JPS6330619A - 板ばねの高次振動防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １粟上Ｌ■」Ｈヒｉ 本発明は、板ばねの高次振動の防止方法に関するもので
ある。

従」ぼ口支逝− 周知のように、板ばねは、主な方向以外の剛性が大きい
ことを利用し、自動車の懸架ばねとして、懸架装置の一
部を兼ねて広く使用されている。また、商用車のパンな
どにおいては、その乗り心地を向上させるために、テー
パリーフばねなとも使用されている。

しかしながら、これらの懸架装置においては、質量、ば
ね定数などにより定まる一次固有振動数の他に、乗り心
地を害する高次の固有振動が発生する。このような高次
の固有振動を防止するために、動吸振器を応用すること
はできるが、この場合には、この動吸振器を、板ばねの
非線形性及び固有モードの数だけ、そのモードにおいて
最大振幅部に取り付けることが必要であるなどの問題が
あるために、まだ、実現するには至っていない。

口が　゛しようと　る口 そこで、本発明は、自動車の懸架装置として使用される
板ばねや、テーパリーフばねなどにおいて、高次の振動
モードによる、いわゆる、とビリ振動を有効に阻止する
ことができる新規な高次振動の防止方法を得ることを、
その目的とするものである。

ａ　　を　゛　るための 本発明は、この目的を達成するために、板ばねの親板又
はデーパリーフばねの両端部及び中央部以外の面に、制
振材をはりｆ寸けることにより、高次のモードにおける
共振振幅を押えるようにすることを特徴とするものであ
り、これにより、いわゆる、ビビリ振動を防止し、騒音
及び振動の両面において改善を図ることができるもので
ある。

及−１−匠 以下、本発明をその実施例その他を示す添１寸図面の第
１〜５図に基づいて、詳細に説明する。

まず、本発明を説明する前に、本発明の詳細な説明する
。

コイルばねにおいて、固有振動数が一定のものく円筒形
で等ピッチのもの）は、高域においてサージングの発生
することが知られている。これに対し、板ばねの場合に
は、主な作用を行う１次の曲げの他に、２次以上の高次
のモードをも発生する。しがち、鉄鋼材料はその損失係
数が小さいので、振動減衰に時間が掛かり、ビビリ振動
として、乗り心地を害する他、こもり騒音としても乗り
心地を害する。

この損失係数は、機械インピーダンスＺを求めることに
より間接的に計算により求めることができる。すなわち
、質重ｍを、ばね定数にと、減衰Ｃとにより支持した１
自由度系で、振幅をＸとすると、運動方程式は、次式に
より表される。

鍮マ＋Ｃρ＋ｋｘ＝Ｆ ここで、Ｆは外力である。この時、機械インピーダンス
２は、振動数をωとして、次式から求められる。

Ｚ＝Ｆ　／　ｘ・　　　奢　０ｍ　−ｋ／ω）２今、問
題となるのは、共振点である。固有振動数は、減衰が非
常に小さいから近似的に ω・ｒ「Ｔτ で表され、結局 Ｚ；Ｃ が求められる。

また、損失係数ηは。

７７　”　２Ｃ／Ｃｃ＝２Ｚ／２−７””；Ｔ・Ｚ／　
＜２ｘ　・ｆｎ　・ｓ＋）ここで、ｆｎ　　は、各モー
ドの振動数である。

次ぎに、第２図に、鉄板の８！ｌ械インピーダンスの測
定例が示されているが、図においては、縦軸にＺ力（、
また、Ｈ１＠に振動数が、それぞれ、取られている。

図で見て斜め右上がりの曲線が、相当質量を表している
６図から分かるように、５０〜５，０００１１ｚの範囲
で８回の共振が現れており、それぞれ、鋭いピークを示
している。

これに対し、第３図は、この鉄板に制振材（厚さ２１の
シート）をはり付けた場合の機械インピーダンスを求め
たものであるが、この図から分かるように、鉄板の影響
により高次の振動が同様に現れるが、各ピークは鈍くな
り、制振材による振動減衰の効果が、明瞭に現れている
。

更に、この効果を顕著に表すために、自由振動の振幅減
衰を求めたのが、第４及び５図である。すなわち、第４
図は、第２図で求めた損失係数を基礎として描いたもの
であるが、鉄板単体は減衰に必要とする時間がかなり長
いのに対し、第５図に、第３図で求めた損失係数を基礎
として描いた制振材をはり付けた場合を示すように、鉄
板に制振材をはり付けたものは、同じ条件で、約０．５
秒で振動が減衰していることが分かる。

