JP2016173171A - 自動車用の防振ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】低減できる振動周波数を調整し得る自動車用の防振ダンパを提供する。
【解決手段】この自動車用の防振ダンパ２１は、自動車の車体を構成するパネルに装着され、車体から車室内への振動の伝搬を低減する。パネルに形成された取付孔２２の内側に配置されるリング状の支柱２３と、パネルの一方面に対向して支柱２３の一端面に突き当てられる第１のプレート２４と、パネルの他方面に対向して前記支柱２３の他端面に突き当てられる第２のプレート２５とを有し、両方のプレート２４，２５の間には、リング状の減衰弾性体３１が配置され、ねじ部材３３により減衰弾性体の弾性変形量が設定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体から車室内に伝搬される振動を低減するための自動車用の防振ダンパに関する。

自動車の車体は、フロアパネルと、このフロアパネルの左右に固定されるサイドボディ、フロアパネルの前端部に固定されるダッシュパネル等を有している。車体には車体外部から振動が加えられる。車体に加わる振動源には、走行時に路面から車体に加わる振動、エンジンやトランスミッションから車体に加わる振動、排気系から車体に加わる振動などがある。車体に加わる振動が車室内に伝搬されるのを防止するために、車体には種々の防振部材が設けられている。

特許文献１には、車体の振動を低減するためのダイナミックダンパが記載されている。このダイナミックダンパは、車体を構成する車体メンバーとクロージングパネルとにより閉空間を形成し、閉空間内に弾性体を有するインシュレータと質量体とが配置される。車体に外部から加えられた振動は、質量体に位相差を持って伝搬され、車体の振動を低減するようにしている。

特開平１１−１６６５７０号公報

このタイプのダイナミックダンパは、閉空間内に配置しなければならず、閉空間が形成されないパネルには装着することができない。また、インシュレータは、内外の筒体とこれらの筒体の内部に設けられる弾性体とを有しており、車体メンバーに設けられた円筒形状のカラーの内部に配置される。質量体を閉空間内に取り付けるために、インシュレータを貫通するボルトが用いられている。ボルトにより、質量体とナットとがインシュレータの内側筒体に締結されるようになっており、弾性体の弾性変形量を変化させることはできない。このため、車室内に伝搬される振動周波数を調整することができず、車種や車型に合わせて、ダイナミックダンパの質量体や弾性体のサイズを別個に用意する必要がある。

本発明の目的は、低減できる振動周波数を調整し得る自動車用の防振ダンパを提供することにある。

本発明の自動車用の防振ダンパは、自動車の車体を構成するパネルに装着され、前記車体から車室内への振動の伝搬を低減する自動車用の防振ダンパであって、前記パネルに形成された取付孔の内側に配置されるリング状の支柱と、前記パネルの一方面に対向して前記支柱の一端面に突き当てられる第１のプレートと、前記パネルの他方面に対向して前記支柱の他端面に突き当てられる第２のプレートと、前記取付孔の内周部に食い込んで前記支柱の外側に配置され、前記第１のプレートと前記第２のプレートの間に装着されるリング状の減衰弾性体と、前記第１のプレートと前記第２のプレートとを締結し、前記減衰弾性体の弾性変形量を設定するねじ部材と、を有する。

自動車用の防振ダンパは、車体を構成するパネルの任意の部位に装着することができ、車室内への振動の伝搬を低減することができる。減衰弾性体の弾性変形量は、第１のプレートと第２のプレートを締結するねじ部材により設定されるので、ねじ部材により弾性変形量つまり減衰弾性体の硬さを設定することにより、任意のパネル振動数を低減することができる。

