JP2008008314A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】ダイナミックダンパにおける高さ方向の共振振動数と幅方向の共振振動数との比を小さくして１に近付けても、過大な撓み変形を防いで減衰特性の低下を抑制する。
【解決手段】ダイナミックダンパ１に底壁部６及び該底壁部６を挟むように該底壁部６と交差する一対の側壁部７を有する取付枠部４を設ける。質量部８を一対の第１弾性部材９により、底壁部６に連結すると共に、質量部８を第２弾性部材１０により一対の側壁部７に連結する。このとき、一対の第１弾性部材９をそれぞれ質量部８との連結部から底壁部６側に向かって互いに広がるように傾斜させるように設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンマウントブラケット、ディファレンシャル、モータハウジングその他の振動体に取り付けられて、該振動体の振動を抑制するダイナミックダンパに関するものである。

従来より、互いに略直交する第１及び第２の振幅方向に沿って振動し得る振動体に連結固定され、第１の振幅方向へ面する底板部及び該底板部を挟んで第２の振幅方向へそれぞれ面する一対の側板部が設けられた取付枠体と、振動体の振動を低減するのに十分な質量を有し、一対の側板部の間に支持されるマス部材と、マス部材を底板部へ連結し、第１の振幅方向（高さ方向）に沿った荷重を受けて圧縮及び引張方向へ弾性変形し、かつ第２の振幅方向（奥行き方向）に沿った荷重を受けて剪断方向へ弾性変形する第１の弾性部材と、マス部材を一対の側板部へそれぞれ連結し、第１及び第２の振幅方向に沿った荷重を受けて剪断方向へ弾性変形する一対の第２の弾性部材とを有するダイナミックダンパは知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

このダイナミックダンパでは、互いに略直交する第１の振幅方向及び第２の振幅方向にそれぞれ沿った振動の共振振動数の比を広い範囲で任意の値に設定できるようにしている。
特開２００１−２３４９６９号公報 特開２００２−８９６１８号公報

ところで、自動車のディファレンシャル等のような回転により振動が発生するものでは、見かけ上、高さ方向と幅方向の共振振動数が略等しくなる場合があり、このような振動体の共振を抑えたいというニーズがある。

従来のダイナミックダンパでは、マス部材がダイナミックダンパの幅方向に沿って変位すると、第１弾性部材には剪断荷重が作用して剪断変形が生じ、これと同時に、第２弾性部材には圧縮及び引張荷重が作用して圧縮及び引張変形が生じる。このとき、取付枠体の剛性の寄与等により、幅方向のバネ定数に比べて大きくなった高さ方向のバネ定数を小さくして、高さ方向と幅方向との共振振動数の比を１に近付けようとすると、第１弾性部材のバネ定数を小さくする必要がある。そのために第１弾性部材を細くすると、上記特許文献１及び２のように第２弾性部材が側板部に連結されていても、正面視で時計方向又は反時計方向にマス部材を回転させようとする荷重に対して非常に弱くなり、第１弾性部材に過大な撓み変形が発生する。このため、期待する制振効果が発揮されないという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダイナミックダンパにおける高さ方向の共振振動数と幅方向の共振振動数との比を小さくして１に近付けても、過大な撓み変形を防いで減衰特性の低下を抑制することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、一対の第１弾性部材を傾斜させるように設けた。

具体的には、第１の発明では、振動体に取り付けられて、該振動体の振動を抑制するダイナミックダンパを前提とする。

そして、このダイナミックダンパは、底壁部と、該底壁部を挟むように該底壁部と交差する一対の側壁部とを有する取付枠部と、
上記一対の側壁部の間に支持される質量部と、
上記質量部を上記底壁部に連結する一対の第１弾性部材と、
上記質量部を上記一対の側壁部にそれぞれ連結する第２弾性部材とを備え、
上記一対の第１弾性部材は、それぞれ上記質量部との連結部から上記底壁部側に向かって互いに広がるように傾斜している。

