JP3846208B2

JP3846208B2 - 車両用制振装置

Info

Publication number: JP3846208B2
Application number: JP2001064043A
Authority: JP
Inventors: 錬太郎加藤; 浩一長谷川; 肇前野; 真彰濱田; 有史橋本
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: US6554112B2; US20020030315A1; DE10143778B4; DE10143778A1; JP2002155987A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、車両の振動部材に装着されて振動部材の振動を低減する車両用制振装置に係り、例えば、自動車のサスペンション部材やサブフレーム，ボデーパネル，エンジンユニット，マウントブラケット，排気系部材等の振動部材に適用されることにより有効な制振効果を発揮し得る、新規な構造の車両用制振装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、自動車等の車両において問題となる振動を低減する手法としては、
▲１▼振動部材にマス材を固設するマスダンパや、▲２▼振動部材にバネ材を介してマス材を連結支持せしめるダイナミックダンパ、更に、▲３▼振動部材の表面にシート状弾性材を貼着した制振材が、知られている。ところが、上記▲１▼マスダンパと▲２▼ダイナミックダンパは、何れも、大きなマス材の質量が必要になることに加えて、有効な制振効果の発揮される周波数域が狭いという問題があった。また、上記▲３▼制振材は、広い貼着面積が必要になると共に、重量が嵩むという問題があった。更に、上記▲２▼ダイナミックダンパと▲３▼制振材は、制振効果の温度依存性が高いために、目的とする制振効果を安定して得ることが難しいという問題もあったのである。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に、国際公開ＷＯ００／１４４２９号公報において、振動部材に固定されるハウジングに対して、隙間を隔てて非接着で相対変位可能に独立マス部材を配設せしめて、振動入力時に、かかる独立マス部材を、ハウジングに対して弾性的な当接面で当接させることにより、当接時における滑り摩擦と衝突によるエネルギ損失を利用して制振効果を得るようにした、新規な構造の車両用制振装置を提案した。このような構造の車両用制振装置においては、小さなマス質量により、広い周波数域に亘る振動に対して有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【０００４】
ところで、本発明者等が更なる検討を加えた結果、かかる国際公開ＷＯ００／１４４２９号公報に記載された車両用制振装置においては、独立マス部材の質量や、独立マス部材と振動部材の当接部を構成する弾性材のばね剛性を調節することによって、振動部材における特定周波数域の振動に対する制振効果が顕著に向上され得ることが確認された。なお、このような現象は、制振効果の周波数特性等を検討したところ、独立マス部材の振動部材に対する打ち当りを伴う相対変位が、共振的作用を発揮することに基づくものであろうと推考される。
【０００５】
ところが、独立マス部材の共振的作用に基づく防振効果が発揮される周波数域を、防振すべき振動周波数域にチューニングするに際しては、独立マス部材の大きさが配設スペース等の条件で制限されることが多く、また、独立マス部材と振動部材の当接部を構成する弾性材のばね剛性の低下が耐久性等の条件で制限されることが多いことから、チューニングの幅が制限されてしまうという問題があった。特に、独立マス部材における大きな質量や、当接部を構成する弾性材における低ばね定数が要求される低周波数域に防振すべき振動周波数が存在する場合には、防振すべき振動周波数域へのチューニングが困難であり、十分な制振効果を得ることが難しかったのである。
【０００６】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、独立マス部材と振動部材の当接部における耐久性を十分に確保しつつ、該当接部のばね剛性を小さく設定することを可能とし、それによって、独立マス部材の振動部材への当接に基づいて発揮される制振効果を、特に低周波数域まで容易にチューニングすることの出来る、新規な構造の車両用制振装置を提供することにある。
【０００７】
【解決手段】
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。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００８】
すなわち、本発明の第一の態様は、振動部材に対して、マス部材を非接着で独立変位可能に配設して、該マス部材が該振動部材に対して飛び上がって飛び跳ね変位せしめられて該マス部材が該振動部材に対して打ち当たって直接的且つ弾性的に当接せしめられることにより制振効果が発揮されるようにした車両用制振装置において、前記振動部材に中空構造を有する剛性のハウジングを固定的に設けて、該ハウジングに前記マス部材を収容配置すると共に、該ハウジングの壁部を部分的に弾性材で構成することにより、該マス部材が当接せしめられる当接部を該弾性材で形成して、該当接部が該マス部材の打ち当たりに伴う当接方向の荷重によって剪断変形せしめられるようにしたことにある。
【０００９】
