(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌部と、筒状部と、該攪拌部と該筒状部を繋ぐゴム状弾性体からなる可撓部とにより構成される容器と、蓋とにより粘性流体が封入され、外部からの振動に対し該攪拌部が該粘性流体中を移動することで生じる粘性抵抗により振動減衰をおこなうダンパーにおいて、可撓部の肉厚が、攪拌部周辺で薄く、筒状部周辺で厚くなるように形成され、且つ同心円周上の可撓部の肉厚が等しく形成されていることを特徴とするバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパー。
【請求項２】
可撓部の肉厚が、攪拌部から筒状部に向けて連続してあるいは段階的に変化するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパー。
【請求項３】
可撓部の肉厚が、攪拌部から筒状部に向けて境界を有して厚さが切り替わるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパー。
【請求項４】
可撓部の薄肉部と厚肉部の肉厚の比が、１.０：１.５から１.０：３.０であることを特徴とする請求項１、２、３のうちの１に記載のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等を用いる音響機器や情報機器等において外部からの振動を減衰する防振装置であるバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粘性流体封入式ダンパーは、図５に例示されるように、ゴム状弾性体からなる可撓部９を有する容器１の内部に充填された粘性流体２中をシャフト４が挿入された攪拌部３が移動することで生じる粘性流動抵抗により、外部から被支持体１０に伝わる振動を減衰している。
外部からの振動には振動数や加速度の小さいものから大きいものまで様々であり、衝撃作用も働くことがある。このような様々な振動に対して、被支持体の重量やバランスも考慮して、粘性流体封入式ダンパーの粘性流体の粘度や、可撓部のゴム状弾性体の硬度を変えることで防振効果を調整している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高粘度の粘性流体を封入したダンパーは、見かけ上の動的バネ定数が高く、高い共振周波数と高減衰力により振幅を小さくできる。しかし、１００Ｈｚ以上の高い周波数の振動に対しては共振周波数および減衰力が高いことにより振動伝達率を下げる効果が低く、つまり防振効果が低下してしまう。
【０００４】
逆に、低粘度の粘性流体を封入したダンパーは、被支持体の共振周波数付近（特に１０〜２０Ｈｚの低い周波数付近）では、被支持体の共振倍率が高くなる為、被支持体の振幅が大きくなり、攪拌部と容器および蓋との衝突による衝撃、または被支持体とシャーシ間の衝突による衝撃により、この周波数付近ではディスクの音飛び、誤動作等が発生し易くなる。
【０００５】
したがって、低周波数域から高周波数域まで広い周波数域で大きい減衰効果を持ち、且つ被支持体の共振周波数での共振倍率を抑える粘性流体封入式ダンパーを得ることが困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、ダンパーの可撓部の肉厚に変化をつけることで、バネ定数を振幅に依存させる構造にしたバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーを提供するものである。比較的振幅の小さいときは薄肉部が主に可動するため、薄肉部のバネ定数のみがダンパー全体のバネ定数に影響を及ぼす。比較的振幅の大きいときは厚肉部も可動するため、厚肉部のバネ定数がダンパー全体のバネ定数に影響を及ぼす。したがって、振幅の小さい高周波数域ではバネ定数が小さいため振動伝達率が低く抑えられ、振幅の大きい低周波数域ではバネ定数が大きくなり共振倍率が低く抑えられる。
【０００７】
すなわち、攪拌部と、筒状部と、該両部を繋ぐゴム状弾性体からなる可撓部とにより構成される容器と、蓋とにより粘性流体が封入され、外部からの振動に対し該攪拌部が該粘性流体中を移動することで生じる粘性抵抗により振動減衰をおこなうダンパーにおいて、可撓部の肉厚が、攪拌部周辺で薄く筒状部周辺で厚くなるように形成され且つ攪拌部を中心とする同心円周上の肉厚が等しく形成されているバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーである。
【０００８】
