(57)【要約】【課題】ダンパ機能を同等以上に保持しながら且つ弾性支持部材のばね定数を低くしなくてもダンパマスの質量を小さくすることのできる新規なダイナミックダンパを提供する。【解決手段】ダンパマス１４と、ダンパマス１４を弾性支持する弾性支持部材１６とを有するダイナミックダンパ１２において、ダンパマス１４と振動体１０，１８とを弾性支持部材１６が結ぶ方向においてダンパマス１４を複数のマスブロック１４−１，１４−２，１４−３の分割構成となすとともに、各マスブロック１４−１，１４−２，１４−３を振動体１０，１８に対して直列接続となるようにそれぞれ弾性連結部材２４−１，２４−２にて互いに連結する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンパマスと、該ダンパマスを弾性支持する弾性支持部材とを有するダイナミックダンパにおいて、
該ダンパマスと振動体とを該弾性支持部材が結ぶ方向において該ダンパマスを複数のマスブロックの分割構成となすとともに、各マスブロックを該振動体に対して直列接続となるようにそれぞれ該弾性連結部材にて互いに連結したことを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項２】
請求項１において、前記ダイナミックダンパが前記振動体により片持ち支持されるものであることを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記振動体が非回転体であって、前記ダイナミックダンパが非回転方向の振動を抑制するものであることを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記マスブロックは前記振動体の防振を目的とする振動方向に対し交差する方向に互いに分割されており、且つ該分割方向に前記弾性連結部材にて連結されていることを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記弾性連結部材が前記分割方向において前記マスブロック間の対向面間に位置していて、主として剪断弾性変形により該マスブロック同士の相対移動を許容するものとなしてあることを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記ダイナミックダンパが車両の排気管の振動を抑制する排気管用のものであることを特徴とするダイナミックダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はダイナミックダンパに関し、詳しくはダンパマスの質量軽減のための技術手段に特徴を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、ダンパマスとこれを弾性支持する弾性支持部材とを備えたダイナミックダンパを振動体に取り付け、かかるダイナミックダンパにて振動体の振動を吸収し防振することが広く行われている。
【０００３】
図８はこの種ダイナミックダンパの従来の一例を示したもので、図中２００はそのダイナミックダンパを、２０２はダイナミックダンパ２００におけるダンパマスを、２０４はゴムからなる弾性支持部材を示している。
【０００４】
ここでダンパマス２０２は金属製の１つの大きな塊からなっており、弾性支持部材２０４を介して金属製の剛性の取付部材２０６により振動抑制の対象物、即ち制振部材２０８に取り付けられている。
この場合制振部材２０８と取付部材２０６とが一体に振動し、従って制振部材２０８及びこれとともに振動する取付部材２０６が振動体となる。
【０００５】
このダイナミックダンパ２００の場合、矢印で示す図中の上下方向及び紙面と直角方向が振動体の振動方向、つまりダンパマス２０２の振動方向となり、そのダンパマス２０２と振動体とを弾性支持部材２０４が結ぶ方向がこれと直角方向となる。
このダイナミックダンパ２００の場合、振動体の振動の際、ゴムからなる弾性支持部材２０４が主として剪断弾性変形して振動を吸収する。
【０００６】
この種ダイナミックダンパは車両においても様々な部材の振動抑制のために用いられている。
例えば車両の排気管（マフラー）には様々な振動モードがあり、その低減のためにダイナミックダンパが良く用いられる。この場合ダイナミックダンパにおけるダンパマスの質量は４００ｇ〜７００ｇが一般的である。
【０００７】
かかるダイナミックダンパにおいて、ダンパマスの質量はダイナミックダンパの特性を左右する重要な要素であり、十分な制振効果を得る上でダンパマスの質量を大きくするのが有効である。
しかしながらダンパマスのマス質量を大きくすると車両としては重量アップとなり、環境や車両加速性能に対し悪影響をもたらす。
【０００８】
従ってこの種ダイナミックダンパにおけるダンパマスの質量はできるだけ小さい（軽量）ことが望ましい。
但し単にダンパマスのマス質量を小さく（軽量化）しただけであるとダイナミックダンパの固有振動数が高周波側にシフトしてしまい、ダイナミックダンパとしての働きを有効になさなくなってしまう。
【０００９】