上記の構成によると、質量部が振動を受けると、第１弾性部材及び第２弾性部材には、それぞれ質量部の変位に応じた弾性変形が生じる。つまり、質量部が高さ方向に沿って変位すると、第１弾性部材はそれぞれ傾斜して設けられているので、剪断荷重が作用して剪断変形が生じ、これと同時に、第２弾性部材には剪断荷重が作用して剪断変形が生じる。質量部がダイナミックダンパの幅方向に沿って変位すると、第１弾性部材には剪断荷重が作用して剪断変形が生じ、これと同時に、第２弾性部材には圧縮及び引張荷重が作用して圧縮及び引張変形が生じる。このことから、高さ方向の共振振動数と幅方向の共振振動数とが決定される。高さ方向の共振振動数と幅方向の共振振動数との比を小さくして１に近付けるためには、取付枠部の剛性等の寄与により幅方向に比べて高い、高さ方向の共振振動数を小さくする必要がある。一対の第１弾性部材は、高さ方向に対する変位を受けると剪断変形が生じるので、従来のように第１弾性部材が傾斜せずに高さ方向に対する変位を受けると圧縮及び引張変形が生じるものに比べてバネ定数が小さいため、ゴムの量を増やしながら上記共振振動数の比を１に近付けることができる。このため、底壁部と質量部とを確実に接合することがきるので、信頼性の高い第１弾性部材を設けることができる。また、第１弾性部材は、幅方向に一対設けられているため、中央に１つの第１弾性部材を設ける場合に比べ、正面視で時計方向又は反時計方向に質量部を回転させようとする荷重を支持しやすい。

第２の発明では、上記底壁部に垂直な高さ方向の共振振動数と、上記側壁部に交差し、高さ方向に垂直な幅方向の共振振動数とが略等しいものとしている。

上記の構成によると、高さ方向の共振振動数と幅方向の共振振動数とが略等しいので、回転体の振動を受ける振動体等による振動が効果的に抑制される。

第３の発明では、上記質量部は、直方体形状を有し、その長手方向が上記幅方向に沿うように配置されている。

上記の構成によると、一対の第１弾性部材を幅方向に距離をあけて配置しやすいので、過大な撓み変形を防止しながら、高さ方向の共振振動数と幅方向の共振振動数との比を小さくして１に近付けやすい。

以上説明したように、上記第１の発明によれば、幅方向に距離をあけて傾斜するように配置した一対の第１弾性部材で質量部と底壁部とを連結し、第１弾性部材により、質量部が高さ方向に対する変位を受けると剪断変形を生じさせると共に、時計方向又は反時計方向に質量部を回転させようとする荷重を支持させるようにしている。このため、ダイナミックダンパにおける高さ方向と幅方向との共振振動数の比を小さくして１に近付けても、過大な撓み変形を防いで減衰特性の低下を抑制することができる。

上記第２の発明によれば、高さ方向の共振振動数と幅方向の共振振動数とを略等しくしたことにより、回転体の振動を受ける振動体の振動を従来に比べて効果的に抑制することができる。

上記第３の発明によれば、直方体形状の質量部を、その長手方向が幅方向に沿うように配置して一対の第１弾性部材を距離をあけて配置しやすくしたことにより、より確実に高さ方向の共振振動数と幅方向の共振振動数との比を１に近付けることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態にかかるダイナミックダンパ１が振動体としてのリヤディファレンシャル２を自動車の車体（図示せず）に取り付けるリヤデフマウントブラケット３に取り付けられた様子を自動車の前方から見た正面図を示す。図２に図１のII-II線断面図を示す。図３にダイナミックダンパを下方から見た斜視図を示す。図４にダイナミックダンパの正面図を示す。

ダイナミックダンパ１は、上方が開いた正面視コ字状の金属製取付枠部４を備えている。この取付枠部４は、一対のボルト挿通孔５ａを備えた取付部５と、この取付部５に垂直に連結された幅方向Ｘ（矢印Ｘで示す）に長細い板状の底壁部６と、該底壁部６を挟むように該底壁部６と垂直な高さ方向Ｙ（矢印Ｙで示す）に延びる一対の側壁部７とを備えている。一対の側壁部７は、底壁部６に対して若干傾斜するように交差していてもよい。なお、取付部５と底壁部６との間の折り曲げ部、底壁部６の中央、及び底壁部６と側壁部７との間の折り曲げ部には、剛性を向上させるためのビード１１が形成されている。底壁部６の中心には、図示しないウェイト脱落防止用ボルトを挿通するためのボルト挿通孔１３が形成されている。例えば、取付枠部４は、一枚の鋼板をプレス加工して成形すればよく、樹脂一体成型品でもよい。また、取付部５、底壁部６及び側壁部７をそれぞれ溶接で接合してもよい。

図１及び図２に示すように、ダイナミックダンパ１は、取付部５のボルト挿通孔５ａに挿通したボルト１５によってリヤディファレンシャル２とリヤデフマウントブラケット３と共に共締めされている。なお、取付部５の形状はこれに限定されず、底壁部６に下方に延びるボルトを溶接したものや、底壁部６から下方へ脚部が延びるようにしたものなどでもよい。

上記一対の側壁部７の間には、直方体形状の質量部８が、その長手方向が上記幅方向Ｘに沿うように配置されている。質量部８は、その下端が一対の第１弾性部材９によって底壁部６に連結されている。質量部８の長手方向中心には、ウェイト脱落防止用ボルトを手締結するための挿通するためのネジ孔１４が形成されている。

