JP2007198535A

JP2007198535A - 制振装置

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Publication number: JP2007198535A
Application number: JP2006019349A
Authority: JP
Inventors: Shiketsu Kaku; 士傑郭; Atsushi Muramatsu; 篤村松; Rentaro Kato; 錬太郎加藤
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2026-01-27
Also published as: JP4505750B2

Abstract

【課題】広い周波数域で有効な制振効果を得ることが可能とされていると共に、微小振動の入力時にも制振効果を発揮することが可能とされた、新規な構造の制振装置を提供すること。
【解決手段】剛性材料で構成されたハウジング１２に対して下方に開口する凹所１４を形成し、かかる凹所１４の開口をばね部材２４で覆蓋して、それらハウジング１２とばね部材２４でマス収容空所２６を形成すると共に、マス収容空所２６に独立マス部材２８を独立的に相対変位可能な状態で収容配置する一方、マス収容空所２６内面と独立マス部材２８の少なくとも一方における相対的な当接部位に介在ゴム層３２を被着形成すると共に、ハウジング１２の内周面のうちの側壁面１８ｃには、ばね部材２４の反発方向に対して傾斜する傾斜当接面２２ｃを形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車のステアリング等の振動部材に装着されて振動部材の振動を低減する制振装置に関するものである。

従来から、自動車のステアリング等のように振動が問題となる振動部材において、その振動を低減するために、種々なる制振装置が提案され、採用されている。このような制振装置の一つとして、制振すべき振動部材にばね部材を介してマス部材を弾性支持せしめることにより、振動部材に対する副振動系を構成するようにしたダイナミックダンパが知られている。このようなダイナミックダンパにおいては、副振動系の固有振動数を、主振動系たる振動部材で問題となる振動周波数にチューニングすることにより、振動部材におけるチューニング周波数域の振動に対して有効な制振効果が発揮されることとなる。

ところで、振動部材では、特定周波数における制振効果だけでは不十分な場合もある。例えば、自動車におけるステアリングの制振では、複数の乃至は広い周波数域での制振効果が要求される。しかしながら、従来のダイナミックダンパでは、副振動系の固有振動数がチューニングされている特定の振動周波数において、制振効果が発揮される一方で、その他の周波数域においては、制振効果を有効に得ることが難しい。それ故、複数の乃至は広い周波数域での振動が問題となる場合には、ダイナミックダンパでは対応することが困難であり、有効な制振効果が得られないおそれがあった。

そこで、本出願人は、先の出願である特許文献１（国際公開ＷＯ００／１４４２９号公報）において、振動部材に固設された剛性のハウジングに対して、隙間を隔てて非接着で相対変位可能に独立マス部材を収容配設せしめて、振動入力時に、かかる独立マス部材を、ハウジングに対して弾性的に当接させることにより、当接時における滑り摩擦と衝突によるエネルギ損失を利用して相殺的な制振効果を得るようにした、新規な構造の制振装置を提案した。このような構造の制振装置においては、簡単な構造をもって製造することが可能で、広い周波数域に亘る振動に対して有効な制振効果を得ることが出来るのである。

ところが、本発明者の更なる研究と実験によって、特許文献１に記載の制振装置においても、未だ改良の余地が存することが明らかとなった。即ち、特許文献１に記載の制振装置では、微小振幅の振動入力時に独立マス部材が巧く飛び跳ねないおそれがあり、そのような場合には、独立マス部材のハウジングに対する当接力が有効に得られない。それ故、微小振幅振動に対する制振をも要求される場合には、有効な制振性能を発揮できないおそれがあった。また、特許文献１に記載の制振装置では、独立マス部材とハウジングが、略単一の当接条件（当接により作用する当接力や当接方向等）下で打ち当てられることによって制振効果が発揮されるようになっており、要求される制振性能によっては、制振効果が有効に発揮される周波数の範囲が十分に広いとは言い難い場合もあった。

国際公開ＷＯ００／１４４２９号公報

ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、より広い周波数域で有効な制振効果を得ることが可能とされると共に、微小振動の入力時にも制振効果を発揮することが可能とされた、新規な構造の制振装置を提供することを目的とする。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。

すなわち、本発明は、制振装置において、制振すべき振動部材に固定的に設けられる剛性のハウジングにおいて下方に向かって開口する凹所を形成すると共に、該凹所の開口部を覆うばね部材を設けることによりマス収容空所を形成して、該マス収容空所に円形断面の独立マス部材を非接着で独立変位可能に収容配置する一方、該独立マス部材の外周面と該ハウジングの内周面との少なくとも一方における相対的な当接部位に介在ゴム層を被着形成すると共に、該ハウジングの内周面のうちの側壁面の少なくとも一部を該ばね部材の反発方向に対して傾斜する傾斜当接面としたことを、特徴とする。

このような本発明に従う構造とされた制振装置においては、例えば、独立マス部材が介在ゴム層を介して傾斜当接面に対して摺接したり転がることによって生じる運動摩擦に起因するエネルギ損失による制振作用や、独立マス部材の振動部材に対する当接による制振作用、更には、ばね部材を含んで構成される副振動系による制振作用等、複数の制振効果の複合的な作用に基づいて、広い周波数範囲の振動入力に対して効果的な制振を実現することが出来る。

