(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有して剛性材より形成され振動伝達部材に固定されるハウジングと、
該ハウジングの前記内部空間に前記ハウジングの振動方向に対して隙間を有して非接着で挿入された弾性体と、
前記ハウジングに触れないように前記弾性体に一体に支持された重錘とから構成され、
前記ハウジングと前記弾性体とで、前記弾性体が前記ハウジングの内面に衝突する際の滑り摩擦および衝突によるエネルギ損失に基づいて振動の減衰効果を得るインパクトダンパーを形成し、
前記弾性体と前記重錘とでダイナミックダンパーを形成し、
前記ダイナミックダンパーにより、前記インパクトダンパーにより振動の減衰効果が得られない特定の周波数の振動の減衰効果が得られるように、前記弾性体のばね定数および前記重錘の質量が設定されていることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記特定の周波数は、前記インパクトダンパーにより振動の減衰効果が得られる周波数よりも低いことを特徴とする請求項１記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の機能部材やフレーム等の振動伝達部材に生じる振動を防止する制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車等の車両は、内燃機関等の動力源の振動や走行中の路面等からの振動等が車体全体に伝達され、車体フレームに取り付けられた各種機能機器等の振動伝達部材が共振したりすると、機能の低下や騒音が発生する。
【０００３】
そこで通常振動伝達部材にマスダンパー，ダイナミックダンパー又は制振材等を取り付けることにより、振動伝達部材に伝達される振動を抑制するようにしている。
【０００４】
しかるにマスダンパーは、振動伝達部材に重錘を付加することで固有振動数を変化させるものであるが、十分な振動低減効果を得るためには重錘の重量を増す必要があり、車体重量が増加してしまう。
【０００５】
またダイナミックダンパーは、弾性体のばね定数と重錘の重量により制振できる振動周波数が特定されるため、複数の共振周波数を有する振動には有効ではない。
【０００６】
さらに制振材は、板状の振動伝達部材に単層または複層にシート状の弾性部材を貼着したものであるが、ある程度広い面積に貼着しないと効果がなく、振動減衰作用が温度に大きく依存し、温度によって制振効果が低下することがある。
【０００７】
そこで先に出願された発明（国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９８／０５５３０）においては、振動伝達部材に固定されるハウジングの内部空間に隙間を有して非接着に少なくとも一部弾性体からなる充填材が挿入される構造のもので、充填材がハウジングの内面に当接する際の滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失に基づいて振動の減衰性が発揮されるため、周波数の異なる複数の共振に対しても有効に制振効果が得られる。
また滑り摩擦及び衝突によるエネルギー損失による制振は、温度の影響が少ない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
充填材がハウジングの内面に当接する際の滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失に基づいて振動の減衰効果が得られるので、充填材のハウジング内面への衝突速度が速い程効果が大きく、よって特に振動周波数が高い共振領域において制振効果が得られる。
【０００９】
したがって低周波の共振周波数については振動減衰効果はあまり期待できない。
また複数の共振に対して制振効果を得るとともに特定の周波数の振動については特に大きく減衰させる必要がある場合にも有効ではない。
【００１０】
本発明は斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、幅広い周波数領域における複数の共振に対する制振効果を得るとともに特定の周波数の振動を減衰させることができ温度依存性の小さい制振装置を供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、内部空間を有して剛性材より形成され振動伝達部材に固定されるハウジングと、該ハウジングの前記内部空間に前記ハウジングの振動方向に対して隙間を有して非接着で挿入された弾性体と、前記ハウジングに触れないように前記弾性体に一体に支持された重錘とから構成され、前記ハウジングと前記弾性体とで、前記弾性体が前記ハウジングの内面に衝突する際の滑り摩擦および衝突によるエネルギ損失に基づいて振動の減衰効果を得るインパクトダンパーを形成し、前記弾性体と前記重錘とでダイナミックダンパーを形成し、前記ダイナミックダンパーにより、前記インパクトダンパーにより振動の減衰効果が得られない特定の周波数の振動の減衰効果が得られるように、前記弾性体のばね定数および前記重錘の質量が設定されている制振装置とした。
【００１２】
