JP2010139033A - 弾性連結体 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビテーションの発生に起因した減衰力の低下を回避し得る弾性連結体を提案する。
【解決手段】弾性連結体を、第１凹部１ａを有する第１構成部材１と、この第１構成部材１の第１凹部１ａに対向する第２凹部２ａを有する第２構成部材２と、第１構成部材１及び第２構成部材２にそれぞれ設けられ、該第１項構成部材１及び第２構成部材２を連結して第１凹部１ａ、第２凹部２ａとによって作動液の充填空間Ｍを区画形成する第１嵌合部３、第２嵌合部４とを備え、前記第１構成部材１と第２構成部材２との間に、第１凹部１ａ、第２凹部２ａへ連通する貫通路５ａ_２を有し、作動液の充填空間Ｍを第１凹部側と第２凹部側に２分するとともに第１構成部材１、第２構成部材２の外周縁部を通り越して外側へ延在する第３構成部材５を設ける。さらに第１構成部材１、第２構成部材２を連結する軸部材８を設け、作動液に対して予め圧縮方向の圧力を付与する構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、とくにサスペンションのストラット（軸部材）と車体とを弾性的に連結するのに好適な液封式の弾性連結体（アッパーインシュレータ）に関するものであり、該弾性連結体に充填された作動液によるキャビテーションの発生を抑制しそれによる減衰力の低下を効果的に回避しようとするものである。

ストラットの軸部材と車体とを弾性的に連結する弾性連結体は、作動液を充填する充填空間がオリフィスを有する仕切り壁によって２分された液室を備えた構造からなっており、該オリフィスを通して作動液を各液室に行き来させることによって軸部材の軸芯に沿う向きにおいて入力される振動を減衰するように作用するものであって、この点に関する先行技術としては、内筒と座板との間に第１のゴム部及び第２のゴム部からなる弾性体を配置し、第１のゴム部を第１の液室、第２の液室及び第２のオリフィスを備えたもので構成して各液室に液体を充填する一方、第２のゴム部については第１のゴム部よりも縦弾性係数を大きくするとともに、第２のオリフィスを第１のオリフィスよりも開口面積を大とする構造のブッシュが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１６６２９号公報

ところで、従来のこの種の弾性連結体では、ストラットの軸部材が車体に対して相対変位する際に、作動液に対して膨張する向きに圧力が作用し、これがキャビテーションを発生させるために該弾性連結体の減衰力を低下させる原因になっていた。

本発明の課題は、上記のようなキャビテーションの発生を抑制しより高い減衰力を保持できる弾性連結体を提案するところにある。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、弾性連結部材を構成する第１構成部材と第２構成部材との相互間に充填される作動液に対し予め圧縮方向の圧力を付与する構造とするところに特徴を有する。

作動液に膨張する向きの圧力が加わったとしても、作動液には予め圧縮方向の圧力が付加されているため、負の圧力（絶対値として）が作用することがないので、キャビテーションの発生が抑制され、その結果として該キャビテーションを原因とする減衰力の低下が回避される。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態（実施例）をより具体的に説明する。
図１は、本発明にしたがう弾性連結体を車体と車輪の間に配置されるショックアブソーバに適用した場合（アッパーマウントとショックアブソーバのロッド）について模式的に示した図である。

図における符号１は円形状をなす第１構成部材である。この第１構成部材１は第１凹部１ａを有する。また、２は円形状をなす第２構成部材である。第２構成部材２には第１構成部材１の第１凹部１ａに対向する第２凹部２ａが設けられている。そして第１凹部１ａ及び第２凹部２ａによって作動液の充填空間Ｍが区画形成されている。

３は第１構成部材１の第１凹部１ａ側中央部に一体的に設けられた第１嵌合部である。この第１嵌合部３の先端部（図示のものでは下端部）には凹部３ａが形成されており、その中心には第１構成部材１の表裏において連通する貫通孔３ｂが設けられている。

また、４は第２構成部材２の第２凹部２ａ側中央部に一体的に設けられた第２嵌合部である。この第２嵌合部４の先端部（図示のものでは上端部）には第１嵌合部３の凹部３ａに嵌り込む凸部４ａが形成されており、その中心には第２構成部材２の表裏において連通する貫通孔４ｂが設けられている。

５は第１構成部材１と第２構成部材２との相互間に配置された第３構成部材である。
この第３構成部材５は、内側薄肉部５ａと、この内側薄肉部５ａの外縁に一体的につながる外側厚肉部５ｂにて構成されたディスクならなっており、作動液の充填空間Ｍを第１凹部１ａ側、第２凹２ａ側に２分して上下２つの液室を形成するように配置されている。

