JP2004205050A

JP2004205050A - 防振装置

Info

Publication number: JP2004205050A
Application number: JP2004115959A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ihara; 芳雄井原; Hironori Kato; 洋徳加藤
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】上下方向の防振特性を変更せず、かつ耐久性を低下させることなく、前後方向等の軸直角横方向の動バネ定数を容易に下げることができ、しかも剛性のチューニングが容易に可能な防振装置を提供する。
【解決手段】内筒金具と外筒金具とを、両金具間に介設したゴム弾性体により結合し、ゴム弾性体には、前記内筒金具を挟んで上下に、それぞれ軸方向に対して直角の断面において周方向に内筒金具外径より広幅の空洞部を形成し、上下の空洞部間のゴム弾性体の両側部分が支持腕として内筒金具を外筒金具に対して支持する防振装置において、前記ゴム弾性体の両側部分に、外筒金具から内方へ離れた位置に軸方向の非貫通孔あるいは貫通孔による小空洞を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として自動車のエンジンマウントやサスペンションブッシュ等として使用される防振装置に関する。

従来より、自動車のエンジンマウントやサスペンションブッシュ等に用いられるブッシュ型の防振装置として、内筒金具と外筒金具とを、これら内外の両金具間に介設されたゴム弾性体により結合したものが知られている。通常、内筒金具がこれに挿嵌される軸部材を介して一方の支持部材に取り付けられ、前記外筒金具が、ブラケット等の他方の支持部材に圧入されて固定される。これら支持部材は、エンジンを含むパワーユニット等の振動源側と、車体等の支持側とにそれぞれ設けられる。

この種の防振装置は、通常、図１０に示すように、内筒金具５１と外筒金具５２とが、これら内外の両筒金具５１，５２間に介設されたゴム弾性体５３により結合されるとともに、前記ゴム弾性体５３の内部に、内筒金具５１を挟んで上下に相対向して周方向に所要の幅を持った空洞部５４，５５が設けられており、上下の空洞部５４，５５間のゴム弾性体５３の両側部分５３ａ，５３ｂが前記内筒金具５１を、前記外筒金具５２に対して支持する形態をなしている。

この防振装置は、例えば、その軸方向（Ｘ方向）を車両に対し左右方向にして、パワーユニットの前後方向の振動を規制するように使用する場合において、前記上下の空洞部５４，５５のために、軸直角横方向である前後方向（Ｙ方向）に対して上下方向（Ｚ方向）のバネが柔らかくなっており、これによって上下方向の振動に対して求められる所定の防振特性が得られるように設計されている。

ところで、前記の使用状態において、前記ゴム弾性体５３の両側部分５３ａ，５３ｂで内筒金具１を支持する構造の場合、上下方向に比して前後方向の動バネ定数が高くなるため、前後方向の振動に対する防振性能が劣り、また前記両側部分５３ａ，５３ｂのゴムボリュームが多くなり、充分満足できない。すなわち、上下方向の振動荷重の入力によって、前記両側部分５３ａ，５３ｂに大きな圧縮応力、引張応力が生じる。その結果、該部分に発熱が生じ、破損や亀裂が発生することがあり、耐久性が悪化することになる。そのため、前後方向の動バネ定数を下げることが望まれる。

なお、前記ゴム弾性体の両側部分において軸直角の横方向である前後方向の動バネ定数を下げるために、例えば、上下の空洞部の形状およびゴム弾性体の両側部分の外形を変更するのは、上下方向のバネや防振特性等の他の特性にも影響し、要求される性能が得られない上、耐久性も低下することになり、また剛性のチューニングも難しいものとなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなしたものであり、上下方向の防振特性を変更せず、かつ耐久性を低下させることなく、主に前後方向等の軸直角横方向の動バネ定数を容易に下げることができ、しかも剛性のチューニングが容易に可能な防振装置を提供するものである。

本発明は、内筒金具と、この外方を囲むように配された外筒金具とが、これら内外の両金具間に介設されたゴム弾性体により結合されてなり、前記ゴム弾性体には、前記内筒金具を挟んで上下に、それぞれ軸方向に対して直角の断面において周方向に内筒金具外径より広幅の空洞部が形成され、上下の空洞部間の前記ゴム弾性体の両側部分が前記内筒金具を外筒金具に対して支持する防振装置であって、前記ゴム弾性体の両側部分には、外筒金具から内方へ離れた位置に軸方向の小空洞が設けられてなることを特徴とする。

本発明の防振装置は、前記のようにゴム弾性体の両側部分に、軸方向の小空洞を設けたことにより、上下の空洞部の形状や該両側部分の外形を変えずに、また上下方向の動バネ定数や防振特性に影響を与えることなく、軸直角横方向の動バネ定数を下げることができる。そのため、例えば軸方方向を車両の左右方向にして使用した場合に、前後方向の防振特性を改善できる。

