車両用制振装置
【課題】車両重量の大幅な増加を招くことなく、低周波数域を含む広い周波数域において振動部材の共振による振動状態の悪化を有効に防ぐことが出来る、新規な構造の車両用制振装置を提供する。
【解決手段】車両の振動部材１２に取り付けられる制振装置１０であって、振動部材１２に対して併設されるマグネシウム製の制振用ロッド部材１４を有していると共に、制振用ロッド部材１４を長手方向の複数箇所において振動部材１２に対して固定する固定手段１６が設けられている。
【解決手段】車両の振動部材１２に取り付けられる制振装置１０であって、振動部材１２に対して併設されるマグネシウム製の制振用ロッド部材１４を有していると共に、制振用ロッド部材１４を長手方向の複数箇所において振動部材１２に対して固定する固定手段１６が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のフレーム等の振動部材に対して取り付けられて、内部摩擦に基づく減衰効果によって該振動部材の振動を抑える車両用制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のフレーム等の振動部材（制振対象部材）において問題となる共振時の振動を低減する方法としては、例えば、特許文献１（特開２００４−２８１２４号公報）にも記載されているように、所定の質量を有するマス部材をばね部材によって振動部材に対して弾性的に連結したダイナミックダンパを配設する方法が、一般的に知られている。
【０００３】
ところで、最近では、衝突時における衝撃力の吸収や自動車の軽量化等を目的として、比較的に低剛性の部材が自動車に採用される場合がある。このような低剛性の部材では、従来から採用されていた高剛性の部材に比して、固有振動数が小さくなることから、共振時における振幅が大きくなり易い。そのため、低剛性部材の共振時における振動は、乗員に体感される程度に大きなものとなるおそれがあり、有効な制振が必要であると考えられている。
【０００４】
しかしながら、制振対象振動が低周波数域の振動であることから、目的とする制振効果を従来構造のダイナミックダンパによって実現しようとすると、ばね部材のばね定数を充分に小さくするか、或いはマス部材の質量を充分に大きくする必要があり、ばね部材の耐久性や車両重量の増加が問題となり易かった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、車両重量の大幅な増加を招くことなく、低周波数域を含む広い周波数域において振動部材の共振による振動状態の悪化を有効に防ぐことが出来る、新規な構造の車両用制振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００８】
すなわち、本発明は、車両の振動部材に取り付けられる制振装置であって、前記振動部材に対して併設されるマグネシウム製の制振用ロッド部材を有していると共に、該制振用ロッド部材を長手方向の複数箇所において該振動部材に対して固定する固定手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明に従う構造とされた車両用制振装置においては、制振用ロッド部材が、減衰能を有するマグネシウム製とされており、制振用ロッド部材が振動部材に対して固定手段で連結固定されるようになっている。これにより、振動部材に振動が入力されると、振動部材に固定された制振用ロッド部材が入力荷重の作用によって変形して、制振用ロッド部材における内部摩擦等に基づいた減衰効果が発揮されるようになっている。従って、振動部材の振動が制振用ロッド部材の減衰効果によって抑えられて、車両における乗り心地や静粛性の向上を効果的に図ることが出来る。
【００１０】
また、制振用ロッド部材として、マグネシウム製のロッドを採用することにより、有効な制振効果を発揮する制振用ロッド部材を、比較的に軽量で実現することが出来る。従って、制振装置を装着することによる車両重量の増加を抑えつつ、目的とする制振性能を得ることが出来る。
【００１１】
さらに、マグネシウムは、比重に対する強度の比が大きく、軽量のロッド部材であっても充分な強度を得ることが出来る。それ故、振動の非入力下において撓みを抑えることが出来て、振動の入力時における制振用ロッド部材の変形を安定して生ぜしめることが出来る。
【００１２】
なお、制振用ロッド部材がマグネシウム製であるとは、制振用ロッド部材がマグネシウム単体（純マグネシウム）で形成されている場合だけをいうものではなく、制振用ロッド部材が、マグネシウムを主成分としてアルミニウム等の他の金属材料を混合したマグネシウム合金や、純マグネシウム或いはマグネシウム合金に各種の添加剤等を加えたもので形成されている場合も含む。
【００１３】
また、本発明に係る車両用制振装置においては、前記振動部材が自動車のフレームとされていても良い。
【００１４】
このように自動車のフレームに対して本発明に係る車両用制振装置を装着することにより、自動車のフレームにおいて問題となる低周波数振動の入力に際して、制振装置によってフレームの共振を効果的に抑えて、良好な乗り心地や優れた静粛性を提供することが出来る。
【００１５】
また、本発明に係る車両用制振装置においては、前記制振用ロッド部材における少なくとも長さ方向両端部にそれぞれ前記固定手段が設けられていると共に、該制振用ロッド部材の長さ方向の中間部分には、該制振用ロッド部材を前記振動部材に対して変位可能に連結する変位許容支持手段が設けられていることが望ましい。
【００１６】
これによれば、制振用ロッド部材の長さ方向の中間部分が振動部材に対して変位可能に連結されていることにより、振動の入力に際して、制振用ロッド部材の変形が充分に惹起されて、制振用ロッド部材の変形によって発揮される減衰性能を有効に得ることが出来る。しかも、制振用ロッド部材の長さ方向中間部分における変形乃至は変位が、変位許容支持手段によってある程度制限されることにより、制振用ロッド部材の過大な変位や変形を防いで、制振用ロッド部材が他部材に干渉するのを防止することが出来る。
【００１７】
さらに、制振用ロッド部材の長さ方向の中間部分が振動部材に対して連結されていることにより、制振用ロッド部材の自重による撓みを抑えて、振動の入力時における所期の変形を有効に生ぜしめて、目的とする減衰効果を発揮させることが出来る。
【００１８】
また、本発明に係る車両用制振装置においては、前記制振用ロッド部材の長さが、前記振動部材の振動モード方向における自由長の１／１０以上とされていることが望ましい。
【００１９】
このように制振用ロッド部材が振動部材の長さに対して充分な長さを有することにより、制振用ロッド部材を支持する固定手段の離間距離を充分に大きく確保することが出来て、制振用ロッド部材の変形を許容された部分の長さ（自由長）を長くとることが出来る。従って、振動の入力に際して、制振用ロッド部材の変形を感度よく生ぜしめることが出来て、制振性能をより効果的に得ることが出来る。
【００２０】
また、本発明に係る車両用制振装置においては、互いに異なる方向に延びる複数の前記制振用ロッド部材が一つの前記振動部材に対して各々複数の前記固定手段で連結固定されていても良い。
【００２１】
このような複数のロッド部材をそれぞれ複数の固定手段で振動部材に対して弾性連結した構造を採用することにより、振動部材において相互に異なる複数方向での共振が問題となる場合にも、各方向での共振現象に対して制振用ロッド部材の内部摩擦等による振動減衰効果を有効に得ることが出来る。
【００２２】
さらに、本発明に係る車両用制振装置において、複数の制振用ロッド部材が一つの振動部材に対して各々複数の固定手段で連結固定された構造を採用する場合には、前記振動部材の一つの面上で互いに交差する方向に複数の前記制振用ロッド部材を配設しても良い。
【００２３】
このように同一面上において、互いに交差する方向に延びる複数のロッド部材を設けることによっても、振動部材の複数方向での共振に対してそれぞれ有効な制振効果を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２５】
先ず、図１，図２には、本発明の第一の実施形態としての自動車用制振装置１０が示されている。この制振装置１０は、振動部材としての自動車のフレーム１２に対して取り付けられている。なお、以下の説明において、上下方向とは、車両上下方向となる図２中の上下方向を言うものとする。また、左右方向とは、車両左右方向となる図２中の左右方向を言うものとする。
【００２６】
より詳細には、制振装置１０は、制振用ロッド部材としてのマグネシウムロッド１４を備えている。マグネシウムロッド１４は、略一定の円形断面で直線的に延びる中実の円形棒状を有している。また、マグネシウムロッド１４は、例えば、マグネシウム合金を、砂型や金型を用いた鋳造や、押出し鍛造，展伸，圧延等の手段によって所定の形状に成形することで、好適に形成される。特に本実施形態では、マグネシウムロッド１４がダイカストによって形成されている。
【００２７】
