締結機構およびそれを用いた防振装置
【課題】荷重曲線で使用範囲の制限が生じることを防止することができるのはもちろんのこと、大型にすることなく、同じ荷重特性の弾性部材を用いることができるとともに、高周波振動の伝達を抑制することができる締結機構およびそれを用いた防振装置を提供する。
【解決手段】防振装置に適用される締結機構１００は、ブラケット１０１と車体１０２との間で振動の伝達をばね１，２により抑制している。ブラケット１０１と上側ばね２との当接部２Ａを固定し、ボルト１０４の大径部１０４Ａの下面と上側ばね２との当接部２Ｂを固定している。初期状態において上下方向の引張荷重を受けるように上側弾性部材２を設定することができるから、上側弾性部材２は、ブラケット１０１の自重を受けることが可能になる。上側弾性部材２を適宜設計することにより、ばね１，２は、初期状態において同一の荷重を受けることができる。
【解決手段】防振装置に適用される締結機構１００は、ブラケット１０１と車体１０２との間で振動の伝達をばね１，２により抑制している。ブラケット１０１と上側ばね２との当接部２Ａを固定し、ボルト１０４の大径部１０４Ａの下面と上側ばね２との当接部２Ｂを固定している。初期状態において上下方向の引張荷重を受けるように上側弾性部材２を設定することができるから、上側弾性部材２は、ブラケット１０１の自重を受けることが可能になる。上側弾性部材２を適宜設計することにより、ばね１，２は、初期状態において同一の荷重を受けることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１部材の上下側に弾性部材を配置した状態で、固定治具により第１部材を第２部材に固定する締結機構およびそれを用いた防振装置に係り、特に弾性部材の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業や、精密機器産業、家電、建築等の各種分野では、振動伝達を抑制する防振装置が使用されている。具体的には、対象物と支持部との間に設けられる防振装置は、エンジンや、高速回転するモータ、洗濯機の脱水槽、建築物等に適用されている。防振装置では、対象物と支持部により構成される系の固有振動数を、所定の振動数帯域よりも十分に低く設定することが有効である。その手法として、支持部のばね定数を小さくすることが考えられるが、この場合、ばね定数を小さくすると、荷重を支えるためには、ばねを大きくしなければならない。
【０００３】
そこで、防振装置に弾性部材として皿ばねを用いる手法が提案されている。皿ばねの荷重特性は、図９に示す曲線のように設計することができるから、荷重を支えることができるとともにばね定数を小さく設定することができる領域Ａを設定することができる。
【０００４】
このような荷重特性を示す皿ばねは、たとえば図１０に示すように、防振装置用の締結機構に適用されている（たとえば特許文献１）。締結機構２００は、第１部材２０１（対象物）を第２部材２０２（支持部）に固定する固定治具２０３を備え、第１部材２０１の下側および上側に下側皿ばね２０４および上側皿ばね２０５が配置されている。このような締結機構２００では、第１部材２０１と第２部材２０２との間で生じる振動の伝達を皿ばね２０４，２０５により抑制している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、締結機構２００の初期状態（取付状態）では、下側皿ばね２０４への荷重が、第１部材２０１の重力Ｍｇ（Ｍは第１部材の質量、ｇは重力定数）と固定治具２０３の軸力Ｆとの和になり、上側皿ばね２０５への荷重が、固定治具２０３の軸力Ｆになり、皿ばね２０４，２０５への荷重が相違する。このため、皿ばね２０４，２０５として同じ荷重特性を有する皿ばねを用いる場合、たとえばばね定数の小さな領域Ａで下側皿ばね２０４を使用するように設定すると、上側皿ばね２０５は、ばね定数の大きな領域で使用することになってしまう。
【０００６】
これにより、皿ばね２０４，２０５をともに領域Ａで使用するためには、図１１（Ａ）に示すように、皿ばね２０４，２０５を異なる荷重特性に設定する必要があるから、いずれかの皿ばねの使用範囲を制限しなければならなかった。特に、図１１（Ｂ）に示すように、第１部材２０１の重力Ｍｇが固定治具２０３の軸力Ｆに対して非常に大きい場合、この問題は深刻となる。そこで、皿ばね２０４，２０５を同じ荷重特性に設定するために、第１部材２０１の重力Ｍｇの影響が無視できる程度に固定治具２０３の軸力Ｆを大きくすることが考えられるが、この場合、それに対応するために皿ばね２０４，２０５を大型にしなければならない。
【０００７】
また、皿ばね２０４，２０５は、その形状が荷重印加により略平坦状をなすように変形するときに、皿ばね２０４，２０５の内周縁部および外周縁部が、相手部材に対して摺動して摩擦が発生する。このため、皿ばね２０４，２０５の使用範囲を図９の領域Ａの範囲に設定した場合、実際の荷重曲線には、図１２（Ａ）に示すヒステリシスが生じる。その結果、皿ばね２０４，２０５の使用範囲での実質的な動的ばね定数は、図１２（Ａ）の点Ｐと点Ｑを結ぶ対角線ｌの傾きとなる。この場合、使用範囲の振幅を小さくしたとき、図１２（Ｂ）に示すように、対角線ｌの傾きが大きくなるため、動的ばね定数が大きくなってしまう。このように皿ばねが適用された締結機構では、高周波振動のような微振幅の振動を入力すると、皿ばねの動的ばね定数が大きくなるため、系の固有振動数が増加し、その結果、高周波振動の伝達を抑制できないという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１１２５３３号公報
【０００９】
したがって、本発明は、荷重曲線で使用範囲の制限が生じることを防止することができるのはもちろんのこと、大型にすることなく、同じ荷重特性の弾性部材を用いることができるとともに、高周波振動の伝達を抑制することができる締結機構およびそれを用いた防振装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の締結機構は、第１部材と第２部材とを固定する固定治具と、第１部材の上側および下側に配置される上側弾性部材および下側弾性部材とを備え、上側弾性部材の上側には、第２部材および固定治具の一端部のうちの一方が配置されるとともに、下側弾性部材の下側には、第２部材および固定治具の一端部のうちの他方が配置され、固定治具の一端部によって上側弾性部材および下側弾性部材による第１部材の被狭持状態を維持するとともに固定治具の他端部を第２部材に固定する締結機構において、上側弾性部材および下側弾性部材は金属製であり、上側弾性部材とその上下側に配置されている部材との当接部、および、下側弾性部材とその上下側に配置されている前記部材との当接部のうち少なくとも上側弾性部材の当接部が固定されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の締結機構では、上側弾性部材とその上下側に配置されている部材との当接部、および、下側弾性部材とその上下側に配置されている前記部材との当接部のうち少なくとも上側弾性部材の当接部が固定されているので、初期状態において上下方向の引張荷重を受けるように上側弾性部材を設定することができる。したがって、上側弾性部材は、第１部材の自重を受けることが可能になるので、上側弾性部材を適宜設計することにより、上側弾性部材および下側弾性部材はともに、その間に配置されている第１部材の自重を半分受けることができる。また、この場合、固定治具の軸力をゼロに設定することができるので、上側弾性部材および下側弾性部材は、初期状態において同一の荷重を受けることができる。よって、上側弾性部材および下側弾性部材を大型にすることなく、それら弾性部材が示す荷重特性を一致させることができるので、使用範囲の制限が生じることを防止することができる。
