JP2015025472A

JP2015025472A - 防振装置

Info

Publication number: JP2015025472A
Application number: JP2013153686A
Authority: JP
Inventors: 幸大杉本; Yukihiro Sugimoto
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-02-05

Abstract

【課題】部品点数や製造コストを増加させることなく、耐久性を現行同等に維持しつつ、サージング発生時の動倍率の上昇を低減する。【解決手段】振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結されるとともに、収容孔１１ａが形成された外部材１１、及び他方に連結されるとともに収容孔内に配設された内部材１２と、外部材と内部材とを連結するとともに、収容孔の中心軸線Ｏ回りに配設された一対のゴム脚１３、１４と、を備える防振装置１であって、一対のゴム脚のうちのいずれか一方には、突起部１８が一体に形成され、この一方のゴム脚１３の質量が、他方のゴム脚１４の質量より大きくなっている。【選択図】図１

Description

本発明は、防振装置に関するものである。

従来から、振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結されるとともに、収容孔が形成された外部材、及び他方に連結されるとともに前記収容孔内に配設された内部材と、前記外部材と前記内部材とを連結するとともに、前記収容孔の中心軸線回りに配設された一対のゴム脚と、を備える防振装置が知られている。
この種の防振装置においては、特定の周波数帯の振動が入力されたときに、一対のゴム脚が共振する、つまりサージングが発生することで動倍率が大きく増大し、所期した防振性能を発揮しない場合がある。
このような問題を解決するための手段として、例えば下記特許文献１に記載されているように、一対のゴム脚を、ゴム硬度が互いに異なる２種類のゴム材料で各別に形成することが知られている。

特開２０１２−２５５４６１号公報

しかしながら、前記従来の防振装置では、一対のゴム脚が、互いに材質の異なるゴム材料で形成されているので、２色成形機が必要になるばかりでなく、一方のゴム脚と、他方のゴム脚と、で外部材及び内部材との例えば接着強度などの界面状態が異なりやすく、所望の防振特性を具備する防振装置を安定して形成することが困難であるという問題がある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、部品点数や製造コストを増加させることなく、耐久性を現行同等に維持しつつ、サージング発生時の動倍率の上昇を低減することができる防振装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の防振装置は、振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結されるとともに、収容孔が形成された外部材、及び他方に連結されるとともに前記収容孔内に配設された内部材と、前記外部材と前記内部材とを連結するとともに、前記収容孔の中心軸線回りに配設された一対のゴム脚と、を備える防振装置であって、前記一対のゴム脚のうちのいずれか一方には、突起部が一体に形成され、この一方のゴム脚の質量が、他方のゴム脚の質量より大きくなっていることを特徴とする。

この発明によれば、一対のゴム脚のうちのいずれか一方に、突起部が一体に形成されることにより、一方のゴム脚の質量が、他方のゴム脚の質量より大きくなっているので、それぞれのゴム脚で、共振する周波数が異なることとなり、各周波数での動倍率のピーク値を、一対のゴム脚の双方が同等の周波数で共振するときの動倍率のピーク値と比べて低減することができる。
また、突起部が、一方のゴム脚に一体に形成されているので、部品点数や製造コストの増加を防ぐことができる。
また、突起部を形成することで、一方のゴム脚の質量と、他方のゴム脚の質量と、を互いに異ならせているので、例えばゴム脚の一部を薄肉にした場合と比較して、ゴム脚の耐久性が低下するのを防ぐことができる。

ここで、前記突起部は、前記ゴム脚のうち、前記中心軸線方向から見た平面視において、前記外部材及び前記内部材のうちのいずれか一方側から他方側に向けて延びる延在方向の中央部に配設されてもよい。

