JP2018132113A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動部材の振動をより効率的に低減することが可能とされた、新規な構造の制振装置を提供すること。
【解決手段】振動部材１８に取り付けられる制振装置１０であって、圧縮性弾性部材１２の内部にマス部材１４が埋設されて、マス部材１４の全周囲が圧縮性弾性部材１２で取り囲まれており、圧縮性弾性部材１２の表面が振動部材１８への固着面１６とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のフロアパネルやルーフパネルなどの振動部材に装着されて、振動部材の振動を低減する制振装置に関するものである。

従来から、自動車のフロアパネルやルーフパネルのような振動部材では、外部から振動が入力されると、振動部材に及ぼされた振動が振動部材の共振によって増幅されることで、騒音や揺れなどを生じる場合があることから、振動部材の振動を低減するために各種の制振装置が提案されている。具体的には、例えば、特開平１−１７２０７５号公報（特許文献１）には、弾性フォーム材内にマス部材が埋設された構造の制振装置が提案されている。

ところで、特許文献１では、弾性フォーム材が振動部材である車体のパネル状部材の閉断面部内に充填状に形成されており、弾性フォーム材が車体のパネル状部材に熱融着されている。

しかしながら、このような特許文献１に記載の制振装置は、中空構造の振動部材に対してのみ適用可能であり、内部に空所を持たない中実構造の振動部材には適用することが難しい場合がある。しかも、パネル状部材の形状は要求される剛性や重量などに応じて設定されていることから、パネル状部材に閉断面の空所が存在したとしても、空所の位置が必ずしも制振装置の配設に適した位置であるとは限らず、制振効果を効率的に得ることができないおそれもあった。

特開平１−１７２０７５号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、振動部材に対して容易に取り付けることができると共に、振動部材の振動をより効率的に低減することが可能とされた、新規な構造の制振装置を提供することにある。

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。

すなわち、本発明の第一の態様は、振動部材に取り付けられる制振装置であって、圧縮性弾性部材の内部にマス部材が埋設されて、該マス部材の全周囲が該圧縮性弾性部材で取り囲まれており、該圧縮性弾性部材の表面が前記振動部材への固着面とされていることを、特徴とする。

このような第一の態様に従う構造とされた制振装置によれば、圧縮性弾性部材の内部に埋設されたマス部材が振動入力時に圧縮性弾性部材の内部で変位することにより、圧縮性弾性部材がマス部材で押圧されて弾性変形して、圧縮性弾性部材の変形による制振効果（振動減衰作用）が発揮される。しかも、マス部材の全周囲が圧縮性弾性部材で取り囲まれていることから、複数方向の振動入力に対して有効な減衰を得ることができる。加えて、マス部材を取り囲む弾性部材が、容積変化を伴う圧縮変形を許容される圧縮性弾性部材とされていることから、圧縮性弾性部材で取り囲まれたマス部材がより動き易く、圧縮性弾性部材の弾性変形による制振効果を有利に得ることができる。

また、圧縮性弾性部材の表面が振動部材への固着面とされていることから、振動部材の内部に制振装置の配設スペースを特別に設ける必要がなく、振動部材の任意の位置に取り付けることで有効な制振効果を得ることができる。更に、振動部材に対して任意の位置に制振装置を取付け可能であることから、例えば振動部材において振動振幅が大きくなる位置に制振装置を配することにより、制振効果を効率的に得ることができる。

本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された制振装置において、前記圧縮性弾性部材が、弾性材からなる骨格構造を有し、且つ骨格間に連続又は独立した気泡を有しているものである。

第二の態様によれば、圧縮性弾性部材が弾性材からなる骨格の間に気泡を備える発泡弾性体とされることによって、優れたエネルギー減衰性能を実現することができて、振動部材の振動をより効果的に低減することができる。

本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載された制振装置において、静置状態で前記マス部材の表面の全体が前記圧縮性弾性部材に接触しているものである。

第三の態様によれば、各方向の振動入力によるマス部材の変位に対して、圧縮性弾性部材の弾性変形が速やかに生ぜしめられて、圧縮性弾性部材の弾性変形による振動エネルギーの減衰作用が有利に発揮される。しかも、マス部材の表面と圧縮性弾性部材の距離のばらつきによる制振性能の個体差も回避される。

本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか１つの態様に記載された制振装置において、前記マス部材の表面形状が球状とされているものである。

第四の態様によれば、マス部材の表面形状が球状とされていることで、圧縮性弾性部材の圧縮変形が多方向の振動入力に対してそれぞれ有効に生ぜしめられて、目的とする制振効果を多方向で得ることができる。

