(57)【要約】【課題】ダンパマスを目的とする制振方向に良好に振動させ得て振動体を効果的に制振でき、またダンパ特性が雰囲気温度による影響を受け難く、更にゴム弾性体が万一破断してもダンパマスの脱落を防止できるダイナミックダンパを提供する。【解決手段】ダイナミックダンパ１０において、ダンパマス２２と取付金具２０とを結ぶ方向に金属板ばね３６を板面が排気管１２の主振動方向の上下方向を向くように設けて、各端をダンパマス２２，取付金具２０に固定するとともに、ゴム弾性体２４を金属板ばね３６を被覆する状態にダンパマス２２と取付金具２０とに一体に加硫成形し、ダンパマス２２と取付金具２０との間に並列配置したゴム弾性体２４と金属板ばね３６とでダンパマス２２を弾性支持する複合ばねを構成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量体としてのダンパマスと、振動体に取付固定される取付金具と、それらダンパマスと取付金具とを該振動体の主振動方向と交差する方向に弾性連結して該ダンパマスを弾性支持するゴム弾性体と、を備え、該振動体に加わる加振力で該ゴム弾性体の加振方向の剪断弾性変形を伴って前記ダンパマスを振動させ、該振動体を制振するダイナミックダンパにおいて
金属板ばねを前記ダンパマスと前記取付金具とを結ぶ方向に且つ板面が前記振動体の主振動方向を向くように設けて、該金属板ばねの一端を該ダンパマスに、他端を該取付金具にそれぞれ固定するとともに、前記ゴム弾性体を該金属板ばねを被覆する状態に前記ダンパマスと取付金具とに一体に加硫成形し、該ダンパマスと取付金具との間に並列配置した前記ゴム弾性体と金属板ばねとで該ダンパマスを弾性支持する複合ばねを構成してあることを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項２】
前記ダンパマスが前記交差方向における片側だけで前記ゴム弾性体及び金属板ばねによって片持状態に弾性支持されている片持支持タイプのものであることを特徴とする請求項１に記載のダイナミックダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、質量体としてのダンパマスをゴム弾性体で弾性支持した状態に振動体に取り付けられ、動的吸振作用により振動体を制振するダイナミックダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
質量体としてのダンパマスをゴム弾性体で弾性支持したダイナミックダンパは、振動体に対して外部から加わる加振力をダンパマスの振動により吸収し、振動体を制振する働きをなすもので、ダンパマス及びゴム弾性体から成る副振動系の固有振動数を加振の振動数、即ち振動体（主振動系）の固有振動数に合致させることで、外部からの振動エネルギーをダンパマスの振動により動的吸振し、振動体を静止に近づけるもので、従来から車両の振動の大きな様々な個所に取り付けられ使用されている。
【０００３】
ここでダイナミックダンパの固有振動数は、ダンパマスの質量をＭ，ゴム弾性体のばね定数をｋ１として次の式（１）で表される（式１中ｆ０は固有振動数）。
【０００４】
【数１】
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【０００５】
このダイナミックダンパの固有振動数ｆ０を振動体の固有振動数に合せ、振動体の共振点を車両の常用速度の範囲から除くことで、振動体の振動を抑制することができる。
【０００６】
ところで、副振動系におけるばねとしてゴム弾性体を用いたダイナミックダンパでは、ゴム弾性体のばね定数が雰囲気温度により影響を受け易く、温度変化によってばね定数が変化してしまう問題がある。
ゴム弾性体のばね定数が変化すればダイナミックダンパの固有振動数が変化してしまい、振動体の共振を十分効果的に抑制することができない。
【０００７】
例えば車両において、排気管やマフラ等を含む排気系部材は、車両の走行に伴ってある特定の低い周波数（例えば２０Ｈｚ付近）で共振により上下方向に大きく振動することがある。
そこで従来、かかる排気系部材にダイナミックダンパを取り付けて、ダイナミックダンパの動的吸振作用によりこれを制振することが行われている。
【０００８】
ところが排気系部材周りの雰囲気温度は始動時には低く（特に冬期においてはより低温となる）、車両の走行に伴って雰囲気温度が次第に高くなってくる。これに伴ってゴム弾性体は、当初硬かったものが、車両の走行による雰囲気温度の上昇につれて次第に軟らかくなり、これに伴ってゴム弾性体のばね定数が大から小へと変化する。
その結果としてダイナミックダンパの固有振動数（共振周波数）も変化し、振動体の共振を十分に抑制することが難しくなる。
【０００９】