また、ハウジングに形成される凹所の内周面と独立マス部材の表面の少なくとも一方における相対的な当接部位を介在ゴム層で被覆することにより、独立マス部材のハウジングへの当接時に生じる当接打音の低減を実現することが出来ると共に、独立マス部材とハウジングの間での摩擦抵抗の増大、更には当接に際してのゴムの剪断変形による減衰作用等によって、より効果的に制振効果を得ることが出来る。

また、凹所をハウジングの下方に開口するように設けると共に、凹所の開口をばね部材で覆うことによってマス収容空所を形成し、このマス収容空所に独立マス部材を配設したことにより、上下方向で微小な振動が入力された場合にも、独立マス部材のハウジング（振動部材）に対する相対的な変位が生ぜしめられて、制振効果が有効に発揮されるようになっている。

また、好適には、前記独立マス部材が、円形断面で水平方向に延びる円柱形状とされる。これによれば、独立マス部材が、ハウジングの側壁面に対して軸方向略全長に亘って線接触せしめられることとなる。それ故、ハウジングと独立マス部材の接触面積を大きく取ってハウジングと独立マス部材の安定した接触状態を実現することが出来る。

さらに、静置状態下において、前記ばね部材で構成された前記マス収容空所の底壁面が前記傾斜当接面を有する前記側壁面に向かって下方に傾斜せしめられていることが、望ましい。これによれば、振動入力による独立マス部材のハウジングに対する相対変位によって、独立マス部材が傾斜当接面に対して安定して当接せしめられる。それ故、独立マス部材とハウジングの傾斜当接面との間での運動摩擦や当接作用等に基づく制振効果をより有利に得ることが出来る。

また、好適には、前記傾斜当接面が、共通接線を有して連続的に湾曲する湾曲面で構成されており、該湾曲面の曲率半径が前記マス部材の表面の曲率半径よりも大きくされている。これによれば、円形断面を有する独立マス部材が傾斜当接面に対してより安定して接触せしめられて、摩擦等に基づく制振効果を安定して得ることが出来る。

また、前記ばね部材が金属材で形成された板ばねを含んで形成されており、該板ばねが前記ハウジングに対して片持状に固定されていると共に、該板ばねの自由端が、前記ハウジングにおける前記マス収容空所の前記傾斜当接面が設けられた前記側壁面の側に位置せしめられていることが、望ましい。これによれば、実質的に減衰がない金属製の板ばねをばね部材として採用することにより、微小振幅振動の入力時にも独立マス部材を変位せしめて、有効な制振効果を発揮することが可能である。しかも、ばね部材（板ばね）がハウジングに対して片持状に固定されることにより、ばね部材が独立マス部材の重量で撓み変形せしめられて、独立マス部材が重力の作用によって水平方向一方向（傾斜当接面を有する側壁面側）に偏倚して位置せしめられる。それ故、独立マス部材とハウジング（傾斜当接面）の間での当接をより有利に実現することが出来て、制振効果を効果的に発揮させることが出来る。

一方、前記ばね部材がゴム弾性板を含んで形成されていても良い。これによっても、独立マス部材を有効に変位せしめることが出来て、例えば、独立マス部材とハウジングの摩擦による運動エネルギの熱への変換や、独立マス部材がハウジング及びばね部材に打ち当ることによる相殺的な当接作用等に基づく制振効果を有効に発揮させることが出来る。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての制振装置１０が示されている。この制振装置１０は、制振対象である図示しない振動部材に固定的に装着される。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、図１中の上下方向を言うものとする。また、本実施形態において、図１中の上下方向は、制振装置１０の振動部材への装着状態下における鉛直方向とされている。

より詳細には、制振装置１０は、ハウジング１２を有している。ハウジング１２は、金属等の十分な剛性と強度を有する材料で形成されている。特に本実施形態では、成形作業性や製造コスト等を考慮して、例えば、アルミニウム合金等のダイキャストや押出成形された鉄等の金属材等で形成されている。また、ハウジング１２は、略矩形ブロック形状とされていると共に、鉛直下向き（図１中、下向き）に開口する凹所１４を有しており、全体として、側壁部１６ａ〜ｄと上底壁部１７を有する略矩形箱体形状とされている。なお、本実施形態においては、ハウジング１２の内周面が側壁面１８ａ〜ｄで構成されている。

