JP7063765B2 - 金属ばね付複合防振体 - Google Patents
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Description
本発明の第二の態様は、金属ばね付複合防振体であって、第一の弾性体と第二の弾性体が相互に重ね合わされており、該第一の弾性体が該第二の弾性体よりも高減衰の材料で形成されていると共に、荷重入力時のひずみが大きくなる歪集中部が該第一の弾性体に設定されており、更に該第一の弾性体と該第二の弾性体で構成された複合防振体に対して金属ばねが荷重入力方向で直列的に設けられており、且つ、該第二の弾性体が、該第一の弾性体よりも圧縮永久ひずみの小さい材料で形成されていることを、特徴とする。
第二の態様によれば、複合防振体が高減衰材料で形成された第一の弾性体と、永久変形し難い第二の弾性体とを備えることによって、優れた防振性能や緩衝性能、位置決め性能などを実現することができる。なお、圧縮永久ひずみは、同一条件での静的な圧縮荷重履歴によって残留する歪量とする。
本発明の第三の態様は、第二の態様に記載された金属ばね付複合防振体において、前記第一の弾性体の損失正接(tanδ)が0.3以上とされていると共に、前記第二の弾性体の圧縮永久ひずみが、85℃の温度条件下で70時間に亘って圧縮した場合に25%以下とされており、更に該第一の弾性体が該第二の弾性体よりも硬くされているものである。
第三の態様によれば、複合防振体が高減衰材料で形成された硬い第一の弾性体と永久変形し難く柔らかい第二の弾性体とを備えていることから、優れた防振性能や緩衝性能、位置決め性能などを実現することができる。すなわち、荷重に対する変形量が小さくされた硬い第一の弾性体によって、荷重入力に対する複合防振体の変形量が制限されて、防振対象部材の変位量を制限するストッパ作用を有効に得ることができる。さらに、第一の弾性体は、損失正接(tanδ)が0.3以上とされており、振動に対する優れた減衰作用を発揮することから、入力振動が有効に低減される。一方、荷重に対する変形量が大きくされた柔らかい第二の弾性体によって、例えば、防振対象部材の間で複合防振体が挟まれた状態で振動が入力される場合に、振動絶縁作用によって振動の伝達を抑えることができると共に、防振対象部材の複合防振体を介した防振連結状態が安定して維持される。さらに、第一の弾性体よりも柔らかい第二の弾性体は、入力に対する変形量が比較的に大きくなるが、圧縮永久ひずみが85℃の温度条件下で70時間に亘って圧縮した場合に25%以下とされていることから、長期に亘って圧縮状態とされたとしても、永久変形による性能の低下などが問題になり難く、優れた耐久性を実現できる。
また、本発明は、もともと以下(i)~(xiii)に記載の各発明を何れも含むものであり、その構成および作用効果に関して、付記しておく。
本発明は、
(i) 第一の弾性体と第二の弾性体が相互に重ね合わされており、該第一の弾性体が該第二の弾性体よりも高減衰の材料で形成されていると共に、荷重入力時のひずみが大きくなる歪集中部が該第一の弾性体に設定されており、更に該第一の弾性体と該第二の弾性体で構成された複合防振体に対して金属ばねが荷重入力方向で直列的に設けられていることを特徴とする金属ばね付複合防振体、
(ii) 前記金属ばねが防振対象部材への取付部を備えている(i)に記載の金属ばね付複合防振体、
(iii) 前記金属ばねが屈曲部で折り返された板ばねとされている(i)又は(ii)に記載の金属ばね付複合防振体、
(iv) 前記第一の弾性体と前記第二の弾性体が荷重の入力方向に重ね合わされている(i)~(iii)の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体、
(v) 前記第一の弾性体に対して前記金属ばねが取り付けられている(iv)に記載の金属ばね付複合防振体、
(vi) 前記第一の弾性体における前記第二の弾性体との重ね合わせ面には該第二の弾性体に向けて突出する突出部が設けられていると共に、該突出部の外周に凹部が形成されて、該凹部によって前記歪集中部が設定されている(iv)又は(v)に記載の金属ばね付複合防振体、
