JP2007333077A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム弾性体の加硫一体成型後に薄肉部を除去することなく、外筒体に一体成型品を圧入し易く且つ疲労強度の高い防振装置を得る。
【解決手段】外筒体１１に、内周面中央付近に周方向に盛り上がる隆起部１４と、該隆起部１４の軸方向各端部に連続して凹んだ凹部１５と、該凹部１５の底部から周方向に立ち上がる外端壁部１６とを設ける。ゴム弾性体１２に、外径が外筒体１１の内周面よりも大きくなるように盛り上がった圧入部１７と、この圧入部１７の軸方向各端部に連続し外端壁部１６の内径Ｄ４よりも外径が小さく、外端壁部１６よりも軸方向外側に延びる薄肉部２０とを設ける。内筒体１０に加硫一体成型されたゴム弾性体１２が外筒体１１に圧入された状態で、薄肉部２０が軸方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなるようなテーパー形状を有するものとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動源側と振動受側との間に介設される筒型の防振装置に関するものである。

従来より、振動源側と振動受側との間に介設され、内筒体と、該内筒体の外周囲を囲むように該内筒体と同軸に配設された外筒体と、内筒体と外筒体との間に配設されて該両筒体を互いに連結するゴム弾性体とを備えた防振装置は知られている（例えば、特許文献１乃至４参照）。

特許文献１では、内周面中央付近に隆起部を有し、これに相隣って周方向に凹部を設け、該隆起部と凹部とを滑らかな面を持って連絡し、内部に、外径が内周面の径よりも大なる可撓性材質のブッシュが軸（内筒体に相当する）と共に圧入されるようにした取付環が開示されている。

特許文献２では、外周面に、ばね定数を低くすべく軸方向に延びる切り取り部を設け、内周にブッシュが嵌合されたラバーと、該ラバーが内装され、ラバーをブッシュ側に緊締する小径部と、ラバーの抜け止めのための凹部とを有する取付輪とからなる取付環が開示されている。

特許文献３では、内筒の外周壁に接着され、外筒の内周壁に圧入されるリーフスプリング用ブッシュ構造において、外筒の両端部を縮径させ、該縮径させた両端縁間にブッシュを収容したものが開示されている。

特許文献４では、弾性体結合体にかかるせん断荷重を軽減するための構造体であって、第一の構成要素に取付けられる内側金属シリンダと、第二の構成要素に取付けられる外側金属シリンダと、弾性体結合体を構成するように内側及び外側金属シリンダの間に配置された弾性材料と、弾性体荷重を弾性体の圧縮に吸収させることによって、弾性体結合体にかかるせん断荷重を軽減するための、内側及び外側金属シリンダと一体の端部突起とを含む構造体が開示されている。
実公昭４９−９４２９号公報 実開昭５５−１８６２９号公報 実開昭６２−１６６３３９号公報 特開２００１−２１４９５０号公報

ところで、従来の防振装置では、内筒体にゴム弾性体を加硫一体成型し、ゴム弾性体で覆われた内筒体を外筒体に圧入し、固定することが行われている。加硫一体成型する際には、まず、内筒体の外面に加硫用接着剤を塗り、その後、内筒体を型に嵌め、型面と内筒体との間のキャビティにゴムを流し込む。この際、内筒体の外面に接着剤のみ塗布してゴムが流れ込まないような領域があると、型面側に接着剤が付着し、意図せず型面にゴムが付着するという問題がある。また、少しの隙間があれば、その部分にゴムが流れ込み、内筒体における接着剤の付着した外面全体がゴムで覆われる。そこで、内筒体の軸方向外側外面には、金型形状で薄肉部を形成しなくてもゴムが隙間から流出して、通常、薄いゴムよりなる薄肉部で覆われている。

この薄肉部は、防振装置としての機能上、重要な役割を果たさないと考えられていたため、型で加硫一体成型後、この薄肉部（いわゆるバリ）を取り除く作業が行われていた。一方、この余計な工程を省くために、この薄肉部は取り除かずに残す製品もある。

