JP4339428B2 - 減衰可変型粘性流体封入式ダンパー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響機器や光ディスク等の情報機器、あるいは精密電子機器等に使用される、外部からの振動を吸収する防振装置、特に車載用の光ディスク等のカーエレクトロニクスの防振に用いられる粘性流体封入式ダンパーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粘性流体封入式ダンパーは、音響機器、情報機器、特に車載用ＣＤプレーヤーに内蔵され、そのダンパー内部に充填された粘性流体の粘性流動抵抗により外部からプレーヤー内部のピックアップメカニズムに伝達される振動を吸収する優れた防振特性を持つ(図３)。
【０００３】
この粘性流体封入式ダンパーは、防振する被支持体であるピックアップメカニズムの重量およびそのバランスに応じて、金属製の引張りまたは圧縮スプリングと併用されることもある。また、自動車の振動には、振動数あるいは加速度が小さいものから大きいものまでさまざまなものがあり、衝撃作用も働くことがある。
【０００４】
このようなさまざまな振動に対して、被支持体の重量やバランスにあわせる様に粘性流体封入式ダンパーの粘性流体の粘度を調整したり、封入しているゴム状弾性体の硬度を調整することで最適な防振効果を持たせている。
【０００５】
実開昭６３−１６４８９０号には、図４に示すように、ダンパー内部にリブが設けられているものが記載されている。
【０００６】
これは、ダンパー側壁より内部に向かうリブ部を突設したことにより、大振幅時にリブとシャフトが挿入されている攪拌部間がオリフィスを形成し、流動体が急激に移動できないので流体抵抗が発生してシャフトに加わるショックが緩和される。従って攪拌部端部の破損のおそれがないというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高粘度の粘性流体を封入したダンパーでは、一般的に１００Hz未満の低い周波数、特に共振周波数域の外部振動に対して、減衰効果が大きいが、１００Hz以上の高い周波数の振動に対しては、減衰力を発揮せず、振動伝達率を下げることが弱く、つまり防振効果が低下する傾向にある。
【０００８】
逆に低粘度の粘性流体を封入したダンパーでは、被支持体の共振周波数付近において、特に低い周波数（１０〜２０Ｈｚ付近）では、被支持体の共振倍率が高くなるため、メカニズムの振幅が大きくなり、この周波数付近ではディスクの音飛び、誤動作等が発生し易くなる。
また、実開昭６３−１６４８９０号考案は、攪拌部がリブ方向に振幅し、攪拌部とリブが接触した場合、流体抵抗が発生し難くなり、従って減衰効果を生じる周波数の範囲が狭くなる欠点がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は上記課題を解決する減衰可変型粘性封入式ダンパーであって、粘性流体を封入するダンパーのフタより攪拌部周囲に向かって緩衝帯を設けることで、高い周波数域では加速度が大きくても振幅が小さいため攪拌部と粘性流体によって振動伝達率を小さくでき、高い防振特性効果が得られ、低い周波数域では振幅が大きいため撹拌部の移動が大きくなり撹拌部と緩衝帯が接触し、攪拌部および緩衝帯と粘性流体によって振動伝達率を小さくでき、高い防振特性効果が得られるようになる。したがって低周波数域から高周波数域まで広い周波数域で大きい減衰効果を持ち、且つ被支持体であるメカニズムの共振周波数での共振倍率を抑える粘性流体封入式ダンパーを提供できるものである。
【００１０】
さらに本発明は、攪拌部および緩衝帯がゴム状弾性体であり、材質としては天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、あるいは熱可塑性のスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等が挙げられ、特に低い周波数の最適振動伝達特性を得るためには、ゴム状弾性体の硬度が、ＪＩＳ−Ａタイプで、１０〜９０が適当であり、また、損失係数が０．０３以上であることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図を参照しながら本発明の減衰可変型粘性流体封入式ダンパーの構成について説明する。
図１に、本発明の粘性封入式ダンパーの一例に従った断面図を示す。
容器１は、ゴム状弾性体の単体構造（ａ）、またはゴム状弾性体１ｂと硬質樹脂１ａ、もしくはゴム状弾性体と金属の複合構造（ｂ）からなり、内部に粘性流体２をフタ６とで密閉している。フタ６も容器１と同様のゴム状弾性体構造としてある。
容器１には、上部より攪拌部４が筒状に陥没しており、被支持体から突起した剛体シャフト５が、攪拌部４の筒状抵抗部位に挿入される。
