JP2008064129A - Vibration suppression device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制振対象となる振動入力部材の振動を低減する新規な構造の制振装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration damping device having a novel structure that reduces vibration of a vibration input member that is a vibration damping target.
従来から、自動車のボデーや住宅の窓ガラスや建具等のような振動入力部材の振動を低減する制振デバイスとしては、例えば、振動入力部材の表面に貼着されたアスファルトシートやゴムシート等の制振構造材や、振動入力部材に対してバネ部材を介してマス部材を連結支持させたダイナミックダンパ(動的吸振器)等が知られている。 Conventionally, as a vibration control device for reducing vibration of a vibration input member such as an automobile body, a window glass of a house, a fitting, etc., for example, an asphalt sheet or a rubber sheet attached to the surface of the vibration input member A vibration damper (dynamic vibration absorber) or the like in which a mass member is connected and supported via a spring member to a vibration input member is known.
ところが、制振構造材やダイナミックダンパにおいては、何れも、有効な制振効果を得るために、広い貼着面積や大きなマス部材の質量が必要になり、それによって、重量が嵩む問題があった。また、制振構造材を構成するアスファルトやダイナミックダンパのバネ部材を構成するゴム弾性体等の特性が温度に影響され易いため、制振効果の温度依存性が大きくなって、目的とする制振効果が安定して得られ難い問題があった。 However, in both the vibration damping structure material and the dynamic damper, in order to obtain an effective vibration damping effect, a large sticking area and a mass of a large mass member are required, thereby increasing the weight. . In addition, since the characteristics of the asphalt that constitutes the damping structure and the rubber elastic body that constitutes the spring member of the dynamic damper are easily affected by temperature, the temperature dependence of the damping effect increases and the desired damping There was a problem that it was difficult to obtain stable effects.
しかも、ダイナミックダンパでは、マス−バネ系からなる副振動系の固有振動数が主振動系たる振動入力部材において制振すべき振動周波数域にチューニングされることにより振動入力部材に対して制振効果が得られるようになっているが、かかる制振効果が副振動系がチューニングされた比較的に狭い周波数域でしか発揮され難い問題を内在していた。 Moreover, in the dynamic damper, the vibration damping effect on the vibration input member is achieved by tuning the natural frequency of the sub-vibration system consisting of the mass-spring system to the vibration frequency range to be damped in the vibration input member as the main vibration system. However, there is a problem that such a damping effect is hardly exhibited only in a relatively narrow frequency range in which the secondary vibration system is tuned.
また、近年では、振動入力部材の多種多様化や要求される制振性能の向上に伴い、例えば、特許文献1(特開2001−241498号公報)に示される如き制振装置が提案されている。かかる制振装置においては、振動入力部材に固定される剛性のハウジングに対して隙間を隔てて独立マス部材を変位可能に配設した構造とされており、振動入力時に、マス部材がハウジングに対して弾性的な当接面を介して打ち当たることにより、打ち当たりに際しての滑り摩擦や衝突によるエネルギ損失を利用して、制振効果を得るようになっている。 In recent years, with the diversification of vibration input members and the improvement in required damping performance, for example, a damping device as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-241498) has been proposed. . Such a vibration damping device has a structure in which an independent mass member is displaceable with a gap with respect to a rigid housing fixed to the vibration input member. By striking through an elastic contact surface, a vibration damping effect is obtained by utilizing energy loss due to sliding friction and collision at the time of hitting.
しかしながら、従来構造の打ち当たり型の制振装置では、未だ充分な制振効果を得ることが難しい場合があり、特に、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して有効な制振効果を得ることが難しい場合があった。 However, it is sometimes difficult to obtain a sufficient damping effect with a hitting vibration damping device having a conventional structure. In particular, an effective damping effect is obtained for a plurality of vibrations in a wide frequency range. Sometimes it was difficult.
なお、特許文献2(特開平07−293659号公報)には、上記特許文献1と同様に、独立マス部材の打ち当たりによる制振効果を利用した制振装置として、円形断面の長手ロッド形状を有するロッド状マスを用いた構造が開示されている。この制振装置は、振動入力部材であるボールねじ軸を中空の円筒形状として、その中心孔にロッド状マスを挿入して収容したものである。特に、ロッド状マスの軸方向で相互に離隔して複数のブッシュが外挿されており、これらブッシュの装着位置をロッド状マスの軸方向で調節することによって、ロッド状マスにおけるラジアル方向の固有振動数を変化させて、複数の周波数域で制振効果を得ることが出来るとされている。 Incidentally, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-293659), as in the above-mentioned Patent Document 1, a longitudinal rod shape with a circular cross section is used as a vibration control device that uses the vibration suppression effect by the striking of the independent mass member. The structure using the rod-shaped mass which has is disclosed. In this vibration damping device, a ball screw shaft, which is a vibration input member, has a hollow cylindrical shape, and a rod-shaped mass is inserted and accommodated in the center hole thereof. In particular, a plurality of bushes are externally spaced apart from each other in the axial direction of the rod-shaped mass, and by adjusting the mounting position of these bushes in the axial direction of the rod-shaped mass, the inherent characteristic of the rod-shaped mass in the radial direction It is said that the vibration control effect can be obtained in a plurality of frequency ranges by changing the frequency.
しかしながら、ロッド状マスへのブッシュの装着位置を変更するだけで、単一のロッド状マスにおける固有振動数を変更調節することが出来るとは考え難く、複数の周波数域での制振効果を有効に得られるか、疑問である。しかも、ボールねじ軸の内周面と各ブッシュの外周面の間の隙間が略一定の大きさとされていて、ロッド状マスのボールねじ軸に対する打ち当たり作用が単純なものとなるから、結局、有効な制振効果が発揮される振動周波数域は、狭いものとならざるを得ないと考えられる。 However, it is difficult to think that it is possible to change and adjust the natural frequency of a single rod-shaped mass simply by changing the mounting position of the bush on the rod-shaped mass, and effective vibration suppression effects in multiple frequency ranges It is doubtful whether it is obtained. In addition, since the gap between the inner peripheral surface of the ball screw shaft and the outer peripheral surface of each bush is substantially constant, the striking action of the rod-shaped mass with respect to the ball screw shaft becomes simple. It is considered that the vibration frequency range where an effective vibration damping effect is exhibited must be narrow.
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り、その解決課題とするところは、複数の乃至は広い周波数域において小振動や大振動に対する制振効果が有利に発揮され得る、新規な構造の制振装置を提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is that the damping effect against small vibration and large vibration is advantageously exhibited in a plurality of or a wide frequency range. An object of the present invention is to provide a vibration damping device having a novel structure.
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、可能な限り任意の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。 Hereinafter, the aspect of this invention made | formed in order to solve such a subject is described. In addition, the component employ | adopted in each aspect as described below is employable by arbitrary combinations as much as possible. Further, aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, but are described in the entire specification and drawings, or an invention that can be understood by those skilled in the art from those descriptions. It should be understood that it is recognized based on thought.
すなわち、本発明の特徴とするところは、振動入力部材に対して当接する複数の当接マス部が互いに離隔配置されて、それら複数の当接マス部がばね部材によって連結されていると共に、静置状態で複数の当接マス部の全てが振動入力部材に対して同時に当接することなく、少なくとも一つの当接マス部が振動入力部材から離隔した状態で静置状態となるようにされており、且つ、それら当接マス部が異なる組み合わせで当接状態および離隔状態とされる二種類以上の静置状態が生ぜしめられる制振装置にある。 That is, a feature of the present invention is that a plurality of abutting mass portions that abut against the vibration input member are spaced apart from each other, the plurality of abutting mass portions are connected by a spring member, and The plurality of contact mass portions are not in contact with the vibration input member at the same time in the installed state, and are placed in a stationary state with at least one contact mass portion separated from the vibration input member. And it exists in the damping device which can produce two or more types of stationary states made into a contact state and a separation state by the combination from which these contact mass parts differ.
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、複数の当接マス部がばね部材で連結されていることによって、主振動系たる振動入力部材に対してのマス−バネ系からなる副振動系が構成されている。従って、振動入力部材の振動が該振動入力部材に当接したばね部材に対して直接に入力されたり、或いは振動入力部材に当接した当接マス部を介してばね部材に入力されると、ばね部材が弾性変形して、ばね部材に曲げ振動が発生する。この曲げ振動に基づき振動入力部材に対して制振効果(振動減衰効果)が発揮される。 In the vibration damping device having the structure according to the present invention, a plurality of abutting mass portions are connected by a spring member, thereby forming a mass-spring system for a vibration input member which is a main vibration system. A secondary vibration system is configured. Accordingly, when the vibration of the vibration input member is directly input to the spring member that is in contact with the vibration input member, or is input to the spring member via the contact mass portion that is in contact with the vibration input member, The spring member is elastically deformed, and bending vibration is generated in the spring member. Based on this bending vibration, a vibration damping effect (vibration damping effect) is exerted on the vibration input member.
