JP4026609B2 - 筒型ダイナミックダンパ - Google Patents

Description

本発明は、車両のシート内のチューブ等の相手部材に取り付けられて、相手部材側に生じる振動を減衰させる筒型ダイナミックダンパに関する。

従来、この種の筒型ダイナミックダンパとしては、例えば特許文献１に示すように、丸棒状の質量体と、質量体の外周面側に複数個接着されたリング状に連続する弾性部材とを備え、プロペラシャフトの中空部内に圧入することにより、弾性部材の外周面がプロペラシャフトの内周面に接触した状態でプロペラシャフトのダンパ取付部に取り付けられたものが知られている。また、同文献には、筒状の固定金具と、固定金具の内周面側に配置された丸棒状の質量体と、質量体と固定金具との間をつなぐ弾性部材とを備え、プロペラシャフトの中空部内に圧入することにより、固定金具の外周面とプロペラシャフトのダンパ取付部の筒壁の内周面とを密接させて、プロペラシャフトの中空部内に取り付けられたダイナミックダンパが開示されている。このダイナミックダンパは、プロペラシャフトの回転による曲げ振動やねじり振動等の径方向の有害な振動を減衰させるものである。
実開平２−１０３５４３号

しかし、上記筒型ダイナミックダンパは、いずれも弾性部材が径方向に圧縮変形することにより径方向の振動を減衰させるものであり、その共振周波数が高くなるため、高周波数の振動を減衰させる用途には適しているが、低周波数の振動を減衰させることは困難であった。

本発明は上記した問題を解決しようとするもので、低周波数の径方向の振動を減衰させることができる筒型ダイナミックダンパを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、相手部材に取り付けられる筒状金具と、筒状金具の内壁面に接着され、軸方向の少なくとも１箇所にて、内周面の少なくとも一部から径方向内方に突出した凸部又は径方向外方に凹んだ凹部である係止部を設けた筒状のゴム弾性体と、ゴム弾性体の軸孔に挿通配置された棒状の金具であって、その外周面の係止部との対応位置にて径方向内方に凹んだ凹部又は径方向外方に突出した凸部であってその軸方向両端で互いに対向方向に向けて所定角度で傾斜した傾斜面と傾斜面に挟まれた内側面を有する係合部を設けており、該係合部にて前記係止部に係止されて前記ゴム弾性体に支持される質量金具とを備え、質量金具の傾斜面がゴム弾性体の軸方向両側部に径方向に圧接していると共に、圧接部分以外の互いに対向するゴム弾性体の内周面と質量金具の外周面との間に隙間が設けられていることにある。

上記のように構成した発明においては、ゴム弾性体内に挿入配置された質量金具は、係合部がゴム弾性体の係止部に対して係止されており、質量金具の係合部の傾斜面がゴム弾性体の係止部の軸方向両側部に径方向に圧接していると共に、圧接部分以外の互いに対向するゴム弾性体の内周面と質量金具の外周面との間に隙間が設けられている。このように、質量金具がその傾斜面においてゴム弾性体の軸方向両側部に圧接していることにより、ゴム弾性体は質量金具の径方向の振動に対して圧縮方向のみならず剪断方向に変形するため、ゴム弾性体のバネ特性が柔かくされる。その結果、本発明によれば、ダイナミックダンパの共振周波数が低周波数に設定され、相手部材の径方向の低周波数の振動を効果的に抑えることができる。

また、本発明において、ゴム弾性体の係止部が、その軸方向両端の互いに対向方向に向けて所定角度で傾斜した一対の傾斜面と該傾斜面に挟まれた内側面とを有することができる。これにより、ゴム弾性体の成形後に、軸孔からの成形型の抜き取りがスムーズに行われる。また、ゴム弾性体内への質量金具の挿入がスムーズに行われる。その結果、ゴム弾性体の損傷が防止される。

また、本発明において、ゴム弾性体の係止部の少なくとも質量金具の係合部と接触する部分の軸断面形状を円弧状とすることができる。これにより、ゴム弾性体の質量金具との接触面積が減少し、そのため、ゴム弾性体の剪断変形が有効に生じることにより、ダイナミックダンパの共振周波数が確実に低くされる。

