JP4066153B2

JP4066153B2 - ダイナミックダンパ

Info

Publication number: JP4066153B2
Application number: JP2002155828A
Authority: JP
Inventors: 和夫三宅
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP2003343643A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイナミックダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンマウント装置のような振動体には、その振動を抑制するためにダイナミックダンパやデッドウェイトを設けることが多い。ダイナミックダンパは、質量体を振動体に弾性体を介して支持して副振動系を構成することにより、振動体の当初の固有振動数における振動レベルを低減させるものとして知られている。デッドウェイトは、振動体に質量体を直付けし、振動体の振動レベルを全体的に低減する或いは固有振動数をずらすものとして知られている。
【０００３】
例えば、実公平４−４７４６４号公報には、振動体にプレートを固定し、このプレートに弾性体を介して質量体を支持するようにしたダイナミックダンパにおいて、プレートを、中間に立上り部を有するオフセット形状とし、質量体をプレート及び弾性体の双方によって振動体に弾性的に支持することが記載されている。また、この公報には、振動体にデッドウェイトを固定することにより、該振動体の固有振動数を変化させることも記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、振動体にダイナミックダンパを設ける際に、振動体の直上など振動体近傍に質量体を配置するスペースを確保することができない場合は、振動体から振動体周辺の空いたスペースに支持プレートを突出させ、該支持プレートに弾性体を介して質量体を支持するようにすればよい。
【０００５】
しかし、その場合は振動体の振動に伴って支持プレート自体が柔軟に変形して振動するため、それによってダンパ系の固有振動数が影響されて、つまりダンパ系の動ばね定数が低くなって、ダンパ効果を狙うことができる固有振動数が低くなる（ダンパ効果を狙うことができる振動数帯域が狭くなる。）。
【０００６】
もちろん、支持プレートの長さを短くしたり、質量体を軽くすれば、ダンパ効果を発現させる目標固有振動数を高くすることができるが、プレート長さを短くすることは、質量体を所望の位置に配置するという本来の目的からは不利であり、また、質量体を軽くするとダンパ効果自体が低くなってしまう。また、ダンパ効果の低減を補うべく、別にデッドウェイトを振動体に設けて振動レベルを全体的に下げることが考えられるが、その場合は部品点数が多くなり、コスト的に不利になる。
【０００７】
そこで、本発明は、スペース上の問題を回避しながら、部品点数の増大を招くことなく、振動レベルを効率良く低減させることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題に対して、ダイナミックダンパの質量体を振動体に支持するためのブラケットにデッドウェイト効果を与えて、その解決を図ったものである。
【０００９】
すなわち、請求項１に係る発明は、振動体に取り付けられてその振動を抑制するダイナミックダンパであって、
断面矩形状のブラケットと、該ブラケットに弾性体を介して支持された質量体とを備え、
上記ブラケットは、上記振動体に固定される固定部と、該振動体から外側へ出張る張出し部とを備え、該張出し部に上記質量体が支持されており、
上記ブラケットの断面の幅ａに対する高さｂの比ｂ／ａが０．４以上であることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ブラケットの比ｂ／ａが０．４以上であって該ブラケットの剛性が高くなる（片持ちばりとしてのバネ定数が高くなる）から、該ブラケットがダンパ系の固有振動数に与える影響を小さくすることができる。換言すれば、ダンパ系の固有振動数を上記質量体の質量と弾性体のバネ定数とによって調整すること、特に高い固有振動数でダンパ効果を得ることが容易になる。そうして、このようにブラケットの比ｂ／ａを０．４以上としたから、該ブラケットの振動体からの張出し量を大きくすることなく、該ブラケットの質量を大きくしてデッドウェイトに利用することができ、振動体の振動レベルを全体的に下げる上で有利になる。