また、本実施形態におけるマグネシウムロッド１４は、純度９９．９％の純マグネシウムや、純マグネシウムに近いＭ１合金，Ｋ１Ａ合金、更にはアルミニウムや亜鉛，ジルコニウム等を添加したＭｇ−Ａｌ系合金（例えば、ＡＭ５０やＡＺ３１，ＡＺ９１等）やＭｇ−Ｚｒ系合金（ＥＺ３３やＺＫ５１Ａ等）を含む一般的なマグネシウム合金等によって形成されている。なお、以下の説明においては、マグネシウムロッドの材料をマグネシウム合金として説明するが、マグネシウム合金とは、マグネシウムを主体として適当な金属や添加剤等を配合したものを言うのであって、純マグネシウムも微量の不純物を含むことから、ここで言うマグネシウム合金に含まれるものとする。更に、マグネシウムロッド１４の表面に防食処理（防食剤によるコーティング等）が施されていても良い。
【００２８】
また、マグネシウムロッド１４は、装着対象となるフレーム１２を構成する部材（後述する主材３４又は横材３５）よりも短い所定の長さで延びていると共に、フレーム１２を構成する部材に比して充分に軽量とされている。なお、マグネシウムロッド１４は、後述する制振効果を有効に得るために、フレーム１２の長手方向での長さに対して、１０分の１以上の長さとされていることが望ましい。また、マグネシウムロッド１４は、重量の増加や過剰な変形等を防ぐために、フレーム１２の３分の２以下の長さとされていることが望ましい。本実施形態では、後述するフレーム１２の主材３４に併設されるマグネシウムロッド１４の長さが主材３４の長さの５分の１程度とされていると共に、フレーム１２の横材３５に併設されるマグネシウムロッド１４の長さが横材３５の長さの３分の２程度とされている。
【００２９】
さらに、マグネシウムロッド１４の固有振動数は、フレーム１２の固有振動数とは異なる振動数とされており、特に、後述するマグネシウムロッド１４のフレーム１２への装着下、マグネシウムロッド１４の共振が、自動車の乗室内環境に悪影響（振動や異音等）を及ぼさないようになっていることが望ましい。
【００３０】
また、マグネシウムロッド１４の長手方向の両端部には、それぞれ固定手段としての連結ブラケット１６が取り付けられている。この連結ブラケット１６は、マグネシウムロッド１４をフレーム１２に対して連結する金具であって、本実施形態では、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０を含んで構成されている。
【００３１】
第一の分割金具１８は、略矩形ブロック形状を有しており、本実施形態では、鉄やアルミニウム合金等の金属材で形成された高剛性の部材となっている。また、第一の分割金具１８の左右方向一方の端部（図２中、左端部）には、端面に開口する第一の支持凹溝２２が形成されている。第一の支持凹溝２２は、略一定の半円形断面で直線的に延びており、本実施形態では、後述する連結ブラケット１６のフレーム１２への装着状態において車両前後方向に延びるように形成されている。また、第一の支持凹溝２２を挟んで上下両側には、内周面に雌ねじを刻設された螺着穴２３が所定距離を隔ててそれぞれ形成されている。
【００３２】
また、第一の分割金具１８の左右方向他方の端部（図２中、右端部）には、上下方向両側に広がる一対の取付フランジ２４，２４が一体形成されている。取付フランジ２４は、略矩形板形状であって、第一の分割金具１８の図２中における右側端部において上下方向外側に向かって延び出すように形成されている。また、取付フランジ２４の中央部分には、厚さ方向で貫通する取付用ボルト孔２６が形成されている。
【００３３】
一方、第二の分割金具２０は、略矩形ブロック形状を有しており、第一の分割金具１８と同様に、鉄やアルミニウム合金等の金属材で形成された高剛性の部材とされている。また、第二の分割金具２０の左右方向他方の端部（図２中、右端部）には、端面に開口する第二の支持凹溝２８が形成されている。第二の支持凹溝２８は、第一の支持凹溝２２と略対応する半円形断面を有しており、第一の支持凹溝２２と同じ方向で直線的に延びるように形成されている。また、第二の分割金具２０において第二の支持凹溝２８を挟んで上下両側には、それぞれボルト挿通孔３０が所定距離を隔てて形成されている。
【００３４】
そして、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０は、左右方向で相互に重ね合わされる。また、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０の重ね合わせ状態において、第一の分割金具１８に形成された螺着穴２３と第二の分割金具２０に形成されたボルト挿通孔３０が相互に位置合わせされており、ボルト挿通孔３０に挿通せしめられた固定用ボルト３２が螺着穴２３に螺着されて締め付けられることによって、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０が相互に固定されて、連結ブラケット１６が形成されるようになっている。
【００３５】
また、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０の組合わせ下、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０によって、マグネシウムロッド１４が支持されている。即ち、マグネシウムロッド１４は、第一の支持凹溝２２と第二の支持凹溝２８に嵌め込まれて第一の分割金具１８と第二の分割金具２０の間で挟持されるようになっている。これにより、マグネシウムロッド１４の長手方向両端部にそれぞれ連結ブラケット１６が固定されており、本実施形態に従う構造の制振装置１０が構成されている。なお、第一の支持凹溝２２と第二の支持凹溝２８は、マグネシウムロッド１４が確実に支持されるように、例えば、マグネシウムロッド１４よりも曲率半径が大きく、且つ最大深さがマグネシウムロッド１４の半径よりも小さい断面を有する溝形状とされていることが望ましい。また、マグネシウムロッド１４は、第一の分割金具１８や第二の分割金具２０に対して接着されていても良い。
【００３６】
このような本実施形態に係る制振装置１０は、連結ブラケット１６がフレーム１２に固定されることにより、フレーム１２に対して取り付けられるようになっている。フレーム１２は、フルフレーム構造の自動車におけるメインフレームや、モノコック構造の自動車におけるサブフレーム等を構成する部材であって、本実施形態では自動車のメインフレームとされている。より詳細には、フレーム１２は、図１，２に示されているように、略溝形状の断面をもって直線的に延びる鋼材を組み合わせて形成されており、図３に示されているように、車両左右方向で離隔して略車両前後方向に延びる一対の主材３４が、略車両左右方向に延びる複数の横材３５によって相互に連結された略梯子形の構造を有している。また、フレーム１２には、制振装置１０の取付箇所において内周面に雌ねじが形成された複数の取付用穴３６が形成されている。なお、図３に示されている制振装置１０およびフレーム１２は、概略である。
【００３７】
そして、連結ブラケット１６を構成する第一の分割金具１８の取付フランジ２４が、図２中の右側に開口する略溝形状とされたフレーム１２の底壁部分（図２における左側壁部）に対して、図２中の左側から重ね合わされる。そして、取付フランジ２４に形成された取付用ボルト孔２６に対して取付用ボルト３８が挿通せしめられると共に、取付用ボルト３８が、フレーム１２に形成されて内周面に雌ねじを形成された取付用穴３６に対して螺着されることにより、連結ブラケット１６がフレーム１２に対して固定されるようになっている。これによって、マグネシウムロッド１４が連結ブラケット１６を介してフレーム１２に固定されており、マグネシウムロッド１４がフレーム１２を構成する主材３４及び横材３５に併設されている。
【００３８】
なお、本実施形態では、図３に示されているように、車両左右方向で所定距離を隔てて車両前後方向に延びる二本の主材３４，３４と、車両左右方向に延びてそれら二本の主材３４，３４を相互に連結する三本の横材３５，３５，３５によって、フレーム１２が形成されている。そして、二本の主材３４，３４と、車両の前方側に位置する横材３５に対して各一つの制振装置１０がそれぞれ複数の連結ブラケット１６によって固定されており、主材３４，３４に取り付けられるマグネシウムロッド１４，１４と、横材３５に取り付けられるマグネシウムロッド１４が、互いに異なる方向に延びている。また、本実施形態では、主材３４に対して車両左右方向の内側に位置するように制振装置１０が装着されていると共に、横材３５に対して車両前後方向の前側に位置するように制振装置１０が装着されている。
【００３９】
かくの如き制振装置１０のフレーム１２への装着下、フレーム１２に振動が入力されると、入力荷重に基づいてマグネシウムロッド１４が撓み変形（曲げ変形）せしめられる。そこにおいて、マグネシウムは、内部摩擦等に起因するエネルギー損失に基づいた減衰能を有しており、振動入力に際してマグネシウムロッド１４の変形による減衰効果が有効に発揮されて、入力された振動を低減することが出来る。なお、減衰能とは、疲労限界応力以下の応力サイクル（要するに振動）が入力された場合に、振動エネルギーを熱に変換して吸収乃至は発散する性能を言う。
【００４０】
また、本実施形態に従う構造の制振装置１０では、比較的に小さな質量で充分な制振効果を得ることが出来ると共に、ロッド１４の材料として軽量のマグネシウムを主とするマグネシウム合金を採用することで、全体の重量を抑えることが出来る。それ故、車両重量の著しい増加を防止することが出来る。
【００４１】