また、ばね部材の弾性変形に伴って当接マス部に加振力が及ぼされたり、或いは振動入力部材に当接していた当接マス部が振動に基づき振動入力部材から浮き上がる等して、当接マス部が振動入力部材に打ち当たることにより、滑り摩擦や打撃によるエネルギ損失に基づく制振効果が得られる。 In addition, an excitation force is applied to the contact mass portion with the elastic deformation of the spring member, or the contact mass portion that has been in contact with the vibration input member is lifted from the vibration input member due to vibration. When the contact mass portion hits the vibration input member, a vibration damping effect based on energy loss due to sliding friction or impact is obtained.
特に、少なくとも一つの当接マス部が振動入力部材に当接すると同時に別の少なくとも一つの当接マス部が振動入力部材から離隔した状態で振動入力部材に対する静置状態がとられるようになっており、それら当接マス部が複数の異なる組み合わせの当接状態および離隔状態をとることで、複数種類の載置状態が実現されることとなる。この当接状態は、当接マス部が振動入力部材に対して少なくとも一種類の静置状態において当接する状態をいい、また、離隔状態は、当接マス部が振動入力部材に対して少なくとも一種類の静置状態において離隔する状態をいう。 In particular, at least one contact mass portion contacts the vibration input member, and at the same time, at least one other contact mass portion is separated from the vibration input member, so that the stationary state with respect to the vibration input member can be taken. Thus, a plurality of types of placement states are realized by the contact mass portions having a plurality of different combinations of contact states and separation states. This abutting state refers to a state where the abutting mass portion abuts against the vibration input member in at least one kind of stationary state, and the separated state refers to at least one abutting mass portion against the vibration input member. This refers to a state of separation in a kind of stationary state.
従って、静置状態で全ての当接マス部が当接していないことによって、静置状態が不安定となることから、たとえ小さな振動であっても、制振装置が容易に変位して、離隔していた当接マス部が振動入力部材に当接する状態がとられ易くなる。要するに、制振装置全体としては僅かな変位しか許容されないような微小振動の入力時にも、当接マス部を振動入力部材に打ち当たらせることが出来る。 Accordingly, since the stationary state becomes unstable because all the contact mass portions are not in contact with each other in the stationary state, the vibration damping device can be easily displaced and separated even if there is even a small vibration. The state in which the contact mass portion that has been in contact with the vibration input member is easily taken. In short, the abutting mass portion can be made to hit the vibration input member even when a minute vibration is input that allows only a slight displacement of the vibration damping device as a whole.
しかも、複数の当接マス部が静置状態で複数の異なる組み合わせの当接状態および離隔状態をとるようになっていることから、当接マス部の振動入力部材に対する打ち当たりが単純なものとなり得ず、振動の大きさや周波数域に応じて、様々な打ち当たりの態様が生ぜしめられる。 In addition, since the plurality of contact mass portions are in a stationary state and take a plurality of different combinations of contact states and separated states, the contact of the contact mass portions with the vibration input member becomes simple. In other words, various hitting modes are generated depending on the magnitude and frequency range of vibration.
それ故、前述の曲げ振動に基づく制振効果に加えて、滑り摩擦や打撃によるエネルギ損失に基づく制振効果が有利に発揮されて、複数の乃至は広い周波数域において小振動や大振動に対する制振効果が効果的に得られるのである。 Therefore, in addition to the vibration suppression effect based on the bending vibration described above, the vibration suppression effect based on the energy loss due to sliding friction and impact is advantageously exerted, and the vibration suppression against a small vibration or a large vibration in a plurality of or a wide frequency range. The vibration effect can be obtained effectively.
なお、本発明では、複数の当接マス部における各質量が実質的に同視される程度に、各当接マス部の質量差が小さくされていることが望ましい。これにより、振動入力部材に当接している当接マス部と振動入力部材から離隔している当接マス部との間に大きな質量差が存在して静置状態が安定することに起因して、振動入力時に、離隔している当接マス部が目的とする振動入力部材に当接しない等の不具合が解消される。 In the present invention, it is desirable that the mass difference between the contact mass portions is reduced to such an extent that the masses of the plurality of contact mass portions are substantially equated. Due to this, there is a large mass difference between the contact mass portion that is in contact with the vibration input member and the contact mass portion that is separated from the vibration input member, and the stationary state is stabilized. When the vibration is input, such a problem that the contact mass portions that are separated from each other do not contact the target vibration input member is solved.
また、本発明において、好適には、振動入力部材の制振すべき振動の周波数域に対して、制振装置における一次の固有振動数がチューニングされる。それによって、基本振動が振動入力部材の共振周波数の振動にチューニングされることとなり、所期の制振効果が一層安定して得られる。 In the present invention, preferably, the primary natural frequency in the vibration damping device is tuned with respect to the frequency range of vibration to be damped by the vibration input member. Thereby, the fundamental vibration is tuned to the vibration of the resonance frequency of the vibration input member, and the desired vibration damping effect can be obtained more stably.
また、本発明に係る制振装置では、複数の当接マス部の全てが、二種類以上の静置状態の何れかにおいて振動入力部材に対する当接状態とされ且つ別の静置状態において振動入力部材に対する離隔状態とされる構造が、採用されても良い。このような構造に従えば、当接マス部の全てが振動入力部材に当接する態様が実現されることとなり、マスパワーに基づく制振効果の更なる向上が図られ得る。 Further, in the vibration damping device according to the present invention, all of the plurality of contact mass portions are in contact with the vibration input member in one of two or more types of stationary states, and vibration input is performed in another stationary state. A structure that is separated from the member may be employed. According to such a structure, a mode in which all of the abutting mass portions abut on the vibration input member is realized, and the vibration damping effect based on the mass power can be further improved.
また、本発明に係る制振装置では、ばね部材として板ばねを採用した構造が、好適に採用される。その結果、板ばねの曲げ強度や質量等に基づいて減衰性能のチューニングが容易になることに加えて、板ばねの剛性に基づいて静置状態における当接マス部の当接状態や離隔状態が安定して保持される。 In the vibration damping device according to the present invention, a structure in which a leaf spring is employed as the spring member is preferably employed. As a result, in addition to facilitating the tuning of the damping performance based on the bending strength, mass, etc. of the leaf spring, the contact state and separation state of the contact mass portion in the stationary state are based on the rigidity of the leaf spring. It is held stably.
また、本発明に係る制振装置では、板ばねに対して当接マス部が一体形成されている構造が、採用されても良い。これにより、制振装置が簡単な構造で実現され得る。 In the vibration damping device according to the present invention, a structure in which the contact mass portion is integrally formed with the leaf spring may be employed. Thereby, the vibration damping device can be realized with a simple structure.
また、本発明に係る制振装置では、当接マス部がばね部材と別体形成されて、ばね部材に対して固着されている構造が、採用されても良い。これにより、ばね部材の設計に影響されることなく、当接マス部の質量を設計変更することが出来る。 In the vibration damping device according to the present invention, a structure in which the contact mass portion is formed separately from the spring member and is fixed to the spring member may be employed. Thereby, the design of the mass of the contact mass portion can be changed without being influenced by the design of the spring member.
また、本発明に係る制振装置では、当接マス部と振動入力部材の当接面がゴム弾性体で構成されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、ゴム弾性体の弾性を利用して、当接マス部の振動入力部材への打ち当たりに伴う打音の大きさが抑えられる。なお、ゴム弾性体は、当接マス部自体がゴム弾性体で形成されることによって構成されても良い。当接マス部が硬質材で形成されている場合には、当接マス部にゴム層を被着しても良い。当接マス部と振動入力部材が何れも硬質材であれば、それらの少なくとも一方の当接面に対してゴム層を被着形成しても良い。因みに、当接マス部が振動入力部材以外の他部材にも当接する場合には、かかる他部材と当接マス部との打ち当たり面もゴム弾性体で構成することが望ましい。 In the vibration damping device according to the present invention, a structure in which the contact surface of the contact mass portion and the vibration input member is formed of a rubber elastic body may be employed. According to such a structure, using the elasticity of the rubber elastic body, it is possible to suppress the magnitude of the hitting sound that accompanies the contact of the contact mass portion with the vibration input member. The rubber elastic body may be configured by forming the contact mass portion itself with a rubber elastic body. When the contact mass portion is formed of a hard material, a rubber layer may be attached to the contact mass portion. If the contact mass portion and the vibration input member are both hard materials, a rubber layer may be formed on at least one of the contact surfaces. Incidentally, when the contact mass portion also contacts other members other than the vibration input member, it is desirable that the contact surface between the other member and the contact mass portion is also made of a rubber elastic body.
