JP2008175353A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストッパゴムの耐久性を高めて防振特性を好適に確保できる防振装置を提供すること。更には、支持腕部の耐久性をも高めて防振特性を好適に確保できる防振装置を提供すること。
【解決手段】内筒２と、内筒２を軸平行に取り囲む外筒３と、内筒２と外筒３とを連結するゴム状弾性体４とを備える防振装置において、ゴム状弾性体４を軸方向に貫通し、内筒２を挟んで位置する一対の空洞部５と、少なくとも一方の空洞部５に設けられ、外筒３から内筒２に向かって突出するストッパゴム６とを設け、内筒２が断面非円形の外形を有し、内筒２のストッパゴム６に対向する第１外周面部分２１の曲率を、ストッパゴム６を挟んで対向する外筒３の内周面部分３１の曲率と同等とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、内筒と、内筒を軸平行に取り囲む外筒と、両者を連結するゴム状弾性体とを備える防振装置に関する。

この種の防振装置は、振動発生源であるエンジン等の動きや振動を抑制する防振ゴムブッシュとして知られており、例えばエンジンのロール方向の変位及び前後方向の変位を規制するトルクロッドに組み込んで使用される。詳しくは、下記特許文献１〜３にも開示されているように、トルクロッドが有するアームの長手方向端部に固定され、自動車の車体側又はエンジン側に取り付けられる。

図５は、従来の防振装置の一例を示す平面図である。この防振装置８１は、内筒８２と、それを軸平行に取り囲む外筒８３と、両者を連結するゴム状弾性体８４とを備える。内筒８２は、断面円形（軸直角方向の断面が円形）の外形を有する。内筒８２と外筒８３との間には、ゴム状弾性体８４を軸方向に貫通し、内筒８２を挟んで位置する一対の空洞部８５が形成されている。

各空洞部８５には、外筒８３から内筒８２に向かって突出するストッパゴム８６が設けられている。ストッパゴム８６は、周方向に間隔を空けて並んだ一対のストッパ部８７を有し、それらの当接面８７ａは内筒８２側に突き出た円弧状をなしている。ストッパゴム８６は、図５の上下方向となる軸直角方向の荷重入力に対し、内筒８２を各ストッパ部８７にて受け止めることで、内筒８２と外筒８３との過大な相対変位を規制する。

ゴム状弾性体８４は、一対の空洞部８５の間で図５の左右方向に延びる支持腕部９１と、内筒８２の外周面を被覆する薄肉部９２とを備えている。支持腕部９１は、内筒８２と外筒８３との間で僅かにくびれており、内筒８２に向かって周方向長さを漸増させて薄肉部９２に連なっている。内筒８２は、支持腕部９１によって両側から支持されており、比較的振幅が小さい振動が入力された際には、支持腕部９１の撓みにより防振効果が発揮される。

しかしながら、このような防振装置では、上記のような荷重入力に対して、ストッパゴム８６が内筒８２を受け止めるときの面圧が高くなることから、ストッパゴム８６における耐久性の低下が懸念される。仮にストッパゴム８６が損傷した場合には、内筒８２と外筒８３とが過大な相対変位を起こしてしまうため、防振特性を十分に確保できないおそれがある。

