JP7796071B2 - Dynamic Damper - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、自動車の車体などの振動源に取り付けられて、特定周波数の振動を減衰するダイナミックダンパーに関する。 The present invention relates to a dynamic damper that is attached to a vibration source, such as the body of an automobile, to attenuate vibrations of a specific frequency.
従来のダイナミックダンパーとしては、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。図6は従来のダイナミックダンパーを示す正面図である。 A conventional dynamic damper is known, as described in Patent Document 1 below. Figure 6 is a front view of a conventional dynamic damper.
このダイナミックダンパー1は、図6に示すように、自動車の車体のメンバーなどの振動源に取り付けられる門型のアウター金具2と、該アウター金具2に有する一対の側壁3,3と該両側壁3、3の上端部を結合する上端壁4とによって囲まれた内部に配置されたマス部材5と、マス部材5の両外側面と前記両側壁3、3の対向内面との間に加硫接着された左右一対の2つのゴム弾性体6、6と、を有している。 As shown in Figure 6, this dynamic damper 1 comprises a gate-shaped outer metal fitting 2 that is attached to a vibration source such as a member of an automobile body, a mass member 5 that is positioned inside the outer metal fitting 2 and is surrounded by a pair of side walls 3, 3 and an upper end wall 4 that connects the upper ends of both side walls 3, 3, and a pair of left and right rubber elastic bodies 6, 6 that are vulcanized and bonded between the outer surfaces of the mass member 5 and the opposing inner surfaces of the both side walls 3, 3.
また、アウター金具2は、両側壁3、3の下端部に一体に有する一対の固定用ブラケット片3a、3aに設けられた取付孔を挿通する固定用ボルト7,7によって車体を構成するメンバーなどの振動部材8に固定されている。 The outer metal fitting 2 is fixed to a vibrating member 8, such as a member constituting the vehicle body, by fixing bolts 7, 7 inserted through mounting holes provided in a pair of fixing bracket pieces 3a, 3a integrally formed at the lower ends of both side walls 3, 3.
なお、上端壁4の中央には、貫通孔4aが形成されていると共に、マス部材5の上面に前記貫通孔4aから上方へ突出するゴム材からなる係合突起部9が設けられており、ゴム弾性体6、6が破断してマス部材5が落下しても、アウター金具2と振動部材8との間で係合突起部9が貫通孔4aに引っ掛かってマス部材5の抜け落ちが防止されるようになっている。 A through hole 4a is formed in the center of the upper end wall 4, and an engaging protrusion 9 made of rubber is provided on the upper surface of the mass member 5, protruding upward from the through hole 4a. Even if the rubber elastic bodies 6, 6 break and the mass member 5 falls, the engaging protrusion 9 will catch on the through hole 4a between the outer metal fitting 2 and the vibrating member 8, preventing the mass member 5 from falling off.
そして、このダイナミックダンパー1は、車体のメンバーなどの振動部材8の車両上下方向(図中X方向)の振動を低減するのに用いられ、ゴム弾性体6、6のばね定数とマス部材5の質量とをチューニングすることにより所望の共振周波数(Hz)に設定されている。 This dynamic damper 1 is used to reduce vibrations in the vertical direction of the vehicle (X direction in the figure) of a vibrating member 8, such as a member of the vehicle body, and is set to the desired resonant frequency (Hz) by tuning the spring constant of the rubber elastic bodies 6, 6 and the mass of the mass member 5.
しかしながら、特許文献1に記載のダイナミックダンパー1にあっては、各ゴム弾性体6,6が、マス部材5に対して左右水平方向(図中Y方向)へ直線状に配置されていることから、各ゴム弾性体6,6とマス部材5の質量をチューニングして上下垂直方向(X方向)の所望の共振周波数に合わせると、Y方向の共振周波数はX方向の共振周波数に対応して一定の共振周波数に固定的に設定されてしまう。つまり、Y方向の共振周波数は、X方向の共振周波数に依存して決定されてしまいX方向とY方向の相対的な共振周波数の設定ができない。 However, in the dynamic damper 1 described in Patent Document 1, the rubber elastic bodies 6, 6 are arranged linearly in the horizontal direction (Y direction in the figure) relative to the mass member 5. Therefore, when the mass of the rubber elastic bodies 6, 6 and the mass member 5 is tuned to match the desired resonant frequency in the vertical direction (X direction), the resonant frequency in the Y direction is fixed to a constant resonant frequency corresponding to the resonant frequency in the X direction. In other words, the resonant frequency in the Y direction is determined depending on the resonant frequency in the X direction, and it is not possible to set the resonant frequencies relative to the X and Y directions.
換言すれば、従来のゴム弾性体6,6は、マス部材5に対してY方向に直線状に配置されていることから、X方向に純せん断力が作用する一方、Y方向に直線的な純圧縮力が作用して、Y方向の共振周波数がX方向の共振周波数に対して例えば約2~2.5倍と大きくなってしまうおそれがある。この結果、Y方向の共振周波数を低く設定することができなくなると共に、チューニング領域も小さくなってしまうおそれがある。 In other words, because conventional rubber elastic bodies 6, 6 are arranged linearly in the Y direction relative to the mass member 5, a pure shear force acts in the X direction, while a linear pure compressive force acts in the Y direction, which can result in the resonant frequency in the Y direction being approximately 2 to 2.5 times higher than the resonant frequency in the X direction. As a result, it may become impossible to set a low resonant frequency in the Y direction, and the tuning range may become smaller.
本発明は、前記従来のダイナミックダンパーの技術的課題に鑑みて案出されたもので、外側部材とマス部材との間に設けられた左右各一対の弾性体の傾斜角度を調整することによって、上下方向の共振周波数に対して左右方向の共振周波数を相対的かつ任意に調整することが可能なダイナミックダンパーを提供するものである。 The present invention was devised in consideration of the technical issues with conventional dynamic dampers. It provides a dynamic damper that allows the left-right resonance frequency to be adjusted freely and relatively to the up-down resonance frequency by adjusting the inclination angle of each pair of left and right elastic bodies provided between the outer member and the mass member.
