JP2007177901A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】取付箇所やマス部材のサイズが大幅に制限されることなく、固有振動数をチューニングすることができるダイナミックダンパを提供すること。
【解決手段】振動系に接続された軸部材５に取り付けられる第１取付具１１と、カップ状に形成され、底部１５の外方に第１取付具１１が間隔を設けて配される第２取付具１２と、第１取付具１１と第２取付具１２の底部１５との間に成形され両者を一体的に連結するゴム状弾性体８と、第２取付具１２の内方に圧入又はかしめにより取り付けられるマス部材１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のエンジンマウント等の振動系に取り付けられ、該振動系に発生する振動を抑制するダイナミックダンパに関する。

この種のダイナミックダンパとして、下記特許文献１には、振動系に突設された軸部材が圧入される筒状金具と、その筒状金具の外周側に配されるマス部材と、筒状金具とマス部材との間に加硫成形され両者を一体的に連結するゴム状弾性体とを備えたダイナミックダンパが記載されている。ダイナミックダンパの固有振動数は、振動系の共振周波数に対応する値に設定されており、振動系に発生する振動は、ゴム状弾性体の弾性変形を介してマス部材が共振することによって抑制される。

かかるダイナミックダンパの固有振動数は、マス部材の質量とゴム状弾性体のバネ定数とに基づいて設定されるため、上記のような筒状金具とマス部材とが一体的に連結されている構成では、その固有振動数をチューニングすることはできない。したがって、例えば抑制する共振周波数をより高く設定したい場合には、質量の異なるマス部材を備えたダイナミックダンパを新たに作製する必要があり、ゴム状弾性体の加硫成形からやり直す必要があった。

これに対して、下記特許文献２には、筒状金具と、その筒状金具の外周側に配されるマス部材と、筒状金具とマス部材との間に加硫成形され両者を一体的に連結するゴム状弾性体とを備え、該マス部材が、筒状金具に連結される第１マスと、その第１マスに外挿される第２マスとからなるダイナミックダンパが記載されている。かかる構成によれば、第１マスに外挿する第２マスの質量を変更することによって、その固有振動数を適宜にチューニングすることができる。

しかしながら、このダイナミックダンパは、筒状金具の両端を保持して振動系に固定するものであり、振動系に対して複数箇所で取り付ける必要がある。また、このダイナミックダンパを振動系に接続された軸部材に取り付けるにあたり、その軸部材の軸方向長さがマス部材の軸方向長さを越える必要がある。そのため、取付箇所やマス部材のサイズが大幅に制限されることがあり、実用上問題を生じる場合がある。
特開２００２−７０９３４号公報 特開平１１−１５３１８２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、取付箇所やマス部材のサイズが大幅に制限されることなく、固有振動数をチューニングすることができるダイナミックダンパを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係るダイナミックダンパは、振動系に接続された軸部材に取り付けられる第１取付具と、カップ状に形成され、底部の外方に前記第１取付具が間隔を設けて配される第２取付具と、前記第１取付具と前記第２取付具の底部との間に成形され両者を一体的に連結するゴム状弾性体と、前記第２取付具の内方に圧入又はかしめにより取り付けられるマス部材とを備えるものである。

本発明に係るダイナミックダンパによれば、振動系に接続された軸部材に第１取付具が取り付けられ、その第１取付具にゴム状弾性体を介して連結された第２取付具にマス部材が取り付けられる。マス部材は、カップ状に形成された第２取付具の内方に圧入又はかしめにより取り付けられ、その取り付けるマス部材の質量を適宜変更することで、ダイナミックダンパの固有振動数をチューニングすることができる。したがって、例えば抑制する共振周波数をより高く設定したい場合には、質量を異ならせたマス部材を第２取付具に取り付ければよく、従来のようにゴム状弾性体の加硫成形をやり直す必要はない。