また、ハウジング１２における側壁部１６ａの下部と側壁部１６ｃの下部の各内壁面が、それぞれ垂直に広がる竪壁面２０ａ，２０ｃとされていると共に、側壁部１６ｂと側壁部１６ｄの内壁面がそれぞれ全面に亘って垂直に広がる竪壁面２０ｂ，２０ｄとされている。一方、ハウジング１２における側壁部１６ａ，１６ｃの上部の内壁面が、それぞれ四半円状の円弧状湾曲断面を呈して、後述するマス部材２８の軸方向と略平行な水平方向で所定の長さで延びるように形成された湾曲壁面２２ａ，２２ｃとされている。要するに、ハウジング１２に形成される凹所１４は、垂直に広がる竪壁面２０ａ，２０ｃとそれら竪壁面２０ａ，２０ｃにそれぞれ接続される湾曲壁面２２ａと湾曲壁面２２ｃを有している一方、竪壁面２０ａ，２０ｃと直角に交わるように垂直に広がる竪壁面２０ｂ，２０ｄを有しており、凹所１４の内壁面がそれら竪壁面２０ａ〜ｄと湾曲壁面２２ａ，２２ｃの協働によって形成されている。これにより、凹所１４は、開口側（図１中、下側）から上方に向かって深さ方向に向かって略一定の長方形断面で延びるように形成されると共に、上底壁面が湾曲面で構成された、全体として略蒲鉾状の凹所とされている。なお、本実施形態において、ハウジング１２の上底壁部１７は、側壁部１６ａ，１６ｃの上部を利用して形成されており、ハウジング１２の内周面のうちの側壁面１８ａが竪壁面２０ａと湾曲壁面２２ａで構成されていると共に、側壁面１８ｃが竪壁面２０ｃと湾曲壁面２２ｃで構成されている一方、側壁面１８ｂ，１８ｄがそれぞれ竪壁面２０ｂ，２０ｄで構成されている。

また、凹所１４の開口を覆うようにばね部材２４が配設されている。ばね部材２４は、略水平面上で広がる矩形平板形状を有しており、本実施形態では、金属製の板ばねとされている。このようなばね部材２４は、その外周縁部の一辺がハウジング１２を構成する側壁部１６ａの下端面に重ね合わされてボルト固定されることにより、ハウジング１２に対して片持ち状態で固定されている。これによりハウジング１２に形成された凹所１４の開口部がばね部材２４で覆われており、ハウジング１２とばね部材２４の協働により、それらハウジング１２とばね部材２４の対向面間において、凹所１４を利用してマス収容空所としての収容領域２６が形成されている。

なお、ばね部材２４のハウジング１２への取付状態下において、ばね部材２４の外周縁部でハウジング１２に固定されていない部分は、それぞれ、ハウジング１２から水平方向で僅かに離隔せしめられている。これにより、ばね部材２４の自由端側において、上下方向への変位が許容されている。また、特に本実施形態では、ハウジング１２の側壁部１６ａの下端面が、他の側壁部１６ｂ〜ｄの下端面に比して僅かに下方に位置せしめられており、ばね部材２４が側壁部１６ｂ〜ｄよりも鉛直方向で下方に離隔して配設されている。

そして、このようにして形成されたハウジング１２の収容領域２６に対して、本実施形態では、１個のマス部材２８が収容配置されている。このマス部材２８は、全体として略一定の円形断面を有する円柱形状とされており、独立マス部材としてのマス金具３０と、マス金具３０の表面に被着形成される介在ゴム層としての被覆ゴム層３２とを有している。

マス金具３０は、鉄等の高比重な金属材によって形成されており、本実施形態では、略一定の円形断面で延びる中実円柱形状とされている。なお、マス部材２８は、その質量が、制振装置１０が装着される振動部材の質量の１％以上とされることが望ましく、より好適には、振動部材の質量の３〜５％とされる。蓋し、マス部材２８の質量が振動部材の質量に対して小さ過ぎると有効な制振効果を得ることが難しい場合があり、一方、マス部材２８の質量が振動部材の質量に対して大き過ぎると、制振装置１０全体の重量化が問題となるおそれがあるからである。

一方、被覆ゴム層３２は、薄肉のゴム弾性体で形成されており、本実施形態では、マス金具３０の外周面（表面）の全体に亘って略一定の肉厚寸法で形成されて、マス金具３０の表面を覆っている。なお、被覆ゴム層３２としては、好ましくは、３０以上且つ８０以下のショアＤ硬さを有するものが、好適に採用される。

そして、マス部材２８は、水平方向に延びるように収容領域２６に収容配置されていると共に、ハウジング１２及びばね部材２４に対して非接着とされており、収容領域２６の壁面を構成するそれらハウジング１２及びばね部材２４に対して、独立的に相対変位可能とされている。更に、収容領域２６は、その湾曲壁面２２ａ，２２ｃがマス部材２８よりも大きい曲率半径を有する湾曲面で構成されている。それ故、収容領域２６がマス部材２８よりも大きくされており、収容領域２６内でマス部材２８の独立変位が許容されている。なお、本実施形態における収容領域２６は、一定の断面形状で、マス部材２８の中心軸と略平行となる水平方向一方向に延びるように形成されている。