自動車の車体の外観を示す斜視図である。 （Ａ）は図１に示されたフロアパネルとトーボードを示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 （Ａ）は一実施の形態である防振ダンパを示す断面図であり、（Ｂ）は防振周波数を調整した状態における防振ダンパを示す断面図である。 図３（Ａ）の平面図である。 防振ダンパの分解斜視図である。 他の実施の形態である防振ダンパを示す断面図である。 さらに他の実施の形態である防振ダンパを示す平面図である。 さらに他の実施の形態である防振ダンパを示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、自動車の車体１０を構成するホワイトボディの外観を示しており、車体１０はフロアパネル１１とこれの先端部に固定されるダッシュパネル１２とを有している。ダッシュパネル１２の下部はトーボード１３となっており、フロアパネル１１とトーボード１３とによりフロアメインパネル１４が構成される。フロアメインパネル１４の左右には、サイドボディ１５，１６が固定され、左右のサイドボディ１５，１６には車体天井を構成するルーフパネル１７が固定される。フロアメインパネル１４の先端部には、車体前部を構成するフロントボディ１８が固定される。これらの部材は、パネル材をプレス加工することにより形成され、それぞれのパネル材を溶接により接続することにより、図１に示される車両１０のホワイトボディが製造される。フロアパネル１１にはトンネル部１９が設けられている。

フロントボディ１８内には、エンジンおよびトランスミッション等が組み込まれ、エンジンの燃焼ガスを外部に排出するための排気管がフロアメインパネル１４の下面に装着される。フロアメインパネル１４、左右のサイドボディ１５，１６、およびルーフパネル１７により車体１０の内部には車室２０が形成される。

図２（Ａ）は、図１に示されたフロアパネル１１とトーボード１３の部分を示す拡大断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図２に示されるように、フロアメインパネル１４を構成するフロアパネル１１とトーボード１３には、複数の防振ダンパ２１が取り付けられる。

図３は、車体１０から車室２０内への振動の伝搬を低減するための自動車用の防振ダンパ２１を示す断面図であり、フロアパネル１１に装着される複数の防振ダンパ２１のうちの１つを示す。図４は図３（Ａ）の平面図であり、図５は防振ダンパの分解斜視図である。なお、フロアメインパネル１４に取り付けられる防振ダンパ２１は、全て同様の構造となっている。

フロアパネル１１には円形の取付孔２２が形成されており、防振ダンパ２１は取付孔２２の内側に配置されるリング状の支柱２３を有している。取付孔２２の内径をＤ１とすると、支柱２３の外径Ｄ２は内径Ｄ１よりも小径となっており、支柱２３は取付孔２２の径方向内方に隙間を介して配置される。

防振ダンパ２１は、フロアパネル１１の一方面つまり図３において下側の面に対向する第１のプレート２４と、フロアパネル１１の他方面つまり図３において上側の面に対向する第２のプレート２５とを有している。第１のプレート２４は支柱２３の一端面に突き当てられ、第２のプレート２５は支柱２３の他端面に突き当てられる。第１のプレート２４はフロアパネル１１の外側に配置され、第２のプレート２５はフロアパネル１１の内側つまり車室２０側に配置される。図４に示されるように、第２のプレート２５は円形となっており、第１のプレート２４も第２のプレート２５と同様の外径を有する円形である。

第１のプレート２４の内面には突起２６が設けられ、第２のプレート２５の内面には突起２７が設けられている。それぞれの突起２６，２７は支柱２３の内面に入り込むことにより、プレート２４，２５と支柱２３との径方向の位置決めが行われる。それぞれの突起２６，２７は円周方向に連なった環状としても良く、円周方向に間隔を隔てて同心円状に配置される複数の突起としても良い。それぞれの突起２６，２７を支柱２３の外周面に当接させるようにしても良く、さらには両方のプレート２４，２５の少なくとも一方に設けるようにしても良い。

支柱２３の外側にはリング状の減衰弾性体３１が配置される。減衰弾性体３１は、第１のプレート２４の外周部と第２のプレート２５の外周部との間に挟み込まれた状態となって、支柱２３の外側に装着される。減衰弾性体３１には厚み方向の中央部に係合溝３２が形成されており、係合溝３２は減衰弾性体３１の外周面に開口している。減衰弾性体３１は、係合溝３２が取付孔２２の内周部に食い込んだ状態となって、フロアパネル１１に取り付けられる。