第３構成部材５の内側薄肉部５ａには、第１嵌合部３、第２嵌合部４を挿通させる開口５ａ_１と、第１凹部１ａ、第２凹部２ａへ連通する貫通路５ａ_２が形成され、第３構成部材５の外側厚肉部５ｂは第１構成部材１、第２構成部材２の外周縁部を通り越して外側へ延在しており、その外側縁部には車体との連結に際してボルトを差し込んで連結するための開口５ｂ_１が複数形成されている。

６ａ、６ｂは第１嵌合部３と第２嵌合部４を取り囲み、その境界部（上端と下端）で第３構成部材５の内側薄肉部５ａを挟持した円筒状の内側弾性部材（例えば、ゴム部材）、７ａ、７ｂは第１構成部材１の外周縁部と第３構成部材５との相互間及び第２構成部材２の外周縁部と第３構成部材５との相互間にそれぞれ配置された、円形断面をなす外側弾性部材（例えば、ゴム部材）である。

さらに、８は第１嵌合部３の貫通孔３ｂ、第２嵌合部４の貫通路４ｂにおいて挿通され、ナットｎ_１、ｎ_２のねじ込みによって第１構成部材１、第２構成部材２を連結する軸部材（ショックアブソーバのロッドに対応する）である。この軸部材８においてナットｎ_１、ｎ_２のねじ込み度合いを適宜調整し第１構成部材１、第２構成部材２の相互間隔を狭めることにより内側弾性部材６ａ、６ｂ、外側弾性部材７ａ、７ｂを圧縮方向に変形させることが可能であり、これにより充填空間Ｍ内の作動液に予め圧縮方向の圧力を付与する。

９は第１構成部材１の外周縁部に一体的に設けられた環状の凸部である。この凸部９は第３構成部材５に指向する突端面９ａを有しており、この凸部９によって第１構成部材１に第１凹部１ａを形成している。

１０は第２構成部材２の外周縁部に一体的に設けられた環状の凸部である。この凸部１０は第３構成部材５に指向する突端面１０ａを有しており、この凸部１０によって第２構成部材２に第２凹部２ａを形成している。

本発明にしたがう弾性連結体を、ショックアブソーバのアッパーマウントとして適用すべくそのロッドと車体との間に配置（図１参照）すると、ショックアブソーバの軸芯に沿う向きにおいて入力される振動の減衰を図る場合に、弾性連結体に作動油が膨張する向きの圧力が付加されたとしても作動液に負の圧力（絶対値として）加わることがないのでキャビテーションの発生によって減衰力が低下するのを回避することが可能となる。

このため、ショックアブソーバ本体が本来もつ減衰力に加え、アッパーマウントでも減衰力を発生させることが可能となり、ショックアブソーバ本体のみの減衰力だけでは制振できなかった周波数帯域の振動を軽減乃至は遮断できる等、減衰力を発揮できる範囲を大幅に拡大できる利点がある。

ここに、ショックアブソーバ本体に、広い周波数帯域での制振を可能とする機構を設けることが可能であり、この場合には、ショックアブソーバ本体の質量が大きくなり、ショックアブソーバ本体が車輪のストローク時に車体に対して変位する際、ショックアブソーバ本体に生じる慣性質量が大きくなり車輪の地面への追従性が悪化するのが避けられないが、本発明にしたがう弾性連結体を適用するとこのような不具合が生じることがない。

内側弾性部材６ａ、６ｂは、充填空間Ｍ内の作動液が第３構成部材５の開口５ａ_１を通して軸方向へ移動することがないように、第１構成部材１と第３構成部材５、第２構成部材２と第３構成部材５の軸方向の変位に対して十分に追従可能な柔軟性を有するものを適用するのが望ましく、具体的にはゴム部材を用いる。

外側弾性部材７ａ、７ｂは、作動液に生じる圧力変動に対してその形状を保持するための相応の強度、剛性を確保できる弾性素材を適用するのが好ましく、具体的にはゴム部材を用いる。

第１構成部材１、第２構成部材２、軸部材８については金属部材が適用される。作動液としては、第１凹部１ａ、第２凹部２ａの微小な体積変化により圧力差を生じさせるために、高い非圧縮性を有する、オイル等の粘性流体を適用することができる。

図２は本発明にしたがう弾性連結体につき、軸部材７による締結前の状態を示した図である。充填空間Ｍ内に充填した作動液に対して圧縮方向に圧力を付与するには、第１嵌合部３の凹部３ａ（凸部でもよい）に、第２嵌合部４の凸部４ａ（凹部でもよい）を嵌合させた後、充填空間Ｍ内に作動液を充填し、軸部材７を貫通孔３ｂ、４ｂに挿通させナットｎ_１、ｎ_２を締め込んで第１構成部材１、第２構成部材２を相互に近接する向きに移動させ、内側弾性部材６ａ、６ｂ、外側弾性部材７ａ、７ｂを軸部材８の軸芯に沿う向き及び軸芯に直交する向きに変形させればよく、これによって作動液には圧縮方向の力が付与される。

