WO2021075370A1

WO2021075370A1 - 制振装置

Info

Publication number: WO2021075370A1
Application number: PCT/JP2020/038283
Authority: WO
Inventors: 宏中里; 隆浩青沼; 敦士曽我部
Original assignee: 株式会社パイオラックス
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2021-04-22
Also published as: CN217374675U; DE112020005010T5; JP7282471B2; JPWO2021075370A1

Abstract

第１部材および第２部材の間に配置されて第１部材に対する第２部材の振動を抑制する制振装置は、第１部材および第２部材の一方に固定される固定部２２と、第１部材および第２部材の他方に当接可能な制振部２０とを備える。固定部２２は、台座部と、台座部から立設する支持壁部と、を有する。制振部２０は、粘弾性体を有しており、粘弾性体は、台座部に載置され、支持壁部より突出した状態で支持壁部により台座部の載置面に沿う方向の動きが制限される。

Description

制振装置

　本発明は、粘弾性体を用いた制振装置に関する。

　例えば、ハッチバック、ワゴン、バン等の自動車には、後部の荷室を開閉するためのバックドアが備えられている。このバックドアの縁部が荷室開口の周縁部にゴム状のストッパ等を介して当接して、バックドアが荷室開口を閉じている。しかし、走行時やアイドリング中の振動等により、バックドアが車体と共振して不快音が生じる場合がある。この不快音を抑制するため、特許文献１に示す除振部材が提案されている。

　特許文献１には、粘弾性体を用いた除振部材が開示されている。この除振部材は、板状の上部支持体および下部支持体と、上部支持体および下部支持体に挟まれたコイルばねと、コイルばねの内側に配置された粘弾性体とを備える。除振部材が荷重を受け、コイルばねが縮むと、上部支持体および下部支持体が粘弾性体の両端に当り、粘弾性体が荷重を受ける。

特開２０１０－２３０１５６号公報

　特許文献１に開示される除振部材は、コイルばねを用いているためコストが高くなる。

　本発明の目的は、コストを抑えることができる制振装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明のある態様は、第１部材および第２部材の間に配置されて第１部材に対する第２部材の振動を抑制する制振装置であって、第１部材および第２部材の一方に固定される固定部と、第１部材および第２部材の他方に当接可能な制振部と、を備える。固定部は、台座部と、台座部から立設する支持壁部と、を有する。制振部は、粘弾性体を有しており、粘弾性体は、台座部に載置され、支持壁部より突出した状態で支持壁部により台座部の載置面に沿う方向の動きが制限される。

　本発明によれば、コストを抑えることができる制振装置を提供できる。

実施例の制振装置の斜視図である。制振装置の分解図である。制振装置の分解断面図である。制振装置の断面図である。粘弾性体および弾性部における損失係数および温度の関係を示す。第１変形例の制振装置の断面図である。第２変形例の制振装置の断面図である。第３変形例の制振装置の断面図である。

　図１は、実施例の制振装置１０の斜視図である。制振装置１０は、車両のドアおよびバックドア等の開閉体に固定され、開閉体を閉じた状態で、車体側のパネルに当接する。制振装置１０は、開閉体を閉じたときの衝撃を吸収し、開閉体を閉じた状態で車両振動によって開閉体が共振して不快音を発生することを抑えることができる。また、制振装置１０は、開閉体を閉じた状態で、開閉体と車体側のパネルとの距離差を吸収できる。制振装置１０は、損失係数が高いほど有用な制振性能を発揮する。

　なお、制振装置１０は、車体側のパネル等の固定体に固定されて、開閉体に当接する態様であってあってもよい。つまり、制振装置１０は、開閉体および固定体の一方に固定され、開閉体および固定体の他方に当接可能である。また、制振装置１０は、車両のドアに固定される態様に限られず、蓋体および蓋体によって閉塞される開口を有する固定体に設けられてよい。いずれにしても、制振装置１０は、第１部材および第２部材に介在して第１部材に対する第２部材の振動を抑制する。

　制振装置１０は、第１部材および第２部材の一方に固定する固定部２２と、第１部材および第２部材の他方に当接可能な制振部２０とを備える。実施例では、固定部２２は、車両のドアに設けられた取付孔に挿入されて固定され、制振部２０は、ドアを閉じたときに車体側の開口縁に当接する。

　図２は、制振装置１０の分解図である。また、図３は、制振装置１０の分解断面図である。また、図４は、制振装置１０の断面図である。図２に示すように、制振部２０は、粘弾性体２４、弾性部２６およびカバー部２８を有する。この弾性部２６は、粘弾性体２４より損失係数が小さい。

