JP4737411B2 - Vibration control structure - Google Patents
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Description
振動騒音が問題となる内燃機関や電動機などにおいて、振動騒音を伝達および発生する構造体で振動騒音を低減する制振構造に関するものである。 The present invention relates to a vibration damping structure that reduces vibration noise by a structure that transmits and generates vibration noise in an internal combustion engine, an electric motor, or the like in which vibration noise is a problem.
内燃機関や電動機などでは、その動作に伴って振動が発生し、該振動は周辺の構造体を通して伝達されて振動騒音の原因になる。このため、従来から、構造体に制振材を介在させるなどして振動騒音を低減する手段が講じられている。また、振動低減効果を高めるために種々の提案がなされており、例えば制振材としての制振機能を高めた制振合金の改良技術が提案されている(特許文献1、2、3参照)。
ヤング率が高く減衰率も高い制振合金は、構造体に適用する場合、図6に示すように部材10と部材12との間に該制振合金11を挟み込む形態で適用されている場合が多い。部品同士は、ボルト13、ナット14などによって締結される。また、制振合金を成型してネジやワッシヤーとし、既存の部品と置換したり、リング形状などに加工し嵌合して使われる場合もある。
When a damping alloy having a high Young's modulus and a high damping rate is applied to a structure, it may be applied in a form in which the
しかし、従来の適用技術では以下のような問題点がある。
(a)制振合金を従来のように部材と部材に挟み込んで使用する場合、制振合金が薄いと制振効果が少ない。
(b)一方、部材の剛性が制振合金よりも低い場合、制振合金が厚いと制振効果は大きいが、結合部の剛性が低下してしまう。
(c)適用する制振合金の容積を大きくすると効果が大きいが、制振合金は高価である場合が多く、採算性に問題が起こる。
However, the conventional application techniques have the following problems.
(A) When the damping alloy is used while being sandwiched between members as in the prior art, if the damping alloy is thin, the damping effect is small.
(B) On the other hand, when the rigidity of the member is lower than that of the vibration damping alloy, if the vibration damping alloy is thick, the vibration damping effect is large, but the rigidity of the coupling portion is reduced.
(C) Increasing the volume of the damping alloy to be applied has a great effect, but the damping alloy is often expensive and causes a problem in profitability.
また、従来手法での制振合金の適用では、図7(a)に示すような部材10、12間の接合面に垂直に加わる方向の振動を制振合金11で主に低減する。ところが一般的に接合面に発生する振動は、図7(b)に示すように、接合面同士が相対的にズレるような接合面に平行な方向の振動である。このような振動方向に対して、制振合金を部材間に挟み込む構造では、制振合金を厚くしないと振動低減効果を得にくい。しかし、制振合金を厚くすると前記のように剛性やコスト面に問題が生じてしまう。
Further, in the application of the damping alloy in the conventional method, the
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、低コストで、かつ構造体の剛性を損なうことなく、水平方向の振動に対しても効果的に振動低減することができる制振構造を提供することを基本的な目的とする。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and has a damping structure capable of effectively reducing vibration even in the horizontal direction at low cost and without impairing the rigidity of the structure. The basic purpose is to provide.
すなわち、本発明の制振構造のうち、請求項1記載の発明は、第一の部材と第二の部材とが接合される接合面に、互いに対向する第一の溝と第二の溝がそれぞれの部材に形成され、該第一の溝と第二の溝とによって形成される空間に、それぞれの溝に当接するように制振合金が嵌合されており、該制振合金は、前記第一の溝の溝面に当接する第一当接片と前記第二の溝の溝面に当接する第二当接片と前記第一当接片と第二当接片とを連結する連結片とを有し、前記第一当接片、前記第二当接片および前記連結片によってS字断面形状に且つ外周輪郭が円形形状に形成されており、前記第一の部材と前記第二の部材のそれぞれの接合面同士が当接して締結されていることを特徴とする。 That is, in the vibration damping structure of the present invention, the first aspect of the invention is such that the first groove and the second groove facing each other are formed on the joint surface where the first member and the second member are joined. Damping alloys are fitted into the spaces formed by the respective members and formed by the first and second grooves so as to contact the respective grooves, A first contact piece that contacts the groove surface of the first groove, a second contact piece that contacts the groove surface of the second groove, and a connection that connects the first contact piece and the second contact piece. And the first contact piece, the second contact piece, and the connecting piece have an S-shaped cross-section and a circular outer periphery, and the first member and the second piece The bonding surfaces of the members are abutted and fastened to each other.
