JP2023011952A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型の弾性体を用いて十分な制振性能を発揮できる制振装置を提供する。【解決手段】制振装置１０は、挿通孔を有する台座部と台座部に立設する壁部とを有する固定部２０と、挿通孔に挿通され、進退可能に設けられるピストン２４と、ピストン２４の進退に応じてピストン２４に摺動する摺動リング２６と、を備える。摺動リング２６は、ピストン２４および壁部の間に配置される環状部と、環状部から径方向内向きに張り出す弾性片と、を有する。弾性片は、ピストン２４に摺動して熱エネルギーを発生させる。【選択図】図２

Description

本発明は、ピストンの進退動作によって運動エネルギーを吸収し、摩擦などで熱エネルギーに変換し、振動を減衰する制振装置に関する。

例えば、ハッチバック、ワゴン、バン等の自動車には、後部の荷室を開閉するためのバックドアが備えられている。このバックドアの縁部が荷室開口の周縁部にゴム状のストッパ等を介して当接して、バックドアが荷室開口を閉じている。しかし、走行時やアイドリング中の振動等により、バックドアが車体と共振して不快音が生じる場合がある。この不快音を抑制するため、特許文献１に示す除振部材が提案されている。

特許文献１には、粘弾性体を用いた除振部材が開示されている。この除振部材は、板状の上部支持体および下部支持体と、上部支持体および下部支持体に挟まれたコイルばねと、コイルばねの内側に配置された粘弾性体とを備える。除振部材が荷重を受け、コイルばねが縮むと、上部支持体および下部支持体が粘弾性体の両端に当り、粘弾性体が荷重を受ける。

特開２０１０－２３０１５６号公報

特許文献１に開示される除振部材は、弾性体が押圧されることで制振するため、制振性能は弾性体の大きさに依存する。小型の弾性体を用いて十分な制振性能を発揮できると好ましい。

本発明の目的は、小型の弾性体を用いて十分な制振性能を発揮できる制振装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、第１部材および第２部材に介在して第１部材に対する第２部材の振動を抑制する制振装置であって、第１部材および第２部材の一方に固定する固定部であって、挿通孔を有する台座部と、台座部に立設する壁部と、を有する固定部と、挿通孔に挿通され進退可能に設けられるピストンであって第１部材および第２部材の他方に当接可能に設けられた当接部を有するピストンと、ピストンの進退に応じて壁部またはピストンに摺動する摺動リングと、を備える。摺動リングは、ピストンおよび壁部の間に配置される環状部と、環状部から径方向外向きまたは径方向内向きに張り出す弾性片と、を有する。弾性片は、壁部またはピストンに摺動して熱エネルギーを発生させる。

本発明によれば、小型の弾性体を用いて十分な制振性能を発揮できる制振装置を提供できる。

第１実施例の制振装置の斜視図である。 第１実施例の制振装置の分解図である。 第１実施例の制振装置の断面図である。 第２実施例の制振装置の分解図である。 第２実施例の制振装置の断面図である。 第２実施例での摺動リングを取り付けた状態のピストンの斜視図である。 図７（ａ）は、摺動リングの平面図であり、図７（ｂ）は、摺動リングの側面図である。 第１変形例の制振装置の断面図である。 第２変形例の制振装置の断面図である。 第３変形例の摺動リングについて説明するための断面図である。 第３実施例の制振装置の分解図である。 第３実施例の制振装置の断面図である。

図１は、第１実施例の制振装置１０の斜視図である。図１（ａ）は斜め上方から見た制振装置１０であり、図１（ｂ）は斜め下方から見た制振装置１０である。制振装置１０は、車両のドアおよびバックドア等の開閉体に固定され、開閉体を閉じた状態で、車体側のパネルに当接する。制振装置１０は、開閉体を閉じたときの衝撃を吸収し、開閉体を閉じた状態での開閉体の振動を抑え、開閉体の共振により不快音が発生することを抑える。制振装置１０は、損失係数が高いほど有用な制振性能を発揮する。

なお、制振装置１０は、車体側のパネル等の固定体に固定されて、開閉体に当接する態様であってあってもよい。つまり、制振装置１０は、開閉体および固定体の一方に固定され、開閉体および固定体の他方に当接可能である。また、制振装置１０は、開閉体に固定される態様に限られず、固定体に設けられてよい。いずれにしても、制振装置１０は、第１部材および第２部材に介在して第１部材に対する第２部材の振動を抑制する。

