(57)【要約】【課題】コンパクトなサイズと優れた耐久性を維持しつつ、大質量の振動部材に入力される低周波大振幅振動に対しても優れた制振効果を発揮し得る、新規な構造の制振装置を提供すること。【解決手段】金属からなる板ばね１６をマス部材１４から水平方向両側に延び出させて振動部材２０に取り付けると共に、該板ばね１６における該マス部材１４への取付部位７２と該振動部材２０への取付部位７４との間に複数の波形状を有する湾曲部７７を形成した。【選択図】図１
2008202608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振すべき振動部材に対して、ばね部材を介してマス部材を弾性支持せしめることにより、該振動部材に対する副振動系を構成するようにした制振装置において、
前記ばね部材として金属からなる板ばねを用い、該板ばねを前記マス部材から水平方向両側に延び出させて前記振動部材に取り付けると共に、該板ばねにおける該マス部材への取付部位と該振動部材への取付部位の間に複数の波形状を有する湾曲部を形成したことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記湾曲部を略正弦波形状とした請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記板ばねを複数用いると共に、該板ばねの少なくとも一つを他の板ばねに対して、制振すべき振動方向で離隔した位置に配設した請求項１又は２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記板ばねを複数用いると共に、それら複数の板ばねによって合成される弾性支持中心軸を、前記マス部材の重心を通る鉛直方向とした請求項１乃至３の何れか一項に記載の制振装置。
【請求項５】
前記マス部材として、中空ハウジングの内部に形成された収容空所に独立マス部材を収容配置せしめて、該独立マス部材と該収容空所の内面の間に微小隙間を設けることにより、該独立マス部材が該収容空所で該中空ハウジングから独立して自由変位が許容されるようにしたダンパマスを用いる請求項１乃至４の何れか一項に記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振すべき振動部材に対する副振動系を構成して、主振動系たる振動部材の振動を抑える制振装置に係り、特に大質量の振動部材の低周波大振幅振動に対して優れた制振効果が発揮され得る、新規な構造の制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体等のように振動が問題となる振動部材において、振動を低減するための制振装置の一種として、従来から、マス−バネ系から構成されて主振動系たる振動部材に装着されることにより副振動系を構成するダイナミックダンパ（動的吸振器）が知られている。例えば、特許文献１に記載のものが、それである。
【０００３】
ところで、自動車の走行時における段差の乗り越え等に際して、車体フレームには低周波の大振幅振動が入力される。かかる振動を有効に制振するためには、車体フレームの質量が大きいことから、マス部材としても質量の大きな部材を用いることが必要とされる。そして、マスの質量を大きく設定した条件下で、マス−バネ系で構成される副振動系のチューニング周波数を低周波領域に設定するために、ばね定数を十分に小さく設定することが必要となる。
【０００４】
ところが、ばね部材として圧縮ゴム弾性体を採用した一般的なダイナミックダンパでは、低ばね定数を実現するために断面積を小さく設定しなければならず、そうすると大きな質量のマス部材に対する支持強度の確保が難しくなるという問題があった。
【０００５】
一方、支持強度を確保しつつ低ばね定数を実現するために、ばね部材として、金属製の板ばねを用いることも考えられる。
【０００６】
しかしながら、大きな質量のマス部材を採用するが故に、金属性の板バネでは、マス部材や支持部材（制振対象部材）に対する固定部位における応力集中と、それに起因する疲労破壊が懸念される。特に、板ばねによるマス部材の「片持構造」を採用した場合には、板ばねの耐久性がより大きな問題となり易い。
【０００７】
そこで、板ばねにおける応力集中の問題を軽減するために、マス部材を左右両側からそれぞれ板ばねで支持して「両持構造」とすることが考えられる。ところが、マス部材を両持構造とすると、板ばね自体に長手方向の伸縮性が殆どないことから、マス部材の変位に際して、板ばねによって連結されたマス部材と支持部材との間の距離が変化することに追従しきれない。その結果、板ばねの長手方向の引張剛性によってマス−バネ系の線形領域が極めて小さくなってしまい、特に低周波大振幅の振動に対して要求される制振効果が有効に発揮され難いという大きな問題があった。
【０００８】
また、板ばねにおける応力集中の問題と線形領域確保の問題とに対処するために、例えば板ばねの長さを十分に大きく設定することも考えられる。しかし、満足できる特性を実現するためには、板ばねの長さ寸法が大きくなり過ぎてしまい、ダイナミックダンパが著しく大型化することから現実的でないことが多く、有効な解決策ではないのである。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１０６３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、コンパクトなサイズと優れた耐久性を維持しつつマス部材の大きな変位領域に亘って略線形のばね特性が有利に実現され得ることとなり、それによって、大質量の振動部材に入力される低周波大振幅振動に対しても優れた制振効果を発揮し得る、新規な構造の制振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【００１２】