また、本発明において、ゴム弾性体の係止部及び質量金具の係合部を、周方向全周に沿った円環形状とすることができる。このように、ゴム弾性体の係止部及び質量金具の係合部が、周方向全周に沿った円環形状であることにより、ゴム弾性体内への質量金具の挿入の際の方向性がないため、質量金具のゴム弾性体内への挿入の作業性が高められる。

また、本発明において、ゴム弾性体の係止部と質量金具の係合部の径方向の重なり部分の寸法を１〜３ｍｍとすることができる。ゴム弾性体の係止部と質量金具の係合部の径方向の重なり部分の寸法が１ｍｍより小さいと、係合部の係止部への係止状態が不安定になり、質量金具がゴム弾性体への係止状態から外れるおそれがある。また、重なり部分の寸法が３ｍｍより大きくなると、重なり部分が無駄になると共に、ダイナミックダンパの径方向寸法が必要以上に大きくなる。すなわち、重なり部分の寸法を１ｍｍ〜３ｍｍの範囲とすることにより、係合部の係止部への安定した係止状態が得られ、質量金具のゴム弾性体からの抜けが防止されて、安定した振動減衰効果が得られる。また、ダイナミックダンパの径方向寸法が不必要に大きくされないため、細い相手部材への挿嵌が可能になる。

また、本発明において、ゴム弾性体の係止部が凸部の場合は、係止部の軸方向長さをゴム弾性体の他の部分の軸方向長さより短くすると共に、質量金具の係合部の軸方向長さを質量金具の他の部分の軸方向長さより短くし、ゴム弾性体の係止部が凹部の場合は、係止部の軸方向長さをゴム弾性体の他の部分の軸方向長さより長くすると共に、質量金具の係合部の軸方向長さを質量金具の他の部分の軸方向長さより長くすることができる。このように、ゴム弾性体の係止部の凹凸に応じて、係止部の軸方向長さ及びこれに係合する質量金具の係合部の軸方向長さを調節することにより、ゴム弾性体の軸方向のバネ特性を柔かくすることができ、ゴム弾性体の圧縮方向に加えて剪断方向の変形を効果的に発生させることができる。そのため、本発明によれば、径方向の低周波数の振動を効果的に減衰させることができる。

本発明によれば、質量金具の係合部の傾斜面がゴム弾性体の係止部の軸方向両側部に圧接していると共に、圧接部分以外の対向するゴム弾性体の内周面と質量金具の外周面との間に隙間が設けられていることにより、ゴム弾性体の係止部には質量金具の径方向の振動に対して圧縮変形に加えて剪断変形が生じるため、そのバネ特性が柔かくされる。その結果、本発明においては、ダイナミックダンパの共振周波数が低周波数に設定されるため、相手部材の径方向の低周波数の振動を効果的に抑えることができる。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１，図２、図３は、実施例１である自動車のシートに設けたパイプ内に挿嵌される筒型ダイナミックダンパを、ＩＩ−ＩＩ線方向の断面図、Ｉ−Ｉ線方向の断面図及び要部拡大断面図により示したものである。筒型ダイナミックダンパ１０は、円筒形の外筒金具１１と、外筒金具１１の内壁面に接着され、軸方向の両端側の２箇所にて、周方向全周に沿って径方向内方に突出した一対の環状の係止凸部（係止部）１４を設けた筒状のゴム弾性体１３と、ゴム弾性体１３の軸孔に挿通配置された丸棒状の質量金具１７とを備えている。質量金具１７は、外周面の軸方向における上記係止凸部１４との対応位置にて周方向全周に沿って径方向内方に凹んだ一対の環状の係合凹部（係合部）１８を設け、係合凹部１８にて係止凸部１４に係止されることによりゴム弾性体１３に支持される。

