JP2006207703A - 防振ゴム - Google Patents

Abstract

【課題】内筒と、外筒と、これら両者の間のゴム部とから成る防振ゴムにおける構造工夫により、外筒の外周端とゴム部との境目箇所に応力集中による亀裂等が生じないようにして、耐久性を向上させる。
【解決手段】内筒１と、内筒１の軸心Ｐ方向に沿う軸心を有するボス部２Ａ、及び内筒１の径方向に沿う外向きフランジ部２Ｂから成る外筒２と、ボス部２Ａの内周面４及びフランジ部の外面４と内筒１との間に介在されて両筒１，２を互いに加硫接着により一体化するゴム部３と、を有して構成される防振ゴムにおいて、ゴム部３は、外向きフランジ部２Ｂの外周に回り込む形状に形成されるとともに、外向きフランジ部２Ｂにおける外面４と外周面１１との境目部分の角部７に面取り部１０を形状する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のエンジン等の振動発生体を防振懸架するのに用いられる防振ゴムに関するものである。

この種の防振ゴムにおいて、内筒と、この内筒の軸心方向に沿う軸心を有するボス部、及び内筒の径方向に沿う外向きフランジ部から成る外筒と、ボス部の内周面及びフランジ部の外面と内筒との間に介在されて両筒を互いに加硫接着により一体化するゴム部と、を有して構成される構造のものがある。このような防振ゴムの例としては、特許文献１（特に、図４を参照）において開示されたものが知られている。この防振ゴムの使用例として、これ単品で使用されたり、或いは、図１１に示すように、一箇所に２個用いる構造のもの等がある。

図１１において、３１は車体フレーム側の懸架部材、３２はエンジン側で板金材製のマウント部材、３３は取付ボルト、３４はワッシャ、３５はナット、Ａは防振ゴムであり、上下一対の防振ゴムＡ，Ａは、各々の外筒３７が懸架部材３１の装着孔３１ａに挿入され、かつ、互いに向い合せ状態で配備されている。各内筒３６，３６は、互いに当接される状態でマウント部材３２とワッシャとの間で取付ボルト３３とナット３５で締付け固定される。防振ゴムＡは、内筒３６と、断面形状が略Ｌ字状の外筒３７と、これら内外筒３６，３７の間のゴム部３８とから構成されており、外筒３７のボス部分３７ａを、装着孔３１ａに挿入して用いるように設定されている。このように、懸架部材３１の上下それぞれに防振ゴムＡを配置することにより、前後左右に加えて、エンジン（図示省略）のフレームに対する上下方向の動きに対しても有効な防振作用を得ることができている。

しかしながら、使用される機種や荷重条件が異なる場合には、想定される許容範囲内の使用状況下においてもゴム部３８に亀裂や剥離を生じることがあった。即ち、耐久試験においては、外筒３７の外周とゴム部３８との境目（図１１に示す矢印イ箇所参照）において、早期にゴム部３８に亀裂等が生じてしまい、所期の耐久性能が得られないことがある。これは、外筒３７の外周とゴム部３８との境目部分に応力集中が起きるためであると推定できる。
特開平８−２８１６６４号公報

本発明の目的は、内筒と、外筒と、これら両者の間のゴム部とから成る防振ゴムにおける構造工夫により、前述した箇所（図１１に「イ」で示す箇所を参照）に応力集中が生じないようにして、耐久性を向上させる点にある。