さらに、マス部材２８をばね部材２４の上面に載置することにより、ハウジング１２に対して片持ち状態で固定されているばね部材２４が、マス部材２８の重量によって弾性的に湾曲変形せしめられる。これにより、ばね部材２４の自由端（図１中、左端）が下方に変位せしめられて、ばね部材２４が水平面に対して傾斜せしめられており、マス部材２８が、重力の作用によってばね部材２４の自由端側（図１中、左側）に偏倚して位置せしめられる。従って、静置状態下において、マス部材２８は、ハウジング１２に形成された凹所１４の開口部を覆うばね部材２４と、ばね部材２４の自由端側に位置するハウジング１２の側壁面１８ｃに対して、それぞれ接触させられていると共に、他の側壁面１８ａ，ｂ，ｄ及び湾曲壁面２２ａ，２２ｃから所定距離だけ離隔せしめられている。これにより、静置状態下において、マス部材２８は、湾曲壁面２２ｃに対して、鉛直下方に位置せしめられている。なお、マス部材２８と側壁面１８ａ，ｂ，ｄ及び湾曲壁面２２ａ，ｃとの離隔距離は、制振対象振動の振幅等に応じて適宜に設定されることが望ましく、それによって、より有利に後述する制振効果を発現せしめることが出来る。

また、マス部材２８の質量がばね部材２４に作用せしめられて、ばね部材２４が湾曲変形せしめられることにより、静置状態下においてばね部材２４に反発力が生ぜしめられる。この反発力は、ばね部材２４がハウジング１２に対して片持状に固定されていることから、鉛直上向きに対して側壁部１６ｃ側に傾斜する方向に作用する。そして、このばね部材２４の反発力がマス部材２８に作用せしめられることにより、マス部材２８とハウジング１２の間で摩擦力が作用せしめられている。なお、本実施形態において、ばね部材２４の反発方向とは、静置状態下でマス部材２８に作用せしめられるばね部材２４の反発力の方向を言うものとする。

そして、本実施形態では、ハウジング１２の内周面において側壁面１８ｃの上部を構成する湾曲壁面２２ｃが、かかるばね部材２４の反発方向に対して傾斜せしめられている。これにより、本実施形態における傾斜当接面が、側壁面１８ｃにおける湾曲壁面２２ｃによって、共通接線を有して連続的に湾曲する湾曲面として構成されている。

このような構造とされた制振装置１０は、ハウジング１２が、例えば、自動車におけるステアリングコラム等、図示しない振動部材に対してボルト固定等されることにより固定的に装着されて、振動部材と一体的にハウジング１２が加振変位せしめられるようにされる。

ここにおいて、本実施形態に従う構造とされた制振装置１０を振動部材に対して装着することにより、広い周波数領域で制振効果を有利に発揮することが可能とされている。このような制振効果を示す一例として、図３〜図８には、振動部材に制振装置１０を装着した場合における振動の実測例が示されている。なお、図３〜図８においては、破線で示されたグラフが、制振装置１０を制振対象たる振動部材に装着していない状態での振動を計測した結果を示していると共に、実線で示されたグラフが、制振装置１０を振動部材に装着した状態での振動を計測した結果を示している。かかる実測例において得られた実測結果によれば、振動部材に対して制振装置１０を装着することにより、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの広い周波数域の振動に対して、優れた制振効果が発揮されていることが明らかである。

このような広い周波数域での優れた制振効果が発揮される理由としては、複数の制振要因が複合的に作用せしめられていることが考えられる。具体的には、例えば、ハウジング１２とマス部材２８の摩擦によるエネルギ損失に基づく制振作用や、ばね部材２４を含んで構成される副振動系による制振作用（ダイナミックダンパ的な作用等）、更には、マス部材２８とハウジング１２或いはばね部材２４との当接（打当り）に基づく制振作用（インパクトダンパ的な作用等）等が複合的に作用することにより、上述のような広い乃至は複数の周波数域での制振効果が発揮されているものと考えられる。

すなわち、制振装置１０が振動部材に装着された状態下で、振動部材において振動が生じると、収容領域２６内でマス部材２８がハウジング１２に対して相対変位せしめられる。例えば、制振装置１０に対して、防振すべき主たる振動が図１中の上下方向である鉛直方向で入力されると、マス部材２８がハウジング１２に対して鉛直上下方向で相対変位せしめられる。また、マス部材２８のハウジング１２に対する相対変位に応じて、ばね部材２４が弾性変形せしめられる。これにより、振動部材にばね部材２４を介してマス部材２８が弾性支持された状態でマス部材２８が振動部材に対して相対変位せしめられることとなり、ばね部材２４とマス部材２８を含んで振動部材に対する第一の副振動系が構成される。そして、第一の副振動系の共振作用等に基づいて、有効な制振効果が発揮されると考えられる。

さらに、ばね部材２４とマス部材２８が非接着とされており、独立して相対変位可能とされていることにより、ばね部材２４とマス部材２８の接触状態が変化せしめられる。即ち、例えば、ばね部材２４の自由端（図１中、左端）が鉛直上向きに変位せしめられる場合には、ばね部材２４とマス部材２８が接触した状態で一体的に変位せしめられて、第一の副振動系が構成される一方、ばね部材２４の自由端が上死点（変位の上限）に達して下向きに振動すると、ばね部材２４とマス部材２８が相互に離隔せしめられて、それぞれ独立して変位せしめられる。これにより、第一の副振動系に比して、マス−バネ系におけるマスの質量が小さい第二の副振動系が、ばね部材２４を含んで構成される。かかる第二の副振動系は、マス質量の変化によって第一の副振動系に比して、固有振動数が高周波数とされることから、第一の副振動系の固有振動数よりも高周波数域の振動に対して有効な制振効果が発揮されているものと考えられる。即ち、制振装置１０は、第一の副振動系の固有振動数から第二の副振動系の固有振動数に及ぶ幅広い周波数帯域に亘って有効な制振性能を有するのである。