また、本発明に係る制振装置では、互いに交差する複数本の直線上でそれぞれ当接マス部の複数が配設されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、複数の当接マス部を振動入力部材における広い範囲で当接させることが出来、それによって、より広い周波数域の振動に対する制振性能の更なる向上が図られ得る。 In the vibration damping device according to the present invention, a structure in which a plurality of contact mass portions are arranged on a plurality of straight lines intersecting each other may be employed. According to such a structure, a plurality of contact mass portions can be brought into contact with each other over a wide range in the vibration input member, thereby further improving the damping performance against vibration in a wider frequency range. .
また、本発明に係る制振装置では、複数の当接マス部の全体としての重心に位置して、ばね部材を振動入力部材に対して連結状態でピン支持せしめる連結支持部を設けた構造が採用されても良い。これにより、ばね部材の全体が振動入力部材に対して独立して飛び跳ね変位することが制限されて、重心が安定すると共に、ばね部材における連結支持部まわりの回転変位以外の変位が制限されることから、複数の当接マス部の全てが振動入力部材に対して同時に当接することなく、且つ少なくとも一つの当接マス部が振動入力部材から離隔する静置状態が有利に実現され得る。 Further, in the vibration damping device according to the present invention, the structure provided with the connection support portion that is located at the center of gravity as the whole of the plurality of contact mass portions and that supports the spring member in a connected state with respect to the vibration input member. It may be adopted. As a result, the spring member as a whole is restricted from jumping and displacement independently of the vibration input member, the center of gravity is stabilized, and displacement other than rotational displacement around the connection support portion of the spring member is restricted. Therefore, a stationary state in which all of the plurality of contact mass portions do not simultaneously contact the vibration input member and at least one contact mass portion is separated from the vibration input member can be advantageously realized.
また、本発明に係る制振装置では、複数の当接マス部の全体としての重心に位置して、何れの静置状態でも振動入力部材に対して当接状態とされる支持部が形成されている構造が、好適に採用される。本構造によれば、複数の当接マス部の全てが振動入力部材に対して同時に当接することなく少なくとも一つの当接マス部が振動入力部材から離隔する静置状態が、支持部によって安定する。要するに、振動入力部材に対して、不安定な静置状態が好適に維持されることから、打ち当たりに基づく制振効果が一層有利に発揮され得る。 Further, in the vibration damping device according to the present invention, a support portion is formed that is positioned at the center of gravity of the plurality of contact mass portions as a whole and is brought into contact with the vibration input member in any stationary state. The structure is preferably employed. According to this structure, all the plurality of contact mass portions do not simultaneously contact the vibration input member, and the stationary state in which at least one contact mass portion is separated from the vibration input member is stabilized by the support portion. . In short, since the unstable stationary state is suitably maintained with respect to the vibration input member, the vibration damping effect based on hitting can be more advantageously exhibited.
また、本発明に係る制振装置では、支持部が当接マス部の一つとして形成されている構造が、好適に採用される。これにより、部品点数が削減されつつ、当接マス部が振動入力部材に当接する態様の更なる拡張が図られ得る。 Moreover, in the vibration damping device according to the present invention, a structure in which the support portion is formed as one of the contact mass portions is preferably employed. Thereby, the further expansion of the aspect in which the contact mass portion contacts the vibration input member can be achieved while the number of parts is reduced.
また、本発明に係る制振装置では、支持部に対して係合して自由な変位を制限する位置決め手段を、振動入力部材において形成した構造が、採用可能である。このような構造によれば、制振装置が、振動入力部材の表面上で不必要に移動することが防止されて、振動入力部材における所定の場所に安定して位置決めされる。それ故、複数の当接マス部を振動入力部材の目的の位置に打ち当てることが可能となり、所期の制振効果が一層安定して得られる。 Further, in the vibration damping device according to the present invention, it is possible to employ a structure in which positioning means that engages with the support portion and restricts free displacement is formed in the vibration input member. According to such a structure, the vibration damping device is prevented from unnecessarily moving on the surface of the vibration input member, and is stably positioned at a predetermined place on the vibration input member. Therefore, it is possible to hit a plurality of contact mass portions against the target position of the vibration input member, and the desired vibration damping effect can be obtained more stably.
また、本発明に係る制振装置では、ばね部材が、支持部を中心として放射状に延びる板ばねによって構成されており、それら板ばねの先端部分にそれぞれ当接マス部が設けられている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、支持部によって不安定な静置状態が好適に維持されると共に、複数の当接マス部を振動入力部材における広い範囲で当接させることが出来る。 Further, in the vibration damping device according to the present invention, the spring member is configured by a leaf spring extending radially around the support portion, and a structure in which a contact mass portion is provided at each of the tip portions of the leaf springs. , May be adopted. According to such a structure, an unstable stationary state is suitably maintained by the support portion, and a plurality of contact mass portions can be contacted in a wide range in the vibration input member.
また、本発明に係る制振装置では、ばね部材が、支持部を挟んで両側に直線的に延びる一つの板ばねによって構成されており、板ばねの両端部分にそれぞれ当接マス部が設けられている構造が、採用されても良い。これにより、支持部を挟んで一方(他方)の当接マス部を振動入力部材に当接させると共に、他方(一方)の当接マス部を振動入力部材から離隔させる、少なくとも二種類の静置状態が有利に実現され得る。また、ばね部材の曲げ変形に基づいて、支持部を挟んだ両方の当接マス部を振動入力部材に同時に打ち当たらせることも可能となる。更に、支持部を挟んだ両側の当接マス部を振動入力部材に交互に打ち当てることも可能となり、所謂シーソーのような動きをする新規な構造の制振装置が好適に実現され得る。 Further, in the vibration damping device according to the present invention, the spring member is constituted by one leaf spring that linearly extends on both sides with the support portion interposed therebetween, and contact mass portions are provided at both end portions of the leaf spring. A structure may be adopted. Accordingly, at least two types of stationary are provided in which the one (other) contact mass portion is brought into contact with the vibration input member with the support portion interposed therebetween, and the other (one) contact mass portion is separated from the vibration input member. The state can be advantageously realized. In addition, it is possible to cause both contact mass portions sandwiching the support portion to simultaneously strike the vibration input member based on the bending deformation of the spring member. Further, it is possible to alternately abut the abutting mass portions on both sides of the support portion against the vibration input member, and a vibration damping device having a novel structure that moves like a so-called seesaw can be suitably realized.
また、本発明に係る制振装置では、振動入力部材から独立して全体として飛び跳ね変位可能とされている構造が、採用されても良い。それによって、当接マス部の飛び跳ね変位やばね部材の曲げ変形等に対する干渉が抑えられて、飛び跳ね変位や曲げ変形に基づく制振効果のチューニング性が一層向上され得る。 Further, in the vibration damping device according to the present invention, a structure that can be jumped and displaced as a whole independently of the vibration input member may be employed. Thereby, interference with the jumping displacement of the contact mass portion and the bending deformation of the spring member can be suppressed, and the tuning performance of the damping effect based on the jumping displacement and bending deformation can be further improved.
また、本発明に係る制振装置では、制振すべき振動部材に対して固定される中空構造の剛性のハウジングを設けて、複数の当接マス部を連結したばね部材がハウジングに収容配置されることにより、ハウジングで振動入力部材を構成し、ハウジング対して当接マス部を連結したばね部材の全体が独立して飛び跳ね変位可能とされている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、ハウジングに収容配置されることで振動入力部材に対する位置決めが安定し、所期の制振効果が安定して得られる。また、ハウジングの壁部と当接マス部の離隔距離を設定変更することに伴い、打ち当たりによる制振性能のチューニングが容易になる。 In the vibration damping device according to the present invention, a rigid housing having a hollow structure fixed to the vibration member to be damped is provided, and a spring member in which a plurality of contact mass portions are connected is accommodated in the housing. Accordingly, a structure in which the vibration input member is configured by the housing and the entire spring member in which the abutting mass portion is connected to the housing can be jumped and displaced independently may be employed. According to such a structure, the positioning with respect to the vibration input member is stabilized by being accommodated in the housing, and the desired vibration damping effect can be stably obtained. In addition, with the setting change of the separation distance between the wall portion of the housing and the contact mass portion, tuning of the vibration damping performance by hitting becomes easy.