制振装置１０は、第１部材および第２部材の一方に固定する固定部２０と、第１部材および第２部材の他方に当接可能なカバー２２とを備える。固定部２０は、車両のドアに設けられた取付孔に挿入されて固定される。

図２は、制振装置１０の分解図である。また、図３は、制振装置１０の断面図である。制振装置１０は、固定部２０、カバー２２、ピストン２４、摺動リング２６およびコイルばね２８を備える。

固定部２０は、台座部３０、壁部３２、筒部３６、弾性係止部３８および挿通孔４０を有する。挿通孔４０は、固定部２０に貫通して形成され、ピストン２４を挿通可能にする。台座部３０は、板状に形成され、中央に挿通孔４０を有する。台座部３０の挿通孔４０の孔縁には環状突部６６が形成され、ピストン２４の進退をガイドする。壁部３２は、台座部３０から立設し、筒状に形成される。

筒部３６は、台座部３０から垂下し、一対の弾性係止部３８は、筒部３６の側面に形成され、台座部３０に向かって延出する。筒部３６は、ドアに形成された取付孔に挿入され、弾性係止部３８は、その取付孔の縁に係止することで、固定部２０がドアに固定される。なお、ドアへの固定方法は、筒部３６および弾性係止部３８の形状に限られず、パネルに固定できれば他の形状であってよい。例えば、台座部３０の下面をパネルに接着や溶着してもよい。

ピストン２４は、固定部２０の挿通孔４０に挿通される。ピストン２４は、フランジ部４６、軸部４８、抜け止め部５０、縮径部５２、凹部５４および制限部６４を有する。フランジ部４６は、ピストン２４の一端に位置し、径方向外向きに張り出すよう円盤状に形成される。凹部５４は、ピストン２４の一端面の中央に凹んで形成される。

軸部４８は、フランジ部４６に連結し、円柱状に形成される。軸部４８は、フランジ部４６側に位置する大径部４８ａと、台座部３０側に位置する小径部４８ｂと、大径部４８ａに形成された制限部６４と、大径部４８ａおよび小径部４８ｂの境界に位置する縮径部５２とを有する。大径部４８ａは、摺動リング２６に環囲され、一対の制限部６４は、摺動リング２６の軸方向の移動を制限する。一対の制限部６４は、大径部４８ａに形成された環状の溝に形成される。小径部４８ｂは、大径部４８ａより小径に形成され、台座部３０の挿通孔４０に挿通される。これにより、小径部４８ｂを挿通する固定部２０を小型化できる。また、摺動リング２６が小径部４８ｂに配置される場合より大径にでき、安定して壁部３２に接触させることができる。

抜け止め部５０は、ピストン２４の他端側に位置し、軸部４８の外周面に突出するように形成される。抜け止め部５０は、台座部３０の挿通孔４０の縁に引っ掛かることで、ピストン２４が固定部２０から外れないようにする。抜け止め部５０は径方向外向きに撓み可能な弾性爪であり、軸部４８の取り付けを容易にする。

摺動リング２６は、環状部４２と、第１弾性片４４ａおよび第２弾性片４４ｂ（これらを区別しない場合、「弾性片４４」という）とを有する。摺動リング２６は、粘弾性材料により形成され、例えば、エチレンプロピレンジエンゴムと４－メチル－１－ペンテン・α－オレフィン共重合体で形成されることが好ましい。もちろん、摺動リング２６は、別の粘弾性材料で形成されてもよい。

環状部４２は、円筒状に形成され、図３に示すようにピストン２４の大径部４８ａに環囲する。第１弾性片４４ａおよび第２弾性片４４ｂは、環状部４２の外周面の中央位置から径方向外向きに張り出し、円環状に形成され、ピストン２４の軸方向に別れるように形成され、先端に向かって離れるように形成される。一対の弾性片４４は、ピストン２４の軸方向において互いに逆方向に延出し、壁部３２の内周面に弾性的に接触する。

