JP6838317B2 - 質量体および振動抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、質量体および振動抑制装置に関するものである。

従来、車両のステアリングホイールの振動を抑制するために設けられるダイナミックダンパ（振動抑制装置）が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたダイナミックダンパでは、マス部材（質量体）をステアリングホイールに取り付けるためのブラケットにワイヤハーネス挿通用の孔が形成されるとともに、この孔に対応した切欠きがマス部材に形成されている。即ち、マス部材がワイヤハーネスと干渉しないようになっており、制振作用の低下の抑制が図られている。

特開２０１４−２１８２０４号公報

しかしながら、このようなマス部材は、他の部材との干渉によって制振作用が低下してしまう一方、振幅が大きくなりすぎると、マス部材とブラケットとの間に設けられる防振基体（弾性部材）が破損してしまう可能性があった。そこで、適宜な位置にストッパを設けることでマス部材の移動を規制する構成が考えられる。しかしながら、マス部材の寸法が大きくなると、マス部材における重心とストッパに当接する部分とが離れてしまう。このように重心から離れた位置ではマス部材の移動を規制することは困難であり、ストッパの数を増やしたり強度を向上させたりしなければならない。

本発明の目的は、過振動を容易に抑制することができる質量体および振動抑制装置を提供することにある。

本発明の質量体は、弾性部材を介してステアリングホイールに接続されることで当該ステアリングホイールの振動を抑制する質量体であって、直方体状に形成されかつ前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が長方形である本体部と、互いに同一の直方体状に形成されかつ前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が長方形である一対の側部と、を一体に有し、ステアリングホイールを車体に固定し、車両の直進状態で固定した状態で当該ステアリングホイールの軸方向に視線を向けて本体部及び各側部を見たときに、各側部は、上方側または下方側を接続側として前記本体部の前記接続側に位置し、かつ、本体部の上辺と左辺の角に左側の側部の右下の角が結合し、本体部の上辺と右辺の角に右側の側部の左下の角が結合した全体形状、又は、本体部の下辺と左辺の角に左側の側部の右上の角が結合し、本体部の下辺と右辺の角に右側の側部の左上の角が結合した全体形状を有しており、前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が、当該軸方向の全域にわたって同形状であることを特徴とする。

本発明の質量体によれば、過振動を容易に抑制することができる。

本発明の実施例に係る振動抑制装置が設けられたステアリングホイールを示す部分断面図である。 前記振動抑制装置を示す正面図である。 前記振動抑制装置を示す背面図である。 前記振動抑制装置の質量体を示す断面図である。 前記質量体が（Ａ）上方又は（Ｂ）下方に過振動した様子を示す正面図である。 前記質量体が（Ａ）車幅方向の一方又は（Ｂ）他方に過振動した様子を示す正面図である。 本発明の変形例に係る振動抑制装置を示す背面図である。

請求項１に記載された発明は、弾性部材を介してステアリングホイールに接続されることで当該ステアリングホイールの振動を抑制する質量体であって、直方体状に形成されかつ前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が長方形である本体部と、互いに同一の直方体状に形成されかつ前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が長方形である一対の側部と、を一体に有し、ステアリングホイールを車体に固定し、車両の直進状態で固定した状態で当該ステアリングホイールの軸方向に視線を向けて本体部及び各側部を見たときに、各側部は、上方側または下方側を接続側として前記本体部の前記接続側に位置し、かつ、本体部の上辺と左辺の角に左側の側部の右下の角が結合し、本体部の上辺と右辺の角に右側の側部の左下の角が結合した全体形状、又は、本体部の下辺と左辺の角に左側の側部の右上の角が結合し、本体部の下辺と右辺の角に右側の側部の左上の角が結合した全体形状を有しており、前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が、当該軸方向の全域にわたって同形状であることを特徴とする質量体である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例の振動抑制装置１は、図１〜３に示すように、車両のステアリングホイールＷの略中央部に位置するようにハブ内に設けられるものであって、質量体２と、ブラケット３と、質量体カバー４と、弾性部材としてのフローティングゴム５と、を備える。本実施例では、車幅方向をＸ方向とし、ステアリングホイールＷの軸方向をＹ方向とし、上下方向をＺ方向とする。以下では、Ｘ方向における「左右」およびＺ方向における「上下」は、特に説明のない限り図１を基準とする。また、Ｙ方向における「前面」および「背面」は、搭乗者を基準とし、図１における紙面手前側を前面側とするとともに紙面奥側を背面側とする。また、本実施例ではステアリングホイールＷの軸方向が車両の進行方向と略一致しているものとするが、ステアリングホイールＷの軸方向は車両の進行方向に対して多少の傾斜を有していてもよい。

