(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-09
(45)【発行日】2022-11-17
(54)【発明の名称】防音部材
(51)【国際特許分類】
G10K 11/16 20060101AFI20221110BHJP
F16F 15/02 20060101ALI20221110BHJP
F16F 15/08 20060101ALI20221110BHJP
G10K 11/165 20060101ALI20221110BHJP
G10K 11/172 20060101ALI20221110BHJP
【ＦＩ】
G10K11/16 150
F16F15/02 C
F16F15/02 K
F16F15/08 D
G10K11/165
G10K11/172
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2017194581
(22)【出願日】2017-10-04
(65)【公開番号】P2019066776
(43)【公開日】2019-04-25
【審査請求日】2020-07-06
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000219602
【氏名又は名称】住友理工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115657
【弁理士】
【氏名又は名称】進藤 素子
(72)【発明者】
【氏名】吉川 慧
(72)【発明者】
【氏名】富山 幸治
(72)【発明者】
【氏名】藪 晃生
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 康雄
【審査官】渡邊 正宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－２３５９７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２３０８７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０２３４２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０７１１０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１０Ｋ １１／００－１３／００
Ｆ１６Ｆ １５／００－１５／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転体を備える構造体に装着され、該構造体の外周面のうち少なくとも該回転体の回転方向に配置される面を被覆し、弾性部材の一体物からなり、他の部分よりも厚さが大きい肉厚部を複数有し、各々の該肉厚部は、該回転体の軸方向に延在し、該回転体の回転方向に離間して配置され、
該回転体の軸方向に直交する二方向のうち、水平方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向と定義した場合、防音部材のＺ方向における共振周波数は、該構造体の回転一次成分に合っている防音部材。
【請求項2】
回転体を備える構造体に装着され、該構造体の外周面のうち、少なくとも該回転体の回転方向に配置される面を被覆し、弾性部材の一体物からなり、他の部分よりも厚さが大きい肉厚部を複数有し、各々の該肉厚部は、該回転体の軸方向に延在し、該回転体の回転方向に離間して配置され、
該回転体の軸方向に直交する二方向のうち、一方をＹ方向、他方をＺ方向と定義した場合、防音部材のＺ方向における共振周波数は、該構造体のＹ方向における共振周波数に合っている防音部材。
【請求項3】
前記弾性部材は、ポリマーからなる母材と、該母材中に配向した状態で含有される磁性フィラーと、を有する請求項１または請求項２に記載の防音部材。
【請求項4】
回転体を備える構造体に装着され、該構造体の外周面のうち少なくとも該回転体の回転方向に配置される面を被覆し、ポリマーからなる母材と、該母材中に配向した状態で含有される磁性フィラーと、を有する弾性部材の一体物からなり、他の部分よりも該磁性フィラーの含有量が大きい高充填部を複数有し、各々の該高充填部は、該回転体の軸方向に延在し、該回転体の回転方向に離間して配置され、
該回転体の軸方向に直交する二方向のうち、水平方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向と定義した場合、防音部材のＺ方向における共振周波数は、該構造体の回転一次成分に合っている防音部材。
【請求項5】
回転体を備える構造体に装着され、該構造体の外周面のうち少なくとも該回転体の回転方向に配置される面を被覆し、ポリマーからなる母材と、該母材中に配向した状態で含有される磁性フィラーと、を有する弾性部材の一体物からなり、他の部分よりも該磁性フィラーの含有量が大きい高充填部を複数有し、各々の該高充填部は、該回転体の軸方向に延在し、該回転体の回転方向に離間して配置され、
該回転体の軸方向に直交する二方向のうち、一方をＹ方向、他方をＺ方向と定義した場合、防音部材のＺ方向における共振周波数は、該構造体のＹ方向における共振周波数に合っている防音部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動装置や動力伝達装置に装着される防音部材に関する。
【背景技術】
【0002】