本願請求項1に係る発明は、振動源に取り付けられ、左右一対の側壁と、該両側壁の長手方向の各一端部の間に設けられた端壁と、を有する金属材からなる外側部材と、該外側部材の内側に配置されたマス部材と、前記外側部材の両側壁の各内側面と前記両内側面に対向する前記マス部材の両外側面との間に設けられ、互いに上下方向の位置に一定の隙間をもって配置された上下左右の4つの弾性体と、を備え、
前記4つの弾性体は、それぞれが前記外側部材の両側壁の両内側面から前記マス部材の両外側面に向かって傾斜状に形成されていると共に、前記各弾性体の傾斜角度を調整することによって前記振動源の上下方向の共振周波数に対して左右方向の共振周波数を相対的に調整可能としたことを特徴としている。
The invention according to claim 1 of the present application is an apparatus comprising: an outer member made of a metal material attached to a vibration source and having a pair of left and right side walls and end walls provided between ends of the both side walls in the longitudinal direction; a mass member arranged inside the outer member; and four elastic bodies arranged on top, bottom, left, and right sides between the inner surfaces of the both side walls of the outer member and the outer surfaces of the mass member facing the both inner surfaces, the elastic bodies being arranged with a certain gap between them in the vertical direction,
The four elastic bodies are each formed at an angle from the inner surfaces of both side walls of the outer member toward the outer surfaces of the mass member, and by adjusting the angle of inclination of each elastic body, the left-right resonance frequency of the vibration source can be adjusted relative to the up-down resonance frequency.
本発明によれば、各弾性体の傾斜角度を調整することによって、上下方向の共振周波数に対して左右方向の共振周波数を相対的かつ任意に調整することが可能になることから、ダイナミックダンパーの要求仕様に応じて所望の上下左右方向の共振周波数に対して減衰することが可能になる。 According to the present invention, by adjusting the inclination angle of each elastic body, it is possible to adjust the left-right resonance frequency relative to the up-down resonance frequency, making it possible to damp the desired up-down and left-right resonance frequencies according to the required specifications of the dynamic damper.
以下、本発明に係るダイナミックダンパーの各実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、ダイナミックダンパーを自動車のフロントサスペンションメンバーに取り付けたものを示している。図1は本発明に係るダイナミックダンパーの第1実施形態を示す平面図、図2は図1のA-A線断面図である。 Each embodiment of the dynamic damper according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the dynamic damper is attached to the front suspension member of an automobile. Figure 1 is a plan view showing a first embodiment of the dynamic damper according to the present invention, and Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 1.
自動車の振動源である図外のフロントサスペンションメンバーは、周知のように、走行時の車体の捩れを抑え、路面からの衝撃を緩和し、乗り心地、操縦安定性を向上させるもので、剛性の高い溶接構造用熱間圧延鋼板などによって成形された四角形のフレームによって構成されている。このフロントサスペンションメンバーは、フロントサスペンションの他に、エンジンやステアリングなどを支持するようになっている。 The front suspension member (not shown) is a source of vibration in automobiles, and as is well known, it suppresses twisting of the vehicle body while driving, absorbs shock from the road surface, and improves ride comfort and handling stability. It is made up of a square frame formed from highly rigid hot-rolled steel plates for welded structures. In addition to the front suspension, this front suspension member also supports the engine, steering, etc.
ダイナミックダンパー11は、図2に示すように、上下方向(矢印X方向)が車体上下方向と、左右方向(矢印Y方向)が車体幅方向にほぼ一致するように配置されている。 As shown in Figure 2, the dynamic damper 11 is positioned so that its vertical direction (arrow X direction) roughly corresponds to the vertical direction of the vehicle body, and its left-right direction (arrow Y direction) roughly corresponds to the width direction of the vehicle body.
そして、このダイナミックダンパー11は、図1及び図2に示すように、振動源(振動部材)であるフロントサスペンションメンバーのフレームに図外の2本のボルトによって固定されるベースプレート12と、このベースプレート12の上面12aに溶接によって固定される門型の外側部材である外側金具13と、この外側金具13の内側に配置された質量部材であるマス部材14と、外側金具13とマス部材14との間に配置された上下左右各一対の合計4つのゴム製の弾性体19a、19b、20a、20bと、を備えている。 As shown in Figures 1 and 2, the dynamic damper 11 comprises a base plate 12 fixed to the frame of the front suspension member, which is the vibration source (vibration member), by two bolts (not shown); an outer metal fitting 13, a gate-shaped outer member fixed to the upper surface 12a of the base plate 12 by welding; a mass member 14, a mass member positioned inside the outer metal fitting 13; and a total of four rubber elastic bodies 19a, 19b, 20a, 20b, one pair above, one pair below, one pair left, and one pair left, positioned between the outer metal fitting 13 and the mass member 14.
ベースプレート12は、金属板によって図中横方向に長い矩形状に形成されて、下面がフロントサスペンションメンバーのフレームの所定の上面に当接配置されると共に、長手方向の両端部に前記2本のボルトが挿入される2つのボルト挿入孔12b、12bが上下方向に沿って貫通形成されている。 The base plate 12 is made of metal and formed into a rectangular shape that is elongated horizontally in the drawing. Its lower surface is placed in contact with a predetermined upper surface of the frame of the front suspension member, and two bolt insertion holes 12b, 12b are formed vertically through both ends in the longitudinal direction, into which the two bolts are inserted.
外側金具13は、細長い金属板をコ字形に折り曲げて形成されており、矩形状の両側壁16、17と、該両側壁16、17の長手方向の各上端縁の間に設けられた上端壁18と、を有している。前記両側壁16、17は、垂直な平板状に形成されて、それぞれの内側面16a、17aが対向配置されていると共に、各下端縁16b、17bがベースプレート12の上面12aに例えばアーク溶接法などによって溶接固定されている。この溶接部21、22は、各下端縁16b、17bのそれぞれの内側に位置している。 The outer metal fitting 13 is formed by bending a long, narrow metal plate into a U-shape and has rectangular side walls 16, 17 and an upper wall 18 located between the upper longitudinal edges of the side walls 16, 17. The side walls 16, 17 are formed as vertical flat plates with their inner surfaces 16a, 17a facing each other and their lower edges 16b, 17b welded to the upper surface 12a of the base plate 12 by, for example, arc welding. The welds 21, 22 are located on the inside of the lower edges 16b, 17b.
