JP4959489B2

JP4959489B2 - 自動車用制振装置

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Publication number: JP4959489B2
Application number: JP2007246096A
Authority: JP
Inventors: 浩一長谷川; 篤村松; 郁明橋本
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: JP2009074655A

Description

本発明は、自動車のフレーム等の振動部材に対して取り付けられて、滑り摩擦や内部摩擦に基づく減衰効果によって該振動部材の振動を抑える自動車用制振装置に関するものである。

従来から、自動車におけるフレーム等の振動部材（制振対象部材）において、問題となる共振時の振動を低減する方法としては、例えば、特許文献１（特開２００４−２８１２４号公報）にも記載されているように、所定の質量を有するマス部材をばね部材によって振動部材に対して弾性的に連結したダイナミックダンパを配設する方法が、一般的に知られている。

ところで、最近では、衝突時における衝撃力の吸収や自動車の軽量化等を目的として、比較的に低剛性の部材が自動車に採用される場合がある。このような低剛性の部材では、従来から採用されていた高剛性の部材に比して、固有振動数が小さくなることから、共振時における振幅が大きくなり易い。そのため、低剛性部材の共振時における振動は、乗員に体感される程度に大きなものとなるおそれがあり、有効な制振が必要であると考えられている。

ところが、制振対象振動が低周波数域の振動であることから、目的とする制振効果を従来構造のダイナミックダンパによって実現しようとすると、ばね部材のばね定数を充分に小さくするか、或いはマス部材の質量を充分に大きくする必要があり、ばね部材の耐久性や車両重量の増加が問題となり易かった。

特開２００４−２８１２４号公報

ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、低周波数域にまで亘る広い周波数域において振動部材の共振振動を有効に低減せしめることが出来る、新規な構造の自動車用制振装置を提供することにある。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。

すなわち、本発明は、自動車の振動部材に取り付けられた自動車用制振装置であって、前記振動部材とは固有振動数の異なるロッド部材が該振動部材に併設されており、該ロッド部材が長手方向の複数箇所に設けられた支持ゴムによって該振動部材に連結されて弾性支持されていると共に、該支持ゴムの少なくとも一つにおいて該ロッド部材が挿通されて取り付けられ且つ該支持ゴムの外周面に前記振動部材が取り付けられて該支持ゴムがそれらロッド部材と振動部材との間で予圧縮されている一方、共振状態とされた該振動部材における該支持ゴムによる該ロッド部材への複数の連結部間の直線距離が、非共振状態とされた該ロッド部材における該支持ゴムによる該振動部材への複数の連結部間の直線距離に対して、該振動部材の共振時における該振動部材の変形に伴って繰り返し相対変化せしめられるように為し、かかる支持ゴムによる複数の連結部間における該振動部材と該ロッド部材との直線距離の相対的な繰り返し変化に基づいて、前記予圧縮された支持ゴムの弾性変形と該ロッド部材の該予圧縮された支持ゴムに対する滑り摩擦の少なくとも一方による該振動部材への減衰力が発揮されるようにしたことを特徴とする。

このような本発明に従う構造とされた自動車用の制振装置においては、振動部材とは異なる固有振動数を有するロッド部材が振動部材に対して支持ゴムで支持されることにより、振動部材の共振状態下において、支持ゴムの弾性変形による内部摩擦に基づく減衰力と、ロッド部材と支持ゴムの滑り摩擦に基づく減衰力の少なくとも一方が、振動部材に対して作用せしめられる。これにより、振動部材の共振振動が低減せしめられて、乗り心地の向上等が効果的に発揮される。

しかも、摩擦による減衰を利用することにより、振動部材の共振周波数が比較的に低周波数である場合にも、ロッド部材の質量の増加を抑えつつ制振効果を得ることが出来る。更に、振動部材の共振周波数が比較的に低周波数である場合にも、支持ゴムのばね定数を小さくすることなく減衰力が作用せしめられることから、支持ゴムの耐久性を有利に得ることが出来る。

また、本発明に係る自動車用の制振装置においては、前記振動部材が、例えば、自動車のフレームとされている。

このように自動車のフレームに本発明に係る制振装置を適用することにより、比較的に低剛性のフレームを採用する場合にも、低周波数域での共振を効果的に抑えて、良好な乗り心地を提供することが出来る。

さらに、本発明に係る自動車用の制振装置においては、前記振動部材の共振時において、複数の前記支持ゴムの少なくとも一つでは前記予圧縮された支持ゴムの弾性変形に基づいて減衰が発揮されるようになっていることが望ましい。

このような本態様によれば、支持ゴムの弾性変形による内部摩擦に基づいて振動部材の振動エネルギーが熱として発散される。これにより、共振状態における振動部材の振動を低減させることが出来て、乗り心地の向上等が達成される。

