JP2006144981A - 防振支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で減衰軸と平行な方向および減衰軸と直交する全ての方向の両方の減衰力を発生可能な防振支持装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 弾性体１７で第１、第２取付部材１２，１３間を接続し、エンジンＥおよび弾性体１７間に、弾性体１７の減衰軸Ｌと平行な方向に圧縮荷重および引張荷重を受け、弾性体１７の減衰軸Ｌと直交する方向に剪断荷重を受ける、高減衰ゴム材よりなる減衰部材１５を設けたので、減衰軸Ｌと平行な方向の振動が入力したときには弾性体１７を減衰軸Ｌ方向に変形させて減衰力を発生させ、減衰軸Ｌと直交する方向の振動が入力したときには減衰部材１５を剪断変形させて減衰力を発生させることができる。このように、従来の防振支持装置に減衰部材１５を付加するだけの簡単な構造で、全ての方向の振動を効果的に減衰することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、振動体に取り付けられる第１取付部材と、支持体に取り付けられる第２取付部材と、第１、第２取付部間を接続する弾性体とを備えた防振支持装置に関する。

かかる防振支持装置において、弾性体の内部に形成した第１、第２液室を減衰通路で接続し、振動の入力による第１、第２液室の容積変化に伴って液体が減衰通路を通過する際に減衰力を発生させるものが、下記特許文献１により公知である。

また同様の構造の防振支持装置において、その軸線の方向に対して弾性体の減衰軸の方向を傾斜させることで、前記軸線に対して斜め方向に入力される振動を減衰可能にしたものが、下記特許文献２により公知である。
実公平６−３７２１７号公報 特開２００４−２０３２３５号公報

ところで、車両が高速でレーンチェンジする場合や、高速でカーブに進入する場合に、エンジンを支持する防振支持装置の減衰力が車体のヨー方向やロール方向の挙動に影響を与えることが知られており、この観点から防振支持装置の水平方向の減衰力は高いことが望ましい。なぜならば、防振支持装置の水平方向の減衰力が低いと、車体が回頭を始めたときにエンジンの水平方向の揺れの収まりが悪く、エンジンの揺れが車体をヨー方向やロール方向に加振するからである。

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、弾性体の減衰軸の方向に入力される振動は効果的に減衰できるが、減衰軸と直交する方向の振動を効果的に減衰でいないという問題があった。これを解消するには弾性体に高減衰材料を採用すれば良いが、このようにすると上下方向の動ばねが悪化するという新たな問題が発生してしまう。

また上記特許文献２に記載されたものは、弾性体の減衰軸をどの方向に傾斜させるかによって減衰力が発生する方向が決まってしまうため、その使用に大きな制約が発生する問題があった。しかも弾性体の減衰軸を傾斜させたことにより防振支持装置の構造が回転方向に非対称になり、構造が複雑化する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で減衰軸と平行な方向および減衰軸と直交する全ての方向の両方の減衰力を発生可能な防振支持装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、振動体に取り付けられる第１取付部材と、支持体に取り付けられる第２取付部材と、第１、第２取付部材間を接続する弾性体とを備えた防振支持装置において、弾性体の減衰軸と平行な方向に圧縮荷重および引張荷重を受け、弾性体の減衰軸と直交する方向に剪断荷重を受ける減衰部材を、振動体および弾性体間、あるいは支持体および弾性体間の少なくとも一方に設けたことを特徴とする防振支持装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、弾性体は第１、第２取付部材間に液室を形成することを特徴とする防振支持装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、減衰部材は、振動の周波数が１５Ｈｚでの損失係数が０．２以上の高減衰ゴム材であることを特徴とする防振支持装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、弾性体に減衰軸と同軸に配置した補強リングを埋設したことを特徴とする防振支持装置が提案される。

尚、実施例の第１液室２２は本発明の液室に対応し、実施例のエンジンＥは本発明の振動体に対応し、実施例の車体フレームＦは本発明の支持体に対応し、実施例の軸線Ｌは本発明の減衰軸に対応する。

