(57)【要約】【課題】複数の乃至は広い周波数域において有効な制振効果が発揮され得る、新規な構造の制振装置を提供すること。【解決手段】複数の弾性プレート部材１２を積み重ねると共に、それら複数の弾性プレート部材１２の積み重ね方向において、制振対象となる振動部材１６の表面１８に重ね合わせて配設し、該複数の弾性プレート部材における少なくとも一つの固有振動数を、該振動部材において制振すべき振動の周波数域にチューニングした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の弾性プレート部材を互いに積み重ねて設けると共に、それら複数の弾性プレート部材を積み重ね方向において制振対象となる振動部材の表面に重ね合わせて配設し、該複数の弾性プレート部材における少なくとも一つの固有振動数を、該振動部材において制振すべき振動の周波数域にチューニングしたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記複数の弾性プレート部材を前記振動部材の表面上で位置決め状態で配設するための位置決め手段を設けた請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記複数の弾性プレート部材の積み重ね面間にゴム弾性層を設けた請求項１又は２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記複数の弾性プレート部材が、何れも、金属材と樹脂材の少なくとも一方によって形成されている請求項１乃至３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、振動部材の振動を低減す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】
従来から、自動車のボデーや住宅の窓ガラスや建具等のような振動部材の振動を低減する制振デバイスとしては、例えば、振動部材の表面に貼着されたアスファルトシートやゴムシート等の制振構造材や、特許文献１（特開平４−１４０５３１号公報）や特許文献２（特開平５−２６２９４号公報）、特許文献３（特開２００４−１２５１４６号公報）、特許文献４（特開２００４−２１０１３５号公報）にも示されているような、振動部材に対してバネ部材を介してマス部材を連結支持させたダイナミックダンパ（動的吸振器）等が知られている。
【０００３】
ところが、制振構造材やダイナミックダンパにおいては、何れも、有効な制振効果を得るために、広い貼着面積や大きなマス部材の質量が必要になり、それによって、重量が嵩むという問題があった。また、制振構造材を構成するアスファルトやダイナミックダンパのバネ部材を構成するゴム弾性体等の特性が温度に影響され易いため、制振効果の温度依存性が大きくなって、目的とする制振効果が安定して得られ難い問題があった。
【０００４】
しかも、ダイナミックダンパでは、マス−バネ系からなる副振動系の固有振動数が主振動系たる振動部材において制振すべき振動周波数域にチューニングされることにより振動部材に対して制振効果が得られるようになっているが、かかる制振効果が副振動系がチューニングされた比較的に狭い周波数域でしか発揮され難いため、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して有効な制振効果が発揮され難い問題を内在していた。
【０００５】
また、近年では、振動部材の多種多様化や要求される制振性能の向上に伴い、例えば、特許文献５（特開２００１−２４１４９８号公報）に示される如き制振装置が提案されている。かかる制振装置においては、振動部材に固定される剛性のハウジングに対して隙間を隔てて独立マス部材を変位可能に配設した構造とされており、振動入力時に、マス部材がハウジングに対して弾性的な当接面を介して打ち当たることにより、打ち当たりに際しての滑り摩擦や衝突によるエネルギ損失を利用して、制振効果を得るようになっている。
【０００６】
しかしながら、従来構造の当たり型の制振装置では、未だ充分な制振効果を得ることが難しい場合があり、特に複数の又は広い周波数域の振動に対して有効な制振効果を得ることが難しい場合があった。しかも、有効な制振効果を確保しつつ、重量の更なる減少が要求されていたのである。
【０００７】
なお、特許文献６（特開平７−２９３６５９号公報）には、上記特許文献５と同様、独立マス部材の打ち当たりによる制振効果を利用したものとして、円形断面の長手ロッド形状を有するロッド状マスを用いた制振装置が開示されている。この制振装置は、振動部材であるボールねじ軸を中空の円筒形状として、その中心孔にロッド状マスを挿入して収容したものである。特に、この特許文献６には、ロッド状マスの軸方向で相互に離隔して複数のブッシュが外挿されており、これらブッシュの装着位置をロッド状マスの軸方向で調節することによって、ロッド状マスにおけるラジアル方向の固有振動数を変化させて、複数の周波数域で制振効果を得ることが出来ると記載されている。
【０００８】
しかしながら、ロッド状マスへのブッシュの装着位置を変更するだけで、単一のロッド状マスにおける固有振動数を変更調節することが出来るとは考え難く、複数の周波数域での制振効果を有効に得られるか、疑問である。しかも、ロッド状マスのボールねじ軸に対する、ブッシュを介しての打ち当たりは、何れも円形断面の内外周面で行われることから、打ち当たり面が点又は線による単純なものとなる。それ故、ロッド状マスのボールねじ軸に対する打ち当たりも単純となるから、結局、有効な制振効果が発揮される振動周波数域は、狭いものとならざるを得ないと考えられる。
【０００９】
【特許文献１】特開平４−１４０５３１号公報
【特許文献２】特開平５−２６２９４号公報
【特許文献３】特開２００４−１２５１４６号公報
【特許文献４】特開２００４−２１０１３５号公報
【特許文献５】特開２００１−２４１４９８号公報
