JP2007285409A - 全方向性防振ブッシュ - Google Patents

Abstract

【課題】 振動源からの振動が、防振ブッシュを介して接続される部品間で全方向に吸収できる防振ブッシュを提供する。
【解決手段】 内筒体１には筒体１ｄの外周には受圧周面１ｃを形成し、該筒体１ｄの両開口端の外側に広がる両側の鍔部１e、１ｆの内側には受圧面１a、１ｂを形成する。外筒体２には、前記内筒体１の筒体１ｄよりも大径で該筒体１ｄよりも短い筒体２ｄの内周に前記内筒体１の受圧周面１ｃと間隔を置いて対面する受圧周面２ｃを形成し、前記筒体２ｄの両開口端の外側に備えた鍔部２e、２ｆの外側には前記内筒体１の受圧面１a、１ｂと間隔を置いて対面する受圧面２a、２ｂを形成する。そして、前記内筒体１と外筒体２の間に形成された空間内に対面する受圧周面１ｃ、２ｃ
と受圧面１a、２ａ、１ｂ、２ｂ間が全周で略等間隔に支持されるように合成ゴム２２を充填する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンなどの振動源からの振動が、その振動源に接続される部品に振動加速度が緩和されるように、部品間に介在させて用いる防振ブッシュに関する。

従来、自動車などのエンジンなどの振動源からの振動が、その振動源に接続される部品に緩和されて伝達されように、特許文献１に記載されているような筒状の防振ブッシュが提案されている。
（特許文献１）。
特開２００４−２５７５７０号公報

上記特許文献１の防振ブッシュでは筒体中心線に対して直行する方向の動きでは筒体周面での振動吸収が可能であったが、筒体中心線方向の動きでは、振動吸収が機能しないか殆ど吸収する機能がなかった。このため、多方向で複雑な振動が発生する装置の振動吸収用に使用には適せず、全方向の振動を均一的に吸収できるものがなかった。
そこで、本発明は、自動車などのエンジンの振動部分などに限らず各種振動を発する装置の部分接続部分など多方面における用途で使用することが可能となるように、筒体中心線方向を含む全方向での均一的又は選択的に振動の強さを吸収することが可能となる防振ブッシュを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の全方向性防振ブッシュは、請求項１においては、筒体の外周に受圧周面を形成するとともに該筒体の両開口端の外側に備えた鍔部の内側に受圧面を形成した内筒体と、前記内筒体の筒体よりも大径で該筒体よりも短い筒体の内周に前記内筒体の受圧周面に間隔を置いて対面する受圧周面を形成するとともに該筒体の両開口端の外側に備えた鍔部の外側に前記内筒体の受圧面に間隔を置いて対面する受圧面を形成した外筒体と、前記内筒体の受圧周面と前記外筒体の受圧周面との間と前記内筒体の受周面と前記外筒体の受圧面との各間が全周で略等間隔に支持されるように各受圧周面及び受圧面間に充填又は挟着された弾性材とで構成される。
そして、前記内筒体又は外筒体の一方側に掛かる振動の加速度の他方側への伝達が前記弾性材により全方向で緩和できるようにしたことを特徴とする。

請求項２においては、上記構成の発明において、前記内筒体の鍔部の外周縁に外筒体の鍔部の外周縁に向けて外筒体の鍔部の外周縁に対して少なくとも振動による弾性材の伸縮で接触することのない高さよりも低い高さに立ち上げた円周壁を設けたことを特徴とする。

請求項３においては、上記構成の各発明において、充填する前記弾性材が弾力性を有する合成樹脂又は天然ゴムであり、挟着された前記弾性材が合成樹脂、天然ゴム及び金属バネのうちいずれかい一つ又は複数を組み合わせたものから成ることを特徴とする。

請求項４においては、上記構成の各発明において、前記内筒体と外筒体の一方の鍔部の基部又は該鍔部の基部に繋がる筒体の一部と他方の鍔部を有する前記内筒体及び外筒体の筒部とに一方部分と他方部分と分離及び固定を可能とする着脱手段を設けたことを特徴とする。