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。制振装置10は、ばね部材としての弾性プレート12やマス部14を含んで構成されており、制振対象部材である振動部材としての自動車ボデー16に重ね合わせられて配設されている。これにより、制振装置10が、主振動系たるボデー16に装着されて、主振動系に対する副振動系を構成している。なお、本実施形態では、自動車ボデー16の表面に制振装置10が載置されることから、自動車ボデー16が、制振装置10に対して直接に振動を入力する振動入力部材として構成されている。
Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described. First, FIG. 1 shows a
より詳細には、弾性プレート12は、鉄鋼やアルミニウム合金等の金属材やナイロン系樹脂等の樹脂材、或いはそれらの複合材等からなる板ばねを用いて形成されている。弾性プレート12は、振動入力部材である自動車ボデー16の装着部位の形状や大きさ、当該装着部位の質量や振動の周波数域等に応じて、その大きさや質量,形状が適当に設定されるものであり、特に限定されるものでないが、好ましくは、図示されているように矩形板形状とされる。
More specifically, the
特に本実施形態では、弾性プレート12は、曲げ変形が生ぜしめられるように、厚さ寸法に対して長さ寸法が充分に大きく設定されている。長さ寸法:Lは弾性プレート12の長手方向(図1中の左上と右下間を延びる方向)の寸法である。厚さ寸法:tに対する長さ寸法:Lが、好ましくは50≦L/t≦10000とされ、より好ましくは100≦L/t≦1000とされる。また、平面形状は必ずしも矩形状である必要はないが、安定した曲げ変形を生ぜしめさせるためには、矩形状であることが望ましい。その場合、幅寸法:Bは、自動車ボデー16に制振力を効果的に与えるために、1≦L/B≦10とされる。
In particular, in the present embodiment, the
また、弾性プレート12の曲げ強度は、入力される振動の大きさや自動車ボデー16の剛性(強度)、後述する弾性プレート12の自動車ボデー16への静置状態等に応じて、弾性プレート12の厚さ寸法を決定する際に考慮されることとなる。
Further, the bending strength of the
一方、マス部14は、弾性プレート12における長手方向の各端縁部から所定の長さで中央に向かう矩形板形状の部分により構成されている。即ち、一対のマス部14,14は、互いに離隔配置されて弾性プレート12によって連結されていると共に、特に弾性プレート12の長手方向の両端部分において弾性プレート12と一体形成された構造を呈している。各マス部14の厚さ方向一方(図1中、上)の端部(面)には、付加マス18が設けられている。付加マス18は、矩形状を呈する金属材等の重量物からなり、その下面がマス部14の表面に固着されている。
On the other hand, the
また、各マス部14の厚さ方向他方(図1中、下)の端部(面)には、当接ゴム層20が設けられている。当接ゴム層20は、薄肉の略矩形平板形状を有するゴム弾性体からなり、その上面がマス部14の表面に被着形成されている。当接ゴム層20の材質としては、天然ゴム等のジエン系ゴムや塩素系ゴム等の各種のゴム弾性材が採用可能であり、本実施形態では、マス部14と自動車ボデー16が打ち当たる際の打音が問題となる場合に、かかる打音を抑えることを主たる目的として当接ゴム層20が採用されることから、ゴム材料やゴム硬度は特に限定されない。弾性プレート12が樹脂材である場合等においては、当接ゴム層20は必要でない場合が多い。尤も、打音低減の目的からすると、かかる当接ゴム層20としては、ショアD硬さが20〜40のゴム弾性材が好適に採用される。
A
当接ゴム層20の厚さ寸法は、全体に亘って略一定とされており、好適には0.1〜0.3mmとされる。蓋し、0.1mmよりも小さくなると、特に低周波大振幅振動の入力時に所期の打音低減効果が得られ難くなる一方、0.3mmよりも大きくなると、弾性プレート12の打ち当たりに基づく制振力が当接ゴム層20に比較的に大きく吸収されてしまい、所期の制振効果が得られ難くなるおそれがあるからである。
The thickness dimension of the
また、一方のマス部14の端部から弾性プレート12の中央に至る長さ寸法:l1と他方のマス部14の端部から弾性プレート12の中央に至る長さ寸法:l2が同一となる弾性プレート12の長手方向中央部分には、支持部としての中央突部22が設けられている。このことからも明らかなように、長さ寸法:l1と長さ寸法l2を合計した値が、弾性プレート12の長さ寸法(全長):Lとなる。
Further, the length dimension from the end of one
中央突部22は、ゴム弾性体を用いて形成されていると共に、弾性プレート12における当接ゴム層20が固着された側である厚さ方向他方(図1中、下)の表面に加硫接着等で固着されている。中央突部22のショアD硬さは、特に限定されるものでなく、例えば当接ゴム層20と同様に、20〜40とされていても良い。特に、中央突部22が、下方に向かって凸となる略一定の半円断面で弾性プレート12の幅方向に連続して延びる蒲鉾形状とされていることによって、中央突部22の外周面が、弾性プレート12の長手方向に湾曲する曲面とされている。
The
この中央突部22の幅方向(図1中、左上と右下間を延びる方向)の中央部分が、弾性プレート12の長手方向中央部分に位置せしめられている。また、中央突部22の幅方向中央部分の高さ寸法が、当接ゴム層20の厚さ寸法よりも大きくされていることにより、中央突部22の幅方向中央部分が、当接ゴム層20に比して、弾性プレート12から下方に大きく突出している。
The central portion of the
要するに、弾性プレート12が中央の中央突部22を挟んで両側に直線的に延びる平面板形状の一枚の板ばねによって構成されており、弾性プレート12の両端部分において互いに形状や大きさ、質量、材質共に同じとされた各一対のマス部14や付加マス18、当接ゴム層20が設けられているため、中央突部22を挟んだ両側が互いに対称な形状とされている。即ち、各当接ゴム層20の弾性プレート12からの突出高さが同じとされている。ここにおいて、本実施形態に係る当接マス部は、マス部14や当接ゴム層20を含んで構成されている。その結果、中央突部22の中央が、二つの当接マス部を備えた弾性プレート12の重心に位置せしめられている。
In short, the
また、制振装置10の固有振動数は、その質量に基づきチューニングされる。制振装置10の質量は、防振すべき振動エネルギを考慮して決定されるが、一般に、自動車ボデー16における制振対象部位の質量の0.05〜10%程度が好適であり、より好ましくは0.1〜5%とされる。余り質量が小さ過ぎると充分な制振効果を得ることが難しくなる一方、質量が大き過ぎると重量化が問題となるからである。
Further, the natural frequency of the
かかる具体的な質量のチューニングとしては、付加マス18や当接ゴム層20の重さを設定変更する他、弾性プレート12の長さ寸法や幅寸法、厚さ寸法を設定変更することとなる。本発明者の実験および検討結果により、弾性プレート12の幅寸法が長さ寸法よりも長くなると、固有振動数が低周波側に移行することが確認されている。本実施形態では、厚さ寸法が長さ寸法に比して充分に小さくされていると共に、幅寸法が長さ寸法に比して小さくされている形態で、長さ寸法だけを設定変更することにより、制振装置10の固有振動数がチューニングされるようになっている。
As specific tuning of the mass, in addition to setting and changing the weight of the
このような制振装置10は、中央突部22が自動車ボデー16の制振対象となる部位に載置されることによって、自動車ボデー16に装着される。ここにおいて、ボデー16の制振対象部位には、位置決め手段としての凹溝24が設けられている。凹溝24は、上方に向かって開口する略一定の円弧形状の断面で所定の長さで延びている。特に、凹溝24の円弧形状を呈する内面の曲率が、中央突部22の外周面の曲率よりも大きくされていることによって、凹溝24の内面が、中央突部22の外周面に比して幅方向(図1中、左上と右下間を延びる方向)に大きく湾曲している。
Such a
中央突部22の幅方向、即ち弾性プレート12の長手方向が凹溝24の幅方向と平行に延びるようにして、中央突部22の中央が凹溝24の中央の底面に載置される。これにより、中央突部22が凹溝24に幅方向で係合されて、弾性プレート12の長手方向における変位が制限されるようになっている。
The center of the
図2,3にもモデル的に示されているように、中央突部22の中央が凹溝24の中央の底面に載置されると共に、弾性プレート12と自動車ボデー16が互いに略平行に延びる状態では、弾性プレート12の長手方向(図2,3中、左右)の両端に設けられた各当接ゴム層20が、自動車ボデー16から略同じ高さに離隔して位置せしめられている。本実施形態では、自動車ボデー16における制振対象部位の表面と弾性プレート12の表面が互いに平坦な形状とされているため、各当接ゴム層20と自動車ボデー16の離隔距離が略同じとされているが、これらの表面が凹凸等を備えた形状である場合には、かかる形状に応じて、各当接ゴム層20と自動車ボデー16の間の離隔距離が互いに異なることがある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the center of the
また、凹溝24の内面が中央突部22の外周面に比して幅方向に大きく湾曲している。そのため、中央突部22と凹溝24が互いに平行に延びる弾性プレート12の幅方向の変位が許容されている。
Further, the inner surface of the