このような本態様に従う構造とされた車両用制振装置においては、振動部材の振動によってマス部材が変位せしめられて振動部材に打ち当たった際、それらマス部材と振動部材の当接部を構成する弾性材に対して剪断変形が生ぜしめられることとなる。それ故、弾性材が圧縮変形せしめられる場合に比して、かかる弾性材の材質を特別に変更しなくても、マス部材と振動部材の当接部におけるばね定数を小さく設定することが出来る。
【００１０】
従って、マス部材の大型化や弾性材の耐久性の低下を軽減乃至は回避しつつ、マス部材の振動部材に対する打ち当りを伴う相対変位が、低周波数域で共振的作用を持つようにチューニングすることが可能となるのであり、それによって、自動車で一般に問題となる１０Hz程度〜１００Hz前後の低周波数域の振動に対して、有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【００１１】
具体的には、本発明に従う構造とされた車両用制振装置においては、マス部材と振動部材の各当接部の少なくとも一方が、剪断方向に弾性変形せしめられるようにされていることから、低周波数域の小さなエネルギの振動入力時においても、マス部材の振動部材に対する打ち当たり（当接）に際して生ぜしめられる共振的作用に基づいて、振動部材に対するマス部材の振幅倍率を１以上とすることが可能となる。それ故、振動入力時にマス部材が振動部材に対して効率的に飛び跳ね変位せしめられることとなり、例えば、振動部材において防振すべき振動の加速度が１Ｇ（重力加速度）以下の場合でも、マス部材を振動部材に対して飛び上がらせて飛び跳ね変位させることが可能となることから、マス部材の振動部材への打ち当り（当接）に基づいて発揮される制振効果を、自動車における振動のように小さなエネルギの振動に対しても、有利に得ることが可能となるのである。
【００１２】
なお、本態様において、マス部材の材質は、特に限定されるものでないが、コンパクトなサイズでマス部材の質量を有利に確保するために、鉄鋼等の金属材が好適に採用される。また、マス部材と振動部材の当接部を構成する弾性材としては、ゴム弾性体やエラストマ、或いはそれらの発泡体などが好適に採用される。
【００１３】
また、本態様に従えば、中空構造のハウジングを採用したことにより、振動部材の形状に拘わらず、即ち振動部材をロッド形状等とすることなく、振動部材に対してマス部材を非接着で独立変位可能に配設して、マス部材の振動部材に対する当接に基づく制振効果を得るようにした車両用制振装置が、実現可能となる。
【００１４】
なお、本態様において、ハウジングは、振動部材を利用して壁部の一部や全体を構成することにより振動部材と一体形成することも可能であるが、振動部材と別部材で形成された別体ハウジングを、振動部材に対して後固着しても良い。更に、一つのハウジング内に配設するマス部材の数は、ハウジングの大きさや形状、振動部材の質量や振動レベル等に応じて適宜に設定されるものであり、単一のマス部材を配設する他、複数のマス部材を収容配置しても良い。また、ハウジングの内面形状は、特に限定されるものではなく、振動部材の形状や許容される配設スペース等に応じて、例えば、円筒形状，矩形形状，多角形形状等の各種の断面形状を有する空所等が採用可能である。更に、マス部材の形状も、ハウジングの形状等に応じて適宜に設定されるものであり、中空乃至は中実の球状、ロッド状、板状など、各種の形状が採用可能である。
【００１５】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされた車両用制振装置において、前記マス部材を、その主たる形成材として金属材を用いて形成する一方、前記ハウジングの内周面を、前記当接部を構成する前記弾性材で一体的に被覆せしめたことを、特徴とする。このような本態様においては、マス部材を金属材で形成したことによって、コンパクトで質量の大きいマス部材が実現され得るのであり、また、当接部を構成する弾性材によってハウジングの内周面を一体的に被覆せしめたことにより、マス部材に対して弾性材等を被着形成する必要がなく、マス部材のハウジングへの当接に起因する異音を軽減することも出来る。
【００１６】
また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされた車両用制振装置において、前記マス部材を、互いに独立して複数設けると共に、それら複数のマス部材の質量を互いに異ならせたことを、特徴とする。このような本態様に従えば、各マス部材のハウジングに対する相対変位が、互いに異なる周波数域で共振的作用を持つように、容易にチューニングすることが出来るのであり、それによって、例えば自動車で問題となり易いシェイクとアイドリング振動、或いは走行こもり音など、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、それぞれ、有効な制振効果を得ることが可能となるのである。
【００１７】
また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れかの態様に従う構造とされた車両用制振装置において、前記マス部材を、互いに独立して複数設けると共に、前記ハウジングにおけるそれら各マス部材の当接部の少なくとも一つを、該マス部材の当接方向の荷重によって剪断変形せしめられる弾性材で構成し、且つそれら各マス部材のハウジングに対する当接部におけるばね定数を互いに異ならせたことを、特徴とする。このような本態様においても、上記第四の態様に係る車両用制振装置と同様に、各マス部材のハウジングに対する相対変位が、互いに異なる周波数域で共振的作用を持つように、容易にチューニングすることが出来るのであり、それによって、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、それぞれ、有効な制振効果を得ることが可能となるのである。
