JP2007132406A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】マス部材の両端を弾性支持する弾性支持部材に対して、マス部材をより強固に且つ確実に固定できるようにしたダイナミックダンパを提供する。
【解決手段】振動部材に取付けられる一対の取付部材１ａ、１ｂと、一対の取付部材１ａ、１ｂの間に配置される柱状のマス部材２と、マス部材２の各端部をそれぞれ保持する一対のホルダ３１ａ、３１ｂと各ホルダ３１ａ、３１ｂの底部外面と各取付部材１ａ、１ｂに加硫接着された一対のゴム弾性体３５ａ、３５ｂとからなる一対の弾性支持部材３ａ、３ｂと、を備える。マス部材２の両端部外周面に螺旋溝（凹凸部）２２ａ、２２ａを設ける。マス部材２と各ホルダ３１ａ、３１ｂは、マス部材２の両端部が各ホルダ３１ａ、３１ｂの内部に挿入された後、各ホルダ３１ａ、３１ｂの周壁部に絞り加工が施されることにより螺旋溝（凹凸部）２２ａ、２２ａが潰された状態でかしめ固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車の車体や複数階建て住宅の床、梁、根太等における振動部材に対して取付けられて、その振動部材に発生する振動や騒音を抑制するダイナミックダンパに関する。

例えば、自動車においては、エンジン振動やエンジンと車体との間に発生する共振等の本来発生しない方が望ましい多くの振動が存在することから、それらの振動を抑制する制振装置として、従来よりダイナミックダンパが採用されている。また、複数階建ての住宅等の建築構造物においては、上階の床に発生した振動や衝撃音が不快振動や不快音として下階に直接的に伝播されることから、床に発生するそれらの振動や衝撃音を抑制する制振装置として、ダイナミックダンパが採用されつつある。

このダイナミックダンパは、一般に、振動部材に取付けられる取付部材にゴム弾性体等のばね部材を介してマス部材（質量体）が弾性支持されるように構成されており、振動入力によって振動部材が特定の周波数で振動するときに、振動部材に対してマス部材がゴム弾性体（ばね部材）のばね作用を介して共振することにより、振動部材の振動を減衰させ抑制することができる。なお、ダイナミックダンパの共振周波数は、ばね部材のばね定数とマス部材の質量とによって基本的に定まり、低減すべき振動周波数に合わせてチューニングされる。

ところで、上記のダイナミックダンパでは、ばね部材としてゴム弾性体が用いられることが多く、振動入力時にはマス部材がゴム弾性体のばね作用を介して共振するように構成されていることから、ゴム弾性体とマス部材が強固に連結固定されていることが重要となり、種々の方法がある。例えば、特許文献１〜３には、マス部材（質量体、質量部材）に対して、ゴム弾性体に固着された筒状金具（外筒）を圧入するようにすることが開示されている。また、特許文献４には、マス部材とマスプレートとを溶接により接合すること、或いはマス部材とマスプレートとをかしめ固定することが開示されている。

一方、特許文献５には、筒体をもつウエイト支持ブラケットと取付ブラケットとをゴム弾性体の両端部に加硫接着して組付けられた一対の支持ユニットで、円柱状のマス部材（ウエイト）の両端部を弾性支持するように構成されたダイナミックダンパにおいて、マス部材の両端部をウエイト支持ブラケットの筒体内に嵌合し、ウエイト支持ブラケットの外側から締付バンドを用いて締め付けるようにすることが開示されている。この場合には、マス部材とゴム弾性体との接着性が本来良好でない組み合わせであっても両者の連結強度を高めることができるとともに、組付作業を簡易化することができるとされている。