請求項１に係る発明は、内筒１と、前記内筒１の軸心Ｐ方向に沿う軸心を有するボス部２Ａ、及び前記内筒１の径方向に沿う外向きフランジ部２Ｂから成る外筒２と、前記ボス部２Ａの内周面４及び前記外向きフランジ部の外面４と前記内筒１との間に介在されて前記両筒１，２を互いに加硫接着により一体化するゴム部３と、を有して構成される防振ゴムにおいて、
前記ゴム部３は、前記外向きフランジ部２Ｂの外周に回り込む形状に形成されるとともに、前記外向きフランジ部２Ｂにおける前記外面４と外周面１１との境目部分に形成される角部７が、二以上の鈍角部１２を有する多角形状又は曲面形状に設定されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の防振ゴムにおいて、前記外筒２の外径Ｒと前記ゴム部３の外径ｒとに、０．９９５ｒ≧Ｒ≧０．８５ｒなる関係が設定されていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の防振ゴムにおいて、前記ゴム部３は、前記ボス部２Ａの端面と同一面となる端部３ｃを有するとともに、前記ボス部２Ａにおける前記端面と前記内周面４との境目部分に形成される角部が、二以上の鈍角部１２を有する多角形状又は曲面形状に設定されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１又は２に記載の防振ゴムにおいて、前記ゴム部３は、前記ボス部２Ａの端面に回り込む形状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の防振ゴムにおいて、前記二以上の鈍角部１２を有する多角形状又は曲面形状は、前記角部に面取り処理が為されたことによるものであることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、外向きフランジ部における外面と外周面との境目部分に形成される角部を、二以上の鈍角部を有する多角形状又は曲面形状に設定することにより、従来の直角の角部とゴム部とが接触する構造のものに比べて、ゴム部の隅角部が直角の１箇所から、鈍角の２箇所になるといった具合に、角部への応力集中が複数箇所に分散され、かつ、ゴム部の開き角度が大きく（鈍角）になり、そこからの亀裂や剥離の進展が起こり難くなる。

従って、規定の荷重を作用させた使用状態における所定の耐久テストをクリアすることができ、耐久性が向上して信頼性に富むようなる。しかも、そのための構造工夫としては、外向きフランジ部の外端に面取り部を形成する程度の軽微なもので済むから、ほとんどコストアップがなく、かつ、外観的にも何ら変らない状態で防振性能が向上する合理的な防振ゴムを提供することができる。この場合、請求項５のように、二以上の鈍角部を有する多角形状は、面取り加工によって容易に得ることができる。

請求項２の発明によれば、詳しくは実施例１において説明するが、ゴム部の外筒からの径方向突出量を適宜の範囲に設定することで、ゴム部の共振を促進する不都合なく、外筒との加硫接着面積の増大が図れ、請求項１の発明による前記作用効果を安定して得ることができる利点がある。

請求項３の発明によれば、外筒の内側端におけるゴム部に亀裂が発生するおそれも回避することができる利点が得られる。また、請求項４のように構成すれば、ゴム部と外筒との加硫接着面積を無理なく増やすことができる利点がある。

以下に、本発明による防振ゴムの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１〜図３は実施例１〜３による防振ゴムの構造を示す断面図、図４〜図７は防振ゴムの使用例１〜４を示す要部の断面図、図８〜１０は変形例１〜３を示す断面図である。

〔実施例１〕
実施例１による防振ゴムＡは、図１に示すように、円筒状の内筒１と、内筒１の軸心Ｐを共有する（軸心Ｐ方向に沿う軸心を有する）ボス部２Ａ、及び内筒１の径方向に沿う外向きフランジ部２Ｂから成る上下方向視で円形の外筒２と、ボス部２Ａの内周面であり、かつ、外向きフランジ部２Ｂの外面でもある外筒２の上表面４と内筒１の外面５との間に介在されて両筒１，２を互いに加硫接着により一体化するゴム部３と、を有して構成された上下方向視で円形を呈している。内筒１と外筒２とは金属材から形成されている。

内筒１は、ボルト挿通用の貫通孔６を有するとともに、上下の外周角部には面取り部８が形成されており、比較的厚肉の円筒部材に形成されている。外筒２には、ボス部２Ａの上部、及び外向きフランジ部２Ｂの内径部とを屈曲形成することにより、上方に凹入した環状の角逃げ湾曲部９が形成されている。そして、ボス部２Ａの下端内径側の角部と、外向きフランジ部２Ｂの外周上側の角部７とには、ボス部１の面取り部８と同様な面取り部１０が形成されている。

ゴム部３は、内筒１の上面１ａと同一の高さレベルを有する上面３ａ、内筒１の底面１ｂと同一の高さレベルを有する内底面３ｂ、外筒２のボス部２Ａの下端面２ａと同一の高さレベルを有する中間底面（端部の一例）３ｃ、外筒２の外向きフランジ部２Ｂの下面２ｂと同一の高さレベルを有する外底面３ｄ、内底面３ｂと中間底面３ｃとを結ぶ上方に大きく凹入した略逆Ｕ字状断面を有する凹入底面３ｅ、この凹入底面３ｅに対応するように上面３ａにおいて若干下方に凹入形成された溝面３ｆ、及び上面３ａと外底面３ｄとを繋ぐ略テーパ面状の外周面３ｇとを有した形状に形成されている。

