(57)【要約】【課題】大きな減衰力が確保されると共に、温度等の環境が大幅に変化する状況下においても優れた制振効果を安定して得ることの出来る、新規な構造のダイナミックダンパを提供する。【解決手段】制振すべき振動の入力方向に対して直交する一方向でマス部材１４を挟んだ両側に取付部材１２を対向位置せしめて、かかる両側の対向面間をそれぞれ複数の板ばね２８によって弾性連結すると共に、それら各板ばね２８を制振すべき振動の入力方向とマス部材１４と取付部材１２の対向方向との両方向に対して何れも直交する方向に広がるように配設し、更に、かかる両側の対向面間のそれぞれにおいてマス部材１４の取付部材１２に対する制振すべき振動入力方向への相対変位に際して剪断変形せしめられる減衰材２４を配設した。【選択図】図１
2009108912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マス部材を取付部材に対して弾性連結することにより副振動系を構成したダイナミックダンパにおいて、
制振すべき振動の入力方向に対して直交する一方向で前記マス部材を挟んだ両側に該マス部材と前記取付部材を対向位置せしめて、かかる両側の対向面間をそれぞれ複数の板ばねによって弾性連結すると共に、それら各板ばねを制振すべき振動の入力方向と該板ばねによって連結された該マス部材と該取付部材の対向方向との両方向に対して何れも直交する方向に広がるように配設し、更に、かかる両側の対向面間のそれぞれにおいて該マス部材の該取付部材に対する制振すべき振動入力方向への相対変位に際して剪断変形せしめられる減衰材を配設したことを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項２】
前記制振すべき振動の入力方向のばね定数に対して、該振動入力方向に直交する何れの方向のばね定数も１．５倍以上とされている請求項１に記載のダイナミックダンパ。
【請求項３】
前記板ばねが、中央部分に比して前記マス部材側および前記取付部材側に位置する両側部分が、より大きな曲率で湾曲せしめられた断面形状とされている請求項１又は２に記載のダイナミックダンパ。
【請求項４】
前記減衰材の中間部分に硬質の拘束板が、前記マス部材と前記取付部材の対向方向に直交する方向に広がるように配設されて固着されている請求項１乃至３の何れか一項に記載のダイナミックダンパ。
【請求項５】
前記制振すべき振動の入力方向の外方に凸となる湾曲形状の一対の前記板ばねを用い、それら板ばねの間に前記減衰材が配されて、該減衰材の両端面に対して該板ばねが固定されている請求項１乃至４の何れか一項に記載のダイナミックダンパ。
【請求項６】
前記板ばねが前記制振すべき振動の入力方向に所定距離を隔てて一対設けられており、これら板ばねの前記マス部材側と前記取付部材側との少なくとも一方の固定部分において、それら両板ばね間に亘って且つ両板ばねの外側にまで張り出した形態で、前記減衰材が配設されていると共に、それら減衰材が該板ばねに対して固着されている請求項１乃至５の何れか一項に記載のダイナミックダンパ。
【請求項７】
前記板ばねの複数が前記制振すべき振動入力方向で相互に重ね合わされていると共に、それら複数の板ばねの該振動入力方向の内側において該板ばねの前記マス部材側と前記取付部材側との一方の固定部分に前記減衰材が配設されており、それら複数の板ばねにおける該振動入力方向の内側に位置せしめられた該板ばねが、該マス部材側と該取付部材側との他方の固定部分と該減衰材に対して固定されている請求項１乃至６の何れか一項に記載のダイナミックダンパ。
【請求項８】
互いに異なる質量を有する前記マス部材の複数種類と、
前記板ばねと前記減衰材とを一体的に備えた構造とされており互いに異なるばね特性を有する弾性連結体の複数種類とを、
それぞれ取り揃えた複数組から構成されており、該複数種類のマス部材の中から所定質量の一つを選択して取り出すと共に、該複数種類のばね特性の弾性連結体の中から所定ばね特性の一つを選択して取り出して、それらマス部材と弾性連結体とを組み合わせることによって、請求項１乃至７の何れか一項に記載の前記ダイナミックダンパの一つが構成されるようにした、各複数種類の該マス部材と該弾性連結体とからなることを特徴とするダイナミックダンパ構成部材の組合せ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マス部材を取付部材に対して弾性連結することにより制振すべき振動部材に対する副振動系を構成して、取付部材が主振動系たる振動部材に取り付けられるダイナミックダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のドアやシート等の振動が問題となる各種部材において、その振動を低減する装置としてダイナミックダンパ（動的吸振器）が採用されている。このダイナミックダンパは、一般に、特許文献１（特開２００１−１９３７８９号公報）等に開示されているように、金属材等からなるマス部材をゴム弾性体で弾性支持せしめた構造とされている。
【０００３】
しかし、かくの如き従来構造のダイナミックダンパでは、ゴム弾性体が温度依存性や振幅依存性を有するが故に、環境や入力振動の変化等に起因してチューニング周波数が変化してしまう。そのために、制振効果が有効に発揮される周波数域が狭いダイナミックダンパでは、所期の防振効果が安定して発揮され難い問題があった。特に自動車では、環境や走行条件、内燃機関等によってダイナミックダンパのチューニング周波数の変化が大きくなり易かった。
【０００４】
なお、かかる問題に対処するために、例えば、ダイナミックダンパの製造管理を徹底したり、互いに異なるチューニングを施した複数のダイナミックダンパを採用したりすること等も考えられるが、製造管理の徹底では限界があり、また複数のダイナミックダンパの採用はコストや重量の増加が避けられないという問題があった。
【０００５】
