JP2007139003A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運転中における内筒の倒れを十分に抑制することができて操縦安定性を向上させることができるとともに、製造性に優れる防振装置を提供する。
【解決手段】上端部１６がボディ側部材２に取り付けられる内筒１０と、メンバー部材３に形成された嵌合穴４ａに圧入内嵌する外筒１２と、両筒を結合するゴム弾性体からなる防振基体１４を備えた防振装置において、内筒１０の上端部１６にボディ側部材２に当接する当接部材４２を取付け、該当接部材４２は、ボディ側部材２に当接する上面４８が内筒１０の上端面１６ａよりも外周形状を大であって、内筒の上端部１６の外周に嵌合する環状壁４６を備えて、該環状壁により内筒の上端部１６に外嵌されており、環状壁４６の内周面４６ａに軸方向Ｚに延びるリブ５０が周方向Ｐ１に複数設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内筒と、これを取り囲む外筒と、これら内筒と外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた筒形の防振装置に関する。

従来、この種の防振装置としては、自動車のボディと足回り部材との間に介設されるボディマウントがある。該ボディマウントは、内筒が軸方向を上下方向にしてフレーム等のボディ側部材に取り付けられ、外筒がサスペンションのメンバー部材等の振動体側に形成された嵌合穴に圧入内嵌により固定して用いられるものであり、種々の構造のものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

このような防振装置において、内筒は、その中空部に挿通されたボルト等の連結部材により、軸方向の一端部がボディ側部材に圧接した状態に組み付けられる。そのため、ボディ側部材に圧接する内筒の端面の面積が小さいと、車両の運転中に内筒が倒れやすくなり、操縦安定性が低下するという問題がある。

このような問題はボディ側部材に当接する内筒側の端面を大きくすることにより解消される。内筒側の端面を大きくする手法として、例えば、下記特許文献２には、防振基体の加硫成形後に、内筒の軸方向一端面を圧接治具により軸方向に圧接して、冷間塑性加工により内筒の端部を拡径する技術が提案されている。しかしながら、この技術では、拡径量を大きくするのにある程度の限界があり、内筒の倒れを十分に抑制するのが難しく、また拡径工程に時間を要してしまう。

一方、下記特許文献３には、内筒の倒れを防止するために、内筒の端部とボディ側部材との間にストッパ部材を挟設した上で、該ストッパ部材に内筒の端部の外周に嵌合する環状突起を設けることが提案されている。このような環状突起は一般にストッパ部材を内筒端部に圧入外嵌するときの作業性を損なうので、改善が求められる。
特開平４−３２７０３３号公報 特開２００３−１０６３５９号公報 特開２００３−２１１９４号公報

そこで、本発明は、車両の運転中における内筒の倒れを十分に抑制することができて操縦安定性を向上させることができるとともに、製造性に優れる防振装置を提供することを目的とする。

本発明の防振装置は、軸方向の一端部がボディ側部材に取り付けられる内筒と、該内筒を取り囲むものであって振動体側に形成された嵌合穴に圧入内嵌する外筒と、前記内筒と外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた防振装置であって、前記内筒の一端部に、前記ボディ側部材との間で挟まれた状態に前記ボディ側部材に当接する当接部材が取り付けられ、該当接部材の前記ボディ側部材に当接する側の面が、前記内筒の一端部の端面よりも外周形状が大に設定され、前記当接部材は、前記内筒の一端部の外周に嵌合する環状壁を備えて、該環状壁により前記内筒の一端部に外嵌されており、前記環状壁の内周面に軸方向に延びるリブが周方向に複数設けられたものである。

上記構成によれば、内筒の一端部に取り付けた当接部材によりボディ側部材に対する当接面が大きく確保されるので、車両の運転中に内筒を倒れにくくして、操縦安定性を向上させることができる。また、内筒端部の外周に嵌合する環状壁の内周面に軸方向に延びる複数のリブを設けたので、環状壁と内筒端部との接触面積が小さくなるとともに、圧入時に軸方向に延びるリブにより内筒端部を軸方向に案内することができ、内筒端部を環状壁に圧入しやすい。そのため、当接部材の取付け作業性に優れるとともに、取付け後には、上記複数のリブで内筒端部の外周面が支持されることによって内筒の倒れ防止機能を確保することができる。

