から径方向内方へ向けて設けられた内向きフランジ部２３とを一体に備えている。

【0016】

マス３１は、金属材により円板状に形成され、その外径を中空軸６１の内径よりも小さく形成されることにより上記したように中空軸６１の内周面６２との間に径方向クリアランスｃを設定する。径方向クリアランスｃはゴム成形型の抜き型によって形成されるものでないため、その大きさを参考例（図１３）よりも小さく形成することができ、例えば１ｍｍ未満の大きさとすることができる。マス３１は取付環２１に対し弾性体４１を介して軸方向一方の位置に片寄って配置されるので、取付環２１および弾性体４１によって片持ち式に保持される。

【0017】

弾性体４１は、ゴム状弾性材により環状に形成され、マス３１と取付環２１との間に配置され、その軸方向一方の端部にてマス３１に接着（加硫接着）されるとともにその軸方向反対側の端部にて取付環２１のフランジ部２３に接着（加硫接着）されることにより上記したように取付環２１とマス３１とを連結している。弾性体４１はその配置により作動時、径方向（軸直角方向）にせん断変形することになる。弾性体４１は取付環２１の筒状部２２ではなくフランジ部２３によって保持されるので、フランジ部２３の径方向幅に応じてその径方向幅を大きく設定されている。

【0018】

取付環２１の外周側に外周ゴム部４２が設けられている。外周ゴム部４２は、ゴム状弾性材により環状に形成され、弾性体４１と一体に形成され、取付環２１の筒状部２２の外周面に接着（加硫接着）され、その外径を中空軸６１の内径よりも大きく形成されることにより取付環２１の筒状部２２および中空軸６１間に径方向の締め代をもって介装される。外周ゴム部４２は弾性体４１と一体に形成されているので、これらを形成するゴム材が取付環２１の筒状部２２とフランジ部２３との間の角部によって傷付けられることがないよう、筒状部２２とフランジ部２３との間の角部には図示するように、断面円弧形のアール形状を形成しておくことが望ましい。

【0019】

マス３１の外周側にマス被覆部４３が設けられている。マス被覆部４３は、ゴム状弾性材により環状であってかつ薄肉の膜状に形成され、弾性体４１と一体に形成され、マス３１の外周面３２に接着（加硫接着）され、マス３１の外周面３２を全周・全面に亙って被覆している。マス被覆部４３は薄肉の膜状に形成されているので、上記径方向クリアランスｃの設定に影響を及ぼすことがない。

【0020】

上記構成のダイナミックダンパ１１においては、取付環２１に対しマス３１が弾性体４１を介して軸方向一方の位置に片寄って配置され、マス３１と中空軸６１との間に径方向クリアランスｃが設定され、マス３１が偏芯時に中空軸６１に接触することにより偏芯量を規制されるよう構成されているため、ここにマス３１および中空軸６１の組み合わせによる偏芯ストッパが構成されている。また、この偏心ストッパにおける径方向クリアランスｃが小さく形成され、上記の例では１ｍｍ未満とされているため、マス３１の偏芯量を参考例（図１３）対比で小さく抑えることが可能とされている。したがってマス３１の偏芯が過大となることがなく、マス３１の偏芯によるプロペラシャフトの回転アンバランスの問題が生じるのを抑制することができる。

【0021】

また、偏芯ストッパがマス３１および中空軸６１の組み合わせとされ、すなわち金属部品同士の組み合わせとされているため、図１４のグラフ図に実施の形態（実線）として示すようにストッパの作動後、マス３１はまったく偏芯しない。したがって参考例（図１３）対比で高剛性の偏芯ストッパを形成することができ、偏芯ストッパによりゴム材料の使用量が増えるのを抑制することもできる。

