JP6790957B2 - ダイナミックダンパ - Google Patents

Description

本発明は、ダイナミックダンパに関し、特に共振周波数特性を改良したダイナミックダンパに関する。

従来、振動する制振対象部材に取り付けられるダイナミックダンパが知られている。ダイナミックダンパは、補助質量、ばね要素、及び減衰要素から構成される制振用の部材である。制振対象部材に対して、ばね要素及び減衰要素を介して補助質量が取り付けられる。制振対象部材が振動すると、ばね要素及び減衰要素を介して当該振動の少なくとも一部が補助質量へ伝達されて補助質量が振動する。これにより制振対象部材の振動が抑制される。ダイナミックダンパは、様々な部材に対して取り付けられるものであり、例えば自動車に搭載される部材にも取り付けられる場合がある。

ダイナミックダンパは、自身が有する共振周波数において最も効果的に振動を抑制する。制振対象部材によって振動量がピークとなる振動周波数が異なるため、ダイナミックダンパの共振周波数を各制振対象部材のピーク振動周波数に合わせるようにチューニングすることが行われている。例えば、特許文献１には、補助質量の質量、ばね要素のばね定数、あるいは減衰要素の減衰係数などを調整することにより、ダイナミックダンパの共振周波数を設定することが記載されている。

特開２０１６−０８４９４４号公報

制振対象部材における振動が、２つの振動周波数において振動量のピークを有する場合がある。従来のダイナミックダンパは、１つの共振周波数を有するものであるところ、２つの振動周波数において振動量のピークを有する制振対象部材の振動を効果的に抑制しようとすれば、当該２つの振動周波数に対応する共振周波数を有する２つのダイナミックダンパを制振対象部材に取り付ける必要があった。

２つのダイナミックダンパを制振対象部材に取り付けた場合、制振対象部材が設けられた機器の体格及び重量が増大するという問題があった。あるいは、制振対象部材の設置状況（例えば周辺スペースの広さ）などによっては、制振対象部材に２つのダイナミックダンパを取り付けられない場合も考えられる。

本発明の目的は、２つの共振周波数を有するダイナミックダンパを提供することにある。

本発明は、２つの振動周波数において振動量のピークを有する制振対象部材に取り付けられる、質量体と弾性体とを有するダイナミックダンパであって、前記質量体の重心と前記弾性体の重心とを互いに異なる位置とすることで、前記２つの振動周波数に対応する２つの共振周波数を有し、前記弾性体は、前記質量体に設けられた質量体孔に挿入され、前記質量体孔に対する前記弾性体の挿入位置を変更することによって、前記弾性体の重心の位置を変更可能である、ことを特徴とするダイナミックダンパである。

上記構成によれば、質量体の重心と弾性体の重心とを異なる位置に設定することで、ダイナミックダンパに２つの共振周波数が設定される。これにより、２つの振動周波数において振動量のピークを有する制振対象部材に対して、複数のダイナミックダンパを取り付けることなく、１つのダイナミックダンパを取り付けることで、２つの振動周波数の振動を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、２つの共振周波数を有するダイナミックダンパを提供することができる。

本実施形態に係るダイナミックダンパの外観斜視図である。 本実施形態に係るダイナミックダンパの分解図である。 ダイナミックダンパがトランスアクスルに取り付けられた状態を示す図である。 ダイナミックダンパの断面図である。 本実施形態に係るダイナミックダンパの周波数−ゲイン特性を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１には、本実施形態に係るダイナミックダンパ１０の外観斜視図が示されている。ダイナミックダンパ１０は、２つの振動周波数において振動量のピークを有する制振対象部材に取り付けられるものである。本実施形態においては、ダイナミックダンパ１０は車両に設けられたトランスアクスルに取り付けられる。つまり、本実施形態に係るダイナミックダンパ１０は車両用ダイナミックダンパである。

図１に示される通り、ダイナミックダンパ１０は、質量体１２及び２つの加硫玉からなる弾性組立体１４を含んで構成される。

質量体１２は、ダイナミックダンパの要素のうち、補助質量として機能する。したがって、質量体１２は、補助質量として機能し得る程度の質量を有している。質量体１２は、例えば鉄などの金属で形成される。

