JP2000027928A - サスペンション用液体封入防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サスペンションのバネ下共振周波数の近傍で
充分な減衰を発生させながら、タイヤの一次共振周波数
の近傍で動バネ定数の増加を回避する。 【解決手段】 外筒１１および内筒１２を一対の弾性体
１７，１８で接続し、その両側に形成した一対の液室２
１，２２を連通路２３で相互に連通する。大振幅のバネ
下共振振動が入力されると、一対の液室２１，２２の容
積が交互に増減することにより液体が連通路２３を通っ
て両液室２１，２２間を行き来し、その際に発生する減
衰でバネ下共振振動が制振される。小振幅のタイヤの一
次共振振動が入力されると、液室２１，２２に対向する
弾性膜２７，２８が変形して液室２１，２２の内圧変化
が小さく抑えられるため、連通路２３を通って一対の液
室２１，２２間を行き来する液体の量が減少して大きな
減衰が発生することが防止され、前記一次共振周波数に
おける動バネ定数の増加が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相互に平行な軸線
を有する外筒および内筒を接続する弾性体に臨むように
一対の液室を形成するとともに、これら一対の液室を連
通路で相互に連通させたサスペンション用液体封入防振
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のサスペンション用液体封入
防振装置を示すもので、同軸に配置された外筒０１およ
び内筒０２を一対の弾性体０３，０４で接続し、これら
弾性体０３，０４の両側に形成された液室０５，０５；
０６，０６を連通路０７，０８で相互に連通させた構造
を有している。内筒０２に矢印Ａ−Ａ′方向の荷重が入
力すると、弾性体０３，０４の両側に形成された液室０
５，０５；０６，０６の容積が交互に増減するため、液
体が連通路０７，０８を通過して減衰を発生するように
なっている。

【０００３】図７は米国特許第５，５６０，５９３号公
報に記載された液体封入防振装置を示すものである。こ
の液体封入防振装置は同軸に配置された外筒０１１およ
び内筒０１２を３個の弾性体０１３，０１４，０１５で
接続し、外側に位置する一対の弾性体０１３，０１５と
外筒０１１との間に形成された一対の液室０１６，０１
７を連通路０１８，０１９で相互に連通させたもので、
３個の弾性体０１３，０１４，０１５間に一対の空隙０
２０，０２１が形成される。

【０００４】内筒０１２に矢印Ａ−Ａ′方向の荷重が作
用すると、一対の液室０１６，０１７の容積が交互に増
減するため、液体が連通路０１８，０１９を通過して減
衰を発生するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示す
従来のものは、サスペンションのバネ下の共振周波数で
ある１５Ｈｚ付近の周波数に減衰のピークを設定してい
るが、それよりも高い周波数で動バネ定数が高くなる特
性を有しているため、タイヤの一次共振周波数（４０Ｈ
ｚ近傍）において動バネ定数が高くなって車体への伝達
力が増加してしまう問題がある。

【０００６】そこで、図７に示すものの如く弾性体０１
３，０１４，０１５間に空隙０２０，０２１を形成すれ
ば、内筒０１２に接続された内側の弾性体０１４が変形
しても、空隙０２０，０２１が存在するために外側の弾
性体０１３，０１５に変形が伝達され難くなる。従っ
て、比較的に振幅の小さい前記タイヤの一次共振振動が
入力されたときに、液室０１６，０１７の容積変化を防
止して車体への伝達力の増加を回避することができる。

【０００７】しかしながら、図７に示すものは空隙０２
０，０２１が存在するために内側の弾性体０１４の変形
が外側の弾性体０１３，０１５に即座に伝達されず、従
ってサスペンションのバネ下共振が発生したときに充分
な減衰が得られなくなる可能性がある。

【０００８】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、サスペンションのバネ下共振周波数の近傍で充分な
減衰を発生させながら、タイヤの一次共振周波数の近傍
で動バネ定数の増加を回避することが可能なサスペンシ
ョン用液体封入防振装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、相互に平行な軸線を
有する外筒および内筒と、外筒および内筒を接続する一
対の弾性体と、内筒および両弾性体を挟んで両側に形成
された一対の液室と、両液室を相互に連通させる連通路
とを備えてなり、両弾性体を剪断する方向の荷重により
外筒および内筒が相対移動したときに、両液室の容積が
変化するように構成されたサスペンション用液体封入防
振装置において、前記弾性体は内部に複数の空隙を備え
ており、これら空隙は弾性変形容易な弾性膜を介して前
記液室に対向することを特徴とする。