【特許文献６】特開平７−２９３６５９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り、その解決課題とするところは、複数の乃至は広い周波数域において小振動や大振動に対する制振効果が有利に発揮され得る、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、このような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。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【００１２】
すなわち、本発明の特徴とするところは、複数の弾性プレート部材を互いに積み重ねて設けると共に、それら複数の弾性プレート部材を積み重ね方向において制振対象となる振動部材の表面に重ね合わせて配設し、複数の弾性プレート部材における少なくとも一つの固有振動数を、振動部材において制振すべき振動の周波数域にチューニングした制振装置にある。
【００１３】
このような本発明に従う構造とされた制振装置においては、弾性プレート部材が振動部材の表面上乃至は弾性プレート部材の重ね合わせ面上でそれ自体が弾性変形して、弾性プレート部材に曲げ振動が発生する。この曲げ振動に基づき振動部材に対して制振効果（振動減衰効果）が発揮される。特に、弾性プレート部材における少なくとも一つの固有振動数が制振すべき振動の周波数域にチューニングされていることによって、弾性プレート部材の曲げ共振により、大きな制振効果が効率的に得られる。
【００１４】
すなわち、弾性プレート部材それ自体の曲げ共振を利用することで、弾性プレート部材を、その全体において、或いは全体ではなく部分的において、振動部材から効率良く浮き上がらさせることが出来る。これにより、弾性プレート部材が振動部材に直接に打ち当たったり、或いは弾性プレート部材が他の弾性プレート部材を介して振動部材に打ち当たる等して、滑り摩擦や打撃によるエネルギ損失に基づく制振効果が得られる。要するに、弾性プレート部材を採用したことにより、剛性のプレート部材に比して、弾性プレート部材自体の弾性変形に基づいて、打ち当たり部位の変位やその速度が一層大きくされ得、その結果、打ち当たりのエネルギが一層効果的に得られるのである。
【００１５】
それ故、入力される振動エネルギが小さくても、弾性プレート部材の曲げ共振作用で、弾性プレート部材が振動部材に対して効率的に乃至は大きく打ち当たって有効な制振効果が発揮される。特に、板形状の弾性プレート部材を採用したことで曲げ共振が効果的に発現するのであり、各弾性プレート部材の重心が殆ど変化しなくても、即ち弾性プレート部材が全体として振動部材から殆ど浮き上がらなくても、その曲げ共振により、振動部材に対して有効な打ち当たりが生じる。なお、好ましくは四角平板形状、より好ましくは矩形平板形状の弾性プレート部材が採用される。
【００１６】
また、弾性プレート部材の弾性変形による弾性プレート部材と振動部材の当接面の変化や弾性プレート部材同士の重ね合わせ面の変化によって、弾性プレート部材それ自体の固有振動数も固定的でなく、ある程度の周波数域に亘って変化することが確認されている。従って、例えば制振すべき振動の周波数が複数あった場合、或いはある程度の周波数域に存在している場合にも、それら複数の振動の周波数を含む周波数域にチューニング周波数が設定されることによって、複数の周波数域の振動やある程度の周波数域に亘る振動に対しても、上述の共振作用に基づく打ち当たりによる制振効果が安定して得られる。
【００１７】
また、複数の弾性プレート部材が採用されているので、弾性プレート部材の一基あたりの軽量化が図られて所望の弾性による曲げ振動が生ぜしめられ易くなる。加えて、複数の弾性プレート部材全体で重量が安定して確保され易くなることから、重量の大きな振動部材に対しても打ち当たりによる制振効果が有利に発揮され得る。即ち、重量確保のために、弾性プレート部材の厚さ寸法が大きくなること等に起因して、弾性プレート部材の曲げ振動が発現し難くなることが回避される。
【００１８】
このように、弾性プレート部材それ自体の共振作用に着目し、かかる弾性プレート部材を複数用いて、互いに重ね合わせたことにより、共振作用、固有振動数のチューニング性能および重量安定性が向上され得る。それ故、複数の乃至は広い周波数域において小さな振動から大きな振動まで有効な制振効果を発揮し得る、従来にない新規な構造の制振装置が実現可能となったのである。
【００１９】
なお、本発明において、好適には、振動部材の制振すべき振動の周波数域に対して、弾性プレート部材における一次の固有振動数がチューニングされる。それによって、弾性プレート部材の基本振動が振動部材の共振周波数の振動にチューニングされることとなり、制振効果がより効率的に得られる。
【００２０】
特に、本発明では、複数の弾性プレート部材が互いに重ね合わせられて配設されていることにより、弾性プレート部材の数だけ異なる固有振動数をチューニング設定することも可能である。例えば、全ての弾性プレート部材の固有振動数を制振すべき一つの振動の周波数域（同じ周波数域）にチューニングすることによって、当該振動に対してより有効な制振効果を得たり、或いは、複数の弾性プレート部材の固有振動数を、互いに異なる制振すべき複数の振動の周波数域にチューニングすることにより、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して制振効果を得るようにすることも可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る制振装置においては、前記複数の弾性プレート部材を前記振動部材の表面上で位置決め状態で配設するための位置決め手段を設けた構造が、好適に採用される。このような構造によれば、弾性プレート部材が、振動部材の表面上で不必要に移動することが防止されて、振動部材における所定の場所に安定して位置決めされる。また、複数の弾性プレート部材の相互の位置ずれが防止されて、それらの重ね合わせ状態が安定して保持される。それ故、複数の弾性プレート部材同士の打ち当たり状態も安定して発現され得て、目的とする制振効果の安定化が図られ得る。