本発明の防振装置においては、前記環状壁が嵌合する前記内筒の一端部の外周面に、前記防振基体から連なるゴム膜が加硫接着されてもよい。この場合、環状壁に設けた上記複数のリブが内筒端部のゴム膜に食い込むことにより、内筒と当接部材との周方向での相対変位が抑制され、かかる相対変位に起因する異音の発生を防止することができる。

本発明の防振装置においては、前記防振基体に、前記内筒を挟んで相対する一対の空洞部が軸方向に貫通して設けられ、該空洞部は、ストッパゴム部により周方向中央部がストッパ間隙部として形成されるとともに、周方向両端部が前記ストッパ間隙部よりも幅広の空間部とされ、前記空洞部が軸方向の中央部から開口端部に向けて広がるように前記空洞部の内壁面が軸方向に対して傾斜した傾斜面部を備えてなり、前記幅広の空間部における前記傾斜面部の傾きが前記ストッパ間隙部における前記傾斜面部の傾きよりも大に設定されてもよい。

この場合、防振基体に設けた空洞部の形状に関し、周方向両端の幅広の空間部における傾斜面部の傾きを大きくしたことにより、かかる幅広の空間部の開口部周りのゴム弾性体のボリュームを減らして、加硫成形後の外筒絞り時における当該開口部周りの皺の発生を抑制することができる。また、自動車への搭載後の荷重入力時にも、上記幅広の空間部の開口部周りにおける歪み集中を防止することができる。一方、周方向中央部のストッパ間隙部については、上記傾斜面部の傾きを小さく設定したことで、内筒と外筒との過大な相対変位を制限するためのストッパとして機能を確保しやすい。そのため、空洞部の周方向中央部でのストッパ機能を確保しつつ、周方向両端部での皺発生や歪み集中を低減して耐久性を向上することができる。

また、本発明の防振装置においては、前記空洞部の内壁面が軸方向中央部において軸方向に対して平行な面からなる中央面部を備え、該中央面部の両側に前記傾斜面部が設けられてもよい。この場合、前記中央面部の軸方向寸法が、該中央面部の両側に設けられた各前記傾斜面部の軸方向寸法よりも小に設定されることが、上記作用効果をよりよく発揮させる上で好ましい。

更に、本発明の防振装置においては、前記空洞部の前記ストッパ間隙部が、前記内筒側から突出する内側ストッパゴム部と前記外筒側から突出する外側ストッパゴム部との間に形成され、前記外側ストッパゴム部の前記内側ストッパゴム部に対する当接面が軸方向に垂直な断面において半径方向内方に向けて凸の湾曲面状に形成されていることが好ましい。このように外側のストッパゴム部の当接面の形状を内向きに凸の湾曲面状に形成することにより、内側ストッパゴム部との初期当たりを柔らかくして異音を低減することができる。

本発明の防振装置は、前記内筒が軸方向を上下方向にして自動車のボディ側部材に取り付けられる部材であり、前記外筒が前記内筒を同軸に取り囲むものであってサスペンションのメンバー部材に形成された嵌合穴に圧入内嵌される部材であり、前記空洞部が前記内筒を挟んで自動車の前後方向に相対する位置に設けられたボディマウントに特に好適である。

以上のように、本発明によれば、車両の運転中における内筒の倒れを十分に抑制することができて操縦安定性を向上させることができるとともに、製造作業性に優れる防振装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る防振装置について図１〜８に基づいて説明する。

本実施形態の防振装置は、自動車のサスペンション等の足回り部材をフレーム等のボディに対して防振的に支持するためのボディマウントであり、金属等の剛性材料からなる内筒１０と、これを取り囲んで同心状に配された金属等の剛性材料からなる外筒１２と、これら内筒１０と外筒１２の間に加硫接着手段により介設されて両者を結合するゴム弾性体よりなる防振基体１４とを備えて構成されている。

