JP2005257011A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低周波数域から高周波数域にわたる広範囲の周波数域で安定した振動抑制効果が得られる防振装置を提供する。
【解決手段】 内筒部材１の外方に本体外筒６とダイヤフラム外筒２とが同心的に配され、内筒部材１の一端部に嵌着されるダイヤフラム内筒７を有し、内筒部材１と本体外筒６の間に設けられた本体ゴム部３１と、ダイヤフラム外筒２とダイヤフラム内筒７のダイヤフラム３２とからなるゴム弾性体３に、内筒部材１を囲む環状の液室４が形成された防振装置Ａ１において、ダイヤフラム３２が、ダイヤフラム内筒７側において、該ダイヤフラム内筒７の外周面１７のみと接着されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のサスペンション等に用いられるボディマウントに使用される液封入式の防振装置に関するものである。

自動車等の車両のリヤサスペンション等に用いられるボディマウントとして、車両のボディとこれを支持するサスペンション側フレームとの一方に、軸心を上下方向にして連結固定される内筒部材と、該内筒部材の周りで他方に連結固定されるダイヤフラム外筒とを有し、この内筒部材とダイヤフラム外筒とを両者の間に配したゴム弾性体により結合し、さらに前記ゴム弾性体に内筒部材を囲む環状の液室を設けたものが知られている。

前記ボディマウント等の防振装置においては、主として軸方向の振動入力に対して、１５０Ｈｚより低い周波数域の振動に対しては、前記液室による動バネ定数低下の効果で振動を抑制し所要の防振特性を得ることができるものの、高周波数域の振動に対しては、液室による動バネ定数の低減効果が小さく、振動抑制の効果が十分に得られていない。

そこで、高周波数域の振動に対する抑制効果を改善するものとして、前記液室を攪拌部材により上下に分け、液室の上下部分を攪拌部材と内筒部材側の壁面との間の狭小な間隙を通じて連続させることで、軸方向の振動入力時に前記狭小な間隙を通じて液室内の液体を上下に流動させることによる共振作用により、１５０Ｈｚ以上の高周波数域においても、動バネ定数を低下させることのできる防振装置が提案されている（特許文献１）。
特開２００３−２０６９７７号公報

上記特許文献１に記載の防振装置によれば、内筒部材とダイヤフラム外筒の間のゴム弾性体に環状の液室を設け、かつ液室を上下に分ける攪拌部材を設けることにより、１５０Ｈｚより低い周波数域はもちろんのこと、１５０Ｈｚ以上の高周波数域においても動バネ定数を従来よりも低下させる優れた効果を有している。しかしながら、上記防振装置では、高周波数域での動バネ定数を低減できるものの、直後の周波数域で悪化する。例えば、図８に示す周波数と動バネ定数との関係のように、３００Ｈｚまでの周波数域では動バネ定数を低く抑えることができるが、３００Ｈｚ付近で急上昇しその後低下することなく上昇を続け防振特性を不安定にしている。高周波数域における動バネ定数は、周波数の上昇に伴い緩やかな傾斜関係に従い変化することが振動抑制の効果を安定して得られる点で望ましいことから、この種の防振装置のさらなる改善が求められている。

本発明は、上記に鑑みてなしたものであり、この種の防振装置において、特に高周波数域において、動バネ定数を低いレベルに維持した上で、周波数の上昇に伴い緩やかな傾斜関係に従って動バネ定数を変化させることで、低周波数域から高周波数域にわたる広範囲の周波数領域での安定した振動抑制効果が得られる防振装置を提供することを目的とするものである。

本発明の防振装置は、内筒部材の外方に本体外筒とダイヤフラム外筒とが同心的に配され、前記内筒部材の一端部に嵌着されるダイヤフラム内筒を有し、前記内筒部材の外周と前記本体外筒の間に設けられた本体ゴム部と、前記ダイヤフラム外筒の内周と前記ダイヤフラム内筒の間に設けられたダイヤフラムとからなるゴム弾性体を有し、前記ゴム弾性体に前記内筒部材を囲む環状の液室が形成されてなる防振装置において、前記ダイヤフラムが、前記ダイヤフラム内筒側において、該ダイヤフラム内筒の外周面のみと接着され形成されていることを特徴とする。

前記ダイヤフラムは、前記ダイヤフラム内筒の下端部外周面に該ダイヤフラムとの非接着部を有して形成されているものでもよい。

本発明の防振装置においては、前記ダイヤフラム内筒が、筒体からなる、或いは、筒体と、該筒体の内周側に前記内筒部材の端面に当接する環状部とからなるものである。

また、本発明の防振装置においては、前記液室に、前記ダイヤフラム外筒の内周側から内方に向かって前記内筒部材側の壁面との間に間隙を保有するように突出する環状の攪拌部材が設けられてなることが好ましい。

