JP2007321814A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】 周波数や方向が様々に異なる振動体の振動を効果的に低減可能なダイナミックダンパを提供する。
【解決手段】 取付部材３１に第１弾性体３２を介してメインマス３３を支持するとともに、メインマス３３に第２弾性体３４を介してサブマス３５を支持し、メインマス３３およびサブマス３５による振動の減衰方向あるいは振動の減衰周波数を異ならせたことにより、方向や周波数が異なる振動体１６の様々の振動を有効に低減することができ、しかも取付部材３１を振動体１６に取り付けるだけでメインマス３３およびサブマス３５の組み付けを同時に完了することができるので、ダイナミックダンパの組付工数が削減される。またサブマス３５をメインマス３３に支持する第２弾性体３４の方向を変化させたり、サブマス３５を複数に分割して各々の共振周波数を異ならせることで、更に広範囲の振動を低減することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、振動体に弾性体を介して支持されたマスの共振により振動を低減するダイナミックダンパに関する。

ステアリングシャフトを介してステアリングホイールに伝達される振動を低減すべく、ステアリングホイールのボスプレート部に弾性部材を介してマスダンパ部材を支持してダイナミックダンパを構成し、マスダンパ部材を共振周波数で共振させることで振動を低減するものが、下記特許文献１により公知である。
実開平４−５８４７９号公報

ところで、上記従来のものは、ダイナミックダンパが単一のマスダンパ部材しか備えていないため、低減可能な振動が、マスダンパ部材の共振周波数近傍の周波数の振動や、マスダンパ部材が共振する方向の振動に限られてしまい、ステアリングホイールに入力される周波数や方向が様々に異なる振動を充分に低減できないという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、周波数や方向が様々に異なる振動体の振動を効果的に低減可能なダイナミックダンパを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、振動体に取り付けられる取付部材と、前記取付部材に第１弾性体を介して支持されたメインマスと、前記メインマスに第２弾性体を介して支持されたサブマスとを備え、前記メインマスおよび前記サブマスによる振動の減衰方向あるいは振動の減衰周波数を異ならせたことを特徴とするダイナミックダンパが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第１弾性体および前記第２弾性体の形状、材質および前記メインマスあるいは前記サブマスに対する支持位置の少なくとも一つを異ならせたことを特徴とするダイナミックダンパが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記メインマスおよび前記サブマスの形状あるいは材質を異ならせたことを特徴とするダイナミックダンパが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記サブマスを複数の第２弾性体を介して前記メインマスに支持するとともに、前記複数の第２弾性体の材質、形状および配置方向の少なくとも一つを異ならせたことを特徴とするダイナミックダンパが提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記サブマスを複数個設け、各々のサブマスによる振動の減衰方向あるいは各々のサブマスの共振周波数を異ならせたことを特徴とするダイナミックダンパが提案される。

尚、実施の形態のボスプレート部１６は本発明の振動体に対応する。

請求項１の構成によれば、取付部材に第１弾性体を介してメインマスを支持するとともに、メインマスに第２弾性体を介してサブマスを支持し、メインマスおよびサブマスによる振動の減衰方向あるいは振動の減衰周波数を異ならせたことにより、方向や周波数が異なる様々の振動を有効に低減することができ、しかも取付部材を振動体に取り付けるだけでメインマスおよびサブマスの組み付けを同時に完了することができるので、ダイナミックダンパの組付工数が削減される。

また請求項２の構成によれば、第１、第２弾性体の形状、材質あるいは支持位置を異ならせたことにより、メインマスやサブマスの大きさや方向を変更する場合に比べて、小幅な変更で振動の伝達の仕方や共振周波数を容易に設定することができる。

また請求項３の構成によれば、メインマスおよびサブマスの形状あるいは材質を異ならせたことにより、メインマスおよびサブマスの質量を任意に設定することが可能になるだけでなく、メインマスおよびサブマスをコンパクトに組み合わせてダイナミックダンパを小型化することができる。

また請求項４の構成によれば、サブマスをメインマスに支持する複数の第２弾性体の材質、形状あるいは配置方向を異ならせたことにより、サブマスの共振周波数や振動減衰方向を種々に異ならせて振動減衰効果を高めることができる。

また請求項５の構成によれば、複数個のサブマスによる振動の減衰方向あるいは複数個のサブマスの共振周波数を異ならせたことにより、方向や周波数の異なる種々の振動を複数のサブマスにより減衰することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１は自動車の車室前部の斜視図、図２は図１の２方向拡大矢視図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４はダイナミックダンパの斜視図である。