【００１８】
また、本発明においては、マス部材における単体の質量を１０〜１０００ｇに設定することが望ましく、より好適には５０〜５００ｇに設定される。即ち、マス部材単体の質量を１０００ｇ以下、より好ましくは５００ｇ以下とすることにより、振動入力時におけるマス部材の飛び跳ね変位が一層容易に且つ効率的に生ぜしめられることとなり、１０ｇ以上、より好ましくは５０ｇ以上とすることにより、マス部材の振動部材に対する当接に基づいてより有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【００１９】
さらに、本発明においては、より有効な制振効果を得るために、マス部材が振動部材に対して振動入力方向の両側でそれぞれ当接せしめられるようにすると共に、かかる振動入力方向両側での当接部間における該マス部材の往復可動距離を、振動入力方向で０．１〜１．６ｍｍとすることが望ましく、より好適には０．１〜１．０ｍｍとされる。このような微小可動範囲を設定することにより、振幅が小さい自動車の振動に対しても、マス部材が振動入力方向の両側で振動部材に当接せしめられ易くなり、より優れた制振効果を得ることが可能となる。
【００２０】
また、本発明においては、マス部材と振動部材の当接部の全体を、当接方向の荷重によって剪断変形せしめられる弾性材で構成する必要はなく、少なくとも制振すべき振動が低周波数数域である振動入力方向での主たる当接部が、当接方向の荷重によって剪断変形せしめられる弾性材で構成されていれば良いが、それ以外の当接部位においても、マス部材と振動部材の少なくとも一方の当接部は、当接音の軽減と制振効果を有利に得るために、弾性材で形成されていることが望ましい。
【００２１】
そこにおいて、特にマス部材と振動部材の当接部を構成し、当接方向の荷重によって剪断変形せしめられる弾性材としては、ＡＳＴＭ規格Ｄ２２４０のショアＤ硬さが、好ましくは８０以下、より好ましくは２０〜４０を有するものが好適に採用される。また、マス部材と振動部材の当接部は、当接音の軽減と制振効果の向上のために、圧縮弾性率が好ましくは、１〜１０⁴ＭＰａ、より好ましくは、１〜１０³ＭＰａで、損失正接（ｔａｎδ）が好ましくは、１０^-3以上、より好ましくは０．０１〜１０とされる。
【００２２】
更にまた、本発明においては、マス部材の質量は、振動部材の質量の５〜１０％となるように設定されることが望ましい。蓋し、かかるマス部材の質量が振動部材の質量の５％に満たないと有効な制振効果を得ることが難しい場合があり、一方、１０％を超えると装置全体の重量化が問題となるからである。なお、複数個の制振装置を振動部材に装着する場合には、全てのマス部材の合計質量が、振動部材の質量の５〜１０％となるように設定することが望ましい。
【００２３】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２４】
先ず、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。この制振装置１０は、ハウジング１２によって形成された収容空間１４内にマス部材１６が収容配置された構造とされている。そして、かかる制振装置１０は、図示しない自動車のボデー等の振動部材に対して、ハウジング１２がボルト固定されるようになっている。なお、以下の説明において、上下方向とは、図中の上下方向をいうものとし、本実施形態では、鉛直方向とされている。
【００２５】
より詳細には、ハウジング１２は、ハウジング本体１８とハウジング蓋体２０によって構成されている。このハウジング本体１８は、上側に開口する円形カップ形状乃至は有底円筒形状とされており、その上側開口部は、薄肉円板形状のハウジング蓋体２０が重ね合わされて溶着固定されることによって覆蓋されている。また、ハウジング本体１８における薄肉円板形状の底壁部には、中央部分に位置して円形の窓２２が形成されており、ハウジング本体１８の内部空間が、窓２２を通じて、軸方向下方に開口せしめられている。換言すれば、ハウジング本体１８の下端部には、円筒形状の周壁部から径方向内方に向かって突出する円環板形状の支持部２４が一体形成されているのである。
【００２６】
さらに、ハウジング本体１８の円筒形状の周壁部には、下端周壁部からスカート状に下方に延び出して径方向外方に向かって広がるフランジ部２６が一体形成されている。なお、本実施形態においては、支持部２４がフランジ部２６よりも上方に位置せしめられるように、フランジ部２６の内周縁部は、軸方向上方に湾曲されて、ハウジング本体１８の周壁部に連接されている。また、フランジ部２６には、周上の複数箇所に取付用孔２７が形成されている。そして、フランジ部２６が、図示しない振動部材に重ね合わせられて、取付用孔２７に挿通されるボルトによって、振動部材に対して固定的に取り付けられるようになっている。
【００２７】
また、ハウジング本体１８の底壁部に設けられた窓２２には、当接部としての弾性壁２８が配設されている。
【００２８】
この弾性壁２８は、ゴム弾性体によって形成されており、略一定の厚さ寸法で広がる円板形状を有している。そして、かかる弾性壁２８は、ハウジング本体１８の窓２２内で軸直角方向に広がった状態で配設されており、その外周縁部が支持部２４に加硫接着されている。なお、弾性壁２８の外周縁部は、支持部２４を表裏両面に亘って被覆するようにして、支持部２４の略全面に加硫接着されている。これにより、弾性壁２８は、外周縁部を全周に亘って連続して支持部２４で固定的に支持されて、展張状態で窓２２に配設されており、窓２２が該弾性壁２８によって流体密に閉塞されている。
【００２９】