ゴム弾性体１３は、外筒金具１１内壁面に加硫接着された上記外筒金具１１と同一軸方向長さの円筒形であって、軸方向の両端から軸方向全長の略１／３長さ位置にて、内周面から係止凸部１４が突出している。係止凸部１４は、軸方向に平行な内側面１４ａとその軸方向両側で内側面１４ａの中央側に略４５°に傾斜した傾斜面１４ｂとからなる軸方向断面形状が略等脚台形状になっている。さらに、内側面１４ａと両傾斜面１４ｂの境界の上記係合凹部１８と接触する面がそれぞれ円弧状の曲面１５となっている。ゴム弾性体１３において、係止凸部１４の軸方向長さは、両係止凸部１４間の長さ及び係止凸部１４とゴム弾性体１３の軸方向両端間の長さに比べて十分に短くされている。また、係止凸部１４の軸方向両端側が傾斜面１４ｂとなっていることにより、ゴム弾性体１３の成形後に、軸孔からの成形型の抜き取りがスムーズに行われる。また、ゴム弾性体１３内への質量金具１７の挿入がスムーズに行われる。そのため、ゴム弾性体１３の損傷が防止される。

質量金具１７は、外周面１７ａの外径がゴム弾性体１３の内周面１３ａの内径よりわずかに小さくかつ外筒金具１１より軸方向長さがわずかに長い丸棒状の金具であり、軸方向の両側のゴム弾性体１３の係止凸部１４と対応する位置にて、外周面から軸方向に凹んだ一対の係合凹部１８を設けている。係合凹部１８は、軸方向に平行な底面（内側面）１８ａと、その軸方向両側で底面１８ａ中央側に略４５°に傾斜した傾斜面１８ｂとにより構成されて、その軸方向断面形状が略等脚台形状になっている。また、質量金具１７において、係合凹部１８の軸方向長さは、ゴム弾性体１３における係止凸部１４と同様に、一対の係合凹部１８間の長さ及び係合凹部１８と質量金具１７の軸方向両端間の長さに比べて十分に短くされている。

質量金具１７は、図３に示すように、両傾斜面１８ｂの外端側で上記係止凸部１４の円弧状の曲面１５に周方向全周にわたって圧接している。また、ゴム弾性体１３の内周面１３ａと質量金具１７の外周面１７ａとの間、及び係止凸部１４と係合凹部１８との間には両者の接触部分を除いて隙間が設けられている。このように、ゴム弾性体１３は、上記係止凸部１４の２箇所の円弧状の曲面１５において質量金具１７の係合凹部１８の傾斜面１８ｂの径方向外端側に圧接されることにより、質量金具１７を支持した状態となっている。ここで、互いに係止状態にある係止凸部１４と係合凹部１８との径方向の重なり部分の長さは２ｍｍ程度になっている。

上記のように構成した実施例１においては、ゴム弾性体１３内に挿通配置された質量金具１７は、係合凹部１８にてゴム弾性体１３の係止凸部１４に係止されており、質量金具１７の傾斜面１８ｂが係止凸部１４の軸方向両側の傾斜面１４ｂに周方向に沿って圧接していると共に、圧接部分以外の互いに対向するゴム弾性体１３の内周面１３ａ（内側面１４ａ及び傾斜面１４ｂを含む）と質量金具１７の外周面１７ａ（底面１８ａ及び傾斜面１８ｂを含む）との間に隙間が設けられている。そのため、ゴム弾性体１３は質量金具１７の径方向の振動に対して圧縮変形のみならず剪断変形するため、そのバネ特性が柔かくされる。その結果、実施例１によれば、ダイナミックダンパ１０の共振周波数が低周波数にされるため、ダイナミックダンパ１０が圧入により挿嵌されたシート内のパイプの径方向の低周波数の振動を抑えることができる。

