(57)【要約】【課題】振動低減支持部材９において、高周波領域での振動体から支持体に伝わる振動を有効に低減することである。【解決手段】振動体に接触する受け部１０と、支持体に接触するベース部１２とを備える。受け部１０とベース部１２とを主弾性部１４により結合し、受け部１０とベース部１２との間に、主減衰部１６を設ける。内部に複数の片側サブストラクチャ１８、１８を設け、各片側サブストラクチャ１８、１８を、受け部１０から延びる副弾性部２２と、副弾性部２２の先端に結合する微小質量部２４と、受け部１０と微小質量部２４との間に設ける副減衰部２６とを含むものとする。微小質量部２４は、副弾性部２２を介してのみ受け部１０に結合する。【選択図】図１
2007271037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体と支持体との間に設けられ、振動体と接触する受け部と、支持体と接触するベース部と、受け部とベース部とを結合する結合部と、受け部とベース部との間に設ける主減衰部とを有し、結合部の少なくとも一部が主弾性部である振動低減支持部材であって、
内部に片側接続型サブストラクチャを含んでおり、
この片側接続型サブストラクチャは、受け部または結合部から内部に延びる副弾性部と、この副弾性部の先端に結合されている微小質量部と、受け部または結合部と微小質量部との間に副弾性部に対し並列に設けられている副減衰部とを含んでおり、微小質量部は、副弾性部を介してのみ受け部または結合部に結合されている振動低減支持部材。
【請求項２】
請求項１に記載の振動低減支持部材において、内部に片側接続型サブストラクチャを複数設けている振動低減支持部材。
【請求項３】
請求項２に記載の振動低減支持部材において、受け部とベース部と結合部とを含む本体部が、内部に密閉された閉鎖空間を持つものであり、この閉鎖空間内に片側接続型サブストラクチャを複数設けている振動低減支持部材。
【請求項４】
請求項３に記載の振動低減支持部材において、主弾性部と受け部とベース部と副弾性部とを、ゴムまたは樹脂により一体成形すると共に、内部に粘性流体を封入しており、この粘性流体を封入した部分により主減衰部と副減衰部とを構成している振動低減支持部材。
【請求項５】
請求項１に記載の振動低減支持部材において、この振動低減支持部材の内部に両側接続型サブストラクチャを含んでおり、
この両側接続型サブストラクチャは、第２の微小質量部と、この第２の微小質量部の両側にそれぞれ延びる第２の受け部側副弾性部および第２のベース部側副弾性部と、第２の受け部側副弾性部に対し並列に設けられている第２の受け部側副減衰部と、第２のベース部側副弾性部に対し並列に設けられている第２のベース部側副減衰部とを含んでおり、
第２の受け部側副弾性部は、第２の微小質量部を、複数の結合部同士を結合する中間部分のベース部側部分、または受け部に結合するものであり、
第２のベース部側副弾性部は、第２の微小質量部を、複数の結合部同士を結合する中間部分の受け部側部分、またはベース部に結合するものである振動低減支持部材。
【請求項６】
請求項５に記載の振動低減支持部材において、内部に片側接続型サブストラクチャと両側接続型サブストラクチャとを、それぞれ複数ずつ設けている振動低減支持部材。
【請求項７】
請求項６に記載の振動低減支持部材において、受け部とベース部と結合部とを含む本体部が、内部に密閉された閉鎖空間を持つものであり、この閉鎖空間内に片側接続型サブストラクチャと両側接続型サブストラクチャとを、それぞれ複数ずつ設けている振動低減支持部材。
【請求項８】
請求項７に記載の振動低減支持部材において、主弾性部と受け部とベース部と副弾性部と第２の受け部側副弾性部と第２のベース部側副弾性部とを、ゴムまたは樹脂により一体成形すると共に、内部に粘性流体を封入しており、この粘性流体を封入した部分により主減衰部と副減衰部と第２の受け部側副減衰部と第２のベース部側副減衰部とを構成している振動低減支持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体を支持体に支持するための支持部材であって、振動体から支持体に伝わる振動を低減するために利用される振動低減支持部材の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンマウントやサスペンションブッシュ等、カーボン混入ゴム等の弾性材で造られている支持部材は、エンジンやサスペンションの構成部品等の振動体から、車体等の支持体に伝わる振動を低減するインシュレータの役目を持つことが要求されている。図１２〜１３は、この様な支持部材のうちの、ゴムブッシュのばね定数の特性を、振幅及び周波数に対する関係で求めたものである。なお、図１２は、一定の周波数である、４５Ｈｚの振動でゴムブッシュを加振した場合を、図１３は、一定の振幅である１０μｍの振動でゴムブッシュを加振した場合を、それぞれ示している。
【０００３】
