JP2007263181A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】低周波数領域の振動入力や衝撃入力に対して互いに対向する質量金具と取付金具の天板部との当接による打音等の異音の発生を抑えることが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は、天板部１２とその両側に設けた互いに対向する一対の側板部１３，１３と、一対の側板部１３，１３の端部に設けた一対の取付部１４，１４とを有する金属板製の取付金具１１と、一対の側板部１３，１３間に天板部１２と対向して配置された質量金具１７と、両側板部１３，１３と質量金具１７との間をそれぞれ連結するゴム弾性体２３，２３，２３，２３とを備えており、天板部１２と対向する質量金具１７の対向面１７ａの両端部にゴム突起部２１，２１を設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム弾性体を介して質量金具のマスを弾性的に連結させてなる構造でマスとばねからなる振動系を構成し、車両等の制振対象側において発生する振動を振動系との共振により減衰させるダイナミックダンパに関する。

従来、この種のダイナミックダンパとしては、特許文献１に示すように、車両用シートのバックフレームに、上側支持壁と下側支持壁を備えたブラケットを固定し、これら支持壁の間に質量体を配設すると共に、質量体の上面と上側支持壁間、及び質量体の下面と下側支持壁間にそれぞれ弾性体を設けたものが知られている。しかし、このダイナミックダンパにおいては、シートを倒すときのように大きな振動や衝撃入力が加わったときに、質量体とバックフレームが当接することにより大きな打音等の異音が発生するという問題がある。通常、質量体は外側面保護のために全面に非常に薄いゴム層で被覆されているが、このようなゴム層では大きな振動や衝撃入力において発生する打音等の異音を抑えることはできない。また、薄いゴム層全体に多数のゴム突起を設けることも行われているが、打音等の異音を抑えることにおいて大きな効果が得られていないのである。
特開２００３−２２６１７９号公報

上記ダイナミックダンパと同様の構造で、図１０に示すように、天板部１２と、その両側に設けた互いに対向する一対の側板部１３，１３と、一対の側板部１３，１３の下端部に設けた一対の取付部１４，１４とを有する取付金具１１と、一対の側板部１３，１３間に天板部１２と対向して配置される質量金具１７と、一対の側板部１３，１３と質量金具１７の両端側部との間を連結するゴム弾性体２３，２３，２３，２３とを備えたものがあるが、このダイナミックダンパについてもシートを倒すときのように大きな振動や衝撃入力が加わったときに質量金具１７と天板部１２との当接による打音等の異音発生の問題がある。

本件発明者等は、上記取付金具の構造を対象として有限要素法（ＦＥＭ）解析により振動の解析を行った。図９に示すように、取付金具１１に対して天板部１２の両端に目的の低周波数の垂直方位の仮想の力を加えることによる、天板部１２の中央Ａと、両端近傍位置Ｂ（上記ダイナミックダンパにおける質量金具の両端位置に対応する位置）と、両端Ｃでの天板部の加速度レベルすなわち振幅の程度について解析を行った。その結果、振動の節に相当する両端Ｃで最も振幅が小さく、振動の腹に相当する中央Ａで最も振幅が大きく、節に近い両端近傍位置Ｂでも振幅が非常に小さいことが明らかになった。このＦＥＭ解析結果から、従来のダイナミックダンパでは、質量金具の対向面全体が天板部に当接することにより、最も加速度レベルの大きい天板部中央Ａで質量金具が大きな衝撃を受けて、それにより大きな打音等の異音が発生することが明らかにされた。本件発明者等は、この解析結果に基づいて、質量金具を衝撃の大きい天板部中央Ａに当接させずに、衝撃の小さい両端近傍Ｂに当接させるようにすれば、打音等の異音を小さくできることを見出し、本願発明を想到するに至ったのである。