特に、フレーム１２を鉄鋼製とすることで、充分な強度を有するフレーム１２を安価且つ製造容易に得ると共に、小型のマグネシウムロッド１４をフレーム１２に対して別体で装着することにより、フレーム１２に対して減衰性能を付与することが出来るようになっている。従って、鉄鋼に比して高価なマグネシウムの使用量を抑えてコストの増大を防ぎ、更には、充分な強度を得つつ、制振性能を大幅に向上させることが出来るのである。
【００４２】
さらに、比重に対する強度の比率が大きいマグネシウム製のロッド１４を採用することにより、小径で軽量のマグネシウムロッド１４であっても、充分な強度を得ることが出来る。それ故、自重による撓みを抑えて、振動の入力に際してマグネシウムロッド１４に所期の変形が高精度に惹起されるようになっている。従って、振動入力時に目的とする減衰効果が安定して発揮される。
【００４３】
また、本実施形態では、フレーム１２の主材３４に対してそれぞれ制振装置１０が装着されていると共に、横材３５には、主材３４に装着された制振装置１０とは異なる方向で制振装置１０が装着されている。これにより、互いに異なる方向で入力される複数の振動の何れに対しても、有効な制振効果が発揮されるようになっている。
【００４４】
次に、図４，５には、本発明の第二の実施形態としての自動車用制振装置４０が示されている。なお、以下の説明において、前記実施形態と実質的に同一の部材乃至部位については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００４５】
すなわち、本実施形態に係る制振装置４０では、マグネシウムロッド１４の長さ方向中間部分に変位許容支持手段としての弾性連結体４２が装着されている。より詳細には、弾性連結体４２は、図４に示されているように、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分に取り付けられており、図５に示されているように、連結ゴム弾性体４４と、連結ゴム弾性体４４をフレーム１２に取り付けるための取付金具４６を備えている。
【００４６】
連結ゴム弾性体４４は、略板形状を有しており、装着状態における車両左右方向一方の側（図５中、左側）の端面が円弧状の湾曲面とされていると共に、他方の側（図５中、右側）の端面が上下方向および前後方向に広がる略平坦な面とされている。また、連結ゴム弾性体４４の略中央部分には、厚さ方向で貫通する嵌着孔４８が形成されている。この嵌着孔４８は、マグネシウムロッド１４の直径と等しい内径を有する円形の貫通孔とされている。
【００４７】
そして、連結ゴム弾性体４４は、嵌着孔４８にマグネシウムロッド１４が挿通された状態で固着されることにより、マグネシウムロッド１４の長手方向両端部分にそれぞれ取り付けられている。特に本実施形態では、連結ゴム弾性体４４の取付け部分において、マグネシウムロッド１４の外周面が嵌着孔４８の内周面に対して接着されている。
【００４８】
なお、マグネシウムロッド１４に対する連結ゴム弾性体４４の固着は、マグネシウムロッド１４と嵌着孔４８の重ね合せ面に接着剤を塗布する等して実現することも可能であるが、本実施形態では、連結ゴム弾性体４４の成形時にマグネシウムロッド１４を加硫接着せしめることにより実現されている。以上より明らかなように、本実施形態では、連結ゴム弾性体４４がマグネシウムロッド１４を一体的に備えた一体加硫成形品として形成されている。また、マグネシウムロッド１４は、必ずしも連結ゴム弾性体４４に対して固着されていなくても良く、例えば、連結ゴム弾性体４４に形成された嵌着孔４８の直径をマグネシウムロッド１４の直径よりも小さくして、嵌着孔４８に対してマグネシウムロッド１４を押し込むことにより、連結ゴム弾性体４４の弾性力を利用して連結ゴム弾性体４４がマグネシウムロッド１４に対して非接着で取り付けられるようになっていても良い。
【００４９】
また、連結ゴム弾性体４４には、取付金具４６が組み付けられている。取付金具４６は、薄肉の金属板によって形成されており、連結ゴム弾性体４４における湾曲面で構成された側の側面および上下両端面に重ね合わされた状態で、連結ゴム弾性体４４に対して組み付けられている。また、取付金具４６の上下両端縁部には、上下方向で外側に向かって延び出す一対の固定片５０，５０が一体形成されており、各固定片５０には、厚さ方向で貫通するボルト孔５２が形成されている。かかる取付金具４６が連結ゴム弾性体４４に取り付けられることにより、弾性連結体４２が構成されており、弾性連結体４２がマグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分に装着されている。なお、取付金具４６は、連結ゴム弾性体４４に対して接着されていても良いし、非接着で組み付けられていても良い。
【００５０】
一方、マグネシウムロッド１４の長さ方向両端部分には、前記第一の実施形態と同様に、それぞれ連結ブラケット１６が装着されている。これにより、本実施形態における制振装置４０が形成されている。
【００５１】
かくの如き構造とされた制振装置４０は、フレーム１２に対して装着される。即ち、前記第一の実施形態と同様に連結ブラケット１６がフレーム１２に対してボルト固定されると共に、弾性連結体４２が、取付金具４６のボルト孔５２に挿通された装着用ボルト５４をフレーム１２に対して螺着せしめることにより、フレーム１２に取り付けられている。これにより、マグネシウムロッド１４は、長さ方向の両端部分がフレーム１２に対して変位不能に連結されていると共に、長さ方向の中央部分が、連結ゴム弾性体４４の弾性変形によってフレーム１２に対する相対的な変位を許容された状態で、フレーム１２に連結されている。
【００５２】
このような本実施形態に従う構造の自動車用制振装置４０においても、フレーム１２への装着下での振動入力に際して、マグネシウムロッド１４の変形による減衰を利用した制振効果が有効に発揮されるようになっており、自動車の乗り心地や静粛性の向上を図ることが出来る。
【００５３】
しかも、本実施形態では、振動の入力によってマグネシウムロッド１４が変形せしめられると、弾性連結体４２の連結ゴム弾性体４４が弾性変形せしめられて、連結ゴム弾性体４４の内部摩擦等に起因する減衰効果が発揮されるようになっている。このように、マグネシウムロッド１４の変形による減衰効果に加えて、連結ゴム弾性体４４の変形による減衰効果が発揮されることにより、より効果的な制振効果を得ることが出来て、自動車の振動状態を一層有利に改善することが出来る。
【００５４】
なお、本実施形態においては、マグネシウムロッド１４の周囲を取り囲むように連結ゴム弾性体４４が配設されており、連結ゴム弾性体４４が、直接に或いは取付金具４６を介して間接的にマグネシウムロッド１４とフレーム１２の間に介在せしめられている。それ故、マグネシウムロッド１４が何れの方向に曲げ変形せしめられた場合にも連結ゴム弾性体４４の弾性変形による減衰効果が安定して発揮されるようになっている。
【００５５】
さらに、本実施形態では、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分が弾性連結体４２によってフレーム１２に対して弾性的に連結されているが、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分における変形や変位は、連結ゴム弾性体４４の弾性変形によって充分に許容されるようになっており、マグネシウムロッド１４の変形が弾性連結体４２によって阻害されることなく有効に生ぜしめられるようになっている。
【００５６】
また、本実施形態では、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分に弾性連結体４２が装着されていることにより、例えば、衝撃的な大荷重の入力に際して、マグネシウムロッド１４の中央部分に過大な変形や変位が生ぜしめられるような場合には、マグネシウムロッド１４の変形乃至は変位が、弾性連結体４２によって制限されるようになっている。これにより、マグネシウムロッド１４が、過大な変形によって他部材に干渉するのを防ぐことが出来て、通常の振動入力時において目的とする制振効果を実現しつつ、大荷重の入力時において他部材およびマグネシウムロッド１４の当接による損傷を防止することが出来る。
【００５７】
また、本実施形態においては、マグネシウムロッド１４の周囲を取り囲むように連結ゴム弾性体４４が配設されており、連結ゴム弾性体４４が直接に、或いは取付金具４６を介して間接的にマグネシウムロッド１４とフレーム１２の間に介在せしめられており、マグネシウムロッド１４がフレーム１２に弾性支持されている。これにより、マグネシウムロッド１４が自重によって撓むのを防止して、振動の非入力状態において初期の形状に保持されるようになっている。それ故、振動入力時においてマグネシウムロッド１４の変形を安定して生ぜしめることが出来る。特に本実施形態では、マグネシウムロッド１４の撓みが最大となる長さ方向の中央部分を弾性連結体４２でフレーム１２に弾性支持せしめることにより、マグネシウムロッド１４の初期形状をより有利に保持することが出来る。
【００５８】
また、図８には、本発明の第三の実施形態として、自動車用の制振装置５６の要部が示されている。制振装置５６は、丸棒形状とされた制振用ロッド部材としてのマグネシウムロッド５８の両端部に板形状の取付片６０，６０が一体形成されていると共に、各取付片６０の中央部分に厚さ方向で貫通するボルト挿通孔６２が形成されている。また、制振装置５６が装着される振動部材としてのフレーム６４は、マグネシウムロッド５８の取付片６０に対応する部分が、マグネシウムロッド５８側に突出する台座部６６となっていると共に、台座部６６の略中央部分にボルト挿通孔６２に対応する取付用孔６８が貫通形成されている。