図１２のばね定数の特性から分かるように、ゴムブッシュに伝わる振動の振幅が大きくなる程、ゴムブッシュのばね定数は小さくなり、このゴムブッシュの剛性は低下する。また、図１３のばね定数の特性から分かるように、ゴムブッシュに伝わる振動の周波数が高くなる程ゴムブッシュのばね定数は大きくなり、このゴムブッシュの剛性は上昇する。言い換えれば、周波数の低い振動がゴムブッシュに加えられた場合には、この振動の振幅が大きくなるので、ゴムブッシュを介して振動体から支持体に伝達される振動は収まり易い。これに対して、周波数の高い振動がゴムブッシュに加えられた場合には、この振動の振幅が小さくなるので、この振動が収まりにくく、振動体に加わる力が支持体に、大きな力で伝わり易くなってしまう。このように、弾性材により造られている支持部材の剛性は、加えられる振動の振幅及び周波数の大きさに応じて変化することが分かっている。この理由は、支持部材の材料の粘性の影響というよりは、振動の振幅に依存した非線形性の影響が支持部材の剛性に表れるためであると考えられている。なお、上記の説明は、支持部材がゴムブッシュの場合について説明したが、ゴムブッシュ以外の弾性材により造られている支持部材の場合も同様の傾向がある。
【０００４】
多くのマウントやブッシュにおいては、振動体の振動の周波数が比較的低い準静的な状況では高い剛性で振動体を支持することが求められる一方、周波数の高い振動は遮断するように振動体を柔らかく支持する、すなわち剛性を低くすることが求められている。ただし、上記のように、従来から実際に使用されているゴムブッシュ等の弾性材により造られている支持部材は、低周波数の振動が加わる場合に低い剛性で振動体を支持する一方、高周波数の振動が加わる場合に高い剛性で振動体を支持しており、高周波領域で振動体に加わる力が支持体に、大きな力のままで伝わり易くなっている。このように、実際の場合には、弾性材製の支持部材の特性は、求められる特性と逆になっている。
【０００５】
振動を抑えるための振動低減支持部材としては、特許文献１〜２に記載された構造が従来から知られている。このうちの特許文献１に記載された振動低減支持部材は、第１の取付部材と第２の取付部材とを本体ばねにより結合すると共に、第１の取付部材に複数のストッパを結合している。また、これら各ストッパは、質量体と、この質量体を第１の取付部材に結合する弾性体とにより構成している。そして、大きな力が第１の取付部材に加えられた場合に、ストッパが第２の取付部材に設けられた弾性体層に接触することにより、ストッパの固有振動数が高くなり、高周波の振動領域での振動を吸収できる旨が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された振動低減支持部材は、アルミニウム合金製のハウジングと、このハウジングに封入された発泡弾性体とを備える。この発泡弾性体と、ハウジングの壁面との間には、微小隙間を設けている。そして、発泡弾性体がハウジングに接触することで、このハウジングの振動を抑えることができる旨が記載されている。
なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１、２の他に特許文献３がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１５１９９０号公報
【特許文献２】特開２００１−２４６９９５号公報
【特許文献３】特開２００２−２５６６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１〜２に記載されている構造の場合、何れも、振動体の振動を低減しつつこの振動体を支持体に支持できる可能性はあるが、高周波数領域での振動を有効に抑えることはできない可能性がある。例えば、特許文献１に記載された構造の場合、各ストッパが単に質量体と弾性体とから成るものであるため、減衰部の構造がなく、高周波数領域での振動を有効に抑えることはできない可能性がある。また、特許文献１に記載された構造では、大きな力が第１の取付部材に加えられた場合にのみ、高周波領域での振動を低減できるとされており、第１の取付部材に加えられた力が小さい場合に高周波領域での振動を有効に抑えることはできない可能性がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載された構造の場合、高周波領域での振動を特に抑えることは考慮していない。例えば、特許文献２に、発泡弾性体にダイナミックダンパの機能を持たせる様な概念は存在しない。
【００１０】
本発明の目的は、高周波領域での振動体から支持体に伝わる振動を有効に低減する振動低減支持部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る振動低減支持部材は、振動体と支持体との間に設けられ、振動体と接触する受け部と、支持体と接触するベース部と、受け部とベース部とを結合する結合部と、受け部とベース部との間に設ける主減衰部とを有し、結合部の少なくとも一部が主弾性部である振動低減支持部材であって、内部に片側接続型サブストラクチャを含んでおり、この片側接続型サブストラクチャは、受け部または結合部から内部に延びる副弾性部と、この副弾性部の先端に結合されている微小質量部と、受け部または結合部と微小質量部との間に副弾性部に対し並列に設けられている副減衰部とを含んでおり、微小質量部は、副弾性部を介してのみ受け部または結合部に結合されている。なお、「振動体と接触する」、および、「支持体と接触する」とは、振動体および支持体にそれぞれ直接接触する場合に限定するものではなく、振動体と支持体との少なくとも一方に金属等の剛体を介して接触する場合も含む（本明細書全体および特許請求の範囲で同じ）。
