JP2005282780A

JP2005282780A - 液体封入式筒型防振装置

Info

Publication number: JP2005282780A
Application number: JP2004100248A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawaguchi; 浩川口
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】簡易な構成で、オリフィス通路を流動する液体の安定した流れを確保することができ、安定した振動減衰特性を得ることができる液体封入式筒型防振装置を提供する。
【解決手段】主軸部材１と、主軸部材１の外周側に距離を隔てて同軸状に配置され、周方向に配列された２個の窓部３５、３６を有する中間筒部材３と、主軸部材１と中間筒部材３との間に介在して両部材を一体的に連結し、各窓部３５、３６に開口する２個の凹部４７、４８を有するゴム弾性体４と、中間筒部材３の外周側に同軸状に配置されて各凹部４７、４８の開口を液密的に覆蓋し、各凹部４７、４８との間に液室５５、５６を形成する外筒部材５とを備えている。両液室５５、５６を連通するオリフィス通路６３を、両端が各液室５５、５６に連通されて中間筒部材３と外筒部材５の間に周方向に延びるように配置された剛性チューブ６により形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両において、例えばサスペンションブッシュやエンジンマウント、キャブマウント等として好適に採用される液体封入式筒型防振装置に関する。

従来より、車両において振動伝達系を構成する二つの部材間に介装されて、それらの部材を防振連結乃至は防振支持する防振装置の一種として、例えば特許文献１〜４に開示されているような種々の液体封入式筒型防振装置が知られている。このうち特許文献１に開示されたタイプのサスペンションブッシュとして、図５及び図６に示す液体封入式筒型防振装置が知られている。

この液体封入式筒型防振装置は、主軸部材１０１と、主軸部材１０１の外周側に距離を隔てて同軸状に配置され、周方向に配列された複数の窓部１３５、１３６を有する中間筒部材１０３と、主軸部材１０１と中間筒部材１０３との間に介在して両部材を一体的に連結し、各窓部１３５、１３６に開口する２個の凹部１４７、１４８を有するゴム弾性体１０４と、中間筒部材１０３の外周側に同軸状に配置されて各凹部１４７、１４８の開口を液密的に覆蓋し、各凹部１４７、１４８との間に液体Ｌが封入された２個の液室１５５、１５６を形成する外筒部材１０５と、中間筒部材１０３と外筒部材１０５との間に配置されて両液室１５５、１５６を連通するオリフィス通路１６３を形成する剛性環状部材１０６とを備えている。

この液体封入式筒型防振装置は、振動伝達系を構成する二つの部材の一方の部材に対して主軸部材１０１が取付ボルト等により連結固定されるとともに、その他方の部材に対して外筒部材１０５が圧入固定されることにより取付けられて使用される。この場合、液体封入式筒型防振装置は、両液室１５５、１５６が主振動入力方向に沿って位置する状態に取付けられる。

そして、この液体封入式筒型防振装置に対して軸直角方向の振動が入力すると、主軸部材１０１と外筒部材１０５の相対変位に伴って弾性変形するゴム弾性体１０４の弾性作用により、広い周波数域の振動が効果的に減衰される。また、ゴム弾性体１０４の弾性変形に伴い、オリフィス通路１６３を介して両液室１５５、１５６の間を流動する液体Ｌの液柱共振作用により、低周波数域の振動が効果的に減衰される。なお、オリフィス通路１６３を流動する液体Ｌの共振周波数は、オリフィス通路１６３の断面積と通路長さによって決定される。

ところで、上記の液体封入式筒型防振装置においては、剛性環状部材１０６の外周面に周方向に延びる凹溝１６１が設けられており、その凹溝１６１の外周側開口が外筒部材１０５の内周面で覆蓋されることによって、両端が両液室１５５、１５６に連通するオリフィス通路１６３が形成される。この剛性環状部材１０６は、図７及び図８に示すように、ゴム弾性体１０４が主軸部材１０１及び中間筒部材１０３等とともに一体加硫成形されて形成される加硫成形体の外周部に対して、外周面の略３／４周する範囲に組み付けられることから、円弧状の二つの半部材１０６ａ、１０６ｂに分割形成されている。

