JP5911713B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、防振装置に関する。

例えば、自動車等の車体を構成するメンバやボディパネルには、これらの固有振動数に対応する共振周波数を有する防振装置としてのダイナミックダンパが用いられる。この種のダイナミックダンパは、防振対象体に取付けられるブラケット（取付部材）と、質量部材と、ブラケットと質量部材とを連結する弾性部材とで構成される。

ここで、質量部材の脱落を防止するため、連結ロッドを質量部材に形成された貫通孔へ圧入したダイナミックダンパがある（特許文献１）。また、弾性部材、質量部材、及び取付部材に形成された貫通孔へ段付きボルトを遊嵌し、ボディパネル等に段付きボルトを螺子止めして質量部材の脱落を防止したダイナミックダンパがある（特許文献２）。

しかしながら、特許文献１の防振装置では、連結ロッドも質量部材となるので、合計の質量のばらつきが大きくなり、所望の共振周波数を安定して得ることが困難となる。

また、特許文献２の防振装置では、段付きボルトと質量部材とが非接触なので、質量の管理は容易だが、段付きボルトと取付部材との間にガタが生じ易い。

特開２００１−１９３７８９号公報 特開平８−１９３６４０号公報

本発明は上記事項を考慮し、共振周波数を安定して得ることができ、質量部材の取付部材への取付けが確実な防振装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の防振装置は、防振対象体に取付けられる取付部材と、前記取付部材に固定された弾性部材と、前記弾性部材に固定された質量部材と、前記質量部材及び前記弾性部材を貫通した貫通孔と、前記弾性部材から延出して前記取付部材に形成された挿通孔の孔壁を被覆した弾性被覆部と、前記貫通孔を非接触で貫通すると共に、前記取付部材との間に前記弾性被覆部を挟み込むようにして前記弾性被覆部へ圧入された脱落防止部材と、前記脱落防止部材の前記質量部材側の一端部を前記貫通孔より大径に拡径した質量部材側拡径部と、を有する。

請求項１に記載の防振装置では、脱落防止部材が弾性被覆部へ圧入されており、また、脱落防止部材の質量部材側の一端部が貫通孔より大径に拡径されている。このため、弾性部材が破断しても質量部材が脱落防止部材の質量部材側拡径部に係止され、質量部材が取付部材から外れるのを抑制できる。

また、脱落防止部材は、質量部材とは非接触で弾性被覆部へ圧入されているので、脱落防止部材の重量が防振装置の共振周波数に影響を与えることがない。さらに、弾性部材から延出された弾性被覆部へ脱落防止部材が圧入されているので、弾性部材が取付部材から外れるのを抑制できる。

請求項２に記載の防振装置は、前記脱落防止部材の前記取付部材側の他端部を前記挿通孔より大径に拡径した取付部材側拡径部を有する。

請求項２に記載の防振装置では、取付部材側拡径部が取付部材に係止されて、脱落防止部材の抜出しが抑制される。

請求項３に記載の防振装置は、前記弾性被覆部から延びて、前記弾性部材とで前記取付部材を挟持する弾性裏当て部を有する。

請求項３に記載の防振装置では、弾性部材と弾性裏当て部とで取付部材が挟持されているので、取付部材から弾性部材が外れるのを抑制できる。

請求項４に記載の防振装置は、前記脱落防止部材はパイプであり、前記質量部材側拡径部と前記取付部材側拡径部は、前記パイプを前記弾性被覆部へ圧入した後、カシメ加工される。

請求項４に記載の防振装置では、脱落防止部材として汎用のパイプを用いることができるため、コストを低減できる。また、質量部材側拡径部と取付部材側拡径部とがカシメ加工によって形成されているので、複雑な加工を要しない。

請求項５に記載の防振装置は、前記脱落防止部材は、中実ロッドである。
請求項６に記載の防振装置は、請求項５に記載の発明であって、前記中実ロッドは、前記質量部材とは異なる共振周波数で振動する。

請求項５及び請求項６に記載の防振装置では、中実ロッドを質量部材として機能させることで、２種類の共振周波数を備えた防振装置とすることができる。

本発明は、上記の構成としたので、共振周波数を安定して得ることができ、質量部材の取付部材への取付けが確実な防振装置を得ることができる。

第１実施形態に係る防振装置の斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面斜視図である。 （Ａ）は第１実施形態に係る防振装置のパイプを圧入した状態を示す断面図、（Ｂ）はパイプの端部を拡径した状態を示す図１のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。 第２実施形態に係る防振装置の断面斜視図である。 第３実施形態に係る防振装置の断面斜視図である。 第４実施形態に係る防振装置の断面斜視図である。