【００１２】
また、本発明に係る振動低減支持部材において、好ましくは、内部に片側接続型サブストラクチャを複数設ける。
【００１３】
また、本発明に係る振動低減支持部材において、好ましくは、受け部とベース部と結合部とを含む本体部が、内部に密閉された閉鎖空間を持つものであり、この閉鎖空間内に片側接続型サブストラクチャを複数設けているものとする。
【００１４】
また、本発明に係る振動低減支持部材において、好ましくは、主弾性部と受け部とベース部と副弾性部とを、ゴムまたは樹脂により一体成形すると共に、内部に粘性流体を封入しており、この粘性流体を封入した部分により主減衰部と副減衰部とを構成しているものとする。
【００１５】
また、本発明に係る振動低減支持部材において、好ましくは、この振動低減支持部材の内部に両側接続型サブストラクチャを含んでおり、この両側接続型サブストラクチャは、第２の微小質量部と、この第２の微小質量部の両側にそれぞれ延びる第２の受け部側副弾性部および第２のベース部側副弾性部と、第２の受け部側副弾性部に対し並列に設けられている第２の受け部側副減衰部と、第２のベース部側副弾性部に対し並列に設けられている第２のベース部側副減衰部とを含んでおり、第２の受け部側副弾性部は、第２の微小質量部を、複数の結合部同士を結合する中間部分のベース部側部分、または受け部に結合するものであり、第２のベース部側副弾性部は、第２の微小質量部を、複数の結合部同士を結合する中間部分の受け部側部分、またはベース部に結合するものであるものとする。
【００１６】
また、本発明に係る振動低減支持部材において、好ましくは、内部に片側接続型サブストラクチャと両側接続型サブストラクチャとを、それぞれ複数ずつ設ける。
【００１７】
また、本発明に係る振動低減支持部材において、好ましくは、受け部とベース部と結合部とを含む本体部が、内部に密閉された閉鎖空間を持つものであり、この閉鎖空間内に片側接続型サブストラクチャと両側接続型サブストラクチャとを、それぞれ複数ずつ設けているものとする。
【００１８】
また、本発明に係る振動低減支持部材において、好ましくは、主弾性部と受け部とベース部と副弾性部と第２の受け部側副弾性部と第２のベース部側副弾性部とを、ゴムまたは樹脂により一体成形すると共に、内部に粘性流体を封入しており、この粘性流体を封入した部分により主減衰部と副減衰部と第２の受け部側副減衰部と第２のベース部側副減衰部とを構成しているものとする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る振動低減支持部材によれば、高周波領域での振動体から支持体に伝わる力である伝達力を有効に低減し、振動体から支持体に伝わる振動を有効に低減することができる。
【００２０】
また、本発明に係る振動低減支持部材において、内部に両側接続型サブストラクチャを含んでおり、この両側接続型サブストラクチャは、第２の微小質量部と、この第２の微小質量部の両側にそれぞれ延びる第２の受け部側副弾性部および第２のベース部側副弾性部と、第２の受け部側副弾性部に対し並列に設けられている第２の受け部側副減衰部と、第２のベース部側副弾性部に対し並列に設けられている第２のベース部側副減衰部とを含んでおり、第２の受け部側副弾性部は、第２の微小質量部を、複数の結合部同士を結合する中間部分のベース部側部分、または受け部に結合するものであり、第２のベース部側副弾性部は、第２の微小質量部を、複数の結合部同士を結合する中間部分の受け部側部分、またはベース部に結合するものである、と言った構成を備えた振動低減支持部材によれば、０Ｈｚ付近の準静的な動剛性を高くしつつ、高周波領域のうち、低い周波数の側の動剛性の低減と、上記伝達力の低減とを図れる。なお、「動剛性」とは、単位振幅変位に対する応答反力の比を言う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１の発明の実施の形態］
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態及び実施例につき詳細に説明する。図１は、第１の発明の実施の形態の基本構成を示している。本実施の形態の振動低減支持部材９は、ダイナミックダンパと呼ばれるものを多段にして組み合わせている。すなわち、本実施の形態は、エンジン等の振動体を車体等の支持体に支持するエンジンマウント等の、振動低減支持部材に、本発明を適用している。例えばエンジンを支持するエンジンマウントは、エンジンが取り付く部分がいろいろな振動特性を持っているため、この取り付く部分の持つ複数の共振周波数にエンジンマウントのダイナミックダンパの共振周波数を合わせることにより、共振周波数での振動のピークを落とすことができる。このために、本実施の形態は、ダイナミックダンパと呼ばれるものを多段にして組み合わせている。
【００２２】