一方、特許文献２（特開２００４−１６２９０５号公報）には、マス部材の周りを囲むように枠体を配設すると共に、ばね部材として金属等の板ばねを用いて、マス部材を枠体に対して平面内全方向で可動に弾性連結したダイナミックダンパが提案されている。板ばねはゴム弾性体に比して温度依存性や振幅依存性が小さいことから、環境や入力振動等の変化に起因する防振性能の低下を抑えることが出来る。
【０００６】
ところが、板ばねは、ゴム弾性体に比して減衰力が非常に小さいことから、チューニング周波数の両側周波数域での振動悪化が問題となり易かった。そこで、特許文献２に係るダイナミックダンパでは磁力を利用した減衰装置を並設せしめた構造とされている。しかしながら、磁力を用いた減衰力ではゴム弾性体程に大きな減衰力を得ることが難しく、高コスト化する問題がある。また、磁力を用いた減衰装置に変えてゴム弾性体を採用したとしても、かかる特許文献２に記載の構造では、何れの方向の振動入力時にも、何れかのゴム弾性体に対して圧縮変形が生ぜしめられることから、結局、ゴム弾性体が大きなばね成分を持ってしまうこととなる。そのため、温度依存性や振幅依存性によるチューニング周波数の変化の問題が避けられ難かったのである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９３７８９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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って、その解決課題とするところは、温度依存性や振幅依存性が低減されると共に、減衰力が効果的に得られることによって、優れた制振効果が発揮され得る、新規な構造のダイナミックダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、可能な限り任意な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。
【００１０】
すなわち、本発明の特徴とするところは、マス部材を取付部材に対して弾性連結することにより副振動系を構成したダイナミックダンパにおいて、制振すべき振動の入力方向に対して直交する一方向でマス部材を挟んだ両側にマス部材と取付部材を対向位置せしめて、かかる両側の対向面間をそれぞれ複数の板ばねによって弾性連結すると共に、それら各板ばねを制振すべき振動の入力方向と板ばねによって連結されたマス部材と取付部材の対向方向との両方向に対して何れも直交する方向に広がるように配設し、更に、かかる両側の対向面間のそれぞれにおいてマス部材の取付部材に対する制振すべき振動入力方向への相対変位に際して剪断変形せしめられる減衰材を配設したダイナミックダンパにある。
【００１１】
このような本発明に従う構造とされたダイナミックダンパにおいては、振動入力に際して、減衰材が剪断変形するようになっており、それによって、減衰材の圧縮変形による弾性が充分に小さくされることから、主たるばね特性が板ばねによって発揮される。これにより、減衰材によるばね作用が抑えられて、減衰材の比較的に大きな温度依存症や振幅依存症に起因する制振効果への悪影響が軽減乃至は回避される。しかも、目的とする減衰力は、減衰材の剪断変形によって充分に得られる。要するに、本発明に係る一つのマス−バネ系としての副振動系が、板ばねのばね成分と減衰材の減衰成分をそれぞれ主に利用したバネ系と、マス部材の質量を利用したマス系とからなる。
【００１２】
それ故、本発明に係るダイナミックダンパでは、バネ系におけるばね定数の温度依存性や振幅依存性が抑えられると共に、高い減衰力が得られることに基づき、制振すべき振動に対して安定した制振効果が発揮され得るのである。
【００１３】
なお、減衰材としては、例えば、天然ゴムやスチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ウレタン系ゴム等のゴム材料や、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマ等の樹脂材料に、マイカやカーボンブラック等の充填剤を添加してなる、各種の減衰材料が採用される。また、減衰材として好ましくは、ブチルゴム等の高減衰ゴム、スチレン系熱可塑性エラストマおよびヒドロゲルやオルガノゲル等の高分子ゲル等からなる高減衰材料を含んで構成される。
【００１４】
また、本発明に係るダイナミックダンパでは、制振すべき振動の入力方向のばね定数に対して、振動入力方向に直交する何れの方向のばね定数も１．５倍以上とされている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、マス部材における制振すべき振動の入力方向に直交する方向の変位が抑えられて、マス部材が制振すべき振動入力方向に効率良く変位せしめられる。しかも、当該振動入力方向に直交する方向での副振動系の共振作用も抑えられることで、かかる共振作用に起因する取付部材ひいては取付部材が取り付けられる振動部材における振動状態の悪化が防止される。それ故、目的とする制振効果が一層安定して得られる。
【００１５】
また、本発明に係るダイナミックダンパでは、板ばねが、中央部分に比してマス部材側および取付部材側に位置する両側部分が、より大きな曲率で湾曲せしめられた断面形状とされている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、板ばねの中央部分からマス部材側乃至は取付部材側に向かう両側部分の応力集中が回避されて、歪みが板ばねの全体に分散されることにより、板ばねの変形量延いてはマス部材の変位量が充分に確保されると共に、耐久性も確保され得る。
【００１６】
また、本発明に係るダイナミックダンパでは、減衰材の中間部分に硬質の拘束板が、マス部材と取付部材の対向方向に直交する方向に広がるように配設されて固着されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、減衰材の中間部分の弾性変形が拘束板で制限されることによって、減衰材の有効自由長が小さくなる。それによって、剪断変形量／長さで求められる剪断歪が大きくなることから、減衰材の剪断変形に基づく減衰効果がより効果的に発揮される。