すなわち、本発明の第一の態様は、制振すべき振動部材に対して、ばね部材を介してマス部材を弾性支持せしめることにより、該振動部材に対する副振動系を構成するようにした制振装置において、前記ばね部材として金属からなる板ばねを用い、該板ばねを前記マス部材から水平方向両側に延び出させて前記振動部材に取り付けると共に、該板ばねにおける該マス部材への取付部位と該振動部材への取付部位の間に複数の波形状を有する湾曲部を形成したことを、特徴とする。
【００１３】
本態様に従う構造とされた制振装置においては、金属からなる板ばねを用いることによって、副振動系を構成するばね定数を非常に小さく出来ることから、低周波振動に対しても有効な制振効果を得ることが出来る。そして、特に本態様においては、大振幅振動が入力される等して、マス部材が大きく変位せしめられた場合には、板ばねに形成された湾曲部が伸張せしめられる。これにより、マス部材が変位せしめられる際の板ばねの支点間距離、即ち、板ばねのマス部材への取付部位と振動部材への取付部位の距離の変化を許容することが出来て、板ばねの引張剛性に起因して板ばねの特性が急峻に変化せしめられることを抑えることが出来る。その結果、マス部材の変位領域に亘って略線形の特性が実現されることとなり、板ばねの曲げ弾性を安定して用いることが出来て、低周波振動に対しても優れた制振効果を得ることが出来る。
【００１４】
そして、板ばねの線形特性を得られる領域が大きく確保され得ることから、板ばねの長さ寸法を大きくすることなしに制振可能なチューニング範囲を拡大することが出来て、制振装置のサイズのコンパクト化が図られると共に、板ばねの耐久性も向上され得るのである。
【００１５】
なお、板ばねがマス部材から延び出される水平方向とは、必ずしも完全な水平方向を示すものではなく、例えば、板ばねがマス部材から斜め方向両側に延び出される等しても良い。即ち、マス部材の変位に際して、板ばねに曲げ力が作用するように、マス部材から延び出す板ばねの方向に水平方向成分がある態様であれば良い。
【００１６】
また、本態様における複数の波形状とは、板ばねにおけるマス部材への取付部位と振動部材への取付部位の間で、板ばねの板厚方向に少なくとも２つ以上の凹乃至は凸形状が形成されているものを言う。かかる湾曲部の具体的な形状は、取り付けられるマス部材の質量や大きさ、要求される制振特性等を考慮の上、各種の形状が採用可能であって、例えば、それら複数の波形状の波長や振幅等は必ずしも一定とされる必要は無く、板ばねの延び出し方向で複数の波形状の波長乃至は振幅等を異ならせる等しても良い。更に、湾曲部は、必ずしも板ばねにおけるマス部材への取付部位を挟んだ両側に形成されている必要はなく、何れか一方の側のみに形成する等しても良い。加えて、マス部材への取付部位を挟んだ両側に湾曲部を形成する場合には、両側の湾曲部は、必ずしも同じ形状とされる必要は無く、互いに異なる形状とする等しても良い。
【００１７】
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る制振装置において、前記湾曲部を略正弦波形状としたことを、特徴とする。本態様に従う構造とされた制振装置においては、板ばねの見かけ上の長さ寸法の増大を抑えつつ、実質的な長さ寸法をより大きく確保することが出来て、より優れたサイズ効率と制振効果を得ることが出来る。なお、湾曲部に複数周期分の正弦波形状を形成する場合には、各周期の波長や振幅を異ならせても良いし、一定の波長および振幅で複数周期の正弦波形状を形成しても良い。特に、一定の波長及び振幅をもって複数周期の正弦波形状を形成する場合には、マス部材の変位に伴う湾曲部の伸張変形を、湾曲部の全体に亘って略均等に生ぜしめることが出来て、より安定した制振効果を得ることも出来る。
【００１８】
本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に係る制振装置において、前記板ばねを複数用いると共に、該板ばねの少なくとも一つを他の板ばねに対して、制振すべき振動方向で離隔した位置に配設したことを、特徴とする。
【００１９】
本態様に従う構造とされた制振装置においては、マス部材が振動方向の両側で支持される。これにより、マス部材をより安定して支持することが出来て、振動入力時におけるマス部材の傾斜などの不規則な変位の発生が抑えられることから、より安定した制振効果を得ることが出来る。
【００２０】
本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れか一つの態様に係る制振装置において、前記板ばねを複数用いると共に、それら複数の板ばねによって合成される弾性支持中心軸を、前記マス部材の重心を通る鉛直方向としたことを、特徴とする。
【００２１】
本態様に従う構造とされた制振装置においては、マス部材の変位に際して、こじれ方向等の不規則な変位を抑えることが出来て、板ばねの変形やマス部材の鉛直方向の変位をより安定して生ぜしめることが出来る。従って、より安定且つ効率的な制振効果を得ることが出来る。
【００２２】
