JP2004347052A

JP2004347052A - ダイナミックダンパ

Info

Publication number: JP2004347052A
Application number: JP2003146024A
Authority: JP
Inventors: Naohito Kuwayama; 直仁桑山
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: JP4046007B2

Abstract

【課題】振動入力の変動に対して、ゴム弾性体の動バネ定数の変動を抑え、共振周波数の変動を小さくすることができるダイナミックダンパを提供する。
【解決手段】ダイナミックダンパは、ゴムブッシュ１０と、その外周面に圧入により挿嵌される筒状の質量金具２１とを備えている。ゴムブッシュは、内筒金具１１と、内筒金具の外方に同軸状に配設された外筒金具１３と、内外筒金具の対向面間にて振動入力に対して直交するように径方向に延設されて内外筒金具間を弾性的に連結する一対のゴム弾性体連結部１５と、ゴム弾性体連結部と直交する内筒金具の外周面に固定されて外筒金具の内周面の他方に向けて突出し突出端部が外筒金具の内周面の他方に非接着で当接した一対のゴム弾性体突出部１７を備えている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等のエンジン又はトランスミッション等に取り付けられるダイナミックダンパに係り、特に内筒金具とその外周側に同軸状に配置された質量金具側との間を振動入力方向に対して直交して径方向に延びて連結するゴム弾性体連結部の剪断変形により振動入力を減衰させるダイナミックダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のダイナミックダンパは、例えば、図１０，図１１に示すように、内筒金具２と、内筒金具２の外周側に離間して同軸状に配設された外筒金具３と、内外筒金具２，３の対向面間にて振動入力方向（図示上下方向）に対して直交するように径方向に延設されて内外筒金具２，３間を弾性的に連結する厚板状の一対のゴム弾性体連結部４とを備えたゴムブッシュ１と、ゴムブッシュ１の外筒金具３の外周面に中心孔にて圧入によって挿嵌されることにより外筒金具３に固定された筒状の質量金具５とを備えている。このダイナミックダンパは、内筒金具２に加えられる振動入力をゴム弾性体連結部４の剪断変形によって減衰させるものである。同様の構造のダイナミックダンパとしては、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３３７４３１号公報（第２頁、図１−図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ダイナミックダンパは、振動入力の大きさによって、動バネ特性が変動する性質を備えている。図５に示すように、ゴム弾性体のたわみ（ｍｍ）を横軸に、ゴム弾性体に加えられる動荷重（Ｎ）を縦軸とすると、ゴム弾性体の振動の１周期ごとに図に示すように閉ループである動荷重−たわみ線図が描かれる。この動荷重−たわみ線図の傾きが動バネ特性を表している。振動入力が小さいすなわち小振幅のときは、ゴム弾性体の動荷重−たわみ線図Ａの傾斜が大きくなっており、その動バネ定数が大きいが、振動入力が大きいすなわち大振幅になると、動荷重−たわみ線図Ｂの傾斜が緩やかになり、その動バネ定数が小さくなる。このような振動入力による動バネ特性の変動が、動バネ特性の振幅依存性と言われている。
【０００５】
このように動バネ定数が変動することにより、ダイナミックダンパの共振周波数が変動し、その結果、ダイナミックダンパの振動減衰性能が低下するという問題がある。例えば、振動入力の大きさが１Ｇのときの共振周波数が１００Ｈｚのダイナミックダンパの場合、振動入力の大きさが３Ｇになると共振周波数が９２Ｈｚと大きく低下し、ダイナミックダンパの振動減衰性能が大きく損なわれる結果となる。特に、ダイナミックダンパが、エンジン、トランスミッション等のような加えられる振動入力の大きな部位に適用される場合に、このような共振周波数の変動が問題となる。
【０００６】