上記一対の第１弾性部材９は、それぞれ質量部８との連結部から底壁部６側に向かって互いに幅方向Ｘに広がるように傾斜している。すなわち、質量部８の左右端部から一定の位置に第１弾性部材９の上端が連結され、この上端から幅方向Ｘに向かって約４５°広がる方向に傾斜し、その下端がそれぞれ底壁部６に連結されている。この傾斜角度は４５°に限定されない。一対の第１弾性部材９は、幅方向Ｘに均等な位置に配置されている。質量部８の長手方向が上記幅方向Ｘに沿うように配置されているので、一対の第１弾性部材９を幅方向Ｘに距離をあけて配置しやすい構成となっている。

また、質量部８の長手方向両端部は、第２弾性部材１０によって一対の側壁部７にそれぞれ連結されている。左右の第２弾性部材１０は、略同じ矩形板状を有している。第２弾性部材１０は、第１弾性部材９に比べて太くそのゴム量も多いものとなっている。

例えば、第１及び第２弾性部材９，１０は、質量部８及び取付枠部４に型内で加硫接着される。このようにして、質量部８は、第１及び第２弾性部材９，１０によって取付枠部４に弾性的に支持されている。

質量部８が振動を受けると、第１及び第２弾性部材９，１０には、それぞれ質量部８の変位に応じた弾性変形が生じる。つまり、質量部８が高さ方向Ｙに沿って変位すると、第１弾性部材９はそれぞれ傾斜して設けられているので、剪断荷重が作用して剪断変形が生じ、これと同時に、第２弾性部材１０には剪断荷重が作用して剪断変形が生じるように構成されている。

質量部８がダイナミックダンパ１の幅方向Ｘに沿って変位すると、第１弾性部材９には剪断荷重が作用して剪断変形が生じ、これと同時に、第２弾性部材１０には圧縮及び引張荷重が作用して圧縮及び引張変形が生じるように構成されている。

このことから、底壁部６に垂直な高さ方向Ｙの共振振動数と、側壁部７に垂直な幅方向Ｘの共振振動数とが決定されるが、本実施形態の特徴として２つの共振振動数は、略等しくなっている。

−作用−
次に、本実施形態にかかるダイナミックダンパ１の作用について説明する。

本実施形態の一対の第１弾性部材９は、傾斜して質量部８と底壁部６とを連結しているので、高さ方向Ｙに対する変位を受けると剪断変形が生じる。このため、従来のような第１弾性部材９が傾斜せずに高さ方向Ｙに対する変位を受けると圧縮及び引張変形が生じるものに比べてバネ定数が小さい。このため、ゴムの量を増やしながら上記共振振動数の比Ｒを１に近付けることができ、底壁部６と質量部８とが確実に接合される。

自動車のエンジン（図示せず）が作動し、リヤディファレンシャル２が駆動されると、その回転による振動が発生する。この振動は、リヤデフマウントブラケット３を介して図示しない車体に伝わる。この共振振動は、回転による振動が主であるため、縦揺れ方向と横揺れ方向とが略等しくなる場合がある。このような場合、ダイナミックダンパ１の高さ方向Ｙの共振振動数と幅方向Ｘの共振振動数とが略等しいので、リヤディファレンシャル２の共振が効果的に抑制される。

また、第１弾性部材９は、一対設けられているため、従来のように中央に１つの第１弾性部材９を設ける場合に比べ、正面視で時計方向又は反時計方向に質量部８を回転させようとする荷重に対して強い。このため、第１弾性部材９に過大な撓み変形は発生しない。

−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかるダイナミックダンパ１によると、幅方向に距離をあけて傾斜するように配置した一対の第１弾性部材９で質量部８と底壁部６とを連結し、この第１弾性部材９により、質量部８が高さ方向に対する変位を受けると剪断変形を生じさせると共に、時計方向又は反時計方向に質量部８を回転させようとする荷重を支持させるようにしている。このため、ダイナミックダンパ１における高さ方向Ｙと幅方向Ｘの共振振動数の比を小さくして１に近付けても、過大な撓み変形を防いで減衰特性の低下を抑制することができる。

また、高さ方向Ｙの共振振動数と幅方向Ｘの共振振動数とを略等しくしたことにより、回転体の振動を受ける振動体の振動を従来に比べて効果的に抑制することができる。

さらに、直方体形状の質量部８を、その長手方向が幅方向Ｘに沿うように配置して一対の第１弾性部材９を距離をあけて配置しやすくしたことにより、より確実に高さ方向Ｙの共振振動数と幅方向Ｘの共振振動数との比を１に近付けることができる。