第１取付具は振動系に接続された軸部材に取り付けられ、下記実施形態でも示すように振動系に対して１箇所で取り付けることができる。また、マス部材はカップ状の第２取付具の内方に取り付けられることから、上述した従来例のように軸部材の軸方向長さがマス部材の軸方向長さを越える必要がなく、取付箇所やマス部材のサイズが大幅に制限されることがない。

上記において、前記第１取付具が前記軸部材の軸方向に貫通した取付穴を有するとともに、前記第２取付具、前記ゴム状弾性体及び前記マス部材の各々が、前記取付穴よりも大径で同軸状に配される貫通穴を有するものが好ましい。かかる構成によれば、振動系に接続された軸部材の先端部を第１取付具の取付穴に挿通して固定することができ、その先端部の固定は、第２取付具、ゴム状弾性体及びマス部材の各々が有する貫通穴を介して行うことができるため、ダイナミックダンパをコンパクトでシンプルに構成することができる。

上記において、前記マス部材の側面に凹部が形成されているとともに、前記第２取付具の側部に前記凹部に係合する係合部が形成されているものが好ましく、これによりマス部材の第２取付具からの抜けを効果的に防止して、第２取付具に対するマス部材の取付強度を確保することができる。

上記においては、前記マス部材の側面を、前記第２取付具の底部に向かって幅広となるテーパ状又は階段状に形成し、前記第２取付具の側部に、前記マス部材の側面に向かって延び、前記マス部材の底部近傍部分よりも幅狭となる幅狭部を形成してもよい。これによりマス部材の第２取付具からの抜けを効果的に防止して、第２取付具に対するマス部材の取付強度を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るダイナミックダンパの一例を示す縦断面図である。図２は、そのダイナミックダンパが備えるマス部材の（ａ）平面図及び（ｂ）Ａ−Ａ矢視断面図である。図３は、そのダイナミックダンパの仕掛り品の（ａ）平面図及び（ｂ）Ｂ−Ｂ矢視断面図である。

ダイナミックダンパ１０は、第１取付具１１と、第２取付具１２と、ゴム状弾性体８と、マス部材１３とを備え、自動車の振動系に発生する振動を抑制して車両騒音を低下させる機能を有する。ダイナミックダンパ１０は、図１に示すようにウェルドボルト５（軸部材に相当する。）の先端に取り付けられ、該ウェルドボルト５は、エンジンマウントの外筒や車体側に固定されたエンジンマウントブラケット等の振動系に突設されている。

第１取付具１１は、金属材料や高剛性樹脂材料など公知の高剛性材料にて形成された円板状部材であり、ウェルドボルト５の軸方向に貫通する取付穴１１ａが中央に穿設されて平面視ドーナツ形をなしている。取付穴１１ａにはウェルドボルト５先端のねじ部が挿通され、ナット６を螺合して締結することにより、第１取付具１１がウェルドボルト５に取り付けられる。

第２取付具１２は、第１取付具１１と同様に公知の高剛性材料にて形成され、底部１５と側部１６とを有するカップ状に形成されている。底部１５は第１取付具１１よりも大径の円板状をなしており、その周縁から軸方向に延出する側部１６がリング状に形成されている。底部１５は、中央に貫通穴１２ａが形成された平面視ドーナツ形に形成されており、その外方に間隔を設けて配された第１取付具１１の取付穴１１ａと同軸状に配されている。貫通穴１２ａは、ウェルドボルト５を固定するナット６やワッシャーが通過しうる程度に、取付穴１１ａよりも大径に形成されている。

ゴム状弾性体８は、第１取付具１１と第２取付具１２の底部１５との間に加硫成形されており、第１取付具１１と第２取付具１２の底部１５との互いに対向する面に加硫接着されている。即ち、第１取付具１１と第２取付具１２の底部１５とは、ゴム状弾性体８により一体的且つ弾性的に連結されている。かかるゴム状弾性体８としては、自動車用防振ゴムの技術分野における公知のゴム材料を特に限定なく使用することができ、そのバネ定数は、抑制する共振周波数に合わせてマス部材１３の質量との関係で適宜に設定される。

