JP4955100B2 - ダンパー - Google Patents

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Description

本出願は、振動体と、振動体を面に連結するよう適合された少なくとも1つの弾性エレメントとを有する周波数同調ダンパーに関する。ここで、当該面の振動が、減衰されるべきものである。弾性エレメントは、ダンパーが取り付けられているとき、面の法線に概して平行な長手軸に沿って異なった場所に配置された幅広部と狭小部とを有し、幅広部と狭小部のうち、一方は弾性エレメントを振動体に取り付けるよう適合され、他方は弾性エレメントを面に取り付けるよう適合され、幅広部はキャビティを有している。

そのようなダンパーが、例えばEP1303710に開示されている。この種のダンパーは、1つまたはそれ以上の目標周波数における振動を減衰させるために用いられる。例えば、ダンパーは車のハンドルに取り付けられ、そして、車のアイドリング回転数に対応するハンドルの振動を減衰させるよう用いられる。そのようなダンパーに関連する技術的課題の1つは、ダンパーを、どのようにして多種の振動に立ち向かえるようにするかという点である。

EP1303710

本発明の目的は、既知の装置によっては取り組まれていない振動を扱うことのできる周波数同調ダンパーを提供することである。

この目的は、請求項1により画定される周波数同調ダンパーにより実現される。とりわけ、冒頭で述べた種類の周波数同調ダンパーにおいて、幅広部および狭小部は移行部により相互に連結されており、また狭小部のうち最も移行部に近接した部分は、幅広部のうち、軸方向から見た場合に移行部に最も近接した部分において、キャビティの内側に適合している。このため、狭小部を少なくとも部分的にキャビティの中に押し入れることができ、これによって移行部を曲げることができる。

このことは、弾性エレメントに、長手軸の方向における比較的に低い剛性を与え、これによって、ダンパーが、長手軸の方向において比較的に低い周波数の振動を減衰させることができるようになる。

弾性エレメントは、長手軸の周りで円形対称となっていてもよい。このことは、面の平面内において振幅を有する振動のための一様な特性を弾性エレメントに与え、これによって、エレメント周辺における弾性エレメントの配向が重要な意味を持たないようになる。

移行部は、長手軸に対して中心がくるように調整された環状のディスクの形状を有していてもよい。このことは、とりわけ低い周波数の振動に対して有用である。また、移行部は、長手軸に対して中心がくるように調整された円錐台の包絡面の形状を有していてもよい。このことはまた、弾性エレメントを、いくらか高い周波数を扱うのに適したものとする。

キャビティは、長手軸の方向において、幅広部で開口していてもよい。このことにより、周波数同調ダンパーの取り付けを容易にする道具をキャビティ内に挿入することを可能にする。キャビティはまた、この目的のため、弾性エレメントの狭小部の中へ延びていてもよい。

弾性エレメントは、シリコンゴムから形成されていてもよく、また、その他の弾性材料から形成されていてもよい。

ダンパーは、弾性エレメントを振動面に連結するよう適合された中間部材を備えていてもよい。

弾性エレメントは、振動体のキャビティの内側にある外周突起部に係合する弾性エレメントの第1外周溝によって振動体に取り付けられていてもよい。弾性エレメントは、弾性エレメントを振動面に取り付ける第2外周溝をさらに備えていてもよい。

図1は、周波数同調ダンパーを示す図である。 図2は、4つの弾性エレメントを有し、振動面に取り付けられているダンパーを示す分解組立図である。 図3は、図2のダンパーを示す正面図である。 図4aおよび図4bは、図3のダンパーを示す断面図である。 図5は、ダンパーの変形例を示す図である。 図6は、第1のタイプの弾性エレメントを示す図である。 図7は、第2のタイプの弾性エレメントを示す図である。

本発明は、一般に、周波数同調ダンパーに関する。そのようなダンパー1の例が図1に示されている。ダンパー1は、面3における振動を減衰させるために用いられ、このダンパー1は、振動体5と、少なくとも1つの弾性エレメント7とを備えており、これらは面3に取り付けられており、そして、ともにばね質量系を提供している。

振動体5の質量m、および弾性エレメント7の剛性kおよび減衰定数cは、所定の目標(target)周波数で振動すると推定される面3に減衰効果をもたらすよう選択される。面がこの周波数で振動するとき、振動体は、面と同じ周波数で、しかし面とは位相を異にして振動させられる。これによって、面の振動がおおむね減衰される。振動体は、面の振動振幅よりも相当に大きい振幅で振動してもよい。図1に示される周波数同調ダンパーの一般的な概念は、それ自体はよく知られている。

