(57)【要約】【課題】異なる二方向の振動を抑制することができ、非線形特性を有する防振装置を提供する。【解決手段】懸架部３１は、エンジン２７と圧縮機２４とを機械的に接続し、振動を抑制する。懸架部３１は、第１弾性部材と第２弾性部材とを有する。第１弾性部材は、取付けボルト３０に設けられ、軸方向Ｘの振動を抑制する機構である。また第２弾性部材は、取付けボルト３０に設けられ、軸方向Ｘに直交する径方向の振動を抑制する機構である。また各弾性部材は、抑制する振動の大きさが異なる低弾性部と高弾性部とをそれぞれ備える。低弾性部は、径低ばね３５と軸低ばね３９によって実現される。高弾性部は、径高ばね３６と径高ばね３６によって実現される。これによって各弾性部材は、非線形特性を有する。【選択図】図４
2017020546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１振動発生部（２７）と第２振動発生部（２４）とを機械的に接続する防振装置（３１）であって、
前記第１振動発生部と前記第２振動発生部とを機械的に接続する長手状の棒部材（３０）と、
前記棒部材に設けられ、前記棒部材の軸方向の振動を抑制する第１弾性部材（３９，４０）と、
前記棒部材に設けられ、前記棒部材の前記軸方向に直交する径方向の振動を抑制する第２弾性部材（３５，３６）と、を含み、
前記第１振動発生部は、設置対象物に設置され、
前記第２振動発生部は、前記棒部材が挿通する挿通穴（３２）が形成されており、
前記棒部材は、前記挿通穴を挿通し、前記棒部材の一端部が前記第１振動発生部に機械的に接続されており、
前記第１弾性部材および前記第２弾性部材は、抑制する振動の大きさが異なる低弾性部（３５，３９）と高弾性部（３６，４０）とをそれぞれ備えることを特徴とする防振装置。
【請求項２】
前記低弾性部は、弾性変形することによって振動を抑制し、
前記低弾性部の変形量を、所定の規制変形量に規制する変位規制部（３９ｂ）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
【請求項３】
前記第２弾性部材の前記低弾性部（３５）は、前記軸方向に見て断面形状がＣ字状であり、内側に前記棒部材が配置され、
前記Ｃ字状の断面の中間部の内周面を支持点（３５１）とし、前記Ｃ字状の断面の一端部（３５２）を荷重作用点として構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の防振装置。
【請求項４】
前記第２弾性部材の前記高弾性部（３６）は、前記軸方向に見た断面形状がＣ字状であり、内側に前記棒部材が配置され、
前記Ｃ字状の断面の内周面の２つの支持点（３６２）の間の外周面に荷重作用点（３６３）が位置する構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の防振装置。
【請求項５】
前記低弾性部および前記高弾性部は、ばねの弾性力を用いて振動を抑制することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の防振装置。
【請求項６】
前記第１弾性部材の前記高弾性部は、複数の皿ばね（４０ａ）が並列に重ねられて構成されていることを特徴とする請求項５に記載の防振装置。
【請求項７】
前記第１弾性部材の前記低弾性部は、複数の皿ばね（３９ａ）が直列に重ねられて構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の防振装置。
【請求項８】
前記低弾性部および前記高弾性部のうち、一方の弾性部は、ゴム（４４）の弾性力を用いて振動を抑制し、他方の弾性部は、ばねの弾性力を用いて振動を抑制することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の防振装置。
【請求項９】
前記低弾性部の一端部は、接触している部分に係合していることを特徴とする請求項３に記載の防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの振動発生部を機械的に接続し、一方の振動発生部から他方の振動発生部に伝わる振動を抑制する防振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において、エンジンの支持方法は多々あるが、荷重を支持する通常のマウントの他に、エンジンに作用するトルクを支持するためにトルクロッド装置と呼ばれる防振装置を使用する場合がある。トルクロッド装置は、定常トルクを支持するだけでなく、加速時などの衝撃的なトルクは緩和しつつ、エンジンの動きを規制するために高いばね定数が求められる。また、定常時やアイドリング時にはエンジン振動を車体に伝えないような低いばね定数が求められる。このような非線形特性の防振ブッシュの構成が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の防振ブッシュでは、内筒と外筒との間に配置された弾性体の一部に空隙を設け、小振幅時にはばね定数を低くしている。そして大振幅時には弾性体が対向する空隙壁面に接触することで、高いばね定数となるような構造となっている。これによって非線形なばね定数を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１２９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１に記載の防振ブッシュでは、空隙が変形する一方向しかばね定数を変化させることができない。したがって空隙が変形しない方向の振動を抑制することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、異なる二方向の振動を抑制することができ、非線形特性を有する防振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