【００１２】
容器１内には、側壁とわずかの間隔をおいてゴム状弾性体からなる緩衝帯３をフタ６より突出させてある。
外部振動が発生した時に、攪拌部４とシャフト５の振幅すなわち攪拌動作により、粘性流体２の粘性抵抗および緩衝帯３の応力緩和作用により、被支持体が防振効果を得ている。例えば、攪拌部４とシャフト５の振幅の大きい被支持体の共振周波数付近では、攪拌部４がゴム状弾性体からなる緩衝帯３に接触し、その応力緩和および緩衝帯と容器の間の粘性流体の粘性流動抵抗により、被支持体の共振倍率を抑える効果をもつ。また、攪拌部４とシャフト５の振幅の小さいときには、攪拌部４が緩衝帯３に接触することなく粘性流体２の粘性流動抵抗により高い防振特性効果を発揮する。
【００１３】
本発明の粘性流体は、回転粘度を上げるために、ポリメチルシルセスキオキサン粉末を適当量加え十分に混練させたもので、回転粘度100k〜1000kcsに調整したものが好ましい。
【００１４】
【実施例１】
容器１は、材質として硬度（JIS-K-6301-Ａ型）３０のブチルゴムを用いたゴム状弾性体からなり、これに粘性流体２を充填した。この粘性流体は、ジメチルシリコーンオイル（東レダウコーニング・シリコーン社製、10kcs品）に回転粘度を上げるために平均粒径２０μｍのポリメチルシルセスキオキサン粉末（東レダウコーニング・シリコーン社製、トレフィルR-900）を適当量加え十分に混練させたもので、回転粘度1000kcsに調整して作製した。容器と同様のゴム状弾性体を用いたフタ６より環状の緩衝帯３を撹拌部４の外周に隙間０．８mmを有して突起させた。
【００１５】
【比較例１】
図４に従来のダンパーを示す。
容器１１は、硬度（JIS-K-6301-Ａ型）３０のブチルゴムを用いたゴム状弾性体からなり、これに粘性流体１２を充填した。この粘性流体は、ジメチルシリコーンオイル（東レダウコーニング・シリコーン社製、10k cs品）に回転粘度を上げるために、平均粒径２０μｍのポリメチルシルセスキオキサン粉末（東レダウコーニング・シリコーン社製、トレフィルR-900）を適当量加え十分に混練させたもので、回転粘度1000kcsに調整して作製した。容器１１の側面より内部に向うリブ１３を水平に攪拌部１４の外周に隙間０．８mmを有して突起させた構造とした。
【００１６】
【比較例２】
図３に従来のダンパーを示す。
容器２１は、材質として硬度（JIS-K-6301-Ａ型）３０のブチルゴムを用い、粘性流体２２は、ジメチルシリコーンオイルに平均粒径２０μｍのポリメチルシルセスキオキサン粉末（東レダウコーニング・シリコーン社製、トレフィルR-900）を十分に混練させた、回転粘度1000kcsのシリコーングリス粘性流体のみを封入充填させたものを作製した。
【００１７】
前述の作製した減衰可変型粘性流体封入式ダンパーの防振効果を評価するための試験方法を横断面図である図２を用いて説明する。
被支持体Ａの重量は、３８０ｇであり、これから４本の剛体のシャフトが突起していて、このシャフトＣを本発明である４個の減衰可変型粘性流体封入ダンパーＢに挿入し、被支持体Ａの支持を行っており、更に引張りコイルスプリングＤ（４本）によっても被支持体を支持している。また枠Ｅは減衰可変型粘性流体封入ダンパーＢおよび引張りコイルスプリングＤの取り付けが可能な金属の枠になっており、加振テーブルＦに固定されている。
【００１８】
本発明及び従来のダンパーを、振動伝達測定した結果を表１に示す。
【００１９】
加振の方向は図２に対して、上下方向に一定加速度で周波数８〜２００Hzの範囲で振動させ、共振倍率は共振周波数に加振テーブルからの振動入力加速度ａ１に対し被支持体からの振動出力加速度ａ２をａ２ ／ａ１の関係で表したものであり、また１００Hzの振動伝達率も同様の関係を表したものである。
【００２０】
比較例１と実施例１をみると、振幅の大きい共振点付近において実施例の緩衝帯３が攪拌部４に接触したときの応力緩和作用および緩衝帯と容器の間の粘性流体の粘性流動抵抗により共振倍率の低下が確認された。防振域である高周波数域（１００Ｈｚ付近）において比較例１より優れた防振減衰効果が認められる。
比較例２と実施例１をみると振幅の大きい共振点付近において共振倍率の低下が確認された。防振域である高周波数域（１００Ｈｚ付近）において比較例２より優れた防振減衰効果が認められる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、粘性流体の内部にゴム状弾性体からなる緩衝帯を設けることにより、防振させる被支持体の振幅の大きい周波数付近においてゴム状弾性体の応力緩和を利用して防振効果を向上させる。実際の車載ＣＤメカニズムに使用される場合には、共振点付近での音飛び、誤動作の発生を防止する効果が期待され、また、振幅の小さい高周波数では内部の粘性流体の流動抵抗により減衰効果を発揮することの可能な減衰可変型粘性流体封入式ダンパーを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ダンパーの断面図