この場合、突起部が、ゴム脚のうち、一次振動モードの腹となる、前記延在方向の中央部に形成されているので、この防振装置と、突起部が両方ともに形成されていない一対のゴム脚を有する従来の防振装置と、で具備する、防振装置における静特性や低周波での動特性が異なるのを防ぐことが可能になり、従来の防振装置が装着されている機械に、従来の防振装置に代えて本発明の防振装置をそのまま適用することができる。

ここで、前記突起部の質量は、前記他方のゴム脚の有効質量の１０％以上となってもよい。
この場合、突起部の質量が、前記他方のゴム脚の有効質量の１０％以上となっているので、動倍率のピーク値を確実に低減することができる。

この発明によれば、部品点数や製造コストを増加させることなく、耐久性を現行同等に維持しつつ、サージング発生時の動倍率の上昇を低減することができる。

本発明に係る一実施形態として示した防振装置の横断面図である。突起部が両方ともに形成されていない一対のゴム脚を有する従来の防振装置、並びに、突起部の質量を異ならせた複数種の本発明に係る防振装置それぞれにおける、入力振動周波数に対する動倍率の変化を示すグラフである。従来の防振装置における動倍率のピーク値に対する、従来及び本発明に係る各防振装置における動倍率のピーク値の割合と、他方のゴム脚の有効質量に対する一方のゴム脚の有効質量の割合と、の関係を示すグラフである。

以下、本発明に係る防振装置の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
この防振装置１は、振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結されるとともに、収容孔１１ａが形成された外部材１１、及び他方に連結されるとともに収容孔１１ａ内に配設された内部材１２と、外部材１１と内部材１２とを連結するとともに、収容孔１１ａの中心軸線Ｏ回りに配設された一対のゴム脚１３、１４と、を備えている。
なお、この防振装置１においては、例えば、内部材１２が振動発生部としてのエンジン等に連結される一方、外部材１１が図示しないブラケットを介して振動受部としての車体等に連結されて用いられる。

図示の例では、外部材１１は筒状に形成されていて、その内側が前記収容孔１１ａとなっている。
以下、前記中心軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、前記中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
また、図示の例では、外部材１１は円筒状に形成され、内部材１２は角筒状に形成されている。内部材１２の横断面における中央を通る軸線Ｏ１は、前記中心軸線Ｏに対して、径方向のうちの一方向にずれた位置で同じ向きに平行に延在している。
以下、径方向のうち、内部材１２の軸線Ｏ１が、前記中心軸線Ｏに対してずれた方向を上方といい、これとは逆方向を下方という。
ここで、内部材１２は、４つの壁部からなる四角筒状に形成されていて、前記軸線Ｏ１に直交する横断面視において、これら４つの壁部１２ａ、１２ｂのうち、２つの側壁部１２ａは上下方向に延在し、残りの２つの端壁部１２ｂは上下方向に直交する方向に延在している。

また本実施形態では、収容孔１１ａの内周面、及び内部材１２の外周面にはそれぞれ、全域にわたって被覆ゴム２１、２２が各別に接着されている。
一対のゴム脚１３、１４は、周方向に間隔をあけて配設されるとともに、この防振装置１を前記中心軸線Ｏ方向から見た平面視で、内部材１２と外部材１１との間を直線状に延在している。一対のゴム脚１３、１４は、内部材１２側から外部材１１側に向けて、上方から下方に向けて延在している。一対のゴム脚１３、１４同士が下方でなす周方向の隙間は、内部材１２側から外部材１１側に向かうに従い漸次、広くなっている。一対のゴム脚１３、１４は、内部材１２の４つの壁部１２ａ、１２ｂのうち、前記側壁部１２ａに、その全域にわたって接着されている。
これらの被覆ゴム２１、２２、及び一対のゴム脚１３、１４は、同一の材質で一体に形成されている。