上端壁18は、水平な平板状に形成されて、長手方向の中央位置には後述する落下防止機構23の一部を構成する保持孔24が上下方向に貫通形成されている。 The upper end wall 18 is formed as a horizontal flat plate, and a retaining hole 24 that forms part of the fall prevention mechanism 23 (described later) is formed through it in the vertical direction at the center of its length.
マス部材14は、図2に示すように、所定質量のほぼ立方体形状に形成されて、両外側面14a、14bが外側金具13の両側壁16,17の各内側面16a、17aに左右方向から対向配置されていると共に、下面14cがベースプレート12の上面12aから所定距離Sだけ離間して配置されている。また、マス部材14の上面14dは、後述する落下防止機構23の保持ボルト25を介して上端壁18の下面から所定距離だけ離間して配置されている。また、マス部材14は、上面14dの中央位置には、保持ボルト25の軸部25bの雄ねじ部25cが螺着する雌ねじ孔14eが上下方向に沿って形成されている。 As shown in Figure 2, the mass member 14 is formed in a roughly cubic shape of a predetermined mass, with its outer surfaces 14a, 14b positioned laterally opposite the inner surfaces 16a, 17a of both side walls 16, 17 of the outer metal fitting 13, and its lower surface 14c positioned a predetermined distance S from the upper surface 12a of the base plate 12. The upper surface 14d of the mass member 14 is positioned a predetermined distance from the lower surface of the upper end wall 18 via a retaining bolt 25 of the fall prevention mechanism 23, which will be described later. A female threaded hole 14e is formed in the center of the upper surface 14d of the mass member 14, extending vertically, into which the male threaded portion 25c of the shaft 25b of the retaining bolt 25 screws.
前記4つの弾性体19a~20bは、軸方向の各外端部が前記両側壁16,17の対向する内側面16a、17aに加硫接着されていると共に、軸方向の各内端部がマス部材14の両外側面14a、14bに加硫接着されている。 The four elastic bodies 19a-20b have their outer axial ends vulcanized and bonded to the opposing inner surfaces 16a, 17a of the side walls 16, 17, and their inner axial ends vulcanized and bonded to the outer surfaces 14a, 14b of the mass member 14.
そして、この各弾性体19a~20bは、外側金具13の両側壁16,17の両内側面16a、17aからマス部材14の両外側面14a、14bに向かって傾斜状に形成されていると共に、マス部材14の幅方向の中心線P及びマス部材14の上下方向の中心線P1を中心とした上下左右の対称位置に配置されている。すなわち、図2中、左側の上下一対の弾性体19a、19bと図中右側の上下一対の弾性体20a、20bは、それぞれの軸方向の各外端部から各内端部方向へマス部材14の重心位置GP方向に向かって傾斜状に形成されて、全体が正面から視てX字形状に配置されていると共に、マス部材14の幅方向の中心線Pと上下方向の中心線P1を中心とした上下左右の対称位置に配置されている。 Each of these elastic bodies 19a-20b is inclined from the inner surfaces 16a, 17a of the side walls 16, 17 of the outer metal fitting 13 toward the outer surfaces 14a, 14b of the mass member 14, and is arranged symmetrically in the vertical and left-right directions about the center line P of the mass member 14 in the width direction and the center line P1 of the mass member 14 in the vertical direction. In other words, in Figure 2, the pair of upper and lower elastic bodies 19a, 19b on the left side and the pair of upper and lower elastic bodies 20a, 20b on the right side are inclined from their respective outer ends in the axial direction toward their respective inner ends toward the center of gravity GP of the mass member 14, and are arranged in an X-shape when viewed from the front, and are arranged symmetrically in the vertical and left-right directions about the center line P of the mass member 14 in the width direction and the center line P1 of the mass member 14 in the vertical direction.
したがって、各弾性体19a~20bは、図2に示すように、マス部材14の上下左右の中心線P、P1の交点上にある4つの弾性体19a~20bの配置の中心位置OPがマス部材14の重心位置GPに合致するように配置されている。なお、ここで「合致させる」とは、重心位置GPと中心位置OPの位置が完全に合致する場合と完全ではないがこれに近い場合も含む概念である。 As shown in Figure 2, the elastic bodies 19a-20b are arranged so that the central position OP of the arrangement of the four elastic bodies 19a-20b at the intersection of the center lines P and P1 of the mass member 14 coincides with the center of gravity GP of the mass member 14. Note that "matching" here is a concept that includes cases where the center of gravity GP and the central position OP coincide perfectly, as well as cases where they are close to but not perfectly aligned.
さらに、各弾性体19a~20bは、水平方向を基準としたそれぞれの傾斜角度θが約20°~70°の範囲内に設定されている。この各弾性体19a~20bの傾斜角度θは、ダイナミックダンパー11の要求仕様の上下方向(X方向)と左右方向(Y方向)の共振周波数(Hz)の比率に合わせて決定される。 Furthermore, the inclination angle θ of each of the elastic bodies 19a-20b relative to the horizontal direction is set within a range of approximately 20° to 70°. The inclination angle θ of each of the elastic bodies 19a-20b is determined according to the ratio of the resonance frequencies (Hz) in the vertical direction (X direction) and the horizontal direction (Y direction) required for the dynamic damper 11.