また、更なる解析の結果、上記のような防振装置では、内筒８２の過大変位を規制するにあたり、支持腕部９１の薄肉部９２に連なる周方向端部（破線枠９で囲んだ部分）が殆ど変形せず、この部分がストッパゴム８６に当接することで、内筒８２周りに歪みが発生し易くなることが判明した。このことから、支持腕部９１の耐久性の低下も懸念され、仮に支持腕部９１が損傷した場合には、内筒８２を安定して支持することができず、防振特性を十分に確保できないおそれがある。
特開２００５−３１５３１５号公報 特開２００５−２６５１２２号公報 特開２００５−２６５１２３号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ストッパゴムの耐久性を高めて防振特性を好適に確保できる防振装置を提供することにあり、本発明の更なる目的は、支持腕部の耐久性をも高めて防振特性を好適に確保できる防振装置を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る防振装置は、内筒と、前記内筒を軸平行に取り囲む外筒と、前記内筒と前記外筒とを連結するゴム状弾性体とを備える防振装置において、前記ゴム状弾性体を軸方向に貫通し、前記内筒を挟んで位置する一対の空洞部と、少なくとも一方の前記空洞部に設けられ、前記外筒から前記内筒に向かって突出するストッパゴムとを備え、前記内筒が断面非円形の外形を有し、前記内筒の前記ストッパゴムに対向する第１外周面部分の曲率が、前記ストッパゴムを挟んで対向する前記外筒の内周面部分の曲率と同等のものである。

本発明に係る防振装置によれば、内筒が断面非円形の外形を有し、内筒のストッパゴムに対向する第１外周面部分の曲率が、ストッパゴムを挟んで対向する外筒の内周面部分の曲率と同等であることにより、内筒と外筒との相対変位を規制する際に、ストッパゴムが内筒を受け止めるときの面圧を抑制することができる。そのため、ストッパゴムの耐久性を高めて防振特性を好適に確保することができる。ここで、上記の「曲率が同等」には、内筒の第１外周面部分の曲率半径が、外筒の内周面部分の曲率半径±５％以内であるものが含まれるものとする。

これに対して、図５の例のように内筒が断面円形の外形を有する場合には、外筒に軸平行に取り囲まれる内筒の外周面の曲率が、外筒の内周面の曲率よりも大きく（曲率半径としては小さく）ならざるを得ず、そのため、内筒と外筒との相対変位を規制する際には、ストッパゴムが内筒を受け止めるときの面圧が高くなってしまい、ストッパゴムの耐久性が懸念される。

上記において、前記ストッパゴムの当接面が周方向に沿って湾曲するとともに、前記当接面の曲率が、前記内筒の前記第１外周面部分の曲率と同等であることが好ましい。

上記構成により、内筒と外筒との相対変位を規制する際には、内筒の第１外周面部分とストッパゴムの当接面とが適切に面接触し、しかも、それらの曲率と外筒の内周面部分の曲率とが同等でもあるため、ストッパゴムが内筒を受け止めるときの面圧を更に抑制して、ストッパゴムの耐久性をより好適に高めることができる。なお、この「曲率が同等」には、当接面の曲率半径が第１外周面部分の曲率半径±５％以内であるものが含まれるものとする。

上記において、前記ストッパゴムが、周方向に間隔を空けて並び、前記内筒に向かって突出する第１ストッパ部と第２ストッパ部とを有し、前記内筒の、前記第１ストッパ部と前記第２ストッパ部とに対向する一対の前記第１外周面部分と、前記一対の第１外周面部分の間に介在する第２外周面部分とが、前記空洞部に対向するものが好ましい。

上記構成によれば、ストッパゴムが有する第１ストッパ部及び第２ストッパ部に、内筒が有する一対の第１外周面部分が対向することにより、内筒と外筒との相対変位を規制する際の荷重を第１ストッパ部と第２ストッパ部とで分担させることができ、ストッパゴムが内筒を受け止めるときの面圧を更に抑制して、ストッパゴムの耐久性をより好適に高めることができる。一対の第１外周面部分の間には第２外周面部分が介在し、これらが空洞部に対向する。

上記において、前記ゴム状弾性体が、前記一対の空洞部の間で前記外筒から前記内筒に向かって延びる一対の支持腕部と、前記支持腕部に連なって前記内筒の外周面を被覆する薄肉部とを備え、前記内筒が、前記第１外周面部分と、前記第２外周面部分と、前記第１外周面部分同士の間に介在して前記支持腕部に対向する第３外周面部分とを含む外形を有し、前記支持腕部の周方向端部が前記第３外周面部分の周方向端部近傍にて前記薄肉部に連なるものが好ましい。