そして、本実施形態では、一対のゴム脚１３、１４のうちのいずれか一方に、突起部１８が一体に形成され、この一方のゴム脚１３の質量が、他方のゴム脚１４の質量より大きくなっている。
突起部１８は、一方のゴム脚１３のうち、前記平面視において、外部材１１及び内部材１２のうちのいずれか一方側から他方側に向けて延びる延在方向の中央部に配設されている。突起部１８は、一方のゴム脚１３の外表面から、前記平面視で前記延在方向に直交する方向に突出している。また、突起部１８は、一方のゴム脚１３の外表面のうち、他方のゴム脚１４側とは反対の斜め上方を向く外表面に形成されている。

ここで、この防振装置１は、上下方向の振動が主として入力されるように配設されて用いられる。
そして、防振装置１に振動が入力されると、一対のゴム脚１３、１４は、周方向に屈曲するような態様で弾性変形する。一次振動モードでは、一対のゴム脚１３、１４は、前記平面視において、それぞれのゴム脚１３、１４のうち、前記延在方向の中央部に位置する部分の一箇所が周方向に突出する（腹となる）態様で変形する。

突起部１８の質量は、他方のゴム脚１４の有効質量の１０％以上となっている。突起部１８の質量は、好ましくは他方のゴム脚１４の有効質量の２０％以下となっている。
ここで、ゴム脚１３、１４の有効質量とは、それぞれのゴム脚１３、１４のなかで、各ゴム脚１３、１４における振動系に寄与する部分の質量をいい、各ゴム脚１３、１４の質量の１／３倍〜１／２倍程度となる。

以上説明したように、本実施形態による防振装置１によれば、一対のゴム脚１３、１４のうちのいずれか一方に、突起部１８が一体に形成されることにより、一方のゴム脚１３の質量が、他方のゴム脚１４の質量より大きくなっているので、それぞれのゴム脚１３、１４で、共振する周波数が異なることとなり、各周波数での動倍率のピーク値を、一対のゴム脚１３、１４の双方が同等の周波数で共振するときの動倍率のピーク値と比べて低減することができる。
また、突起部１８が、一方のゴム脚１３に一体に形成されているので、部品点数や製造コストの増加を防ぐことができる。
また、突起部１８を形成することで、一方のゴム脚１３の質量と、他方のゴム脚１４の質量と、を互いに異ならせているので、例えばゴム脚の一部を薄肉にした場合と比較して、ゴム脚１３、１４の耐久性が低下するのを防ぐことができる。

また、突起部１８が、一方のゴム脚１３のうち、一次振動モードの腹となる、前記延在方向の中央部に形成されているので、この防振装置１と、突起部が両方ともに形成されていない一対のゴム脚を有する従来の防振装置と、で具備する、防振装置における静特性や低周波での動特性が異なるのを防ぐことが可能になる。
すなわち、静荷重だけを受けたときや低周波の振動入力時にゴム脚が変形する際に、ゴム脚のうち振動特性に影響を与えない部分に突起部が追加されているため、従来の防振装置が装着されている機械に、従来の防振装置に代えてこの防振装置１をそのまま適用することができる。

さらに、突起部１８の質量が、他方のゴム脚１４の有効質量の１０％以上となっているので、動倍率のピーク値を確実に低減することができる。

なお、本発明の技術範囲は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前記実施形態では、突起部１８を、一方のゴム脚１３の外表面から、前記平面視で前記延在方向に直交する方向に突出させたが、突起部１８が、一方のゴム脚１３の外表面から突出する方向は、前記延在方向に直交する方向に限らず適宜変更してもよい。
また、突起部１８の質量は、前記実施形態に限らず適宜変更してもよい。
また、前記実施形態では、内部材１２として、角筒体を示したが、これに限らず例えば、円筒体としてもよいし、中実の柱体としてもよい。
また、前記実施形態では、外部材１１を筒状に形成したが、これに限らず例えば、ブロック状に形成し、そのうちの任意の位置に収容孔１１ａを形成するなど適宜変更してもよい。
また、前記実施形態では、突起部１８を、一方のゴム脚１３の外表面のうち、他方のゴム脚１４側とは反対の斜め上方を向く外表面に形成したが、他方のゴム脚１４側の斜め下方を向く外表面に形成してもよい。
また、前記実施形態では、一対のゴム脚１３、１４を、周方向に間隔をあけて配設したが、これに限らず例えば、一対のゴム脚１３、１４を、内部材１２の外周面上で互いに連結するなど適宜変更してもよい。
また、突起部１８は、前記平面視において、それぞれのゴム脚１３、１４における前記延在方向の中央部からずれた位置に配設してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