車両においては、エンジン、モータなどの駆動装置や、トランスミッションなどの動力伝達装置から発生する騒音を低減することが要求される。また、車室内の静粛性向上の要求も高まっており、例えば、パワーシート用のモータユニットから発生する駆動音なども低減の対象になる。騒音対策としては、例えば、ポリウレタンフォームなどの発泡体からなる吸音材、振動吸収材が用いられる。しかし、発泡体は、内部に多数のセル（気泡）を有するため熱伝導率が小さい。このため、発熱を伴うエンジン、モータなどの周囲に配置した場合、熱が蓄積され不具合を生じるおそれがある。したがって、吸音材として発泡体を用いた場合には、その放熱性を向上させる必要がある。この点、特許文献１には、磁性フィラーを含む発泡体からなる吸音カバーが、開示されている。特許文献１に記載された吸音カバーにおいては、熱伝導率が大きな磁性フィラーが、吸音カバーの厚さ方向に配向している。このため、騒音を低減できるだけでなく、騒音源で生じた熱を、配向した磁性フィラーを介して速やかに放出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１５－０６９０１２号公報
【文献】特公平６－１００２４５号公報
【文献】実開平６－７１９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
モータ、歯車（ギア）などの回転体を備える装置が作動すると、高周波数の空気伝播音や、低周波数の固体伝播音が発生する。固体伝播音のなかには、回転体特有のねじり振動（回転方向の振動）によるものが含まれる。また、モータの回転方向や回転速度が変化する場合、騒音の周波数が変化する。上記特許文献１に記載された発泡体を使用した吸音カバーは、モータからの高周波数の騒音を低減するためには有効である。しかしながら、固体伝播音などによる１０００Ｈｚ以下の低周波数の騒音に対しては低減効果が小さい。
【0005】
一方、振動を低減する装置としては、ダイナミックダンパが知られている（上記特許文献２、３参照）。一般に、ダイナミックダンパは、制振対象たる振動体に対して、ゴムなどの弾性体を介してマスが弾性支持されるよう構成されている。振動体が特定の周波数で振動した際に、マスと弾性体とがマス－ばねからなる振動系を構成し共振して、振動体の振動を吸収し低減させる。しかしながら、従来のダイナミックダンパは、弾性体およびマスの異なる二部材が必要であり、振動体の振動方向に取り付けなくてはならない。また、従来のダイナミックダンパは、低周波数の騒音低減には有効であるが、高周波数の騒音を低減することはできない。また、低減される周波数帯域が狭く、モータの回転方向や回転速度が変化する場合など、周波数が変化する対象に対しては充分な騒音低減効果が得られない。
【0006】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、回転体を備える構造体に装着した場合に、ねじり振動による固体伝播音を抑制し、高周波数から低周波数までの広い周波数帯域の騒音を低減することができる防音部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の防音部材は、回転体を備える構造体に装着され、該構造体の外周面の少なくとも一部を被覆し、弾性部材の一体物からなり、他の部分よりも厚さおよび密度の少なくとも一方が大きい偏在部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明の防音部材は、弾性部材の一体物からなり、偏在部を有する。偏在部は、他の部分よりも厚さおよび密度の少なくとも一方が大きい。すなわち、偏在部は、肉厚な部分であるか高密度な部分である、あるいはその両方であるため、偏在部の質量は他の部分の質量よりも大きい。よって、本発明の防音部材は、弾性部材の一体物でありながら、偏在部がおもりの役割を果たすことにより、いわゆるマス－ばねによる防振効果を奏する。このように、本発明の防音部材によると、弾性部材そのものによる吸音および遮音機能に、マス－ばねによる防振機能が加わることにより、空気を伝播する放射音の低減と、固体伝播音の低減と、の両方を実現することができる。すなわち、本発明の防音部材によると、放射音などの高周波数の騒音だけでなく、固体を伝播する１０００Ｈｚ以下の低周波数の騒音をも低減することができる。
【0009】
本発明の防音部材によると、弾性部材のばね定数を変更したり、偏在部の構成、形状、位置、数などを変更することにより、防音部材の共振周波数を変更することができる。防音部材の共振周波数を調整することにより、回転体特有のねじり振動による固体伝播音をも抑制することができる。また、偏在部の構成などを変更するには、弾性部材を成形するだけでよく、別部材を組み付ける必要はない。したがって、本発明の防振部材によると、低減したい振動周波数に応じたチューニングが容易である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】モータに装着された状態の第一実施形態の防音部材の斜視図である。
【図2】同防音部材の正面図であり、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。
【図3】モータに装着された状態の第二実施形態の防音部材の斜視図である。
【図4】同防音部材の正面図であり、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。
【図5】モータに装着された状態の第三実施形態の防音部材の斜視図である。