しかしながら、薄肉部を残した場合、薄肉部は、その肉厚が厚すぎると圧入部の余分なゴムが外筒体の外にうまくはみ出ず、加硫一体成型品を外筒体に圧入するのが困難となるため、肉厚は、かなり薄いものとなっていた。このような従来の薄肉部を有するものでは、ゴム弾性体を加硫一体成型した一体成型品を外筒体の内周面に押し込むと、図８に示すように、ゴム弾性体１１２の余った部分が外端壁部１６からはみ出し、環状の盛り上がり部１２０ａが形成される。この環状盛り上がり部１２０ａには、圧入時の残留応力が発生している。

また、盛り上がり部１２０ａが形成された従来の防振装置１０１の内筒体１０に軸を通し、負荷を掛けると、図９に示すように、盛り上がり部１２０ａの盛り上がりがさらに激しくなり、且つ予め残留応力も発生していることから、疲労強度が低下してゴム弾性体１１２が損傷し易くなるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ゴム弾性体の加硫一体成型後に薄肉部を除去することなく、外筒体に一体成型品を圧入し易く且つ疲労強度の高い防振装置を得ることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、圧入後の薄肉部の形状をテーパー形状を有するものにした。

具体的には、第１の発明では、振動源側と振動受側との間に介設され、内筒体と、該内筒体の外周囲を囲むように該内筒体と同軸に配設された外筒体と、内筒体と外筒体との間に配設されて該両筒体を互いに連結するゴム弾性体とを備えた防振装置を前提とする。

そして、上記外筒体は、内周面中央付近に周方向に盛り上がる隆起部と、該隆起部の軸方向各端部に連続して凹んだ凹部と、該凹部の底部から周方向に立ち上がる外端壁部とを有し、
上記ゴム弾性体は、外径が上記外筒体の内周面よりも大きくなるように盛り上がった圧入部と、該圧入部の軸方向各端部に連続し上記外端壁部の内径よりも外径が小さく、該外端壁部よりも軸方向外側に延びる薄肉部とを有し、
上記内筒体に加硫一体成型されたゴム弾性体が外筒体に圧入された状態で上記薄肉部が軸方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなるようなテーパー形状を有している。

上記の構成によると、内筒体にゴム弾性体を加硫一体成型させた一体成型品を外筒体に圧入すると、圧入部が隆起部に押し出され、この押し出された余分なゴムは、薄肉部側に流れ込む。このとき、従来のように環状に盛り上がるのではなく、軸方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなるようなテーパー形状になるようにしている。このため、従来の環状盛り上がり部のような残留応力部や応力集中部がないため、疲労強度が従来に比べ向上する。

第２の発明では、上記薄肉部における上記外筒体に挿入する前の外径は、上記内筒体の外径よりも、外筒体の外端壁部の内径と内筒体の外径との差の０．５倍以上０．７倍以下大きく設定されている。

すなわち、外筒に挿入する前の薄肉部の外径が、内筒体の外径に比べて外筒体の外端壁部の内径と内筒体の外径との差の０．５倍よりも小さければ、従来同様、環状の盛り上がり部が形成される。０．７倍よりも大きくなると、圧入部の余分なゴムが薄肉部側にうまくはみ出ずに隆起部に圧入し難くなり、一体成型品の圧入が困難となる。しかし、上記の構成によると、一体成型品の圧入が容易である上、環状盛り上がり部が発生せず、疲労強度が従来よりも向上する。

第３の発明では、上記圧入部の軸方向幅は、上記両外側壁部における軸方向内側面間の距離の０．８倍以上０．９倍以下である。

すなわち、圧入部の軸方向幅を両外側壁部における軸方向内側面間の距離の０．８倍よりも小さくすると、圧入時に薄肉部側に押し出されるゴムの量が少なすぎて薄肉部がテーパー形状とならず、薄肉部から圧入部にかけて亀裂が進展することにより、疲労強度の向上が図れない。一方、０．９倍よりも大きくすると、圧入時のゴムのはみ出し量が多くなりすぎて、環状盛り上がり部が形成されるので、疲労強度が低下する。しかし、上記の構成によると、圧入時に適度にゴムが薄肉部側にはみ出て薄肉部がテーパー形状になるので、従来に比べて疲労強度が向上する。