また、外筒部材１０５は、剛性環状部材１０６が組み付けられた加硫成形体に対して外周側に嵌合された後、外側から絞り加工が施されて縮径されることにより組み付けられている。このとき、剛性環状部材１０６と外筒部材１０５に曲率の差があることや、絞り加工を周方向において均一に施すことが困難であること、さらには外筒部材１０５への絞り加工時に二つの半部材１０６ａ、１０６ｂが位置ずれを起こして干渉しないようにするために、二つの半部材１０６ａ、１０６ｂの間に設けられていた充分に広い隙間Ｓ₁（図８参照。）は、絞り加工後においても狭い隙間Ｓ₂（図６参照。）となって残り易い。このような隙間Ｓ₂が形成されていると、オリフィス通路１６３は、二つの半部材１０６ａ、１０６ｂのつなぎ目の部分で分断された状態になる。

オリフィス通路１６３を液体Ｌが流動するときの状態は、安定した層流であることが望ましい。しかし、上記のように、二つの半部材１０６ａ、１０６ｂのつなぎ目の隙間Ｓ₂でオリフィス通路１６３が分断された状態になると、液体Ｌの流れに乱れが発生し、特性の安定性を損なうこととなる。
特許第２５８３２１２号公報特開平５−１６６３０号公報特開平６−３３９７５号公報特開２００３−１０４０１８号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、オリフィス通路を流動する液体の安定した流れを確保することができ、安定した振動減衰特性を得ることができる液体封入式筒型防振装置を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決する本発明は、主軸部材と、該主軸部材の外周側に距離を隔てて同軸状に又は偏心して配置され、周方向に配列された複数の窓部を有する中間筒部材と、前記主軸部材と前記中間筒部材との間に介在して両部材を一体的に連結し、各前記窓部に開口する複数の凹部を有するゴム弾性体と、前記中間筒部材の外周側に同軸状に配置されて各前記凹部の開口を液密的に覆蓋し、各前記凹部との間に、液体が封入されオリフィス通路により互いに連通された複数の液室を形成する外筒部材と、を備え、前記オリフィス通路は、両端が各前記液室に連通されて周方向に延びるように配置された剛性チューブにより形成されていることを特徴としている。

本発明の液体封入式筒型防振装置では、一定の断面積をもち所定の長さに形成される１本の剛性チューブによりオリフィス通路が形成されることから、オリフィス通路を流動する液体の流れに乱れが発生せず、安定した層流になる。そのため、オリフィス通路を流動する液体の安定した流れが確保され、液柱共振作用に基づく安定した振動減衰特性が得られる。このオリフィス通路を形成する剛性チューブは、簡易な構造を有するばかりでなく、内孔の断面積や長さを容易に変更することができるため、オリフィス通路のチューニングが容易になり、チューニングの自由度も拡大する。また、剛性チューブは、分割形成されていないため、組み付けを容易に行うことが可能であり、組付工数も低減することができる。

本発明において、剛性チューブとしては、例えばブレーキチューブ等の金属製のチューブや樹脂製のチューブを好適に採用することができる。

この剛性チューブは、中間筒部材と外筒部材の間に配置されていることが好ましい。このようにすれば、剛性チューブが外筒部材の内周面に沿って配置されるため、より長いオリフィス通路を形成することができる。なお、剛性チューブの中間部分が蛇行するようにすれば、より長いオリフィス通路を形成することが可能である。

また、剛性チューブは、ゴム弾性体が加硫成形して形成された後に、ゴム弾性体に一体的に組み付けられていることが好ましい。このようにすれば、剛性チューブの組付作業が容易になり、組付工数を低減することができる。