また、実施例１においては、質量金具１７の係合凹部１８と接触するゴム弾性体１３の係止凸部１４が断面円弧状であることにより、ゴム弾性体１３の質量金具１７との接触面積が減少する。そのため、ゴム弾性体１３に圧縮変形に加えて剪断変形が有効に生じるため、ダイナミックダンパの共振周波数が確実に低くされる。さらに、実施例１においては、ゴム弾性体１３の係止凸部１４及び質量金具１７の係合凹部１８が、周方向全周に沿った円環形状であることにより、ゴム弾性体１３内への質量金具１７の挿入の際の方向性がないため、質量金具１７のゴム弾性体１３内への挿入の作業性が高められる。

また、実施例１において、ゴム弾性体１３の係止凸部１４と質量金具１７の係合凹部１８の径方向の重なり部分の寸法を略２ｍｍとしたことにより、係合凹部１８の係止凸部１４への安定した係止状態が確保される。そのため、質量金具１７のゴム弾性体１３からの抜けが防止され、ダイナミックダンパ１０による安定した振動減衰効果が得られる。また、ダイナミックダンパ１０の径方向寸法が不必要に大きくされることもないので、小径のパイプ内への挿嵌も可能となる。

さらに、実施例１において、ゴム弾性体１３の係止凸部１４の軸方向長さを、ゴム弾性体１３の他の部分である一対の係止凸部１４間及び係止凸部１４とゴム弾性体１３の両端間の軸方向長さに対して十分に短くし、同様に質量金具１７の係合凹部１８の軸方向長さを一対の係合凹部１８間及び係合凹部１８と質量金具１７の両端間の軸方向長さより短くしたことにより、ゴム弾性体１３の係止凸部１４の軸方向のバネ特性が柔かくされる。そのため、係止凸部１４が圧縮変形に加えて確実に剪断変形することにより、ゴム弾性体１３の共振周波数が低くされる。その結果、ダイナミックダンパ１０は、径方向の低周波数の振動を減衰させることができる。

また、実施例１の変形例１として、図４に示すように、ゴム弾性体１３の係止凸部１９を、その断面全体を円弧形としたものである。これにより、質量金具１７の係合凹部１８が係止凸部１９のどの位置においても圧接した状態にされる。そのため、係止凸部１９に安定した剪断変形が生じ、ゴム弾性体１３の共振周波数が確実に低くされる。その結果、ダイナミックダンパ１０は、径方向の低周波数の振動を安定して減衰させることができる。

つぎに、変形例２について説明する。
変形例２の筒型ダイナミックダンパ２０においては、図５及び図６に示すように、外筒金具２１の内壁面に接着されたゴム弾性体２３は、軸方向の中間において軸方向長さが両側部分より長い１つの係止凸部２４を設けており、これに対応して、質量金具２７も軸方向中間位置に上記係止凸部２４に係止する１つの係合凹部２８を設けたものである。係止凸部２４は、軸方向に平行な軸方向長さの長い内側面２４ａとその軸方向両側で内側面２４ａ中央側に略４５°に傾斜した一対の傾斜面２４ｂとからなる軸方向断面形状が略等脚台形状になっており、内側面２４ａと両傾斜面２４ｂの境界の上記係合凹部２８と接触する面がそれぞれ円弧状の曲面２５となっている。質量金具２７は、両傾斜面２８ｂの径方向外端側で上記係止凸部２４の曲面２５に周方向全周にわたって圧接している。また、ゴム弾性体２３の内周面２３ａと質量金具２７の外周面２７ａとの間、及び係止凸部２４と係合凹部２８との間には両者の接触部分を除いて隙間が設けられている。また、互いに係止状態にある係止凸部２４と係合凹部２８との径方向の重なり部分の長さは２ｍｍ程度になっている。

変形例２においては、上記実施例１に比べて係止凸部２４の軸方向長さが十分に長いので、係止凸部２４の剪断変形が圧縮変形に比べて少なく、そのため、ダイナミックダンパ２０の共振周波数も実施例１に比べて比較的高くなり、減衰させる振動の周波数も高くなる。なお、ゴム弾性体２３の係止凸部２４の軸方向長さが十分に長いので、これに係止される１つの係合凹部２８を質量金具２７に設けるのみで、質量金具２７を十分に同軸状に支持することが可能になる。そのため、ゴム弾性体２３及び質量金具２７の構造が簡易にされる。