振動伝達部材に固定されるハウジングの内部空間にハウジングの振動方向に対して隙間を有して非接着で弾性体が挿入される構造のインパクトダンパーにより、弾性体がハウジングの内面に衝突する際の滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失に基づいて減衰性が得られるので、周波数の異なる複数の共振に対しても振動減衰効果を得ることができるとともに、温度依存性も小さい。
【００１３】
インパクトダンパーにより振動減衰効果が得られない特定の周波数の共振については、ハウジングに触れないように弾性体に一体に支持された重錘を設けるダイナミックダンパーにおける弾性体のばね定数および重錘の質量の設定により制振することができ、インパクトダンパーとダイナミックダンパーとが相俟って幅広い周波数領域における複数の共振に対して振動減衰効果を得ることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の制振装置において、前記特定の周波数振動は、前記インパクトダンパーにより振動の減衰効果が得られる周波数よりも低いことを特徴とする。
【００１９】
インパクトダンパーは、滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失に基づくので、特に振動周波数が高い共振領域において振動減衰効果が大きい。
【００２０】
そこでインパクトダンパーにより振動の減衰効果が得られる周波数よりも低い周波数の共振については、ダイナミックダンパーにより減衰効果を得ることで、低周波から高周波に亘る略全周波数領域における多数の共振ピークレベルを低下させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に基づき説明する。
本実施の形態は、自動車の車体フレーム等の振動源１にエンジンユニット，補機類，吸排気管，サブフレーム，ボディパネル，アームやブラケット類等の振動伝達部材２が取り付けられる主振動系において、振動伝達部材２に本制振装置１０が副振動系として設けられたものであり、その模式図を図１に示す。
【００２２】
本制振装置１０は、円筒状のハウジング１１の内部に円柱状の弾性体１２が若干の隙間を存して非接着に挿入されている。
この弾性体１２の内部には重錘（質量ｍ）１３が埋設されている。
【００２３】
斯かる副振動系のハウジング１１が主振動系の振動伝達部材（質量Ｍ）２に一体に固着されている。
振動伝達部材２が振動する方向は図１で左右方向の矢印に示す方向であり、ハウジング１１と弾性体１２との間の隙間ｄは同振動方向に設けられている。
【００２４】
ハウジング１１は、剛性材で形成され、内部空間に振動方向に対して隙間ｄを有して弾性体１２を挿入できればよく、円筒形状に限定されず角筒形状その他任意の形状のものが採用でき、通常挿入された弾性体１２が脱落しないように封入される等の構造を要する。
【００２５】
弾性体１２は、ゴムや樹脂あるいはこれを主成分とした弾性発泡体等から形成され、高比重ゴム等が適しており、表面は滑らかな平面ないし曲面を有しているが、凹凸形状を有していてもよい。
弾性体１２は、所定のばね定数ｋを有する。
【００２６】
弾性体１２の内部に埋設される重錘１３は、鋼鉄製で所定の質量ｍを有する。
重錘１３の素材としては鋼鉄に限らず密度の高い種々のものが考えられる。
【００２７】
以上のような構造の副振動系においては、ハウジング１１の内部に振動方向に対して隙間ｄを有して非接着で弾性体１２が挿入されたダンパー（以下インパクトダンパーと称する）と弾性体１２の内部に質量ｍの重錘１３を埋設したダイナミックダンパーとが共存している。
【００２８】
主振動系とインパクトダンパーをモデル化した図を図２の（１）に示し、主振動系とダイナミックダンパーをモデル化した図を図２の（２）に示す。
【００２９】
図２の（１）を参照してインパクトダンパーにおいては、振動伝達部材２と一体のハウジング１１の振動に対して内部空間に隙間ｄを存して挿入された弾性体１２がハウジング１１に対して相対的に移動してハウジング１１の内面に衝突する。
【００３０】
この弾性体１２がハウジング１１の内面に衝突する際の滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失に基づいて振動の減衰効果が得られる。
図３は、本振動伝達部材２の振動伝達特性を示している。
【００３１】
図３において破線▲１▼が制振装置を備えない場合の振動伝達特性を示しており、低周波領域から高周波領域に亘り多数の共振周波数において突出したピークが表れている。
【００３２】
１点鎖線▲２▼は、上記インパクトダンパーを備えた場合の振動伝達特性を示しており、破線▲１▼と比較すると、複数の共振周波数における突出したピークレベルが概ね低く抑えられているが、特に高周波側の共振ピークレベルが大きく低減している。
【００３３】
これは、インパクトダンパーが滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失に基づくので、ハウジング１１の内面への弾性体１２の衝突速度が速い程振動減衰効果が大きく、よって特に振動周波数が高い共振領域において振動減衰効果が大きいからである。
【００３４】
これに比べ低周波の８０Ｈｚあたりの共振ピークレベルは低減されておらず、却って増大している。