すなわち、本発明は上記問題を解決しようとするもので、低周波数領域の振動入力に対して互いに対向する質量金具と取付金具の天板部や相手部材との当接によるものや、シートを起こした時や倒した時に発生する衝撃入力によって、取付部、側板部、天板部からなる取付金具が大きな加速度で動き、質量金具のみが置いていかれ、質量金具が取付金具の天板部に当たることによる打音等の異音の発生を抑えることができる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、天板部の両端に互いに対向する一対の側板部を設け、一対の側板部の端部に設けた一対の取付部により制振対象側に取り付けられる取付金具と、一対の側板部間に天板部と対向して配置された質量金具と、一対の側板部と質量金具との間をそれぞれ連結するゴム弾性体とを備えたダイナミックダンパにおいて、天板部と対向する質量金具の対向面の両端部及び質量金具の両端部と対向する天板部の対向部の少なくとも一方にゴム突起部を設けたことにある。

上記のように構成した本発明においては、車両等の制振対象側からダイナミックダンパに対して取付部を介して側板部、天板部を持つ取付金具に垂直方向の大きな振動入力や衝撃入力が加えられると、一対の側板部と質量金具を連結するゴム弾性体が変形して質量金具が天板部方向に変位したり、衝撃入力で質量金具のみが置いていかれ、天板部が動いたりするが、天板部と対向する質量金具の対向面の両端部及び質量金具の両端部と対向する天板部の対向部の少なくとも一方にゴム突起部を設けたことにより、質量金具が天板部の中央に当接することなく、ゴム突起部を介して質量金具の両端側で当接する。すなわち、質量金具が、振動の腹に相当する振幅の大きい天板部中央に当接することなく、振動の節に近い振幅の小さい天板部の両端近傍位置でゴム突起部を介して当接するようになる。その結果、本発明においては、取付部、側板部、天板部をもつ取付金具に垂直方向の大きな振動入力や衝撃入力が加えられた際の質量金具と天板部との当接による打音等の異音の発生を大幅に抑えることができる。

また、本発明において、質量金具の天板部に対する反対面にて、両端部に第２ゴム突起部を設けることができる。これにより、ダイナミックダンパが取り付けられた制振対象側の相手部材が質量金具の反対面に近接していて、大きな振動入力や衝撃入力の際に質量金具が相手部材に当接するような場合に、質量金具の反対面の両端部に設けた第２ゴム突起部により、質量金具と相手部材との当接による打音等の異音の発生を抑えることができる。

また、本発明において、取付部にて、車両のシート内の相手部材に取り付けられることが好ましい。車両のシート内に配置されるダイナミックダンパは、車両のシート内の低周波数の振動を抑えるために、ゴム弾性体の剛性が低くされている。そのため、シートを倒すような場合には、ダイナミックダンパに大きな振動や衝撃入力が加わり、質量金具が天板部に強く当接するが、上述したように、質量金具の両端に設けたゴム突起部により天板部との当接による打音等の異音の発生が抑えられる。その結果、本発明に係るダイナミックダンパについては、特に車両のシート内の防振のために好適に使用される。

また、本発明において、質量金具が矩形ブロック形状であることが好ましい。車両のシート内に配置されるダイナミックダンパの場合、シート内のスペースが限られておりしかも相対的に質量金具の重量が大きくなっているが、質量金具を矩形ブロック形状とすることにより、スペースが限られたシート内においても質量金具の重量を確保しつつ配置することが可能になる。

本発明によれば、天板部と対向する質量金具の対向面の両端部及び質量金具の両端部と対向する天板部の対向部の少なくとも一方にゴム突起部を設けたことにより、取付部を介して側板部、天板部をもつ取付金具に垂直方向の大きな振動入力や衝撃入力が加えられたとき、質量金具が振幅の大きい天板部中央に当接することなく振幅の小さい天板部の両端近傍位置でゴム突起部を介して当接することにより、打音等の異音の発生を大幅に抑制することができる。

また、本発明において、質量金具の天板部に対する反対面にて、両端部に第２ゴム突起部を設けることにより、質量金具の反対面がダイナミックダンパが取り付けられた制振対象側の相手部材と近接していても、質量金具と相手部材との当接による打音等の異音の発生を抑えることができる。また、本発明は、車両のシート内の低周波数の振動や衝撃入力によって起こる打音を抑えるために、シート内に配置されるダイナミックダンパによって、シートを起こしたり倒したりする際に生じる打音等の異音を抑制する効果が得られ、その場合に、質量金具を矩形ブロック形状とすることにより、スペースが限られたシート内においても質量金具の重量を確保しつつ配置することが可能になる。