【００１０】上記構成によれば、サスペンションにバネ
下共振振動が入力されて外筒および内筒が相対移動する
と、一対の液室の容積が交互に増減することにより液体
が連通路を通って両液室間を行き来し、その際に発生す
る減衰でバネ下共振振動が抑振される。前記バネ下共振
振動の振幅は比較的に大きいため、液室に対向する弾性
膜が変形して弾性体に接触するので、液圧変化が増加し
て高い減衰力を発生させる。一方、サスペンションにタ
イヤの一次共振振動が入力されたとき、そのタイヤの一
次共振振動の振幅は比較的に小さいため、液室に対向す
る弾性膜が変形して液室の内圧変化が小さく抑えられ
る。その結果、連通路を通って一対の液室間を行き来す
る液体の量が減少して大きな減衰が発生することが防止
されるため、前記一次共振周波数における動バネ定数の
増加を抑制することができる。而して、特別の付加構造
を必要とすることなく、サスペンションのバネ下共振周
波数の近傍で充分な減衰を発生させながら、タイヤの一
次共振周波数の近傍で動バネ定数の増加を回避すること
ができる。

【００１１】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記空隙は前記荷重の入力方向と直
交する方向に細長く延びており、その一方の内壁面に他
方の内壁面に向けて突出する突起を設けたことを特徴と
する。

【００１２】上記構成によれば、弾性膜が変形すると空
隙の一方の内壁面に設けた突起が他方の内壁面に即座に
当接するため、その空隙のクリアランスを実質的に減少
させることができる。これにより、弾性体の成形金型に
おいて前記空隙を成形する中子の厚さを増加させて剛性
を充分に確保しながら、空隙のクリアランスを実質的に
減少させてバネ下共振振動の入力時に液室の内圧変化を
充分に発生させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１４】図１〜図５は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は液体封入防振装置を用いたリヤサスペンショ
ンの斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は
図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、
図５は図２に対応する作用の説明図である。

【００１５】図１は自動車の左後輪のサスペンションを
示すものである。図示せぬ車輪を回転自在に支持するナ
ックル１は、前方に延びるトレーリングアーム２によっ
て車体に連結されるとともに、左右方向に延びるアッパ
ーアーム３、フロントロアアーム４およびリヤロアアー
ム５によって車体に連結される。ナックル１の上下動は
コイルばね６を一体に備えたショックアブソーバ７によ
り緩衝される。本実施例の液体封入防振装置Ｂはトレー
リングアーム２の前端を車体に支持するために使用され
るもので、主として路面から車輪を介して車体前後方向
（矢印Ａ−Ａ′方向）に入力される１５Ｈｚ程度の大振
幅の振動（バネ下共振振動）および４０Ｈｚ程度の小振
幅の振動（タイヤの一次共振振動）の減衰を行う。

【００１６】図２〜図４に示すように、液体封入防振装
置Ｂはトレーリングアーム２の前端に形成した環状の取
付部２₁ に圧入により固定される大径の外筒１１と、そ
の外筒１１の内部に軸線Ｌを共有して同心に配置され、
図示せぬボルトで車体に固定される小径の内筒１２とを
備える。外筒１１は、単純な円筒状のアウター部材１３
と、アウター部材１３の内周に固定された概略円筒状の
インナー部材１４との２二重構造を有している。外筒１
１の内周面には、矢印Ａ−Ａ′で示す荷重の入力方向の
両端側に位置するように、円弧状に形成された一対の弾
性体１５，１６が固定されるとともに、荷重の入力方向
Ａ−Ａ′と直交する方向において外筒１１および内筒１
２が一対の弾性体１７，１８で接続される。一対の弾性
体１７，１８は内筒１２の外周を覆う薄肉部１９，２０
によって一体に接続される。