内筒１０は、図８に示すように、軸方向Ｚを上下方向Ｌにしてその上端部１６がボディ側部材２に取り付けられる部材であり、中空部１８に連結部材であるボルト１が挿入されて、ボルト１によりボディ側部材２に押圧した状態に締結固定される。上記中空部１８は、ボディ側部材２の軸部２ａを受け入れる上部側１８ａが、ボルト１の挿入される下部側１８ｂよりも大径に形成されており、その上端部には、前記軸部２ａの先端を案内してその挿入を容易にするための、上方に向けて開かれたテーパ面部１８ｃ（図１参照）が設けられている。内筒１０は、その外周面において下端部２０が段部を介して小径に形成されている。

外筒１２は、振動体であるサスペンションのメンバー部材３に取り付けられる部材であり、筒状ホルダ４によりメンバー部材３に形成された嵌合穴４ａに対してその下方から圧入内嵌される。外筒１２の下端には、半径方向外方に延びるフランジ２２が設けられており、このフランジ２２の下面に、防振基体１４から連なるゴムによりストッパゴム部２４が形成されている。また、外筒１２の外周面には、嵌合穴４ａへの圧入後の抜け止めや据わりをよくするため、周方向に全周にわたって延びる複数本の環状ゴム部２６（図１参照）が加硫成形により凸状に形成されている。

防振基体１４には、内筒１０を挟んで直径方向（詳細には、車両前後方向Ｘ）に相対する両側位置に、軸方向Ｚに貫通するすぐりと称する一対の空洞部２８，２８が設けられている。これにより、車両の前後方向Ｘにおけるバネ定数が低く、車両の左右方向Ｙのバネ定数が高く設定されて、乗り心地がよくしかも操縦安定性を高めるようにしている。

空洞部２８は、図２，３に示すように、周方向Ｐの両端部が中央部に対して幅広に膨らんだ形状に形成されており、内筒１０側から突出する内側ストッパゴム部３０と外筒１２側から突出する外側ストッパゴム部３２との間に形成された周方向中央部のストッパ間隙部３４と、該ストッパ間隙部３４の両端に位置してストッパ間隙部３４よりも半径方向における幅が拡大された周方向両端部の幅広の空間部３６とからなる。ストッパ間隙部３４は、自動車の加減速時における内筒１０の外筒１２に対する前後方向Ｘにおける過大な相対変位を制限して、耐久性を確保できるような幅に設定されている。また、幅広の空間部３６は、内筒１０の変位時における局部的な歪みを抑制するために、軸方向Ｚに垂直な断面形状において略円形状の丸みを帯びた形状をなしている（図２，３参照）。

図４，５に示すように、空洞部２８は、軸方向Ｚ（即ち、車両上下方向Ｌ）の中央部２８ｂからその上下の開口端部２８ｃに向けて広がるように、空洞部２８の内壁面２８ａにおいて、軸方向Ｚに対して傾斜した傾斜面部３８を備える。すなわち、傾斜面部３８は、軸方向Ｚの外側に向けて空洞部２８の断面積が漸次に大きくなるよう傾斜している。より詳細には、空洞部２８の内壁面２８ａは、軸方向中央部において軸方向Ｚに対して平行な面からなる中央面部４０を備え、この中央面部４０の軸方向両側に傾斜面部３８が設けられている。そして、該中央面部４０の軸方向寸法Ａが、その両側に設けられた各傾斜面部３８の軸方向寸法Ｂよりも小に設定されている。なお、かかる両者の寸法関係は、本実施形態では、空洞部２８の周方向の全体において一定に設定されている。また、上記傾斜面部３８は、空洞部２８の開口端３８ａにおいて面取りされて丸みがつけられている。

図４と図５を対比すると明らかなように、傾斜面部３８は、幅広の空間部３６における軸方向Ｚに対する傾きαがストッパ間隙部３４における軸方向Ｚに対する傾きβよりも大に設定されている。具体的には、ストッパ間隙部３４における傾斜面部３８の傾きβが５°以下に対して、幅広の空間部３６における傾斜面部３８の傾きαが１５°〜４０°に設定されることが好ましい。かかる傾斜面部３８の傾きは、本実施形態では、幅広の空間部３６の周方向両端から周方向中央部のストッパ間隙部３４に向けてなだらかに変化している。