本発明は上記した問題を解決しようとするもので、車両等から加えられる振動入力の変動に対して、ゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動を抑えることにより、共振周波数の変動を小さくして振動減衰性能を適正に発揮できるダイナミックダンパを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、上記請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、内筒金具と、内筒金具の外周側に離間して同軸状に配置された外筒金具と、内筒金具と外筒金具の対向面間にて振動入力方向に対して直交するように径方向に延設されて内筒金具及び外筒金具間を弾性的に連結し内筒金具に加えられる振動入力を受けて剪断変形する一対のゴム弾性体連結部と、内筒金具及び一対のゴム弾性体連結部を挟んだ振動入力方向の両側にて軸方向に貫通した一対の空間部とを設けたゴムブッシュと、ゴムブッシュの外筒金具の外周面に圧入によって挿嵌されることにより外筒金具に固定された筒状の質量金具とを備えたダイナミックダンパであって、振動入力方向に面した内筒金具の外周面及び外筒金具の内周面の内のいずれか一方に接着されて、空間部内を内筒金具の外周面及び外筒金具の内周面の他方に向けて突出し、突出した先端が他方の面に非接着で当接した一対のゴム弾性体突出部を設け、ゴム弾性体突出部が振動入力に応じて圧縮変形することにより振動入力の変動によるゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動を補償することにある。
【０００８】
上記のように構成した請求項１の発明においては、ゴム弾性体連結部が内筒金具に加えられる振動入力を受けて剪断変形するのに対して、振動入力方向に面した内筒金具の外周面及び外筒金具の内周面のいずれか一方に固定されて他方に向けて突出したゴム弾性体突出部の先端が、他方の面に非接着で当接しているため、振動入力に応じて圧縮変形するようになっている。そのため、内筒金具に加えられる振動入力が大きくなるにしたがって、振動入力に対して直交方向に延びたゴム弾性体連結部の動バネ定数が小さくなるが、ゴム弾性体突出部の圧縮変形によって、ゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動を抑制すなわち補償することができる。
【０００９】
具体的には、大振幅の振動入力に対しては、ゴム弾性体突出部が圧縮変形することにより、図５に示すように、ゴム弾性体全体のたわみと振動の動荷重との関係を表す動荷重−たわみ線図Ｃが、両端側で動荷重が大きくなるように折れ曲り、すなわち従来の線形形状の線図Ｂから小振幅時の線図Ａ側に曲げられた非線形形状に変形される。そのため、大振幅の振動入力時の動荷重−たわみ線図Ｃの傾斜が、小振幅時の線図Ａの傾斜に近似したものにされ、大振幅時の動バネ特性が小振幅時の特性に近似したものになる。その結果、請求項１の発明においては、振動入力が大きくなっても、ゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動が抑えられることにより、ダイナミックダンパの共振周波数の変動が抑えられる。
【００１０】
また、上記請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載のダイナミックダンパにおいて、ゴム弾性体突出部は、山形で先端側が断面略三角形に突出したものであることにある。このように、ゴム弾性体突出部の先端側が断面略三角形に突出していることにより、振動入力が大きくなるにしたがって、その圧縮変形の程度が徐々に大きくなる。そのため、ゴム弾性体突出部による、ゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動を補償する効果が適正に発揮される。
【００１１】
また、上記請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載のダイナミックダンパにおいて、ゴム弾性体突出部は、先端側が部分的に突出した小突起部となっていることにある。このように、ゴム弾性体突出部の先端側が部分的に突出した小突起部となっていることにより、振動入力が大きくなるにしたがって、その圧縮変形の程度が徐々に大きくなる。そのため、ゴム弾性体突出部による、ゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動を補償する効果が適正に発揮される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１，図２は、同実施形態である自動車のトランスミッションに固定される取付部材に取り付けられるダイナミックダンパを軸方向断面図及び一部破断側面図により示したものである。図３，図４は、同ダイナミックダンパを構成するゴムブッシュを軸方向断面図及び一部破断側面図により示したものである。