図１〜図３に示すように、運転席シートの前方に配置されたステアリングホイール１１の内部に運転席用のエアバッグモジュール１２およびダイナミックダンパ１３が収納される。ステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１４の後端にナット１５で固定されたボスプレート部１６と、ボスプレート部１６に固定されたフロントカバー１７と、フロントカバー１７の後面にボルト１８…で固定されたリヤカバー１９と、フロントカバー１７から放射状に延びる複数のスポーク部２０…と、スポーク部２０…の外周に連なるステアリングホイール本体部２１とを備える。

エアバッグモジュール１２は、折り畳んだエアバッグ２２と、エアバッグ２２を膨張させる高圧ガスを発生するインフレータ２３とを備えており、インフレータ２３がリテーナ２４を介して前記ボルト１８…でフロントカバー１７およびリヤカバー１９に共締めされる。ダイナミックダンパ１３は板状のボスプレート部１６の上部後面に固定される。

図４に示すように、ダイナミックダンパ１３は、平板状の取付部材３１と、この取付部材３１にラバー製の２個の第１弾性体３２，３２を介して接続されたコ字状の金属ブロックよりなるメインマス３３と、メインマス３３の凹部３３ａにラバー製の２個の第２弾性体３４，３４を介して接続された直方体状の金属ブロックよりなるサブマス３５とで構成されており、取付部材３１がボルト３６，３６およびナット３７，３７でステアリングホイール１１のボスプレート部１６に固定される。

角柱状に形成された第１弾性体３２，３２の軸線Ｌ１，Ｌ１の方向はステアリングシャフト１４の長手方向と平行であり、同じく角柱状に形成された第２弾性体３４，３４の軸線Ｌ２，Ｌ２の方向はステアリングホイール１１の回転面の方向と平行である。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

エンジンからの振動や路面からの振動がステアリングシャフト１４を介してステアリングホイール１１に入力されると、ステアリングホイール１１の振動が運転者の手に伝わって不快感を与える問題があるが、ステアリングシャフト１４に固定された取付部材３１に設けたダイナミックダンパ１３が前記振動を低減することで、運転者の不快感を和らげることができる。

即ち、取付部材３１に第１弾性体３２，３２を介して接続されたメインマス３３は、第１弾性体３２，３２のばね定数とメインマス３３の質量とにより定まる固有振動数を持ち、その固有振動数の近傍の周波数を持つ振動がボスプレート部１６から入力されると、メインマス３３が共振することで前記振動を打ち消して低減する。またサブマス３５にはボスプレート部１６の振動が取付部材３１、第１弾性体３２，３２、メインマス３３および第２弾性体３４，３４を介して伝達される。このとき、サブマス３５は第２弾性体３４，３４のばね定数とサブマス３５の質量とにより定まる固有振動数を持ち、その固有振動数の近傍の周波数を持つ振動が入力されると、サブマス３５が共振することで前記振動を打ち消して低減する。

メインマス３３は主として第１弾性体３２，３２の軸線Ｌ１，Ｌ１方向の振動、つまりステアリングシャフト１４の長手方向の振動を効果的に吸収する。またサブマス３５は第２弾性体３４，３４の軸線Ｌ２，Ｌ２方向の振動、つまりステアリングホイール１１の回転面内の一方向（前後方向）の振動を効果的に吸収する。メインマス３３の質量はサブマス３５の質量に比べてかなり大きいため、第１弾性体３２，３２および第２弾性体３４，３４のばね定数がほぼ同じ場合には、メインマス３３の固有振動数はサブマス３５の固有振動数よりも低くなり、従ってメインマス３３比較的に低い周波数の振動を減衰し、サブマス３５は比較的に高い周波数の振動を減衰することになる。

メインマス３３およびサブマス３５の固有振動数、つまり低減可能な振動数は、メインマス３３およびサブマス３５の質量と、第１、第２弾性体３２，３２；３４，３４のばね定数とを変化させることで任意に調整することができる。

以上のように、メインマス３３およびサブマス３５を組み合わせたことにより、単一のマスを用いる場合に比べて広い周波数領域の振動を低減できるだけでく、異なる方向の振動も同時に低減することができる。しかもメインマス３３およびサブマス３５が共通の取付部材３１にマウントされているため、取付部材３１をステアリングホイール１１のボスプレート部１６に固定するだけで組み付けを完了することができ、メインマス３３およびサブマス３５を別個にマウントする場合に比べて組付工数を削減することができる。またコ字状のメインマス３３の凹部３３ａ内にサブマス３５を収納したので、ダイナミックダンパ１３全体をコンパクト化することができる。