(vii) 前記第二の弾性体は、前記第一の弾性体の先端側に直列的に配置された直列配置部と、該第一の弾性体に対して並列配置された並列配置部とを備えている(i)~(vi)の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体、
(viii) 前記第一の弾性体における前記第二の弾性体との重ね合わせ面に凹部が開口して、該凹部によって前記歪集中部が設定されていると共に、該凹部に差し入れられる凸部が該第二の弾性体に設けられて、該凸部が該凹部の内面に当接している(i)~(vii)の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体、
(ix) 車両用開閉扉と車両のボデー骨格との何れか一方に前記金属ばねが取り付けられることで前記複合防振体がそれら車両用開閉扉とボデー骨格の間に配設されるようになっており、該車両用開閉扉を閉じた状態において該複合防振体が該車両用開閉扉と該ボデー骨格の間で圧縮状態とされる(i)~(viii)の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体、
(x) 前記第二の弾性体が、前記第一の弾性体よりも圧縮永久ひずみの小さい材料で形成されている(i)~(ix)の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体、
(xi) 前記第一の弾性体の損失正接(tanδ)が0.3以上とされていると共に、前記第二の弾性体の圧縮永久ひずみが、85℃の温度条件下で70時間に亘って圧縮した場合に25%以下とされており、更に該第一の弾性体が該第二の弾性体よりも硬くされている(x)に記載の金属ばね付複合防振体、
(xii) 前記第一の弾性体がスチレン系ゴム又はブチル系ゴムとされている(i)~(xi)の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体、
(xiii) 前記第二の弾性体が天然ゴム又はブタジエン系ゴムとされている(i)~(xii)の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体、
に関する発明を含む。
上記(i)に記載の発明では、荷重の入力によるひずみが、高減衰の材料で形成された第一の弾性体の歪集中部において集中的に生じることにより、減衰作用を大きく得ることができて、優れた防振性能を実現することができる。しかも、第一の弾性体に対して第二の弾性体が重ね合わされていることから、例えば、第一の弾性体とは異なる材料で形成されて特性の異なる第二の弾性体を組み合わせて採用すれば、防振特性や耐久性、緩衝性などの要求性能を、より高度に実現することができる。また、複合防振体に対して金属ばねが荷重入力方向で直列的に設けられていることから、長期に亘って静荷重が継続的に入力される場合に、金属ばねが弾性変形することで、複合防振体の永久ひずみ、特に減衰性能に優れた第一の弾性体の永久ひずみが低減されて、複合防振体の変形が抑えられる。その結果、複合防振体の耐久性の向上や、寸法変化の防止による防振性能の安定化などが図られる。
上記(ii)に記載の発明では、金属ばねによって複合防振体を振動伝達系の構成部材である防振対象部材に取り付けることができて、金属ばねとは別に取付用の部材を設ける場合に比して、部品点数を少なくすることができると共に、構造の簡略化も図られる。
上記(iii)に記載の発明では、金属ばねの屈曲部を挟んだ両側が成す角度を調節することで、複合防振体の向きを簡単に調節することができる。特に、ヒンジによってボデー骨格に対して開閉可能とされた車両用開閉扉のストッパとして金属ばね付複合防振体を採用する場合には、車両用開閉扉の変位の中心であるヒンジの位置と、金属ばねの変形中心の位置とが、互いに異なることから、車両用開閉扉の変位が進行するに従って複合防振体に対する車両用開閉扉の当接態様が変化して、第一の弾性体の歪集中部にひずみをより一層集中させることなども可能になる。
上記(iv)に記載の発明では、例えば、高減衰の材料で形成された第一の弾性体によって優れた減衰性能を得ながら、緩衝性能に優れた材料で第二の弾性体を形成することにより、荷重入力時の衝撃や打音などを低減することができる。