【００１３】
ダイナミックダンパは、内筒金具１１と、内筒金具１１の外方に同軸状に配設された外筒金具１３と、内外筒金具１１，１３の対向面間にて図示上下方向である振動入力方向に対して直交するように水平に径方向に延設されて内外筒金具１１，１３に接着されて両者間を弾性的に連結する一対のゴム弾性体連結部１５と、内筒金具１１及びゴム弾性体連結部１５を挟んだ振動入力方向両側にて軸方向に貫通した一対の空間部１９と、ゴム弾性体連結部１５と直交する内筒金具１１の外周面に固定されて外筒金具の内周面に向けて空間部１９内に突出し、突出した先端が外筒金具１３の内周面に非接着で当接した一対のゴム弾性体突出部１７とを有するゴムブッシュ１０を有しており、外筒金具１３の外周面に円筒状の質量金具２１が圧入により挿嵌されている。このダイナミックダンパは、内筒金具１１に加えられる振動入力に対して、質量金具２１の振動に伴うゴム弾性体連結部１５及びゴム弾性体突出部１７の弾性変形による共振作用によって減衰させるもので、共振周波数として１００〜３００Ｈｚの周波数域に適用される。なお、ダイナミックダンパの振動入力方向については、図の上下方向に対応するものとする。
【００１４】
内筒金具１１は、金属製の真直な厚肉パイプであり、その軸孔１２の両端側の内周面が全周にわたって切り欠かれて軸方向外方に向けて拡径状態で傾斜した環状の傾斜部１２ａにされている。傾斜部１２ａを設けたことにより、棒状部材の内筒金具１１へのスムーズな挿嵌が可能になる。外筒金具１３は、金属製の真直な薄肉パイプであり、軸方向長さが内筒金具１１よりわずかに短く、外径が内筒金具１１の外径の略２倍程度になっている。また、外筒金具１３は、両端側の外周面が全周にわたって切り欠かれて軸方向外方に向けて縮径状態で傾斜した環状の傾斜部１３ａにされている。傾斜部１３ａを設けたことにより、外筒金具１３の質量金具２１へのスムーズな挿嵌が可能になる。外筒金具１３は、内筒金具１１の外周側に離間して同軸状にかつ内筒金具１１の軸方向両端間にて軸方向に対称に配置されている。
【００１５】
ゴム弾性体連結部１５は、内外筒金具１１，１３の対向面間の空間部分を略水平に径方向に延びた厚肉のゴム弾性体であって、その厚さは内筒金具１１の外径と略同一になっている。ゴム弾性体連結部１５は、外筒金具１３との接着部分において、厚肉部分の周方向両端側から周方向に厚肉部分も含めた中心角が略９０°になるように広がった薄肉部１６になっている。また、ゴム弾性体連結部１５は、軸方向両端面が軸方向内方にわずかに湾曲して凹んでいる。一対のゴム弾性体連結部１５によって、内外筒金具１１，１３間の円筒形空間が、内筒金具１１及びゴム弾性体連結部１５を挟んだ軸方向に貫通した一対の空間部１９に仕切られている。
【００１６】
ゴム弾性体突出部１７は、ゴム弾性体連結部１５と直交する内筒金具１１の径方向の両外周面から空間部１９内に振動入力方向に延びている。ゴム弾性体突出部１７は、図３及び図４に示すように、軸方向断面が底角の小さい偏平な等脚台形形状に突出しており、外筒金具近傍位置でさらに底角が小さくなるように折り曲げられて傾斜した偏平な二等辺三角形状になっていると共に、軸直角方向断面が底角の大きな等脚台形形状に突出しており、外筒金具近傍位置で底角がわずかに小さくなるように折り曲げられて傾斜した二等辺三角形になっている。すなわち、ゴム弾性体突出部１７は、内筒金具１１側の軸方向に長い四角錐台形の基部１８ａと、基部１８ａに積み重ねられた外筒金具１３側の偏平な四角錐形の先端部１８ｂとにより構成されている。なお、ゴム弾性体突出部１７の形状については、これに限らず、単一の四角錐形状であってもよく、さらに先端が突出した類似の形状であってもよい。
【００１７】
ゴム弾性体連結部１５及びゴム弾性体突出部１７は、内筒金具１１及び外筒金具１３にゴム加硫成形により一体で接着形成されるもので、両金具１１，１３と共に一体加硫成形品であるゴムブッシュ１０を構成している。ゴム加硫成形直後のゴムブッシュ１０は、図３及び図４に示すように、ゴム弾性体突出部１７の先端部１８ｂの頂部と外筒金具１３内周面との間に隙間Ｇを設けた状態になっている。ゴム加硫成形直後のゴムブッシュ１０は、通常は加硫成形後のゴム弾性体の引張歪を除去するために外筒金具１３に対して八方絞り等の縮径加工が施される。
【００１８】
質量金具２１は、厚肉の円筒形の金具であり、その内径が外筒金具１３の外径よりわずかに小さく、かつ軸方向長さが外筒金具１３の軸方向長さと同等ないしわずかに大きくされている。質量金具２１は、中心孔２２の軸方向両端側が全周にわたって切り欠かれて軸方向外方に向けて拡径状態で傾斜した環状の傾斜部２２ａにされており、外筒金具１３の質量金具２１へのスムーズな挿嵌が可能にされている。