【００１７】
また、本発明に係るダイナミックダンパでは、制振すべき振動の入力方向の外方に凸となる湾曲形状の一対の板ばねを用い、それら板ばねの間に減衰材が配されて、減衰材の両端面に対して板ばねが固定されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、減衰材の両端面に固定された一対の板ばねの変形に伴い、減衰材を効率良く剪断変形せしめることが出来る。特に、板ばねが、振動入力方向の外方に凸となる湾曲形状を呈していることによって、板ばねのマス部材側乃至は取付部材側に広がる部位の応力集中が回避されて、耐久性が確保され得ることに加え、それら一対の板ばねの間に配される減衰材の収容スペースや板ばねの減衰材に対する固定面積が大きく確保されて、減衰材の形状や大きさ等のチューニング自由度の向上が図られ得る。また、一対の板ばねと減衰材が一体的に設けられて、マス部材と取付部材の間に一体的に組み付けられることに伴い、製造作業の効率化が図られて、大量生産も有利に実現され得る。
【００１８】
また、本発明に係るダイナミックダンパでは、板ばねが制振すべき振動の入力方向に所定距離を隔てて一対設けられており、これら板ばねのマス部材側と取付部材側との少なくとも一方の固定部分において、それら両板ばね間に亘って且つ両板ばねの外側にまで張り出した形態で、減衰材が配設されていると共に、それら減衰材が板ばねに対して固着されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、振動入力方向における複数の減衰材の剪断変形によって、減衰効果がより効果的に得られる。
【００１９】
また、本発明に係るダイナミックダンパでは、板ばねの複数が制振すべき振動入力方向で相互に重ね合わされていると共に、それら複数の板ばねの振動入力方向の内側において板ばねのマス部材側と取付部材側との一方の固定部分に減衰材が配設されており、それら複数の板ばねにおける振動入力方向の内側に位置せしめられた板ばねが、マス部材側と取付部材側との他方の固定部分と減衰材に対して固定されている構造が、採用されても良い。このような構造によれば、主たるばね特性が複数の板ばねによって一層大きく得られることに加え、振動入力方向の内側に配された板ばねの変形によって減衰材が直接的に剪断変形せしめられることとなり、剪断変形による減衰効果の向上が図られる。それ故、少ない配設スペースで、板ばねのばね成分と減衰材の減衰成分を、それぞれ大きく設定することが出来る。
【００２０】
さらに、本発明の特徴とするところは、互いに異なる質量を有するマス部材の複数種類と、板ばねと減衰材とを一体的に備えた構造とされており互いに異なるばね特性を有する弾性連結体の複数種類とを、それぞれ取り揃えた複数組から構成されており、複数種類のマス部材の中から所定質量の一つを選択して取り出すと共に、複数種類のばね特性の弾性連結体の中から所定ばね特性の一つを選択して取り出して、それらマス部材と弾性連結体とを組み合わせることによって、前述のダイナミックダンパの一つが構成されるようにした、各複数種類のマス部材と弾性連結体とからなるダイナミックダンパ構成部材の組合せ構造体にある。
【００２１】
このような本発明に従う構造とされたダイナミックダンパ構成部材の組合せ構造体においては、要求される制振効果に応じて、マス部材と弾性連結体が組み合わされることにより、振動部材に対して最適な制振効果が発揮され得る。特に、弾性連結体が、板ばねと減衰材を一体的に備えた構造とされていることから、板ばねおよび減衰材の組み付け工程の短縮化が図られて、製造作業の効率化も図られ得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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１，２には、本発明のダイナミックダンパとしての動的吸振器に係る第一の一実施形態としての自動車用ダイナミックダンパ１０が示されている。自動車用ダイナミックダンパ１０は、取付部材としての取付金具１２とマス部材としてのマス金具１４が弾性連結体１６，１６によって弾性連結された構造とされている。本実施形態に係るダイナミックダンパ１０は、例えば、自動車のドアやシート等の振動が問題となる振動部材に装着される。
【００２３】
なお、図１では、自動車に装着する前のダイナミックダンパ１０の単体が示されているが、かかるダイナミックダンパ１０は、制振すべき振動入力方向を考慮して振動部材に装着される。要するに、装着状態下、制振すべき主たる振動は、略ダンパ軸方向となる図１中の上下方向に入力されることとなる。
【００２４】
より詳細には、取付金具１２は、装着用のブラケットでもあり、矩形平板形状のベース板部１８を有しており、このベース板部１８の幅方向両端縁部には一対の支持板部２０，２０が一体形成されている。なお、各支持板部２０は、ベース板部１８の端縁部から一方の面側に直角に立ち上がって一体形成されている。そして、ベース板部１８の一方の面側にマス金具１４が配設されており、かかるマス金具１４が、一対の支持板部２０，２０の対向面間に位置せしめられている。即ち、マス金具１４と取付金具１２の支持板部２０，２０が、制振すべき振動の入力方向に対して直交する一方向でマス金具１４を挟んだ両側に対向位置せしめられている。
【００２５】
マス金具１４は、略矩形ブロック形状を有しており、比重の大きな鉄や鉛等の金属材によって形成されている。本実施形態では、図１に示されているように、マス金具１４が、取付金具１２のベース板部１８よりも略一回り小さな外周形状とされていると共に、図２に示されているように、取付金具１２の支持板部２０の高さ方向（図２中、上下）の寸法よりも僅かに小さな厚さ寸法とされている。
