JP2008291867A - 複合ダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】 ダンパーのサイズを大型化させることなく、高荷重な被支持体を支持できると共に、所望の減衰効果をも得ることのできる複合ダンパーを提供する。
【解決手段】 断面矩形の金属製線材を螺旋状に形成したばね３と、ばね３を内部に埋設せしめた円柱状若しくは円筒状に形成された粘弾性体２とからなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダンパーのサイズを大型化させることなく、高荷重な被支持体を支持できると共に、所望の減衰効果をも得ることのできる複合ダンパーに関する。

従来の粘弾性体とばねを組み合わせた複合ダンパーとして、断面円形の金属製線材を螺旋状に形成したばね（コイルばね）を、円筒状のゴム材の内部に埋設させたものがあった（例えば、非特許文献１参照）。

倉敷化工株式会社ホームページの産業防振技術＞＞防振ゴム＞＞ラバースプリング（http://www.kuraka.co.jp/sanki/02sangyo/01gom/22kr.html）

上述した従来の複合ダンパーでは、被支持体の荷重をコイルばねで支えつつ、高損失係数を持つゴム材により、外部から印加される衝撃や振動を減衰させるものであった。

しかしながら、このような複合ダンパーでは、被支持体の荷重を支えるに当たり、その機能はコイルばねが支配的に担っており、ゴム材は主に減衰効果を発揮させるためだけに機能するものであった。

すなわち、従来の複合ダンパーに使用されているコイルばねは、断面円形の線材を螺旋状に形成したものであったため、長手方向において、コイルばねの間に介在した部分のゴム材がコイルばねの伸縮に十分に追従して圧縮並びに回復されることがなかった。したがって、ゴム材は被支持体の荷重を支えるという役割を殆ど担っていなかった。

以上より、従来の複合ダンパーは、コイルばねで被支持体を支えつつ、ゴム材で減衰効果を得るという効果は有していたものの、荷重の大きな被支持体に使用するには、より大きなコイルばねを採用するしかないという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成でありながらも、減衰効果を確保しつつ、ダンパー本体を大型化させることなく、荷重の大きな被支持体に使用することができる複合ダンパーの提供を課題とする。

請求項１に記載の発明に係る複合ダンパーは、断面矩形の金属製線材を螺旋状に形成したばねと、前記ばねを内部に埋設せしめた円柱状若しくは円筒状に形成された粘弾性体とからなることを特徴とする。

請求項２に記載の発明に係る複合ダンパーは、前記ばねの外周側若しくは内周側の少なくともひとつにおいて、前記ばねの端側面が前記粘弾性体から露出するように、前記粘弾性体が長手方向全周に渡り除肉されていることを特徴とする。

本発明は、上記の構成としたことにより、以下の効果を奏する。

請求項１の発明によれば、長手方向において、ばねの間に介在した部分の粘弾性体がばねの伸縮に十分に追従して圧縮並びに回復される。したがって、ばねのみでなく、粘弾性体も被支持体の荷重を支えるという役割を十分に担う。

したがって、減衰効果を確保しつつ、ダンパー本体を大型化させることなく、荷重の大きな被支持体に使用することができる。

請求項２の発明によれば、恒常的に被支持体を支持している状態において、粘弾性体に生じている歪みにより経時変化（最終的には、破断）しうる部分を除肉しているため、複合ダンパーの耐久性が向上する。

実施の形態１．
以下、本発明に係る複合ダンパーの第一の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は本発明の第一の実施形態に係る複合ダンパーの斜視図であり、一部断面図示している。図２は図１に示す複合ダンパーの正面図、図３は図１に示す複合ダンパーの上面図である。図４は図３に示すＩ−Ｉ断面図である。

図１〜図４において、１は複合ダンパーである。複合ダンパー１は、内部に中空部４を備えた円筒状に形成されており、図示しない被支持体を支持し、外部から印加される振動や衝撃を減衰せしめるものである。なお、中空部４を無くした円柱状の複合ダンパーも成り立つが、軽量化や減衰特性の向上等の観点から、中空部４を有した構成の方が好ましい。

２は例えばウレタン樹脂、ゴム材、エラストマー樹脂、シリコーン樹脂など（以下、これら材料を粘弾性材という）により、円筒状に成形された粘弾性体であり、内部にばね３が埋設されている。すなわち、複合ダンパー１は、ばね３が埋設されるように、粘弾性材によりインサート成形してなる。なお、粘弾性体２の材料は、上記に示した材料に限定されるものではなく、粘弾性を有する材料であれば良い。

ばね３は、断面が矩形である線材を螺旋状に形成させたいわゆる角形のコイルばねであり、その材料は例えばばね鋼などに代表される金属である。

２ｂは粘弾性体２において、ばね３の外周面側を形成する側壁である。同様に、２ｃは粘弾性体２において、ばね３の内周面側を形成する側壁である。更に、２ａは粘弾性体２において、ばね３を構成する各矩形部の間に介在した部分（以下、介在部２ａという）である。

以上の通り説明した複合ダンパー１は、図示しない被支持体を支持する際、ばね３及び介在部２ａが圧縮されることにより、被支持体の荷重に対する反力を得ている。すなわち、被支持体の荷重が複合ダンパー１に印加された際には、ばね３が圧縮されると同時に、介在部２ａも圧縮される。更に詳細に説明すれば、ばね３は断面が矩形であるため、各矩形部の間に介在した介在部２ａを高い追従性の下、確実に圧縮並びに回復させることができる。