本発明の第五の態様は、第一〜第三の何れか１つの態様に記載された制振装置において、前記マス部材の表面形状が板状とされているものである。

第五の態様によれば、マス部材の表面形状が板状とされていることで、マス部材の厚さ方向の振動入力に対して、マス部材が広い面積で圧縮性弾性部材を押圧することから、制振効果を特に有利に得ることができる。

本発明の第六の態様は、第一〜第五の何れか１つの態様に記載された制振装置において、前記マス部材の表面の少なくとも一部が前記圧縮性弾性部材に対して固着されているものである。

第六の態様によれば、圧縮性弾性部材の内部におけるマス部材の動きや、マス部材の表面による圧縮性弾性部材の圧縮態様などを、マス部材の表面と圧縮性弾性部材の固着面積や固着箇所などによって適宜に調節することができて、例えば、制振対象となる振動の周波数や発揮される減衰力の大きさなどといった制振特性を調節することができる。

本発明の第七の態様は、第一〜第六の何れか１つの態様に記載された制振装置において、前記圧縮性弾性部材において直交三軸の何れか一つの軸の一方に位置する表面が前記固着面とされていると共に、該固着面を除く表面が自由表面とされているものである。

第七の態様によれば、圧縮性弾性部材の表面における固着面を除く部分が自由表面とされていることにより、振動入力時の圧縮性弾性部材の弾性変形が自由表面において拘束されることなく許容されて、圧縮性弾性部材の弾性変形による制振効果を効率的に得ることができる。しかも、圧縮性弾性部材の固着面が、直交三軸の何れか一つの軸の一方に位置する表面とされていることから、圧縮性弾性部材において自由表面が大きく確保されて、圧縮性弾性部材の弾性変形が有利に許容される。

本発明の第八の態様は、第一〜第七の何れか１つの態様に記載された制振装置において、前記圧縮性弾性部材の外側に離隔配置されて前記マス部材の飛び出しを防止するフェイルセーフ部材が設けられているものである。

第八の態様によれば、仮に、圧縮性弾性部材が振動部材から外れたり、マス部材が圧縮性弾性部材から分離することがあるとしても、マス部材の飛び出しがフェイルセーフ部材によって防止されることから、振動部材や周囲の他部材がマス部材の打ち当たりによって損傷するのを防ぐことができる。

しかも、フェイルセーフ部材が圧縮性弾性部材の外側に離隔して設けられていることにより、圧縮性弾性部材の表面がフェイルセーフ部材によって拘束されるのを防ぐことができて、圧縮性弾性部材の弾性変形による制振効果が有効に発揮される。

本発明によれば、圧縮性弾性部材の内部にマス部材が埋設されて、マス部材の全周囲が圧縮性弾性部材で取り囲まれていることから、複数の異なる方向の振動入力に対して有効な制振効果（振動減衰作用）を得ることができる。また、圧縮性弾性部材の表面が振動部材への固着面とされていることから、振動部材の内部に制振装置の配設スペースを特別に設けることなく、制振装置を振動部材の任意の位置に取り付けることが可能であり、例えば振動部材において振動振幅が大きくなる位置に制振装置を配することにより、制振効果を効率的に得ることができる。

本発明の第一の実施形態としての制振装置を示す断面図。 図１の制振装置を振動部材への装着状態で示す縮小平面図。 振動部材の一次共振周波数付近の振動入力に対する図１に係る制振装置の制振特性を示すグラフ。 振動部材の三次共振周波数付近の振動入力に対する図１に係る制振装置の制振特性を示すグラフ。 本発明の第二の実施形態としての制振装置を示す断面図。 振動部材の二次共振周波数付近の振動入力に対する図１に係る制振装置と図５に係る制振装置の各制振特性を示すグラフ。 振動部材の三次共振周波数付近の振動入力に対する図１に係る制振装置の図５に係る制振装置の各制振特性を示すグラフ。 本発明の第三の実施形態としての制振装置を振動部材への装着状態で示す断面図。 図８の制振装置を振動部材への装着状態で示す平面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

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、圧縮性弾性部材１２の内部にマス部材１４が埋設された構造を有している。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として図１中の上下方向を言う。