【００１２】
相手部材との当接部を固定することができる弾性部材としては、たとえば、次のようなばねを用いることができる。すなわち、弾性部材は、孔部を有する本体部と、本体部の内周部および外周部のうちの少なくとも一方の周部に設けられた筒状部と、本体部と筒状部との境界部に形成された角部とを有するばねを用いることができる。この場合、ばねの本体部は、そのばねの上下側に位置する相手部材からの押圧力の方向に交差する方向に延在し、ばねの筒状部は、本体部の周部からばねの上下側に位置する相手部材のいずれかに向けて突出している。
【００１３】
この場合、角部は、上記のような位置関係にある本体部と筒状部の境界部に形成された部位であるから、そのような角部は、荷重印加時にその角度を変化させながら、本体部の延在方向における筒状部が設けられた周部の外部側に移動することができる。なお、ここでいう外部側とは、筒状部が設けられた周部が内周部の場合、内周部の内側のことであり、筒状部が設けられた周部が外周部の場合、外周部の外側のことである。
【００１４】
以上のように荷重印加時に角部は弾性変形することができるので、筒状部における角部と相手部材との間の距離を適宜設定することにより、荷重印加時に筒状部の相手部材近傍の部位の変形を防止することができる。これにより、筒状部の相手部材に対する摺動を防止することができるので、筒状部と相手部材との間に摩擦が発生しなく、その結果、ばねの荷重特性にヒステリシスが発生しない。したがって、相手部材に摺動しないばねの所定の使用範囲での動的ばね定数は、使用範囲の中心での荷重曲線への接線の傾き（すなわち、静的ばね定数である）となるから、使用範囲の振幅を小さくしても、接線の傾きが変化しない。
【００１５】
よって、動的ばね定数は大きくならないから、系の固有振動数を小さくすることができ、高周波振動の振動伝達率を低減することができる。また、相手部材に摺動しないばねでは、動的ばね定数は相手部材の動摩擦係数に依存しないので、ばねの設置時に動的ばね定数を相手部材に応じて調べることが不要となり、その結果、手間がかからない。
【００１６】
本発明の締結機構は種々の構成を用いることができる。たとえば、第１部材、第２部材、および、締結機構を備えた系の固有振動数をｆ０、第１部材および第２部材のいずれかの振動の振動数をｆ１とすると、数式１を満足することが好適である。この態様では、高周波振動の振動伝達率を効果的に低減することができる。
【００１７】
【数１】
【００１８】
以上のような本発明の締結機構は、防振装置に適用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の締結機構あるいはそれを用いた防振装置によれば、使用範囲の制限が生じることを防止することができるのはもちろんのこと、大型にすることなく、同じ荷重特性の弾性部材を用いることができるとともに、高周波振動の伝達を抑制することができる等の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（１）実施形態の構成
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る防振装置用の締結機構１００の設置状態を表す概略側断面図である。締結機構１００は、ブラケット１０１（第１部材）と車体１０２（第２部材）との間で生じる振動の伝達をばね１，２（下側弾性部材、上側弾性部材）により抑制している。ブラケット１０１は、ボルト１０４（固定治具）により車体１０２に固定されている。ブラケット１０１には、エンジンやプロペラシャフト等の振動源１０３が載置されている。締結機構１００は、ばね１，２を備え、下側ばね１は、ブラケット１０１と車体１０２との間に配置され、上側ばね２は、ボルト１０４の大径部１０４Ａとブラケット１０１との間に配置されている。
【００２１】
ボルト１０４の大径部１０４Ａの下面は、上側ばね２の上端部に配置され、ボルト１０４の小径部１０４Ｂは、上側ばね２の孔２０Ａ、ブラケット１０１の孔１０１Ａ、および、下側ばね１の孔１０Ａを挿通されている。ブラケット１０１と上側ばね２との当接部２Ａは固定され、ボルト１０４の大径部１０４Ａの下面と上側ばね２との当接部２Ｂは固定されている。当接部２Ａ，２Ｂの固定は、機械的な固定手段や溶接等により行われる。
【００２２】
ボルト１０４の小径部１０４Ｂには、雄ネジが形成され、その下端部は車体１０２における雌ネジが形成された孔１０２Ａと螺合している。この場合、ボルト１０４の小径部１０４Ｂの径は、上側のばね２の孔２０Ａの径、ブラケット１０１の孔１０１Ａの径、および、下側ばね１の孔１０Ａの径よりも小さく、それらの孔に当接していない。
【００２３】
図２は、下側ばね１の構成を表し、（Ａ）は下側ばね１の斜視図、（Ｂ）は、ブラケット１０１と車体１０２の間に配置された下側ばね１の右側部分の側断面図である。図３は、上側ばね２の構成を表し、（Ａ）は上側ばね２の斜視図、（Ｂ）は、ボルト１０４の大径部１０４Ａとブラケット１０１との間に配置されている下側ばね１の右側部分の側断面図である。
【００２４】
下側ばね１は、図２に示すようにたとえば、ばね鋼や強化材プラスチックからなる。下側ばね１は、たとえば中心部に孔部１０Ａが形成された本体部１０を備えている。本体部１０は、たとえばブラケット１０１および車体１０２からの押圧力の方向に対して交差する方向に延在する円錐部である。その円錐部は、たとえば内周部から外周部へ向かうに従って下方に傾斜して皿ばねとしての機能を有する。
【００２５】
孔部１０Ａは、たとえば円形状をなしている。本体部１０の内周部には、車体１０２に向けて突出する第１円筒部１１（筒状部）が設けられている。第１円筒部１１の上端部は、車体１０２に当接する当接部である。本体部１０の外周部には、ブラケット１０１に向けて突出する第２円筒部１２（筒状部）が設けられている。第２円筒部１２の下端部は、ブラケット１０１に当接する当接部である。
【００２６】
本体部１０と第１円筒部１１との境界部には第１角部１３が形成され、本体部１０と第２円筒部１２との境界部には第２角部１４が形成されている。第１角部１３および第２角部１４は、ブラケット１０１および車体１０２からの押圧力に応じて、その角度を変化させるように弾性変形可能である。第１角部１３および第２角部１４が円弧状をなす場合、その曲率半径は、たとえば本体部１０および円筒部１１，１２の板厚と等しくする。
【００２７】
上側ばね２は、下側ばね１の孔部１０Ａ、第１円筒部１１、第２円筒部１２、第１角部１３、および、第２角部１４に対応する孔部２０Ａ、第１円筒部２１、第２円筒部２２、第１角部２３、および、第２角部２４を有している。上側ばね２は、たとえば図３に示すように、円錐部である本体部２０が内周部から外周部への方向に向かうに従って上方に傾斜している点において、下側ばね１と相違している。上側ばね２では、初期状態（取付状態）において、本体部２０が上記のような形状をなすことにより、上側ばね２は、上下方向の引張荷重を受けるように設定されている。
【００２８】
ばね１，２の第１角部および第２角部は、種々の手法により形成することができる。たとえば第１角部および第２角部は、本体部と第１円筒部の境界部および本体部と第２円筒部の境界部を折り曲げて形成することができる。また、たとえば、本体部と第１円筒部の溶接および本体部と第２円筒部の溶接により形成することができる。
【００２９】