本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れか一つの態様に係る制振装置において、前記マス部材として、中空ハウジングの内部に形成された収容空所に独立マス部材を収容配置せしめて、該独立マス部材と該収容空所の内面の間に微小隙間を設けることにより、該独立マス部材が該収容空所で該中空ハウジングから独立して自由変位が許容されるようにしたダンパマスを用いることを、特徴とする。
【００２３】
本態様に従う構造とされた制振装置においては、振動が入力されてダンパマスが変位せしめられることにより、中空ハウジングに対して独立マス部材が飛び跳ね変位せしめられて、打ち当たり当接せしめられる。これにより、独立マス部材の中空ハウジングへの当接に基づいて、振動部材に対する振幅抑制効果が発揮される。そして、ダンパマスと板ばねからなる副振動系において、見かけ上の損失係数が大きくなったのと略同じ状態が発現されることとなり、主振動系たる振動部材において副振動系のチューニング周波数を挟んだ低周波側と高周波側の両周波数領域にそれぞれ生ぜしめられる振動伝達系のピークを抑えて、全体としてより広い周波数域に亘って良好なる制振効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２５】
先ず、図１に、本発明の一実施形態としての制振装置１０を示す。制振装置１０は、一対のブラケット１２ａ，１２ｂに対してマス部材としてのダンパマス１４がばね部材としての一対の板ばね１６を介して弾性支持されており、ブラケット１２ａ，１２ｂを自動車の車体フレーム等の振動部材２０に取り付けて、ダンパマス１４を板ばね１６により振動部材２０に対して弾性支持せしめることによって、主振動系たる振動部材２０に対する副振動系が構成されるようになっている。なお、図１は、静置状態におけるダンパマス１４に及ぼされる重力の影響によって、板ばね１６が僅かに下方（図１中、下方）に変位せしめられた状態を示す。また、以下の説明において、特に断りのない限り、上下方向とは、図１中の上下方向を言うものとし、本実施形態では、かかる上下方向が鉛直方向とされている。
【００２６】
より詳細には、ダンパマス１４は、互いに略同様の構造とされた上側ダンパマス２２ａおよび下側ダンパマス２２ｂが、所定の肉厚寸法の略矩形板形状を有する係止板２４を挟んで取り付けられて構成されている。これら上側ダンパマス２２ａおよび下側ダンパマス２２ｂは、互いに略同様の構造とされていることから、以下の説明においては、上側ダンパマス２２ａを例に説明する。
【００２７】
上側ダンパマス２２ａは、内部に複数（本実施形態では、３つ）の収容空所２６が形成された中空ハウジング２８を備えており、この収容空所２６のそれぞれの内部に、独立マス部材としてのマス部材３０が収容配置されている。中空ハウジング２８は、下方に開口する有底円筒体の３つを、各中心軸が互いに平行に延びるように並列させて隣接する壁部を一体化することにより、全体として３連の逆カップ形状とされている。これにより、中空ハウジング２８には、それぞれ一定の円形断面で上下方向に直線的に延びて下面に開口する３つの収容空所２６が一直線上で所定距離を隔てて並列形成されている。
【００２８】
また、中空ハウジング２８の上面の中央には、上方に向かって突出する連結支持用の支持突部３２が一体形成されており、この支持突部３２において取付用のネジ穴３４が設けられている。更に、中空ハウジング２８の下端部分は、３つの収容空所２６の配列方向となる長手方向（図１中の左右方向）の両端部分において、僅かに外周方向に突出せしめられている。
【００２９】
なお、中空ハウジング２８は、後述するマス部材３０の当接によって変形等が発生しないように十分な剛性と強度を有する金属等の素材で形成されており、成形作業性や製造コスト等を考慮して、例えば鋳鉄等によって形成されている。また、各収容空所２６は、寸法精度を高度に確保するために、鋳造後に周壁面や上底面を切削加工して仕上げることが望ましい。
【００３０】
一方、中空ハウジング２８の下側には、係止板２４が固着されている。係止板２４は、後述する係止壁部９８に対する当接によって変形等が発生しないように十分な剛性と強度を有する金属等の素材で形成されており、成形作業や製造コスト等を考慮して、例えば鋳鉄等によって形成されている。かかる係止板２４は、所定の厚さ寸法を有する略矩形板形状とされており、中空ハウジング２８に形成された３つの収容空所２６の開口部を連続的に覆蓋し得る形状とされていると共に、収容空所２６の配列方向となる長手方向（図１中の左右方向）において、中空ハウジング２８から突出する長手方向寸法を有している。そして、係止板２４において中空ハウジング２８から突出する長手方向両端部には、ゴム弾性体から形成された緩衝カバー３６が取り付けられており、長手方向両端部の上下面、および側面がかかる緩衝カバー３６で覆われている。
【００３１】
かかる係止板２４は、中空ハウジング２８の下面に溶接やボルト等で取り付けられている。これにより、中空ハウジング２８における３つの収容空所２６の開口部の全体が、係止板２４の上面によって覆蓋されている。なお、３つの収容空所２６の開口部に対向位置せしめられる係止板２４の上面は、全体に亘って水平方向に拡がる平坦面とされている。また、中空ハウジング２８の下端外周縁部と、そこに重ね合わされた係止板２４の上面は、略密着状態とされており、３つの収容空所２６が外部空間に対して遮断されている。
【００３２】
