JPH0648033B2 - 自動車の伝動装置における振動減衰装置 - Google Patents

自動車の伝動装置における振動減衰装置

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JPH0648033B2
JPH0648033B2 JP57149844A JP14984482A JPH0648033B2 JP H0648033 B2 JPH0648033 B2 JP H0648033B2 JP 57149844 A JP57149844 A JP 57149844A JP 14984482 A JP14984482 A JP 14984482A JP H0648033 B2 JPH0648033 B2 JP H0648033B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、駆動列の1つの軸、とくに駆動装置を自動車
の被駆動軸に結合するカルダン軸と同軸に設けられて、
リング状振動体と、前記軸に取り付けられた支持フラン
ジと、支持フランジとリング状振動体とを結合する、エ
ラストマ材料でつくられ、前記軸の縦方向軸線に対して
軸対称に設けられた強化部材を持ち、振動体と前記軸と
の弾性的連結を行う弾性体とを備え、該弾性体はその形
状において弓形に近似した3つの部分とウエブを含み、
支持フランジの三角柱状支持体の丸味を帯びた隅の領域
で互いに対をなして接続し、それぞれの場合にリング状
振動体に近い側面上に薄いウエブと三角柱状支持体に近
い側面上に薄いウエブと、これらのウエブの間にスリッ
トを有し、このスリットは約55゜の部分角度に亙って
周辺に伸び、三角形状支持体の丸味を帯びた隅の領域に
おいて、カルダンシャフト上に通常起こるたわみ振動の
振巾よりもやや大きい巾を持ち、弾性体内に強化部材を
設けたこととそれらの形状とによって振動吸収体の固有
振動の振動数に一定の影響を与えることができ、振動吸
収体によって自動車の駆動列の振動を減衰させる装置に
関する。
この種の装置は自動車の駆動ブロツクと被動軸とを結合
するカルダン軸に現われるねじれ(よじれ)およびたわ
み振動をできるかぎり抑制し、そのような振動に基づく
騒音発生および駆動列の損耗を有効に防止することを目
的とする。
ねじれ振動の発生は、通常の構造の内燃機関の出力トル
クが周期的に変動することによる。その振動数は典型的
な例として仮定した4シリンダ往復動ピストンエンジン
のばあいにはそのクランク軸の回転数の2倍に等しい。
たわみ振動は本質的にクランク軸の縦方向軸線に対して
放射方向に作用する駆動装置の慣性力によつて引き起こ
される。4シリンダ駆動装置のばあいにはねじれおよび
たわみ振動の励振振動数はそれぞれクランク軸の回転数
の2倍である。
クランク軸のねじれ振動によつて共振的に励振されるシ
ヤシ構造体の典型的な振動、たとえば車の床に対する後
軸構造体の上下運動は60ヘルツの領域にある固有振動
数を持ち、したがつてだいたいこの振動数にある振動吸
収体のねじれ振動の共振振動数によつて防止しなければ
ならない。他の、とくにクランク軸のたわみ振動によつ
て励振され、軸(アクスル)を取り付ける部分、たとえ
ば後軸サドルのたわみ変形に伴つて現われる振動はたと
えば150ヘルツの典型的な固有振動を持ち、その防止
のためには振動吸収体のたわみ振動の振動数はだいたい
この振動数領域にある必要がある。
このことは、上記の目的にかなつた振動吸収体において
は横方向または放射方向振動の共振振動数 fとねじれ
振動の共振振動数 fとの比fr/ftが実際上約2.5:
1でなければならないことを意味する。
ドイツ公開公報第29 33 586号から公知の本明
細書の本文の初めに述べた装置においては、カルダン軸
に結合された振動吸収体は自動車のカルダン軸の結合フ
ランジに固定できる、短い三角柱状の支持フランジを持
つ。この支持フランジの面取りされた柱面はこの支持フ
ランジを貫通するカルダン軸の縦軸に平行である。振動
体は円形リング状に形成され、カルダン軸または支持フ
ランジと同軸で、振動体の静止位置においてはこれと支
持フランジの柱稜との間にわずかの距離がある。振動体
はそれぞれ2つのゴム弾性のだいたい柱状の弾性体によ
つて支持フランジのそれぞれ対向した柱面に結合されて