質量体２は、例えば金属部材等の高密度な部材によって構成されるとともにフローティングゴム５を介してステアリングホイールＷに接続されることで振動を抑制するものである。質量体２は、各面がＸＹ平面、ＹＺ平面またはＺＸ平面に沿って延びる直方体状の本体部２１と、各面がＸＹ平面、ＹＺ平面またはＺＸ平面に沿って延びる直方体状の一対の側部２２、２３と、を有し、本体部２１と一対の側部２２、２３とが一体に形成されている。一対の側部２２、２３は、それぞれ、本体部２１の上面側においてＹ方向に沿って延びるＸ方向両側の辺に接続されている。

即ち、本体部２１は、図４に示すように、Ｙ方向に直交する（ＺＸ平面に沿った）長方形状断面２１Ａを有し、一対の側部２２、２３は、接続断面２２Ａ、２３Ａを有する。接続断面２２Ａ、２３Ａは、長方形状断面２１Ａと連続するとともに、その下方側の角部が、長方形状断面２１Ａにおける上方側（接続側）かつＸ方向の両側の角部に接続されている。このように本体部２１に一対の側部２２、２３が接続されていることで、質量体２は、Ｙ方向に直交する断面２Ａ全体がハット形状（Ｙ字状）となっている。尚、本体部２１の各面に対し、側部２２、２３の各面が略平行となっている。

このとき、接続断面２２Ａ、２３Ａは、長方形状断面２１Ａに対して角部を共有しつつ接続されていればよい。即ち、接続された接続断面２２Ａ、２３Ａと長方形状断面２１Ａとは、２つの長方形の角部同士が重なった形状となっていてもよいし、角同士が点接触するような形状となっていてもよい。

このような本体部２１の上面が後述する第１ストッパ３２に間接的に当接する第１当接面２１１となり、側部２２、２３の下面が後述する第２ストッパ３３、３４に間接的に当接する第２当接面２２１、２３１となる。また、質量体２の重心Ｏは、Ｘ方向およびＹ方向において略中央部に位置するとともに、Ｚ方向において本体部２１の第１当接面２１１近傍かつ第２当接面２２１、２３１の近傍に位置する。また、ＺＸ平面において、質量体２の重心ＯはステアリングホイールＷの重心の近傍に配置されている。

ブラケット３は、板金に曲げ加工及び打ち抜き加工を施したものであって、ＺＸ平面に沿って延びる板本体３１と、板本体３１から立ち上がるように折り曲げられた第１ストッパ３２および一対の第２ストッパ３３、３４と、を有する。

板本体３１は、長方形の各辺が切り欠かれた形状を有する。板本体３１の上方側かつＸ方向両側の角部には、ステアリングホイールＷに固定するためのボルト６が挿通される固定孔が形成されている。

第１ストッパ３２は、板本体３１の上辺における切欠き内に形成され、折り曲げられることによってＸＹ平面に沿って延び、その下面がストッパ面３２１となる。また、第１ストッパ３２は板本体３１のＸ方向中央部に形成されている。