【００２６】
かかるマス金具１４は、取付金具１２のベース板部１８の略中央に位置せしめられており、図１中の左右方向となる長さ方向の両端部において、一対の弾性連結体１６，１６を介して、一対の支持板部２０，２０に連結されている。これにより、マス金具１４は、取付金具１２のベース板部１８から一方の面上に所定距離だけ離隔した状態で、一対の弾性連結体１６，１６を介して、取付金具１２の一対の支持板部２０，２０によって弾性支持されている。
【００２７】
各弾性連結体１６は、金属ばねを構成する連結金具２２と、減衰材としての減衰ゴム２４とを、含んで構成されている。連結金具２２は、オーバル形の筒体形状を有している。そして、互いに対向位置する一対の平板形状の部分が固定板部２６，２６とされていると共に、それら固定板部２６，２６の両端縁部を繋ぐ一対の半円板形状の部分が湾曲した板ばねとしての板ばね部２８，２８とされている。
【００２８】
この連結金具２２は、ばね鋼等の薄肉の金属材や合成樹脂材によって形成された弾性部材である。なお、かかる連結金具２２は、例えば、筒状体を適当な長さで切断することによって形成され得る。その他、平板状体を湾曲成形して両端縁部を溶着等で接続することによって、或いはそれら両端縁部を単に突き合わせて位置せしめたり重ね合わせて位置せしめたりすることによっても、得ることができる。その際、平板状態を湾曲成形したものの両端縁部の接続部や突き合わせ部、或いは重ね合わせ部は、固定板部２６，２６の略中央部分に位置せしめることが望ましい。
【００２９】
また、連結金具２２の幅寸法（図２における上下方向寸法）は、全周に亘って一定であっても良いが、周上で変化していても良い。図示は省略するが、例えば板ばね部２８，２８のばね特性のチューニング等の目的で、板ばね部２８，２８と固定板部２６，２６の幅寸法を異ならせること等も可能である。或いは、板ばね部２８，２８のばね特性のチューニングのため等の目的で、連結金具２２の全体を二枚以上の複数枚の重ね合わせ構造としたり、板ばね部２８，２８だけを二枚以上の複数枚の重ね合わせ構造とすることも可能である。そのような複数枚の重ね合わせ構造体は、内外周で重ね合わせられて相互に独立して形成されていても良いし、相互に溶着等されて一体的に形成されていても良い。更にまた、連結金具２２の幅寸法は、本実施形態ではマス金具１４の厚さ寸法と略同じとされているが、マス金具１４の厚さ寸法より小さくても良いし、大きくても良い。
【００３０】
さらに、連結金具２２の内周側には、減衰ゴム２４が配設されている。減衰ゴム２４は、全体として中実の略矩形ブロック形状を有しており、図１，２中の左右方向に延びる主軸方向の両側端面が、連結金具２２における一対の固定板部２６，２６の内面に加硫接着されている。なお、各固定板部２６に加硫接着された減衰ゴム２４の各端面には、各固定板部２６の表面に沿って延び出す形状のフィレットアールが付されており、減衰ゴム２４の弾性変形に際しての応力や歪みの端部集中が軽減されている。
【００３１】
なお、減衰ゴム２４の大きさや形状は、要求される防振特性や減衰係数に応じて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。また、減衰ゴム２４の材料は、公知のゴム材料の他、ゴムと同様に変形に際して減衰力を発揮するスチレン系熱可塑性エラストマー、ヒドロゲルやオルガノゲル等の高分子ゲルなどのゲル状の樹脂材料も採用可能である。具体的に例示すると、ゴム材料としては高減衰のブチルゴム等が好適であり、特許第３６７５２１６号公報や特許第３４６８０７３号公報等に記載の高減衰材料組成物も好適である。
【００３２】
また、固定板部２６，２６の内周面に接着された減衰ゴム２４の両端部は、固定板部２６の内周面に沿って広がっている。これにより、連結金具２２を内周面を全面に亘って覆って接着された被着ゴム層２９が、減衰ゴム２４と一体的に形成されている。この被着ゴム層２９は、一対の板ばね部２８，２８の内周面にも被着されており、板ばね部２８，２８の弾性変形に伴って一体的に弾性変形せしめられるようになっている。なお、上述の説明からも明らかなように、本実施形態に係る減衰ゴム２４が、一対の板ばね部２８，２８の間に配されて、各板ばね部２８が、一対の固定板部２６，２６を介して減衰ゴム２４の両端面に固定されている。
【００３３】
上述の如き弾性連結体１６の一対が、マス金具１４の長さ方向両側において、マス金具１４と取付金具１２の支持板部２０との対向面間に配設されている。かかる弾性連結体１６は、筒状の連結金具２２の中心軸が、マス金具１４の厚さ方向となる取付金具１２の支持板部２０の突出方向に延びるように配設されている。そして、各弾性連結体１６は、その一方の固定板部２６ａがマス金具１４の長さ方向端面に重ね合わされており、減衰ゴム２４を挟んだ両側において固定ボルト３０，３０によってマス金具１４に固定されている。また、弾性連結体１６の他方の固定板部２６ｂは、取付金具１２の支持板部２０の内側面に重ね合わされており、減衰ゴム２４を挟んだ両側において固定ボルト３０，３０によって支持板部２０に固定されている。
【００３４】
これにより、マス金具１４が、一対の弾性連結体１６，１６を介して、取付金具１２によって弾性的に支持されている。そして、一対の弾性連結体１６，１６の弾性変形に基づいて、マス金具１４が取付金具１２に対して相対変位を許容されている。
【００３５】
ここにおいて、弾性連結体１６における板ばね部２８，２８は、平板を二次元的に湾曲させた樋形の円弧板形状とされており、その曲率半径が、図１中の紙面に平行な平面内に延びるように、即ち筒状の連結金具２２の中心軸に直交する平面内に延びるように設定されている。これにより、各板ばね部２８が、制振すべき振動の入力方向と板ばね部２８によって連結されたマス金具１４と取付金具１２の支持板部２０の対向方向との両方向に対して何れも直交する方向に広がるように配設されている。
【００３６】