なお、本実施形態においては、弾性壁２８を形成しているゴム弾性体として、ＡＳＴＭ規格Ｄ２２４０のショアＤ硬さが、好ましくは８０以下、より好ましくは２０〜４０を有するものが、好適に採用される。具体的な材質としては、天然ゴムやスチレンブタジエンゴム，イソプレンゴム，アクリロニトリルブタジエンゴム，クロロプレンゴム，ブチルゴムやそれらのブレンドゴム等の公知の各種のゴム弾性体が、使用条件等に応じて選択的に採用され得る。
【００３０】
すなわち、このような構造とされたハウジング１２には、ハウジング本体１８とハウジング蓋体２０と弾性壁２８によって、外部空間から仕切られた収容空間１４が形成されている。
【００３１】
そして、かかる収容空間１４には、マス部材１６が収容配置されている。このマス部材１６は、主たる形成材が金属によって形成された中実の球形状とされており、その表面全体には、ゴム弾性体やエラストマによって形成された当接層３４が、全体に亘って略一定の肉厚寸法で被着形成されている。なお、当接層３４としては、ＡＳＴＭ規格Ｄ２２４０のショアＤ硬さが、好ましくは８０以下、より好ましくは２０〜４０を有するものが、好適に採用される。
【００３２】
また、マス部材１６の大きさは、マス部材１６を収容空間１４内の中央に位置せしめた状態下で、マス部材１６の全周囲に亘って、ハウジング１２の壁部内面との間に隙間が形成されるようになっている。かかる隙間は、特に最も小さくなる部分、即ち、ハウジング１２の上側および下側の各壁部内面とマス部材１６の表面との間、およびハウンジング１２の筒壁内面とマス部材１６の表面との間において、それぞれ、略同一寸法の隙間：δとされている。即ち、本実施形態では、図１に示されているように、マス部材１６が重力によって収容空間１４内の下部で、弾性壁２８に載置された静置状態下において、収容空間１４の周壁内面とかかる壁面に当接するマス部材１６の表面との隙間寸法：δが、好ましくは０．０５〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．５ｍｍとされていると共に、収容空間１４の上壁内面とかかる壁面に当接するマス部材１６の表面との隙間寸法：２δが、好ましくは０．１〜１．６ｍｍ、より好ましくは０．１〜１．０ｍｍとされている。
【００３３】
このような構造とされた制振装置１０は、前述の如く、ハウジング１２が振動部材に対して固設されて装着されることとなり、かかる装着状態下、振動部材の振動によって、防振すべき主たる振動が上下方向に入力されることとなる。そして、振動が入力されると、振動部材に固定されたハウジング１２内に収容配置されたマス部材１６が、ハウジング１２から独立して収容空間１４内で飛び跳ね変位せしめられて、ハウジング１２と弾性壁２８に対して打ち当たり当接することとなるのであり、以て、かかるマス部材１６のハウジング１２と弾性壁２８への当接に基づいて、振動部材に対して制振効果が発揮されるのである。
【００３４】
ここにおいて、かかる制振装置１０においては、振動部材側の当接部が、外周縁部をハウジング１２によって固定的に支持された弾性壁２８によって形成されており、この弾性壁２８の中央部分に対して、弾性壁２８に直交する方向、即ち、上下方向にマス部材１６の当接荷重が入力されると、弾性壁２８が、主として剪断方向に弾性変形せしめられることとなる。
【００３５】
従って、マス部材１６のハウジング１２への当接時には、弾性壁２８の剪断変形に基づいて、低動ばね特性が発揮されるのであり、それによって、マス部材１６のハウジング１２への打ち当り当接によって発揮される制振効果における共振作用的なピーク領域が、低周波数域に有利に設定可能となるのであり、以て、低周波数域の振動に対しても有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【００３６】
また、このような制振装置１０においては、マス部材１６が打ち当たり（当接）せしめられる弾性壁２８が、剪断方向に弾性変形せしめられるようにされていることから、低周波数域の小さなエネルギの振動入力時においても、マス部材１６のハウジング１２に対する打ち当たり（当接）に際して生ぜしめられる共振的作用に基づいて、ハウジング１２に対するマス部材１６の振幅倍率を１以上とすることが可能となる。それ故、振動入力時にマス部材１６が収容空間１４内で効率的に飛び跳ね変位せしめられることとなり、例えば、振動部材において防振すべき振動の加速度が１Ｇ（重力加速度）以下の場合でも、マス部材１６をハウジング１２に対して飛び上がらせて飛び跳ね変位させることが可能となることから、マス部材１６のハウジング１２への打ち当り（当接）に基づいて発揮される制振効果を、自動車における振動のように小さなエネルギの振動に対しても、有利に得ることが可能となるのである。
【００３７】
また、このような制振装置１０においては、マス部材１６とハウジング１２の当接部の低動ばね特性化によって、共振作用的な制振効果が発揮される周波数域を低周波数側にチューニングすることが出来ることから、マス部材の質量の増大が回避されて、制振装置のコンパクト化も図られ得るのである。
【００３８】
また、図２には、本発明の第二の実施形態としての制振装置３６が示されている。なお、本実施形態において、第一の実施形態と同様な構造とされた部材及び部位については、それぞれ、図中に、第一の実施形態と同一の符号を付すことにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００３９】
すなわち、本実施形態の制振装置３６は、第一の実施形態の制振装置（１０）と比して、ハウジング１２には、収容空間１４の周壁を構成する上下壁部と周壁部の全体に亘って、当接部を構成する弾性材としてのゴム弾性体が被着形成されている。また、マス部材１６が金属材のみによって形成されており、外周面に当接層（３４）が被着形成されていない。