さらに、中央突部22が凹溝24に幅方向で係合されている以外はボデー16に対して自由支持されていることから、中央突部22がボデー16から浮き上がることで弾性プレート12がボデー16から離隔すると共に、かかる中央突部22が再びボデー16に当接することで弾性プレート12がボデー16に接近する方向(図2,3中、上下)の変位が許容されている。
Further, since the
更にまた、中央突部22の外周面が凹溝24の内面に当接しつつ、凹溝24の内面の湾曲する方向に沿って連続して当接する面が変化することに伴い、弾性プレート12の両端に位置せしめられた各マス部14がボデー16に対して接近/離隔する方向(図2,3中、上下)の変位が許容されている。特に、中央突部22がボデー16の凹溝24に嵌め込まれた形態で、弾性プレート12が平坦に広がる初期の形状が保持されつつ、一方のマス部14が当接ゴム層20を介してボデー16に当接した状態では、他方のマス部14がボデー16から離隔している。即ち、中央突部22を挟んで両方のマス部14,14がボデー16に交互に当接することにより、弾性プレート12がシーソーの如く変位せしめられる。
Furthermore, as the outer circumferential surface of the
特に本実施形態では、中央突部22が制振装置10の略重心に位置していることから、中央突部22の中央が凹溝24の中央の底面に載置されると共に、弾性プレート12と自動車ボデー16が互いに略平行に延びて、弾性プレート12の一対のマス部14,14が自動車ボデー16から略同じ高さに離隔して位置せしめられた状態で、制振装置10のボデー16に対する静置状態の一つとしての第一の静置状態がとられる。また、ボデー16の凹溝24に嵌め込まれた中央突部22を挟んで、一方のマス部14が当接ゴム層20を介してボデー16に当接すると共に、他方のマス部14がボデー16から離隔した状態で、静置状態の一つとしての第二の静置状態が生ぜしめられる。更に、ボデー16の凹溝24に嵌め込まれた中央突部22を挟んで、一方のマス部14がボデーから離隔すると共に、他方のマス部14が当接ゴム層20を介してボデー16に当接した状態で、静置状態の一つとしての第三の静置状態がとられる。
In particular, in the present embodiment, since the
要するに、第一乃至は第三の静置状態の何れにおいても中央突部22や一対のマス部14,14の全てがボデー16に対して同時に当接することなく、中央突部22やマス部14,14の少なくとも一つがボデー16に当接すると同時に、中央突部22やマス部14,14の別の少なくとも一つがボデー16から離隔した状態で各静置状態をとるようにされている。また、本実施形態では、中央突部22やマス部14,14が異なる組み合わせで当接状態および離隔状態とされる3つの静置状態が生ぜしめられる。
In short, in any of the first to third stationary states, the
なお、弾性プレート12は、上述の静置状態を少なくともとり得るだけの剛性をもった硬質の板ばねとされている。また、本実施形態に係る静置状態には、上述の3つの場合があるとされているが、第一の静置状態は、中央突部22を挟んだ両側の当接マス部のバランスがとれている際に実現されることから、実質的に第二の静置状態と第三の静置状態の2つの場合であっても良い。
The
上述の如くボデー16に静置された制振装置10においては、ボデー16に比較的に大きな振動が生じると、制振装置10がボデー16から浮き上がって、ボデー16に当接する。特に、中央突部22が制振装置10の重心に位置せしめられていると共に、当接ゴム層20よりも下方に突出していることによって、中央突部22がボデー16に最も当たり易くなる。本実施形態では、この中央突部22が当接マス部として機能することから、弾性プレート12における中央突部22を挟んだ両側のマス部14,14および当接ゴム層20を加えて、弾性プレート12の長手方向に延びる一本の直線上に3つの当接マス部が、等間隔に離隔して配設されている。
In the
また、弾性プレート12の厚さ方向(図2,3中、上下)に比較的に大きな振動が入力されると、中央突部22がボデー16に当接すると共に、弾性プレート12の中央突部22を挟んだ一方の端部がボデー16に接近し、且つ他方の端部がボデー16から離隔するように変位して、一方の端部に設けられたマス部14が当接ゴム層20を介してボデー16に打ち当たる(図3の破線図参照。)。或いは図2にも破線で示されているように、弾性プレート12における中央突部22を挟んだ両側の部分が対称的に曲げ変形をし、弾性プレート12の両端の一対のマス部14,14が当接ゴム層20を介してボデー16に同時に打ち当たることがある。
Further, when a relatively large vibration is input in the thickness direction of the elastic plate 12 (up and down in FIGS. 2 and 3), the
さらに、中央突部22がボデー16の凹溝24に嵌め込まれた状態で、弾性プレート12の長手方向(図2,3中、左右)に振動が入力されると、中央突部22の外周面が凹溝24の内面に当接しつつ、凹溝24の内面の湾曲する方向の一方に沿って連続して当接する面が変化することに伴い、一方のマス部14が当接ゴム層20を介してボデー16に打ち当たると共に、他方のマス部14がボデー16から離隔する(図3の破線図参照。)。また、両方のマス部14,14が互いに対称な形状とされているので、振動の大きさや方向に応じて、一方のマス部14がボデー16から離隔すると共に、他方のマス部14が当接ゴム層20を介してボデー16に打ち当たることがある(図3の一点鎖線図参照。)。
Further, when vibration is input in the longitudinal direction (left and right in FIGS. 2 and 3) of the
更にまた、問題となる振動が弾性プレート12の長手方向に入力されて、中央突部22が凹溝24の幅方向(図3中、左右)の両壁部の間を交互に行き交うようにして、中央突部22の外周面が凹溝24の内面に当接しつつ当接面が変化する場合には、中央突部22を挟んで一方のマス部14と他方のマス部14がボデー16に対して交互に当接状態と離隔状態とされる。
Furthermore, the vibration in question is input in the longitudinal direction of the
また、中央突部22がボデー16に当接すると共に、弾性プレート12の両端のマス部14,14がボデー16から離隔した状態で、弾性プレート12の厚さ方向に比較的に小さな振動が入力されると、弾性プレート12における中央突部22を挟んだ両側の部分が曲げ変形して、曲げ振動が生ぜしめられる。この曲げ振動に基づき振動減衰効果が得られる。
In addition, a relatively small vibration is input in the thickness direction of the
特に本実施形態では、制振装置10の一次の固有振動数が、制振すべきボデー16の一次モードの振動周波数にチューニングされている。そのため、弾性プレート12の曲げ共振により、弾性プレート12の曲げ振動に基づく振動減衰効果が有利に発揮され得ることに加え、弾性プレート12の両側のマス部14がボデー16に効率良く打ち当たったり、弾性プレート12がボデー16から効率良く浮き上がって、中央突部22がボデー16に打ち当たる等して、滑り摩擦や打撃によるエネルギ損失に基づく制振効果が有利に得られる。
In particular, in the present embodiment, the primary natural frequency of the
かくの如き制振装置10にあっては、静置状態で中央突部22や一対のマス部14,14の全てがボデー16に対して同時に当接することなく、中央突部22やマス部14,14の少なくとも一つがボデー16に当接すると同時に、中央突部22やマス部14,14の別の少なくとも一つがボデー16から離隔した状態で静置状態をとるようにされていることから、小さな振動によっても簡単にバランスを崩して、別のマス部14乃至は中央突部22がボデー16に当接し、また別のマス部14乃至は中央突部22がボデー16から離隔する、別の種類の静置状態が容易に実現され得る。
In the
しかも、複数の種類(本実施形態では三種類)の静置状態がとられるようになっていることにより、一対のマス部14,14や中央突部22を含んで構成される複数の当接マス部のボデー16に対する打ち当たりが単純なものとなり得ず、振動の大きさや周波数域に応じて、様々な打ち当たりの態様が生ぜしめられる。
In addition, a plurality of abutments configured to include a pair of
それ故、前述の曲げ振動に基づく制振効果に加えて、滑り摩擦や打撃によるエネルギ損失に基づく制振効果が有利に発揮されて、複数の乃至は広い周波数域において小振動や大振動に対する制振効果が効果的に得られるのである。 Therefore, in addition to the vibration suppression effect based on the bending vibration described above, the vibration suppression effect based on the energy loss due to sliding friction and impact is advantageously exerted, and the vibration suppression against a small vibration or a large vibration in a plurality of or a wide frequency range. The vibration effect can be obtained effectively.