さらに、可撓部の肉厚が、攪拌部から筒状部に向けて連続してあるいは段階的に変化するように形成されているバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーである。さらに、可撓部の肉厚が、筒状部に向けて境界を有して厚さが切り替わるように形成されているバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーである。さらに、可撓部の薄肉部と厚肉部の肉厚の比が、１.０：１.５から１.０：３.０であるバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーである。
【０００９】
本発明の可撓部の薄肉部と厚肉部の肉厚の比はダンパーの大きさやゴム状弾性体の強度等にも依存するが、１.０：１.５から１.０：３.０の範囲が好ましい。薄肉部の肉厚１.０に対して厚肉部の肉厚が１.５よりも小さいと厚さの変化がダンパーとしてのバネ定数の変化に現れず、また３.０よりも大きいと薄肉部と厚肉部の引張り応力の差が大きく現れてしまい、振幅が大きくなっても薄肉部しか可動せずバネ定数の変化に現れない。
【００１０】
本発明の可撓部は、攪拌部を中心として同心円周上の肉厚が等しく形成されており、薄肉部は肉厚が薄いためバネ定数が小さく、また厚肉部は肉厚が厚いためバネ定数が大きい。さらに同心円周上の可撓部の肉厚を等しく形成したことにより、蓋と平行方向に振動が加えられ、攪拌部が蓋と平行方向に移動した場合に、その減衰特性を可撓部の全方向で均一にすることができる。
本発明の肉厚の構成は、攪拌部周辺で薄く筒状部周辺で厚くなるように形成され、またその厚さの変化は、連続的にあるいは段階的に変わるものでも、または境界を有して厚さが切り替わるものでもどちらでもかまわない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図を示しながら本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーの構成について説明する。
図１〜図４は、それぞれ本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーの実施態様の断面図である。
本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーは、容器１が、攪拌部３と、筒状部８と、該両部を繋ぐゴム状弾性体からなる可撓部９とにより構成され、更に可撓部９は、薄肉部６と厚肉部７とから構成されている。粘性流体２を容器に充填して蓋５で密閉して本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーを得る。被支持体１０から突起したシャフト４が容器１の攪拌部３に挿入され、外部振動が発生した時に可撓部９が変形して攪拌部３が粘性流体２を攪拌動作をすることで粘性抵抗を受け、被支持体に防振効果を与えている。蓋５の構造は、図では単体構造であるが、複合構造でもかまわない。
【００１２】
図１の実施態様は、可撓部９の内周、すなわち攪拌部３の周辺に薄肉部６が形成され、そして薄肉部６の外周に厚肉部７が形成されている。図２の実施態様は、可撓部９の内周、すなわち攪拌部３の周辺に薄肉部６が形成され、そして薄肉部ａの外周が筒状部８に向けて肉厚ｂ,ｃ,ｄが段階的に変化して形成されている。肉厚はａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの関係になっている。図３の実施態様では、攪拌部３の周辺の薄肉部ａと境界Ａを有して厚さが切り替わり、その外周ｂ,ｃ,ｄの肉厚変化が筒状部に向けて連続して厚くなるように変化している。さらに図４に示す実施態様では、可撓部９の内周、すなわち攪拌部３の周辺に薄肉部６、そしてその外周に境界Ａを有して厚さが切り替わり厚肉部７が形成されている。この薄肉部６および厚肉部７の厚さは変化せずに、それぞれ一定の厚さとなっている。
【００１３】
本発明の各部材に用いられる素材について説明する。
本発明の筒状部８は、剛性のある素材が好ましく、硬質樹脂、金属等が挙げられる。
本発明の可撓部９は、ゴム状弾性体が好ましく、公知の合成ゴム、熱可塑性エラストマーから適宜選択される。例えば、合成ゴムはスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等が挙げられ、熱可塑性エラストマーはスチレン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系、塩化ビニル系等が挙げられる。筒状部に熱可塑性硬質樹脂を用いて可撓部に熱可塑性エラストマーを用いた場合は、熱融着による２色成形が可能となる。
本発明の蓋５は、剛性のある素材又はゴム状弾性体の単体材料でも、両者の組合せによる複合材料でもかまわない。
【００１４】
【実施例１】