弾性組立体１４については図２を参照して説明する。

図２には、ダイナミックダンパ１０の分解図が示されている。質量体１２には、弾性組立体１４が挿入される質量体孔１２ａが設けられている。本実施形態における質量体孔１２ａは丸穴であり、出口側（図２の左側）に位置する小径部分１２ａ−１の径は、入口側に位置する大径部分１２ａ−２の径よりも小さくなっている。

弾性組立体１４は、ゴム筒からなる弾性体１４ａ、内筒１４ｂ、及び外筒１４ｃを含んで構成される。

弾性体１４ａは、例えば樹脂などの弾性力のある材料で形成された筒状部材である。本実施形態では弾性体１４ａは円筒形状となっている。弾性体１４ａは、ダイナミックダンパの要素のうち、ばね要素及び減衰要素として機能する。弾性体１４ａの材質あるいは厚さなどに応じて、ばね定数及び減衰定数が変化することから、目的のばね定数及び減衰定数に応じて、弾性体１４ａの材質あるいは厚さなどが設定されてよい。

弾性体１４ａの内径は略一定であるが、その外径は中央部よりも端部が小さくなっている。つまり弾性体１４ａの外径は口細形状となっている。

内筒１４ｂは、鉄などの金属で形成される筒状部材である。本実施形態では、弾性体１４ａが円筒形状であるため、それに応じて内筒１４ｂも円筒形状となっている。内筒１４ｂの外径は弾性体１４ａの内径とほぼ同じになっており、内筒１４ｂは弾性体１４ａの内側にぴったりと収まるようになっている。弾性体１４ａと内筒１４ｂとの間のズレを防止するように、両者は接着されてもよい。後述のように、内筒１４ｂの中にボルトが通されることで、ダイナミックダンパ１０がトランスアクスルに取り付けられる。内筒１４ｂは、当該ボルトによって弾性体１４ａが損傷されることを防止する役割を果たす。

外筒１４ｃは、内筒１４ｂ同様、鉄などの金属で形成される筒状部材である。本実施形態では、弾性体１４ａが円筒形状であるため、それに応じて外筒１４ｃも円筒形状となっている。外筒１４ｃの内径は弾性体１４ａの中央部の外径とほぼ同じになっており、弾性体１４ａの中央部が外筒１４ｃの内側にぴったりと収まるようになっている。弾性体１４ａと外筒１４ｃとの間のズレを防止するように、両者は接着されてもよい。外筒１４ｃは、質量体１２によって弾性体１４ａが損傷されることを防止する役割を果たす。

弾性組立体１４が質量体孔１２ａに挿入されることでダイナミックダンパ１０が形成される。質量体孔１２ａの大径部分１２ａ−２の径と、外筒１４ｃの外径はほぼ同じになっているため、弾性組立体１４が質量体孔１２ａに挿入された挿入状態において、大径部分１２ａ−２の内側面と外筒１４ｃの外表面とが密着するようになっている。質量体１２と外筒１４ｃとの間のズレを防止するように、両者は接着されてもよい。また、挿入状態においては、弾性体１４ａの口細部分が質量体孔１２ａの小径部分１２ａ−１内に挿通される。

なお、本実施形態においては、ダイナミックダンパ１０は弾性組立体１４を２つ有しているが、弾性組立体の数は１つあるいは３つ以上であってもよい。

図３には、ダイナミックダンパ１０が制振対象部材であるトランスアクスル２０に取り付けられた状態を示す図である。トランスアクスル２０は、トランスミッション、ファイナルギア、及びディファレンシャルギアが一体化した部材である。トランスアクスル２０は、動作することで振動する。本実施形態に係るトランスアクスル２０は、２つの振動周波数において振動量のピークを有するものである。

本実施形態では、ダイナミックダンパ１０はトランスアクスル２０の端部に取り付けられる。ダイナミックダンパ１０は、２本のボルト２２によってトランスアクスル２０に取り付けられる。詳細は後述するように、ダイナミックダンパ１０は、トランスアクスル２０が有する２つの振動周波数における振動のいずれもを効果的に抑制するように、２つの共振周波数を有するものである。したがって、本実施形態においては、トランスアクスル２０に対しては、１つのダイナミックダンパ１０が取り付けられる。なお、図３、及び後述の図４、５においては、トランスアクスル２０の延伸方向をＹ軸と、高さ方向をＺ軸と、Ｙ軸及びＺ軸に直交する方向をＸ軸としている。図３に示されるように、本実施形態では、ダイナミックダンパ１０は、ボルト２２がＹ軸に平行となるように取り付けられている。