また、特に、中央突部22が凹溝24に嵌め込まれて自動車ボデー16に装着されることによって、ボデー16に対する位置決めが確実になり、しかも、凹溝24の幅寸法が中央突部22の幅寸法よりも大きくされていることによって、中央突部22がボデー16から飛び上がってボデー16に打ち当たる際に、安定して支えられることとなる。その結果、中央突部22やマス部14をボデー16の制振対象部位に精度良く打ち当てることが出来、目的とする制振効果が一層安定して得られる。
In particular, the
さらに、本実施形態では、中央突部22と凹溝24の当接面が互いに曲面とされていることによって、湾曲する方向に滑らかに当接させることが可能となり、この当接作用を利用して、弾性プレート12の曲げ振動に基づく制振効果や中央突部22の打ち当たりに基づく制振効果をチューニングすることも可能となる。
Further, in the present embodiment, the contact surfaces of the
次に、図4には、本発明の第二の実施形態としての制振装置30が示されている。以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の構造とされた部材および部位については、第一の実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
Next, FIG. 4 shows a
詳細には、本実施形態に係る当接ゴム層20が、弾性プレート12の付加マス18が設けられる側と反対の表面の全体に亘って略一定の厚さ寸法で加硫接着されている。
Specifically, the
また、弾性プレート12と当接ゴム層20の中央部分の間には、当接マス部の一つとして機能する支持部としての中央突部22が設けられている。本実施形態に係る中央突部22は、略円柱形状を呈する硬質の金属材等を用いて形成されており、弾性プレート12や当接ゴム層20の幅方向と平行に延びるようにして、弾性プレート12と当接ゴム層20の中央部分の間に挟まれて、それらの少なくとも一方に固着されている。これにより、当接ゴム層20における中央突部22が固着された中央が、中央突部22の大きさの分だけ外方に膨らむように湾曲して突出している。
Further, a
このような制振装置30においては、第一の実施形態と同様に、中央突部22を挟んだ両側に一対のマス部14,14が設けられた構造とされており、静置状態で中央突部22や一対のマス部14,14の全てがボデー16に対して同時に当接することなく、中央突部22が当接ゴム層20を介してボデー16に当接し且つ両側のマス部14,14がボデー16から離隔する静置状態と、中央突部22がボデー16に当接しつつ、一方のマス部14が当接すると共に他方のマス部14が離隔する静置状態と、一方のマス部14が離隔すると共に他方のマス部14が当接する静置状態の三種類をとるようにされている。
Such a
その結果、第一の実施形態と同様に、当接マス部の全てがボデー16に同時に当接しない不安定な静置状態に基づき、小振幅振動の入力時にも、マス部14等をボデー16に効果的に打ち当てることが可能となり、それによって、制振効果が有利に発揮され得るのである。
As a result, as in the first embodiment, based on the unstable stationary state in which all of the contact mass portions do not contact the
特に本実施形態では、当接ゴム層20が弾性プレート12の一方の表面に全体に亘って被着形成されていることから、当接ゴム層20の弾性により、弾性プレート12の曲げ共振をチューニングすることも出来る。
In particular, in the present embodiment, the
次に、図5〜6には、本発明の第三の実施形態としての制振装置40が示されている。
Next, FIGS. 5 to 6 show a
詳細には、本実施形態に係る弾性プレート12の中央部分が屈曲されて、弾性プレート12の中央を挟んだ一方の板部42と他方の板部44が、所定の角度で相対的に傾斜されている。見方を変えれば、板ばねからなる一対の板部42,44が、所定の角度で相対的に傾斜しつつ、長手方向(図5,6中、左右)に連結するようにして互いに一体形成されている。
Specifically, the central portion of the
また、各板部42,44には、当接マス部としての当接ゴムマス46の複数(本実施形態では各板部42,44に2つ)が設けられている。当接ゴムマス46は、硬質のゴム弾性体を用いて形成されていると共に、下方に向かって凸となる略半球形状を呈していて、各板部42,44の長手方向に所定距離を隔てて配されている。当接ゴムマス46の略円形の上面が、弾性プレート12が下方に向かって凸となるように配された際の各板部42,44の下側の表面に加硫接着等で固着されている。要するに、本実施形態に係る当接ゴムマス46は、弾性プレート12と別体形成されて、弾性プレート12に固着されているのである。
Each
従って、一方の板部42の長手方向に延びる一本の直線上に2つの当接ゴムマス46,46が配されていると共に、他方の板部44の長手方向に延びる一本の直線上に2つの当接ゴムマス46,46が配されており、これら二本の直線が弾性プレート12の屈曲した中央部分において交差する形態とされている。
Accordingly, two
このような制振装置40においては、一方の板部42における一対の当接ゴムマス46,46が、自動車ボデー16の制振対象部位における平坦な表面に当接することによって、一方の板部42がボデー16の表面と略平行に延びると共に、他方の板部44が該表面に対して傾斜した形態でボデー16から離隔して、他方の板部44に固着された一対の当接ゴムマス46,46もボデー16から離隔した状態で静置状態の一つがとるようにされる。また、反対に他方の板部44に固着された一対の当接ゴムマス46,46がボデー16に当接することによって、一方の板部42および該板部42に固着された当接ゴムマス46,46がボデー16から離隔した状態で静置状態の一つがとるようにされる。
In such a
すなわち、本実施形態では、一方の板部42に固着された一対の当接ゴムマス46,46と他方の板部44に固着された一対の当接ゴムマス46,46のそれぞれについて着目すると、一方(他方)の板部42(44)における全ての当接ゴムマス46,46が、一つの静置状態においてボデー16に対する当接状態とされ、且つ別の一つの静置状態においてボデー16に対する離隔状態とされるのである。
That is, in this embodiment, when focusing on each of the pair of
また、本実施形態では、弾性プレート12の中央の屈曲部分を挟んだ両側の当接ゴムマス46,46の突出先端面が、中央の屈曲部分の先端面よりも下方に位置せしめられている。これにより、一方の板部42における中央寄りの当接ゴムマス46と他方の板部44における中央寄りの当接ゴムマス46がボデー16に対して互いに当接すると共に、各板部42,44の中央から離れた各当接ゴムマス46がボデー16から離隔した状態で、弾性プレート12が略側面視V字状となって静置状態の一つがとるようにされる。
In the present embodiment, the protruding tip surfaces of the
上述の如き構造とされた制振装置40においては、第一の実施形態と同様に、弾性プレート12における当接マス部の全てがボデー16に同時に当接しない不安定な静置状態に基づき、小振幅振動の入力時にも、当接ゴムマス46をボデー16に効果的に打ち当てることが可能となり、それによって、制振効果が有利に発揮され得るのである。
In the
特に本実施形態では、ゴム弾性体にて形成された当接ゴムマス46が弾性プレート12と別体形成されていることによって、当接マス部における質量や当接部分の弾性等の設計変更に関する自由度が大きくなり、それによって、目的とする制振効果の更なる向上が図られ得る。
In particular, in the present embodiment, the
しかも、本実施形態では、弾性プレート12の中央を挟んだ両側の各板部42,44におけるの当接ゴムマス46,46の全てが一つの静置状態においてボデー16に対する当接状態とされ、且つ別の一つの静置状態においてボデー16に対する離隔状態とされることから、各板部42,44における一対の当接ゴムマス46,46の大きな質量に基づいて、制振効果が効果的に発揮され得る。
Moreover, in the present embodiment, all of the
次に、図7〜8には、本発明の第四の実施形態としての制振装置50が示されている。
Next, FIGS. 7 to 8 show a
詳細には、本実施形態に係る一対のマス部14,14を備えた弾性プレート12が一対設けられている。それらの弾性プレート12a,12bが互いに略直交するようにして、中央部分で厚さ方向(図7中、上下)に重ね合わせられて固着されている。要するに、本実施形態では、互いに交差する二本の直線上でそれぞれ二つのマス部14,14が配設されている。
Specifically, a pair of
また、二つの弾性プレート12a,12bが重ね合わせられた中央部分の下側に位置する弾性プレート12bの表面には、当接ゴムマス46が固着されていることで、当接ゴムマス46が制振装置50の略重心に位置せしめられている。その結果、弾性プレート12が、当接ゴムマス46を中心として放射状に延びる板ばねによって構成されて、それら板ばねの先端部分にマス部14が設けられた構造とされている。
Further, the
本実施形態では、当接ゴムマス46がボデー16に当接すると共に、各弾性プレート12a,12bがボデー16の表面と略平行に延びるようにしてボデー16から離隔することで、4つのマス部14がボデー16から離隔した状態で静置状態の一つがとるようにされる。各弾性プレート12a,12bがボデー16の表面と略平行に延びている状態では、同一規格の弾性プレート12が採用されているため、重ね合わせ部分の上側に位置せしめられる弾性プレート12aの各マス部14に被着された当接ゴム層20とボデー16における離隔距離:d1が、重ね合わせ部分の下側に位置せしめられる弾性プレート12bの各マス部14に被着された当接ゴム層20とボデー16における離隔距離:d2よりも大きくされる。
In the present embodiment, the abutting
また、当接ゴムマス46がボデー16に当接した状態下、一対の弾性プレート12a,12bの重ね合わせ部分の周りの周方向で互いに隣り合う一対のマス部14,14がボデー16に当接すると共に、それら当接したマス部14と弾性プレート12の中央部分を挟んで対向せしめられる一対のマス部14,14がボデー16から離隔した状態で静置状態がとるようにされる。本実施形態では、4つのマス部14,14,14,14を備えているので、上述の静置状態が四種類ある。