硬度３０°(ＪＩＳ Ｋ６２５３ タイプＡ)の熱可塑性スチレン系エラストマーであるゴム状弾性体からなる可撓部９及び攪拌部３と、熱可塑性硬質樹脂からなる筒状部８から構成される容器１内に粘性流体２を充填し、熱可塑性硬質樹脂からなる蓋５によって密封してバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーを得た。粘性流体２には、回転粘度１２０万ｃｓのシリコーングリスを用いた。ここで、可撓部９を構成する薄肉部６の肉厚は０.２５ｍｍ、厚肉部７の肉厚は０.５ｍｍであり、攪拌部３の周囲に薄肉部６が設けられ、更に薄肉部６の外周に厚肉部７が設けられている。
【００１５】
【実施例２】
可撓部９を構成する薄肉部６の肉厚は０.２５ｍｍ、厚肉部７の肉厚は０.３８mmであり、攪拌部３の周囲に薄肉部６が設けられ、更に薄肉部６の外周に厚肉部７が設けられ、他は実施例１と同じ構成である、実施例２のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーを得た。
【００１６】
【実施例３】
可撓部９を構成する薄肉部６の肉厚は０.２５ｍｍ、厚肉部７の肉厚は０.７５mmであり、攪拌部３の周囲に薄肉部６が設けられ、更に薄肉部６の外周に厚肉部７が設けられ、他は実施例１と同じ構成である、実施例３のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーを得た。
【００１７】
【比較例１】
可撓部９の肉厚は０.３ｍｍと一定にした。他の構成は実施例１と同じとし比較例１の粘性流体封入式ダンパーを得た。
【００１８】
以上の実施例１〜３及び比較例１のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーの防振効果を次の試験方法で評価し、その結果を表１に示す。図６に示すように、被支持体１０から４本の剛体のシャフト４が突起していて、このシャフト４を４個の粘性流体封入式ダンパー１１に挿入し下面から被支持体を支持し、また４本の引張りコイルスプリング１２でフレーム１３から吊るして被支持体を支持している。この粘性流体封入式ダンパー１１およびフレーム１３は加振テーブル１４上に固定されている。
【表１】
0003987242.tif 000002
【００１９】
加振テーブル１４を上下方向に一定加速度で周波数８〜２００Ｈｚの範囲で振動させ、被支持体１０への振動伝達率を測定することによって防振効果を評価した。共振倍率は共振周波数において加振テーブルからの振動入力加速度ａ１に対し被支持体からの振動出力加速度ａ２を測定し、20Log（ａ２／ａ１）の関係式で換算し、また１００Hzの振動伝達率も同様に求めた。
比較例１の可撓部９の肉厚が一定のものに対して実施例１〜３は、振幅の大きい共振点付近において厚肉部７も可動したことによるバネ定数上昇の影響を受け、共振倍率の低下が確認された。また防振領域である高周波数域（１００Ｈｚ付近）において、薄肉部６が主に可動したことによって比較例１に対して同等の振動伝達率を保っており、以上から実施例１〜３は優れた振動減衰効果が認められた。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーは、可撓部の肉厚を攪拌部周辺で薄く、筒状部周辺で厚くなるように変化を持たせることで、低周波数域から高周波数域まで広い周波数域で大きい減衰効果を持ち、且つ被支持体の共振周波数での共振倍率を抑えることができた。同心円周上の可撓部の肉厚を等しく形成したことにより、蓋と平行方向に振動が加えられ、攪拌部が蓋と平行方向に移動した場合に、その減衰特性を可撓部の全方向で均一にすることができる。さらに実際の機器に使用する場合は、共振点付近での音飛び、誤動作の発生を防止する効果が期待され、また、振幅の小さい高周波数では内部の粘性流体の流動抵抗により減衰効果を発揮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーの断面図
【図２】本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーの断面図
【図３】本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーの断面図
【図４】本発明のバネ定数可変型粘性流体封入式ダンパーの断面図
【図５】従来の粘性流体封入式ダンパーの断面図
【図６】振動伝達試験装置を示す模式図
【符号の説明】
１ 容器
２ 粘性流体
３ 攪拌部
４ シャフト
５ 蓋
６ 薄肉部
７ 厚肉部
８ 筒状部
９ 可撓部
１０ 被支持体
１１ 粘性流体封入式ダンパー
１２ コイルスプリング
１３  フレーム
１４ 加振テーブル
Ａ  境界
【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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