JP2005048936A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】リサイクルが容易であるとともにフェイルセーフ機能が確保され、且つ同一製品での共振周波数特性のチューニングを可能にしたダイナミックダンパを提供する。
【解決手段】筒状に形成されて外周面に周方向に一周する凹溝１３を有するゴム弾性体１と、ゴム弾性体１の凹溝１３に非接着で装着されたリング状のマス部材２と、ゴム弾性体１の内孔に非接着で挿入配置された筒状部３１と筒状部３１の一端から径方向外方に向かってマス部材２の内周面よりも外側に延出するフランジ部３２とを有し、筒状部３１の内孔に挿入された取付ボルト５５を緊締することによりサスペンションメンバ５０の取付面とフランジ部３２とでゴム弾性体１を狭持する状態に取付けられる取付部材３とで構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば車両のサスペンションメンバ等の振動体に取付けられて、その振動体に発生する有害振動を抑制するダイナミックダンパに関する。

自動車などの車両においては、エンジン振動や車両の走行時に発生する共振などの多くの有害振動が存在していることから、それら有害振動を抑制するために種々の防振装置が搭載されている。このような防振装置として、例えば特許文献１や特許文献２などに開示されているようなダイナミックダンパが知られている。

このダイナミックダンパは、一般に、振動低減対象となる振動体に固定される取付部材と、その取付部材に固着されたゴム弾性体と、そのゴム弾性体に固着されて弾性支持されるマス部材とから構成されている。このダイナミックダンパは、その共振周波数（固有振動数）を有害振動の卓越振動数に合わせることにより、振動体の振動エネルギを共振によりダイナミックダンパの振動エネルギに変換して吸収することで、振動体に発生する有害振動を抑制するものである。

ところで、上記のような従来のダイナミックダンパにおいては、通常、金属で形成されるマス部材や取付部材がゴム弾性体と接着されているため、マス部材や取付部材をリサイクルする場合にはゴム弾性体を焼却して除去するようにしている。しかし、ゴム弾性体が特殊なゴム（例えば、ＩＩＲ、ＥＰＰＭ）で形成されている場合には、ゴム弾性体の焼却が困難になるため、マス部材や取付部材のリサイクルができず、そのまま廃棄処分となる。そのため、従来のダイナミックダンパは、リサイクルが容易な製品とは言えない。

また、ゴム弾性体とマス部材や取付部材との接着に不具合があった場合、或いはゴム弾性体が破損した場合に、車両からマス部材が脱落して重大な事故に繋がる恐れのある部位に取付けられるダイナミックダンパに対しては、マス部材が脱落しないようにフェイルセーフ機能が求められる（特許文献１参照。）。

また、ダイナミックダンパの共振周波数は、マス部材の質量とゴム弾性体のばね定数とによって略決定される。そのため、通常のダイナミックダンパは、ゴム弾性体の形成に用いるゴム材料の初期設定でばね定数が略決定してしまい、車両への取付け時に共振周波数をチューニングすることはできない。しかし、ダイナミックダンパに要求される共振周波数特性は、ダイナミックダンパが取付けられる車両ごとに異なり、しかも有害振動の抑制に有効となる共振周波数の範囲も狭いことから、従来は、ダイナミックダンパが取付けられる車両に対応して、それぞれ共振周波数特性が適合するダイナミックダンパを作製する必要があった。
特開平９−７９３１６号公報 特開２００２−２０６５９２号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、リサイクルが容易であるとともにフェイルセーフ機能が確保され、且つ同一製品での共振周波数特性のチューニングを可能にしたダイナミックダンパを提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決する請求項１記載の発明に係るダイナミックダンパは、筒状に形成されて外周面に周方向に一周する凹溝を有するゴム弾性体と、該ゴム弾性体の前記凹溝に非接着で装着されたリング状のマス部材と、前記ゴム弾性体の内孔に非接着で挿入配置された筒状部と該筒状部の一端から径方向外方に向かって前記マス部材の内周面よりも外側に延出するフランジ部とを有し、前記筒状部の内孔に挿入された取付ボルトを緊締することにより振動体の取付面と前記フランジ部とで前記ゴム弾性体を狭持する状態に取付けられる取付部材と、から構成されていることを特徴としている。

本発明のダイナミックダンパは、ゴム弾性体とマス部材と取付部材が非接着で組み付けられていることから、それらを部材ごとに容易に分離することができるので、リサイクルが容易になる。