上記構成によれば、内筒が上記の如き外形を有し、支持腕部の周方向端部が第３外周面部分の周方向端部近傍にて薄肉部に連なることにより、従来の支持腕部の殆ど変形しない部分（図５の例では破線枠９で囲んだ部分）を内筒で置き換えることができる。そのため、この部分がストッパゴムに当接しても内筒周りに歪みが発生せず、支持腕部の耐久性を高めて防振特性を好適に確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る防振装置の一例を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ｏ−Ａ矢視断面を示す断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ矢視断面を示す断面図である。図４は、その防振装置が備える内筒の（ａ）平面図及び（ｂ）正面図である。

この防振装置１は、断面非円形の外形を有する内筒２と、内筒２を軸平行に取り囲む外筒３と、内筒２と外筒３との間に介在して両者を弾性的に連結するゴム状弾性体４とを備える。内筒２及び外筒３は、鋼材や高剛性樹脂材料など公知の高剛性材料にて形成することができる。また、ゴム状弾性体４としては、自動車用防振ゴムの技術分野における公知のゴム材料を限定なく使用することができる。

また、防振装置１は、ゴム状弾性体４を軸方向ＡＤに貫通しつつ周方向に所要の幅で広がり、内筒２を挟んで位置する一対の空洞部５を備える。空洞部５は、ゴム状弾性体４を加硫成形する際に、空洞部５に対応した中子を成形型内に配設しておくことで容易に成形できるものであるが、加硫成形後のゴム状弾性体４にくり抜き加工を施すことで成形しても構わない。

一対の空洞部５には、それぞれ外筒３から内筒２に向かって突出するストッパゴム６が設けられている。各ストッパゴム６は、周方向に間隔を空けて並び、内筒２に向かって突出する第１ストッパ部６１と第２ストッパ部６２とを有しており、各々の当接面６１ａ、６２ａが周方向に沿って湾曲している。

第１ストッパ部６１及び第２ストッパ部６２は、図１に示すように当接面６１ａ、６２ａから外筒３に向かって周方向長さを漸増させており、軸方向ＡＤから見て台形状をなしている。更に、第１ストッパ部６１及び第２ストッパ部６２は、図３に示すように、突出高さを軸方向ＡＤの中央部では一定に保持しつつ、軸方向ＡＤの端部で漸減させており、Ｂ−Ｂ矢視断面においても台形状をなしている。

ゴム状弾性体４は、一対の空洞部５の間で外筒３から内筒２に向かって延びる一対の支持腕部４１と、支持腕部４１に連なって内筒２の外周面を被覆する薄肉部４２とを備える。支持腕部４１は、内筒２と外筒３との間で僅かにくびれながら、内筒２に向かって周方向長さを漸増させて薄肉部４２に連なっており、その周方向端部４１ａは円弧状に形成されている。

支持腕部４１は、図２に示すように、外筒３から内筒２に向かって軸方向ＡＤの長さを漸増させて薄肉部４２に達している。薄肉部４２は、内筒２の軸方向ＡＤの端部を所定長さだけ露出させるようにして設けられている。内筒２は、図１の左右両側から支持腕部４１によって防振的に支持されており、比較的振幅が小さい振動が入力された際には、この支持腕部４１が撓むことで防振効果が発揮される。外筒３の内周面は薄肉のゴム膜４３により被覆されており、ストッパゴム６と支持腕部４１と薄肉部４２とが一体的に成形されている。

防振装置１は、エンジンのロール方向の変位及び前後方向の変位を規制するトルクロッドに組み込んで使用することができる。該トルクロッドは、エンジンの下部後端部とその後方の車体との間を連結する。トルクロッドが有するアームの長手方向端部には、軸方向が車両上下方向となる筒状部が設けられ、その筒状部に防振装置１の外筒３が圧入固定される。

