JPWO2014196196A1 - 防振構造、及び防振構造を備える遮蔽体 - Google Patents
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Abstract
Description
このような振動体には様々な部品が装着されており、例えば、装着部品として、エキゾーストマニホールドカバー、ヒートインシュレーターなどと称される遮蔽体がある。
遮蔽体は、一般的に、対向配置される二枚の金属板と、これらの間に介在する断熱部材とを備え、振動体から発せられる熱、音などの物理的エネルギーのエンジン周りの他の部品や車外への伝達を遮蔽するように構成されている。
このような遮蔽体は、振動体からの振動を直接又は間接的に受けて、破損したり異音を発生したりすることがある。
例えば、特許文献1に記載の防振構造では、振動体と装着部品との間に、重量調整されたおもり部材(ダンプマス)を備えるグロメットを介在させて、振動を抑制するようになっている。
例えば、振動体からの振動を吸収するためには、防振構造を構成する部品自体が弾性体で構成される方が有利に作用することになるが、エンジン周りの部品には耐熱性が要求されることから金属で構成しなければならず、金属製の部品ではゴム製の部品ほどの弾性効果を望むことはできない。そうすると、振動の吸収は専ら構成部品そのものの弾性特性に依存してしまうことになる。
なお、図1〜図8は、本発明の第一実施形態を示し、図9〜図14は、本発明の第二実施形態を示している。
エンジン、エキゾーストマニホールド、及びターボチャージャーなどの振動体200は振動のみならず、振動に伴う音、熱などの物理的エネルギーを発することから、遮蔽体100は、このような物理的エネルギーのエンジン周りの他の部品や車外への伝達を遮蔽するように構成されている。
このような遮蔽体100は、例えば、予め振動体200の外形に適合した形状に成形加工された二枚の金属板の間に断熱部材を挟み込み、二枚の金属板の周縁を共に折り返すことにより、製造することができる。
本発明の第一実施形態に係る防振構造は、このような遮蔽体100の一つの部品として構成される防振構造体1に適用され、この防振構造体1が遮蔽体100と振動体200との連結部分に設けられることにより、振動体200から遮蔽体100へ伝達される振動を抑制するようになっている。
以下、防振構造として動作する防振構造体1について説明する。
例えば、防振構造体1は、大きさD(=12〜100(mm))の外形、及び0.05〜1.20(mm)の板厚を有している。
また、防振構造体1は、遮蔽体100と振動体200との連結部分に設けられることから、剛性を備えることはもちろんのこと、耐熱性を備える、例えば、ステンレス、マグネシウム、鉄、これらの合金等からなるバネ鋼板、及びこれらにメッキ処理等を施した金属材料で形成されている。
このような金属製の板材ではゴムなどの弾性体ほどの弾性効果を望むことはできないものの、本実施形態の防振構造体1は、振動体200から遮蔽体100へ伝達される振動を吸収すべく、以下に示すような特徴的な形状を備えている。
本実施形態では、振動体当接部2の形状を円形としたが、四角などの他の形とすることもできる。
係止爪41a〜41dは、周縁部4の面方向に対してほぼ垂直に立設され、振動体200から伝達される振動を均等に分散するように、挿通孔21を中心とする所定の半径を有する円の円周上に等間隔(例えば、90度)に4つ配置されている。
このように、係止爪41a〜41dは等間隔に配置されることが好ましいものの、その数は四つに限定されない。
本実施形態では、スリットS(S1,S2)は、挿通孔21を中心とする所定の半径(例えば、S1内側半径(RS1)=9(mm),S2内側半径(RS2)=12.5(mm)を有する円の円周に沿った円弧状に形成されるとともに、二重に亘って振動体当接部2を取り囲むように、二条のスリットS1,S2が形成されている。
二条のスリットS1,S2は、架橋部3によってそれぞれ分断され、スリットS1はスリットS1a,S1b、スリットS2はスリットS2a,S2bから構成されている。