【図6】同防音部材の正面図であり、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。
【図7】モータに装着された状態の第四実施形態の防音部材の正面図であり、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。
【図8】モータの取り付け状態を示す説明図である。
【図9】モータに装着された状態の比較例の防音部材の斜視図である。
【図10】実験１における実施例の防音部材の振動加速度の測定結果を示すグラフである。
【図11】実験１における比較例の防音部材の振動加速度の測定結果を示すグラフである。
【図12】実験２における実施例の防音部材の振動加速度の測定結果を示すグラフである。
【図13】実験２における比較例の防音部材の振動加速度の測定結果を示すグラフである。
【図14】実施例および比較例の防音部材の騒音低減効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の防音部材の実施の形態について説明する。
【0012】
＜第一実施形態＞
［構成］
まず、本実施形態の防音部材の構成を説明する。図１に、モータに装着された状態の本実施形態の防音部材の斜視図を示す。図２に、同防音部材の正面図を示す。図２においては、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。図１、図２において、モータの回転軸方向（前後方向）をＸ方向、Ｘ方向に直交する二方向のうち、水平方向（左右方向）をＹ方向、垂直方向（上下方向）をＺ方向と定義する。モータの回転軸の回転方向を周方向と定義する。
［構成］
まず、本実施形態の防音部材の構成を説明する。図１に、モータに装着された状態の本実施形態の防音部材の斜視図を示す。図２に、同防音部材の正面図を示す。図２においては、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。図１、図２において、モータの回転軸方向（前後方向）をＸ方向、Ｘ方向に直交する二方向のうち、水平方向（左右方向）をＹ方向、垂直方向（上下方向）をＺ方向と定義する。モータの回転軸の回転方向を周方向と定義する。
【0013】
図１、図２に示すように、防音部材１は、一端面（前面）に開口部を有する直方体の箱状を呈している。防音部材１は、モータ９の外周面のうちの周方向の全面（上下左右の四つの側面）と後面とを覆っている。防音部材１の内側には、モータ９が収容されている。モータ９は回転軸９０を有している。モータ９は、本発明における「回転体を備える構造体」の概念に含まれる。
【0014】
防音部材１は、複合粒子２１を含むポリウレタンフォーム製の弾性部材の一体物である。すなわち、防音部材１は、ポリウレタンフォームからなる母材２０と複合粒子２１とを有している。複合粒子２１は、グラファイト粒子とステンレス鋼粒子とが複合化した粒子である。図２に模式的に示すように、複合粒子２１は、防音部材１の厚さ方向に連なって配向している。複合粒子２１は、本発明における磁性フィラーの概念に含まれる。
【0015】
防音部材１は、モータ９の四つの側面に対応して、上壁部３０Ｕ、下壁部３０Ｄ、左壁部３０Ｌ、右壁部３０Ｒからなる四つの側壁部を有している。四つの側壁部には、各々、側壁部の他の部分よりも厚さが大きい肉厚部３１が配置されている。四つの側壁部において、肉厚部３１以外の部分の厚さは同じである。
【0016】
四つの肉厚部３１は、いずれも直方体状を呈しており、Ｘ方向に延在している。肉厚部３１は、側壁部の片側に配置されている。すなわち、上壁部３０Ｕの肉厚部３１は、上壁部３０Ｕの左側半分の領域に配置されている。右壁部３０Ｒの肉厚部３１は、右壁部３０Ｒの上側半分の領域に配置されている。下壁部３０Ｄの肉厚部３１は、下壁部３０Ｄの右側半分の領域に配置されている。左壁部３０Ｌの肉厚部３１は、左壁部３０Ｌの下側半分の領域に配置されている。四つの肉厚部３１は、各々、周方向に等間隔で離間して配置されている。防音部材１の周方向の共振周波数は、モータ９の回転一次成分と一致するように設計されている。
【0017】
［作用効果］
次に、本実施形態の防音部材の作用効果を説明する。防音部材１は、ポリウレタンフォームからなる母材２０と配向した複合粒子２１とを有する弾性部材の一体物からなる。複合粒子２１は、熱伝導率が大きいグラファイト粒子とステンレス鋼粒子を含み、防音部材１の厚さ方向、すなわち、モータ９の外周面に対して垂直方向に連なって配向している。これにより、モータ９からの放射音が吸収、遮蔽されると共に、モータ９で発生した熱が速やかに放出される。
次に、本実施形態の防音部材の作用効果を説明する。防音部材１は、ポリウレタンフォームからなる母材２０と配向した複合粒子２１とを有する弾性部材の一体物からなる。複合粒子２１は、熱伝導率が大きいグラファイト粒子とステンレス鋼粒子を含み、防音部材１の厚さ方向、すなわち、モータ９の外周面に対して垂直方向に連なって配向している。これにより、モータ９からの放射音が吸収、遮蔽されると共に、モータ９で発生した熱が速やかに放出される。
【0018】
防音部材１は、肉厚部３１を有している。肉厚部３１の質量は他の部分の質量よりも大きい。よって、防音部材１は、弾性部材の一体物でありながら、肉厚部３１がおもりの役割を果たすことにより、いわゆるマス－ばねによる防振効果を奏する。したがって、防音部材１によると、弾性部材そのものによる吸音および遮音機能に、マス－ばねによる防振機能が加わることにより、モータ９で発生する放射音および固体伝播音の両方を低減することができる。すなわち、防音部材１によると、高周波数の騒音だけでなく、１０００Ｈｚ以下の低周波数の騒音をも低減することができる。