トルクロッドのアームは車両前後方向に延び、外筒３が圧入固定される前記筒状部は、車両後方側に配置される。防振装置１は、一対の空洞部５が内筒２を挟んで並ぶ方向、即ち図１の上下方向が車両前後方向となるように組み付けられる。車両前後方向に所定以上の荷重が入力された際には、ストッパゴム６が内筒２を受け止めることで、内筒２と外筒３との過大な相対変位が規制される。

内筒２は、図１、４に示すような断面形状の外形を有し、その外周面は、第１外周面部分２１、第２外周面部分２２及び第３外周面部分２３を周方向に連ねて構成されている。正確には、各外周面部分２１〜２３の間に曲率半径が比較的小さい円弧部２４を介在させて連ねており、内筒２は角が丸みを帯びた断面八角形状の外形を有している。内筒２は、図２に示すように第２外周面部分２２側の厚み（径寸法）と第３外周面部分２３側の厚みとが異なっており、断面形状が車両前後方向に長い偏平形状をなしている。内筒２を軸方向に貫通する挿通孔２５には、防振装置１を車体に連結するためのボルトが挿通される。

空洞部５には、一対の第１外周面部分２１と、その間に介在する第２外周面部分２２とが対向しており、その一対の第１外周面部分２１は、ストッパゴム６が有する第１ストッパ部６１と第２ストッパ部６２とに対向する。そして、第１外周面部分２１の曲率は、そのストッパゴム６を挟んで対向する外筒３の内周面部分３１の曲率と同等に設定されている。外筒３は絞り加工によって縮径された後に前記筒状部に圧入されるが、ここで言う外筒３の内周面部分３１の曲率は、その縮径後の状態で得られるものである。

このため、内筒２と外筒３との相対変位を規制する際には、ストッパゴム６が内筒２を受け止めるときの面圧を抑制でき、ストッパゴム６の耐久性を高めて防振特性を好適に確保することができる。更に本実施形態では、入力された荷重を第１ストッパ部６１と第２ストッパ部６２とで分担させることができるため、ストッパゴム６が内筒２を受け止めるときの面圧を更に抑制して、ストッパゴム６の耐久性をより好適に高めることができる。

本実施形態では、第１ストッパ部６１及び第２ストッパ部６２の当接面６１ａ、６２ｂの曲率が、それぞれ内筒２の第１外周面部分２１の曲率と同等に設定されている。これにより、内筒２と外筒３との相対変位を規制する際に、内筒２の第１外周面部分２１とストッパゴム６の当接面６１ａ、６２ｂとが適切に面接触し、ストッパゴム６が内筒２を受け止めるときの面圧を更に抑制することができる。

具体的な寸法としては、内筒２の第１外周面部分２１の曲率半径Ｒ１が３３．４ｍｍ、外筒３の内周面部分３１の曲率半径Ｒ２が３３．６ｍｍ、ストッパゴム６の当接面６１ａ、６２ｂの曲率半径Ｒ３が３３ｍｍ、内筒２の第２外周面部分２２の曲率半径Ｒ４が３３．４ｍｍ、円弧部２４の曲率半径が１０ｍｍであるものが例示される。

第３外周面部分２３は、図１の左右両側にて第１外周面部分２１同士の間に介在して支持腕部４１に対向しており、支持腕部４１の周方向端部４１ａは、第３外周面部分２３の周方向端部２３ａ近傍となる円弧部２４にて薄肉部４２に連なっている。これによって、従来の支持腕部の殆ど変形しない部分（図５の例では破線枠９で囲んだ部分）が内筒２に置き換わり、この部分がストッパゴム６に当接しても内筒２周りに歪みが発生せず、支持腕部４１の耐久性を高めることができる。その結果、上述したストッパゴム６の耐久性を高める改善効果と相俟って、防振特性をより効果的に確保することができる。