一方、ばね部材２４から離隔して変位せしめられるマス部材２８は、ハウジング１２の内周面に対して打ち当てられる。これにより、マス部材２８とハウジング１２との当接作用による制振効果が発揮される。特に本実施形態では、傾斜当接面を構成する湾曲壁面２２ｃに対してマス部材２８が当接するようになっていることから、上方に向かってマス部材２８がハウジング１２に複数箇所で当接（打当り）するようになっている。

更にまた、ハウジング１２の側壁面１８ｃの上部が湾曲壁面２２ｃで構成されており、ばね部材２４の反発力が作用する方向に対して傾斜せしめられた傾斜当接面とされている。これにより、マス部材２８がハウジング１２に対して鉛直上方に相対変位せしめられると、マス部材２８がハウジング１２の湾曲壁面２２ｃに当接せしめられるようになっている。ここにおいて、マス部材２８が当接せしめられる面がマス部材２８の当接方向に対して傾斜していることにより、マス部材２８とハウジング１２（湾曲壁面２２ｃ）の間で滑り摩擦乃至は転がり摩擦が生じると共に、マス部材２８を構成する被覆ゴム層３２にずれ方向（剪断方向）への、当接状態を保ったままでの弾性変形が生じる。従って、それらの摩擦や変形により、入力される振動エネルギが損失せしめられることとなって、制振効果が発揮されると考えられる。

特に本実施形態では、ばね部材２４を片持ち状態でハウジング１２に固定して、ばね部材２４の自由端が傾斜当接面を有する側壁面１８ｃ側（図１中、左側）に位置するようにされている。そして、かかるばね部材２４に対してマス部材２８を載置することにより、重力を利用してマス部材２８をばね部材２４の自由端側（図１中、左側）に偏倚位置せしめている。それ故、振動入力時にマス部材２８がハウジング１２に対して鉛直上方へ相対変位せしめられると、マス部材２８が、ハウジング１２の湾曲壁面２２ｃに対して、安定して当接せしめられるようになっている。従って、マス部材２８とハウジング１２の当接による振動エネルギの減衰効果等を有利に得ることが出来て、制振効果をより効果的に発揮することが出来る。なお、本実施形態では、静置状態下においても、重力を利用した位置決め手段とばね部材２４の反発力によって、マス部材２８がハウジング１２の側壁面１８ｃに当接せしめられるようになっており、微小な振幅の振動が入力された場合にも、マス部材２８とハウジング１２の間での摩擦等による制振効果が発揮されるようになっている。

さらに、マス部材２８は、ばね部材２４から独立して変位することから、落下中にばね部材２４に当接（打ち当たり）せしめられることとなる。かかるマス部材２８のばね部材２４への当接作用に基づいて、振動部材に対しての制振効果が有効に発揮される。特に本実施形態では、ばね部材２４として金属製の板ばねを採用していることから、微小振動の入力時にも、ばね部材２４とマス部材２８の離隔変位が生じ得て、当接作用に基づく制振効果を有効に得ることが出来ると考えられる。また、マス部材２８がばね部材２４から離隔し、飛び跳ね変位せしめられて、凹所１４の内壁面（竪壁面２０ａ〜ｄや湾曲壁面２２ａ，２２ｃ）に複数箇所で当接することによっても、相殺的な制振効果が発揮されると考えられる。

そして、以上の如き制振効果（制振作用）が複合的に或いは選択的に作用せしめられることによって、本実施形態における制振装置１０を振動部材に装着することにより、広い周波数領域に亘って制振効果が効果的に発揮されると共に、微小振幅の振動入力時にも有効な制振効果が発揮されるものと考えられる。また、本実施形態において、上述の如き副振動系を構築することによる制振効果やマス部材２８の当接による制振効果、更には、マス部材２８とハウジング１２の間での摩擦減衰による制振効果等は、それぞれが複数の異なる条件下で発現するようにされている。即ち、相互に異なるマス−バネ系を有する複数の副振動系における共振等による制振効果や、作用力の大きさや作用方向が異なる複数回の打当りによる制振効果、更には、マス部材２８とハウジング１２との摩擦による減衰と被覆ゴム層３２の剪断方向での弾性変形による減衰に基づく制振効果は、それぞれが、離散的に或いは連続的に変化する異なる複数条件下で発現せしめられることとなり、制振装置１０で発揮される制振効果が複数の乃至は広い周波数域に及ぶものと考えられる。