本発明の防振装置によれば、前記ダイヤフラムが、前記ダイヤフラム内筒側において、該ダイヤフラム内筒の外周面のみと接着されて形成されていることで、ダイヤフラムがその液室底面側でゴム弾性体を周辺の構成部材に接することなく形成されることになり、ゴム弾性体の弾性特性を発揮して振動入力時の伸縮性を向上させることができる。これにより、ダイヤフラム内筒にかかる振動入力が液室底面側のゴム弾性体による液室に向かう押し上げ作用を抑制するとともに、その伸縮挙動により液室への振動伝達を緩和し、さらに高周波数域での特定周波数域における液共振を抑制し液室内の液体流動に急激な影響を及ぼすことがなくなり、動バネ定数を低いレベルで安定的に変化させることができる。

従って、本発明では、液室による低周波数域での動バネ定数低下の効果と相乗し、上記高周波数域における動バネ定数を低いレベルで安定して変化させ、また液室に設けた環状の攪拌部材による動バネ定数の低減効果により、低周波数域から高周波数域にわたる広範囲での周波数領域で安定した防振特性を発揮するものとなる。

このように本発明の防振装置によれば、内筒部材とダイヤフラム外筒の間のゴム弾性体に環状の液室を設けた防振装置において、１５０Ｈｚより低い低周波数域はもちろんのこと、高周波数域においても動バネ定数を低レベルに維持し、かつ高周波数域では周波数の上昇に伴い動バネ定数を緩やかな傾斜関係で変化させ安定した振動抑制効果をなすことができ、以て広範囲の周波数領域での良好な防振特性を発揮して良好な乗り心地と静粛性を向上することができる。

次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基いて説明する。

［第１の実施例］
図１〜図５は、本発明の第１の実施例を示し、主にボディマウントとして使用する防振装置Ａ１を示している。

図１は、防振装置Ａ１の縦断面図（図２のＸ−Ｘ線断面図）、図２は同平面図、図３は同底面図、図４は防振装置Ａ１の組立前の状態を示す断面図であり、図５は防振装置Ａ１の使用状態を示す断面図である。

図において、内筒部材１は、車両のボディ側の取付部材にボルト等の締結用の軸部材を介して連結固定される筒状部材であり、比較的厚肉の円筒状金具よりなる。ダイヤフラム外筒２は、車両のボディを支持するサスペンション等の支持側フレームの取付部材に対し圧入手段等により取付固定される筒状部材であり、内筒部材１より薄肉の円筒状金具よりなり、内筒部材１と同心的に配置されている。また、本体外筒６は、内筒部材１と本体ゴム部３１とにより一体化され、ダイヤフラム外筒２と嵌着する円筒状金具であり、ダイヤフラム内筒７は、内筒部材１の下端部の外周に嵌着しダイヤフラム３２を形成する円筒状金具であり、これら内筒部材１、ダイヤフラム外筒２、本体外筒６とダイヤフラム内筒７は、鋼材、又は、アルミ合金材等の金属によりなっている。

ゴム弾性体３は、内筒部材１とダイヤフラム外筒２との間に配設され、このゴム弾性体３には内筒部材１を囲む環状の液室４が設けられている。

このゴム弾性体３は、内筒部材１の外周と本体外筒６の内周との間に加硫成形された本体ゴム部３１と、ダイヤフラム外筒２の内周とダイヤフラム内筒７との間に加硫成形され、前記本体ゴム部３１との間に液室４を形成するダイヤフラム３２とよりなる。

図４に示すように、内筒部材１と本体外筒６とが本体ゴム部３１の加硫成形により一体化された本体部材１０を形成し、すなわち、本体ゴム部３１の外周に加硫接着された本体外筒６がダイヤフラム外筒２の内周に対してシール状態に嵌着されるようになる。

また、ダイヤフラム外筒２は、本体外筒６より長くやや径大であって、軸方向下端部には外方に向かうフランジ部２１を有している。ダイヤフラム外筒２のフランジ部２１側の内周にはダイヤフラム３２が一体に形成され、該ダイヤフラム３２の内周に前記内筒部材１の一端部に嵌着されるダイヤフラム内筒７が加硫接着されている。

