JP4372950B2 - 粘性流体封入式ダンパー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等を用いる音響機器や情報機器等において外部からの振動を減衰する防振装置であ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】
車両等にコンパクトディスク、及び、ミニディスク等の光ディスク装置を搭載する場合、走行中に起こる車両の振動が、そのまま該光ディスク装置に伝達されると、音飛びが発生し易くなる。そこで、粘性流体封入式ダンパーを介して光ディスク装置を支持することにより振動を減衰することが行われている。
【０００３】
一般に光ディスク装置とは、前後方向に進退する光学ピックアップレンズ、及び、スピンドルモータにより駆動するディスクテーブルを備え、このディスクケーブル上に光学ディスクを装着して回転操作すると共に、光学ピックアップレンズを光学ディスクの径方向に操作し、光学ディスクにビームを垂直に照射して、光学ディスク内の記録トラックに記録された所定の情報信号を読みとり再生する装置として知られている。
【０００４】
従来の粘性流体封入式ダンパーは、図５に例示されるように、ゴム状弾性体からなる可撓部６を有する容器１の内部に充填された粘性流体２の中を、シャフト４が挿入された攪拌部３が移動することで生じる粘性流動抵抗により、外部から被支持体８に伝わる振動を減衰する。
【０００５】
図７に車載機器等に搭載されている光ディスクを用いた音響機器や情報機器等の被支持体８、粘性流体封入式ダンパー９、コイルスプリング１０、及び筐体１１との代表的な配置関係を例示する。図７においてコイルスプリング１０に吊るされた被支持体８は、下方向からシャフト４を介して支持されているが、横方向から粘性流体封入式ダンパー９によって支持された構成でもかまわない。被支持体８の移動距離は、加えられた外部からの振動の周波数帯や加速度によっても異なるが、筐体１１と被支持体８により設けられる一定空間により、各方向での最大値が決定される。
【０００６】
外部からの振動は振動数や加速度の大小が様々であり、衝撃作用も働くことがある。このような様々な振動に対して、被支持体の重量やバランスも考慮して、粘性流体封入式ダンパーの粘性流体の粘度や、可撓部のゴム状弾性体の硬度を変えることで防振効果を調整している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年では、上記防振作用を行うと同時に今まで以上に振動耐久性が求められている。
従来の図５に示すような構成の粘性流体封入式ダンパーは、外部振動等によって、被支持体８が、攪拌部３の軸に垂直方向、すなわち軸中心部から外周に向けて移動した際に、可撓部６がジャバラ状に折り畳まれ、被支持体８の軸垂直方向のストロークを制限してしまい、さらには、そのことによる可撓部６の磨耗が発生して破損の要因となっていた。その結果、破損した可撓部６から粘性流体２の漏れが発生し、防振特性を著しく劣化させると共に、光ディスク装置内に粘性流体２の付着が起きてしまう問題があった。
【０００８】
また、可撓部６の磨耗の発生を防ぐことを目的とした、図６に示すような構成の粘性流体封入式ダンパーは、可撓部６の断面形状が単一曲線で構成されている。しかし可撓部６を形成する断面の長さが短くなるため、外部振動等によって被支持体８が攪拌軸方向に移動をおこなった際のストロークを制限してしまい、粘性流体封入式ダンパーとシャフト４、或いは筐体１１との結合箇所が分離するという不具合が起こりやすく、防振特性の維持が不可能になっていた。
したがって、可撓部６の折りたたみ等により攪拌部３の軸垂直方向および軸平行方向のストロークを制限することなく、また、同時に可撓部６の磨耗が発生しない粘性流体封入式ダンパーを得ることが課題となっている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、可撓部の断面形状を段形状にすることで、あらゆる方向に対するストロークを制限することなく被支持体の動きに追従可能であり、さらに、可撓部の磨耗が発生しない粘性流体封入式ダンパーを提供するものである。