さらに、収容空所２６内には、それぞれ、マス部材３０が収容されている。図２に、マス部材３０を示す。マス部材３０は、中実の円柱ブロック形状を有するマス金具３８の軸方向上端部に上部緩衝カバー４０が取り付けられる一方、マス金具３８の軸方向下端部に下部緩衝カバー４２が取り付けられた構造とされている。
【００３３】
マス金具３８は、収容空所２６の内径寸法よりも一回り小さな外形寸法を備えた円形断面で、収容空所２６の深さ寸法よりも小さな軸方向寸法をもって形成された中実の円柱ブロック形状を有しており、比重の大きい鉄等の金属材によって形成されている。
【００３４】
また、上部緩衝カバー４０は、円環板形状を有する上底部４４に対して、その外周縁部から下方に延び出す円筒形状の筒部４６が一体形成されており、薄肉の断面逆Ｌ字形で周方向に延びる回転体形状とされている。また、上底部４４の上面には、径方向中間部分を周方向に延びて軸方向上方に向かって突出する環状のリブ突起４８が一体形成されていると共に、筒部４６の外周面には、軸方向中間部分を周方向に延びて径方向外方に向かって突出する環状のリブ突起５０，５０が一体形成されている。
【００３５】
かかる上部緩衝カバー４０は、マス金具３８と別体として、ゴム弾性体によって一体形成されており、筒部４６の内径寸法が、マス金具３８の外形寸法よりも僅かに小さくされている。そして、別体形成された上部緩衝カバー４０は、マス金具３８の上端部に対して、必要に応じて接着処理を施されて、外嵌固定されている。そして、マス金具３８の上端面の外周縁部に上底部４４が密接状態で重ね合わされていると共に、マス金具３８の上端部の外周面に筒部４６が密接状態で重ね合わされることにより、マス金具３８の上端角部が全体に亘って上部緩衝カバー４０で覆われている。
【００３６】
また一方、下部緩衝カバー４２は、円筒形状を有する筒部５２の軸方向下部に底壁部５４が一体形成されており、全体として略有底円筒形状をもって、マス金具３８と別体とされたゴム弾性体で一体形成されている。なお、筒部５２の外周面には、軸方向中間部分を周方向に延びて径方向外方に向かって突出する環状のリブ突起５６，５６が一体形成されている。
【００３７】
さらに、下部緩衝カバー４２の底壁部５４には、その中央部分において、円形断面で軸方向下方に向かって突出するブロック状の当接部５８が一体形成されていると共に、当接部５８の基端部（上端部）の外周面から軸方向上方に向かって所定角度で傾斜して外周側に向かって延び出すテーパ形状乃至は漏斗形状の支持脚部６０が形成されており、この支持脚部６０の外周縁部が、筒部５２の下端周縁部に対して一体的に連結されている。
【００３８】
そして、かかる下部緩衝カバー４２は、筒部５２の内径寸法がマス金具３８の外径寸法よりも僅かに小さくされており、マス金具３８の下端部に対して、必要に応じて接着処理を施して、外嵌固定されている。即ち、マス金具３８の下端部の外周面には、筒部５２が密接状態で重ね合わされていると共に、底壁部５４の支持脚部６０がマス金具３８の下端面上に延び出して配設されており、それによって、マス金具３８の下端面を含む下端部分が全体に亘って下部緩衝カバー４２で覆われている。
【００３９】
また、支持脚部６０の上端面における外周縁部には、筒部５２との接続隅部において上方に突出する支持突起６２が周方向の全周に亘って一体形成されており、この支持突起６２によって、支持脚部６０の外周縁部がマス金具３８の下端面の外周縁部に対して当接せしめられて支持されている。これにより、下部緩衝カバー４２のマス金具３８への装着状態下、支持脚部６０と当接部５８の実質的に全体がマス金具３８の下端面から下方に離隔位置せしめられており、以て、支持脚部６０および当接部５８と、マス金具３８の下端面との軸方向対向面間に、支持脚部６０の弾性変形に基づく当接部５８の軸方向変位を許容し得る肉抜空所６４が形成されている。
【００４０】
更にまた、当接部５８は、その突出先端面（軸方向下端面）が、マス金具３８の中心軸上に位置せしめられて、該中心軸に対して直交して広がる円形の当接面６６とされている。なお、当接面６６には、径方向中間部分を中心軸回りで周方向に延びて軸方向下方に向かって突出する環状のリブ突起６８が一体形成されており、当接面６６の係止板２４への打ち当たりに際しての初期ばね特性が調節されていると共に、打音の軽減等が図られている。
【００４１】
また、かかるリブ突起６８が形成された当接部５８は、当接面６６において、ＡＳＴＭ規格Ｄ２２４０のショアＤ硬さが８０以下とされると共に、軸方向の圧縮弾性率が１〜１０4 ＭＰａとされ、更に損失正接が１０-3以上とされることが望ましい。更に、当接部５８の軸方向上端面には、中心軸回りで周方向に延びて軸方向上方に向かって突出する環状のリブ突起７０が一体形成されて、肉抜空所６４内でマス金具３８の軸方向下端面に向かって突設されており、支持脚部６０が過大に変形せしめられた際における当接部５８のマス金具３８への当接に際しての衝撃や打音等が、かかるリブ突起７０によって緩和されるようになっている。
【００４２】
なお、詳細な図示は省略するが、本実施形態では、支持脚部６０のばね特性を調節するために、支持脚部６０の下端面における内周縁部分には、当接部５８を挟んだ両側において、それぞれ所定幅で周方向に略１／４周の長さで延びる円弧状の薄肉部が形成されていると共に、かかる薄肉部の各中央部分には、通孔が貫設されており、これらの通孔を通じて、肉抜空所６４が外部（収容空所２６）に連通せしめられることによって、肉抜空所６４が空気ばねとして作用して、後述するマス金具３８の変位を阻害することのないようにされている。
【００４３】