従ってこのダイナミックダンパにおいては、ダンパマスの質量を下げるのと併せて弾性支持部材のゴム硬度や形状を変化させる（弾性支持部材がゴムの場合）などしてそのばね定数を小さくする必要があるが、その場合弾性支持部材の耐久性が低下するなど、弾性支持部材のばね定数低下による対応にも自ずと限界がある。
【００１０】
尚、下記特許文献１，２には車両のドライブシャフト等の軸状の振動体に装着されてその振動を吸収し防振するダイナミックダンパが開示されているが、これら文献に開示のものは２種類のダイナミックダンパを振動体に対し並列的に装着して、異なった周波数の振動をそれぞれのダイナミックダンパにより吸収し防振するようになしたものであって、これらのダイナミックダンパでは本発明の目的を達成することはできない。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−２０８５５０号公報
【特許文献２】
特開平９−１４３５１号公報
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明はダンパ機能を低下することなく、また弾性支持部材のばね定数を特に小さくしなくてもダンパマスのマス質量を小さくでき、或いは質量が同一の下ではその固有振動数を更に低周波側にシフトさせることのできる新規なダイナミックダンパを提供することを目的とする。
而して請求項１のものは、ダンパマスと、該ダンパマスを弾性支持する弾性支持部材とを有するダイナミックダンパにおいて、該ダンパマスと振動体とを該弾性支持部材が結ぶ方向において該ダンパマスを複数のマスブロックの分割構成となすとともに、各マスブロックを該振動体に対して直列接続となるようにそれぞれ該弾性連結部材にて互いに連結したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２のものは、請求項１において、前記ダイナミックダンパが前記振動体により片持ち支持されるものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記振動体が非回転体であって、前記ダイナミックダンパが非回転方向の振動を抑制するものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記マスブロックは前記振動体の防振を目的とする振動方向に対し交差する方向に互いに分割されており、且つ該分割方向に前記弾性連結部材にて連結されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記弾性連結部材が前記分割方向において前記マスブロック間の対向面間に位置していて、主として剪断弾性変形により該マスブロック同士の相対移動を許容するものとなしてあることを特徴とする。
【００１７】
請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記ダイナミックダンパが車両の排気管の振動を抑制する排気管用のものであることを特徴とする。
【００１８】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、ダンパマスを弾性支持部材がそのダンパマスと振動体とを結ぶ方向において複数のマスブロックの分割構成とし、それらを振動体に対し直列接続となるように弾性連結部材によって互いに連結したものである。
【００１９】
図８に示す従来のダイナミックダンパ２００の場合、ダンパマス２０２が１つの大きな塊からなっており、従って当然ながらダンパマス２０２が一体として振動するのに対し、本発明のダイナミックダンパの場合、ダンパマスが複数のマスブロックに分割され且つそれらが弾性連結部材にて連結されていることから、各マスブロックがそれぞれ独立して移動（振動）可能である。
【００２０】
その結果として、後に具体的に明らかにされるように本発明のダイナミックダンパの場合、同一のダンパ機能を保持しつつ各マスブロックを合せたダンパマス全体の質量を小さくすることができる。
或いはまた同一のダンパマスの質量の下ではダイナミックダンパの固有振動数を低周波側へとシフトさせることができる。即ち主振動系の防振すべき共振点を低周波側へとシフトさせることができる。
【００２１】
本発明のダイナミックダンパは、振動体により片持ち支持されるものとなしておくことができる（請求項２）。
また非回転体からなる振動体用のものとして構成し、振動体における非回転方向の振動を抑制するようになすことができる（請求項３）。
【００２２】
更に本発明においては、マスブロックを振動体の防振を目的とする振動方向に対し交差する方向、望ましくは直角方向に互いに分割してそれらを弾性連結部材にて連結した形態で構成することができる（請求項４）。
【００２３】
また各マスブロックを連結する弾性連結部材は、その分割方向において各マスブロック間の対向面間に位置し、主として剪断弾性変形によりマスブロック同士の相対移動を許容するものと成しておくことができる（請求項５）。
【００２４】
また本発明のダイナミックダンパは、車両の排気管の振動を抑制する排気管用として好適に適用可能である（請求項６）。
【００２５】
【実施例】