本発明は、棒部材に設けられ、棒部材の軸方向の振動を抑制する第１弾性部材（３９，４０）と、棒部材に設けられ、棒部材の軸方向に直交する径方向の振動を抑制する第２弾性部材（３５，３６）と、を含み、第１弾性部材および第２弾性部材は、抑制する振動の大きさが異なる低弾性部（３５，３９）と高弾性部（３６，４０）とをそれぞれ備えることを特徴とする防振装置である。
【０００９】
このような本発明に従えば、第１振動発生部は設置対象物に設置され、第１振動発生部と第２振動発生部とは防振装置によって機械的に接続されている。したがって第２振動発生部には、第１振動発生部からの振動が防振装置を介して伝わる。
【００１０】
防振装置は、第１弾性部材と第２弾性部材とを有する。第１弾性部材は、棒部材に設けられ、棒部材の軸方向の振動を抑制する。また第２弾性部材は、棒部材に設けられ、棒部材の軸方向に直交する径方向の振動を抑制する。これによって軸方向と径方向という異なる二方向の振動を、第１弾性部材および第２弾性部材によって抑制することができる。
【００１１】
また各弾性部材は、抑制する振動の大きさが異なる低弾性部と高弾性部とをそれぞれ備える。これによって各弾性部材は、非線形特性を有する。したがって大きい振動の場合には、高弾性部によって振動を抑制し、小さい振動の場合には、低弾性部によって振動を抑制することができる。このように本発明の防振装置によって、異なる二方向の振動を抑制することができ、非線形特性を有する構成を実現することができる。
【００１２】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の車両用空調装置１０を示す図である。
【図２】エンジン２７と圧縮機２４との取付け構造を示す斜視図である。
【図３】周波数と伝達率との関係を示すグラフである。
【図４】懸架部３１を示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ切断面線から見た断面図である。
【図６】振動抑制構造を説明するための図である。
【図７】皿ばね３９ａおよび変位規制部３９ｂを示す側面図である。
【図８】皿ばね３９ａを示す正面図である。
【図９】変位と荷重との関係を示すグラフである。
【図１０】上下方向Ｚにおける回転数と振動との関係を示すグラフである。
【図１１】軸方向Ｘにおける回転数と振動との関係を示すグラフである。
【図１２】左右方向Ｙにおける回転数と振動との関係を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態における懸架部３１を示す断面図である。
【図１４】第３実施形態における懸架部３１を示す断面図である。
【図１５】第４実施形態における懸架部３１を示す断面図である。
【図１６】第５実施形態における懸架部３１を示す断面図である。
【図１７】第６実施形態における懸架部３１を示す断面図である。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ切断面線から見た断面図である。
【図１９】図１７のＸＩＸ−ＸＩＸ切断面線から見た断面図である。
【図２０】波形座金３９ｃを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図１２を用いて説明する。車両用空調装置１０は、走行用にエンジンを搭載する自動車などの車両において、車室内を空調する空調ユニット１１をエアコンＥＣＵによって制御するように構成されたいわゆるオートエアコンシステムである。空調ユニット１１は、車室内最前部のインストルメントパネルの内側に配置されて、その外殻を形成する空調ケース１２内に室内用ブロワ１３、蒸発器１４、ヒータコア１５等を収容している。
【００１６】
空調ケース１２は、車室内に送風される送風空気の空気通路を内部に形成しており、たとえばポリプロピレン等の樹脂にて成形されている。空調ケース１２内の送風空気流れ最上流側には、車室内空気である内気と車室外空気である外気とを切り替え導入する内外気切替箱１６が配置されている。
【００１７】
内外気切替箱１６には、空調ケース１２内に内気を導入させる内気導入口１７および外気を導入させる外気導入口１８が形成されている。さらに、内外気切替箱１６の内部には、内気導入口１７および外気導入口１８の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドア１９が配置されている。
【００１８】
内外気切替ドア１９は、空調ケース１２内に導入される内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる吸込口モードを切り替える風量割合変更手段を構成する。内外気切替ドア１９は、内外気切替ドア１９用の電動アクチュエータによって駆動される。内外気切替ドア１９用の電動アクチュエータは、エアコンＥＣＵから出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００１９】
内外気切替箱１６の空気流れ下流側には、内外気切替箱１６を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する室内用ブロワ１３が配置されている。室内用ブロワ１３は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であり、エアコンＥＣＵから出力される制御電圧によって回転数が制御される。