より詳細には、圧縮性弾性部材１２は、ゴムや樹脂などの弾性材で形成された骨格構造を有し、且つ骨格間に連続又は独立した気泡を有する多孔質の発泡弾性体とされている。これにより、圧縮性弾性部材１２は、圧力の作用時に体積変化を生ずると共に、圧力の解除によって元の形状へ復元する弾性を備えており、好適には、圧縮性弾性部材１２のポアソン比が０．４以下とされて、十分な圧縮性を有している。なお、圧縮性弾性部材１２は発泡弾性体に限定されないが、圧縮性弾性部材１２を発泡弾性体とする場合には、気泡は、連続的に形成されて表面に開口する連続気泡と、各気泡が互いに独立して形成された独立気泡との何れであっても良く、それら連続気泡と独立気泡が混在していても良い。

圧縮性弾性部材１２の骨格構造を構成する弾性材の種類は、特に限定されるものではなく、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），イソブチレンイソプレンゴム（ＩＩＲ），エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などが好適に用いられる。また、圧縮性弾性部材１２の骨格構造の形成材料は、熱可塑性樹脂エラストマであっても良く、例えば、ポリウレタンやポリエチレン，合成ゴムとは重合法が異なるブロックタイプのＳＢＲなどが好適に採用され得る。なお、圧縮性弾性部材１２を発泡ゴムによって形成すれば、発泡樹脂に比して高減衰特性を得易いことから、優れた制振効果を実現し易くなる。一方、圧縮性弾性部材１２を発泡樹脂によって形成すれば、発泡ゴムに比して硬度や減衰特性などをより大きな自由度で設定し易いことから、特性のチューニングが容易になり得る。また、発泡ウレタンも好適に採用され得る。

本実施形態の圧縮性弾性部材１２は、外力の作用しない静置状態において、略円柱形状を有しており、上面および下面が円形とされていると共に、下面が後述する振動部材１８に固着される平面形状の固着面１６とされている。即ち、圧縮性弾性部材１２における直交三軸（本実施形態では、図１中の上下、図２中の上下、図２中の左右の三軸）の何れか一つの軸の一方に位置する表面が固着面１６とされており、本実施形態では上下軸の一方である下方に位置する表面が、上下軸と直交して広がる固着面１６とされている。特に、固着面１６は、後述する振動部材１８への取付け状態において、主たる制振対象となる振動の入力方向に延びる軸の一方に位置していることが望ましく、本実施形態では振動部材１８の上下方向に制振対象となる主たる振動が入力されることから、固着面１６が圧縮性弾性部材１２の下面に設定されている。

さらに、圧縮性弾性部材１２における固着面１６を除く表面は、後述する振動部材１８に圧縮性弾性部材１２が固着された状態において、振動部材１８から離れた自由表面とされる。

なお、本実施形態では、圧縮性弾性部材１２の下面の全体が振動部材１８の上面に固着される固着面１６とされているが、例えば、圧縮性弾性部材１２の表面全体が滑らかに連続する一つの球状湾曲面で構成されている場合などには、後述する振動部材１８に固着される圧縮性弾性部材１２の表面の一部が固着面１６とされると共に、固着面１６を除く圧縮性弾性部材１２の表面が自由表面とされ得る。

マス部材１４は、硬質の部材であって、本実施形態では表面形状が球状とされており、圧縮性弾性部材１２の中央部分に埋設されて、略全周囲が圧縮性弾性部材１２によって取り囲まれている。尤も、マス部材１４を圧縮性弾性部材１２の内部に埋設状態で配設するために、例えば、圧縮性弾性部材１２の図示しない成形用金型のキャビティの中央部分にマス部材１４が位置するように成形用金型に設けられたピンなどで支持する場合には、成形用金型によるマス部材１４の支持部分において、マス部材１４の表面が部分的に圧縮性弾性部材１２で覆われずに露出していても良い。

さらに、本実施形態では、制振装置１０の静置状態において、マス部材１４の表面の全体が圧縮性弾性部材１２に接触しているが、マス部材１４の表面において圧縮性弾性部材１２から離隔した部分があっても良い。更にまた、マス部材１４の表面は、圧縮性弾性部材１２に対して、全体が非固着とされていても良いし、少なくとも一部において固着されていても良く、固着の有無や程度、位置などによって制振特性を調節することが可能であり、本実施形態では全面が固着されている。

なお、マス部材１４は、合成樹脂などで形成されていても良いが、制振効果を効率的に得るためには比重の大きな材料で形成されることが望ましく、好適には、例えば鉄などの金属によって形成される。また、本実施形態のマス部材１４は略真球形状とされているが、マス部材１４は例えば楕円球状などの非真球形状であっても良い。