一対の第２ストッパ３３、３４は、板本体３１の下辺における切欠きを挟む位置に形成され、折り曲げられることによってＸＹ平面に沿って延び、その上面がストッパ面３３１、３４１となる。即ち、一対の第２ストッパ３３、３４は板本体３１のＸ方向両端近傍に形成されている。

質量体カバー４は、例えばゴム等の緩衝部材によって構成され、質量体２の側面および背面を覆うように取り付けられる。具体的には、質量体カバー４は、本体部２１および側部２２、２３の上面と、側部２２、２３の内側の側面（互いに対向する側面）と、側部２２、２３の下面と、本体部２１の側面と、側部２２、２３の背面全体と、本体部２１の背面のうち上方部分と、を覆う。

質量体カバー４のうち本体部２１の上面を覆う部分が第１緩衝部４１となり、側部２２、２３の下面を覆う部分が第２緩衝部４２、４３となり、本体部２１の側面を覆う部分が第３緩衝部４４、４５となり、側部２２、２３の内側の側面を覆う部分が第４緩衝部４６、４７となる。緩衝部４１〜４３は、他の部分よりも肉厚に形成されるとともに、凹凸を有している。

尚、質量体カバー４は質量体２に一体的に取り付けられていればよく、接着剤等によって固定されていてもよいし、適宜な固定部材によって固定されていてもよい。

フローティングゴム５は、Ｙ方向に沿って延びる柱状に形成され、その一端が質量体カバー４の背面に接続されるとともに他端がブラケット３の前面に接続される。フローティングゴム５は、質量体カバー４のうち、本体部２１に対応する部分と、一対の側部２２、２３のそれぞれに対応する部分と、の合計３箇所に設けられている。本体部２１に対応するフローティングゴム５は、ＺＸ平面において質量体２の重心Ｏと略一致するような位置に設けられている。

ここで、質量体２とブラケット３のストッパ３２〜３４との位置関係について説明する。まず、振動抑制装置１に外力が作用せず、質量体２の重量によってのみフローティングゴム５が変形した状態を基準状態とする（図２）。尚、フローティングゴム５に力が作用せず自然状態となった場合を基準状態としてもよい。

本体部２１は第１ストッパ３２の下方に配置され、第１緩衝部４１が設けられた第１当接面２１１と、ストッパ面３２１と、が対向するとともに、これらは基準状態において所定の間隔ｄ１だけ離れている。即ち、第１ストッパ３２は、後述するように質量体２の上方側への移動を規制するように本体部２１に対向して設けられている。

側部２２、２３は第２ストッパ３３、３４のそれぞれの上方に配置され、第２緩衝部４２、４３が設けられた第２当接面２２１、２３１と、ストッパ面３３１、３４１と、が対向するとともに、これらは基準状態において所定の間隔ｄ２だけ離れている。尚、本実施例では間隔ｄ１と間隔ｄ２とは略等しいものとする。即ち、第２ストッパ３３、３４は、後述するように質量体２の下方側への移動を規制するように側部２２、２３に対向して設けられている。

第１ストッパ３２は、一対の側部２２、２３に挟まれるように配置され、第４緩衝部４６、４７が設けられた側部２２、２３の内側の側面と、第１ストッパ３２のＸ方向における端部と、が対向するとともに、これらは基準状態において所定の間隔ｄ３、ｄ４だけ離れている。尚、本実施例では間隔ｄ３と間隔ｄ４とは略等しいものとする。

一対の第２ストッパ３３、３４は、本体部２１を挟むように配置され、第３緩衝部４４、４５が設けられた本体部２１の側面と、第２ストッパ３３、３４のＸ方向における内側端部と、が対向するとともに、これらは基準状態において所定の間隔ｄ５、ｄ６だけ離れている。尚、本実施例では間隔ｄ５と間隔ｄ６とは略等しく、さらにこれらは間隔ｄ３および間隔ｄ４と略等しいものとする。