【００２０】
室内用ブロワ１３の空気流れ下流側には、蒸発器１４が配置されている。蒸発器１４は、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。空調ケース１２内において、蒸発器１４の空気流れ下流側には、蒸発器１４を通過した後の空気を流す温風通路２０および冷風通路２１といった空気通路、並びに、温風通路２０および冷風通路２１から流出した空気を混合させる混合空間２２が形成されている。
【００２１】
温風通路２０には、蒸発器１４を通過後の空気を加熱するための加熱手段としてのヒータコア１５が配置されている。ヒータコア１５は、その内部を流れる温水と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。ヒータコア１５は、エンジン２７で温められた温水が流入し、流入する温水が空気と熱交換して、空気を加熱する。ヒータコア１５は、エアミックスドア２３がヒータコア１５を空気が通過しない開閉状態の場合には、単なる流路として機能する。
【００２２】
冷風通路２１は、蒸発器１４を通過後の空気を、ヒータコア１５を通過させることなく、混合空間２２に導くための空気通路である。したがって、混合空間２２にて混合された送風空気の温度は、温風通路２０を通過する空気および冷風通路２１を通過する空気の風量割合によって変化する。
【００２３】
本実施形態では、蒸発器１４の空気流れ下流側であって、温風通路２０および冷風通路２１の入口側には、温風通路２０および冷風通路２１へ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア２３を配置している。したがって、エアミックスドア２３は、混合空間２２内の空気温度を調整する温度調整手段を構成する。エアミックスドア２３は、エアミックスドア２３用の電動アクチュエータによって駆動される。エアミックスドア２３用の電動アクチュエータは、エアコンＥＣＵから出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００２４】
蒸発器１４は、圧縮機２４、凝縮器２５、膨張弁２６、アキュムレータ２８等とともに、冷凍サイクルを構成している。圧縮機２４は、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクルにおいて冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機２４は、車両のエンジンルーム内に搭載されたエンジン２７で駆動されて、冷媒を吸入して、圧縮して吐出する。
【００２５】
凝縮器２５は、エンジンルーム内に配置されて、内部を流通する冷媒と外気とを熱交換させることにより、圧縮された冷媒を凝縮液化させるものである。アキュムレータ２８は、凝縮器２５からの気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する。膨張弁２６は、アキュムレータ２８によって分離された液冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。蒸発器１４は、冷媒と送風空気との熱交換により、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させる。
【００２６】
冷房サイクル運転時の冷媒の流れについて説明する。冷房サイクルは、圧縮機２４、凝縮器２５、アキュムレータ２８、膨張弁２６、蒸発器１４の順に流れて、再び、圧縮機２４に戻る。このように冷媒が流れる配管によって、冷凍サイクルの構成要素が環状に接続することによって形成されている。圧縮機２４は、冷媒を吸入して吐出する。圧縮機２４が吐出した冷媒は、凝縮器２５に至る。このときヒータコア１５を空気が通過しないように、エアミックスドア２３の開度が制御されている。
【００２７】
凝縮器２５は、圧縮機２４から吐出された冷媒が流入し、流入する冷媒が空気と熱交換して放熱する。凝縮器２５を流出した冷媒は、アキュムレータ２８によって気液分離される。アキュムレータ２８によって分離された液冷媒は、膨張弁２６によって減圧されて冷却される。蒸発器１４には、膨張弁２６で減圧された冷媒が流入し、蒸発して送風空気を冷却する。その後、蒸発器１４を通過した冷媒を圧縮機２４に吸入させる。
【００２８】
図１および図２に示すように、圧縮機２４は、エンジン２７に搭載されている。エンジン２７は、設置対象物であるエンジンルームに搭載されている。図２では、理解を容易にするため、圧縮機２４を円柱状で示し、エンジン２７を直方体状で示している。そして圧縮機２４を、エンジン２７に３本の取付けボルト３０で取り付けている。
【００２９】
したがって圧縮機２４の振動は、エンジン２７に伝達し、エンジン２７から車外へ圧縮機２４の振動に起因した音が放射される。エンジン２７が駆動している場合は、エンジン２７の振動およびエンジン２７の駆動音が外部に放射されるので、圧縮機２４に起因する騒音は運転者は気にならない。しかしエンジン２７が停止時およびアイドル時などエンジン音が小さいときに、圧縮機２４に起因した車外音が問題となる。
【００３０】
図３では、横軸に周波数を示し、縦軸に圧縮機２４からエンジン２７に伝わる力の伝達率を示している。また細線の波形が比較例であり、太線の波形が本実施形態の防振装置が目標としている振動を低減した波形である。比較例では、周波数が５００Ｈｚ以上の車外音が大きい低減領域で共振周波数のピーク値を有する。騒音を低減するためには、低減領域からピーク値をずらして、小さくする必要がある。しかし、２０Ｈｚから２００Ｈｚのエンジン加振力領域は、エンジン２７の振動と圧縮機２４の振動が共振する領域である。このエンジン加振力領域に共振周波数のピーク値があると、エンジン２７と共振して騒音が大きくなるおそれがある。