【００２２】
また、本発明に係る制振装置においては、前記複数の弾性プレート部材の積み重ね面間にゴム弾性層を設けた構造が、好適に採用される。このような構造によれば、弾性プレート部材同士の打ち当たりに伴う打音の発生が抑えられる。なお、制振対象部材と弾性プレート部材との打ち当たり面にもゴム弾性層を設けることが望ましい。また、かかるゴム弾性層は、弾性プレート部材から独立して設けても良いが、弾性プレート部材の表面にコーティングしたり被着する等して形成しても良い。
【００２３】
また、本発明に係る制振装置においては、前記複数の弾性プレート部材が、何れも、金属材と樹脂材の少なくとも一方によって形成されている構造が、好適に採用される。特に金属材を利用することによりマス重量を有利に確保することが出来て、コンパクト化と制振効果の向上が図られ得ると共に、制振効果の温度依存性も抑えられ得る。また、樹脂材を採用することにより、弾性プレート同士の打ち当たりに起因する打音を抑え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説明する。先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての制振装置１０が示されている。制振装置１０は、弾性プレート部材としての制振板１２や位置決め手段としてのハウジング１４を含んで構成されており、制振対象となる振動部材としての自動車ボデー１６の表面１８に重ね合わせられて配設されている。これにより、制振装置１０が、主振動系たるボデー１６に装着されて、主振動系に対する副振動系を構成している。
【００２５】
より詳細には、ハウジング１４は、矩形カップ状の器部材２０と矩形平板形状の蓋部材２２を含んで構成されている。器部材２０における底壁部２４や周壁部２６の内外周面が平坦とされている。ハウジング１４は、例えば、鉄やアルミニウム合金等の金属材やＦＲＰ等の合成樹脂材、或いはそれらの複合材等の硬質材を用いて形成されている。なお、図面上に明示はされていないが、器部材２０には、自動車ボデー１６に固定するための固定部が設けられている。この固定部は、例えば器部材２０の外周面上の複数箇所で突出形成されて、それぞれ固定用のボルト挿通孔が設けられた構造等が採用され得る。
【００２６】
蓋部材２２が、器部材２０の開口部を覆蓋するように配されて、ボルトや溶接等で器部材２０に固着されている。これにより、ハウジング１４が全体として長手状の略矩形箱状を呈していると共に、内部には、矩形状の収容領域２８が設けられている。この収容領域２８には、制振板１２が配設されている。
【００２７】
制振板１２は、鉄やアルミニウム等の金属材やナイロン系樹脂等の樹脂材、或いはそれらの複合材等を用いて形成される。制振板１２は、振動部材である自動車ボデー１６の装着部位（表面１８）の形状や大きさ、当該装着部位の質量や振動の周波数域等に応じて、その大きさや質量，形状が適当に設定されるものであり、特に限定されるものでないが、好ましくは、図示されているように矩形板形状とされる。
【００２８】
特に、制振板１２は、曲げ変形が生ぜしめられるように、厚さ寸法に対して長さ寸法が充分に大きく設定されていることが望ましい。長さ寸法は、制振板１２の長手方向（図１中、左右）の寸法である。厚さ寸法：ｔに対する長さ寸法：Ｌが、好ましくは５０≦Ｌ／ｔ≦１００００とされ、より好ましくは１００≦Ｌ／ｔ≦１０００とされる。また、平面形状は必ずしも矩形状である必要はないが、安定した曲げ変形を生ぜしめさせるためには、矩形状であることが望ましい。その場合、幅寸法：Ｂは、振動部材（自動車ボデー１６）に制振力を効果的に与えるために、１≦Ｌ／Ｂ≦１０とされる。また、制振板１２の曲げ共振による変形を安定して効率的に生ぜしめるために、制振板１２は、その全体に亘って厚さ寸法が一定とされることが望ましい。更にまた、振動部材に対する制振効果を効果的に発揮させるためには、振動部材の表面１８と制振板１２の重ね合わせ面が何れも平坦であることが望ましい。また、制振板１２の曲げ強度は、入力される振動の大きさや振動部材の剛性（強度）等に応じて、制振板１２の厚さ寸法を決定する際に考慮されることとなる。
【００２９】
さらに、制振板１２の質量は、防振すべき振動エネルギを考慮して決定されるが、一般に、自動車ボデー１６における制振対象部位の質量の０．０５〜１０％程度が好適であり、より好ましくは０．１〜５％とされる。余り質量が小さ過ぎると充分な制振効果を得ることが難しくなる一方、質量が大き過ぎると重量化が問題となるからである。
【００３０】
そこにおいて、上述の如き制振板１２が複数（例えば本実施形態では、３つ）用意されている。制振板１２の数は、所期の制振効果や製作性等に応じて適宜に設定変更されるものであり、例示の如き３つに限定されない。
【００３１】
本実施形態では、これら３つの制振板１２ａ，１２ｂ，１２ｃが全て同一の材料で形成されているため、各制振板１２の固有振動数が、その質量に基づきチューニングされる。具体的には、制振板１２の長さ寸法や幅寸法、厚さ寸法が適宜に設定変更されることとなるが、本発明者の実験および検討結果により、幅寸法が長さ寸法よりも長くなると、固有振動数が低周波側に移行してしまって、所期の曲げ共振が得られ難くなることが確認されている。従って、本実施形態では、厚さ寸法が長さ寸法に比して充分に小さくされていると共に、幅寸法が長さ寸法に比して小さくされている形態で、長さ寸法だけを設定変更することにより、制振板１２の固有振動数がチューニングされるようになっている。特に本実施形態では、３つの制振板１２ａ，１２ｂ，１２ｃの長さ寸法がそれぞれ異ならされていることによって、各制振板１２の固有振動数が異ならされている。
【００３２】