図２，３に示すように、内側ストッパゴム部３０は、防振基体１４から連なるゴムにより、内筒１０から半径方向Ｒの外方に向けて突出形成されており、その先端面、即ち外側ストッパゴム部３２に対する当接面３０ａが、軸方向Ｚに垂直な断面において平坦に形成されている。一方、外側ストッパゴム部３２は、防振基体１４から連なるゴムより、外筒１２から半径方向Ｒの内方に向けて突出形成されており、その先端面、即ち内側ストッパゴム部３０に対する当接面３２ａが、軸方向Ｚに垂直な断面において内向きに凸の湾曲面状に形成されている。

図１，８に示すように、内筒１０の上端部１６には、ボディ側部材２に当接するリング状の当接部材４２が取り付けられている。当接部材４２は、金属等の剛性材料からなる部材であり、内筒１０の上端部１６の端面、即ち上端面１６ａと、ボディ側部材２の軸部２ａ周りのフランジ部２ｂの下面との間で挟まれた状態に組み付けられる。より詳細には、図６，７にも示されるように、当接部材４２は、ボディ側部材２の下面に圧接される円形リング板状の圧接壁部４４と、該圧接壁部４４の周縁部から下方に延設されて内筒１０の上端部１６の外周に嵌合する環状壁４６とからなる。そして、この環状壁４６内に内筒１０の上端部１６を圧入することにより、当接部材４２は内筒１０の上端部１６に外嵌固定されている。

当接部材４２のボディ側部材２に当接する側の面、即ち圧接壁部４４の上面４８は、内筒１０の上端面１６ａよりも外周形状が大に設定されており、詳細には、この例では、圧接壁部４４の上面４８の外径が内筒１０の上端面１６ａの外径よりも大に設定されており、またこの上面４８の面積が内筒１０の上端面１６ａの面積よりも大に設定されている。

上記環状壁４６の内周面４６ａには、軸方向Ｚに延びる８本のリブ５０が周方向Ｐ１に一定間隔で分散配置されている。図６に示すように、リブ５０は、断面円弧状に突出する凸条である。なお、リブ５０は、軸方向Ｚの先端部を面取りして、内筒１０の上端部１６ａを圧入させやすくしてもよい。また、図７に示すように、環状壁４６の外周面４６ｂは、先端（下端）ほど小径のテーパ面状に形成されている。

図１に示すように、環状壁４６が外嵌する内筒上端部１６の外周面１６ｂには、肉厚が一定のゴム膜５２が防振基体１４から連なるゴムにより加硫接着されて形成されており、このゴム膜５２に上記複数のリブ５０が食い込むように構成されている。ゴム膜５２は、防振基体１４との間の他のゴム膜部分５４に対して段部５６を介して一段低く、即ち他のゴム膜部分５４よりも小径に形成されている。

以上の構成を備える本実施形態の防振装置は、内筒１０と外筒１２との間に防振基体１４を加硫成形することで図２〜４に示す形状とした後、防振基体１４における加硫後の収縮による残留歪みを除去するために、外筒１２を半径方向Ｒの内方に圧縮させるいわゆる絞りが施され、更に、図１に示すように、内筒１０の上端部１６に当接部材４２を圧入により被せることで製造される。

このようにして製造された防振装置は、図８に示すように、外筒１２をメンバー部材３の嵌合穴４ａに下方から圧入内嵌して固定し、また、内筒１０の中空部１８に上方からボディ側部材２の軸部２ａを挿入するとともに下方からボルト１を挿入して軸部２ａと締結することで内筒１０をボディ側部材２に押圧固定して使用される。その際、内筒１０の下端には、上記ストッパゴム部２４を上下方向Ｌで受け止める円板状のストッパ金具５８がボルト１によって挟持固定される。また、メンバー部材３の筒状ホルダ４とボディ側部材２のフランジ部２ｂとの間には、外筒１２側の上方への変位を制限するストッパ部材６０が配される。ストッパ部材６０は、筒状ホルダ４の上端部に当接配置されるリング状プレート６２と、その上面に設けられてフランジ部２ｂに当接するストッパゴム部６４とからなり、ストッパゴム部６４は、上記当接部材４２の環状壁４６の外周面４６ｂに当接する内向きのリップゴム部６６を備える。

