JP5573305B2 - 防振継手およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る自動車用試験装置100を示す概略の側面図である。図1に示すように、自動車用試験装置100は、モータM(例えば、ダイナモ)、トルクメータ3、および中間軸受4を備える。モータMとトルクメータ3とは回転フランジ2で連結されている。中間軸受4の一端には取付ブラケット1が取り付けられている。モータMと回転フランジ2、回転フランジ2とトルクメータ3、および中間軸受4と取付ブラケット1は、それぞれ、例えばボルト・ナットにより連結される。
(第1実施形態)
ここで、図2(a)は、図1に示す取付ブラケット1の正面図であり、図2(b)は、取付ブラケット1の側断面図である。
図2に示すように、第1実施形態に係る取付ブラケット1は、中空の継手であり、その一端側から他端側へ向かって、順に第1部材11a、第2部材11b、第3部材11c、第4部材11d、第5部材11e、および第6部材11fを有する。これら6つの部材11が、本発明の積層された少なくとも3つの部材に相当する。部材11の材質は、炭素鋼、ステンレス鋼などの剛性を高く保てる金属材料である。部材11の材質は、金属材料同様に剛性を高く保てる材料であるセラミックであってもよい。なお、剛性を高く保てる材料とは、ヤング率が200GPa以上の材料のことをいう。6つの部材11の材質は統一されてもよいし、異なる材質としてもよい。異なる材質とする場合は、例えば、第1部材11a、第3部材11c、および第5部材11eの材質を同じ材質とする。これに対して、第2部材11b、第4部材11d、および第6部材11fの材質を同じ材質とする。しかしながら、第1部材11a、第3部材11c、および第5部材11eの材質と、第2部材11b、第4部材11d、および第6部材11fの材質とは相違させる。
粘弾性部材14の形態は、リング状の例えば所定の厚みを有するシート状部材であり、その内径は部材11の内径とほぼ等しい。また、その外径は部材(11b〜11e)の外径とほぼ等しい。粘弾性部材14の厚みは、部材11の厚みよりも小さい。シート状かつリング状の粘弾性部材14には、等間隔(等位相差、120°の位相差)で3つの孔14aが設けられている。
積層されて隣り合う部材11(11a〜11f)同士は、ボルト12で相互に連結されている。部材11の端面に形成された穴20にボルト12が捻じ込まれることで相互に連結されている。ここで、部材11(11a〜11f)同士は、相互に3つのポイント(ボルト12部分)でそれぞれ連結されている。本発明において、「ポイント」とは、箇所のことをいう。換言すれば、点、および点を含むその点近傍の所定範囲のことを本発明においてポイントという。隣り合う部材11同士がその対向面全体(全面)にわたって接合されているのではなく、その対向面の一部でボルト12により連結されているのである。ボルト12の材質は、炭素鋼、ステンレス鋼などの金属材料である。なお、ボルト12の材質はセラミックであってもよい。すなわち、ボルト12は剛性を高く保つことのできる材料からなる連結手段である。なお、ボルト12以外の連結手段としては、溶接を挙げることができる。すなわち、部材11同士が、溶接により相互にポイントで連結されていてもよい。また、本実施形態では、隣り合う部材11同士がそれぞれ3箇所で連結されているが、必ずしも3箇所で連結されている必要はなく、2箇所で連結されていてもよいし、4箇所以上で連結されていてもよい。さらには、1箇所のみで相互に連結されていてもよい。
隣り合う部材11同士の間であって且つその連結部には、環状のスペーサ部材13が配置されている。スペーサ部材13の材質は、炭素鋼、ステンレス鋼、真鍮などの剛性を高く保つことのできる金属材料である。なお、スペーサ部材13の材質は、金属材料同様に剛性を高く保てる材料であるセラミックであってもよい。本実施形態では、スペーサ部材13の孔に対してボルト12が挿入された状態で、隣り合う部材11同士の間にスペーサ部材13が挟持されている。この形態によると、連結手段が溶接などの場合に比して取付ブラケット1の分解が容易となる。これにより、取付ブラケット1の長さの変更などに対応しやすい。
次に、取付ブラケット1の製造方法について説明する。
前記した剛性を高く保てる材料からなる6つの部材11(11a〜11f)を相互の中心を合わせて軸方向Zに積層させる。このとき、部材11(11b〜11e)同士の間に、それぞれ、粘弾性部材14およびスペーサ部材13を挟みこむ。また、隣り合う部材11(11a〜11f)同士をそれぞれボルト12によりポイントで連結する。