そして、上述の如きマス部材３０は、中空ハウジング２８における３つの収容空所２６に収容されて組み込まれている。また、そのような収容状態下において、各マス部材３０は、収容空所２６内で軸方向に飛び跳ねて、中空ハウジング２８に対して独立した往復変位が許容されるようになっている。
【００４４】
なお、本実施形態において、マス部材３０は、最も外径寸法の大きい上下緩衝カバー４０、４２の筒部４６，５２におけるリブ突起５０、５６の外径寸法が、何れも、中空ハウジング２８の収容空所２６の内径寸法よりも０．１〜１．６ｍｍだけ小さく設定されていると共に、軸方向長さの最大寸法となる上部緩衝カバー４０の上底部４４におけるリブ突起４８の突出先端部と下部緩衝カバー４２の当接部５８の当接面６６におけるリブ突起７０の突出先端部との間の軸方向寸法が、収容空所２６の上底面と係止板２４の上面との間の対向面間距離よりも１．０ｍｍ以上小さく、好ましくは１．０〜３．０ｍｍだけ小さく設定されている。なお、上述のマス部材３０における軸方向長さの最大寸法は、マス部材３０を静置せしめて、マス金具３８の重力により下部緩衝カバー４２が所定量だけ弾性変形せしめられた状態のものを基準とする。
【００４５】
けだし、マス部材３０と収容空所２６の間の径方向隙間が小さくなり過ぎると、振動入力時にマス部材３０が収容空所２６の内面に摺接し易くなって、マス部材３０の中空ハウジング２８に対する相対的な軸方向変位とそれに基づく制振効果が有効に発揮され難くなるからであり、一方、マス部材３０と収容空所２６の間の径方向隙間が大きくなり過ぎると、振動入力時にマス部材３０の傾斜等の不規則な変位が発生し易くなって、発揮される制振効果が安定し難くなるおそれがあるからである。また、マス部材３０の軸方向では、マス部材３０が中空ハウジング２８に対して実質的に独立変位可能な程度に、収容空所２６の大きさが設定されていれば問題はないが、スペース的に大きいと無駄になるからである。
【００４６】
また、マス部材３０の飛び跳ね変位に際して、下部緩衝カバー４２の当接面６６が係止板２４の上面から完全に離隔するためには、収容空所２６の軸方向寸法において、マス金具３８に重力が及ぼされておらず、下部緩衝カバー４２が変形せしめられていない状態のマス部材３０の軸方向長さ分を確保する必要があるが、マス部材３０は、中空ハウジング２８に対する相対変位によって中空ハウジング２８に有効な繰り返し荷重（動的荷重）を及ぼし得るものであれば良く、マス部材３０の飛び跳ね変位に際して、必ずしも下部緩衝カバー４２の当接面６６が係止板２４の上面から物理的に離隔する必要はない。特に、本実施形態では、マス部材３０の変位方向が重力方向と略一致せしめられており、マス部材３０が重力作用で定位置に復帰されるようになっていることから、防振すべき振動の入力に際しても、上部緩衝カバー４０が収容空所２６の上底面に当接せしめられる必要は無く、下部緩衝カバー４２の係止板２４への当接のみによって有効な繰り返し荷重が及ぼされて目的とする制振効果を得ることが可能となる。
【００４７】
また一方、特に本実施形態においては、係止板２４を挟んで上側ダンパマス２２ａと反対側、即ち、係止板２４の下面に、下側ダンパマス２２ｂが取り付けられている。下側ダンパマス２２ｂは、上側ダンパマス２２ａと略同様の構造とされていることから、詳細な説明は省略するが、下側ダンパマス２２ｂを構成する中空ハウジング２８は、上側ダンパマス２２ａにおける中空ハウジング２８と上下が逆にされた状態で、即ち、３つの収容空所２６の開口部の全体が係止板２４の下面で覆蓋された状態で係止板２４に対して取り付けられている。また、中空ハウジング２８の上側外周縁部と、そこに重ね合わされた係止板２４の下面は、略密着状態とされることにより、３つの収容空所２６が外部空間に対して遮断されている。
【００４８】
そして、これら３つの収容空所２６のそれぞれに、前述の上側ダンパマス２２ａにおけると同様の構造とされたマス部材３０が収容されている。ここにおいて、下側ダンパマス２２ｂに収容されるマス部材３０は、上側ダンパマス２２ａに収容されるマス部材３０と同様の構造とされているが、下側ダンパマス２２ｂに収容されるマス部材３０の上下方向は、上側ダンパマス２２ａに収容されたマス部材３０と同じ向きで収容されている。即ち、下側ダンパマス２２ｂにおける中空ハウジング２８に収容された３つのマス部材３０は、上部緩衝カバー４０を鉛直上方に位置せしめると共に、下部緩衝カバー４２を鉛直下方に位置せしめて、下部緩衝カバー４２の当接部５８のリブ突起６８および当接面６６を中空ハウジング２８に形成された収容空所２６の下底面に当接せしめた状態で収容配置されている。
【００４９】
これにより、本実施形態においては、係止板２４を挟んで、上側に上側ダンパマス２２ａが取り付けられると共に、下側に下側ダンパマス２２ｂが取り付けられることによって、ダンパマス１４が構成されている。なお、ダンパマス１４の全体質量は、振動部材２０の質量の５〜１５％とされることが好ましい。蓋し、ダンパマス１４の質量が振動部材２０の質量の５％に満たないと有効な制振効果を得ることが困難な場合がある一方、１５％を超えると装置全体の重量化が問題となり易いからである。更にまた、独立マス部材３０の質量は、中空ハウジング２８に対する当接に基づく制振効果を有効に得るために、複数の独立マス部材３０の合計の質量が振動部材２０の質量の５〜１０％とされることが望ましい。また、このような制振装置１０を振動部材２０に複数設ける場合には、それら複数の制振装置１０に設けられた全てのダンパマス１４の合計の質量が振動部材２０の質量の５〜１５％とされると共に、全ての独立マス部材３０の合計の質量が振動部材２０の質量の５〜１０％とされることが望ましい。