　固定部２２は、台座部３０、第１支持壁部３２、第２支持壁部３４、軸部３６および弾性係止部３８を有する。台座部３０は、板状に形成される。第１支持壁部３２および第２支持壁部３４は、台座部３０から立設し、粘弾性体２４を支持する。第１支持壁部３２は、環状に形成され、第２支持壁部３４は、筒状または柱状に形成される。第２支持壁部３４は、第１支持壁部３２の内側に位置し、第１支持壁部３２に環囲され、第１支持壁部３２より軸方向に高く形成される。

　軸部３６は、台座部３０から垂下し、一対の弾性係止部３８は、軸部３６から台座部３０に向かって延出する。軸部３６は、ドアに形成された取付孔に挿入され、弾性係止部３８は、その取付孔の縁に係止することで、固定部２２がドアに固定される。なお、ドアへの固定方法は、軸部３６および弾性係止部３８の形状に限られず、パネルに固定できれば他の形状であってよい。例えば、台座部３０の下面をパネルに接着や溶着してもよい。

　制振部２０の粘弾性体２４は、４－メチル－１－ペンテン・α－オレフィン共重合体、ならびに熱可塑性樹脂（ただし、前記共重合体を除く）またはゴムを含有する樹脂組成物で形成され、円筒状に形成される。４－メチル－１－ペンテン・α－オレフィン共重合体を含む材料で形成することで、所望の硬度を得ることができ、制振装置１０にコイルばねを不要にすることが可能となる。この粘弾性体に関しては、特開２０１６－５６９５４号公報に記載されている通りである。なお、粘弾性体２４は、所望の制振性能が得られれば、他の粘弾性体で形成してもよい。図４に示すように、粘弾性体２４は、台座部３０に載置され、第１支持壁部３２および第２支持壁部３４より突出した状態で、第１支持壁部３２および第２支持壁部３４に支持される。粘弾性体２４は、第１支持壁部３２および第２支持壁部３４によって台座部３０の載置面３０ａに沿う方向の動き、すなわち径方向の動きが制限される。

　これにより、粘弾性体２４が軸方向の荷重に対して制振性能を発揮することができる。第１支持壁部３２および第２支持壁部３４を区別しない場合、単に支持壁部という。また、粘弾性体２４が軸方向に傾斜した方向の荷重を受けても、支持壁部によって、姿勢を安定させて制振性能を発揮できる。また、粘弾性体２４を筒状に形成し、第１支持壁部３２および第２支持壁部３４によって粘弾性体２４の内側および外側から支持することで、粘弾性体２４を安定させて支持できる。

　粘弾性体２４の先端に環状の第１受け面４０ａが形成され、粘弾性体２４の基端に環状の第２受け面４０ｂが形成される。第１受け面４０ａおよび第２受け面４０ｂが軸方向に入力された荷重を受ける。

　弾性部２６は、円柱状に形成され、粘弾性体２４に挿入されて固定部２２に当接する。これにより、粘弾性体２４を弾性部２６の外側に配置でき、粘弾性体２４の第１受け面４０ａおよび第２受け面４０ｂを十分に確保できる。粘弾性体２４の受け面積を十分に確保できるのであれば、粘弾性体２４と弾性部２６の配置を逆にして粘弾性体２４を弾性部２６の内側に配置してもよい。
つまり、粘弾性体２４の受け面積は、弾性部２６より受け面積を大きく形成される。粘弾性体２４の受け面積は、第１受け面４０ａおよび第２受け面４０ｂの面積の平均値であり、弾性部２６の受け面積は、第１受け面４２ａおよび第２受け面４２ｂの面積の平均値である。弾性部２６は、粘弾性体２４より軸方向高さが短く、粘弾性体２４に対してヤング率は同等またはそれ以下であることが好ましい。

　図４に示すように、弾性部２６は、ドアおよび車体側のパネルの間で粘弾性体２４と並列に設けられる。つまり、弾性部２６および粘弾性体２４は、軸方向に並列配置され、軸方向に入力される荷重を並列的に受ける並列ばねとして機能する。弾性部２６および粘弾性体２４は、一端が当接部４４に接触し、他端が固定部２２に接触している。

　図５は、粘弾性体２４および弾性部２６における損失係数ｔａｎδおよび温度Ｔの関係を示す。図５では、ゴム材料である弾性部２６の特性６０と、粘弾性体２４の特性６２を示している。図５に示すように粘弾性体２４は、０℃以上において弾性部２６より損失係数が大きい。このように、損失係数が大きい粘弾性体２４を弾性部２６と並列配置することで、低温時に粘弾性体２４の制振性能が低下しても制振効果を確保できる。また、弾性部２６は、０℃以下の低温時において、粘弾性体２４より損失係数が大きくなり、粘弾性体２４を補うことができる。