つぎに、実施例２について説明する。実施例２のダイナミックダンパ３０は、図７に示すように、上記変形例２のゴム弾性体２３の係止凸部２４及び質量金具２７の係合凹部２８の代りに、外筒金具３１の内壁面に接着されたゴム弾性体３３の軸方向中間に径方向外方に凹んだ１つの係止凹部３４を設け、これに対応して質量金具３７に径方向外方に突出した１つの係合凸部３８を設けたものである。係止凹部３４は、軸方向に平行な軸方向長さの長い内側面３４ａとその軸方向両側で内側面３４ａ中央側に略４５°に傾斜した一対の傾斜面３４ｂとからなる軸方向断面形状が略等脚台形状になっている。係止凹部３４の両傾斜面３４ｂの径方向内側の質量金具３７の係合凸部３８と接触する面がそれぞれ円弧状の曲面２５となっている。ゴム弾性体３３の係止凹部３４の軸方向長さが、係止凹部３４とゴム弾性体３３の両端間の軸方向長さより長くされ、同様に質量金具３７の係合凸部３８の軸方向長さが、係合凸部３８と質量金具３７の両端間の軸方向長さより長くされている。

質量金具３７は、ゴム弾性体３３の軸孔に挿通することにより、係合凸部３８の両傾斜面３８ｂの径方向外端側にて上記係止凹部３４の傾斜面３４ｂの円弧状曲面３５に周方向全周にわたって圧接しており、係止凹部３４に係止されることにより、ゴム弾性体３３に支持されている。係止凹部３４と係合凸部３８との径方向の重なり部分の長さは２ｍｍ程度になっている。また、係止凹部３４の傾斜面３４ｂと係合凸部３８の傾斜面３８ｂとが圧接した圧接部分以外の互いに対向するゴム弾性体３３の内周面３３ａ（内側面３４ａ及び傾斜面３４ｂを含む）と質量金具３７の外周面３７ａ（底面３８ａ及び傾斜面３８ｂを含む）との間に隙間が設けられている。

上記構成の実施例２においては、ゴム弾性体３３は、径方向の振動に対して、係止凸部３４と軸方向両端との間の部分が圧縮変形すると共に剪断変形を生じることにより、その共振周波数が上記変形例２と同等程度に低くされる。その結果、ダイナミックダンパ３０は、径方向の低周波数の振動を減衰させることができる。

なお、上記各実施例及び変形例においては、互いに係合するゴム弾性体の係止凹部ないし凸部及び質量金具の係合凹部ないし凸部が、周方向全周にわたる環状にされているが、これらは周方向の一部に設けられたものであってもよい。また、上記各実施例及び変形例においては、ゴム弾性体の係止凹部ないし凸部及び質量金具の係合凹部ないし凸部は、軸方向の１箇所あるいは２箇所に設けられているが、３箇所以上に設けることもできる。さらに、上記各実施例及び変形例においては、ゴム弾性体の係止凹部ないし凸部の軸方向両側部が傾斜面になっているが、内周面に対して径方向に延びた垂直面とすることもできる。また、上記各実施例及び変形例においては、筒型ダイナミックダンパは、シート内のパイプにおける径方向の振動を減衰させるために用いられているが、これに限らず、車両のドライブシャフト内等に挿嵌されて使用することもできる。その他、上記各実施例及び変形例に示した筒型ダイナミックダンパについては、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

本発明によれば、質量金具が傾斜面において、ゴム弾性体の傾斜面に線状に接触していると共に、対向するゴム弾性体の内周面と質量金具の外周面との間に隙間が設けられていることにより、ゴム弾性体は質量金具の径方向の振動に対して圧縮のみならず剪断変形することができ、そのバネ特性が柔かくされる。その結果、ダイナミックダンパの共振周波数が低周波数にされ、相手部材の径方向の低周波数の振動を抑えることができるので、本発明は有用である。