【００５０】
このような構造とされたダンパマス１４は、上下に配設された板ばね１６を介して、両ブラケット１２ａ，１２ｂに取り付けられている。図３に、板ばね１６の上面を示すと共に、図４に、板ばね１６の縦断面を示す。板ばね１６は、ばね鋼板等の金属から形成された略一定の厚さ寸法をもって広がる薄板形状とされている。また、板ばね１６は左右対称形状とされて、その上面視における幅寸法は長手方向で変化せしめられており、中央部７２において最も広く、両側の端部７４に至る中間部分で幅寸法が小さくなるように両側端部が湾曲せしめられたくびれ部７６を有する形状とされている。また、両端部７４の上面視における幅寸法は等しくされており、これら両端部７４の幅寸法は、中央部７２の幅寸法よりもやや小さくされている。
【００５１】
そして、特に本実施形態における板ばね１６には、ダンパマス１４への取付部位となる中央部７２と、振動部材２０への取付部位となる左右それぞれの端部７４との間に、側面視において湾曲せしめられた湾曲部７７が形成されている。本実施形態における湾曲部７７は、板ばね１６の板厚方向（図３中、上下方向）で上下に湾曲する複数の波形状とされており、各湾曲部７７において、略正弦波形状が一定の振幅および波長をもって、２波長分形成されている。また、本実施形態における各湾曲部７７は、左右対称形状とされている。ここにおいて、湾曲部７７に形成される複数の波の具体的な形状は、特に限定されるものではなく、例えば、より小さな振幅を有する波形状を形成しても良いし、或いは、より短い波長を有するより多数の波を形成したり、板ばね１６の延び出し方向でそれら複数の波の形状を変化せしめる等しても良い。
【００５２】
さらに、板ばね１６の中央部７２の上面には、帯板状の中央連結プレート７８、および両端部７４それぞれの上面には、帯板状の端部連結プレート８０が溶着されている。これら中央連結プレート７８、端部連結プレート８０は、板ばね１６と同様の鋼板等から形成されており、中央連結プレート７８の長手方向寸法は、中央部７２の幅寸法と等しくされる一方、端部連結プレート８０の長手方向寸法は、端部７４の幅寸法より僅かに小さくされて、それぞれ、板ばね１６の幅方向に延びるように溶着されている。そして、中央連結プレート７８、端部連結プレート８０とその下方に位置する板ばね１６を厚さ方向で貫通する一対の取付穴８２が、これら連結プレート７８、８０の長手方向、換言すれば、板ばね１６の幅方向で並んで形成されている。なお、前述の湾曲部７７は、端部７４と中央部７２の間の、端部連結プレート８０および中央連結プレート７８が固着された部位を除く部位に形成されており、端部連結プレート８０および中央連結プレート７８が固着された部位は平坦面とされている。
【００５３】
そして、かかる板ばね１６の両端部７４が、各ブラケット１２ａ，１２ｂの上下両端部に一体的に形成されて略水平方向に広がる取付板部８４に対して、端部連結プレート８０が取り付けられた面と反対側の面が重ね合わされてリベット溶接やボルト等によって固着されている。これにより、ブラケット１２ａ，１２ｂの上端部に配設される板ばね１６は、端部連結プレート８０を上側に向けた状態で取り付けられる一方、ブラケット１２ａ，１２ｂの下端部に配設される板ばね１６は、端部連結プレート８０を下側に向けた状態で取り付けられることとなる。これにより、両ブラケット１２ａ，１２ｂの間に板ばね１６が略水平方向に延びるように橋設されて、両ブラケット１２ａ，１２ｂが板ばね１６で連結される。それと共に、一対の板ばね１６が、制振すべき振動方向（図１中、上下方向）で離隔配置せしめられる。ここにおいて、端部連結プレート８０における中央部７２側に位置する側端縁部と、取付板部８４の中央部７２への突出先端縁部は、上面視において略同じ位置に揃えられており、これら端部連結プレート８０と取付板部８４で板ばね１６の端部７４を上下から挟んで強固に固定すると共に、取付板部８４に重なり合う部位以外の部位、特に、湾曲部７７の変形を拘束することの無いようにされている。
【００５４】
そして、ブラケット１２ａ，１２ｂの上下にそれぞれ橋設された板ばね１６，１６の間に、上述の如き構造とされたダンパマス１４が配設される。ダンパマス１４は、上側ダンパマス２２ａを構成する中空ハウジング２８に突設された支持突部３２が、上側に位置する板ばね１６の中央部７２に重ね合わされた状態で、取付ボルト９０が、板ばね１６の中央部７２に貫設された取付穴８２に挿通されて、支持突部３２のネジ穴３４に差し込まれることによって、上側に位置する板ばね１６に取り付けられると共に、下側ダンパマス２２ｂを構成する中空ハウジング２８の支持突部３２が、同様に、取付ボルト９０によって下側に位置する板ばね１６の中央部７２に重ね合わされて取り付けられるようになっている。なお、図面からは必ずしも明らかではないが、本実施形態における支持突部３２には、板ばね１６の取付穴８２，８２に対応する位置にネジ穴３４，３４が形成されており、それら一対のネジ穴３４，３４に対して、取付ボルト９０，９０が差し込まれている。要するに、本実施形態のダンパマス１４は、各板ばね１６に対して二本の取付ボルト９０，９０を用いて固定されている。ここにおいて、それぞれの板ばね１６は、中空ハウジング２８の支持突部３２の上端面と、板ばね１６の中央部７２に固着された中央連結プレート７８で挟まれた状態でダンパマス１４に対して取り付けられており、取付ボルト９０の締結力が、中央連結プレート７８を介して板ばね１６における中央部７２の幅方向の全体に亘って有効に及ぼされて、強固に取り付けられるようになっている。更に、上面視における支持突部３２の寸法と、中央連結プレート７８の寸法が略等しくされており、板ばね１６における中央連結プレート７８が押し付けられた部位以外の部位、特に、湾曲部７７の変形を拘束することのないようにされている。