以下の開示は、周波数同調ダンパーに利用される弾性エレメントであって、振動する面における3次元までの振動を扱うのに適した弾性エレメントを示す。図1に示されているように、ダンパーは、従って、z次元(面3の法線に平行している)における振動とともに、xおよびy次元(面3に平行している)における振動を減衰させる。弾性エレメントが、異なった次元において異なったばね特性(剛性、減衰係数)を提供してもよいという点が特筆すべき点である。従って、ダンパーを、異なった次元において異なった周波数を有する面3における振動を減衰させるのに用いることができる。

図2は、弾性体19と4つの弾性エレメント11,13,15,17とを有するとともに、振動面21に取り付けられているダンパーを示す分解組立図である。振動体は、比較的に高密度の材料、例えば鋳鉄などから形成される。弾性エレメントは、様々な弾性材料から形成される。シリコンゴムは、1つの適した例である。なぜなら、シリコンゴムの弾性エレメントは、温度が上昇したとしても、その剛性および減衰係数を高い程度まで保っているからである。

振動面21は、ダンパーの一部とはみなされない。なぜなら、ダンパーの目的は、構造体の中に既に存在する面における振動を低減することだからである。しかしながら、弾性エレメントはまた、中間部材を介して振動面に連結されていてもよく、この場合、中間部材はダンパーの一部としてみなされる。

示されている例において、ダンパーは、各弾性エレメント、例えば13を、振動面における対応する開口部23を通して押し入れることにより、振動面21に取り付けられ得る。この場合、弾性エレメント13における第1溝25が開口部23のへり上でグリップを形成するまで、弾性エレメント13が開口部23を通して押し入れられる。弾性エレメントの一部は、弾性エレメント13の第2溝27が同様のグリップを振動体19上に形成するまで、振動体19の内側の中へ対応する開口部26を通してさらに押し入れられる。弾性エレメントを、以下により詳細に記載する。当業者が実現するものとして、弾性エレメントを取り付けるためのその他の多数の方法が存在する。

図3は、図2のダンパーの正面図を示す。示されているように、振動体19は、矩形形状の角に配置されている4つの弾性エレメント11,13,15,17によって振動面21に取り付けられている。言うまでもなく、その他の数の弾性エレメント、およびその他のレイアウトももちろん考えられる。

図4aおよび図4bは、図3のダンパーを示す断面図である。ここで、図4bは、4aを拡大した部分を示しており、また図4aは、図3のA−A線に沿った詳細な断面図を示している。一般に、図4bに示されているように、弾性エレメント13は、幅広部29と、狭小部31とを有している(幅広部は、狭小部に比べて広くなっており、逆もまた同様である)。幅広部29の外周溝25は、振動面21の開口部(23、図2参照)のリム33に係合しており、これによって、幅広部29が振動面21に取り付けられている。対応する方法により、狭小部31の外周溝27は、振動体19のキャビティ37の壁から突出している外周突起部35に係合しており、これによって、狭小部31が振動体19に取り付けられている。このような配置により、振動体19は、振動面21に対して弾性的に吊るされている。幅広部29および狭小部31は、面21の法線におおむね平行している長手軸39に沿って異なった位置に配置されている。

振動体19におけるキャビティ37は、弾性エレメントの幅広部29を直接に接触させることなく相当に大きい振動振幅を許容できる程度に、十分に大きくなっていてもよい(これによって、徹底的に剛性を増加させる)。しかしながら、振動体が振動面に接触する前に、幅広部を振動体に接触させ、そして振動体の動きを止めることが、有用であるかもしれない。なぜなら、さもなければ、強いノイズが生成されるであろうからである。示されているダンパーにおいて、符号37に近接する領域は、振動体が振動面に触れるのを止める遮断機能をもたらす。

図5は、その他のダンパーの形態を示している。この形態において、振動体19’は弾性エレメントの幅広部29に取り付けられており、また、振動面21’は弾性エレメントの狭小部31に取り付けられている。

図6は、図4bの弾性エレメントを示す図である。示されているように、幅広部29はキャビティ41を有している。示されている弾性エレメントにおいて、キャビティ41は、より幅広の端部に向って開口しており、このため、取り付け手順において、キャビティは、弾性エレメントを振動面の開口部の中および振動体のキャビティの中へ挿入するのに使用される道具(図示せず)を受け入れるよう用いられる。キャビティ41は、任意ではあるが、弾性エレメントの狭小部の中へ延びていてもよい。

幅広部29および狭小部31は、狭小部から外周方向に延びるとともに、その大部分が弾性エレメントの長手軸39に対して半径方向に延びる移行部43によって相互に連結されている。この弾性エレメントにおいて、移行部は、その大部分は、平坦な環状のディスクまたはリングの形状を有しており、かつ、長手軸39に対して中心がくるよう調整されている。