ばね１，２の動的ばね定数の設定について、おもに図４，５を参照して説明する。なお、ばね１，２は、動的ばね定数の設定が同様であるから、以下の説明では、ばね１を用いている。図４は、図１のばね１の左側部分の動作状態を表し、（Ａ）は、ばね１の動作前（点線）と動作時（実線）の側断面図であり、（Ｂ）は、ばね１の動作時の第１角部１３および第２角部１４の拡大側断面図である。図５は、ばねの荷重特性を表し、（Ａ）は本発明の締結機構に用いられるばね（以下、本発明例のばね）の荷重曲線、（Ｂ）は従来の締結機構に用いられる皿ばね（以下、従来例の皿ばね）の荷重曲線である。
【００３０】
図４（Ａ）の点線で示すように、ブラケット１０１と車体１０２の間に配置されたばね１に対して、ブラケット１０１から下側方向の荷重を加える。すると、図４（Ｂ）の実線で示すように、ばね１は撓んでブラケット１０１が下方に移動する。図中の符号ｄは、ばね１の撓みの大きさを示している。
【００３１】
ここで、本体部１０は、図４（Ａ）に示すように、ブラケット１０１からの押圧力の方向に交差する方向に延在し、ばね１の上側において、第２円筒部１２は、本体部１０の外周部からブラケット１０１に向けて突出してそこに当接している。そのような本体部１０と第２円筒部１２の境界部に形成した第２角部１４は、荷重印加時に車体１０２からの押圧力に応じて角度αが変化するように弾性変形することができる。この場合、第２角部１４は、上記のような位置関係にある本体部１０と第２円筒部１２の境界部に形成された部位であるから、そのような第２角部１４は、荷重印加時に角度αを変化させながら、本体部１０の外周部の外側（図の左側）に移動することができる。
【００３２】
このように荷重印加時に第２角部１４は弾性変形することができるので、第２円筒部１２が荷重印加時にブラケット１０１側の不変形部分（図４（Ｂ）中の点Ｓより上側）を有するように第２円筒部１２の長さを適宜設定することにより、第２円筒部１２のブラケット１０１側の部分変形を防止することができる。
【００３３】
一方、ばね１の下側において、第１円筒部１１は、本体部１０の内周部からブラケット１０１に向けて突出してそこに当接している。この場合、第２角部１４と同様な機能を有する第１角部１３は、荷重印加による弾性変形時に、ブラケット１０１からの押圧力に応じて、角度βを変化させながら、本体部１０の内周部の内側（図の右側）に移動することができる。
【００３４】
このように荷重印加時に第１角部１３は弾性変形することができるので、第１円筒部１１が荷重印加時に車体１０２側の不変形部分（図４（Ｂ）中の点Ｔより下側）を有するように第１円筒部１１の長さを適宜設定することにより、第１円筒部１１の車体１０２側の部分変形を防止することができる。
【００３５】
以上のことから、第１円筒部１１および第２円筒部１２の摺動を防止することができるので、第１円筒部１１と車体１０２との間および第２円筒部１２とブラケット１０１との間に摩擦が発生しない。
【００３６】
図５（Ｂ）に示すように、相手部材と摺動する従来例の皿ばねでは、荷重曲線に摩擦によるヒステリシスが発生するため、従来例の皿ばねの使用範囲Ａでの実質的な動的ばね定数は、図５（Ｂ）の点Ｕと点Ｖを結ぶ対角線ｎの傾きとなる。この場合、使用範囲Ａの振幅を小さくしたとき、対角線ｎの傾きが大きくなるため、動的ばね定数が大きくなってしまう。
【００３７】
これに対して、上記のように相手部材と摺動しない本発明例のばねでは、図５（Ａ）に示すように、荷重曲線に摩擦によるヒステリシスが発生しない。これにより、相手部材と摺動しない本発明例のばね１の使用範囲Ａでの実質的な動的ばね定数は、使用範囲の中心である点Ｒでの荷重曲線への接線ｍの傾き（すなわち、静的ばね定数）となるから、使用範囲Ａの振幅を小さくしたときも、接線ｍの傾きが変化しないため、動的ばね定数は大きくならない。
【００３８】
（２）実施形態の動作
締結機構１００の動作について、おもに図６〜８を参照して説明する。図６は、本発明の締結機構で用いるばねとその比較例のばねの荷重特性を表している。
【００３９】
締結機構１００では、以上のようにばね１，２の第１円筒部および第２円筒部の摺動を防止することができるので、相手部材と摺動するため相手部材への固定が不可能となっている皿ばねと異なり、ばね１，２とその上下側に位置している相手部材との当接部を固定することができる。
【００４０】
ここで仮に、ばね１，２をともに、初期状態において皿ばねと同様に圧縮荷重を受けるように設定すると、下側ばね１への荷重が、ブラケット１０１および振動源１０３の重力Ｍｇ（Ｍは車体の質量、ｇは重力定数）と固定治具１０４の軸力Ｆとの和になり、上側ばね２への荷重が、固定治具１０４の軸力Ｆになる。このようにばね１，２への荷重が、ブラケット１０１および振動源１０３の自重分だけ相違するから、ばね１，２をともにばね定数が小さな領域で使用するためには、ばね１，２を異なる荷重特性に設定しなければならない。具体的には、図６（Ｂ）に示すように、下側ばね１を曲線Ｊに示される荷重特性に設定し、上側ばね２を曲線Ｉに示される荷重特性に設定しなければならない。
【００４１】
しかしながら、本実施形態では、ブラケット１０１と上側ばね２との当接部２Ａを固定し、ボルト１０４の大径部１０４Ａの下面と上側ばね２との当接部２Ｂを固定しているので、初期状態において上下方向の引張荷重を受けるように上側弾性部材２を設定することができる。したがって、ブラケット１０１および振動源１０３の自重を受けることが可能になるので、上側ばね２を適宜設計することにより、ばね１，２はともに、その間に配置されているブラケット１０１および振動源１０３の自重の半分（＝Ｍｇ／２）を受けることができる。また、この場合、固定治具１０４の軸力Ｆをゼロに設定することができるので、ばね１，２は、初期状態において同一の荷重（＝Ｍｇ／２）を受けることができる。よって、ばね１，２が示す荷重特性を図６（Ａ）に示す曲線Ｈのように一致させることができるので、ばね１，２を大型にすることなく、図５（Ａ）に示す荷重曲線で使用範囲Ａの制限が生じることを防止することができる。
【００４２】
特に、ばね１，２は、以上のように使用範囲Ａを小さくしたときも、動的ばね定数は大きくならないから、系の固有振動数を小さくすることができ、図７に示すように、高周波振動の振動伝達率を低減することができる。その結果、振動源１０３によるブラケット１０１から車体１０２への振動の伝達は、下側ばね１により防止することができる。また、ボルト１０４の大径部１０４Ａとブラケット１０１の間に、上側ばね２を配置しているので、ボルト１０４を通じたブラケット１０１から車体１０２への振動の伝達を防止することができる。
【００４３】
ここで、ブラケット１０１、車体１０２、および、締結機構１００を備えた系の固有振動数ｆ０、着目する振動の振動数をｆ１とした場合、その系の固有振動数ｆ０を図８に示す振動数ｆｂに一致させると、振動の振動数をｆ１は、系の振動特性（図の右側破線の曲線）における振動入力よりも出力の大きな領域のなかにあるので、その振動が増幅されてしまう虞がある。そこで、本実施形態では、その系の固有振動数ｆ０を図８に示す振動数ｆａに一致させている。これにより、着目する振動の振動数をｆ１は、系の振動特性（図の左側実線の曲線）における振動入力よりも出力の小さな領域のなかにあるので、その振動が減衰される。したがって、系の固有振動数ｆ０と振動の振動数ｆ１とが数１を満足すると、振動数をｆ１は、系の振動特性において振動の出力が入力よりも小さな領域に入るので、振動の伝達を効果的に防止することができる。このように数１を満足することが好適である。
【００４４】
また、相手部材に摺動しないばね１，２では、動的ばね定数は相手部材の動摩擦係数に依存しないので、ばね１，２の設置時に動的ばね定数を相手部材に応じて調べることが不要となり、その結果、手間がかからない。また、特に、ボルト１０４の小径部１０４Ｂの端部の車体１０２への締結具合を変化させることにより、必要に応じて動的ばね定数を調整することができる。
【００４５】