【００５５】
また、ダンパマス１４の上方に突出せしめられた支持突部３２の上端部から、下方に突出せしめられた支持突部３２の下端部までの上下寸法は、ブラケット１２ａ，１２ｂの上下端部に形成された取付板部８４の上下方向の離隔距離と略等しくされている。これにより、板ばね１６の中央部７２と両端部７４は、ダンパマス１４が変位せしめられていない状態において、略同じ高さ位置とされており、これにより、板ばね１６の両端部７４は、ダンパマス１４が取り付けられる中央部７２から水平方向両側に延び出されて、それぞれ、ブラケット１２ａ，１２ｂに取り付けられている。そして、板ばね１６に形成された湾曲部７７によって、板ばね１６は、ダンパマス１４から各ブラケット１２ａ，１２ｂに向かう延び出し方向において、上下方向で湾曲せしめられている。要するに、板ばね１６は全体が略一定の厚さの波板形状とされている。
【００５６】
なお、板ばね１６は、左右が対象形状とされていることにより、その弾性支持中心軸９２が、板ばね１６の中央を通って鉛直方向に延びるように設定されており、ダンパマス１４の重心を通る鉛直線と、上下に配設された両板ばね１６で合成される弾性支持中心軸９２が略一致せしめられている。これにより、ダンパマス１４の変位に基づく加振力が、板ばね１６に対して略弾性支持中心軸９２上で及ぼされるようになっている。また、ダンパマス１４の重心が、板ばね１６の略弾性支持中心軸９２上に位置せしめられていることから、ダンパマス１４の加振変位に際して、ダンパマス１４におけるこじれ方向等の不規則な変位が抑えられて、鉛直方向の変位が安定して生ぜしめられるようになっている。更に、特に本実施形態においては、板ばね１６がダンパマス１４の上下に配設されて、ダンパマス１４の上下がそれぞれ板ばね１６で支持されていることによって、こじれ方向などの不規則な変位がより有効に抑えられているのである。
【００５７】
また、ブラケット１２ａ，１２ｂは、上面視において略コの字形状とされており、図示しない前壁部と、後壁部９４が対向位置せしめられた形状とされている。そして、これら前壁部および後壁部９４の上下方向中央部分には、他方のブラケット１２ａ，１２ｂに向けて開口する切欠９６が形成されており、かかる切欠９６の上下両側、およびその間の各周縁部には、それぞれ、ブラケット１２の内方に向けて立ち上がる係止壁部９８が形成されている。そして、かかる切欠９６内に、ダンパマス１４の係止板２４の端部が位置せしめられている。ここにおいて、切欠９６の高さ寸法は、係止板２４の両端部に設けられた緩衝カバー３６が係止壁部９８に当接しない範囲で、一般的な振動入力時におけるダンパマス１４の変位が許容されるようになっている。そして、衝撃荷重等の入力によってダンパマス１４に過大な変位が惹起された場合には、係止板２４が緩衝カバー３６を介して係止壁部９８に当接せしめられることにより、ダンパマス１４の変位量、板ばね１６の弾性変位量が、何れも緩衝的に制限されるようになっている。
【００５８】
上述の如き構造とされた制振装置１０は、ブラケット１２ａ，１２ｂの後壁部９４が、取付ボルト１００等によって振動部材２０に固定される。これにより、主振動系としての振動部材２０に対して、ダンパマス１４が板ばね１６を介して弾性的に取り付けられて、ダンパマス１４をマスとすると共に板ばね１６をバネとする副振動系を構成しており、全体としてダイナミックダンパとして機能し得るようになっている。それ故、ダンパマス１４の質量と板ばね１６の動ばね定数を適当に調節して、かかる副振動系の固有振動数を振動部材２０において制振すべき振動周波数にチューニングすることにより、制振装置１０による制振効果が振動部材２０に対して及ぼされる。
【００５９】
しかも、制振装置１０は、副振動系のマスを構成するダンパマス１４の内部に、マス部材３０が振動入力方向となる上下方向で独立変位可能に収容配置されていることから、振動入力時にマス部材３０が中空ハウジング２８に対して相対変位せしめられて中空ハウジング２８に打ち当たり作用することにより、制振装置１０による制振効果が一層向上されて、振動部材２０に対してより優れた制振効果が発揮され得るのである。
【００６０】
さらに、特に本実施形態においては、板ばね１６の中央部７２と端部７４の間に、湾曲部７７が形成されており、振動入力に際してダンパマス１４が変位せしめられた場合には、湾曲部７７が伸張変形せしめられる。そして、湾曲部７７が伸張変形せしめられることによって、板ばね１６の支点間距離、即ち、板ばね１６のダンパマス１４への取付部位となる中央部７２と振動部材２０への取付部位となる端部７４の距離の変化を許容出来ることから、板ばね１６に及ぼされる引張応力を軽減せしめて、引張剛性として板ばね１６の動ばね定数が急峻に高くなることを抑えることが出来る。その結果、板ばね１６の曲げ弾性を有利に確保することが出来て、板ばね１６の長さ寸法を大きくすることなしに、板ばね１６の線形特性が得られる領域をより広範囲に確保することが出来るのであって、より優れた制振効果を得ることが出来るのである。そして、板ばね１６の長さ寸法をより小さく出来ることから、制振装置１０をコンパクトに形成することが出来ると共に、板ばね１６の耐久性も有利に確保され得るのである。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００６２】