このような構造を有する本実施形態に係る制振装置１０は、図１，２に示すように、振動部材１８に取り付けられて使用される。振動部材１８は、振動の低減が必要な部材であって、例えば、フロアパネル，ルーフパネル，ドアパネルなどといった車両の車体パネルや、車両モノコックのようなボデー骨格などが例として挙げられる。本実施形態では、図２に示すように、振動部材１８として矩形の板材を例示したが、振動部材１８はより複雑な形状とされ得る。

そして、圧縮性弾性部材１２の固着面１６が、振動部材１８の上面に重ね合わされて、両面テープによる貼着や接着，溶着などの手段で固着されることにより、制振装置１０が振動部材１８に取り付けられる。本実施形態では、制振装置１０における圧縮性弾性部材１２の固着面１６と振動部材１８の上面が何れも平面形状とされているが、例えば、振動部材１８の上面が凹凸を備えていたり、湾曲乃至は屈曲している場合などには、圧縮性弾性部材１２の固着面１６は、振動部材１８の上面と対応する形状とされる。

なお、図２では、制振装置１０の振動部材１８に対する取付位置は任意に選択可能であり、例えば制振対象となる振動部材１８の振動において振幅が大きくなる位置に制振装置１０を配することで、制振効果を有利に得ることができる。本実施形態の制振装置１０は、例えば、矩形板状とされた振動部材１８の一次振動モードにおいて振動振幅が大きくなる振動部材１８の上面の中央部分に取り付けられている。

かかる制振装置１０の振動部材１８への装着状態において、振動部材１８の振動が制振装置１０に及ぼされると、制振装置１０のマス部材１４が圧縮性弾性部材１２の内部で変位することにより、高分子エラストマで形成された圧縮性弾性部材１２がマス部材１４に押圧されて弾性変形する。これにより、圧縮性弾性部材１２の減衰作用に基づく制振効果が発揮されて、振動部材１８の振動が低減されるようになっている。

さらに、略円柱形状の圧縮性弾性部材１２は、下面が振動部材１８に固着される固着面１６とされている一方、固着面１６を外れた上面および外周面が自由表面とされて、他の部材で拘束されることなく自由に弾性変形可能とされている。これにより、振動入力によるマス部材１４の変位によって、圧縮性弾性部材１２の弾性変形が効率的に生ぜしめられて、圧縮性弾性部材１２の変形による制振効果が有利に発揮される。

更にまた、圧縮性弾性部材１２が弾性材で形成された骨格間に気泡を有する発泡弾性体とされていることから、圧縮性弾性部材１２がマス部材１４に押圧されて弾性変形する際に、減衰作用をより大きく得ることができて、優れた制振性能を実現することができる。

しかも、マス部材１４を取り囲む弾性部材が、容積変化を伴う圧縮変形を許容される圧縮性弾性部材１２とされていることから、圧縮性弾性部材１２で取り囲まれたマス部材１４が、振動入力時により動き易くなっている。それ故、マス部材１４が動くことで圧縮性弾性部材１２の弾性変形が大きく生ぜしめられて、圧縮性弾性部材１２の弾性変形による制振効果が有利に発揮される。特に、圧縮性弾性部材１２を採用することによって、応力や歪の内部伝達を小さくすることが可能となる。その結果、固着面１６によって圧縮性弾性部材１２に及ぼされる拘束力の制振特性への悪影響が小さく抑えられ得て、マス部材１４の過度な拘束やばね定数の著しい増大などを回避することができる。

さらに、マス部材１４が球状とされていることから、振動入力方向に拘らず、有効な制振効果が発揮される。しかも、静置状態の制振装置１０において、マス部材１４の表面全体が圧縮性弾性部材１２に接触していることから、何れの方向の振動入力に対しても、圧縮性弾性部材１２が速やかに弾性変形せしめられて、目的とする制振効果が優れた応答性で発揮される。加えて、マス部材１４の表面全体が圧縮性弾性部材１２に固着されていることによって、入力に対する応答性の更なる向上なども図られている。

なお、図３，４には、振動部材１８を加振して、振動状態を測定した測定結果のグラフを示す。図３，４のグラフでは、振動部材１８に実施例としての本発明に係る制振装置１０を装着した場合の振動状態と、振動部材１８に比較例としてのアスファルトシートとブチルゴムシートと制振塗料の何れかを設けた場合の各振動状態が、それぞれ示されている。