【００５９】
そして、取付片６０が台座部６６に重ね合わされて、取付片６０に形成されたボルト挿通孔６２と台座部６６に形成された取付用孔６８に取付用ボルト７０が挿通されると共に、取付用ボルト７０に対してナット７２が螺着されることにより、取付片６０と台座部６６が相互に固定されるようになっている。なお、取付片６０と台座部６６の協働により、本実施形態における固定手段が構成されている。
【００６０】
これによって、マグネシウムロッド５８がフレーム６４に対して併設されるようになっている。このような本態様に従う構造を採用した場合にも、マグネシウムロッド５８の内部におけるエネルギー損失を利用して、有効な減衰効果を得ることが出来る。なお、本態様において、マグネシウムロッド５８の材料や、フレーム６４の形状および材料等は、何れも前記第一の実施形態と同様である。
【００６１】
このように、制振用ロッド部材を振動部材に固定する固定手段は、特に限定されるものではなく、前記第一，第二の実施形態に示されているように、制振用ロッド部材が振動部材に対して連結ブラケット１６等の他部材を介して間接的に固定されるようになっていても良いし、本実施形態に示されているように、制振用ロッド部材が振動部材に対して直接にボルト等で固定されるようになっていても良い。
【００６２】
なお、本発明に従う構造の車両用制振装置によって有効な制振効果を得ることが出来ることは、実測結果によっても確認されている。即ち、図７に示されているような振動部材としてのフレーム７４に本発明に係る制振装置１０を装着して振動状態を測定した結果が、図８に示されている。
【００６３】
より詳細には、フレーム７４は、図７に示されているような梯子形のメインフレームであって、鉄鋼によって形成されており、車両前後方向（図７中の左右方向）の長さが５ｍ、車両左右方向（図７中の上下方向）の幅が２ｍとなっている。また、制振装置１０のマグネシウムロッド１４は、直径が３５ｍｍで長さが１ｍの丸棒形状であって、純マグネシウム製のものを採用した。そして、図７に示されているように、制振装置１０をフレーム７４の車両左右方向の右側部分に取り付けて、車両後方側（図７中、右側）に位置する連結ブラケット１６の取付位置において振動状態を測定した。なお、実測においては、前記第一の実施形態と略同一の構造を有する制振装置１０を使用していることから、ここでは構造の詳細な説明を省略する。また、図７においては、分かり易さのために、フレーム７４に対して制振装置１０が誇張されている。
【００６４】
そして、制振装置１０を装着した実施例と、制振装置１０を装着していない比較例を、それぞれ図示しない加振台によって加振して、周波数に対してフレーム７４の加速度の加振台の加速度に対する比を測定した。その実測結果が図８に示されており、フレーム７４に対して本発明に係る制振装置１０を装着した場合の実測結果が、実施例として実線で示されていると共に、フレーム７４に対して制振装置を装着しない場合の実測結果が、比較例として破線で示されている。
【００６５】
これによれば、本発明に係る制振装置１０をフレーム７４に装着することによって、フレーム７４の共振が問題となる１２Ｈｚ〜１８Ｈｚの周波数域において、３ｄＢ程の極めて効果的な制振効果が発揮されて、フレーム７４の振動状態が改善されていることが、実測結果からも確認された。また、図８に示されているように、数Ｈｚから３０Ｈｚの振動に対して有効な制振効果が発揮されていると共に、図８には示されていないが、３０Ｈｚよりも高い周波数域の振動（例えば、１００Ｈｚ程度の高周波振動）に対しても広い周波数域に亘って有効な制振効果が発揮され得ることが、実測によって確認された。なお、図８のグラフにおいて、横軸が入力振動の周波数を示すと共に、縦軸が加振台の加速度に対するフレーム７４の加速度の比を示す。
【００６６】
以上、本発明の幾つかの実施形態について説明してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００６７】
例えば、前記第一乃至第三の実施形態では、長手形状とされた一つの振動部材に対して一つの制振装置が装着されるようにした例が示されているが、互いに異なる方向に延びる複数の制振用ロッド部材を一つの振動部材に対して装着することで、一つの振動部材に対して複数の制振装置が装着されるようにしても良い。具体的には、例えば、図９に示されているように、複数のマグネシウムロッド１４，１４が相互に交差するように互いに異なる方向に延びており、それらマグネシウムロッド１４，１４が、それぞれ複数の連結ブラケット１６，１６によって、振動部材としてのフレーム７６の一つの面に対して取り付けられることにより、一つのフレーム７６に対して複数の制振装置１０，１０が装着されるようにしても良い。
【００６８】
このように複数の制振装置１０，１０を互いに異なる方向で各マグネシウムロッド１４が延びるように装着することにより、制振装置１０の装着面に対して平行な方向に振動が入力された場合において、複数の異なる方向で有効な制振効果を得ることが出来る。また、制振装置１０の装着面に対して直交する方向に振動が入力された場合には、各制振装置１０において発揮される減衰効果に基づいて、制振効果を一層効果的に得ることが出来る。
【００６９】
また、前記第一乃至第三の実施形態では、マグネシウムロッド１４，５８が直線的に延びる形状とされているが、制振用ロッド部材は、配設スペースや要求される性能等に応じて、その形状が適当に設定され得る。具体的には、例えば、制振用ロッド部材は、その長さ方向の中間部分が部分的に湾曲乃至は屈曲していても良いし、全体が湾曲していても良い。
【００７０】
また、前記第二の実施形態において、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分に変位許容支持手段としての弾性連結体４２を設けた構造が示されているが、変位許容支持手段は、前記第二の実施形態に示された構造に限定されるものではない。具体的には、例えば、制振用ロッド部材に対して軸直角方向で所定距離だけ離間するように拘束リングを配設して、大荷重の入力に際して、制振用ロッド部材の該拘束リングへの当接によって、制振用ロッド部材の変形が制限されるようになっていても良い。更に、前記第二の実施形態では、変位許容支持手段が連結ゴム弾性体４４を有する弾性連結体によって構成されているが、変位許容支持手段は、必ずしもゴム弾性体を含んで形成されていなくても良い。
【００７１】
また、前記第一，第二の実施形態では、自動車用の制振装置が示されているが、本発明は、自動車だけでなく、列車や自転車等の各種車両にも適用することが出来る。
【００７２】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一の実施形態としての制振装置の車両への装着状態を示す図２のＩ−Ｉ断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】同制振装置の車両への装着状態を示す平面図。
【図４】本発明の第二の実施形態としての制振装置の車両への装着状態を示す図５のＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図。
【図６】本発明の第三の実施形態としての制振装置の車両への装着状態を示す断面図。
【図７】本発明に係る制振装置を車両に装着した実施例を示す平面図。
【図８】図７の実施例による制振性能の実測結果を示すグラフ。
【図９】本発明の別の一実施形態としての制振装置の車両への装着状態を示す平面図。
【符号の説明】
【００７４】
１０，４０，５６：自動車用制振装置，１２，６４，７４，７６：フレーム，１４，５８：マグネシウムロッド，１６：連結ブラケット，４２：弾性連結体，６０：取付片，６６：台座部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のフレーム等の振動部材に対して取り付けられて、内部摩擦に基づく減衰効果によって該振動部材の振動を抑える車両用制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のフレーム等の振動部材（制振対象部材）において問題となる共振時の振動を低減する方法としては、例えば、特許文献１（特開２００４−２８１２４号公報）にも記載されているように、所定の質量を有するマス部材をばね部材によって振動部材に対して弾性的に連結したダイナミックダンパを配設する方法が、一般的に知られている。
【０００３】
ところで、最近では、衝突時における衝撃力の吸収や自動車の軽量化等を目的として、比較的に低剛性の部材が自動車に採用される場合がある。このような低剛性の部材では、従来から採用されていた高剛性の部材に比して、固有振動数が小さくなることから、共振時における振幅が大きくなり易い。そのため、低剛性部材の共振時における振動は、乗員に体感される程度に大きなものとなるおそれがあり、有効な制振が必要であると考えられている。
【０００４】