具体的には、本実施の形態の振動低減支持部材９は、図示しない振動体と支持体との間に設けられ、上記振動体に接触し、取り付けられる受け部１０と、上記支持体に接触し、取り付けられるベース部１２と、これら受け部１０とベース部１２とを結合する結合部である主弾性部１４と、これら受け部１０とベース部１２との間に設ける、粘性材、粘性流体等から成る主減衰部１６とを有する。また、振動低減支持部材９は、内部にそれぞれが片側接続型サブストラクチャである、複数の片側サブストラクチャ１８、１８を含んでいる。これら各片側サブストラクチャ１８、１８は、受け部１０から内部に延びる副弾性部２２、２２と、これら各副弾性部２２、２２の先端に結合されている微小質量部２４、２４とを有する。また、各片側サブストラクチャ１８、１８は、受け部１０と、微小質量部２４、２４との間に各副弾性部２２、２２に対し並列に、粘性材、粘性流体等から成る副減衰部２６、２６を設けている。また、各微小質量部２４、２４は、副弾性部２２、２２のみを介して受け部１０に結合している。尚、図１において、Ｋ、Ｃは主弾性部１４のばね定数および主減衰部１６の減衰係数を、ｋ、ｃは副弾性部２２のばね定数および副減衰部２６の減衰係数を、それぞれ表している。
【００２３】
この様な第１の実施の形態によれば、受け部１０が有する複数の共振周波数帯域において、各片側サブストラクチャ１８、１８をダイナミックダンパとして機能させるべく、各片側サブストラクチャ１８、１８の共振周波数を適切に調整することにより、高周波領域での動剛性を有効に低くすることができる。また、振動体から支持体に伝わる力である、伝達力を有効に低減することもできる。例えば受け部１０に加わる力をＦとし、ベース部１２に伝わる力をＦ0とした場合に、力伝達率であるＦ0／Ｆを有効に低減できる。なお、ダイナミックダンパは、共振する構造物の振幅の大きい部位に、周波数を適切に調整した質量−ばね−減衰系から成る片側サブストラクチャ１８、１８を付加して、振動エネルギを消散させることにより、系の持つ振動を低減する機構である。本実施の形態では、振動体の取り付く受け部１０側に片側サブストラクチャ１８、１８を付加する様な構造とすることにより、受け部１０の共振によりベース部１２の振動が増幅されることをなくすかまたは抑えて、受け部１０からベース部１２に伝わる伝達力を有効に低減し、振動体から支持体に伝わる振動を有効に低減できる。
【００２４】
次に、本実施の形態の効果を確認すべく、力伝達率Ｆ0／Ｆを求めたシミュレーション結果を説明する。まず、振動特性を持つ振動体を支持する１例として、図２に示す様な構成を考える。この構成では、受け部１０として、上下両端部に質量Ｍ1、Ｍ2をそれぞれ有する第１、第２微小質量部２８、３０と、これら両質量部２８、３０の間に設けた質量ｍの５個の第３微小質量部３２、３２と、各第１、第２質量部２８、３０と各第３微小質量部３２、３２とをそれぞれ互いに並行に結合する微小弾性部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅと微小減衰部３６、３６とを含んだモデルを考える。また、この様な受け部１０は、ベース部１２に、主弾性部１４により結合すると共に、これら受け部１０とベース部１２との間に、主弾性部１４と並列に、主減衰部１６を設けている。また、第１、第２微小質量部２８、３０がＵ1、Ｕ2の変位量で変位し、第１微小質量部２８がＦ1の力を受けるとし、ベース部１２がＦ0の力を受けるとする。また、主弾性部１４のばね定数をＫとし、減衰部１６の構造減衰係数をＧ（＝ωＣ／Ｋ）とし、第３微小質量部３２、３２の質量の合計値をＭ（＝Ｍ1＋Ｍ2＋５ｍ）とし、各微小減衰部３６、３６の構造減衰係数をｇ（＝ω’ｃ／ｋi）とする。なお、ωは主弾性部１４の角振動数であり、ω’は微小弾性部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅの角振動数である。また、Ｃは、主減衰部１６の減衰係数で、ｃは微小減衰部３６の減衰係数である。そして、以下の条件で、周波数に対する振動の位相と、力伝達率Ｆ0／Ｆ1とを求めるシミュレーションを行った。
【００２５】
Ｋ＝４．０×１０2 Ｎ／ｍｍ
Ｍ＝２５．０ｋｇ
Ｇ＝０．０５
Ｍ1＝４．０ｋｇ
Ｍ2＝６．０ｋｇ
ｍ＝３．０ｋｇ
ｇ＝０．０２
ｋ1＝１．０×１０3 Ｎ／ｍｍ
ｋ2＝４．０×１０3 Ｎ／ｍｍ
ｋ3＝９．０×１０3 Ｎ／ｍｍ
ｋ4＝１．６×１０4 Ｎ／ｍｍ
ｋ5＝２．５×１０4 Ｎ／ｍｍ
【００２６】
図３は、この様な条件の下で行ったシミュレーションの結果を示している。上記のように、振動体を取り付ける受け部１０側が図２の右図に示す様な質量−ばね−減衰系で構成されていると考えられる場合には、図２の左図に示すような、従来から知られているばね−減衰系で支持した場合に、力伝達率Ｆ0／Ｆ1は、振動体の振動特性が作用して、図３に示すように、複数の周波数帯域で、力伝達率Ｆ0／Ｆ1がピークを持つように上昇する応答を得る。図３に示した応答結果の２０Ｈｚ付近の共振は、振動体の質量と、マウント等の支持部材の剛性そのものとによって生じるものであるので、この共振のピークを低減するには支持部材そのもの（片側サブストラクチャ１８、１８を除く部分）の減衰による以外ない。ただし、２０Ｈｚ以上の周波数に於ける共振は、振動体の共振で生じるものであるので、本実施の形態では、次の様な複数の片側サブストラクチャを持った構成により振動のピークを低減する。
