JP2009002445A - ２枚の座金半体よりなる制振座金 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの物体をボルトにより締結するボルト締結構造に制振座金を組み込んで２つの物体の間に振動が伝播することを抑制するに当って、圧縮に対し高い剛性を有した上でそれを横切って振動が伝播することを抑制する制振座金をありふれた吸振材により製作できるようにする。
【解決手段】制振座金を、互いに重ね合わされた２枚の座金半体よりなり、２枚の座金半体がそれぞれの凹凸を形成された面により互いに向かい合って重ね合わされたものとする。２枚の座金半体の凹凸は互に補形的に整合し、一方に於ける凹凸の標高差が他方に於ける凹凸の標高差より大きくされてよい。
【選択図】図３

Description

本発明はボルト締結構造に組み込まれる座金に係り、特にボルトにより２つの物体を締結するボルト締結構造に組み込まれ、２つの物体の間に振動が伝播することを抑制する制振座金に係る。

ボルト締め構造に於いて、ボルトに吸振性の材料よりなる制振座金を組み合わせ、ボルト締結部を介して振動が伝播することを抑制することが、例えば下記の特許文献１および２に示されている如く知られている。またこの特許文献１には制振座金として作用するスペーサの厚みを変えることによりベルトのテンションを調整することも記載されている。一方、緩みが生じ難く且つ生産性の優れた締め付け部材として、凸面を有する環状の剛性部材の該凸面と凹面を有する環状の剛性部材の該凹面との間にＮｉＴｉ系形状記憶合金製の平らな孔明き円板部材を挟んで重ね合わせた重ね合わせワッシャが下記の特許文献３に記載されている。
特開２００３-２２０９５９ 特開平７-４１０４６ 特開平８-３２６７３２

２つの物体をボルトにより締結するボルト締結構造に組み込まれ、これら２つの物体の間に振動が伝播することを抑制する制振座金としては、所謂ばね座金の如く弾性的柔軟性を呈することによって締め付け寸法に誤差を生じたり、予想外の周波数の振動が加わったとき共振を生じて装置の損傷を招くようなことがないよう、圧縮に対し高い剛性を有した上で、それを横切って振動が伝播することを抑制する作用を有するものが求められることがある。

本発明は、そのような要求に応えることができる制振座金を、例えば材料に特殊な金属組織学的処理を施すような格別の手段に頼ることなく、ありふれた吸振材により製作できる要領にて提供することを課題としている。

上記の課題の解決するものとして、本発明は、２つの物体をボルトにより締結するボルト締結構造に組み込まれ、前記２つの物体の間に振動が伝播することを抑制する制振座金にして、互いに重ね合わされた２枚の座金半体よりなり、これら２枚の座金半体はそれぞれの凹凸を形成された面により互いに向かい合って重ね合わされていることを特徴とする制振座金を提案するものである。

前記２枚の座金半体の互いに向かい合った面に於ける凹凸は互に補形的に整合していてよく、その場合、前記２枚の座金半体の一方に於ける凹凸の標高差は他方に於ける凹凸の標高差より大きくされていてよく、その場合、更に前記２枚の制振座金の各々に於ける凸部の頂面と凹部の底面とはそれぞれ同一平面内あるようにされていてよい。

前記２枚の座金半体の各々に於ける凹凸は該座金半体の中心孔の周りに環状に配列されていてよい。その場合、前記凹凸の凹部と凸部の間の境界は前記座金半体の中心より放射状に延在する壁面によって形成されていてよい。またその場合、前記凹凸の環状配列は均一な配分による周期的配列であり、前記２つの座金半体はそれぞれの凹凸が互いに補形的に係合する相対位置による重ね合わせより前記周期的配列の半周期だけ相対的に回動された相対位置にて重ね合わされることにより互いの凸部と凸部とが向かい合って係合し、全体として増大した厚みを呈するようになっていてよい。前記２つの座金半体がそれらの凸部と凸部とを互いに向かい合わせて重ね合わされたときには、それらの凹部が互いに整合することにより形成された孔内に挿入されて該２つの座金半体が上記の整合状態より相互にずれることを阻止するキーを伴っていてよい。