【００１０】
すなわち、攪拌部と筒状部とさらに該攪拌部と該筒状部を繋ぐ可撓部から構成される容器と、蓋によって形成される空間内に粘性流体が封入され、外部からの振動に対し該攪拌部が該粘性流体中を移動することで生じる粘性流動抵抗により振動減衰をおこなうダンパーにおいて、該可撓部の断面形状が該攪拌部の軸方向に対し垂直面と平行面によって構成される段形状としたことを特徴とする粘性流体封入式ダンパーである。
【００１１】
さらに、攪拌部の外端に繋がって形成されていることを特徴とする粘性流体封入式ダンパーである。
さらに、攪拌部の外端が外方に突出して形成されていることを特徴とする粘性流体封入式ダンパーである。
【００１２】
可撓部と、シャフトを介して支持されている被支持体との隙間が、被支持体の移動距離を十分に満たしている場合は、粘性流体の充填量を考慮して、可撓部が攪拌部の外端に繋がって形成されることが好ましい。しかし可撓部と、シャフトを介して支持されている被支持体との隙間が、被支持体の移動距離を十分に満たしていない場合は、被支持体が接触して可撓部が破損しないように、攪拌部の外端が外方に突出して形成されることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図を示しながら本発明の粘性流体封入式ダンパーについて説明する。図１から図４は、それぞれ本発明の粘性流体封入式ダンパーの実施態様の断面図である。本発明の粘性流体封入式ダンパーは、容器１が、攪拌部３と、筒状部７と、該攪拌部３と該筒状部７を繋ぐゴム状弾性体からなる可撓部６と、蓋５とにより構成され、可撓部６が、攪拌部３の軸方向に対し垂直面と平行面で形成される階段状であることを特徴とする。
【００１４】
この容器１に粘性流体２を充填して蓋５で密閉し本発明の粘性流体封入式ダンパーが得られる。被支持体８から突起したシャフト４が容器１の攪拌部３に挿入され、外部振動が発生した時に可撓部６が変形して攪拌部３が粘性流体２を攪拌動作することで粘性流動抵抗を受け、被支持体８に防振効果を与えることができる。
【００１５】
図１の実施態様は、可撓部６が攪拌部３の外端から攪拌部３の軸方向に対し垂直面に形成され、さらに垂直に折曲されて軸方向に対して平行面にて筒状部７まで延ばして形成された断面形状となっている。
【００１６】
図２の実施態様は、攪拌部３の外端から、可撓部６が攪拌部３の軸方向に対して垂直面と平行面を交互に２度繰り返して階段状に連続した断面形状となっている。
【００１７】
図３、図４の実施態様は、可撓部６が攪拌部３の軸方向に対し、垂直面と水平面とを、さらに繰り返して連続した断面形状となっている。
また、図４の実施態様は、攪拌部３の外端が外方へ突出し（突出端３ａ）、可撓部６が攪拌部３の突出端３ａより下方から形成されており、可撓部と被支持体の接触を回避した構成になっている。
【００１８】
以上の構成の可撓部を有する本発明の粘性流体封入式ダンパーによれば、攪拌部が上下左右に移動した際に可撓部自身の磨耗が起こらず、また攪拌部の軸方向に被支持体が移動した際にも攪拌部とシャフト４との密着性が損なわずに追従するので、シャフト抜けが発生しない。
【００１９】
本発明の可撓部６の断面形状は、成形性等を考慮し、攪拌部３の軸方向に対して垂直面と平行面の折曲部が適度な湾曲形状があってもかまわない。
【００２０】
本発明の可撓部は、ゴム状弾性体が好ましく、公知の合成ゴム、熱可塑性エラストマーから適宜選択される。例えば、合成ゴムはスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等が挙げられ、熱可塑エラストマーはスチレン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系、塩化ビニル系等が挙げられる。ゴム状弾性体中には公知の補強材や軟化剤等が配合されていても良く、さらにこれらのゴム状弾性体が含まれるブレンド材も用いることができる。