【００１９】
質量金具２１の中心孔２２に、上記縮径加工の施されたゴムブッシュ１０が外筒金具１３にて圧入によって挿嵌されることにより、外筒金具１３がさらに縮径して、質量金具２１は外筒金具１３の外周面に圧着状態で強固に固定されて、ダイナミックダンパが得られる。このように、外筒金具１３が縮径することにより、ゴム弾性体突出部１７の先端部１８ｂの頂部と外筒金具１３内周面との間の隙間Ｇが無くされて、両者が非接着で当接した状態となる。また、外筒金具１３が質量金具２１に圧入されて一体となることにより、外筒金具１３も質量金具の一部として機能することになる。なお、縮径加工が施されさらに質量金具２１に圧入されて外筒金具１３が縮径することにより、ゴム弾性体連結部１５が径方向に圧縮されるため、その加硫成形後の収縮による引張歪が除去され、ゴム弾性体が安定状態に維持される。
【００２０】
このダイナミックダンパは、ゴム弾性体突出部１７を振動入力方向である図示上下方向に向けた状態で、車両のトランスミッションに設けた図示しない取付部材の外周側に、内筒金具１１の軸孔１２にて圧入によって挿嵌されることにより、取付部材に強固に固定される。
【００２１】
上記実施形態においては、ゴム弾性体連結部１５と直交して振動入力方向を向いたゴム弾性体突出部１７の突出端部である先端部１８ｂの頂部が、外筒金具１３の内周面に非接着で当接した状態になっている。そのため、ゴム弾性体連結部１５が内筒金具１１に加えられる振動入力を受けて剪断変形するのに対して、ゴム弾性体突出部１７は、内筒金具１１に加えられる振動入力を受けて先端部１８ｂ側が徐々に圧縮変形する。そのため、内筒金具１１に加えられる振動入力が大きくなるにしたがって、振動入力に対して直交方向に延びたゴム弾性体連結部１５の動バネ定数が小さくなるが、ゴム弾性体突出部１７の圧縮変形の程度が大きくなる。その結果、図５に示すように、ゴム弾性体全体の動荷重−たわみ線図Ｃが、両端側で動荷重が大きくなるように折れ曲り、すなわち従来の線形形状の線図Ｂから小振幅時の線図Ａ側に曲げられた非線形形状に変形される。これにより、大振幅の振動入力時の動荷重−たわみ線図Ｃの傾斜が、小振幅時の線図Ａの傾斜に近似したものにされ、大振幅時の動バネ特性が小振幅時の動バネ特性に近似したものになる。
【００２２】
これにより、ゴム弾性体突出部１７がゴム弾性体連結部１５の動バネ定数の変動を補償し、ゴム弾性体全体としての動バネ定数の変動を抑えることができる。その結果、本実施形態においては、振動入力が大きくなっても、ダイナミックダンパの共振周波数の変動が抑えられ、その振動減衰性能が適正に発揮される。例えば、振動入力の大きさが１Ｇのときの共振周波数が１００Ｈｚのダイナミックダンパの場合、振動入力の大きさが３Ｇに増大しても、その共振周波数は９６Ｈｚとなり、従来例の９２Ｈｚに比べてその低下の程度が大幅に抑えられる。そのため、本実施形態のダイナミックダンパは、エンジン、トランスミッション等のような加えられる振動入力の大きな部位に好適に使用される。
【００２３】
なお、上記実施形態の変形例として、図６，図７に示すように、ゴム弾性体突出部２３を、軸方向に長い外筒金具１３内周面近傍まで突出した四角錐台形の基部２４に、その先端面の中央から部分的に突出した小突起部２５を設けた構成とすることができる。このように、ゴム弾性体突出部２３の先端側が小突起部２５となっていることにより、振動入力が大きくなるにしたがって、圧縮変形の程度が徐々に大きくなる。そのため、第１実施形態と同様に、ゴム弾性体連結部１５の動バネ定数の変動を適正に補償することができる。
【００２４】
つぎに、第２実施形態について説明する。
本実施形態においては、上記第１実施形態及び変形例に示したようにゴム弾性体突出部１７，２３を内筒金具１１外周面に設けて、その先端部を外筒金具１３の内周面に当接させる代りに、図８，図９に示すように、略四角錐形状の一対のゴム弾性体突出部２７を、振動入力方向における外筒金具１３の両内周面に接着して空間部１９内に突出させ、突出した先端を内筒金具１１の両外周面にてゴム弾性体連結部１５から延出した薄肉のゴム被覆部１５ａに非接着で当接させるようにしたものである。このように構成した第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、振動入力が大きくなっても、ゴム弾性体突出部２７によってゴム弾性体連結部１５の動バネ定数の変動を適正に補償することができる。その結果、第２実施形態においても、ダイナミックダンパの共振周波数の変動を抑え、ダイナミックダンパの振動減衰性能を適正に発揮させることができる。なお、ゴム弾性体突出部の形状については、上記変形例に示したように、四角錐台部の先端面に小突起部を設けた形状としてもよい。