コイルばね２８は、一端がフランジ部４６に当接し、他端が台座部３０に当接し、軸部４８および壁部３２を環囲する。コイルばね２８は、ピストン２４を固定部２０の台座部３０から離れる方向に付勢し、ピストン２４が押し込まれたときに反力を発生する。

カバー２２は、ゴム材料でカップ状に形成され、ピストン２４、摺動リング２６およびコイルばね２８を覆う。カバー２２は、当接部５６、傘状部５８、嵌合部６０および凸部６２を有する。

当接部５６は、カバー２２の端面に位置し、車体側のパネルに当接可能である。傘状部５８は、固定状態でドアの表面に弾接し、制振装置１０のガタつきを抑える。嵌合部６０は、溝状に形成され、台座部３０の外周縁に嵌合する。凸部６２は、当接部５６の裏面の中央位置に突起状に形成され、ピストン２４の凹部５４に係合する。

図３に示す制振装置１０が外力を受けてない状態では、コイルばね２８の付勢によって、ピストン２４の抜け止め部５０が台座部３０に引っ掛かった初期状態をとる。抜け止め部５０が台座部３０に引っ掛かると、ピストン２４の進行が規制され、フランジ部４６が壁部３２に当接すると、ピストン２４の退行が規制される。初期状態では、フランジ部４６は、壁部３２の先端と軸方向に離れており、その離れた距離分をピストン２４が軸方向に進退できる。

制振装置１０の動作について説明する。固定部２０がドアに固定され、ドアを閉じた状態では、カバー２２の当接部５６が車体側のパネルに当接した状態をとる。ここで、車両の振動によってドアが振動すると、ドアおよび車体側パネルの間隔が変化し、その相対変位に応じてピストン２４が進退する。摺動リング２６はピストン２４により軸方向の移動が制限されており、ピストン２４が進退すると摺動リング２６と壁部３２に相対変位が生じ、摺動リング２６が壁部３２に摺動する。つまり、摺動リング２６は、ピストン２４の進退に応じて壁部３２に摺動する。弾性片４４が壁部３２に摺動することで摩擦熱が発生し、ピストン２４の振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、制振することができる。

弾性片４４が径方向外向きに張り出しているため、壁部３２に弾接した状態を維持でき、ピストン２４の進退時に安定して摩擦を発生させることができる。また、弾性片４４が軸方向に別れて一対形成されているため、２箇所で摩擦を発生させることができ、ピストン２４が傾いてもいずれか一方の弾性片４４の接触を維持することができる。また、一対の弾性片４４が軸方向に別れているため、ピストン２４の進行時および退行時のいずれにも壁部３２への接触を安定させて維持することができる。

図４は、第２実施例の制振装置１００の分解図である。図５は、第２実施例の制振装置１００の断面図である。制振装置１００は、固定部２０、カバー２２、ピストン２４、摺動リング１２６およびコイルばね２８を備える。第２実施例の制振装置１００は、図２に示す制振装置１０と比べて、部品の構成は同様であるが、摺動リング１２６の形状が異なる。

ピストン２４および摺動リング１２６について新たな図面を参照しつつ説明する。図６は、摺動リング１２６を取り付けた状態のピストン２４の斜視図である。図７（ａ）は、摺動リング１２６の平面図であり、図７（ｂ）は、摺動リング１２６の側面図である。

摺動リング１２６は、環状部１４２、第１弾性片１４４ａおよび第２弾性片１４４ｂを有する。摺動リング１２６は、粘弾性材料で円筒状に形成され、撓み可能である。第１弾性片１４４ａおよび第２弾性片１４４ｂ（これらを区別しない場合、「弾性片１４４」という）は、環状部１４２から径方向外向きに張り出し、ピストン１２４の軸方向において互いに逆方向に延出する。

また、図７（ａ）に示すように、弾性片１４４は周方向に離間して複数設けられる。これにより、弾性片１４４が撓みやすくなり、ピストン１２４が傾斜した場合にも、いずれかの弾性片１４４が壁部１３２に接触した状態を維持できる。また、壁部１３２を角筒状に形成しても、壁部１３２の各面に弾接させる弾性片１４４を容易に形成できる。第１弾性片１４４ａおよび第２弾性片１４４ｂは周方向に交互に配置され、それぞれ複数形成される。

