(57)【要約】【課題】車両のステアリングホイール振動またはシミーを効果的に抑制可能な構造を提供すること。【解決手段】本発明は、ステアリングコラムに連結されるアーマチュアに対して取り付けられた振動抑制器であって、前記アーマチュアのハブ部に連結された質量系と；前記質量系と前記ハブ部とに連結された変位可能な複数のバネ要素とを備える。前記バネ要素の各々が、前記ハブ部の中心に向かって延びる。そして、前記バネ要素の変位によってステアリングホイールの振動を抑制するように構成されている。【選択図】図１
2018052493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングコラムに連結されるアーマチュアに対して取り付けられた振動抑制器であって、
前記アーマチュアのハブ部に連結された質量系と；
前記質量系と前記ハブ部とに連結された変位可能な複数のバネ要素とを備え、
前記バネ要素の各々が、前記ハブ部の中心に向かって延び、
前記バネ要素の変位によってステアリングホイールの振動を抑制するように構成されたことを特徴とする振動抑制器。
【請求項２】
前記質量系は、前記ステアリングコラムの回転軸を包囲するように配置された質量要素を備えることを特徴とする請求項１に記載の振動抑制器。
【請求項３】
前記質量要素は、リング状に成形されていることを特徴とする請求項２に記載の振動抑制器。
【請求項４】
前記バネ要素の各々は、前記ステアリングコラムの回転軸に対する前記質量系の半径方向運動に抵抗するとともに、前記ステアリングコラムの回転軸周りの回転運動を許容するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の振動抑制器。
【請求項５】
前記複数のバネ要素は、取り付け台を介して前記ハブ部に連結されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の振動抑制器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両ステアリングアセンブリのための振動抑制器に関する。
【０００２】
本明細書において、本開示書面は、非限定的であり非網羅的である例示的な実施形態を記載している。図面に描かれているそのような例示的な実施形態のいくつかが参照される。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】車両の運転者に面する側とは反対の、ステアリングホイールアーマチュアの正面側に位置するハブ上に近接して設置されている振動抑制器の一実施形態の分解斜視図である。
【０００４】
【図２】自然なまたは動揺していない状態にある図１の振動抑制器の拡大斜視図である。
【０００５】
【図３】ステアリングコラムおよびステアリングホイールアーマチュアを通じて伝達される回転力に応答して、デバイスの一部がデバイスの残りの部分に対する回転屈曲を受けている変位または動揺状態にある図１の振動抑制器の斜視図である。
【０００６】
【図４】減衰されていない（破線）、または、図１〜図３に示すもののような振動抑制器の一実施形態を組み込むことによって減衰されている（実線）ステアリングホイールアセンブリのシミー応答を示すプロット図である。
【０００７】
【図５】ステアリングホイールアーマチュアのハブ上でステアリングホイールアセンブリ内に遠位に、ステアリングホイールアーマチュアの、運転者に面する側に設置されている振動抑制器の別の実施形態の斜視図である。
【０００８】
【図６】並列して動作するようにステアリングホイールアーマチュアのハブ上に配置される３つの入れ子状振動抑制器から成るアセンブリを備え、各振動抑制器は特定の周波数の回転振動において共振するように設計されている振動抑制器の別の実施形態の斜視図である。
【０００９】
【図７】様々な周波数の回転振動において共振するようにステアリングホイールアーマチュアのハブ上に設置されて図示されている、３つの積み重ねられた振動吸収装置から成るアセンブリを含む振動抑制器の別の実施形態の斜視図である。
【００１０】
【図８】自然なまたは動揺していない状態で示されているステアリングホイールアセンブリ内に設置されている振動抑制器の別の実施形態の斜視図である。
【００１１】
【図９】ステアリングコラムおよびステアリングホイールアーマチュアを通る回転力に応答して、デバイスの一部がデバイスの残りの部分に対する回転屈曲を受けている変位または動揺状態で示されている図８の振動抑制器の別の斜視図である。
【００１２】
【図１０】同軸上に設置されており、ステアリングコラムの全体を包含して示されている振動抑制器の別の実施形態の斜視図である。
【００１３】
【図１１】４つの質量要素が各々別個のバネ要素を介して各々ステアリングホイールハブに取り付けられている自然なまたは動揺していない状態にある振動抑制器の別の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ステアリングホイールシミー、すなわち、ステアリングコラムの長手方向軸を中心とした前後の回転振動は、限定するものではないが、サスペンションシステムの不平衡、ステアリングシステム内の機械的な遊び、ステアリング機構の取り付け先であるタイヤの不適切な位置整合などを含む、様々な原因から生じる可能性がある。十分に深刻である場合、そのようなステアリングホイールシミーは、危険であり、車両の運転者がステアリングホイールを制御できなくなる可能性がある。そのようなステアリングホイールシミーは、別の様式で、それを経験する車両の運転者にとって煩わしく、面倒で、または、気に障るものであり得る。
【００１５】
ステアリングホイールシミーは、特定の規則性を有する前後回転振動を含み得る。そのため、ステアリングホイールシミーは、特定の周波数を呈すると考えることができる。シミーの周波数は、シミーの原因に関係付けられ、種々の原因が結果として種々の周波数のシミーをもたらし得る。いくつかの構成において、単一のステアリングシステムが、シミーが特に大きい複数の周波数を有する場合がある。
【００１６】
ステアリングホイールシミーを低減するための解決策は、ステアリングホイール自体の質量を増大させることを含む。そのような状況において、ステアリングホイールアセンブリの質量が増大する結果としてステアリングホイールアセンブリの慣性が増大し、これが、単純に急速な回転振動によって引き起こされる回転移動に抵抗することによって、シミーを減衰させる（たとえば、回転振動を抑制または吸収する）。
【００１７】
上記のステアリングホイールシミーを減衰させる方法の１つの欠点は、一般的に何らかの種類の濃厚金属から作製されることになる大質量のステアリングホイール構成要素に起因して、製造費用が増大することである。別の欠点は、そのような構成要素によって車両に重量が追加され、全重量が増大することに関連して効率（たとえば、燃料効率）が低減することである。また別の欠点は、そのような大質量の構成要素が組み込まれることによって、必然的にステアリングホイールの設計が制約されることである。さらに、そのような解決策が行き過ぎてとられたとすると、ステアリングホイールが大量に加重され、その慣性モーメントが増大することに起因して回すのが困難になり、これによってまた、ステアリングコラムおよびステアリングシステムの構成要素に対する過度の磨損が引き起こされるおそれがある。
【００１８】
本明細書において開示されている様々な実施形態は、上記の制限の１つまたは複数に対処し、これを改善し、かつ／またはなくす。いくつかの実施形態において、振動抑制器は、ステアリングホイール振動またはシミーを抑制するのに有効であるが、過度に重くはない。他のまたはさらなる実施形態において、振動抑制器は、特定の周波数の前後回転振動を低減するように構成されている。特定周波数の振動のシミーを低減するように設計されている振動抑制器は、その周波数の振動に対して「チューニング」されている（ｔｕｎｅｄ）と考えることができる。そのようなチューニングされた振動抑制器は、いくつかの事例において、ステアリングホイールの回転の慣性を増大させるだけの従来の振動抑制器よりも効率的であり得る。本明細書において開示されているシミーダンパ、すなわち振動抑制器の特定の実施形態、および、シミーダンパの特定の実施形態は、減衰、サイズ、および／または重量特性を改善している。他のまたはさらなる実施形態は、特定の共振周波数の振動を低減するようにチューニングすることができる。様々な実施形態の他のまたはさらなる特性および利点が、本明細書における開示、図面、および／または特許請求の範囲から明らかであろう。
【００１９】
本明細書において全般的に説明されており、図面において例示されているような実施形態の構成要素は、広範な種々の構成において配置および設計されることができることは容易に理解されよう。したがって、図面に表されているような以下の様々な実施形態のより詳細な説明は、必ずしも、本開示の範囲を限定することが意図されているとは限らず、様々な実施形態を代表しているに過ぎない。実施形態の様々な態様が図面に提示されているが、図面は別途指示されない限り、必ずしも原寸に比例して描かれているとは限らない。
【００２０】