本発明の実施例１である筒型ダイナミックダンパを示す図２のＩ−Ｉ線方向の断面図である。 同筒型ダイナミックダンパを示す図１のＩＩ−ＩＩ線方向の断面図である。 筒型ダイナミックダンパの要部を示す拡大断面図である。 変形例１である筒型ダイナミックダンパの要部を示す拡大断面図である。 変形例２である筒型ダイナミックダンパを示す図６のＶ−Ｖ線方向の断面図である。 同筒型ダイナミックダンパを示す図５のＶＩ−ＶＩ線方向の断面図である。 実施例２である筒型ダイナミックダンパを示す軸線位置での断面図である。

符号の説明

１０…筒型ダイナミックダンパ、１１…外筒金具、１３…ゴム弾性体、１４…係止凸部、１４ａ…内側面、１４ｂ…傾斜面、１５…曲面、１７…質量金具、１８…係合凹部、１８ａ…底面、１８ｂ…傾斜面、２０…筒型ダイナミックダンパ、２１…外筒金具、２３…ゴム弾性体、２４…係止凸部、２４ａ…内側面、２４ｂ…傾斜面、２５…曲面、２７…質量金具、２８…係合凹部、２８ａ…底面、２８ｂ…傾斜面、３０…筒型ダイナミックダンパ、３１…外筒金具、３３…ゴム弾性体、３４…係止凸部、３４ａ…内側面、３４ｂ…傾斜面、３５…曲面、３７…質量金具、３８…係合凹部、３８ａ…底面、３８ｂ…傾斜面。

Claims (6)

1. 相手部材に取り付けられる筒状金具と、
   該筒状金具の内壁面に接着され、軸方向の少なくとも１箇所にて、内周面の少なくとも一部から径方向内方に突出した凸部又は径方向外方に凹んだ凹部である係止部を設けた筒状のゴム弾性体と、
   該ゴム弾性体の軸孔に挿通配置された棒状の金具であって、その外周面の前記係止部との対応位置にて径方向内方に凹んだ凹部又は径方向外方に突出した凸部であってその軸方向両端で互いに対向方向に向けて所定角度で傾斜した傾斜面と該傾斜面に挟まれた内側面を有する係合部を設けており、該係合部にて前記係止部に係止されて前記ゴム弾性体に支持される質量金具とを備え、
   前記質量金具の傾斜面が前記ゴム弾性体の軸方向両側部に径方向に圧接していると共に、該圧接部分以外の互いに対向する該ゴム弾性体の内周面と該質量金具の外周面との間に隙間が設けられている
   ことを特徴とする筒型ダイナミックダンパ。
2. 前記ゴム弾性体の係止部が、その軸方向両端の互いに対向方向に向けて所定角度で傾斜した一対の傾斜面と該傾斜面に挟まれた内側面とを有することを特徴とする前記請求項１に記載の筒型ダイナミックダンパ。
3. 前記ゴム弾性体の係止部の少なくとも前記質量金具の係合部と接触する部分の軸断面形状が円弧状であることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の筒型ダイナミックダンパ。
4. 前記ゴム弾性体の係止部及び前記質量金具の係合部が、周方向全周に沿った円環形状であることを特徴とする前記請求項１から３のいずれか１項に記載の筒型ダイナミックダンパ。
5. 前記ゴム弾性体の係止部と前記質量金具の係合部の径方向の重なり部分の寸法が１〜３ｍｍであることを特徴とする前記請求項１から４のいずれか１項に記載の筒型ダイナミックダンパ。
6. 前記ゴム弾性体の係止部が凸部の場合は、該係止部の軸方向長さを該ゴム弾性体の他の部分の軸方向長さより短くすると共に、前記質量金具の係合部の軸方向長さを該質量金具の他の部分の軸方向長さより短くし、前記ゴム弾性体の係止部が凹部の場合は、該係止部の軸方向長さを該ゴム弾性体の他の部分の軸方向長さより長くすると共に、前記質量金具の係合部の軸方向長さを該質量金具の他の部分の軸方向長さより長くしたことを特徴とする前記請求項１から５のいずれか１項に記載の筒型ダイナミックダンパ。

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