以下、本発明の実施形態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である車両のシート用ダイナミックダンパを正面図、底面図及びＩＩＩ−ＩＩＩ線方向の一部破断面図により示したものである。ダイナミックダンパ１０は、長方形の金属板に曲げ加工を施して門形状に形成される天板部１２及び一対の側板部１３，１３と一対の取付部１４，１４とを有する取付金具１１と、一対の側板部１３，１３間に天板部１２と対向して配置された質量金具１７と、両側板部１３，１３と質量金具１７の両端側部との間をそれぞれ連結するゴム弾性体２３，２３，２３，２３とを備えており、天板部１２と対向する質量金具１７の対向面１７ａの両端部にゴム突起部２１，２１を設けている。なお、図１，図２に示す上下、左右方向については、ダイナミックダンパ１０をシート内に取り付けたときの、車両の上下及び左右方向に対応するものである。

取付金具１１は、天板部１２が長手方向（図１に示す上下方向）より幅方向（図２に示す左右方向）の長さが大きい長方形の平板となっており、側板部１３，１３が天板部１２より長手方向長さが短く天板部１２の両側で同一方向に直角に曲げられて互いに対向しており、取付部１４，１４が両側板部１３，１３の下端部から天板部１２に平行に左右外方に延びており側板部１３，１３と略同一大きさになっている。両取付部１４，１４には、幅方向両端側にそれぞれ一対の取付孔１４ａ，１４ａと取付孔１４ｂ，１４ｂが設けている。また、天板部１２と両側板部１３，１３の内周面には、薄肉のゴム被覆層１５が接着されている。

質量金具１７は、矩形ブロック形状で、幅が取付金具１１の幅と略同一で、長手方向長さが天板部１２より短く、かつ厚さが側板部１３，１３の長さより短い金具本体１８と、金具本体１８の外側全面に被覆されたゴム被覆部１９とにより構成されている。さらに、質量金具１７の天板部１２と対向する対向面１７ａには、長手方向両端側において幅方向両端間に連続して延びた断面半円形の一対のゴム突起部２１，２１が設けられている。ゴム突起部２１，２１は、高さが２ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、３ｍｍ程度が最も望ましい。高さが２ｍｍより低いと質量金具１７と天板部１２中央とが当接するおそれがあり、また５ｍｍより高くしても異音防止効果は変わらずかえって取付金具１１の形状が大きくなる。ゴム突起部２１，２１の断面形状については、半円形に限らず山形であってもよい。

質量金具１７は、両側面１７ｂ，１７ｂと対向する一対の側板部１３，１３間に所定の狭い隙間を隔てて配置され、天板部１２に対する反対面１７ｃが取付部１４，１４とほぼ同一位置になるように配置されている。車両のシート内に配置されるダイナミックダンパ１０の場合、シート内のスペースが限られておりしかも相対的に質量金具１７の重量が大きくなっているが、質量金具１７は矩形ブロック形状になっているため、スペースが限られたシート内においても質量金具１７の重量を確保しつつ配置することが可能になる。

一対の側板部１３，１３と質量金具１７の両側面１７ｂ，１７ｂの間の隙間には、幅方向両側位置において長手方向に延びた４つの細長い円柱状のゴム弾性体２３，２３，２３，２３により連結されている。ゴム弾性体２３，２３，２３，２３は、細長い円柱形状にされたことにより、質量金具１７に対して剛性が低くされており、シートに生じる１９Ｈｚ程度の低周波数の振動を減衰させることができるように構成されている。ゴム弾性体２３，２３，２３，２３及び上記ゴム被覆層１５、ゴム被覆部１９、ゴム突起部２１，２１は、取付金具１１と質量金具１７を所定の成形金型（図示しない）に装着し、ゴム材料を注入して加硫成形を行うことにより一体で形成され、これによりダイナミックダンパ１０が得られる。ダイナミックダンパ１０は、図４に示すように、制振対象である車両のシート１内に長手方向を車両上下に向け幅方向を車両の左右に向けて配置され、垂直に延びた相手部材であるブラケット２に取付部１４，１４にてそれぞれ一対の取付孔１４ａ，１４ａ及び取付孔１４ｂ，１４ｂを介して４セットのボルト・ナット３で固定することにより取り付けられる。