いる。これらの弾性体は支持フランジの縦方向の稜の領
域においてこれらと振動体との間に円周方向に延びるス
リツトが存在するように形成配置される。これらのスリ
ツトは弾性体で限られる両端がいくぶん拡大されてい
る。それぞれ柱面の1つを振動体と結合する弾性体の間
にU形または閉じた断面形の部材として構成された強化
部材がそう入されている。放射方向に見てこれらの強化
部材と振動体または支持フランジとの間に円周方向にま
たは支持フランジ面に沿つて延びる、同じく両端がいく
ぶん拡大したスリツトが設けられている。
振動吸収体のこの構成によつて、支持フランジの隅の領
域に設けたスリツトを除いて、振動体と支持フランジの
柱面との間の弓形空間が弾性体のゴム弾性材料で満たさ
れている振動吸収体と比較して、支持フランジと振動体
との結合を行なう弾性体の高い耐久性が得られる。しか
し一方では強化部材のためにねじれ振動を制御する力定
数およびしたがつてねじれ振動の共振振動数が高くな
り、他方では強化部材を設けることによつて弾性体の体
積が減少することにより振動体の放射方向振動を制御す
る力定数が小さくなつて放射方向振動の共振振動数が小
さくなるという欠点がある。したがつて公知の振動吸収
体では、本明明細書の本文の初めにたわみ振動とねじれ
振動との共振振動数の比に関して述べた要請を実際上満
足することは不可能である。
したがつて本発明の目的は、振動吸収体がその弾性体の
良好な耐久性を持ちながらたわみ振動とねじれ振動との
共振振動数の大きな比を示す、本明細書の本文の初めに
述べた種類の装置を得ることである。
この目的は、剛性を有する材料よりなる円筒状の強化部
材を軸の軸線方向に延びるスリーブとして構成し、放射
方向にみて外側の振動体側の弾性体のブリツジと支持フ
ランジ側の内側ブリツジとの間に、軸の回転方向にみて
強化部材の両側の弾性体に貫通孔を設けた振動減衰装置
により達成された。
本発明においては円筒状の強化部材が支持部材としては
作用せず、弾性体のねじれ剛性を低下させる作用をも
つ。これによって弾性体の良好な耐久性が得られるとと
もに、たわみ振動とねじれ振動との共振振動数の大きな
比を示すという顕著な作用・効果を示す。
放射方向にある振動体側の弾性体のブリツジと支持フラ
ンジ側のブリツジとの間の強化部材によつて放射方向の
弾性体の剛性が確実に大きくなることができるが、円周
方向に見て強化部材の両側にある孔によつて弾性体のね
じれ剛性は、一方ではそのねじれ振動の共振振動数を必
要な低い値に調節するために、他方では放射方向の振動
とねじれ振動との共振振動数の所望の高い比を得ること
ができるために、十分低く保つことができる。ついでに
言うと、本発明による振動吸収体の構成によつて弾性体
の十分な耐久性も得られる。
ドイツ公開公報第25 08 212号によつてねじれ
振動の共振振動数を低くするために、そのむくの領域に
孔を設けた振動吸収体は既に公知である。しかし弾性体
内のこのような孔またはへこみによつて、振動吸収体の
ねじれ振動の共振振動数ばかりでなく放射方向振動の共
振振動数も低くなり、したがつて比f/fの所望の増
大を達成することは実際上不可能である。
原則的には強化部材は適当なエラストマでできた弾性体
中にその製造のときに注入または加硫することができ
る。しかしながら特許請求の範囲第2項によつて強化部
材をエラストマ弾性体の孔に、弾性体が強化部材を正し
い位置に固定するのに十分なプレストレス(事前応力)
で強化部材の表面に接触するように差し込むともつと有
利である。
このばあい、強化部材が弾性体の内部で軸方向にずれる
のを確実に防止する装置は特許請求の範囲第3項の特徴
によつて簡単に実現することができる。
特許請求の範囲第4および5項の特徴によつて弾性体の
ねじれ抵抗のもくろんだ制御のためにその穴またはふく
らみを適当に構成することができ、それによつて弾性体
の良好な耐久性が得られる。
このことはとくに特許請求の範囲第6項の特徴から与え
られる弾性体の穴の構成に対しても当てはまる。この構
成においては強化スリーブは、振動吸収体がねじれ振動
に励振されたとき、弾性体の内部のブリツジに対してロ
ーリングする。この概して薄いブリツジの弾性体材料は
ローリングによつて本質的に圧力負荷だけを受ける。こ