このように、本発明において、各弾性体19a~20bの傾斜角度θを約20°~70°に設定したのは、本願発明者によって図3に示したY/X共振周波比率と前記傾斜角度θの関係について解析実験を行ったことによって求められたものである。この解析実験では、図3に示すように、弾性体19a~20bの傾斜角度θ(°)を横線とし、左右のY方向/上下のX方向の共振周波数比率を縦線として示している。 In this way, the tilt angle θ of each elastic body 19a-20b in the present invention is set to approximately 20°-70°, which was determined by the inventors through analytical experiments on the relationship between the Y/X resonance frequency ratio shown in Figure 3 and the tilt angle θ. In this analytical experiment, as shown in Figure 3, the tilt angle θ (°) of the elastic bodies 19a-20b is shown as a horizontal line, and the resonance frequency ratio in the left-right Y direction/up-down X direction is shown as a vertical line.
この解析実験によれば、各弾性体19a~20bの傾斜角度θによってY/X共振周波数比率が変化することが判明し、傾斜角度θを0°とし、つまり前記公報記載の従来技術と同じく水平方向へ直線状に設定した場合は、Y/X共振周波数比率が1.80倍以上の2.0~2.5倍の大きなものとなり、また、傾斜角度θを漸次大きくして例えば約80°以上にまで大きく設定した場合は、Y/X共振周波数比率が約1.00倍以下になり、十分に小さくなることが判明した。 This analytical experiment revealed that the Y/X resonance frequency ratio changes depending on the inclination angle θ of each elastic body 19a-20b. When the inclination angle θ is set to 0°, i.e., when the elastic bodies are set in a linear horizontal direction as in the prior art described in the publication, the Y/X resonance frequency ratio is 2.0 to 2.5 times greater than 1.80 times. Furthermore, when the inclination angle θ is gradually increased, for example to approximately 80° or greater, the Y/X resonance frequency ratio becomes sufficiently small, at approximately 1.00 times or less.
そして、車体のフロントサスペンションメンバーにおけるダイナミックダンパー11の通常の要求仕様においては、Y/X共振周波数比率は、1.70~1.20倍であるから、本発明では、Y/X共振周波数比率を満足する傾斜角度θを20°~70°の間に設定した。本実施形態では、要求仕様のY/X共振周波数比率をさらに狭めた約1.55~1.40倍とするために、傾斜角度θを約35°~50°に設定したものであり、ダイナミックダンパー11の要求仕様に応じて任意に調整することができる。 The typical required specifications for the dynamic damper 11 in the front suspension member of a vehicle body are for the Y/X resonance frequency ratio to be 1.70 to 1.20, so in this invention, the tilt angle θ that satisfies this Y/X resonance frequency ratio is set between 20° and 70°. In this embodiment, the tilt angle θ is set to approximately 35° to 50° to further narrow the required Y/X resonance frequency ratio to approximately 1.55 to 1.40, and can be adjusted as desired depending on the required specifications of the dynamic damper 11.
前記上端壁18とマス部材14との間には、マス部材14の落下防止機構23が設けられている。この落下防止機構23は、上端壁18のほぼ中央に上下方向へ貫通形成された保持孔24と、この保持孔24の孔縁で保持可能な落下防止部材である保持ボルト25と、を有している。 A fall prevention mechanism 23 for the mass member 14 is provided between the upper end wall 18 and the mass member 14. This fall prevention mechanism 23 has a retaining hole 24 formed vertically through the approximate center of the upper end wall 18, and a retaining bolt 25, which is a fall prevention member that can be held by the edge of this retaining hole 24.
保持孔24は、所定の内径dを有し、保持ボルト25の後述する頭部25aの外径d1よりも小さく形成されている。 The retaining hole 24 has a predetermined inner diameter d, which is smaller than the outer diameter d1 of the head 25a of the retaining bolt 25, which will be described later.
保持ボルト25は、ほぼ六角状の頭部25aと、該頭部25aの下部に一体に設けられて、前記保持孔24に挿入されつつマス部材14の上端部に固定された軸部25bと、を有している。頭部25aは、保持孔24よりも上方に配置され、外径d1が前述のように保持孔24の内径dよりも大きく形成されて、マス部材14が不用意に落下した際に、下端面の外周部が保持孔24の孔縁に引っ掛かるようになっている。軸部25bは、頭部25a側の大径部が保持孔24内に挿入配置され、大径部よりも下部に有する段差小径状の先端部の外周に雄ねじ部25cが形成されている。 The retaining bolt 25 has a generally hexagonal head 25a and a shank 25b that is integrally formed below the head 25a and is inserted into the retaining hole 24 while being fixed to the upper end of the mass member 14. The head 25a is positioned above the retaining hole 24, and its outer diameter d1 is larger than the inner diameter d of the retaining hole 24 as described above, so that the outer periphery of the lower end surface will catch on the edge of the retaining hole 24 if the mass member 14 is accidentally dropped. The large-diameter portion of the shank 25b on the head 25a side is inserted into the retaining hole 24, and a male thread 25c is formed on the outer periphery of the stepped, smaller-diameter tip located below the large-diameter portion.
また、前記保持ボルト25の雄ねじ部25cが、マス部材14の雌ねじ孔14eに螺着固定している状態では、頭部25aの下面と上端壁18の上面との間の距離S1が、ベースプレート12の上面とマス部材14の下面との間の距離Sよりも小さく設定されている。
〔本実施形態におけるダイナミックダンパーの作用効果〕
以上の構成を有する本実施形態のダイナミックダンパー11によれば、各弾性体19a~20bの傾斜角度θを調整することによって、上下方向(X方向)の共振周波数に対して左右方向(Y方向)の共振周波数に相対的かつ任意に調整することが可能になることから、ダイナミックダンパー11の要求仕様に応じた上下左右方向の共振周波数に対して減衰することが可能になる。
Furthermore, when the male threaded portion 25c of the retaining bolt 25 is screwed and fixed into the female threaded hole 14e of the mass member 14, the distance S1 between the underside of the head 25a and the upper surface of the upper end wall 18 is set to be smaller than the distance S between the upper surface of the base plate 12 and the underside of the mass member 14.
[Actions and Effects of the Dynamic Damper in the Present Embodiment]
According to the dynamic damper 11 of this embodiment having the above-described configuration, by adjusting the inclination angle θ of each elastic body 19a to 20b, it is possible to arbitrarily adjust the resonant frequency in the left-right direction (Y direction) relative to the resonant frequency in the up-down direction (X direction), thereby making it possible to damp the resonant frequencies in the up-down and left-right directions according to the required specifications of the dynamic damper 11.