第１構成部材１の外周縁部に凸部９を設け、第２構成部材２の外周縁部に凸部１０を設けることにより、外側弾性部材７ａ、７ｂを変形させる際に該凸部９、１０によって該外側弾性部材７ａ、７ｂが抑え込まれ、軸部材８側への変形量を大きくすることができ、その結果、作動液に対して圧縮方向の圧力をより確実に加えることが可能となる。

図３、図４は本発明にしたがう弾性連結体の他の実施の形態を示した図である。図３は作動液に圧縮方向の圧力を付与する前の状態を示した図であり、図４は作動液に圧縮方向に圧力を付与した後の状態（組み込み完了）を示した図である。

内側弾性部材６ａ、６ｂには、第３構成部材５の内側薄肉部５ａの表裏においてそれぞれ当接する片持ち支持タイプの壁部６ａ_１、６ｂ_１を一体的に設けることが可能であり、このような壁部６ａ_１、６ｂ_１を設けることで、該第３構成部材５の軸部材８に沿う相対変位が大きくてもその変位に十分に追従し、該変位を確実に吸収することができ、弾性連結体そのものの耐久性が著しく向上する。

外側弾性部材７ａ、７ｂについては、一端を第１構成部材１の凸部９、第２構成部材２の凸部１０に位置させ、他端を第３構成部材５の段部（内側薄肉部５ａと外側厚肉部５ｂとの境界部）に位置させた傾斜配置になる略矩形断面を有するものを適用することも可能であり、このような形状とすると上記同様、第３構成部材５の軸方向に沿う相対変位が大きくても十分に追従することが可能であり、該変位を確実に吸収することができる。

作動液に膨張する向きの圧力が作用しても減衰力の低下を起こすことのない性能の安定した弾性連結体が提供できる。

本発明にしたがう弾性連結体の実施の形態を車両のショックアブソーバに適用した場合について模式的に示した図である。 図１に示した弾性連結体において軸部材を取り付ける前の状態を示した図である。 本発明にしたがう弾性連結体の他の実施の形成につき、作動液に圧力を付与する前の状態を示した図である。 図３に示した弾性連結体の組み込み完了状態を示した図である。

符号の説明

１ 第１構成部材
１ａ 第１凹部
２ 第２構成部材
２ａ 第２凹部
３ 第１嵌合部
３ａ 凹部
３ｂ 貫通孔
４ 第２嵌合部
４ａ 凹部
４ｃ 貫通孔
５ 第３構成部材
５ａ 内側薄肉部
５ｂ 外側厚肉部
６ａ 内側弾性部材
６ｂ 内側弾性部材
６ａ_１ 壁部
６ｂ₂ 壁部
７ａ 外側弾性部材
７ｂ 外側弾性部材
８ 軸部材（ロッド）
９ 凸部
９ａ 突端面
１０ 凸部
１０ａ突端面
Ｍ 充填空間
ｎ_１ ナット
ｎ_２ ナット

Claims (3)

1. 第１凹部を有する第１構成部材と、第２凹部を有する第２構成部材と、
   前記第１構成部材及び前記第２構成部材の外周縁部の内側において、前記第１凹部と前記第２凹部とが対向するように、前記１構成部材と前記第２構成部材とを嵌合する第１嵌合部及び第２嵌合部と、
   前記第１構成部材と前記第２構成部材との間であって、前記第１及び第２嵌合部及び前記外周縁部との間から、前記外周縁部の外側において延在する第３構成部材と、
   前記第３構成部材に設ける前記第１凹部及び前記第２凹部へ連通する貫通路と、
   前記第１構成部材と第２構成部材との間において、前記第１及び第２嵌合部の周りを取り囲む内側弾性部材と、
   前記第１構成部材の外周縁部と第３構成部材との相互間及び前記第２構成部材の外周縁部と第３構成部材との相互間に配置した外側弾性部材と、
   前記第１及び第２凹部を前記内側弾性部材と前記外側弾性部材の間に配置して、前記内側弾性部材と、前記外側弾性部材と、前記第１及び第２凹部内に充填した作動液とを圧縮変形させた状態で前記第１構成部材と前記第２構成部材とを相互に連結する軸部材を設けたことを特徴とする弾性連結体。
2. 前記第１構成部材と第２構成部材は、それぞれ外周縁部に、第３構成部材に指向する突端面を有し該第３構成部材との間で形成される隙間を狭くする凸部を有する、請求項１記載の弾性連結体。
3. 前記内側弾性部材は、第３構成部材の内側端部の表裏においてそれぞれ当接し該第３構成部材の変位に追随可能な壁部を有する、請求項１又は２記載の弾性連結体。

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