第１のプレート２４と第２のプレート２５は、ねじ部材３３により締結される。ねじ部材３３は、頭部３４ａと雄ねじ部３４ｂとを有するボルト３４と、雄ねじ部３４ｂにねじ結合されるナット３５により構成される。ボルト３４は両方のプレート２４，２５の径方向中心部に形成された貫通孔３６，３７を貫通してプレート２４，２５に取り付けられる。頭部３４ａはワッシャ３８を介して第２のプレート２５に突き当てられる。ナット３５は予め第１のプレート２４の外面に溶接されているが、ナット３５を第１のプレート２４に溶接することなく、図５に示されるように、ナット３５をプレート２４から分離させて、プレート２４に突き当てるようにしても良い。

支柱２３の内側と両方のプレート２４，２５とにより、プレート内部には空間３９が区画される。ねじ部材３３によりプレート２４，２５の中心部を締め付けると、プレート２４，２５の中心部は空間３９の軸方向を狭める方向に弾性変形する。

防振ダンパ２１は、プレート２４，２５とねじ部材３３により構成されるマスとしての質量体と、減衰弾性体３１のばね定数とにより設定される制振性能を有し、減衰弾性体３１を介して質量体が振動してパネル振動を打ち消すことができる。

車体１０には、走行時に路面から振動が加わるだけでなく、エンジンやトランスミッションから振動が加わるとともに、排気系からも振動が加わる。これらを振動源として車体１０は共振振動を起こす。車体１０の振動は、フロアパネル１１とトーボード１３のうち、比較的平坦な部分に発生する。そこで、これらのパネルのうち、比較的平坦な部分に取付孔２２を形成し、そこに防振ダンパ２１を装着する。

取付孔２２に防振ダンパ２１を装着するには、リング状の減衰弾性体３１を弾性変形させて取付孔２２の内周部に食い込ませることにより取付孔２２に装着し、減衰弾性体３１の内部に支柱２３を挿入する。この状態のもとで、２枚のプレート２４，２５をそれぞれ支柱２３に突き当て、両方のプレート２４，２５の中心部をねじ部材３３により締結する。減衰弾性体３１の初期状態の厚み寸法つまり軸方向の寸法は、支柱２３の軸方向の寸法よりも大きく設定されており、ボルト３４を締め付けることにより、図３（Ａ）に示されるように、両方のプレート２４，２５が支柱２３に突き当てられると、減衰弾性体３１は最も収縮した状態、つまり潰される方向に最も弾性変形した状態となる。この状態のもとでは、減衰弾性体３１は最も硬い状態となる。減衰弾性体３１を最も硬い状態、つまり加えられた加振力による弾性変形量が最も小さい状態とすると、周波数の大きいパネル振動を打ち消すようにして車室２０内に伝搬される振動を低減することができる。

ねじ部材３３による両方のプレート２４，２５の中心部に対する締め付けトルクを増加させると、図３（Ｂ）に示されるように、プレート２４，２５の中心部は相互に接近する方向に弾性変形し、プレート２４，２５の外周部は、支柱２３を支点として相互に離れる方向に弾性変形する。これにより、減衰弾性体３１の潰し量は少なくなって硬さは小さくなり、パネルに加えられる加振力による弾性変形量が大きくなる。これにより、減衰弾性体３１の硬さは、図３（Ａ）に示された状態よりも小さくなり、柔らかくなる。この状態のもとでは、図３（Ａ）に示した場合よりも、周波数の小さいパネル振動を打ち消すようにして車室２０内に伝搬される振動して低減することができる。

このように、ねじ部材３３によりプレート２４，２５に対して加えられる締め付けトルクを変化させることにより、減衰弾性体３１の硬さつまり弾性変形量が調整される。つまり、締め付けトルクを変化させることにより、減衰弾性体３１の硬さである弾性変形量が調整される。これにより、種々のパネル振動数に対応させて、減衰弾性体３１を介して質量体を振動させることにより、パネル振動を打ち消してパネル振動を低減することができる。周波数チューニングつまり取付孔２２周辺のパネル振動数に応じて、減衰弾性体３１の加振力による弾性変形量つまり硬さを設定することができる。ねじ部材３３による締め付けトルクは、ボルト３４を締め付けるためのトルクレンチにより任意の値に設定される。

図３に示されるように、減衰弾性体３１は係合溝３２が形成された１つの部材により形成されているが、減衰弾性体３１を係合溝３２の部分で軸方向に２分割しても良い。その場合には、それぞれのプレート２４，２５の対向面に減衰弾性体３１の半体を予め接着することができ、減衰弾性体３１のパネル装着作業を容易に行うことができる。