請求項５においては、上記構成の各発明において、前記内筒体と外筒体の受圧周面及び／又は受圧面との間に各面と間隔を有する一層又は複数層の隔壁体を設け、前記内筒体、外筒体及び隔壁体の各間に形成される空間に弾性材を充填又は挟着したことを特徴とする。

本発明の全方向性防振ブッシュは上記構成であり、中心軸方向の振動の加速度は、内筒体の鍔部の受圧面と、外筒体の鍔部の受圧面との間の挟まれた弾性材の弾力性で緩和され、また中心軸方向の振動の加速度は、内筒体の受圧周面と外筒体の受圧周面との間の弾性材の弾力性で緩和され、さらに中心軸方向に斜め方向の振動の加速度は、前記鍔部と前記内筒体の受圧周面と外筒体の受圧周面の両方から弾性材が圧力を受けて弾力性で緩和する。
このため、前記内筒体又は外筒体の一方側に掛かる全方向の振動の加速度が弾性材により他方側に全方向において緩和できるようになる。

請求項２の発明においては、前記内筒体の鍔部の外周縁に設けた円周壁で、前記内筒体と外筒体との間の空間と弾性材とを覆い隠し、且つ振幅の間隔が確保されるので防振機能を損なうことなく、異物が空間内に挟まれるのを防ぐことができる。

請求項３の発明においては、前記弾性材は、弾力性を有する合成樹脂、天然ゴム及び金属バネを使用でき、またそれらうちいずれかい一つ又は複数の組み合わせた使用が可能となる。
このことで、合成樹脂や天然ゴムは耐熱性が低い点、金属バネは柔軟性が少ない点などの欠点を補い合うことがで、また、金属バネのみの使用では熱源に近くても劣化が起きないので使用可能となる利点がある。

請求項４の発明においては、前記内筒体と外筒体の鍔部が分離可能となり、鍔部よりも狭い孔であっても装着して固定することが可能となる。

請求項５の発明においては、前記内筒体と外筒体の間に配設した隔壁体の両側部分に、弾性の異なった弾性材を充填又は挟着することによって、その弾性材の異なった振動吸収特性が、振動に含まれる振幅の大きさや振動数など異なった振動要素に対して多様に対応することが可能となる。即ち振動には、微振動、強振動、低周波数振動、高周波数振動などの振動要素が含まれ、それらの振動吸収に効果的な弾性材を内筒体と外筒体の受圧周面と受圧面との間にそれぞれ選択して用いることによって、異方向に特性を持つ振動を全方向において効果的に緩和することが可能となる。

本発明の全方向性防振ブッシュを実施するための最良の形態を説明する。
本発明は、図１に示すように、内筒体１とその内筒体１の周囲を覆う外筒体２と、前記内筒体１と外筒体２との間に装填させつ弾性材３とから構成される。
前記内筒体１は、筒体１ｄの外周には受圧周面１ｃを形成し、該筒体１ｄの両開口端の外側に広がる両側の鍔部１e、１ｆの内側には中心軸方向Ｘに向けて受圧面１a、１ｂを対向状態で形成する。
また、前記外筒体２は、前記内筒体１の筒体１ｄよりも大径で該筒体１ｄよりも短い筒体２ｄの内周には、前記内筒体１の受圧周面１ｃに間隔を置いて対面する受圧周面２ｃを形成し、前記筒体２ｄの両開口端の外側に備えた鍔部２e、２ｆの外側には、前記内筒体１の受圧面１a、１ｂに間隔を置いて対面する受圧面２a、２ｂを形成する。
前記内筒体１と前記外筒体２の材質は、金属やプラスチックなど強度があって硬い材質の素材を加工したものを使用する。

そして、前記内筒体１の受圧周面１ｃと前記外筒体２の受圧周面２ｃとの間と、前記内筒体１の受周面１a、１ｂ と前記外筒体２の受圧面１a、１ｂ との各間が全周で略等間隔に支持されるように両受圧周面１ｃ、２ｃ及び両受圧面１a、１ｂ、２a、２ｂの各間に形成された空間に弾力性を有する弾性材３を充填する。
上記形態では、弾性材３として柔軟な合成ゴム２２を使用している。