図４に、トランスアクスル２０に取り付けられた状態のダイナミックダンパ１０のＹＺ断面図が示されている。図４に示されるように、弾性組立体１４の内筒１４ｂの内側に挿通されるボルト２２によって、ダイナミックダンパ１０がトランスアクスル２０に取り付けられることで、トランスアクスル２０側から見れば、弾性体１４ａを介して質量体１２が取り付けられていることになる。このことからも、質量体１２が補助質量として機能し、弾性体１４ａがばね要素及び減衰要素として機能することが分かる。

図４に示される通り、ダイナミックダンパ１０においては、質量体１２の重心Ｇ_Ｍと、弾性体１４ａの重心Ｇ_Ｓとが互いに異なる位置となっている。本実施形態では弾性組立体１４が２つ設られ弾性体１４ａが２つ設けられていることから、重心Ｇ_Ｓとは２つの弾性体１４ａの重心である。重心Ｇ_Ｍと重心Ｇ_Ｓの位置が互いに異なることにより、ダイナミックダンパ１０が２つの共振周波数を有するようになる。

重心Ｇ_Ｍ及び重心Ｇ_Ｓの位置によって、ダイナミックダンパ１０が有する２つの共振周波数を調整することができる。よって、トランスアクスル２０の振動量がピークとなる２つの振動周波数が予め分かっている場合には、重心Ｇ_Ｍ及び重心Ｇ_Ｓの位置を調整して、ダイナミックダンパ１０の２つの共振周波数をトランスアクスル２０の２つのピーク振動周波数にチューニングすることができる。このようにして、制振対象部材の２つのピーク振動周波数に対応した２つの共振周波数を有するダイナミックダンパ１０が形成される。

重心Ｇ_Ｍの位置の変更は、例えば質量体１２の形状あるいは重量バランスを変更することなどによって実現される。重心Ｇ_Ｓの位置の変更は、弾性体１４ａの形状などを変更することによっても実現されるが、重心Ｇ_Ｓの位置については、質量体孔１２ａに対する弾性組立体１４の挿入具合を変更することによっても変更し得る。これは、質量体孔１２ａに対する弾性組立体１４の挿入具合によって弾性体１４ａの位置が変更されるからである。

図５には、重心Ｇ_Ｍの位置と重心Ｇ_Ｓの位置を異なる位置とした場合のダイナミックダンパ１０の周波数−ゲイン特性グラフが示されている。ゲインとは、トランスアクスル２０の振動による質量体１２の振動量を表している。すなわち、ゲインが高い程質量体１２が大きく振動することから、ゲインが高い程トランスアクスル２０の振動量がより抑制されるといえる。

図５に示されるように、ダイナミックダンパ１０は、周波数ｆ_１及びｆ_２においてゲインのピークがみられている。これは、ダイナミックダンパ１０が、周波数ｆ_１及びｆ_２という２つの共振周波数を有していること示す。すなわち、ダイナミックダンパ１０が、周波数ｆ_１及びｆ_２という２つの振動周波数におけるトランスアクスル２０の振動を効果的に抑制できることを示している。上述の通り、共振周波数ｆ_１及びｆ_２は、トランスアクスルの振動量がピークとなる２つの振動周波数に対応するように設定される。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ ダイナミックダンパ、１２ 質量体、１２ａ 質量体孔、１４ 弾性組立体、１４ａ 弾性体、１４ｂ 内筒、１４ｃ 外筒、Ｇ_Ｍ，Ｇ_Ｓ 重心。

Claims (1)

1. ２つの振動周波数において振動量のピークを有する制振対象部材に取り付けられる、質量体と弾性体とを有するダイナミックダンパであって、
   前記質量体の重心と前記弾性体の重心とを互いに異なる位置とすることで、前記２つの振動周波数に対応する２つの共振周波数を有し、
   前記弾性体は、前記質量体に設けられた質量体孔に挿入され、
   前記質量体孔に対する前記弾性体の挿入位置を変更することによって、前記弾性体の重心の位置を変更可能である、
   ことを特徴とするダイナミックダンパ。