つまり、ゴム部３は、内筒１の外周側で、かつ、外筒２のほぼ上側となる位置において環状に形成されており、外向きフランジ部２Ｂの外周に回り込む形状に形成されるとともに、外向きフランジ部２Ｂにおける上表面（請求項１における「外面」の一例）４と外周面１１との境目部分に形成される角部は、前述した面取り部１０により、二以上の鈍角部１２を有する多角形状に設定されている。通常、面取り部１０は４５度の角度で形成されるので、二箇所の鈍角部１２，１２の挟角は１３５度に形成されるが、この角度にはこだわらない。また、図１に部分図で示すように、外向きフランジ部２Ｂの外端は、上表面４と外周面１１との境目部分にＲ面取り部１３を形成し、曲面形状に設定しても良い。

このように、外向きフランジ部２Ｂにおける外面４と外周面１１との境目部分に形成される角部を、二以上の鈍角部を有する多角形状又は曲面形状に設定することにより、従来の直角の角部とゴム部とが接触する構造のものに比べた場合、ゴム部３の隅角部が直角の１箇所から、鈍角（図１では１３５度）の２箇所となり、角部への応力集中が２箇所に分散されるとともに、ゴム部の開き角度が大きく（鈍角）になることから、そこから亀裂が進展し難くなる。これはＲ面取り部１３の場合でも同様である。

従って、規定の荷重を作用させた使用状態における所定の耐久テストでも、ゴム部３における外向きフランジ部２Ｂの外周端部分の亀裂発生が起きないようになり、耐久性が向上して信頼性に富むようなり、改善された防振ゴムＡとして提供することができる。しかも、そのための構造工夫としては、外向きフランジ部２Ｂにおける外面４と外周面１１との境目部分に面取り部を形成する程度の軽微なもので良いから、ほとんどコストアップがなく、かつ、取付寸法関係や外観的にも何ら変らない状態で性能が向上する合理的な改善手段が実現できている。

そして、図１に示すように、外筒２の外径Ｒとゴム部３の外径ｒとには、
０．９９５ｒ≧Ｒ≧０．８５ｒ……（１）
なる関係が設定されている。つまり、ゴム部３が外向きフランジ部２Ｂの外側に回り込む厚さ（径方向の厚さ）は、ある程度の厚みを確保することでその回り込み部分のゴム部に強度を持たせ、外筒２との接触面積の増大効果を得ること、及び、回り込み部分の外向きフランジ部２Ｂから径方向への突出量があまり多くなると、外筒２の支え作用の及ばない部分のゴム部３が共振し易くなるので、その不都合を避けることから、上記の比率範囲を規定する式（１）が重要な構成要素になっている。

さらに、ボス部２Ａ下端の内角にも面取り部１０を、かつ、内筒１の上下端の角部にも面取り部８，８を形成してあるので、ゴム部３におけるこれら角部からの亀裂進展も未然に防止することが可能に構成されている。尚、図示は省略するが、外向きフランジ部２Ｂにおける外面４と外周面１１との境目部分に形成される角部７に、異なる角度で２回の面取り加工を行う等して、３箇所の鈍角部が存在する多角形状を施しても良い。

〔実施例２〕
実施例２による防振ゴムＡは、図２に示すように、実施例１による防振ゴムＡと殆ど同じであり、違いは、内筒１の上下外周部の面取り部８，８、及びボス部２Ａ下端の内角の面取り部１０が省略されている点である。つまり、ゴム部３における中間底面３ｃ付近の形状が実施例１のものと若干異なるが、ゴム部３としての自由表面積を大きくする点では同じである。

〔実施例３〕
実施例３による防振ゴムＡは、図３に示すように、実施例２による防振ゴムＡと殆ど同じであり、違いは、ゴム部３の中間底面３ｃが若干下げられて、外筒２のボス部２Ａの下端面１４を下方から覆う突出底面１５が形成されている点である。

次に、上述の防振ゴムＡを用いた防振構造の具体例を、使用例１〜４として説明する。尚、以下の使用例において用いられる防振ゴムＡは、便宜上、実施例１による防振ゴムＡとしてあるが、実施例２や３の防振ゴムＡを用いても良いのは言うまでもない。