【0019】
弾性部材のばね定数を変更したり、肉厚部３１の形状、位置、数などを変更することにより、防音部材１の共振周波数を容易に変更することができる。肉厚部３１の形状などを変更するには、弾性部材を成形するだけでよく、別部材を組み付ける必要はない。したがって、防振部材１によると、低減したい振動周波数に応じたチューニングが容易である。
【0020】
モータ９などの回転体を備える構造体においては、回転次数成分の振動が大きくなる。回転次数成分とは、回転一次成分のＮ倍（Ｎは１以上の整数）の周波数である。回転一次成分は、回転体の回転速度を周波数に変換した値に、一回転あたりの基本振動数を乗じて算出される周波数であり、一回転あたりの基本振動回数（回）をＡ、回転体の回転速度（ｒｐｍ）をＢとして、次式（Ｉ）により算出される。
回転一次成分（Ｈｚ）＝Ｂ／６０×Ａ ・・・（Ｉ）
固体伝播音などによる低周波数の騒音の主成分は、回転一次成分の偶数倍の周波数の振動であると考えられる。よって、固体伝播音などによる低周波数の騒音を抑制するには、元になる回転一次成分の振動を抑制することが効果的である。本発明者が鋭意検討した結果、回転次数成分の振動は、回転体の回転方向の振動（ねじれ振動）に起因するため、このねじれ振動を抑制するには、防音部材の共振周波数を回転次数成分に合わせることが有効であるという知見を得た。
回転一次成分（Ｈｚ）＝Ｂ／６０×Ａ ・・・（Ｉ）
固体伝播音などによる低周波数の騒音の主成分は、回転一次成分の偶数倍の周波数の振動であると考えられる。よって、固体伝播音などによる低周波数の騒音を抑制するには、元になる回転一次成分の振動を抑制することが効果的である。本発明者が鋭意検討した結果、回転次数成分の振動は、回転体の回転方向の振動（ねじれ振動）に起因するため、このねじれ振動を抑制するには、防音部材の共振周波数を回転次数成分に合わせることが有効であるという知見を得た。
【0021】
この点、防音部材１は、周方向の共振周波数がモータ９の回転一次成分と一致するように設計されている。したがって、モータ９の回転方向（周方向）の振動を抑制することができ、ねじり振動による固体伝播音に起因する騒音の低減に効果的である。なお、本明細書において、共振周波数が「合っている」、または「一致する（させる）」とは、一方の共振周波数が他方の共振周波数に対して±１０％の範囲内であることをいう。
【0022】
＜第二実施形態＞
本実施形態の防音部材と第一実施形態の防音部材との相違点は、肉厚部の位置、および複合粒子の配向方向が異なる点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図３に、モータに装着された状態の本実施形態の防音部材の斜視図を示す。図４に、同防音部材の正面図を示す。図４においては、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。
本実施形態の防音部材と第一実施形態の防音部材との相違点は、肉厚部の位置、および複合粒子の配向方向が異なる点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図３に、モータに装着された状態の本実施形態の防音部材の斜視図を示す。図４に、同防音部材の正面図を示す。図４においては、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。
【0023】
図３、図４に示すように、防音部材１の四つの側壁部には、各々、側壁部の他の部分よりも厚さが大きい肉厚部３２が配置されている。四つの肉厚部３２は、いずれも直方体状を呈しており、Ｘ方向に延在している。四つの肉厚部３２は、いずれも側壁部の中央部に配置されている。四つの肉厚部３２は、各々、周方向に等間隔で離間して配置されている。防音部材１の周方向の共振周波数は、モータ９の回転一次成分と一致するように設計されている。
【0024】
図４に模式的に示すように、複合粒子２１は、一方向（上下方向）に連なって配向している。すなわち、複合粒子２１は、上壁部３０Ｕおよび下壁部３０Ｄにおいては厚さ方向に配向しており、左壁部３０Ｌおよび右壁部３０Ｒにおいては厚さ方向に垂直な面方向に配向している。
【0025】
本実施形態の防音部材は、構成が共通する部分については、第一実施形態の防音部材と同様の作用効果を有する。本実施形態の防音部材１においては、複合粒子２１の配向方向が一方向（上下方向）である。この場合、弾性部材を発泡成形する際、磁場を一方向から作用させればよいため、製造が容易である。また、複合粒子２１の配向方向の違いにより、防音部材１のＹ方向のばね定数とＺ方向のばね定数とは異なる。複合粒子２１の配向方向と同じＺ方向においては、Ｙ方向と比較してばね定数が大きくなる。これにより、Ｚ方向においては、Ｙ方向よりも共振周波数が大きくなる。一方、Ｙ方向においては、Ｚ方向と比較してばね定数が小さくなる。このため、Ｙ方向においては、Ｚ方向よりも共振周波数が小さくなる。このように、複合粒子２１の配向方向を一方向にすると、Ｙ方向とＺ方向とのばね定数の違いを利用して、共振周波数の調整を行うことができる。この構成は、Ｙ方向における共振周波数とＺ方向における共振周波数とが異なる構造体の騒音低減に効果的である。
【0026】