制振装置１０は、マス部材１４の表面の全体を圧縮性弾性部材１２に固着したものと、マス部材１４の表面の全体を圧縮性弾性部材１２に対して非固着としたものとについて、それぞれ測定を行った。なお、図３，４中のグラフの凡例にも示すように、マス部材１４の表面を圧縮性弾性部材１２に固着した制振装置１０を制振装置１０ａと称すると共に、マス部材１４の表面と圧縮性弾性部材１２を非固着とした制振装置１０を制振装置１０ｂと称する。なお、測定に用いた制振装置１０では、マス部材１４をＳＵＪ２で形成し、直径２７ｍｍの球状とした。更に、制振装置１０では、圧縮性弾性部材１２を発泡ウレタンで形成し、直径４５．５ｍｍ且つ高さ４８ｍｍの円柱状とした。また、制振装置１０の質量を９３ｇとした。

比較例であるアスファルトシートは、従来から自動車の遮音材などに適用されているものであって、振動部材１８の上面を略全体に亘って覆うように重ね合わせて固着した。なお、測定に用いたアスファルトシートの質量は４８１ｇであった。

比較例であるブチルゴムシートは、板状のブチルゴムの表面にシート状のアルミニウム合金を固着した従来構造の制振用のシートであって、振動部材１８の上面を略全体に亘って覆うように重ね合わせて固着した。なお、測定に用いたブチルゴムシートの質量は５３４ｇであった。

比較例である制振塗料は、従来から自動車の遮音材などに適用されている制振用のスチレン系塗料であって、振動部材１８の上面の略全体に重ね塗りすることなく塗布した。なお、測定に用いた制振塗料の質量は９１ｇであった。

振動部材１８は、５００ｍｍ×６００ｍｍの板状の冷間圧延高張力鋼（ＳＰＦＣ４４０）であって、厚さを１ｍｍとした。また、振動部材１８を加振用の枠体に嵌め付けて、枠体を加振することで振動部材１８に振動を及ぼすことができるようにした。なお、振動部材１８の質量は、２２７５ｇとした。

そして、実施例としての制振装置１０ａ，１０ｂについては、振動部材１８の上面の中央に固着した状態で、振動部材１８を加振することにより振動特性を測定した。一方、比較例としてのアスファルトシートとブチルゴムシートと制振塗料については、振動部材１８の上面全体を覆うように固着した状態で、振動部材１８を加振することにより振動特性を測定した。

図３，４のグラフにおいて、制振装置１０ａを装着した場合の測定結果が実線で示されていると共に、制振装置１０ｂを装着した場合の測定結果が破線で示されている。更に、アスファルトシートを装着した場合の測定結果が一点鎖線、ブチルゴムシートを装着した場合の測定結果が二点鎖線、制振塗料を塗布した場合の測定結果が三点鎖線でそれぞれ示されている。なお、制振装置１０ａ，１０ｂと、アスファルトシートと、ブチルゴムシートと、制振塗料との何れも装着されていない振動部材１８単体を加振した場合の測定結果が、点線で示されている。

図３には、振動部材１８の一次共振周波数に近い周波数で振動部材１８を上下に加振した場合の振動倍率の測定結果が、グラフとして示されている。図３によれば、実施例としての制振装置１０ａ，１０ｂは、比較例としてのアスファルトシートや制振塗料よりも、優れた制振効果を発揮し得ることが確認できた。

図４には、振動部材１８の三次共振周波数に近い周波数で振動部材１８を上下に加振した場合の振動倍率の測定結果が、グラフとして示されている。図４によれば、実施例としての制振装置１０ａ，１０ｂは、比較例としてのアスファルトシートや制振塗料よりも、優れた制振効果を発揮し得ることが確認できた。

なお、比較例としてのブチルゴムシートは、測定において制振装置１０ａ，１０ｂよりも高い制振効果を発揮したが、アスファルトシートとブチルゴムシートは、何れも振動部材１８の表面を広範囲に亘って覆うように配する必要があることから、振動部材１８が表面に凹凸を持った複雑な形状である場合には、振動部材１８とアスファルトシートやブチルゴムシートとの間に隙間ができるなどして、制振効果が低下するおそれがある。しかも、制振装置１０ａ，１０ｂの質量が９１ｇであるのに対して、アスファルトシートの質量が４８１ｇであると共に、ブチルゴムシートの質量が５３４ｇであり、アスファルトシートとブチルゴムシートは制振装置１０ａ，１０ｂに比して著しく重いことから、例えば車両に適用すると重量の増加が問題になると共に、振動部材１８への取付け作業などにおいて、軽量な制振装置１０ａ，１０ｂに比して取回しが難しいなどの問題もある。これに対して、制振装置１０ａ，１０ｂは、振動部材１８の上面の一部に取り付けられることから、簡単な取付作業によって目的とする制振効果を安定して得ることができる。しかも、制振装置１０ａ，１０ｂは、軽量且つ小型であることから、振動部材１８に装着しても重量の増加が問題になり難く、且つ取り付け作業も容易である。