上記構成の実施例１においては、車両のシート１を倒すような場合に、ダイナミックダンパ１０に対して取付部１４，１４を介して側板部１３，１３、天板部１２をもつ取付金具１１に垂直方向の大きな振動や衝撃入力が加えられ、側板部１３，１３と質量金具１７を連結するゴム弾性体２３，２３，２３，２３が変形して質量金具１７が天板部１２側に大きく変位したり、衝撃入力で質量金具１７のみが置いていかれ、天板部１２が動いたりして当接する。ここで、天板部１２と対向する質量金具１７の対向面１７ａの両端部にゴム突起部２１，２１を設けたことにより、質量金具１７が天板部１２の中央に当接することなく、ゴム突起部２１，２１を介して質量金具１７の両端側で当接する。すなわち、質量金具１７が、振動の腹に相当する振幅の大きい天板部１２中央に当接することなく、振動の節に近い振幅の小さい天板部１２の両端近傍位置でゴム突起部２１，２１を介して当接するようになる。その結果、実施例１においては、取付部１４，１４を介して側板部１３，１３、天板部１２をもつ取付金具１１に垂直方向の大きな振動入力や衝撃入力が加えられた際の質量金具１７と天板部１２との当接による打音等の異音の発生を大幅に抑えることができる。

特に、ダイナミックダンパ１０は、車両のシート１内の低周波数の振動を抑えるために、ゴム弾性体２３，２３，２３，２３の剛性が低くされておりまた質量金具１７の重量が重くされているため、シート１を倒す場合のような大きな振動や衝撃入力が加わると、質量金具１７が大きく振れて天板部１２に強く当接するが、上述したように、質量金具１７の両端に設けたゴム突起部２１，２１により天板部１２との当接による打音等の異音の発生が抑えられる。その結果、本実施例１のダイナミックダンパ１０については、特に車両のシート１内の防振のために好適に使用される。

つぎに、実施例１のダイナミックダンパ１０について、図１の取付金具１１の天板部１２の測定位置Ａ，Ｂ，Ｃでの振動状態をＦＥＭにより解析した結果を説明する。図５−１〜３に、実施例に係る試験品（図中の実線）と図１０に示す従来品（図中の一点鎖線）について、取付金具１１の天板部１２の中央位置Ａ、端部近傍位置Ｂ、端部位置Ｃでの振動加速度レベルの解析結果を示す。図５−１〜３において、縦軸は加速度レベルであり、ログスケールで表されており、横軸は周波数（Ｈｚ）である。同図でｆ_０は共振周波数を表す。同図から明らかなように、試験品、従来品共に、中央位置Ａでの加速度レベルが最も高く、次いで端部近傍位置Ｂ、最も低いのが端部Ｃになっている。さらに、試験品では、各点Ａ，Ｂ，Ｃのいずれにおいても加速度レベル（ｘ１，ｙ１，ｚ１）が従来品（ｘ０、ｙ０、ｚ０）に比べて１／１０程度低くなっている。これは、質量金具１７がゴム突起部２１，２１によって天板部１２の端部近傍位置Ｂに当接することにより、振動が弱められて、位置Ｂでの加速度レベルが低減し、それに伴い他の位置Ａ，Ｃにおいても加速度レベルが低下したものと解される。このように、ＦＥＭ解析結果から、試験品では、従来品に比べて質量金具１７が天板部１２に当接する端部近傍位置Ｂでの天板部１２の加速度レベルが大幅に低減することから、質量金具１７の天板部１２に当接することによる打音等の異音の発生が大幅に低減することが明らかにされた。