また、スリットS1a,S1bは幅(WS1)0.5〜5.0(mm)、スリットS2a,S2bは幅(WS2)0.5〜5.0(mm)を有するとともに、それぞれ挿通孔21を中心とする所定の中心角(例えば、AS1,AS2=約150度)に亘って開口されている。
仮に、このようなスリットS(S1,S2)が形成されることなく、振動体当接部2と周縁部4とが地続きにつながっているとすると、振動体当接部2からの振動はこれらの間の距離に左右されて増減するものの周縁部4に直接的に伝達されることになる。そこで、本実施形態のようにスリットS(S1,S2)を設けることとすれば、一部の振動がスリットS周縁部から放散され、振動体当接部2から周縁部4へ伝達される振動が減衰されることになる。
また、本実施形態のようにスリットS(S1,S2)は、挿通孔21を中心とする所定の半径を有する円の円周に沿った形状に形成することが好ましいが、挿通孔21を中心とする正方形などの正多角形に沿った形状に形成することもできる。
さらに、本実施形態では、スリットS(S1,S2)の周縁部において、鋭角又は鈍角のエッジ部分を形成したが、亀裂発生防止のため、この部分にコーナーRを形成することもできる。
このような架橋部3により、振動体当接部2からの振動は、振動体側架橋部32を経て中間架橋部31に伝達され、さらに、円弧状に形成された中間架橋部31を周回して、周縁側架橋部33を経て周縁部4に伝達されることになる。
また、架橋部3は、例えば、中間架橋部31の幅がW1=0.5〜10.0(mm)、振動体側架橋部32の幅がW2=0.5〜10.0(mm)、周縁側架橋部33の幅がW3=0.5〜10.0(mm)となる、細板状に形成されている。
このような構成により、架橋部3全体が板バネとして動作し、例えば、図2(b)中のD方向(振動体側座金部2の面方向に対して垂直な方向)の振動を吸収することができる。特に、ルートRが略S字を描くことから、架橋部3が螺旋形状の板バネとして動作する。
例えば、係止爪41と周縁側架橋部33とは、同じの放射線上に位置しない配置関係を有している。これにより、振動体当接部2から係止爪部41へ至る経路が長くなることから、経路の途中で減衰する振動の割合を増加させることができる。
また、同様に、係止爪41と振動体側架橋部32も同じの放射線上に位置しない配置関係を有している。なお、この場合、係止爪41と振動体側架橋部32との間にはスリットS2が介在することから、振動体側架橋部32を経て伝達される振動が係止爪41に直接伝達されるわけではないので(少なくとも中間架橋部31を迂回する)、係止爪41と振動体側架橋部32とを同じ放射線上に配置させることもできる。
これにより、振動体当接部2からの振動は、最も長い経路を辿って、周縁部4へ伝達されることになり、振動の減衰率をさらに増大させることができる。
なお、本実施形態では、振動体側架橋部32及び周縁側架橋部33をそれぞれ2つ設けたが、振動体側架橋部32及び周縁側架橋部33の数はこの数に限定されない。
具体的には、本実施形態では、振動体側架橋部32(32a,32b)が段差部として形成され、振動体当接部2と中間架橋部31との間に振動体当接部2の面方向に対して垂直な方向に高さH1(例えば、0〜2(mm))の高低差が形成されるように、所定の勾配(例えば、振動体当接部2の面方向に対して約45度の傾き)を有しながらこれらの間を架け渡している。
このように、振動体当接部2から周縁部4へ至るまでの経路において、段差部を備えることにより、この段差部が図2(b)中のE方向(振動体当接部2の面方向)の振動を吸収することから、振動体200から遮蔽体100へ伝達される振動がさらに抑制されることになる。
例えば、図4に示すように、中間架橋部31と周縁部4との間に振動体当接部2の面方向に対して垂直な方向に高さH2(例えば、0〜2(mm))の高低差が形成されるように、周縁側架橋部33(33a,33b)を所定の勾配を有しながらこれらの間に架け渡すこともできる。
この場合、中間架橋部31の方が周縁部4よりもH2高い位置にあるが、H1>H2の関係を満たすように、段差部を形成することにより、上記のように遮蔽体100を振動体200から高低差(H2−H1)分離間させることができる。
