(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量で簡単な機構で小さいストロークでも優れた減衰効果を発現し、減衰特性が温度に依存しにくい摩擦ダンパーを提供する。【解決手段】摩擦ダンパー１は、構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパー１であって、一方の構造部に設けられるシャフト部材２と、他方の構造部材に設けられ、シャフト部材２を嵌入した孔部を有するハウジング部材３と、シャフト部材２の外周面および孔部の内周面の少なくとも一方に設けられた、弾性材および布材が一体化されてなる摺動部材４とを備え、シャフト部材２およびハウジング部材３のシャフト部材２の軸方向への相対移動により、シャフト部材２の外周面と孔部の内周面とが摺動部材４を介して接触摺動し、摩擦力を発生させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパーであって、
一方の構造部に設けられるシャフト部材と、
他方の構造部材に設けられ、前記シャフト部材が嵌入した孔部を有するハウジング部材と、
前記シャフト部材の外周面および孔部内周面の少なくとも一方に設けられた、弾性材および布材が一体化されてなる摺動部材とを備え、
前記シャフト部材およびハウジング部材の前記シャフト部材の軸方向への相対移動により、前記シャフト部材の外周面と前記孔部の内周面とが摺動部材を介して接触摺動し、摩擦力を発生させるようにしたことを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項２】
前記布材は、織物布、編物布または不織布である請求項１に記載の摩擦ダンパー。
【請求項３】
前記弾性材がエラストマーである請求項１または２に記載の摩擦ダンパー。
【請求項４】
前記シャフト部材は、外周面に軸方向に沿って平行な複数の溝部が形成されており、前記孔部は内周面に前記溝部に嵌合する突条部が形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の摩擦ダンパー。
【請求項５】
構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパーであって、
シャフト部材と、
一方の構造部材に設けられ、前記シャフト部材の一端部が嵌入した第一孔部を有する第一ハウジング部材と、
他方の構造部材に設けられ、前記シャフト部材の他端部が嵌入した第二孔部を有する第二ハウジング部材と、
前記シャフト部材の外周面並びに前記第一孔部および第二孔部の内周面の少なくとも一方の面に設けられた、弾性材および布材が一体化されてなる摺動部材とを備え、
前記シャフト部材並びに第一および第二ハウジング部材の前記シャフト部材の軸方向への相対移動により、前記シャフト部材の外周面と前記第一および第二孔部の内周面とが摺動部材を介して接触摺動し、摩擦力を発生させるようにしたことを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項６】
前記布材は、織物布、編物布または不織布である請求項５に記載の摩擦ダンパー。
【請求項７】
前記弾性材が、エラストマーである請求項５または６に記載の摩擦ダンパー。
【請求項８】
前記シャフト部材は、外周面に軸方向に沿って平行な複数の溝部が形成されており、前記第一および第二孔部は内周面に前記溝部に嵌合する突条部が形成されている請求項５〜７のいずれかに記載の摩擦ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの乗り物や産業機械などの用途において、機械側が本来持つバネ定数を増加させずに、減衰特性をコントロールすることができる摩擦ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの乗り物や産業機械では、通常、運転中に振動が発生し、それによって騒音も発生しやすい。従来、上記のような用途において振動を減衰させるには、オイルなどの流体を用いる流体ダンパーや高圧ガスを用いるガスダンパーなどが用いられていた（特許文献１参照）。また、乗り物や産業機械等の構造部材の振動部に錘を取り付ける方法や、高減衰ゴムを構造部材間に挟み込む方法なども知られている。
【０００３】
しかしながら、上記方法では、下記(a)ないし(e)などの問題がある。
（a）流体ダンパーはある程度のストロークでもって動かさないと減衰の効果が得られない。そのため、乗り物や産業機械等の用途で発生する小さいストロークの震動に対しては十分な減衰効果が得られない。さらに、流体ダンパーでは、作動時の発泡を抑制するために高圧ガスを封入する必要があり、装置が大型化する。
（b）高圧ガスを封入していないダンパーも開発されているが、機構が複雑で高コストである。
（c）錘や高減衰ゴムを用いる方法では、重量が大きくなったり、減衰の効果を発揮できる振動周波数の範囲が狭い。
（d）流体ダンパーや高減衰ゴムを用いた方法では、減衰特性が温度に依存して大きく変化する。