しかしながら、制振対象振動が低周波数域の振動であることから、目的とする制振効果を従来構造のダイナミックダンパによって実現しようとすると、ばね部材のばね定数を充分に小さくするか、或いはマス部材の質量を充分に大きくする必要があり、ばね部材の耐久性や車両重量の増加が問題となり易かった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、車両重量の大幅な増加を招くことなく、低周波数域を含む広い周波数域において振動部材の共振による振動状態の悪化を有効に防ぐことが出来る、新規な構造の車両用制振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００８】
すなわち、本発明は、車両の振動部材に取り付けられる制振装置であって、前記振動部材に対して併設されるマグネシウム製の制振用ロッド部材を有していると共に、該制振用ロッド部材を長手方向の複数箇所において該振動部材に対して固定する固定手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明に従う構造とされた車両用制振装置においては、制振用ロッド部材が、減衰能を有するマグネシウム製とされており、制振用ロッド部材が振動部材に対して固定手段で連結固定されるようになっている。これにより、振動部材に振動が入力されると、振動部材に固定された制振用ロッド部材が入力荷重の作用によって変形して、制振用ロッド部材における内部摩擦等に基づいた減衰効果が発揮されるようになっている。従って、振動部材の振動が制振用ロッド部材の減衰効果によって抑えられて、車両における乗り心地や静粛性の向上を効果的に図ることが出来る。
【００１０】
また、制振用ロッド部材として、マグネシウム製のロッドを採用することにより、有効な制振効果を発揮する制振用ロッド部材を、比較的に軽量で実現することが出来る。従って、制振装置を装着することによる車両重量の増加を抑えつつ、目的とする制振性能を得ることが出来る。
【００１１】
さらに、マグネシウムは、比重に対する強度の比が大きく、軽量のロッド部材であっても充分な強度を得ることが出来る。それ故、振動の非入力下において撓みを抑えることが出来て、振動の入力時における制振用ロッド部材の変形を安定して生ぜしめることが出来る。
【００１２】
なお、制振用ロッド部材がマグネシウム製であるとは、制振用ロッド部材がマグネシウム単体（純マグネシウム）で形成されている場合だけをいうものではなく、制振用ロッド部材が、マグネシウムを主成分としてアルミニウム等の他の金属材料を混合したマグネシウム合金や、純マグネシウム或いはマグネシウム合金に各種の添加剤等を加えたもので形成されている場合も含む。
【００１３】
また、本発明に係る車両用制振装置においては、前記振動部材が自動車のフレームとされていても良い。
【００１４】
このように自動車のフレームに対して本発明に係る車両用制振装置を装着することにより、自動車のフレームにおいて問題となる低周波数振動の入力に際して、制振装置によってフレームの共振を効果的に抑えて、良好な乗り心地や優れた静粛性を提供することが出来る。
【００１５】
また、本発明に係る車両用制振装置においては、前記制振用ロッド部材における少なくとも長さ方向両端部にそれぞれ前記固定手段が設けられていると共に、該制振用ロッド部材の長さ方向の中間部分には、該制振用ロッド部材を前記振動部材に対して変位可能に連結する変位許容支持手段が設けられていることが望ましい。
【００１６】
これによれば、制振用ロッド部材の長さ方向の中間部分が振動部材に対して変位可能に連結されていることにより、振動の入力に際して、制振用ロッド部材の変形が充分に惹起されて、制振用ロッド部材の変形によって発揮される減衰性能を有効に得ることが出来る。しかも、制振用ロッド部材の長さ方向中間部分における変形乃至は変位が、変位許容支持手段によってある程度制限されることにより、制振用ロッド部材の過大な変位や変形を防いで、制振用ロッド部材が他部材に干渉するのを防止することが出来る。
【００１７】
さらに、制振用ロッド部材の長さ方向の中間部分が振動部材に対して連結されていることにより、制振用ロッド部材の自重による撓みを抑えて、振動の入力時における所期の変形を有効に生ぜしめて、目的とする減衰効果を発揮させることが出来る。
【００１８】
また、本発明に係る車両用制振装置においては、前記制振用ロッド部材の長さが、前記振動部材の振動モード方向における自由長の１／１０以上とされていることが望ましい。
【００１９】
このように制振用ロッド部材が振動部材の長さに対して充分な長さを有することにより、制振用ロッド部材を支持する固定手段の離間距離を充分に大きく確保することが出来て、制振用ロッド部材の変形を許容された部分の長さ（自由長）を長くとることが出来る。従って、振動の入力に際して、制振用ロッド部材の変形を感度よく生ぜしめることが出来て、制振性能をより効果的に得ることが出来る。
【００２０】
また、本発明に係る車両用制振装置においては、互いに異なる方向に延びる複数の前記制振用ロッド部材が一つの前記振動部材に対して各々複数の前記固定手段で連結固定されていても良い。
【００２１】
このような複数のロッド部材をそれぞれ複数の固定手段で振動部材に対して弾性連結した構造を採用することにより、振動部材において相互に異なる複数方向での共振が問題となる場合にも、各方向での共振現象に対して制振用ロッド部材の内部摩擦等による振動減衰効果を有効に得ることが出来る。
【００２２】
さらに、本発明に係る車両用制振装置において、複数の制振用ロッド部材が一つの振動部材に対して各々複数の固定手段で連結固定された構造を採用する場合には、前記振動部材の一つの面上で互いに交差する方向に複数の前記制振用ロッド部材を配設しても良い。
【００２３】
このように同一面上において、互いに交差する方向に延びる複数のロッド部材を設けることによっても、振動部材の複数方向での共振に対してそれぞれ有効な制振効果を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２５】
先ず、図１，図２には、本発明の第一の実施形態としての自動車用制振装置１０が示されている。この制振装置１０は、振動部材としての自動車のフレーム１２に対して取り付けられている。なお、以下の説明において、上下方向とは、車両上下方向となる図２中の上下方向を言うものとする。また、左右方向とは、車両左右方向となる図２中の左右方向を言うものとする。
【００２６】
より詳細には、制振装置１０は、制振用ロッド部材としてのマグネシウムロッド１４を備えている。マグネシウムロッド１４は、略一定の円形断面で直線的に延びる中実の円形棒状を有している。また、マグネシウムロッド１４は、例えば、マグネシウム合金を、砂型や金型を用いた鋳造や、押出し鍛造，展伸，圧延等の手段によって所定の形状に成形することで、好適に形成される。特に本実施形態では、マグネシウムロッド１４がダイカストによって形成されている。
【００２７】
また、本実施形態におけるマグネシウムロッド１４は、純度９９．９％の純マグネシウムや、純マグネシウムに近いＭ１合金，Ｋ１Ａ合金、更にはアルミニウムや亜鉛，ジルコニウム等を添加したＭｇ−Ａｌ系合金（例えば、ＡＭ５０やＡＺ３１，ＡＺ９１等）やＭｇ−Ｚｒ系合金（ＥＺ３３やＺＫ５１Ａ等）を含む一般的なマグネシウム合金等によって形成されている。なお、以下の説明においては、マグネシウムロッドの材料をマグネシウム合金として説明するが、マグネシウム合金とは、マグネシウムを主体として適当な金属や添加剤等を配合したものを言うのであって、純マグネシウムも微量の不純物を含むことから、ここで言うマグネシウム合金に含まれるものとする。更に、マグネシウムロッド１４の表面に防食処理（防食剤によるコーティング等）が施されていても良い。
【００２８】
また、マグネシウムロッド１４は、装着対象となるフレーム１２を構成する部材（後述する主材３４又は横材３５）よりも短い所定の長さで延びていると共に、フレーム１２を構成する部材に比して充分に軽量とされている。なお、マグネシウムロッド１４は、後述する制振効果を有効に得るために、フレーム１２の長手方向での長さに対して、１０分の１以上の長さとされていることが望ましい。また、マグネシウムロッド１４は、重量の増加や過剰な変形等を防ぐために、フレーム１２の３分の２以下の長さとされていることが望ましい。本実施形態では、後述するフレーム１２の主材３４に併設されるマグネシウムロッド１４の長さが主材３４の長さの５分の１程度とされていると共に、フレーム１２の横材３５に併設されるマグネシウムロッド１４の長さが横材３５の長さの３分の２程度とされている。
【００２９】
さらに、マグネシウムロッド１４の固有振動数は、フレーム１２の固有振動数とは異なる振動数とされており、特に、後述するマグネシウムロッド１４のフレーム１２への装着下、マグネシウムロッド１４の共振が、自動車の乗室内環境に悪影響（振動や異音等）を及ぼさないようになっていることが望ましい。
【００３０】
また、マグネシウムロッド１４の長手方向の両端部には、それぞれ固定手段としての連結ブラケット１６が取り付けられている。この連結ブラケット１６は、マグネシウムロッド１４をフレーム１２に対して連結する金具であって、本実施形態では、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０を含んで構成されている。
【００３１】