摺動リング１２６の弾性片１４４は、ピストン２４の進退に応じて壁部３２に摺動し、この摺動により熱エネルギーを発生させ、制振させることができる。第１弾性片１４４ａおよび第２弾性片１４４ｂは、軸方向において互いに逆方向に延出することで、ピストン１２４の進行時および退行時に安定して接触状態を維持できる。

図８は、第１変形例の制振装置２００の断面図である。変形例の制振装置２００は、図５に示す制振装置１００と比べて、固定部２２０の壁部２３２の形状が異なる。壁部２３２は、台座部１３０から立設し、円筒状に形成される。

壁部２３２は、ピストン１２４を環囲し、壁部２３２の内壁面はピストン１２４の外周面に対向する。壁部２３２の内壁面は、先端側から順に第１平行面２３２ａ、傾斜面２３２ｂ、第２平行面２３２ｃを有する。第１平行面２３２ａおよび第２平行面２３２ｃは、軸方向に平行に形成され、内壁面の間隔、すなわち内径が一定になるように形成される。傾斜面２３２ｂは、軸方向に傾斜して形成され、台座部１３０に向かって内壁面の間隔が小さくなるように形成される。

図８に示す初期状態において、摺動リング１２６の弾性片１４４は、第１平行面２３２ａに接触している。ピストン１２４が退行すると、弾性片１４４は、第１平行面２３２ａを摺動した後、傾斜面２３２ｂに接触し、傾斜面２３２ｂを摺動する。ピストン１２４の退行時に傾斜面２３２ｂの間隔が狭くなるため、弾性片１４４と傾斜面２３２ｂの摩擦力が高くするなるように設定できる。また、摺動リング１２６にひずみが生じても傾斜面２３２ｂを摺動する際にひずみがピストン１２４の進退に影響することを抑えることができる。

第２平行面２３２ｃは、傾斜面２３２ｂより台座部１３０側に位置し、ピストン１２４の進退をガイドし、ピストン１２４の傾斜を抑えることができる。

図９は、第２変形例の制振装置３００の断面図である。図９に示す制振装置３００の断面は、図８に示す制振装置２００の線分Ａ－Ａの位置である。第２変形例の制振装置３００は、図５に示す制振装置１００と比べて、固定部３２０の壁部３３２の形状が異なる。

壁部３３２の内周面には、周方向に離れて配置される複数の突出部７０が形成される。突出部７０は、軸方向に沿って延在するようにリブ状に形成される。複数の突出部７０は、複数の弾性片１４４と周方向にずれて位置する。つまり、複数の突出部７０は、複数の弾性片１４４の隙間に位置する。突出部７０は、ピストン１２４が傾斜した場合に当接可能に設けられ、ピストン１２４の進退を安定させ、弾性片１４４の弾接を安定させることができる。

なお、摺動リング１２６が壁部３３２側に保持される場合には、複数の突出部７０はピストン１２４の外周面にリブ状に形成されてよい。

図１０は、第３変形例の摺動リング４２６について説明するための断面図である。摺動リング４２６は、ピストン１２４の制限部６４に保持されている。摺動リング４２６は、環状部４４２と、複数の弾性片４４４とを有する。環状部４４２は円筒状に形成される。

摺動リング４２６は、軸方向に貫通した空隙７２を有し、この空隙７２により弾性片４４４が径方向外向きに張り出すように両持ち片に形成される。弾性片４４４は、壁部１３２の内壁面に弾接し、ピストン１２４の進退に応じて壁部１３２に摺動し、摩擦エネルギーを発生させる。

図１１は、第３実施例の制振装置５００の分解図である。また、図１２は、第３実施例の制振装置５００の断面図である。第３実施例の制振装置５００は、図３に示す制振装置１０と比べて、摺動リング５２６の形状および配置が主に異なり、摺動リング５２６がピストン５２４ではなく、固定部５２０に保持される点が異なる。

固定部５２０は、台座部３０、壁部３２、突部３４、段差部３５、筒部３６および弾性係止部３８を有する。図１１に示すように、突部３４は、壁部３２の内周面から径方向内向きに突出し、周方向に離間して複数形成される。突部３４は、ピストン２４の傾きを抑え、ピストン２４の軸方向の進退をガイドする。図１２に示すように、段差部３５は、壁部３２の内周面から径方向内向きに張り出し、突部３４と軸方向に離間する。突部３４および段差部３５は、摺動リング２６の軸方向の移動を制限する制限部として機能する。