移行部43に最も近接している狭小部の部分45は、移行部43に最も近接しているキャビティ41の部分47よりも、半径方向における拡がりが小さくなっている。従って、軸39の方向から見た場合に、部分45はキャビティのこの部分の内側に適合している。このことにより、既知の装置に比べて、z次元、すなわち振動面の法線に平行な方向における比較的に低い剛性を実現する(図1参照)。従って、ダンパーは、z方向において比較的に低い周波数を有する振動を低減するよう用いられる。狭小部の関連する部分の寸法は、キャビティの関連する部分よりも小さく、このため、狭小部を、少なくともいくらかの程度、キャビティの中へ押し入れることができ、これによって、移行部43を曲げることができる。しかしながら、ダンパーの動作中、実際には狭小部がキャビティの中に入る必要は必ずしもないという点は特筆すべき点である。しかしながら、狭小部がキャビティの中へ押し入れられ得るという事実が、z方向における比較的に低い剛性をもたらす。

図6における弾性エレメントは、長手軸の周りで円形対称となっており、このことは、図1に示されているように、ダンパーがxおよびy方向においていくらかの特性を有するであろうことを意味している。このエレメントにおいて、移行部43に近接する狭小部31の外径は、幅広部29のうち移行部に最も近接する部分47におけるキャビティ41の直径Lよりも小さくなっている。より具体的には、示されている例において、キャビティの直径Lは、狭小部の直径Dの約1.43倍となっている。

円形対称は有利である。なぜなら、取り付けられるとき、弾性エレメントが軸39の周りで特定の配向で取り付けられる必要がないからである。しかしながら、xおよびy次元における異なった特性が望まれる場合、例えば、軸39に沿ったいくつかの位置で楕円形の断面を有する弾性エレメントを提供することもできる。その他の形状も当然に可能である。

図7aおよび図7bは、第2のタイプの弾性エレメントを示している。ここで、図7bは、図7aの線A−Aに沿った断面を示している。この形態において、移行部43’は、円錐体の包絡面の形状を有している。このことは、z方向におけるいくらか高い剛性を与え、このため、図6の形態よりもいくらか高い周波数を減衰させるのに有用とすることができる。

本発明は、記載された形態には限られない。本発明は、従属請求項の範囲内で様々な方法で変形され得る。

Claims (9)

  1. 振動体(19;19’)と、振動体を面に連結するよう適合された少なくとも1つの弾性エレメント(11,13,15,17)とを有する周波数同調ダンパーにおいて、
    当該面の振動が、減衰されるべきものであり、
    弾性エレメントは、ダンパーが取り付けられているとき、面の法線に平行な長手軸(39)に沿って異なった場所に配置された幅広部(29)と狭小部(31)とを有し、
    幅広部と狭小部のうち、一方は弾性エレメントを振動体(19;19’)に取り付けるよう適合され、他方は弾性エレメントを面に取り付けるよう適合され、幅広部はキャビティ(41)を有し、
    幅広部および狭小部は移行部(43;43’)により相互に連結されており、
    狭小部(31)のうち最も移行部(43;43’)に近接した部分(45)は、幅広部(29)のうち、軸方向(39)から見た場合に移行部に最も近接した位置にある部分(47)において、キャビティの内側に適合しており、これによって、狭小部を少なくとも部分的にキャビティの中に押し入れることができ、このことにより、移行部(43;43’)を曲げることができることを特徴とするダンパー。
  2. 少なくとも1つの弾性エレメントは、長手軸の周りで円形対称となっていることを特徴とする請求項1に記載の周波数同調ダンパー
  3. 移行部(43)は、長手軸に対して中心がくるように調整された環状のディスクの形状を有することを特徴とする請求項1または2に記載の周波数同調ダンパー
  4. 移行部(43)は、長手軸に対して中心がくるように調整された円錐台の包絡面の形状を有することを特徴とする請求項1または2に記載の周波数同調ダンパー
  5. キャビティ(41)は、長手軸の方向において、幅広部で開口していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の周波数同調ダンパー
  6. キャビティ(41)は、弾性エレメントの狭小部の中へ延びていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の周波数同調ダンパー
  7. 弾性エレメントは、シリコンゴムから形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の周波数同調ダンパー
  8. 弾性エレメントは、振動体(19)のキャビティの内側にある外周突起部(35)に係合する弾性エレメントの第1外周溝(27)によって振動体(19)に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の周波数同調ダンパー
  9. 弾性エレメントは、弾性エレメントを振動面に取り付ける第2外周溝(25)を備えていることを特徴とする請求項8に記載の周波数同調ダンパー
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