　カバー部２８は、カップ状に形成され、粘弾性体２４を覆って、粘弾性体２４が直接、第１部材または第２部材に当接して固着することを抑える。カバー部２８は、粘弾性体２４より粘性が低いゴム材料で形成されている。固定部２２は、粘弾性体２４よりヤング率が小さく、取付孔に強固に固定可能である。

　カバー部２８は、当接部４４、嵌合部４６および傘状部４８を有する。当接部４４は、車体側のパネルに当接し、粘弾性体２４および弾性部２６と、車体側のパネルとの間に配置される。嵌合部４６は、溝状に形成され、台座部３０の外周縁に嵌合する。傘状部４８は、固定状態でドアの表面に弾接し、制振装置１０と開閉体の取付孔との隙間から水や埃等の侵入を防ぎ、制振装置１０のガタつきを抑える。

　粘弾性体２４は、下記式（１）に示す静的ひずみεｓが０．７％から１５％の範囲に収まるように形成される。
　εｓ＝Ｐ／ＥＳ　・・・（１）
　式（１）に示すＰは、車両のドアを閉じた状態で粘弾性体２４に入力される荷重である。粘弾性体２４に入力される荷重Ｐは、ドアの重さ、ドアのロック機構の引き込み力、弾性部２６の反力によって設定される。Ｅは、粘弾性体２４のヤング率である。例えば、粘弾性体２４のヤング率Ｅは、３から１０ＭＰａ（メガパスカル）に設定される。Ｓは、粘弾性体２４の先端側および基端側の面積により定められる荷重Ｐを受ける粘弾性体２４の受け面積である。つまりＳは、第１受け面４０ａおよび第２受け面４０ｂの平均値である。

　本発明者らは実験により、式（１）を満たすことで制振性能の指針となる損失正接tanδが、０．４から１．０の範囲に設定でき、走行時に車両のドアの振動を抑制できることを見出した。また、粘弾性体２４の剛性を確保できるため、コイルばねを用いずに制振装置１０を構成でき、制振装置１０の小型化および低コスト化を実現できる。

　粘弾性体２４は、下記式（２）に示す動的ひずみεｄが３％以下になるように、動的ひずみεｄを構成する片振幅Ｄおよび軸方向高さＨが定められる。
　εｄ＝１００（Ｄ／Ｈ）　・・・（２）
　式（２）に示すＤは、片振幅であり、Ｈは、粘弾性体２４の軸方向高さである。式（２）を満たすように粘弾性体２４の軸方向高さＨを設定することで、所望の制振性能を実現することが可能となる。

　軸部３６の根元側の外径は、粘弾性体２４の内径より大きくなるように形成される。これにより台座部３０の剛性を確保できる。図４に示すように、固定部２２が軸方向に貫通した孔が形成されておらず、固定時に傘状部４８が弾接することで、制振装置１０のシール性能を確保できる。

　図６は、第１変形例の制振装置１００の断面図である。第１変形例の制振装置１００は、図４に示す制振装置１０と比べて、弾性部１２６およびカバー部１２８が一体に形成されている点で異なる。弾性部１２６は、カバー部１２８の当接部４４の裏面の中央から突出する。弾性部１２６およびカバー部１２８を同じ材料で一体に形成することで、部品点数を抑え、製造コストを低減できる。この場合、弾性部１２６およびカバー部１２８は、粘弾性体２４よりパネルに固着しにくいゴム材料で形成される。

　図７は、第２変形例の制振装置２００の断面図である。図７（ａ）は制振装置２００の斜視図であり、図７（ｂ）は制振装置２００の断面図である。制振装置２００は、ドアの取付孔に固定される固定部２２２と、粘弾性材料で形成された制振部２２０とを備える。

　固定部２２２は、台座部２３０、支持壁部２３２、軸部３６および弾性係止部３８を有する。台座部２３０は円板状に形成される。支持壁部２３２は、台座部２３０から立設し、円筒状に形成される。

　制振部２２０は、柱部５０および筒部５２を有する。筒部５２は、柱部５０を環囲するように形成される。柱部５０は、制振部２２０の中央に位置し、支持壁部２３２に挿入され、支持壁部２３２により台座部２３０の載置面に沿う方向の動きが制限される。制振部２２０は、粘弾性材料で形成されており、支持壁部２３２より突出している。これにより、粘弾性体である制振部２２０が軸方向の荷重に対して制振性能を発揮することができる。また、制振部２２０が軸方向に傾斜した方向の荷重を受けても、支持壁部によって、姿勢を安定させて制振性能を発揮できる。