In addition, in a state where the
上述の如き構造とされた制振装置50においては、第一の実施形態と同様に、弾性プレート12における当接マス部の全てがボデー16に同時に当接しない不安定な静置状態に基づき、小振幅振動の入力時にも、マス部14をボデー16に効果的に打ち当てることが可能となり、それによって、制振効果が有利に発揮され得るのである。
In the
特に本実施形態では、互いに交差する二本の直線上でそれぞれ二つのマス部14,14が設けられていることに加えて、弾性プレート12が、当接ゴムマス46を中心として放射状に延びる板ばねによって構成されており、それら板ばねの先端部分にマス部14が設けられた構造とされていることから、多くの種類(本実施形態では5つ)の静置状態が実現されて、ボデー16の広範囲に亘ってマス部14を当接させることが出来、各種の振動に応じた制振効果の向上が図られ得る。
In particular, in this embodiment, in addition to the two
さらに、本実施形態では、同一規格の一対の弾性プレート12a,12bを用いてそれらを重ね合わせることで、上述の放射状に延びる板ばねが構成されていることにより、構造が簡単とされて、低コスト化が有利に達成され得る。また弾性プレート12を重ね合わせることによって、各弾性プレート12a,12bをボデー16と平行に位置せしめた状態下で、各弾性プレート12a,12bにおけるマス部14のボデー16からの離隔距離を異ならせることが出来、それによって、簡単な構造で、打ち当たり作用に基づく制振効果のチューニングが実現され得る。
Furthermore, in the present embodiment, the above-described radially extending leaf springs are configured by superimposing them using a pair of
次に、図9には、本発明の第五の実施形態としての制振装置60が示されている。制振装置60は、振動部材としての自動車ボデー16と別体構造でボデーに固着される、振動入力部材としてのハウジング62に対して、マス部14を備えた弾性プレート12が収容配置された構造を呈している。
Next, FIG. 9 shows a
詳細には、ハウジング62は、矩形カップ状の器部材64と矩形平板形状の蓋部材66を含んで構成されている。器部材64における底壁部68や周壁部70の内外周面が平坦とされている。ハウジング62は、例えば、鉄やアルミニウム合金等の金属材やFRP等の合成樹脂材、或いはそれらの複合材等の硬質材を用いて形成されている。また、底壁部68の中央部分には、幅方向に直線的に延びる凹溝24が設けられている。なお、図面上に明示はされていないが、器部材64には、自動車ボデー16に固定するための固定部が設けられている。この固定部は、例えば器部材64の外周面上の複数箇所で突出形成されて、それぞれ固定用のボルト挿通孔が設けられた構造等が採用され得る。
Specifically, the
蓋部材66が、器部材64の開口部を覆蓋するように配されて、ボルトや溶接等で器部材64に固着されている。これにより、ハウジング62が全体として長手状の略矩形箱状を呈していると共に、内部には、矩形状の収容領域72が設けられている。この収容領域72に対して、第一の実施形態と同様な一対のマス部14,14を備えた弾性プレート12が収容されて、底壁部68の凹溝24に中央突部22が嵌め込まれている。
The
中央突部22が底壁部68に当接しつつ、弾性プレート12が底壁部68や蓋部材66と平行に延びる形態では、弾性プレート12における各マス部14を挟んだ厚さ方向一方の各当接ゴム層20が底壁部68と所定距離を隔てて対向位置せしめられていると共に、弾性プレート12における各マス部14を挟んだ厚さ方向他方の各付加マス18と蓋部材66が所定距離を隔てて対向位置せしめられている。この当接ゴム層20と底壁部68の間の離隔距離と付加マス18と蓋部材66の離隔距離は略同じとされている。かかる形態で、静置状態の一つがとるようにされる。このことからも明らかなように、一対のマス部14,14を連結した弾性プレート12の全体が、ハウジング62に対して独立して飛び跳ね変位可能とされている。
In the form in which the
また、中央突部22が底壁部68に当接しつつ、一方(他方)のマス部14が当接ゴム層20を介して底壁部68に当接すると共に、他方(一方)マス部14が付加マス18を介して蓋部材66に当接するようになっている。これにより、二種類の静置状態がとるようにされる。
Further, while the
本実施形態では、ボデー16の主たる振動入力方向(図9中、上下)の振動に対して有効な制振効果を得るために、ハウジング62の収容領域72における周方向の隙間や高さ方向の隙間が、弾性プレート12やマス部14、付加マス18等と周壁部70や蓋部材66とを充分に隔てさせるだけの大きさとされている。要するに、弾性プレート12の飛び跳ねや弾性変形,共振等に際して、ハウジング62は、その内周面や上底面が弾性プレート12やマス部14等に対して干渉しないことが望ましい。しかし、弾性プレート12が、ボデー16上において所定位置に対して安定して位置されるようにすることが望ましい。それ故、ハウジング62の周壁部70や蓋部材66等は、弾性プレート12との干渉を極力避けつつ、弾性プレート12の移動変位を所定範囲に抑えるように機能し得る大きさが設定されることとなる。
In the present embodiment, in order to obtain an effective damping effect against vibrations in the main vibration input direction of the body 16 (up and down in FIG. 9), a circumferential gap in the
因みに、収容領域72の高さ方向、即ち弾性プレート12や付加マス18の厚さ方向(上下方向)におけるハウジング62の蓋部材66との間の隙間の寸法を、敢えて比較的に小さく設定することも、チューニング方法としては採用可能である。即ち、弾性プレート12の曲げ変形や、飛び跳ね変位を考慮して、弾性プレート12や付加マス18が当接する程に小さな隙間寸法をもって、ハウジング62を形成するのである。これにより、弾性プレート12が曲げ変形せしめられたり、飛び跳ね変位することで、ハウジング62の底壁部68(下底面)だけでなく、ハウジング62の蓋部材66(上底面)に対しても、積極的に打ち当たるようにすることが出来る。要するに、弾性プレート12が、その変形や変位に際して、そのストロークの両端における当接マス部で何れも打ち当たるようにすることで、打ち当たりによる制振効果を、ハウジング14を介して自動車ボデー16に対して、より効率的に作用せしめることも可能となるのである。
Incidentally, the size of the gap between the
なお、本実施形態では、自動車ボデー16の水平方向(図9中、左右)に広がる表面に制振装置60が装着されていることによって、振動未入力の状態で、弾性プレート12の中央突部22が凹溝24に嵌め込まれて、ハウジング62の底壁部68を介して自動車ボデー16に重ね合わせられた具体例が示されているが、例えば自動車ボデー16の鉛直方向に対して傾斜した表面に装着されたり、或いは鉛直な表面に対して装着することも可能である。そのような場合には、弾性プレート12の中央突部22が凹溝24から離隔すると共に、ハウジング62の周壁部70の内面だけに当接せしめられた状態で配設されたり、或いはハウジング62の下底面と周壁内面の両方に当接せしめられた状態で配設されたりしても良い。何れにしても、振動入力時に弾性プレート12の当接マス部が、蓋部材66や底壁部68に対して打ち当たるようになっていれば良い。
In the present embodiment, since the
上述の如き構造とされた制振装置60においては、主たる振動の入力方向に大きな振動が自動車ボデー16を通してハウジング62に入力せしめられると、弾性プレート12が飛び跳ね変位したり、大きく曲げ変形したりして、マス部14が付加マス18を介して蓋部材66に打ち当たったり、当接ゴム層20を介して底壁部68に打ち当たる。この打ち当たりに基づきボデー16の振動に対する制振効果が発揮され得る。
In the
そこにおいて、静置状態で弾性プレート12におけるマス部14や中央突部22の全てがハウジング62の底壁部68に同時に当接しないことに基づいて、不安定な静置状態が実現され得る。それによって、小振幅振動の入力時にも、収容領域72における弾性プレート12のバランスを容易に崩して、マス部14をハウジング62の底壁部68や蓋部材66に効果的に打ち当てることが可能となり、優れた制振効果が得られるのである。
Accordingly, an unstable stationary state can be realized based on the fact that all of the
特に本実施形態では、マス部14を備えた弾性プレート12がハウジング62に収容配置されていることにより、自動車ボデー16の目的とする制振対象部位に安定して位置決めさせることが出来る。
In particular, in the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であり、これら実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、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で実施可能である。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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and the present invention is not limited to specific descriptions in these embodiments, and is based on the knowledge of those skilled in the art. The present invention can be implemented with various changes, modifications, improvements, and the like. Further, it goes without saying that such embodiments are all included in the scope of the present invention without departing from the gist of the present invention.