本実施形態のゴム状弾性体８は、第１取付具１１よりも小径で中央に貫通穴８ａを有する平面視ドーナツ形をなしており、その貫通穴８ａは第２取付具１２の底部１５に形成された貫通穴１２ａと同径に設定されている。また、第１取付具１１の底部１５に対向する面の取付穴１１ａ周辺には、取付座面１１ｂが形成され、ナット６を適切に締め付けることができる。

マス部材１３は、例えば鉄鋼等の金属により構成される質量体であり、その質量は、抑制する共振周波数に合わせてゴム状弾性体８のバネ定数との関係で適宜に設定される。本実施形態のマス部材１３は、ウェルドボルト５の軸方向に貫通した貫通穴１３ａが中央に形成された円筒状金具により構成されており、第２取付具１２の内方に取り付けられている。本実施形態では、マス部材１３の外径が、第２取付具１２の側部１６の内径との関係において、圧入による挿嵌が可能となる寸法に設定されている。

貫通穴１３ａは、第２取付具１２の底部１５に形成された貫通穴１２ａと同径に設定されており、マス部材１３が第２取付具１２に取り付けられた状態では、貫通穴８ａ、貫通穴１２ａ及び貫通穴１３ａが同軸状に配されて、取付穴１１ａに連通する軸孔が形成される。ナット６の締め付けは、この軸孔を利用して行われ、第１取付具１１がウェルドボルト５の先端に取り付けられた状態において、マス部材１３はウェルドボルト５の延長方向に配される。

かかるダイナミックダンパ１０は、次のようにして作製される。まず、加硫成形型の所定位置に第１取付具１１及び第２取付具１２をセットしておき、第１取付具１１と第２取付具１２の底部１５とに加硫接着されるようにゴム状弾性体８を一体的に加硫成形する。これにより、図３に示すダイナミックダンパの仕掛り品が得られる。

次に、得られた仕掛り品を、図４に示すような凹陥部２を有する治具１にセットし、第１取付具１１が凹陥部２に収容されつつ、第１取付具１１よりも大径である第２取付具１２の底部１５が下方から支持された状態としてから、マス部材１３を圧入して第２取付具１２の内方に挿嵌して取り付ける。このとき、第１取付具１１の下面と凹陥部２の凹面との間にクリアランスが設けられることにより、圧入時の負荷がゴム状弾性体８に作用することなく、損傷等の発生を確実に防止することができる。

本発明によれば、第２取付具１２に取り付けるマス部材１３の質量を適宜変更することにより、抑制する共振周波数をチューニングすることができる。そのため、上記のような仕掛り品を量産してストックしておき、抑制する共振周波数に応じて各質量のマス部材を使い分けることで、各種振動系の振動に適宜に対応することができる。

上記実施形態では、マス部材１３が第２取付具１２の内方に圧入により取り付けられる例を示したが、これに代えて第２取付具１２の側部１６をかしめることにより取り付けられるようにしてもよい。かかる場合、第２取付具１２の側部１６の内径を開口側に向けて大きくしておき、マス部材１３を底部１５の上面に載置してから、側部１６をマス部材１３の側面１３ｂ側にかしめるようにして取り付けることができる。

［別実施形態］
（１）本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、前述の実施形態において第２取付具１２の側部１６を更に軸方向に延出させて、マス部材１３の高さ（軸方向長さ）の半分以上の高さにすることができ、それにより第２取付具１２に対するマス部材１３の取付強度を効果的に確保することができる。

（２）図５に示すダイナミックダンパ２０は、マス部材２３が部分的に第２取付具１２よりも大径である他は、前述の実施形態で示したダイナミックダンパ１０と同様に構成されている。かかる構成によれば、マス部材の高さを維持しながら質量を増大させることができ、他部品との干渉等の関係で取付スペースの高さが制限されている場合においても、固有振動数を適宜にチューニングすることができる。

