JP2009257463A - 振動騒音低減構造 - Google Patents

Abstract

【課題】振動周波数が異なる振動を抑制でき、かつ、部品点数の増加を抑制できる、振動騒音低減構造を提供する。
【解決手段】減衰部材４を固定部材３により振動可能に支持し、その固定部材３を制振対象物１に固定した振動騒音低減構造において、固定部材３は、制振対象物１に固定されるマウント部５と、マウント部５に連続して設けられ、かつ、放射状に延ばされた複数のアーム部６とを有し、減衰部材４を環状に構成し、複数のアーム部６で減衰部材４を両持ち梁状態で支持したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、制振対象物に減衰部材を取り付けて、減衰部材を振動させることにより、制振対象物の振動及び騒音を低減する、振動騒音低減構造に関するものである。

従来、制振対象物に減衰部材、例えばケーブルやワイヤを取り付けて、制振対象物の振動の際に生じるエネルギを減衰部材で吸収させて、制振対象物の振動を抑制し、かつ、騒音を低減させる技術が提案されている。その一例としてワイヤマウントを利用した支持構造が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されているワイヤマウントは、一対の支持部材と、各支持部材を連繋させたループ状の金属製のワイヤとを有している。また、各支持部材には固着部材がそれぞれ取り付けられており、固着部材同士が一対のレバーにより連結されている。さらに、正方形の２枚の支持板に、一対の支持部材が個別に連結固定される。このように構成されたワイヤマウントが、各種装置の筐体と、該装置を積載するための架台との間にねじ止めなどにより固定される。そして、該筐体をワイヤマウントで弾性支持することにより、架台から筐体に伝達される振動および衝撃を減衰できるものとされている。

特開平１１−２４７９３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたワイヤマウントは、一対の支持部材の間に金属製のワイヤがループ状に設けられているため、各ループ状部分の長さが同じであり、その固有振動数は全て同じになる。このため、値が異なる複数の周波数を持つ制振対象物の振動を、上記のワイヤマウントで減衰するためには、固有振動数が異なるワイヤマウントを複数用意しなければならず、部品点数の増加および製造コストの増加を招く問題があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、値が異なる複数の周波数を持つ制振対象物の振動を抑制でき、かつ、部品点数の増加および製造コストの増加を抑制することのできる、振動騒音低減構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、減衰部材を固定部材により振動可能に支持し、その固定部材を制振対象物に固定した振動騒音低減構造において、前記固定部材は、前記制振対象物に固定されるマウント部と、このマウント部に連続して設けられ、かつ、放射状に延ばされた複数のアーム部とを有し、前記減衰部材を環状に構成し、前記複数のアーム部で前記減衰部材を両持ち梁状態で支持したことを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記減衰部材により、スパンが異なる両持ち梁が複数形成されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、制振対象物が振動すると、減衰部材が振動して制振対象物の振動を抑制する。また、減衰部材が両持ち梁の状態で支持されるため、両持ち梁のスパンを異ならせれば、単一の減衰部材に、固有振動数が異なる部分を複数形成することができる。そして、減衰部材が環状であるため、部品点数の増加を抑制でき、かつ、製造コストの増加を抑制できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、スパンが異なる両持ち梁を複数設けることができる。

この発明においては、減衰部材が振動して制振対象物の振動を抑制する。この発明において、制振対象物は、それ自体が振動する場合、または他の起振源の振動が制振対象物に伝達されて振動する構造のいずれでもよい。この発明の制振対象物には、車両または産業機械または建設機械などの動力源として用いられる電動機または内燃機関自体が含まれる。また、この発明の制振対象物には、前記動力源から動力が伝達される動力伝達装置自体、あるいはその動力伝達装置を取り付けたケーシングまたはハウジングまたはブラケットが含まれる。さらに、この発明の振動騒音低減構造を、車体に取り付けることも可能である。この場合、制振対象物は車体である。さらにまた、この発明における制振対象物には、地上に設置された固定構造物、例えば、建築物、橋梁なども含まれる。

つぎに、この発明を車両に用いる場合の第１具体例を説明する。図１に示す制振対象物は、車両の車体の下方に配置されたケーシング１である。このケーシング１の内部には変速機が設けられている。そして、車両に搭載された駆動力源、例えば、内燃機関のトルクが、変速機を経由して車輪に伝達される構成である。このケーシング１は、金属材料、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金により構成されている。前記内燃機関は、マウント部を介在させて車体により支持されている。また、ケーシング１は内燃機関の外壁にねじ部材により連結固定されており、そのケーシング１は、サポートメンバを介して車体により支持されている。