【００３１】
そこで本実施形態では、太線で示すように、エンジン加振力領域よりもさらに低い２０Ｈｚ以下の領域で、共振周波数のピーク値がくるように設計する。そのために本実施形態では、エンジン２７と圧縮機２４とを繋ぐ懸架部３１のばね剛性を低くして、懸架部３１の共振周波数を低周波に設定して、車外音が問題となる高周波領域の力、振動の伝達を抑えている。
【００３２】
しかし、エンジン２７の回転数が大きいときには、エンジン２７から圧縮機２４へ伝達する荷重が大きくなる。このとき懸架部３１の剛性が低い場合には、懸架部３１のひずみが大きくなり、破損する可能性がある。そこで懸架部３１の低剛性と高強度の両立が必要である。そこで低剛性と高強度を両立する本実施形態の懸架部３１の構成に関して説明する。
【００３３】
圧縮機２４には、棒状の取付けボルト３０が挿通する挿通穴３２が形成されている。取付けボルト３０は、長手状の棒部材であって、挿通穴３２に通されている。そして取付けボルト３０の先端の雄ねじ３３は、エンジン２７に設けられている雌ねじ３４に挿入されて螺合されている。これによって圧縮機２４がエンジン２７に機械的に接続されている。
【００３４】
取付けボルト３０には、径方向の振動を抑制する機構と、軸方向Ｘの振動を抑制する機構を備える。先ず、径方向の振動を抑制する機構に関して説明する。図４および図５に示すように、取付けボルト３０の外周面と挿通穴３２の内周面の間に径方向の振動を抑制する低剛性の低剛性ばねおよび高剛性の高剛性ばねが設けられている。低剛性ばねは、複数、本実施形態では３つ設けられている。３つの径方向の振動を抑制する低剛性ばねを、それぞれ第１径低ばね３５ａ、第２径低ばね３５ｂ、および第３径低ばね３５ｃと称し、総称する場合は、単に径低ばね３５とする。
【００３５】
また低剛性ばねの内側には、径方向の振動を抑制する高剛性の高剛性ばねが設けられている。高剛性ばねは、低剛性ばねよりも剛性が高い。高剛性ばねは、複数、本実施形態では２つ設けられている。２つの径方向の振動を抑制する高剛性ばねを、それぞれ第１径高ばね３６ａおよび第２径高ばね３６ｂと称し、総称する場合は、単に径高ばね３６とする。
【００３６】
３つの径低ばね３５は、図４に示すように、軸方向Ｘに並ぶように配置されている。３つの径低ばね３５の軸方向Ｘの寸法は、挿通穴３２の軸方向Ｘの寸法を三分割した値である。径低ばね３５は、図５に示すように、軸方向Ｘに見た断面形状がＣ字状に形成されている。径低ばね３５のＣ字状の断面の内側には、径高ばね３６および取付けボルト３０が配置されている。径低ばね３５は、中間部の内周面を支持点３５１とし、一端部３５２を荷重作用点として構成されている。換言すると、径低ばね３５は、一端部３５２が挿通穴３２の内周面に接触している。また支持点３５１は、径高ばね３６の外周面に接触している。
【００３７】
また径低ばね３５は、断面形状が２４０度以上２７０度の円弧状である。径低ばね３５は、内周面が部分的に４カ所で径高ばね３６の外周面に接触している。径低ばね３５と径高ばね３６が接触している４カ所のうち、径低ばね３５の一端部３５２から最も近い接触箇所が、径低ばね３５の支持点３５１となる。図６に示すように、径低ばね３５の一端部３５２は、接触箇所を支持点として、径方向に変位して、径方向の振動を抑制する。３つの径低ばね３５は、軸方向Ｘに見て、１２０度回転した位置にそれぞれ配置されている。これによって３つの径低ばね３５は、径方向において異なる三方向の振動を抑制することができる。
【００３８】
２つの径高ばね３６は、図５に示すように、周方向に並ぶように配置されている。２つの径高ばね３６の軸方向Ｘの寸法は、挿通穴３２の軸方向Ｘと等しい。換言すると、２つの径高ばね３６は、挿通穴３２の軸方向Ｘの全域にわたって延びて配置されている。径高ばね３６は、図５に示すように、軸方向Ｘに見た断面形状がＣ字状に形成されている。径高ばね３６は、取付けボルト３０に対して両端部３６１で挟み込んで取付けられている。径低ばね３５は、径高ばね３６の外方に、径低ばね３５の他端部３５３と、径低ばね３５の一端部３５２から最も近い接触箇所である支持点３５１とで挟み込んで取付けられている。
【００３９】
径高ばね３６は、内周面の２つの支持点３６２の間の外周面に荷重作用点が配置されるように構成されている。また径高ばね３６は、内周面が部分的に４カ所で取付けボルト３０の外周面に接触している。径高ばね３６と取付けボルト３０の外周面とが接触している４カ所が、支持点３６２となる。４カ所の支持点３６２の間には、軸方向Ｘに見て、取付けボルト３０の外周面から外方に凸となる凸部３６３が設けられている。凸部３６３は、三カ所であり、凸部３６３の頂点が荷重作用点となる。三カ所の凸部３６３の頂点のうち、二カ所の頂点は、径低ばね３５の内周面に接触している。２つの径高ばね３６は、軸方向Ｘに見て、対向するようにそれぞれ配置されている。これによって２つの径高ばね３６によって、六カ所の凸部３６３が荷重作用点として機能する。
【００４０】
径方向に関して、圧縮機２４から作用荷重のみが発生する場合には、荷重が小さい。この場合には、径低ばね３５の変位は小さいので、径方向に関しては、径低ばね３５の一端部３５２の荷重作用点で荷重を受け、径低ばね３５が振動を抑制するように機能する。
【００４１】