次に本発明を車両の排気管用のダイナミックダンパに適用した場合の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において１０はその排気管で、１２はその排気管１０に取り付けられた本例のダイナミックダンパである。
【００２６】
図２及び図３にダイナミックダンパ１２の構成が具体的に示してある。
これらの図において１４は金属製のダンパマスで、１６はそのダンパマス１４を弾性支持する、ゴムからなる弾性支持部材であり、金属製の剛性の取付部材１８により制振対象（制振部材）としての排気管１０に取り付けられている。
【００２７】
ここで排気管１０は図２中矢印で示す上下方向若しくは紙面と直角方向に主として振動し、そしてこれとともに取付部材１８が排気管１０と一体に同方向に振動する。即ちここでは排気管１０及びこれとともに一体に振動する取付部材１８が振動体となる。
ここで取付部材１８は、図３にも示しているように固定部２０を有しており、それら固定部２０の固定孔２２においてボルト等の締結具により排気管１０に固定されるようになっている。
【００２８】
本例において、ダンパマス１４は図２中左右方向、即ち弾性支持部材１６がダンパマス１４と振動体とを結ぶ方向において、複数のマスブロック１４−１，１４−２，１４−３に分割されている。
そしてそれら複数のマスブロック１４−１，１４−２，１４−３が弾性連結部材２４−１，２４−２によって振動体に対し直列接続となるようにその分割方向に互いに弾性的に連結されている。
【００２９】
ここで各マスブロック１４−１，１４−２，１４−３の質量ｍ１，ｍ２，ｍ３はそれぞれ異なる質量としておいても良いし、また同じ質量としておいても良い。
本例の場合それらの質量ｍ１，ｍ２，ｍ３はそれぞれ等しい質量とされている。
【００３０】
尚本例において、各部の寸法は具体的には以下のような寸法とされている。
即ち弾性支持部材１６の直径φＤ３＝φ２５ｍｍ，その肉厚ｔ３＝１５ｍｍであり、また弾性連結部材２４−１の直径φＤ１＝φ２２ｍｍ，その肉厚ｔ１＝８ｍｍである。更に弾性連結部材２４−２の直径φＤ２＝φ３４ｍｍ，その肉厚ｔ２＝６ｍｍである。
またマスブロック１４−１，１４−２，１４−３は何れも同じ形状，同じ質量であって、それらの直径φＤ４＝φ５０ｍｍ、それぞれの質量は８６．６ｇであり、それらを合せたダンパマス１４全体の質量は２６０ｇである。
【００３１】
以上から明らかなように本例のダイナミックダンパ１２の場合、図２中右側の弾性連結部材２４−２に対して左側の弾性連結部材２４−１のばね特性が軟らかくされている。
【００３２】
尚図７は、ダンパマス２０２Ａが金属の１つの大きな塊からなる比較例としてのダイナミックダンパ２００Ａを示している。
この図７に示すダイナミックダンパ２００Ａの具体的寸法は以下のような寸法である。
即ちダンパマス２０２Ａの直径φＤ５＝φ５５ｍｍ、その質量は６４０ｇである。
【００３３】
図２に示しているように本例のダイナミックダンパ１２は、振動体により片持ち支持されている。
厳密には、ダイナミックダンパ１２は取付部材１８に対し弾性支持部材１６において片持ち支持状態とされている。
また各マスブロック１４−１，１４−２，１４−３を互いに弾性的に連結する弾性連結部材２４−１，２４−２は、図２中左右方向において、即ちダンパマス１４の分割方向において各マスブロック１４−１，１４−２，１４−３の各対向面間に位置しており、それぞれが主として剪断弾性変形するようになしてある。
【００３４】
尚弾性支持部材１６もまた同様に図中左端のマスブロック１４−１と取付部材１８との各対向面間に位置していて、主として剪断弾性変形によりダンパマス１４の変位（振動）を許容するようになしてある。
【００３５】
図７に示したダイナミックダンパ２００Ａの場合、ダンパマス２０２Ａが１つの大きな塊からなっており、従って当然ながらダンパマス２０２Ａが一体として振動する。
これに対して図２及び図３に示す本例のダイナミックダンパ１２の場合、ダンパマス１４が３つのマスブロック１４−１，１４−２，１４−３に分割され、且つそれらが弾性連結部材２４−１，２４−２にて連結された結果、各マスブロック１４−１，１４−２，１４−３がそれぞれ独立して移動（振動）可能である。
その結果として本例のダイナミックダンパ１２の場合、図７に示すダイナミックダンパ２００Ａに対してダンパ機能を同等以上に保持しつつ、マスブロック１４−１，１４−２，１４−３を合せたダンパマス１４全体の質量ｍ１＋ｍ２＋ｍ３を小さくすることができる。
【００３６】
因みに図４は本例のダイナミックダンパ１２及び図７に示す比較例としてのダイナミックダンパ２００Ａを図２及び図７中矢印方向に加振したときの振動特性を測定した結果を示している。
尚、振動試験は雰囲気温度２３℃の下で矢印方向に±０．３ｍｍの振幅で加振を行った。測定点は図２及び図７中のＰ．Ｕ．点である。
【００３７】
ここで本例のダイナミックダンパ１２，図７の比較例のダイナミックダンパ２００Ａの何れもゴム材料のｔａｎδは同じである。
また本例のダイナミックダンパ１２はダンパマス１４の質量が２６０ｇであるのに対し、図７の比較例のダイナミックダンパ２００Ａはダンパマス２０２Ａの質量が６４０ｇである点は上記の通りである。