（３）変形例
以上のように上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。なお、以下の変形例では、上記実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、その説明は省略している。
【００４６】
本発明の締結機構に用いられるばねは、種々の形状を用いることができる。本発明の防振装置のばねの本体部および筒状部には、軽量化のためにスリットを形成することができる。本発明の本体部は、たとえばＳ字状や、階段状、平坦状をなすことができる。筒状部は、筒状であればよく、その側断面形状は、曲線状でもよい。 ボルト１０４は、種々の形状を用いることができる。たとえば、小径部１０４Ｂの孔１０２Ａへの螺合が過剰に行われたり不十分に行われたりすることを防止するために小径部１０４Ｂにストッパを設ける等してもよい。
【００４７】
上記実施形態では、固定治具としてボルト１０４を用いたが、ボルト１０４に限定されるものではなく、一端部によりブラケット１０１を車体１０２に向けて押圧するとともに他端部を車体１０２に固定することができるものであればよい。また、ばね１，２では、第１円筒部および第２円筒部を本体部の内周部および外周部に形成したが、第１円筒部１１および第２円筒部１２のいずれか一方のみに形成してもよい。また、第１角部および第２角部の形状は、図示の形状に限定されるものではなく、曲面形状等の種々の形状に変更可能である。また上記実施形態では、車体１０２と下側ばね１との当接部およびブラケット１０１と下側ばね１との当接部の固定を行わなかったが、必要に応じて、それらの固定を行い、下側ばね１でも引張荷重を受けるように設定してもよい。
【００４８】
さらに上記実施形態では、上側ばね２の上側にボルト１０４の大径部１０４Ａを配置するとともに、下側ばね１の下側に車体１０２を配置したが、これに限定されるものではなく、上側ばね２の上側に車体１０２を配置するとともに、下側ばね１の下側にボルト１０４の大径部１０４Ａを配置してもよい。また、本発明の弾性部材としてばね１，２に限定されるものではなく、相手部材との固定が可能であればよく、たとえばコイルばねを用いることができる。
【００４９】
本発明の締結機構が適用される防振装置は、防振のための種々の補助部材を用いることができる。たとえば、ブラケット１０１と車体１０２との間におけるばね１の周囲に、エストラマ弾性体等のダンパ材を並列に配置することができる。ばね１では、相手部材との摺動を防止することにより、振動の減衰を行うというよりも振動の伝達を防止しており、防振の機能的側面が強い。したがって、上記態様では、制振機能を有するダンパ材を併用することにより、防振機能に加えて、制振機能を有することができ、その結果、早期に制振を行うことができる。
【００５０】
さらに、上記実施形態では、ブラケット１０１（第１部材）が振動する例について説明したが、車体１０２（第２部材）を振動させた場合も、上記実施形態と同様な手法により同様な効果が得られるのは言うまでもない。本発明の締結機構を防振装置に適用したが、これに限定されるものではなく、種々の装置に適用することができる。以上のような各種変形例は適宜組み合わせることができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る防振装置用の締結機構の設置状態を表す概略側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る下側ばねの構成を表し、（Ａ）は下側ばねの斜視図、（Ｂ）は、部材間に配置された下側ばねの右側部分の側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る上側ばねの構成を表し、（Ａ）は上側ばねの斜視図、（Ｂ）は、部材間に配置された上側ばねの右側部分の側断面図である。
【図４】図１の下側ばねの左側部分の動作状態を表し、（Ａ）は、ばねの動作前（点線）と動作時（実線）の側断面図であり、（Ｂ）は、ばねの動作時の第１角部および第２角部の拡大側断面図である。
【図５】ばねの荷重特性を表し、（Ａ）は本発明の締結機構に用いられるばねの荷重曲線、（Ｂ）は従来の締結機構に用いられる皿ばねの荷重曲線である。
【図６】（Ａ）は本発明の締結機構で用いるばねの荷重曲線、（Ｂ）は、その比較例のばねの荷重曲線である。
【図７】本発明の締結機構のばねと従来の締結機構の皿ばねの高周波振動の振動伝達率を表すグラフである。
【図８】系の固有振動数の設定を説明するための振動特性のグラフである。
【図９】皿ばねの荷重特性を表すグラフである。
【図１０】従来の防振装置用の締結機構の設置状態を表す概略側断面図である。
【図１１】皿ばねの荷重特性を表し、（Ａ）〜（Ｃ）は従来の防振装置用の締結機構に配置される上側皿ばねおよび下側皿ばねの荷重特性の各設定手法について説明するためのグラフである。
【図１２】ヒステリシスが生じる実際の皿ばねの荷重特性を表すグラフであり、（Ａ）は使用範囲の振幅が所定の大きさの場合、（Ｂ）は使用範囲の振幅が（Ａ）の場合よりも小さい場合のグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１…下側ばね（下側弾性部材）、２…上側ばね（上側弾性部材）、２Ａ，２Ｂ…当接部、１０，２０…本体部、１０Ａ，２０Ａ…孔部、１１，２１…第１円筒部（筒状部）、１２，２２…第２円筒部（筒状部）、１３，２３…第１角部（角部）、１４，２４…第２角部（角部）、１００…締結機構、１０１…ブラケット（第１部材）、１０２…車体（第２部材）、１０３…振動源、１０４…ボルト（固定治具）、α，β…角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１部材の上下側に弾性部材を配置した状態で、固定治具により第１部材を第２部材に固定する締結機構およびそれを用いた防振装置に係り、特に弾性部材の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業や、精密機器産業、家電、建築等の各種分野では、振動伝達を抑制する防振装置が使用されている。具体的には、対象物と支持部との間に設けられる防振装置は、エンジンや、高速回転するモータ、洗濯機の脱水槽、建築物等に適用されている。防振装置では、対象物と支持部により構成される系の固有振動数を、所定の振動数帯域よりも十分に低く設定することが有効である。その手法として、支持部のばね定数を小さくすることが考えられるが、この場合、ばね定数を小さくすると、荷重を支えるためには、ばねを大きくしなければならない。
【０００３】
そこで、防振装置に弾性部材として皿ばねを用いる手法が提案されている。皿ばねの荷重特性は、図９に示す曲線のように設計することができるから、荷重を支えることができるとともにばね定数を小さく設定することができる領域Ａを設定することができる。
【０００４】
このような荷重特性を示す皿ばねは、たとえば図１０に示すように、防振装置用の締結機構に適用されている（たとえば特許文献１）。締結機構２００は、第１部材２０１（対象物）を第２部材２０２（支持部）に固定する固定治具２０３を備え、第１部材２０１の下側および上側に下側皿ばね２０４および上側皿ばね２０５が配置されている。このような締結機構２００では、第１部材２０１と第２部材２０２との間で生じる振動の伝達を皿ばね２０４，２０５により抑制している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、締結機構２００の初期状態（取付状態）では、下側皿ばね２０４への荷重が、第１部材２０１の重力Ｍｇ（Ｍは第１部材の質量、ｇは重力定数）と固定治具２０３の軸力Ｆとの和になり、上側皿ばね２０５への荷重が、固定治具２０３の軸力Ｆになり、皿ばね２０４，２０５への荷重が相違する。このため、皿ばね２０４，２０５として同じ荷重特性を有する皿ばねを用いる場合、たとえばばね定数の小さな領域Ａで下側皿ばね２０４を使用するように設定すると、上側皿ばね２０５は、ばね定数の大きな領域で使用することになってしまう。