例えば、板ばねに形成される湾曲部の具体的な形状は限定されるものではない。図５に、前述の実施形態における板ばね１６と異なる態様の板ばね１１０を示す。なお、以下の説明において、前述の実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、それぞれ、図中に、前述の実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００６３】
本態様における板ばね１１０は、前述の板ばね１６と略同様の形状とされており、中央部７２と端部７４の間に、湾曲部１１２が形成されている。ここにおいて、本態様における湾曲部１１２には、２波長分の略正弦波形状が形成されており、かかる波形状は、前述の実施形態における板ばね１６に形成される波形状に比して振幅の寸法が小さくされている。このように、湾曲部に形成される複数の波の数やその波長、振幅などの大きさは何等限定されるものではなく、取り付けられるマス部材の質量や目的とするチューニング周波数等を考慮して、適宜に設定可能である。従って、湾曲部に形成される複数の波形状は必ずしも一定の振幅および波長をもって形成される必要も無いのであって、板ばねの長さ方向で振幅や波長を変化せしめる等しても良いし、板ばねの中央部分を挟んだ両側で非対称形状としたり、中央部分を挟んだ両側の何れか一方のみに湾曲部を形成すること等も可能である。
【００６４】
また、前述の実施形態においては、板ばね１６の両端部７４は、ダンパマス１４から水平方向両側に延び出して、両ブラケット１２ａ，１２ｂに取り付けられていたが、板ばね１６のダンパマス１４からの延び出し方向は、必ずしも完全な水平方向とされる必要はないのであって、マス部材の変位に際して、板ばねに曲げ力が作用するように、板ばねの延び出し方向に水平方向成分がある態様であれば良い。従って、図６にモデル的に例示するように、板ばね１６を、ダンパマス１４から斜め方向両側に延び出させる等しても良い。
【００６５】
更にまた、上述の各態様においては、何れも、一枚の板ばねの長手方向中央部分にマス部材が取り付けられることによって、板ばねがマス部材の両側に延び出すようにされていたが、板ばねは必ずしも一枚の部材によって構成される必要はない。例えば、マス部材を挟んだ両側にそれぞれ別体とされた一対の板ばねを配設すると共に、それら一対の板ばねのそれぞれの一方の端部を振動部材に取り付ける一方、他方の端部をマス部材に取り付けることによって、それら一対の板ばねでマス部材の両側に延び出す板ばねを構成する等しても良い。そして、マス部材の両側に別体とされた一対の板ばねを配設する場合において、板ばねに形成される湾曲部は、必ずしもそれら両方の板ばねにおいて同一の形状とされている必要はない。更に、湾曲部をそれら両方の板ばねに形成することなく、何れか一方の板ばねのみに形成すること等も可能である。
【００６６】
また、本発明において用いられるマス部材の具体的な構造は、前記実施形態の如き構造に限定されるものではなく、ダンパマス１４に収容される独立マス部材３０の個数として、前記実施形態より多数乃至は少数の独立マス部材３０を設けることも勿論可能である。また、ダンパマス１４に収容される複数の独立マス部材３０は、互いに同じ形状や大きさとされる必要は無く、形状を異ならせる等しても良い。更に、マス部材として、独立マス部材を備えることなく、ブロック状のマス部材を用いること等も可能である。
【００６７】
さらに、前記実施形態においては、マス部材の振動入力方向の両側となる上方および下方の両方に板ばねが配設されていたが、例えば、マス部材の上方及び下方の何れか一方のみに板ばねを設けることも可能である。
【００６８】
また、本発明は、鉛直方向の振動だけでなく、ばね部材における弾性支持中心軸を制振すべき振動入力方向に合わせて設定することにより、水平方向や各傾斜方向の振動に対して、何れも有効な制振効果を得ることが可能である。
【００６９】
加えて、本発明に係る制振装置は、自動車におけるボデーやサブフレーム、エンジンブロック、シート、ステアリング部材、インストルメントパネル、ドア、ミラーなど、或いは自動車以外の各種装置において振動が問題となる部材に対して、極めて広い範囲に適用可能であることが理解されるべきである。
【００７０】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態としての制振装置を示す縦断面図。
【図２】図１に示した制振装置に備えられる独立マス部材を拡大して示す縦断面図。
【図３】図１に示した制振装置に備えられる板ばねの上面図。
【図４】同板ばねの縦断面図。
【図５】異なる態様の板ばねを示す縦断面図。
【図６】板ばねのマス部材への異なる取り付け態様をモデル的に示す縦断面説明図。
【符号の説明】
【００７２】
１０：制振装置、１２ａ：ブラケット、１２ｂ：ブラケット、１４：ダンパマス、１６：板ばね、２０：振動部材、７２：中央部、７４：端部、７７：湾曲部
【図１】
2008202608.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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