上記(v)に記載の発明では、第一の弾性体が高減衰を実現するために比較的に硬い場合にも、荷重入力方向で第一の弾性体の両側に第二の弾性体と金属ばねが配されることから、それら第二の弾性体と金属ばねの弾性変形によって緩衝作用を有効に得ることができる。しかも、金属ばねに取り付けられる第一の弾性体が比較的に硬くされていれば、複合防振体が金属ばねによって安定して支持されて、例えば複合防振体の車両用開閉扉などへの当接態様が安定することから、目的とする防振性能などを有効に得ることができる。
上記(vi)に記載の発明では、荷重の入力によって突出部が圧縮されて、突出部がポアソン比に応じて外周へ膨らむように弾性変形することにより、突出部の外周に形成された凹部の歪集中部において大きなひずみを得ることができる。また、凹部が突出部の外周面に開口するように形成されている場合には、突出部が突出方向で圧縮されると、凹部において座屈の如き変形が生じ易く、凹部に設定された歪集中部において、第一の弾性体のひずみが集中的に大きくなることから、第一の弾性体による減衰性能を有利に得ることができる。
上記(vii)に記載の発明では、荷重入力時に、第一の弾性体の先端側に直列的に配置された第二の弾性体の直列配置部が、第一の弾性体よりも優先的に圧縮変形される。それ故、例えば、第二の弾性体を第一の弾性体よりも動ばね定数の低い柔らかい材質とすることによって、変形初期の優れた緩衝性を実現することや、永久変形が生じ難い材料で形成することによって、複合防振体の永久変形を抑えることができる。また、複合防振体に大きな圧縮荷重が作用すると、第二の弾性体が直列配置部だけでなく並列配置部においても圧縮されることによって、より硬いばね特性が発現する。これにより、例えば、金属ばね付複合防振体が車両用開閉扉のドアストッパに適用される場合において、車両用開閉扉を閉じる際の衝撃的な大荷重が入力される際に、車両用開閉扉のボデー骨格に対する相対変位量が、複合防振体の硬いばね特性によって有効に制限されると共に、車両用開閉扉の閉状態において、車両用開閉扉を車両のボデー骨格に対して適切な相対位置に保持して、車両用開閉扉のがたつきを防止することができる。
上記(viii)に記載の発明では、凸部が凹部に差し入れられて当接していることにより、例えば、第一の弾性体と第二の弾性体を凸部と凹部の係止によって連結することもできる。さらに、荷重の入力によって第一の弾性体が弾性変形する際に、凹部に入り込んだ凸部が第一の弾性体によって挟み込まれて弾性変形することにより、更なる減衰作用を得ることも可能となる。
上記(ix)に記載の発明では、車両用開閉扉が閉じる際にボデー骨格に伝わる振動を、複合防振体の減衰作用などによって低減することができる。特に、高減衰材料で形成された第一の弾性体による減衰作用に基づいて、振動エネルギーを低減することで、ボデー骨格への振動伝達を有効に抑えることができる。さらに、車両用開閉扉が長期間に亘って閉じた状態に維持されたとしても、金属ばねが変形することで複合防振体に永久変形が生じ難く、複合防振体による防振性能の安定化が図られると共に、閉じた状態の車両用開閉扉がボデー骨格に対して安定して位置決めされて、車両用開閉扉のがたつきが防止される。
上記(x)に記載の発明では、複合防振体が高減衰材料で形成された第一の弾性体と、永久変形し難い第二の弾性体とを備えることによって、優れた防振性能や緩衝性能、位置決め性能などを実現することができる。なお、圧縮永久ひずみは、同一条件での静的な圧縮荷重履歴によって残留する歪量とする。
上記(xi)に記載の発明では、複合防振体が高減衰材料で形成された硬い第一の弾性体と永久変形し難く柔らかい第二の弾性体とを備えていることから、優れた防振性能や緩衝性能、位置決め性能などを実現することができる。すなわち、荷重に対する変形量が小さくされた硬い第一の弾性体によって、荷重入力に対する複合防振体の変形量が制限されて、防振対象部材の変位量を制限するストッパ作用を有効に得ることができる。さらに、第一の弾性体は、損失正接(tanδ)が0.3以上とされており、振動に対する優れた減衰作用を発揮することから、入力振動が有効に低減される。一方、荷重に対する変形量が大きくされた柔らかい第二の弾性体によって、例えば、防振対象部材の間で複合防振体が挟まれた状態で振動が入力される場合に、振動絶縁作用によって振動の伝達を抑えることができると共に、防振対象部材の複合防振体を介した防振連結状態が安定して維持される。さらに、第一の弾性体よりも柔らかい第二の弾性体は、入力に対する変形量が比較的に大きくなるが、圧縮永久ひずみが85℃の温度条件下で70時間に亘って圧縮した場合に25%以下とされていることから、長期に亘って圧縮状態とされたとしても、永久変形による性能の低下などが問題になり難く、優れた耐久性を実現できる。