前記内燃機関としては、エンジン、具体的にはガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンが用いられており、燃料の燃焼により発生した熱エネルギが運動エネルギに変換され、内燃機関のトルクが変速機に伝達される。このため、内燃機関から変速機に伝達されるトルクには振動が生じる。この第１具体例では、変速機を収容したケーシング１の振動を抑制する振動抑制装置２が設けられている。この振動抑制装置２は、ケーシング１の外部に取り付けられた固定部材３と、その固定部材３に取り付けられた制振部材４とを有している。この固定部材３は、例えば、金属または樹脂により構成されている。この固定部材３は、四角形に構成されたマウント部５と、このマウント部５に連続して設けられた複数のアーム部６とを有している。この具体例では、ケーシング１の外面に沿った方向の平面内で、マウント部５が四角形に構成された板形状を有している。そして、マウント部５の四隅から放射状に複数、つまり、４本のアーム部６が突出して形成されている。さらに、ケーシング１には雌ねじ（図示せず）が形成されており、ねじ部材７を締め付けて固定部材３がケーシング１に固定されている。つまり、固定部材３の一方の表面がケーシング１に密着して固定されている。

また、この第１具体例では、アーム部６の先端同士の距離が、長短二種類の値に設計されている。具体的には、アーム部６ａの先端と、アーム部６ｂの先端との間の距離Ｌ１、および、アーム部６ｃの先端と、アーム部６ｄの先端との間の距離Ｌ１は長く設計されている。これに対して、アーム部６ａの先端と、アーム部６ｃの先端との間の距離Ｌ２、および、アーム部６ｂの先端と、アーム部６ｄの先端との間の距離Ｌ２は短く設計されている。ここで、アーム部６ａの先端と、アーム部６ｂの先端との間の距離Ｌ１と、アーム部６ｃの先端と、アーム部６ｄの先端との間の距離Ｌ１とは同一である。また、アーム部６ａの先端と、アーム部６ｃの先端との間の距離Ｌ２と、アーム部６ｂの先端と、アーム部６ｄの先端との間の距離Ｌ２とは同一である。

このように構成された固定部材３により減衰部材４が支持されている。この減衰部材４は、金属製の線状部材の外周に、軟質樹脂の被覆を施して構成することができる。線状部材とはケーブルまたはワイヤである。前記線状部材は、１本の材料で構成されているもの、または複数本の材料を縒り合わせたもののいずれでもよい。また、減衰部材４は、エラストマー、制振鋼鈑などの制振材料で構成することもできる。この具体例では、前記ケーシング１の表面に沿った方向の平面内で、減衰部材４が環状もしくは無端状に構成されている。具体的には、減衰部材４の外周形状が四角形となっており、アーム部６の数と、減衰部材４の隅部（角部）の数とが一致している。そして、減衰部材４の４箇所の隅部９が、固定部材３のアーム部６の先端に固定されている。減衰部材４をアーム部６に固定する構造は、溶接、接着、はんだ付けなどである。この減衰部材４は可撓性を有しており、図２で上下方向に撓むことができる。上記のように、減衰部材４は、４箇所の隅部９がアーム部６により支持されており、隅部９同士の間の領域が、両持ち梁の状態でアーム部６により支持されている。なお、ケーシング１の外面に沿った方向の平面内で、減衰部材４の中央にねじ部材７が配置されている。

また、アーム部６ａとアーム部６ｂとの間に形成された両持ち梁部分のスパン、および、アーム部６ｃとアーム部６ｄとの間に形成された両持ち梁部分のスパンは、距離Ｌ１と同じである。このため、アーム部６ａとアーム部６ｂとの間に形成された両持ち梁部分の固有振動数は、アーム部６ｃとアーム部６ｄとの間に形成された両持ち梁部分の固有振動数と等しい。さらに、アーム部６ａとアーム部６ｃとの間に形成された両持ち梁部分のスパン、および、アーム部６ｂとアーム部６ｄとの間に形成された両持ち梁部分のスパンは、距離Ｌ１と同じである。このため、アーム部６ａとアーム部６ｃとの間に形成された両持ち梁部分の固有振動数は、アーム部６ｂとアーム部６ｄとの間に形成された両持ち梁部分の固有振動数と等しい。この具体例では、両持ち梁部分のスパンの長さを変更して、固有振動数を調整してある。つまり、距離Ｌ１と同じ長さのスパンを有する両持ち梁の固有振動数と、距離Ｌ２と同じ長さのスパンを有する両持ち梁の固有振動数とが異なる。具体的には、質量が同じであれば、スパンが長い方が固有振動数は小さい。この具体例では、抑制するべき「ケーシング１の振動周波数」に合わせて、両持ち梁の固有振動数を設計してある。