（e）ゴム用いたものや、高圧ガスを用いたものも、バネ特性を内在していることから、機械側のバネ定数を変化させてしまい、減衰効果だけを発現することが難しいという問題が有る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１３３８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、軽量で簡単な機構で小さいストロークでも優れた減衰効果を発現し、機械側のバネ定数を増加させにくい摩擦ダンパーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の構成からなる。
（１）構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパーであって、一方の構造部に設けられるシャフト部材と、他方の構造部材に設けられ、前記シャフト部材が嵌入した孔部を有するハウジング部材と、前記シャフト部材の外周面および孔部内周面の少なくとも一方に設けられた、弾性材および布材が一体化されてなる摺動部材とを備え、前記シャフト部材およびハウジング部材の前記シャフト部材の軸方向への相対移動により、前記シャフト部材の外周面と前記孔部の内周面とが摺動部材を介して接触摺動し、摩擦力を発生させるようにしたことを特徴とする摩擦ダンパー。
（２）前記布材は、織物布、編物布または不織布である前記（１）に記載の摩擦ダンパー。
（３）前記弾性材がエラストマーである前記（１）または（２）に記載の摩擦ダンパー。
（４）前記シャフト部材は、外周面に軸方向に沿って平行な複数の溝部が形成されており、前記孔部は内周面に前記溝部に嵌合する突条部が形成されている前記（１）〜（３）のいずれかに記載の摩擦ダンパー。
（５）構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパーであって、シャフト部材と、一方の構造部材に設けられ、前記シャフト部材の一端部が嵌入した第一孔部を有する第一ハウジング部材と、他方の構造部材に設けられ、前記シャフト部材の他端部が嵌入した第二孔部を有する第二ハウジング部材と、前記シャフト部材の外周面並びに前記第一孔部および第二孔部の内周面の少なくとも一方の面に設けられた、弾性材および布材が一体化されてなる摺動部材とを備え、前記シャフト部材並びに第一および第二ハウジング部材の前記シャフト部材の軸方向への相対移動により、前記シャフト部材の外周面と前記第一および第二孔部の内周面とが摺動部材を介して接触摺動し、摩擦力を発生させるようにしたことを特徴とする摩擦ダンパー。
（６）前記布材は、織物布、編物布または不織布である前記（５）に記載の摩擦ダンパー。
（７）前記弾性材が、エラストマーである前記（５）または（６）に記載の摩擦ダンパー。
（８）前記シャフト部材は、外周面に軸方向に沿って平行な複数の溝部が形成されており、前記第一および第二孔部は内周面に前記溝部に嵌合する突条部が形成されている前記（５）〜（７）のいずれかに記載の摩擦ダンパー。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の摩擦ダンパーは、シャフト部材の外周面および前記孔部の内周面が摺動部材を介して接触摺動し、摩擦力を発生させるようにしたものであるため、バネ成分がほとんどなく、反発力が出ないという特質があり、そのため機械側のバネ定数に影響を与えることなく振動を減衰させることができる。また、減衰特性が温度に依存しにくく、しかも簡単な機構であるため、従来のダンパーに比べて小型軽量化が可能である。従って、本発明の摩擦ダンパーは、自動車などの乗り物や産業機械などの用途に使用するのに好適である。
さらに、本発明によれば、漏れたり、劣化したりする可能性があるオイル等の流体を用いないので、保守・管理が容易である。さらに、実質的に振動のない通常時には、シャフト部材とハウジング部材の孔部とは摺動部材を介して嵌合状態であるので、フラつきのない安定した状態を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る摩擦ダンパーを示す概略説明図である。
【図２】（ａ）は図１に示す摩擦ダンパーの使用状態を示す概略断面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る摩擦ダンパーを示す断面図である。
【図４】発明のさらに他の実施形態に係る摩擦ダンパーの使用状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
〔本発明の一実施形態〕
図１、２は本発明の一実施形態に係る摩擦ダンパー１を示している。このダンパー１は、円柱状のシャフト部材２と、シャフト部材２が嵌入した孔部３ａを有するハウジング部材３と、ハウジング部材３の孔部３ａの内周面に取り付けられた摺動部材４とを備える。
シャフト部材２およびハウジング部材３の相対移動により、摺動部材４が、シャフト部材２の外周面に接触摺動して、摩擦力を発生させるように、シャフト部材２は、一端が摺動部材４を介してハウジング部材３の孔部３ａ内に嵌入されている。
これにより、シャフト部材２とハウジング部材３の孔部３ａとの嵌合部において、例えば、シャフト部材２がハウジング部材３内を矢印Ａ方向へ移動する際、シャフト部材２の外周面と、摺動部材４の表面との接触摺動によって減衰効果を発現する。
【００１１】
（シャフト部材２）