しかし、特許文献５のように、締付バンドを用いた場合には、振動入力時にマス部材が共振することから、締付バンドの緩みが発生し易く、また、大きな質量のマス部材が用いられる場合には、マス部材とゴム弾性体との充分な連結強度を確保できなくなる。
実公平５−２９５６３号公報 特公平７−４７９７９号公報 実公平７−７６３９号公報 特開平７−２３８９８８号公報 特開平３−３７４４７号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、マス部材の両端を弾性支持する弾性支持部材に対して、マス部材をより強固に且つ確実に固定できるよう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本発明のダイナミックダンパは、振動部材に互いに距離を隔てて取付けられる一対の取付部材と、一対の該取付部材の間に配置される柱状のマス部材と、有底筒状に形成されて内部に挿入される前記マス部材の各端部をそれぞれ保持する一対のホルダと各該ホルダの底部外面と各前記取付部材に加硫接着されて両者を一体的に連結する一対のゴム弾性体とからなり、前記取付部材に対して前記マス部材の両端部を弾性支持する一対の弾性支持部材と、を備え、前記マス部材の両端部外周面及び前記ホルダの筒状部内周面のいずれか一方の面には凹凸部が設けられているとともに、前記マス部材と各前記ホルダは、前記マス部材の両端部が各前記ホルダの内部に挿入された後、各前記ホルダの前記筒状部に絞り加工が施されることにより前記凹凸部が潰された状態でかしめ固定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では、マス部材の両端部を弾性支持する弾性支持部材のホルダとマス部材とを組み付けるに際して、マス部材の両端部が各ホルダの内部に挿入された後、各ホルダの筒状部に絞り加工が施されることにより、マス部材と各ホルダがかしめ固定される。このとき、各ホルダの筒状部への絞り加工によって、マス部材の両端部外周面及びホルダの内周面のいずれか一方の面に設けられている凹凸部が潰されることにより、マス部材と各ホルダとの接合面が互いに食い込んだ状態となって強固な係合状態が得られる。これにより、弾性支持部材のホルダに対して、マス部材がより強固に且つ確実に固定される。また、マス部材のホルダからの強い抜け力も確保される。

本発明において、柱状のマス部材は、断面形状が円形であっても多角形であってもよいが、バランスを考慮すると円形のものが好ましい。特に、弾性支持部材のホルダに挿入保持されるマス部材の両端部は、ホルダの筒状部の形状に合わせて円柱状に形成されているのが好ましい。このマス部材は、ダイナミックダンパの共振周波数のチューニングに際して、所定の質量を有するように長尺状に形成される。この場合、マス部材の軸方向長さやホルダに挿入保持される両端部を除いた中央部の径の大きさを種々変更することによって、質量が異なる複数のものを準備すれば、ホルダとゴム弾性体からなる弾性支持部材を一種類のみ準備するだけで、異なる共振周波数にチューニングされるダイナミックダンパを容易に得ることができる。

本発明において、取付部材に対してマス部材の両端部を弾性支持する一対の弾性支持部材は、有底筒状に形成されて内部に挿入されるマス部材の各端部をそれぞれ保持する一対のホルダと、各ホルダの底部外面と各取付部材に加硫接着されて両者を一体的に連結する一対のゴム弾性体とからなる。有底筒状に形成されるホルダは、マス部材の両端部の形状に合わせて、円筒状の筒状部を有するように形成されているのが好ましい。ホルダの筒状部の内径は、マス部材の端部の挿入が容易になるように、マス部材の端部よりも少し大きく形成される。ゴム弾性体は、ゴム材料を加硫成形することにより円柱状或いは円形板状に形成される。このゴム弾性体は、振動入力時に径方向において剪断変形するように配置されているのが好ましい。このようにすれば、マス部材が全方向に振動することが可能となり、マス部材の振動方向性が無くなる。

本発明において、マス部材の両端部外周面及びホルダの筒状部内周面のいずれか一方の面には凹凸部が設けられている。この凹凸部は、例えば、ねじ加工による螺旋状に延びる螺旋溝や、研削加工による周方向に延びる１本以上のリング溝、ローレット加工による軸方向に直線状に延びる複数本の凹溝、或いはしぼ加工によるしぼ等で形成することができる。この凹凸部は、凹部の底部と凸部の頂部との差が１ｍｍ程度となるように形成されているのが好ましい。

本発明において、マス部材と各ホルダは、マス部材の両端部が各ホルダの内部に挿入された後、各ホルダの筒状部に絞り加工が施されることによりかしめ固定される。このとき、マス部材の両端部外周面及びホルダの内周面のいずれか一方の面に設けられている凹凸部は、各ホルダの筒状部への絞り加工によって潰されるため、マス部材と各ホルダとの接合面が互いに食い込んだ状態となって強固な係合状態が得られる。絞り加工は、凹凸部が設けられた部位に施されるが、周方向において連続的に施すようにしても断続的に施すようにしてもよい。この絞り加工は、例えば四方絞りや八方絞りのダイス等、従来より公知の手段を採用して行うことができる。

なお、本発明のダイナミックダンパは、取付部材に、マス部材が取付部材や弾性支持部材から離脱した際にそのマス部材の落下を防止する落下防止部材を設けるようにするのが好ましい。この落下防止部材は、例えば、マス部材の端部の周囲を覆うように取付部材から突出する落下規制部を有するように構成することができる。このようにすれば、落下防止部材を取付部材と一体的に簡易な構造で容易に設けることができる。