【０００６】
これにより、皿ばね２０４，２０５をともに領域Ａで使用するためには、図１１（Ａ）に示すように、皿ばね２０４，２０５を異なる荷重特性に設定する必要があるから、いずれかの皿ばねの使用範囲を制限しなければならなかった。特に、図１１（Ｂ）に示すように、第１部材２０１の重力Ｍｇが固定治具２０３の軸力Ｆに対して非常に大きい場合、この問題は深刻となる。そこで、皿ばね２０４，２０５を同じ荷重特性に設定するために、第１部材２０１の重力Ｍｇの影響が無視できる程度に固定治具２０３の軸力Ｆを大きくすることが考えられるが、この場合、それに対応するために皿ばね２０４，２０５を大型にしなければならない。
【０００７】
また、皿ばね２０４，２０５は、その形状が荷重印加により略平坦状をなすように変形するときに、皿ばね２０４，２０５の内周縁部および外周縁部が、相手部材に対して摺動して摩擦が発生する。このため、皿ばね２０４，２０５の使用範囲を図９の領域Ａの範囲に設定した場合、実際の荷重曲線には、図１２（Ａ）に示すヒステリシスが生じる。その結果、皿ばね２０４，２０５の使用範囲での実質的な動的ばね定数は、図１２（Ａ）の点Ｐと点Ｑを結ぶ対角線ｌの傾きとなる。この場合、使用範囲の振幅を小さくしたとき、図１２（Ｂ）に示すように、対角線ｌの傾きが大きくなるため、動的ばね定数が大きくなってしまう。このように皿ばねが適用された締結機構では、高周波振動のような微振幅の振動を入力すると、皿ばねの動的ばね定数が大きくなるため、系の固有振動数が増加し、その結果、高周波振動の伝達を抑制できないという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１１２５３３号公報
【０００９】
したがって、本発明は、荷重曲線で使用範囲の制限が生じることを防止することができるのはもちろんのこと、大型にすることなく、同じ荷重特性の弾性部材を用いることができるとともに、高周波振動の伝達を抑制することができる締結機構およびそれを用いた防振装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の締結機構は、第１部材と第２部材とを固定する固定治具と、第１部材の上側および下側に配置される上側弾性部材および下側弾性部材とを備え、上側弾性部材の上側には、第２部材および固定治具の一端部のうちの一方が配置されるとともに、下側弾性部材の下側には、第２部材および固定治具の一端部のうちの他方が配置され、固定治具の一端部によって上側弾性部材および下側弾性部材による第１部材の被狭持状態を維持するとともに固定治具の他端部を第２部材に固定する締結機構において、上側弾性部材および下側弾性部材は金属製であり、上側弾性部材とその上下側に配置されている部材との当接部、および、下側弾性部材とその上下側に配置されている前記部材との当接部のうち少なくとも上側弾性部材の当接部が固定されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の締結機構では、上側弾性部材とその上下側に配置されている部材との当接部、および、下側弾性部材とその上下側に配置されている前記部材との当接部のうち少なくとも上側弾性部材の当接部が固定されているので、初期状態において上下方向の引張荷重を受けるように上側弾性部材を設定することができる。したがって、上側弾性部材は、第１部材の自重を受けることが可能になるので、上側弾性部材を適宜設計することにより、上側弾性部材および下側弾性部材はともに、その間に配置されている第１部材の自重を半分受けることができる。また、この場合、固定治具の軸力をゼロに設定することができるので、上側弾性部材および下側弾性部材は、初期状態において同一の荷重を受けることができる。よって、上側弾性部材および下側弾性部材を大型にすることなく、それら弾性部材が示す荷重特性を一致させることができるので、使用範囲の制限が生じることを防止することができる。
【００１２】
相手部材との当接部を固定することができる弾性部材としては、たとえば、次のようなばねを用いることができる。すなわち、弾性部材は、孔部を有する本体部と、本体部の内周部および外周部のうちの少なくとも一方の周部に設けられた筒状部と、本体部と筒状部との境界部に形成された角部とを有するばねを用いることができる。この場合、ばねの本体部は、そのばねの上下側に位置する相手部材からの押圧力の方向に交差する方向に延在し、ばねの筒状部は、本体部の周部からばねの上下側に位置する相手部材のいずれかに向けて突出している。
【００１３】
この場合、角部は、上記のような位置関係にある本体部と筒状部の境界部に形成された部位であるから、そのような角部は、荷重印加時にその角度を変化させながら、本体部の延在方向における筒状部が設けられた周部の外部側に移動することができる。なお、ここでいう外部側とは、筒状部が設けられた周部が内周部の場合、内周部の内側のことであり、筒状部が設けられた周部が外周部の場合、外周部の外側のことである。
【００１４】
以上のように荷重印加時に角部は弾性変形することができるので、筒状部における角部と相手部材との間の距離を適宜設定することにより、荷重印加時に筒状部の相手部材近傍の部位の変形を防止することができる。これにより、筒状部の相手部材に対する摺動を防止することができるので、筒状部と相手部材との間に摩擦が発生しなく、その結果、ばねの荷重特性にヒステリシスが発生しない。したがって、相手部材に摺動しないばねの所定の使用範囲での動的ばね定数は、使用範囲の中心での荷重曲線への接線の傾き（すなわち、静的ばね定数である）となるから、使用範囲の振幅を小さくしても、接線の傾きが変化しない。
【００１５】
よって、動的ばね定数は大きくならないから、系の固有振動数を小さくすることができ、高周波振動の振動伝達率を低減することができる。また、相手部材に摺動しないばねでは、動的ばね定数は相手部材の動摩擦係数に依存しないので、ばねの設置時に動的ばね定数を相手部材に応じて調べることが不要となり、その結果、手間がかからない。
【００１６】
本発明の締結機構は種々の構成を用いることができる。たとえば、第１部材、第２部材、および、締結機構を備えた系の固有振動数をｆ０、第１部材および第２部材のいずれかの振動の振動数をｆ１とすると、数式１を満足することが好適である。この態様では、高周波振動の振動伝達率を効果的に低減することができる。
【００１７】
【数１】
【００１８】
以上のような本発明の締結機構は、防振装置に適用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の締結機構あるいはそれを用いた防振装置によれば、使用範囲の制限が生じることを防止することができるのはもちろんのこと、大型にすることなく、同じ荷重特性の弾性部材を用いることができるとともに、高周波振動の伝達を抑制することができる等の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（１）実施形態の構成
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る防振装置用の締結機構１００の設置状態を表す概略側断面図である。締結機構１００は、ブラケット１０１（第１部材）と車体１０２（第２部材）との間で生じる振動の伝達をばね１，２（下側弾性部材、上側弾性部材）により抑制している。ブラケット１０１は、ボルト１０４（固定治具）により車体１０２に固定されている。ブラケット１０１には、エンジンやプロペラシャフト等の振動源１０３が載置されている。締結機構１００は、ばね１，２を備え、下側ばね１は、ブラケット１０１と車体１０２との間に配置され、上側ばね２は、ボルト１０４の大径部１０４Ａとブラケット１０１との間に配置されている。