つぎに、実施例２について説明する。実施例２では、実施例１のように天板部１２と対向する質量金具１７の対向面１７ａの両端部にゴム突起部２１，２１を設ける代わりに、図６，図７に示すように、質量金具１７の両端部と対向する天板部１２の２箇所の対向部にゴム突起部２５，２５を設けたものであり、その他の構成については実施例１と同様である。実施例２によれば、ダイナミックダンパ１０Ａに対して側板部１３，１３と天板部１２をもつ取付金具１１に取付部１４，１４を介して垂直方向の大きな振動や衝撃入力が加えられて、質量金具１７が天板部１２側に当接したとき、質量金具１７の両端部と対向する天板部１２にゴム突起部２５，２５を設けたことにより、質量金具１７が天板部１２の中央に当接することなく、ゴム突起部２５，２５を介して質量金具１７の両端側で天板部１２に当接する。その結果、実施例２においても実施例１と同様に、大きな振動入力や衝撃入力の際の打音等の異音の発生を確実に防止することができる。なお、実施例２においては、質量金具１７側のゴム突起部２１，２１に加えて天板部１２にゴム突起部２５，２５を設けることも可能である。

つぎに、実施例３について説明する。実施例３では、図８に示すように、質量金具１７の天板部１２に対する反対面１７ｃにて、両端部に第２ゴム突起部２７，２７を設けたものであり、その他の構成については上記実施例１と同様である。実施例３においては、ダイナミックダンパ１０Ｂが取り付けられた制振対象側の相手部材２が質量金具１７の反対や面１７ｃに近接していて、振動入力や衝撃入力によって質量金具１７が相手部材２に当接するような場合に、質量金具１７の反対面１７ｃの両端部に設けた第２ゴム突起部２７，２７により、大きな振動入力や衝撃入力の際の質量金具１７と相手部材２との当接による打音等の異音の発生を抑えることができる。

なお、上記実施例に示したダイナミックダンパについては、車両のシート用以外の制振対象部材に適用することも可能である。また、上記実施例に示したダイナミックダンパの各部分の構造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、種々変更して実施することができる。

本発明は、車両等の制振対象側からダイナミックダンパに対して取付部を介して側板部、天板部をもつ取付金具に垂直方向の大きな振動入力や衝撃入力が加えられる際に、質量金具が振幅の大きい天板部中央に当接することなく振幅の小さい天板部の両端近傍位置でゴム突起部を介して当接することにより、打音等の異音の発生を大幅に抑えることができるため、有用である。

本発明の実施例１であるダイナミックダンパを示す一部破断正面図である。 同ダイナミックダンパを示す底面図である。 同ダイナミックダンパを示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向の一部破断面図である。 同ダイナミックダンパの使用状態を説明する説明図である。 同ダイナミックダンパの天板部の中央Ａでの振動解析結果を従来例の振動解析結果も併せて示すグラフである。 同ダイナミックダンパの天板部の両端近傍位置Ｂでの振動解析結果を従来例の振動解析結果も併せて示すグラフである。 同ダイナミックダンパの天板部の端部Ｃでの振動解析結果を従来例の振動解析結果も併せて示すグラフである。 実施例２であるダイナミックダンパを示す正面図である。 同ダイナミックダンパを示す図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線方向の断面図である。 実施例３であるダイナミックダンパを示す断面図である。 取付金具についての振動解析を説明する説明図である。 従来例であるダイナミックダンパを示す正面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ…ダイナミックダンパ、１１…取付金具、１２…天板部、１３…側板部、１４…取付部、１７…質量金具、２１，２５…ゴム突起部、２３…ゴム弾性体、２７…第２ゴム突起部。

Claims (4)

1. 天板部の両端に互いに対向する一対の側板部を設け、該一対の側板部の端部に設けた一対の取付部により制振対象側に取り付けられる取付金具と、前記一対の側板部間に前記天板部と対向して配置された質量金具と、前記一対の側板部と該質量金具との間をそれぞれ連結するゴム弾性体とを備えたダイナミックダンパにおいて、前記天板部と対向する前記質量金具の対向面の両端部及び該質量金具の両端部と対向する該天板部の対向部の少なくとも一方にゴム突起部を設けたことを特徴とするダイナミックダンパ。
2. 前記質量金具の前記天板部に対する反対面にて、両端部に第２ゴム突起部を設けた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。
3. 前記取付部にて、車両のシート内の相手部材に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイナミックダンパ。
4. 前記質量金具が矩形ブロック形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイナミックダンパ。

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