また、本発明に係る自動車用の制振装置において、好適には、前記振動部材の共振時において、複数の前記支持ゴムの少なくとも一つでは前記予圧縮された支持ゴムと前記ロッド部材との間での滑り摩擦に基づいて減衰力が発揮されるようになっている。

このような本態様によれば、支持ゴムとロッド部材の滑り摩擦に基づくエネルギー損失を利用して有効な減衰力が発揮されて、振動部材の振動を抑えることが出来る。

また、本発明に係る自動車用の制振装置において、好適には、前記ロッド部材の長さが前記振動部材の振動モード方向における自由長の１／１０以上とされる。

このようにロッド部材が振動部材の長さに対して充分な長さを有することにより、ロッド部材を支持する複数の支持ゴム間の距離を充分に大きく確保することが出来る。これにより、支持ゴムの弾性変形量やロッド部材と支持ゴムの相対的な滑り変位量を大きく得ることが出来て、摩擦による減衰力をより有利に得ることが出来る。従って、振動部材の共振時における振動低減効果を効果的に得ることが出来る。

また、本発明に係る自動車用の制振装置では、互いに異なる方向に延びる複数の前記ロッド部材が一つの前記振動部材に対して各々複数の前記支持ゴムで弾性的に連結されている構造も採用可能である。

このような複数のロッド部材をそれぞれ複数の支持ゴムで振動部材に対して弾性連結した構造を採用することにより、振動部材において相互に異なる複数の方向での共振振動に対して、それぞれ摩擦による振動減衰効果を有効に得ることが出来る。

また、本発明に係る自動車用の制振装置において、上述の如き複数のロッド部材を備えた構造を採用する場合には、前記振動部材の一つの面上で互いに交差する方向に複数の前記ロッド部材を配設しても良い。

このように同一面上において、互いに交差する方向に延びる複数のロッド部材を設けることによっても、複数方向での共振振動に対してそれぞれ有効な制振効果を得ることが出来る。

また、本発明に係る自動車用の制振装置においては、異なる方向に延びる複数の直線部分を直列的に有する一つの前記ロッド部材が、各直線部分の複数箇所に取り付けられた前記支持ゴムによって前記振動部材に連結されている構造を採用することも出来る。

このように屈曲して延びるロッド部材を採用して、各直線部分をそれぞれ支持ゴムで振動部材に対して弾性連結することにより、例えば、自動車の梯子形フレームを振動部材とする場合等において、フレームの前後方向での曲げだけでなく、捻れ等に対しても有効な制振効果が発揮される。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

先ず、図１，図２には、本発明の第一の実施形態としての自動車用制振装置１０が示されている。この制振装置１０は、振動部材としての自動車のフレーム部材１２に対して取り付けられている。なお、以下の説明において、上下方向とは、車両上下方向となる図２中の上下方向を言うものとする。また、左右方向とは、車両左右方向となる図１中の上下（図２中の左右）方向を言うものとする。

より詳細には、制振装置１０は、ロッド部材としての金属ロッド１４を備えている。金属ロッド１４は、略一定の円形断面で直線的に延びる中実の円形棒状とされており、本実施形態では、鉄等の金属を材料として形成された高剛性の部材とされている。また、金属ロッド１４は、後述するフレーム部材１２よりも充分に短い所定長さで延びていると共に、フレーム部材１２に比して充分に軽量とされている。

なお、金属ロッド１４は、後述するフレーム部材１２の長手方向での長さに対して、１０分の１以上の長さとされることが望ましい。本実施形態では、金属ロッド１４の長さがフレーム部材１２の長さの１０分の１とされている。

さらに、金属ロッド１４の固有振動数は、フレーム部材１２の固有振動数とは異なる振動数とされており、特に、金属ロッド１４の共振が、自動車の乗室内環境に悪影響（振動や異音等）を及ぼさないことが望ましい。

また、金属ロッド１４の長手方向の複数箇所には、それぞれ連結体１６が取り付けられている。連結体１６は、支持ゴムとしての連結ゴム弾性体１８と、連結ゴム弾性体１８をフレーム部材１２に取り付けるための取付金具２０を備えている。

連結ゴム弾性体１８は、略板形状を有しており、装着状態における車両左右方向一方の側（図２中、左側）の端面が円弧状の湾曲面とされていると共に、他方の側（図２中、右側）の端面が上下方向および前後方向に広がる略平坦な面とされている。また、連結ゴム弾性体１８の略中央部分には、厚さ方向で貫通する嵌着孔２２が形成されている。この嵌着孔２２は、金属ロッド１４の直径よりも僅かに小さな内径を有する円形の貫通孔とされている。