また、段差部は、振動体側架橋部32、周縁側架橋部33のみならず、中間架橋部31にも設けることができる。例えば、中間架橋部31に波付け加工を施すことによって、中間架橋部31に複数の段差部を形成することもできる。
具体的には、防振構造体1は、最初に遮蔽体100に取り付けられ、その状態でボルトなどの固定具300を挿通孔21に貫通させるとともに、この固定具300を振動体200に形成された固定穴201に螺入させる。これにより、遮蔽体100と振動体200との間に連結部品としての防振構造体1を介在させながら、遮蔽体100を振動体200に装着することができる。
このように装着された遮蔽体100は、振動体200からの振動が防振構造体1を介して伝達されることから、前述した防振構造体1の各部が有機的に協働することにより、以下のように、振動体200から遮蔽体100へ伝達される振動が抑制される。
ところが、振動体当接部2と周縁部4との間は地続きにつながらずに、これらの間にはスリットS1,S2が介在している。これにより、振動体200からの振動の一部はスリットS1,S2周縁部から放散され、振動体当接部2から周縁部4へ伝達される振動が減衰することになる。
また、振動体当接部2と周縁部4とは架橋部3を介してつながっている。架橋部3は、所定の幅を有する細板状に形成されていことから可撓性を有することとなり、架橋部3が板バネとして動作することで、例えば、D方向の振動が吸収される(図2(b)参照)。
さらに、架橋部3は、段差部として形成された振動体側架橋部32を備えていることから、例えば、E方向の振動が吸収されることになる(図2(b)参照)。
また、架橋部3は、略S字を描くルートRの振動伝達経路を有して形成されていることから、振動体当接部2から周縁部4へ伝達される振動の伝達経路をなるべく長くして、経路途中での振動の減衰を増進するようになっている。
このように、防振構造体1各部が有機的に協働することにより、振動体200からの振動が遮蔽体100へ減衰されて伝達されることになり、振動の伝達が抑制されることになる。
一次部品としての防振構造体1は、例えば、金属製の平板部材をプレス加工機により図2(a)に示す外形に打ち抜くプレス抜きにより製造することができる。
このような防振構造体1は、以下のように遮蔽体100の本体へ取り付けられて、最終形態となる遮蔽体100が製造されることになる。
続いて、プレス加工機などにより、係止爪41a〜41dを、挿通孔21側に傾けながら押圧して遮蔽体100本体に接するように折り曲げる。これにより、図6(b)に示すように、係止爪41a〜41dが被係止孔102a〜102dに係止され、防振構造体1は遮蔽体100本体と一体化される。
具体的には、係止爪41a〜41dを、取り付け孔101の周縁部のみ、又は取り付け孔101の周縁部及び周縁部4の双方、若しくは、周縁部4のみに接合させて、防振構造体1を遮蔽体100本体から取り外し不能とする。
特に、図7に示すように、係止爪41を、取り付け孔101の周縁部に接合させることなく、周縁部4のみに接合させることが好ましい。
例えば、図7に示すポイントPにおいて(図6(b)において係止爪41の先端部と周縁部4とが重なっている部分に相当)、係止爪41dの先端部分と、周縁部4とを接合させる。そうすると、折り曲げられた係止爪41dの内側には、取り付け孔101の周縁部を囲む包囲空間Kが形成されることになる。
このような包囲空間Kを形成することにより、取り付け孔101の周縁部(遮蔽体100の本体)は、この包囲空間K内に拘束されるものの揺動可能となることから、防振構造体1からの振動が遊びをもって遮蔽体100本体に伝達されることになり、振動体200から遮蔽体100への振動がさらに減衰されて伝達されることになる。
このような接合により、防振構造体1が遮蔽体100本体に一体化されて、最終形態の遮蔽体100が製造されることになる。
