| 【発明の名称】 |
排気管支持装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】河本 洋一
【氏名】草下 真一
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| 【要約】 |
【課題】サージングが発生する周波数域を２以上に分散して全体として低動ばね化を図る。
【解決手段】ゴム弾性体により同一厚みを有するハンガーラバー１を一体に形成し、上端部を第１取付部１１、下端部を第２取付部とする。第１取付部に車体側の支持部材が装入される第１取付孔２ａを、第２取付部に排気管の支持部材が装入される第２取付孔２ｂをそれぞれ貫通形成する。第１及び第２取付孔間に、種々の形状の透孔５１〜５７と、凹溝６１，６２を形成することにより、第１及び第２取付孔を互いに連結する８つの経路を有する連結ばね部７１〜７８を形成し、各経路の連結ばね部の長さ及び断面積を互いに異ならせてそれぞれの固有周波数が互いに異なるようにする。各連結ばね部の複数種類の固有周波数に対応してサージングの生じる共振周波数域を複数に分散させ、各共振エネルギーの低減化により各共振による動ばねのジャンプ度合いを低減させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 排気管を被支持体に対し吊り下げ支持する排気管支持装置において、上端側に配設されて上記被支持体側に取り付けられる第１取付部と、下端側に配設されて上記排気管側に取り付けられる第２取付部と、上記第１取付部と第２取付部とを互いに連結するものであって互いに異なる固有周波数を有するように形成された２以上の連結ばね部とを備えていることを特徴とする排気管支持装置。
【請求項２】 請求項１において、各連結ばね部は、ゴム弾性体により長さ及び断面積の一方もしくは双方が互いに異なるように形成されていることを特徴とする排気管支持装置。
【請求項３】 請求項２において、互いに隣接する両連結ばね部は、第１取付部と第２取付部とを結ぶ経路の一部部分が共通にされていることを特徴とする排気管支持装置。
【請求項４】 請求項２において、第１取付部と、第２取付部と、各連結ばね部とがゴム弾性体により一体に形成され、互いに隣接する両連結ばね部は、その両連結ばね部間に配設されて内周面が滑らかに湾曲した形状の透孔により隔てられていることを特徴とする排気管支持装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原動機等の振動発生源に接続された排気管を車体等の被支持体に対し吊り下げ支持するために用いられる排気管支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の排気管支持装置として、例えば図６に示すようなものが知られている（例えば実開平２−２４０２８号公報、実開平４−８４７１１号公報参照）。このものは、被支持体としての車体側の支持部材が嵌入される第１取付孔２ａを有する第１取付部と、排気管の支持部材が嵌入される第２取付孔２ｂを有する第２取付部と、この第１取付部と第２取付部とをその両側位置で互いに連結する一対の連結ばね部７００，７００とが同一の肉厚（図６の紙面に直交する方向の厚み）を有するゴム弾性体により一体にかつ少なくとも左右対称形状に形成されたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の排気管支持装置においては、上記一対の連結ばね部７００，７００が左右対称形状に形成されてその質量及びばね定数が共に同じになるため、その一対の連結ばね部７００，７００が固有振動を生じる固有周波数は互いに同一になる。このため、図８もしくは図９に例示するように上記質量及びばね定数により定まる一箇所の特定高周波領域（図例では５００Ｈｚ前後の各周波数域）で位相の反転が生じるとともに、上記一対の連結ばね部７００，７００は上下の車体及び排気管の動きとは関係なく共振（サージング）が生じることになる。この共振の結果、動ばね定数のジャンプ（急増）が生じてその値が高くなり振動の伝達率の悪化を招くことになる一方、その共振が排気管自体の固有周波数域または車体側の固有周波数域（例えばいわゆるワンボックスカーであると３００〜４００Ｈｚ）と重なると、こもり音の増大等を招くことになる。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サージングが発生する周波数域を２以上に分散して全体として低動ばね化を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載の如く、排気管４０（図１参照）を被支持体３０に対し吊り下げ支持する排気管支持装置を前提とし、上端側に配設されて上記被支持体３０側に取り付けられる第１取付部１１０と、下端側に配設されて上記排気管４０側に取り付けられる第２取付部１２０と、上記第１取付部１１０と第２取付部１２０とを互いに連結するものであって互いに異なる固有周波数を有するように形成された２以上の連結ばね部７０ａ，７０ｂ，７０ｃとを備えることを基本事項として特定するものである。