しかも、前記小空洞が外筒金具から離れた位置に設けられているため、該小空洞による放熱効果で、前記軸直角横方向の振動によるゴム弾性体内部の発熱を抑えることができ、耐久性の低下を防止できる。

特に、前記小空洞が、前記ゴム弾性体の両側部分の内筒金具と外筒金具との間の中間点付近に設けられていると、軸直角横方向の振動荷重の入力による圧縮、引張の動きが大きくて最も発熱が生じ易い前記中間点付近における発熱を効果的に抑制することができる。

前記防振装置において、前記小空洞は、軸方向の非貫通孔あるいは軸方向の貫通孔の場合とがある。いずれの場合も、ゴム弾性体の両側部分に小空洞を有さない場合に比して、剛性のチューニングが容易に可能になる。

特に、小空洞が非貫通孔の場合は、未貫通部分の存在により、貫通孔よりなる場合に比して、剛性が高く設定され、この未貫通孔の径等のほか、その孔深さ、つまりは未貫通部分の壁厚の調整、変更により、剛性のチューニングが容易に可能になり、設計の自由度が広がる。

本発明は、前記ゴム弾性体の両側部分にそれぞれ複数の小空洞を設けることもでき、この場合も、該小空洞による放熱効果でゴム弾性体の両側部分の発熱をさらに効果的に抑制でき、また剛性のチューニングも容易になる。

前記の防振装置において、前記内筒金具が、無荷重状態において前記外筒金具に対して上方に偏心して配置され、所定の荷重負荷により略同軸心に支持されるものが好ましく、これにより防振特性が安定したものになる。

また、前記外筒金具が横に長い略楕円形の断面を有し、該外筒金具の断面における両側から前記ゴム弾性体の両側部分が前記内筒金具を支持しているものとすることができる。これにより、前記防振装置の軸方向を左右方向とした場合、前後方向に長い略楕円形の断面を有することで、内筒金具が前後両側から充分な量のゴム弾性体により支持されることになり、防振特性がさらに安定する。

上記したように本発明の防振装置によれば、上下方向の防振特性を変更せず、かつ耐久性を低下させることなく、軸直角横方向の動バネ定数を容易に下げることができ、しかも剛性のチューニングも容易に可能なものである。それゆえ、主として自動車のエンジンマウントやサスペンションブッシュ等として好適に使用することができる。

次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。

図示する実施例の防振装置は、エンジン等のパワーユニットを自動車の車体側に対して支持する防振マウントの場合を示している。

図１は、本発明の防振装置の一つの実施例を示す図２のＡ−Ａ線の断面図、図２は前図のＢ−Ｂ線の縦断面図、図３は図１のＣ−Ｃ線の断面図、図４は同防振装置を支持部材に取付けた状態を示す図２と同個所での断面図である。図５は他の実施例の防振装置を示す図３と同線における断面図である。

この実施例の防振装置は、比較的厚肉の円筒状をなす内筒金具１と、その外方を囲むように配された外筒金具２とが、内外の両筒金具間に介設されたゴム弾性体３により一体的に結合されている。このゴム弾性体３は、加硫成形により一体に成形されるとともに、前記内筒金具１および外筒金具２に接着されている。通常、前記外筒金具２は、前記内筒金具１より軸方向（Ｘ方向）の寸法が短くなっている。

前記ゴム弾性体３には、前記内筒金具１を挟んで上下に相対向してそれぞれ周方向に所要の幅を持った空洞部４，５が設けられており、上下の空洞部４，５間のゴム弾性体３の左右部分３ａ，３ｂが前記内筒金具１を、前記外筒金具２に対して支持するように設けられている。

前記上下の空洞部４，５は、それぞれ軸方向に対して直角の断面において周方向に内筒金具１の外径より広幅とされ、この上下の空洞部４，５間において軸直角方向（主に前後方向）に長くなった前記ゴム弾性体３の両側部分３ａ，３ｂが支持腕として、前記内筒金具１を外筒金具２に対して略中央部に支持するように設けられている。

図１に示すように、上側の空洞部４が下側の空洞部５よりやや広く形成され、また前記ゴム弾性体３は、支持腕としての両側部分３ａ，３ｂが外筒金具２の前後両側部内面に対して上下方向の中間よりやや下方側に偏倚して接着されるとともに、中央部が上方に向かって膨出した山形状をなしている。そして、ゴム弾性体３の前記中央部に固定された内筒金具１が、無荷重状態において前記外筒金具２に対して上方に偏心して配置されており、パワーユニット等の所定の荷重が負荷された状態において、図１の鎖線のように外筒金具２と略同軸心に支持され、上下に所定のクリアランスを保持するようになっている。