【００２１】
本発明の筒状部は、剛性のある素材が好ましく、公知の硬質熱可塑性樹脂、硬質熱硬化性樹脂、金属等を用いることができる。例えば金属は鉄、アルミニウム、銅、またはそれらが含まれる合金が挙げられ、硬質熱可塑性樹脂にはポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ＡＳ、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、ポリアセタール、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリアミド、フッ素樹脂、ＰＥＥＫ等が挙げられ、硬質熱硬化性樹脂にはフェノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
筒状部に熱可塑性硬質樹脂を用いて可撓部に熱可塑性エラストマーを用いた場合には、熱融着による２色成形が可能となる。
【００２２】
本発明の蓋は、上記の剛性のある素材またはゴム状弾性体の単体構造でも、両者の組み合わせによる複合構造でもかまわない。複合構造としては例えば、外枠が剛性のある熱可塑性樹脂であり、その内側に熱可塑性エラストマーが広がった円盤状構造のものが用いられる。
【００２３】
以下、実施例及び比較例にて得られた粘性流体封入式ダンパーの防振効果、および振動耐久性を次の試験方法で評価し、その結果をそれぞれ表１に示す。
【表１】

【００２４】
試験用の配置は、図７に示すように、被支持体８の下面の四隅に突起した４本の剛体のシャフト４を、４個の粘性流体封入式ダンパー９に挿入して支持し、さらに、４本の引張りコイルスプリング１０で筐体１１から吊して被支持体８を支持している。この粘性流体封入式ダンパー９、及び筐体１１は加振テーブル１２上に固定されている。
【００２５】
防振効果の評価方法は、加振テーブル１２を上下方向、または左右方向に一定加速度で周波数８〜２００Ｈｚの範囲で振動させ、被支持体８への振動伝達率を測定することによって行ない、その際の被支持体８に伝達される振動の共振周波数と共振倍率は、加振テーブルからの振動入力加速度ａ_１に対し被支持体８からの振動出力加速度ａ_２を測定し、２０ｌｏｇ（ａ_１／ａ_２）の関係式で換算し求めた。
【００２６】
振動耐久性の評価方法は、表２の振動試験条件にて加振テーブル１２を上下方向、または左右方向にて連続して加振した後、可撓部６の磨耗による粘性流体封入式ダンパーの破損、およびシャフト抜けがないか確認を行った。
【表２】

【００２７】
【実施例１】
硬度２０（ＪＩＳ Ｋ６２５３ タイプＡ）のスチレン系熱可塑性エラストマーであるゴム状弾性体からなる可撓部６及び攪拌部３と、熱可塑性硬質樹脂（ポリプロピレン）からなる筒状部７から構成される容器１内に粘性流体２を充填し、熱可塑性硬質樹脂からなる蓋５によって密閉して粘性流体封入式ダンパーを得た。粘性流体２には、回転粘度０.８ｍ^２／ｓのシリコーン系グリスを用いた。
【００２８】
本実施例１の可撓部６は図１に示すような、攪拌部の外端からその軸方向に対して垂直方向と平行方向に１回ずつ延びて筒状部に接合された断面形状とし、また可撓部６の肉厚は０.３ｍｍで均一とした。
【００２９】
【実施例２】
本実施例２の可撓部６は図２に示すような、攪拌部の外端からその軸方向に対して垂直面と平行面に交互に２回ずつ繰返して筒状部に接合された断面形状とし、また可撓部６の肉厚は０.３ｍｍで均一とし、その他は実施例１と同じ構成である粘性流体封入式ダンパーを得た。
【００３０】
【実施例３】
本実施例３の可撓部６は図３に示すような、攪拌部３の外端からその軸方向に対して垂直面と平行面を３回ずつ繰返して筒状部に接合された断面形状とし、また可撓部６の肉厚は０.３ｍｍで均一とし、その他は実施例１と同じ構成である粘性流体封入式ダンパーを得た。
【００３１】
【実施例４】