【００４０】
より詳細には、ハウジング本体１８の内周面には、その全体に亘って、略一定の肉厚で広がる被覆ゴム３０が被着形成されている。なお、本実施形態では、かかる被覆ゴム３０が、弾性壁部２８と一体成形されて、ハウジング本体１８に対して加硫接着されている。また、ハウジング蓋体２０の下面には、当接ゴム層３８が、被覆ゴム３０と略同一肉厚をもって、収容空間１４の全体に亘って広がる大きさで被着形成されている。なお、ハウジング蓋体２０は、その外周縁部が下方に屈曲されて、ハウジング本体１８の開口周縁部にかしめ固定されている。
【００４１】
このような構造とされた本実施形態の制振装置３６も、第一の実施形態の制振装置（１０）と同様に振動部材に装着されることとなり、防振すべき上下方向の振動が入力されると、振動部材に固定されたハウジング１２内に収容配置されたマス部材１６が、ハウジング１２から独立して収容空間１４内で飛び跳ね変位せしめられて、ハウジング１２と弾性壁２８に対して打ち当たり当接することとなる。それ故、本実施形態の制振装置３６においても、第一の実施形態と同様な制振効果が、何れも有効に発揮され得るのである。
【００４２】
また、本実施形態の制振装置３６では、弾性壁部２８による構成部位を除く、ハウジング本体１８におけるマス部材１６の当接面が、被覆ゴム３０および当接ゴム３８によって構成されていることから、マス部材１６に当接層（３４）を被着形成する必要がなく、製作性が向上され得る。
【００４３】
また、図３には、本発明の第三の実施形態としての制振装置４０が示されている。この制振装置４０は、ハウジング４２によって形成された収容空間４４，４４内にマス部材４６ａ，４６ｂが収容配置された構造とされている。なお、以下の説明において、上下方向とは、図中の上下方向をいうものとし、本実施形態では、鉛直方向とされている。
【００４４】
より詳細には、ハウジング４２は、ハウジング本体４８とハウジング蓋体５０によって構成されている。このハウジング本体４８は、合成樹脂やアルミニウム合金材等の硬質材によって形成されており、全体として矩形ブロック形状を有している。また、ハウジング本体４８には、上面に開口する収容穴５２，５２が、相互に独立して形成されている。これらの収容穴５２，５２は、それぞれ、一定の円形断面で高さ方向（図３中の上下方向）に直線的に延びるように形成されていると共に、その深さ寸法は、収容穴５２の内径寸法と略同じとされている。即ち、本実施形態では、２つの収容穴５２，５２の内面形状が、互いに同一寸法で同一形状とされており、内径寸法と深さ寸法が略同じとされた円筒形状とされて、それぞれの中心軸が互いに平行とされている。
【００４５】
また、ハウジング本体４８の長手方向両側縁部には、下端から外方に向って広がる一対の取付片５４，５４が、略平板形状で一体形成されている。なお、本実施形態において、各取付片５４の下端面が、ハウジング本体４８の底面よりも下方に位置せしめられるように、各取付片５４は、ハウジング本体４８から下方に向って突出せしめられている。また、各取付片５４には、ボルト孔５６が設けられており、かかるボルト孔５６に挿通されるボルトによって、ハウジング本体４８が振動部材に対してボルト固定されて装着されるようになっている。
【００４６】
また、ハウジング蓋体５０は、ハウジング本体４８と同様な硬質材によって形成されており、ハウジング本体４８の平面形状に対応した平板形状を有している。そして、ハウジング蓋体５０は、ハウジング本体４８の開口部に重ね合せられて、溶接やボルト等によって固定されている。
【００４７】
また、ハウジング本体４８の各収容穴５２の底壁部には、円形の窓５８が形成されている。この窓５８は、収容穴５２と同一中心軸上に位置せしめられていると共に、窓５８の内径寸法は収容穴５２の内径寸法よりも小さくされている。即ち、ハウジング本体４８の収容穴５２の底壁部には、円筒形状の内周壁部から径方向内方に向って突出する円環板形状の支持部６０が一体形成されており、かかる支持部６０の中央に円形の窓５８が形成されているのである。また、ハウジング本体４８の各収容穴５２の底壁部に設けられた各窓５８には、それぞれ、当接部としての弾性壁６２が配設されている。
【００４８】
この弾性壁６２は、ゴム弾性体によって形成されており、略一定の厚さ寸法で広がる円板形状を有している。そして、各弾性壁６２は、ハウジング本体４８の各窓５８内で軸直角方向に広がった状態で配設されており、その外周縁部が各支持部６０に加硫接着されている。また、各弾性壁６２の外周縁部は、各支持部６０を表裏両面に亘って被覆するようにして、各支持部６０の略全面に加硫接着されている。これにより、弾性壁６２は、外周縁部を全周に亘って連続して支持部６０で固定的に支持されて、展張状態で窓５８に配設されており、窓５８がかかる弾性壁６２によって流体密に閉塞されている。その結果、ハウジング４２には、互いに独立した複数個（本実施形態では２個）の収容空間４４，４４が形成されている。なお、本実施形態において、弾性壁６２，６２は、ハウジング本体４８の底面において相互に連続とされて一体形成されている。
【００４９】
また、本実施形態において、弾性壁６２を形成しているゴム弾性体は、前記第一の実施形態の弾性壁（２８）と同様に、ＡＳＴＭ規格Ｄ２２４０のショアＤ硬さが、好ましくは８０以下、より好ましくは２０〜４０を有するものが好適に採用される。
【００５０】