そして、３つの制振板１２ａ，１２ｂ，１２ｃが互いに重ね合わせられた状態で、ハウジング１４の収容領域２８に収容配置されている。各制振板１２の幅寸法が収容領域２８の幅寸法よりも小さくされていると共に、それら制振板１２において最も長い制振板１２の長さ寸法が、収容領域２８の長さ寸法よりも小さくされている。また、３つの制振板１２ａ，１２ｂ，１２ｃの厚さ寸法の合計が、収容領域２８の高さ寸法よりも充分に小さくされている。制振板１２を収容領域２８の中央に位置せしめた状態で、制振板１２の各幅方向の端部とハウジング１４の各幅方向の周壁部２６の間や制振板１２の各長手方向の端部とハウジング１４の各長手方向の周壁部２６の間には、全体に亘って略一定の寸法：δの隙間３０が形成されている。隙間３０の寸法：δは、振動の入力方向や大きさに対して、要求される制振板１２の変形乃至は変位の許容量に応じて適宜に設定変更されるため、特に限定されるものでない。
【００３３】
また、各制振板１２の重ね合わせ面間や制振板１２ａとハウジング１４の蓋部材２２の間、制振板１２ｃとハウジング１４の底壁部２４の間には、ゴム弾性層としての当接ゴム板３２が配設されている。当接ゴム板３２は、薄肉の略矩形平板形状を有しており、制振板１２と略同じ大きさとされている。本実施形態では、当接ゴム板３２の長さ寸法が、制振板１２の長さ寸法よりも僅かに小さくされている。
【００３４】
当接ゴム板３２の材質としては、天然ゴム等のジエン系ゴムや塩素系ゴム等の各種のゴム弾性材が採用可能であり、本発明では、制振板１２同士が打ち当たる際や制振板１２とハウジング１４、延いては振動部材である自動車ボデー１６が打ち当たる際の打音が問題となる場合に、かかる打音を抑えることを主たる目的として当接ゴム板３２が採用されることから、ゴム材料やゴム硬度は特に限定されない。制振板１２が樹脂材である場合等においては、当接ゴム板３２は必要でない場合が多い。尤も、打音低減の目的からすると、かかる当接ゴム板３２としては、ショアＤ硬さが２０〜４０のゴム弾性材が好適に採用される。
【００３５】
当接ゴム板３２の厚さ寸法が、全体に亘って略一定とされており、好適には０．１〜０．３ｍｍとされる。蓋し、０．１ｍｍよりも小さくなると、特に低周波大振幅振動の入力時に所期の打音低減効果が得られ難くなる一方、０．３ｍｍよりも大きくなると、制振板１２の打ち当たりに基づく制振力が当接ゴム板３２に比較的に大きく吸収されてしまい、所期の制振効果が得られ難くなるおそれがあるからである。
【００３６】
また、これら３つの制振板１２ａ，１２ｂ，１２ｃと４つの当接ゴム板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが互いに重ね合わせられると共に、制振板１２ｃが当接ゴム板３２ｄを介してハウジング１４の底壁部２４に重ね合わせられた状態で、制振板１２ａに重ね合わせられた当接ゴム板３２ａと蓋部材２２の間には、隙間３４が形成されている。
【００３７】
本実施形態では、ボデー１６の主たる振動入力方向（図１中、上下）の振動に対して有効な制振効果を得るために、ハウジング１４の収容領域２８における周方向の隙間３０や高さ方向の隙間３４が、制振板１２や当接ゴム板３２と周壁部２６や蓋部材２２とを充分に隔てさせるだけの大きさとされている。要するに、制振板１２の飛び跳ねや弾性変形，共振等に際して、ハウジング１４は、その内周面や上底面が制振板１２および当接ゴム板３２に対して干渉しないことが望ましい。しかし、制振板１２および当接ゴム板３２の重ね合わせ状態が安定して保持されると共に、制振板１２が、ボデー１６上において所定位置（好適には後述するように制振すべき振動モードで腹となる部分）に対して安定して位置されるようにすることが望ましい。それ故、ハウジング１４の周壁部２６や蓋部材２２等は、制振板１２との干渉を極力避けつつ、制振板１２の移動変位を所定範囲に抑えるように機能し得る大きさが設定されることとなる。
【００３８】
具体的には、例えば、本実施形態では、水平方向（即ち、矩形平板形状とされた制振板１２の短辺方向や長辺方向）において両側に形成される隙間３０の寸法：δが、δ＝０．１〜１．０ｍｍとされることが望ましい。また、鉛直方向となる高さ方向（即ち、制振板１２の重ね合わせ方向）の上方隙間３４の寸法：ｈが、ｈ＝０．１〜５．０ｍｍに、好適にはｈ＝０．１〜１．０ｍｍとされることが望ましい。これにより、各制振板１２は、ハウジング１４の収容領域２８で、その長手方向と幅方向の何れの方向においても、それぞれ、距離：２δより大きな移動が阻止されることで、水平方向での位置決めがされている。
【００３９】
因みに、収容領域２８の高さ方向、即ち制振板１２の厚さ方向（上下方向）におけるハウジング１４の蓋部材２２との間の隙間３４の寸法：ｈを、敢えて比較的に小さく設定することも、チューニング方法としては採用可能である。即ち、制振板１２の曲げ変形や、飛び跳ね変位を考慮して、制振板１２が当接する程に小さな隙間寸法：ｈをもって、ハウジング１４を形成するのである。これにより、制振板１２が曲げ変形せしめられたり、飛び跳ね変位することで、ハウジング１４の底壁部２４（下底面）だけでなく、ハウジング１４の蓋部材２２（上底面）に対しても、積極的に打ち当たるようにすることが出来る。要するに、制振板１２が、その変形や変位に際して、そのストロークの両端で何れも打ち当たるようにすることで、打ち当たりによる制振効果を、ハウジング１４を介して後述する自動車ボデー１６に対して、より効率的に作用せしめることも可能となるのである。
【００４０】
このような構造とされた制振装置１０は、ハウジング１４の底壁部２４が自動車ボデー１６の表面１８に重ね合わせられてボルトや溶接等で固着されていることによって、自動車ボデー１６に装着されている。ここにおいて、予めボデー１６の制振すべき振動モード（本実施形態では、一次モード）を調査し、かかる振動モードの腹となる位置にハウジング１４が重ね合わせられている。なお、必ずしもボデー１６の一次モードに合わせる必要はなく、二次以降のモードであっても振動モードの腹となる位置に合わせても良い。それによって、制振装置１０における制振板１２や当接ゴム板３２が、互いに積み重ねられてハウジング１４に自由支持されていると共に、ハウジング１４の底壁部２４を介して自動車ボデー１６の表面１８に重ね合わせて配設されている。また、ハウジング１４の底壁部２４の内外周面と、自動車ボデー１６において底壁部２４の外周面が重ね合わせられた部位、即ち振動モードの腹となる位置の表面１８が、互いに平坦な面とされている。