本発明のダイナミックダンパによれば、マス部材の両端部外周面及びホルダの内周面のいずれか一方の面には凹凸部が設けられているとともに、マス部材と各ホルダは、マス部材の両端部が各ホルダの内部に挿入された後、各ホルダの筒状部に絞り加工が施されることにより凹凸部が潰された状態でかしめ固定されていることから、マス部材の両端を弾性支持する弾性支持部材に対して、簡易な方法で、マス部材をより強固に且つ確実に固定することができる。

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の平面図であり、図２はそのダイナミックダンパの正面図であり、図３はそのダイナミックダンパに用いられるマス部材の平面図であり、図４（ａ）（ｂ）はそのダイナミックダンパに用いられるホルダの絞り加工前後における状態を示す正面図であり、図５（ａ）（ｂ）はそのダイナミックダンパに用いられるホルダの絞り加工前後における状態を示す平面図である。

本実施形態のダイナミックダンパは、図１及び図２に示すように、振動部材に互いに距離を隔てて取付けられる一対の取付部材１ａ、１ｂと、一対の取付部材１ａ、１ｂの間に配置される円柱状のマス部材２と、有底円筒状に形成された一対のホルダ３１ａ、３１ｂと各ホルダ３１ａ、３１ｂの底部外面と各取付部材１ａ、１ｂに加硫接着された一対のゴム弾性体３５ａ、３５ｂとからなり、取付部材１ａ、１ｂに対してマス部材２の両端部を弾性支持する一対の弾性支持部材３ａ、３ｂと、マス部材２の落下を防止する一対の落下防止部材４ａ、４ｂと、から構成されている。

一対の取付部材１ａ、１ｂは、１枚の鉄板を略直角に折り曲げてそれぞれ断面Ｌ字形状に形成された同一形状のものであり、矩形に形成されて振動部材に固定される取付基部１１ａ、１１ｂと、取付基部１１ａ、１１ｂの一端から立ち上がる矩形の立上り部１２ａ、１２ｂとからなる。取付基部１１ａ、１１ｂと立上り部１２ａ、１２ｂとが交わる折り曲げ角部には、それぞれ２箇所にリブ１３ａ、１３ｂが設けられていることより補強されている。各取付基部１１ａ、１１ｂには、取付用ボルト（図示せず）が挿通される長円形の挿通孔１４ａ、１４ｂがそれぞれ２箇所に設けられている。また、各立上り部１２ａ、１２ｂの上端部には、幅方向両サイドの２箇所にリベット１５ａ、１５ｂが挿通される挿通孔（図示せず）が設けられている。一対の取付部材１ａ、１ｂは、立上り部１２ａ、１２ｂが所定距離を隔てて対向するようにして、取付基部１１ａ、１１ｂが振動部材に対して取付用ボルト（図示せず）により取付けられる。

マス部材２は、図３に示すように、鉄系金属により所定の質量を有するようにして長尺の円柱状に形成されている。このマス部材２は、軸方向両端部に中央部よりも径が小さくされた小径部２１ａ、２１ｂを有する。この小径部２１ａ、２１ｂの周面には、ねじ加工を施すことによって周面上を螺旋状に延びる１本の螺旋溝２２ａ、２２ａが周面全域に亘って設けられている。これにより、小径部２１ａ、２１ｂの周面には、軸方向において凹部と凸部が交互に設けられている。なお、この螺旋溝２２ａ、２２ａは、凹部の底部と凸部の頂部との差が１ｍｍ程度となるように形成されている。このマス部材２は、軸方向両端面が取付部材１ａ、１ｂの各立上り部１２ａ、１２ｂと対向するようにして、一対の取付部材１ａ、１ｂの間に配置され、各取付部材１ａ、１ｂにそれぞれ固着された一対の弾性支持部材３ａ、３ｂによりその両端部が弾性支持されている。

一対の弾性支持部材３ａ、３ｂは、鉄系金属により有底筒状に形成されて内部に挿入されるマス部材２の各端部をそれぞれ保持する一対のホルダ３１ａ、３１ｂと、天然ゴム（ＮＲ）系のゴム材料を加硫成形することにより円形板状（円柱状）に形成されて各ホルダ３１ａ、３１ｂの底部外面に軸方向一端面がそれぞれ加硫接着された一対のゴム弾性体３５ａ、３５ｂとからなる。