【００２５】
なお、本発明のダイナミックダンパは、車両に限らず、他の同様な用途に使用可能である。その他、上記実施形態に示したダイナミックダンパについては、一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【００２６】
【発明の効果】
上記請求項１の発明によれば、ゴム弾性体連結部と直交する内筒金具の外周面及び外筒金具の内周面のいずれか一方の面に接着固定されたゴム弾性体突出部を設けて、その突出端を他方の面に非接着で当接させたことにより、ゴム弾性体突出部がゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動を補償することができ、その結果、ダイナミックダンパの共振周波数の変動が抑えられ、その振動減衰性能が適正に発揮される。
【００２７】
また、ゴム弾性体突出部の先端側形状は、断面略三角形に突出させたり、部分的に突出した小突起部とすることにより、ゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動を是正する効果が確実に得られる（請求項２、３の発明の効果）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるダイナミックダンパを示す図２のＩ−Ｉ線方向の断面図である。
【図２】同ダイナミックダンパを示す右半分が軸方向中間位置にて破断された一部破断側面図である。
【図３】同ダイナミックダンパのゴムブッシュを示す図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向の断面図である。
【図４】同ゴムブッシュを示す右半分が軸方向中間位置にて破断された一部破断側面図である。
【図５】ダイナミックダンパの振動入力によるゴム弾性体のたわみと動荷重との関係を概略的に示すグラフである。
【図６】変形例であるダイナミックダンパを示す図６のＶ−Ｖ線方向の断面図である。
【図７】同ダイナミックダンパを示す右半分が軸方向中間位置にて破断された一部破断側面図である。
【図８】第２実施形態であるダイナミックダンパを示す図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線方向の断面図である。
【図９】同ダイナミックダンパを示す右半分が軸方向中間位置にて破断された一部破断側面図である。
【図１０】従来例であるダイナミックダンパを示す図１１のＸ−Ｘ線方向の断面図である。
【図１１】同ダイナミックダンパを示す右半分が軸方向中間位置にて破断された一部破断側面図である。
【符号の説明】
１０…ゴムブッシュ、１１…内筒金具、１３…外筒金具、１５…ゴム弾性体連結部、１７，２３，２７…ゴム弾性体突出部、１８ｂ…先端部、２１…質量金具、２５…小突起部。

Claims

内筒金具と、該内筒金具の外周側に離間して同軸状に配置された外筒金具と、該内筒金具と外筒金具の対向面間にて振動入力方向に対して直交するように径方向に延設されて該内筒金具及び外筒金具間を弾性的に連結し該内筒金具に加えられる振動入力を受けて剪断変形する一対のゴム弾性体連結部と、前記内筒金具及び該一対のゴム弾性体連結部を挟んだ振動入力方向の両側にて軸方向に貫通した一対の空間部とを設けたゴムブッシュと、
該ゴムブッシュの該外筒金具の外周面に圧入によって挿嵌されることにより該外筒金具に固定された筒状の質量金具とを備えたダイナミックダンパであって、
前記振動入力方向に面した前記内筒金具の外周面及び前記外筒金具の内周面の内のいずれか一方に接着されて、前記空間部内を該内筒金具の外周面及び該外筒金具の内周面の他方に向けて突出し、突出した先端が該他方の面に非接着で当接した一対のゴム弾性体突出部を設け、該ゴム弾性体突出部が振動入力に応じて圧縮変形することにより振動入力の変動による前記ゴム弾性体連結部の動バネ定数の変動を補償することを特徴とするダイナミックダンパ。
前記ゴム弾性体突出部は、山形で先端側が断面略三角形に突出したものであることを特徴とする前記請求項１に記載のダイナミックダンパ。
前記ゴム弾性体突出部は、先端側が部分的に突出した小突起部となっていることを特徴とする前記請求項１に記載のダイナミックダンパ。