請求項１の構成によれば、弾性体で第１、第２取付部材間を接続し、振動体および弾性体間、あるいは支持体および弾性体間に、弾性体の減衰軸と平行な方向に圧縮荷重および引張荷重を受け、弾性体の減衰軸と直交する方向に剪断荷重を受ける減衰部材を設けたので、減衰軸と平行な方向の振動が入力したときには弾性体を減衰軸方向に変形させて減衰力を発生させ、減衰軸と直交する方向の振動が入力したときには減衰部材を剪断変形させて減衰力を発生させることができる。減衰軸と平行な方向の振動が入力したときに、減衰部材は圧縮・引張荷重を受けてばね定数が高くなるため、弾性体の減衰軸方向の変形に与える影響を最小限に抑えることができる。このように、従来の防振支持装置に減衰部材を付加するだけの簡単な構造で、減衰軸と平行な方向の振動および減衰軸と直交する全ての方向の振動の両方を効果的に減衰することができる。

請求項２の構成によれば、弾性体が第１、第２取付部材間に液室を形成するので、減衰軸方向の振動が入力したときに液室に収納した液体によって減衰力を発生させるこができる。

請求項３の構成によれば、振動の周波数が１５Ｈｚでの損失係数が０．２以上の高減衰ゴム材を減衰部材として採用したので、カーシェイクの周波数領域で減衰部材に充分な減衰力を発生させることができる。

請求項４の構成によれば、弾性体に減衰軸と同軸に配置した補強リングを埋設したので、弾性体の減衰軸方向の座屈強度を確保しながら減衰軸と直交する方向のばね定数を高め、減衰軸と直交する方向の振動が入力したときの減衰部材の剪断変形量を大きく確保して充分な減衰力を発生させることができる。

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

図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２−２線矢視図、図３は前輪接地点を左右に加振したときの車体のヨー応答を示すグラフ、図４は前輪接地点を左右に加振したときのエンジンの左右応答を示すグラフである。

図１に示すように、自動車のエンジンを車体フレームに弾性的に支持するために用いられる防振支持装置Ｍは、軸線（減衰軸）Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、振動体であるエンジンＥに取り付けられるスタッドボルト１１を有する平板状の第１取付部材１２と、支持体である車体フレームＦに固定されるフランジ部１３ａを有する円筒状の第２取付部材１３とを備える。第１取付部材１２の下面と弾性体支持ブロック１４の上面との間に平板状の減衰部材１５の上下面が加硫接着により固定される。減衰部材１５はブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム等の高減衰ゴム材で構成されており、１５Ｈｚの振動が入力したときの損失係数が０．２以上（実施例では０．２５）のものが使用される。

環状をなす弾性体支持リング１６の下端のカシメ部１６ａが第２取付部材１３の上端にカシメにより固定されており、厚肉のゴムで円錐状に形成された弾性体１７の上端が弾性体支持ブロック１４の下面に加硫接着により固定されるとともに、下端が弾性体支持リング１６の上部に加硫接着により固定される。弾性体１７は、その軸線Ｌ方向の中間部に埋設されたは補強リング１８で上半部および下半部に分割されており、この補強リング１８により弾性体１７の軸線Ｌ方向の座屈強度を確保しながら、軸線Ｌと直交する方向のばね定数を高めることができる。また弾性体１７の下面には、仕切部材１９の上面に当接可能なストッパ部１７ａが下向きに突設される。

尚、弾性体１７には、損失係数が０．０５の低動倍ゴム（低減衰ゴム）が用いられている。

弾性体支持リング１６の下端を第２取付部材１３の上端に固定するカシメ部１６ａには、仕切部材１９の外周部と固定リング２０とが挟持されて一体にカシメられる。固定リング２０には仕切部材１９の下面を覆うダイヤフラム２１の外周部が加硫接着される。弾性体１７と仕切部材１９との間には第１液室２２が区画され、ダイヤフラム２１と仕切部材１９との間には第２液室２３が区画される。