そして、連結ゴム弾性体１８は、嵌着孔２２に金属ロッド１４が押し込まれて嵌着されることにより、金属ロッド１４の長手方向両端部分にそれぞれ取り付けられている。特に本実施形態では、連結ゴム弾性体１８の取付け部分において、金属ロッド１４の外周面が嵌着孔２２の内周面に対して接着されている。

なお、金属ロッド１４に対する連結ゴム弾性体１８の接着は、金属ロッド１４と嵌着孔２２の重ね合せ面に接着剤を塗布する等して実現することも可能であるが、本実施形態では、連結ゴム弾性体１８の成形時に金属ロッド１４を加硫接着せしめることにより実現されている。以上より明らかなように、本実施形態では、連結ゴム弾性体１８が金属ロッド１４を一体的に備えた一体加硫成形品として形成されている。

また、連結ゴム弾性体１８には、取付金具２０が組み付けられている。取付金具２０は、薄肉の金属板によって形成されており、連結ゴム弾性体１８における湾曲面で構成された側の側面および上下両端面に重ね合わされた状態で、連結ゴム弾性体１８に対して組み付けられている。また、取付金具２０の上下両端部には、上下方向外側に向かって延び出す一対の固定片２４が一体形成されている。この固定片２４には、それぞれ厚さ方向で貫通するボルト孔２５が形成されている。なお、取付金具２０は、連結ゴム弾性体１８に対して接着されていても良いし、非接着で組み付けられていても良い。本実施形態では、連結ゴム弾性体１８の外周面が取付金具２０に対して接着されている。

このように、連結体１６は、金属ロッド１４の長手方向両端部にそれぞれ一つが取り付けられており、もって、本実施形態に係る自動車用の制振装置１０が構成されている。

そして、連結体１６の取付金具２０が、フレーム部材１２に対して取り付けられることにより、制振装置１０がフレーム部材１２に取り付けられるようになっている。即ち、取付金具２０の固定片２４に形成されたボルト孔２５に対して、取付ボルト２６が挿通されると共に、取付ボルト２６がフレーム部材１２に形成されて内周面に雌ねじを形成された螺着穴２７に対して螺着されることにより、取付金具２０がフレーム部材１２に対して固定される。なお、フレーム部材１２は、自動車のメインフレームを構成する部材であって、本実施形態では、図１，２に示されているように、略コの字形の断面で直線的に延びる鋼材によって形成されている。

そして、フレーム部材１２と取付金具２０の間に連結ゴム弾性体１８が予圧縮された状態で介装されることにより、連結ゴム弾性体１８の中央部分を貫通する金属ロッド１４が、連結ゴム弾性体１８を介して弾性的にフレーム部材１２に対して取り付けられるようになっている。これにより、制振装置１０がフレーム部材１２に対して装着されている。なお、このような制振装置１０のフレーム部材１２への装着状態において、金属ロッド１４は、その長手方向がフレーム部材１２の長手方向と平行になるように、フレーム部材１２に沿って配設されている。

このように本発明に従う構造とされた自動車用の制振装置１０が、自動車のフレーム部材１２に対して取り付けられた状態で、フレーム部材１２に対して一次共振周波数の振動（基本振動）が入力されると、フレーム部材１２が共振状態となって、図３に示されているように、二点を節とする曲げ変形が積極的に生ぜしめられる。なお、図３には、本発明に係る制振装置１０を装着したフレーム部材１２がモデル的に示されており、初期状態のフレーム部材１２が実線で示されていると共に、共振による変形状態のフレーム部材１２が、一方の変形限界位置において一点鎖線で示されていると共に、他方の変形限界位置において二点鎖線で示されている。また、図３では、分かり易さのために、フレーム部材１２や連結ゴム弾性体１８の変形が誇張されて示されている。更に、本実施形態では、フレーム部材１２において、共振による曲げ変形の節となる部分に、それぞれ連結ゴム弾性体１８が取り付けられている。

ここにおいて、フレーム部材１２が長手方向で曲げ変形せしめられると、図３に示されているように、フレーム部材１２における長手方向で離隔した任意の二点間の距離が変化せしめられる。例えば、フレーム部材１２における各連結ゴム弾性体１８の取付け部分間の距離：ｌは、フレーム部材１２の変形によって、ｌよりも短い距離：ｌ’に変化せしめられる。このように、フレーム部材１２における各連結ゴム弾性体１８の取付け部分間の距離は、フレーム部材１２の周期的な変形に伴って周期的に変化せしめられるようになっており、各連結ゴム弾性体１８の取付け部分が、初期状態から相互に接近する方向に変位せしめられるようになっている。

なお、本実施形態では、連結ゴム弾性体１８が取付金具２０によってフレーム部材１２に組み付けられていることにより、連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２に対する取付け位置がフレーム部材１２の長手方向で位置決めされている。それ故、各連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２への取付け部分間の距離が、フレーム部材１２の変形に応じて変化せしめられるようになっている。