次に、以上説明した作用効果を検証した試験について説明する。
実施例１〜５として、突起部１８の質量を異ならせた複数種の防振装置１を採用し、従来例として、図１に示す防振装置１において、突起部１８が両方ともに形成されていない一対のゴム脚１３、１４を有する構成を採用した。
実施例１では、突起部１８の質量を、他方のゴム脚１４の有効質量の５％とし、実施例２では、突起部１８の質量を、他方のゴム脚１４の有効質量の１０％とし、実施例３では、突起部１８の質量を、他方のゴム脚１４の有効質量の２０％とし、実施例４では、突起部１８の質量を、他方のゴム脚１４の有効質量の４０％とし、実施例５では、突起部１８の質量を、他方のゴム脚１４の有効質量の２００％とした。
また、これらの実施例１〜５、及び従来例それぞれの防振装置において、ゴム脚を形成するゴム材料の損失係数は０．０５とした。
そして、実施例１〜５、及び従来例それぞれの防振装置について、入力振動周波数に対する動倍率を数値解析により算出した。

結果を図２に示す。
ここで、動倍率とは、静的荷重下でのばね定数に対する動的荷重下でのばね定数の割合をいう。また、図２において、横軸（周波数比）は、入力振動周波数を、従来例の防振装置における共振周波数で除した値を示し、縦軸（動倍率比）は、動倍率を、従来例の防振装置における動倍率のピーク値で除した値を示している。

この結果、突起部１８を有する実施例１〜５の防振装置１では、それぞれのゴム脚１３、１４で、共振する周波数が異なることとなり、各周波数での動倍率のピーク値を、従来例の防振装置における動倍率のピーク値と比べて低減できることが確認された。
次に、この結果に基づいて、従来例の防振装置における動倍率のピーク値に対する、従来例及び実施例１〜５の各防振装置における動倍率のピーク値の割合（横軸のピーク値比）と、他方のゴム脚１４の有効質量に対する一方のゴム脚１３の有効質量の割合（縦軸の有効質量比）と、の関係を示すグラフを作成した。なお、一方のゴム脚１３の有効質量は突起部１８の質量を含んでいる。
結果を図３に示す。
この結果、突起部１８の質量が、他方のゴム脚１４の有効質量の１０％以上であると、動倍率のピーク値を確実に低減でき、１０％以上２０％以下であると、突起部１８の質量を過度に増やさなくても、動倍率のピーク値を確実に低減できることが確認された。

１防振装置
１１外部材
１１ａ収容孔
１２内部材
１３一方のゴム脚
１４他方のゴム脚
１８突起部
Ｏ軸線

Claims

振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結されるとともに、収容孔が形成された外部材、及び他方に連結されるとともに前記収容孔内に配設された内部材と、
前記外部材と前記内部材とを連結するとともに、前記収容孔の中心軸線回りに配設された一対のゴム脚と、
を備える防振装置であって、
前記一対のゴム脚のうちのいずれか一方には、突起部が一体に形成され、この一方のゴム脚の質量が、他方のゴム脚の質量より大きくなっていることを特徴とする防振装置。
前記突起部は、前記ゴム脚のうち、前記中心軸線方向から見た平面視において、前記外部材及び前記内部材のうちのいずれか一方側から他方側に向けて延びる延在方向の中央部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
前記突起部の質量は、前記他方のゴム脚の有効質量の１０％以上となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の防振装置。