「〜に接続されている（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」および「〜に結合されている（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」という語句は、それらの通常の意味において使用されており、任意の適切な結合、または、機械的、流体的および熱的相互作用を含む、２つ以上の実体の間の他の形態の相互作用を指すのに十分に広い。２つの構成要素は、たとえそれらが互いに直に接していない場合であっても、互いに結合され得る。「〜に取り付けられている（ａｔｔａｃｈｅｄ  ｔｏ）」または「〜に直に取り付けられている（ａｔｔａｃｈｅｄ  ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｔｏ）」という語句は、固定具が追加の構成要素を通じて延伸しているか否かにかかわらず、任意の適切な種類の固定具（たとえば、取り付けハードウェア、接着剤、縫合、溶接）によって互いに直に接している、かつ／または、互いから分離されている、かつ／または、互いに結合されている２つ以上の実体の間の相互作用を指す。
【００２１】
本明細書において使用される場合、「ステアリングホイールシミー」または「シミー」という用語は、ステアリングホイールアセンブリが取り付けられるステアリングコラムの長手方向軸に垂直である平面内の前後回転振動として定義される。「シミーダンパ」、「シミー吸収装置」、「振動ダンパ」、「振動吸収装置」、「回転振動抑制器」、「振動抑制器」、または「振動抑制器アセンブリ」という用語は、ステアリングホイールシミーを減少させるように設計されている、本明細書に開示のデバイスを指すために、交換可能に使用される。「デバイス」という用語もまた、振動抑制器を指すために本明細書において使用される場合がある。
【００２２】
下記により詳細に説明するように、振動抑制器の実施形態は、質量系と結合されている弾性的に柔軟なバネ装置を含むことができる。特定の実施形態において、振動抑制器の弾性的に柔軟なバネ装置は、少なくとも１つのバネ要素を備え、複数のバネ要素を備えてもよい。同様に、デバイスの質量系は、少なくとも１つの質量要素を備えてもよく、別個のバネ要素と個々に結合されている複数の質量要素を含んでもよい。他のまたはさらなる実施形態において、質量系は、バネ要素を質量要素に接続するために使用される１つまたは複数の構成要素を含んでもよい。特定の実施形態において、バネ装置および質量系は、車両のステアリングコラムの回転軸および／またはステアリングホイールアーマチュアの回転軸に対して方向付けることができ、それによって、振動抑制器の慣性モーメントがその軸に中心を置かれる。質量系はその軸を中心として回転することが可能であり得、さらなる実施形態において、バネ装置は、質量系の運動を、それらの軸から固定半径方向距離にある経路に沿って制限するように構成することができる。様々な実施形態のこれらのおよび他の特徴が、本明細書における開示から明らかであろう。
【００２３】
図１は、車両のステアリングアセンブリ５０内に設置することができる振動抑制器１３０の一実施形態を示す。ステアリングアセンブリ５０は、ステアリングホイールアセンブリ１００が取り付けられるステアリングコラム５２を備える。ステアリングホイールアセンブリ１００はまた、ステアリングホイールと称される場合もあり、ハウジング、クラクション、エアバッグアセンブリ、および／または、ステアリングホイールまたはステアリングホイールアセンブリ内に一般的に存在するような、ステアリングホイールアーマチュア１１０に結合されてもよい他の適切な機構（図示せず）を含んでもよい。図示されているステアリングホイールアセンブリ１００は、取り付けハードウェア１０５を介してなどの任意の適切な方法で振動抑制器１３０に取り付けられているステアリングホイールアーマチュア１１０を含む。特定の実施形態において、ステアリングコラム５２の長手方向軸ＡＬは、ステアリングアセンブリ５０が組み立てられた状態にあるとき、ステアリングホイールアセンブリ１００の回転軸ＡＲと一致する。示されている実施形態において、振動抑制器（「デバイス」と称される場合もある）１３０は、ステアリングホイールアーマチュア１１０の正面側（すなわち、ステアリングアセンブリが設置されている車両の正面に向いている側）に位置するハブ１１２に取り付けられている。ステアリングホイールアーマチュア１１０は、複数のアーム１１４を通じてアーマチュアの残りの部分に接続されているステアリングホイールリム１１６をさらに備える。示されている実施形態において、振動抑制器１３０は、ボルトのような任意の適切な固定具を含む取り付けハードウェア１０５を介してハブ１１２に取り付けられる。示されている実施形態において、振動抑制器１３０は、ハブ１１２によってステアリングホイールアーマチュア１１０に取り付けられ、それによって、ステアリングホイールの回転軸ＡＲがデバイス１３０の中心を通り、それによって、デバイス１３０の質量重心が、ステアリングホイールアーマチュア１１０の回転軸ＡＲと位置整合する。いくつかの実施形態において、そのような構成は、ステアリングアセンブリ内で発生する前後回転振動（シミー）を効率的に吸収することを可能にすることができる。ステアリングホイールアーマチュア１１０のハブ１１２およびアーム１１４は、ステアリングホイールリム１１６が取り付けられるステアリングホイールアーマチュア１１０のフレーム１１１の少なくとも一部を画定すると考えることができる。
【００２４】
図２および図３は、デバイスのさらなる詳細が示され説明されている、図１の振動抑制器１３０の例示的な実施形態の拡大図を提供する。示されている実施形態において、振動抑制器１３０は、デバイスの中心にある開口１３５を通るそれ自体の軸、すなわち振動抑制器軸ＡＶＳを有するものとして示されている。図示されている振動抑制器１３０の要素は、図１に示すようにデバイスがステアリングホイールアーマチュア上に設置されるとき、ステアリングホイールの回転軸ＡＲと一致し得るこの振動抑制器軸ＡＶＳに対して配置されてもよい。
【００２５】
図２は、元々の状態、静止状態、または自然な状態、すなわち、振動抑制器１３０が振動抑制器軸ＡＶＳを中心とした回転力に応答していない状態にある振動抑制器１３０を示す。対照的に、図３は、変位状態、すなわち、振動抑制器１３０が振動抑制器軸ＡＶＳを中心とした回転力に応答している状態にある振動抑制器１３０を示す。両方の図において、図示されているデバイスは、さらに後述するような４つのフィン形状または羽根形状の半径方向に構成されているバネ要素１６１、１６２、１６３、１６４を介して互いに結合されている２つのリング形状要素、すなわち、質量要素１８０および取り付け台１５０を備える。
【００２６】
図２に示すように、振動抑制器１３０は、質量系１７０に結合されている弾性的に柔軟なバネ装置１４０を備える。図示されているように、４つの均等なバネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、弾性的に柔軟なバネ装置１４０の均等な構成要素であり、各バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、リング形状質量要素１８０を取り付け台１５０に接続する羽根またはフィンとして図示されている。そのような実施形態において、振動抑制器軸ＡＶＳに対して、バネ装置１４０は、振動抑制器軸ＡＶＳに対する質量系１７０の半径方向運動に抵抗するように構成されているが、振動抑制器軸ＡＶＳを中心とした質量系１７０の回転運動を許容するように構成されている、半径方向に位置付けられ均等に分散されている複数の同一のバネ要素１６１、１６２、１６３、１６４を備える。そのような実施形態において、複数のバネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、各々が２つの相互に直交する軸を中心とした屈曲に抵抗するように構成されており、各々が、他の２つの軸の各々に直交する第３の軸を中心として屈曲するように構成されている複数の羽根を含み、各羽根の第３の軸はステアリングホイールアーマチュアの回転軸に垂直である。言い換えれば、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、振動抑制器軸ＡＶＳに平行であり、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４を通じて長手方向に延伸する軸に沿った屈曲には相対的に剛性で、抵抗性であり得る。バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は同様に、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４の最も大きい面に垂直である軸に沿った屈曲には抵抗性であり得る。しかしながら、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、振動抑制器軸ＡＶＳに垂直であり、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４を通じて半径方向に延伸する軸に沿った屈曲には剛性が低く、屈曲しやすいものであり得る。いくつかの実施形態において、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４を質量要素１８０および取り付け台１５０に取り付けることによって、バネ要素を強固にし、振動抑制器軸ＡＶＳに平行でバネ要素１６１、１６２、１６３、１６４を通じて長手方向に延伸する軸を中心として屈曲する傾向を低減することができる。
【００２７】