さらに、本実施形態では、静置状態下において、マス部材２８が、ハウジング１２に形成された凹所１４の竪壁面２０ｃと湾曲壁面２２ｃの境界において線接触せしめられている。これにより、微小振幅振動の入力時にも、マス部材２８が直ちに側壁面１８ｃに形成された湾曲壁面２２ｃに当接せしめられる。従って、特に微小振幅振動の入力時にも、ハウジング１２とマス部材２８の間での当接が安定して生ぜしめられて、かかる当接（摩擦）に基づく制振効果を有効に発揮せしめることが出来る。

また、本実施形態では、湾曲壁面２２ｃが滑らかな湾曲面で構成されていると共に、竪壁面２０ａと湾曲壁面２２ａと湾曲壁面２２ｃと竪壁面２０ｃが滑らかな面で連続的に形成されている。これにより、ハウジング１２とマス部材２８との離隔距離を調節することによって、例えば、マス部材２８が上向きに変位する場合にマス部材２８と湾曲壁面２２ｃの間での摩擦や当接、更には被覆ゴム層３２の弾性変形が生じると共に、マス部材２８が下向きに変位する場合にも、マス部材２８と竪壁面２０ａや湾曲壁面２２ａとの間で摩擦や当接、更には被覆ゴム層３２の弾性変形が生じるようにすることが可能である。これによれば、ハウジング１２の内周面とマス部材２８との当接による制振効果をより有利に得ることが出来る。特に、本実施形態では、湾曲壁面２２ａ，２２ｃが、全体として半円形断面を有する湾曲面とされており、竪壁面２０ａ，２０ｃと滑らかに接続されている。それ故、マス部材２８の変位振幅に応じてハウジング１２とマス部材２８の離隔距離や湾曲壁面２２ａ，２２ｃの曲率等を適当に調節することで、マス部材２８を収容領域２６の壁面に沿って回転変位せしめて、収容領域２６の内壁面（ハウジング１２の内周面）とマス部材２８の接触をより広い範囲で有利に得ることも可能である。なお、傾斜当接面が傾斜した平面で構成されている場合にも、入力振動の振幅に応じて傾斜当接面の傾斜角度やハウジング１２とマス部材２８の離隔距離等を適当に調節することにより、マス部材２８のハウジング１２に対する上下両方向への相対変位時における摩擦や当接等を有利に確保することが出来る。

さらに、本実施形態では、マス部材２８の表面が全面に亘って被覆ゴム層３２で覆われていることから、ハウジング１２とマス部材２８の間での摩擦抵抗が大きくなっており、上述の如き摩擦によるエネルギ損失を増大させて、制振効果がより有利に発揮されるようになっている。また、マス部材２８の表面に被覆ゴム層３２が被着形成されていることにより、マス部材２８がハウジング１２やばね部材２４に打ち当てられることによって生じる打音が、低減乃至は回避される。

また、上述の如く、本実施形態に係る制振装置１０では、マス部材２８の飛び跳ね変位によるハウジング１２やばね部材２４、延いては振動部材に対する打当りによる当接作用だけでなく、ハウジング１２とマス部材２８の摩擦等によっても制振効果が発揮されていると考えられる。それ故、ハウジング１２とマス部材２８の離隔距離を高精度に設定することなく、安定して有効な制振効果が発揮される。これにより、ハウジング１２の内表面とマス部材２８の外表面の少なくとも一方に形成される介在ゴム層（被覆ゴム層３２）の成形収縮等によって、ハウジング１２とマス部材２８の離隔距離を高精度に設定することが困難な場合にも、所期の制振効果を得ることが可能となる。

なお、上述の如き複数の制振効果を有利に得るために、ばね部材２４の反発方向に対する傾斜当接面の傾斜角度：αが、５度≦｜α｜≦８５度とされることが望ましい。また、傾斜角度：αは、より好適には、１０度≦｜α｜≦８０度とされ、更に好適には、１５度≦｜α｜≦６０度とされる。蓋し、ばね部材２４の反発方向に対する傾斜当接面の傾斜角度：αの絶対値が大き過ぎると、ハウジング１２に対するマス部材２８の滑る（ずれる）ような当接を実現することが出来ず、ハウジング１２とマス部材２８の摩擦や被覆ゴム層３２の弾性変形による制振効果を十分に得ることが難しいと共に、マス部材２８のハウジングに対する複数箇所での打ち当たりを実現できないおそれもある。一方、傾斜角度：αの絶対値が小さ過ぎると、ハウジング１２に対してマス部材２８が十分に打ち当てられないおそれがあり、ハウジング１２に対するマス部材２８の当接作用や摩擦によるエネルギ損失に基づく制振効果等が有効に発揮されないおそれがある。また、傾斜当接面が本実施形態に示されているような湾曲面で構成されている場合においては、傾斜角度：αは、かかる湾曲面に対する接線の水平面に対する傾斜角度の平均によって設定されることが望ましい。

また、図９には、本発明の第二の実施形態としての制振装置３４が示されている。なお、以下の説明において、前記第一の実施形態と実質的に同一の部材乃至部位については、図中に同一の符号を付すことにより、説明を省略する。