それ故、弾性連結体１６の板ばね部２８，２８は、取付金具１２に対するマス金具１４の変位に関して、マス金具１４の幅方向となる図１中の上下方向の変位に対しては柔らかいばね特性を発揮し得る。しかし、それと異なる方向、特にマス金具１４の厚さ方向となる図２中の上下方向の変位に対しては硬いばね特性を発揮し得る。
【００３７】
さらに、弾性連結体１６の板ばね部２８，２８が弾性変形するに伴って、連結金具２２における一対の固定板部２６，２６が相対変位せしめられることとなる。この固定板部２６，２６の相対変位に伴って、減衰ゴム２４に変形が生ぜしめられる。そして、マス金具１４が取付金具１２に対して、マス金具１４の幅方向となる図１中の上下方向に変位せしめられた場合に、減衰ゴム２４には、剪断変形が生ぜしめられることとなる。
【００３８】
なお、取付金具１２に対してマス金具１４が長さ方向となる図１中の左右方向に変位せしめられた場合には、弾性連結体１６の板ばね部２８，２８は比較的柔らかいばね特性を発揮することとなるが、減衰ゴム２４には圧縮／引張変形が生ぜしめられることとなる。それ故、弾性連結体１６の全体としては、マス金具１４の長さ方向の変位に対して硬いばね特性が発揮されるのである。
【００３９】
また、本実施形態では、弾性連結体１６において、一対の板ばね部２８，２８が外方に凸となる半円弧状の湾曲形状とされていることから、連結金具２２の内周側において、減衰ゴム２４の配設領域が大きく確保され得る。それ故、マス金具１４の取付金具１２に対する相対変位に際して板ばね部２８，２８や減衰ゴム２４が弾性的に変形した場合でも、板ばね部２８，２８と減衰ゴム２４との干渉が効果的に防止され得る。
【００４０】
上述の如き構造とされた本実施形態のダイナミックダンパ１０は、例えば自動車のドアやシート等の振動が問題となる部材に対して取付金具１２が図示しないボルトや溶接等の固定手段によって固定されることにより、それらの振動部材に対して装着される。その際、かかるダイナミックダンパ１０は、制振すべき振動方向がマス金具１４の幅方向である図１中の上下方向となるように位置決めされる。
【００４１】
これにより、かくの如きダイナミックダンパ１０の装着状態下、制振すべき振動がダイナミックダンパ１０に及ぼされると、マス金具１４の取付金具１２に対する変位が、柔らかいばね特性と大きな減衰効果を伴って許容されることとなる。即ち、制振すべき振動の入力に伴ってマス金具１４が振動変位せしめられることとなるが、かかるマス金具１４の振動変位は、板ばね部２８，２８の弾性をバネとし、マス金具１４の質量をマスとする、一つのマス−バネ系からなる振動系によって実現される。要するに、この一つの振動系が、主振動系であるドアやシート等の振動部材に対して副振動系として機能することで、ダイナミックダンパ効果である振動低減効果が発揮されるのである。
【００４２】
しかも、かかる副振動系においては、板ばね部２８，２８の変形に際して、減衰ゴム２４の主たる変形態様が剪断変形とされて、圧縮変形による大きなばね剛性を抑えつつ、大きな減衰力が発揮されることとなる。それ故、金属ばねである板ばね部２８，２８のばね特性に加えて、減衰ゴム２４による大きな減衰力も併せて作用せしめられることとなり、その結果、かかる副振動系によるダイナミックダンパ効果に関して、振動ピークの低減効果が発揮されるのである。要するに、ダイナミックダンパ１０の装着前に問題となっていた振動部材の共振によるピーク振動だけでなく、ダイナミックダンパ効果によってかかる当初のピーク振動の周波数域の上下両側の周波数域に発生する新たなピーク振動も、効果的に低減されるのであり、その結果、全体として広い周波数域で効果的な振動低減効果が達成されるのである。
【００４３】
加えて、特に、副振動系のバネを構成する板ばね部２８，２８が、金属ばねで構成されていることから、従来構造のバネをゴム弾性体で構成したダイナミックダンパに比して、チューニング周波数の振幅依存性や温度依存性が大幅に抑えられるのである。その結果、例えば自動車のように５０℃或いはそれ以上の温度変化に晒されたり、走行条件によって入力振動の大きさが数十倍にまで変化することで制振すべき振動に大きな振幅変化が現れるような環境下においても、ダイナミックダンパのチューニング周波数の変化が抑えられて、目的とする制振効果を安定して得ることが可能となるのである。
【００４４】
また、特に本実施形態では、制振すべき振動の入力方向のばね定数に対して、振動入力方向に直交する方向のばね定数が充分に大きくされている。望ましくは、少なくとも図１中の上下方向のばね定数に対して、図１中の左右方向や図１中の紙面に垂直な方向のばね定数が、１．２倍以上、より望ましくは１．５倍以上に設定される。それによって、マス金具１４が制振すべき振動入力方向以外の他方向に変位することに起因する、振動状態への悪影響が回避されている。
【００４５】
さらに、本実施形態では、板ばねとしての板ばね部２８の一対と減衰材としての減衰ゴム２４とを一体的に備えた弾性連結体１６が用いられることにより、部品点数の減少と、板ばねおよび減衰材の組み付け作業の簡略化が図られている。
【００４６】
また、特に本実施形態に係る自動車用ダイナミックダンパ１０では、マス金具１４においてその制振すべき振動の入力方向の両側外方には、何れも、空間だけが存在しており、それら両側部分において、マス金具１４が板ばね部２８および減衰ゴム２４によって弾性連結されていない構造とされている。その結果、制振すべき振動である図１中の上下方向の振動入力時においてゴム弾性体等の減衰材の圧縮変形が防止されることとなり、ゴム弾性体等の減衰材における温度依存性や振幅依存性に起因するダイナミックダンパのチューニング周波数の変化の問題が一層効果的に防止される。
【００４７】
なお、本実施形態において、より大きな減衰力を得るためには、例えばマス金具１４の厚さ方向の下面と取付金具１２のベース板部１８との対向面間に減衰材からなるブロック、例えばゴムブロックを配設すると共に、該ブロックの上下の各端面をマス金具１４の下面とベース板部１８の上面に固着することも可能である。このようなブロックを設けることにより、マス金具１４の変位に際して、ブロックも剪断変形することとなり、一層大きな減衰力を得ることが可能となる。