〔使用例１〕
使用例１は、図４に示すように、自動車の車体フレーム等の支持部材２１と、エンジン等の振動源に固定される防振部材２２と、に跨って１個の防振ゴムＡが取付けられる構成である。具体的には、厚板状の支持部材２１の装着孔２１Ａに外筒２のボス部２Ａを挿入し、支持部材２１の上面２１ａに外向きフランジ部２Ｂを載せ付け、内筒１の上面１ａに防振部材２２を、かつ、装着孔２１Ａの径よりも大きな外径を有する金属円板で成るワッシャ２３を内筒１の下面１ｂにそれぞれあてがった状態で、防振部材２２と内筒１とワッシャ２３との三者を貫通する取付ボルト２４とナット２５とで締付け固定する。尚、この使用例１では、ボス部２Ａの下側にまでゴム部３が回り込むタイプの防振ゴム（図３参照）Ａを用いているが、回り込まないタイプのものでも良い。

この使用例１の構造では、前後左右及び下方にはゴム部３の弾性による防振作用が支持部材２１に発揮され、ワッシャ２３と支持部材２１との当接により、防振部材２２の上方の動きは牽制阻止されるように機能する。外筒２に形成された角逃げ湾曲部９により、支持部材２１の装着孔２１Ａに臨む縁角部２１ｂが、プレス加工等の穿孔加工後に面取り等の仕上げ加工が行われない粗仕上げ状態（バリが存在するような状態）であっても、乗り上がり等の不都合なく嵌合できるようにしてある。また、角逃げ湾曲部９は、外筒２の上下左右のバネ定数を変える機能もある。

尚、予め予備荷重（プリロード）をゴム部３に持たせて、エンジン等の振動源の重量が作用する使用状態でも、図４のようにワッシャ２３が支持部材２１に当接する構造が可能である。また、図示は省略するが、振動源の重量が作用した使用状態では、ワッシャ２３と支持部材２１との間に若干の間隙が生じるように設定することも可能である。さらに、図４の２１が振動源側の防振部材に、かつ、図４の２２が支持部材とする前述とは逆の構成を採ることも可能である。

〔使用例２〕
使用例２は、図５に示すように、支持部材２１と、これの下側に配されるワッシャ２３との間にゴム等の弾性部材２４を介装させた点以外は、図４に示す使用例１のものと同じ構成である。弾性部材２４は、ワッシャ２３の外周に沿って全周に亘って形成されるリング状のもので良いし、周方向に間欠的に配備される複数個のものでも良い。このように、弾性部材２４を介装したことにより、前後左右、及び下方に対する防振作用に加えて、上方に対しても防振作用を生じさせることができるので、構造上、上方にも防振が必要であるとか、より防振条件の厳しい箇所といった場合に好適な構成となっている。また、図５の２１が振動源側の防振部材に、かつ、図５の２２が支持部材とする逆の構成を採ることも可能である。

〔使用例３〕
使用例３は、図６に示すように、より厚肉の支持部材２１の装着孔２１Ａに一対の防振ゴムＡ，Ａを向い合せ状態で配備して用いる構成である。つまり、図４に示す使用例１における支持部材２１とワッシャ２３との上下間に、上下逆さま状態の防振ゴムＡを介装したような構造である。この構造では、上下の内筒１，１どうしを密着させて取付ボルト２４で締付けた状態では、各外筒２，２においてはそれらのボス部２Ａ，２Ａどうしの間に間隙が存在するように設定されており、支持部材２１を確実に上下から挟み込めるようになっている。

この使用例３では、図１又は図２に示されるタイプの防振ゴムＡが用いられているが、図３に示すタイプの防振ゴムＡを用いても良い。計２個の防振ゴムＡを上下に配して用いるので、前後左右及び上下の三次元方向に十分な防振が行えるとともに、各防振ゴムＡは互いに同じ部品で済む利点がある。また、図示は省略するが、図６の２１が振動源側の防振部材に、かつ、図６の２２が支持部材とする逆の構成を採ることも可能である。