すなわち、本実施形態に係る制振装置３４においては、ばね部材３６が、薄肉のゴム弾性体で構成されている。このばね部材３６は、薄肉の略矩形平板形状とされており、ハウジング３８の下端面に重ね合わされて、側壁部４０ａ〜ｄの各下端面に加硫接着や後接着等の手段で固着されている。なお、本実施形態におけるばね部材３６は、全周に亘ってハウジング３８に固着されており、もって、収容領域２６が外部から隔離された密閉空間として形成されている。

また、本実施形態では、側壁部４０ａの下端面が側壁部４０ｃの下端面よりも鉛直下方に位置せしめられていると共に、側壁部４０ａ〜ｄの各下端面が同一の傾斜平面上に位置せしめられている。これにより、側壁部４０ａ〜ｄの下端面に接着されるばね部材３６が水平面に対して傾斜して配設されており、ばね部材３６の上面に載置されるマス部材２８には、重力によって水平方向一方向（図９中、左）に向かって付勢力が作用せしめられるようになっている。従って、マス部材２８は、かかる付勢力の作用方向に偏倚して位置せしめられるようになっており、静置状態下においてマス部材２８がハウジング３８の側壁部４０ｃの内周面である側壁面１８ｃに対して当接せしめられている。

このような本実施形態に従う構造とされた制振装置３４においても、前記第一の実施形態において示されているのと同様に、広い周波数領域に亘って有利に制振効果が発揮されると共に、微小振幅振動に対しても有効な制振効果が得られる。

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。

例えば、前記第一及び第二の実施形態では、マス部材に介在ゴム層（被覆ゴム層３２）が形成されている例を示したが、介在ゴム層は、独立マス部材（マス金具）の外周面とハウジングの内周面の少なくとも何れか一方に設けられていれば良い。即ち、例えば、図１０に示されている制振装置４２のように、マス部材４４を金属製の中実円柱体（マス金具３０）で形成すると共に、ハウジング１２の内周面に介在ゴム層としての被覆ゴム層４６を設けても良い。なお、制振装置４２においては、凹所１４が被覆ゴム層４６の内周側に形成されており、凹所１４を構成する竪壁面２０ａ〜ｄ及び湾曲壁面２２ａ，２２ｃが被覆ゴム層４６の内周面で構成されている。また、マス部材２８の表面に被覆ゴム層３２を形成し、且つ、ハウジング１２の内周面にも被覆ゴム層４６を形成して良いことは言うまでもない。

また、前記第一及び第二の実施形態では、ハウジングの内周面のうちの側壁面の一部を湾曲壁面で構成することにより、ハウジングの側壁面の上部をばね部材の反発方向に対して傾斜した傾斜当接面としている。しかしながら、傾斜当接面としては、側壁部の内側面における少なくとも一部が、ばね部材の反発方向に対して傾斜していれば良く、必ずしも前記実施形態で示したような湾曲形状とされている必要はない。具体的には、例えば、図１１に示されているように平面で形成された当接傾斜面を有する制振装置４８も採用され得る。即ち、制振装置４８は、ハウジング５０を含んで構成されており、かかるハウジング５０は、全体として略矩形状であって、下方に向かって開口する凹所５２が形成されている。凹所５２は略矩形状の凹所とされており、もって、ハウジング５０がそれぞれ略平面とされて、略垂直方向に広がる側壁部５４ａ〜ｄと略水平方向に広がる上底壁部５６を有する矩形箱体形状とされている。また、側壁部５４ａ〜ｄの内周面である側壁面５８ａ〜ｄにおいて、側壁面５８ｃの上部にばね部材２４の反発方向に対して傾斜する傾斜平面で構成された傾斜当接面としての当接平面５９が形成されている。このような制振装置４８によれば、マス部材２８の当接平面５９に対する打当りをより有利に生ぜしめることが出来る。それ故、前記第一及び第二の実施形態において示されている制振効果に加えて、マス部材２８とハウジング５０（当接平面５９）の当接作用に基づく制振効果をより効果的に得ることが出来る。

さらに、側壁部の内側面においてばね部材の反発方向に対して傾斜した部分（傾斜当接面）は、必ずしも側壁部の内側面の上側部分にのみ設けられている必要はない。即ち、図１２に示されている制振装置６０のように、ハウジング６２の側壁部６４ａ〜ｄにおいて、ハウジング６２に形成される凹所６６を構成する側壁部６４ｃの内側面が、全面に亘って単一の傾斜平面で構成された傾斜当接面としての当接平面６８とされていても良い。これによれば、マス部材２８と当接平面６８の当接状態をより有利に実現することが出来て、マス部材２８とハウジング６２の間での摩擦に起因する制振効果を安定して得ることが出来る。また、特に微小振幅振動の入力時における制振効果を有利に発揮することが可能となり得る。なお、ハウジングにおいて、独立マス部材が重力の作用によって当接せしめられる側壁部の内側面が、全面に亘って滑らかな湾曲面で構成されることによっても、上述の制振装置６０と同様の効果を得ることが出来る。また、ハウジングに形成される凹所の内壁面全体が、単一の湾曲面で構成されていても良い。