一方、フレーム部材１２の共振時において、フレーム部材１２とは異なる固有振動数を有する金属ロッド１４は、実質的に変形していない状態に維持される。従って、金属ロッド１４における各連結ゴム弾性体１８の取付け部分間の距離が、初期状態の長さであるｌに維持される。このようなフレーム部材１２の共振状態下における金属ロッド１４の実質的な非変形状態を実現するために、好ましくは、金属ロッド１４の固有振動数が、フレーム部材１２の固有振動数よりも小さくされる。より好適には、金属ロッド１４の固有振動数がフレーム部材１２の固有振動数よりも小さくされると共に、金属ロッド１４の固有振動数を自然数倍した金属ロッド１４の倍振動が、フレーム部材１２の固有振動数と同一とならないようになっている。

なお、本実施形態では、連結ゴム弾性体１８が金属ロッド１４に対して接着されていることから、金属ロッド１４の実質的な非変形状態下では、連結ゴム弾性体１８に応力が及ぼされた場合にも、連結ゴム弾性体１８の取付け部分間の距離がｌに維持されるようになっている。

そして、フレーム部材１２が共振時に曲げ変形せしめられると、各連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２への取付け部分間の離隔距離が周期的に変化せしめられると共に、金属ロッド１４への取付け部分間の離隔距離が略一定に維持されることから、連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２への取付け部分と、金属ロッド１４への取付け部分の相対的な距離が、初期状態（振動の非入力状態）におけるそれらの相対距離である図３中のＬ₀に対して変化せしめられる。これにより、フレーム部材１２と金属ロッド１４の間に介装された連結ゴム弾性体１８は、フレーム部材１２の共振振動による変形に伴って弾性変形せしめられるようになっている。

なお、このような連結ゴム弾性体１８の弾性変形は、図３に示されたモデル図からも容易に理解することが出来る。即ち、フレーム部材１２が図３において一点鎖線で示された如く変形せしめられると、連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２への取付け部分と、金属ロッド１４への取付け部分の相対距離は、Ｌ₀よりも短いＬ₁に変化せしめられる。一方、フレーム部材１２が図３において二点鎖線で示された如く変形せしめられると、連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２への取付け部分と、金属ロッド１４への取付け部分の相対距離は、Ｌ₀よりも長いＬ₂に変化せしめられる。従って、連結ゴム弾性体１８は、相対距離の変化に応じてＬ₁からＬ₂の範囲で伸縮変形せしめられる。

そして、連結ゴム弾性体１８が弾性変形せしめられると、連結ゴム弾性体１８に入力された力学的エネルギーが、連結ゴム弾性体１８の内部摩擦によって熱エネルギーに変換される。これにより、フレーム部材１２の振動エネルギーが熱エネルギーとして大気中に発散されて、フレーム部材１２に対して減衰力が及ぼされるようになっている。従って、制振装置１０をフレーム部材１２に対して装着することにより、共振時におけるフレーム部材１２の振動が低減されて、車室内における振動や異音等を改善することが出来る。

しかも、連結ゴム弾性体１８の内部摩擦を利用して減衰力が得られるようになっていることから、連結ゴム弾性体１８を含む制振装置１０の表面状態の変化（水や埃の付着等）による制振効果の低下を回避することが出来て、目的とする制振効果を安定して得ることが出来る。

特に本実施形態では、フレーム部材１２の長手方向での自由長の１／１０という、充分な長さをもって金属ロッド１４が形成されている。これにより、フレーム部材１２の共振状態において、フレーム部材１２の変形に伴う各連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２側端部間の距離が、充分に大きく変化せしめられる。それ故、連結ゴム弾性体１８の弾性変形量を充分に大きく取ることが出来て、内部摩擦によるエネルギー損失を利用した制振効果を有効に得ることが出来る。

また、本実施形態では、連結ゴム弾性体１８と取付金具２０が接着されていることから、金属ロッド１４と取付金具２０の相対距離が変化することにより、それら金属ロッド１４と取付金具２０の間に介装された連結ゴム弾性体１８が弾性変形せしめられて、内部摩擦による減衰効果が発揮されるようになっている。なお、連結ゴム弾性体１８と取付金具２０が非接着とされている場合には、フレーム部材１２の変形に伴う連結ゴム弾性体１８と取付金具２０の滑り摩擦によっても、フレーム部材１２に対して減衰力を及ぼすことが出来る。