また、本発明のダイナミックダンパは、取付部材のフランジ部がマス部材の内周面よりも外側に延出するように形成されていることにより、フェイルセーフ機能が確保される。

さらに、本発明のダイナミックダンパは、取付部材の筒状部の内孔に挿入された取付ボルトを緊締することにより、振動体の取付面と取付部材のフランジ部とでゴム弾性体を圧縮して狭持する状態に取付けられるように構成されているため、取付け時においてゴム弾性体の圧縮量を変更することにより、ゴム弾性体のばね定数を変更することが可能となる。これにより、同一製品であっても取付け時において共振周波数特性のチューニングが可能となる。

したがって、本発明のダイナミックダンパによれば、リサイクルが容易であるとともにフェイルセーフ機能が確保され、且つ同一製品でも共振周波数特性をチューニングすることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明における前記ゴム弾性体が、前記取付部材の筒状部よりも軸方向長さが長く形成されることにより、前記振動体の取付面と前記フランジ部とで狭持されたときに圧縮される締め代を有することを特徴としている。

本発明によれば、ダイナミックダンパの取付け時において、ゴム弾性体のばね定数のチューニングを容易に行うことができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明における前記ゴム弾性体は、ばね定数調整用のすぐりを有することを特徴としている。

本発明によれば、ゴム弾性体のばね定数のチューニング幅を拡げることができる。よって、請求項２記載の発明と併用すれば、より広範囲でばね定数のチューニングを容易に行うことが可能となる。なお、本発明におけるすぐりは、ゴム弾性体の任意の部位に設けることができ、その大きさも設定されるばね定数との関係において適宜選択することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３記載の発明における前記取付部材の前記フランジ部は、前記ゴム弾性体と対向する面に凹凸部を有することを特徴としている。

本発明によっても、請求項２記載の発明の場合と同様に、ゴム弾性体のばね定数のチューニング幅を拡げることができる。この凹凸部は、例えば、周方向に延びる凹溝や突条により形成したり、或いは周方向において略等間隔に凹部や凸部を形成することにより設けることができる。なお、本発明における凹凸部は、ゴム弾性体の端面と対向する部位であれば、フランジ部の任意の部位に設けることができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４記載の発明における前記マス部材の重心と前記ゴム弾性体の弾性中心が略一致するように設定されていることを特徴としている。

本発明によれば、ダイナミックダンパが共振する際に、マス部材の動きがバランス良くより良好になるため、ダイナミックダンパのより良好な振動抑制効果が得られ易くなる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態に係るダイナミックダンパをサスペンションメンバに取付けた状態を示す断面図であり、図２はそのダイナミックダンパの断面図である。

本実施形態のダイナミックダンパは、図２に示すように、筒状に形成されて外周面に周方向に一周する凹溝１３を有するゴム弾性体１と、ゴム弾性体１の凹溝１３に非接着で装着されたリング状のマス部材２と、ゴム弾性体１の内孔に非接着で挿入配置された筒状部３１と筒状部３１の一端から径方向外方に向かってマス部材２の内周面よりも外側に延出するフランジ部３２とを有する取付部材３と、から構成されている。

ゴム弾性体１は、ゴム材料を加硫成形することにより厚肉の円筒状に形成されている。このゴム弾性体１は、略一定の内径をもち略一定の肉厚に形成された円筒部１１と、円筒部１１の両端から径方向外方に延びる一対の鍔部１２、１２とからなる。各鍔部１２、１２は、同じ肉厚でリング状に形成されている。ゴム弾性体１の外周面の両鍔部１２、１２の間には、同じ幅で周方向に延びる凹溝１３が周方向に一周するように形成されている。このゴム弾性体１は、最適なゴム材料を選択使用することにより所定のばね定数を有するように形成されている。

マス部材２は、鉄系金属によりリング状に形成されたものであり所定の質量を有する。このマス部材２は、断面が四角形の鉄系金属棒を円環状に巻いてその対向する端面どうしを接合させることにより形成されており、周方向において質量のバランスが保たれるように形成されている。このマス部材２は、ゴム弾性体１の凹溝１３の幅と略同じ厚み幅に形成されており、凹溝１３の底面の直径（円筒部１１の外径）と略同じ大きさの内径を有する。マス部材２の外径は、ゴム弾性体１の鍔部１２、１２の外径よりも大きい。このマス部材２は、図３に示すように、ゴム弾性体１の凹溝１３に非接着で装着されている。この場合、マス部材２は、ゴム弾性体１の一方の鍔部１２を縮径するように弾性変形させた状態で凹溝１３に填め込まれる。これにより、マス部材２は、マス部材２の重心とゴム弾性体１の弾性中心が略一致する状態でゴム弾性体１に組み付けられている。