【００４８】
また、互いに異なる質量を有するマス金具１４の複数種類と、互いに異なるばね特性を有する弾性連結体１６の複数種類とを、それぞれ取り揃えた複数組からなるダイナミックダンパ構成部材の組み合わせ構造体にて、例示の如きダイナミックダンパ１０を製造することも可能である。
【００４９】
すなわち、複数種類のマス金具の中から所定質量のマス金具１４を選択して採用すると共に、複数種類のばね特性の弾性連結体の中から所定ばね特性の弾性連結体１６を選択して採用する。そして、それら各選択したマス金具１４と弾性連結体１６を組み合わせることによって、目的とするチューニング周波数を有する副振動系を実現することが出来る。これによれば、チューニング周波数が異なる複数種類のダイナミックダンパ１０を、要求に際して速やかに且つ効率的に提供することが可能となる。なお、取付金具１２においても、形状や大きさ、振動部材に対する固定構造等の異なる複数種類を予め準備しておき、それらのうちから選択的に取付金具１２を採用することで、マス金具１４や弾性連結体１６を変更することなく共通にしつつ、要求される装着態様の相違に対して容易に且つ速やかに対応することが可能となる。
【００５０】
さらに、上述の如き構造のダイナミックダンパ１０においては、図３に示されている、本発明の第二の実施形態としてのダイナミックダンパ３２のようにして、減衰力を調節することも可能である。
【００５１】
すなわち、かかるダイナミックダンパ３２においては、減衰ゴム２４の弾性連結方向となる図３中の左右方向の中間部分に位置して、拘束板３４が配設されている。この拘束板３４は、減衰ゴム２４よりも硬質の金属材や合成樹脂材等を用いて形成されており、薄肉の略平板形状を有している。
【００５２】
かかる拘束板３４は、連結金具２２における一対の固定板部２６ａ，２６ｂの対向面間の中間部分で、それら固定板部２６ａ，２６ｂと平行に広がるようにして配設されている。そして、その両側面には、減衰ゴム２４が加硫接着されている。なお、図面上に示していないが、拘束板３４の適当な個所には、貫通孔が形成されていて、拘束板３４を挟んで両側に位置する減衰ゴム２４が、かかる貫通孔を通じて相互に一体的に連結されている。
【００５３】
このような拘束板３４を減衰ゴム２４に加硫接着することにより、減衰ゴム２４において、制振すべき方向でのマス金具１４の変位に際しての減衰力の更なる向上が図られる。しかも、減衰ゴム２４において、制振すべき方向に直交するマス金具１４の図３中の左右方向の変位に際してのばね剛性を更に大きくすることも出来る。
【００５４】
なお、本実施形態では、板ばね部２８の内周面に対してゴム層が固着されていないが、前記第一の実施形態における被着ゴム層２９を設けても良い。
【００５５】
また、前述の如きダイナミックダンパ１０においては、そのばね特性のチューニング等に際して、板ばね部２８の形状を各種変更しても良い。
【００５６】
具体的に例示すると、図４に示されている本発明の第三実施形態のように、マス金具１４と支持板部２０との対向方向に直線的に延びる板ばね部３６を採用することも可能である。このような板ばね部３６を採用すれば、マス金具１４のばね特性を硬めに設定することが出来る。しかも、マス金具１４の長さ方向（図４中の左右方向）の変位に対する支持ばね剛性を充分に大きく設定することも可能となる。なお、図示されているように、マス金具１４と支持板部２０との対向方向に直線的に延びる板ばね部３６においても、その両端部分は、連続して接線をもって滑らかに湾曲したアール形状をもって固定板部２６に連接されることが望ましく、それによって、局部的な応力集中が回避されて、耐久性と耐荷重性能の向上が図られる。
【００５７】
或いは、図５に示されている本発明の第四の実施形態のように、マス金具１４と支持板部２０との対向方向に延びる板ばね部３８の曲率を、それらマス金具１４と支持板部２０との対向方向で変化させて、板ばね部３８のばね特性を調節することも可能である。特に本実施形態では、マス金具１４と支持板部２０との対向方向の中央部分の曲率が、両端部分に比して小さくされている。
【００５８】
また、前記実施形態では、マス金具１４を取付金具１２に弾性連結する弾性連結体１６が、板ばね部２８，２８と減衰ゴム２４を含む一体構造とされていたが、例えば図６に示されている本発明の第五の実施形態のように、分割構造の弾性連結体４０を採用しても良い。
【００５９】
かかる弾性連結体４０では、前記実施形態における一体的な筒状体とされた連結金具２２に代えて、分割筒状体である連結金具４２が採用されている。この分割筒状体の連結金具４２は、一対の平板形状の固定板部２６，２６と、一対の湾曲板形状の板ばね部２８，２８の４つの板状金具によって構成されている。
【００６０】
そして、一対の平板形状の固定板部２６，２６は、前記実施形態と同様に、減衰ゴム２４において図６中の左右方向に延びる主軸方向の両端面に加硫接着されており、固定ボルト３０，３０によってマス金具１４と支持板部２０との各一方に固定されている。
【００６１】
一方、一対の板ばね部２８，２８は、前記実施形態と同様に、減衰ゴム２４を挟んだ両側に位置して外方に凸となる湾曲状態で配設されている。そして、これら一対の板ばね部２８，２８は、何れも、長さ方向の各一方の端部が、固定ボルト３０，３０によってマス金具１４と支持板部２０との各一方に固定されている。
【００６２】
このような分割構造の弾性連結体４０を採用することにより、一対の固定板部２６，２６を、一対の板ばね部２８，２８とは異なる材質で形成することが出来る。それ故、固定板部２６，２６をばね鋼等で形成する必要がなく、減衰ゴム２４との固着強度の向上が図られ、また減衰ゴム２４の材料選択自由度の向上も図られる。更に、減衰ゴム２４を共通にして、一対の板ばね部２８，２８だけを変更することにより、ばね特性のチューニングを一層容易に行うことも可能となる。