前記弾性材３については、図１では弾力性を有する合成樹脂（合成ゴム２２）を充填した態様を示しているが、図１５に示すように、内筒体１と外筒体２の間に強い弾性を得るための金属リングバネ２３を装着した態様も可能である。
また、前記弾性材３は、このように弾力性を有するものであれば弾性合成樹脂、天然ゴム及び金属バネまどの使用が可能であるが、図１２及び図１３に示すように、弾力性を有する合成ゴム２２内に金属コイルバネ１９を埋設して組み合わせた態様も可能である。
なお、図１２では、金属コイルバネ１９を配した合成ゴム２２を注入する前の状態を示し、図１３では合成ゴム２２内に金属コイルバネ１９を埋設した後の状態を示す。
このように、前記弾性材３は、弾力性を有する各種合成樹脂、ゴム、金属バネなどのうちいずれかい一つ又は複数を組み合わせたものが可能である。
なお、金属バネでは板状のバネ、皿状のバネ、コイル状のバネ、ピン状のバネ、リング状のバネなど各種の金属バネ材が使用可能である。

また例えば、図１６に示すように、合成ゴム２２内に金属コイルバネ１９を埋設した上でさらに異なる弾性係数である合成樹脂２５を二重に重ね合わせることが可能であり、さらに異なる弾性材３で異なる層厚に多層形成することも可能である。
こうすれば、異なる性質の振動に対応して効果的に吸収することが可能となる。
また、合成樹脂や天然ゴムでは耐熱性が低い欠点があるが、金属バネは柔軟性が天然ゴムなどの比べて少ない点などの弱点があるが、強度的に優れ、さらに高温でも弾性が維持される利点があり、それぞれの利点と欠点を使用目的や用途に合わせて補い合うように選択や組み合わせをして用いることが可能である。
そして例えば、図１５に示すように、リングバネ２３などの金属バネのみのを両受圧周面１ｃ、２ｃ及び両受圧面１a、１ｂ、２a、２ｂの各間に多数の挟着した場合、金属の弾性が得られる温度以下なら３００°Ｃ以上の樹脂材では発火してしまうようなうな高温となる発熱源に近い箇所や宇宙のような過酷な条件下においても使用することが可能となる。

本発明では、図２に示すように、前記内筒体１に掛かる振動源の部品Ｂからの振動の加速度が被振動部の部品Ａを固定した外筒体２へ伝達していく際に、前記内筒体１に左からの力（黒矢印で示される）が加わると、振動の加速度が両受圧周面１ｃ、２ｃ間部分にある前記弾性材３がクッションとなって、左から右へ（黒矢印の向き）伝わり前記内筒体１が左から右へ（黒矢印の向き）相対的に移動する。
その際に前記内筒体１の左側部分の弾性材３は収縮し、逆に前記内筒体１の右側部分は伸張するが、このとき、両側に弾性反発力が働き元に戻ろうとし、その弾性反発力で左から右へ（黒矢印の向き）の移動の加速度が緩和される。
振動では両方向に移動が繰り返されるが、上記と同様にいずれの方向でも加速度が緩和されて外筒体２へ伝わり、これにより振幅の大きさが緩和される。
この振動吸収作用は、図３に示すように、内筒体１に上からの力が加（黒矢印の向き）わった場合には鍔部の両受圧面１a、１ｂ、２a、２ｂ間部分にある前記弾性材３がクッションとなって振動が上から下へ（黒矢印の向き）伝わり前記内筒体１が上から下へ（黒矢印の向き）相対的に移動し、その際に前記内筒体１の上側部分の鍔部１e、２e間の弾性材３は収縮し、逆に前記内筒体１の下側部の分鍔部１ｆ、２ｆ間は伸張するが、このとき、両側に弾性反発力が働き元に戻ろうとし、その弾性反発力で上から下へ（黒矢印の向き）の移動の加速度が緩和される。

さらに図４に示すように、内筒体１に斜め上からの力（黒矢印の向き）が加わってもその振動の動きに対する機能は、前記内筒体１と外筒体２の両受圧周面１ｃ、２ｃ間と鍔部の両受圧面１a、１ｂ、２a、２ｂ間の弾性材３の弾性反発力で斜め上から斜め下へ（黒矢印の向き）の移動の加速度が緩和される。
このよううに、前記内筒体１又は外筒体２の一方側に掛かる振動の加速度の他方側への伝達が前記弾性材３により全方向において緩和させることが可能となる。