次に、組み立てた取付ブラケット1の端面17を旋盤などで加工する。本実施形態の取付ブラケット1では、第1部材11aの端面17aおよび第6部材11fの端面17bが、軸方向Zに対して直交するように平坦に加工する。なお、端面17aおよび端面17bのうちのいずれか一方は、取付ブラケット1の組み立て前の部品段階で加工しておいてもよい。
図3は、本発明の第2実施形態に係る取付ブラケット201の概略図である。図3(a)は取付ブラケット201の側断面図であり、図3(b)は図3(a)の一部拡大図である。本実施形態の説明においては、第1実施形態の取付ブラケット1との相違について主に説明する。なお、第1実施形態の取付ブラケット1と同一の部材については、同一の符号を付している。
τ2 = Ut2・Z2/(Ui2・Z1) = 4Z1Z2/(Z1+Z2)2
τu:振動速度の透過率
τ2:振動の強さの透過率(エネルギー的)
Z1:第2部材21bの固有インピーダンス(=ρ1c1)
Z2:第3部材21cの固有インピーダンス(=ρ2c2)
ρ1、ρ2:第2部材21bおよび第3部材21cのそれぞれの密度[kg/m3]
c1、c2:第2部材21bおよび第3部材21cのそれぞれの縦波伝播速度[m/s]
図4(a)は、本発明の第3実施形態に係る取付ブラケット301の概略の側断面図である。本実施形態の説明においては、第2実施形態の取付ブラケット201との相違について主に説明する。なお、第2実施形態の取付ブラケット201と同一の部材については、同一の符号を付している。
図4(b)および図4(c)は、それぞれ、取付ブラケット301の変形例を示す概略の側面図である。前記した、取付ブラケット1、201、301は、いずれも被試験体Dなどとボルトで連結できる鍔(例えば、図2に示した第1部材11a、第6部材11fなど)を有する継手であるが、このような鍔は必ずしも必要でない。図4(b)および図4(c)に示した取付ブラケット401、501のように鍔を設けなくてもよい。この場合、取付ブラケット401のように中空円筒状の継手としてもよいし、取付ブラケット501のように中実円筒状の継手としてもよい。取付ブラケット401は、円筒状の複数の部材41が積層されてなる継手であり、取付ブラケット501は、中実の複数の部材51が積層されてなる継手である。
11:部材
12:ボルト(連結手段)
13:スペーサ部材
14:粘弾性部材
100:自動車用試験装置
Claims (5)
- 積層された少なくとも3つの部材と、
積層されて隣り合う前記部材同士を連結する前記部材と同一の材料からなる連結手段と、
隣り合う前記部材同士の間に挟持された粘弾性部材と、
前記粘弾性部材を挟持する前記部材同士の間に配置され、かつ、前記部材と同一の材料からなる環状のスペーサ部材と、
を備え、
少なくとも3つの隣り合う前記部材同士が前記連結手段により相互にポイントで連結され、
前記スペーサ部材は、前記ポイントに配置され、かつ、前記粘弾性部材を挟持する前記部材それぞれに接触し、
少なくとも3つの前記部材のうち、中央側部材がずれせん断変形することによる摩擦で防振される、防振継手。 - 請求項1に記載の防振継手において、
前記スペーサ部材は、平座金である、防振継手。 - 請求項1または2に記載の防振継手において、
前記連結手段は、ボルトであり、
前記スペーサ部材は、隣り合う前記部材同士の間に挟持されている、防振継手。 - 請求項3に記載の防振継手において、
前記ボルトは、前記スペーサ部材の孔に挿入されている、防振継手。 - 少なくとも3つの部材を連結する連結工程と、
前記連結工程により組み立てられた防振継手の端面を加工する加工工程と、
を備え、
前記連結工程は、
少なくとも3つの前記部材を積層させて隣り合わせる工程と、
隣り合う前記部材同士の間に粘弾性部材を挟持させる工程と、
前記粘弾性部材を挟持する前記部材同士の間に、前記部材と同一の材料からなる環状のスペーサ部材を配置する工程と、
隣り合う前記部材同士を前記部材と同一の材料からなる連結手段によりポイントで連結する工程と、
を備え、
前記スペーサ部材は、前記粘弾性部材を挟持する前記部材それぞれに接触するように、前記ポイントに配置される、防振継手の製造方法。
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