上記の如く、２つの物体をボルトにより締結するボルト締結構造に組み込まれ、２つの物体の間に振動が伝播することを抑制する制振座金が、互いに重ね合わされた２枚の座金半体よりなり、これら２枚の座金半体がそれぞれの凹凸を形成された面により互いに向かい合って重ね合わされていれば、かかる２枚の座金半体の重合体よりなる座金は、その両面から加えられる圧縮に対しては一枚ものの座金とほぼ同等の剛性を呈し、座金全体としての厚みはボルトの締め付けに対しても安定し、その上で、座金が撓み易くなることによって、ボルト締結部を経て伝播しようとする振動に対しこれを緩衝する制振効果が得られる。

２枚の座金半体の互いに向かい合った面に於ける凹凸が互に補形的に整合していれば、２枚の座金半体の凹凸面の突き合わせ係合を規則的な凹と凸の係合とすることができ、２枚の座金半体の重合体よりなる制振座金の厚み寸法を正確に設定することができる。またその場合に、２枚の座金半体の一方に於ける凹凸の標高差が他方に於ける凹凸の標高差より大きくされていれば、それらの凹凸標高差の間の差を適宜設定することにより、凹凸の標高差が大きい方の座金半体の凸部と凹凸の標高差が小さい方の座金半体の凹部とを一様に当接させて２枚の座金半体の重合体よりなる制振座金に所定の耐圧縮性を確保した上で、凹凸の標高差が大きい方の座金半体の凹部と凹凸の標高差が小さい方の座金半体の凸部の間に所定の間隙を生じさせ、２枚の座金半体の重合体よりなる座金に所定の制振的柔軟性を付与することができる。またそのような所定の耐圧縮性と制振的柔軟性の確保は、２枚の制振座金の各々に於ける凸部の頂面と凹部の底面とがそれぞれ同一平面内あるようにされることにより容易に達成される。

２枚の座金半体の各々に於ける凹凸が座金半体の中心孔の周りに環状に配列されていれば、上記の如く所定の耐圧縮性と所定の制振的柔軟性を確保するための凹凸を座金半体の中心孔の周りに環状に王冠状に配列された凹凸により高精度に形成することができる。その場合に、凹凸の凹部と凸部の間の境界が座金半体の中心より放射状に延在する壁面によって形成されるようにすれば、比較的容易な加工により凹凸を高精度に形成することができる。

またその場合、凹凸の環状配列が均一な配分による周期的配列であり、２つの座金半体がそれぞれの凹凸が互いに補形的に係合する相対位置による重ね合わせより周期的配列の半周期だけ相対的に回動された相対位置にて重ね合わされることにより互いの凸部と凸部とが向かい合って係合し、全体として増大した厚みを呈するようになっていれば、同一の座金半体部品を使用して少なくとも２種類の厚みの制振座金を得ることができる。２つの座金半体がそれらの凸部と凸部とを互いに向かい合わせて重ね合わされたときには、それらの凹部が互いに整合することにより形成された孔内に挿入されて該２つの座金半体が上記の整合状態より相互にずれることを阻止するキーを伴っていれば、２つの座金半体がそれらの凸部と凸部とを互いに向かい合わせて重ね合わされたときにも、その重ね合わせ状態を安定して保持することができる。

添付の図１は、自動車のプロペラシャフトを軸受にて車体に取り付ける部分に本発明による制振座金を組み込んだ本発明の一つの実施の形態を示す一部断面による側面図である。図にて、プロペラシャフトと車体は断面にて示されており、軸受およびそれを車体に取り付ける軸受取付け装置は側面にて示されている。

図１に於いて、１０がプロペラシャフトであり、１２が車体（の一部）であり、１４が軸受であり、１６が軸受を車体に取り付ける軸受取付け装置である。軸受取付け装置１６は、軸受１４の周縁に接する金属製の環体１８と、これを囲んで支持するゴム製のブーツ状の環体２０と、これを囲んで支持する金属製の環体２２と、その径方向に向かい合った両側部を挟んで支持するフランジ部２４とを含んでおり、フランジ部２４は、概略ひ字型に曲げられた下方の板材２６および概略Ｌ字型に曲げられた一対の上方の板材２８と、下方の板材２６の両端部より垂直方向に延在する概略Ｌ字型の一対のリブ状部材３０と、板材２６および２８の重ね合わせ部を車体１２に取り付けるつば付きボルト３２、ナット３４、座金３６、３８、４０を含んでおり、これらの座金のうち座金３８が本発明による制振座金である。軸受１４は軸線方向に或る長さを持った通常のラジアル軸受であり、板材２６および２８は軸受１４の軸線方向の長さに対応してそれを支持するに適した幅を有する板材である。リブ状部材３０は板材２６と一体に作られていてよい。