本発明の液体封入式筒型防振装置によれば、オリフィス通路は、両端が各液室に連通されて周方向に延びるように配置された剛性チューブにより形成されているため、簡易な構成で、オリフィス通路を流動する液体の安定した流れを確保することができ、安定した振動減衰特性を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態に係る液体封入式筒型防振装置の軸方向に沿う断面図であって図２のＩ−Ｉ線矢視断面図であり、図２はその液体封入式筒型防振装置の軸直角方向に沿う断面図であって図１のII−II線矢視断面図である。

本実施形態の液体封入式筒型防振装置は、図１及び図２に示すように、主軸部材１と、主軸部材１の中央部外周に嵌着されたストッパ部材２と、主軸部材１の外周側に距離を隔てて同軸状に配置され、周方向に配列された２個の窓部３５、３６を有する中間筒部材３と、主軸部材１と中間筒部材３との間に介在して両部材を一体的に連結し、各窓部３５、３６に開口する２個の凹部４７、４８を有するゴム弾性体４と、中間筒部材３の外周側に同軸状に配置されて各凹部４７、４８の開口を液密的に覆蓋し、各凹部４７、４８との間に、液体Ｌが封入された液室５５、５６を形成する外筒部材５と、両液室５５、５６を連通するオリフィス通路６３を形成する剛性チューブ６と、から構成されている。

主軸部材１は、鉄系金属により略一定の径と肉厚をもつパイプ状に形成されており、取付ボルト（図示せず）が挿通される内孔１１を有する。この主軸部材１の一端には、径方向外方に折り曲げ形成されたリング状のフランジ部１２が設けられている。
ストッパ部材２は、リング状の基部２１と、基部２１の軸線を中心として軸対称となる部位に設けられた遠心方向に突出する一対のストッパ部２２、２３とからなり、樹脂により一体に形成されている。このストッパ部材２は、主軸部材１の軸方向中央部の外周に基部２１が射出成形により嵌着固定されている。

中間筒部材３は、薄い金属板により略円筒状に形成されており、主軸部材の外周側に距離を隔てて同軸状に配置されている。この中間筒部材３は、軸方向両端に位置する一対のリング部３１、３２と、軸方向に延び両リング部３１、３２間に架橋された２個の架橋部３３、３４とからなる。中間筒部材３の周方向における両架橋部３３、３４の間の部分には、軸方向の両側が一対のリング部３１、３２により区画されて周方向に配列された２個の窓部３５、３６が形成されている。なお、両架橋部３３、３４は、両リング部３１、３２よりも径方向内方に位置するように両端部が折り曲げられている。

ゴム弾性体４は、主軸部材１、ストッパ部材２及び中間筒部材３とともに一体加硫成形されることにより略円筒状に形成され、図３及び図４に示すような加硫成形体Ａとして形成されている。このゴム弾性体４は、主軸部材１と中間筒部材３の間に介在して両部材１、３を一体的に連結している。

このゴム弾性体４は、中間筒部材３の両リング部３１、３２と対応して軸方向両端に設けられた一対の環状側壁部４１、４２と、中間筒部材３の両架橋部３３、３４と対応して両環状側壁部４１、４２の間を二分割するように設けられた一対の腕状隔壁部４３、４４と、両ストッパ部２２、２３の表面を覆う被覆部４５、４６とからなる。これにより、両環状側壁部４１、４２の間であって主軸部材１を間に挟んだ径方向両側には、中間筒部材３の各窓部３５、３６に開口する凹部４７、４８が形成されている。各凹部４７、４８内には、ストッパ部材２のストッパ部２２、２３がそれぞれ突出している。

外筒部材５は、薄い鉄系金属板により円筒状に形成された筒状金具５１と、筒状金具５１の内周面に略全域を覆うように加硫接着されたシールゴム層５２とからなる。この外筒部材５は、加硫成形体Ａの中間筒部材３の外周側に同軸状に配置された状態で絞り加工が施されることにより組み付けられている。これにより、ゴム弾性体４の両凹部４７、４８の開口が外筒部材５によって液密的に覆蓋され、外筒部材５と各凹部４７、４８との間には液体Ｌが封入された液室５５、５６が形成されている。