一方、径方向に関して、エンジン２７からの作用荷重を受ける場合には、荷重が大きい。この場合には、径低ばね３５の変位が大きい。そのため図６に仮想線で示すように、径低ばね３５の作用点が径高ばね３６の凸部３６３の頂点の作用点に当たり、径低ばね３５の変位は規制される。したがって荷重が大きい場合には、径低ばね３５の振動を抑制する機能が失われる。しかし径低ばね３５の作用点が径高ばね３６の作用点に当たるので、径高ばね３６の振動抑制機能が発揮される。また、径高ばね３６の他の凸部３６３の頂点も、他の径低ばね３５の作用点が当たったり、径低ばね３５の支持点３５１が当たったりする。これによっても、径高ばね３６の振動抑制機能が発揮される。
【００４２】
径高ばね３６は、２つの支持点３６２の間に位置する荷重作用点によって、振動を抑制する。したがって径高ばね３６の荷重作用点は、１つの支持点３５１で支持される径低ばね３５よりも変位しにくいので、径低ばね３５よりも高いばね定数となる。したがって径方向におけるエンジン２７からの荷重の振動は、高剛性の径高ばね３６によって抑制される。
【００４３】
次に、軸方向Ｘの振動を抑制する機構に関して説明する。図４に示すように、取付けボルト３０の両端部には、軸方向Ｘの振動を抑制する低剛性ばねと高剛性ばねとが設けられている。具体的には、取付けボルト３０の雄ねじ３３側の端部において、挿通穴３２が形成されている取付部３７の軸方向Ｘの端部と、エンジン２７との間に、低剛性ばねと高剛性ばねとが設けられている。また取付けボルト３０のナット側の端部において、取付部３７の軸方向Ｘの端部と、取付けボルト３０の六角ボルト３０ａとの間に、低剛性ばねと高剛性ばねとが設けられている。
【００４４】
低剛性ばねは、本実施形態では取付けボルト３０の両端部に設けられている。軸方向Ｘの振動を抑制する低剛性ばねを、軸低ばね３９と称する。高剛性ばねは、本実施形態では取付けボルト３０の両端部に設けられている。また高剛性ばねは、軸低ばね３９の軸方向Ｘの外側にそれぞれ設けられている。軸方向Ｘの振動を抑制する高剛性ばねを、軸高ばね４０と称する。
【００４５】
軸低ばね３９は、４枚の皿ばね３９ａと変位規制部３９ｂとを含んで構成される。皿ばね３９ａは、図７および図８に示すように、中央に穴３９ｄのあいた円板を円すい状に成形した皿形のばねである。中央の穴には、取付けボルト３０が挿通される。皿ばね３９ａは、狭い空間で大きい負荷容量を持つことができ、高さと板厚の比を変えることによって広範囲に非線形ばね特性を変えることができる。
【００４６】
軸低ばね３９では、４枚の皿ばね３９ａを直列に重ねて構成されている。直列に重ねるとは、皿ばね３９ａを最中合わせのように、表裏が対向するように重ね合わせることである。直列組み合わせの場合には、同一荷重のもとでたわみが皿ばね３９ａの枚数に比例して増加する。したがって直列に組み合わせる枚数を増やす程、ばね定数が小さくなる。
【００４７】
また図４および図７に示すように、軸方向Ｘに隣接する皿ばね３９ａの間には、変位規制部３９ｂがそれぞれ設けられている。したがって変位規制部３９ｂは、３つ設けられている。変位規制部３９ｂは、円板状であって、軸低ばね３９の変形量を所定の規制変形量に規制する。変位規制部３９ｂによって、皿ばね３９ａが変形して裏返ることが防止される。
【００４８】
軸高ばね４０は、３枚の皿ばね４０ａを含んで構成される。皿ばね４０ａは、図４に示すように、軸低ばね３９を構成する皿ばね３９ａよりも肉厚であり、穴の直径も大きい。また軸方向Ｘにおいて、軸高ばね４０と軸低ばね３９との間には、仕切板４１が設けられる。仕切板４１は、軸低ばね３９の荷重作用点となる。
【００４９】
軸高ばね４０では、３枚の皿ばね４０ａを並列に重ねて構成されている。並列に重ねるとは、皿ばね４０ａの裏表を同じ向きに重ね合わせることである。並列に組み合わせの場合には、たわみが皿ばね４０ａの枚数に比例して減少する。並列の場合には、ばね間の接触面での摩擦のために減衰効果が得られる。したがって軸高ばね４０は、軸低ばね３９よりも高い剛性を有する。
【００５０】
軸方向Ｘに関して、圧縮機２４から作用荷重のみが発生する場合には、荷重が小さい。この場合には、軸低ばね３９の変位は小さいので、軸方向Ｘに関しては、軸低ばね３９の皿ばね３９ａで荷重を受け、軸低ばね３９が振動を抑制するように機能する。
【００５１】
一方、軸方向Ｘに関して、エンジン２７からの作用荷重を受ける場合には、荷重が大きい。この場合には、軸低ばね３９の変位が大きい。そのため軸低ばね３９が変位規制部３９ｂに当たり、軸低ばね３９の変位は規制される。したがって荷重が大きい場合には、軸低ばね３９の振動を抑制する機能が失われる。しかし軸高ばね４０は、仕切板４１によって振動が伝わるので、軸高ばね４０の振動抑制機能が発揮される。
【００５２】
軸高ばね４０は、皿ばね４０ａが並列に重ねられており、軸低ばね３９よりも変位しにくいので、軸低ばね３９よりも高いばね定数となる。したがって軸方向Ｘにおけるエンジン２７からの荷重の振動は、高剛性の軸高ばね４０によって抑制される。
【００５３】
図９では、横軸に変位を示し、縦軸に圧縮機２４からエンジン２７に伝わる荷重（Force）の伝達率を示している。横軸の変位は、エンジン２７と圧縮機２４との距離である。また縦軸の荷重は、径方向の荷重である。通常、振動が大きくなると、変位も大きくなる。しかし本実施形態では、低剛性ばねと高剛性ばねとが組み合わせられている。これによって荷重が小さい場合には、低剛性ばねが機能して変位は小さい。しかし変位が約２ｍｍを超える荷重を加えると、高剛性ばねが機能し、変位が抑制される。このようにある程度の変位を許容しつつ、荷重が大きくなると変位を抑制することができる。
【００５４】