【００２７】
すなわち、図３に示す様な応答結果が得られる場合に、１００Ｈｚ以上の支持構造の共振周波数に対応して、図４に示す様な、質量−ばね−減衰から成る複数のダイナミックダンパで構成された振動低減支持部材９を設定する。この図４に示した構成は、図１に示した構成で、片側サブストラクチャ１８、１８を４個設けている。そして、図４に示す様な振動低減支持部材９での、受け部１０の振動体側に作用する外力Ｆ1に対する力伝達率Ｆ0／Ｆ1を求めるシミュレーションを行った。図５は、このシミュレーションの結果を示している。なお、図４における符号の意味は、上記の図１、２を用いて説明したのと同様であるため、重複する説明は省略する。図５では、破線ａにより図２の基本となる構成の場合を、実線ｂにより図４の本実施の形態に対応する構成の場合を、それぞれ表している。図５に示した結果から分かるように、４００Ｈｚ以下の比較的ピークの低い周波数帯域では、本実施の形態の効果はあまり見られなかったが、４００Ｈｚを越える周波数帯域では、１０ｄＢ程度の力伝達率Ｆ0／Ｆ1の低減効果が見られた。
【００２８】
なお、特許文献３には、第１の取付部材と第２の取付部材とを、中間支持板とゴム弾性体とを交互に積層して成るゴム積層体により連結した振動低減支持部材が記載されている。また、この振動低減支持部材の場合、ゴム積層体の厚さに対する、ゴム弾性体のＸ方向の幅と、ゴム積層体のＸ方向に対し直交するＹ方向の幅との所定の関係値が、所定値以上になるようにしている。そして、この構成により、振動低減支持部材の長期間使用後のゴム弾性体の経時劣化や温度変化によるばね定数の変化率を小さくできるとされている。ただし、この様な特許文献３に記載された振動低減支持部材は、第１、第２の両取付部材の間に直列に複数の中間支持板とゴム弾性体とを設けたものであり、本発明のように、片側サブストラクチャの微小質量部を、副弾性部のみを介してのみ受け部（または受け部とベース部とを結合する結合部）に結合したものとは大きく構造が異なる。
【００２９】
［第２の発明の実施の形態］
次に、図６は、第２の発明の実施の形態を示している。本実施の形態は、前述の第１の発明の実施の形態において、ベース部１０と受け部１２との間にそれぞれが両側接続型サブストラクチャである、複数の両側サブストラクチャ３８、３８を設けている。これら各両側サブストラクチャ３８、３８は、振動低減支持部材９ａの内部に含んでおり、Ｋ−Ｃのばね−減衰系に対して並列に設けている。また、各両側サブストラクチャ３８、３８は、微小質量ｍ´を有する第２の微小質量部４０、４０と、この第２の微小質量部４０、４０の両側にそれぞれ延びる第２の受け部側副弾性部４１および第２のベース部側副弾性部４２と、第２の受け部側、ベース部側副弾性部４１、４２に対し並列に設けた第２の受け部側副減衰部４３および第２のベース部側副減衰部４４とを含んでいる。
【００３０】
第２の受け部側副弾性部４１は、第２の微小質量部４０を、受け部１０に結合するものであり、第２のベース部側副弾性部４２は、第２の微小質量部４０を、ベース部１２に結合するものである。第２の受け部側、ベース部側各副弾性部４１、４２のばね定数は、何れもｋである。また、第２の受け部側、ベース部側各副減衰部４１、４２の減衰係数は、何れもｃである。
【００３１】
この様な第２の実施の形態の場合も、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得られる。さらに、本実施の形態によれば、振動低減支持部材９ａの、０Ｈｚ付近の準静的な動剛性Ｆ0／Ｕを高くしつつ、高周波領域での動剛性Ｆ0／Ｕを低減できる。ここで、Ｆ0は、ベース部１２の応答反力であり、Ｕは、受け部１０の変位である。すなわち、動剛性Ｆ0／Ｕは、静的な周波領域から低周波領域においては、主弾性部１４のばね定数Ｋと、各両側サブストラクチャ３８、３８のばね定数に関するｋ／２の総和との和｛＝Ｋ＋（ｋ／２）＋（ｋ／２）＋・・・｝となるため、両側サブストラクチャ３８、３８の数が多くなるほど動剛性Ｆ0／Ｕは大きくなる。一方、各両側サブストラクチャ３８、３８の共振周波数以上の周波数帯域においては、微小弾性部４０、４０が動剛性Ｆ0／Ｕに影響しなくなり、全体の動剛性Ｆ0／Ｕは、本体ばね１４のばね定数Ｋのみに低減する。この様な本実施の形態は、前述の第１の実施の形態に対して、０Ｈｚ付近の準静的な動剛性Ｆ0／Ｕを高くしつつ、高周波領域の、より低い周波数での力伝達率を、より低減することができる。
【００３２】