図２に示すように、弾性的に柔軟なバネ装置１４０は、固定可能部分１４６および変位可能部分１４８を備えることができる。この実施形態について図示されているように、固定可能部分１４６は、取り付け台１５０に取り付けられる。さらに後述するように、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４はステアリングホイールアーマチュアフレームに直に取り付けることができ、いくつかの実施形態において、バネ要素は特にフレームのハブ部分に取り付けることができるため、取り付け台１５０は、いくつかの実施形態においては存在しなくてもよい。いずれにせよ、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４の固定可能部分１４６は、バネ要素の、質量要素１８０から最も遠い部分を含み得る。ステアリングコラムによって定義されるような長手方向軸ＡＬがステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲと一致する車両において、バネ装置１４０の固定可能部分１４６は車両のステアリングコラムの長手方向軸に対する固定位置に取り付けられてもよく、その軸を中心としてステアリングコラムと一致して回転するように構成することができる。同様に、いくつかの実施形態において、振動抑制器１３０が、（図１に示すように）ステアリングホイールアセンブリの一部としてステアリングホイールアーマチュアに取り付けられるとき、固定可能部分１４６は、車両のステアリングホイールアーマチュアに対する固定位置に取り付けることができ、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸を中心としてステアリングホイールアーマチュアと一致して回転するように構成することができる。そのような実施形態において、振動抑制器軸ＡＶＳは、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲと一致することができる。
【００２８】
示されている実施形態において、弾性的に柔軟なバネ装置１４０は、バネ装置１４０の固定可能部分１４６に対して変位されるように構成されている変位可能部分１４８をさらに備える。変位可能部分１４８は、変位力が変位可能部分から取り除かれた後に、自然な向きに戻るように、弾性的に柔軟であることができる。示されている実施形態において、バネ装置１４０の変位可能部分１４８は、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４の各々の上端部を含む。バネ装置１４０の変位可能部分１４８は、質量系１７０に結合することができる。いくつかの実施形態では、ステアリングコラムによって定義されるような長手方向軸ＡＬがステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲと一致する車両において、バネ装置の固定可能部分がステアリングコラムに対する固定位置に取り付けられるとき、取り付けられると、質量系１７０の回転の慣性は、ステアリングコラムの長手方向軸に中心を置かれ得る。同様に、いくつかの実施形態では、振動抑制器１３０がステアリングホイールアーマチュアに取り付けられる場合、バネ装置の固定可能部分がステアリングホイールアーマチュアの回転軸に対する固定位置に取り付けられるとき、質量系１７０の回転の慣性は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲに中心を置かれ得る。
【００２９】
バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、初期静止位置から、湾曲または屈曲によって、回転力が断たれると静止位置に戻る前に、振動抑制器１３０によって加えられる軸方向回転力に応答する機能を提供するバネ装置１４０の構成要素を含むことができる。弾性的に柔軟なバネ装置が複数のそのようなバネ要素を備えるとき、示されている実施形態のすべてにおいてバネ要素は少なくとも構造的に均等であるものとして示されているが、個々のバネ要素は、構造的または機能的に均等であってもよいし、または均等でなくてもよい。複数のバネ要素が単一のバネ装置の部分として存在するとき、それらはすべて、質量系の何らかの構成要素に機能的に結合されてもよく、デバイスがステアリングホイールシミーを抑制する機能に寄与するために協働してもよい。
【００３０】
前述したように、特定の実施形態において、各バネ要素は「固定可能部分」および「変位可能部分」を備え、各部分は、それらの名称が示唆するように、異なる機能を有する。いくつかの実施形態において、バネ要素の「固定可能部分」は、デバイスが設置される場所に応じて、ステアリングホイールアーマチュアの何らかの部分、もしくはステアリングホイールアーマチュアハブに、または、ステアリングコラムの何らかの部分に直に取り付けられる部分を画定する。取り付け台１５０が振動抑制器の構成要素として設けられる場合のような他の実施形態において、バネ要素の「固定可能部分」は、バネ要素の、取り付け台に直に取り付けられる部分を画定する。ステアリングホイールアーマチュア、ステアリングホイールアーマチュアハブ、もしくはステアリングコラムに直に取り付けられるか、または、取り付け台によってこれらのいずれかに取り付けられるかにかかわらず、固定可能部分は、車両のステアリングホイールアーマチュアまたはステアリングコラムに対する固定位置に取り付けられるように構成することができ、ステアリングホイールアーマチュアまたはステアリングコラムと一致して、そのそれぞれの回転軸を中心として（すなわち、ステアリングホイールの回転軸を中心として、または、ステアリングコラムの長手方向軸を中心として）回転することができる。
【００３１】
バネ要素の「変位可能部分」は、バネ要素の固定可能部分と、質量要素または質量系の何らかの他の部分が取り付けられるバネ要素上の位置との間の、バネ要素の一部として定義することができる。その上、バネ要素の変位可能部分は、その名称が暗示する通り、振動抑制器に軸回転力が加えられるとその静止位置から変位することができるが、軸回転力が取り除かれた後、その元の静止位置、または元々の位置に戻る部分である。
【００３２】
振動抑制器１３０の様々な実施形態に使用されるバネ要素１６１、１６２、１６３、１６４の組成および幾何形状は、広範な選択肢から選択することができる。たとえば、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、たとえば、力の影響下で変形または屈曲に従い、その元の静止位置に戻る傾向にある金属のような、１つまたは複数の耐久性があり、かつ／または弾性的に柔軟な材料から作製されてもよい。いくつかの実施形態において、この金属は、鉄もしくは鋼のような鉄類、またはその合金となる。他の実施形態において、この金属は鉄を含まない金属であり得る。また他の実施形態において、開示されている振動抑制器のバネ要素を作製するために使用される材料は、プラスチックポリマーのようなポリマー、または遷移強化ポリマーのような複合材料とすることができる。バネ要素に使用される１つまたは複数の材料は、特に、バネ要素がステアリングシステムを通じてステアリングコラムまたはステアリングホイールアーマチュアに伝播される軸回転振動を吸収する役割を果たす振動抑制器の通常動作の間に加えられると予測される量およびタイプの力を受けた後に、その元の形状から永続的に変化した形状をとって耐えるように、永続的な屈曲に対して十分に耐性があり得る。言い換えれば、開示されている振動抑制器のバネ装置のバネ要素を作製するために使用される材料は、デバイスの質量系に対して弾性バネ状動作を付与することができ、質量系が、軸回転力が加えられるとその初期静止点から偏位して、力が断たれるとその同じ静止点に戻ることを可能にする。
【００３３】
開示されている振動抑制器アセンブリのバネ装置のバネ要素は、多くの異なる可能な構成を有することができるが、様々な実施形態は、ステアリングホイールシミー（たとえば、ステアリングホイールアーマチュアまたはステアリングコラムの回転軸を中心とした回転振動）を相当に吸収することを容易にする構成を有してもよい。図１〜図３に示す実施形態において、採用されるバネ要素の１つの構造および構成は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸、またはステアリングコラムの長手方向軸から半径方向に、かつそれらの軸と平行であるそれぞれの面内に取り付けられる金属羽根または「フィン」から成るものである。他のまたはさらなる実施形態において、すべての他の方向における運動に抵抗しながらも、回転方向におけるバネ要素の変位可能部分の変位を可能にする任意の材料および／または幾何形状が使用されてもよい。たとえば、示されている実施形態において、バネ要素は、ステアリングコラムまたはステアリングホイールアーマチュアを通じて伝達される前後回転振動の方向と対応するＸ−Ｙ平面内の、Ｚ軸に対応する長手方向軸を中心とした回転を許容する。しかしながら、バネ要素は、Ｚ軸に向かうまたはＺ軸から離れる質量要素の運動を実質的に妨げる。
【００３４】