本実施形態の防音部材１においては、肉厚部３２が側壁部の中央部に配置されているため、近接する周辺部品との干渉を避けたい場合などに好適である。また、肉厚部を側壁部の中央部に配置すると、肉厚部を側壁部の片側に配置した場合（第一実施形態）と比較して、回転中心と肉厚部重心との距離が変わる。このように、肉厚部の形状や大きさが同じであっても配置する位置を変えることにより、防音部材１の共振周波数を調整することができる。
【0027】
＜第三実施形態＞
本実施形態の防音部材と第一実施形態の防音部材との相違点は、側壁部の一つのみに肉厚部を配置した点、および複合粒子を一方向に配向させた点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図５に、モータに装着された状態の本実施形態の防音部材の斜視図を示す。図６に、同防音部材の正面図を示す。図６においては、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。
本実施形態の防音部材と第一実施形態の防音部材との相違点は、側壁部の一つのみに肉厚部を配置した点、および複合粒子を一方向に配向させた点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図５に、モータに装着された状態の本実施形態の防音部材の斜視図を示す。図６に、同防音部材の正面図を示す。図６においては、同防音部材に含有されている複合粒子の配向状態を模式的に示す。
【0028】
図５、図６に示すように、防音部材１の上壁部３０Ｕの厚さは、他の三つの側壁部３０Ｒ、３０Ｄ、３０Ｌの厚さよりも大きい。すなわち、上壁部３０Ｕの全体が、肉厚部３３から構成されている。肉厚部３３は、Ｘ方向に延在している。三つの側壁部３０Ｒ、３０Ｄ、３０Ｌの厚さは同じである。防音部材１の周方向の共振周波数は、モータ９の回転一次成分と一致するように設計されている。
【0029】
図６に模式的に示すように、複合粒子２１は、一方向（上下方向）に連なって配向している。すなわち、複合粒子２１は、上壁部３０Ｕ（肉厚部３３）および下壁部３０Ｄにおいては厚さ方向に配向しており、左壁部３０Ｌおよび右壁部３０Ｒにおいては厚さ方向に垂直な面方向に配向している。
【0030】
本実施形態の防音部材は、構成が共通する部分については、第一実施形態の防音部材と同様の作用効果を有する。本実施形態の防音部材１においては、モータ９の上面を覆う上壁部３０Ｕの全体を肉厚部３３にした。一部を外側に突出させて側壁部の厚さを変えた第一、第二実施形態と比較して形状が単純であるため、製造が容易である。また、本実施形態の防音部材１においては、第二実施形態と同様に、複合粒子２１の配向方向が一方向（上下方向）である。この場合、弾性部材を発泡成形する際、磁場を一方向から作用させればよいため、製造が容易である。
【0031】
＜第四実施形態＞
本実施形態の防音部材と第一実施形態の防音部材との相違点は、肉厚部に代えて高充填部を配置した点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図７に、モータに装着された状態の本実施形態の防音部材の正面図を示す。図７は、前出の図２に対応している。
本実施形態の防音部材と第一実施形態の防音部材との相違点は、肉厚部に代えて高充填部を配置した点である。ここでは、相違点を中心に説明する。図７に、モータに装着された状態の本実施形態の防音部材の正面図を示す。図７は、前出の図２に対応している。
【0032】
図７に示すように、上壁部３０Ｕ、下壁部３０Ｄ、左壁部３０Ｌ、右壁部３０Ｒの四つの側壁部は、各々、ポリウレタンフォームからなる母材２０と複合粒子２１とを有している。四つの側壁部の厚さは同じである。四つの側壁部には、各々、側壁部の他の部分よりも複合粒子２１の含有量が大きい高充填部３４が配置されている。四つの高充填部３４は、いずれもＸ方向に延在している。高充填部３４は、側壁部の片側に配置されている。すなわち、上壁部３０Ｕの高充填部３４は、上壁部３０Ｕの左側半分の領域に配置されている。右壁部３０Ｒの高充填部３４は、右壁部３０Ｒの上側半分の領域に配置されている。下壁部３０Ｄの高充填部３４は、下壁部３０Ｄの右側半分の領域に配置されている。左壁部３０Ｌの高充填部３４は、左壁部３０Ｌの下側半分の領域に配置されている。四つの高充填部３４は、各々、周方向に等間隔で離間して配置されている。防音部材１の周方向の共振周波数は、モータ９の回転一次成分と一致するように設計されている。
【0033】
本実施形態の防音部材は、構成が共通する部分については、第一実施形態の防音部材と同様の作用効果を有する。本実施形態の防音部材１において、高充填部３４は、他の部分よりも複合粒子２１を多く含む。このため、高充填部３４の質量は、他の部分の質量よりも大きい。よって、防音部材１は、弾性部材の一体物でありながら、高充填部３４がおもりの役割を果たすことにより、いわゆるマス－ばねによる防振効果を奏する。本実施形態の防音部材１によると、形状を変更することなく、複合粒子２１の配向の仕方を調整するなどして、高充填部３４（偏在部）を形成することができる。また、高充填部３４は、複合粒子２１を多く含む。これにより、防音部材１の放熱性がより高くなる。また、弾性部材のばね定数を変更したり、高充填部３４における複合粒子２１の含有量、高充填部３４の位置、数などを変更することにより、防音部材１の共振周波数を容易に変更することができる。
【0034】
＜その他＞
以上、本発明の防音部材の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