前記上下の空洞部４，５の外筒金具２側には、所定の厚みを持った凸状のストッパゴム部６，７が、前記ゴム弾性体３と同じゴムにより一体に加硫成形されており、内筒金具１の一定以上の大きい振幅による上下方向の振動入力時に、その上下面のゴム弾性体３が前記ストッパゴム部に当接して、動きを規制するように設けられている。

そして、前記ゴム弾性体３の両側部分３ａ，３ｂには、それぞれ外筒金具２から内方へ僅かに離れた位置、好ましくは内筒金具１と外筒金具２との間の中間点付近に小空洞８，８が設けられている。

前記小空洞８，８は、軸方向の円形の孔からなるもので、特に図３に示すように、未貫通部分８ａを残して形成した軸方向の非貫通孔よりなる場合のほか、図５に示すように軸方向の貫通孔からなる場合もある。

非貫通孔による小空洞８の場合、図３のように前記未貫通部分８ａの位置を軸方向の略中央部に設定して形成するほか、軸方向の一方の端部もしくはその近傍に未貫通部分８ａを残すように形成することもできる。

前記小空洞８は、非貫通孔および貫通孔のいずれの場合も、その径や断面形状、大きさ、深さや数については、求められる剛性や動バネ定数等に応じて種々変更が可能である。例えば、図６のように複数の孔（図の場合は二つの孔）による小空洞８を所要の間隔をおいて並設することも、図７のように丸みを付けた断面略三角形の孔、あるいは図８のように断面が扁平な孔にすることができ、さらにこれらを組み合わせて配置することもできる。また非貫通孔および貫通孔の場合のいずれも、開口端から軸方向内方に向かって同径、同形状である必要はなく、軸方向で径や形状を変化させることも可能である。

前記小空洞８が軸方向の非貫通孔あるいは軸方向の貫通孔のいずれでも、ゴム弾性体３の支持腕としての両側部分３ａ，３ｂに小空洞を有さない場合に比して、剛性のチューニングが容易に可能である。特に、前記小空洞８が非貫通孔の場合は、未貫通部分８ａの存在により、貫通孔よりなる場合に比して、剛性が高く設定され、この未貫通孔の径等のほか、その孔深さ、つまりは未貫通部分８ａの壁厚の調整、変更により、剛性のチューニングが容易に可能になる。そのため設計の自由度が広がることになる。

前記の小空洞８を設けるためには、例えば、ゴム弾性体３を内筒金具１と外筒金具２に介挿された状態でゴムを加硫する加硫成形時に、上側空洞部４および下側空洞部５と同様に、中子により作製することができる。または、加硫成形の後に前記小空洞に相当する部分をくり抜くことも可能である。いずれにしても簡単な作業過程により設けることができる。

上記の防振装置は、例えば図４に示すように、内筒金具１をこれに嵌挿した軸部材１１を介して一方の支持部材１０に取り付け、また外筒金具２をブラケット等の他方の支持部材２０に有する取付用孔２１に圧入して固定して使用する。通常、前記支持部材１０はパワーユニット等の振動源側に、他方の支持部材２０は車体側に設けられる。

こうして、その軸方向（Ｘ方向）を車両に対し左右方向にして、パワーユニットの前後方向の振動を規制するように使用する。この使用において、前記のようにゴム弾性体３の支持腕としての両側部分３ａ，３ｂに、軸方向の小空洞８を設けたことにより、該小空洞８が潰されてしまうまでの一定振幅以下の振動に対して左右方向のバネが柔らかくなり、上下の空洞部４，５の形状や該両側部分３ａ，３ｂの外形を変えずに、しかも上下方向の動バネ定数や防振特性に大きな影響を与えることなく、軸直角横方向である前後方向の動バネ定数を下げることができ、前後方向の防振特性を改善できる。

また、前記小空洞８が外筒金具２から離れた位置、特に内外の両金具１，２間の中間点付近に小空洞８が設けられているため、前後方向の振動荷重の入力による圧縮、引張の動きが大きくて最も発熱が生じ易い前記中間点付近における発熱を、小空洞８による放熱効果で効果的に抑制することができる。図６のように複数の孔、図８のような断面が扁平な孔の場合、その放熱の効果は大きくなる。これにより耐久性の低下を防止できる。

なお、上記の実施例においては、外筒金具２を正面略円形とした場合を示したが、図９に示す実施例のように、外筒金具２を断面が横長の略楕円形、つまり前後方向（Ｙ方向）を長軸とする略楕円形をなすものとすることができる。