【００２１】
ボルト１０４の大径部１０４Ａの下面は、上側ばね２の上端部に配置され、ボルト１０４の小径部１０４Ｂは、上側ばね２の孔２０Ａ、ブラケット１０１の孔１０１Ａ、および、下側ばね１の孔１０Ａを挿通されている。ブラケット１０１と上側ばね２との当接部２Ａは固定され、ボルト１０４の大径部１０４Ａの下面と上側ばね２との当接部２Ｂは固定されている。当接部２Ａ，２Ｂの固定は、機械的な固定手段や溶接等により行われる。
【００２２】
ボルト１０４の小径部１０４Ｂには、雄ネジが形成され、その下端部は車体１０２における雌ネジが形成された孔１０２Ａと螺合している。この場合、ボルト１０４の小径部１０４Ｂの径は、上側のばね２の孔２０Ａの径、ブラケット１０１の孔１０１Ａの径、および、下側ばね１の孔１０Ａの径よりも小さく、それらの孔に当接していない。
【００２３】
図２は、下側ばね１の構成を表し、（Ａ）は下側ばね１の斜視図、（Ｂ）は、ブラケット１０１と車体１０２の間に配置された下側ばね１の右側部分の側断面図である。図３は、上側ばね２の構成を表し、（Ａ）は上側ばね２の斜視図、（Ｂ）は、ボルト１０４の大径部１０４Ａとブラケット１０１との間に配置されている下側ばね１の右側部分の側断面図である。
【００２４】
下側ばね１は、図２に示すようにたとえば、ばね鋼や強化材プラスチックからなる。下側ばね１は、たとえば中心部に孔部１０Ａが形成された本体部１０を備えている。本体部１０は、たとえばブラケット１０１および車体１０２からの押圧力の方向に対して交差する方向に延在する円錐部である。その円錐部は、たとえば内周部から外周部へ向かうに従って下方に傾斜して皿ばねとしての機能を有する。
【００２５】
孔部１０Ａは、たとえば円形状をなしている。本体部１０の内周部には、車体１０２に向けて突出する第１円筒部１１（筒状部）が設けられている。第１円筒部１１の上端部は、車体１０２に当接する当接部である。本体部１０の外周部には、ブラケット１０１に向けて突出する第２円筒部１２（筒状部）が設けられている。第２円筒部１２の下端部は、ブラケット１０１に当接する当接部である。
【００２６】
本体部１０と第１円筒部１１との境界部には第１角部１３が形成され、本体部１０と第２円筒部１２との境界部には第２角部１４が形成されている。第１角部１３および第２角部１４は、ブラケット１０１および車体１０２からの押圧力に応じて、その角度を変化させるように弾性変形可能である。第１角部１３および第２角部１４が円弧状をなす場合、その曲率半径は、たとえば本体部１０および円筒部１１，１２の板厚と等しくする。
【００２７】
上側ばね２は、下側ばね１の孔部１０Ａ、第１円筒部１１、第２円筒部１２、第１角部１３、および、第２角部１４に対応する孔部２０Ａ、第１円筒部２１、第２円筒部２２、第１角部２３、および、第２角部２４を有している。上側ばね２は、たとえば図３に示すように、円錐部である本体部２０が内周部から外周部への方向に向かうに従って上方に傾斜している点において、下側ばね１と相違している。上側ばね２では、初期状態（取付状態）において、本体部２０が上記のような形状をなすことにより、上側ばね２は、上下方向の引張荷重を受けるように設定されている。
【００２８】
ばね１，２の第１角部および第２角部は、種々の手法により形成することができる。たとえば第１角部および第２角部は、本体部と第１円筒部の境界部および本体部と第２円筒部の境界部を折り曲げて形成することができる。また、たとえば、本体部と第１円筒部の溶接および本体部と第２円筒部の溶接により形成することができる。
【００２９】
ばね１，２の動的ばね定数の設定について、おもに図４，５を参照して説明する。なお、ばね１，２は、動的ばね定数の設定が同様であるから、以下の説明では、ばね１を用いている。図４は、図１のばね１の左側部分の動作状態を表し、（Ａ）は、ばね１の動作前（点線）と動作時（実線）の側断面図であり、（Ｂ）は、ばね１の動作時の第１角部１３および第２角部１４の拡大側断面図である。図５は、ばねの荷重特性を表し、（Ａ）は本発明の締結機構に用いられるばね（以下、本発明例のばね）の荷重曲線、（Ｂ）は従来の締結機構に用いられる皿ばね（以下、従来例の皿ばね）の荷重曲線である。
【００３０】
図４（Ａ）の点線で示すように、ブラケット１０１と車体１０２の間に配置されたばね１に対して、ブラケット１０１から下側方向の荷重を加える。すると、図４（Ｂ）の実線で示すように、ばね１は撓んでブラケット１０１が下方に移動する。図中の符号ｄは、ばね１の撓みの大きさを示している。
【００３１】
ここで、本体部１０は、図４（Ａ）に示すように、ブラケット１０１からの押圧力の方向に交差する方向に延在し、ばね１の上側において、第２円筒部１２は、本体部１０の外周部からブラケット１０１に向けて突出してそこに当接している。そのような本体部１０と第２円筒部１２の境界部に形成した第２角部１４は、荷重印加時に車体１０２からの押圧力に応じて角度αが変化するように弾性変形することができる。この場合、第２角部１４は、上記のような位置関係にある本体部１０と第２円筒部１２の境界部に形成された部位であるから、そのような第２角部１４は、荷重印加時に角度αを変化させながら、本体部１０の外周部の外側（図の左側）に移動することができる。
【００３２】
このように荷重印加時に第２角部１４は弾性変形することができるので、第２円筒部１２が荷重印加時にブラケット１０１側の不変形部分（図４（Ｂ）中の点Ｓより上側）を有するように第２円筒部１２の長さを適宜設定することにより、第２円筒部１２のブラケット１０１側の部分変形を防止することができる。
【００３３】
一方、ばね１の下側において、第１円筒部１１は、本体部１０の内周部からブラケット１０１に向けて突出してそこに当接している。この場合、第２角部１４と同様な機能を有する第１角部１３は、荷重印加による弾性変形時に、ブラケット１０１からの押圧力に応じて、角度βを変化させながら、本体部１０の内周部の内側（図の右側）に移動することができる。
【００３４】
このように荷重印加時に第１角部１３は弾性変形することができるので、第１円筒部１１が荷重印加時に車体１０２側の不変形部分（図４（Ｂ）中の点Ｔより下側）を有するように第１円筒部１１の長さを適宜設定することにより、第１円筒部１１の車体１０２側の部分変形を防止することができる。
【００３５】
以上のことから、第１円筒部１１および第２円筒部１２の摺動を防止することができるので、第１円筒部１１と車体１０２との間および第２円筒部１２とブラケット１０１との間に摩擦が発生しない。
【００３６】
図５（Ｂ）に示すように、相手部材と摺動する従来例の皿ばねでは、荷重曲線に摩擦によるヒステリシスが発生するため、従来例の皿ばねの使用範囲Ａでの実質的な動的ばね定数は、図５（Ｂ）の点Ｕと点Ｖを結ぶ対角線ｎの傾きとなる。この場合、使用範囲Ａの振幅を小さくしたとき、対角線ｎの傾きが大きくなるため、動的ばね定数が大きくなってしまう。
【００３７】
これに対して、上記のように相手部材と摺動しない本発明例のばねでは、図５（Ａ）に示すように、荷重曲線に摩擦によるヒステリシスが発生しない。これにより、相手部材と摺動しない本発明例のばね１の使用範囲Ａでの実質的な動的ばね定数は、使用範囲の中心である点Ｒでの荷重曲線への接線ｍの傾き（すなわち、静的ばね定数）となるから、使用範囲Ａの振幅を小さくしたときも、接線ｍの傾きが変化しないため、動的ばね定数は大きくならない。