【００４１】
なお、本実施形態では、自動車ボデー１６の水平方向（図１中、左右）に広がる表面１８に制振装置１０が装着されていることによって、振動未入力の状態で、制振板１２および当接ゴム板３２が、表面１８に直交する鉛直方向（図１中、上下）に互いに重ね合わせられて、ハウジング１４の底壁部２４を介して自動車ボデー１６に重ね合わせられた具体例が示されているが、例えば自動車ボデー１６の鉛直方向に対して傾斜した表面に装着されたり、或いは鉛直な表面に対して装着することも可能である。そのような場合には、制振板１２や当接ゴム板３２の一部乃至は全てが、底壁部２４から離隔すると共に、ハウジング１４の周壁部２６の内面だけに当接せしめられた状態で配設されたり、或いはハウジング１４の下底面と周壁内面の両方に当接せしめられた状態で配設されたりしても良い。何れにしても、振動入力時に制振板１２が、蓋部材２２や底壁部２４に対して打ち当たるようになっていれば良い。前述の説明からも明らかなように、ボデー１６と制振板１２の当接面が、ボデー１６の表面１８に固着されたハウジング１４の底壁部２４の内周面や制振板１２ｃの表面を含んで構成されており、制振板１２の打ち当たり面は、ハウジング１４の下底面と上底面の少なくとも一方によって構成される。
【００４２】
上述の如き制振装置１０では、比較的に弾性率が大きくて軽量な制振板１２の複数が、ボデー１６の表面１８上のハウジング１４内に重ね合わせられて配設されているだけであるから、各制振板１２の弾性変形や飛び跳ね変位が、主振動系たる自動車ボデー１６の表面１８上で大きく許容されている。
【００４３】
例えば、制振板１２ｃの変形について見ると、この変形は、制振板１２ｃが当接ゴム板３２ｄ（または３２ｃ）に当接した状態から、制振板１２ｃの中央部分が当接ゴム板３２ｄから次第に離隔して制振板１２の外周部分だけが当接ゴム板３２ｄに当接した状態となる、全体として山状断面になったり、制振板１２ｃが当接ゴム板３２ｄに当接した状態から、制振板１２ｃの外周部分が当接ゴム板３２ｄから次第に離隔して制振板１２の中央部分だけが当接ゴム板３２ｄに当接した状態となる、全体として谷状断面になったりする。即ち、自動車ボデー１６の振動に伴い、制振板１２ｃに曲げ振動が生ぜしめられ、この曲げ振動に基づいて、主振動系たるボデー１６に対して振動減衰効果が発揮され得る。振動の入力方向や大きさ等に応じて、当接ゴム板３２ａと３２ｂの間に配された制振板１２ａや当接ゴム板３２ｂと３２ｃの間に配された制振板１２ｂについても、制振板１２ｃと同様の曲げ振動が発現する。
【００４４】
また、各制振板１２における一次の固有振動数：ｆが、制振すべきボデー１６の一次モードの振動周波数：Ｆの０．８〜２．０倍に、好適には１．０〜１．５倍にチューニングされている。換言すると、各制振板１２の固有振動数：ｆとボデー１６の制振すべき振動周波数：Ｆとの関係が、０．８≦ｆ／Ｆ≦２．０に、好適には１．０≦ｆ／Ｆ≦１．５とされている。なお、制振すべき振動周波数：Ｆは、ボデー１６の一次の固有振動数とされている。また、各制振板１２の固有振動数：ｆは、制振板１２が自由支持された状態で測定されたものである。
【００４５】
けだし、制振板１２の弾性変形に伴い、制振板１２と当接ゴム板３２の当接面の大きさが漸増乃至は漸減することによって、制振板１２が、当接ゴム板３２およびハウジング１４を介してボデー１６に対して支持される形態が連続的に変化する。従って、制振板１２の固有振動数が変化して、共振作用が広い周波数域に亘って発揮されるのであり、特に本発明者が多数の実験を行って検討したところ、１．０≦ｆ／Ｆ≦１．５に設定されれば、極めて有効な制振効果が得られることが判明した。
【００４６】
特に本実施形態では、このような曲げ共振を発現する制振板１２を３つ備えていて、それらが互いに重ね合わせられている。また、前述の如く、各制振板１２の長さ寸法が、それぞれ異ならされていることによって、各制振板１２の固有振動数：ｆが、１．０≦ｆ／Ｆ≦１．５の範囲で、それぞれ異なる周波数域にチューニングされている。
【００４７】
従って、主たる振動となる鉛直方向の振動が入力されると、制振板１２の曲げ共振により、複数の制振板１２のうちの少なくとも一つがハウジング１４の底壁部２４から効率良く浮き上がって、当接ゴム板３２を介して底壁部２４や蓋部材２２に打ち当たったり、或いは他の制振板１２を介して底壁部２４や蓋部材２２に打ち当たる等して、滑り摩擦や打撃によるエネルギ損失に基づく制振効果が得られる。
【００４８】
それ故、入力される振動エネルギが小さくても、制振板１２の曲げ共振作用で、制振板１２がハウジング１４延いては自動車ボデー１６に対して効率的に乃至は大きく打ち当たって有効な制振効果が発揮される。
【００４９】
また、本発明者が詳細に検討したところ、制振板１２における幅方向の一次曲げモードの固有振動数が自動車ボデー１６の固有振動数に設定されること、即ち、制振板１２の長さ方向（図１中、左右）のモードと幅方向のモードが互いに異なる固有振動数に設定されることにより、一つの制振板１２で複数の振動モードに対する制振効果が効果的に得られることが確認された。また、ねじり方向等の他のモードでの、制振板１２の共振によっても、同様な効果が発揮され得る。
【００５０】
このことからも、本実施形態に係る制振装置１０においては、特に矩形平板形状の制振板１２が採用されていることによって、長さ方向のモードに加えて幅方向のモードを有効活用して、曲げ共振や滑り摩擦乃至は打撃によるエネルギ損失が効果的に発現されるため、例えば自動車ボデー１６の固有振動数が変化する場合にも、所期の制振効果が安定して得られることが認められる。