さらに、比較例としての制振塗料は、制振装置１０ａ，１０ｂと略同じ質量であるが、図３，４の測定結果によれば、制振装置１０ａ，１０ｂに比して制振効果が大きく劣っている。制振塗料を用いて有効な制振効果を得るためには、塗膜の厚さを増大させる必要があることから、質量の増加が問題になる。

以上のように、本発明に係る実施例としての制振装置１０ａ，１０ｂによれば、比較例としての従来の制振材に比して、軽量で優れた制振効果が発揮され得ることを、実測によっても確認した。

なお、マス部材１４と圧縮性弾性部材１２の固着の有無が異なる制振装置１０ａと制振装置１０ｂでは、発現される特性が互いに異なることが、図３，４の測定結果によって確認できた。このようなマス部材１４の圧縮性弾性部材１２に対する固着の有無や固着態様の違いなどによる特性の違いは、マス部材１４を支持する弾性部材が圧縮性弾性部材１２とされていることによって、より大きなチューニング自由度で調節可能とされている。即ち、ポアソン比が０．５に近い非発泡のゴムなどで弾性部材が形成されていると、振動入力時にマス部材１４の弾性部材への密着状態が略維持されて、マス部材１４と弾性部材の固着の有無や程度，位置などによる影響が小さくなる。一方、弾性部材をポアソン比が０に近い圧縮性弾性部材１２とすれば、マス部材１４と圧縮性弾性部材１２との密着状態が、マス部材１４と弾性部材の固着の有無や程度，位置などに応じて変化し易くなって、特性を大きな調節可能範囲でチューニングすることが可能となる。

図５には、本発明の第二の実施形態としての制振装置２０が示されている。制振装置２０は、圧縮性弾性部材１２の内部にマス部材２２が埋設状態で配された構造を有している。なお、以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことにより、説明を省略する。

より詳細には、マス部材２２は、第一の実施形態のマス部材１４と同様に硬質の部材であって、表面形状が円板状とされている。なお、マス部材２２は、本実施形態では略円板形状とされているが、多角板形状や異形板形状などであっても良い。また、マス部材２２は、圧縮性弾性部材１２に接触することから、圧縮性弾性部材１２の損傷を防ぐために、角部が面取り加工などによって鈍角又は湾曲面とされていることが望ましい。

そして、マス部材２２は、厚さ方向端面が主たる制振対象の振動入力方向に対して略直交して広がる向きで、圧縮性弾性部材１２の内部に配されており、マス部材２２の全周囲が圧縮性弾性部材１２で取り囲まれている。本実施形態では、主たる制振対象の振動が上下方向に入力されることから、マス部材２２は、上下方向が厚さ方向となる向きで圧縮性弾性部材１２の内部に配されている。なお、マス部材２２の厚さ寸法は、厚さ方向と直交する方向の寸法よりも大きくされていても良い。

このような本実施形態に従う構造の制振装置２０によれば、第一の実施形態の制振装置１０と同様に、優れた制振効果を得ることができる。しかも、マス部材２２が板状とされていることから、厚さ方向である上下方向の振動入力時に、圧縮性弾性部材１２がマス部材２２によってより広い面積で押圧されて、圧縮性弾性部材１２の弾性変形による制振効果が有利に発揮される。

図６，７には、球状のマス部材１４を備える制振装置１０と、板状のマス部材２２を備える制振装置２０を、振動部材１８に装着して振動部材１８を加振した場合の振動特性の測定結果のグラフが示されている。図６，７のグラフでは、振動部材１８に制振装置２０を装着した場合の測定結果が実線で示されていると共に、制振装置１０を装着した場合の測定結果が破線で示されている。更に、図６，７では、制振装置１０，２０の何れも装着されていない振動部材１８単体を加振した場合の測定結果が一点鎖線で示されている。

なお、制振装置２０の大きさや質量、圧縮性弾性部材１２およびマス部材２２の形成材料などは、図３，４に係る測定に用いた制振装置１０と同様である。また、制振装置２０のマス部材２２は、直径３０ｍｍ且つ厚さ１４．５ｍｍの円板状とし、球状のマス部材１４と同質量とした。

図６には、振動部材１８の二次共振周波数に近い周波数で振動部材１８を上下に加振した場合の振動倍率の測定結果がグラフとして示されている。図６の測定結果によって、制振装置１０と制振装置２０の何れを装着した場合にも、有効な制振効果が発揮されることが確認できた。