第３外周面部分２３は、本実施形態のように軸方向ＡＤから見て直線状に延びることが好ましく、これにより支持腕部４１のボリューム低減を極力抑制して、内筒２を左右から充分な量のゴム状弾性体４により支持して防振特性の安定性を高めることができる。

本発明では、ストッパゴムの耐久性をより確実に高める観点から、内筒の第１外周面部分の曲率を外筒の内周面部分の曲率と同等にするという構成を、両方の空洞部において採用することが好ましい。但し、本発明はこれに限られず、上記の如き構成を片方の空洞部にのみ採用するものでもよく、その場合には、入力荷重が大きくなりがちなトルクロッドの反アーム側となる空洞部に、上記の如き構成を採用することが好ましい。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であり、ゴム状弾性体の特性や空洞部の形状などは使用する用途に応じて適宜に変更することができる。したがって、例えば、低ばね化を図るために、前述の実施形態よりもストッパゴムの突出高さを小さくしても構わない。

本発明に係る防振装置の一例を示す平面図 図１のＡ−Ｏ−Ａ矢視断面を示す断面図 図１のＢ−Ｂ矢視断面を示す断面図 内筒の（ａ）平面図及び（ｂ）正面図 従来の防振装置の一例を示す平面図

符号の説明

１ 防振装置
２ 内筒
３ 外筒
４ ゴム状弾性体
５ 空洞部
６ ストッパゴム
２１ 第１外周面部分
２２ 第２外周面部分
２３ 第３外周面部分
２３ａ 第３外周面部分の周方向端部
３１ 外筒の内周面部分
４１ 支持腕部
４１ａ 支持腕部の周方向端部
４２ 薄肉部
６１ 第１ストッパ部
６１ａ 第１ストッパ部の当接面
６２ 第２ストッパ部
６２ａ 第２ストッパ部の当接面
ＡＤ 軸方向
Ｒ１ 内筒の第１外周面部分の曲率半径
Ｒ２ 外筒の内周面部分の曲率半径
Ｒ３ 当接面の曲率半径

Claims (4)

1. 内筒と、前記内筒を軸平行に取り囲む外筒と、前記内筒と前記外筒とを連結するゴム状弾性体とを備える防振装置において、
   前記ゴム状弾性体を軸方向に貫通し、前記内筒を挟んで位置する一対の空洞部と、
   少なくとも一方の前記空洞部に設けられ、前記外筒から前記内筒に向かって突出するストッパゴムとを備え、
   前記内筒が断面非円形の外形を有し、前記内筒の前記ストッパゴムに対向する第１外周面部分の曲率が、前記ストッパゴムを挟んで対向する前記外筒の内周面部分の曲率と同等であることを特徴とする防振装置。
2. 前記ストッパゴムの当接面が周方向に沿って湾曲するとともに、前記当接面の曲率が、前記内筒の前記第１外周面部分の曲率と同等である請求項１記載の防振装置。
3. 前記ストッパゴムが、周方向に間隔を空けて並び、前記内筒に向かって突出する第１ストッパ部と第２ストッパ部とを有し、
   前記内筒の、前記第１ストッパ部と前記第２ストッパ部とに対向する一対の前記第１外周面部分と、前記一対の第１外周面部分の間に介在する第２外周面部分とが、前記空洞部に対向する請求項１又は２記載の防振装置。
4. 前記ゴム状弾性体が、前記一対の空洞部の間で前記外筒から前記内筒に向かって延びる一対の支持腕部と、前記支持腕部に連なって前記内筒の外周面を被覆する薄肉部とを備え、
   前記内筒が、前記第１外周面部分と、前記第２外周面部分と、前記第１外周面部分同士の間に介在して前記支持腕部に対向する第３外周面部分とを含む外形を有し、
   前記支持腕部の周方向端部が前記第３外周面部分の周方向端部近傍にて前記薄肉部に連なる請求項３記載の防振装置。

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