次に、図４，５には、前記第一の実施形態に係る制振装置１０の制振効果をシミュレーションによって算出した結果が示されている。なお、シミュレーションでは、フレーム部材１２の長さを４０００ｍｍとして、フレーム部材１２の一方の端部から１８５０ｍｍの位置に一方の連結体１６（幅３０ｍｍ）を設けると共に、フレーム部材１２の他方の端部から１０００ｍｍの位置に他方の連結体１６を設けて、それら連結体１６によって金属ロッド１４の両端部を支持せしめた構造において、フレーム部材１２の振動を算出した。また、図４，図５においては、制振装置１０の非装着状態におけるフレーム部材１２の振動のシミュレーション結果が破線によって示されていると共に、制振装置１０の装着状態におけるシミュレーション結果が実線によって示されている。

すなわち、図４には、フレーム部材１２の一方の端部における振動を算出した結果が示されている。これによれば、前記実施形態に従う構造とされた自動車用の制振装置１０をフレーム部材１２に対して装着することにより、１０Ｈｚ程度の低周波数域から４０Ｈｚ程度の高周波数域に亘る広い周波数域において、フレーム部材１２の共振による振動を効果的に低減せしめ得ることが確認された。特に、振幅が大きい低周波数域の振動に対しても、有効な制振効果が発揮されることから、乗り心地の向上を有利に実現出来るものと考えられる。

一方、図５には、フレーム部材１２の長手方向略中央部分における振動を算出した結果が示されている。これによれば、前記実施形態に従う構造とされた自動車用制振装置１０をフレーム部材１２に装着することによって、フレーム部材１２において問題となると考えられる１０Ｈｚ程度の低周波数域における共振振動と、４０〜５０Ｈｚ程度の高周波数域における共振振動が、何れも効果的に低減せしめられることがシミュレーションによって確認された。

また、図６には、本発明の第二の実施形態としての制振装置２８がフレーム部材１２に装着された状態がモデル的に示されている。なお、本実施形態に係る制振装置２８およびフレーム部材１２は、実質的に前記第一の実施形態と同一の構造を有していることから、ここでは具体的な構造の説明を省略する。

すなわち、本実施形態に従う構造とされた制振装置２８では、金属ロッド１４が連結ゴム弾性体１８に対して非接着で嵌め付けられている。より詳細には、金属ロッド１４の外径が連結ゴム弾性体１８に形成された嵌着孔２２の内径よりも小さくされており、嵌着孔２２に対して金属ロッド１４を押し込むことにより、嵌着孔２２の内周面が金属ロッド１４の外周面に対して密着せしめられて、金属ロッド１４が連結ゴム弾性体１８に対して組み付けられるようになっている。なお、連結ゴム弾性体１８の外周面は取付金具２０に接着されていても良い。

これにより、金属ロッド１４の連結ゴム弾性体１８への嵌め付け状態において、金属ロッド１４が連結ゴム弾性体１８に対して長手方向における密接状態での相対変位を許容されている。

このような構造とされた制振装置２８がフレーム部材１２に対して取り付けられて、フレーム部材１２が共振により曲げ変形せしめられることにより、連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２への取付け部分間の距離が変化せしめられると、連結ゴム弾性体１８の金属ロッド１４への取付け部分が、金属ロッド１４の長手方向で金属ロッド１４に対して相対変位せしめられる。

すなわち、本実施形態では、金属ロッド１４が連結ゴム弾性体１８に対して非接着で嵌め付けられていることから、複数の連結ゴム弾性体１８のフレーム部材１２側端部における離隔距離（フレーム部材１２の長手方向での離隔距離）が、フレーム部材１２の変形によって変化せしめられると、図６に一点鎖線および二点鎖線で示されているように、金属ロッド１４への連結部分において連結ゴム弾性体１８が、連結ゴム弾性体１８に及ぼされる応力によって、金属ロッド１４に対して長手方向内側に距離：ｄだけ滑り変位せしめられる。なお、各連結ゴム弾性体１８が金属ロッド１４に対して長手方向内側に距離：ｄだけ滑り変位することにより、金属ロッド１４の両端部に設けられた一対の連結ゴム弾性体１８，１８間の距離がｌからｌ’’に変化せしめられる。

そして、金属ロッド１４と連結ゴム弾性体１８の連結部分における滑り摩擦によって、フレーム部材１２の振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて外部に放出されることにより、振動エネルギーが低減されて目的とする制振効果が発揮されるようになっている。

なお、金属ロッド１４と連結ゴム弾性体１８の相対的な滑り変位に基づいて目的とする減衰を有効に得るためには、金属ロッド１４と連結ゴム弾性体１８の間の摩擦係数が安定して所定の値に維持されることが必要となる。そこで、例えば、金属ロッド１４と連結ゴム弾性体１８の連結部分を外部から隔てるカバー等を設けて、埃や水等がそれらの部材間に入り込むのを防ぐことにより、摩擦係数の維持を有利に実現して、目的とする制振効果をより安定して得ることが出来るようにしても良い。