【００６３】
次に、図７〜９には、本発明の第六の実施形態としての自動車用ダイナミックダンパ４４が示されている。
【００６４】
本実施形態においてマス金具１４と取付金具１２を弾性連結する弾性連結体４６は、筒形状の連結金具４８と減衰ゴム５０を含んで構成されている。
【００６５】
連結金具４８は、図４に示された前記第三の実施形態の板ばね部３６を備えた連結金具と同様に、その板ばね部５２，５２として、マス金具１４と支持板部２０との対向方向の中央部分が略直線的に延びる形状のものが採用されている。なお、連結金具４８において、板ばね部５２，５２の各端部を相互に連結する一対の固定板部５４，５４は、前記第三の実施形態の固定板部２６，２６と同様に略平板形状とされている。
【００６６】
また、連結金具４８には、支持板部２０に重ね合わされる方の固定板部５４に対して、その外周面に固定プレート５６が重ね合わされており、密着状態で溶接等で固着されている。この固定プレート５６は、平板形状の金具であり、支持板部２０から長さ方向となる図７の上下方向の両側に延び出している。そして、固定プレート５６の長さ方向両側が、固定ボルト３０，３０により、支持板部２０に固定されている。
【００６７】
一方、連結金具４８においてマス金具１４に重ね合わされる方の固定板部５４には、中央部分に固定ボルト３０が装着されており、この固定ボルト３０によってかかる固定板部５４がマス金具１４に固定されている。
【００６８】
さらに、固定プレート５６は、図７の紙面に垂直な幅方向、即ち図８中の上下方向において、連結金具４８よりも大きな寸法を有しており、この固定プレート５６の内面上に減衰ゴム５０が設けられている。かかる減衰ゴム５０は、固定プレート５６の面上の中央部分において、連結金具４８よりも大きな幅寸法をもって所定厚さで広がって固着されている。かかる減衰ゴム５０は、マス金具１４と支持板部２０との対向方向となる連結金具４８の高さ方向の寸法に比して、その高さ寸法が小さくされている。特に好適には、減衰ゴム５０の高さ寸法は、連結金具４８の高さ寸法である一対の固定板部５４，５４間の対向距離に比して、１／２以下に設定されることとなり、より好適には１／３以下に設定される。
【００６９】
そして、この減衰ゴム５０は、固定プレート５６の面上で、連結金具４８の内周側にまで回り込んで広がっている。その結果、連結金具４８は、固定プレート５６に重ね合わされた方の固定板部５４が全面に亘って減衰ゴム５０で覆われていると共に、一対の板ばね部５２，５２が、何れも、固定プレート５６から立ち上がる所定高さ部分において周囲を減衰ゴム５０で囲まれている。更に、この減衰ゴム５０は、固定プレート５６や連結金具４８に対して加硫接着されているのである。
【００７０】
要するに、本実施形態では、マス金具１４と支持板部２０の対向面間に延びる帯板形状の板ばね部５２，５２に対して、その振動入力方向の両側面に対して、固定プレート５６の面上に固着された減衰ゴム５０が密着状態で、特に本実施形態では加硫接着されて、配設されているのである。
【００７１】
このような本実施形態のダイナミックダンパ４４においては、制振すべき振動が図７中の上下方向となるマス金具１４の幅方向に入力されると、一対の板ばね部５２，５２の弾性変形によってマス金具１４の取付金具１２に対する相対変位が許容されることとなる。その際、一対の板ばね部５２，５２の弾性変形に伴って、それら板ばね部５２，５２の弾性変形方向の両側に位置せしめられた減衰ゴム５０に対して外力が及ぼされることとなり、かかる減衰ゴム５０が剪断方向に変形せしめられることとなるのである。
【００７２】
それ故、本実施形態のダイナミックダンパ４４においても、前記実施形態と同様に、金属ばねである板ばね部５２，５２をバネとし、マス金具１４をマスとした、一つの振動系からなる副振動系が構成されることとなり、減衰ゴム５０の剪断変形に基づいて発揮される減衰力により、温度等の変化に対しても安定した制振効果が発揮され得るのである。
【００７３】
特に、本実施形態のダイナミックダンパ４４では、第一の実施形態に比して、減衰ゴム５０における圧縮／引張変形成分を一層小さく抑えることが可能となり、副振動のばね特性に対する減衰ゴム５０の影響をより低減させることが可能となる。
【００７４】
図１０には、本発明の第七の実施形態としての自動車用ダイナミックダンパ５８が示されている。なお、本実施形態において、前記第六の実施形態のダイナミックダンパ４４と実質的に同一の構造とされた部材および部位に対しては、第六の実施形態と同一の符号を図中に付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００７５】
本実施形態のダイナミックダンパ５８においては、マス金具１４を長さ方向両側で支持板部２０，２０に対して弾性支持せしめる弾性連結体６０，６０として、前記第六の実施形態における弾性連結体４６，４６の内部に更に筒体状の内側連結金具６２を組み込んだ構造のものが採用されている。
【００７６】
かかる内側連結金具６２は、連結金具４８よりも一回り小さな筒状体形状を有しており、各一対の板ばね部６４，６４および固定板部６６，６６からなる、全体として四角部分がアール形状に湾曲した略矩形の筒体形状とされている。そして、この内側連結金具６２も、連結金具４８と同様に、ばね鋼などの弾性金属材によって形成されている。なお、内側連結金具６２も、連結金具４８と同様に、例えば、筒状成形体を適当な長さで切断する他、板状体を湾曲成形したり、その両端部を突き合わせ或いは溶着等することによって製作することが可能である。
【００７７】