また、ばね部材としては、前記第一の実施形態において金属製の板ばねを採用する例を示すと共に、前記第二の実施形態においてゴム弾性体を採用する例を示した。しかしながら、ばね部材は、前記第一，第二の実施形態における記載によって何等限定されるものではなく、例えば、合成樹脂材料で形成された板ばね等を採用することも可能である。

また、独立マス部材は、ハウジングとの接触によるエネルギ損失を有効に生ぜしめる等の観点から、円柱形状（円形断面を有するロッド状）とされていることが望ましいが、球状や楕円形断面を有する柱状等、円形断面を有する他の形状とされた独立マス部材を採用しても良い。また、円形断面や楕円形断面等の断面形状で所定長さに亘って延びるように形成されている場合（円形ロッド状等）には、必ずしも一定の断面形状で延びるように形成されている必要はなく、軸方向で断面形状が変化せしめられていても良い。例えば、円形断面で延びるロッド形状を有する独立マス部材において、断面の直径を軸方向で変化させることにより、独立マス部材とハウジングやばね部材との当接面積を調節して、打音の発生を低減すること等も可能である。なお、上述の如き他形状の独立マス部材を採用する場合には、ハウジングの内周面形状、即ち、マス収容空所の形状を独立マス部材の形状に応じて適宜に変更することが望ましい。

また、ハウジングは、必ずしも、振動部材と別体で形成されている必要はなく、振動部材に一体形成されていても良い。更に、ハウジングの外形形状も前記第一及び第二の実施形態に記載の具体的な形状によって何等限定されるものではない。

また、ハウジングに形成される凹所の形状もまた、前記第一及び第二の実施形態に記載された具体的形状によって何等限定されるものではない。具体的には、例えば、楕円断面で延びる上底壁面を有する凹所や球殻形状の内壁面を有する凹所等も採用可能である。なお、凹所の断面形状は、必ずしも一定である必要はなく、断面形状を変化させながら所定長さで延びるように形成されていても良い。

また、一つのハウジングに対して一つの凹所のみが形成されている必要はない。具体的には、例えば、一つのハウジングに対して二つ以上の複数の凹所が形成されて、それら複数の凹所の各開口部をそれぞれ覆うように各別にばね部材が片持状態で配設されると共に、複数の凹所で形成される複数の収容領域にそれぞれ一個ずつの独立マス部材が収容状態で配設されるようにしても良い。また、各凹所毎に、凹所の形状や、収容される独立マス部材の質量や形状、或いは、ばね部材のばね定数等を異ならせることによって、より有利に広い周波数域での制振効果の発揮を図ることも可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。

本発明の第一の実施形態としての制振装置を示す縦断面図であって、図２におけるＩ−Ｉ線断面図。図１に示された制振装置を示す縦断面図であって、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図。図１に示された制振装置の制振効果を示す実測例。図１に示された制振装置の制振効果を示す実測例。図１に示された制振装置の制振効果を示す実測例。図１に示された制振装置の制振効果を示す実測例。図１に示された制振装置の制振効果を示す実測例。図１に示された制振装置の制振効果を示す実測例。本発明の第二の実施形態としての制振装置を示す縦断面図。本発明の別の一実施形態を示す縦断面図。本発明のまた別の一実施形態を示す縦断面図。本発明の更に別の一実施形態を示す縦断面図。

符号の説明

１０制振装置、１２ハウジング、１４凹所、１６側壁部、１８側壁面、２２湾曲壁面、２４ばね部材、２６収容領域、２８マス部材、３０マス金具、３２被覆ゴム層

Claims

制振すべき振動部材に固定的に設けられる剛性のハウジングにおいて下方に向かって開口する凹所を形成すると共に、該凹所の開口部を覆うばね部材を設けることによりマス収容空所を形成して、該マス収容空所に円形断面の独立マス部材を非接着で独立変位可能に収容配置する一方、該独立マス部材の外周面と該ハウジングの内周面との少なくとも一方における相対的な当接部位に介在ゴム層を被着形成すると共に、該ハウジングの内周面のうちの側壁面の少なくとも一部を該ばね部材の反発方向に対して傾斜する傾斜当接面としたことを特徴とする制振装置。
前記独立マス部材が、円形断面で水平方向に延びる円柱形状とされている請求項１に記載の制振装置。
静置状態下において、前記ばね部材で構成された前記マス収容空所の底壁面が前記傾斜当接面を有する前記側壁面に向かって下方に傾斜せしめられている請求項１又は２に記載の制振装置。
前記傾斜当接面が、共通接線を有して連続的に湾曲する湾曲面で構成されており、該湾曲面の曲率半径が前記マス部材の表面の曲率半径よりも大きくされている請求項１乃至３の何れか一項に記載の制振装置。
前記ばね部材が金属材で形成された板ばねを含んで形成されており、該板ばねが前記ハウジングに対して片持状に固定されていると共に、該板ばねの自由端が、前記ハウジングにおける前記マス収容空所の前記傾斜当接面が設けられた前記側壁面の側に位置せしめられている請求項１乃至４の何れか一項に記載の制振装置。
前記ばね部材がゴム弾性板を含んで形成されている請求項１乃至５の何れか一項に記載の制振装置。