また、図７には、本発明の第三の実施形態としての自動車用制振装置３０が示されている。この自動車用制振装置３０は、自動車のラダーフレーム（梯子形フレーム）３２に対して装着されている。なお、図７に示された制振装置３０およびラダーフレーム３２は、何れも概略である。

より詳細には、制振装置３０は、ロッド部材としての金属ロッド３４と、金属ロッド３４をラダーフレーム３２に取り付ける連結体１６を含んで構成されている。なお、連結体１６については、前記第一の実施形態と実質的に同一の構造を有していることから、ここでは説明を省略する。

金属ロッド３４は、鉄等の金属を材料として形成されたロッドであって、略一定の円形断面を有している。また、金属ロッド３４は、それぞれ直線的に延びて相互に平行とされた第一の端部３６と第二の端部３８が、それらに対して直交する方向に延びる中央部４０によって直列的に連接された構造を有しており、図７に示されているように、平面視で逆向きの略コの字形状を呈している。換言すれば、金属ロッド３４は、長さ方向の第二の箇所において、略直角に屈曲せしめられた形状を有している。なお、このような金属ロッド３４は、例えば、棒材を所定の位置で加工して屈曲せしめたり、第一の端部３６と第二の端部３８と中央部４０をそれぞれ別体とされた棒材として準備して、それらを溶接等の手段によって直列的に連接せしめること等によって、実現することが出来る。

かかる金属ロッド３４は、前記第一の実施形態に示された連結体１６によって、自動車のラダーフレーム３２に取り付けられている。ラダーフレーム３２は、従来から一般的に知られているものであって、車両左右方向で離隔して略車両前後方向に延びる一対の主材４２が、略車両左右方向に延びる複数の横材４４によって相互に連結された構造を有している。

そして、金属ロッド３４の第一の端部３６と第二の端部３８が、ラダーフレーム３２の一対の主材４２の対向面に対して、連結体１６によってそれぞれ弾性的に連結されていると共に、金属ロッド３４の中央部４０が、ラダーフレーム３２の横材４４に対して、連結体１６によって弾性的に連結されている。要するに、金属ロッド３４は、ラダーフレーム３２の一対の主材４２の対向間に配設されており、連接された各直線部分がそれぞれ主材４２又は横材４４に対して弾性的に取り付けられている。なお、本実施形態では、図７に示されているように、中央部４０がその両端部分を連結体１６によって弾性支持されていると共に、第一の端部３６と第二の端部３８がその両端部分と略中央部分をそれぞれ連結体１６によって弾性支持されている。

このような制振装置３０のラダーフレーム３２への装着状態において、ラダーフレーム３２に振動が入力されてラダーフレーム３２が共振状態で積極的に変形せしめられると、前記第一の実施形態と同様に、連結ゴム弾性体１８の弾性変形による内部摩擦や、連結ゴム弾性体１８と金属ロッド３４の滑り摩擦に基づいて、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて発散されることにより、有効な制振効果が発揮されるようになっている。

しかも、本実施形態では、金属ロッド３４が屈曲せしめられており、金属ロッド３４の第一の端部３６と第二の端部３８と中央部４０が、それぞれ連結体１６でラダーフレーム３２に対して弾性支持されている。これにより、ラダーフレーム３２に対して車両前後方向での曲げ変形が及ぼされた場合のみならず、左右方向での曲げ変形や捻り変形等がラダーフレーム３２に及ぼされた場合にも、何れも有効な制振効果を得ることが出来る。

また、図８には、本発明の第四の実施形態としての自動車用制振装置４６が示されている。なお、図８には、本実施形態に係る自動車用の制振装置４６と、それが取り付けられる振動部材としての制振対象部材４８が、概略的に示されている。また、本実施形態において、前記第一の実施形態と実質的に同一の部材乃至部位については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。

すなわち、本実施形態に係る制振装置４６は、相互に異なる方向に向かって延びるように配設されて、中央部分で相互に交差せしめられた一対の金属ロッド１４に対して、各金属ロッド１４の両端部分に連結体１６が取り付けられた構造とされている。要するに、本実施形態に係る制振装置４６は、金属ロッド１４が相互に交差するように、前記第一の実施形態に係る制振装置１０を二つ配設した構造とされている。

また、本実施形態における制振対象部材４８は、略板形状とされており、図８に示されているように、一方の面上に制振装置４６が取り付けられている。なお、制振装置４６の制振対象部材４８への装着は、前記第一の実施形態と同様のボルト固定によって実現されることから、ここでは説明を省略する。

このようにして制振対象部材４８の一つの面上に制振装置４６が装着された状態で、制振対象部材４８に対して、制振対象部材４８の固有振動数に近い振動数の振動荷重が入力されて、制振対象部材４８が共振状態で変形せしめられると、連結ゴム弾性体１８の弾性変形による内部摩擦や、各金属ロッド１４と連結ゴム弾性体１８の滑り変位による滑り摩擦に基づいて、有効な制振効果が発揮される。