次に、本実施の形態の効果を確認すべく振動低減支持部材９ａの動剛性Ｆ0／Ｕを求めたシミュレーションの結果を説明する。まず、高周波領域での動剛性Ｆ0／Ｕを低減する振動低減支持部材９ａの１例として、図７に示す様な構成を考えた。この構成においては、各両側サブストラクチャ３８ａ、３８ｂ、３８ｃのみによる効果を見るべく、片側サブストラクチャ１８（図６等参照）の構成を省略している。すなわち、図７に示す構成は、ばね定数Ｋを有する主弾性部１４及び構造減衰係数Ｇを有する減衰部１６の他に、３つの両側サブストラクチャ３８ａ、３８ｂ、３８ｃを設けている。また、各両側サブストラクチャ３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、微小質量ｍ1、ｍ2、ｍ3を有する第２の微小質量部４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、この第２の微小質量部４０ａ、４０ｂ、４０ｃを受け部１０とベース部１２とにそれぞれ結合するばね定数ｋの第２の受け部側副弾性部４１および第２のベース部側副弾性部４２とを設けている。また、受け部１０と第２の微小質量部４０ａ、４０ｂ、４０ｃとの間、および、ベース部１２と第２の微小質量部４０ａ、４０ｂ、４０ｃとの間に、それぞれ第２の受け部側副弾性部４１および第２のベース部側副弾性部４２に対し並列に、第２の受け部側副減衰部４３および第２のベース部側副減衰部４４を含んでいる。これら各副減衰部４３、４４の構造減衰係数は、ｇ（＝ω’ｃ／ｋ）であり、前述の図２に示した場合と同様である。そして、以下の条件で、周波数に対する振動の位相と、動剛性Ｆ0／Ｕとを求めるシミュレーションを行った。
【００３３】
Ｋ＝４．０×１０2 Ｎ／ｍｍ
Ｇ＝０．０５
ｋ＝４．０×１０1 Ｎ／ｍｍ
ｇ＝０．１
ｍ1＝０．５ｋｇ
ｍ2＝０．２ｋｇ
ｍ3＝０．１ｋｇ
【００３４】
図８は、このようにして行ったシミュレーションの結果を示している。図８において、破線ａは、受け部１０とベース部１２との間に主弾性部１４と主減衰部１６とのばね−減衰系のみを設けた基本例を、実線ｂは、基本例に１個の両側サブストラクチャ（３８ａ、３８ｂ、３８ｃの何れか１）を付加した第１例を、一点鎖線ｃは、基本例に２個のサブストラクチャ（３８ａ、３８ｂ、３８ｃの何れか２）を付加した第２例を、二点鎖線ｄは基本例に３個のサブストラクチャ３８ａ、３８ｂ、３８ｃを付加した第３例を、それぞれ表している。この様な図８に示した結果から明らかなように、０Ｈｚ付近の準静的な動剛性Ｆ0／Ｕはサブストラクチャの数が増えるにしたがって上昇するが、各サブストラクチャの共振周波数以上の高周波数帯域では、第１〜３例の何れの場合も、動剛性Ｆ0／Ｕは主弾性部１４のばね定数Ｋの値と等価な値に収束しており、高周波数帯域でのサブストラクチャの剛性は全体系の動剛性Ｆ0／Ｕに寄与していないことが分かった。この様な結果から、第２の実施の形態では、０Ｈｚ付近の準静的な動剛性Ｆ0／Ｕを高くしつつ、高周波領域での動剛性Ｆ0／Ｕの低減を図れることを確認できた。
【００３５】
［第３の発明の実施の形態］
次に、図９は、第３の発明の実施の形態を示している。本実施の形態の振動低減支持部材９ｂは、前述の図１に示した第１の発明の実施の形態において、受け部１０とベース部１２との間に設ける複数の片側サブストラクチャ１８、１８の副弾性部２２を、主弾性部１４に結合している。また、この副弾性部２２の先端に微小質量部２４を結合すると共に、主弾性部１４と微小質量部２４との間に副弾性部２２に対し並列に副減衰部２６を含んでいる。このように本発明では、片側サブストラクチャ１８、１８の副弾性部２２、２２を、受け部１０とベース部１２とを結合する結合部から延ばすこともできる。このような本実施の形態によっても、前述の第１の実施の形態と同様に、高周波領域での振動体から支持体に伝わる力である、伝達力を有効に低減し、振動体から支持体に伝わる振動を有効に低減することができる。ただし、この振動を有効に低減する面からは、前述の第１の実施の形態のように、受け部１０に直接片側サブストラクチャ１８、１８の副弾性部２２を結合することがより好ましい。
その他の構成および作用については、前述の図１に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【実施例１】
【００３６】
前述の各実施の形態では、質量−ばね−減衰系の離散系について説明したが、各実施の形態を実際の連続体であるエンジンマウント等の支持部材に適用しても、前述したのと同様の効果を得られる。次に図１０に示す実施例は、前述の図６に示した第２の実施の形態で、片側サブストラクチャ１８、１８の結合部分を、図９と同様にしたものを、実際のエンジンマウント等のマウントに適用した場合を示している。具体的には、図１０（ロ）に示す実施例は、図１０（イ）に示す２個の基本構成を組み合わせたものを１組として、これを４組組み合わせた如き構造を有する。すなわち、本実施例の振動低減支持部材４６は、全体をゴムまたは樹脂により一体に造った本体部４７の内部に、減衰性能を確保するためにオイル等の粘性流体４８を封入している。
【００３７】
また、本体部４７は、外枠部４９の内部を断面十字形に造った十字板部５０により、４個の室５２、５２に仕切っている。したがって、各室５２、５２は、密閉された閉鎖空間となる。また、外枠部４９は、振動体と接触し、これを取り付ける受け部５４と、支持体と接触し、これを取り付けるベース部５６と、受け部５４およびベース部５６同士を結合する断面矩形状の側壁部５８とにより構成している。この側壁部５８および十字板部の立板部６０が、主弾性部に相当する。
【００３８】