更にまた、マス部材４６ａ，４６ｂは、それぞれ、主たる形成材が金属によって形成された中実の球形状とされており、それらの表面には、ゴム弾性体やエラストマによって形成された当接層６６ａ，６６ｂが、略一定の肉厚寸法で全体に亘って被着形成されている。なお、当接層６６ａ，６６ｂの材質としては、ハウジング４２への当接面において、上述の弾性壁６２と同様に、ＡＳＴＭ規格Ｄ２２４０のショアＤ硬さが、好ましくは８０以下、より好ましくは２０〜４０を有するものが好適に採用される。
【００５１】
そして、このような構造とされたマス部材４６ａ，４６ｂは、ハウジング４２の収容空間４４，４４に対して、それぞれ、一個ずつ収容配置されている。ここにおいて、本実施形態では、一方の収容空間４４に収容配置されるマス部材４６ａの当接層６６ａと他方の収容空間４４に収容配置されるマス部材４６ｂの当接層６６ｂは、互いに異なる材質によって形成されており、それによって、２つのマス部材４６ａ，４６ｂのハウジング４２に対する当接部におけるばね定数が互いに異なるように設定されている。また、マス部材４６が収容空間４４に収容配置された状態下において、マス部材４６と収容空間４４の周壁面の間には、マス部材４６の全周囲に亘って、所定の隙間が形成されており、マス部材４６が収容空間４４の周壁面に対して、独立的に相対変位可能となっている。
【００５２】
ここにおいて、図３に示されているように、マス部材４６が重力によって収容空間４４内の下方で弾性壁６２に載置された静置状態下においては、収容空間４４の周壁内面とかかる壁面に当接せしめられるマス部材４６の表面との隙間寸法：δが、前記第一の実施形態と同様に設定されていると共に、収容空間４４の鉛直上下方向で対向位置する上部壁面とかかる壁面に当接せしめられるマス部材４６の表面との隙間寸法：２δも、前記第一の実施形態と同様に設定されている。即ち、マス部材４６を収容空間４４内の中央に位置せしめた状態下では、マス部材４６の外周面と収容空間４４の軸方向（深さ方向）両側内面との対向面間、およびマス部材４６の外周面と収容空間４４の筒状周壁内面との間において、何れも、上記δの隙間が形成されるようになっている。これにより、マス部材４６におけるハウジング４２への当接面間での往復可動距離（２δ）が、鉛直方向（軸方向）および軸直角方向において、何れも、０．１〜１．６ｍｍ、より好ましくは０．１〜１．０ｍｍとされているのである。
【００５３】
このような構造とされた制振装置４０は、前述の如く、ハウジング４２が振動部材に対して固設されて装着されることとなり、かかる装着状態下において、前記第一の実施形態の制振装置（１０）と同様に、防振すべき主たる振動が上下方向入力されて、振動部材に固定されたハウジング４２内に収容配置された２つのマス部材４６ａ，４６ｂが、ハウジング４２から独立して収容空間４４，４４内で飛び跳ね変位せしめられて、ハウジング４２と弾性壁６２，６２に対して打ち当たり（当接）することとなる。それ故、本実施形態の制振装置４０においても、第一の実施形態と同様な制振効果が、何れも有効に発揮されるのである。
【００５４】
そこにおいて、本実施形態の制振装置４０においては、２つのマス部材４６ａ，４６ｂの外周面を被覆する当接層６６ａ，６６ｂが、互いに異なる材質で形成されて、２つのマス部材４６ａ，４６ｂのハウジング４２に対する当接部のばね定数が互いに異なるように設定されていることから、２つのマス部材４６ａ，４６ｂのハウジング４２に対する相対変位が、互いに異なる周波数域で共振的作用を持つように、容易にチューニングすることが可能となり、それによって、例えば自動車で問題となり易いシェイクとアイドリング振動、或いは走行こもり音等、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、それぞれ有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【００５５】
また、図４には、本発明の第四の実施形態としての制振装置６８が示されている。なお、本実施形態において、第三の実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、それぞれ、図中に、第三の実施形態と同一の符号を付すことにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００５６】
すなわち、本実施形態の制振装置６８は、第三の実施形態の制振装置（４０）に比して、ハウジング４２の窓５８，５８に設けられた弾性壁６２ａ，６２ｂが、互いに異なる材質によって形成されている。また、収容空間４４の周壁を構成する上下壁部と周壁部の全体に亘って、当接部を構成する弾性材としてのゴム弾性体が被着形成されている。更に、マス部材４６が金属材のみによって形成されており、外周面に当接層（６６ａ，６６ｂ）が被着形成されていない。
【００５７】
より詳細には、ハウジング４２の窓５８，５８に設けられた弾性壁６２ａ，６２ｂは、互いに異なる材質によって形成されており、それによって、ハウジング４２のマス部材４６に対する当接部におけるばね定数が互いに異なるように設定されている。また、ハウジング本体４８に形成された収容穴５２，５２の内周面には、それぞれ、その全体に亘って、略一定の肉厚で広がる被覆ゴム７０ａ，７０ｂが被着形成されている。なお、本実施形態では、かかる被覆ゴム７０ａ，７０ｂは、弾性壁６２ａ，６２ｂと一体形成されて、ハウジング本体４８に加硫接着されている。また、ハウジング蓋体５０の下面には、収容穴５２，５２が形成された位置において、それぞれ、当接ゴム７２ａ，７２ｂが被覆ゴム７０ａ，７０ｂと略同じ肉厚をもって、収容空間４４，４４の全体に亘って広がる大きさで被着形成されている。なお、当接ゴム７２ａ，７２ｂは、収容穴５２，５２の内周面を被覆している被覆ゴム７０ａ，７０ｂ（弾性壁６２ａ，６２ｂ）と同一の材質で形成されていても良いし、異なる材質で形成されていても良い。