したがって、荷重の大きな被支持体に対しても、ばね３を大型化させることなく、当該被支持体を支持することができる。発明者の検証によれば、外径５０ｍｍ、高さ８０ｍｍのウレタン（ＨｓＡ硬度５０°）に、外径４０ｍｍ、高さ８０ｍｍの角形のコイルばね（ばね定数６６．２Ｎ／ｍｍ）を埋設させた複合ダンパーにおいて、コイルばね単体に比して、約４〜６倍の荷重の被支持体を支持可能になることが知見されている。

そして、被支持体を支持している状態で、外部から振動や衝撃が印加された場合には、粘弾性体２を構成する各部（側壁２ｂ、２ｃ及び介在部２ａ）により減衰効果を得、有効に振動や衝撃を減衰させることができる。

以上の通り、本実施形態における複合ダンパー１においては、長手方向において、ばね３の間に介在した介在部２ａがばね３の伸縮に十分に追従して圧縮並びに回復される。したがって、ばね３のみでなく、介在部２ａも被支持体の荷重を支えるという役割を担う。

したがって、粘弾性体２を構成する各部（側壁２ｂ、２ｃ及び介在部２ａ）により減衰効果を確保しつつ、ダンパー本体を大型化させることなく、荷重の大きな被支持体に使用することができる。

実施の形態２．
以下、本発明に係る複合ダンパーの第二の実施形態について、図面を用いて説明する。

図５は本発明の第二の実施形態に係る複合ダンパーの斜視図であり、一部断面図示している。図６は図５に示す複合ダンパーの正面図、図７は図５に示す複合ダンパーの上面図である。図８は図７に示すII−II断面図である。

図５〜図８において、１０は複合ダンパーである。複合ダンパー１０は、第一の実施形態に示した複合ダンパー１に対し、側壁２ｂ、２ｃの部分を除肉し、ばね３の側端面が露出した構成となったものであり、その他の構成は同一である。

すなわち、図５〜図８において、２０は粘弾性体であり、第一の実施形態における粘弾性体２に相当する。４０は中空部であり、第一の実施形態における中空部４に相当する。２０ａは介在部であり、第一の実施形態における介在部２ａに相当する。

なお、第二の実施形態においても、第一の実施形態と同様に中空部４０を無くした円柱状の複合ダンパーとしても良いが、中空部４を有した構成の方が好ましい。

また、第二の実施形態における複合ダンパー１０は、第一の実施形態に示した複合ダンパー１に対し、側壁２ｂ、２ｃの両方を除肉した構成としたが、これに限らず、どちらか一方のみを除肉した構成も成り立つ。

以下、第二の実施形態における複合ダンパー１０の奏する効果について説明する。

第二の実施形態においては、側壁２ｂ、２ｃを除去しているため、被支持体を恒常的に支持している場合においても、当該被支持体の荷重を受け粘弾性体２に生じている歪みにより、粘弾性体２が経時変化する部位が大幅に減少し、その結果、ダンパーの耐久性の向上が図られている。

もっとも、被支持体の荷重は、第一の実施形態と同様に、ばね３及び介在部２０ａで受けているため、荷重の大きな被支持体に対し、ダンパーを大型化させることはない。一方、減衰効果は、介在部２０ａのみで担っている分、第一の実施形態より減衰効果は低下する虞がある。しかしながら、発明者の検証によれば、その低下レベルは微小であり、それ以上に、耐久性向上のメリットが大きいことが知見されている。

ところで、第二の実施形態においては、ばね３の側端面が露出するまで、側壁２ｂ、２ｃを完全に除肉した構成としたが、これに限らず、例えば１ｍｍ以下程度の薄肉の側壁２ｂ、２ｃを残した構成としてもよい。なお、発明者の検証によれば、薄肉の側壁２ｂ、２ｃを残した場合にも、上述した経時変化による破断を抑制する効果は十分にあり、ダンパーの耐久性が向上することが知見されている。

以上、本発明に係る複合ダンパーについて、その構成並びに機能及び効果を説明したが、その要旨は、金属製の角形のコイルばねを埋設せしめた円柱状若しくは円筒状に形成された粘弾性体にある。したがって、本要旨を変更しない範囲において、材料、形状、大きさなどは適宜設計変更であることは言うまでもない。

本発明の第一の実施形態に係る複合ダンパーの斜視図である。 図１に示す複合ダンパーの正面図である。 図１に示す複合ダンパーの上面図である。 図３に示すＩ−Ｉ断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る複合ダンパーの斜視図である。 図５に示す複合ダンパーの正面図である。 図５に示す複合ダンパーの上面図である。 図７に示すII−II断面図である。

符号の説明

１、１０ 複合ダンパー
２、２０ 粘弾性体
３ ばね

Claims (2)

1. 断面矩形の金属製線材を螺旋状に形成したばねと、
   前記ばねを内部に埋設せしめた円柱状若しくは円筒状に形成された粘弾性体
   とからなる
   ことを特徴とする複合ダンパー。
2. 前記ばねの外周側若しくは内周側の少なくともひとつにおいて、
   前記ばねの端側面が前記粘弾性体から露出するように、
   前記粘弾性体が長手方向全周に渡り除肉されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の複合ダンパー。

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