図１０〜図１２では、横軸に圧縮機２４の回転数を示し、縦軸に懸架部３１の振動の大きさを示している。破線で示す比較例は、取付けボルト３０だけで圧縮機２４をエンジン２７に固定し、低剛性ばねと高剛性ばねが有さない構造である。図１０に示す上下振動は、径方向であって、上下方向Ｚにおける振動である。図１１に示す左右振動は、軸方向Ｘにおける振動である。図１２に示す前後振動は、径方向であって、左右方向Ｙの振動である。図１０に示す上下振動、図１１に示す左右振動、図１２に示す前後振動、いずれも比較例よりも実施例が振動の大きさが小さくなっている。これによって本実施形態の懸架部３１の構成は、小さい振動から大きい振動まで、振動を抑制する効果を有していることがわかる。
【００５５】
以上説明したように本実施形態の懸架部３１は、第１振動発生部であるエンジン２７と第２振動発生部である圧縮機２４とを機械的に接続し、振動を抑制する防振装置として機能する。懸架部３１は、第１弾性部材と第２弾性部材とを有する。第１弾性部材は、取付けボルト３０に設けられ、軸方向Ｘの振動を抑制する機構である。また第２弾性部材は、取付けボルト３０に設けられ、軸方向Ｘに直交する径方向の振動を抑制する機構である。これによって軸方向Ｘと径方向という異なる二方向の振動を、第１弾性部材および第２弾性部材によって抑制することができる。
【００５６】
また各弾性部材は、抑制する振動の大きさが異なる低弾性部と高弾性部とをそれぞれ備える。本実施形態では、低弾性部は、径低ばね３５と軸低ばね３９によって実現される。高弾性部は、径高ばね３６と径高ばね３６によって実現される。これによって各弾性部材は、非線形特性を有する。したがって大きい振動の場合には、高弾性部によって振動を抑制し、小さい振動の場合には、低弾性部によって振動を抑制することができる。このように本実施形態の懸架部３１によって、異なる二方向の振動を抑制することができ、非線形特性を有する構成を実現することができる。このような懸架部３１によって、防振性能と高強度の両立を実現することができる。
【００５７】
また本実施形態では、軸低ばね３９は、弾性変形することによって振動を抑制し、軸低ばね３９の変形量を、所定の規制変形量に規制する変位規制部３９ｂをさらに含む。変位規制部３９ｂによって軸低ばね３９が一定値以上変位しないので、軸低ばね３９が損傷することを抑制することができる。
【００５８】
また本実施形態では、径低ばね３５は、断面形状がＣ字状であり、中間部を支持点３５１とし、一端部３５２を荷重作用点として構成されている。これによって簡単な形状で、剛性が低い径低ばね３５を実現することができる。また径低ばね３５が一定値以上変位すると、径高ばね３６の作用点に当たる構造としているので、径低ばね３５が許容変位を超えた場合に、径高ばね３６の振動抑制機能を発揮させることができる。これによって非線形特性を簡単な形状で実現することができる。
【００５９】
さらに本実施形態では、径高ばね３６は、断面形状がＣ字状であり、両端部を支持点３６２とし、中間部にある凸部３６３を荷重作用点として構成されている。これによって簡単な形状で、剛性が高い径高ばね３６を実現することができる。
【００６０】
また本実施形態では、低弾性部および高弾性部は、ばねの弾性力を用いて振動を抑制する。従来技術では、荷重を受ける部分の容積を増やす方法であるため、ばね定数の比を大きく取るためには、防振ブッシュを大きくする必要がある。しかし本実施形態では、ばねを用いて、ばねの構造を選択することによって、容積が大きくなることを抑制しつつ、ばね定数の比を大きく取ることができる。これによって懸架部３１の大型化を抑制することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図１３を用いて説明する。本実施形態では、径低ばね３５の一端部３５２が、挿通穴３２の内周面に係合している点に特徴を有する。具体的には、径低ばね３５の一端部３５２には、外側に屈曲する屈曲部４２が設けられている。また挿通穴３２の内周面には、屈曲部４２が係合する切欠き４３が設けられている。切欠き４３は、挿通穴３２の内周面に凹となる形状である。切欠き４３は、３つの径低ばね３５に対応するために、軸方向Ｘに見て挿通穴３２の内周面の１２０度ずれた位置に３つ設けられている。
【００６２】
屈曲部４２が切欠き４３に嵌合することによって、屈曲部４２の動きが規制される。これによって屈曲部４２と切欠き４３とは常に接触しているので、径低ばね３５が振動などに起因して、回転することを抑制することができる。したがって３つの径低ばね３５が、所定の１２０度ずれた位置にある初期状態を維持することができる。
【００６３】
また屈曲部４２は、挿通穴３２の内周面に接触しているので、振動を抑制する際に荷重が作用する荷重作用点となる。屈曲部４２は切欠き４３と係合しているので、振動が確実に屈曲部４２に伝わる。これによって径低ばね３５による振動抑制効果を確実に発揮することができる。
【００６４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に関して、図１４を用いて説明する。本実施形態では、径低ばね３５と径高ばね３６との位置関係が、第１実施形態とは異なり、径低ばね３５が径高ばね３６の内側に位置している点に特徴を有する。
【００６５】
径高ばね３６は、２つでなく、１つであり、断面が六角形状である。そして一辺に間隔３６４が設けられている。径高ばね３６は、６つの凸部３６３の頂点が挿通穴３２の内周面に当接している。そして径高ばね３６の内側には、３つの径低ばね３５が設けられている。
【００６６】
また径低ばね３５の一端部３５２には、外側に屈曲する屈曲部４２が設けられている。また径高ばね３６の内周面には、屈曲部４２が係合する切欠き４３が設けられている。したがって切欠き４３は、軸方向Ｘに見て、径高ばね３６の内側面の１２０度ずれた位置に３つ設けられている。