請求項2記載の制振構造の発明は、請求項1記載の発明において、前記第一当接片がさらに第二の溝面に当接し、前記第二当接片がさらに第一の溝面に当接することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the first contact piece further contacts the second groove surface, and the second contact piece further contacts the first groove surface. It is characterized by abutting on.
請求項3記載の制振構造の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記第一の溝と前記第二の溝とが互いに対向するV字溝で形成され、両V字溝によって形成される断面四角形の空間に、前記制振合金が嵌合されていることを特徴とする。
The invention of the vibration damping structure according to
請求項4記載の制振構造の発明は、請求項3記載の発明において、前記V字溝によって形成される四角形の空間は、前記制振合金の外周輪郭より小さくしたことを特徴とする。 A fourth aspect of the invention of the vibration damping structure is characterized in that, in the third aspect of the invention, a rectangular space formed by the V-shaped groove is made smaller than an outer peripheral contour of the damping alloy .
すなわち、本発明によれば、第一の部材と第二の部材との当接面に互いに対向する溝内空間に制振合金が嵌合されて、制振合金の第一当接片が少なくとも第一の部材の第一溝面に当接し、第二当接片が少なくとも第二の部材の第二溝面に当接する。この嵌合状態で第一の部材または第二の部材に振動が伝達されると、その振動方向に拘わらず、制振合金における連結片等において振動が効果的に低減される。また、第一の部材と第二の部材とは、溝部分を除いて接合面で接合できるので、良好な剛性を得ることができる。さらに、制振合金は、溝内に配置する量で足りるので、高コストの制振合金の使用量を低減することができ、低コストで制振構造を構成することが可能になる。 That is, according to the present invention, the damping alloy is fitted into the groove inner space facing each other on the contact surfaces of the first member and the second member, and the first contact piece of the damping alloy is at least The second contact piece comes into contact with at least the second groove surface of the second member, and comes into contact with the first groove surface of the first member. When vibration is transmitted to the first member or the second member in this fitted state, vibration is effectively reduced in the connecting piece or the like in the damping alloy regardless of the vibration direction. Moreover, since a 1st member and a 2nd member can be joined by a joint surface except a groove part, favorable rigidity can be obtained. Furthermore, since the damping alloy is sufficient in the amount disposed in the groove, it is possible to reduce the usage amount of the high-cost damping alloy, and it is possible to configure the damping structure at a low cost.
また、第一の溝と第二の溝をそれぞれ断面V字溝で形成し、該溝間で形成される断面四角形の空間にS字断面形状の制振合金を嵌合することで、溝面に制振合金を数点で内接させることができ、振動を効果的に制振合金に伝達し、制振合金のその他の部位で振動を効果的に減衰させることができる。S字断面形状では、外周輪郭を略円形にする。これにより振動低減効果に方向性を有することなく略均等に低減効果を得ることができる。 Further, each of the first groove and the second groove is formed with a V-shaped cross section, and a damping alloy having an S-shaped cross section is fitted into a space having a quadrangular cross section formed between the grooves. In addition, the damping alloy can be inscribed at several points, the vibration can be effectively transmitted to the damping alloy, and the vibration can be effectively damped at other parts of the damping alloy. The S-shaped cross section, the outer peripheral edge in a substantially circular shape. Thereby, the reduction effect can be obtained substantially evenly without having directionality in the vibration reduction effect.
また、前記V字溝によって形成される四角形の空間を前記S字断面形状に加工された制振合金の外周輪郭より小さくするなどして、溝間の空間に制振合金が弾性変形した状態で嵌合されるようにすれば、制振合金への振動伝達が確実になされて振動減衰効果が向上するとともに、剛性がさらに向上する。特に、第一の部材と第二の部材との接合方向において、制振合金の寸法よりも溝間の寸法を小さくしているのが望ましい。これにより第一の部材と第二の部材とを締結する際に、制振合金を圧縮して確実に溝面に当接させることができる。 Further, in a state where the damping alloy is elastically deformed in the space between the grooves, for example, by making a square space formed by the V-shaped groove smaller than an outer peripheral contour of the damping alloy processed into the S-shaped cross section. If fitted, the vibration transmission to the damping alloy is reliably performed, the vibration damping effect is improved, and the rigidity is further improved. In particular, in the joining direction of the first member and the second member, it is desirable that the dimension between the grooves is smaller than the dimension of the damping alloy. Thereby, when fastening the first member and the second member, the damping alloy can be compressed and reliably brought into contact with the groove surface.