本発明の第１実施形態に係る防振装置について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る防振装置１０は、自動車等のボディパネル２４に取付けられる取付部材としてのブラケット１６と、ブラケット１６に固定された弾性部材１４と、弾性部材１４の上面に固定された質量部材１２によって構成されている。

ブラケット１６は、第１面１６Ａ及び第２面１６ＢからなるＬ字形に屈曲した平板である。また、ブラケット１６の第１面１６Ａには板厚方向にボルト孔２０が貫通している。このボルト孔２０にボルト２２が挿入され、ボディパネル２４へ取付けられている。

ここで、第１面１６Ａ及び第２面１６Ｂがなす角度は、ブラケット１６が取付けられるボディパネル２４の形状によって適宜設定される。本実施形態では、ブラケット１６の第１面１６Ａをボディパネル２４に取付けた際に、第２面１６Ｂが水平となる角度に設定されている。

図２に示すように、ブラケット１６の第２面１６Ｂには、板厚方向に貫通した挿通孔２６が形成されている。挿通孔２６の孔壁は、後述する弾性被覆部１４Ａによって被覆されており、さらに脱落防止部材としてのパイプ１８が圧入されている。

また、ブラケット１６の第２面１６Ｂには、略円筒状の弾性部材１４の片面が加硫接着されている。弾性部材１４の下部には、挿通孔２６を被覆した弾性被覆部１４Ａが形成され、さらにブラケット１６の第２面１６Ｂの裏面へ回り込み、弾性被覆部１４Ａから拡幅した弾性裏当て部１４Ｂが形成されている。

ここで、弾性部材１４、弾性被覆部１４Ａ、及び弾性裏当て部１４Ｂは一体に形成されており、ブラケット１６の第２面１６Ｂは、弾性部材１４と弾性裏当て部１４Ｂによって挟持されている。なお、部弾性部材１４、弾性被覆部１４Ａ、及び弾性裏当て部１４Ｂは、天然ゴム等のゴム材料や、エラストマー等の弾力性を有する材料などで形成されている。

弾性部材１４の上面には略円筒状の質量部材１２が固定されている。質量部材１２は、鉄や銅などの比重の高い材料で形成され、質量部材１２の上面中央部に凹部２８が形成されている。凹部２８は円柱をくり抜いた形状であり、凹部２８の直径は、質量部材１２の直径の半分程度で、凹部２８の深さは質量部材１２の厚みの３分の２程度に形成されている。

また、弾性部材１４及び質量部材１２には、挿通孔２６の同軸上に貫通孔３０が形成されている。貫通孔３０は、凹部２８の底面から弾性部材１４の上部まで同径に形成され、貫通孔３０の下部は、弾性部材１４から延出して挿通孔２６の孔壁を被覆した弾性被覆部１４Ａによって縮径されている。

弾性被覆部１４Ａには、肉薄のパイプ１８が圧入されている。パイプ１８の両端は開口しており、パイプ１８の上端部は貫通孔３０を非接触で貫通して、径方向へ張り出した質量部材側拡径部としてのフランジ部１８Ａが形成されている。

フランジ部１８Ａは貫通孔３０よりも大径に形成されており、また、フランジ部１８Ａと凹部２８の周壁との間には一定の隙間が設けられている。さらに、パイプ１８の下端部には、弾性裏当て部１４Ｂの下方まで延びて、弾性裏当て部１４Ｂにカシメられた取付部材側拡径部としてのカシメ部１８Ｂが形成されている。

次に、本実施形態に係る防振装置１０の製造方法の一例について説明する。

図３（Ａ）に示すように、質量部材１２とブラケット１６の第２面１６Ｂとの間に、所定の形に成形された弾性部材１４を配置して加硫接着して、質量部材１２とブラケット１６とを固定する。ここで、弾性部材１４の弾性係数、弾性部材１４の高さ（ｈ）、及び質量部材１２の重量を適宜調整することで、所望の共振周波数を備えた防振装置１０とすることができる。このため、本実施形態ではパイプ１８は質量部材１２の重量に影響しないので、ボディパネル２４に取付けた後にパイプ１８を圧入しても防振装置１０の共振周波数は変化しない。

次に、円筒状のパイプ１８を質量部材１２の上方から弾性被覆部１４Ａに被覆された挿通孔２６へ圧入する。このとき、パイプ１８の上端部にはフランジ部１８Ａが形成されており、フランジ部１８Ａと凹部２８の底面との間に所定の隙間を設けるように、パイプ１８の圧入量を調整する。

パイプ１８を弾性被覆部１４Ａへ圧入した後、図３（Ｂ）に示すように、パイプ１８の下端部を拡径させ、弾性裏当て部１４Ｂにカシメられたカシメ部１８Ｂを形成する。ここで、パイプ１８を拡径させる方法としては、円錐状のカシメ治具をパイプ１８の下端部に挿入する方法や、ペンチ等の工具を用いてパイプ１８の下端部を径方向外側へ折り曲げてカシメる方法がある。