さらに、このダイヤフラム外筒２の内周面には、ダイヤフラム３２から延成された所要厚みのシール用ゴム層３３が加硫接着されており、前記本体外筒６がダイヤフラム外筒２の内周に対し該ゴム層３３を介してシール状態に嵌着できるようになっている。すなわち、前記ダイヤフラム外筒２、ダイヤフラム内筒７がダイヤフラム３２とゴム層３３との加硫成形により一体化されてダイヤフラム部材２０を形成している。

前記ダイヤフラム内筒７は、内筒部材１の下端部の外周に嵌着する断面円形状の筒体からなり、該ダイヤフラム内筒７が内筒部材１の端部外周に対して圧入手段によりシール状態に嵌着されるように形成されている。

図に示すように、ダイヤフラム内筒７が嵌着される内筒部材１の一端部外周は、他より僅かに外径が小となる段差状の径小部１１として形成されている。そして、内筒部材１の外周における本体ゴム部３１と一体のゴム層３１ａが前記径小部１１による段部１１ａにまで延成されており、該径小部１１に嵌着される前記ダイヤフラム内筒７の上端部が弾力的に当接してシール状態を保持できるようになっている。また、ダイヤフラム内筒７の外周面１７に加硫接着されたダイヤフラム３２と一体のゴム部３２ｂを、ダイヤフラム内筒７の上端部付近にまで延設しておくこともできる。

前記ダイヤフラム３２は、図に示すように、ダイヤフラム内筒７側において、すなわちダイヤフラム３２の内周側３２ａのゴム弾性体が、筒体からなる前記ダイヤフラム内筒７の外周面１７のみと加硫接着され形成されている。これにより、液室４底面側でのダイヤフラム３２のゴム弾性体と周辺構成部材とを非接触の状態にしている。図の場合、ダイヤフラム内筒７の下端部の外周面１７ａにダイヤフラム３２との非接着部を有して形成されている。

また、前記液室４内には、ダイヤフラム外筒２の内周側から内方に向かって突出して該液室４を上下に分ける環状の攪拌部材５が設けられている。この攪拌部材５は、金属や合成樹脂等の剛性体よりなるリング状板５１と、液室４内において前記リング状板５１の内周縁を包皮するゴム部５２とからなっている。

この攪拌部材５は、その外周縁部、すなわち前記リング状板５１の外周縁部が、前記ダイヤフラム外筒２の内側に嵌着される本体外筒６の端部と、ダイヤフラム外筒２内周、つまり前記ゴム層３３の内周に形成された段部２４との間に挟持され、前記本体部材１０とダイヤフラム部材２０とを組み合わせる際、ダイヤフラム外筒２の内周の段部２４に嵌合しセットしておくことにより、この段部２４と本体外筒６の端部との間に挟持でき、所定の位置に確実にかつ容易に組み込むことができる。

そして、図４に示すように、それぞれ別体に形成された前記内筒部材側の本体部材１０とダイヤフラム部材２０とが、液中において、図１のように組立てられることにより、その内部に前記液室４が形成される。すなわち、前記本体部材１０側の本体外筒６が、前記ダイヤフラム部材２０側のダイヤフラム外筒２の内周にダイヤフラム３２とは反対側の開口から挿入されてゴム層３３を介して嵌着されるとともに、ダイヤフラム３２の内周のダイヤフラム内筒７が内筒部材１の一端側の径小部１１に圧入嵌着されることにより、ゴム弾性体３の本体ゴム部３１とダイヤフラム３２との間に液体が封入されかつ振動入力により変形が可能な液室４が形成されている。

図の場合、前記ダイヤフラム外筒２のフランジ部２１の下面には、ボディの振動に伴う内筒部材１の上方への大変位時に、内筒部材１の下端に固着されたストッパプレートと弾力的に当接係合するストッパゴム３５が設けられている。また前記ダイヤフラム外筒２の外周面にはサスペンション等の支持側フレームの取付部材に対して弾力的に圧入するためのゴム層２３が設けられている。

また、図示する実施例の場合、ゴム弾性体３の本体ゴム部３１には、内筒部材１を挟んで軸直角方向で相対向する位置において、周方向の所要幅に渡って前記液室４の一部４ａが延長形成されるとともに、その外側に空洞部８が形成されることにより、該本体ゴム部３１の一部が薄肉とされ、該方向のバネ剛性が柔らかくされている。さらに前記方向と直角に交差する軸直角方向で相対向する内筒部材１の個所に、外方に向かって突出する肉厚部１２が形成されることにより、該方向のバネ剛性が高められる。これにより、例えば前記肉厚部１２を車両幅方向に位置させて使用することで、車両前後方向に比して幅方向のバネ剛性を高くして操縦安定性を高めることができる。