本発明の制振構造は、振動騒音が問題となる内燃機関や電動機などに好適に適用されるが、本発明としては適用範囲が限定されるものではなく、振動を低減させたい種々の技術範囲に幅広く適用することができる。 The vibration damping structure of the present invention is preferably applied to an internal combustion engine, an electric motor or the like in which vibration noise is a problem. However, the scope of application of the present invention is not limited, and various technical ranges in which vibrations are desired to be reduced. Can be widely applied to.
以上、説明したように本発明の制振構造は、第一の部材と第二の部材とが接合される接合面に、互いに対向する第一の溝と第二の溝がそれぞれの部材に形成され、該第一の溝と第二の溝とによって形成される空間に、それぞれの溝に当接するように制振合金が嵌合されており、該制振合金は、前記第一の溝の溝面に当接する第一当接片と前記第二の溝の溝面に当接する第二当接片と前記第一当接片と第二当接片とを連結する連結片とを有し、前記第一当接片、前記第二当接片および前記連結片によってS字断面形状に且つ外周輪郭が円形形状に形成されており、前記第一の部材と前記第二の部材のそれぞれの接合面同士が当接して締結されているので、制振合金の配置量を少なくでき、低コスト化を図ることができる。 As described above, in the vibration damping structure of the present invention, the first groove and the second groove facing each other are formed in each member on the joint surface where the first member and the second member are joined. A damping alloy is fitted in the space formed by the first groove and the second groove so as to abut each of the grooves, and the damping alloy A first contact piece that contacts the groove surface; a second contact piece that contacts the groove surface of the second groove; and a connecting piece that connects the first contact piece and the second contact piece. The first abutting piece, the second abutting piece and the connecting piece have an S-shaped cross-sectional shape and a circular outer periphery, and each of the first member and the second member. Since the joining surfaces are brought into contact with each other and fastened, the amount of the damping alloy disposed can be reduced and the cost can be reduced.
そして、振動発生の際には、第一部材と第二部材との間を伝達しようとする振動が、制振合金に効果的に伝わり、該制振合金によって振動が効果的に減衰され、振動騒音の発生を低減する。また、部材同士の接触面積が大きいことから、制振合金による剛性の低下は殆ど発生しない効果がある。 When the vibration is generated, the vibration to be transmitted between the first member and the second member is effectively transmitted to the damping alloy, and the vibration is effectively attenuated by the damping alloy. Reduce the generation of noise. Further, since the contact area between the members is large, there is an effect that almost no decrease in rigidity due to the damping alloy occurs.
また、前記第一の溝と第二の溝とを互いに対向するV字溝で形成し、両V字溝によって形成される断面四角形の空間にS字断面形状に加工された制振合金を嵌合すれば、該S字断面形状の制振合金の使用によって上記振動低減効果は一層顕著なものとなり、制振合金の使用量も、より少ないものとすることができる。 Further, the first groove and the second groove are formed as V-shaped grooves facing each other, and a damping alloy processed into an S-shaped cross-sectional shape is fitted into a square-shaped space formed by both V-shaped grooves. If combined, the use of the damping alloy having the S-shaped cross section makes the vibration reducing effect more remarkable, and the amount of damping alloy used can be made smaller.
さらに、本発明によれば、振動騒音を伝達および発生する構造体において、それら構造体がいくつかの部品から形成されている場合、それら接合面に対してわずかな加工により制振合金を適用することができ、適用範囲が広いという効果もある。 Furthermore, according to the present invention, in a structure that transmits and generates vibration noise, when the structure is formed of several parts, the damping alloy is applied to the joint surfaces by slight processing. It can also be applied and has a wide application range.
また、溝間の空間に嵌合された制振合金は、第一当接片、第二当接片、連結片で構成され、S字断面の形状を持つことによってバネの役割を果たし、溝形状や制振合金の断面形状の寸法が多少変化しても、制振合金が必ず溝面に最適に接触し、振動低減効果を発揮する。 Also, space mated damping alloy between the grooves, the first contact piece, the second contact piece is constituted by a connecting piece, serve spring by having a shape of S Zidane surface, Even if the dimensions of the groove shape and the cross-sectional shape of the damping alloy change slightly, the damping alloy always comes into optimal contact with the groove surface and exhibits a vibration reduction effect.
また、S字断面形状の制振合金の外周輪郭を略円形にすることで溝面との接触効率がよくなり、どの方向に組み立てたとしても常に両者の部材に接触し、常に最適な振動低減効果を得ることができる。 Also, better efficiency of contact with the groove surface by the outer peripheral contour of the damping alloy of S-section shape in a substantially circular shape, also always in contact with both the members as assembled in the very direction of always optimal vibration A reduction effect can be obtained.