なお、外筒部材５の加硫成形体Ａへの組み付けを、主液室５５及び副液室５６内に封入すべき液体Ｌ中にて行うことにより、主液室５５及び副液室５６内への液体Ｌの封入を容易に行うことができる。液体Ｌとしては、例えば水やアルキレングリコール、シリコンオイル等の非圧縮性の液体が好適に採用される。

剛性チューブ６は、一定の断面積をもち所定の長さに形成された内孔（オリフィス通路６３）を有する金属製チューブによりなる。なお、オリフィス通路６３の断面積と通路長さは、オリフィス通路６３での液柱共振周波数が１５Ｈｚとなるように設定されている。この剛性チューブ６は、架橋部３５の外側に位置する腕状隔壁部４３の外周部に設けられた凹溝４９（図４参照。）にその中央部が埋め込まれることによりゴム弾性体３に一体的に組み付けられ、ゴム弾性体４の外周部の略３／４周する範囲に周方向に延びるように配置されている。

剛性チューブ６の両端部は、それぞれ各液室５５、５６内に延出し、その先端がストッパ部２２、２３を越えて他方の架橋部３６及び腕状隔壁部４４の近傍に位置している。これにより、主軸部材１を挟んで径方向両側に位置する両液室５５、５６は、内部にオリフィス通路６３を有する剛性チューブ６により連通されている。

一方の液室５５内に延出した剛性チューブ６の一端部は、液室５５の軸方向一端側に位置するようにされている。また、他方の液室５６内に延出した剛性チューブ６の他端部は、剛性チューブ６の中央部が軸方向他端側に向かうように斜めにされていることによって、液室５６の軸方向他端側に位置するようにされている。これにより、液体封入式筒型防振装置に対して、図１の矢印ａ方向（主軸部材１の軸線に対して６０°〜７０°）の振動が入力したときに、剛性チューブ６とストッパ部２２、２３が干渉しないようにされている。

以上のように構成された本実施形態の液体封入式筒型防振装置は、車両のサスペンションにおいてロアアームの防振連結に使用される。この場合、防振連結される一方のロアアームに対して主軸部材１が取付ボルト等により連結固定されるとともに、他方のボデーに対して外筒部材５が圧入固定されることにより取付けられ、液体封入式筒型防振装置に対する主振動入力方向が、図１における矢印ａ方向となる状態に取付けられる。

そして、この液体封入式筒型防振装置に対して振動が入力すると、主軸部材１と外筒部材５の相対変位に伴って弾性変形するゴム弾性体４の弾性作用により高周波数域の振動が効果的に減衰され、また、オリフィス通路６３を介して両液室５５、５６の間を流動する液体Ｌの液柱共振作用により低周波数域（１５Ｈｚ）の振動が効果的に減衰される。

このとき、オリフィス通路６３は、一定の断面積をもち所定の長さに形成される１本の剛性チューブ６により形成されていることから、オリフィス通路６３を流動する液体Ｌの流れに乱れが発生せず、安定した層流になる。そのため、オリフィス通路６３を流動する液体Ｌの安定した流れが確保され、液柱共振作用に基づく安定した振動減衰特性が得られる。

以上のように、本実施形態の液体封入式筒型防振装置は、両端が各液室５５、５６に連通されて周方向に延びるように配置された剛性チューブ６によりオリフィス通路６３が形成されているため、簡易な構成で、オリフィス通路６３を流動する液体Ｌの安定した流れを確保することができ、安定した振動減衰特性を得ることができる。

また、オリフィス通路６３を形成する剛性チューブ６は、簡易な構造を有するばかりでなく、内孔の断面積や長さを容易に変更することができるため、オリフィス通路６３のチューニングを容易に行うことができ、チューニングの自由度も拡大する。また、剛性チューブは、分割形成されることなく一つの部材で形成されているため、取付作業が容易になるとともに、組付工数を低減することができる。