また、側壁部５８の側面から各室５２、５２の内側に向け、２個ずつの片側サブストラクチャ体６２、６２を突出させている。各片側サブストラクチャ体６２、６２は、側壁部５８の内面から延びる副弾性部６４と、これら各副弾性部６４の先端に結合した微小質量部６６とを有する。なお、各片側サブストラクチャ体６２、６２は、受け部５４の内面または十字板部５０の横板部６８の内面から各室５２、５２の内側に向け突出させることもできる。また、各片側サブストラクチャ体６２、６２の、図１０（ロ）の表、裏両側は、側壁部５８の内面に結合せず、側壁部５８の内面との間に隙間を設けている。本実施例の場合、各片側接続型サブストラクチャは、各片側サブストラクチャ体６２と、これら各片側サブストラクチャ体６２を構成する微小質量部６６と副弾性部６４側の各側壁部５８の内面との間部分に設けた粘性流体４８部分である副減衰部とにより構成する。
【００３９】
また、各室５２、５２の内側において、横板部６８、６８の上下両側面と受け部５４およびベース部５６の内側面とを、それぞれ１対ずつの両側サブストラクチャ体７０により結合している。各両側サブストラクチャ体７０は、第２の微小質量部７２と、第２の受け部側副弾性部７４と、第２のベース部側副弾性部７６とを備える。このうちの第２の受け部側副弾性部７４は、第２の微小質量部７２を受け部５４、または横板部６８のベース部５６側の面(図１０(ロ)の下面)に結合するものである。また、第２のベース部側副弾性部７６は、第２の微小質量部７２をベース部５６、または横板部６８の受け部５４側の面(図１０(ロ)の上面)に結合するものである。
【００４０】
また、受け部５４または横板部６８の受け部５４側の面と第２の微小質量部７２との間、および、ベース部５６または横板部６８のベース部５６側の面と第２の微小質量部７２との間に、それぞれ第２の受け部側副弾性部７４または第２のベース部側副弾性部７６に対し並列に、粘性流体４８部分の一部を含んでいる。また、各両側サブストラクチャ体７０の、図９（ロ）の表、裏両側は、側壁部５８の内面に結合せず、側壁部５８の内面との間に隙間を設けている。本実施例の場合、各両側接続型サブストラクチャは、各両側サブストラクチャ体７０と、各両側サブストラクチャ７０を構成する第２の微小質量部７２と受け部５４または横板部６８の受け部５４側との間部分、または第２の微小質量部７２とベース部５６または横板部６８のベース部５６側との間部分に存在する粘性流体４８部分とにより構成する。本実施例の場合、本体部４７と各片側サブストラクチャ体６２と各両側サブストラクチャ体７０とを、一体成形している。なお、本実施例の場合、粘性流体４８のうち、各片側接続型サブストラクチャおよび各両側接続型サブストラクチャを構成する粘性流体４８部分を除いたものが、主減衰部に相当する。
【００４１】
この様な本実施例によれば、上記の第２の実施の形態または第３の実施の形態と同様の効果を得られる。すなわち、本実施例によれば、０Ｈｚ付近の準静的な動剛性を高くしつつ、高周波領域のより低い周波数での振動体から支持体に伝達される力に関する、力伝達率を、より低減することができると言った効果と、高周波領域のより高い周波数での力伝達率を、より低減することができると言った効果との両方を得られる。
【００４２】
次に、図１１は、本実施例により力伝達率の低減を図れると言った効果を得られることを確認すべく行ったシミュレーションの結果を示している。図１１において、破線ａ´は、前述の図３に示した場合と同様の結果が得られるもので、本実施例において各片側、両側サブストラクチャの何れも設けない場合のシミュレーション結果を、実線ｂ´は、本実施例のシミュレーション結果を、それぞれ表している。
【００４３】
図１１に示した結果と、図３、５に示した結果とを比較すれば明らかなように、本実施例の場合には、４００Ｈｚを超えた周波領域で力伝達率の低減を図れるだけでなく、４００Ｈｚ以下の周波領域でも、力伝達率力Ｆ0／Ｆ1のピークを抑えることができる。なお、１００Ｈｚ近辺の周波数帯域で、力伝達率Ｆ0／Ｆ1が階段状に低下しているが、これは第１の実施の形態では得られなかった、第２の実施の形態による効果である。なお、図１０に示した例では、同図の上下に配置する両側サブストラクチャ体７０、７０の同図の左右方向位置を一致させているが、この左右方向位置は、同図の上下に位置する各両側サブストラクチャ体７０、７０同士でずらせることもできる。ただし、振動低減支持部材４６の静的領域での剛性をより高くする面からは、図１０に示したように両側サブストラクチャ体７０、７０の、横板部６８に対する結合部の左右方向位置を、上下に配置するもの同士でほぼ一致させることが好ましい。
【００４４】