【０００６】ここで、排気管４０としては振動源である原動機に接続されて原動機からの振動が伝達されるものであり、排気管本体の他にこの排気管本体に連通されるマフラー等も含むものである。また、被支持体３０としてはその原動機が搭載された車体の他に固定設置物であってもよい。第１取付部１１０もしくは第２取付部１２０としては被支持体３０もしくは排気管４０からの支持部材が装入される取付孔を備えたものであっても、逆に上記被支持体３０もしくは排気管４０の取付孔に対し取り付けられる支持部を備えたものであってもよい。上記第１取付部１１０と第２取付部１２０と各連結ばね部７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，とを例えばゴムにより互いに一体に形成しても、あるいは、互いに別体により形成して接続するようにしてもよい。上記連結ばね部の本数としては、互いに異なる固有周波数のものが最低２本あればよく、好ましくは３本以上、あるいは、４本以上あればよい。なお、上記の「２本」もしくは「３本」は異なる固有周波数が「２種類」もしくは「３種類」と等価である。また、上記各連結ばね部７０ａ，７０ｂ，７０ｃとして、個別のマス部材とばね部材とにより形成してもよく、この場合には、ばね部材としてのゴム弾性体中にマス部材としての重錘を埋め込むことにより連結ばね部を構成してもよい。そして、上記マス部材の質量と、ばね部材のばね定数とを各連結ばね部で変化するように設定することにより、それぞれの固有周波数を変化させるようにすればよい。一方、各連結ばね部７０ａ，７０ｂ，７０ｃをゴム弾性体により形成する場合には、請求項２記載の如くその長さ及び断面積の一方もしくは双方を互いに異なるように設定することにより、それぞれの連結ばね部の固有周波数を互いに異なるようにすることができる。
【０００７】上記の本発明の構成の場合、第１取付部と第２取付部とを互いに連結する２以上の連結ばね部が互いに異なる固有周波数を有しているため、サージングが生じる周波数域も２以上に分散されることになる。この分散された各サージング域での位相反転のエネルギーは１つの周波数域でのみサージングが生じる場合と比べ小さくなるため、各サージング域における絶対ばね定数のジャンプの度合いも上記１つの周波数域でのみサージングが生じる従来の場合よりも小さくなり、全体として低動ばね化（絶対ばね定数の低減化）が図られることになる。
【０００８】また、この発明において、各連結ばね部をゴム弾性体により形成する場合に、請求項３記載の如く互いに隣接する両連結ばね部の第１取付部と第２取付部とを結ぶ経路の一部を共通にすることにより、互いに一部が共通の部分を有する２本の連結ばね部を形成すれば、見掛け上は２本の連結ばね部であっても、第１取付部と第２取付部とを接続する経路を４本にすることが可能になり、それに伴い４種類の固有周波数を備えるようにすることが可能になる。
【０００９】さらに、上記発明において、請求項４記載の如く第１取付部と、第２取付部と、各連結ばね部とをゴム弾性体によって一体に形成し、互いに隣接する両連結ばね部を、その両連結ばね部間に配設されて内周面が滑らかに湾曲した形状の透孔によって隔てるようにすることにより、局部的な応力集中を回避する上で有利となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００１１】図２は、本発明の実施形態に係る排気管支持装置としてのハンガーラバー１を示している。このハンガーラバー１は、均一なゴム弾性体により一定厚みを有し上下方向に長い略楕円もしくは略長円形状に形成されている。このハンガーラバー１は、その上端部に第１取付孔２ａが形成された第１取付部１１と、下端部に第２取付孔２ｂが形成された第２取付部１２とを有している。そして、上記第１取付孔２ａに対し被支持体としての車体３側の支持部材３ａが装入され、上記第２取付孔２ｂに対し排気管４側の支持部材４ａが装入されており、これにより、排気管４が車体３に対しハンガーラバー１を介して吊り下げ支持されている。
