JP2007046733A - アッパーマウント - Google Patents

Abstract

【課題】突き上げショックによる乗心地性の悪化を抑えることができるアッパーマウントを提供する。
【解決手段】アッパーマウント１０は、シリンダ１６内を上室２２Ｕと下室２２Ｌとに分ける分割部２４が側壁側に設けられたピストン２０を備えている。ピストンは、上側ピストンガイド１８Ｕ及び下側ピストンガイド１８Ｌにより上下方向に摺動可能になっており、ピストンにはダンパーロッド２６が取付けられる。分割部には貫通孔２８が形成され、この貫通孔内にはオリフィス３０が形成されている。突き上げショック等の高い周波数の負荷が作用しない限り分割部の上側から下側へオイルが移動しないように、このオリフィスの寸法が決められている。分割部の定常位置よりも所定高さだけ高いシリンダ内壁位置には切欠溝３２が形成され,ピストンの摺動方向Ｖに直交する平面における切欠溝の断面積は、高さ位置が高くなるほど徐々に小さくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ショックアブゾーバが取付けられるアッパーマウントに関する。

自動車等に用いられるショックアブゾーバは、振動の絶縁及び作動角に対する保護を目的として、防振ゴム等の弾性体が組み込まれた部品であるアッパーマウントを介して車体に取付けられている。以下、例を挙げ、添付図面を用いて従来のアッパーマウントを説明する。

図６に示すように、従来のアッパーマウント８０の一例は、車体にボルト８１にて締結されるアウターブラケット８２と、アウターブラケット８２に保持された防振ゴム８４と、防振ゴム８４に加硫接着されたインナープレート８８と、を備えている。インナープレート８８には、ダンパーロッド８６の上端部が締結される。

しかし、タイヤが突起を通過する際、ダンパーロッド８６からアッパーマウント８０に衝撃が伝達され、アッパーマウント８０から車体に伝達されるいわゆる突き上げショックが大きいと乗心地が悪い、という問題があった。
特開昭６０−１９９７１５号公報

本発明は、上記事実を考慮して、他の性能を維持しつつ突き上げショックによる乗心地性の悪化を抑えることができるアッパーマウントを提供することを課題とする。

本発明者は、車両が突起を通過した際に車体に伝達される荷重（バネ上荷重）は、図４に示すような荷重となることが多いことに着目した。図４で、Ａ点を頂点とするピーク波形Ｐがいわゆる突き上げショックを示しており、Ａ点におけるバネ上荷重が高いほど、突き上げショックは大きく、乗心地性が悪化する。

そこで、本発明者は、このＡ点の突き上げレベルとアッパーマウントの諸性能との相関関係を解析計算により調べ、図５に示すグラフ図を得た。図５から判るように、動バネ定数と減衰係数とを８０〜２００％の範囲内で変化させても、突き上げレベルには殆ど変化がないが、動バネ定数及び減衰係数が６０％を下回った付近から急速に突き上げレベルが減少している。従って、動バネ定数と減衰係数とを半分以下に低減させれば、突き上げレベルに対する乗心地性が充分に良くなる。

しかし、このように動バネ定数と減衰係数とを半分以下に低減させた場合、極端に特性の軟らかいアッパーマウントとなり、ショックアブゾーバの初期ストロークが難しくなる。この結果、他の領域（突き上げショック以外の条件）で乗心地性の悪化を引き起こすばかりか、操縦安定性の悪化も懸念される。また、ショックアブゾーバを車体に取付けるアッパーマウントの役割においても、強度面で不利になってしまう。

そこで、本発明者は、突き上げショックを受けるとき以外であっても所定の性能を維持でき、しかも突き上げショックを受けても乗心地性が悪化しない構成を鋭意検討し、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、車体に固定されるゴム保持部と、前記ゴム保持部に保持された弾性体と、粘性流体を収容するとともに前記弾性体に保持されたシリンダと、前記シリンダ内を上室と下室とに分ける分割部が設けられ、ショックアブゾーバの車体側部材が取付けられるピストンと、一定の周波数以上の衝撃が前記シリンダを介して前記弾性体に伝達されると、前記上室と前記下室とを所定以上の開口比で連通させる連通手段と、前記シリンダに対する前記ピストンの相対位置が変動した後、この相対位置を定常位置に戻す戻し手段と、を備えたことを特徴とする。