以上、本発明の防音部材の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【0035】
上記実施形態においては、本発明の防音部材をモータに装着した。しかし、本発明の防音部材を装着する構造体は、上記実施形態に限定されない。構造体としては、ギアケース、ポンプ、ロータリーバルブ、リレー、コンプレッサなどの駆動装置または動力伝達装置が挙げられる。
【0036】
防音部材の材質、形状、大きさ、配置形態などは、上記実施形態に限定されない。防音部材は、構造体の形状に応じて、箱状、筒状などにすればよい。例えば、放熱性を考慮した場合には、構造体との接触面積を大きくするとよい。上記実施形態においては、防音部材を箱状に形成して、構造体の前面を除く外周面全体を被覆した。しかし、防音部材は、構造体の外周面の少なくとも一部を被覆すればよい。例えば、構造体の周方向の半分程度の領域を、Ｃ字状に被覆してもよい。また、偏在部の構成、形状、位置、数なども特に限定されない。これらは、防音部材の共振周波数が所望の値になるよう、適宜調整すればよい。
【0037】
防音部材は、磁性フィラーを含まない弾性部材で形成してもよい。例えば、架橋ゴム、熱可塑性エラストマーのみから形成してもよい。上記実施形態のように、ポリマーからなる母材および磁性フィラーを有する弾性部材から形成する場合、母材は、発泡体であってもソリッド体であってもよい。前者の場合、ポリウレタンフォームの他、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォームなどの発泡樹脂または発泡エラストマーを使用することができる。後者の場合、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどの架橋ゴム、スチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系の各種熱可塑性エラストマーを使用することができる。
【0038】
磁性フィラーとしては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、ステンレス鋼などの強磁性体、ＭｎＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＦｅＣｌ２、ＭｎＡｓなどの反強磁性体、およびこれらを用いた合金類を用いるとよい。なかでも、熱伝導率が大きくフィラーとしての加工性に優れる点から、ステンレス鋼、銅鉄合金などが好適である。また、放熱性を向上させるという観点から、上記実施形態のように、熱伝導率が大きい熱伝導性粒子の表面に磁性粒子が付着した複合粒子を用いてもよい。熱伝導性粒子の材質としては、例えば、黒鉛、膨張黒鉛、炭素繊維などの炭素材料が好適である。磁性フィラーの配向方向は、適宜決定すればよい。
【0039】
上記実施形態においては、防音部材の周方向の共振周波数を、モータの回転一次成分に合わせた。しかし、防音部材の共振周波数は、構造体の回転次数成分、Ｙ方向の共振周波数、およびＺ方向の共振周波数のいずれか１つに合っていればよい。この場合、防音部材の共振周波数は、回転方向、Ｙ方向、Ｚ方向のいずれの方向でも構わない。例えば、防音部材のＺ方向における共振周波数を、構造体の回転次数成分に合わせてもよい。また、防音部材の共振周波数を一致させる回転次数成分は、一次成分に限定されない。防音部材の共振周波数を構造体の回転次数成分に合わせる場合には、回転Ｎ次成分のＮ－ｎ次成分に合わせるとよい。ここで、ｎは０以上の整数であり、Ｎ－１≧ｎを満たす。ｎ＝０とすると好適である。
【0040】
回転体を備える構造体においては、軸方向に直交する二方向（Ｙ方向、Ｚ方向）において共振周波数が異なる場合がある。この場合、Ｙ方向の振動を抑制するのであれば、通常、防音部材と構造体とのＹ方向における共振周波数を一致させる。Ｚ方向の振動を抑制するのであれば、防音部材と構造体とのＺ方向における共振周波数を一致させる。しかし、本発明者が鋭意検討した結果、防音部材と構造体とにおいて９０°ずらした方向の共振周波数が一致するように設計すると、Ｙ方向およびＺ方向の両方向における振動を低減することができることを見出した。この知見により、例えば、防音部材のＺ方向における共振周波数を、構造体のＹ方向における共振周波数に合わせてもよい。反対に、防音部材のＹ方向における共振周波数を、構造体のＺ方向における共振周波数に合わせてもよい。
【実施例】
【0041】
＜実施例の防音部材の製造＞
上記第一実施形態と同じ構成の防音部材を製造した（前出図１、図２参照）。以下、方位の定義も上記第一実施形態と同じである。まず、ポリエーテルポリオールと、架橋剤と、発泡剤の水と、触媒と、整泡剤と、を混合して、ポリオール原料を調製した。次に、調製したポリオール原料に、グラファイト粒子とステンレス鋼粒子とが複合化した複合粒子と、可塑剤と、を添加、混合して、プレミックスポリオールを調製した。続いて、プレミックスポリオールと、ポリイソシアネート原料と、を混合して、混合原料とした。そして、混合原料を成形型のキャビティ内に注入して型締めし、成形型に磁場をかけながら発泡成形を行った。発泡成形が終了したら、脱型して、上記第一実施形態の構成の防音部材を得た。得られた防音部材を実施例の防音部材と称す。