なお、接合は、溶接(例えば、スポット溶接)、溶着、接着など様々な接合方法のうちから適宜選択することができる。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第一実施形態では、遮蔽体100と振動体200との連結部分に、遮蔽体100の一つの部品として構成される防振構造体1を設けることにより、振動体200から遮蔽体100へ伝達される振動を抑制するようにした。これに対して、本実施形態では、第一実施形態の防振構造体1が備える特徴的な形状を、遮蔽体100の振動体200との連結部分に形成することにより、振動体200から当該連結部分を除く遮蔽体100の本体へ伝達される振動を抑制するようになっている。
以下、第一実施形態と相違する点を中心に第二実施形態について説明し、第一実施形態と共通する点については説明を適宜省略する。
振動体当接部2は、振動体200に当接される部分であり、遮蔽体100を振動体200に固定するためのボルト、ネジ、リベットなどの固定具300の挿通される挿通孔21を備えている。
周縁部4は、遮蔽体100の振動体200との連結部分の周縁に位置して、当該連結部分を除く遮蔽体100の本体に連接する部分として形成される。
スリットS(S1,S2)は、振動体当接部2と周縁部4との間に配置される開口部分であり、一重又は二重以上に亘って振動体当接部2を取り囲むように形成されている。
このような架橋部3により、振動体当接部2からの振動は、振動体側架橋部32を経て中間架橋部31に伝達され、さらに、円弧状に形成された中間架橋部31を周回して、周縁側架橋部33を経て遮蔽体100の本体に伝達されることになる。
また、架橋部3は、例えば、中間架橋部31の幅がW1=0.5〜10.0(mm)、振動体側架橋部32の幅がW2=0.5〜10.0(mm)、周縁側架橋部33の幅がW3=0.5〜10.0(mm)となる、細板状に形成されている。
このような構成により、架橋部3全体が板バネとして動作し、例えば、図11(b)中のD方向(振動体側座金部2の面方向に対して垂直な方向)の振動を吸収することができる。特に、ルートRが略S字を描くことから、架橋部3が螺旋形状の板バネとして動作する。
これにより、振動体当接部2からの振動は、最も長い経路を辿って、周縁部4へ伝達されることになり、振動の減衰率をさらに増大させることができる。
なお、本実施形態では、振動体側架橋部32及び周縁側架橋部33をそれぞれ2つ設けたが、振動体側架橋部32及び周縁側架橋部33の数はこの数に限定されない。
具体的には、本実施形態では、振動体側架橋部32(32a,32b)が段差部として形成され、振動体当接部2と中間架橋部31との間に振動体当接部2の面方向に対して垂直な方向に高さH1(例えば、0〜2(mm))の高低差が形成されるように、所定の勾配(例えば、振動体当接部2の面方向に対して約45度の傾き)を有しながらこれらの間を架け渡している。
このように、振動体当接部2から周縁部4へ至るまでの経路において、段差部を備えることにより、この段差部が図11(b)中のE方向(振動体当接部2の面方向)の振動を吸収することから、振動体200から遮蔽体100の本体へ伝達される振動がさらに抑制されることになる。
例えば、図13に示すように、中間架橋部31と遮蔽体100の本体との間に振動体当接部2の面方向に対して垂直な方向に高さH2(例えば、0〜2(mm))の高低差が形成されるように、周縁側架橋部33(33a,33b)を所定の勾配を有しながらこれらの間に架け渡すこともできる。
この場合、中間架橋部31の方が遮蔽体100の本体よりもH2高い位置にあるが、H1>H2の関係を満たすように、段差部を形成することにより、上記のように遮蔽体100の本体を振動体200から高低差(H2−H1)分離間させることができる。
また、段差部は、振動体側架橋部32、周縁側架橋部33のみならず、中間架橋部31にも設けることができる。例えば、中間架橋部31に波付け加工を施すことによって、中間架橋部31に複数の段差部を形成することもできる。
このように装着された遮蔽体100は、振動体200からの振動が、前述したような連結部分を介して伝達されることから、当該連結部分の各部が有機的に協働することにより、以下のように、振動体200から遮蔽体100の本体へ伝達される振動が抑制される。