かかる実施形態の防振装置であると、内筒１０の上端部１６に取り付けた当接部材４２によりボディ側部材２に対する当接面積が大きく確保されるので、自動車の運転中に作用するこじれ方向の荷重に対して内筒１０が倒れにくく、そのため操縦安定性に優れる。特に、このような当接部材４２を用いる構成であると、内筒全体の外径を大きくしなくても済むため、内筒の重量が増大するのを回避することができる。また、内筒の端部を旋削加工により拡径した後に防振基体を加硫成形する場合に比べて、防振基体の端面の自由長を十分長くすることができて、防振基体の耐久性を向上することができる。更に、冷間塑性加工により内筒の端部を拡径する場合に比べて、加工不良が生じにくく、ボディ側部材に当接する内筒側の端面を十分大きくすることができる。

また、環状壁４６の内周面４６ａに軸方向Ｚに延びる複数のリブ５０を設けたことにより、上記内筒１０の倒れ防止機能を確保しながら、内筒１０の上端部１６を環状壁４６内に圧入しやすくして、当接部材４２の取付け作業性に優れる。

更に、内筒１０の上端部１６の外周面１６ｂに設けられたゴム膜５２に、これらのリブ５０が食い込むことにより、内筒１０と当接部材４２との周方向での相対変位が抑制され、かかる相対変位に起因する異音の発生を防止することができる。

また、本実施形態の防振装置であると、防振基体１４に設けた空洞部２８において、傾斜面部３８の軸方向寸法Ｂを中央面部４０の軸方向寸法Ａよりも大きく設定した上で、周方向両端の幅広の空間部３６における傾斜面部３８の傾きαを大きくしたことにより、幅広の空間部３６の上下の開口部周りのゴム弾性体のボリュームが減らされている。そのため、加硫成形後の外筒１２の絞り時における当該開口部周りの皺の発生が抑制される。また、自動車への搭載後に主として前後方向Ｘの荷重が入力されて内筒１０が前後方向Ｘに相対変位したときにも、上記のように幅広の空間部３６における開口部周りのゴム弾性体のボリュームを低減したので、幅広の空間部３６の開口部周りにおける歪み集中を防止することができる。

一方、周方向中央部のストッパ間隙部３４においては、空洞部２８の内壁面２８ａにおける傾斜面部３８の傾きβを小さく設定して、開口部周りでのストッパゴム部３０，３２のボリュームを大きくしたので、内筒１０の前後方向Ｘにおける相対変位に対するストッパ機能を確保しやすい。

以上より、本実施形態によれば、空洞部２８の周方向中央部でのストッパ機能を確保しつつ、周方向両端部での皺発生や歪み集中を低減して耐久性を向上することができる。

また、本実施形態であると、空洞部２８の内壁面２８ａに上記のような傾斜面部３８を設けたので、加硫成形時に、空洞部２８を成形するための中子型の脱型をスムーズに行うことができ、成形性にも優れる。

更に、本実施形態では、上記ストッパ間隙部３４における外側ストッパゴム部３２の当接面３２ａが内向きに凸の湾曲面状に形成されているので、内側ストッパゴム部３０との初期当たりを柔らかくして異音を低減することができる。

本発明の防振装置であると、ボディマウントを始めとする自動車等の各種車両におけるマウント装置として好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る防振装置の縦断面図である。 当接部材を取り付ける前の同防振装置の平面図である。 当接部材を取り付ける前の同防振装置の底面図である。 図２のIV−IV線の断面図である。 図２のＶ−Ｖ線の断面図である。 当接部材の底面図である。 当接部材の縦断面図である。 同防振装置をサスペンションに組み込んだ使用状態の断面図である。