【００３８】
（２）実施形態の動作
締結機構１００の動作について、おもに図６〜８を参照して説明する。図６は、本発明の締結機構で用いるばねとその比較例のばねの荷重特性を表している。
【００３９】
締結機構１００では、以上のようにばね１，２の第１円筒部および第２円筒部の摺動を防止することができるので、相手部材と摺動するため相手部材への固定が不可能となっている皿ばねと異なり、ばね１，２とその上下側に位置している相手部材との当接部を固定することができる。
【００４０】
ここで仮に、ばね１，２をともに、初期状態において皿ばねと同様に圧縮荷重を受けるように設定すると、下側ばね１への荷重が、ブラケット１０１および振動源１０３の重力Ｍｇ（Ｍは車体の質量、ｇは重力定数）と固定治具１０４の軸力Ｆとの和になり、上側ばね２への荷重が、固定治具１０４の軸力Ｆになる。このようにばね１，２への荷重が、ブラケット１０１および振動源１０３の自重分だけ相違するから、ばね１，２をともにばね定数が小さな領域で使用するためには、ばね１，２を異なる荷重特性に設定しなければならない。具体的には、図６（Ｂ）に示すように、下側ばね１を曲線Ｊに示される荷重特性に設定し、上側ばね２を曲線Ｉに示される荷重特性に設定しなければならない。
【００４１】
しかしながら、本実施形態では、ブラケット１０１と上側ばね２との当接部２Ａを固定し、ボルト１０４の大径部１０４Ａの下面と上側ばね２との当接部２Ｂを固定しているので、初期状態において上下方向の引張荷重を受けるように上側弾性部材２を設定することができる。したがって、ブラケット１０１および振動源１０３の自重を受けることが可能になるので、上側ばね２を適宜設計することにより、ばね１，２はともに、その間に配置されているブラケット１０１および振動源１０３の自重の半分（＝Ｍｇ／２）を受けることができる。また、この場合、固定治具１０４の軸力Ｆをゼロに設定することができるので、ばね１，２は、初期状態において同一の荷重（＝Ｍｇ／２）を受けることができる。よって、ばね１，２が示す荷重特性を図６（Ａ）に示す曲線Ｈのように一致させることができるので、ばね１，２を大型にすることなく、図５（Ａ）に示す荷重曲線で使用範囲Ａの制限が生じることを防止することができる。
【００４２】
特に、ばね１，２は、以上のように使用範囲Ａを小さくしたときも、動的ばね定数は大きくならないから、系の固有振動数を小さくすることができ、図７に示すように、高周波振動の振動伝達率を低減することができる。その結果、振動源１０３によるブラケット１０１から車体１０２への振動の伝達は、下側ばね１により防止することができる。また、ボルト１０４の大径部１０４Ａとブラケット１０１の間に、上側ばね２を配置しているので、ボルト１０４を通じたブラケット１０１から車体１０２への振動の伝達を防止することができる。
【００４３】
ここで、ブラケット１０１、車体１０２、および、締結機構１００を備えた系の固有振動数ｆ０、着目する振動の振動数をｆ１とした場合、その系の固有振動数ｆ０を図８に示す振動数ｆｂに一致させると、振動の振動数をｆ１は、系の振動特性（図の右側破線の曲線）における振動入力よりも出力の大きな領域のなかにあるので、その振動が増幅されてしまう虞がある。そこで、本実施形態では、その系の固有振動数ｆ０を図８に示す振動数ｆａに一致させている。これにより、着目する振動の振動数をｆ１は、系の振動特性（図の左側実線の曲線）における振動入力よりも出力の小さな領域のなかにあるので、その振動が減衰される。したがって、系の固有振動数ｆ０と振動の振動数ｆ１とが数１を満足すると、振動数をｆ１は、系の振動特性において振動の出力が入力よりも小さな領域に入るので、振動の伝達を効果的に防止することができる。このように数１を満足することが好適である。
【００４４】
また、相手部材に摺動しないばね１，２では、動的ばね定数は相手部材の動摩擦係数に依存しないので、ばね１，２の設置時に動的ばね定数を相手部材に応じて調べることが不要となり、その結果、手間がかからない。また、特に、ボルト１０４の小径部１０４Ｂの端部の車体１０２への締結具合を変化させることにより、必要に応じて動的ばね定数を調整することができる。
【００４５】
（３）変形例
以上のように上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。なお、以下の変形例では、上記実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、その説明は省略している。
【００４６】
本発明の締結機構に用いられるばねは、種々の形状を用いることができる。本発明の防振装置のばねの本体部および筒状部には、軽量化のためにスリットを形成することができる。本発明の本体部は、たとえばＳ字状や、階段状、平坦状をなすことができる。筒状部は、筒状であればよく、その側断面形状は、曲線状でもよい。 ボルト１０４は、種々の形状を用いることができる。たとえば、小径部１０４Ｂの孔１０２Ａへの螺合が過剰に行われたり不十分に行われたりすることを防止するために小径部１０４Ｂにストッパを設ける等してもよい。
【００４７】
上記実施形態では、固定治具としてボルト１０４を用いたが、ボルト１０４に限定されるものではなく、一端部によりブラケット１０１を車体１０２に向けて押圧するとともに他端部を車体１０２に固定することができるものであればよい。また、ばね１，２では、第１円筒部および第２円筒部を本体部の内周部および外周部に形成したが、第１円筒部１１および第２円筒部１２のいずれか一方のみに形成してもよい。また、第１角部および第２角部の形状は、図示の形状に限定されるものではなく、曲面形状等の種々の形状に変更可能である。また上記実施形態では、車体１０２と下側ばね１との当接部およびブラケット１０１と下側ばね１との当接部の固定を行わなかったが、必要に応じて、それらの固定を行い、下側ばね１でも引張荷重を受けるように設定してもよい。
【００４８】
さらに上記実施形態では、上側ばね２の上側にボルト１０４の大径部１０４Ａを配置するとともに、下側ばね１の下側に車体１０２を配置したが、これに限定されるものではなく、上側ばね２の上側に車体１０２を配置するとともに、下側ばね１の下側にボルト１０４の大径部１０４Ａを配置してもよい。また、本発明の弾性部材としてばね１，２に限定されるものではなく、相手部材との固定が可能であればよく、たとえばコイルばねを用いることができる。
【００４９】
本発明の締結機構が適用される防振装置は、防振のための種々の補助部材を用いることができる。たとえば、ブラケット１０１と車体１０２との間におけるばね１の周囲に、エストラマ弾性体等のダンパ材を並列に配置することができる。ばね１では、相手部材との摺動を防止することにより、振動の減衰を行うというよりも振動の伝達を防止しており、防振の機能的側面が強い。したがって、上記態様では、制振機能を有するダンパ材を併用することにより、防振機能に加えて、制振機能を有することができ、その結果、早期に制振を行うことができる。
【００５０】
さらに、上記実施形態では、ブラケット１０１（第１部材）が振動する例について説明したが、車体１０２（第２部材）を振動させた場合も、上記実施形態と同様な手法により同様な効果が得られるのは言うまでもない。本発明の締結機構を防振装置に適用したが、これに限定されるものではなく、種々の装置に適用することができる。以上のような各種変形例は適宜組み合わせることができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る防振装置用の締結機構の設置状態を表す概略側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る下側ばねの構成を表し、（Ａ）は下側ばねの斜視図、（Ｂ）は、部材間に配置された下側ばねの右側部分の側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る上側ばねの構成を表し、（Ａ）は上側ばねの斜視図、（Ｂ）は、部材間に配置された上側ばねの右側部分の側断面図である。