【0022】

また、取付環２１の外周側に外周ゴム部４２が設けられているため、中空軸６１の内径に多少の寸法誤差があっても取付環２１を中空軸６１の内周に圧入することができる。

【0023】

また、マス３１の外周側に膜状のマス被覆部４３が設けられているため、金属部品同士が繰り返し接触することによる異音の発生を防止することができる。

【0024】

上記実施の形態のダイナミックダンパ１１は、その構成を以下のように付加または変更しても良い。

【0025】

第２実施の形態・・・・
図２に示すダイナミックダンパ１１では、取付環２１が、筒状部２２と、筒状部２２の軸方向一方の端部から径方向内方へ向けて設けられた内向きフランジ部２３と、筒状部２２の軸方向反対側の端部から径方向内方へ向けて設けられた内向きフランジ部２４とを一体に備えるものとされている。また、取付環２１の内周側に内周ゴム部４４が接着（加硫接着）され、取付環２１が外周ゴム部４２および内周ゴム部４４間で径方向両側から挟み込まれるかたちにて被覆（埋設）されている。内周ゴム部４４の内径と弾性体４１の内径は同寸法または略同寸法に設定されている。

【0026】

第３実施の形態・・・・
図３に示すダイナミックダンパ１１では、取付環２１が、筒状部２２と、筒状部２２の軸方向一方の端部から径方向外方へ向けて設けられた外向きフランジ部２５とを一体に備えるものとされている。また、取付環２１における筒状部２２の内径と弾性体４１の内径が同寸法または略同寸法に設定されている。

【0027】

第４実施の形態・・・・
図４に示すダイナミックダンパ１１では、取付環２１が、筒状部２２と、筒状部２２の軸方向一方の端部から径方向外方へ向けて設けられた外向きフランジ部２５と、筒状部２２の軸方向反対側の端部から径方向外方へ向けて設けられた外向きフランジ部２６とを一体に備えるものとされている。また、取付環２１における筒状部２２の内径と弾性体４１の内径が同寸法または略同寸法に設定されている。

【0028】

第５実施の形態・・・・
図５に示すダイナミックダンパ１１では、外周ゴム部４２に、中空軸６１への装着時、洗浄液を通過させるためのゴム流路４５が設けられている。ゴム流路４５は、外周ゴム部４２を軸方向に貫通する溝として形成されており、このように溝状を呈する流路４５が複数、等配状（図では６等配）に形成されている。この構成によれば、外周ゴム部４２にゴム流路４５が設けられているため、中空軸６１の内周にダイナミックダンパ１１が装着された状態であってもダイナミックダンパ１１の軸方向一方から軸方向反対側へと洗浄液を流通させることが可能とされる。

【0029】

第６実施の形態・・・・
図６に示すダイナミックダンパ１１では、マス３１に、中空軸６１への装着時、洗浄液を通過させるためのマス流路３３が設けられている。マス流路３３は、マス３１を軸方向に貫通する孔として形成されており、このように孔状を呈するマス流路３３がマス３１の中心軸線上に１箇所形成されている。この構成によれば、マス３１にマス流路３３が設けられているため、中空軸６１の内周にダイナミックダンパ１１が装着された状態であってもダイナミックダンパ１１の軸方向一方から軸方向反対側へと洗浄液を流通させることが可能とされる。

【0030】

第７実施の形態・・・・
図７に示すダイナミックダンパ１１では、弾性体４１がマス３１に対し非接着とされるとともに弾性体４１にマス保持部４６が一体に設けられている。マス保持部４６は、ゴム状弾性材により膜状に形成され、マス３１の外周面３２を非接着で被覆する外周被覆部４６ａと、マス３１の軸方向一方の端面３４を非接着で被覆する端面被覆部４６ｂと、マス３１の軸方向反対側の端面３５を非接着で被覆する反対側端面被覆部４６ｃとを一体に備えて袋状を呈し、この袋の中にマス３１を接着せず非接着で保持している。この構成によれば、ダンパ１１の製造時、ゴム材料をマス３１に接着する接着工程を省略することが可能とされる。図８（Ｂ）は図７のＥ部を拡大して示している。

【0031】

また、図７に示すダイナミックダンパ１１では、弾性体４１および外周ゴム部４２が取付環２１に対して非接着とされるとともに弾性体４１に取付環保持部４７が一体に設けられている。取付環保持部４７は、ゴム状弾性材により膜状に形成され、取付環２１の内周面を非接着で被覆する内周被覆部４７ａと、取付環２１の端面を非接着で被覆する端面被覆部４７ｂとを一体に備えて袋状を呈し、この袋の中に取付環２１を接着せず非接着で保持している。この構成によれば、ダンパ１１の製造時、ゴム材料を取付環２１に接着する接着工程を省略することが可能とされる。図８（Ａ）は図７のＤ部を拡大して示している。