この第１の実施例の液封入式の防振装置Ａ１は、自動車等の車両のリヤサスペンション等におけるボディマウントとして使用するもので、その際、図５のように、内筒部材１をボディ側の取付部材Ｂ１に対しボルト等の締結用の軸部材Ｂ２により連結固定し、またダイヤフラム外筒２をサスペンションのフレーム側取付部材Ｃ１の取付用孔Ｃ２に対し、外周面のゴム層２３を介して圧入して取付固定する。

この際、前記軸部材Ｂ２の下端部には、内筒部材１の上方への大変位時に、ダイヤフラム外筒２のフランジ部２１の下面のストッパゴム３５が当接するストッパプレートＤ１が取付られる。また前記取付部材Ｃ１より上側の内筒部材１の部分には、リング状板にストッパゴムを付設したストッパ部材Ｄ２が嵌着され、ボディの下方への大変位時に、ボディ側の取付部材Ｂ１の下面が弾力的に当接するように設けられる。

この防振装置Ａ１の使用時において、ダイヤフラム３２がその液室４底面側において、ダイヤフラム３２を形成するゴム弾性体が防振装置Ａ１や車両の取付部材などの周辺の構成部材に直に接することなく形成されそのゴム弾性を十分に発揮するようになり、ダイヤフラム３２の液室４底面側のゴム弾性体の伸縮性を向上させることで、ダイヤフラム内筒７にかかる振動入力がゴム弾性体を液室４に向けて押し上げる作用を抑制するとともに、その伸縮挙動により液室４への振動伝達が緩和されるようになる。

また、前記ダイヤフラム３２が、ダイヤフラム内筒７の下端部の外周面１７ａに該ダイヤフラム３２との非接着部を有して形成されることで、液室４底面側におけるゴム弾性体と周辺の構成部材との非接触状態を確実なものとすることができる。

その結果、軸方向の振動入力時に、防振装置Ａ１の動バネ定数を低いレベルに維持するとともに、特に高周波数域での振動入力に対して、図８に示すように、特定周波数域での液共振を防ぎ防振装置Ａ１の動バネ定数を周波数の上昇に伴い低いレベルに維持しながら緩やかな傾斜関係に従い変化させることで、防振装置Ａ１の安定した防振特性を得ることができる。

そして、防振装置Ａ１は、液室４と撹拌部材５による動バネ定数の低減効果と相乗して、低周波数域から高周波数域にわたる広範囲の周波数領域において、防振特性を安定して効果的に発揮するものとなる。

［第２の実施例］
図６は、本発明の第２の実施例を示す、防振装置Ａ２の縦断面図、図７はダイヤフラム部材３０の断面図である。防振装置Ａ２は、上記防振装置Ａ１の場合とは、ダイヤフラム内筒７０のみが前記ダイヤフラム内筒７と異なる構成をなすものであり、所要部以外の説明を省略する。

ダイヤフラム内筒７０は、前記内筒部材１の外周面に嵌着する筒体７１と、該ダイヤフラム内筒７０の内周側に設けられた前記内筒部材１の端面に当接する環状部をなす円形板７２とからなり、筒体７１が内筒部材１の一端部１１外周に対して圧入手段により嵌着されるように形成されている。

ダイヤフラム内筒７０は、より詳細には、前記筒体７１とその下端から内向きに延設されたフランジ状の円形板７２とでカップ状をなすように形成され、筒体７１の下端から外向きに延びるフランジを有しない形状をなしている。

防振装置Ａ２は、前記ダイヤフラム外筒２のフランジ部２１側の内周に前記ダイヤフラム３２が一体に形成され、該ダイヤフラム３２の内周に前記内筒部材１の一端部に嵌着されるダイヤフラム内筒７０が加硫接着されている。さらに、このダイヤフラム外筒２の内周面には前記ダイヤフラム３２から延成された所要厚みのシール用ゴム層３３が加硫接着されており、前記本体外筒６がダイヤフラム外筒２の内周に対し該ゴム層３３を介してシール状態に嵌着できるようになっている。すなわち、前記ダイヤフラム外筒２、ダイヤフラム内筒７０がダイヤフラム３２、ゴム層３３のゴム弾性体による加硫成形により一体化されダイヤフラム部材３０を形成している。

前記ダイヤフラム３２は、図に示すように、ダイヤフラム内筒７０側において、すなわちダイヤフラム３２の内周側３２ａのゴム弾性体が、筒体７１の外周面７３のみと加硫接着され、図に示すように外周面の下端部７３ａにダイヤフラム３２との非接着部を残して形成されている。これにより、液室４底面側でのダイヤフラム３２のゴム弾性体と周辺構成部材とを非接触の状態にしている。