第４の発明では、上記振動源側としての車台側と、上記振動受側としての車体側との間に設けられる油圧緩衝器に装着される。

上記の構成によると、車体の荷重を支えて車台からの振動を受ける油圧緩衝器の疲労強度が向上する。

以上説明したように、上記第１の発明によれば、内筒体にゴム弾性体が加硫一体成型された一体成型品を外筒体に圧入した際に余分なゴムを薄肉部側に押し出し、薄肉部を軸方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなるようなテーパー形状として残留応力部や応力集中部の発生を防いでいる。このため、ゴム弾性体の加硫一体成型後に薄肉部を除去することなく、外筒体に一体成型品を圧入し易く且つ疲労強度の高い防振装置を得ることができる。

上記第２の発明によれば、外筒体に対する挿入前における薄肉部の外径を適度に選択したことにより、一体成型品を容易に外筒体に圧入することができると共に、環状盛り上がり部の発生を防いで疲労強度を格段に向上させることができる。

上記第３の発明によれば、圧入部の幅を適度に選択し、圧入時に適度にゴムを薄肉部側にはみ出させて薄肉部をテーパー形状としたことにより、従来に比べて疲労強度を格段に向上させることができる。

上記第４の発明によれば、車体の荷重を支え、車台からの振動を受ける油圧緩衝器に装着される防振装置としたことにより、油圧緩衝器の疲労強度を向上させ、メンテナンスの手間を省くことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる防振装置１を備えた油圧ダンパー２を示す。防振装置１は、振動源側としての車台（図示せず）と振動受側としての車体（図示せず）との間に介設される油圧緩衝器としての油圧ダンパー２の下端に溶接等により装着されている。

図２に示すように、この防振装置１は、例えば鋼製丸パイプよりなる内筒体１０と、この内筒体１０の外周囲を囲むように内筒体１０の筒軸Ｘと略同軸に配設された鋼製丸パイプ状のものよりなる外筒体１１と、これら内筒体１０と外筒体１１との間に配設されて両筒体１０，１１を互いに連結するゴム弾性体１２とを備えている。上記油圧ダンパー２上端側のネジ部３は、車体側に固定され、内筒体１０に、車台に固定される支持軸４が挿入されるようになっている。

図５に示すように、上記外筒体１１は、内周面中央付近に周方向に盛り上がる隆起部１４を備えている。この隆起部１４の軸方向中央部１４ａは最も小さい一定内径Ｄ３を有し、その中央部１４ａから徐々に内径が大きくなるテーパ面１４ｂ（曲面でも可）が形成されている。このテーパ面１４ｂの軸方向各端部に連続して凹んだ凹部１５が形成されている。この凹部１５の底部が最大内径を有している。この底部から周方向に立ち上がるように外端壁部１６が形成されている。

図３及び図４に、内筒体１０に上記ゴム弾性体１２が加硫一体成型された一体成型品１３を示す。ゴム弾性体１２のゴム硬度は、圧入を容易にするために７０以下とする。ゴム弾性体１２の軸方向中央部分には、外径Ｄ０が上記外筒体１１の内周面の内径Ｄ３よりも大きくなるように盛り上がった圧入部１７が形成されている（Ｄ０＞Ｄ３）。圧入部１７の軸方向中央部１７ａは略水平に延びると共に、その中央部１７ａに連続する各端部１７ｂは、外径が徐々に小さくなり、この各端部１７ｂに上記外端壁部１６の内径Ｄ４よりも外径Ｄ１が小さく（Ｄ１＜Ｄ４）、外端壁部１６よりも外側に延びる薄肉部２０が連続して形成されている。

上記薄肉部２０における外筒体１１に挿入する前の外径Ｄ１は、内筒体１０の外径Ｄ２よりも、外筒体１１の外端壁部１６の内径Ｄ４と内筒体１０の外径Ｄ２との差（Ｄ４−Ｄ２）の０．５倍以上０．７倍以下大きく設定され、Ｄ２＋０．５（Ｄ４−Ｄ２）≦Ｄ１≦Ｄ２＋０．７（Ｄ４−Ｄ２）となっている。