この実施例の場合も、上記した外筒金具２が円形の実施例の場合と基本的に同じ構成をなしており、同構成部分は同符号を付している。

すなわち、内筒金具１と外筒金具２との間のゴム弾性体３には、前記内筒金具１を挟んで上下に相対向してそれぞれ周方向に所要の幅を持った空洞部４，５が設けられ、上下の空洞部４，５間のゴム弾性体３の支持腕としての両側部分３ａ，３ｂが、前記内筒金具１を前記外筒金具２に対して支持するように設けられている。

また、図９のように、上側の空洞部４が下側の空洞部５よりやや広く形成されるとともに、前記ゴム弾性体３の中央部が上方に向かって膨出した山形状をなしている。そして、ゴム弾性体３の前記中央部に固定された内筒金具１が、無荷重状態において前記外筒金具２に対して上方に偏心して配置されており、パワーユニット等の所定の荷重が負荷された状態において、同図の鎖線のように外筒金具２と略同軸心に支持されるようになっている。

特に、図示していないが、前記の支持状態において、下側の空洞部５の外筒金具２側に設けた凸状のストッパゴム部７に対して、下側の空洞部５の天井面が当接するように設けることもできる。

そして、前記ゴム弾性体３の支持腕としての両側部分３ａ，３ｂには、それぞれ外筒金具２から内方へ僅かに離れた位置、好ましくは内筒金具１と外筒金具２との間の中間点付近に、軸方向の非貫通孔あるいは貫通孔よりなる小空洞８，８が設けられている。この小空洞８については、上記実施例と同様に種々の変更が可能である。

この実施例においても、上下の空洞部４，５の形状や該両側部分３ａ，３ｂの外形を変えずに、かつ上下方向の動バネ定数や防振特性に大きな影響を与えることなく、軸直角横方向の動バネ定数を下げることができる。そのため、例えば軸方向を左右方向にして使用した場合において、前後方向の防振特性を改善できることになる。また、軸直角横方向の振動荷重の入力による圧縮、引張の動きが大きくて最も発熱が生じ易い前記中間点付近における発熱を、小空洞８による放熱効果で効果的に抑制することができる。

なお、本発明の防振装置は、軸方向を車両の前後方向にして使用することも可能であり、その場合、左右方向の動バネ定数を下げることができることになる。

本発明の防振装置の一つの実施例を示す図２のＡ−Ａ線の断面図である。前図のＢ−Ｂ線の縦断面図である。図１のＣ−Ｃ線の断面図である。同防振装置を支持部材に取付けた状態を示す図２と同個所での断面図である。他の実施例の防振装置を示す図３と同線での断面図である。小空洞の他の例を示す一部の断面図である。小空洞のさらに他の例を示す一部の断面図である。小空洞のさらに他の例を示す一部の断面図である。本発明の防振装置の他の実施例で外筒金具を略楕円形にした場合の実施例を示す断面図である。従来例の防振装置を例示する図１に対応する縦断面図である。

符号の説明

１内筒金具
２外筒金具
３ゴム弾性体
３ａ，３ｂゴム弾性体の両側部分
４，５上下の空洞部
６，７上下のストッパゴム部
８小空洞
８ａ小空洞の未貫通部分
１０振動源側の支持部
２０支持側の支持部材

Claims

内筒金具と、この外方を囲むように配された外筒金具とが、これら内外の両金具間に介設されたゴム弾性体により結合されてなり、前記ゴム弾性体には、前記内筒金具を挟んで上下に、それぞれ軸方向に対して直角の断面において周方向に内筒金具外径より広幅の空洞部が形成され、上下の空洞部間の前記ゴム弾性体の両側部分が前記内筒金具を外筒金具に対して支持する防振装置であって、
前記ゴム弾性体の両側部分には、外筒金具から内方へ離れた位置に軸方向の小空洞が設けられてなることを特徴とする防振装置。
前記小空洞が、前記ゴム弾性体の両側部分の内筒金具と外筒金具との間の中間点付近に設けられてなる請求項１に記載の防振装置。
前記小空洞が、軸方向の非貫通孔である請求項１または２に記載の防振装置。
前記小空洞が、軸方向の貫通孔である請求項１または２に記載の防振装置。
前記ゴム弾性体の両側部分にそれぞれ複数の小空洞が設けられてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の防振装置。
前記内筒金具が、無荷重状態において前記外筒金具に対して上方に偏心して配置され、所定の荷重負荷により略同軸心に支持される請求項１〜５のいずれか１項に記載の防振装置。
前記外筒金具が断面横長の略楕円形をなし、該外筒金具の断面における両側から前記ゴム弾性体の両側部分が前記内筒金具を支持している請求項１〜６のいずれか１項に記載の防振装置。