この第１具体例の作用を説明すると、内燃機関から変速機に伝達されるトルクが変動して、変速機を収容したケーシング１が振動すると、その振動が固定部材３を経由して減衰部材４に伝達されて減衰部材４が振動し、ケーシング１の振動および騒音が抑制される。つまり、減衰部材４がダイナミックダンパとして機能し、ケーシング１の振動が抑制される。また、単数の減衰部材４は、固有振動数が異なる両持ち梁を複数備えており、振動周波数が異なる振動を抑制できる、複数種類のダイナミックダンパを備えていることと同等の効果を得られる。したがって、部品点数の増加を抑制し、かつ、製造コストの上昇を抑制できる。

つぎに、振動抑制装置の第２具体例を、図３に基づいて説明する。第２具体例において、第１具体例と同じ構成部分については、図１および図２と同じ符号を付してある。第２具体例では、減衰部材４の一箇所の隅部９から、減衰部材３の外側に向けて張り出した２個の張り出し部１０を有している。つまり、２個の張り出し部１０は、共に片持ち梁状態に構成されている。２個の張り出し部１０は、固定端から自由端までの長さが異なり、各張り出し部１０の固有振動数が相違する。この第２具体例によれば、第１具体例と同じ作用効果を得られる他に、張り出し部１０の長さが異なるため、振動を抑制可能な振動周波数が拡大している。なお、張り出し部１０の長さを変更すれば、各張り出し部１０の固有振動数を変更できる。

さらに第３具体例を、図４に基づいて説明する。この第３具体例では、固定部材３のマウント部１１が三角形に構成されている。また、マウント部１１の一辺に沿って複数のアーム部１２が形成されている。アーム部１２同士の間の間隔は不均一である。そして、各アーム部１２に亘って減衰部材１３が取り付けられている。固定部材３の材料および減衰部材１３の材料は前述と同じである。また、減衰部材１３は棒状または帯状に構成されている。そして、アーム部１２同士の間では減衰部材１３が両持ち梁の状態で支持され、マウント部１１の端部のアーム部１２では片持ち梁状態で減衰部材１３が支持されている。この第３具体例でも、単数の減衰部材１３により、複数の固有振動数が設定されている。このため、振動周波数が異なる振動を抑制できる、複数種類のダイナミックダンパを備えていることと同等の効果を得られる。したがって、部品点数の増加を抑制し、かつ、製造コストの上昇を抑制できる。

なお、第１具体例および第２具体例では、アーム部６の本数が４本である場合を説明しているが、アーム部は３本でもよいし、５本以上でもよい。また、アーム部の先端同士の間の距離は、全て同一でもよい。この場合、減衰部材の両持ち梁部分の固有振動数は全て同一となる。さらに、減衰部材の外周形状は、円形、五角形、六角形などでもよい。また、各具体例において、マウント部５，１１の形状は、円形、五角形、六角形などでもよい。各実施例において、減衰部材の両持ち梁部分の固有振動数を全て同一にすると、１つの固有振動数について、減衰部材の質量比を相対的に大きく設定したダンパとなり、振動減衰効果を向上できる。

この発明の第１具体例を示す平面図である。 この発明の第１具体例を示す側面図である。 この発明の第２具体例を示す平面図である。 この発明の第３具体例を示す平面図である。

符号の説明

１…ケーシング、 ３…固定部材 ４…減衰部材、 ５…マウント部、 ６…アーム部。

Claims (2)

1. 減衰部材を固定部材により振動可能に支持し、その固定部材を制振対象物に固定した振動騒音低減構造において、
   前記固定部材は、前記制振対象物に固定されるマウント部と、このマウント部に連続して設けられ、かつ、放射状に延ばされた複数のアーム部とを有し、前記減衰部材を環状に構成し、前記複数のアーム部で前記減衰部材を両持ち梁状態で支持したことを特徴とする振動騒音低減構造。
2. 前記減衰部材により、スパンが異なる両持ち梁が複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動騒音低減構造。

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