バネ要素を作製するために使用される材料および／またはバネ要素の寸法もしくは他の物理的特性の選択は、バネ要素の動作特性に影響を与え得る。たとえば、いくつかの実施形態において、より厚いバネ要素および／またはより剛性の材料によって作製されるバネ要素は、所与の量の加えられる回転力による屈曲により耐性であることができる。逆に、より薄いバネ要素および／またはより柔軟な材料によって作製されるバネ要素は、所与の量の加えられる回転力による屈曲に対するより耐性がより低いと予測することができる。したがって、いくつかの構成において、バネ要素を作製するのに使用される特定の材料の選択を変更することによって、ならびに／または、個々のバネ要素の厚さおよび全体寸法を調整することを通じて、振動抑制器は、回転力の特定の量および／または回転力が行き来する特定の周波数に応答するように「チューニング」することができる。他のまたはさらなる構成において、チューニングは、振動抑制器アセンブリの意図される回転軸ＡＲに対するバネ要素の位置付けを調整することを通じて達成することができる。
【００３５】
バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は図１〜図３において、同一の寸法、および、振動抑制器１３０の回転軸に対する同一の位置付けを有するものとして示されているが、他の実施形態において、バネ要素は、異なる寸法および回転軸に対する位置を有してもよい。他のまたはさらなる実施形態において、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４の寸法および向きが同じかつ／または対称であるか否かとは無関係に、様々なバネ要素は同じまたは異なる組成を有してもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、各バネ要素は、残りのバネ要素の１つまたは複数と比較して、異なる材料から作製され、かつ／または、異なる全体寸法を有し、かつ／または、異なる配置形状を有し、それによって、バネ装置の異なるバネ要素は、異なる周波数の回転振動またはシミーに応答して別様に湾曲または屈曲することになる。いくつかの実施形態において、単一の振動抑制器に組み込まれる異なるバネ要素に異なる材料、寸法および／または配置形状を使用することによって、デバイスが複数の回転周波数の運動に有益に応答することを可能にすることができ、それによって、単一のデバイスが、複数の周波数のシミーを吸収しまたは減衰させることが可能になる。いくつかの実施形態において、同じ振動抑制器内の異なるバネ要素に異なる材料または幾何形状が使用されるとき、それらのバネ要素、および、それらに取り付けられる質量要素（複数の場合もあり）は、たとえば、振動抑制器の回転軸の対向する両側に位置付けられるバネ要素の材料および幾何形状を一致させることなどによって、回転軸に対して平衡をとることができる。
【００３６】
示されている実施形態において、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、同一のサイズ、向きにされて、同一の材料から形成されている。バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、振動抑制器１３０の回転軸を中心として平衡をとられている。下記にさらに説明するように、いくつかの実施形態において、振動抑制器１３０は、各々が、残りの振動抑制器とは異なる周波数において共振するようにチューニングされているバネ装置１４０および質量系１７０を有する、複数の振動抑制装置を含んでもよい。他の実施形態において、振動抑制器１３０は、各々が同じ周波数において共振するようにチューニングされている２つ以上の振動抑制装置を含んでもよい。各バネ装置１４０および／または質量系１７０は、振動抑制器、ステアリングホイールアーマチュア、および／またはステアリングコラムの回転軸に対して平衡をとられてもよい。
【００３７】
図１に示す実施形態について、質量系１７０はステアリングホイールリム１１６から離間されており、したがって、ステアリングホイールリム１１６の内部には組み込まれていない。言い換えれば、質量系１７０は、ステアリングホイールリム１１６の外部において、バネ装置１４０を介してステアリングホイールアーマチュア１１０に取り付けられている（たとえば、質量系１７０もバネ装置１４０も、ステアリングホイールリム１１６によって画定される空洞内に組み込まれていない）。質量系１７０およびバネ装置１４０、ならびに、より一般的に振動抑制器１３０は、ステアリングホイールリム１１６に対して外部に取り付けられているが、これは、振動抑制器１３０が、ステアリングホイールリム１１６よりも、ステアリングホイールアーマチュア１１０の回転軸から半径方向に離間されているということではない。すなわち、「外部（ｅｘｔｅｒｉｏｒ）」および「〜の外部（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｔｏ）」という用語は必ずしも半径方向の向きを暗示するとは限らず、むしろ、ステアリングホイールリム１１６の内部（たとえば、ステアリングホイールリム１１６内の空洞）と、ステアリングホイールリム１１６の外部（たとえば、ステアリングホイールリム１１６の外面の外側にある任意の領域、その領域がステアリングホイールアーマチュア１１０の回転軸により近いかまたはより遠いかは関係ない）との間の区別を暗示するために使用される。たとえば、示されている実施形態において、質量系１７０は、ステアリングホイールリム１１６によって規定される直径よりも小さい直径を有し、付随して、ステアリングホイールリム１１６よりも、ステアリングホイールアーマチュア１１０の回転軸に近く、質量系１７０は、ステアリングホイールリム１１６に対して外部に位置付けられると考えることができる。質量系１７０をステアリングホイールリム１１６自体の中に（たとえば、リムの内部に）位置付ける必要がないため、そのような構成のいくつかは、ステアリングホイールアセンブリ１００を単純に作製することを可能にすることができる。むしろ、質量系１７０、および、より一般的に振動抑制器１３０は、特定のサイズ、形状、内部チャンバの存否、またはステアリングホイールリム１１６の他の品質を問わず、ステアリングホイールアセンブリ１００の任意の適切な位置に取り付けることができる。
【００３８】
図２および図３に図示の示されている実施形態において、質量系１７０は、デバイスが取り付けられると、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲを完全に包含するように構成されている単一のリング形状質量要素１８０を備える。質量系が単一のリング形状質量要素を備え、バネ装置が質量要素に取り付けられている複数の羽根を備えるそのような実施形態のいくつかにおいて、質量要素は、デバイスが取り付けられた後、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸に対して横断方向に向けられ得る。そのような構成は、回転軸に対して質量要素１８０の平衡をとることができる。示されている実施形態において、複数の羽根（バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４）は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸から半径方向外方に細長くなっている。
【００３９】
「質量要素（ｍａｓｓ  ｅｌｅｍｅｎｔ）」という用語は、物理的質量および関連する回転の慣性モーメントを与える、振動抑制器の質量系の構成要素を指す。「回転の慣性（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｉｎｅｒｔｉａ）」という用語はまた、慣性モーメント、質量慣性モーメント、慣性極モーメント、または角質量と称される場合もある。設置された振動抑制器１３０の動作中、質量系１７０は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸、または、ステアリングコラムの長手方向軸を中心として、ただし、機能的に取り付けられている弾性的に柔軟なバネ装置１４０から生じる抑止によって許容される程度までのみ、回転することができる。
【００４０】
本開示において、「回転力（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｆｏｒｃｅ）」、「軸回転力（ａｘｉａｌ  ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｆｏｒｃｅ）」、または「ねじり（ｔｏｒｓｉｏｎ）」という用語は、特に、ステアリングホイールシミーを生じさせる急速な前後回転運動の結果としての、ステアリングホイールアーマチュアまたはステアリングコラムの、それらのそれぞれの回転軸を中心とした回転を通じて振動抑制器に加えられる力を指すことができる。ステアリングホイールアーマチュアがステアリングコラムと一直線上に直に取り付けられている車両において、ステアリングホイールの回転軸は、ステアリングコラムの長手方向軸と一致することができる。チルティングホイールまたは同様の機構を装備した車両のような、ステアリングホイールアーマチュアが自在継ぎ手を通じて取り付けられている車両において、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸はステアリングコラムの長手方向軸と一致しても一致しなくてもよいが、ステアリングコラムの長手方向軸の周囲に生成される回転力は、依然として、ステアリングコラムとステアリングコラムアーマチュアとの間の機能的結合によって、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸に伝達され得る。ステアリングコラムとステアリングホイールアーマチュアとの間の機能的結合は、振動抑制器１３０が、ステアリングホイールアーマチュアに固定されているときにステアリングホイールシミーを効率的に低減することを可能にすることができる。後述するように、他のまたはさらなる実施形態において、振動抑制器１３０は、同様の効果をもって車両のステアリングコラムに取り付けることができる。