【図２】試験方法の横断面図
【図３】従来ダンパーの断面図
【図４】従来ダンパーの断面図
【表１】
振動伝達測定結果
【符号の説明】
１ 容器
１ａ 硬質樹脂
１ｂ ゴム状弾性体
２ 粘性流体
３ 緩衝帯
４ 攪拌部
５ シャフト
６ フタ
Ａ 被支持体
Ｂ 減衰可変型粘性流体封入ダンパー
Ｃ シャフト
Ｄ コイルスプリング
Ｅ 枠
Ｆ 加振テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響機器や光ディスク等の情報機器、あるいは精密電子機器等に使用される、外部からの振動を吸収する防振装置、特に車載用の光ディスク等のカーエレクトロニクスの防振に用いられる粘性流体封入式ダンパーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粘性流体封入式ダンパーは、音響機器、情報機器、特に車載用ＣＤプレーヤーに内蔵され、そのダンパー内部に充填された粘性流体の粘性流動抵抗により外部からプレーヤー内部のピックアップメカニズムに伝達される振動を吸収する優れた防振特性を持つ(図３)。
【０００３】
この粘性流体封入式ダンパーは、防振する被支持体であるピックアップメカニズムの重量およびそのバランスに応じて、金属製の引張りまたは圧縮スプリングと併用されることもある。また、自動車の振動には、振動数あるいは加速度が小さいものから大きいものまでさまざまなものがあり、衝撃作用も働くことがある。
【０００４】
このようなさまざまな振動に対して、被支持体の重量やバランスにあわせる様に粘性流体封入式ダンパーの粘性流体の粘度を調整したり、封入しているゴム状弾性体の硬度を調整することで最適な防振効果を持たせている。
【０００５】
実開昭６３−１６４８９０号には、図４に示すように、ダンパー内部にリブが設けられているものが記載されている。
【０００６】
これは、ダンパー側壁より内部に向かうリブ部を突設したことにより、大振幅時にリブとシャフトが挿入されている攪拌部間がオリフィスを形成し、流動体が急激に移動できないので流体抵抗が発生してシャフトに加わるショックが緩和される。従って攪拌部端部の破損のおそれがないというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高粘度の粘性流体を封入したダンパーでは、一般的に１００Hz未満の低い周波数、特に共振周波数域の外部振動に対して、減衰効果が大きいが、１００Hz以上の高い周波数の振動に対しては、減衰力を発揮せず、振動伝達率を下げることが弱く、つまり防振効果が低下する傾向にある。
【０００８】
逆に低粘度の粘性流体を封入したダンパーでは、被支持体の共振周波数付近において、特に低い周波数（１０〜２０Ｈｚ付近）では、被支持体の共振倍率が高くなるため、メカニズムの振幅が大きくなり、この周波数付近ではディスクの音飛び、誤動作等が発生し易くなる。
また、実開昭６３−１６４８９０号考案は、攪拌部がリブ方向に振幅し、攪拌部とリブが接触した場合、流体抵抗が発生し難くなり、従って減衰効果を生じる周波数の範囲が狭くなる欠点がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は上記課題を解決する減衰可変型粘性封入式ダンパーであって、粘性流体を封入するダンパーのフタより攪拌部周囲に向かって緩衝帯を設けることで、高い周波数域では加速度が大きくても振幅が小さいため攪拌部と粘性流体によって振動伝達率を小さくでき、高い防振特性効果が得られ、低い周波数域では振幅が大きいため撹拌部の移動が大きくなり撹拌部と緩衝帯が接触し、攪拌部および緩衝帯と粘性流体によって振動伝達率を小さくでき、高い防振特性効果が得られるようになる。したがって低周波数域から高周波数域まで広い周波数域で大きい減衰効果を持ち、且つ被支持体であるメカニズムの共振周波数での共振倍率を抑える粘性流体封入式ダンパーを提供できるものである。
【００１０】
さらに本発明は、攪拌部および緩衝帯がゴム状弾性体であり、材質としては天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、あるいは熱可塑性のスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等が挙げられ、特に低い周波数の最適振動伝達特性を得るためには、ゴム状弾性体の硬度が、ＪＩＳ−Ａタイプで、１０〜９０が適当であり、また、損失係数が０．０３以上であることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図を参照しながら本発明の減衰可変型粘性流体封入式ダンパーの構成について説明する。