そして、内側連結金具６２は、連結金具４８の内周部分に挿入状態で配設されている。かかる配設状態下、内側連結金具６２の一対の板ばね部６４，６４は、連結金具４８の一対の板ばね部５２，５２の内周側に所定距離だけ離隔して、板ばね部５２，５２と略平行に、マス金具１４と支持板部２０との対向面間に延びている。要するに、本実施形態では、４つの板ばね部５２，５２，６４，６４が、制振すべき振動入力方向に所定距離を隔てて、相互に重ね合わされた形態とされている。また、内側連結金具６２の一方の固定板部６６は、連結金具４８の一方の固定板部５４の中央部分に重ね合わされており、その中央部分において固定ボルト３０により、連結金具４８の固定板部５４と共に、マス金具１４に対して固定されている。更にまた、内側連結金具６２の他方の固定板部６６は、その外周面が略全面に亘って減衰ゴム５０の内側面に対して密着状態で重ね合わされており、加硫接着等によって固着されている。
【００７８】
本実施形態のダイナミックダンパ５８においては、制振すべき振動の入力時にマス金具１４が取付金具１２に対して図１０中の上下方向となる幅方向に振動変位せしめられると、各弾性連結体６０において、連結金具４８には前記第六の実施形態と同様な変形が生ぜしめられることにより、一対の板ばね部５２，５２のばね作用と減衰ゴム５０の減衰作用とが発揮される。それに加えて、各弾性連結体６０の内側連結金具６２においても、マス金具１４の振動変位に際して、減衰ゴム５０を介して、一対の固定板部６６，６６を、図１０中の上下方向への相対変位力が及ぼされることとなり、一対の板ばね部６４，６４に弾性変形が生ぜしめられる。その結果、これら板ばね部６４，６４の弾性反力が、減衰ゴム５０に対して、連結金具４８の固定板部５４と内側連結金具６２の固定板部６６との間での剪断変形を惹起させることとなる。
【００７９】
その結果、マス金具１４の振動変形に際して、減衰ゴム５０において、連結金具４８の板ばね部５２，５２の変形に際しての剪断変形が及ぼされ難い長さ方向の中央部分に対しても、そこに固着された内側連結金具６２によって剪断変形が直接に及ぼされることとなる。従って、本実施形態のダイナミックダンパ５８においては、前記第六の実施形態のダイナミックダンパ４４に比して、減衰ゴム５０による減衰力をより一層効果的に発揮させることが可能となるのであり、その結果、振動ピークの更なる低減化などのチューニングが実現可能となるのである。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、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り、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。
【００８１】
例えば、板ばね部および減衰ゴムからなる弾性連結体の数は、任意に設定可能である。より具体的には、前記第一〜七実施形態において、弾性連結体１６，４０，４６，６０を、マス金具１４の両側部分において、それぞれ複数配設しても良い。
【００８２】
また、マス金具１４とベース板部１８との対向面間距離を適当に大きく設定して、かかる対向面間にも適数個の弾性連結体１６，４０，４６，６０を配設することも可能である。なお、その場合でも、各弾性連結体１６，４０，４６，６０において、板ばね部２８，３６，３８，５２，６４の弾性変形方向や減衰ゴム２４，５０の剪断変形方向が同じになるように、減衰ゴム２４，５０を減衰すべき振動入力方向に挟んだ両側に弾性連結体１６，４０，４６，６０が位置する配設態様をもって装着されることは勿論である。
【００８３】
なお、前記実施形態では、何れも、減衰ゴム２４，５０の両側に板ばね部２８，３６，３８，５２，６４が各一対配設されていたが、それら減衰ゴムと弾性連結体の配置態様は限定されるものでない。例えば、減衰ゴムだけを更に装着することも可能であるし、減衰ゴムを持たない板ばね部だけを更に装着することも可能である。その際、ばね特性の異なる板ばね部を複数組み合わせて装着したり、減衰力の異なる減衰ゴムを複数組み合わせて装着することにより、チューニング自由度を大きくすることも可能である。
【００８４】
また、前記実施形態では、減衰ゴム２４，５０の両側で外方に凸となる形態で板ばね部２８，３６，３８，５２，６４が配設されていたが、それらの板ばね部を内方に凸となるように配設しても良く、板ばね部を振動入力方向に挟んだ両側に減衰ゴムを配設しても良い。
【００８５】
加えて、前記実施形態では、本発明を自動車用ダイナミックダンパに適用したものの具体例について説明したが、本発明は、自動車以外の各種振動体のダイナミックダンパに対しても、勿論適用可能である。
【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ダイナミックダンパの横断面図であって、図２におけるＩ−Ｉ断面に相当する図。
【図２】図１におけるII−II断面図。
【図３】本発明の第二の実施形態としてのダイナミックダンパの図１に対応する横断面における要部拡大図。
【図４】本発明の第三の実施形態としてのダイナミックダンパの図１に対応する横断面における要部拡大図。
【図５】本発明の第四の実施形態としてのダイナミックダンパの図１に対応する横断面における要部拡大図。
【図６】本発明の第の五実施形態としてのダイナミックダンパの図１に対応する横断面における要部拡大図。
【図７】本発明の第六の実施形態としてのダイナミックダンパの横断面図であって、図８におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面に相当する図。
【図８】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図。
【図９】図７におけるＩＸ−ＩＸ断面図。
【図１０】本発明の第七の実施形態としてのダイナミックダンパの図７に対応する横断面における要部拡大図。
【符号の説明】
【００８７】
１０：自動車用ダイナミックダンパ、１２：取付金具、１４：マス金具、２４：減衰ゴム、２８：板ばね部
【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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