〔使用例４〕
使用例４は、図７に示すように、一対の防振ゴムＡ，Ａを、これらの間に防振部材２２を介して背中合わせ状態で用いる構成である。即ち、外筒２のボス部２Ａが嵌入される装着孔２１Ａが形成された支持部材２１が上下一対設けられており、上側の防振ゴムＡは逆さ向きで、かつ、下側の防振ゴムＡは通常姿勢とされ、それぞれの内筒１，１間に防振部材２２を差し込むとともに、上下一対のワッシャ２３，２３を用いて取付ボルト２４及びナット２５で締付け固定される。この使用例４においても、使用例３のものと同様に、前後左右及び上下の三次元方向に十分な防振が行える。また、図示は省略するが、図７の２１が振動源側の防振部材に、かつ、図７の２２が支持部材とする逆の構成を採ることも可能である。

〔変形例１〜３〕
次に、実施例１〜３の防振ゴムの変形例１〜３について説明する。図８〜図１０に示すように、ゴム部３の外周面（外周側面）３ｇの全周に亘って断面円弧の窪みＦが形成されており、この窪みＦの断面円弧の半径Ｌは、ゴム部３の厚みをＨとしたときに、
Ｈ／５≦Ｌ≦５Ｈ……（Ａ）
であるとともに、窪みの深さをＷとしたときに、
１ｍｍ≦Ｗ≦Ｈ／２……（Ｂ）
であるように設定されている。

上記式（Ａ）、（Ｂ）により、圧縮荷重が加えられる前の初期状態でゴム部３の外周面３ｇの自由表面積が大きくなって、大荷重が防振ゴムＡに付加されるときでも、ゴム部３の外周面３ｇの引張り応力が分散されるので、しわやピンホールの発生を防止することができ、ゴム部３の許容歪みを超えることもなく、耐久性の向上に寄与できる利点が追加される。尚、図８に示す変形例１による防振ゴムＡは、実施例１の防振ゴム（図１参照）を基本としたものであり、図９に示す変形例２による防振ゴムＡは、実施例２の防振ゴム（図２参照）を基本としたものであり、図１０に示す変形例３による防振ゴムＡは、実施例３の防振ゴム（図３参照）を基本としたものである。

防振ゴムの構造を示す断面図（実施例１） 防振ゴムの構造を示す断面図（実施例２） 防振ゴムの構造を示す断面図（実施例３） 防振ゴムの使用例を示す断面図その１ 防振ゴムの使用例を示す断面図その２ 防振ゴムの使用例を示す断面図その３ 防振ゴムの使用例を示す断面図その４ 変形例１による防振ゴムを示す断面図 変形例２による防振ゴムを示す断面図 変形例３による防振ゴムを示す断面図 従来における防振ゴムの使用例を示す要部の側面図

符号の説明

１ 内筒
２ 外筒
２Ａ ボス部
２Ｂ 外向きフランジ部
３ ゴム部
３ｃ 端部
４ 内周面、外面
７ 角部
１１ 外周面
１２ 鈍角部
Ａ 防振ゴム
Ｐ 軸心
Ｒ 外筒の外径
ｒ ゴム部の外径

Claims (5)

1. 内筒と、前記内筒の軸心方向に沿う軸心を有するボス部、及び前記内筒の径方向に沿う外向きフランジ部から成る外筒と、前記ボス部の内周面及び前記外向きフランジ部の外面と前記内筒との間に介在されて前記両筒を互いに加硫接着により一体化するゴム部と、を有して構成される防振ゴムであって、
   前記ゴム部は、前記外向きフランジ部の外周に回り込む形状に形成されるとともに、前記外向きフランジ部における前記外面と外周面との境目部分に形成される角部が、二以上の鈍角部を有する多角形状又は曲面形状に設定されている防振ゴム。
2. 前記外筒の外径Ｒと前記ゴム部の外径ｒとに、０．９９５ｒ≧Ｒ≧０．８５ｒなる関係が設定されている請求項１に記載の防振ゴム。
3. 前記ゴム部は、前記ボス部の端面と同一面となる端部を有するとともに、前記ボス部における前記端面と前記内周面との境目部分に形成される角部が、二以上の鈍角部を有する多角形状又は曲面形状に設定されている請求項１又は２に記載の防振ゴム。
4. 前記ゴム部は、前記ボス部の端面に回り込む形状に形成されている請求項１又は２に記載の防振ゴム。
5. 前記二以上の鈍角部を有する多角形状又は曲面形状は、前記角部に面取り処理が為されたことによるものである請求項１〜４の何れか一項に記載の防振ゴム。
   

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