　制振部２２０は、柱部５０を支持壁部２３２に圧入することで連結されてもよく、柱部５０を支持壁部２３２の内周面に接着することで連結されてもよい。また、筒部５２に、台座部２３０の外周縁に嵌合する嵌合部の構成を設け、制振部２２０を固定部２２２に連結してもよい。

　図８は、第３変形例の制振装置３００の断面図である。第３変形例の制振装置３００は、第２変形例の制振装置２００と比べて、制振部３２０が粘弾性体３２４およびカバー部３２８に分かれている点で異なる。固定部３２２は、図７に示す固定部２２２と同様の形状であり、台座部３３０および支持壁部３３２を有する。

　カバー部３２８は、カップ状に形成され、粘弾性体３２４を覆う。粘弾性体３２４は、支持壁部３３２に挿入される柱部３２４ａと、支持壁部３３２より突出する錐状部３２４ｂとを有する。粘弾性体３２４およびカバー部３２８は接着固定されてもよく、粘弾性体３２４は固定部３２２に接着固定されてもよい。カバー部３２８を設けることで、粘弾性体３２４を覆って、粘弾性体３２４が当接する部材に固着することを抑えることができる。

　本発明は上述の各実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施例も本発明の範囲に含まれうる。

　実施例では、粘弾性体２４を円筒状に形成し、第１支持壁部３２および第２支持壁部３４を円筒状に形成する態様を示したが、この態様に限られない。例えば、粘弾性体２４を角筒状に形成し、第１支持壁部３２および第２支持壁部３４を角筒状に形成してもよい。また、粘弾性体２４が、断面Ｕ字状の柱に形成されてよい。いずれにしても、粘弾性体２４は、第１支持壁部３２および第２支持壁部３４より突出した状態で、第１支持壁部３２および第２支持壁部３４に支持される。

　本発明は、粘弾性体を用いた制振装置に関する。

　１０　制振装置、　２０　制振部、　２２　固定部、　２４　粘弾性体、　２６　弾性部、　２８　カバー部、　３０　台座部、　３０ａ　載置面、　３２　第１支持壁部、　３４　第２支持壁部、　３６　軸部、　３８　弾性係止部、　４０ａ　第１受け面、　４０ｂ　第２受け面、　４２ａ　第１受け面、　４２ｂ　第２受け面、　４４　当接部、　４６　嵌合部、　４８　傘状部。

Claims

　第１部材および第２部材の間に配置されて前記第１部材に対する前記第２部材の振動を抑制する制振装置であって、
　前記第１部材および前記第２部材の一方に固定される固定部と、
　前記第１部材および前記第２部材の他方に当接可能な制振部と、を備え、
　前記固定部は、
　台座部と、
　前記台座部から立設する支持壁部と、を有し、
　前記制振部は、粘弾性体を有しており、
　前記粘弾性体は、前記台座部に載置され、前記支持壁部より突出した状態で前記支持壁部により前記台座部の載置面に沿う方向の動きが制限されることを特徴とする制振装置。
　前記制振部は、前記粘弾性体を覆うカバー部を有し、
　前記カバー部は、前記粘弾性体より粘性が低いゴム材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
　前記第１部材および前記第２部材の一方は、車両のドアであり、
　前記粘弾性体は、下記式（１）に示す静的ひずみεｓが０．７％から１５％の範囲に収まるように形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の制振装置。
　εｓ＝Ｐ／ＥＳ　・・・（１）
　（式（１）に示すＰは、車両のドアを閉じた状態で前記粘弾性体に入力される荷重であり、Ｅは、前記粘弾性体のヤング率であり、Ｓは、前記粘弾性体の先端側および基端側の面積により定められる荷重Ｐを受ける前記粘弾性体の受け面積である。）
　前記粘弾性体は、動的ひずみεｄが３％以下になるように定められることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制振装置。
　εｄ＝１００（Ｄ／Ｈ）　・・・（２）
　（式（２）に示すＤは、片振幅であり、Ｈは、前記粘弾性体の軸方向高さである。）
　前記制振部は、前記第１部材および前記第２部材の間で前記粘弾性体と並列に設けられる弾性部を有し、
　前記粘弾性体は、０℃以上において前記弾性部より損失係数が大きいことを特徴とする請求項３または４に記載の制振装置。
　前記粘弾性体は、前記弾性部より受け面積を大きく形成されることを特徴とする請求項５に記載の制振装置。
　前記弾性部は、前記粘弾性体に挿入されて前記固定部に当接することを特徴とする請求項５または６に記載の制振装置。