本実施形態では、各弾性体19a~20bの傾斜角度θを、例えば、約35°~50°の範囲内に調整することによって、要求仕様のY/X共振周波数比率をさらに狭めた約1.55~1.40倍にすることが可能になった。 In this embodiment, by adjusting the inclination angle θ of each elastic body 19a-20b to within a range of, for example, approximately 35°-50°, it is possible to further narrow the required Y/X resonance frequency ratio to approximately 1.55-1.40 times.
このように、特に、X方向の共振周波数に対してY方向の共振周波数を低くすることが可能になると共に、チューニング領域を広げることができる。この結果、ダイナミックダンパー11の取り付け対象や取り付け方向などに応じた優れた振動減衰効果を得ることができる。 In this way, it is possible to lower the resonance frequency in the Y direction relative to the resonance frequency in the X direction, and the tuning range can be expanded. As a result, an excellent vibration damping effect can be achieved depending on the object to which the dynamic damper 11 is attached and the installation direction.
また、この実施形態によれば、4つの弾性体19a~20bの配置の中心位置OPとマス部材14の重心位置GPを合致させることによって、共振によるマス部材14の重心位置GPと共に行う並進運動に対して重心位置GPまわりの回転運動の影響を受けなくなる。このため、マス部材14の質量効果、つまり質量による減衰効果の減少を抑制することができる。この結果、マス部材14による上下左右方向の共振抑制効果が高くなる。 Furthermore, according to this embodiment, by aligning the central position OP of the arrangement of the four elastic bodies 19a-20b with the center of gravity GP of the mass member 14, the translational movement of the mass member 14 along with the center of gravity GP due to resonance is not affected by the rotational movement around the center of gravity GP. This makes it possible to suppress the mass effect of the mass member 14, i.e., the reduction in the damping effect due to mass. As a result, the resonance suppression effect of the mass member 14 in the vertical and horizontal directions is enhanced.
換言すれば、4つの弾性体19a~20bの配置の中心位置OPが、マス部材14の重心位置GPに対して例えば上下方向にずれた場合には、並進運動に伴って回転運動が発生することからマス部材14による減衰効果が減少してしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、各弾性体19a~20bの配置の中心位置OPを、マス部材14の重心位置GPと一致させたことによって、前記回転運動の発生を抑制することができるので、マス部材14による共振抑制効果が高くなる。 In other words, if the central position OP of the arrangement of the four elastic bodies 19a-20b were to be offset, for example, vertically, from the center of gravity GP of the mass member 14, rotational motion would occur in conjunction with translational motion, which could reduce the damping effect of the mass member 14. However, in this embodiment, by aligning the central position OP of the arrangement of the elastic bodies 19a-20b with the center of gravity GP of the mass member 14, the occurrence of such rotational motion can be suppressed, thereby enhancing the resonance suppression effect of the mass member 14.
また、外側金具13の両側壁16、17の各下端縁16b、17bがベースプレート12の上面12aに溶接固定されていることから、特に両側壁16、17に対する支持力、つまり両側壁16、17の左右方向の振動に対する支持力が大きくなる。したがって、外側金具13の左右方向の振動が抑制されて、ダイナミックダンパー11の左右方向の振動減衰効果が大きくなる。 In addition, because the lower edges 16b, 17b of both side walls 16, 17 of the outer metal fitting 13 are welded to the upper surface 12a of the base plate 12, the support force for both side walls 16, 17, i.e., the support force for both side walls 16, 17 against left-right vibrations, is particularly strong. As a result, left-right vibrations of the outer metal fitting 13 are suppressed, and the left-right vibration damping effect of the dynamic damper 11 is increased.
また、本実施形態における落下防止機構23は、通常時は、図2に示すように、保持ボルト25の雄ねじ部25cを、マス部材14の雌ねじ孔14eに螺着固定した状態では、頭部25aが軸部25bの大径部を介して保持孔24の上方に位置している。しかし、各弾性体15が経時的な劣化などに起因して破断してマス部材14が落下した場合は、頭部25aの下面が保持孔24の孔縁に引っ掛かって、マス部材14は保持ボルト25と保持孔24を介して上端壁18に宙吊り状態になり、ベースプレート12の上面12aに干渉することがなくなる。 In addition, in the fall prevention mechanism 23 of this embodiment, under normal circumstances, as shown in FIG. 2, when the male threaded portion 25c of the retaining bolt 25 is threadedly secured to the female threaded hole 14e of the mass member 14, the head 25a is positioned above the retaining hole 24 via the large diameter portion of the shaft 25b. However, if each elastic body 15 breaks due to deterioration over time or the like and the mass member 14 falls, the underside of the head 25a catches on the edge of the retaining hole 24, and the mass member 14 is suspended from the upper end wall 18 via the retaining bolt 25 and retaining hole 24, eliminating interference with the upper surface 12a of the base plate 12.
また、落下防止機構23は、単に保持孔24と保持ボルト25によって構成されて構造が簡素化されていることから、製造が簡単になりコストの高騰が抑制できる。
〔本発明の第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態を説明する。図4は本発明のダイナミックダンパーの第2実施形態を示す平面図、図5は同第2実施形態の正面図である。
Furthermore, the fall prevention mechanism 23 has a simplified structure, being simply constituted by the retaining hole 24 and the retaining bolt 25, which simplifies manufacturing and prevents costs from rising.
Second Embodiment of the Present Invention
A second embodiment of the present invention will now be described. Figure 4 is a plan view showing a dynamic damper according to a second embodiment of the present invention, and Figure 5 is a front view of the same second embodiment.