【００１７】荷重の入力方向Ａ−Ａ′の外側に位置する
一対の弾性体１５，１６と、内側に位置する一対の弾性
体１７，１８および薄肉部１９，２０とに挟まれるよう
に、荷重の入力方向Ａ−Ａ′と直交する方向に延びる一
対の液室２１，２２が形成される。これら液室２１，２
２には水やエチレングリコールのような液体が充填され
る。一対の液室２１，２２の長手方向一端部は、外筒１
１のアウター部材１３およびインナー部材１４間に形成
された連通路２３を介して相互に連通する。

【００１８】外筒１１および内筒１２を接続する一対の
弾性体１７，１８の内部に、それぞれ一対の空隙２４，
２４；２５，２５が形成される。４個の空隙２４，２
４；２５，２５は荷重の入力方向Ａ−Ａ′に対して直交
する方向に延びる細長い形状を有しており、各々薄肉の
弾性膜２６，２６；２７，２７を介して液室２１，２２
に対向する。各空隙２４，２４；２５，２５の相対向す
る壁面の一方には、他方に向かって突出する突起２８…
が形成される。各空隙２４，２４；２５，２５の最小ク
リアランス、即ち突起２８…の先端と、それに対向する
壁面との間のクリアランスαは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ
に設定される。

【００１９】次に、前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用について説明する。

【００２０】車両の走行に伴って路面からタイヤに伝達
される振動には、１５Ｈｚ近傍の周波数を有する比較的
に大振幅のバネ下共振振動と、４０Ｈｚ近傍の周波数を
有する比較的に小振幅のタイヤの一次共振振動とが含ま
れる。

【００２１】比較的に大振幅のバネ下共振振動が液体封
入防振装置Ｂの外筒１１にトレーリングアーム２を介し
て作用すると、内筒１２が外筒１１に対して矢印Ａ−
Ａ′方向に相対移動する。図５は内筒１２が外筒１１に
対して矢印Ａ′方向に相対移動した状態を示しており、
内筒１２はその表面を覆う薄肉部２０が円弧状の弾性体
１６に当接する限界位置まで移動することにより、一方
の液室２２の容積が縮小して他方の液室２１の容積が拡
大し、容積が縮小する側の液室２２内の液体が連通路２
３を通過して容積が拡大する側の液室２１に移動する。
このようにして一対の液室２１，２２の容積が交互に拡
大縮小するに伴って、連通路２３を液体が行き来して減
衰が発生し、前記バネ下共振振動が抑振される。

【００２２】比較的に小振幅のタイヤの一次共振振動が
液体封入防振装置Ｂに入力されて内筒１２が外筒１１に
対して矢印Ａ−Ａ′方向に相対移動するとき、前記大振
幅のバネ下共振振動が入力された場合に比べて液室２
１，２２の容積の変化は小さくなる。例えば、液室２２
の容積が減少して内圧が増加すると、薄肉の弾性膜２
７，２７が空隙２５，２５の容積を縮小するように撓ん
で液室２２の内圧増加を抑制し、また液室２１の容積が
増加して内圧が減少すると、薄肉の弾性膜２６，２６が
空隙２４，２４の容積を拡大するように撓んで液室２１
の内圧減少を抑制する。これにより、液体通路２３を通
過する液体の流量が減少して減衰の発生が抑制され、タ
イヤの一次共振周波数の近傍で動バネ定数が増加して車
体への伝達力が増加する問題を回避することができる。

【００２３】ところで、空隙２４，２４；２５，２５の
クリアランスα（図２参照）が過大であると、比較的に
大振幅のバネ下共振振動が入力されたときに弾性膜２
６，２６；２７，２７が空隙２４，２４；２５，２５に
向けて大きく撓んでしまい、液室２１，２２に充分な容
積変化を発生させることができなくなって必要な減衰が
得られなくなる可能性があるため、前記空隙２４，２
４；２５，２５のクリアランスαはできるだけ小さく設
定することが望ましい。しかしながら、空隙２４，２
４；２５，２５の形状を、その全長に亘ってクリアラン
スβが小さいスリット状にすると、弾性体１７，１８を
金型で射出成形する際に空隙２４，２４；２５，２５を
成形する中子の強度を確保することが難しくなる。