【００１１】
すなわち、仮に上記比ｂ／ａが０．４未満であるときは、振動体への取り付けやスペースの関係で幅ａが制約されるとき、上記ブラケットをデッドウェイトとして必要な質量を確保するにはブラケットの張出し量を大きくする必要がある。その場合は、ダンパ系の固有振動数がブラケットに影響されてダンパ効果を狙うことができる固有振動数が低くなってしまう。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記振動体が自動車のエンジンマウント装置であり、上記ブラケットの断面の幅ａに対する高さｂの比ｂ／ａが０．４以上２．０以下であり、上記ブラケットの質量が２００ｇ〜３０００ｇであることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、エンジンマウント装置では７００Ｈｚ付近、或いは１０００Ｈｚ付近というように高い周波数の振動が問題になることが多い。これに対して、本発明によれば、上記比ｂ／ａを０．４以上としているから、ダンパ系の固有振動数を上記質量体と弾性体のばね定数とによって調整して、エンジンマウント装置の高い周波数帯の振動レベルを低減する上で有利になる。なお、比ｂ／ａが２．０を越えるとブラケット自体が嵩高なものになり、ダンパを配設するスペースの確保に不利になるとともに、質量体の支持面の確保にも不利になる。
【００１４】
そうして、ブラケットの質量を２００ｇ〜３０００ｇとしたから、エンジンマウント装置の振動レベルを全体的に下げる上で有利になる。その質量は、ガソリンエンジンの場合は２００〜１０００ｇの範囲、ディーゼルエンジンの場合は３００〜３０００ｇの範囲とすることが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、振動体に断面矩形状のブラケットを固定し該ブラケットの張出し部に弾性体を介して質量体を支持するようにしたダイナミックダンパにおいて、ブラケットの断面の幅ａに対する高さｂの比ｂ／ａを０．４以上にして該ブラケットの剛性を高めたから、ダンパ系の固有振動数を上記質量体と弾性体のばね定数とによって調整して高い周波数帯でダンパ効果を得ることが容易になるとともに、ブラケット自体をデッドウェイトに利用して、振動体の振動レベルを全体的に下げる上で有利になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１において、１は自動車のエンジンを車体に支持するエンジンマウント装置、２は該マウント装置１に取り付けたダイナミックダンパである。
【００１８】
マウント装置１は、金属製外套３で補強したゴム製容器の中に液体を封入した上下２つの室を設け、この両室をオリフィスでつないだものであり、外套３には車体に取り付けるための車体ブラケット４〜６が設けられている。また、上側の液封室を形成する上側ラバーに金属製取付部材が固着されていて、この取付部材に、エンジンに取り付けるためのエンジンブラケット７が結合されている。
【００１９】
ダイナミックダンパ２は、金属製のダンパブラケット１１と、質量体１２と、この質量体１２をダンパブラケット１１に支持する弾性体（ゴム）１３とからなる。
【００２０】
図２及び図３に示すように、ダンパブラケット１１は、断面矩形の長ブロック状のものであって、その一端の固定部１１ａが上記エンジンブラケット７の上に重ねられ該エンジンブラケット７と共に上記マウント装置１の金属製取付部材に図１に示すボルト１４によって結合されている。１５はボルト孔である。そうして、このダンパブラケット１１の他端部がマウント装置１から外側へ張り出しており、この張出し部１１ｂの上に上記質量体１２が弾性体１３を介して支持されている。質量体１２は円柱状に形成されている。
【００２１】
この実施形態のダンパブラケット１１は、その幅ａが３２ｍｍ、高さｂが１６ｍｍ、ボルト１４の軸心から質量体１２の中心までの距離Ｌが４８．５ｍｍに形成されて、比ｂ／ａが０．５になされている。また、ダンパブラケット１１の質量は３００ｇであり、質量体１２の質量は５００ｇである。
【００２２】
このようなダイナミックダンパ２の固有振動数ｆ_nは次式で表すことができる。