仕切部材１９は、外周部が相互に当接して内周部が相互に離間した円板状の第１可動板ホルダ２４および第２可動板ホルダ２５と、第１、第２可動板ホルダ２４，２５間に挟持されたゴム製の第１規制部材２６および第２規制部材２７と、第１、第２規制部材２６，２７間に配置されたゴム製の可動板２８と、第１、第２可動板ホルダ２４，２５の中心部の間隔を一定に規制するリベット２９とを備える。

第１、第２可動板ホルダ２４，２５および第１、第２規制部材２６，２７には、リベット２９の位置を中心として放射方向に延びる複数の開口ｈ１…，ｈ２…が形成される。中央部をリベット２９に上下動自在に案内された可動板２７は第１、第２規制部材２６，２７との間に僅かな間隙を有しており、従って可動板２８は上下方向に僅かに移動可能にフローティング支持される。第１、第２規制部材２６，２７の合わせ面には略３６０°に亘って延びる環状の減衰通路３０が形成されており、その一端は連通孔ｈ３を介して第１液室２２に連通するとともに、その他端は連通孔ｈ４を介して第２液室２３に連通する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。

基本的にエンジンＥの振動あるいは車体Ｆの振動は減衰軸である軸線Ｌ方向に入力され、防振支持装置Ｍは軸線Ｌ方向の振動を最も効果的に減衰するように作用する。即ち、入力された振動によって第１、第２取付部材１２，１３が軸線Ｌ方向に相互に接近・離間すると、弾性体１７が変形して第１液室２２の容積が増減する。このとき、エンジンＥのアイドリング振動のような微小振幅の振動に対しては、仕切部材１９の第１、第２規制部材２６，２７間に間隙を存して支持された可動板２８が微小振幅で上下動することで、第１液室２２の圧力変動を吸収する。これにより、微小振幅の振動の入力時に防振支持装置Ｍの動ばね定数を小さくし、騒音の原因となる高周波数の振動を抑制することができる。

また大振幅の振動の入力により弾性体１７が変形して第１液室２２の液圧が大きく増減すると、可動板２８が第１、第２規制部材２６，２７に押し付けられて第１、第２可動板ホルダ２４，２５および第１、第２規制部材２６，２７の開口ｈ１…，ｈ２…が閉塞される。その結果、第１液室２２の容積が減少すると該第１液室２２の液体が連通孔ｈ３、環状の減衰通路３０および連通孔ｈ４を介して第２液室２３に移動し、第１液室２２の容積が増加すると第２液室２３の液体が連通孔ｈ４、環状の減衰通路３０および連通孔ｈ３、を介して第１液室２２に移動し、その際に大きな減衰力を発生することでカーシェイク等の振動を抑制することができる。

更に大きな振動が入力された場合には、下向きに大きく変形した弾性体１７のストッパ部１７ａが仕切部材１９の上面に当接することで、弾性体１７の過剰な変形を防止することができる。

ところで、防振支持装置Ｍに入力される振動の方向は軸線Ｌに沿う方向であるとは限らず、軸線Ｌと直交する水平方向である場合がある。このような場合には振動による第１液室２２の容積変化が殆ど発生しないため、減衰通路３０が充分な機能を発揮することができない問題がある。

しかしながら、本実施例では第１取付部材１２および弾性体支持ブロック１４間に配置した減衰部材１５により軸線Ｌと直交する方向の振動を抑制することができる。即ち、軸線Ｌと直交する方向の振動が入力したとき、図１において高減衰ゴム材で構成した減衰部材１５には矢印Ｆ１，Ｆ１で示す剪断力が作用するが、その際の減衰部材１５のばね定数は比較的に小さくなって剪断変形し易いため、大きな減衰力を発生して軸線Ｌと直交する方向の振動を効果的に抑制することができる。