第一の分割金具１８は、略矩形ブロック形状を有しており、本実施形態では、鉄やアルミニウム合金等の金属材で形成された高剛性の部材となっている。また、第一の分割金具１８の左右方向一方の端部（図２中、左端部）には、端面に開口する第一の支持凹溝２２が形成されている。第一の支持凹溝２２は、略一定の半円形断面で直線的に延びており、本実施形態では、後述する連結ブラケット１６のフレーム１２への装着状態において車両前後方向に延びるように形成されている。また、第一の支持凹溝２２を挟んで上下両側には、内周面に雌ねじを刻設された螺着穴２３が所定距離を隔ててそれぞれ形成されている。
【００３２】
また、第一の分割金具１８の左右方向他方の端部（図２中、右端部）には、上下方向両側に広がる一対の取付フランジ２４，２４が一体形成されている。取付フランジ２４は、略矩形板形状であって、第一の分割金具１８の図２中における右側端部において上下方向外側に向かって延び出すように形成されている。また、取付フランジ２４の中央部分には、厚さ方向で貫通する取付用ボルト孔２６が形成されている。
【００３３】
一方、第二の分割金具２０は、略矩形ブロック形状を有しており、第一の分割金具１８と同様に、鉄やアルミニウム合金等の金属材で形成された高剛性の部材とされている。また、第二の分割金具２０の左右方向他方の端部（図２中、右端部）には、端面に開口する第二の支持凹溝２８が形成されている。第二の支持凹溝２８は、第一の支持凹溝２２と略対応する半円形断面を有しており、第一の支持凹溝２２と同じ方向で直線的に延びるように形成されている。また、第二の分割金具２０において第二の支持凹溝２８を挟んで上下両側には、それぞれボルト挿通孔３０が所定距離を隔てて形成されている。
【００３４】
そして、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０は、左右方向で相互に重ね合わされる。また、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０の重ね合わせ状態において、第一の分割金具１８に形成された螺着穴２３と第二の分割金具２０に形成されたボルト挿通孔３０が相互に位置合わせされており、ボルト挿通孔３０に挿通せしめられた固定用ボルト３２が螺着穴２３に螺着されて締め付けられることによって、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０が相互に固定されて、連結ブラケット１６が形成されるようになっている。
【００３５】
また、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０の組合わせ下、第一の分割金具１８と第二の分割金具２０によって、マグネシウムロッド１４が支持されている。即ち、マグネシウムロッド１４は、第一の支持凹溝２２と第二の支持凹溝２８に嵌め込まれて第一の分割金具１８と第二の分割金具２０の間で挟持されるようになっている。これにより、マグネシウムロッド１４の長手方向両端部にそれぞれ連結ブラケット１６が固定されており、本実施形態に従う構造の制振装置１０が構成されている。なお、第一の支持凹溝２２と第二の支持凹溝２８は、マグネシウムロッド１４が確実に支持されるように、例えば、マグネシウムロッド１４よりも曲率半径が大きく、且つ最大深さがマグネシウムロッド１４の半径よりも小さい断面を有する溝形状とされていることが望ましい。また、マグネシウムロッド１４は、第一の分割金具１８や第二の分割金具２０に対して接着されていても良い。
【００３６】
このような本実施形態に係る制振装置１０は、連結ブラケット１６がフレーム１２に固定されることにより、フレーム１２に対して取り付けられるようになっている。フレーム１２は、フルフレーム構造の自動車におけるメインフレームや、モノコック構造の自動車におけるサブフレーム等を構成する部材であって、本実施形態では自動車のメインフレームとされている。より詳細には、フレーム１２は、図１，２に示されているように、略溝形状の断面をもって直線的に延びる鋼材を組み合わせて形成されており、図３に示されているように、車両左右方向で離隔して略車両前後方向に延びる一対の主材３４が、略車両左右方向に延びる複数の横材３５によって相互に連結された略梯子形の構造を有している。また、フレーム１２には、制振装置１０の取付箇所において内周面に雌ねじが形成された複数の取付用穴３６が形成されている。なお、図３に示されている制振装置１０およびフレーム１２は、概略である。
【００３７】
そして、連結ブラケット１６を構成する第一の分割金具１８の取付フランジ２４が、図２中の右側に開口する略溝形状とされたフレーム１２の底壁部分（図２における左側壁部）に対して、図２中の左側から重ね合わされる。そして、取付フランジ２４に形成された取付用ボルト孔２６に対して取付用ボルト３８が挿通せしめられると共に、取付用ボルト３８が、フレーム１２に形成されて内周面に雌ねじを形成された取付用穴３６に対して螺着されることにより、連結ブラケット１６がフレーム１２に対して固定されるようになっている。これによって、マグネシウムロッド１４が連結ブラケット１６を介してフレーム１２に固定されており、マグネシウムロッド１４がフレーム１２を構成する主材３４及び横材３５に併設されている。
【００３８】
なお、本実施形態では、図３に示されているように、車両左右方向で所定距離を隔てて車両前後方向に延びる二本の主材３４，３４と、車両左右方向に延びてそれら二本の主材３４，３４を相互に連結する三本の横材３５，３５，３５によって、フレーム１２が形成されている。そして、二本の主材３４，３４と、車両の前方側に位置する横材３５に対して各一つの制振装置１０がそれぞれ複数の連結ブラケット１６によって固定されており、主材３４，３４に取り付けられるマグネシウムロッド１４，１４と、横材３５に取り付けられるマグネシウムロッド１４が、互いに異なる方向に延びている。また、本実施形態では、主材３４に対して車両左右方向の内側に位置するように制振装置１０が装着されていると共に、横材３５に対して車両前後方向の前側に位置するように制振装置１０が装着されている。
【００３９】
かくの如き制振装置１０のフレーム１２への装着下、フレーム１２に振動が入力されると、入力荷重に基づいてマグネシウムロッド１４が撓み変形（曲げ変形）せしめられる。そこにおいて、マグネシウムは、内部摩擦等に起因するエネルギー損失に基づいた減衰能を有しており、振動入力に際してマグネシウムロッド１４の変形による減衰効果が有効に発揮されて、入力された振動を低減することが出来る。なお、減衰能とは、疲労限界応力以下の応力サイクル（要するに振動）が入力された場合に、振動エネルギーを熱に変換して吸収乃至は発散する性能を言う。
【００４０】
また、本実施形態に従う構造の制振装置１０では、比較的に小さな質量で充分な制振効果を得ることが出来ると共に、ロッド１４の材料として軽量のマグネシウムを主とするマグネシウム合金を採用することで、全体の重量を抑えることが出来る。それ故、車両重量の著しい増加を防止することが出来る。
【００４１】
特に、フレーム１２を鉄鋼製とすることで、充分な強度を有するフレーム１２を安価且つ製造容易に得ると共に、小型のマグネシウムロッド１４をフレーム１２に対して別体で装着することにより、フレーム１２に対して減衰性能を付与することが出来るようになっている。従って、鉄鋼に比して高価なマグネシウムの使用量を抑えてコストの増大を防ぎ、更には、充分な強度を得つつ、制振性能を大幅に向上させることが出来るのである。
【００４２】
さらに、比重に対する強度の比率が大きいマグネシウム製のロッド１４を採用することにより、小径で軽量のマグネシウムロッド１４であっても、充分な強度を得ることが出来る。それ故、自重による撓みを抑えて、振動の入力に際してマグネシウムロッド１４に所期の変形が高精度に惹起されるようになっている。従って、振動入力時に目的とする減衰効果が安定して発揮される。
【００４３】
また、本実施形態では、フレーム１２の主材３４に対してそれぞれ制振装置１０が装着されていると共に、横材３５には、主材３４に装着された制振装置１０とは異なる方向で制振装置１０が装着されている。これにより、互いに異なる方向で入力される複数の振動の何れに対しても、有効な制振効果が発揮されるようになっている。
【００４４】
次に、図４，５には、本発明の第二の実施形態としての自動車用制振装置４０が示されている。なお、以下の説明において、前記実施形態と実質的に同一の部材乃至部位については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００４５】
すなわち、本実施形態に係る制振装置４０では、マグネシウムロッド１４の長さ方向中間部分に変位許容支持手段としての弾性連結体４２が装着されている。より詳細には、弾性連結体４２は、図４に示されているように、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分に取り付けられており、図５に示されているように、連結ゴム弾性体４４と、連結ゴム弾性体４４をフレーム１２に取り付けるための取付金具４６を備えている。
【００４６】