摺動リング５２６は、環状部５４２と、第１弾性片５４４ａおよび第２弾性片５４４ｂ（これらを区別しない場合、「弾性片５４４」という）とを有する。環状部５４２は、円筒状に形成され、図１２に示すようにピストン５２４の大径部を環囲する。第１弾性片５４４ａおよび第２弾性片５４４ｂは、環状部５４２の内周面の中央位置から径方向内向きに張り出し、円環状に形成され、ピストン５２４の軸方向に別れるように形成され、先端に向かって離れるように形成される。一対の弾性片５４４は、ピストン５２４の軸方向において互いに逆方向に延出し、ピストン５２４の外周面に弾性的に接触する。

このように、摺動リング５２６は、固定部５２０により軸方向の移動が制限されており、ピストン５２４の進退に応じてピストン５２４に摺動する。弾性片５４４がピストン５２４に摺動することで摩擦熱が発生し、ピストン５２４の振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、制振することができる。

なお、摺動リング５２６の弾性片５４４は、図７（ｂ）に示すように弾性片５４４は周方向に離間して複数設けられてもよい。また、弾性片５４４は、環状部５４２から径方向内向きに張り出し、ピストン５２４の軸方向において互いに逆方向に延出してもよい。

本発明は上述の各実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施例も本発明の範囲に含まれうる。

１０ 制振装置、 ２０ 固定部、 ２２ カバー、 ２４ ピストン、 ２６ 摺動リング、 ２８ コイルばね、 ３０ 台座部、 ３２ 壁部、 ３４ 突部、 ３５ 段差部、 ３６ 筒部、 ３８ 弾性係止部、 ４０ 挿通孔、 ４２ 環状部、 ４４ａ 第１弾性片、 ４４ｂ 第２弾性片、 ４６ フランジ部、 ４８ 軸部、 ５０ 抜け止め部、 ５２ 縮径部、 ５４ 凹部、 ５６ 当接部、 ５８ 傘状部、 ６０ 嵌合部、 ６２ 凸部、 ６４ 制限部、 ６６ 環状突部、 ７０ 突出部。

Claims (7)

1. 第１部材および第２部材に介在して前記第１部材に対する前記第２部材の振動を抑制する制振装置であって、
   前記第１部材および前記第２部材の一方に固定する固定部であって、挿通孔を有する台座部と、前記台座部に立設する壁部と、を有する固定部と、
   前記挿通孔に挿通され、進退可能に設けられるピストンであって、前記第１部材および前記第２部材の他方に当接可能に設けられた当接部を有するピストンと、
   前記ピストンの進退に応じて前記壁部または前記ピストンに摺動する摺動リングと、を備え、
   前記摺動リングは、
   前記ピストンおよび前記壁部の間に配置される環状部と、
   前記環状部から径方向外向きまたは径方向内向きに張り出す弾性片と、を有し、
   前記弾性片は、前記壁部または前記ピストンに摺動して熱エネルギーを発生させることを特徴とする制振装置。
2. 前記ピストンは、大径部と、前記大径部より小径で前記台座部側に形成された小径部と、を有し、
   前記大径部は、前記摺動リングに環囲され、
   前記小径部は、前記挿通孔に挿通されることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
3. 前記弾性片は、前記ピストンの軸方向において互いに逆方向に延出する第１弾性片および第２弾性片を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の制振装置。
4. 前記弾性片は、周方向に離れて複数設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制振装置。
5. 前記壁部は、筒状に形成され、その内壁面には前記台座部に向かうにつれて張り出すように形成される傾斜面を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の制振装置。
6. 前記壁部は、前記ピストンを環囲し、内壁面の間隔が一定の平行面を有し、
   前記平行面は、前記傾斜面より前記台座部側に位置することを特徴とする請求項５に記載の制振装置。
7. 前記ピストンの外面または前記壁部の内壁面には、周方向に離れて配置される複数の突出部が形成され、
   複数の前記突出部は、前記弾性片と周方向にずれて位置することを特徴とする請求項４に記載の制振装置。

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