この第2実施形態のダイナミックダンパー11は、図4及び図5に示すように、フロントサスペンションメンバーのフレームに図外の3本のボルトによって固定されるベースプレート12と、このベースプレート12の上面12aのほぼ中央位置に配置されて、左右一対の一側壁16及び他側壁17を有する門型の外側金具13と、該外側金具13の内側に配置された内側部材である内側金具27と、内側金具27の内側に配置されたマス部材14と、外側金具13の両側壁16、17の各内側面16a、17aと内側金具27の両側片27b、27cの各外側面との間に加硫接着された複数(本実施形態では上下4つ)のゴム製の弾性体19a~20bと、内側金具27にマス部材14を固定させる4本の連結部材である締結ボルト28と、を備えている。 As shown in Figures 4 and 5, the dynamic damper 11 of this second embodiment comprises a base plate 12 fixed to the frame of the front suspension member by three bolts (not shown); a gate-shaped outer metal fitting 13 positioned approximately in the center of the upper surface 12a of the base plate 12 and having a pair of left and right side walls 16 and 17; an inner metal fitting 27, which serves as an inner member positioned inside the outer metal fitting 13; a mass member 14 positioned inside the inner metal fitting 27; multiple rubber elastic bodies 19a-20b (four, one on top and one on bottom in this embodiment) vulcanized and bonded between the inner surfaces 16a, 17a of the side walls 16, 17 of the outer metal fitting 13 and the outer surfaces of the side pieces 27b, 27c of the inner metal fitting 27; and four fastening bolts 28, which serve as connecting members that secure the mass member 14 to the inner metal fitting 27.
ベースプレート12は、金属板によって平面から視てく字形状の異形状に形成され、図4中の両端部と中央位置に前記3本のボルトが挿入される3つのボルト挿入孔12bが貫通形成されている。 The base plate 12 is made of metal and has an irregular V-shape when viewed from above, with three bolt insertion holes 12b formed through it at both ends and the center as shown in Figure 4, into which the three bolts are inserted.
外側金具13は、第1実施形態のもの同じく金属板をほぼコ字形に折曲形成されており、左右の両側壁16、17と、該両側壁16、17の上端縁を連結する上端壁18と、を有している。両側壁16、17は、第1実施形態のものよりも上下方向に長く形成されていると共に、図5の右側の他側壁17は、上端部18aが他部品との干渉を避けるために傾斜凹状に形成されている。 The outer metal fitting 13, like that of the first embodiment, is formed by bending a metal plate into a roughly U-shape, and has left and right side walls 16, 17 and an upper end wall 18 connecting the upper edges of the side walls 16, 17. The side walls 16, 17 are longer in the vertical direction than those of the first embodiment, and the other side wall 17 on the right side of Figure 5 has an inclined concave upper end 18a to avoid interference with other components.
内側金具27は、外側金具13と同じく金属板材を逆コ字形状に折曲されてなり、底壁片27aと、該底壁片27aの長手方向の両側縁から立設され、前記両側壁16,17に左右から対向配置された両側片27b、27cと、を有している。また、内側金具27は、板材の肉厚t1が外側金具13の肉厚tよりも薄肉に形成されていると共に、両側片27b、27cが外側金具13の両側壁16、17との間に所定のすき間をもって平行に配置されている。 Like the outer fitting 13, the inner fitting 27 is made by bending a metal plate into an inverted U-shape. It has a bottom wall piece 27a and side pieces 27b, 27c that stand upright from both longitudinal edges of the bottom wall piece 27a and are arranged opposite the side walls 16, 17 from the left and right. Furthermore, the thickness t1 of the inner fitting 27 is thinner than the thickness t of the outer fitting 13, and the side pieces 27b, 27c are arranged parallel to the side walls 16, 17 of the outer fitting 13 with a specified gap between them.
前記底壁片27aは、ベースプレート12と並行な水平状に形成されて、下面とベースプレート12の上面との間に所定距離Sの隙間が形成されている。 The bottom wall piece 27a is formed horizontally, parallel to the base plate 12, and a gap of a predetermined distance S is formed between its lower surface and the upper surface of the base plate 12.
前記両側片27b、27cは、上端部に後述する各締結ボルト28の軸部の先端に有する小径な雄ねじ部が挿通される図外の挿入孔がそれぞれ貫通形成されている。 The upper ends of both side pieces 27b and 27c each have an insertion hole (not shown) through which the small-diameter male threaded portion at the tip of the shaft of each fastening bolt 28 (described below) is inserted.
マス部材14は、例えば鉄系金属材によって上下方向に長いほぼ長方体に形成されて、上下方向(X方向)の長さLが左右横方向(Y方向)の長さL1より長さよりも大きく形成されて、内側金具27の内部に収容配置されている。また、マス部材14は、上端部の両側が4本の締結ボルト28によって内側金具27の両側片27b、27cに固定されている。 The mass member 14 is made of, for example, an iron-based metal material and is formed as a roughly rectangular parallelepiped that is elongated in the vertical direction. The vertical length L (X direction) is greater than the horizontal length L1 (Y direction), and is housed and positioned inside the inner metal fitting 27. Furthermore, the mass member 14 is fixed at both sides of its upper end to the side pieces 27b, 27c of the inner metal fitting 27 by four fastening bolts 28.
前記4つの弾性体19a~20bは、図4及び図5に示すように、それぞれ円柱状に形成されていると共に、軸方向の各外端部と各内端部が外側金具13の両側壁16、17の各内側面16a、17aと内側金具27の両側片27b、27cの各外側面に加硫接着されている。 As shown in Figures 4 and 5, the four elastic bodies 19a-20b are each formed in a cylindrical shape, with their outer and inner axial ends vulcanized and bonded to the inner surfaces 16a, 17a of both side walls 16, 17 of the outer metal fitting 13 and the outer surfaces of both side pieces 27b, 27c of the inner metal fitting 27.