本発明は、上記の原理を応用するものであり、第１図に
その１実施例を略図により示すように、重ね板ばねの親
板又はデーパリーフ１の両端部に目玉部２゜３を成形し
て板ばねが得られるが、この板ばねにおいて、目玉部２
．３の部分は、高次振動モードの腹とはなり得ないので
、制振材は不要であり、また、車軸取り付は部４の範囲
は、１次モードで振幅が最大となるが、それはばね作用
の本来の目的によるものであり、また、Ｕボルトにより
締め付けられる関係から、制振材は無い方が実用的であ
る。

このような観点から、本実施例においては、板ばね本体
１の内、これらの部分、すなわち、目玉部２，３及び車
軸取り付は部４を除いた部分５，６に、板状の制振材７
，８をはり付けるものである。

なお、制振材７，８としては、タイル状のものと、シー
ト状のものとがあるが、−最的には、板ばねの上下剛性
を損なうこと無＜、シがも、制振効果を発揮するように
、シート状のものが、有利である。また、公知のように
、制振材は、被はり付は材の厚さの２〜３倍の厚さのも
のを取り付けるのが有利である。

また、制振材には、ゴム系、アスファルト系、プラスチ
ック系などがあり、それぞれの基材をそのまま使用し、
材質の内部摩擦を利用するものと、基材に鉄粉や、セラ
ミックス粉などを混入し、これらの粒子の摩擦による減
衰を利用して振動を制御するものとが知られているが、
本発明においては、これらの制振材を適宜に使用するも
のとする。

なお、周知のように、鉄鋼材料の内部摩擦は、非常に小
さいものである。

このように、本発明においては、板ばね本体１の両端部
の目玉部２，３及び車軸取り付は部４を除いた広い範囲
に制振材７．８をはり付けることにより、高次振動モー
ドの腹の位置を特定すること無しに、この振動分防止す
ることができるものである。

なお、上記の実施例においては、制振材７，８を板ばね
本体１の下面にはり付けたものとしであるが、同じ効果
は、これらの制振材７．８を、ばね本体１の上面にはり
付けても、得られることができる。無論、板ばね本体１
の両面に制振材７，８をはり付けることも可能である。

ル１へ１１ 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているので
、自動車の懸架装置の板ばねに実施した場合には、その
乗り心地を害する高次の振動、特に、ビビリ振動を効果
的に防止することができ、乗り心地を向上させることが
できると共に騒音をも有効に阻止することができるとい
う優れた効果を発揮するらのである。

なお、以上には、本発明を、自動車用懸架装置に応用し
た場合について説明をしたが、本発明は、これに限定さ
れるものでは無く、清書ばねなどに応用しても、その高
次振動を防止することができ、高次振動に基づく種々の
障害を有効に阻止することのできることは、いうまでも
無いところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施した板ばねの１例を示す縦
断面図、第２図は、縦軸及び横軸に、それぞれ、機械イ
ンピーダンス及び振動数を取って示した鉄板の機械イン
ピーダンス特性線図、第３図は、同じく、この鉄板に制
振材をはり付けた場合の同様の機械インピーダンス線図
、第４図は、縦軸に振幅、横軸に時間を、それぞれ、取
り、第２図に示した鉄板の振幅減衰を示す線図、第５図
は、同様に、第３図に示す制振材をはり付けた場合の鉄
板の振幅減衰を示す線図である。 １・・板ばね本体、２，３・・・目玉部、４・・・車軸
取り１寸は部、５，６・・・目玉部及び車軸取り付は部
を除いた板ばね本体部分、７，８・・・制振材。 第１図 第２図 ｆ　（Ｈｚ） 第３図 第４因 時間　（着） 時間（妙）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重ね板ばねの親板又はテーパリーフばねの本体の両
   端部及び中央部以外の面に、板状の制振材をはり付ける
   ことにより高次の振動を防止するようにすることを特徴
   とする板ばねの高次振動の防止方法。 ２、制振材が、タイル状、シート状などである特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３、制振材の厚さが、ばね本体の厚さの約２〜３倍であ
   る特許請求の範囲第１又は２項記載の方法。