尚、弾性体１７の軸線Ｌと直交する方向のばね定数が高いほど、減衰部材１５の剪断変形量が増加して高い減衰力を発生させることができる。そのためには、コーン状の弾性体１７の傾斜角度を寝かせる（コーン角を大きくする）ことが考えられるが、そのようにすると軸線Ｌ方向の荷重が入力した際に弾性体１７が座屈してしまう可能性がある。本実施例では，弾性体１７の中間部に補強リング１８を埋設したことにより、軸線Ｌ方向の荷重が入力した際の弾性体１７の座屈を防止しながら、該弾性体１７の軸線Ｌと直交する方向のばね定数を増加させ、減衰部材１５により大きな減衰力を発生させることができる。

また軸線Ｌ方向の振動が入力したとき、減衰部材１５には矢印Ｆ２，Ｆ２で示す圧縮荷重（あるいは引張荷重）が作用するが、減衰部材１５は軸線Ｌ方向に薄い板状部材であるため、その方向のばね定数は比較的に高くなる。従って、減衰部材１５の直下に位置する弾性体支持ブロック１４の共振周波数が高くなり、エンジンＥの次数成分の振動（四気筒であれば二次振動が支配的であり、エンジン回転数６０００ｒｐｍのときの２００Ｈｚの振動）への影響を低減することができる。

このように、従来の防振支持装置Ｍに減衰部材１５を付加するだけの簡単な構造で、軸線Ｌと平行な方向の振動および軸線Ｌと直交する全ての方向の振動の両方を効果的に減衰することができる。

図３のグラフは、前輪の接地点を左右方向に加振したときの車体のヨー応答を示すものである。従来例の防振支持装置Ｍは軸線Ｌと直交する方向の損失係数が０．０５であり、また減衰部材１５を備えた本実施例の防振支持装置Ｍは軸線Ｌと直交する方向の損失係数が０．１５である。このグラフから明らかなように、本実施例によれば、従来例に比べて、１２Ｈｚ付近の周波数がで伝達率（共振倍率）が６ｄＢ低減していることが分かる。

図４のグラフは、前輪の接地点を左右方向に加振したときのンジンＥの左右方向の応答を示すものである。このグラフから明らかなように、本実施例によれば、従来例に比べて、１２Ｈｚ付近の周波数がで伝達率（共振倍率）が６ｄＢ低減していることが分かる。

以上、本発明の実施例を説明したが、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。

例えば、実施例の防振支持装置Ｍは自動車のエンジンＥの支持に適用されているが、本発明は他の任意の用途に適用することができる。

また実施例では減衰部材１５をエンジンＥおよび弾性体１７間に配置しているが、それを車体フレームＦおよび弾性体１７間に配置しても良い。

防振支持装置の縦断面図 図１の２−２線矢視図 前輪接地点を左右に加振したときの車体のヨー応答を示すグラフ 前輪接地点を左右に加振したときのエンジンの左右応答を示すグラフ

符号の説明

１２ 第１取付部材
１３ 第２取付部材
１５ 減衰部材
１７ 弾性体
１８ 補強リング
２２ 第１液室（液室）
Ｅ エンジン（振動体）
Ｆ 車体フレーム（支持体）
Ｌ 軸線（減衰軸）

Claims (4)

1. 振動体（Ｅ）に取り付けられる第１取付部材（１２）と、
   支持体（Ｆ）に取り付けられる第２取付部材（１３）と、
   第１、第２取付部材（１２，１３）間を接続する弾性体（１７）と、
   を備えた防振支持装置において、
   弾性体（１７）の減衰軸（Ｌ）と平行な方向に圧縮荷重および引張荷重を受け、弾性体（１７）の減衰軸（Ｌ）と直交する方向に剪断荷重を受ける減衰部材（１５）を、振動体（Ｅ）および弾性体（１７）間、あるいは支持体（Ｆ）および弾性体（１７）間の少なくとも一方に設けたことを特徴とする防振支持装置。
2. 弾性体（１７）は第１、第２取付部材（１２，１３）間に液室（２２）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の防振支持装置。
3. 減衰部材（１５）は、振動の周波数が１５Ｈｚでの損失係数が０．２以上の高減衰ゴム材であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の防振支持装置。
4. 弾性体（１７）に減衰軸（Ｌ）と同軸に配置した補強リング（１８）を埋設したことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の防振支持装置。
   

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