【００３８】
図４（イ）の結果に示してるように、本例のダイナミックダンパ１２の場合図７の比較例のダイナミックダンパ２００Ａに比べてダンパマス１４の質量が大幅に小さい（軽量）にも拘わらず、制振特性は図７の比較例のダイナミックダンパ２００Ａに対して同等以上となっている。
因みに本例のダイナミックダンパ１２におけるｔａｎδは０．１８４であり、図７の比較例としてのダイナミックダンパ２００Ａのｔａｎδ＝０．１３０に比べて大きくなっている。
【００３９】
上述したようにゴム材料自体のｔａｎδは本例のダイナミックダンパ１２及び図７の比較例のダイナミックダンパ２００Ａ何れも同じであるにも拘わらず、ダイナミックダンパとしてのｔａｎδが本例の場合大きくなっているのは構造的な効果によるものであると考えられる。
【００４０】
その具体的な理由について現時点では必ずしも明確でないが、マスブロック１４−２，１４−３がマスブロック１４−１に対して相対移動（振動）できる結果、マスブロック１４−２，１４−３によるモーメントが大きく働くようになり、このことが図７に示す形態のダイナミックダンパ２００Ａ、即ちダンパマスが１つの塊となっているダイナミックダンパの質量を大きくしたのと同じような効果を発揮するものと考えられる。
【００４１】
尚ここでダイナミックダンパのｔａｎδは図４（ロ）の［Ｂ］／［Ａ］で近似的に表される。即ち
【数１】
2004125146.tif 000003
（この近似式は本発明者が独自に用いているもので、文献等で用いられる一般的なものではないが、一般式から得られるものとほぼ同一の結果が得られる。）
【００４２】
何れにしても本例のダイナミックダンパ１２の場合、同一のダンパ機能の下ではダンパマス１４の質量を小さくすることが可能であり、或いはまたダンパマス１４の同一質量の下ではダイナミックダンパ１２の固有振動数を低周波側へとシフトさせることができる。
即ち主振動系の防振すべき共振点を低周波側へとシフトさせることができる。
【００４３】
次に図５は図６に示す方法に従って２自由度振動系で振動試験を行ったときの結果を表している。
この振動試験は、図６に示しているように弾性部材２８で支持された質量８．５Ｋｇのベース加振体２６に本例のダイナミックダンパ１２又は図７に示す比較例のダイナミックダンパ２００Ａを取り付け、そして雰囲気温度２３℃の下でベース加振体２６を±０．１Ｇ加振し、ベース加振体２６の測定点Ｐ．Ｕ．において振動加速度を測定した結果を示したものである。
【００４４】
この結果に示しているように、本例のダイナミックダンパ１２の場合、比較例のダイナミックダンパ２００Ａに比べてダンパマス１４の質量が４０％に低減しているのにも拘わらず、比較例のダイナミックダンパ２００Ａと同等以上の振動低減効果を発揮している。
【００４５】
これは、本例のダイナミックダンパ１２においてダンパマス１４が各マスブロック１４−１，１４−２，１４−３に分割された結果、マスブロック１４−２，１４−３がマスブロック１４−１に対して加振方向に独立して振動できるようになり、特に本例では弾性連結部材２４−１のばね特性が軟らかくされた結果として、これより先端側のマスブロック１４−２，１４−３の振動が助長され、その結果として大きなマス効果が働いたものと考えられる。
【００４６】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記実施例ではダンパマスを３つのマスブロック１４−１，１４−２，１４−３に３分割しているが、場合によって２分割或いは４分割以上に分割するといったことも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のダイナミックダンパを排気管への取付状態で示す図である。
【図２】同実施例のダイナミックダンパの側面構成図である。
【図３】同実施例のダイナミックダンパの平面構成図及び正面構成図である。
【図４】同実施例のダイナミックダンパを単体状態で振動試験した結果を比較例とともに示す図である。
【図５】同実施例のダイナミックダンパを図６のベース加振体に取り付けて振動試験したときの制振効果を示す図である。
【図６】図５の制振効果の測定方法の説明図である。
【図７】排気管用のダイナミックダンパの比較例を示す図である。
【図８】従来のダイナミックダンパの一形態例を示す図である。
【符号の説明】
１０　排気管（振動体）
１２　ダイナミックダンパ
１４　ダンパマス
１４−１，１４−２，１４−３　マスブロック
１６　弾性支持部材
１８　取付部材（振動体）
２４−１，２４−２　弾性連結部材
【図１】
2004125146.tif 000004
【図２】
2004125146.tif 000005
【図３】
2004125146.tif 000006
【図４】
2004125146.tif 000007
【図５】
2004125146.tif 000008
【図６】
2004125146.tif 000009
【図７】
2004125146.tif 000010
【図８】
2004125146.tif 000011