【図４】図１の下側ばねの左側部分の動作状態を表し、（Ａ）は、ばねの動作前（点線）と動作時（実線）の側断面図であり、（Ｂ）は、ばねの動作時の第１角部および第２角部の拡大側断面図である。
【図５】ばねの荷重特性を表し、（Ａ）は本発明の締結機構に用いられるばねの荷重曲線、（Ｂ）は従来の締結機構に用いられる皿ばねの荷重曲線である。
【図６】（Ａ）は本発明の締結機構で用いるばねの荷重曲線、（Ｂ）は、その比較例のばねの荷重曲線である。
【図７】本発明の締結機構のばねと従来の締結機構の皿ばねの高周波振動の振動伝達率を表すグラフである。
【図８】系の固有振動数の設定を説明するための振動特性のグラフである。
【図９】皿ばねの荷重特性を表すグラフである。
【図１０】従来の防振装置用の締結機構の設置状態を表す概略側断面図である。
【図１１】皿ばねの荷重特性を表し、（Ａ）〜（Ｃ）は従来の防振装置用の締結機構に配置される上側皿ばねおよび下側皿ばねの荷重特性の各設定手法について説明するためのグラフである。
【図１２】ヒステリシスが生じる実際の皿ばねの荷重特性を表すグラフであり、（Ａ）は使用範囲の振幅が所定の大きさの場合、（Ｂ）は使用範囲の振幅が（Ａ）の場合よりも小さい場合のグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１…下側ばね（下側弾性部材）、２…上側ばね（上側弾性部材）、２Ａ，２Ｂ…当接部、１０，２０…本体部、１０Ａ，２０Ａ…孔部、１１，２１…第１円筒部（筒状部）、１２，２２…第２円筒部（筒状部）、１３，２３…第１角部（角部）、１４，２４…第２角部（角部）、１００…締結機構、１０１…ブラケット（第１部材）、１０２…車体（第２部材）、１０３…振動源、１０４…ボルト（固定治具）、α，β…角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材とを固定する固定治具と、前記第１部材の上側および下側に配置される上側弾性部材および下側弾性部材とを備え、
前記上側弾性部材の上側には、前記第２部材および前記固定治具の一端部のうちの一方が配置されるとともに、前記下側弾性部材の下側には、前記第２部材および前記固定治具の一端部のうちの他方が配置され、
前記固定治具の一端部によって前記上側弾性部材および前記下側弾性部材による前記第１部材の被狭持状態を維持するとともに、前記固定治具の他端部を前記第２部材に固定する締結機構において、
前記上側弾性部材および前記下側弾性部材は金属製であり、
前記上側弾性部材とその上下側に配置されている前記部材との当接部、および、前記下側弾性部材とその上下側に配置されている前記部材との当接部のうち少なくとも前記上側弾性部材の前記当接部が固定されていることを特徴とする締結機構。
【請求項２】
前記上側弾性部材は、初期状態において上下方向の引張荷重を受けるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の締結機構。
【請求項３】
前記上側弾性部材および下側弾性部材が示す荷重特性が一致していることを特徴とする請求項１または２に記載の締結機構。
【請求項４】
前記上側弾性部材および下側弾性部材は、孔部を有する本体部と、前記本体部の内周部および外周部のうちの少なくとも一方の周部に設けられた筒状部と、前記本体部と前記筒状部との境界部に形成された角部とを有するばねであり、
前記ばねの本体部は、そのばねの上下側に位置する前記部材からの押圧力の方向に交差する方向に延在し、
前記ばねの筒状部は、前記本体部の前記周部から前記ばねの上下側に位置する前記部材のいずれかに向けて突出し、
前記ばねの角部は、その角度が前記押圧力に応じて変化するように弾性変形可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の締結機構。
【請求項５】
前記第１部材、前記第２部材、および、前記締結機構を備えた系の固有振動数をｆ０、前記第１部材および前記第２部材のいずれかの振動の振動数をｆ１とすると、数式１を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の締結機構。
【数１】
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の締結機構を備えていることを特徴とする防振装置。
【請求項１】
第１部材と第２部材とを固定する固定治具と、前記第１部材の上側および下側に配置される上側弾性部材および下側弾性部材とを備え、
前記上側弾性部材の上側には、前記第２部材および前記固定治具の一端部のうちの一方が配置されるとともに、前記下側弾性部材の下側には、前記第２部材および前記固定治具の一端部のうちの他方が配置され、
前記固定治具の一端部によって前記上側弾性部材および前記下側弾性部材による前記第１部材の被狭持状態を維持するとともに、前記固定治具の他端部を前記第２部材に固定する締結機構において、
前記上側弾性部材および前記下側弾性部材は金属製であり、
前記上側弾性部材とその上下側に配置されている前記部材との当接部、および、前記下側弾性部材とその上下側に配置されている前記部材との当接部のうち少なくとも前記上側弾性部材の前記当接部が固定されていることを特徴とする締結機構。
【請求項２】
前記上側弾性部材は、初期状態において上下方向の引張荷重を受けるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の締結機構。
【請求項３】
前記上側弾性部材および下側弾性部材が示す荷重特性が一致していることを特徴とする請求項１または２に記載の締結機構。
【請求項４】
前記上側弾性部材および下側弾性部材は、孔部を有する本体部と、前記本体部の内周部および外周部のうちの少なくとも一方の周部に設けられた筒状部と、前記本体部と前記筒状部との境界部に形成された角部とを有するばねであり、
前記ばねの本体部は、そのばねの上下側に位置する前記部材からの押圧力の方向に交差する方向に延在し、
前記ばねの筒状部は、前記本体部の前記周部から前記ばねの上下側に位置する前記部材のいずれかに向けて突出し、
前記ばねの角部は、その角度が前記押圧力に応じて変化するように弾性変形可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の締結機構。
【請求項５】
前記第１部材、前記第２部材、および、前記締結機構を備えた系の固有振動数をｆ０、前記第１部材および前記第２部材のいずれかの振動の振動数をｆ１とすると、数式１を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の締結機構。
【数１】
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の締結機構を備えていることを特徴とする防振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−６００３１（Ｐ２０１０−６００３１Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２５５０２（Ｐ２００８−２２５５０２）
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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