上記第一実施形態と同じ構成の防音部材を製造した（前出図１、図２参照）。以下、方位の定義も上記第一実施形態と同じである。まず、ポリエーテルポリオールと、架橋剤と、発泡剤の水と、触媒と、整泡剤と、を混合して、ポリオール原料を調製した。次に、調製したポリオール原料に、グラファイト粒子とステンレス鋼粒子とが複合化した複合粒子と、可塑剤と、を添加、混合して、プレミックスポリオールを調製した。続いて、プレミックスポリオールと、ポリイソシアネート原料と、を混合して、混合原料とした。そして、混合原料を成形型のキャビティ内に注入して型締めし、成形型に磁場をかけながら発泡成形を行った。発泡成形が終了したら、脱型して、上記第一実施形態の構成の防音部材を得た。得られた防音部材を実施例の防音部材と称す。
【0042】
実施例の防音部材の比重、動ばね定数を測定したところ、比重は０．８１ｇ／ｃｍ３、複合粒子の配向方向（Ｚ方向）の動ばね定数は１２２８Ｎ／ｍｍ、複合粒子の配向方向に対して垂直方向（Ｙ方向）の動ばね定数は３０８Ｎ／ｍｍであった。ここで、動ばね定数を測定したサンプルの形状は、直径５０ｍｍの円柱状である。なお、動ばね定数は、振動状態におけるばね定数であり、ＪＩＳ Ｋ ６３９４：２００７もしくは日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ－３５０３における「絶対ばね定数」である。動ばね定数は、ＪＩＳ Ｋ ６３９４：２００７に規定される非共振法に準拠して、サンプルを５％の圧縮率でＹまたはＺ方向に圧縮し、１００Ｈｚの振動周波数にて測定された値である。
【0043】
実施例の防音部材の共振周波数を測定したところ、周方向（モータの回転軸の回転方向）の共振周波数は１５８Ｈｚ、Ｚ方向の共振周波数は３８６Ｈｚであった。ここで、周方向の共振周波数の測定は、ＪＩＳ Ｋ ６３８５：２０１２（第７項）に準拠したねじり試験装置を用いて行った。実施例の防音部材をブラケットを介して装置に装着し、装置付属の加速度ピックアップを防音部材の一つの側面に取付けた状態で、ねじり角度を±０．０５°、加振周期を５０～５００Ｈｚとする周方向の加振力を付与した。そして、Ｙ方向の加速度、位相の計測を行い、位相が－９０°となる周波数を共振周波数とした。また、Ｚ方向の共振周波数の測定は、ＪＩＳ Ｋ ６３８５：２０１２（第７項）に準拠した振動試験装置を用いて行った。実施例の防音部材をブラケットを介して装置に装着し、装置付属の加速度ピックアップを防音部材の上側面に取付けた状態で、加振周期を５０～５００Ｈｚとする１Ｇの加振力をＺ方向に付与した。そして、Ｚ方向の加速度、位相の計測を行い、位相が－９０°となる周波数を共振周波数とした。
【0044】
＜比較例の防音部材の製造＞
実施例と同じ混合原料を発泡成形して、肉厚部（偏在部）を有さない点以外は実施例の防音部材と同様の箱状の防音部材を製造した。製造した防音部材を比較例の防音部材と称す。図８に、モータに装着された状態の比較例の防音部材の斜視図を示す。図８に示すように、比較例の防音部材８は、前面に開口部を有する直方体の箱状を呈している。防音部材８は、モータ９の外周面のうちの周方向の全面と後面とを覆っている。防音部材８の上下左右の四つの側壁部の厚さおよび密度は、全て同じである。比較例の防音部材をハンマリング試験して共振周波数を測定したところ、Ｚ方向の共振周波数は３４２Ｈｚであった。
実施例と同じ混合原料を発泡成形して、肉厚部（偏在部）を有さない点以外は実施例の防音部材と同様の箱状の防音部材を製造した。製造した防音部材を比較例の防音部材と称す。図８に、モータに装着された状態の比較例の防音部材の斜視図を示す。図８に示すように、比較例の防音部材８は、前面に開口部を有する直方体の箱状を呈している。防音部材８は、モータ９の外周面のうちの周方向の全面と後面とを覆っている。防音部材８の上下左右の四つの側壁部の厚さおよび密度は、全て同じである。比較例の防音部材をハンマリング試験して共振周波数を測定したところ、Ｚ方向の共振周波数は３４２Ｈｚであった。
【0045】
＜騒音低減効果の確認＞
実施例および比較例の防音部材を、各々、モータ（ミネベア社製「１７ＰＭ－Ｋ１４２Ｕ」）に装着し、Ｙ方向（左右方向）における振動加速度を測定した。モータは、ブラケットに片持ち梁状に取り付けられている。図９に、モータの取り付け状態を示す。
実施例および比較例の防音部材を、各々、モータ（ミネベア社製「１７ＰＭ－Ｋ１４２Ｕ」）に装着し、Ｙ方向（左右方向）における振動加速度を測定した。モータは、ブラケットに片持ち梁状に取り付けられている。図９に、モータの取り付け状態を示す。
【0046】
図９に示すように、ブラケット８０は、取付部８１と固定部８２とを有している。取付部８１は、平板状を呈しており、上下方向に垂直に配置されている。取付部８１の中央付近には、円形の開口部が穿設されている。固定部８２は、平板状を呈しており、取付部８１の下端から前方および後方に水平に延在している。固定部８２は、スクリュー８２０により、座面８３に固定されている。モータ９は、取付部８１の後面にねじ止めされている。モータ９の回転軸９０は、取付部８１の開口部に挿通されている。
【0047】
モータをハンマリング試験して共振周波数を測定したところ、Ｙ方向の共振周波数は３２０Ｈｚ、Ｚ方向の共振周波数は１２２Ｈｚであった。また、モータの１回転あたりの基本振動数は５０回である。
【0048】