【００４１】
上記で質量要素１８０に関連して使用されているものとしての「リング形状（ｒｉｎｇ−ｓｈａｐｅｄ）」という用語は、必ずしも円形であることを暗示するとは限らない。たとえば、「リング形状」という用語は、回転軸または長手方向軸を完全にまたは部分的に包含または包囲する任意の適切な形状（たとえば、正方形、五角形、六角形、七角形、八角形など、またはこれらの形状の部分）をも含むことができる。リング形状質量要素１８０は、前述したように、ステアリングシステムの、リング形状要素が取り付けられる部分上で回転軸に対して横断方向に位置付けられてもよい。たとえば、リング形状質量要素を備える振動抑制器が車両のステアリングホイールアーマチュアに取り付けられるとき、質量要素１８０は、ステアリングホイールアーマチュア１１０の回転軸に垂直である上面および／または下面を画定することができる。他の実施形態において、図１０に関連して後述するように、リング形状質量要素は、ステアリングコラム５２の回転軸に対して横断方向に位置付けられてもよい。
【００４２】
いくつかの実施形態において、リング形状または円筒形質量要素１８０が有利であり得る。これは、そのような要素が、質量要素の回転軸と一致する開口（たとえば、開口１３５の一部）を画定することができるためである。開口は、ステアリングアセンブリの上および中の様々な箇所において振動抑制器を取り付けることを容易にすることができ、他の構成要素が通過することを可能にする。リング形状質量要素を有する振動抑制器の実施形態は、たとえば、ステアリングホイールアーマチュアの正面または後面のいずれかに、直にまたは中心ハブプレートによってのいずれかで、また、ステアリングホイールアーマチュア自体に対して内部または外部のいずれかに取り付けることができる。他のまたはさらなる実施形態において、リングまたは円筒形状質量要素は、ステアリングコラムの何らかの部分と同軸上に、かつその部分を取り囲んで取り付けることができる（図１０参照）。
【００４３】
リング形状または円筒形質量要素または任意の他の適切な形状の質量要素（複数の場合もあり）を含む特定の実施形態において、質量要素および／または質量系の質量重心は、振動抑制器が取り付けられるステアリングアセンブリの要素の回転軸と一致する位置に位置することができる。したがって、ステアリングホイールアーマチュアに設置される実施形態について、質量要素の質量重心は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸と一致することができる。ステアリングコラムに設置される実施形態について、質量要素の質量重心は、ステアリングコラムの回転軸すなわち長手方向軸と一致することができる。他のまたはさらなる実施形態において、質量系１７０の１つまたは複数の質量要素１８０は、リング形状または円筒形状以外の任意の形状のものであってもよい。そのような質量要素および／または質量系の質量重心は、同様に、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸および／またはステアリングコラム５２の長手方向軸と一致してもよい。
【００４４】
いくつかの状況では、質量系１７０は、２つ以上の質量要素１８０を備えてもよい。言い換えれば、質量系１７０は、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、またはそれ以上の質量要素のような、複数の質量要素１８０を備えてもよい。質量系１７０が複数の質量要素１８０を備える特定の実施形態において、各質量要素は、少なくとも１つのバネ要素の変位可能部分を介して振動抑制器１３０の残りの部分に機能的に結合することができる。質量系が複数の質量要素を備える多くの実施形態において、質量要素は、振動抑制器の回転軸を中心として平衡をとることができる。いくつかの構成において、ステアリングコラム５２および／またはステアリングホイールアーマチュア１１０の回転軸に対して平衡がとられていない質量系１７０、またはより一般的に振動抑制器１３０は、ステアリングホイールシミーを増大させるか、または他の様態でステアリングホイールシミーに悪影響を与えるおそれがある。
【００４５】
振動抑制器１３０がステアリングホイールアーマチュア１１０上に取り付けられている特定の実施形態において、質量系１７０全体の質量重心は、ステアリングホイールアーマチュア１１０の回転軸上に中心を置くことができる。振動抑制器１３０がステアリングコラム５２上に取り付けられている特定の実施形態において、質量系１７０全体の質量重心は、ステアリングコラム５２の長手方向軸上に中心を置くことができる。振動抑制器１３０が、リング形状または円筒形でない１つまたは複数の質量要素１８０を備える特定の構成のような、また他の実施形態において、質量要素１８０は、ステアリングホイールの回転軸またはステアリングコラムの長手方向軸のいずれかに中心を置かれなくてもよい。しかしながら、１つまたは複数の質量要素は、回転軸に関して反対の位置にある１つまたは複数の質量要素を追加することによって、ステアリングホイールの回転軸またはステアリングコラムの長手方向軸に対して平衡をとることができる。ステアリングホイールが、車両の車輪が真っ直ぐに向けられるようにするところに対応する位置、または、車両が直進走行を受ける位置に対応する位置にあるときに、質量要素は平衡をとることができる。
【００４６】
質量要素１８０は、任意の適切な種類の１つまたは複数の材料から作製することができる。いくつかの実施形態において、質量要素材料は望ましくは、金属のような高密度のものであってもよい。いくつかの実施形態において、この金属は、鉄もしくは鋼のような鉄類、またはその合金となる。他の実施形態において、この金属は鉄を含まない金属であり得る。他の適切な材料も企図される。高密度材料にすることによって、質量要素１８０の直径をより小さくすることを可能にすることができ、これはいくつかの構成において有利であり得る。
【００４７】
図２および図３に示す実施形態において、バネ装置１４０の固定可能部分１４６は、取り付け台１５０に取り付けられているものとして示されており、取り付け台１５０はステアリングホイールアーマチュアに（たとえば、ハブ１１２において）取り付けられており、それによって、バネ装置の固定可能部分が、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸に対する固定位置に取り付けられる。
【００４８】
図２に示すように、また取り付け台１５０が振動抑制器の一部として存在するとき、取り付け台１５０の中の孔１５８が、取り付け台１５０をステアリングホイールアーマチュア１１０に取り付けるのを容易にするために存在してもよい。様々な実施形態において、ステアリングホイールアーマチュア１１０のハブ１１２は、振動抑制器１３０と結合されるように構成されている別個のプレートを含んでもよく、または、ハブ１１２の全体が、振動抑制器１３０を取り付けることができる取り付け領域（たとえば、開口または取り付けスタッド）を含んでもよい単一材料片を含んでもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態において、質量要素１８０は、取り付け台１５０の孔１５８より大きくてもよい取り付けハードウェアアクセス孔１９０を含んでもよい。アクセス孔１９０は、工具が、取り付け台１５０内の取り付け孔を通じて、取り付け台１５０を取り付ける（または可能性として取り外す）のに使用される取り付けハードウェアにアクセスすることを可能にし、それらの工具が取り付けハードウェアを締結するかまたは締めるのに所望されるように、取り付け台に近付くことを可能にすることができる。取り付けハードウェアアクセス孔１９０を含む特定の実施形態において、孔は、振動抑制器がその静止状態にあるとき（すなわち、振動抑制器がその振動抑制器軸ＡＶＳを中心とした回転力を受けていないとき）、取り付け台１５０内に存在する任意の取り付け孔１５８と位置整合することができる。
【００５０】
図３は、振動抑制器軸ＡＶＳを中心とした回転力に応答している図２の振動抑制器１３０を示す。図示されているように、振動抑制器１３０の質量系１７０は、回転力が加えられている結果として、矢印によって示すように、取り付け台１５０に対して時計回りの向きで軸方向に回転されている。質量系１７０がバネ装置１４０の変位可能部分に機能的に結合されているとき、バネ要素１６１、１６２、１６３、１６４は、加えられる回転力に応答する屈曲位置をとる。したがって、図３は、ステアリングシステムがシミーを受けているときに、回転力がステアリングホイールアーマチュア１１０から振動抑制器１３０に伝達されているときの、振動抑制器１３０に作用する回転力の効果を示す。いくつかの実施形態において、振動抑制器１３０内に発生する力は、ステアリングコラム５２内に存在する回転力に対してずれている。たとえば、いくつかの実施形態において、バネ装置１４０を介して質量要素１８０に作用する回転力は、ステアリングコラム５２に作用する回転力と１８０度位相がずれている場合がある。言い換えれば、質量要素１８０は、ステアリングコラム５２に対して反対方向に回転するように構成され得る。したがって、質量要素１８０は、ステアリングコラム５２の運動および／または力を中和することができる。
