JP2011007257A - Vibration absorbing bush - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車などの車両において振動源と車体との連結部位に好適に用いられる防振ブッシュに関するものである。 The present invention relates to an anti-vibration bush that is suitably used for a connection portion between a vibration source and a vehicle body in a vehicle such as an automobile.
一般に、防振ブッシュは、車輪やエンジン等の振動源と車体との連結部位に振動減衰、緩衝などを目的として用いられるものであり、内筒と外筒とをゴム弾性体からなる防振基体で結合してなる。かかる防振ブッシュにおいて、例えば自動車のサスペンションアームに用いられるもののように、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性との両立が要求される場合がある。このような要求を満足するために、液体封入室を持つ防振ブッシュを用いることがあるが、液封タイプの防振ブッシュは製造コストが高く、また軽量化も難しい。そのため、より低コストでかつ軽量化を図りつつ、上記特性、特には高減衰特性を発揮することが求められる。 In general, the anti-vibration bush is used for the purpose of vibration damping, buffering, etc. at a connection part between a vibration source such as a wheel or an engine and the vehicle body, and the inner cylinder and the outer cylinder are made of a rubber elastic body. Combined with In such an anti-vibration bushing, for example, as used in an automobile suspension arm, it is required to have both a low dynamic spring characteristic for high frequency vibration in the torsional direction and a high damping characteristic for low frequency vibration in the direction perpendicular to the axis. There is. In order to satisfy such a requirement, a vibration isolating bush having a liquid enclosure is sometimes used. However, a liquid seal type vibration isolating bush is expensive to manufacture and is difficult to reduce in weight. Therefore, it is required to exhibit the above characteristics, particularly high attenuation characteristics, while reducing the cost and weight.
ところで、ゴム弾性体では得られない高減衰特性を得るために、ゴム弾性体からなる防振基体の一部に連続気泡構造を持つポリウレタンフォームを組み込む技術が提案されている。すなわち、ポリウレタンフォームは、その材料特性上、ゴム弾性体に比べて動倍率を抑えながら減衰性能を大きくすることができるので、この特性を利用しようとするものである。例えば、下記特許文献1には、ゴム弾性体からなる防振基体の内部や、防振基体と外筒との間、あるいは防振基体と内筒との間に収容部を設け、該収容部内にポリウレタンフォームを充填することが提案されている。また、下記特許文献2には、ゴム弾性部を内筒側に設けて、該ゴム弾性部に空間部を隔てて外筒の内周面と対向するストッパゴム部を設けるとともに、ポリウレタンフォームからなる弾性部を、前記ストッパゴム部の周方向における両側にて外筒に対して内筒を支持するように設けることが提案されている。これらの構造では、低コスト化と軽量化を図ることはできるものの、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性とを高度に両立させることは難しい。
By the way, in order to obtain a high damping characteristic that cannot be obtained with a rubber elastic body, a technique has been proposed in which a polyurethane foam having an open cell structure is incorporated in a part of a vibration-proof base made of a rubber elastic body. That is, the polyurethane foam can increase the damping performance while suppressing the dynamic magnification as compared with the rubber elastic body due to its material characteristics. Therefore, the polyurethane foam intends to use this characteristic. For example, in Patent Document 1 below, a housing portion is provided inside a vibration-isolating base made of a rubber elastic body, between a vibration-isolating base and an outer cylinder, or between a vibration-isolating base and an inner cylinder. It has been proposed to be filled with polyurethane foam. Further, in
また、下記特許文献3には、内外筒間のゴム弾性体に形成されたすぐり部にポリウレタンフォーム部材を挿入することで、ゴム単体では得られないばね特性を発揮させ、かつ耐久性を向上させることが開示されている。しかしながら、この構成では、挿入されたポリウレタンフォーム部材が脱落するおそれがあり、また、挿入タイプではポリウレタンフォーム部材の圧縮変形時に、当該ポリウレタンフォーム部材がゴム部材からずれ動いてしまうことがあり、発泡セルが均等に潰れないことから、高減衰特性が十分に発揮されない場合がある。 Further, in Patent Document 3 below, by inserting a polyurethane foam member into a straight portion formed in a rubber elastic body between the inner and outer cylinders, spring characteristics that cannot be obtained with rubber alone are exhibited and durability is improved. It is disclosed. However, in this configuration, the inserted polyurethane foam member may fall off, and in the insertion type, the polyurethane foam member may be displaced from the rubber member when the polyurethane foam member is compressed and deformed. May not be evenly crushed, and thus high attenuation characteristics may not be sufficiently exhibited.
本発明は、上記の点に鑑み、ポリウレタンフォームの脱落を防止しつつ、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性とを両立させることができる防振ブッシュを提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention can achieve both a low dynamic spring characteristic for high-frequency vibration in the torsional direction and a high damping characteristic for low-frequency vibration in the direction perpendicular to the axis while preventing the polyurethane foam from falling off. The object is to provide an anti-vibration bush.