【００５８】
このような構造とされた本実施形態の制振装置６８も、第三の実施形態の制振装置（４０）と同様に振動部材に装着されることとなり、防振すべき上下方向の振動が入力されると、振動部材に固定されたハウジング４２内に収容配置された２つのマス部材４６，４６が、ハウジング４２から独立して収容空間４４，４４内で飛び跳ね変位せしめられて、ハウジング４２と弾性壁６２ａ，６２ｂに対して打ち当たり（当接）することとなる。それ故、本実施形態の制振装置６８においても、第一の実施形態と同様な制振効果が、何れも有効に発揮され得るのである。
【００５９】
そこにおいて、本実施形態の制振装置６８においては、２つの弾性壁６２ａ，６２ｂが、互いに異なる材質によって形成されて、ハウジング４２の２つのマス部材４６，４６に対する当接部におけるばね定数が互いに異なるように設定されていることから、２つのマス部材４６，４６のハウジング４２に対する相対変位が、互いに異なる周波数域で共振的作用を持つように、容易にチューニングすることが可能となり、それによって、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、それぞれ有効な制振効果を得ることが可能となるのである。
【００６０】
また、図５には、本発明の第五の実施形態としての制振装置７４が示されている。なお、本実施形態において、第四の実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、それぞれ、図中に、第四の実施形態と同一の符号を付すことにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００６１】
すなわち、本実施形態の制振装置７４は、第四の実施形態の制振装置（６８）と比して、ハウジング４２の収容空間４４ａ，４４ｂの大きさが異なっており、それに伴って、収容空間４４ａ，４４ｂに収容配置されるマス部材４６ａ，４６ｂの体積が異なっている。また、ハウジング４２の窓５８ａ，５８ｂに設けられた弾性壁６２ａ，６２ｂは、第三の実施形態と同様に同じ材質によって形成されている。
【００６２】
より詳細には、ハウジング本体４８は、一方の面において長手方向中央部分に段差が形成されており、それによって、収容穴５２ａの軸方向（深さ）寸法が、収容穴５２ｂの軸方向（深さ）寸法よりも小さくされている。また、収容穴５２ａの内径寸法は、収容穴５２ａの深さ寸法と略同じとされている。更にまた、マス部材４６ａの体積は、マス部材４６ｂの体積よりも小さくされている。ここにおいて、本実施形態では、２つのマス部材４６ａ，４６ｂは、同一の金属材によって形成されており、それによって、２つのマス部材４６ａ，４６ｂの質量が互いに異なるように設定されている。また、収容穴５２ａ，５２ｂの開口部は、ハウジング蓋体５０を長手方向に二つに分割した蓋体７６ａ，７６ｂが重ね合わせられて固着されることにより、それぞれ、覆蓋されている。なお、当接ゴム７２ａ，７２ｂの材質は、何れも、弾性壁６２ａ，６２ｂの材質と同じとされている。
【００６３】
このような構造とされた本実施形態の制振装置７４も、第三の実施形態の制振装置（４０）と同様に振動部材に装着されることとなり、防振すべき上下方向の振動が入力されると、振動部材に固定されたハウジング４２内に収容配置された２つのマス部材４６ａ，４６ｂが、ハウジング４２から独立して収容空間４４ａ，４４ｂ内で飛び跳ね変位せしめられて、ハウジング４２と弾性壁６２ａ，６２ｂに対して打ち当たり（当接）することとなる。それ故、本実施形態の制振装置７４においても、第一の実施形態と同様な制振効果が、何れも、有効に発揮され得るのである。
【００６４】
ここにおいて、本実施形態の制振装置７４では、２つのマス部材４６ａ，４６ｂの質量が互いに異なるように設定されていることから、２つのマス部材４６ａ，４６ｂのハウジング４２に対する相対変位が、互いに異なる周波数域で共振的作用を持つように、容易にチューニングすることが可能となり、それによって、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、それぞれ有効な制振効果を得ることが可能となるのである。
【００６５】
特に、本実施形態では、マス部材４６ｂよりもマス部材４６ａの質量が小さくされていると共に、弾性壁６２ｂよりも弾性壁６２ａの動ばね定数が大きく設定されており、それによって、マス部材４６ｂのハウジング４２への当接作用に基づく制振効果が発揮される周波数域が、マス部材４６ａのハウジング４２への当接作用に基づく制振効果が発揮される周波数域よりも低周波側に設定されている。
【００６６】
以上、本発明の幾つかの実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００６７】
例えば、前記実施形態において、マス部材を中実乃至は中空の円筒形状や球形状等とすることも可能であり、また、ハウジングも、矩形箱体形状や球殻形状などの各種の形状が採用される。具体的には、ハウジングを一定断面で延びる長手中空構造とすると共に、マス部材をロッド形状とすることも可能であり、それによって、マス部材及び／又はハウジングの構造材として押出成形材や引抜成形材を採用することも可能となる。
【００６８】
また、前記実施形態では、ハウジング１２，４２の下方のみに振動部材側の当接部（弾性壁２８，６２）が設けられていたが、ハウジング１２、４２の上方に設けることも可能である。更に、ハウジング１２，４２の上方と下方、両方に振動部材側の当接部（弾性壁２８，６２）を設けることも可能であり、そのような場合において、各当接部のばね定数は、同じであっても良いし、互いに異なっていても良い。
【００６９】