図１に、本発明の粘性封入式ダンパーの一例に従った断面図を示す。
容器１は、ゴム状弾性体の単体構造（ａ）、またはゴム状弾性体１ｂと硬質樹脂１ａ、もしくはゴム状弾性体と金属の複合構造（ｂ）からなり、内部に粘性流体２をフタ６とで密閉している。フタ６も容器１と同様のゴム状弾性体構造としてある。
容器１には、上部より攪拌部４が筒状に陥没しており、被支持体から突起した剛体シャフト５が、攪拌部４の筒状抵抗部位に挿入される。
【００１２】
容器１内には、側壁とわずかの間隔をおいてゴム状弾性体からなる緩衝帯３をフタ６より突出させてある。
外部振動が発生した時に、攪拌部４とシャフト５の振幅すなわち攪拌動作により、粘性流体２の粘性抵抗および緩衝帯３の応力緩和作用により、被支持体が防振効果を得ている。例えば、攪拌部４とシャフト５の振幅の大きい被支持体の共振周波数付近では、攪拌部４がゴム状弾性体からなる緩衝帯３に接触し、その応力緩和および緩衝帯と容器の間の粘性流体の粘性流動抵抗により、被支持体の共振倍率を抑える効果をもつ。また、攪拌部４とシャフト５の振幅の小さいときには、攪拌部４が緩衝帯３に接触することなく粘性流体２の粘性流動抵抗により高い防振特性効果を発揮する。
【００１３】
本発明の粘性流体は、回転粘度を上げるために、ポリメチルシルセスキオキサン粉末を適当量加え十分に混練させたもので、回転粘度100k〜1000kcsに調整したものが好ましい。
【００１４】
【実施例１】
容器１は、材質として硬度（JIS-K-6301-Ａ型）３０のブチルゴムを用いたゴム状弾性体からなり、これに粘性流体２を充填した。この粘性流体は、ジメチルシリコーンオイル（東レダウコーニング・シリコーン社製、10kcs品）に回転粘度を上げるために平均粒径２０μｍのポリメチルシルセスキオキサン粉末（東レダウコーニング・シリコーン社製、トレフィルR-900）を適当量加え十分に混練させたもので、回転粘度1000kcsに調整して作製した。容器と同様のゴム状弾性体を用いたフタ６より環状の緩衝帯３を撹拌部４の外周に隙間０．８mmを有して突起させた。
【００１５】
【比較例１】
図４に従来のダンパーを示す。
容器１１は、硬度（JIS-K-6301-Ａ型）３０のブチルゴムを用いたゴム状弾性体からなり、これに粘性流体１２を充填した。この粘性流体は、ジメチルシリコーンオイル（東レダウコーニング・シリコーン社製、10k cs品）に回転粘度を上げるために、平均粒径２０μｍのポリメチルシルセスキオキサン粉末（東レダウコーニング・シリコーン社製、トレフィルR-900）を適当量加え十分に混練させたもので、回転粘度1000kcsに調整して作製した。容器１１の側面より内部に向うリブ１３を水平に攪拌部１４の外周に隙間０．８mmを有して突起させた構造とした。
【００１６】
【比較例２】
図３に従来のダンパーを示す。
容器２１は、材質として硬度（JIS-K-6301-Ａ型）３０のブチルゴムを用い、粘性流体２２は、ジメチルシリコーンオイルに平均粒径２０μｍのポリメチルシルセスキオキサン粉末（東レダウコーニング・シリコーン社製、トレフィルR-900）を十分に混練させた、回転粘度1000kcsのシリコーングリス粘性流体のみを封入充填させたものを作製した。
【００１７】
前述の作製した減衰可変型粘性流体封入式ダンパーの防振効果を評価するための試験方法を横断面図である図２を用いて説明する。
被支持体Ａの重量は、３８０ｇであり、これから４本の剛体のシャフトが突起していて、このシャフトＣを本発明である４個の減衰可変型粘性流体封入ダンパーＢに挿入し、被支持体Ａの支持を行っており、更に引張りコイルスプリングＤ（４本）によっても被支持体を支持している。また枠Ｅは減衰可変型粘性流体封入ダンパーＢおよび引張りコイルスプリングＤの取り付けが可能な金属の枠になっており、加振テーブルＦに固定されている。
【００１８】
本発明及び従来のダンパーを、振動伝達測定した結果を表１に示す。
【００１９】
加振の方向は図２に対して、上下方向に一定加速度で周波数８〜２００Hzの範囲で振動させ、共振倍率は共振周波数に加振テーブルからの振動入力加速度ａ１に対し被支持体からの振動出力加速度ａ２をａ２ ／ａ１の関係で表したものであり、また１００Hzの振動伝達率も同様の関係を表したものである。
【００２０】
比較例１と実施例１をみると、振幅の大きい共振点付近において実施例の緩衝帯３が攪拌部４に接触したときの応力緩和作用および緩衝帯と容器の間の粘性流体の粘性流動抵抗により共振倍率の低下が確認された。防振域である高周波数域（１００Ｈｚ付近）において比較例１より優れた防振減衰効果が認められる。