シャフト部材２は、図２（ａ）に示すように、乗り物や産業機械などを構成する構造部材１００，１０１間の一方の構造部材１００に取り付けられる。シャフト部材２の外径および長さは使用用途や振動の大小等に応じて適宜調整すればよい。
【００１２】
シャフト部材２の外周面は、平滑面であってもよいし、微細な凹凸面（粗面）であってもよい。シャフト部材２の角部は、面取り加工などが施されていてもよい。シャフト部材２は、一方の構造部材１００と一体に形成されていてもよく、あるいはボルト締めなどで一方の構造部材１００に取り付けられていてもよい。シャフト部材２を構成する材質としては、例えば、アルミニウム、鉄材、銅、真鍮などの金属；エラストマー；プラスチックなどが挙げられる。
【００１３】
なお、シャフト部材２は円柱状であるが、本発明はこれに限定されず、シャフト部材は、角柱状や一端部から他端部側にかけてテーパー形状などであってもよい。
【００１４】
（ハウジング部材３）
ハウジング部材３は、図２（ａ）に示すように、他方の構造部材１０１に取り付けられる。このハウジング部材３は、シャフト部材２を嵌入させる貫通した孔部３ａが形成された円筒状本体部３ｂと、他方の構造部材１０１に取り付けられるフランジ部３ｃとを有する。フランジ部３ｃは、他方の構造部材１０１に取り付けるための取り付け孔３ｄを有する。
【００１５】
ハウジング部材３は、孔部３ａが形成された円筒状本体部３ｂと、フランジ部３ｃとを有するが、本発明はこれに限定されない。例えば、孔部３ａは非貫通孔であってもよい。なお、ハウジング部材３は、他方の構造部材１０１と一体に形成されていてもよい。
【００１６】
（摺動部材４）
摺動部材４は、弾性材と布材とを一体化したものである。本実施形態においては、摺動部材４は孔部３ａの内周面全体に取り付けられているが、孔部３ａの内周面における必要な摺動面のみに取り付けられていてもよい。なお、摺動部材４は孔部３ａの内周面でなく、シャフト部材２の外周面に取り付けてもよい。
【００１７】
摺動部材４の厚みは、摩擦ダンパー１が所望の減衰効果を発現するように適宜調整することができるが、孔部３ａの内径からシャフト部材２の外径を差し引いた減算値の２分の１以上の厚みであるのが好ましく、これにより、シャフト部材２およびハウジング部材３の軸方向への相対移動により、摺動部材４が、シャフト部材２の外周面に接触摺動して、十分な摩擦力を発生できるようになる。ここで、摺動部材４の厚みとは、孔部３ａの径方向の厚みをいう。
【００１８】
弾性材は、主に、布材をハウジング部材３の孔部３ａの内周面上に保持し、シャフト部材２とハウジング部材３の孔部３ａとの嵌合部に押圧力を付与し、それにより、振動のない通常状態においてシャフト部材２およびハウジング部材３をふらつきなく安定な嵌合状態を維持できるようになる。
【００１９】
弾性材の材質としては、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、ポリブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ミラブルウレタン、熱硬化性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリエステルなどのエラストマーが挙げられる。弾性材には、加硫剤、加硫促進助剤および補強剤が配合されてもよい。加硫剤としては、例えば、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、有機硫黄化合物、金属酸化物などが挙げられる。加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸、金属酸化物などが挙げられる。補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボンなどが挙げられる。さらに、例えば、老化防止剤、充填剤、可塑剤、粘着剤などもまた配合され得る。
【００２０】
弾性材のハウジング部材３の孔部３ａの内周面への取り付け方法としては、例えば、接着剤を用いた方法などが挙げられる。
【００２１】
布材は、主に、シャフト部材２の外周面と接触摺動し、振動の減衰効果を発現させるものである。布材の組織としては、特に限定されず、例えば織物布、編物布、不織布などが挙げられ、なかでも織物布、編物布または不織布であるのが好ましい。布材の目付け量は、特に限定されず、通常２０〜２００ｇ／ｍ２である。
【００２２】
布材を構成する繊維としては、例えばナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維、炭素繊維、テフロン（登録商標）繊維、液晶ポリマー繊維、綿糸などが挙げられる。
【００２３】
弾性材と布材の一体化は、例えば、接着剤を用いて弾性材の表面に布材を貼り付ける方法；加圧して布材の織り目や編み目に弾性材が浸透した状態で弾性材を加熱硬化させる方法などが挙げられる。摺動部材４を孔部３ａの内周面に形成するにあたっては、あらかじめ弾性材と布材の一体化した後、孔部３ａの内周面に貼り合わせてもよく、あるいは、孔部３ａの内周面への貼り合わせと同時に、弾性材と布材の一体化を行ってもよい。
【００２４】
以上のようにして、内周面に摺動部材４を取り付けたハウジング部材３の孔部３ａにシャフト部材２を嵌入して、ダンパー１を得る。
【００２５】
〔摩擦ダンパー１の動作〕