更にまた、前記第四の実施形態において、２つのマス部材４６，４６が当接せしめられるハウジング４２の当接部（弾性壁６２ａ，６２ｂ）におけるばね定数を互いに異ならせるために、２つの弾性壁６２ａ，６２ｂを互いに異なる材質のゴム弾性体によって形成していたが、例えば、それら２つの弾性壁を同じ材質で形成する場合には、２つの弾性壁の外周縁部が加硫接着される各支持部の内径寸法、即ち、それぞれの窓の内径寸法を互いに異ならせることにより、それら２つの弾性壁の自由長を互いに異ならせて、ハウジングの各当接部のばね定数を互いに異ならせるようにしても良く、或いは、２つの弾性壁の厚さ寸法を互いに異ならせるようにしても良い。
【００７０】
また、前記実施形態では、一つ又は二つのマス部材が配設されていたが、一つのハウジング内に、三つ以上のマス部材を相互に独立して、配設しても良い。その場合に、各マス部材の質量や大きさ，当接部におけるばね定数、或いはそれらマス部材が当接せしめられるハウジングにおける当接部のばね定数等を、相互に異ならせることも、勿論、可能である。
【００７１】
また、前記第五の実施形態において、２つのマス部材４６ａ，４６ｂを同一の金属材によって形成すると共に、それら２つのマス部材４６ａ，４６ｂの体積を異ならせることによって、２つのマス部材４６ａ，４６ｂの質量を異ならせていたが、２つのマス部材の体積を同じとすると共に、２つのマス部材を異なった材質で形成することによって、或いは、２つのマス部材の外形形状を同一とすると共に、一方のマス部材を中空構造し、他方のマス部材を中実構造とすることによって、２つのマス部材の質量を異ならせることも可能である。
【００７２】
また、前記実施形態では、一つの収容空間に対して一つのマス部材が収容配置されていたが、一つの収容空間に対して複数のマス部材を収容配置することも可能であり、そのような場合においては、複数のマス部材を振動入力方向に対して並列に配置することが望ましい。
【００７３】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００７４】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた制振装置においては、マス部材と振動部材の当接部における耐久性を確保しつつ、マス部材と振動部材の当接部におけるばね定数を容易に下げることが出来るのであり、それによって、車両において問題となる低周波振動に対しても、マス部材の振動部材に対する飛び跳ね的な相対変位が有利に生ぜしめられて、マス部材の振動部材に対する打ち当りによる制振効果が一層効果的に発揮され得ることとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】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である。
【図２】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である。
【図３】本発明の第三の実施形態としての制振装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第四の実施形態としての制振装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第五の実施形態としての制振装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，３６，４０，６８，７４制振装置
１６，４６マス部材
２８，６２弾性壁

Claims

振動部材に対して、マス部材を非接着で独立変位可能に配設して、該マス部材が該振動部材に対して飛び上がって飛び跳ね変位せしめられて該マス部材が該振動部材に対して打ち当たって直接的且つ弾性的に当接せしめられることにより制振効果が発揮されるようにした車両用制振装置において、
前記振動部材に中空構造を有する剛性のハウジングを固定的に設けて、該ハウジングに前記マス部材を収容配置すると共に、該ハウジングの壁部を部分的に弾性材で構成することにより、該マス部材が当接せしめられる当接部を該弾性材で形成して、該当接部が該マス部材の打ち当たりに伴う当接方向の荷重によって剪断変形せしめられるようにしたことを特徴とする車両用制振装置。
前記マス部材を、その主たる形成材として金属材を用いて形成する一方、前記ハウジングの内周面を、前記当接部を構成する前記弾性材で一体的に被覆せしめた請求項１に記載の車両用制振装置。
前記マス部材を、互いに独立して複数設けると共に、それら複数のマス部材の質量を互いに異ならせた請求項１又は２に記載の車両用制振装置。
前記マス部材を、互いに独立して複数設けると共に、前記ハウジングにおけるそれら各マス部材の当接部の少なくとも一つを、該マス部材の当接方向の荷重によって剪断変形せしめられる弾性材で構成し、且つそれら各マス部材のハウジングに対する当接部におけるばね定数を互いに異ならせた請求項１乃至３の何れかに記載の車両用制振装置。
前記マス部材における単体の質量が１０〜１０００ｇである請求項１乃至４の何れかに記載の車両用制振装置。
前記マス部材が前記振動部材に対して振動入力方向の両側でそれぞれ当接せしめられるようにすると共に、かかる振動入力方向両側での当接部間における該マス部材の往復可動距離を、振動入力方向で０．１〜１．６ｍｍとした請求項１乃至５の何れかに記載の車両用制振装置。
前記振動部材と前記マス部材の少なくとも一方の当接面が、ショアＤ硬さ８０以下とされている請求項１乃至６の何れかに記載の車両用制振装置。
前記マス部材の総質量が、前記振動部材の質量の５〜１０％である請求項１乃至７の何れかに記載の車両用制振装置。