質量体２とブラケット３のストッパ３２〜３４とが上記のように配置されていることで、本体部２１および側部２２、２３における第１ストッパ３２または第２ストッパ３３、３４と対向する部分には、緩衝部が設けられている。

以下、振動抑制装置１においてＺ方向に沿った外力によって質量体２が過振動しようとした場合について説明する。質量体２が、上方に向かって間隔ｄ１以上移動しようとすると、図５（Ａ）に示すように、本体部２１の第１当接面２１１に設けられた第１緩衝部４１が第１ストッパ３２のストッパ面３２１に当接し、上方への移動が規制される。

また、質量体２が、下方に向かって間隔ｄ２以上移動しようとすると、図５（Ｂ）に示すように、側部２２、２３の第２当接面２２１、２３１に設けられた第２緩衝部４２、４３が第２ストッパ３３、３４のストッパ面３３１、３４１に当接し、下方への移動が規制される。

このように、質量体２が基準状態から間隔ｄ１、ｄ２以上Ｚ方向に移動しようとすると、その移動が規制され、Ｚ方向における過振動が抑制される。

次に、振動抑制装置１においてＸ方向に沿った外力によって質量体２が過振動しようとした場合について説明する。質量体２が、左方に向かって間隔ｄ４、ｄ６以上移動しようとすると、図６（Ａ）に示すように、本体部２１の左側の側面に設けられた第３緩衝部４４が第２ストッパ３３の右側端部に当接するとともに、側部２３の内側の側面に設けられた第４緩衝部４７が第１ストッパ３２の右側端部に当接し、左方への移動が規制される。

また、質量体２が、右方に向かって間隔ｄ３、ｄ５以上移動しようとすると、図６（Ｂ）に示すように、本体部２１の右側の側面に設けられた第３緩衝部４５が第２ストッパ３４の左側端部に当接するとともに、側部２２の内側の側面に設けられた第４緩衝部４６が第１ストッパ３２の左側端部に当接し、右方への移動が規制される。

このように、質量体２が基準状態から間隔ｄ３〜ｄ６以上Ｘ方向に移動しようとすると、その移動が規制され、Ｘ方向における過振動が抑制される。

尚、上記では質量体２のＺ方向における振動とＸ方向における振動とを独立に説明したが、これらの振動は複合的に起こり得る。ただし、複合的な振動が起きた場合でも、上記と同様に質量体２のＺ方向およびＸ方向における振動が抑制される。

このような本実施例によれば、以下のような効果がある。即ち、質量体２において一対の側部２２、２３が上方側を接続側として本体部２１のＸ方向両側の辺に接続され、質量体２の重心ＯがＺ方向において第１当接面２１１近傍かつ第２当接面２２１、２３１近傍に位置することで、質量体２の上方または下方への移動を重心Ｏの近傍において第１ストッパ３２または第２ストッパ３３、３４によって規制することができ、過振動を容易に抑制することができる。

また、第１ストッパ３２がＸ方向において一対の側部２２、２３に挟まれるように配置されるとともに一対の第２ストッパ３３、３４がＸ方向において本体部２１を挟むように配置されていることで、Ｘ方向における質量体２の過振動を抑制することができる。このとき、側部２２、２３の外側にストッパを設ける構成と比較して、重心Ｏにより近い位置において移動を規制することができる。また、このようにストッパ３２〜３４を設けることで、振動抑制装置１全体を小型化することができる。

また、本体部２１および側部２２、２３における第１ストッパ３２または第２ストッパ３３、３４と対向する部分に緩衝部が設けられていることで、質量体２がストッパ３２〜３４に直接当接せず、移動が規制される場合における異音の発生や各部の変形又は破損を抑制することができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、質量体２において一対の側部２２、２３が上方側を接続側として本体部２１に接続されているものとしたが、図７に示すように、一対の側部２２Ｂ、２３Ｂが下方側を接続側として本体部２１Ｂに接続された質量体２Ｂとしてもよい。このような質量体２Ｂを有する振動抑制装置１Ｂでは、第１ストッパ３２Ｂが本体部２１Ｂの下面に対向するとともに、第２ストッパ３３Ｂ、３４Ｂが側部２２Ｂ、２３Ｂの上面に対向するように設けられればよい。