図２は、図１に於ける板材２６および２８の重ね合わせ部と、つば付きボルト３２、ナット３４、座金３６、３８、４０とを拡大して示す断面図である。但し、つば付きボルトおよびナットは側面図にて示されている。尚、図２に於いては、図を明瞭にするため、互いに重なり合う板材や座金やつば付きボルトの頭部やナットはその間にわずかなすき間を残す引き離された状態にて示されている。

図２に示されている通り、板材２６および２８の重ね合わせ部および制振座金３８には、ボルト３２を通す孔４２、４４および４６が明けられており、ボルト３２の軸部はこれらの孔に通され、更にこの例ではこれらの板材を取り付ける取付け部である車体１２の一部も板状であって、この板状取付け部に明けられた孔４８に通され、板状取付け部の裏側に配置されたナット３４に係合して、つば付きボルト頭部の下顎とナットの間に、板材２６および２８の重ね合わせ部を一方の物体とし、車体の一部を他方の物体として、その間に制振座金３８を挟んで締め付けるようになっている。尚、座金３６、４０は通常の金属座金であり、つば付きボルト頭部の下顎と板材の間の係合およびナットと板状取付け部の間の圧接部に於ける応力集中を和らげるためのものである。

図３は、図２に示す制振座金３８を取り出した示す斜視図である。図３に示す通り、制振座金３８は２枚の座金半体３８Ａと３８Ｂを重ね合わせたものよりなっており、これらの座金半体は、図３に示す状態より座金半体３８Ａを取り去って座金半体３８Ｂのみを示す図４によりよく示されている如く、それぞれ互いに向かい合う面に凹凸を形成されており、これらの凹凸を形成された面にて互いに向かい合って重ね合わされている。

特に図示の実施の形態に於いては、２枚の座金半体３８Ａ、３８Ｂの互いに向かい合った面に於ける凹凸は、座金半体の中心孔の周りに環状に配列されて互に補形的に整合するよう形成されており、制振座金３８Ａの凸部３８Ａaの頂面と凹部３８Ａbの底面とがそれぞれ同一平面内あり、また同様に制振座金３８Ｂの凸部３８Ｂaの頂面と凹部３８Ｂbの底面とがそれぞれ同一平面内あるようにされている。更に図示の実施の形態に於いては、制振座金３８Ｂに於ける凹凸の標高差Ｈbは制振座金３８Ａに於ける凹凸の標高差Ｈaより大きくされ、これによって座金半体３８Ａとが３８Ｂがそれらの凹凸を形成された面を互いに向かい合わせて図３に示す如く重ね合わされ、制振座金３８Ｂの凸部３８Ｂaの頂面が制振座金３８Ａの凹部３８Ａbの底面に当接すると、制振座金３８Ａの凸部３８Ａaの頂面と制振座金３８Ｂの凹部３８Ｂbの底面の間にはＨb−Ｈaに相当する隙間が残されるようになっている。かかる隙間の形成によって制振座金３８の制振的柔軟性を増大させることができる。

座金半体３８Ａおよび３８Ｂのそれぞれに於ける凹凸の環状配列は、均一な配分による周期的配列であり、図示の例では凹凸の周期的配列は３６０度の一周の中で４回繰り返されており、座金半体３８Ａおよび３８Ｂのそれぞれに於ける凹凸の凹部と凸部の間の境界は、座金半体の中心より放射状に延在する壁面によって形成されており、これらの壁の隣り合ったものどうしの間の角度は４５度である。