【００５１】
図３を図２と比較すると、取り付け台１５０およびバネ装置１４０のバネ要素構成要素の固定可能部分は同じ固定位置にあるように示されているが、質量系１７０の質量要素１８０は、振動抑制器の軸ＡＶＳを中心として回転して変位されている。バネ装置１４０のバネ要素構成要素の変位可能部分も変位されている。図３に示されている変位の程度は、加えられる回転力の量から、ならびに、バネ装置のバネ要素のバネ定数と、質量系の質量要素の慣性モーメントの両方によってもたらされ得る。したがって、等しい量の回転力が加えられるとき、バネ定数の低いバネ要素および／または質量の大きい質量要素を有する振動抑制器は、バネ定数のより高いバネ要素および／または質量のより小さい質量要素を有する、同様に構成された振動抑制器よりも大きい回転変位を受け得る。
【００５２】
いくつかの実施形態において、開示されている振動抑制器の振動減衰特性および能力は、特定の周波数における前後軸回転振動（シミー）を吸収するように「チューニング」される。いくつかの事例において、振動抑制器がチューニングされる周波数は、デバイスが設置される車両のステアリングシステムの予測される振動の周波数である。そのような実施形態において、振動抑制器のチューニングは、弾性的に柔軟なバネ装置のバネ要素の特性（たとえば、バネ定数）を調整すること、または、質量系の質量要素（複数の場合もあり）の慣性モーメントを調整すること、またはそれらの組み合わせのいずれかによって達成することができる。バネ定数の調整は、振動抑制器の弾性的に柔軟なバネ装置を構成する個々のバネ要素の組成、寸法および／もしくは向きを変更すること、または、バネ装置内のバネ要素の数を増減させることによって達成することができる。たとえば、それ以外は同一のバネ要素の数を増大させることによって、デバイスの弾性的に柔軟なバネ装置の、特定量の軸回転力による変形に対する耐性をより高めることができる。いくつかの実施形態において、相対的により剛性になるようにチューニングされているそのようなバネ装置は、より高い共振周波数を有することができ、したがって、対応してより高い周波数のシミーを中和することができる。バネ定数を増大または低減することによって、振動抑制器の共振周波数がそれぞれ増大または低減し得る。
【００５３】
特定の実施形態において、質量要素（複数の場合もあり）の慣性モーメントの調整は、質量要素（複数の場合もあり）の組成、寸法および向きを変更することによって達成することができる。たとえば、質量系の質量要素（複数の場合もあり）の合計質量を増大させることによって、デバイスの質量系の、特定量の軸回転力による変形に対する耐性をより高めることができる。質量を増大または低減することによって、振動抑制器の共振周波数がそれぞれ低減または増大し得る。
【００５４】
図４は、減衰されていない（破線）とき、または、図１に示すもののような振動抑制器の一実施形態を組み込むことによって減衰されている（実線）ときの、車両のステアリングアセンブリ５０のシミー応答を比較したプロット２００である。垂直軸は、シミーの強度を示し、水平軸は、シミーが発生する周波数を示す。図示されている実施形態において、減衰されていないシミー応答はシミー強度の２つの極大値を有し、最も強度の高いピークである一方はより低い周波数で発生し、それよりは強度が低いピークである他方は、より高い周波数で発生する。図示されている実施形態において、単一の振動抑制器のみが使用されており、その振動抑制器は、最も強度の高いピークを中和するようにチューニングされている。したがって、実線によって示すように、振動抑制器は、強度極大値の周辺にある（強度ピークの直上および直下の周波数における）強度の高いシミーを中和するのに有効である。しかしながら、より周波数の高い極大値におけるシミー強度は実質的に変わらないままである。減衰されたステアリングシステムにおけるより低い周波数でのシミー強度の周波数特定的な低減は、図２に示すもののような、そのより低い周波数範囲における回転振動を吸収するようにチューニングされている振動抑制器を設置した後に予測されるものと一致する。さらに後述するように、振動抑制器のいくつかの実施形態は、シミー強度の両方の極大値を低減または中和するように構成することができる。
【００５５】
再び図１を参照すると、振動抑制器１３０の特定の実施形態は、ステアリングホイールアーマチュアに取り付けるのに、または、ステアリングホイールアーマチュア内に組み込むのに特によく適している。いくつかの実施形態において、弾性的に柔軟なバネ装置１４０の固定可能部分１４０は、直に、または取り付け台１５０を介してのいずれかでステアリングホイールアーマチュア１１０に取り付けることができ、この取り付けは、ステアリングホイールリム１１６から間隔を置かれているまたは離れている位置においてステアリングホイールアーマチュア１１０に（たとえば、ハブ１１２に）取り付けることができる。図１０に関連して後述するように、他の実施形態において、振動抑制器は、ステアリングコラム５２に取り付けられ、かつ／またはステアリングコラム５２を包含することができる。
【００５６】
ステアリングホイールアーマチュア１１０に取り付けられる特定の実施形態は、ステアリングホイールアーマチュアの、車両に面し、車両の運転者の反対の側に取り付けられてもよい（図１参照）。そのような位置に配置されるとき、振動抑制器は、ステアリングホイールアーマチュアの「正面」に取り付けられると考えられる。他の実施形態は、ステアリングホイールアーマチュアの、車両の後方に面し、運転者に向いている側に取り付けられてもよい（図５参照）。そのような位置に配置されるとき、振動抑制器は、ステアリングホイールアーマチュアの「後方」に取り付けられると考えられ得る。振動抑制器がステアリングホイールアーマチュアの、運転者に面する側に設置されるいくつかの実施形態において、その振動抑制器は、ステアリングホイールアセンブリの任意の適切なハウジング部分内に収容され、運転者の視界から隠されてもよい。振動ダンパがステアリングホイールアーマチュアの、運転者に面する側で、何らかの種類のハウジング内に設置されている実施形態において、振動抑制器は、エアバッグアセンブリのような、同じく運転者に面するサイドステアリングホイールアーマチュア上に設置されるべきである任意の構成要素の下に設置され得る。これは、エアバッグアセンブリが、車両の運転者にさらにより近い位置に配置され得るためである。そのような実施形態のいくつかにおいて、少なくとも振動抑制器の質量系は、振動が生じたときにステアリングホイールアセンブリに対して自由に動くことが可能であるように、（振動抑制器のバネ装置以外の）ステアリングホイールアセンブリのいずれの部分にも取り付けられない。
【００５７】
振動抑制器がステアリングホイールアーマチュア上に設置されている特定の実施形態において、前方に向いた位置にあるか、または後方に向いた位置にあるかにかかわらず、振動抑制器の質量系の回転の慣性は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸上に中心を置くことができる。振動抑制器がステアリングコラム上に設置されている特定の実施形態について、振動抑制器の質量系の回転の慣性は、ステアリングコラムの長手方向軸に対応することができる、ステアリングコラムの回転軸に中心を置くことができる。
【００５８】
図５は、ステアリングホイールアーマチュア３１０の中心にあるハブ３１２に、ステアリングホイールリム３１６から離れて取り付けられている振動抑制器３３０の別の実施形態を示す。振動抑制器３３０は、いくつかの点において上述した振動抑制器１３０に類似し得る。したがって、同様の特徴は、先頭の数字が「３」にインクリメントされている同様の参照符号を用いて指定される。したがって、同様に識別される機構に関する上述した関連開示は、以降繰り返されない場合がある。その上、振動抑制器３３０の特定の機構、および、振動抑制器が中に取り付けられているステアリングアセンブリの様々な機構は、図面内で図示されていないかもしくは参照符号によって識別されていない場合があり、または、以下の書面の説明において具体的に論じられていない場合がある。しかしながら、そのような特徴は明らかに、他の実施形態において描かれており、かつ／またはそのような実施形態に関連して説明されている機構と同じであるか、または実質的に同じであり得る。したがって、そのような機構の関連する記載は、振動抑制器３３０および関連するステアリングアセンブリの機構に等しく当てはまる。振動抑制器３３０に関連して説明されている機構の任意の適切な組み合わせおよびその変形形態が、振動抑制器１３０によって採用されてもよく、その逆もあってもよい。この開示パターンは、後続の図面に描かれており、以降説明されているさらなる実施形態に等しく当てはまり、最初の数字がさらにインクリメントされ得る。
【００５９】