比較例２と実施例１をみると振幅の大きい共振点付近において共振倍率の低下が確認された。防振域である高周波数域（１００Ｈｚ付近）において比較例２より優れた防振減衰効果が認められる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、粘性流体の内部にゴム状弾性体からなる緩衝帯を設けることにより、防振させる被支持体の振幅の大きい周波数付近においてゴム状弾性体の応力緩和を利用して防振効果を向上させる。実際の車載ＣＤメカニズムに使用される場合には、共振点付近での音飛び、誤動作の発生を防止する効果が期待され、また、振幅の小さい高周波数では内部の粘性流体の流動抵抗により減衰効果を発揮することの可能な減衰可変型粘性流体封入式ダンパーを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ダンパーの断面図
【図２】試験方法の横断面図
【図３】従来ダンパーの断面図
【図４】従来ダンパーの断面図
【表１】
振動伝達測定結果
【符号の説明】
１ 容器
１ａ 硬質樹脂
１ｂ ゴム状弾性体
２ 粘性流体
３ 緩衝帯
４ 攪拌部
５ シャフト
６ フタ
Ａ 被支持体
Ｂ 減衰可変型粘性流体封入ダンパー
Ｃ シャフト
Ｄ コイルスプリング
Ｅ 枠
Ｆ 加振テーブル
Claims (3)
- 粘性流体が、ゴム状弾性体からなる攪拌部を有する容器とフタにより封入され、外部からの振動に対しそのゴム状弾性体の攪拌部が粘性流体中を移動することで粘性抵抗を生じ減衰力をもつダンパーにおいて、
攪拌部とわずかな間隔を有して、ゴム状弾性体からなる環状の緩衝帯がフタから容器内に突起し、
振幅が小さいときには、攪拌部と粘性流体の粘性流動抵抗によって振動減衰を行ない、
振幅が大きいときには、攪拌部が緩衝帯に接触することで、緩衝帯による応力緩和と、緩衝帯と容器の間の粘性流体による粘性流動抵抗との両方を受けて、振動減衰を行なう
ことを特徴とする減衰可変型粘性流体封入式ダンパー。 - ゴム状弾性体が、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムあるいは熱可塑性のスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１に記載の減衰可変型粘性流体封入式ダンパー。
- 緩衝帯が、容器の側壁から間隔を有していることを特徴とする請求項１に記載の減衰可変型粘性流体封入式ダンパー。
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|---|---|---|---|
| JP23759598A JP4339428B2 (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 減衰可変型粘性流体封入式ダンパー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23759598A JP4339428B2 (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 減衰可変型粘性流体封入式ダンパー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065120A JP2000065120A (ja) | 2000-03-03 |
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ID=17017658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23759598A Expired - Fee Related JP4339428B2 (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 減衰可変型粘性流体封入式ダンパー |
Country Status (1)
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| CN107458320A (zh) * | 2017-10-10 | 2017-12-12 | 辽宁科技大学 | 一种减振防滑的行车记录仪支撑装置 |
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-
1998
- 1998-08-24 JP JP23759598A patent/JP4339428B2/ja not_active Expired - Fee Related
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