【００２４】そこで本実施例では、空隙２４，２４；２
５，２５のクリアランンスβを大きめに設定して中子の
強度を確保した上で、弾性膜２６，２６；２７，２７か
ら空隙２４，２４；２５，２５内に突出する突起２８…
の先端からのクリアランスαを小さく設定することによ
り、弾性膜２６，２６；２７，２７の大きな変形を規制
してバネ下共振振動入力時の減衰を確保することができ
る。尚、タイヤの一次共振振動の入力時には、その振幅
が充分に小さいことから、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度
のクリアランスαが存在すれば液室２１，２２の圧力変
化を充分に抑制することが可能である。

【００２５】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、サスペンションにバネ下共振振動が入力され
て外筒および内筒が相対移動すると、一対の液室の容積
が交互に増減することにより液体が連通路を通って両液
室間を行き来し、その際に発生する減衰でバネ下共振振
動が抑振される。前記バネ下共振振動の振幅は比較的に
大きいため、液室に対向する弾性膜が変形して弾性体に
接触するので、液圧変化が増加して高い減衰力を発生さ
せる。一方、サスペンションにタイヤの一次共振振動が
入力されたとき、そのタイヤの一次共振振動の振幅は比
較的に小さいため、液室に対向する弾性膜が変形して液
室の内圧変化が小さく抑えられる。その結果、連通路を
通って一対の液室間を行き来する液体の量が減少して大
きな減衰が発生することが防止されるため、前記一次共
振周波数における動バネ定数の増加を抑制することがで
きる。而して、特別の付加構造を必要とすることなく、
サスペンションのバネ下共振周波数の近傍で充分な減衰
を発生させながら、タイヤの一次共振周波数の近傍で動
バネ定数の増加を回避することができる。

【００２７】また請求項２に記載された発明によれば、
弾性膜が変形すると空隙の一方の内壁面に設けた突起が
他方の内壁面に即座に当接するため、その空隙のクリア
ランスを実質的に減少させることができる。これによ
り、弾性体の成形金型において前記空隙を成形する中子
の厚さを増加させて剛性を充分に確保しながら、空隙の
クリアランスを実質的に減少させてバネ下共振振動の入
力時に液室の内圧変化を充分に発生させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】液体封入防振装置を用いたリヤサスペンション
の斜視図

【図２】図１の２−２線拡大断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】図２の４−４線断面図

【図５】図２に対応する作用の説明図

【図６】従来の液体封入防振装置の縦断面図

【図７】従来の液体封入防振装置の縦断面図

【符号の説明】

１１ 外筒 １２ 内筒 １７ 弾性体 １８ 弾性体 ２１ 液室 ２２ 液室 ２３ 連通路 ２４ 空隙 ２５ 空隙 ２６ 弾性膜 ２７ 弾性膜 ２８ 突起 Ｌ 軸線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に平行な軸線（Ｌ）を有する外筒
   （１１）および内筒（１２）と、 外筒（１１）および内筒（１２）を接続する一対の弾性
   体（１７，１８）と、 内筒（１２）および両弾性体（１７，１８）を挟んで両
   側に形成された一対の液室（２１，２２）と、 両液室（２１，２２）を相互に連通させる連通路（２
   ３）と、を備えてなり、両弾性体（１７，１８）を剪断
   する方向の荷重により外筒（１１）および内筒（１２）
   が相対移動したときに、両液室（２１，２２）の容積が
   変化するように構成されたサスペンション用液体封入防
   振装置において、 前記弾性体（１７，１８）は内部に複数の空隙（２４，
   ２５）を備えており、これら空隙（２４，２５）は弾性
   変形容易な弾性膜（２６，２７）を介して前記液室（２
   １，２２）に対向することを特徴とするサスペンション
   用液体封入防振装置。
2. 【請求項２】 前記空隙（２４，２５）は前記荷重の入
   力方向と直交する方向に細長く延びており、その一方の
   内壁面に他方の内壁面に向けて突出する突起（２８）を
   設けたことを特徴とする、請求項１に記載のサスペンシ
   ョン用液体封入防振装置。