上記圧入部１７の軸方向幅Ｗ１は、上記両外側壁部１６における軸方向内側面間の距離Ｗ２の０．８倍以上０．９倍以下である（０．８Ｗ２≦Ｗ１≦０．９Ｗ２）。

そして、図６に拡大して示すように、ゴム弾性体１２が外筒体１１に圧入された状態で上記薄肉部２０が軸方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなるようなテーパー形状を有している。例えば、本実施形態では、その傾斜角度αは約５°となっている。

−防振装置の製造方法−
次に、本実施形態にかかる防振装置の製造方法について説明する。

具体的には図示しないが、内筒体１０の外面に加硫用接着剤を塗り、その後、内筒体１０を型に嵌め、型面と内筒体１０との間のキャビティにゴムを流し込むようにして加硫一体成型することで、一体成型品１３が成型される。

次いで、一体成型品１３を外筒体１１に圧入する。このとき、圧入部１７が隆起部１４に押し出され、この押し出された余分なゴムは、薄肉部２０側に流れ込む。このとき、従来のように環状に盛り上がるのではなく、軸方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなるようなテーパー形状となる。このため、従来の環状盛り上がり部のような残留応力部や応力集中部がないため、疲労強度が従来に比べ向上する。

また、薄肉部２０の外径Ｄ１が、Ｄ１＜Ｄ２＋０．５（Ｄ４−Ｄ２）であれば、従来同様、環状の盛り上がり部が形成される。薄肉部２０の外径Ｄ１を、Ｄ１＞Ｄ２＋０．７（Ｄ４−Ｄ２）であれば、圧入部１７の余分なゴムが薄肉部２０側にうまくはみ出ずに隆起部１４に圧入し難くなり、一体成型品１３の圧入が困難となる。隆起部１４に圧入し難くなり、圧入が困難となる。しかし、本実施形態では、薄肉部２０の外径Ｄ１を、Ｄ２＋０．５（Ｄ３−Ｄ２）≦Ｄ１≦Ｄ２＋０．５（Ｄ３−Ｄ２）としているため、一体成型品１３の圧入が容易である上、環状盛り上がり部が発生せず、疲労強度が従来よりも向上する。

同様に、圧入部１７の軸方向幅Ｗ１を、Ｗ１＜０．８Ｗ２とすると、圧入時に薄肉部２０側に押し出されるゴムの量が少なすぎて薄肉部２０がテーパー形状とならず、薄肉部２０から圧入部１７にかけて亀裂が進展するなどにより、疲労強度の向上が図れない。一方、圧入部１７の軸方向幅Ｗ１を、Ｗ１＞０．９Ｗ２とすると、圧入時のゴムのはみ出し量が多くなりすぎて、環状盛り上がり部が形成されるので、疲労強度が低下する。しかし、圧入部１７の軸方向幅Ｗ１を、０．８Ｗ２≦Ｗ１≦０．９Ｗ２としているため、圧入時に適度にゴムが薄肉部２０側にはみ出て薄肉部２０がテーパー形状になるので、従来に比べて疲労強度が向上する。

−防振装置の疲労試験−
次に、本実施形態にかかる防振装置１について行った疲労試験について説明する。

まず、実施例として、上記実施形態にかかる防振装置１を用意し、比較例として、薄肉部１２０が実施例よりも薄い従来技術にかかる防振装置１０１を用意する。比較例の防振装置１０１では、図８に示すように、圧入後の薄肉部１２０に環状盛り上がり部１２０ａが形成されている。

試験条件としては、例えば、ねじり方向耐久試験として、荷重を１０１００Ｎとし、油圧ダンパー２を内筒体１０の周方向にねじるねじり角度θを±１４°とした。

図７に示すように、実施例の防振装置１では、荷重を加えると、最も変形の激しい所では、薄肉部２０の傾斜角度αが５°よりも大きくなったが、目立った応力集中は起こらなかった。１９０，０００回で圧入部１７に破断が発生した。

一方、比較例の防振装置１０１では、図９に示すように、最も変形の激しい所では、環状盛り上がり部１２０ａがさらに大きく盛り上がり、応力集中が見られた。このため、１９，０００回で圧入部１７が破断した。