なお、図示は省略するが、図１０の構造で、上下の室５２、５２同士を連通するオリフィスの役目を果たす通孔を形成することもできる。また、同じく図示は省略するが、図１０に示した構成で、例えば同図の左右方向片側半部を省略し、室として、上下に配置する２個の室のみを備えたものとし、各室の互いに対向する側壁部の内面からそれぞれ同数の（例えば４個ずつの）片側サブストラクチャ体を延出させると共に、上下の室でそれぞれ同数の（例えば３個ずつの）両側サブストラクチャ体を、受け部の内面と横板部の受け部側の面、および、ベース部の内面と横板部のベース部側の面に、それぞれ結合することもできる。また、各室の内部に、粘性流体を封入する。このような構成によっても、０Ｈｚ付近の準静的な動剛性を高くしつつ、高周波領域のより低い周波数での振動体から支持体に伝達される力に関する、力伝達率を、より低減することができると言った効果と、高周波領域のより高い周波数での力伝達率を、より低減することができると言った効果との両方を得られる。
【００４５】
なお、本発明の構成からは外れるが、本発明者は、前述の図７に示したような、振動体と支持体との間に設けられ、振動体と接触する受け部と、支持体と接触するベース部と、受け部とベース部とを結合する結合部と、受け部とベース部との間に設ける主減衰部とを有し、結合部の少なくとも一部が主弾性部である振動低減支持部材であって、内部に両側接続型サブストラクチャを含んでおり、この両側接続型サブストラクチャは、第２の微小質量部と、この第２の微小質量部の両側にそれぞれ延びる第２の受け部側副弾性部および第２のベース部側副弾性部と、第２の受け部側副弾性部に対し並列に設けられている第２の受け部側副減衰部と、第２のベース部側副弾性部に対し並列に設けられている第２のベース部側副減衰部とを含んでおり、第２の受け部側副弾性部は、第２の微小質量部を、複数の結合部同士を結合する中間部分のベース部側部分、または受け部に結合するものであり、第２のベース部側副弾性部は、第２の微小質量部を、複数の結合部同士を結合する中間部分の受け部側部分、またはベース部に結合するものである振動低減支持部材も発明した。この振動低減支持部材の場合には、片側サブストラクチャを設けてはいない。ただし、このような、片側サブストラクチャを設けていない構成の場合にも、両側サブストラクチャを設けているため、前述の図７、８を用いて説明したのと同様に、０Ｈｚ付近の準静的な動剛性を高くしつつ、高周波領域での動剛性の低減を図れると言った効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の発明の実施の形態の基本構成を示す図である。
【図２】第１の発明の実施の形態の効果を見るべく行ったシミュレーションに用いる、サブストラクチャを設けない基本構成を示す図である。
【図３】図２の構成によるシミュレーション結果を示す、振動周波数と、位相および力伝達率との関係を示す図である。
【図４】上記シミュレーションに用いる第１の発明の実施の形態の基本構成を示す図である。
【図５】図４の構成によるシミュレーション結果を示す、図３と同様の図である。
【図６】第２の発明の実施の形態の基本構成を示す図である。
【図７】第２の発明の実施の形態の効果を見るべく行ったシミュレーションに用いる、図６の構成から一部を省略した構成を示す図である。
【図８】第２の発明の実施の形態の効果を見るべく行ったシミュレーション結果を示す、振動周波数と、位相および動剛性との関係を示す図である。
【図９】第３の発明の実施の形態の基本構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施例を説明するための、(イ)は基本構成を、(ロ)は断面図を、それぞれ示す図である。
【図１１】図１０の実施例の効果を見るためのシミュレーション結果を示す、図３と同様の図である。
【図１２】ゴムブッシュのばね定数の特性の１例を、振幅に対する関係で求めた線図である。
【図１３】ゴムブッシュのばね定数の特性の１例を、周波数に対する関係で求めた線図である。
【符号の説明】
【００４７】
９、９ａ、９ｂ  振動低減支持部材、１０  受け部、１２  ベース部、１４  主弾性部、１６  主減衰部、１８  片側サブストラクチャ、２２  副弾性部、２４  微小質量部、２６  副減衰部、２８  第１微小質量部、３０  第２微小質量部、３２  第３微小質量部、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ  微小弾性部、３６  微小減衰部、３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ  両側サブストラクチャ、４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  第２の微小質量部、４１  第２の受け部側副弾性部、４２  第２のベース部側副弾性部、４３  第２の受け部側副減衰部、４４  第２のベース部側副減衰部、４６  振動低減支持部材、４７  本体部、４８  粘性流体、４９  外枠部、５０  十字板部、５２  室、５４  受け部、５６  ベース部、５８  側壁部、６０  立板部、６２  片側サブストラクチャ体、６４  副弾性部、６６  微小質量部、６８  横板部、７０  両側サブストラクチャ体、７２  第２の微小質量部、７４  第２の受け部側副弾性部、７６  第２のベース部側副弾性部。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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