【００５１】
そこにおいて、本実施形態に係る制振装置１０では、複数の制振板１２が採用されているので、各制振板１２の軽量化が図られて所望の弾性による曲げ振動が生ぜしめられ易くなる。加えて、複数の制振板１２全体で重量が安定して確保され易くなることから、自動車ボデー１６における重量の大きな制振対象部位に対しても打ち当たりによる制振効果が効果的に得られる。
【００５２】
それ故、当該制振装置１０が制振対象部位に用いられることにより、複数の乃至は広い周波数域における小振動から大振動に対する制振効果が有利に発揮され得るのである。
【００５３】
加えて、本実施形態では、制振板１２の一つあたりの質量が小さくされており、複数の制振板１２を合計した質量においても、自動車ボデー１６における制振対象部位の質量の０．１〜５％とされている。これは、同じ制振対象部位に取り付けられる従来構造のダイナミックダンパや制振構造材等の質量と比べると、充分に小さな質量である。蓋し、目的とする制振効果が、複数の制振板１２の弾性変形による曲げ共振に基づき十分に得られることから、制振板１２がボデー１６（ハウジング１４）に打ち当たる際の制振板１２の質量に関して厳密に設定する必要がない。それ故、制振装置１０の軽量化が有利に図られ得るのであり、特に、質量の制限が厳しい振動部材に対して好適に採用されることは言うまでもない。
【００５４】
次に、図２〜３には、本発明の第二の実施形態としての制振装置５０が示されている。かかる制振装置５０は、制振板１２や位置決め手段の一部を構成する位置決め用ボルト５２を含んで構成されている。なお、以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の構造とされた部材および部位については、図中に第一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。
【００５５】
詳細には、本実施形態に係る制振板１２が、厚さ方向の一方（図２，３中、上）に凸となる湾曲板形状を呈しており、長手方向（図３中、左右）に略一定の曲率の断面で延びている。かかる制振板１２は、例えば矩形平板形状を有する弾性の金属材にプレス加工が施されること等によって形成される。
【００５６】
また、制振板１２には、位置決め手段の一部を構成する位置決め用孔５４が貫設されている。位置決め用孔５４の大きさや形状、数、位置等は特に限定されるものでないが、本実施形態では、略円形状を呈していると共に、制振板１２の中央で長手方向に離隔して二つ設けられている。また、制振板１２の適当な箇所には、小形の連通溝５６が一又は二以上貫設されている。即ち、位置決め用孔５４や連通溝５６は、制振板１２の厚さ方向に延びて上下の両面（表面および裏面）に開口している。
【００５７】
さらに、制振板１２には、ゴム弾性層５８が設けられている。ゴム弾性層５８は、ゴム材料を用いて制振板１２と一体加硫成形され、連通溝５６を通じて制振板１２の表面と裏面に略一定の厚さ寸法で加硫接着されている。また、制振板１２の外周縁部や位置決め用孔５４の縁部にも、薄肉のゴム弾性層５８の一部が回されて加硫接着されている。即ち、ゴム弾性層５８が、制振板１２を全体に亘って覆うようにして制振板１２に被着形成されている。ゴム弾性層５８は、第一の実施形態に係る当接ゴム板３２と同様に、制振板１２同士が打ち当たる際や制振板１２と自動車ボデー１６が打ち当たる際の打音が問題となる場合に、かかる打音を抑えることを主たる目的として採用されることから、ゴム材料やゴム硬度は特に限定されない。本実施形態では、制振板１２が金属材で形成されていることにより、打音低減を目的とて、当該ゴム弾性層５８には、ショアＤ硬さが２０〜４０のゴム弾性材が好適に採用される。
【００５８】
このようなゴム弾性層５８を備えた制振板１２の複数（本実施形態では、３つ）が、厚さ方向で互いに重ね合わせられた状態で、自動車ボデー１６の表面１８に重ね合わせられている。各制振板１２における一次の固有振動数：ｆが、制振すべきボデー１６の一次モードの振動周波数：Ｆの１．０〜１．５倍にチューニングされていると共に、それぞれ異なる周波数域にチューニングされている。
【００５９】
特に本実施形態では、ゴム弾性層５８の縦断面が、制振板１２の湾曲方向に沿って広がる扇形状とされていて、上側の幅方向（図２中、左右）の端部が、下側の幅方向の端部よりも幅方向外方に位置せしめられている。また、ゴム弾性層５８において、制振板１２の上面側（図２中、上）に被着される表面の曲率が、制振板１２の下面側（図２中、下）に被着される表面の曲率よりも小さくされている。これにより、各制振板１２の中心軸を略同一線上に位置せしめて、それらを積み重ねた際に、一方のゴム弾性層５８の下側の幅方向の両端部が、他方のゴム弾性層５８の上端部に載置されて、両ゴム弾性層５８，５８の間に隙間が形成されている。また、各制振板１２の中心軸を略同一線上に位置せしめて、それらを積み重ねた状態では、各制振板１２の位置決め用孔５４が、重ね合わせ方向（図２，３中、上下）で位置合わせされている。
【００６０】
ここにおいて、本実施形態に係る自動車ボデー１６の表面１８が湾曲形状とされている一方、制振板１２の下面側に被着されるゴム弾性層５８の表面が、湾曲形状とされていると共に、自動車ボデー１６の表面１８と略同じ曲率を有している。従って、ゴム弾性層５８の表面が、自動車ボデー１６の表面１８に対して僅かな隙間をもって、実質的には殆ど隙間なく、重ね合わせられている。
【００６１】
また、ボデー１６に重ね合わせられた各制振板１２の位置決め用孔５４には、長軸の位置決め用ボルト５２が挿通されている。位置決め用孔５４に挿通される位置決め用ボルト５２の軸方向中間部分の外径寸法が位置決め用孔５４の径寸法よりも小さくされていることで、位置決め用孔５４と位置決め用ボルト５２の間に隙間が形成されている。また、位置決め用ボルト５２の先端部分が自動車ボデー１６に螺着固定されている。更に、ボルト１６の頭部の外径寸法が位置決め用孔５４の径寸法よりも大きくされていると共に、ボルト１６の頭部が、自動車ボデー１６の表面１８に積み重ねた状態で配された最も上方の制振板１２のゴム弾性層５８よりも上方に位置せしめられている。