のことは再び弾性体の耐久性を助長する。
本発明の詳細と特徴とは図を用いてする本発明の実施例
の以下の説明から明らかになる。
詳細を明確に示す第1図に自動車の駆動列の、本発明の
振動減衰装置10を設けた部分を示す。この部分はここ
ではカルダン軸11の駆動側端、伝動装置13の出力軸
12、およびカルダン継手の代りにある継手板14によ
つて表わされる。継手板14の一側には伝動装置13の
出力軸12が等辺三角形(正三角形)の結合フランジ1
6で、他側にはカルダン軸11が同じく等辺三角形結合
フランジ17で、それぞれこれらのフランジ16、17
の角部にある3つのねじ18、19を用いて取り付けら
れている。結合フランジ16、17と継手板14とはカ
ルダン軸11の縦軸に関して軸対称である。
振動減衰装置10の機能的に本質的な構成要素は振動吸
収体22である。それは駆動列に現われるねじれ振動お
よび縦軸21に横方向のたわみ振動を動力学的に除去す
る。
以下に第1図および同じく詳細を示す第2図および第3
図を用いて説明するこの振動吸収体22は、カルダン軸
11の結合フランジ17の形に相当する等辺三角形の基
本的形状を持ち、軸方向に三角柱形の支持体24が連結
された、3つの腕のあるフランジとして形成された支持
フランジ23と、三角柱状支持体24を同軸に囲む円筒
形の振動体26と、三角柱状支持体24にも振動体26
にも結合されている弾性体27とを含む。この弾性体2
7によつて振動体26はねじれ振動および(または)縦
軸21に垂直な横方向振動をすることができるとともに
自動車の駆動列のこれらの振動を動力学的に減衰させ
る。振動が完全に補償された理想的な場合には、振動体
26と、これと支持フランジ23とに結合された弾性体
27とだけが振動し、カルダン軸は振動しないで回転す
る。そうすると、カルダン軸11の振動によつてたとえ
ば自動車の駆動後軸を支持する、ゴム取付具で車の床に
支持された後軸フレーム(図示しない)が共振振動をす
ることが効果的に防止される。この振動は車体音として
車の床に伝達され、この振動から車内では不快な騒音が
発生する。共振をできるかぎり避けなければならない、
通常の構成ではV形の後軸フレームの典型的な固有振動
は、一方では後軸フレームが車両の床に対して全体とし
て振動する横方向(並進)振動であり、他方では後軸フ
レームが振動変形をするたわみ振動である。とくにカル
ダン軸11のねじれ振動によつて引き起こされる後軸フ
レームの横方向振動の固有振動数の典型的な値は30−
60ヘルツであり、とくにカルダン軸11のたわみ振動
によつて引き起こされる後軸フレームのたわみ振動の固
有振動数の典型的な値は約150ヘルツ付近である。
振動吸収体は、その固有振動が型と振動数とにおいて除
去しようとする振動と一致するとき最良の減衰作用をす
るので、振動吸収体22は説明のために選ばれた実際上
多数の例においておよそ60ヘルツのねじれ振動共振振
動数 fと約150ヘルツのたわみまたは放射方向振動
共振振動数frとを持たなければならない。
少なくとも2.5の極端な共振振動数の比f/ftを実
現するために振動吸収体22は特定の実施例において第
2および3図に示す構造を持つ。
たとえば第2図の端面図において、ゴムまたは適当なエ
ラストマでできた弾性体27は3つのだいたい弓形(セ
クタ)の部分27a、27b、27cを含む。これらの
部分は支持フランジの丸くなつた隅またはその三角柱状
支持体24の縁の領域においてそれぞれ振動体側の薄い
ウエブ32および支持体側の薄いウエブ33によつて対
となつてつながつている。円周方向に約55゜のセクタ
角に広がつているこれらのウエブ32、33の間のスリ
ツト34はその両端に三角形の拡大部36を持ち、支持
フランジ23の隅28、29、31の領域の最も狭い位
置においてカルダン軸11の通常のたわみ振動の振巾よ
りいくぶん大きい巾を持つている。そのようなスリツト
34とその拡大部36の形成とによつて、それ自身公知
のように、振動吸収体22のねじれおよびたわみ固有振
動の振動数位置は、比較的狭い範囲においてとはいえ、
意図的に影響される。スリツト34の間にある弾性体部
分の弓形領域27a、27b、27cには軸方向に貫通
する孔38がある。これらの穴の軸線は支持フランジ2