連結ゴム弾性体４４は、略板形状を有しており、装着状態における車両左右方向一方の側（図５中、左側）の端面が円弧状の湾曲面とされていると共に、他方の側（図５中、右側）の端面が上下方向および前後方向に広がる略平坦な面とされている。また、連結ゴム弾性体４４の略中央部分には、厚さ方向で貫通する嵌着孔４８が形成されている。この嵌着孔４８は、マグネシウムロッド１４の直径と等しい内径を有する円形の貫通孔とされている。
【００４７】
そして、連結ゴム弾性体４４は、嵌着孔４８にマグネシウムロッド１４が挿通された状態で固着されることにより、マグネシウムロッド１４の長手方向両端部分にそれぞれ取り付けられている。特に本実施形態では、連結ゴム弾性体４４の取付け部分において、マグネシウムロッド１４の外周面が嵌着孔４８の内周面に対して接着されている。
【００４８】
なお、マグネシウムロッド１４に対する連結ゴム弾性体４４の固着は、マグネシウムロッド１４と嵌着孔４８の重ね合せ面に接着剤を塗布する等して実現することも可能であるが、本実施形態では、連結ゴム弾性体４４の成形時にマグネシウムロッド１４を加硫接着せしめることにより実現されている。以上より明らかなように、本実施形態では、連結ゴム弾性体４４がマグネシウムロッド１４を一体的に備えた一体加硫成形品として形成されている。また、マグネシウムロッド１４は、必ずしも連結ゴム弾性体４４に対して固着されていなくても良く、例えば、連結ゴム弾性体４４に形成された嵌着孔４８の直径をマグネシウムロッド１４の直径よりも小さくして、嵌着孔４８に対してマグネシウムロッド１４を押し込むことにより、連結ゴム弾性体４４の弾性力を利用して連結ゴム弾性体４４がマグネシウムロッド１４に対して非接着で取り付けられるようになっていても良い。
【００４９】
また、連結ゴム弾性体４４には、取付金具４６が組み付けられている。取付金具４６は、薄肉の金属板によって形成されており、連結ゴム弾性体４４における湾曲面で構成された側の側面および上下両端面に重ね合わされた状態で、連結ゴム弾性体４４に対して組み付けられている。また、取付金具４６の上下両端縁部には、上下方向で外側に向かって延び出す一対の固定片５０，５０が一体形成されており、各固定片５０には、厚さ方向で貫通するボルト孔５２が形成されている。かかる取付金具４６が連結ゴム弾性体４４に取り付けられることにより、弾性連結体４２が構成されており、弾性連結体４２がマグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分に装着されている。なお、取付金具４６は、連結ゴム弾性体４４に対して接着されていても良いし、非接着で組み付けられていても良い。
【００５０】
一方、マグネシウムロッド１４の長さ方向両端部分には、前記第一の実施形態と同様に、それぞれ連結ブラケット１６が装着されている。これにより、本実施形態における制振装置４０が形成されている。
【００５１】
かくの如き構造とされた制振装置４０は、フレーム１２に対して装着される。即ち、前記第一の実施形態と同様に連結ブラケット１６がフレーム１２に対してボルト固定されると共に、弾性連結体４２が、取付金具４６のボルト孔５２に挿通された装着用ボルト５４をフレーム１２に対して螺着せしめることにより、フレーム１２に取り付けられている。これにより、マグネシウムロッド１４は、長さ方向の両端部分がフレーム１２に対して変位不能に連結されていると共に、長さ方向の中央部分が、連結ゴム弾性体４４の弾性変形によってフレーム１２に対する相対的な変位を許容された状態で、フレーム１２に連結されている。
【００５２】
このような本実施形態に従う構造の自動車用制振装置４０においても、フレーム１２への装着下での振動入力に際して、マグネシウムロッド１４の変形による減衰を利用した制振効果が有効に発揮されるようになっており、自動車の乗り心地や静粛性の向上を図ることが出来る。
【００５３】
しかも、本実施形態では、振動の入力によってマグネシウムロッド１４が変形せしめられると、弾性連結体４２の連結ゴム弾性体４４が弾性変形せしめられて、連結ゴム弾性体４４の内部摩擦等に起因する減衰効果が発揮されるようになっている。このように、マグネシウムロッド１４の変形による減衰効果に加えて、連結ゴム弾性体４４の変形による減衰効果が発揮されることにより、より効果的な制振効果を得ることが出来て、自動車の振動状態を一層有利に改善することが出来る。
【００５４】
なお、本実施形態においては、マグネシウムロッド１４の周囲を取り囲むように連結ゴム弾性体４４が配設されており、連結ゴム弾性体４４が、直接に或いは取付金具４６を介して間接的にマグネシウムロッド１４とフレーム１２の間に介在せしめられている。それ故、マグネシウムロッド１４が何れの方向に曲げ変形せしめられた場合にも連結ゴム弾性体４４の弾性変形による減衰効果が安定して発揮されるようになっている。
【００５５】
さらに、本実施形態では、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分が弾性連結体４２によってフレーム１２に対して弾性的に連結されているが、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分における変形や変位は、連結ゴム弾性体４４の弾性変形によって充分に許容されるようになっており、マグネシウムロッド１４の変形が弾性連結体４２によって阻害されることなく有効に生ぜしめられるようになっている。
【００５６】
また、本実施形態では、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分に弾性連結体４２が装着されていることにより、例えば、衝撃的な大荷重の入力に際して、マグネシウムロッド１４の中央部分に過大な変形や変位が生ぜしめられるような場合には、マグネシウムロッド１４の変形乃至は変位が、弾性連結体４２によって制限されるようになっている。これにより、マグネシウムロッド１４が、過大な変形によって他部材に干渉するのを防ぐことが出来て、通常の振動入力時において目的とする制振効果を実現しつつ、大荷重の入力時において他部材およびマグネシウムロッド１４の当接による損傷を防止することが出来る。
【００５７】
また、本実施形態においては、マグネシウムロッド１４の周囲を取り囲むように連結ゴム弾性体４４が配設されており、連結ゴム弾性体４４が直接に、或いは取付金具４６を介して間接的にマグネシウムロッド１４とフレーム１２の間に介在せしめられており、マグネシウムロッド１４がフレーム１２に弾性支持されている。これにより、マグネシウムロッド１４が自重によって撓むのを防止して、振動の非入力状態において初期の形状に保持されるようになっている。それ故、振動入力時においてマグネシウムロッド１４の変形を安定して生ぜしめることが出来る。特に本実施形態では、マグネシウムロッド１４の撓みが最大となる長さ方向の中央部分を弾性連結体４２でフレーム１２に弾性支持せしめることにより、マグネシウムロッド１４の初期形状をより有利に保持することが出来る。
【００５８】
また、図８には、本発明の第三の実施形態として、自動車用の制振装置５６の要部が示されている。制振装置５６は、丸棒形状とされた制振用ロッド部材としてのマグネシウムロッド５８の両端部に板形状の取付片６０，６０が一体形成されていると共に、各取付片６０の中央部分に厚さ方向で貫通するボルト挿通孔６２が形成されている。また、制振装置５６が装着される振動部材としてのフレーム６４は、マグネシウムロッド５８の取付片６０に対応する部分が、マグネシウムロッド５８側に突出する台座部６６となっていると共に、台座部６６の略中央部分にボルト挿通孔６２に対応する取付用孔６８が貫通形成されている。
【００５９】
そして、取付片６０が台座部６６に重ね合わされて、取付片６０に形成されたボルト挿通孔６２と台座部６６に形成された取付用孔６８に取付用ボルト７０が挿通されると共に、取付用ボルト７０に対してナット７２が螺着されることにより、取付片６０と台座部６６が相互に固定されるようになっている。なお、取付片６０と台座部６６の協働により、本実施形態における固定手段が構成されている。
【００６０】
これによって、マグネシウムロッド５８がフレーム６４に対して併設されるようになっている。このような本態様に従う構造を採用した場合にも、マグネシウムロッド５８の内部におけるエネルギー損失を利用して、有効な減衰効果を得ることが出来る。なお、本態様において、マグネシウムロッド５８の材料や、フレーム６４の形状および材料等は、何れも前記第一の実施形態と同様である。
【００６１】
このように、制振用ロッド部材を振動部材に固定する固定手段は、特に限定されるものではなく、前記第一，第二の実施形態に示されているように、制振用ロッド部材が振動部材に対して連結ブラケット１６等の他部材を介して間接的に固定されるようになっていても良いし、本実施形態に示されているように、制振用ロッド部材が振動部材に対して直接にボルト等で固定されるようになっていても良い。
【００６２】
なお、本発明に従う構造の車両用制振装置によって有効な制振効果を得ることが出来ることは、実測結果によっても確認されている。即ち、図７に示されているような振動部材としてのフレーム７４に本発明に係る制振装置１０を装着して振動状態を測定した結果が、図８に示されている。
【００６３】