例えば、弾性プレート12やマス部14、当接ゴム層20、中央突部22、ハウジング62等における形状や大きさ、構造、数、ボデー16に対する配置等の形態は、例示の如きものに限定されるものでない。
For example, the shape, size, structure, number, configuration of the
すなわち、前記実施形態では、一対のマス部14,14が弾性プレート12と一枚のプレートで一体形成されることがあったが、図10にも示されているように、当接マス部としての硬質の金属材からなる金属マス74を弾性プレート12と別体形成すると共に、弾性プレート12の長手方向両端部に固着しても良い。
That is, in the embodiment, the pair of
また、第四の実施形態では、矩形平板形状を有する弾性プレート12の二枚が互いに交差するようにして厚さ方向に重ね合わせられることにより、当接ゴムマス46を中心として放射状に延びる板ばねが構成されていたが、例えばかかる放射状に延びる板ばねを一枚のプレートで形成することも可能である。また、それぞれ異なる方向に延びる三枚以上の弾性プレートを交差するようにして厚さ方向に重ね合わせることも可能である。
In the fourth embodiment, the leaf springs extending radially about the
また、第四の実施形態において、放射状の延びる板ばねの中心に当接ゴムマス46が設けられていたが、かかる当接ゴムマス46は必須の部材でなく、例えば放射状の板ばねの各先端部分に設けられた当接ゴム層だけで、異なる組み合わせで当接状態および離隔状態とされる二種類以上の静置状態がとられるようにしても良い。
Further, in the fourth embodiment, the
また、第五の実施形態では、弾性プレート12のハウジング62に対する位置決めが、弾性プレート12に固着されたゴム弾性体からなる中央突部22がハウジング62の底壁部68の凹溝24に載せられることにより実現されていた。しかし、これに限定されるものでなく、例えば図10にも示されているように、蒲鉾型の中央突部76を蓋部材66の中央に形成すると共に、弾性プレート12の中央にプレス加工等で中央凹所78を形成し、中央凹所78と中央突部76は、弾性プレート12がハウジング62の底壁部68に載置された状態で離隔しており、振動が入力されて、弾性プレート12が底壁部68から飛び跳ねたり曲げ変形する際に、中央凹所78に中央突部76が嵌め込まれることで、弾性プレート12のハウジング62に対する位置決めがされるようにしても良い。なお、本具体例においては、弾性プレート12の中心において中央凹所78の反対側に形成された突部がハウジング62の底壁部68に載置されていることによって、両側の当接マス部が底壁部68から離隔した状態が実現されているが、かかる突部は中央凹所78のプレス成形に伴い付属的に形成されたものであるので、本発明に係る当接マス部として機能していない。
In the fifth embodiment, the
また、図10に示される具体例において、中央凹所78と中央突部76は、弾性プレート12がハウジング62の底壁部68に載置された状態で当接していても良い。これにより、中央凹所78および中央突部76の当接点(面)を含んで連結支持部が構成されて、かかる連結支持部によって、弾性プレート12がハウジング62に対して連結状態でピン支持せしめられることとなる。その結果、弾性プレート12の全体がハウジング62に対して独立して飛び跳ね変位することが制限されると共に、中央突部76と中央凹所78の当接面を中心にして、一方のマス部14と他方のマス部14をハウジング62の蓋部材66や底壁部68に交互に当接させることが可能となる。また、この具体例と弾性プレート12の動作が略同じ態様になるのが、図11に示される具体例である。
In the specific example shown in FIG. 10, the
すなわち、図11に係る弾性プレート12の中央には、弾性プレート12の幅方向に延びる連結支持部としての回転ピン80が設けられて、回転ピン80がハウジング62に対して固定的に支持されている。これにより、回転ピン80で支持された弾性プレート12の中央がハウジング62に対して独立して飛び跳ね変位することが制限されつつ、回転ピン80を中心にして、一方のマス部14と他方のマス部14をハウジング62の蓋部材66や底壁部68に交互に当接させることが出来る。
That is, a
また、前記実施形態では、支持部が、弾性プレート12と別体形成されたゴム弾性体からなる中央突部22により構成されていたが、図12にも示されているように、プレス加工等で弾性プレート12の中央部分を厚さ方向の一方に突出させることで、中央突部82を弾性プレート12と一体的に形成することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the support part was comprised by the
また、弾性プレート12の中央凹所78とハウジング62に設けた中央突部76による位置決め手段は、図10の具体例に限定されるものでなく、例えば図13にも示されているように、ゴム弾性体で形成した中央突部76をハウジング62の底壁部68に突設し、鉛直方向で下向きに開口する中央凹所78に対して中央突部76の先端部分を嵌め込むことにより、これら中央凹所78と中央突部76を含んで支持部を構成しても良い。
Further, the positioning means by the
また、当接ゴム層20は、前記実施形態の如く弾性プレート12のマス部14に設けるのでなく、図14に示されているように、ハウジング62に設けたり、或いはハウジング62がない場合には、ボデー16に直接に設けることも可能である。
Further, the
また、前記実施形態では、支持部が弾性プレート12の中央に設けられていたが、要求される制振効果に応じて、支持部を弾性プレート12の中央から偏心した位置に設けて、弾性プレート12の長手方向一方のマス部14を他方のマス部14に比して制振対象部材に積極的に当接させるようにしても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the support part was provided in the center of the
因みに、本実施形態の制振装置10に係る制振効果について検証するために、以下の如き実施例について説明するが、本発明がかかる実施例の形態に限定されるものでない。
Incidentally, in order to verify the vibration damping effect according to the
先ず、図示しない実験装置を準備する。実験装置は、振動入力部材としてのベースを備えている。ベースは、矩形平板形状を有しており、鉄等の剛性材を用いて形成する。ベースの両端部分を加振機に固定する。加振機による正弦波加振をベースの厚さ方向に及ぼして、公知のレーザー振動計により、ベースの一次の固有振動数を測定する。 First, an experimental apparatus (not shown) is prepared. The experimental apparatus includes a base as a vibration input member. The base has a rectangular flat plate shape and is formed using a rigid material such as iron. Fix both ends of the base to the shaker. A sinusoidal excitation by a vibrator is applied in the thickness direction of the base, and the primary natural frequency of the base is measured by a known laser vibrometer.
また、ベースの一次の固有振動数にチューニングした制振装置10をベースに重ね合わせて配設する。そして、制振装置10をベースに重ね合わせた状態で、加振機によりベースに所定の加振力を及ぼして得られる振動レベルを、公知のレーザ振動計を用いて測定した。
In addition, a
本実施例では、ベースの加振力を異ならせて、4つの異なる振動レベルを測定した。その結果を、加振力が小さいものから順に実施例1、実施例2、実施例3および実施例4とし、各実施例をそれぞれ異なる図面(図15〜18)に示す。また、各実施例において、ベースに制振装置10を配設していない状態で、ベースの振動レベルを測定した結果には、比較例として各実施例に対応した番号を付し、各比較例をそれぞれ対応する実施例が示された図面に併せ示す。
In this example, four different vibration levels were measured by varying the excitation force of the base. The results are shown as Example 1, Example 2, Example 3 and Example 4 in order from the smallest excitation force, and each example is shown in different drawings (FIGS. 15 to 18). Further, in each example, the result of measuring the vibration level of the base in a state where the damping
図15〜18に示される結果からも、実施例1〜4に係る制振装置10の何れにおいても、問題となる固有振動数の振動レベルが低減されて、優れた制振効果が発揮されることが認められる。
From the results shown in FIGS. 15 to 18, in any of the
このことから、本発明に従う構造とされた制振装置10においては、一対のマス部14,14および中央突部22が異なる組み合わせで当接状態および離隔状態とされる複数種類の静置状態が生ぜしめられることに基づいて、様々な打ち当たりの態様が実現されることとなり、例示の如き小振動から大振動まで所期の制振効果が安定して得られるものと考えられる。
Therefore, in the
10:制振装置、12:弾性プレート、14:マス部、16:自動車ボデー、20:当接ゴム層、22:中央突部 10: vibration damping device, 12: elastic plate, 14: mass part, 16: automobile body, 20: contact rubber layer, 22: central protrusion
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