【００６２】
これにより、自動車ボデー１６の表面上において制振装置５０が配設されており、互いに重ね合わせた状態で配置された各制振板１２が、複数（本実施形態では、２つ）の位置決め用ボルト５２に対して実質的に干渉しないで、曲げ変形や飛び跳ね変位が許容されている。そして、各制振板１２の曲げ変形や飛び跳ね変位に際して、制振板１２同士や制振板１２とボデー１６が互いに打ち当たる。その結果、第一の実施形態と同様に、有効な制振効果が発揮されるのである。
【００６３】
そこにおいて、制振板１２が曲げ変形や飛び跳ね変位する際に、位置決め用孔５４の周りの制振板１２が位置決め用ボルト５２の軸方向中間部分や頭部に当接することによって、各制振板１２の重ね合わせ状態が保持される。上述の説明からも明らかように、本実施形態の位置決め手段が、位置決め用ボルト５２や位置決め用孔５４を含んで構成されている。
【００６４】
特に本実施形態では、例示の如き表面１８が曲面の自動車ボデー１６に装着される場合にも、制振装置５０が位置決め用ボルト５２で表面１８に位置決め配置されることとなるので、例えば曲面に沿った形状のハウジングを特別に用意する必要がなくなり、位置決め機構が簡単に実現され得る。
【００６５】
また、位置決め用ボルト５２が制振板１２における湾曲形状の中央部分に設けられていることにより、例えば制振板１２の外周の配設スペースが制限されるような場合に、マス質量を効率的に確保し得るスペース外周縁部において、制振板１２の質量を大きく設定することが出来る。
【００６６】
しかも、湾曲方向に直交する長手方向（図３中、左右）に離隔して、二つの位置決め用ボルト５２が設けられていることから、各制振板１２の中心軸回りの相対的な回転が防止されて、制振板１２の重ね合わせ状態が保持される。
【００６７】
それ故、本実施形態に係る制振装置５０においては、特別に自動車ボデー１６の表面１８が平坦とされていなくとも、複数の制振板１２が表面１８に安定して重ね合わせられて、所期の制振効果が安定して得られるのである。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であり、これら実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、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で実施可能である。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。
【００６９】
例えば、制振板１２やハウジング１４、当接ゴム板３２における形状や大きさ、構造、数、ボデー１６に対する配置等の形態は、例示の如きものに限定されるものでない。
【００７０】
すなわち、第一の実施形態では、ボデー１６の表面１８やハウジング１４の内外周面、制振板１２や当接ゴム板３２の重ね合わせ面等が、平坦な面とされていた。しかしながら、制振板１２の共振モードにおいて、複数の箇所でハウジング１４への打ち当たりが発生するものであれば、本発明の効果が有効に発揮される。従って、例えば、互いに当接する一方の面が凹凸を有すると共に、他方の面が平面形状とされて当接面間に隙間が存在していても良い。或いは、一方の打ち当たり面が湾曲面や傾斜面等である場合に、その表面に沿って他方の打ち当たり面を同様な形状とすることも可能である。
【００７１】
また、第一の実施形態や第二の実施形態に係る制振装置１０，５０には、位置決め手段が設けられていたが、これは要求される制振効果や製作性等に応じて配されるものであって、必須の部材でない。例えば、他の部材によって制振板１２の可動領域が制限されること等によって、制振板１２の重ね合わせ状態が維持され得るようになっていれば、特別な位置決め手段は必要ない。
【００７２】
また、制振装置１０，５０の位置決め手段は、例示の如き矩形箱状のハウジング１４や位置決め用ボルト５２、位置決め用孔５４ではなく、制振板１２の重ね合わせ状態を維持し得る他の態様として、例えば制振装置の外周部分等を離隔して覆う枠状（蓋なし）や複数本の棒状の部材など、収容空間を形成しない構造で構成されても良い。
【００７３】
また、前記第一の実施形態において、制振板１２の重ね合わせ面間やハウジング１４への当接面間に当接ゴム板３２が介装されていたり、前記第二の実施形態において、制振板１２の表面にゴム弾性層５８が被着形成されていたが、要求される異音低減効果や製作性によっては、当接ゴム板３２やゴム弾性層５８を設ける必要はない。具体的には、例えば制振板やハウジングが、合成樹脂材や合成樹脂被覆構造などの当接による衝撃音が小さな部材で形成されたり、制振装置が比較的に小振動の制振対象部位に装着される場合には、当接ゴム板３２やゴム弾性層５８を設けずに、複数の制振板を直接に重ね合わせることも可能である。また、制振板の弾性変形のモードで節になる中央部分など、大きな速度での打ち当たりの発生が予測されない領域がある場合には、制振板の表面において外周縁部等の弾性変形のモードで腹になる領域だけに部分的に当接ゴム板やゴム弾性層を設けるようにしても良い。
【００７４】
また、前記第一の実施形態において、制振装置１０が、ボデー１６における一次の振動モードの腹となる位置に設けられていたが、例えば一つの振動モードの腹に複数の制振板を並べて設けたり、一次の振動モードと二次の振動モードなど複数の振動モードの各腹となる位置に、それぞれ一又は二以上の制振装置を装着することも可能である。なお、制振装置は、振動部材における特定の振動モードの腹を外れた位置に配設しても、その得られる程度の差が予想されるものの、本発明による制振効果は有効に発揮され得る。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明に係る制振装置の制振効果について検証するために、本発明の実施例について説明するが、本発明がかかる実施例の形態に限定されるものでない。