なお、パイプ１８の上端部には、予めフランジ部１８Ａを形成していたが、パイプ１８を挿通孔２６へ圧入した後にパイプ１８の上端部を拡径させてフランジ部１８Ａを形成してもよい。この場合、汎用のパイプ１８を用いることができるので、材料コストを低減できる。

また、パイプ１８を圧入する際に、パイプ１８の下方に図示しない受け台を設置し、パイプ１８の下端部が図示しない受け台に当接するまで圧入することで、フランジ部１８Ａと凹部２８の底面との間に、所定の隙間を設けるようにしてもよい。

さらに、パイプ１８は質量部材１２の上方から挿通孔２６へ圧入されていたが、挿通孔２６の下方から圧入してもよい。この場合、フランジ部１８Ａをパイプ１８の下端部に形成した状態で圧入する。

次に、本実施形態に係る防振装置１０の作用について説明する。

図２に示すように、防振装置１０を車体のボディパネル２４に取り付ける。このとき、エンジンから発生する振動によってボディパネル２４が振動するときの固有振動数を予め測定しておき、この固有振動数に対応する共振周波数を備えた防振装置１０を取付ける。

この状態でエンジンを始動させると、エンジンから発生する振動によって弾性部材１４が鉛直方向に弾性変形し、防振装置１０が取付けられたボディパネル２４の振動を減衰させる。

ここで、防振装置１０の使用中に弾性部材１４が破断すると、質量部材１２がブラケット１６から外れようとするが、質量部材１２の凹部２８の底面がパイプ１８のフランジ部１８Ａに係止されて質量部材１２の脱落を抑制する。

また、フランジ部１８Ａが質量部材１２を係止している状態では、パイプ１８に対して上に引き抜かれる方向に力が作用するが、パイプ１８は弾性被覆部１４Ａに被覆された挿通孔２６に圧入されており、さらにパイプ１８の下端部のカシメ部１８Ｂが弾性裏当て部１４Ｂに係止されるため、パイプ１８が引き抜かれることもない。

さらに、取付部材１６の第２面１６Ｂは、弾性部材１４及び弾性裏当て部１４Ｂによって挟持されているので、弾性部材１４が取付部材１６から外れにくくなっている。

なお、本実施形態では、パイプ１８の下端部を拡径させてカシメ部１８Ｂを形成しているが、パイプ１８を弾性被覆部１４Ａへ圧入するだけでパイプ１８の抜出しを抑制できる場合には、カシメ部１８Ｂを形成しなくてもよい。

また、本実施形態に係る質量部材１２は略円筒状であったが、一定の共振周波数を備えた構造であれば、質量部材１２の形状は特に制限しない。例えば、直方体や円錐状であってもよい。また、本実施形態に係るブラケット１６の形状は略Ｌ字形状であったが、防振装置１０を取付ける形状に合わせて、適宜形状を変更できることは勿論である。

次に、第２実施形態に係る防振装置について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図４に示すように、本実施形態に係る防振装置４０を構成するパイプ４２の上端部は、円板状のフランジ４２Ａによって閉塞されており、パイプ４２の下端部は開口して、カシメ部４２Ｂが形成されている。フランジ４２Ａはパイプ４２と一体形成されており、フランジ４２Ａは貫通孔３０より大径に形成されると共に、質量部材１２の凹部２８の直径より小径に形成されている。

本実施形態に係る防振装置４０では、弾性部材１４が破断しても、フランジ４２Ａが質量部材１２の凹部２８の底面を係止し、カシメ部４２Ｂが弾性裏当て部１４Ｂに係止されるので、質量部材１２の脱落を抑制できる。

また、パイプ４２の上端を閉塞することで、パイプ４２の剛性を向上させている。このため、振幅の大きい振動によって質量部材１２とパイプ４２がぶつかってもパイプ４２が変形したり、破損するのを抑制できる。

なお、本実施形態に係るフランジ４２Ａは円板状であったが、質量部材１２と接触しなければ、特に形状は制限しない。例えば、矩形状や多角形状であってもよい。また、フランジ４２Ａはパイプ４２の上端部に設けられていたが、パイプ４２の下端部にフランジ４２Ａ設け、上端部を開口させてもよい。この場合、パイプ４２は挿通孔２６の下方から圧入される。また、パイプ４２の上端部は圧入後に拡径される。

次に、第３実施形態に係る防振装置について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図５に示すように、本実施形態に係る防振装置５０を構成する質量部材５２は、中央部に質量部材５２を貫通する貫通孔５４が形成された円柱体であり、第１実施形態の質量部材１２のように凹部２８は形成されていない。また、貫通孔５４には両端が開口したパイプ５６が貫通しており、パイプ５６の上端部は、質量部材５２より上方に位置し、フランジ部５６Ａが形成されている。