なお、本発明の全方向性防振ブッシュは、前記内筒体１には鍔部１e、１ｆがあるためその鍔部１e、１ｆの径よりも小径の筒体２となっている外筒体２は一方側から挿入して組み立てることができない。
このため、前記内筒体１の一方の鍔部１eを分離することによって前記内筒体１を外筒体２に嵌めこみ、できた空間Sに前記弾性材３を注入して作ることができる。
また、これとは異なる前記内筒体１と外筒体２のいずれか一方または両方を縦割り分離（図省略）し、前記内筒体１を外筒体２に嵌めこみ状態で溶接するなどして固定して作る方法も可能である。
この、組み立て方の一例として、図５では本発明の製造過程を示し、内筒体１を筒体１ｄ中央部でネジ接続部４を設け、この部分で内筒体１の一方の鍔部１eを有する筒体１ｄに設けた雌ネジ５（図５中の（イ））と他方の筒体１ｄに設けた雄ネジ６（図５中の（ロ））を分離し外筒体２（図５中の（ハ））から離した状態を、図６は、内筒体１を外筒体２に入れてネジ接続部４で前記内筒体１を一体化した状態を、図７は、一体化した内筒体１と外筒体２にできた空間Sに弾力性を有する合成樹脂（合成ゴム２２）を充填して完成させた状態を示し、これら各図で本発明の防振ブッシュを製造するための手順を示している。

また、前記内筒体１の鍔部１e、１ｆの外周縁には、図１４に示すように、外筒体２の鍔部２e、２ｆの外周縁に向けて弾性材３を覆い隠す円周壁２０、２１を、外筒体２の鍔部２e、２ｆの外周縁に対して少なくとも振動による弾性材３の伸縮で接触することのない高さよりも低い高さに壁面を立ち上げて形成することもできる。
この形態では、前記内筒体１の鍔部１e、１ｆの外周縁に設けた円周壁２０、２１で、前記内筒体１と外筒体２との間の空間Ｓと弾性材３とを覆い隠し、且つ振幅の間隔が確保されるので防振機能を損なうことなく、その空間Ｓ内に異物が挟まれ、弾性機能が損なわれるのを防ぐことができる。

さらに、図９及び図１１に示すように、前記内筒体１と外筒体２の一方の鍔部１e、２ｅ又は一方の鍔部１e、２ｅを含む内筒体１の一部と、他方の鍔部１ｆ、２ｆを含む内筒体１及び外筒体２とを、着脱手段を介して着脱可能に一体化できるようにすることが可能である。
これは、内筒体１と外筒体２の鍔部１e、２ｅ、１ｆ、２ｆを分離可能とすることで、振動源の部品と被振動部の部品に設けられた鍔部よりも狭い孔へ差し込んで装着できるようにするものである。

例えば、図８に示すように、内筒体１の鍔部１eの基部に設けた雌ネジ９とその内筒体１の筒体１ｄの端部に設けた雄ネジ１０、及び外筒体２の鍔部２eの基部に設けた雌ネジ１１とその外筒体２の筒体２ｄの端部に設けた雄ネジ１２を形成した両着脱手段７、８により、内筒体１と外筒体２の鍔部１e、２ｅを両筒体１ｄ、２ｄから分離し、被着対象部品に設けられた鍔部よりも狭い孔へ前記鍔部１eを外した側の筒体２ｄ先端を差込み、被着対象部品を貫通した筒体２ｄ先端に前記鍔部１eを螺着することによって、図９に示すように、本発明品を被着対象部品にたいして装着することが可能となる。
この際に使用する合成ゴム２２は分離した鍔部２e側のものを、筒体１ｄ、２ｄ側のものと弾力性が異なる合成ゴム２２を使用しても良い。