ダンパー１は、下記（ａ），（ｂ）の動作をする。
（ａ）両構造部材１００、１０１が実質的に無振動の場合、主にシャフト部材２の嵌合部にかかる弾性材の押圧力や振動吸収性能および布材の摩擦力により、摩擦ダンパー１は、シャフト部材２およびハウジング部材３の相対移動を制止させ、その状態を維持させる。
（ｂ）両構造部材１００、１０１の一方が振動した場合、摺動部材４と、シャフト部材２の外周面との接触摺動により発生する摩擦力により、振動が減衰される。
【００２６】
〔本発明の他の実施形態〕
本発明の他の実施形態に係る摩擦ダンパーを図３に示す。図３において、図１，２で示した摩擦ダンパー１を構成する各部材と同一のものには同一の符号を付して、説明を省略する。
この摩擦ダンパー１０は、外周面に溝部２ｃを有するシャフト部材１２と、孔部３ａの内周面に突条部３ｄを有するハウジング部材１３とを用いている。そして、溝部２ｃと突条部３ｄとが嵌合することにより、シャフト部材１２の外周面と摺動部材４の表面との接触面積が十分に広くなり、優れた減衰効果を発現することができる。
【００２７】
ハウジング部材１３の孔部３ａの内周面に形成された突条部３ｄは、溝部２ｃと嵌合することができるように形成されている。その他は、前述の実施形態と同様である。
【００２８】
〔本発明のさらに他の実施形態〕
本発明のさらに他の実施形態に係るダンパーを図４に示す。なお、図４において、図１，２に示す摩擦ダンパー１を構成する各部材と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
この摩擦ダンパー２０は、円柱状のシャフト部材２２と、シャフト部材２２を嵌入させる第一孔部３ａを有する第一ハウジング部材２３と、シャフト部材２２を嵌入させる第二孔部３ａを有する第二ハウジング部材２３´と、第一ハウジング部材２３および第二ハウジング部材２３´の各孔部３ａの内周面に取り付けられた摺動部材４とを備える。
シャフト部材２２は、一端が摺動部材４を介して第一ハウジング部材２３の孔部３ａ内に嵌入され、他端が摺動部材４を介して第二ハウジング部材２３´の孔部３ａ内に嵌入されている。
【００３０】
シャフト部材２２は、円柱体である他は、シャフト部材２と同様である。第一ハウジング部材２３と第二ハウジング部材２３´とは同一のものであり、ハウジング部材３と同様である。第一ハウジング部材２３のフランジ部３ｃは、一方の構造部材１００に取り付けられており、第二ハウジング部材２３´のフランジ部３ｃは、他方の構造部材１０１に取り付けられている。
なお、摩擦ダンパー２０では、第一ハウジング部材２３と第二ハウジング部材２３´とは同一のものであるが、本発明ではこれに限定されず、異なる形状、サイズ等であってもよい。
【００３１】
〔摩擦ダンパー２０の動作〕
摩擦ダンパー２０は、下記（ｃ），（ｄ）の動作をする。
（ｃ）両構造部材１００、１０１が実質的に無振動の場合、主にシャフト部材２２の嵌合部にかかる押圧力や弾性材の振動吸収性能および布材と嵌合部の相手材との摩擦力により、摩擦ダンパー２０は、シャフト部材２２並びに第１ハウジング部材２３および第２ハウジング部材２３´の相対移動を制止させ、その状態を維持させる。
（ｄ）両構造部材１００、１０１の一方が振動した場合、主に、摺動部材３４と、シャフト部材２２の外周面との接触摺動により発生する摩擦力により、摩擦ダンパー２０は、振動が減衰される。
【００３２】
〔本発明のさらに他の実施形態〕
本発明では、例えば、摺動部材４がハウジング部材３の孔部３ａの内周面でなくシャフト部材２の外周面に取り付けられていてもよく、摺動部材４がハウジング部材３の孔部３ａの内周面と共にシャフト部材２の外周面にも取り付けられていてもよい。同様に、摺動部材４が第１および第２ハウジング部材２３、２３´の内周面３ａでなくシャフト部材２２の外周面に取り付けられていてもよく、あるいは、摺動部材４が第１および第２ハウジング部材２３、２３´の内周面３ａと共にシャフト部材２２の外周面にも取り付けられていてもよい。
【００３３】
本発明の摩擦ダンパーは、乗り物、産業機械などの構造部材間に使用され、例えば、運転中に発生する幅広い範囲の振動周波数の振動を減衰させることができる。それによって運転中の騒音を抑制できる。
乗り物としては、例えば、自動車、モータバイク、自転車、アミューズメント用乗り物、モータボート、鉄道車両、船舶、航空機、宇宙船などが挙げられる。産業機械としては、例えば、一般的な機械、工作機、ロボット、振動を嫌う生産設備、半導体製造装置、チップマウンターなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００３４】
１，１０，２０        摩擦ダンパー
２，１２，２２        シャフト部材
３，１３，            ハウジング部材
２３                  第一ハウジング部材
２３´                第二ハウジング部材
４                    摺動部材
【図１】
2015121261.tif 000003
【図２】
2015121261.tif 000004
【図３】
2015121261.tif 000005
【図４】
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