−実施例−
実施例として、上記実施形態のダイナミックダンパ１を４つ用意した。比較例１のダイナミックダンパ１０１として、図５に示すように、一対の第１弾性部材１０９の幅が実施例のダイナミックダンパ１のものよりも大きいものを３つ用意した。比較例２のダイナミックダンパ２０１として、図６に示すように、一対の第１弾性部材２０９を比較例１の一対の第１弾性部材１０９に比べて細く、かつ垂直なものを２つ用意した。いずれも高さ方向Ｙの共振振動数Ｐが２７０Ｈｚに、幅方向Ｘの共振振動数Ｑが２７０Ｈｚにできるだけ近付くように製作した。

図７に上記各ダイナミックダンパ１の高さ方向Ｙの共振振動数Ｐと幅方向Ｘの共振振動数Ｑとの関係を示す。高さ方向Ｙの共振振動数Ｐと幅方向Ｘの共振振動数Ｑとの比Ｒ（Ｐ／Ｑ）が１の場合を直線Ａで示す。実施例、比較例１及び２のダイナミックダンパ１，１０１，２０１は、いずれも正面視で時計方向又は反時計方向に質量部８を回転させようとする荷重に耐え、過度の撓み変形は見られなかった。

しかしながら、図７に示すように、実際には、比較例１のものが最もＲが大きくなり、比較例２は、比較例１に比べてＲが小さくなり、実施例のものが最もＲを１に近付けることができることがわかった。

すなわち、比較例２のように第１弾性部材２０９を細くしてバネ定数を小さくすることで、比較例１に比べてＲを１に近付けることはできるが、それ以上、第１弾性部材２０９のバネ定数を小さくしようとすると、第１弾性部材２０９が細くなりすぎて底壁部６と質量部８とがうまく接合できないものが見られ、信頼性が低いものとなった。

しかし、実施例のものでは、一対の第１弾性部材９は、傾斜して質量部８と底壁部６とを連結しているので、高さ方向Ｙに対する変位を受けると剪断変形が生じる。このため、第１弾性部材９が傾斜せずに高さ方向Ｙに対する変位を受けると圧縮及び引張変形が生じる比較例２のものに比べ、ゴムの量を増やしながら上記共振振動数の比Ｒを１に近付けることができる。このため、底壁部６と質量部８とを確実に接合することがきるので、信頼性の高い第１弾性部材９を設けることができることがわかった。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、ダイナミックダンパをリヤデフマウントブラケット３に取り付けているが、エンジンマウントブラケット、モータハウジング、サスペンション等の振動体に取り付けてもよい。

上記実施形態では、Ｒをほぼ１としているが、１に近い数字であってもよく、要求される仕様に合わせて設定すればよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本発明の実施形態にかかるダイナミックダンパがリヤデフマウントブラケットに取り付けられた様子を自動車の前方から見た正面図である。 図１のII-II線断面図である。 ダイナミックダンパを下方から見た斜視図である。 ダイナミックダンパの正面図である。 比較例１のダイナミックダンパの図４相当図である。 比較例２のダイナミックダンパの図４相当図である。 実施例、比較例１及び２にかかるダイナミックダンパの高さ方向の共振振動数Ｐと幅方向の共振振動数Ｑとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１ ダイナミックダンパ
２ リヤディファレンシャル（振動体）
４ 取付枠部
５ 取付部
６ 底壁部
７ 側壁部
８ 質量部
９ 第１弾性部材
１０ 第２弾性部材

Claims (3)

1. 振動体に取り付けられて、該振動体の振動を抑制するダイナミックダンパにおいて、
   底壁部及び該底壁部を挟むように該底壁部と交差する一対の側壁部を有する取付枠部と、
   上記一対の側壁部の間に支持される質量部と、
   上記質量部を上記底壁部に連結する一対の第１弾性部材と、
   上記質量部を上記一対の側壁部にそれぞれ連結する第２弾性部材とを備え、
   上記一対の第１弾性部材は、それぞれ上記質量部との連結部から上記底壁部側に向かって互いに広がるように傾斜している
   ことを特徴とするダイナミックダンパ。
2. 請求項１に記載のダイナミックダンパにおいて、
   上記底壁部に垂直な高さ方向の共振振動数と、上記側壁部に交差し、高さ方向に垂直な幅方向の共振振動数とが略等しい
   ことを特徴とするダイナミックダンパ。
3. 請求項１又は２に記載のダイナミックダンパにおいて、
   上記質量部は、直方体形状を有し、その長手方向が上記幅方向に沿うように配置されている
   ことを特徴とするダイナミックダンパ。

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