ところが、振動体当接部2と周縁部4との間は地続きにつながらずに、これらの間にはスリットS1,S2が介在している。これにより、振動体200からの振動の一部はスリットS1,S2周縁部から放散され、振動体当接部2から周縁部4へ伝達される振動が減衰することになる。
また、振動体当接部2と周縁部4とは架橋部3を介してつながっている。架橋部3は、所定の幅を有する細板状に形成されていことから可撓性を有することとなり、架橋部3が板バネとして動作することで、例えば、D方向の振動が吸収される(図11(b)参照)。
さらに、架橋部3は、段差部として形成された振動体側架橋部32を備えていることから、例えば、E方向の振動が吸収されることになる(図11(b)参照)。
また、架橋部3は、略S字を描くルートRの振動伝達経路を有して形成されていることから、振動体当接部2から周縁部4へ伝達される振動の伝達経路をなるべく長くして、経路途中での振動の減衰を増進するようになっている。
このように、遮蔽体100の振動体200との連結部分の各部が有機的に協働することにより、振動体200からの振動が遮蔽体100の本体へ減衰されて伝達されることになり、振動の伝達が抑制されることになる。
また、固定具30の螺入に伴う架橋部3へのねじれ応力の集中を回避すべく、例えば、振動体側座金部2の表面(表裏)のすべりを良くするために、この部分又は全体にモリブデンコーティング処理などのすべり加工処理を施すこともできる。
2 振動体当接部
3 架橋部
31 中間架橋部
32(32a,32b) 振動体側架橋部
33(33a,33b) 周縁側架橋部
4 周縁部
41(41a〜41d) 係止爪
S(S1,S2) スリット
100 遮蔽体
101 取り付け孔
102(102a〜102d) 被係止孔
200 振動体
201 固定穴
300 固定具
Claims (7)
- 振動を発生する振動体と前記振動体に装着される所定の装着部品との連結部分に設けられ、前記振動体から前記装着部品へ伝達される振動を抑制する防振構造であって、
前記振動体に当接されるとともに、前記装着部品を前記振動体に固定するための固定具の挿通される挿通孔を有する振動体当接部と、
当該防振構造の周縁に位置する周縁部と、
前記振動体当接部と前記周縁部との間に配置され、一重又は二重以上に亘って前記振動体当接部を取り囲むように形成されるスリットと、
前記振動体当接部と前記周縁部との間を架け渡す架橋部と、を備える
ことを特徴とする防振構造。 - 前記周縁部が、前記装着部品に形成される被係止孔に挿通された後に折り曲げられて前記装着部品に係止される係止爪を有し、
前記係止爪が所定の箇所に接合されることにより、前記装着部品と一体化される
ことを特徴とする請求項1記載の防振構造。 - 前記係止爪は、前記装着部品に接合されることなく、当該防振構造を構成する所定の部分に接合され、
折り曲げられた前記係止爪の内側には、前記装着部品の一部を囲む包囲空間が形成される
ことを特徴とする請求項1又は2記載の防振構造。 - 前記架橋部と前記係止爪は、
前記挿通孔を中心に広がる放射線上において、前記スリットを挟まない限り、同じの放射線上に位置しない配置関係を有する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の防振構造。 - 前記連結部分に、前記装着部品の一部として設けられ、
前記周縁部が、前記連結部分の周縁に位置して、前記連結部分を除く前記装着部品の本体に連接する部分として形成される
ことを特徴とする請求項1記載の防振構造。 - 前記振動体当接部から前記周縁部へ至るまでの経路において、前記振動体当接部の前記振動体と当接する当接面に対して所定の角度の勾配を有する段差部を備える
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の防振構造。 - 前記装着部品であるとともに前記振動体から発せられる所定の物理的エネルギーを遮る遮蔽体であって、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の防振構造を備える
ことを特徴とする遮蔽体。
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