示されている実施形態において、振動抑制器３３０は、ステアリングホイールアーマチュア３１０の、運転者に向いており、車両の正面の反対に面している側（すなわち、ステアリングホイールアーマチュア３１０の裏側）でハブ３１２に取り付けられている。この実施形態において示されているものとしては、振動抑制器３３０の軸ＡＶＳ、ステアリングホイールアーマチュア３１０の回転軸ＡＲ、およびステアリングコラム５２の回転の長手方向軸ＡＬはすべて同一直線上にあり、一致しており、または位置整合している。この断面図に示すように、振動抑制器はステアリングホイールアーマチュア３１０内で深くに取り付けられている。この構成によって、エアバッグアセンブリ、クラクションなどのような１つまたは複数の追加の構成要素がステアリングホイールアーマチュア３１０に取り付けられ、振動抑制器３３０に対して遠位に、また車両の運転者のより近位に延伸することを可能にすることができる。さらなる実施形態において、振動抑制器３３０は、ハウジング（図示せず）内に含まれ、ハウジングによって被覆され得る。振動抑制器３３０の質量要素３８０は、軸ＡＶＳを中心として自由に回転することが可能であるか、または、妨げられないように、ハウジングおよび／またはステアリングホイールアセンブリ３１０に取り付けられている他の構成要素から間隔を置くことができる。
【００６０】
上記のように、所与のステアリングアセンブリのシミーは、いくつかの原因のうちの１つまたは複数に起因して、特定の周波数または周波数範囲において増大し得る。単一の別個の周波数のシミーが車両のステアリングアセンブリ内で発生する状況において、軸回転振動のその個々の周波数は、その周波数にチューニングされている振動抑制器によって吸収することができる。複数の別個の周波数のシミーが、同じ車両のステアリングアセンブリ内で同時に発生する状況において、振動抑制器は望ましくは、それらの振動ピークの各々にあるエネルギーを吸収することができる複数の共振周波数にチューニングすることができる。いくつかの実施形態において、マルチモード振動抑制器が、並列に動作する複数の別個の振動抑制器から形成され得る。他のまたはさらなる実施形態においては、複数の振動抑制器またはそれらの構成要素を組み合わせて単一の振動抑制器にすることができ、複数の構成要素部分が直列に動作することができる。マルチモード振動抑制器は、各ピークシミー周波数における回転振動を低減することができる。並列または直列に動作する複数の部分を有する振動抑制器の例示的な実施形態を、それぞれ図６および図７に関連して以降説明する。
【００６１】
図６は、マルチモード振動抑制器または振動抑制器アセンブリとして記載される場合もある、振動吸収装置または振動抑制器４３０の一実施形態を示す。振動抑制器４３０は、示されている実施形態においては、それぞれ３つの別個の取り付け台４５１、４５２、４５３によってステアリングホイールアーマチュアの単一のハブ４１２に同軸上に取り付けられている３つの入れ子状振動吸収装置４３１、４３２、４３３を含む。各振動吸収装置４３１、４３２、４３３は、設置されると、それらの一部が、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲと一致しており、同一直線上にある単一の回転軸ＡＶＳを中心として振動することができるように方向付けられている。図示されているように、各振動吸収装置４３１、４３２、４３３は、それぞれ取り付け台４５１、４５２、４５３の１つに取り付けられている弾性的に柔軟なバネ装置４４１、４４２、４４３を備え、さらに、それぞれリング形状質量要素４８１、４８１、４８３に結合されている示されている実施形態において、質量要素４８１、４８２、４８３は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲに対して横断方向にある。
【００６２】
この示されている実施形態において、３つの入れ子状振動吸収装置４３１、４３２、４３３の各々は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲを中心とした明確に区別される周波数の回転振動を減衰させるようにチューニングされており、それによって、各振動吸収装置４３１、４３２、４３３は他の２つの振動吸収装置と並列して機能し、それによって、振動吸収装置アセンブリ４３０全体が、３つの明確に区別される周波数におけるステアリングホイールシミーを効果的に軽減する。３つの質量要素４８１、４８２および４８３は、ハブ４１２の応答に対して互いから独立して自由に応答する。各質量要素４８１、４８２、４８３は、他の質量要素から独立して動き、別個のバネ装置４４１、４４２、４４３を介してハブ４１２に別個に取り付けられる。
【００６３】
示されている実施形態において、３つの別個の取り付け台４５１、４５２、４５３が使用される。他の実施形態においては、振動吸収装置４３１、４３２、４３３は、単一の共通の取り付け台を有してもよく、これによって、振動抑制器４３０の設置を容易にすることができる。示されている実施形態において、別個の振動吸収装置４３１、４３１、４３３は各々、異なる共振周波数を有する。他の実施形態において、振動吸収装置４３１、４３２、４３３のうちの２つ以上が同じ共振周波数にチューニングされることが可能である。
【００６４】
図７は、マルチモード振動抑制器または振動抑制器アセンブリとして記載される場合もある、振動抑制器５３０の別の実施形態を示す。振動抑制器５３０は、単一の取り付け台５５１を通じて単一のハブ５１２に同軸上に取り付けられている３つの積み重ねられた振動吸収装置５３１、５３２、５３３を有するものと見ることができる。振動吸収装置５３１、５３２、５３３は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲと一致しており、同一直線上にある単一の回転軸ＡＶＳを中心としてハブ５１２に取り付けることができる。図示されているように、各振動吸収装置５３１、５３２、５３３は、弾性的に柔軟なバネ装置５４１、５４２、５４３を備える。示されている実施形態において、一番上の振動抑制器５３３の質量系５７３は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲに対して横断方向にある単一のリング形状質量要素５８３を含む。中央の振動吸収装置５３２は、リング形状質量要素５８２を備える。しかしながら、中央の振動吸収装置５３２の質量系５７２はまた、その上に取り付けられている振動抑制器５３３全体を含むものと考えることもできる。同様に、一番下の振動抑制器５３１の質量系５７１はリング形状質量要素５８１を備え、また、質量要素５８１に上に取り付けられている振動吸収装置５３２、５３３の両方を含むものと考えることもできる。
【００６５】
示されている実施形態において、３つの振動吸収装置５３１、５３２、５３３は、直列して動作するように積み重ねられているものと見ることができ、それによって、振動吸収装置アセンブリ５３０全体が、３つの異なる周波数におけるステアリングホイールシミーを効果的に軽減する。振動抑制器５３０は、中央の質量要素５８２が、上の質量要素５８３および下の質量要素５８１が回転する方向とは反対である方向に回転するモードのような、複雑なねじり振動モードを含み得る。所望の周波数において共振するように振動吸収装置アセンブリ５３０を注入することは、所望の特性を有する質量要素およびバネ要素を慎重に選択することを含み得る。たとえば、いくつかの構成において、振動抑制器５３０の３つのねじり共振周波数は、個々の吸収装置５３１、５３２、５３３の共振周波数と異なり得る。
【００６６】
他のまたはさらなる実施形態は、図６および図７に関連して記載されている機構の任意の適切な組み合わせを含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態において、振動抑制器は、２つ以上、３つ以上、４つ以上、もしくは５つ以上の別個の振動抑制器（たとえば、入れ子状になっているか、または他の様態で並列に動作する振動抑制器）、または、単一のユニットに組み合わされており、直列にかつ／または他の振動モードで動作することができる２つ以上、３つ以上、４つ以上、もしくは５つ以上の振動抑制器構成要素を含むことができる。振動抑制器の振動モードの数は、振動抑制器内に存在する質量要素の数よりも小さくてもよく、同じであってもよく、またはより大きくてもよい。所与の振動抑制器内に複数の振動吸収装置が存在する場合、いくつかの実施形態において、各振動吸収装置は、異なる共振周波数にチューニングされてもよい。他の実施形態において、２つ以上の振動吸収装置（最大ですべての振動吸収装置であり、この場合を含む）が、同じ共振周波数にチューニングされてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、図７に示す個々の吸収装置５３１、５３２、５３３の各々は同じねじり共振周波数にチューニングされてもよく、ただし、振動抑制器５３０は、励起され得る異なる振動モードに起因して、３つの明確に区別される別個のねじり共振周波数を呈し得る。
【００６７】
図８および図９は、前述した実施形態とは異なり得る、振動抑制器６３０の別の実施形態を示す。示されている実施形態において、振動抑制器６３０は、２つのさらなる質量要素６８２、６８３の間に延伸する弓形ロッドまたはバーとして成形されている質量要素６８１を含むダンベル形状質量系６７０を含む。示されている質量要素６８２、６８３は実質的に円筒形である。振動抑制器６３０は、各々が固定可能部分６４６および変位可能部分６４８を含む３つのバネ要素６６１、６６２、６６３を含むバネ装置６４０を含む。この示されている実施形態において、バネ装置６４０の各バネ要素６６１、６６２、６６３構成要素の固定可能部分６４６は、ハブ６１２に直に取り付けられている。具体的には、この実施形態において、固定可能部分は、たとえば、スポット溶接、固定具、および／または接着剤を含む任意の適切な方法によって、ステアリングホイールアーマチュアのハブ６１２に取り付けることができる、各バネ要素の最も短い寸法にある単一の端部である。したがって、バネ要素６６１、６６２、６６３は、振動抑制器の回転軸ＡＶＳに最も近い位置においてハブ６１２に取り付けることができる。