本実施例４の可撓部６は図４に示すような、攪拌部３の外端が外方へ突出し、その下方から軸方向に対して垂直面と平行面に交互に４回ずつ繰返して筒状部７に接合された断面形状とし、また可撓部６の肉厚は０.３ｍｍで均一とし、その他は実施例１と同じ構成である粘性流体封入式ダンパーを得た。
【００３２】
【比較例１】
比較例１の可撓部６は、図５に示すような攪拌部に対して軸対称な蛇腹型の断面形状とし、また可撓部６の肉厚は０.３ｍｍで均一とし、その他は実施例１と同じ構成である粘性流体封入式ダンパーを得た。
【００３３】
【比較例２】
比較例２の可撓部６は、図６に示すような単一曲線の断面形状とし、また可撓部６の肉厚は０.３ｍｍで均一とし、その他は実施例１と同じ構成である粘性流体封入式ダンパーを得た。
【００３４】
実施例１から４について、形状による共振周波数の相違があるものの、共振倍率を見る限り十分良好な防振効果が得られ、また、振動耐久性の評価においても良好であった。しかしながら比較例１では、可撓部による左右方向のストロークの制限が要因である共振倍率の上昇があり、さらに、振動耐久性の評価では、磨耗による可撓部の破損が確認された。また比較例２では、被支持体に対する十分な追従性が無いことを要因とした、共振倍率の上昇が発生し、さらに振動耐久性試験ではシャフトが抜けてしまう不具合が発生した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の粘性流体封入式ダンパーは、可撓部の断面形状を攪拌部の軸方向に対し、垂直方向と平行方向によって構成されていることにより、振動により被支持体が最大に移動した際にも、被支持体と密着して追従可能であり、さらには、可撓部内の摩擦によって生じていた可撓部の破損が起こらず、通常の防振効果に加え、長期の振動耐久性を付加することを可能とした。
【００３６】
さらに攪拌部を外方に突出させたことにより、可撓部と被支持体との接触による破損を回避することを可能とした。
さらにまた、容器の形状が複雑にならないため、粘性流体の充填が容易であり、生産性の向上が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粘性流体封入式ダンパーの実施態様
【図２】本発明の粘性流体封入式ダンパーの実施態様
【図３】本発明の粘性流体封入式ダンパーの実施態様
【図４】本発明の粘性流体封入式ダンパーの実施態様
【図５】従来の粘性流体封入式ダンパー
【図６】従来の粘性流体封入式ダンパー
【図７】粘性流体封入式ダンパーの配置図
【符号の説明】
１ 容器
２ 粘性流体
３ 攪拌部
４ シャフト
５ 蓋
６ 可撓部
６ａ 可撓部と攪拌部の連結部位
６ｂ 可撓部と筒状部の連結部位
７ 筒状部
８ 被支持体
９ 粘性流体封入式ダンパー
１０ コイルスプリング
１１ 筐体
１２ 加振テーブル

Claims (4)

1. 攪拌部と剛性のある筒状部と、該攪拌部と該筒状部を繋ぐ可撓部とから構成される容器と、蓋によって形成される空間内に粘性流体が封入され、外部からの振動に対し該攪拌部が該粘性流体中を移動することで生じる粘性流動抵抗により振動減衰をおこなうダンパーにおいて、
   該可撓部の断面形状が、該攪拌部の軸方向に対し垂直面と平行面によって均一な肉厚で形成される階段状であり、該平行面が該筒状部に略同じ厚さで繋がっていることを特徴とする粘性流体封入式ダンパー。
2. 可撓部が、攪拌部の外端に繋がって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の粘性流体封入式ダンパー。
3. 攪拌部の外端が外方に突出して形成され、可撓部と被支持体の接触を回避していることを特徴とする請求項１に記載の粘性流体封入式ダンパー。
4. 前記垂直面と平行面が交互に繰り返して階段状に連続していることを特徴とする請求項１に記載の粘性流体封入式ダンパー。

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