次に、図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は、サブマス３５の支持の仕方が第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態ではメインマス３３の凹部３３ａの一つの側面に２個の第２弾性体３４，３４を介してサブマス３５を支持しているが、第２の実施の形態ではメインマス３３の凹部３３ａの相互に対向する二つの側面にそれぞれ第２弾性体３４，３４を介してサブマス３５を支持している。第２弾性体３４，３４の軸線Ｌ３，Ｌ３は第１の実施の形態の第２弾性体３４，３４の軸線Ｌ２，Ｌ２に対して９０°ずれており、サブマス３５はステアリングホイール１１の回転面内の左右方向の振動を効果的に吸収する。

第２の実施の形態によれば第１の実施の形態の作用効果に加えて、２個の第２弾性体３４，３４の軸線Ｌ３，Ｌ３を同軸上に配置せず、所定距離だけ故意にずらすことで、サブマス３５の共振周波数の調整範囲を更に広げることができる。

次に、図６に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態は単一のサブマス３５を備えているが、第３の実施の形態は前記サブマス３５を質量の異なる２個のサブマス３５Ａ，３５Ｂに分割し、それぞれのサブマス３５Ａ，３５Ｂを各１個の第２弾性体３４，３４でメインマス３３の凹部３３ａに支持したものである。

第３の実施の形態によれば第１の実施の形態の作用効果に加えて、２個のサブマス３５Ａ，３５Ｂの共振周波数を容易に異ならせることができるので、より広い周波数領域の振動を低減することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では本発明のダイナミックダンパをステアリングホイール１１の防振に適用しているが、ステアリングホイール１１の防振以外の任意の用途に適用することができる。

またメインマス３３およびサブマス３５，３５Ａ，３５Ｂの共振周波数を変化させるには、メインマス３３およびサブマス３５，３５Ａ，３５Ｂの形状や材質を変えて質量を異ならせる方法や、第１、第２弾性体３２，３２；３４，３４の形状や材質や方向やマスに対する支持位置を変えてばね定数を異ならせる方法が考えられる。第１、第２弾性体３２，３２；３４，３４を変更する方法は、メインマス３３やサブマス３５，３５Ａ，３５Ｂを変更する方法に比べて手軽であり、小幅な変更で振動の伝達状態を容易に変更することができる。

また第３の実施の形態において、２個のサブマス３５Ａ，３５Ｂを２個の第２弾性体３４，３４を介してメインマス３３に支持する方向を相互に異ならせても良く、このようにすれば更に多方向の振動を低減することができる。

また第３の実施の形態において、サブマスの個数はを３個以上に増加させれば、更に広い周波数領域の振動や、更に多方向の振動を低減することができる。

自動車の車室前部の斜視図 図１の２方向拡大矢視図 図２の３−３線拡大断面図 ダイナミックダンパの斜視図 第２の実施の形態に係るダイナミックダンパの斜視図 第３の実施の形態に係るダイナミックダンパの斜視図

符号の説明

１６ ボスプレート部（振動体）
３１ 取付部材
３２ 第１弾性体
３３ メインマス
３４ 第２弾性体
３５ サブマス
３５Ａ サブマス
３５Ｂ サブマス

Claims (5)

1. 振動体（１６）に取り付けられる取付部材（３１）と、前記取付部材（３１）に第１弾性体（３２）を介して支持されたメインマス（３３）と、前記メインマス（３３）に第２弾性体（３４）を介して支持されたサブマス（３５，３５Ａ，３５Ｂ）とを備え、前記メインマス（３３）および前記サブマス（３５，３５Ａ，３５Ｂ）による振動の減衰方向あるいは振動の減衰周波数を異ならせたことを特徴とするダイナミックダンパ。
2. 前記第１弾性体（３２）および前記第２弾性体（３４）の形状、材質および前記メインマス（３３）あるいは前記サブマス（３５，３５Ａ，３５Ｂ）に対する支持位置の少なくとも一つを異ならせたことを特徴とする、請求項１に記載のダイナミックダンパ。
3. 前記メインマス（３３）および前記サブマス（３５，３５Ａ，３５Ｂ）の形状あるいは材質を異ならせたことを特徴とする、請求項１に記載のダイナミックダンパ。
4. 前記サブマス（３５，３５Ａ，３５Ｂ）を複数の第２弾性体（３４）を介して前記メインマス（３３）に支持するとともに、前記複数の第２弾性体（３４）の材質、形状および配置方向の少なくとも一つを異ならせたことを特徴とする、請求項１に記載のダイナミックダンパ。
5. 前記サブマス（３５Ａ，３５Ｂ）を複数個設け、各々のサブマス（３５Ａ，３５Ｂ）による振動の減衰方向あるいは各々のサブマス（３５Ａ，３５Ｂ）の共振周波数を異ならせたことを特徴とする、請求項１に記載のダイナミックダンパ。
   

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