【００７６】
先ず、図４に示される如き実験装置３６を準備する。実験装置３６は、振動部材としてのベース３８を備えている。ベース３８は、矩形平板形状を有しており、鉄等の剛性材を用いて形成する。ベース３８の両端部分を加振機４０に固定する。また、加振機４０によるスイープ加振または正弦波加振をベース３８に及ぼしたり、或いはベース３８の所定の箇所にインパルスハンマによる打撃加振を与えて、ＦＥＭ等のモード解析によりベース３８の一次の振動モードを調査すると共に、ベース３８の一次の固有振動数：Ｆを測定する。
【００７７】
また、ベース３８の一次の振動モードの腹となる位置に制振装置４２を重ね合わせて配設する。制振装置４２は、弾性プレート部材としての制振板４４の４枚を積み重ねた構造とする。これら制振板４４は、矩形平板形状を有する、鉄系金属で形成されたものを採用し、全て同一の形状とした。また、４枚の制振板４４からなる制振装置４２の一次の固有振動数：ｆは、ベース３８の一次の固有振動数：Ｆと略同じに設定する。
【００７８】
さらに、前述の制振板４４と略同様な構造の制振板４４’を６枚積み重ねた構造の制振装置４２’を準備する。制振装置４２’の一次の固有振動数：ｆは、ベース６２の一次の固有振動数：Ｆに比して所定量だけ高い値にする。
【００７９】
そして、制振装置４２，４２’を、各別にベース３８の腹に重ね合わせた状態で、加振機４０やインパルスハンマによりベース３８に所定の加振力を及ぼして得られる振動レベル（ｄＢ）を、公知のレーザ振動計４６を用いて測定した。その結果、制振装置４２，４２’が配設された各ベース３８の振動レベルの測定結果を、図５に、それぞれ実施例１，２として示す。また、図５には、ベース３８に制振装置４２，４２’を配設していない状態で、ベース３８の振動レベルを測定した結果を比較例１として併せ示す。
【００８０】
また、ベース３８の一次の振動モードの腹となる位置に、図示しない比較装置を重ね合わせて配設する。比較装置は、金属等の剛性部材の外周面に所定の厚さ寸法のゴム層を被着した構造とする。比較装置の一次の固有振動数：ｆは、ベース３８の一次の固有振動数：Ｆと略同じに設定する。そして、実施例１，２および比較例１と同一の加振力をベース３８に及ぼして振動レベルを測定した。その結果を、図５に比較例２として示す。
【００８１】
なお、本実施例では、ベース３８の質量が８００ｇであるのに対して、制振装置４２の質量を９３ｇとしていると共に、制振装置４２’の質量を７９ｇとしており、更に比較装置の質量を１００ｇとしている。即ち、制振装置４２や制振装置４２’の質量が、比較装置の質量よりも小さくなっている。なお、６枚の制振板４４’からなる制振装置４２’が４枚の制振板４４からなる制振装置４２よりも重い理由は、制振板ひとつあたりの重さが異なるからである。
【００８２】
図５に示される結果からも、ベース３８の固有振動数：Ｆと略同じ周波数域にチューニングされた実施例１に係る制振装置４２に加えて、ベース３８の固有振動数：Ｆから所定量だけ外れたチューニング周波数の実施例２に係る制振装置４２’の何れにおいても、比較例２に係る比較装置に比して、制振効果が効果的に発揮されることが認められる。
【００８３】
また、制振装置４２，４２’を、各別にベース３８の腹に重ね合わせた状態で、実施例１，２および比較例１，２における加振力の１０倍の加振力をベース３８に及ぼして得られる振動レベル（ｄＢ）を測定した。その結果を図６に、それぞれ実施例１’，２’として示す。また、図６には、ベース３８に制振装置４２，４２’を配設していない状態で、実施例１’，２’と同一の加振力をベース３８に及ぼして、振動レベルを測定した結果を比較例１’として併せ示す。更に、ベース３８に比較装置を配設して、実施例１’，２’や比較例１’と同一の加振力をベース３８に及ぼして、振動レベルを測定した結果を比較例２’として併せ示す。
【００８４】
図６に示される結果からも、実施例１’や実施例２’に係る制振装置４２，４２’においては、大きな振動が入力された状態で、比較例２’の比較装置に比して軽量であるにも拘わらず、比較装置と略同等の制振効果が得られることが認められる。特に、実施例２’の制振装置４２’では、固有振動数：ｆがベース３８の固有振動数：Ｆから外れているにも拘わらず、制振効果が有効に得られることが明らかである。
【００８５】
従って、本発明に従う構造とされた制振装置においては、制振装置４２，４２’のチューニング周波数が制振すべきベース３８の固有振動数：Ｆから多少ずれていたとしても、複数の制振板１２の共振作用による打ち当たり作用に基づいて、制振効果が広い周波数域に亘って発揮されることとなり、しかも、例示の如き小振動から大振動まで所期の制振効果が安定して得られるものと考える。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第一の実施形態としての制振装置を示す縦断面説明図。
【図２】本発明の第二の実施形態としての制振装置を示す縦断面説明図。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。
【図４】本発明の制振装置に係る実験デバイスをモデル的に示す正面説明図。
【図５】図４における実験デバイスの制振効果について測定した結果を示すグラフ。
【図６】図４における実験デバイスの制振効果について、図５と異なる条件で測定した結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８７】
１０：制振装置、１２：制振板、１４：自動車ボデー、１６：表面
【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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