そして、図６に示すように、それぞれ別体に形成された内筒部材側の本体部材１０（図４参照）と、前記ダイヤフラム外筒側のダイヤフラム部材３０とが、液中において組立てられることにより、その内部に液室４が形成されている。すなわち、本体部材１０側の本体外筒６が、ダイヤフラム部材２０側のダイヤフラム外筒２の内周にダイヤフラム３２とは反対側の開口から挿入されてゴム層３３を介して嵌着されるとともに、ダイヤフラム３２の内周のダイヤフラム内筒７０が内筒部材１の一端側の前記径小部１１に圧入嵌着されることにより、前記ゴム弾性体３の本体ゴム部３１とダイヤフラム３２との間に液体が封入されかつ振動入力により変形が可能な液室４が形成される。

この防振装置Ａ２においても、ダイヤフラム３２の内周側３２ａがダイヤフラム内筒７０の筒体７１の外周面７３とのみ加硫接着され、ダイヤフラム３２の液室４底面側のゴム弾性体の伸縮性を向上させることで、ダイヤフラム内筒７０にかかる振動入力がゴム弾性体を液室４に向けて押し上げる作用を抑制するとともに、その伸縮挙動により液室４への振動伝達が緩和されるようになり、振動入力に対して防振装置Ａ２の動バネ定数を低いレベルに維持し、特に高周波数域での異常な振動入力を防いで、動バネ定数を周波数の上昇に伴い緩やかな傾斜関係に従い変化させ、安定した防振特性を得ることができる。

また、円形板７２が、本体部材１０とダイヤフラム部材３０との組立て時に、内筒部材１の下端面に当接するように圧入嵌着されるようになり、組立加工を容易として両者の位置決めを正確なものとし、防振装置Ａ２の防振特性をより効果的に果たすものとなる。

本発明の防振装置は、自動車等の車両のボディマウントやストラットマウント等のサスペンションサポートなどに使用される液封入式の各種防振装置に適用される。

本発明の防振装置の第１の実施例を示す図２のＸ−Ｘ線の縦断面図である。 同上の防振装置の平面図である。 同上の防振装置の底面図である。 同上の防振装置の組立前の状態を示す断面図である。 同上の防振装置の使用状態の断面図である。 本発明の防振装置の第２の実施例を示す縦断面図である。 同上のダイヤフラム部材を示す断面図である。 周波数と動バネ定数の関係を示すグラフである。

符号の説明

Ａ１，Ａ２……防振装置
Ｂ１……取付部材
Ｂ２……軸部材
Ｃ１……フレーム側取付部材
Ｃ２……取付用孔
Ｄ１……ストッパプレート
Ｄ２……ストッパ部材
１……内筒部材
２……ダイヤフラム外筒
３……ゴム弾性体
４……液室
５……攪拌部材
６……本体外筒
７，７０……ダイヤフラム内筒
８……空洞部
１０……本体部材
１１……径小部
１２……肉厚部
１７，７３……ダイヤフラム内筒の外周面
２０，３０……ダイヤフラム部材
２１……フランジ部
３１……本体ゴム部
３２……ダイヤフラム
３２ａ……ダイヤフラム内周側
３３……ゴム層
７１……筒体
７２……円形板

Claims (5)

1. 内筒部材の外方に本体外筒とダイヤフラム外筒とが同心的に配され、前記内筒部材の一端部に嵌着されるダイヤフラム内筒を有し、
   前記内筒部材の外周と前記本体外筒の間に設けられた本体ゴム部と、前記ダイヤフラム外筒の内周と前記ダイヤフラム内筒の間に設けられたダイヤフラムとからなるゴム弾性体を有し、
   前記ゴム弾性体に前記内筒部材を囲む環状の液室が形成されてなる防振装置において、
   前記ダイヤフラムが、前記ダイヤフラム内筒側において、該ダイヤフラム内筒の外周面のみと接着され形成されていることを特徴とする防振装置。
2. 前記ダイヤフラムが、前記ダイヤフラム内筒の下端部外周面に該ダイヤフラムとの非接着部を有して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
3. 前記ダイヤフラム内筒が、筒体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の防振装置。
4. 前記ダイヤフラム内筒が、筒体と、該筒体の内周側に前記内筒部材の端面に当接する環状部とからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の防振装置。
5. 前記液室に、前記ダイヤフラム外筒の内周側から内方に向かって前記内筒部材側の壁面との間に間隙を保有するように突出する環状の攪拌部材が設けられてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の防振装置。
   

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