このように、実施例にかかる防振装置１では、明確に比較例の防振装置１０１よりも顕著に疲労強度が向上したことを確認できた。

−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかる防振装置１によると、内筒体１０にゴム弾性体１２が加硫一体成型された一体成型品１３を外筒体１１に圧入した際に余分なゴムを薄肉部２０側に押し出し、薄肉部２０を軸方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなるようなテーパー形状として残留応力部や応力集中部の発生を防いでいる。このため、ゴム弾性体１２の加硫一体成型後に薄肉部２０を除去することなく、外筒体１１に圧入し易く且つ疲労強度の高い防振装置１を得ることができる。

上記実施形態によれば、外筒体１１に対する挿入前における薄肉部２０の外径Ｄ１を適度に選択したことにより、一体成型品１３を容易に外筒体１１に圧入することができると共に、環状盛り上がり部の発生を防いで疲労強度を格段に向上させることができる。

上記実施形態によれば、圧入部１７の幅Ｗ１を適度に選択し、圧入時に適度にゴムを薄肉部２０側にはみ出させて薄肉部２０をテーパー形状としたことにより、従来に比べて疲労強度を格段に向上させることができる。

上記実施形態によれば、車体の荷重を支え、車台からの振動を受ける油圧ダンパー２に装着される防振装置１としたことにより、油圧ダンパー２の疲労強度を向上させ、メンテナンスの手間を省くことができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、防振装置１は、油圧ダンパーに装着したが、アッパーアーム、ロアーアーム、トレーリングアーム、コントローラリンク、ラテラルリンク他のサスペンションのリンク、アーム等に装着してもよい。

また、上記実施形態では、内筒体１０や外筒体１１は、鋼製丸パイプよりなるものとしたが、樹脂製のものとしてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本発明の実施形態にかかる防振装置を備えた油圧ダンパーの斜視図である。 防振装置の断面図である。 加硫一体成型品の平面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 外筒体の断面図である。 薄肉部及びその周辺の拡大断面図である。 疲労試験における図６相当図である。 従来技術（比較例）にかかる図６相当図である。 従来技術（比較例）にかかる図７相当図である。

符号の説明

１ 防振装置
２ 油圧ダンパー（油圧緩衝器）
３ ネジ部
１０ 内筒体
１１ 外筒体
１２ ゴム弾性体
１３ 一体成型品
１４ 隆起部
１５ 凹部
１６ 外端壁部
１７ 圧入部
２０ 薄肉部

Claims (4)

1. 振動源側と振動受側との間に介設され、内筒体と、該内筒体の外周囲を囲むように該内筒体と同軸に配設された外筒体と、内筒体と外筒体との間に配設されて該両筒体を互いに連結するゴム弾性体とを備えた防振装置であって、
   上記外筒体は、内周面中央付近に周方向に盛り上がる隆起部と、該隆起部の軸方向各端部に連続して凹んだ凹部と、該凹部の底部から周方向に立ち上がる外端壁部とを有し、
   上記ゴム弾性体は、外径が上記外筒体の内周面よりも大きくなるように盛り上がった圧入部と、該圧入部の軸方向各端部に連続し上記外端壁部の内径よりも外径が小さく、該外端壁部よりも軸方向外側に延びる薄肉部とを有し、
   上記内筒体に加硫一体成型されたゴム弾性体が外筒体に圧入された状態で、上記薄肉部が軸方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなるようなテーパー形状を有している
   ことを特徴とする防振装置。
2. 請求項１に記載の防振装置において、
   上記薄肉部における上記外筒体に挿入する前の外径は、上記内筒体の外径よりも、外筒体の外端壁部の内径と内筒体の外径との差の０．５倍以上０．７倍以下大きく設定されている
   ことを特徴とする防振装置。
3. 請求項１又は２に記載の防振装置において、
   上記圧入部の軸方向幅は、上記両外側壁部における軸方向内側面間の距離の０．８倍以上０．９倍以下である
   ことを特徴とする防振装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の防振装置において、
   上記振動源側としての車台側と、上記振動受側としての車体側との間に設けられる油圧緩衝器に装着される
   ことを特徴とする防振装置。

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