排気系部材はまた、マフラーハンガと称される弾性支持部材によって吊持状態に防振支持されているが、その状態で排気系部材は車両走行に伴い上下方向のみならず前後方向や他の方向にも振動を生じる。
これに伴って排気系部材に取り付けられたダイナミックダンパのダンパマスもまた様々な方向に振動を起す。即ちダンパマスが排気系部材の主振動方向の振動を伴いながら複雑な振動運動を起す。
【００１０】
ところがダンパマスがこのような複雑で不規則な振動（運動）を起すと、本来の目的とする方向に、例えば上下方向に目的とする振動数でダンパマスを振動させることが難しくなり、排気系部材の制振個所（振動の大きい個所）を、目的とする方向において十分に振動抑制することが難しくなる。
こうした課題は例えば下記特許文献１にも開示されている。
【００１１】
排気系部材用のダイナミックダンパとしては、従来図５（イ）に示しているように、取付金具２００とダンパマス２０２とを単にゴム弾性体２０４で連結したものが用いられているが、この場合過大な入力や、想定外の外部からの入力により万一ゴム弾性体２０４が破断してしまうと、ダンパマス２０２が脱落してしまう恐れがある。
【００１２】
この場合、（ロ）に示しているように取付金具２００とダンパマス２０２とに延出部２０６，２０８を設けて、軸体２１０を延出部２０６，２０８の各挿通孔２１２に挿通し、これらによってダンパマス２０２の脱落防止（フェールセーフ）を図ることが考えられる。
【００１３】
しかしながらこのようにすると、ダイナミックダンパのための所要コストが高くなってしまうとともに、ダイナミックダンパが大型化してしまい、取付けのために広いスペースを必要としてしまう問題が生ずる。
【００１４】
以上排気系部材に用いられるダイナミックダンパを中心として述べたが、このような問題は排気系部材以外の他の振動体に付加して用いられるダイナミックダンパについても共通に生じ得る問題である。
【００１５】
尚本発明に関連する先行技術として、特許文献２に車両のルームミラーに取り付けられて用いられるダイナミックダンパが開示されている。
また下記特許文献３に、自動車の振動体に取り付けられてその振動を抑制するダイナミックダンパが開示されている。
しかしながらこれら特許文献２，３に開示のものは本発明の課題を有するものでもなく、またその構成においても本発明と異なったものである。
【００１６】
【特許文献１】特開平７−４４６６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９８４７７号公報
【特許文献３】特開２００３−２８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は以上のような事情を背景とし、ダンパマスを目的とする制振方向に良好に振動させ得て振動体を効果的に制振でき、またダンパ特性が雰囲気温度による影響を受け難く、更にゴム弾性体が万一破断してもダンパマスの脱落を防止できる、小型で安価且つ広い取付スペースを必要としないダイナミックダンパを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
而して請求項１のものは、質量体としてのダンパマスと、振動体に取付固定される取付金具と、それらダンパマスと取付金具とを該振動体の主振動方向と交差する方向に弾性連結して該ダンパマスを弾性支持するゴム弾性体と、を備え、該振動体に加わる加振力で該ゴム弾性体の加振方向の剪断弾性変形を伴って前記ダンパマスを振動させ、該振動体を制振するダイナミックダンパにおいて、金属板ばねを前記ダンパマスと前記取付金具とを結ぶ方向に且つ板面が前記振動体の主振動方向を向くように設けて、該金属板ばねの一端を該ダンパマスに、他端を該取付金具にそれぞれ固定するとともに、前記ゴム弾性体を該金属板ばねを被覆する状態に前記ダンパマスと取付金具とに一体に加硫成形し、該ダンパマスと取付金具との間に並列配置した前記ゴム弾性体と金属板ばねとで該ダンパマスを弾性支持する複合ばねを構成してあることを特徴とする。
【００１９】
請求項２のものは、前記ダンパマスが前記交差方向における片側だけで前記ゴム弾性体及び金属板ばねによって片持状態に弾性支持されている片持支持タイプのものであることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２０】
以上のように本発明は、ダンパマスと取付金具とを、振動体の主振動方向と交差する方向にゴム弾性体にて弾性連結したダイナミックダンパにおいて、金属板ばねをダンパマスと取付金具とを結ぶ方向に且つその板面が振動体の主振動方向を向くように設けて、金属板ばねの各一端をダンパマスと取付金具とのそれぞれに固定し、そして金属板ばねを外側から被覆する状態にゴム弾性体をダンパマスと取付金具とに一体に加硫成形し、ダンパマス，取付金具間に並列配置したゴム弾性体と金属板ばねとで、ダイナミックダンパにおける複合ばねを構成したものである。