3とカルダン軸11とを継手板14に取り付けるための
ねじ19が通る支持フランジの孔41の軸線と同じ円3
9上にある。同じく振動吸収体22の共振特性に意図的
に影響を与える弾性体27の孔38を、組み立てのと
き、伝動装置の出力軸12を継手板14に取り付けるた
めのねじ18が通る。
これらの孔38に強化部材として鋼または他の適当な硬
い材料の円筒形のスリーブ状の強化部材42を押し込
む。支持フランジ23の三角形状支持体24と強化部材
42との間には約1−1.5mmの薄くて丈夫なブリツジ
43が、強化部材42とリング状振動体との間には約7
mmの最小厚さのより大きなブリツジ44が残る。強化部
材42によつて弾性体27のとくに放射方向に作用する
かなりの補強がなされ、約150−160ヘルツの振動
吸収体22の所望の高いたわみ振動の共振振動数 f
得られる。
他方、振動吸収体22のねじれ振動の共振振動数 f
約50−60ヘルツの所望の低い値に保つために、本実
施例においては、強化部材42を押し込んだ穴38の両
側に弾性体27にさらに貫通孔46を設ける。貫通孔4
6は弾性体27の接線方向すなわちねじれ振動方向の剛
性を低下させる。これらの貫通孔46の大きさと形とを
適当に選ぶことにより振動吸収体22のねじれ振動共振
の振動数位置は広い限界内で意図的に制御することがで
き、穴38の中の強化部材42の存在にもかかわらずお
よそ50−60ヘルツの低い値に調節することができ
る。ねじれ振動の共振振動数 fのこの値において、第
2図の振動吸収体22の構成では2.5の共振振動数の
比f/fは直ちに達成される。
第2図の実施例においては、付加的な貫通孔46はだい
たいじん臓形の断面を持ち、この穴と強化部材42のあ
る穴38との間に薄い、強化スリーブ42の側面を囲む
弾性体27のウエブ47がある。
または、第3図に示すように、強化部材42を持つ穴3
8にだいたい三日月形の断面を持つ側方の中高のふくら
み48を設けることができる。その縁49は支持フラン
ジ側で強化部材42の外面と接線的になめらかに互いに
接触している。
第3図の実施例においては、円筒形の強化部材42は2
4mmの外径を持ち、1.5mmの肉の厚さを持つ鋼管とし
て構成される。アルミニウムでつくつた対応する強化部
材42は約3mmの肉厚を持たなければならない。三日月
形の側方のふくらみの最大の開き巾は3−5mmで、この
ふくらみを画定する縁49または弾性体27の面の頂点
の領域の曲率半径は11.5mmである。支持体24と強
化部材42との間のブリツジの厚さは第2図の実施例の
ように約1−1.5mmで、強化部材42とリング状振動
体26との間のブリツジ44の最小厚さは約7mmであ
る。
第2図の実施例において、穴38の横方向にウエブ47
で分離された、じん臓形の貫通孔46は三日月形の側方
のふくらみ48と似た寸法にすることができる。
穴38またはそれに押し込まれた円筒形の強化部材42
の両側にある第2図の貫通孔46または第3図のふくら
み48によつて支持体24における転がり運動(ローリ
ング)の方向における強化部材42の運動性がかなり増
大し、その結果、弾性体27に埋め込まれた強化部材4
2は硬い部材であるにもかかわらず弾性体27または2
7a、27b、27cのねじれ剛性に対して見るべき寄
与をしない。
本発明の振動減衰装置の上記の実施例に対して支持体2
4は第2、3図に示す三角柱の基本形を持ち、ねじれ振
動の経過中強化部材42は支持体24の側面をいわば転
がると仮定する。
強化部材42を弾性体27中で軸方向に動かないように
するために、第1図に示すように、内向きに突き出た細
いリング状リツプ52を設けるか、第3図の左上部に示
すように、強化部材42の端面に強化部材が穴38から
抜け出すのを防止することができる保持バンド53を設
ける。保持バンド53は図示のように部材の周囲の一
部、たとえば外側180゜のセクタ範囲だけに延びれば
十分である。
【図面の簡単な説明】
第1図は縮尺1:1.5の、自動車のカルダン軸に振動
吸収体を持つ本発明の振動減衰装置の切開図で、部分的
にカルダン軸の軸方向の断面で示してある。 第2図は第1図の装置の振動吸収体の端面図である。 第3図は第1図の装置に用いることができる柱状支持体