取付部材３は、円筒状に形成された筒状部３１と、筒状部３１の一端から径方向外方に延出するリング状のフランジ部３２とからなり、鉄系金属により一体に形成されている。筒状部３１は、ゴム弾性体１の円筒部１１の内孔と略同じ外径を有し、円筒部１１よりも所定長さＬ（図２、図４参照。）短い長さに形成されている。フランジ部３２の外径は、ゴム弾性体１の鍔部１２、１２の外径よりも大きく、更にマス部材２の外径よりも大きい。この取付部材３は、図４に示すように、マス部材２が組み付けられたゴム弾性体１に対して、円筒部１１の内孔に筒状部３１を圧入することにより非接着で組み付けられている。この状態では、筒状部３１が円筒部１１よりも所定長さＬ短いことから、ゴム弾性体１の一端部は所定長さＬだけ筒状部３１よりも突出しており、これによりゴム弾性体１には所定長さＬの締め代が形成されている。

以上のように構成された本実施形態のダイナミックダンパは、図１に示すように、振動低減対象となる振動体としての車両のサスペンションメンバ５０に対して、取付ボルト５５及びナット５６を用いて取付けられる。即ち、取付ボルト５５の軸部を取付部材３の筒状部３１の内孔にフランジ部３２側から挿入し、更にその先端部をサスペンションメンバ５０の取付面に設けられた取付孔５１に挿入した後、その先端部にナット５６を螺合させて緊締する。

これにより、ダイナミックダンパは、サスペンションメンバ５０の取付面と取付部材３のフランジ部３２とでゴム弾性体１の両端面が挟持され、筒状部３１の端面がサスペンションメンバ５０の取付面に当接する状態に取付ボルト５５が緊締されることにより、ゴム弾性体１が締め代（所定長さＬ）の分だけ軸方向に圧縮された状態に取付けられる。この場合、ゴム弾性体１が軸方向に圧縮されるのに伴って、マス部材２と取付部材３の筒状部３１との間に位置する円筒部１１の部分が径方向にも圧縮された状態になるが、その円筒部１１の部分の径方向への圧縮が不必要であれば、円筒部１１の外周面とマス部材２の内周面との間に予め適宜隙間を形成しておけばよい。この状態において、ゴム弾性体１のばね定数が目的の値となるように設定されており、そのゴム弾性体１のばね定数とマス部材２の質量とによって、ダイナミックダンパの目的とする共振周波数が設定されている。

このようにしてダイナミックダンパが取付けられたサスペンションメンバ５０に有害振動が発生すると、サスペンションメンバ５０の振動エネルギをダイナミックダンパが共振することによってダイナミックダンパの振動エネルギに変換して吸収することで、その有害振動が効果的に抑制される。特に、本実施形態のダイナミックダンパは、マス部材２の重心とゴム弾性体１の弾性中心が略一致するように設定されているので、ダイナミックダンパが共振する際に、マス部材２の動きがバランス良くより良好になるため、ダイナミックダンパのより良好な振動抑制効果が得られ易くなっている。

以上のように、本実施形態のダイナミックダンパは、ゴム弾性体１とマス部材２と取付部材３が非接着で組み付けられていることから、それらを部材ごとに容易に分離することができるので、リサイクルが容易になる。

また、本実施形態のダイナミックダンパは、取付部材３のフランジ部３２の外径がマス部材２の内径よりも大きくされているため、たとえゴム弾性体１が破損した場合でもマス部材２が車両から脱落することがなく、確実なフェイルセーフ機能が確保されている。

さらに、本実施形態のダイナミックダンパは、サスペンションメンバ５０への取付け時において、取付ボルト５５の緊締量を変更してゴム弾性体１の圧縮量を変更することにより、ゴム弾性体１のばね定数を変更することができる。そのため、同一製品であっても、取付け時において共振周波数特性をチューニングすることができる。特に、本実施形態のダイナミックダンパにおいては、ゴム弾性体１が、取付部材３の筒状部３１よりも所定長さＬ長く形成されていることにより、サスペンションメンバ５０の取付面と取付部材３のフランジ部３２とで狭持されたときに圧縮される締め代を有するため、ゴム弾性体１のばね定数のチューニングを容易に行うことができる。