図６〜図８は、それぞれ他の実施の形態である防振ダンパ２１を示す。これらの図においては、上述した実施の形態における部材と共通する部材には、同一の符号が付されている。

図６に示される防振ダンパ２１は、空間３９内に付加弾性体４１が組み込まれている。付加弾性体４１は、プレート２４，２５により締め付けられており、プレート２４，２５とねじ部材３３の振動を減衰する。このように、リング状の支柱２３の外側に減衰弾性体３１を配置し、外側に付加弾性体４１を配置した形態としても、パネル振動を低減することができる。

図７は、楕円形のプレート２５を有する防振ダンパ２１を示す。この防振ダンパ２１においては、プレート２４もプレート２５に対応させて楕円形となっており、減衰弾性体３１の外周面も楕円形となっている。プレート２４，２５と減衰弾性体３１とを楕円形とした防振ダンパ２１においては、中心部からの外径が長径部と短径部とで相違しており、振幅がパネルの方向によって相違する場合には、防振ダンパ２１の円周方向の位置を変化させることにより、振幅の大きい方向を長径の方向とすることができる。

図８は、四角形のプレート２５を有する防振ダンパ２１を示す。この防振ダンパ２１においても、プレート２４と減衰弾性体３１の外周面も四角形となっており、振幅がパネルの方向によって相違する場合に、防振ダンパ２１の円周方向の位置を変化させてパネルに装着することができる。このように、プレート２４，２５は、種々の形状に設定することができ、それぞれをさらに多角形としても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図２は、防振ダンパ２１をフロアパネル１１とトーボード１３とに複数個ずつ取り付けた場合を示すが、車種や車型に応じて、車体１０を構成するいずれかのパネルに任意の数の防振ダンパ２１を取り付けることができる。

１０ 車体
１１ フロアパネル
１２ ダッシュパネル
１３ トーボード
１４ フロアメインパネル
２０ 車室
２１ 防振ダンパ
２２ 取付孔
２３ 支柱
２４ 第１のプレート
２５ 第２のプレート
３１ 減衰弾性体
３２ 係合溝
３３ ねじ部材
３４ ボルト
３５ ナット
３９ 空間
４１ 付加弾性体

Claims (6)

1. 自動車の車体を構成するパネルに装着され、前記車体から車室内への振動の伝搬を低減する自動車用の防振ダンパであって、
   前記パネルに形成された取付孔の内側に配置されるリング状の支柱と、
   前記パネルの一方面に対向して前記支柱の一端面に突き当てられる第１のプレートと、
   前記パネルの他方面に対向して前記支柱の他端面に突き当てられる第２のプレートと、
   前記取付孔の内周部に食い込んで前記支柱の外側に配置され、前記第１のプレートと前記第２のプレートの間に装着されるリング状の減衰弾性体と、
   前記第１のプレートと前記第２のプレートとを締結し、前記減衰弾性体の弾性変形量を設定するねじ部材と、
   を有する自動車用の防振ダンパ。
2. 請求項１記載の自動車用の防振ダンパにおいて、前記ねじ部材は前記第１のプレートと前記第２のプレートの中心部を締結し、前記ねじ部材の締め付けトルクを増加させることにより、前記第１のプレートの外周部と前記第２のプレートの外周部が相互に離れる方向に弾性変形させて前記減衰弾性体の硬さを小さくするようにした、自動車用の防振ダンパ。
3. 請求項１または２記載の自動車用の防振ダンパにおいて、前記第１のプレートと前記第２のプレートの少なくとも一方に、前記支柱の内面または外面に当接する突起を設けた、自動車用の防振ダンパ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車用の防振ダンパにおいて、前記第１のプレートと前記第２のプレートは、円形、楕円形、四角形、多角形のいずれかである、自動車用の防振ダンパ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車用の防振ダンパにおいて、自動車の車体を構成する前記パネルはフロアメインパネルである、自動車用の防振ダンパ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動車用の防振ダンパにおいて、前記支柱の内側に付加弾性体を配置する、自動車用の防振ダンパ。

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