各ホルダ３１ａ、３１ｂの筒状部には、図６に示すように、マス部材２の両端の小径部２１ａ、２１ｂが各ホルダ３１ａ、３１ｂの内部に挿入された状態で、四方絞りのダイス５により絞り加工が施されている。これにより、各ホルダ３１ａ、３１ｂの周壁には、図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、周方向に断続して線状に延びる絞り部３２ａ、３２ｂが形成されている。この場合、マス部材２の小径部２１ａ、２１ｂの周面に設けられた螺旋溝２２ａ、２２ａは、図７に示すように、各ホルダ３１ａ、３１ｂの筒状部に絞り加工が施されることにより凹凸が潰された状態となって、マス部材２と各ホルダ３１ａ、３１ｂが強固にかしめ固定されている。

ゴム弾性体３５ａ、３５ｂは、軸方向他端面が取付部材１ａ、１ｂの立上り部１２ａ、１２ｂの内側面中央部にそれぞれ加硫接着されていることにより、一対の取付部材１ａ、１ｂに対してそれぞれ一体的連結された状態で強固に固定されている。これにより、一対の弾性支持部材３ａ、３ｂは、両ホルダ３１ａ、３１ｂに保持されたマス部材２の両端を弾性支持し、両ゴム弾性体３５ａ、３５ｂが振動入力時に径方向において剪断変形するように配置されている。

なお、各ゴム弾性体３５ａ、３５ｂの剪断方向のばね定数は、マス部材２の質量との関係において適宜設定されており、各ゴム弾性体３５ａ、３５ｂの剪断方向のばね定数とマス部材２の質量とに基づいて、低減すべき振動の周波数に合わせてダイナミックダンパの共振周波数がチューニングされている。

一対の落下防止部材４ａ、４ｂは、１枚の鉄板を略直角に折り曲げて形成された同一形状のものである。この落下防止部材４ａ、４ｂは、矩形に形成されて各取付部材１ａ、１ｂの立上り部１２ａ、１２ｂの外側面に接面する状態で固定される固定基部４１ａ、４１ｂと、固定基部４１ａ、４１ｂの一端（立上り部１２ａ、１２ｂの立上り上端）からマス部材２の軸方向内方へ延出し断面コの字状に形成された落下規制部４２ａ、４２ｂとからなる。

固定基部４１ａ、４１ｂの所定の２箇所には、立上り部１２ａ、１２ｂの上端部の２箇所に設けられた挿通孔（図示せず）と符合するようにして挿通孔（図示せず）が設けられており、これらの挿通孔に挿通されたリベット１５ａ、１５ｂにより、落下防止部材４ａ、４ｂが取付部材１ａ、１ｂにそれぞれ固定されている。この落下防止部材４ａ、４ｂは、断面コの字状に形成された各落下規制部４２ａ、４２ｂが各弾性支持部材３ａ、３ｂ（マス部材２の両端部）の三方を囲むように配置されていることにより、各取付部材１ａ、１ｂが振動部材６の連続した平坦面に取り付けられるため、マス部材２が四方で囲まれることになる。よって、ゴム弾性体３５ａ、３５ｂがホルダ３１ａ、３１ｂや取付部材１ａ、１ｂから離脱した場合にも、マス部材２が落下しないようにされている。

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、例えば、自動車の車体や複数階建て住宅の床等における振動部材に対して取付けられて使用に供される。そして、振動入力によって振動部材が特定の周波数で振動するときに、一対の弾性支持部材３ａ、３ｂにより両端部を弾性支持されたマス部材２が振動部材に対してゴム弾性体３５ａ、３５ｂのばね作用を介して共振することにより、振動部材の振動や騒音を効果的に減衰させ抑制する。

以上のように、本実施形態のダイナミックダンパは、マス部材２の両端部外周面に螺旋溝（凹凸部）２２ａ、２２ａが設けられ、マス部材２と各ホルダ３１ａ、３１ｂは、マス部材２の両端部が各ホルダ３１ａ、３１ｂの内部に挿入された後、各ホルダ３１ａ３１ｂの筒状部に絞り加工が施されることにより螺旋溝（凹凸部）２２ａ、２２ａが潰された状態でかしめ固定されていることから、マス部材２の両端を弾性支持する弾性支持部材３１ａ、３１ｂに対して、簡易な方法で、マス部材２をより強固に且つ確実に固定することができる。

また、本実施形態のダイナミックダンパは、マス部材２の軸方向長さや中央部の径を種々変更することによってマス部材２の質量を容易に変更することができることから、ホルダ３１ａ、３１ｂとゴム弾性体３１ａ、３１ｂからなる弾性支持部材３ａ、３ｂを一種類のみ準備するだけで、異なる共振周波数にチューニングされるダイナミックダンパを容易に得ることができる。