パイプ５６の下端部にはカシメ部５６Ｂが形成され、弾性裏当て部１４Ｂにカシメられている。これにより、弾性部材１４が破断しても質量部材５２の脱落を抑制することができる。

なお、本実施形態に係るパイプ５６として、両端部が開口した汎用のパイプを用いてもよい。この場合、パイプ５６を挿通孔２６へ圧入した後、パイプ５６の上端部を拡径し、パイプ５６の下端部を弾性裏当て部１４Ｂにカシメる。

次に、第４実施形態に係る防振装置について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図６に示すように、本実施形態に係る防振装置６０は、脱落防止部材としての中実ロッド６２が弾性被覆部１４Ａを被覆した挿通孔２６へ圧入されている。中実ロッド６２は円柱状であり、鉄や銅などの比重の高い材料で形成される。

また、中実ロッド６２の上端部は、貫通孔３０より上方に位置しており、円板状のフランジ部６２Ａが形成されている。フランジ部６２Ａの直径は、貫通孔３０より大径であり、フランジ部６２Ａと凹部２８の周壁との間には、一定の隙間が設けられている。

また、中実ロッド６２の下端部には、拡径されて弾性裏当て部１４Ｂにカシメられた筒部６２Ｂが形成されている。

本実施形態に係る防振装置６０では、ボディパネル２４が異なる２種類の固有振動数で振動している場合であっても、質量部材１２と中実ロッド６２とが振動することによって、それぞれの固有振動を減衰させることができる。

また、弾性部材１４が破断したときには、フランジ部６２Ａが質量部材１２を係止して質量部材１２の脱落を抑制する。

なお、本実施形態に係る中実ロッド６２は中実構造としたが、共振周波数を調整するために中実ロッド６２の一部に中空部を形成してもよい。また、フランジ部６２Ａの形状は円板状であったが、他の形状でもよい。例えば、矩形状や多角形状であってもよい。

以上、本発明の第１〜第４の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１〜第４の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、図２において、パイプ１８を弾性被覆部１４Ａへ圧入した後、パイプ１８の下端部にストッパ部材を取付けても良い。

１０ 防振装置
１２ 質量部材
１４ 弾性部材
１４Ａ 弾性被覆部
１４Ｂ 弾性裏当て部
１６ ブラケット（取付部材）
１８ パイプ（脱落防止部材）
１８Ａ フランジ部（質量部材側拡径部）
１８Ｂ カシメ部（取付部材側拡径部）
２６ 挿通孔
３０ 貫通孔
４０ 防振装置
４２ パイプ（脱落防止部材）
４２Ａ フランジ（質量部材側拡径部）
４２Ｂ カシメ部（取付部材側拡径部）
５０ 防振装置
５２ 質量部材
５４ 貫通孔
５６ パイプ（脱落防止部材）
５６Ａ フランジ部（質量部材側拡径部）
５６Ｂ カシメ部（取付部材側拡径部）
６０ 防振装置
６２ 中実ロッド
６２Ａ フランジ部（質量部材側拡径部）
６２Ｂ 筒部（取付部材側拡径部）

Claims (6)

1. 防振対象体に取付けられる取付部材と、
   前記取付部材に固定された弾性部材と、
   前記弾性部材に固定された質量部材と、
   前記質量部材及び前記弾性部材を貫通した貫通孔と、
   前記弾性部材から延出して前記取付部材に形成された挿通孔の孔壁を被覆した弾性被覆部と、
   前記貫通孔を非接触で貫通すると共に、前記取付部材との間に前記弾性被覆部を挟み込むようにして前記弾性被覆部へ圧入された脱落防止部材と、
   前記脱落防止部材の前記質量部材側の一端部を前記貫通孔より大径に拡径した質量部材側拡径部と、
   を有する防振装置。
2. 前記脱落防止部材の前記取付部材側の他端部を前記挿通孔より大径に拡径した取付部材側拡径部を有する請求項１に記載の防振装置。
3. 前記弾性被覆部から延びて、前記弾性部材とで前記取付部材を挟持する弾性裏当て部を有する請求項１又は２に記載の防振装置。
4. 前記脱落防止部材はパイプであり、前記質量部材側拡径部と前記取付部材側拡径部は、前記パイプを前記弾性被覆部へ圧入した後、カシメ加工される請求項２に記載の防振装置。
5. 前記脱落防止部材は、中実ロッドである請求項１〜３の何れか１項に記載の防振装置。
6. 前記中実ロッドは、前記質量部材とは異なる共振周波数で振動する請求項５に記載の防振装置。

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