そこで本制振装置１は、このインパクトダンパーに加えてダイナミックダンパーを備えている。
【００３５】
図２の（２）に示すように、質量ｍの重錘１３が振動伝達部材２と一体のハウジング１１とばね定数ｋの弾性体１２を介して連結されてダイナミックダンパーを構成している。
【００３６】
重錘１３の質量ｍと弾性体１２のばね定数ｋは、低周波領域の約８０Ｈｚにおいて特に振動減衰効果を得るように設定する。
すなわち主振動系の固有振動数に副振動系の固有振動数が一致するように設定する。
【００３７】
すると図３を参照して前記インパクトダンパーにより得られた１点鎖線▲２▼で示された振動伝達特性において、８０Ｈｚあたりで特に突出して高い共振ピークレベルにあったものを実線▲３▼で示すように大幅に低減させている。
その他の周波数については殆ど変わりなく１点鎖線▲２▼に示すのと同じ特性である。
【００３８】
よって本制振装置１は、インパクトダンパーとダイナミックダンパーとを互いの短所を補うようにして共存させ、低周波から高周波に亘る略全周波数領域における多数の共振ピークレベルを低下させることができる。
多数の共振周波数における振動を低減させることができるので、振動伝達部材２の機能の低下や騒音の発生を防止することができる。
【００３９】
インパクトダンパーは、滑り摩擦及び衝突によるエネルギ損失に基づいて複数の共振ピークレベルを低減させるので、温度の影響を殆ど受けず温度によって制振効果が低下するようなことがない。
【００４０】
インパクトダンパーにより複数の共振に対して振動を減衰させたうえで、減衰された共振のうちでさらに特定の共振周波数についてなお一層の振動の低減を必要とされることがあるが、斯かる場合でもダイナミックダンパーにより所要の周波数の共振をより低減させることができ、種々の用途に応用することができる。
【００４１】
インパクトダンパーの弾性体１２の内部に重錘１３を埋設する構成でダイナミックダンパーとしての効果をも同時に持たせることができるので、構造が簡単で小型化及び低コスト化が図れる。
【００４２】
次に別の実施の形態に係る制振装置２０についてその模式図を図４に示し説明する。
振動伝達部材に一体に取り付けられる円筒状のハウジング２１内に１対の弾性体２２，２３と同弾性体２２，２３に支持された重錘２４が挿入されている。
【００４３】
１対の弾性体２２，２３は、ハウジング２１の円筒内径より若干小さい外径の円柱状をなし、中心軸を同軸にして配列した両弾性体２２，２３の対向する面から延出した支持部２２ａ，２３ａの先端が中央の重錘２４に焼き付けられ、重錘２４が両側の弾性体２２，２３により一体に固着支持されている。
【００４４】
重錘２４は弾性体２２，２３の外径よりさらに一段と小さい外径の円柱状をしており、弾性体２２，２３と中心軸を同軸にしているので、ハウジング２１内に挿入されると、重錘２４はハウジング２１に触れることなく両側の弾性体２２，２３に弾性支持される。
【００４５】
なお弾性支持された重錘２４が弾性体２２，２３に対して相対的に変位してもハウジング２１には触れない程度にハウジング２１の内面と重錘２４との間に空間が確保されている。
【００４６】
本制振装置２０は、以上のようにハウジング２１の内部に図４に矢印で示す振動方向に対して隙間を有して非接着で弾性体２２，２３が挿入されたインパクトダンパーを構成するとともに、重錘２４が弾性体２２，２３により弾性支持されたダイナミックダンパーを構成している。
【００４７】
したがってインパクトダンパーが複数の共振に対して振動減衰させ、減衰できなかった共振についてダイナミックダンパーが振動減衰させることで、低周波から高周波に亘る略全周波数領域における多数の共振ピークレベルを低下させることができる。
【００４８】
またインパクトダンパーにより複数の共振に対して振動減衰させたうえで、減衰させた共振のうち特定の共振周波数についてさらなる振動減衰を行うことができる。
【００４９】
なお制振装置のハウジングは振動伝達部材に、溶接等で固着したり、ねじ等で螺着したり特別な取付具で装着したりして一体に設けることができるほか、振動伝達部材に一体にハウジングを形成するようにしてもよい。
【００５０】
またサスペンションアームのように振動伝達部材が円筒状をしていたりして内部空間を有するものは、振動伝達部材自体をハウジングとして利用し、内部に弾性体を隙間を存して挿入してもよい。
【００５１】
本発明は、自動車や電車等の車両のほか振動源から振動が伝達される種々の振動伝達部材に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る制振装置を振動伝達部材に備えた構造の模式図である。
【図２】主振動系とダンパー構造をモデル化した図である。
【図３】振動伝達特性を示した図である。
【図４】別の実施の形態に係る制振装置の模式図である。
【符号の説明】
１…振動源、２…振動伝達部材、
１０…制振装置、１１…ハウジング、１２…弾性体、１３…重錘、
２０…制振装置、２１…ハウジング、２２，２３…弾性体、２４…重錘。
【図１】
0003560140.tif 000002
【図２】
0003560140.tif 000003
【図３】
0003560140.tif 000004
【図４】
0003560140.tif 000005