【００６８】
図８は、静止した、または、自然な状態、静止状態、もしくは動揺していない状態にある振動抑制器６３０を示し、図９は、振動抑制器の回転軸ＡＶＳを中心とした回転力に応答している振動抑制器６３０を示す。図９を図８と比較すると、ハブ６１２およびバネ装置６４０のバネ要素構成要素６６１、６６２、６６３の固定可能部分６４６はハブ６１２に対して同じ固定位置にあるが、質量系６７０の質量要素６８１、６８２、６８３は、振動抑制器の回転軸ＡＶＳを中心として（矢印によって表されているように）回転して変位されている。バネ装置６４０のバネ要素６６１、６６２、６６３の変位可能部分６４８も変位されている。変位の程度は、加えられる回転力の量、バネ要素のバネ定数、および／または質量要素の質量からもたらされ得る。
【００６９】
図１０は、ステアリングホイールアーマチュア７１０ではなく、車両のステアリングコラム５２に直に取り付けられている振動抑制器７３０の別の実施形態を示す。図示されているようにこの実施形態の質量系は、円筒である単一の質量要素７８０を含む。この質量要素７８０は、４つの等間隔に離間されたバネ要素７６１、７６２、７６３によってステアリングコラム５２に取り付けられている（４つのバネ要素はこの視点からは隠れている）。この実施形態のバネ装置の構成要素として、各バネ要素は、ステアリングコラム５２に直に取り付けられている固定可能部分７４１と、質量系の質量要素７８０が機能的に結合される変位可能部分７４８とを備える。図示されているようにこの実施形態において、質量要素７８０はステアリングコラム５２と同軸上にあるように構成されているため、振動抑制器の回転軸ＡＶＳは、ステアリングコラムの長手方向軸ＡＬと一致し、同一直線上にある。加えて、ステアリングホイールアーマチュア７１０はステアリングコラム５２の端部に直に取り付けられているため、ステアリングホイールアーマチュア７１０の回転軸ＡＲは、振動抑制器の回転軸ＡＶＳとステアリングコラムの長手方向軸ＡＬの両方と一致し、同一直線上にある。
【００７０】
図１１は、ハブ８１２に取り付けられている取り付け台８５０上の固定位置に取り付けられており、単一のバネ要素８６１、８６２、８６３、８６４に各々取り付けられている４つの別個の質量要素８８１、８８２、８８３、８８４を含む質量系８７０に機能的に結合されている４つのバネ要素８６１、８６２、８６３、８６４を含むバネ装置８４０を備える振動抑制器８３０の別の実施形態を示す。示されている実施形態において、各バネ要素は、ステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲから半径方向に離間されている位置において取り付けられており、単一の質量要素が取り付けられている羽根から構成される。各バネ要素８６１、８６２、８６３、８６４は、固定可能部分８４６および変位可能部分８４８を有する。固定可能部分は取り付け台８５０上の固定位置に取り付けられ、変位可能部分８４８は、質量要素８８１、８８２、８８３、８８４に取り付けられている。図示されているように、バネ要素８６１、８６２、８６３、８６４は、図示されている振動抑制器が取り付けられるステアリングホイールアーマチュアの回転軸ＡＲに対する各質量要素８８１、８８２、８８３、８８４の半径方向運動に抵抗することができる。しかしながら、バネ要素８６１、８６２、８６３、８６４は、振動抑制器８３０の取り付け台８５０がハブ８１２に取り付けられているときには、回転軸ＡＲを中心とした質量要素８８１、８８２、８８３、８８４の回転運動を許容することができる。他の実施形態において、取り付け台８５０は省かれてもよく、バネ要素８６１、８６２、８６３、８６４は任意の適切な方法でハブ８１２に直に取り付けることができる。
【００７１】
本明細書において開示されている振動抑制器の様々な実施形態は、元からステアリングホイールアーマチュアとともに製造されてもよく、振動抑制器を有するアーマチュアが製造業者によって流通されてもよい。いくつかの実施形態において、振動抑制器は、ステアリングホイールアーマチュアとは別個に提供されてもよく、アフターサービス市場または改造デバイスとしてアーマチュアに追加されてもよい。
【００７２】
本明細書において開示されているような振動抑制器または振動抑制器アセンブリを形成するために任意の適切な方法が使用されてもよい。たとえば、様々な例示的な方法において、レーザ切断、打ち抜き、またはフライス加工および機械加工を介してデバイスが形成されてもよい。いくつかの事例において、バネ要素は、シミーダンパまたは振動抑制器アセンブリの他の部分に溶接される金属から作製される。代替的に、バネ要素は、任意の適切な手段を通じて取り付け台に取り付けられ、取り付け台は、ステアリングコラムのステアリングホイールアーマチュアに直に取り付けられる。
【００７３】
「約（ａｂｏｕｔ）」、「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、または「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語を使用することなどによって、本明細書全体を通じて近似が参照されている。そのような各参照について、いくつかの実施形態において、近似を用いることなく値、特徴、または特性が指定されている場合があることが理解されるべきである。言い換えれば、近似の用語は、それらの範囲内で、近似の用語によって修飾されている正確な特徴を含む。たとえば、様々な実施形態において、振動抑制器は実質的に平坦であり得ることが留意される。したがって、そのような実施形態のいくつかにおいて、デバイスの一部は正確に平坦であり得ることが理解される。
【００７４】
本明細書において開示されている任意の方法は、記載されている方法を実施するための１つまたは複数のステップまたは動作を含む。方法ステップおよび／または動作は、互いと交換可能であってもよい。言い換えれば、実施形態の適切な動作のためにステップまたは動作の特定の順序が必要とされない限り、特定のステップおよび／または動作の順序および／または使用は改変されてもよい。
【００７５】
本明細書全体を通じた「一実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「その実施形態（ｔｈｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への参照は、その実施形態に関連して記載されている特定の機構、構造または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通じて記載されているものとしての、引用されている語句、またはその変化形は必ずしもすべてが同じ実施形態を参照しているとは限らない。
【００７６】
同様に、上記の実施形態の記載において、本開示を簡素化する目的で、様々な機構は、単一の実施形態、図面、またはその説明においてともにグループ化されていることがあることが了解されるべきである。しかしながら、この開示方法は、任意の特許請求項がその請求項に明示的に記載されているよりも多くの機構を必要とするという意図を反映していると解釈されるべきではない。むしろ、添付の特許請求の範囲が反映するものとして、本発明の態様は、任意の単一の上記で開示されている実施形態のすべての機構よりも少ないものの組み合わせにある。したがって、この詳細な説明に添付される特許請求の範囲は、本明細書によって明示的にこの詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態としてそれ自体に依拠する。本開示は、独立請求項の、それらの従属請求項とのすべての置換を含む。
【００７７】
特許請求の範囲において、機構または要素に関連して「第１の」という用語が記載されている場合、これは必ずしも、第２のまたは追加のそのような機構または要素が存在することを暗示するとは限らない。ミーンズプラスファンクション形式で記載されている要素は、米国特許法第１１２条第６段落に従って解釈されるように意図されている。本明細書において開示されている振動抑制器の基本原理から逸脱することなく、上述の実施形態の詳細に変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。排他的所有権または独占権が主張されるそのような振動抑制器の実施形態は、添付のように定義される。
【図１】
2018052493.tif 000003
【図２】
2018052493.tif 000004
【図３】
2018052493.tif 000005
【図４】
2018052493.tif 000006
【図５】
2018052493.tif 000007
【図６】
2018052493.tif 000008
【図７】
2018052493.tif 000009
【図８】
2018052493.tif 000010
【図９】
2018052493.tif 000011
【図１０】
2018052493.tif 000012
【図１１】
2018052493.tif 000013