また、前記実施例では、第１ストッパ３２がＸ方向において一対の側部２２、２３に挟まれるように配置されるとともに一対の第２ストッパ３３、３４がＸ方向において本体部２１を挟むように配置されるものとしたが、例えばＺ方向における質量体２の可動範囲が広く設定される場合には、第１ストッパが側部の上面よりも上方に位置するとともに第２ストッパが本体部の下面よりも下方に位置し、即ち、第１ストッパが一対の側部に挟まれないとともに一対の第２ストッパが本体部２１を挟まない構成としてもよい。このとき、質量体のＸ方向への移動を規制するためのストッパを別に設ければよい。

また、前記実施例では、本体部２１および側部２２、２３における第１ストッパ３２または第２ストッパ３３、３４と対向する部分に緩衝部が設けられるものとしたが、ストッパに緩衝部を設けることで異音の発生や各部の変形又は破損を抑制してもよい。また、例えば質量体やストッパが、衝突時に異音や各部の変形又は破損が生じにくい材質で構成されている場合には、緩衝部は設けられていなくてもよい。

また、前記実施例では、ブラケット３がストッパ３２〜３４を有するものとしたが、ストッパは、ブラケットとは別体に設けられてステアリングホイールに固定されるものであってもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施例に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施例に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ 振動抑制装置
２ 質量体
２１ 本体部
２１Ａ 長方形状断面
２２、２３ 側部
２２Ａ、２３Ａ 接続断面
３ ブラケット
３２ 第１ストッパ
３３、３４ 第２ストッパ
４１ 第１緩衝部
４２、４３ 第２緩衝部
４４、４５ 第３緩衝部
４６、４７ 第４緩衝部

Claims (5)

1. 弾性部材を介してステアリングホイールに接続されることで当該ステアリングホイールの振動を抑制する質量体であって、
   直方体状に形成されかつ前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が長方形である本体部と、互いに同一の直方体状に形成されかつ前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が長方形である一対の側部と、を一体に有し、
   ステアリングホイールを車体に固定し、車両の直進状態で固定した状態で当該ステアリングホイールの軸方向に視線を向けて本体部及び各側部を見たときに、各側部は、上方側または下方側を接続側として前記本体部の前記接続側に位置し、かつ、本体部の上辺と左辺の角に左側の側部の右下の角が結合し、本体部の上辺と右辺の角に右側の側部の左下の角が結合した全体形状、又は、本体部の下辺と左辺の角に左側の側部の右上の角が結合し、本体部の下辺と右辺の角に右側の側部の左上の角が結合した全体形状を有しており、
   前記ステアリングホイールの軸方向と直交する断面形状が、当該軸方向の全域にわたって同形状である
   ことを特徴とする質量体。
2. 請求項１に記載された質量体、該質量体を前記ステアリングホイールに取り付けるためのブラケット、及び、前記質量体と前記ブラケットとの間に設けられる弾性部材を備えることを特徴とする振動抑制装置。
3. 前記質量体の前記接続側への移動を規制するように前記本体部に対向して設けられる第１ストッパと、
   前記質量体の前記接続側と反対側への移動を規制するように前記一対の側部にそれぞれ対向して設けられる一対の第２ストッパと、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の振動抑制装置。
4. 前記第１ストッパは、前記一対の側部に挟まれるように配置され、
   前記一対の第２ストッパは、前記本体部を挟むように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の振動抑制装置。
5. 前記本体部および前記側部における前記第１ストッパまたは前記第２ストッパと対向する部分には、緩衝部が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の振動抑制装置。

Images