さらに、図１０に示すように、前記両筒体１ｄ、２ｄの中間部に内筒体１の鍔部１e側の筒体１ｄに設けた雄ネジ１５とその内筒体１の他方の鍔部１ｆ側の筒体１ｄに設けた雌ネジ１６、及び外筒体２の鍔部２e側の筒体２ｄに設けた雌ネジ１７とその外筒体２の他方の鍔部２ｆ側の筒体１ｄに設けた雄ネジ１８を形成した着脱手段１３、１４を設けた態様が可能であり、前記内筒体１と外筒体２の鍔部１e、２ｅがその着脱手段１３、１４により筒体１ｄ部分で分離し、図１１に示すように、その内筒体１と外筒体２が筒体１ｄ、２ｄの中間部分で一体化できるようにした態様も可能である。
充填した合成ゴム２２部分も筒体１ｄ、２ｄの中間部分で分離してあるので、振動源の部品と被振動部の部品を固定するために、内筒体１と外筒体２を装着する際に両者を一体化するために合成ゴム２２部分に接着剤を塗布して固着一体化することもできる。

また、図１７に示すように、前記内筒体１と外筒体２の受圧周面１ｃ、２ｃ間と両受圧面１a、１ｂ、２a、２ｂ間に各面と間隔を有する一層の隔壁体２４を設け、この隔壁体２４の筒内側には前記外筒体２と同様に、前記外筒体１の筒体１ｄよりも大径で該筒体１ｄよりも短い筒体の内周には、前記内筒体１の受圧周面１ｃに間隔を置いて対面する受圧周面２４ｃを形成し、前記筒体の両開口端の外側に備えた鍔部２４e、２４ｆの外側には、前記内筒体１の受圧面１a、１ｂに間隔を置いて対面する受圧面２４a、２４ｂを形成する。
さらにこの隔壁体２４の筒外側には、前記内筒体２と同様に、筒体の外周には受圧周面を形成し、該筒体の両開口端の外側に広がる両側の鍔部２４e、２４ｆの内側には中心軸方向に向けて受圧面２４a、２４ｂを対向状態で形成する。
前記前記該筒体１ｄの材質は前記内筒体１及び外筒体２と同じ金属製のものでも良いが、合成樹脂２５などを充填する場合には単に両側を分けるものなので大きな強度を有しない硬質樹脂板製などの薄い板状の弱い隔壁体２４であっても良い。
前記内筒体１、外筒体２及び隔壁体２４の各間に形成される空間に一方には合成ゴム２２、他方には合成樹脂２５をそれぞれ別々に充填することができる。
この形態では、前記隔壁体２４の両側の部分に弾性の異なった弾性材２２、２５を充填又は挟着することができるので、その弾性材の異なった振動吸収特性を活用して、振動に含まれる振幅の大きさや振動数など異なった振動要素に対応させることが可能となり、それらの振動吸収に効果的な弾性材を内筒体１と外筒体２の両受圧周面１ｃ、２ｃ及び両受圧面１a、１ｂ、２a、２ｂの間にそれぞれ選択して用いることによって、異方向に特性を持つ振動も効果的に緩和することが可能となる。
なお、図１７では隔壁体２４は一層としたものであるが、複数層の隔壁体を設けた形態（図省略）も可能である。

本発明の全方向性防振ブッシュは、エンジンなどの各種の振動源からの振動が、その振動源に接続される部品に緩和されて伝達されように、部品接続部に装着されて用いられ、振動源の側の部品と振動を受ける側の部品との接続部分ではどのような用途でも使用が可能である。

本発明の使用状態を示す縦断斜視図である。 本発明の使用状態を示し、内筒体に左からの力が加わった状態を示す縦断斜視図である。 本発明の使用状態を示し、内筒体に上からの力が加わった状態を示す縦断斜視図である。 本発明の使用状態を示し、内筒体に斜め上からの力が加わった状態を示す縦断斜視図である。 本発明の製造過程を示し、内筒体と外筒体とが分離した状態を示す縦断斜視図である。 本発明の製造過程を示し、内筒体と外筒体を一体化した状態を示す縦断斜視図である。 本発明の製造過程を示し、内筒体と外筒体を一体化し弾力性を有する合成樹脂を充填した状態を示す縦断斜視図である。 内筒体と外筒体の鍔部が分離可能な形態の分離状態を示す縦断斜視図である。 内筒体と外筒体の鍔部が分離可能な形態の一体化した状態を示す縦断斜視図である。 内筒体と外筒体の鍔部が筒体部分で分離可能な形態の分離状態を示す縦断斜視図である。 内筒体と外筒体の鍔部が筒体部分で分離可能な形態の一体化した状態を示す縦断斜視図である。 合成ゴムに金属バネを埋設する態様の埋設前の状態を示す縦断斜視図である。 合成ゴムに金属バネを埋設する態様の埋設後の状態を示す縦断斜視図である。 円周壁を内筒体の鍔部に形成した形態の縦断斜視図である。 内筒体と外筒体の間に金属リングバネを装着した形態の縦断斜視図である。 円周壁を内筒体の間に２種類の弾性材を二重に充填した形態の縦断斜視図である。 内筒体と外筒体の間に隔壁体を有する形態の縦断斜視図である。