ｆ_n＝(２π)^-1・(ｋ_d／Ｍ)^1/2
ｋ_d；バネ定数
Ｍ；質量体の質量
【００２３】
この場合、ダンパブラケット１１は片持ちばりのバネとみなすことができ、また、この片持ちばりバネと弾性体１３とが直列に連なっているとみなすことができるから、片持ちばりのバネ定数をｋ₁、弾性体１３のバネ定数をｋ₂とすると、ダンパ系のバネ定数ｋ_dは次式で表される。
ｋ_d ^-1＝ｋ₁ ^-1＋ｋ₂ ^-1
【００２４】
また、片持ちばりのバネ定数ｋ₁は３ＥＩ／Ｌ³と表すことができる。但し、Ｅは縦弾性係数、Ｉは断面二次モーメント（Ｉ＝ａｂ³／１２）である。
【００２５】
本発明の特徴は、比ｂ／ａを０．４以上として、断面二次モーメントＩを大きくし、そのことによって、質量体１２を張出し支持するに必要な長さＬを確保しながら、ダンパブラケット１１の片持ちばりとしてのバネ定数ｋ₁を大きくした点にある。
【００２６】
従って、ダンパ系のバネ定数ｋ_dは主として弾性体１３のバネ定数ｋ₂によって定まり、上記固有振動数ｆ_nの調整は、質量体１２の質量Ｍと弾性体１３のバネ定数ｋ₂とによって行なうことができる。すなわち、ダンパ系の固有振動数ｆ_nを６００〜１０００Ｈｚの高い振動数に調整して、マウント装置１の当該振動数における振動レベルを効果的に低減することができる。
【００２７】
ダンパブラケット１１の片持ちばりとしてのバネ定数ｋ₁は弾性体１３のバネ定数ｋ₂の２倍以上、或いは３倍以上、さらには４倍以上とすることが好ましい。上記実施形態の場合、バネ定数ｋ₁はバネ定数ｋ₂の４倍になっている。なお、バネ定数ｋ₁がバネ定数ｋ₂の２倍以上、或いは３倍以上、或いは４倍以上となるようにするときは、ダンパブラケット１１は断面矩形に限る必要がなくなる。
【００２８】
そうして、上記ダンパブラケット１１は、ダンパ系の振動に大きな影響を与えることなく、デッドウェイトとして働くことになり、マウント装置１の振動レベルを全体的に下げることができる。
【００２９】
上記実施形態では、振動体１に１つのダイナミックダンパ２を設けたが、図４及び図５に示すように固有振動数の異なる２以上のダイナミックダンパを設けるようにしてもよい。
【００３０】
すなわち、図４に示す例は、振動体１にダンパブラケット１１の中央部を固定して、該ダンパブラケット１１の両端部を振動体１の両外側へ張り出させ、この両側に張り出した部位の各々に互いに質量の異なる質量体１２を弾性体１３によって支持したものである。
【００３１】
図５に示す例は、振動体１にダンパブラケット１１の一端部を固定して他端部を振動体１の外側へ張り出させ、この張り出した部位に質量の異なる２つの質量体１２，１２を弾性体１３によって支持したものである。
【００３２】
なお、このように相異なる固有振動数のダンパ系を複数設ける場合、その固有振動数は、上述の如く質量の大きさによって調整しても、或いは弾性体のバネ定数によって調整してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るダイナミックダンパを振動体に設けた状態を示す斜視図。
【図２】同ダイナミックダンパの側面図。
【図３】同ダイナミックダンパの平面図。
【図４】本発明の他の実施形態に係るダイナミックダンパを振動体に設けた状態を示す側面図。
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係るダイナミックダンパを振動体に設けた状態を示す側面図。
【符号の説明】
１エンジンマウント装置（振動体）
２ダイナミックダンパ
１１ダンパブラケット
１２質量体
１３弾性体

Claims

振動体に取り付けられてその振動を抑制するダイナミックダンパであって、
断面矩形状のブラケットと、該ブラケットに弾性体を介して支持された質量体とを備え、
上記ブラケットは、上記振動体に固定される固定部と、該振動体から外側へ出張る張出し部とを備え、該張出し部に上記質量体が支持されており、
上記ブラケットの断面の幅ａに対する高さｂの比ｂ／ａが０．４以上であることを特徴とするダイナミックダンパ。
請求項１に記載されているダイナミックダンパにおいて、
上記振動体が自動車のエンジンマウント装置であり、上記ブラケットの断面の幅ａに対する高さｂの比ｂ／ａが０．４以上２．０以下であり、上記ブラケットの質量が２００ｇ〜３０００ｇであることを特徴とするダイナミックダンパ。