本発明に係る防振ブッシュは、軸部材と、前記軸部材を軸平行に取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されたゴム弾性体とを備え、前記ゴム弾性体は、前記軸部材を挟んで第1の軸直角方向に対向する位置において前記軸部材と前記外筒との間を連結する一対の第1弾性連結部を備えるとともに、該一対の弾性連結部を除く周方向位置において軸方向に貫通する一対のすぐり部が形成され、前記一対のすぐり部には、前記第1の軸直角方向に垂直な第2の軸直角方向において前記軸部材と前記外筒との間を連結するとともに、周方向の両側に前記第1弾性連結部との間で軸方向に貫通する空間部が確保されるようにポリウレタンフォームからなる一対の第2弾性連結部が設けられ、該第2弾性連結部が前記ゴム弾性体の加硫成形後に前記すぐり部の内周面と外周面とに接着された状態に発泡成形されたものである。 An anti-vibration bush according to the present invention includes a shaft member, an outer cylinder that surrounds the shaft member in an axis-parallel manner, and a rubber elastic body interposed between the shaft member and the outer cylinder, and the rubber elasticity The body includes a pair of first elastic connection portions that connect the shaft member and the outer cylinder at positions opposed to each other in a direction perpendicular to the first axis across the shaft member, and the pair of elastic connection portions A pair of straight portions penetrating in the axial direction is formed at circumferential positions except for the shaft member, and the pair of straight portions include the shaft member and the outer portion in a second axis perpendicular direction perpendicular to the first axis perpendicular direction. A pair of second elastic connecting portions made of polyurethane foam are provided so as to connect between the cylinders and to secure a space portion penetrating in the axial direction between the first elastic connecting portions on both sides in the circumferential direction. The second elastic connecting portion is formed by vulcanizing the rubber elastic body. It is obtained foamed molded in a state of being adhered to the inner and outer circumferential surfaces of the hollow portion after.
本発明によれば、軸部材と外筒との間を、上記構成を持つゴム弾性体の一対の第1弾性連結部とポリウレタンフォームからなる一対の第2弾性連結部とで連結したので、ねじり方向における高周波数振動に対する低動ばね特性と、軸直角方向における低周波数振動に対する高減衰特性とを両立させることができる。また、ポリウレタンフォームからなる第2弾性連結部がゴム弾性体に対して発泡成形により接着一体化されているため、ポリウレタンフォームの脱落を防止することができる。 According to the present invention, the shaft member and the outer cylinder are connected by the pair of first elastic connection portions of the rubber elastic body having the above-described configuration and the pair of second elastic connection portions made of polyurethane foam. It is possible to achieve both a low dynamic spring characteristic for high frequency vibration in the direction and a high damping characteristic for low frequency vibration in the direction perpendicular to the axis. Moreover, since the 2nd elastic connection part which consists of polyurethane foams is adhesively integrated with the rubber elastic body by foam molding, dropping of the polyurethane foam can be prevented.
以下、本発明の1実施形態に係る防振ブッシュ10について図面を参照して説明する。
Hereinafter, an
この防振ブッシュ10は、図4に示すフロントサスペンションのロアアームリンク1において後側ブッシュ10として用いられるブッシュである。
This