【0032】

第８実施の形態・・・・
図９に示すダイナミックダンパ１１では、取付環２１が金属材ではなく樹脂材にて形成されることにより樹脂製の取付環とされている。取付環２１は円筒状のスリーブとして形成されている。

【0033】

取付環２１の外周側に、弾性体４１と一体の外周ゴム部４２が設けられるとともに、取付環２１の内周側に、弾性体４１と一体の内周ゴム部４４が設けられている。また、取付環２１に周上複数（例えば５等配）の貫通穴２７が設けられ、この貫通穴２７を介して外周ゴム部４２および内周ゴム部４４が直接一体化されている。

【0034】

したがって取付環２１は、外周ゴム部４２および内周ゴム部４４に挟まれるかたちで両ゴム部４２，４４内に埋設されており、両ゴム部４２，４４により非接着の構造で保持されている。

【0035】

樹脂製の取付環２１には、金属製の取付環と比較して一般に部品重量を軽量化できるメリットがある。

【0036】

また、上記したように取付環２１および両ゴム部４２，４４の接続が非接着の構造とされているため、ダンパ製造工程から取付環２１および両ゴム部４２，４４の接着工程を省略することができる。したがって取付環２１の樹脂化による部品コスト低減と合わせて、製造コストを低減させることが可能とされている。

【0037】

尚、車両用ダイナミックダンパ系の品目については車両開発後期の実車評価後、評価結果に基づいて固有振動数を調整するケースが多々あるが、車両開発後期となると短時間での変更を求められるため形状変更（新規成形型製作）が容易でなく、取付環２１の仕様をそのままとしてゴム硬度変更による調整対応をとるしかない等、設計自由度が小さいと云う不都合を生じることがある。

【0038】

これに対する対策として、上記した取付環２１の樹脂化はきわめて有効であり、すなわち取付環２１の製作時に取付環２１の軸方向長さを調整することによりダンパの軸直角方向の固有振動数を調整することが可能とされている。

【0039】

図１０の例では、取付環２１の軸方向一方の端部に、弾性体４１に埋設される被埋設部４８が設けられ、この被埋設部４８の軸方向長さが調整され、その結果として取付環２１全体の軸方向長さが調整されることによりダンパの軸直角方向の固有振動数が調整可能とされている。

【0040】

取付環２１全体の軸方向長さの基準値をＬ_０とすると、取付環２１全体の軸方向長さが大きくなるほど（Ｌ_０＜Ｌ_１）、ダンパの軸直角方向の固有振動数が高くなり、反対に、取付環２１全体の軸方向長さが小さくなるほど（Ｌ_０＞Ｌ_２）、ダンパの軸直角方向の固有振動数が低くなる。

【0041】

被埋設部４８の形状としては、円筒状のスリーブ形状を呈する取付環２１をそのまま軸方向一方へ向けて延長した、環状体であることを原則とするが、図１１に示すように、被埋設部４８を取付環２１の軸方向一方の端部に設けられた周上複数の突起（突起群）よりなるものとしても良い。そしてこの場合には、突起の軸方向長さ、周方向幅または形成数が調整されることによりダンパの軸直角方向の固有振動数が調整されることになるため、設計の自由度を一層拡大することが可能とされる。

【符号の説明】

【0042】

１１ ダイナミックダンパ
２１ 取付環
２２ 筒状部
２３，２４，２５，２６ フランジ部
２７ 貫通穴
３１ マス
３２ 外周面
３３ マス流路
３４，３５ 端面
４１ 弾性体
４２ 外周ゴム部
４３ マス被覆部
４４ 内周ゴム部
４５ ゴム流路
４６ マス保持部
４６ａ 外周被覆部
４６ｂ，４７ｂ 端面被覆部
４６ｃ 反対側端面被覆部
４７ 取付環保持部
４７ａ 内周被覆部
４８ 被埋設部
６１ 中空軸
６２ 内周面
ｃ 径方向クリアランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】