以下に、本発明の一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。
制振合金1は、S字断面形状の長尺形状を有しており、断面円弧状の第一当接片1aと同じく断面円弧状の第二当接片1bと、第一当接片1aと第二当接片1bのそれぞれの端部に連なる連結片1cとによって構成されており、外周輪郭は円形形状を有している。
Below, one Embodiment of this invention is described based on FIGS.
The
一方、振動騒音を伝達および発生する構造体を構成している第一の部材2と第二の部材3とには、図2に示すようにそれぞれ前記第一当接片1aまたは第二当接片1bを収納可能な断面V字形状の第一の溝4aと第二の溝4bとが対向位置に形成されている。前記第一の溝4aと第二の溝4bとは、第一の部材2と第二の部材3とを重ね合わせることにより断面四角形の空間4を構成する。該空間4に上記した制振合金1が嵌合される。この際には、第一当接片1aが第一の溝4aの溝面の対象位置でa、b点に当接し、第二当接片1bが第二の溝4bの溝面の対象位置でc、d点に当接するように配置する。
On the other hand, the
なお、制振合金1の図示上下方向の寸法に対し、空間4の図示上下方向に寸法が小さくなっており、第一の部材2と第二の部材3とを重ね合わせることによって当接点a、bと当接点c、d間の距離が縮まり、制振合金1が図示上下方向で圧縮される。これにより、制振合金1は、上記a、b、c、d点の全てで第一の部材2と第二の部材3とに確実に接触し続け、振動低減効果の大きい制振構造が得られる。第一の部材2と第二の部材3とは、ボルト13、ナット14などによって締結されて所期の目的に利用される。
Incidentally, with respect to the vertical direction in the figure of the size of the damping
上記制振構造では、第一の部材2と第二の部材3のいずれか一方が振動騒音を伝達および発生する構造体であると、振動は、上記当接点を介して上記制振合金1に伝達される。制振合金1は、第一当接片1aまたは第二当接片1bに伝達された振動が当接片から連結片1c、さらに他方の当接片に伝達される際に、振動を減衰させ、接合面に対する水平方向を含めていずれの振動方向に対しても良好な振動低減効果を発揮し、他方の部材に伝わる振動騒音を低減することができる。
また、第一の部材2と第二の部材3とは、上記締結によって接合面同士が広い面積で当接し、制振合金1の配置位置では、制振合金1による弾性力が作用して全体として良好な剛性が得られる。
In the vibration damping structure, if either one of the
Further, the
なお、上記実施形態では、S字断面形状の制振合金1において、第一当接片1aを第一の溝4aに対称位置で2点a、bで当接させ、第二当接片1bを第二の溝4bに対称位置で2点c、dで当接させるものとしたが、その配置位置は上記実施形態に限定されるものではなく、第一当接片1aを第一の溝4aの溝面と第二の溝4bの溝面の両方に当接させ、第二当接片1bを第二の溝4bの溝面と第一の溝4aの溝面の両方とに当接させるようにしてもよい。該配置位置は、例えば部材を伝達する振動の方向などを考慮して設定することができる。
In the above-described embodiment, in the damping
図5は、制振合金1の配置方向の変更例を示すものであり、(a)図では、制振合金1をS字断面が図示横向きになるように配置したものである。該配置でも、いずれの方向に対して振動低減効果があり、特に縦方向の振動低減に効果がある。また、(b)図では、制振合金1をS字断面が図示45度斜めになるように配置したものである。該位置でも、いずれの方向に対しても振動低減効果があり、特に斜め方向での振動低減に良好な効果を発揮する。
FIG. 5 shows a modification example of the arrangement direction of the damping
また、上記のように、制振合金の配置方向によらず、良好な振動低減効果が得られるので、配置作業に際し配置方向にバラツキが生じた場合も同等な性能が得られるので、配置作業の負担が小さいという効果がある。 In addition, as described above, a good vibration reduction effect can be obtained regardless of the arrangement direction of the damping alloy, so that equivalent performance can be obtained even when there are variations in the arrangement direction during the arrangement work. There is an effect that the burden is small.
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記説明の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で変更が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to the content of the said description, A change is possible in the range which does not deviate from the scope of the present invention.
1 制振合金
1a 第一の当接片
1b 第二の当接片
1c 連結片
2 第一の部材
3 第二の部材
4 空間
4a 第一の溝
4b 第二の溝
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