上記(xii)に記載の発明では、スチレン系ゴム又はブチル系ゴムによって、損失正接が大きく減衰性能に優れた第一の弾性体を得ることができる。
上記(xiii)に記載の発明では、天然ゴム又はブタジエン系ゴムによって、永久変形し難い第二の弾性体を得ることができる。
Claims (12)
- 第一の弾性体と第二の弾性体が相互に重ね合わされており、該第一の弾性体が該第二の弾性体よりも高減衰の材料で形成されていると共に、荷重入力時のひずみが大きくなる歪集中部が該第一の弾性体に設定されており、更に該第一の弾性体と該第二の弾性体で構成された複合防振体に対して金属ばねが荷重入力方向で直列的に設けられており、且つ、
該第一の弾性体における該第二の弾性体との重ね合わせ面に凹部が開口して、該凹部によって該歪集中部が設定されていると共に、該凹部に差し入れられる凸部が該第二の弾性体に設けられて、該凸部が該凹部の内面に当接していることを特徴とする金属ばね付複合防振体。 - 第一の弾性体と第二の弾性体が相互に重ね合わされており、該第一の弾性体が該第二の弾性体よりも高減衰の材料で形成されていると共に、荷重入力時のひずみが大きくなる歪集中部が該第一の弾性体に設定されており、更に該第一の弾性体と該第二の弾性体で構成された複合防振体に対して金属ばねが荷重入力方向で直列的に設けられており、且つ、
該第二の弾性体が、該第一の弾性体よりも圧縮永久ひずみの小さい材料で形成されていることを特徴とする金属ばね付複合防振体。 - 前記第一の弾性体の損失正接(tanδ)が0.3以上とされていると共に、前記第二の弾性体の圧縮永久ひずみが、85℃の温度条件下で70時間に亘って圧縮した場合に25%以下とされており、更に該第一の弾性体が該第二の弾性体よりも硬くされている請求項2に記載の金属ばね付複合防振体。
- 前記金属ばねが防振対象部材への取付部を備えている請求項1~3の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体。
- 前記金属ばねが屈曲部で折り返された板ばねとされている請求項1~4の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体。
- 前記第一の弾性体と前記第二の弾性体が荷重の入力方向に重ね合わされている請求項1~5の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体。
- 前記第一の弾性体に対して前記金属ばねが取り付けられている請求項6に記載の金属ばね付複合防振体。
- 前記第一の弾性体における前記第二の弾性体との重ね合わせ面には該第二の弾性体に向けて突出する突出部が設けられていると共に、該突出部の外周に凹部が形成されて、該凹部によって前記歪集中部が設定されている請求項6又は7に記載の金属ばね付複合防振体。
- 前記第二の弾性体は、前記第一の弾性体の先端側に直列的に配置された直列配置部と、該第一の弾性体に対して並列配置された並列配置部とを備えている請求項1~8の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体。
- 車両用開閉扉と車両のボデー骨格との何れか一方に前記金属ばねが取り付けられることで前記複合防振体がそれら車両用開閉扉とボデー骨格の間に配設されるようになっており、該車両用開閉扉を閉じた状態において該複合防振体が該車両用開閉扉と該ボデー骨格の間で圧縮状態とされる請求項1~9の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体。
- 前記第一の弾性体がスチレン系ゴム又はブチル系ゴムとされている請求項1~10の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体。
- 前記第二の弾性体が天然ゴム又はブタジエン系ゴムとされている請求項1~11の何れか一項に記載の金属ばね付複合防振体。
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