を持つ他の振動吸収体の、第2図に対応した図である。 10……振動減衰装置、11……カルダン軸、 12……出力軸、13……伝動装置、 14……継手板、16、17……結合フランジ、 22……振動吸収体、24……三角柱状支持体、 26……振動体、27……弾性体、 46……貫通孔
フロントページの続き (72)発明者 ハルトムト・ゲゼレ ドイツ連邦共和国7000シユツツトガルト80 シユルツエ・デリツシユ・シユトラ−セ20 番 (56)参考文献 特開 昭51−108428(JP,A) 実公 昭48−4473(JP,Y1)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動列の1つの軸、とくに駆動装置を自動
    車の被駆動軸に結合するカルダン軸と同軸に設けられ
    て、リング状振動体と、前記軸に取り付けられた支持フ
    ランジと、支持フランジとリング状振動体とを結合す
    る、エラストマ材料でつくられ、前記軸の縦方向軸線に
    対して軸対称に設けられた強化部材を持ち、振動体と前
    記軸との弾性的連結を行う弾性体とを備え、該弾性体は
    その形状において弓形に近似した3つの部分とウエブを
    含み、支持フランジの三角柱状支持体の丸味を帯びた隅
    の領域で互いに対をなして接続し、それぞれの場合にリ
    ング状振動体に近い側面上に薄いウエブと三角柱状支持
    体に近い側面上に薄いウエブと、これらのウエブの間に
    スリットを有し、このスリットは約55゜の部分角度に
    亙って周辺に伸び、三角柱状支持体の丸味を帯びた隅の
    領域において、カルダンシャフト上に通常起こるたわみ
    振動の振巾よりもやや大きい巾を持ち、弾性体内に強化
    部材を設けたこととそれらの形状とによって振動吸収体
    の固有振動の振動数に一定の影響を与えることができ、
    振動吸収体によって自動車の駆動列の振動を減衰させる
    装置であって、前記強化部材(42)は鋼管又は他の適
    当な剛性を有する材料よりなる円筒状で、前記軸(11)
    の軸線方向に延びるスリーブとして構成され、放射方向
    に見て外側の、振動体側の弾性体(27)のブリッジ(4
    4)と支持フランジ側の内側ブリッジ(43)との間に設
    けられ、軸(11)の回転方向に見て強化部材(42)の両
    側の弾性体(27)に貫通孔(46)が設けられ、これらの
    貫通孔は弾性体のねじれ剛性を低下させることを特徴と
    する自動車の伝動装置における振動減衰装置。
  2. 【請求項2】強化部材(42)は弾性体(27)の孔(38)
    に押し込まれていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の自動車の伝動装置における振動減衰装置。
  3. 【請求項3】スリーブ状の強化部材(42)はその端部に
    つくられた保持バンド(53)またはそのリング状の端面
    にのびる弾性体(27)のリング状フランジ形部(52)に
    よって軸方向に動かないようにされる、特許請求の範囲
    第2項記載の自動車の伝動装置における振動減衰装置。
  4. 【請求項4】強化部材(42)の両側に設けられた弾性体
    (27)の貫通孔(46)はそれ自身として完全なじん臓形
    の断面を持つことを特徴とする特許請求の範囲第1−3
    項のいずれか1項に記載の自動車の伝動装置における振
    動減衰装置。
  5. 【請求項5】強化部材(42)の両側に設けられた貫通孔
    (46)はそれぞれ強化部材(42)がはまる弾性体(27)
    の孔(38)側方のふくらみ(48)として構成されること
    を特徴とする特許請求の範囲第1−3項のいずれか1項
    に記載の自動車の伝動装置における振動減衰装置。
  6. 【請求項6】強化部材(42)がはまった弾性体(27)の
    孔(38)の側方のふくらみ(48)は支持フランジ側で強
    化部材の外面に対して接線的になめらかに互いに接して
    接続していることを特徴とする特許請求の範囲第5項記
    載の自動車の伝動装置における振動減衰装置。
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