符号の説明

１ 内筒体
１ａ、１ｂ 内筒体の受圧面
１ｃ 内筒体の受圧周面
１ｄ 内筒体の筒体
１ｅ、１ｆ 内筒体の鍔部
２ 外筒体
２ａ、２ｂ 外筒体の受圧面
２ｃ 外筒体の受圧周面
２ｄ 外筒体の筒体部
２ｅ、２ｆ 外筒体の鍔部
Ａ 被振動部の部品
Ｂ 振動源の部品
Ｓ 空間
Ｘ 中心軸方向
３ 弾性材
４ 接続部
５ 雌ネジ部
６ 雄ネジ部
７ 着脱手段
８ 着脱手段
９ 雌ネジ部
１０ 雄ネジ部
１１ 雌ネジ部
１２ 雄ネジ部
１３ 着脱手段
１４ 着脱手段
１５ 雄ネジ部
１６ 雌ネジ部
１７ 雌ネジ部
１８ 雄ネジ部
１９ 金属コイルバネ
２０ 円周壁
２１ 円周壁
２２ 合成ゴム
２３ 金属リングバネ
２４ 隔壁体
２４ａ、２４ｂ 内筒体の受圧面
２４ｃ 内筒体の受圧周面
２４ｅ、２４ｆ 内筒体の鍔部
２５ 合成樹脂

Claims (5)

1. 筒体の外周に受圧周面を形成するとともに該筒体の両開口端の外側に備えた鍔部の内側に受圧面を形成した内筒体と、
   前記内筒体の筒体よりも大径で該筒体よりも短い筒体の内周に前記内筒体の受圧周面に間隔を置いて対面する受圧周面を形成するとともに該筒体の両開口端の外側に備えた鍔部の外側に前記内筒体の受圧面に間隔を置いて対面する受圧面を形成した外筒体と、
   前記内筒体の受圧周面と前記外筒体の受圧周面との間と前記内筒体の受周面と前記外筒体の受圧面との各間が全周で略等間隔に支持されるように各受圧周面及び受圧面間に充填又は挟着された弾性材とから成り、
   前記内筒体又は外筒体の一方側に掛かる振動の加速度の他方側への伝達が前記弾性材により全方向で緩和できるようにしたことを特徴とする全方向性防振ブッシュ。
2. 内筒体の鍔部の外周縁に外筒体の鍔部の外周縁に向けて外筒体の鍔部の外周縁に対して少なくとも振動による弾性材の伸縮で接触することのない高さよりも低い高さに立ち上げた円周壁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の全方向性防振ブッシュ。
3. 充填する弾性材が弾力性を有する合成樹脂又は天然ゴムであり、挟着された弾性材が合成樹脂、天然ゴム及び金属バネのうちいずれかい一つ又は複数を組み合わせたものから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の全方向性防振ブッシュ。
4. 内筒体と外筒体の一方の鍔部の基部又は該鍔部の基部に繋がる筒体の一部と他方の鍔部を有する内筒体及び外筒体の筒部とに一方部分と他方部分と分離及び固定を可能とする着脱手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれかに記載の全方向性防振ブッシュ。
5. 内筒体と外筒体の受圧周面及び／又は受圧面との間に各面と間隔を有する一層又は複数層の隔壁体を設け、前記内筒体、外筒体及び隔壁体の各間に形成される空間に弾性材を充填又は挟着したことを特徴とする請求項１から４のうちいずれかに記載の全方向性防振ブッシュ。
   
   
   
   
   

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