図７には、振動部材１８の三次共振周波数に近い周波数で振動部材１８を上下に加振した場合の振動倍率の測定結果がグラフとして示されている。図７の測定結果によって、制振装置１０と制振装置２０の何れを装着した場合にも、有効な制振効果が発揮されることが確認できた。

なお、振動部材１８の二次共振周波数に近い周波数の振動入力時には、球状のマス部材１４を備えた制振装置１０による制振効果が、板状のマス部材２２を備えた制振装置２０による制振効果よりも優れている（図６参照）。一方、振動部材１８の三次共振周波数に近い周波数の振動入力時には、板状のマス部材２２を備えた制振装置２０による制振効果が、球状のマス部材１４を備えた制振装置１０による制振効果よりも優れている（図７参照）。このように、マス部材の表面の形状によって制振装置の制振特性を調節可能であることが、図６，７の測定結果から確認できた。尤も、このような制振特性の違いは、マス部材の形状だけでなく、圧縮性弾性部材１２の材質や発泡率などによっても調節することが可能である。

このようなマス部材の形状による特性の違いは、マス部材を支持する弾性部材が圧縮性とされていることによって、より有利に実現されている。例えば、制振装置１０の球状のマス部材１４と制振装置２０の板状のマス部材２２との形状の相違に対する圧縮性弾性部材１２のばね定数の差は、ポアソン比が０．５に近い弾性部材を採用する場合に比して、ポアソン比が０に近い（例えば０．０５以下）圧縮性弾性部材１２を採用する場合に大きくなる。それ故、圧縮性弾性部材１２におけるばね定数などの特性を、マス部材の形状によって、大きなチューニング可能範囲をもって効率的に調節することが可能になる。

図８，９には、本発明の第三の実施形態としての制振装置３０が、振動部材１８への装着状態で示されている。制振装置３０は、圧縮性弾性部材１２の内部にマス部材１４が埋設状態で配された制振装置本体３２と、制振装置本体３２の周囲に配されるフェイルセーフ部材３４とを、備えている。

より詳細には、フェイルセーフ部材３４は、マス部材１４の飛び出しを防止するための部材であって、制振装置本体３２の上側を左右方向（図９中の左右方向）に跨ぐように配される門形部材３６ａと、制振装置本体３２の上側を前後方向（図９中の上下方向）に跨ぐように配される門形部材３６ｂとを、備えている。

門形部材３６は、上下に延びる一対の脚部３８，３８が互いに対峙して配されていると共に、それら脚部３８，３８の上端部が連結部４０によって相互に連結された構造を有している。更に、一対の脚部３８，３８の下端には、それら脚部３８，３８の対峙方向で外側へ向けて突出する固定片４２がそれぞれ設けられている。

そして、門形部材３６ａと門形部材３６ｂは、図９に示すように、各一対の脚部３８，３８の対峙方向が互いに略直交するように、周方向で相互に９０度ずれた向きで配されており、それら門形部材３６ａ，３６ｂによって本実施形態のフェイルセーフ部材３４が構成されている。なお、門形部材３６ａの連結部４０と門形部材３６ｂの連結部４０は、上下に重ね合わされた状態で相互に固定されている。

かくの如き構造とされたフェイルセーフ部材３４は、各脚部３８の下端に設けられた固定片４２が振動部材１８に固着されることによって、振動部材１８に取り付けられる。振動部材１８に装着された状態のフェイルセーフ部材３４は、制振装置本体３２の外側を取り囲むように配設されて、各脚部３８が振動部材１８に取り付けられた圧縮性弾性部材１２の外周側に離れて配置されると共に、各連結部４０が圧縮性弾性部材１２の上側に離れて配置される。これにより、制振装置本体３２とフェイルセーフ部材３４を備える制振装置３０が、振動部材１８の上面に取り付けられた状態で構成される。

そして、制振装置３０の振動部材１８への装着状態において、振動部材１８に振動が及ぼされると、圧縮性弾性部材１２がマス部材１４によって押圧されることで、制振装置３０の制振効果が発揮される。本実施形態では、フェイルセーフ部材３４が圧縮性弾性部材１２の上面および外周面から離れて配されており、圧縮性弾性部材１２の表面における固着面１６を外れた部分が自由表面とされていることから、圧縮性弾性部材１２の弾性変形によって発揮される制振効果を有利に得ることができる。