本発明では、ゴム弾性体と金属板ばねとから成る複合ばねのばね定数を、振動体の主振動方向における共振周波数に合せて設定することとなる。
【００２１】
かかる本発明のダイナミックダンパにあっては、ダイナミックダンパにおけるばねが、ゴム弾性体と金属板ばねとの複合ばねとなしてあることから、ダイナミックダンパにおけるばねが雰囲気温度等の熱によって影響を受け難く、温度変化によるばね定数の変化を抑制することができる。
これにより、温度変化によるダイナミックダンパの共振周波数の変化を抑制し得て、ダイナミックダンパにより振動体を良好に制振することができる。
【００２２】
本発明では、板ばねがその板面を振動体の主振動方向を向くように設けてあることから、ダンパマスを振動体の主振動方向にだけ選択的に振動動作させることができる特徴を有する。
通常振動体は一定方向にだけ振動するのではなく、様々な方向に振動を生ずる。
【００２３】
これに伴ってダンパマスには様々な方向に加振力が加わる。
このとき、ダイナミックダンパにおけるばねがゴム弾性体のみで構成されていると、ダンパマスもまた振動体とともに様々な方向に振動を生じ、その結果としてダンパマスが様々な振動成分を伴って不規則振動する。
【００２４】
そうなるとダンパマスを振動体の主振動方向に目的とする振動周波数で振動させることが難しく、その結果として振動体の主振動方向の振動をダイナミックダンパにて十分に動的吸振することが難しくなる。即ちダイナミックダンパとしての本来の性能を十分に発揮することが難しくなる。
【００２５】
しかるに本発明によれば金属板ばねによってダンパマスの振動方向が限定され、即ちダンパマスに加えられる様々な方向の加振力が金属板ばねにより除外され、金属板ばねが最も撓み易い即ち弾性変形し易い、振動体の主振動方向にだけダンパマスが振動するため、本発明のダイナミックダンパではダンパマスを目的とする振動体の主振動方向にだけ振動動作させることができ、振動体を主振動方向において良好に振動抑制することが可能となる。
【００２６】
本発明では、板ばねの配設の向きを変えることによって、ダンパマス，ゴム弾性体，取付金具をそのままにして、ダンパマスの振動の向きを容易に且つ自由に調節することができる。また金属板ばねの材質や板厚その他の条件を変えることによって、ダイナミックダンパにおける複合ばねのばね定数を調節し、そのことによってダンパマスの固有振動数を適正な振動数に容易に調節できる特徴を有する。
【００２７】
例えばダイナミックダンパを自動車の排気系部材の制振用として用いる場合において、車種が変わる等して主振動方向が変化したり、主振動方向における共振周波数が変化した場合、板ばねの配設の向き及びそのばね定数を適宜にチューニングすることによって、容易に対応することが可能となる。
【００２８】
或いはまた排気系部材が上下方向と前後方向とに共に常用速度範囲内で異なった共振周波数で共振を生じている場合、金属板ばねの板面の向き及びばね定数だけ異ならせた同一の２つのダイナミックダンパを、上下方向の制振用と前後方向の制振用とに用い、排気系部材の上下方向の主振動と前後方向の主振動とを共に制振することが可能となる。
【００２９】
本発明では、金属板ばねがダンパマスと取付金具とを連結するように各端部がダンパマスと取付金具とに固定されており、従って過大な入力や想定外の入力により万一ゴム弾性体が破断するようなことがあっても、ダンパマスが脱落するのを防止でき、フェールセーフを実現することができる。
【００３０】
本発明では、金属板ばねがゴム弾性体にて被覆される状態に設けられていることから、ダイナミックダンパを金属板ばねを有していないダイナミックダンパと同じ寸法，形状で構成でき、ダイナミックダンパを小型に構成し得て、ダイナミックダンパ取付けのためのスペースが、金属板ばねを設けることによって拡大してしまうのを回避することができる。
【００３１】
本発明では、ダイナミックダンパを、ダンパマスが振動体の主振動方向と交差方向における片側だけでゴム弾性体及び金属板ばねによって片持状態に弾性支持される片持支持タイプのものとなしておくことができる（請求項２）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は本実施形態のダイナミックダンパで、ここでは排気管１２を含む排気系部材の制振用として用いられている。
図示のようにダイナミックダンパ１０は、排気管１２に吊持される状態に排気管１２に取り付けられている。