振動加速度の測定は、次のようにして行った。図９に示した取り付け状態のモータ９に防音部材を装着し、ブラケット８０の取付部８１の上部にＸ、Ｙ、Ｚ方向の三方向加速度ピックアップを固定した。加速度ピックアップには、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザを接続した。この状態で、後述する実験１、２における二種類の回転加速度でモータ９を回転させて、Ｙ方向（左右方向、紙面の奥から手前方向）の振動加速度を測定した。加速度ピックアップとしては、ブリュエル・ケアー（Ｂ＆Ｋ）社製「ＦＦＴアナライザＰＬＵＳＥ／Ｒｅｆｌｅｘ Ｃｏｒｅ」付属の加速度ピックアップを使用した。
【0049】
また、騒音低減効果を、次のようにして測定した。無響音室内において、図９に示した取り付け状態のモータ９に防音部材を装着し、モータ９からＹ方向（左右方向、紙面の奥から手前方向）に７５０ｍｍ、座面８３からＺ方向に１０００ｍｍ離れた位置にマイクを設置した。この状態で、後述する実験１、２における二種類の回転加速度でモータ９を回転させ際の騒音レベル（ｄＢ）を測定した。そして、防音部材を装着した場合の騒音レベルと、モータ単体の場合の騒音レベルと、の差分値を騒音低減効果とした。マイクとしては、ブリュエル・ケアー（Ｂ＆Ｋ）社製「ＦＦＴアナライザＰＬＵＳＥ／Ｒｅｆｌｅｘ Ｃｏｒｅ」付属のマイクを使用した。
【0050】
振動加速度の測定実験は、モータの回転速度を変えて二種類行った。いずれの実験においても、実施例の防音部材の共振周波数は、モータの回転一次成分に合うように調整されている。
［実験１］モータの回転速度１９０ｒｐｍ
モータの１回転あたりの基本振動数５０回（Ａ）、モータの回転速度１９０ｒｐｍ（Ｂ）を先の式（Ｉ）に代入すると、モータの回転一次成分は１５８Ｈｚになる。実験１において、実施例の防音部材の周方向の共振周波数（１５８Ｈｚ）は、モータの回転一次成分に合っている。なお、実施例の防音部材のＺ方向の共振周波数（３８６Ｈｚ）は、モータのＹ方向における共振周波数（３２０Ｈｚ）、および回転二次成分（３１６Ｈｚ）に近い。
［実験２］モータの回転速度４６０ｒｐｍ
モータの１回転あたりの基本振動数５０回（Ａ）、モータの回転速度４６０ｒｐｍ（Ｂ）を先の式（Ｉ）に代入すると、モータの回転一次成分は３８３Ｈｚになる。実験２において、実施例の防音部材のＺ方向の共振周波数（３８６Ｈｚ）は、モータの回転一次成分に合っている。
［実験１］モータの回転速度１９０ｒｐｍ
モータの１回転あたりの基本振動数５０回（Ａ）、モータの回転速度１９０ｒｐｍ（Ｂ）を先の式（Ｉ）に代入すると、モータの回転一次成分は１５８Ｈｚになる。実験１において、実施例の防音部材の周方向の共振周波数（１５８Ｈｚ）は、モータの回転一次成分に合っている。なお、実施例の防音部材のＺ方向の共振周波数（３８６Ｈｚ）は、モータのＹ方向における共振周波数（３２０Ｈｚ）、および回転二次成分（３１６Ｈｚ）に近い。
［実験２］モータの回転速度４６０ｒｐｍ
モータの１回転あたりの基本振動数５０回（Ａ）、モータの回転速度４６０ｒｐｍ（Ｂ）を先の式（Ｉ）に代入すると、モータの回転一次成分は３８３Ｈｚになる。実験２において、実施例の防音部材のＺ方向の共振周波数（３８６Ｈｚ）は、モータの回転一次成分に合っている。
【0051】
図１０に、実験１における実施例の防音部材の振動加速度の測定結果を示す。図１１に、実験１における比較例の防音部材の振動加速度の測定結果を示す。図１２に、実験２における実施例の防音部材の振動加速度の測定結果を示す。図１３に、実験２における比較例の防音部材の振動加速度の測定結果を示す。図１４に、騒音低減効果を棒グラフで示す。図１０～図１３のグラフにおいては、比較のため、防音部材を装着しなかったモータ単体の振動加速度の測定結果を細線で示す。
【0052】
まず、実験１の結果を説明する。図１０に示すように、実施例の防音部材を装着した場合、回転一次成分（１５８Ｈｚ）、回転二次成分（３１６Ｈｚ）、および回転四次成分（６３２Ｈｚ）のピークが小さくなった。また、モータのＹ方向における共振周波数に相当する３２０Ｈｚ付近のピークも大幅に小さくなった。これに対して、図１１に示すように、比較例の防音部材を装着した場合、回転一次成分（１５８Ｈｚ）および３２０Ｈｚ付近のピークは小さくなったものの、回転二次成分（３１６Ｈｚ）および回転四次成分（６３２Ｈｚ）のピークはむしろ大きくなった。図１４の棒グラフで比較すると、比較例の防音部材の騒音低減効果は－０．２ｄＢであるのに対して、実施例の防音部材の騒音低減効果は１．５ｄＢと大きくなった。
【0053】
次に、実験２の結果を説明する。図１２に示すように、実施例の防音部材を装着した場合、回転一次成分（３８３Ｈｚ）および回転二次成分（７６６Ｈｚ）のピークが小さくなった。これに対して、図１３に示すように、比較例の防音部材を装着した場合、回転二次成分（７６６Ｈｚ）のピークは小さくなったものの、回転一次成分（３８３Ｈｚ）のピークはむしろ大きくなった。図１４の棒グラフで比較すると、比較例の防音部材の騒音低減効果は０．４ｄＢであるのに対して、実施例の防音部材の騒音低減効果は２．３ｄＢと大きくなった。以上より、本発明の防音部材を使用すると、１０００Ｈｚ以下の低周波数の騒音を効果的に低減できることが確認された。
【符号の説明】
【0054】
１、８：防音部材、９：モータ（回転体を備える構造体）、２０：母材、２１：複合粒子（磁性フィラー）、３０Ｕ：上壁部、３０Ｄ：下壁部、３０Ｌ：左壁部、３０Ｒ：右壁部、３１、３２、３３：肉厚部（偏在部）、３４：高充填部（偏在部）、９０：回転軸、８０：ブラケット、８１：取付部、８２：固定部、８３：座面、８２０：スクリュー。
【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13】
【図14】