さらに、剛性チューブ６は、その中央部がゴム弾性体４の腕状隔壁部４３の外周部に設けられた凹溝４９に埋め込まれて、中間筒部材３の架橋部３５と外筒部材５との間に配置されていることから、主軸部材１の軸から遠い位置に配置されているため、より長いオリフィス通路６３を形成することができる。

なお、本実施形態においては、両液室５５、５６が１本の剛性チューブ６（オリフィス通路６３）で連通されているが、オリフィス通路の断面積や通路長さを変更して異なる共振周波数にチューニングされた複数本の剛性チューブ（オリフィス通路）で両液室５５、５６を連通することも可能である。

また、本実施形態の液体封入式筒型防振装置は、２個の液室５５、５６を有するタイプのものであるが、３個以上の液室を有するタイプの液体封入式筒型防振装置に対しても本発明を適用することができる。この場合、選択された２個の液室が、１本又は複数本の剛性チューブにより連通される。

さらに、本実施形態の液体封入式筒型防振装置は、サスペンション用のブッシュとして構成されたものであるが、その他に、例えばエンジンマウントやボディマウントのように防振支持するマウントに対しても本発明を適用することができる。この場合、液体封入式筒型防振装置が防振支持する状態に取付けられて荷重が負荷されたときに、主軸部材と中間筒部材が略同軸状となるようにするため、取付け前の無負荷の状態においては、主軸部材と中間筒部材が偏心した状態となるように構成される。

本発明の実施形態に係る液体封入式筒型防振装置の軸方向に沿う断面図であって図２のＩ−Ｉ線矢視断面図である。本発明の実施形態に係る液体封入式筒型防振装置の軸直角方向に沿う断面図であって図１のII−II線矢視断面図である。本発明の実施形態に係る加硫成形体の平面図である。本発明の実施形態に係る加硫成形体の側面図である。従来の液体封入式筒型防振装置の軸方向に沿う断面図であって図６のＶ−Ｖ線矢視断面図である。従来の液体封入式筒型防振装置の軸直角方向に沿う断面図であって図５のVI−VI線矢視断面図である。従来の液体封入式筒型防振装置に係る加硫成形体の平面図である。従来の液体封入式筒型防振装置に係る加硫成形体の側面図である。

符号の説明

１、１０１…外筒部材２…ストッパ部材３、１０３…中間筒部材
４、１０４…ゴム弾性体５、１０５…外筒部材６…剛性チューブ
１１…内孔１２…フランジ部２１…基部２２、２３…ストッパ部
３１、３２…リング部３３、３４…架橋部
３５、３６、１３５、１３６…窓部４１、４２…環状側壁部
４３、４４…腕状隔壁部４５、４６…被覆部
４７、４８、１４７、１４８…凹部４９…凹溝５１…筒状金具
５２…シールゴム層５５、５６、１５５、１５６…液室
６３、１６３…オリフィス通路Ｌ…液体１０６…剛性環状部材
１０６ａ、１０６ｂ…半部材１６１…凹溝Ｌ…液体

Claims

主軸部材と、
該主軸部材の外周側に距離を隔てて同軸状に又は偏心して配置され、周方向に配列された複数の窓部を有する中間筒部材と、
前記主軸部材と前記中間筒部材との間に介在して両部材を一体的に連結し、各前記窓部に開口する複数の凹部を有するゴム弾性体と、
前記中間筒部材の外周側に同軸状に配置されて各前記凹部の開口を液密的に覆蓋し、各前記凹部との間に、液体が封入されオリフィス通路により互いに連通された複数の液室を形成する外筒金具と、を備え、
前記オリフィス通路は、両端が各前記液室に連通されて周方向に延びるように配置された剛性チューブにより形成されていることを特徴とする液体封入式筒型防振装置。
前記剛性チューブは、前記中間筒部材と前記外筒部材の間に配置されている請求項１に記載の液体封入式筒型防振装置。
前記剛性チューブは、前記ゴム弾性体が加硫成形して形成された後に前記ゴム弾性体に一体的に組み付けられている請求項１又は２に記載の液体封入式筒型防振装置。