粘性流体は、通常は油（オイル）であり、シリンダは油圧シリンダとして作動することが多い。

ショックアブゾーバの車体側部材は、ショックアブゾーバを構成するロッド部材（ダンパーロッド）であることが多いが、ショックアブゾーバを構成するシリンダ部材であってもよい。

請求項１に記載の発明のアッパーマウントが取けられた車両では、通常の走行では、上記のシリンダを上方へ変位させるのに必要な力は、弾性体を変形させるのに必要な力よりも大きい。このため、ショックアブゾーバの車体側部材からアッパーマウントへ変位が伝達されても、シリンダは変位せずに弾性体のみが変位する。従って、常用領域（通常の走行条件）では通常の特性が維持される。

ここで、一定の周波数以上の衝撃がシリンダを介して弾性体（例えば防振ゴム）に伝達されると、上室と下室とが連通手段によって所定以上の開口比で連通する。一定の周波数とは、突き上げショックなどの高い周波数である。また、開口比とは、上室の底面積又は下室の天井面積に対する開口面積の割合のことである。そして、所定以上の開口比とは、上記の突き上げショックを受けた際に上室から下室へ粘性流体が移動することにより突き上げショックを車体にあまり伝達しないような開口比である。

粘性流体のこのような移動により、一時的に動バネ定数と減衰係数とが大幅に低減され、突き上げショックが車体にあまり伝達されないので、車体の搭乗者にとって乗心地性が良い。従って、複雑な制御機構を用いることなく、簡易な機構で、他の性能を維持しつつ突き上げショックによる乗心地性の悪化を抑えることができるアッパーマウントとすることができる。

また、粘性流体のこのような移動によってシリンダに対するピストンの相対位置が上方へ変動しても、上記の戻し手段によってこの相対位置が定常位置に戻される。従って、このような突き上げショックが断続的にアッパーマウントへ伝達されても、車体の搭乗者にとって乗心地性の良さが持続する。

また、ピストンはシリンダ内を軸回り方向に回動可能である。従って、ストラットダンパー式サスペンションの転舵輪に使用する場合、ストラットベアリングとしての機能を兼ねたアッパーマウントとすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記弾性体が防振ゴムであることを特徴とする。

これにより、防振性の効果をより顕著にすることができる。

請求項３に記載の発明は、前記連通手段は、前記分割部を貫通し前記上室と前記下室とをオリフィスを介して連通させるオリフィス付き貫通孔と、シリンダ内壁で、前記分割部の定常位置よりも所定高さ高い位置に形成された切欠溝と、で構成されることを特徴とする。

弾性体は、入力される負荷の周波数の増加により動バネ特性が増加するという周波数依存特性を有する。従って、突き上げショック等の周波数の高い入力が弾性体に負荷されると、動バネ特性の上昇により弾性体が硬くなり、シリンダを移動させる力よりも弾性体を変位させる力のほうが大きくなる。このため、突き上げショック等の高い周波数の負荷がショックアブゾーバの車体側部材からピストンに伝達されると、粘性流体がオリフィスを経由して上室から下室へ移動する。この結果、ピストン位置が若干上昇する、すなわち分割部の位置が若干上昇する。上記の所定高さとは、この上昇によって切欠溝内の粘性流体が下室の粘性流体に連通する高さである。この高さは、粘性流体の粘度、オリフィスの流路抵抗、分割部の粘性流体に対する接触面積（特に、ピストンの摺動方向に直交する平面に投影された接触面積）などを考慮して予め設定されている。上記の貫通孔及びオリフィスは複数設けられていてもよい。

このように、ピストンの上方への移動により、下室の粘性流体は切欠溝内の粘性流体と連通し、開口比が上記の所定以上の開口比となる。従って、請求項３に記載の発明により、連通手段を簡素な構成にすることができる。

請求項４に記載の発明は、前記ピストンの摺動方向に直交する平面における前記切欠溝の断面積は、高さ位置が高くなるほど徐々に小さくなっていることを特徴とする。

これにより、分割部が上昇するほど、すなわちピストンが上昇するほど、開口比が小さくなる。従って、ピストンを押し上げるのに必要な力が徐々に増大するので、ピストンの上昇速度は徐々に低下する。