座金半体３８Ａおよび３８Ｂに於ける凹凸の環状配列がこのように均一な配分による周期的配列とされているときには、２つの座金半体は、それぞれの凹凸が互いに補形的に係合する図３に示す如き相対位置による重ね合わせより周期的配列の半周期だけ相対的に回動された相対位置にて重ね合わされることによって、図５に示す如く互いの凸部と凸部とが向かい合って係合し、全体として増大した厚みを呈するようになる。この場合、座金半体３８Ａと３８Ｂとが同じものであれば、凸部と凸部を向かい合わせた制振座金の厚みは一通りであるが、座金半体３８Ａと３８Ｂとが異なる厚み寸法を有する別種の部品として用意されていれば、凸部と凸部を向かい合わせた制振座金の厚みは３通りに得られる。勿論この場合にも、制振座金を経て伝播する振動に対し大きな制振作用が得られる。

図６は、２つの座金半体が図５に示す如くそれらの凸部と凸部とを互いに向かい合わせて重ね合わされたとき、２つの座金半体がそのような整合状態より相互にずれないよう、それらの凹部が互いに整合することにより形成された孔内にキーを挿入する例を示したものである。図示の例では、キー５０は一対として制振座金の径方向に向かい合った一対の孔に挿入されており、これら一対のキーは５０は円弧のばねロッド５２により互いに連結され、ばねロッド５２のばね力により付勢された状態で孔内に保持されている。

以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

自動車のプロペラシャフトを軸受にて車体に取り付ける部分に本発明による制振座金を組み込んだ本発明の一つの実施の形態を示す一部断面による側面図。 図１に於ける板材の重ね合わせ部、ボルト、ナット、座金を拡大して示す断面図。 図２に示す制振座金３８を取り出して示す斜視図。 図３に示す状態より座金半体３８Ａを取り去って座金半体３８Ｂのみを示す斜視図。 座金半体３８Ａと３８Ｂが互いの凸部と凸部を向かい合わせて重合された状態を示す斜視図。 図５に示す座金半体の重合体にキーを装着した一例を示す斜視図。

符号の説明

１０…プロペラシャフト、１２…車体（の一部）、１４…軸受、１６…軸受取付け装置、１８…金属製環体、２０…ゴム製ブーツ状環体、２２…金属製環体、２４…フランジ部、２６，２８…板材、３０…リブ状部材、３２…つば付きボルト、３４…ナット、３６…座金、３８…制振座金、３８Ａ，３８Ｂ…制振座金半体、４０…座金、４２，４４，４６，４８…孔、５０…キー、５２…ばねロッド

Claims (8)

1. ２つの物体をボルトにより締結するボルト締結構造に組み込まれ、前記２つの物体の間に振動が伝播することを抑制する制振座金にして、互いに重ね合わされた２枚の座金半体よりなり、これら２枚の座金半体はそれぞれの凹凸を形成された面により互いに向かい合って重ね合わされていることを特徴とする制振座金。
2. 前記２枚の座金半体の互いに向かい合った面に於ける凹凸は互に補形的に整合していることを特徴とする請求項１に記載の制振座金。
3. 前記２枚の座金半体の一方に於ける凹凸の標高差は他方に於ける凹凸の標高差より大きいことを特徴とする請求項２に記載の制振座金。
4. 前記２枚の制振座金の各々に於ける凸部の頂面と凹部の底面とはそれぞれ同一平面内あることを特徴とする請求項３に記載の制振座金。
5. 前記２枚の座金半体の各々に於ける凹凸は該座金半体の中心孔の周りに環状に配列されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制振座金。
6. 前記凹凸の凹部と凸部の間の境界は前記座金半体の中心より放射状に延在する壁面によって形成されていることを特徴とする請求項５に記載の制振座金。
7. 前記凹凸の環状配列は均一な配分による周期的配列であり、前記２つの座金半体はそれぞれの凹凸が互いに補形的に係合する相対位置による重ね合わせより前記周期的配列の半周期だけ相対的に回動された相対位置にて重ね合わされることにより互いの凸部と凸部とが向かい合って係合し、全体として増大した厚みを呈するようになっていることを特徴とする請求項５または６に記載の制振座金。
8. 前記２枚の座金半体がそれらの凸部と凸部とを互いに向かい合わせて重ね合わされたとき、それらの凹部が互いに整合することにより形成された孔内に挿入されて該２つの座金半体が上記の整合状態より相互にずれることを阻止するキーを伴っていることを特徴とする請求項７に記載の制振座金。

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