なお、上記実施形態のダイナミックダンパにおいては、マス部材２の両端部外周面に、凹凸部として螺旋溝２２ａ、２２ａが設けられているが、この螺旋溝２２ａ、２２ａに代えて、例えば図８〜図１０に示すような凹凸部を設けてもよい。即ち、図８に示す凹凸部は、マス部材２の両端部外周面に研削加工を施すことによって形成された、周方向に延びる複数のリング溝２２ｂ、…、２２ｂにより構成されている。なお、図９に示すように、周方向に延びるリング溝２２ｃ、２２ｃを、マス部材２の両端部外周面にそれぞれ１本ずつ設けるようにしてもよい。この場合、各ホルダ３１ａ、３１ｂの筒状部に絞り加工が施されたときには、各リング溝２２ｃ、２２ｃの側壁の角部が潰された状態となって、マス部材２と各ホルダ３１ａ、３１ｂが強固にかしめ固定される。

また、図１０に示す凹凸部は、マス部材２の両端部外周面にローレット加工を施すことによって形成された、軸方向に直線的に延びる複数の凹溝２２ｄ、…、２２ｄにより構成されている。この凹溝２２ｄ、…、２２ｄは、マス部材２の各端部外周面のそれぞれに２本以上設けられていれば、マス部材２と各ホルダ３１ａ、３１ｂとの強固なかしめ固定が得られる。

本発明の実施形態に係るダイナミックダンパの平面図である。 本発明の実施形態に係るダイナミックダンパの正面図である。 本発明の実施形態に係るダイナミックダンパに用いられるマス部材の平面図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態に係るダイナミックダンパに用いられるホルダの絞り加工前後における状態を示す正面図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態に係るダイナミックダンパに用いられるホルダの絞り加工前後における状態を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態においてホルダに絞り加工を施す際の状態を示す説明図である。 本発明の実施形態においてホルダに絞り加工を施した際のホルダとマス部材の状態を拡大して断面で示す説明図である。 本発明のダイナミックダンパに用いられるマス部材の第１変形例を示す平面図である。 本発明のダイナミックダンパに用いられるマス部材の第２変形例を示す平面図である。 本発明のダイナミックダンパに用いられるマス部材の第３変形例を示す平面図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ…取付部材 １１ａ、１１ｂ…取付基部 １２ａ、１２ｂ…立上り部 １３ａ、１３ｂ…リブ １４ａ、１４ｂ…挿通孔 １５ａ、１５ｂ…リベット
２…マス部材 ２１ａ、２１ｂ…小径部 ２２ａ…螺旋溝（凹凸部）
２２ｂ、２２ｃ…リング溝（凹凸部） ２２ｄ…凹溝（凹凸部）
３ａ、３ｂ…弾性支持部材 ３１ａ、３１ｂ…ホルダ ３２ａ、３２ｂ…絞り部 ３５ａ、３５ｂ…ゴム弾性体 ４ａ、４ｂ…落下防止部材
４１ａ、４１ｂ…固定基部 ４２ａ、４２ｂ…落下規制部 ５…ダイス

Claims (4)

1. 振動部材に互いに距離を隔てて取付けられる一対の取付部材と、
   一対の該取付部材の間に配置される柱状のマス部材と、
   有底筒状に形成されて内部に挿入される前記マス部材の各端部をそれぞれ保持する一対のホルダと各該ホルダの底部外面と各前記取付部材に加硫接着されて両者を一体的に連結する一対のゴム弾性体とからなり、前記取付部材に対して前記マス部材の両端部を弾性支持する一対の弾性支持部材と、を備え、
   前記マス部材の両端部外周面及び各前記ホルダの筒状部内周面のいずれか一方の面には凹凸部が設けられているとともに、前記マス部材と各前記ホルダは、前記マス部材の両端部が各前記ホルダの内部に挿入された後、各前記ホルダの前記筒状部に絞り加工が施されることにより前記凹凸部が潰された状態でかしめ固定されていることを特徴とするダイナミックダンパ。
2. 前記マス部材は、少なくとも両端部が円柱状に形成され、各前記ホルダは、円筒状の筒状部を有する請求項１に記載のダイナミックダンパ。
3. 前記凹凸部は、螺旋状に延びる螺旋溝、周方向に延びる１本以上のリング溝、軸方向に直線状に延びる複数本の凹溝、或いはしぼにより形成されている請求項１又は２に記載のダイナミックダンパ。
4. 前記取付部材には、前記マス部材の各端部の周囲を覆い、前記取付部材又は前記弾性支持部材から離脱した前記マス部材の落下を防止する落下防止部材が設けられている請求項１〜３の何れか一項に記載のダイナミックダンパ。

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