そして、この左右の各一対の弾性体19a~20bは、図5に示すように、外側金具13の両側壁16,17の両内側面16a、17aから内側金具27の両側片27b、27cの各外側面に向かって傾斜状に形成されて、全体が図5の正面から視て菱形状に形成されている。すなわち、図5中、左側の上下一対の弾性体19a、19bと図中右側の上下一対の弾性体20a、20bは、それぞれの軸方向の各外端部から内側金具27の両側片27b、27側の各内端部に向かって互いに上下方向へ離れる方向へ傾斜状に形成されて、全体が正面から視て菱形状に配置されている。また各弾性体19a~20bは、第1実施形態と同じく、マス部材14の幅方向の中心線Pと上下方向の中心線P1を中心とした上下左右の対称位置に配置されている。したがって、4つの弾性体19a~20bは、配置の中心位置OPがマス部材14の重心位置GPに合致している。 As shown in FIG. 5, each pair of left and right elastic bodies 19a-20b is angled from the inner surfaces 16a, 17a of the side walls 16, 17 of the outer metal fitting 13 toward the outer surfaces of the side pieces 27b, 27c of the inner metal fitting 27, forming a diamond shape when viewed from the front. In other words, the pair of upper and lower elastic bodies 19a, 19b on the left side of FIG. 5 and the pair of upper and lower elastic bodies 20a, 20b on the right side of FIG. 5 are angled from their respective axial outer ends toward the inner ends of the side pieces 27b, 27c of the inner metal fitting 27, vertically separating them from each other, forming a diamond shape when viewed from the front. Furthermore, as in the first embodiment, each elastic body 19a-20b is arranged symmetrically in the vertical and left directions about the widthwise center line P and the vertical center line P1 of the mass member 14. Therefore, the center position OP of the arrangement of the four elastic bodies 19a-20b coincides with the center of gravity GP of the mass member 14.
さらに、各弾性体19a~20bの傾斜角度θは、基本的にダイナミックダンパー11の通常の要求仕様においては、Y/X共振周波数比率は1.70~1.20倍であるから、本発明では、Y/X共振周波数比率を満足する傾斜角度θを20°~70°の間に設定するが、本実施形態では、第1実施形態と同じく、ダイナミックダンパー11の要求仕様のY/X共振周波数比率を約1.55~1.40倍とするために、約35°~50°に設定されている。 Furthermore, the inclination angle θ of each elastic body 19a-20b is set between 20° and 70° in the present invention, since the normal required specifications for the dynamic damper 11 generally require a Y/X resonance frequency ratio of 1.70 to 1.20. However, in this embodiment, as in the first embodiment, the inclination angle θ is set to approximately 35° to 50° in order to achieve a Y/X resonance frequency ratio of approximately 1.55 to 1.40 in the required specifications for the dynamic damper 11.
また、落下防止機構23は、各実施形態のものと同一であるから同一符番を付して具体的な説明を省略する。 Furthermore, the fall prevention mechanism 23 is the same as that in each embodiment, so it is given the same reference number and a detailed description will be omitted.
以上のように、第2実施形態のダイナミックダンパー11は、第1実施形態と同じく各弾性体19a~20bを水平ではなく、それぞれ傾斜状に形成し、この傾斜角度θを調整することによって、上下方向(X方向)の共振周波数に対して左右方向(Y方向)の共振周波数を相対的かつ任意に調整することが可能になることから、ダイナミックダンパー11の要求仕様に応じた上下左右方向の共振周波数に対して減衰することが可能になる。特に、X方向の共振周波数に対してY方向の共振周波数を低くすることが可能になると共に、チューニング領域を広げることができる。この結果、ダイナミックダンパー11の取り付け対象や取り付け方向などに応じた優れた振動減衰効果を得ることができる。 As described above, in the dynamic damper 11 of the second embodiment, each elastic body 19a-20b is formed at an angle rather than horizontally, as in the first embodiment. By adjusting this angle θ, it is possible to arbitrarily adjust the resonant frequency in the left-right direction (Y direction) relative to the resonant frequency in the up-down direction (X direction). This makes it possible to damp the resonant frequencies in the up-down, left-right directions according to the required specifications of the dynamic damper 11. In particular, it is possible to lower the resonant frequency in the Y direction relative to the resonant frequency in the X direction, and the tuning range can be expanded. As a result, an excellent vibration damping effect can be achieved according to the attachment target and attachment direction of the dynamic damper 11.
また、この第2実施形態も各弾性体19a~20bの配置の中心位置OPとマス部材14の重心位置GPが合致していることによって、第1実施形態と同じく共振によるマス部材14の重心位置GPと共に行う並進運動に対して重心位置GPまわりの回転運動の影響を受けなくなる。このため、マス部材14の質量効果、つまり質量による減衰効果の減少を抑制することができる。この結果、マス部材14による上下左右方向の共振抑制効果が高くなる。 In addition, in this second embodiment, the central position OP of the arrangement of the elastic bodies 19a-20b coincides with the center of gravity GP of the mass member 14, so, as in the first embodiment, the translational movement of the mass member 14 along with the center of gravity GP due to resonance is not affected by the rotational movement around the center of gravity GP. This makes it possible to suppress the mass effect of the mass member 14, i.e., the reduction in the damping effect due to mass. As a result, the resonance suppression effect of the mass member 14 is enhanced in the up/down and left/right directions.
また、第2実施形態では、第1実施形態とは異なり、内側金具27を設けていることから、振動源をさらに異なる対象の特定の固定周波数に合わせて設定することができる。 Furthermore, unlike the first embodiment, the second embodiment is provided with an inner metal fitting 27, which allows the vibration source to be set to a specific fixed frequency for a different target.
また、落下防止機構23によって、マス部材14の不用意な落下が防止されることは第1実施形態と同じである。 Also, as in the first embodiment, the fall prevention mechanism 23 prevents the mass member 14 from accidentally falling.
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、外側金具13の形状や、マス部材5の形状をさらに変更することも可能である。また、各弾性体19a~20bの外径や長さ、さらに傾斜角度θなどは、ダイナミックダンパー11の取り付け対象、つまり低減すべき振動の固有周波数に応じて任意に変更することが可能である。 The present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments. For example, the shape of the outer metal fitting 13 and the shape of the mass member 5 can be further modified. Furthermore, the outer diameter, length, and inclination angle θ of each elastic body 19a-20b can be modified as desired depending on the object to which the dynamic damper 11 is attached, i.e., the natural frequency of the vibration to be reduced.