請求項５に記載の発明は、前記戻し手段が、前記分割部と前記シリンダの上壁との間に設けられたコイルバネであることを特徴とする。

分割部が上昇すると、コイルバネが縮む。従って、コイルバネの押圧力を分割部が受け、ピストンが定常位置へ戻る。

請求項５に記載の発明により、戻し手段の構成が簡素になる。また、上記の切欠溝が形成されている場合、車重が作用した際にこの切欠溝に対してピストン高さを所定高さ位置に維持することが可能になる。

本発明によれば、他の性能を維持しつつ突き上げショックによる乗心地性の悪化を抑えることができるアッパーマウントとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係るアッパーマウント１０は、車体にボルト１１にて締結されるアウターブラケット１２と、アウターブラケット１２に保持された防振ゴム１４と、ダンパー用のオイルが充填されているとともに防振ゴム１４に保持されたインナープレート一体型のシリンダ１６と、を備えている。この構成では、インナープレート内径部側に油圧シリンダを設けた構造になっている。

シリンダ１６の上端側と下端側とには、それぞれ、シリンダ１６内のオイルをシールするとともに後述のピストン２０が挿通する開口が形成された上側ピストンガイド１８Ｕ及び下側ピストンガイド１８Ｌが形成されている。

更に、アッパーマウント１０は、シリンダ１６内を上室２２Ｕと下室２２Ｌとに分ける分割部２４が側壁側に設けられたピストン２０を備えている。このピストン２０は、上側ピストンガイド１８Ｕ及び下側ピストンガイド１８Ｌにより上下方向に摺動可能になっており、また、このピストン２０には、ショックアブゾーバを構成するダンパーロッド（シリンダ部材内を摺動するロッド）２６が取付けられる。

分割部２４には貫通孔２８が形成され、この貫通孔２８内にはオリフィス３０が形成されている。突き上げショック等の高い周波数の負荷が作用しない限り分割部２４の上側から下側へオイルが移動しないように、このオリフィス３０の寸法が決められている。

また、分割部の定常位置よりも所定高さだけ高いシリンダ内壁位置には切欠溝３２が形成されている（図２も参照）。ピストン２０の摺動方向Ｖに直交する平面における切欠溝３２の断面積は、高さ位置が高くなるほど徐々に小さくなっている。

アッパーマウント１０が取けられた車両では、通常の走行では、シリンダ１６を上方へ変位させるのに必要な力は、防振ゴム１４を変形させるのに必要な力よりも大きい。このため、ダンパーロッド２６からアッパーマウント１０へ変位が伝達されても、シリンダ１６は変位せずに防振ゴム１４のみが変位する。従って、常用領域（通常の走行条件）では通常の特性が維持される。

防振ゴム１４は、入力される負荷の周波数の増加により動バネ特性が増加するという周波数依存特性を有する。従って、突き上げショック等の周波数の高い入力が防振ゴム１４に負荷されると、動バネ特性の上昇により防振ゴム１４が硬くなり、シリンダ１６を移動させる力よりも防振ゴム１４を変位させる力のほうが大きくなる。このため、突き上げショック等の高い周波数の負荷がダンパーロッド２６からピストン２０に伝達されると、図３に示すように、オイルがオリフィス３０を経由して上室２２Ｕから下室２２Ｌへ移動する。この結果、ピストン２０の位置が若干上昇する、すなわち分割部２４の位置が若干上昇する。上記の所定高さとは、この上昇によって切欠溝３２内のオイルが下室２２Ｌのオイルに連通する高さである。

本実施形態では、このように、オリフィス３０を経由したオイルによってピストン２０の上方への移動が生じ、下室２２Ｌのオイルは切欠溝３２内のオイルと連通する。このため、上室２２Ｕと下室２２Ｌとを連通させる開口面積が急激に増大するので、オイルの流路面積が急激に増大する。この結果、シリンダ１６が殆ど抵抗なく上方へ移動できるようになる。従って、突き上げショックが車体へ伝達されることを防止でき、車体の搭乗者にとって乗心地性が良い。