【００１２】図３〜図５は上記ハンガーラバー１の具体的形状を示している。このハンガーラバー１の上記第１及び第２の両取付孔２ａ，２ｂの間の部分には、種々の形状の複数（図例では７つ）の透孔５１〜５７がハンガーラバー１の肉厚方向（図３及び図５の紙面に直交する方向）に貫通して形成されているとともに左右両側からそれぞれ内方に深く切れ込んで上記肉厚方向に延びる複数（図例では２つ）の凹溝６１，６２が形成されており、この各透孔５１〜５７及び各凹溝６１，６２によって区画された部分によって上記第１及び第２の両取付孔２ａ，２ｂを上下方向に互いに連結する複数（図例では８つ）の連結ばね部７１〜７８が形成されている。
【００１３】上記各透孔５１〜５７や各凹溝６１，６２はその周面が円弧面とされて滑らかに湾曲した形状とされており、このような各透孔５１〜５７及び各凹溝６１，６２により区画された上記各連結ばね部７１〜７８も上記両取付孔２ａ，２ｂ間において滑らかに屈曲して延びている。
【００１４】上記第１〜第８の８つの連結ばね部７１〜７８は、上記両取付孔２ａ，２ｂを結ぶ経路（図３及び図５の二点鎖線参照）の長さ及び断面積が互いに異なるように形成され、かつ、その経路の途中においてその一部が互いに重複して共通部分を含んでいる。以下、上記第１〜第８の各連結ばね部７１〜７８の経路について詳細に説明する。説明の都合上、第２取付孔２ｂを始点として第１取付孔２ａを終点とする経路について図５に基づいてそれぞれ説明する。
【００１５】第１連結ばね部７１は、第２取付孔２ｂから第１透孔５１及び第２透孔５２と右側面１３とにより区画された部分８１、第２透孔５２と第１凹溝６１とにより区画された部分８２、第５透孔５５と上記第１凹溝６１とにより区画された部分８３、並びに、第５透孔５５と右側面１３とにより区画された部分８４を経て第１取付孔２ａに至る。
【００１６】第２連結ばね部７２は、上記第１連結ばね部７１と同じ始点から第１透孔５１と第２透孔５２とにより区画された部分８５、第２透孔５２と第３透孔５３とにより区画された部分８６と、第２透孔５２と第４透孔５４とにより区画された部分８７、第２透孔と第５透孔５５とにより区画された部分８８、並びに、上記第５透孔５５と第１凹溝６１及び右側面１３とにより区画された各部分８３，８４を経て第１取付孔２ａに至る。
【００１７】第３連結ばね部７３は、第２取付孔２ｂから第１透孔５１と第３透孔５３とにより区画された部分８９を経て上記第２透孔５２と第３透孔５３とにより区画された部分８６で上記第２連結ばね部７２と合流し、以後、上記第２連結ばね部７２と同じ経路を経て第１取付孔２ａに至る。
【００１８】第４連結ばね部７４は、第２取付孔２ｂから第３透孔５３と左側面１４とにより区画された部分９０、第３透孔５３と第２凹溝６２とにより区画された部分９１、第３透孔５３と第５透孔５５とにより区画された部分９２、及び、第３透孔５３と第４透孔５４とにより区画された部分９３を経て上記第２透孔５２と第４透孔５４とにより区画された部分８７で上記第２もしくは第３連結ばね部７２，７３と合流し、以後、上記第２もしくは第３連結ばね部７２，７３と同じ経路を経て第１取付孔２ａに至る。
【００１９】第５連結ばね部７５は、上記第４連結ばね部７４の部分９３のみが第４透孔５４と第５透孔５５とにより区画された部分９４と置き換わり、この部分以外は上記第４連結ばね部７４と同じ経路を経て第２取付孔２ｂから第１取付孔２ａに至る。
【００２０】第６連結ばね部７６は、上記第４もしくは第５連結ばね部７４，７５と同じ始点及び部分９０を経て、第２凹溝６２と第５透孔５５とにより区画された部分９５に至り、この部分９５から第５透孔５５と第６透孔５６とにより区画された部分９６、及び、第５透孔５５と第７透孔５７とにより区画された部分９７を経て第１取付孔２ａに至る。
【００２１】第７連結ばね部７７は、第２取付孔２ｂから上記第６連結ばね部７６と同じ経路を経て上記部分９６に至り、この部分９６から第６透孔５６と第７透孔５７とにより区画された部分９８に分岐し第７透孔５７と左側面１４とにより区画された部分１００を経て第１取付孔２ａに至る。
【００２２】第８連結ばね部７８は、第２取付孔２ｂから上記第６もしくは第７連結ばね部７６，７７と同じ経路を経て第２凹溝６２の底の部分９５に至り、この部分９５から第６透孔５６と第２凹溝６２とにより区画された部分９９に分岐し第６透孔及び第７透孔５７と左側面１４とにより区画された部分１００を経て第１取付孔２ａに至る。
【００２３】以上の如く形成された各連結ばね部７１〜７８は、その経路長さが互いに異なるものとされ、加えて、肉厚は一定であるものの互いに隣接する両透孔間の間隔、各凹溝６１，６２とそれに隣接する透孔との間の間隔、左もしくは右側面１３，１４とそれに隣接する各透孔との間の間隔がそれぞれ種々に変化されて各部分８１〜１００の幅が異なるものとされ、各経路の断面積が互いに異なるものとされている。