また、ダイナミックダンパーの適用対象部材としては、車体の他の振動部材や自動車以外の船舶などの振動部材に適用することも可能であり、振動部材に対する取り付け位置を任意に設定することも可能である。 In addition, dynamic dampers can also be used on other vibrating components of vehicle bodies and on vibrating components other than automobiles, such as ships, and the mounting position on the vibrating component can be set arbitrarily.
11…ダイナミックダンパー
12…ベースプレート
13…外側金具(外側部材)
14…マス部材
14a・14b…両外側面
16…一側壁
16a…内側面
17…他側壁
17a…内側面
18…上端壁
19a・19b・20a・20b…弾性体
23…落下防止機構
25…ボルト
27…内側金具(内側部材)
27a…底壁片
27b・27c…両側片
θ…弾性体の傾斜角度
GP…マス部材の重心位置
OP…各弾性体の配置の中心位置
P…マス部材の幅方向の中心線
P1…マス部材の上下方向の中心線
11... Dynamic damper 12... Base plate 13... Outer metal fitting (outer member)
14: Mass member 14a, 14b: Both outer surfaces 16: One side wall 16a: Inner surface 17: Other side wall 17a: Inner surface 18: Upper end wall 19a, 19b, 20a, 20b: Elastic body 23: Fall prevention mechanism 25: Bolt 27: Inner metal fitting (inner member)
27a...Bottom wall piece 27b, 27c...Side pieces θ...Inclination angle of elastic body GP...Center of gravity position of mass member OP...Center position of arrangement of each elastic body P...Center line of mass member in width direction P1...Center line of mass member in up-down direction
Claims (6)
前記4つの弾性体は、それぞれが前記外側部材の両側壁の両内側面から前記マス部材の両外側面に向かって傾斜状に形成されていると共に、前記各弾性体の傾斜角度を調整することによって前記振動源の上下方向の共振周波数に対して左右方向の共振周波数を相対的に調整可能としたことを特徴とするダイナミックダンパー。 the vibration source is attached to a vibration source and comprises an outer member made of a metal material having a pair of left and right side walls and end walls provided between longitudinal ends of the both side walls; a mass member arranged inside the outer member; and four elastic bodies arranged vertically and horizontally between the inner surfaces of the both side walls of the outer member and the outer surfaces of the mass member facing the both inner surfaces, the elastic bodies being arranged with a certain gap between them in the vertical direction;
a dynamic damper characterized in that the four elastic bodies are each formed at an angle from the inner surfaces of both side walls of the outer member toward the outer surfaces of the mass member, and that the left-right resonance frequency of the vibration source can be adjusted relatively to the up-down resonance frequency by adjusting the angle of inclination of each elastic body.
前記4つの弾性体の傾斜角度を、それぞれ20°~70°に設定して、上下方向の共振周波数に対して左右方向の共振周波数を1.2~1.7倍としたことを特徴とするダイナミックダンパー。 2. The dynamic damper according to claim 1,
A dynamic damper characterized in that the inclination angles of the four elastic bodies are set to 20° to 70°, respectively , so that the resonance frequency in the left-right direction is 1.2 to 1.7 times the resonance frequency in the up-down direction.
前記4つの弾性体は、正面視X字形状に傾斜状に配置されて、前記マス部材の幅方向の中心線と上下方向の中心線を中心とした上下左右の対称位置に配置されて、前記4つの弾性体の配置の中心位置と前記マス部材の重心位置を合致させたことを特徴とするダイナミックダンパー。 2. The dynamic damper according to claim 1,
The four elastic bodies are arranged at an angle in an X-shape when viewed from the front, and are arranged in vertically and horizontally symmetrical positions around the center line of the width direction and the center line of the up-down direction of the mass member, so that the center position of the arrangement of the four elastic bodies coincides with the center of gravity of the mass member.
前記4つの弾性体は、それぞれが前記外側部材の両側壁の両内側面から前記内側部材の両側片の両外側面に向かって傾斜状に形成されていると共に、前記各弾性体の傾斜角度を調整することによって前記振動源の上下方向の共振周波数に対して左右方向の共振周波数を相対的に調整可能としたことを特徴とするダイナミックダンパー。 an outer member made of a metal material attached to a vibration source and having a pair of left and right side walls and end walls provided between ends of the side walls in the longitudinal direction; an inner member made of a metal material arranged inside the outer member and having side pieces facing the side walls of the outer member; a mass member arranged inside the inner member; and four elastic bodies arranged vertically and at upper, lower, left and right positions with a certain gap between them, the elastic bodies being arranged between the inner surfaces of the side walls of the outer member and the outer surfaces of the side pieces of the inner member facing the inner surfaces,
A dynamic damper characterized in that the four elastic bodies are each formed at an angle from the inner surfaces of both side walls of the outer member toward the outer surfaces of both side pieces of the inner member, and that by adjusting the angle of inclination of each elastic body, the left-right resonance frequency of the vibration source can be adjusted relatively to the up-down resonance frequency.
前記4つの弾性体の傾斜角度を、それぞれ20°~70°に設定して、上下方向の共振周波数に対して左右方向の共振周波数を1.2~1.7倍としたことを特徴とするダイナミックダンパー。 5. The dynamic damper according to claim 4,
A dynamic damper characterized in that the inclination angles of the four elastic bodies are set to 20° to 70°, respectively , so that the resonance frequency in the left-right direction is 1.2 to 1.7 times the resonance frequency in the up-down direction.
前記4つの弾性体は、正面から視て菱形形状に傾斜状に配置されて、前記マス部材の幅方向の中心線と長手方向の中心線を中心とした左右対称に配置されて、前記4つの弾性体の配置の中心位置と前記マス部材の重心位置を合致させたことを特徴とするダイナミックダンパー。
6. The dynamic damper according to claim 5,
The dynamic damper is characterized in that the four elastic bodies are arranged in a slanted diamond shape when viewed from the front, and are arranged symmetrically about the center line of the width direction and the center line of the length direction of the mass member, so that the center position of the arrangement of the four elastic bodies coincides with the center of gravity of the mass member.
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