【００６７】
径方向に関して、圧縮機２４から作用荷重のみが発生する場合には、荷重が小さい。この場合には、径低ばね３５の変位は小さいので、径方向に関しては、径高ばね３６の凸部３６３の頂点からの振動が径低ばね３５の先端である一端部３５２に伝わる。これによって径低ばね３５の一端部３５２の荷重作用点で荷重を受け、径低ばね３５が振動を抑制するように機能する。
【００６８】
一方、径方向に関して、エンジン２７からの作用荷重を受ける場合には、荷重が大きい。この場合には、径低ばね３５の変位が大きい。そのため径低ばね３５の作用点が取付けボルト３０の外周面に当たり、径低ばね３５の変位は規制される。径低ばね３５の作用点が取付けボルト３０の外周面に当たるので、径高ばね３６が変形して、径高ばね３６の間隔３６４が小さくなる。り、ついには間隔３６４がなくなる。すると断面が六角形状のばねとして機能して、径高ばね３６の振動抑制機能が発揮される。
【００６９】
このように本実施形態では、屈曲部４２が径高ばね３６の切欠き４３に嵌合することによって、屈曲部４２の動きが規制される。これによって前述の第２実施形態と同様に、径低ばね３５が振動などに起因して、回転することを抑制することができる。したがって第２実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。また径高ばね３６を１つの部材で構成することができるので、部品点数を第２実施形態よりも少なくすることができる。
【００７０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に関して、図１５を用いて説明する。本実施形態では、径低ばね３５に変えて、低剛性ゴム４４を用いる点に特徴を有する。低剛性ゴム４４は、径低ばね３５と同様の弾性力を有する。そして低剛性ゴム４４は、変形の限界値を超えると、弾力性を失い剛体と同様に機能する。
【００７１】
低剛性ゴム４４は、挿通穴３２の内周面と径高ばね３６との間に設けられる。図１５に示すように、２つの径高ばね３６を六角形状と見た場合には、６つの辺と挿通穴３２の内周面との間に低剛性ゴム４４がそれぞれ設けられる。したがって低剛性ゴム４４は、６つ用いられる。各低剛性ゴム４４は、図１５に示すように、軸方向Ｘに見た断面形状が俵形状である。したがって外周面が外方に凸に湾曲している。これによって低剛性ゴム４４は、挿通穴３２の内周面との接触面積および径高ばね３６の外周面との接触面積を多くすることができる。
【００７２】
径方向に関して、圧縮機２４から作用荷重のみが発生する場合には、低剛性ゴム４４の変位は小さいので、径方向に関しては、低剛性ゴム４４で荷重を受け、低剛性ゴム４４が振動を抑制するように機能する。
【００７３】
一方、径方向に関して、エンジン２７からの作用荷重を受ける場合には、低剛性ゴム４４の変位が大きい。そのため低剛性ゴム４４の変形の限界値を超えて、低剛性ゴム４４の振動を抑制する機能が失われる。しかし低剛性ゴム４４がつぶれて挿通穴３２の内周面が径高ばね３６の凸部３６３の頂点である作用点に当たると、径高ばね３６の振動抑制機能が発揮される。したがって低剛性ゴム４４を用いた場合であっても、第１実施形態と同様の振動抑制機能を発揮することができる。
【００７４】
本実施形態では、一方の弾性部である低弾性部をゴムによって構成し、他方の弾性部である高弾性部をばねによって実現しているが、このような構成に限るものではない。低弾性部をばねの弾力性を用いて振動を抑制し、高弾性部をゴムの弾性力を用いて振動を抑制する構成であってもよい。したがってゴムとばねとを適宜組み合わせることによって、非線形特性を実現することができる。
【００７５】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に関して、図１６を用いて説明する。本実施形態では、軸低ばね３９の構成を皿ばね３９ａに変えてコイルばね４５を用いる点に特徴を有する。コイルばね４５は、その構成上、所定の変位以下には縮まない。したがってコイルばね４５が限界まで縮んだ後は、大きな振動は軸高ばね４０によって抑制される。
【００７６】
このように軸低ばね３９は、コイルばね４５によって構成しても前述の第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。またコイルばね４５を用いることによって、変位規制部３９ｂを用いる必要がないので、部品点数を少なくすることができる。
【００７７】
また本実施形態では、軸高ばね４０は、皿ばね４０ａによって構成されているが、軸高ばね４０もコイルばね４５によって構成してもよい。軸低ばね３９および軸高ばね４０は、設置スペースおよび抑制する振動の大きさなどによって、適宜、ばねの構成を選択することができる。したがって皿ばねおよびコイルばねの他のばね、たとえば重ね板ばねなどを用いてもよい。
【００７８】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に関して、図１７〜図２０を用いて説明する。本実施形態は、第１実施形態と軸低ばね３９および径低ばね３５の構成が異なる。軸低ばね３９は、皿ばね３９ａに替えて波形座金３９ｃを用いている。波形座金３９ｃは、ウェーブワッシャとも呼ばれ、中央に穴３９ｄのあいた円板を図２０に示すように、波形に曲げたものである。波形座金３９ｃは、軸方向Ｘにつぶされる事によりばねの働きをする。
【００７９】