より詳細には、フレーム７４は、図７に示されているような梯子形のメインフレームであって、鉄鋼によって形成されており、車両前後方向（図７中の左右方向）の長さが５ｍ、車両左右方向（図７中の上下方向）の幅が２ｍとなっている。また、制振装置１０のマグネシウムロッド１４は、直径が３５ｍｍで長さが１ｍの丸棒形状であって、純マグネシウム製のものを採用した。そして、図７に示されているように、制振装置１０をフレーム７４の車両左右方向の右側部分に取り付けて、車両後方側（図７中、右側）に位置する連結ブラケット１６の取付位置において振動状態を測定した。なお、実測においては、前記第一の実施形態と略同一の構造を有する制振装置１０を使用していることから、ここでは構造の詳細な説明を省略する。また、図７においては、分かり易さのために、フレーム７４に対して制振装置１０が誇張されている。
【００６４】
そして、制振装置１０を装着した実施例と、制振装置１０を装着していない比較例を、それぞれ図示しない加振台によって加振して、周波数に対してフレーム７４の加速度の加振台の加速度に対する比を測定した。その実測結果が図８に示されており、フレーム７４に対して本発明に係る制振装置１０を装着した場合の実測結果が、実施例として実線で示されていると共に、フレーム７４に対して制振装置を装着しない場合の実測結果が、比較例として破線で示されている。
【００６５】
これによれば、本発明に係る制振装置１０をフレーム７４に装着することによって、フレーム７４の共振が問題となる１２Ｈｚ〜１８Ｈｚの周波数域において、３ｄＢ程の極めて効果的な制振効果が発揮されて、フレーム７４の振動状態が改善されていることが、実測結果からも確認された。また、図８に示されているように、数Ｈｚから３０Ｈｚの振動に対して有効な制振効果が発揮されていると共に、図８には示されていないが、３０Ｈｚよりも高い周波数域の振動（例えば、１００Ｈｚ程度の高周波振動）に対しても広い周波数域に亘って有効な制振効果が発揮され得ることが、実測によって確認された。なお、図８のグラフにおいて、横軸が入力振動の周波数を示すと共に、縦軸が加振台の加速度に対するフレーム７４の加速度の比を示す。
【００６６】
以上、本発明の幾つかの実施形態について説明してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００６７】
例えば、前記第一乃至第三の実施形態では、長手形状とされた一つの振動部材に対して一つの制振装置が装着されるようにした例が示されているが、互いに異なる方向に延びる複数の制振用ロッド部材を一つの振動部材に対して装着することで、一つの振動部材に対して複数の制振装置が装着されるようにしても良い。具体的には、例えば、図９に示されているように、複数のマグネシウムロッド１４，１４が相互に交差するように互いに異なる方向に延びており、それらマグネシウムロッド１４，１４が、それぞれ複数の連結ブラケット１６，１６によって、振動部材としてのフレーム７６の一つの面に対して取り付けられることにより、一つのフレーム７６に対して複数の制振装置１０，１０が装着されるようにしても良い。
【００６８】
このように複数の制振装置１０，１０を互いに異なる方向で各マグネシウムロッド１４が延びるように装着することにより、制振装置１０の装着面に対して平行な方向に振動が入力された場合において、複数の異なる方向で有効な制振効果を得ることが出来る。また、制振装置１０の装着面に対して直交する方向に振動が入力された場合には、各制振装置１０において発揮される減衰効果に基づいて、制振効果を一層効果的に得ることが出来る。
【００６９】
また、前記第一乃至第三の実施形態では、マグネシウムロッド１４，５８が直線的に延びる形状とされているが、制振用ロッド部材は、配設スペースや要求される性能等に応じて、その形状が適当に設定され得る。具体的には、例えば、制振用ロッド部材は、その長さ方向の中間部分が部分的に湾曲乃至は屈曲していても良いし、全体が湾曲していても良い。
【００７０】
また、前記第二の実施形態において、マグネシウムロッド１４の長さ方向中央部分に変位許容支持手段としての弾性連結体４２を設けた構造が示されているが、変位許容支持手段は、前記第二の実施形態に示された構造に限定されるものではない。具体的には、例えば、制振用ロッド部材に対して軸直角方向で所定距離だけ離間するように拘束リングを配設して、大荷重の入力に際して、制振用ロッド部材の該拘束リングへの当接によって、制振用ロッド部材の変形が制限されるようになっていても良い。更に、前記第二の実施形態では、変位許容支持手段が連結ゴム弾性体４４を有する弾性連結体によって構成されているが、変位許容支持手段は、必ずしもゴム弾性体を含んで形成されていなくても良い。
【００７１】
また、前記第一，第二の実施形態では、自動車用の制振装置が示されているが、本発明は、自動車だけでなく、列車や自転車等の各種車両にも適用することが出来る。
【００７２】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一の実施形態としての制振装置の車両への装着状態を示す図２のＩ−Ｉ断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】同制振装置の車両への装着状態を示す平面図。
【図４】本発明の第二の実施形態としての制振装置の車両への装着状態を示す図５のＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図。
【図６】本発明の第三の実施形態としての制振装置の車両への装着状態を示す断面図。
【図７】本発明に係る制振装置を車両に装着した実施例を示す平面図。
【図８】図７の実施例による制振性能の実測結果を示すグラフ。
【図９】本発明の別の一実施形態としての制振装置の車両への装着状態を示す平面図。
【符号の説明】
【００７４】
１０，４０，５６：自動車用制振装置，１２，６４，７４，７６：フレーム，１４，５８：マグネシウムロッド，１６：連結ブラケット，４２：弾性連結体，６０：取付片，６６：台座部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の振動部材に取り付けられる制振装置であって、
前記振動部材に対して併設されるマグネシウム製の制振用ロッド部材を有していると共に、該制振用ロッド部材を長手方向の複数箇所において該振動部材に対して固定する固定手段が設けられていることを特徴とする車両用制振装置。
【請求項２】
前記振動部材が自動車のフレームとされている請求項１に記載の車両用制振装置。
【請求項３】
前記制振用ロッド部材における少なくとも長さ方向両端部にそれぞれ前記固定手段が設けられていると共に、該制振用ロッド部材の長さ方向の中間部分には、該制振用ロッド部材を前記振動部材に対して変位可能に連結する変位許容支持手段が設けられている請求項１又は２に記載の車両用制振装置。
【請求項４】
前記制振用ロッド部材の長さが、前記振動部材の振動モード方向における自由長の１／１０以上とされている請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用制振装置。
【請求項５】
互いに異なる方向に延びる複数の前記制振用ロッド部材が一つの前記振動部材に対して各々複数の前記固定手段で連結固定されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両用制振装置。
【請求項６】
前記振動部材の一つの面上で互いに交差する方向に複数の前記制振用ロッド部材を配設した請求項５に記載の車両用制振装置。
【請求項１】
車両の振動部材に取り付けられる制振装置であって、
前記振動部材に対して併設されるマグネシウム製の制振用ロッド部材を有していると共に、該制振用ロッド部材を長手方向の複数箇所において該振動部材に対して固定する固定手段が設けられていることを特徴とする車両用制振装置。
【請求項２】
前記振動部材が自動車のフレームとされている請求項１に記載の車両用制振装置。
【請求項３】
前記制振用ロッド部材における少なくとも長さ方向両端部にそれぞれ前記固定手段が設けられていると共に、該制振用ロッド部材の長さ方向の中間部分には、該制振用ロッド部材を前記振動部材に対して変位可能に連結する変位許容支持手段が設けられている請求項１又は２に記載の車両用制振装置。
【請求項４】
前記制振用ロッド部材の長さが、前記振動部材の振動モード方向における自由長の１／１０以上とされている請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用制振装置。
【請求項５】
互いに異なる方向に延びる複数の前記制振用ロッド部材が一つの前記振動部材に対して各々複数の前記固定手段で連結固定されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両用制振装置。
【請求項６】
前記振動部材の一つの面上で互いに交差する方向に複数の前記制振用ロッド部材を配設した請求項５に記載の車両用制振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２０４０４８（Ｐ２００９−２０４０４８Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４５６７８（Ｐ２００８−４５６７８）
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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