よって、本実施形態でのサスペンションメンバ５０と異なる周波数の有害振動を発生する振動体に対しても、本実施形態のダイナミックダンパをそのままの状態で共振周波数特性を適宜チューニングしながら取付けることができる。

なお、上記実施形態においては、ゴム弾性体１が、サスペンションメンバ５０の取付面と取付部材３のフランジ部３２とで狭持されたときに圧縮される締め代を有することにより、ゴム弾性体１のばね定数のチューニングを容易に行うことができるようにしているが、例えば図５及び図６に示すように、ゴム弾性体１の鍔部１２、１２にばね定数調整用の複数のすぐり１５、…を周方向において略等間隔に設けることによって、ゴム弾性体１の主として軸方向のばね定数のチューニング幅を拡げることができる。

また、例えば図７に示すように、ゴム弾性体１の円筒部１１の外周面（凹溝１３の底面）に、周方向に延びる突条部１６と溝部１７を軸方向において交互に設けることによって、ゴム弾性体１の主として径方向のばね定数のチューニング幅を拡げることができる。

さらに、例えば図８及び図９に示すように、取付部材３のフランジ部３２のゴム弾性体と対向する面に周方向に一周する突条３５を設けたり、例えば図１０及び図１１に示すように、周方向において略等間隔に複数の凸部３６、…を設けることによっても、ゴム弾性体のばね定数のチューニング幅を拡げることができる。

本発明の実施形態に係るダイナミックダンパの取付け状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るダイナミックダンパの断面図である。 本発明の実施形態におけるゴム弾性体とマス部材との組付け状態を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるゴム弾性体と取付部材との組付け状態を示す説明図である。 本発明におけるゴム弾性体の他の実施形態の平面図である。 本発明におけるゴム弾性体の他の実施形態の断面図であって図５のVI−VI線矢視断面図である。 本発明におけるゴム弾性体のその他の実施形態の断面図である。 本発明における取付部材の他の実施形態の平面図である。 本発明における取付部材の他の実施形態の断面図であって図８のIX−IX線矢視断面図である。 本発明における取付部材のその他の実施形態の平面図である。 本発明における取付部材のその他の実施形態の断面図であって図１０のXI−XI線矢視断面図である。

符号の説明

１…ゴム弾性体 ２…マス部材 ３…取付部材 １１…円筒部 １２…鍔部 １３…凹溝 １５…すぐり １６…突条部 １７…溝部 ３１…筒状部
３２…フランジ部 ３５…突条 ３６…突部 ５０…サスペンションメンバ
５１…取付孔 ５５…取付ボルト ５６…ナット

Claims (5)

1. 筒状に形成されて外周面に周方向に一周する凹溝を有するゴム弾性体と、
   該ゴム弾性体の前記凹溝に非接着で装着されたリング状のマス部材と、
   前記ゴム弾性体の内孔に非接着で挿入配置された筒状部と該筒状部の一端から径方向外方に向かって前記マス部材の内周面よりも外側に延出するフランジ部とを有し、前記筒状部の内孔に挿入された取付ボルトを緊締することにより振動体の取付面と前記フランジ部とで前記ゴム弾性体を狭持する状態に取付けられる取付部材と、
   から構成されていることを特徴とするダイナミックダンパ。
2. 前記ゴム弾性体は、前記取付部材の筒状部よりも軸方向長さが長く形成されることにより、前記振動体の取付面と前記フランジ部とで狭持されたときに圧縮される締め代を有することを特徴とする請求項１記載のダイナミックダンパ。
3. 前記ゴム弾性体は、ばね定数調整用のすぐりを有することを特徴とする請求項１または２記載のダイナミックダンパ。
4. 前記取付部材の前記フランジ部は、前記ゴム弾性体と対向する面に凹凸部を有することを特徴とする請求項１〜３記載のダイナミックダンパ。
5. 前記マス部材の重心と前記ゴム弾性体の弾性中心が略一致するように設定されていることを特徴とする請求項１〜４記載のダイナミックダンパ。

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