軸低ばね３９は、図１７に示すように、複数、本実施形態では２枚の波形座金３９ｃを重ねて構成されている。また軸方向Ｘに隣接する波形座金３９ｃの間には、変位規制部３９ｂがそれぞれ設けられている。変位規制部３９ｂによって、波形座金３９ｃが変形して裏返ることが防止される。これによって軸方向Ｘに関して、荷重が小さい場合には軸低ばね３９の変位は小さいので、軸低ばね３９の波形座金３９ｃで荷重を受け、軸低ばね３９が振動を抑制するように機能する。
【００８０】
径高ばね３６と径低ばね３５は、軸方向Ｘに並ぶように配置されている。本実施形態では、エンジン２７側に径低ばね３５が配置され、ボルト側に径高ばね３６が配置されている。また取付けボルト３０の径低ばね３５が設けられる箇所は、直径が小さくなっている。さらに取付けボルト３０の径低ばね３５が設けられる箇所３０ｂの中央には、図１８に示すように、断面が四角状に形成されている。そして取付けボルト３０の４つ面に、それぞれ片持ちの板ばね３５ｄが固定されている。図１７に示すように、板ばね３５ｄの支点３５１ｄから、軸方向Ｘの両側に延び、先端部３５２ｄが荷重作用点となる。
【００８１】
また挿通穴３２の内周面のうち、軸低ばね３９が配置されている領域には、断面が円弧状の受け部４６が設けられている。受け部４６の内側の面は、平坦状であり、板ばね３５ｄの先端が接触している。板ばね３５ｄは、図１８に示すように、軸方向Ｘに見て、断面が長方形状であり、図１８の上方に位置する板ばね３５ｄに着目すると、左右方向の幅と受け部４６の幅とが略等しい。また板ばね３５ｄは、軸方向Ｘに見て、４つ設けられているので、図１８における上下方向Ｚおよび左右方向Ｙの振動を抑制することができる。
【００８２】
径高ばね３６は、図１９に示すように、前述の第１実施形態と同様の構成であるが、凸部３６３の頂点が挿通穴３２の内周面よりも離間している。したがって振動によって径方向に圧縮機２４が変位した場合であって、凸部３６３の頂点と挿通穴３２の内周面とが接触するまで変位すると、径高ばね３６によって振動が抑制されることになる。
【００８３】
径方向に関して、荷重が小さい場合には、径低ばね３５の変位は小さいので、径低ばね３５の先端、すなわち板ばね３５ｄの先端部３５２ｄが荷重作用点で荷重を受け、径低ばね３５が振動を抑制するように機能する。一方、径方向に関して、荷重が大きい場合には、径低ばね３５の変位が大きいので、板ばね３５ｄの先端部３５２ｄの作用点が取付けボルト３０の内周面に当たり、径低ばね３５の変位は規制される。このように変位が大きい場合には、挿通穴３２の内周面が径高ばね３６の凸部３６３の作用点に当たるので、径高ばね３６の振動抑制機能が発揮される。
【００８４】
したがって前述の第１実施形態と同様に、径低ばね３５および径高ばね３６によって、非線形特性を有する構成を実現することができる。
【００８５】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００８６】
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００８７】
前述の第１実施形態では、圧縮機２４を設置する設置対象物はエンジン２７であったが、設置対象物はエンジン２７に限るものではない。たとえばエンジン２７の他の振動発生部であってもよい。また設置対象物は、振動発生源でなく、振動発生源からの振動が伝わる部分であってもよい。また車両に限るものでもない。
【００８８】
前述の第１実施形態では、取付けボルト３０とエンジン２７とは、ねじ構造によって機械的に接続されているがねじ構造に限るものではない。たとえば溶接によって機械的に接合されてもよく、接着剤によって機械的に接続されてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
２４…圧縮機（第２振動発生部）  ２７…エンジン（第１振動発生部）
３０…取付けボルト（棒部材）  ３１…懸架部（防振装置）
３２…挿通穴                  ３５…径低ばね（第２弾性部材，低弾性部）
３５ｄ…板ばね（低弾性部）    ３６…径高ばね（第２弾性部材，高弾性部）
３７…取付部                  ３９…軸低ばね（第１弾性部材，低弾性部）
３９ａ…皿ばね（低弾性部）    ３９ｂ…変位規制部
３９ｃ…波形座金（低弾性部）  ４０…軸高ばね（第１弾性部材，高弾性部）
４１…仕切板          ４２…屈曲部      ４３…切欠き
４４…低剛性ゴム（低弾性部）  ４５…コイルばね（低弾性部）
【図１】
2017020546.tif 000003
【図２】
2017020546.tif 000004
【図３】
2017020546.tif 000005
【図４】
2017020546.tif 000006
【図５】
2017020546.tif 000007
【図６】
2017020546.tif 000008
【図７】
2017020546.tif 000009
【図８】
2017020546.tif 000010
【図９】
2017020546.tif 000011
【図１０】
2017020546.tif 000012
【図１１】
2017020546.tif 000013
【図１２】
2017020546.tif 000014
【図１３】
2017020546.tif 000015
【図１４】
2017020546.tif 000016
【図１５】
2017020546.tif 000017
【図１６】
2017020546.tif 000018
【図１７】
2017020546.tif 000019
【図１８】
2017020546.tif 000020
【図１９】
2017020546.tif 000021
【図２０】
2017020546.tif 000022