【００２４】このように構成されたハンガーラバー１の場合には、上記各連結ばね部７１〜７８の質量及びばね定数が互いに異なるため、上記各連結ばね部７１〜７８は互いに異なる固有周波数を有することになる。このため、排気管４側もしくは車体３側から高周波振動が入力した場合に、各連結ばね部７１〜７８が共振することになる周波数域が互いに異なり、発生するサージングが上記各連結ばね部７１〜７８の数だけ分散されることになる。つまり、サージングが固有周波数の異なる２以上の連結ばね部に対応してサージングが２以上に分散される上に、この場合における各連結ばね部７１〜７８の各１本ずつの質量は、第１及び第２取付孔２ａ，２ｂを互いに連結する連結ばね部として同一長さ及び断面積の２本のもので構成する従来の場合（図６参照）よりも小さくなるため、上記の２以上に分散された各サージングでの共振エネルギーは小さくなる。これにより、それぞれのサージングにおける動ばね定数の上昇を抑制することができ、全体として低動ばね化を図ることができるようになる。
【００２５】
【実施例】上記の図３〜図５に示す実施形態と、図６に示す従来例とを用い、第１取付孔２ａと第２取付孔２ｂとの間で上下方向の振動を入力させる加振試験を行い、上下方向振動に対する動ばね特性を比較した。
【００２６】この結果について、周波数（Ｈｚ）を横軸に、絶対ばね定数（kgf／mm）及び位相（degree）を縦軸にして図７〜図９に示す。図７は上記実施形態についての動ばね特性を、図８は上記実施形態とほぼ同じサイズの従来例についての動ばね特性を、図９は図８のものよりも大きいサイズの従来例についての動ばね特性をそれぞれ示す。図７〜図９において、実線が絶対ばね定数の変化を、破線が位相の変化をそれぞれ示している。
【００２７】図８もしくは図９の従来例の場合を見ると、図８では５００Ｈｚちょっとの周波数域で、図９では５００Ｈｚ少し手前の周波数域でそれぞれ位相の反転が生じるとともに共振が生じ、この共振が生じる結果、動ばねのジャンプが生じている。すなわち、従来例では一対の連結ばね部７００，７００（図６参照）が互いに同じ長さ及び断面積を有して質量及びばね定数が互いに同じであるため、連結ばね部が２本あってもそれぞれが同一の固有周波数を有し、その結果、同一の周波数域で位相反転及び共振が生じ、その共振による動ばねのジャンプ度合いも大きなものになる。
【００２８】これに対し、図７の実施形態の場合を見ると、連結ばね部として互いに異なる固有周波数を有する複数のものを有しているため、それに対応して位相反転及び共振を生じる周波数域が複数生じている。そして、上記従来例の２本の連結ばね部に基づき１つの位相反転を生じる場合よりも実施形態の８本の連結ばね部の方が各１本毎の質量は小さくなるため、上記の位相の反転を生じるそれぞれの共振周波数域での共振エネルギーは従来例の場合よりも小さくなる。このため、上記のそれぞれ共振周波数域での共振により絶対ばね定数がジャンプする度合いも上記従来例の場合よりも小さくなる。つまり、位相反転が生じる周波数域が２以上に分散されれば、それぞれの周波数域での共振に基づく絶対ばね定数のジャンプ度合いは、位相反転が１つの周波数域でのみ生じる従来の場合よりも小さくなる。これにより、全体として従来例の場合よりも低動ばね化が図られている。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜４のいずれかに記載の本発明における排気管支持装置によれば、サージングが生じる共振周波数域を２以上に分散させることができ、各共振周波数域における絶対ばね定数のジャンプの度合いも１つの周波数域でのみサージングが生じる従来の場合よりも小さくすることができる。この結果、全体として低動ばね化を図ることができるようになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０１８６９
【氏名又は名称】倉敷化工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 弘 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３０２６２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３６９３８ |
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