符号の説明

１０…内筒、１２…外筒、１４…防振基体、１６…内筒の上端部（一端部）、１６ａ…内筒の上端部の上端面（一端面）、１６ｂ…内筒の上端部の外周面、２８…空洞部、２８ａ…空洞部の内壁面、２８ｂ…空洞部の軸方向の中央部、２８ｃ…空洞部の開口端部、３０…内側ストッパゴム部、３２…外側ストッパゴム部、３２ａ…外側ストッパゴム部の内側ストッパゴム部に対する当接面、３４…ストッパ間隙部、３６…幅広の空間部、３８…傾斜面部、４０…中央面部、４２…当接部材、４６…環状壁、４６ａ…環状壁の内周面、４８…圧接壁部の上面（当接部材のボディ側部材に当接する側の面）、５０…リブ、５２…ゴム膜、２…ボディ側部材、３…メンバー部材（振動体）、４ａ…嵌合穴、Ａ…中央面部の軸方向寸法、Ｂ…傾斜面部の軸方向寸法、Ｌ…上下方向、Ｐ…防振装置の周方向、Ｐ１…当接部材の周方向、Ｒ…半径方向、Ｘ…前後方向、Ｙ…左右方向、Ｚ…軸方向、α…幅広の空間部における傾斜面部の傾き、β…ストッパ間隙部における傾斜面部の傾き

Claims (7)

1. 軸方向の一端部がボディ側部材に取り付けられる内筒と、該内筒を取り囲むものであって振動体側に形成された嵌合穴に圧入内嵌する外筒と、前記内筒と外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた防振装置であって、
   前記内筒の一端部に前記ボディ側部材との間で挟まれた状態に前記ボディ側部材に当接する当接部材が取り付けられ、該当接部材の前記ボディ側部材に当接する側の面が、前記内筒の一端部の端面よりも外周形状が大に設定され、前記当接部材は、前記内筒の一端部の外周に嵌合する環状壁を備えて、該環状壁により前記内筒の一端部に外嵌されており、前記環状壁の内周面に軸方向に延びるリブが周方向に複数設けられたことを特徴とする防振装置。
2. 前記環状壁が嵌合する前記内筒の一端部の外周面に、前記防振基体から連なるゴム膜が加硫接着されたことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
3. 前記防振基体には、前記内筒を挟んで相対する一対の空洞部が軸方向に貫通して設けられ、該空洞部は、ストッパゴム部により周方向中央部がストッパ間隙部として形成されるとともに、周方向両端部が前記ストッパ間隙部よりも幅広の空間部とされ、前記空洞部が軸方向の中央部から開口端部に向けて広がるように前記空洞部の内壁面が軸方向に対して傾斜した傾斜面部を備えてなり、前記幅広の空間部における前記傾斜面部の傾きが前記ストッパ間隙部における前記傾斜面部の傾きよりも大に設定されたことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
4. 前記空洞部の内壁面が軸方向中央部において軸方向に対して平行な面からなる中央面部を備え、該中央面部の両側に前記傾斜面部が設けられたことを特徴とする請求項３記載の防振装置。
5. 前記中央面部の軸方向寸法が、該中央面部の両側に設けられた各前記傾斜面部の軸方向寸法よりも小に設定されたことを特徴とする請求項４記載の防振装置。
6. 前記空洞部の前記ストッパ間隙部が、前記内筒側から突出する内側ストッパゴム部と前記外筒側から突出する外側ストッパゴム部との間に形成され、前記外側ストッパゴム部の前記内側ストッパゴム部に対する当接面が軸方向に垂直な断面において半径方向内方に向けて凸の湾曲面状に形成されたことを特徴とする請求項３記載の防振装置。
7. 前記内筒は、軸方向を上下方向にして自動車のボディ側部材に取り付けられる部材であり、前記外筒は、前記内筒を同軸に取り囲むものであってサスペンションのメンバー部材に形成された嵌合穴に圧入内嵌する部材であり、前記空洞部が前記内筒を挟んで自動車の前後方向に相対する位置に設けられたことを特徴とする請求項３記載の防振装置。
   

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