図２において、１４はダイナミックダンパ１０を排気管１２に取り付けるための金属製のブラケットで、排気管１２に沿って円弧形状に延びる固定部１６と、固定部１６の図中右端から垂下する垂下部１８とを有しており、その固定部１６において排気管１２の外面に溶接にて固定されている。
【００３３】
ダイナミックダンパ１０は、板状の取付金具２０と、取付金具２０に対して排気管１２の主振動方向である上下方向と直角方向の左右方向、ここでは左方向に離隔して配置された質量体としての金属製のダンパマス２２と、それらダンパマス２２と取付金具２０とを左右方向に弾性連結し、ダンパマス２２を排気管１２の主振動方向である上下方向に弾性支持するゴム弾性体２４とを有している。
【００３４】
ここでゴム弾性体２４はダンパマス２２及び取付金具２０に対して一体に加硫成形されている。そしてその加硫成形時に図中の左端と右端とがダンパマス２２，取付金具２０に加硫接着されている。
ここでダンパマス２２は縦断面形状が矩形状をなしており、また側面形状が円形状をなしている。
同様にゴム弾性体２４もまた縦断面形状が矩形状で、これと直角方向の横断面形状が円形状をなしている。
【００３５】
ダンパマス２２は、排気管１２の主振動方向である上下方向と直角方向の左右方向において、図中右側の片側だけでゴム弾性体２４により片持状態に弾性支持されている。
即ちこの実施形態のダイナミックダンパ１０は片持タイプのもので、ダンパマス２２は排気管１２の主振動方向であるゴム弾性体２４の上下方向の剪断弾性変形を伴って、排気管１２の主振動方向である上下方向に振動する。
このときダンパマス２２は図中上下方向に首振り運動し、そのことによって動的吸振作用をなし、排気管１２の振動を抑制する。
【００３６】
取付金具２０は上方への延出部２６を有しており、そこに円筒部２８が設けられている。
そしてその円筒部２８の挿通孔３０及びブラケット１４の挿通孔３０に、図中左側から締結ボルト３２が挿通され、垂下部１８から突き出した雄ねじ部にナット３４が螺合され、締め付けられることで、取付金具２０がブラケット１４を介し排気管１２に吊持状態に取り付けられている。即ちダイナミックダンパ１０が排気管１２の下側に吊持状態に取り付けられている。
【００３７】
３６はゴム弾性体２４に埋設された金属板ばねで、ダンパマス２２と取付金具２０とを結ぶ方向（図中左右方向）に配向されている。
金属板ばね３６は、図中左端部と右端部とに直角に曲った曲げ部３８，４０を有しており、それら曲げ部３８，４０をダンパマス２２，取付金具２０に当接させた状態で、溶接により曲げ部３８，４０のそれぞれがダンパマス２２，取付金具２０のそれぞれに固定されている。
即ちこの実施形態では、取付金具２０とダンパマス２２とをゴム弾性体２４が連結しているとともに、併せてかかる金属板ばね３６が、それら取付金具２０とダンパマス２２とを連結している。
【００３８】
金属板ばね３６は、図２（Ａ）及び図３に示しているように、その板面を上下方向に向けた状態で設けられている。
この実施形態では、ダンパマス２２と取付金具２０との間に並列配置されたゴム弾性体２４と金属板ばね３６とで、ダンパマス２２を上下方向に弾性支持する複合ばねを構成している。
【００３９】
その複合ばねのばね定数Ｋは、金属板ばね３６の上下方向のばね定数をｋ２としてｋ１＋ｋ２で表される。従ってダイナミックダンパ１０の上下方向の固有振動数は以下の式（２）で表される。
【００４０】
【数２】
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【００４１】
本実施形態において、複合ばねのばね定数Ｋ＝ｋ１＋ｋ２は、固有振動数ｆ０が排気管１２詳しくは排気系部材の上下方向の固有振動数（共振周波数）に合致するようにチューニングされることとなる。
【００４２】
上記金属板ばね３６は、各種の材質のものを用いることができるが、特にＪＩＳ Ｇ ４８０２（ばね用冷間圧延鋼帯）を好適に用いることができる。またその他にＪＩＳ Ｇ ４３１３（ばね用ステンレス鋼帯）その他の材質のものを用いることが可能である。
【００４３】
この実施形態では、金属板ばね３６がその板面を排気管１２の主振動方向である上下方向に向けて設けてあることから、ダンパマス２２は上下方向に選択的に振動せしめられ、その他の方向には振動規制される。
即ち外部から様々な方向に振動が加わった場合であっても、上下方向以外の方向の振動が排除され、上下方向の振動のみが抽出されてダンパマス２２が選択的に上下方向にだけ振動せしめられる。
【００４４】
以上のような本実施形態のダイナミックダンパ１０にあっては、ダイナミックダンパ１０におけるばねが、ゴム弾性体２４と金属板ばね３６との複合ばねとなしてあることから、ダイナミックダンパ１０におけるばね定数が雰囲気温度等の熱によって影響を受け難く、温度変化によるばね定数の変化を抑制することができる。