また、本実施形態では、制振装置本体３２の周囲にフェイルセーフ部材３４が配されており、このフェイルセーフ部材３４は、複数の脚部３８の周方向間の隙間がマス部材１４の直径よりも小さくされて、マス部材１４のフェイルセーフ部材３４よりも外周側への移動を脚部３８によって制限すると共に、マス部材１４のフェイルセーフ部材３４よりも上側への移動を連結部４０によって制限する。これにより、仮に、マス部材１４が圧縮性弾性部材１２から分離したり、或いは圧縮性弾性部材１２が振動部材１８から外れたとしても、マス部材１４は、フェイルセーフ部材３４に当接することで、フェイルセーフ部材３４よりも外側へ飛び出すのが防止される。それ故、マス部材１４がフェイルセーフ部材３４の外側に飛び出して振動部材１８を含む他部材などに打ち当たることによって、振動部材１８を含む他部材などが損傷するのを防止することができる。なお、フェイルセーフ部材３４は、制振装置本体３２の取付条件などによっては無くても良い場合があり、フェイルセーフ部材３４を取付条件などにより必要に応じて採用することができる。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、マス部材１４の表面形状は、球状又は板状が望ましいが、それらに限定されるものではなく、例えば多面体形状などの幾何学的形状の他、異形であっても良い。

さらに、圧縮性弾性部材１２の形状は、円柱形状に限定されず、角柱などの各種柱形状や錐台形状などであっても良い。更にまた、圧縮性弾性部材１２は、必ずしも発泡体に限定されない。

また、圧縮性弾性部材１２の表面は、固着面１６以外が自由表面とされていることが望ましいが、固着面１６以外で少なくとも一部が拘束されていても良い。更に、圧縮性弾性部材１２の固着面１６は、必ずしも一つの面で構成されるものではなく、複数の面によって構成されていても良い。具体的には、例えば、振動部材１８における制振装置１０の取付部分に凹みが設けられている場合には、圧縮性弾性部材１２の固着面１６が、圧縮性弾性部材１２の下面と外周面の下部とによって構成され得る。

さらに、振動部材１８の一部を構成する硬質の取付部材が、圧縮性弾性部材１２の固着面１６に予め固着されており、圧縮性弾性部材１２に固着された取付部材が車体パネルなどに固定されることで、それら取付部材と車体パネルなどとによって振動部材１８が構成されるようにしても良い。

また、マス部材１４の表面は、全体が圧縮性弾性部材１２に接触していることが望ましいが、圧縮性弾性部材１２から部分的に離れていても良い。

また、前記実施形態では、一つの振動部材１８に対して一つの制振装置１０だけを配した例を示したが、例えば、振動部材１８において二次以上の共振モードで振動振幅が大きくなる位置にそれぞれ制振装置１０を配することにより、振動部材１８の二次以上の共振周波数において振動をより効果的に低減することができる。

前記実施形態では、振動部材１８として車両のパネルやボデー骨格を例示したが、振動部材１８は、必ずしも車両の構成部材に限定されず、例えば家屋を含む建築物や橋梁を含む土木構造体、洗濯機を含む電気製品などを構成する部材であっても良い。

１０，２０，３０：制振装置、１２：圧縮性弾性部材、１４，２２：マス部材、１６：固着面、１８：振動部材、３４：フェイルセーフ部材

Claims (8)

1. 振動部材に取り付けられる制振装置であって、
   圧縮性弾性部材の内部にマス部材が埋設されて、該マス部材の全周囲が該圧縮性弾性部材で取り囲まれており、該圧縮性弾性部材の表面が前記振動部材への固着面とされていることを特徴とする制振装置。
2. 前記圧縮性弾性部材が、弾性材からなる骨格構造を有し、且つ骨格間に連続又は独立した気泡を有している請求項１に記載の制振装置。
3. 静置状態で前記マス部材の表面の全体が前記圧縮性弾性部材に接触している請求項１又は２に記載の制振装置。
4. 前記マス部材の表面形状が球状である請求項１〜３の何れか一項に記載の制振装置。
5. 前記マス部材の表面形状が板状である請求項１〜３の何れか一項に記載の制振装置。
6. 前記マス部材の表面の少なくとも一部が前記圧縮性弾性部材に対して固着されている請求項１〜５の何れか一項に記載の制振装置。
7. 前記圧縮性弾性部材において直交三軸の何れか一つの軸の一方に位置する表面が前記固着面とされていると共に、該固着面を除く表面が自由表面とされている請求項１〜６の何れか一項に記載の制振装置。
8. 前記圧縮性弾性部材の外側に離隔配置されて前記マス部材の飛び出しを防止するフェイルセーフ部材が設けられている請求項１〜７の何れか一項に記載の制振装置。