（３）図６に示すダイナミックダンパ３０は、マス部材３３の側面に凹部３７が形成されているとともに、第２取付具３２の側部３６に凹部３７に係合する係合部３８が形成されている。この凹部３７は軸回りに沿って延設されており、マス部材３３を第２取付具３２の内方にかしめにより取り付ける際に、マス部材３３の側面に向かって延びる係合部３８が係合される。これによりマス部材３３の抜けを防止して、第２取付具３２に対するマス部材３３の取付強度を効果的に確保することができる。

（４）図７に示すダイナミックダンパ４０は、マス部材４３の側面が第２取付具４２の底部４５に向かって幅広となるテーパ状に形成されており、マス部材４３は先端を切り落とした略円錐状をなしている。また、第２取付具４２の側部４６には、マス部材４３の側面に向かって延び、マス部材４３の底部近傍部分４３ｃよりも幅狭となる幅狭部４８が形成されている。これによりマス部材４３の抜けを防止して、第２取付具４２に対するマス部材４３の取付強度を効果的に確保することができる。なお、上記においては、マス部材の側面が階段状に形成されるものでもよく、幅狭部が上述した係合部を兼ねるものでもよい。

（５）図８に示すダイナミックダンパ５０は、第２取付具５２の底部５５及びマス部材５３に貫通穴が形成されておらず、第１取付具５１が第２取付具５２よりも大径で、振動系に突設された複数の軸部材に取り付けられるように構成されている。かかる構成によれば、マス部材５３の高さを維持しながら質量を増大させることができ、取付スペースの高さが制限されている場合においても、固有振動数を適宜にチューニングすることができる。

本発明に係るダイナミックダンパの一例を示す縦断面図 ダイナミックダンパが備えるマス部材の（ａ）平面図及び（ｂ）Ａ−Ａ矢視断面図 ダイナミックダンパの仕掛り品の（ａ）平面図及び（ｂ）Ｂ−Ｂ矢視断面図 仕掛り品にマス部材を圧入する様子を示す縦断面図 本発明の別形態に係るダイナミックダンパの縦断面図 本発明の別形態に係るダイナミックダンパの縦断面図 本発明の別形態に係るダイナミックダンパの縦断面図 本発明の別形態に係るダイナミックダンパの縦断面図

符号の説明

５ ウェルドボルト（軸部材）
６ ナット
８ ゴム状弾性体
８ａ 貫通穴
１０ ダイナミックダンパ
１１ 第１取付具
１１ａ 取付穴
１２ 第２取付具
１２ａ 貫通穴
１３ マス部材
１３ａ 貫通穴
１５ 底部
１６ 側部
３０ ダイナミックダンパ
３２ 第２取付具
３３ マス部材
３７ 凹部
３８ 係合部
４０ ダイナミックダンパ
４２ 第２取付具
４３ マス部材
４３ｃ 底部近傍部分
４８ 幅狭部

Claims (4)

1. 振動系に接続された軸部材に取り付けられる第１取付具と、カップ状に形成され、底部の外方に前記第１取付具が間隔を設けて配される第２取付具と、前記第１取付具と前記第２取付具の底部との間に成形され両者を一体的に連結するゴム状弾性体と、前記第２取付具の内方に圧入又はかしめにより取り付けられるマス部材とを備えるダイナミックダンパ。
2. 前記第１取付具が前記軸部材の軸方向に貫通した取付穴を有するとともに、前記第２取付具、前記ゴム状弾性体及び前記マス部材の各々が、前記取付穴よりも大径で同軸状に配される貫通穴を有する請求項１に記載のダイナミックダンパ。
3. 前記マス部材の側面に凹部が形成されているとともに、前記第２取付具の側部に前記凹部に係合する係合部が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. 前記マス部材の側面が、前記第２取付具の底部に向かって幅広となるテーパ状又は階段状に形成されており、
   前記第２取付具の側部に、前記マス部材の側面に向かって延び、前記マス部材の底部近傍部分よりも幅狭となる幅狭部が形成されている請求項１〜３いずれか１項に記載のダイナミックダンパ。

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