これにより、温度変化によるダイナミックダンパ１０の共振周波数の変化を抑制し得て、ダイナミックダンパ１０により排気系部材を良好に制振することができる。
【００４５】
また本実施形態では、金属板ばね３６がその板面を排気管１２の主振動方向である上下方向に向けて設けてあることから、ダンパマス２２を排気系部材の主振動方向にだけ選択的に振動動作させることができる。
これにより排気系部材を主振動方向において良好に振動抑制することができる。
【００４６】
本実施形態ではまた、金属板ばね３６がダンパマス２２と取付金具２０とを連結するように各曲げ部３８，４０においてダンパマス２２と取付金具２０とに固定されており、従って過大な入力や想定外の入力により万一ゴム弾性体２４が破断するようなことがあっても、ダンパマス２２が脱落するのを防止でき、フェールセーフを実現することができる。
【００４７】
加えて本実施形態では、金属板ばね３６がゴム弾性体２４にて被覆される状態に設けられていることから、ダイナミックダンパ１０を金属板ばね３６を有していないダイナミックダンパ１０と同じ寸法，形状で構成でき、ダイナミックダンパ１０を小型に構成し得て、ダイナミックダンパ１０取付けのためのスペースが、金属板ばね３６を設けることによって拡大してしまうのを回避することができる。
【００４８】
本実施形態ではまた、金属板ばね３６の配設の向きを変えることによって、ダンパマス２２，ゴム弾性体２４，取付金具２０をそのままにして、ダンパマス２２の振動の向きを容易に且つ自由に調節することができる。また金属板ばね３６の材質や板厚その他の条件を変えることによって、ダイナミックダンパ１０，４２における複合ばねのばね定数を調節し、そのことによってダンパマス２２の固有振動数を適正な振動数に容易に調節できる特徴を有する。
【００４９】
例えば車種が変わる等して排気系部材の主振動方向が変化したり、主振動方向における共振周波数が変化した場合、金属板ばね３６の配設の向き及びそのばね定数を適宜にチューニングすることによって、容易に対応することが可能となる。
【００５０】
或いは排気系部材が上下方向と前後方向とに共に常用速度範囲内で異なった共振周波数で共振を生じている場合、金属板ばね３６の板面の向き及びばね定数だけ異ならせた同一の２つのダイナミックダンパを、上下方向の制振用と前後方向の制振用とに用い、排気系部材の上下方向の主振動と前後方向の主振動とを共に制振することが可能となる。
【００５１】
図４はその具体例を示している。
この例は排気系部材具体的には排気管１２に、一対のダイナミックダンパ１０，４２を取り付け、排気管１２を制振するための防振装置を構成した例である。
ここでダイナミックダンパ４２は、構造的にはダイナミックダンパ１０に対して金属板ばね３６の向きのみが異なっており、他の点についてはダイナミックダンパ１０と同一である。
【００５２】
具体的には、ダイナミックダンパ１０では金属板ばね３６が板面を上下方向に向けて設けてあるが、ダイナミックダンパ４２では金属板ばね３６が板面を車両の前後方向に向けて設けてある。
ここでダイナミックダンパ４２は、排気系部材の常用速度域における前後方向の共振を除くもので、金属板ばね３６の前後方向のばね定数が、排気系部材の前後方向の共振周波数に合せて設定されている。即ち金属板ばね３６とゴム弾性体２４との前後方向の合成ばね定数が、排気系部材の前後方向の共振周波数に対してチューニングされている（この場合排気系部材の主振動方向は上下方向と前後方向との２つの方向となる）。
【００５３】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態であるダイナミックダンパを排気管への取付状態で示す斜視図である。
【図２】同実施形態のダイナミックダンパの一部切欠き正面図及び側面断面図である。
【図３】同実施形態のダイナミックダンパをゴム弾性体を除いて示す分解斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態の図である。
【図５】従来のダイナミックダンパの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０，４２  ダイナミックダンパ
１２  排気管
２０  取付金具
２２  ダンパマス
２４  ゴム弾性体
３６  金属板ばね
【図１】
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【図２】
2009222094.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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