しかも、制振対象部材４８の一つの面上において、二本の金属ロッド１４が相互に異なる方向に延びるように配置されており、各金属ロッド１４がそれぞれ連結ゴム弾性体１８によって制振対象部材４８に連結されている。これにより、少なくとも各金属ロッド１４が延びる異なる２方向での制振対象部材４８の共振振動に対して、何れも有効な制振効果を得ることが出来る。

このような本実施形態に従う構造とされた制振装置４６からも明らかなように、ロッド部材は必ずしも一つでなくても良く、別体とされた複数のロッド部材を採用することも出来る。

また、図９には、本発明の第五の実施形態としての自動車用制振装置５０が示されている。この本実施形態に係る制振装置５０は、金属ロッド５２と連結体５４を備えている。なお、図９においては、制振装置５０のフレーム部材１２に対する装着状態の断面図において、要部が示されている。

より詳細には、金属ロッド５２は、円形断面の棒形状を有しており、鉄等の金属材料で形成された高剛性の部材とされている。また、金属ロッド５２の長手方向両端部分には、板状の固定部５６が一体形成されている。更に、固定部５６には、中央部分を厚さ方向で貫通するボルト孔５８が形成されている。なお、図中では必ずしも明らかではないが、固定部５６は金属ロッド５２の両端部に設けられており、それら一対の固定部５６が同一平面上（図９における紙面に対して直交する方向で左右に広がる平面上）で広がるように設けられている。

また、連結体５４は、ロッド取付金具６０とフレーム取付金具６２を連結ゴム弾性体６４で相互に連結した構造を有している。ロッド取付金具６０は、厚肉の矩形板形状を有しており、中央部分には上端面に開口して内周面に雌ねじが刻設された円形のボルト穴６６が形成されている。また、フレーム取付金具６２は、薄肉の矩形板形状を有しており、外周部分を厚さ方向に貫通する複数の取付孔６８が形成されている。

そして、これらロッド取付金具６０とフレーム取付金具６２は、同一中心軸上で厚さ方向に所定距離を隔てて配置されると共に、それらロッド取付金具６０とフレーム取付金具６２の間に連結ゴム弾性体６４が介装されることにより弾性的に連結されている。連結ゴム弾性体６４は、図９に示されているように、ブロック形状を有するゴム弾性体であって、一方の端面にロッド取付金具６０が重ね合わされて加硫接着されていると共に、他方の端面にフレーム取付金具６２が重ね合わされて加硫接着されている。以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、連結ゴム弾性体６４が、ロッド取付金具６０とフレーム取付金具６２を一体的に備えた一体加硫成形品として形成されている。

このような構造とされた連結体５４は、金属ロッド５２とフレーム部材１２の間に配設される。即ち、連結体５４のロッド取付金具６０が、金属ロッド５２に一体形成された固定部５６に対して重ね合わされて、ボルト孔５８を挿通するボルト７０がボルト穴６６に螺着されることにより相互に固定されると共に、連結体５４のフレーム取付金具６２がフレーム部材１２に対して重ね合わされて、取付孔６８に挿通されたボルト７２が螺着穴２７に螺着されることにより相互に固定される。これにより、金属ロッド５２とフレーム部材１２が連結ゴム弾性体６４を介して弾性的に連結されている。

なお、このような金属ロッド５２とフレーム部材１２の連結方法は、あくまでも例示であって、限定されるものではない。例えば、ロッド取付金具６０やフレーム部材１２にそれぞれ貫通孔を形成して、ボルト７０，７２に対してナットを螺着せしめることにより、取付金具６０，６２が金属ロッド５２やフレーム部材１２に取り付けられるようにしても良い。

このような本実施形態に従う構造の自動車用制振装置５０においても、前記第一の実施形態に示された制振装置１０と同様に、連結ゴム弾性体６４の弾性変形による内部摩擦に基づいて、フレーム部材１２の振動エネルギーが熱エネルギーとして発散されることにより、フレーム部材１２に減衰力が及ぼされるようになっている。なお、本実施形態では、フレーム部材１２の共振による変形に基づいて、ロッド取付金具６０とフレーム取付金具６２が相対的に変位せしめられることにより、連結ゴム弾性体６４が弾性変形せしめられるようになっている。

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。

例えば、前記第一の実施形態においては、金属ロッド１４の両端部がそれぞれ連結体１６によって振動部材１２に連結されているが、例えば、金属ロッド１４の両端部がそれぞれ連結体１６によって振動部材１２に連結されていると共に、金属ロッド１４の長手方向中間部分が連結体１６によって振動部材１２に連結されていても良い。このように金属ロッド１４の長手方向中間部分を連結体１６で振動部材１２に対して連結することによって、中間部分に取り付けられた連結体１６の連結ゴム弾性体１８における内部摩擦や滑り摩擦によっても、有効な減衰効果を得ることが出来る。