また、このアッパーマウント１０は、複雑な制御機構を用いておらず、簡易な機構であり、通常の走行における他の性能が維持されている。

また、オイルのこのような移動によってシリンダ１６に対するピストン２０の相対位置が上方へ変動しても、コイルバネ３４によってこの相対位置が定常位置に戻される。従って、このような突き上げショックが断続的にダンパーロッド２６からアッパーマウント１０へ伝達されても、車体の搭乗者にとって乗心地性の良さが持続する。

更に、ピストン２０はシリンダ１６内を軸回り方向に回動可能である。従って、ストラットダンパー式サスペンションの転舵輪に使用する場合、ストラットベアリングとしての機能を兼ねたアッパーマウント１０とすることができる。

また、ピストン２０の摺動方向Ｖに直交する平面における切欠溝３２の断面積は、高さ位置が高くなるほど徐々に小さくなっている。これにより、分割部２４が上昇するほど、すなわちピストン２０が上昇するほど、上室２２Ｕから下室２２Ｌへ流れるオイルの流路面積が小さくなる（すなわち開口比が小さくなる）。従って、ピストン２０を押し上げるのに必要な力が徐々に増大するので、ピストン２０の上昇速度を徐々に低下させることができる。

また、分割部２４とシリンダ１６の上壁との間にコイルバネ３４が設けられているので、分割部２４が上昇すると、コイルバネ３４が縮む。この結果、コイルバネ３４の押圧力を分割部２４が受け、ピストン２０が定常位置へ戻る。従って、簡素な構成でピストン２０を定常位置へ戻すことができる。

また、切欠溝３２の高さ位置の調整、及び、コイルバネ３４のバネ定数の設定、によって、車重が作用した際に分割部２４によって切欠溝３２内のオイルが下室２２Ｌのオイルに連通せず、突き上げショックがピストン２０に負荷された際に切欠溝３２内のオイルが下室２２Ｌのオイルに連通することを容易に実現させることができる。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係るアッパーマウントの側面断面図である。 第１実施形態に係るアッパーマウントを構成するシリンダの断面図である（簡便のため、インナープレートの描画を省略）。 第１実施形態に係るアッパーマウントの側面断面図である。 突き上げショックの一例を示すチャート図である。 突き上げレベルとアッパーマウントの諸性能との相関関係を示すグラフ図である。 従来のアッパーマウントの一例の側面断面図である。

符号の説明

１０ アッパーマウント
１２ アウターブラケット（ゴム保持部）
１４ 防振ゴム
１６ シリンダ
２０ ピストン
２２Ｕ 上室
２２Ｌ 下室
２４ 分割部
２６ ダンパーロッド（ショックアブゾーバの車体側部材）
２８ 貫通孔
３０ オリフィス
３２ 切欠溝

Claims (5)

1. 車体に固定されるゴム保持部と、
   前記ゴム保持部に保持された弾性体と、
   粘性流体を収容するとともに前記弾性体に保持されたシリンダと、
   前記シリンダ内を上室と下室とに分ける分割部が設けられ、ショックアブゾーバの車体側部材が取付けられるピストンと、
   一定の周波数以上の衝撃が前記シリンダを介して前記弾性体に伝達されると、前記上室と前記下室とを所定以上の開口比で連通させる連通手段と、
   前記シリンダに対する前記ピストンの相対位置が変動した後、この相対位置を定常位置に戻す戻し手段と、
   を備えたことを特徴とするアッパーマウント。
2. 前記弾性体が防振ゴムであることを特徴とする請求項１に記載のアッパーマウント。
3. 前記連通手段は、前記分割部を貫通し前記上室と前記下室とをオリフィスを介して連通させるオリフィス付き貫通孔と、
   シリンダ内壁で、前記分割部の定常位置よりも所定高さ高い位置に形成された切欠溝と、
   で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアッパーマウント。
4. 前記ピストンの摺動方向に直交する平面における前記切欠溝の断面積は、高さ位置が高くなるほど徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項３に記載のアッパーマウント。
5. 前記戻し手段が、前記分割部と前記シリンダの上壁との間に設けられたコイルバネであることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のアッパーマウント。

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