なお、金属ロッド１４は、その両端部が連結体１６で支持されていなくても良く、例えば、金属ロッド１４における長さ方向中間部分の複数箇所が、連結体１６でフレーム部材１２に弾性連結されることにより、金属ロッド１４がフレーム部材１２に支持されるようになっていても良い。

また、ロッド部材は、必ずしも円形断面を有する棒状（円柱形状）ではなくても良く、多角形断面を有する棒状（角柱形状）や異形断面を有する棒状等であっても良い。更に、ロッド部材は、必ずしも鉄等の金属を材料として形成されていなくても良く、充分な剛性を有していれば、合成樹脂等を材料として形成されていても良い。

更にまた、ロッド部材は、必ずしも直線的に延びていなくても良く、全長に亘って湾曲していたり、前記第三の実施形態に示された金属ロッド３４のように、長さ方向中間部分で折り曲げられていても良い。

また、本発明に係る制振装置は、必ずしも自動車のメインフレームにのみ採用されるものではなく、自動車のサブフレームやその他各種の自動車を構成する部材に装着されて、振動低減効果を発揮し得るものである。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。

本発明の第一の実施形態としての自動車用制振装置を示す図２のＩ−Ｉ断面図。図１のＩＩ−ＩＩ断面図。同制振装置の作用を説明するモデル図。同制振装置の制振効果を確認するためのシミュレーション結果を示すグラフ。図４と同じシミュレーションによる別部位での算出結果を示すグラフ。本発明の第二の実施形態としての自動車用制振装置の作用を説明するモデル図。本発明の第三の実施形態としての自動車用制振装置を示す底面図。本発明の第四の実施形態としての自動車用制振装置を示す平面図。本発明の第五の実施形態としての自動車用制振装置の要部を示す断面図。

符号の説明

１０：制振装置，１２：フレーム部材，１４：金属ロッド，１６：連結体，１８：連結ゴム弾性体

Claims

自動車の振動部材に取り付けられた自動車用制振装置であって、
前記振動部材とは固有振動数の異なるロッド部材が該振動部材に併設されており、該ロッド部材が長手方向の複数箇所に設けられた支持ゴムによって該振動部材に連結されて弾性支持されていると共に、
該支持ゴムの少なくとも一つにおいて該ロッド部材が挿通されて取り付けられ且つ該支持ゴムの外周面に前記振動部材が取り付けられて該支持ゴムがそれらロッド部材と振動部材との間で予圧縮されている一方、
共振状態とされた該振動部材における該支持ゴムによる該ロッド部材への複数の連結部間の直線距離が、非共振状態とされた該ロッド部材における該支持ゴムによる該振動部材への複数の連結部間の直線距離に対して、該振動部材の共振時における該振動部材の変形に伴って繰り返し相対変化せしめられるように為し、
かかる支持ゴムによる複数の連結部間における該振動部材と該ロッド部材との直線距離の相対的な繰り返し変化に基づいて、前記予圧縮された支持ゴムの弾性変形と該ロッド部材の該予圧縮された支持ゴムに対する滑り摩擦の少なくとも一方による該振動部材への減衰力が発揮されるようにしたことを特徴とする自動車用制振装置。
前記振動部材が自動車のフレームとされている請求項１に記載の自動車用制振装置。
前記振動部材の共振時において、複数の前記支持ゴムの少なくとも一つでは前記予圧縮された支持ゴムの弾性変形に基づいて減衰が発揮されるようになっている請求項１又は２に記載の自動車用制振装置。
前記振動部材の共振時において、複数の前記支持ゴムの少なくとも一つでは前記予圧縮された支持ゴムと前記ロッド部材との間での滑り摩擦に基づいて減衰が発揮されるようになっている請求項１乃至３の何れか一項に記載の自動車用制振装置。
前記ロッド部材の長さが、前記振動部材の振動モード方向における自由長の１／１０以上とされている請求項１乃至４の何れか一項に記載の自動車用制振装置。
互いに異なる方向に延びる複数の前記ロッド部材が一つの前記振動部材に対して各々複数の前記支持ゴムで弾性的に連結されている請求項１乃至５の何れか一項に記載の自動車用制振装置。
前記振動部材の一つの面上で互いに交差する方向に複数の前記ロッド部材を配設した請求項６に記載の自動車用制振装置。
異なる方向に延びる複数の直線部分を直列的に有する一つの前記ロッド部材が、各直線部分の複数箇所に取り付けられた前記支持ゴムによって前記振動部材に連結されている請求項１乃至７の何れか一項に記載の自動車用制振装置。