図4に示すロアアームリンク1では、車輪2側のボールジョイント3を車体側のクロスメンバーに対して防振的に連結するために、前後2つの防振ブッシュ4,10が用いられている。アームリンク1は、車両幅方向に延びる腕部5の一端にボールジョイント3が取り付けられるとともに、他端に前側ブッシュ4が装着される前側ブッシュ装着部6を備え、上記腕部5から分岐して車両後方に延びる分岐腕7の先端に後側ブッシュ10が装着される後側ブッシュ装着部8を備える。前後の防振ブッシュ4,10は、ともに軸方向を車両前後方向に向けて配設されている。
In the lower arm link 1 shown in FIG. 4, the front and rear
防振ブッシュ10は、図1,2に示すように、軸部材としての内筒12と、該内筒12を軸平行に取り囲む外筒14と、内筒12と外筒14との間に介設された天然ゴムなどの加硫ゴムからなるゴム弾性体16とを備えてなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
内筒12は、軸方向Xの一端部に外向きのフランジ部18を持つ円筒状金具である。外筒14は、内筒12と同軸、即ち共通の軸芯Oを持つように配された円筒状金具であり、内筒14よりも軸方向Xでの寸法が小さく設定されている。
The
ゴム弾性体16は、内筒12を挟んで第1の軸直角方向Y1(図1における上下方向)に対向する位置において、内筒12と外筒14との間を連結する上下一対の第1弾性連結部20,20を備える。ここで、軸直角方向とは、軸方向Xに垂直な方向(即ち、径方向と同じ)であり、そのうちの1の方向(図1における上下方向)を第1の軸直角方向Y1とする。第1弾性連結部20は、内筒12の外周面と外筒14の内周面とに加硫接着されて両者を連結している。
The rubber
ゴム弾性体16には、上記一対の第1弾性連結部20,20を除く周方向位置において、軸方向Xに貫通する左右一対のすぐり部22,22が設けられている。詳細には、ゴム弾性体16は、内筒12の外周面を全周にわたりかつ軸方向Xの略全体にわたって覆う筒状の内側ゴム層24と、外筒14の内周面を全周にわたりかつ軸方向Xの全体にわたって覆う筒状の外側ゴム層26とを更に備え、上記第1の軸直角方向Y1において内側ゴム層24と外側ゴム層26との間が上下一対の第1弾性連結部20,20で連結され、その他の周方向部分では、内側ゴム層24と外側ゴム層26との間で、周方向Cに円弧状に延びる左右一対のすぐり部22,22が形成されている。内側ゴム層24の厚みは、フランジ部18の突出高さと同等に設定されている。一方、外側ゴム層26は薄肉の膜状に形成されている。
The rubber
すぐり部22の外周面に相当する外側ゴム層26には、内筒12側に向かって突出するストッパ凸部28が設けられている。ストッパ凸部28は、第1の軸直角方向Y1に垂直な第2の軸直角方向Y2(図1における左右方向)において内筒12を挟んで対向する左右一対の周方向位置にそれぞれ設けられている。ストッパ凸部28の先端面(即ち、内周面)は、軸芯Oに直交する断面形状が円弧状に湾曲した湾曲面状に形成され、対向する内側ゴム層24の外周面との間で、周方向C及び軸方向Xに一定のストッパクリアランスが確保されている。
The
上記左右一対のすぐり部22,22には、内筒12を挟んで第2の軸直角方向Y2に対向する位置において、内筒12と外筒14との間を連結するように連続気泡構造を持つポリウレタンフォームからなる左右一対の第2弾性連結部30,30が設けられている。詳細には、第2弾性連結部30は、すぐり部22の内周面に相当する内側ゴム層24の外周面とすぐり部22の外周面に相当する外側ゴム層26の内周面との間に介設されて両者を連結しており、従って、これらゴム層24,26を介して内筒12と外筒14との間を連結している。
The pair of left and
第2弾性連結部30の周方向Cの両側には、第1弾性連結部20との間で軸方向Xに貫通する空間部22A,22Aが設けられている。該空間部22Aは、すぐり部22の周方向Cにおける両端部を構成するものであり、すなわち、第2弾性連結部30は、すぐり部22の周方向C両端部に空間部22Aを確保しつつ、その間の周方向部分ですぐり部22を埋めるように形成されている。
On both sides of the second elastic connecting
第2弾性連結部30の周方向Cにおける形成幅は、第1弾性連結部20の周方向Cにおける形成幅よりも大きく設定されており、この例では、第2弾性連結部30が周方向Cにおいて略80°の範囲で形成されているのに対し、第1弾性連結部20が周方向Cにおいて略40°の範囲で形成されており、前者が後者の約2倍の幅に設定されている。
The formation width in the circumferential direction C of the second
第2弾性連結部30は、図2に示すように、外側ゴム層26のストッパ凸部28が埋設されるように形成されており、従って、ストッパ凸部28は外側に露出していない。
As shown in FIG. 2, the second elastic connecting
第2弾性連結部30は、ゴム弾性体16の加硫成形後にすぐり部22の内周面と外周面とに接着された状態に発泡成形されたものであり、すぐり部22の内周面と外周面との間でポリウレタンフォーム原料を発泡充填させてなる。
The second elastic connecting
詳細には、この例では、内筒12と外筒14との間にゴム弾性体16を加硫成形した後、図5に示すように該加硫成形体を発泡成形型50にセットして第2弾性連結部30を発泡成形し、その後、外筒14を縮径方向に絞り加工してゴム弾性体16(詳細には、第1弾性連結部20)と第2弾性連結部30に予備圧縮を付与する。発泡成形型50は、軸方向Xに型割り可能な第1型52と第2型54とからなり、両者を型合わせすることで、第2弾性連結部30を成形するためのキャビティ56が形成される。このキャビティ56内にポリウレタンフォーム原料を注入し発泡充填させることで、連続気泡構造のポリウレタンフォームからなる第2弾性連結部30が上記加硫成形体に一体に発泡成形される。これにより、第2弾性連結部30は、その内周側で内側ゴム層24の外周面に接着され、その外周側で外側ゴム層26の内周面に接着される。
Specifically, in this example, after the rubber
図3に示すように、すぐり部22の内周面である内側ゴム層24の外周面と、すぐり部22の外周面である外側ゴム層26の内周面(この例では、ストッパ凸部28の先端面)には、それぞれ、ゴム弾性体16に対する第2弾性連結部30の接着性を高めるために、複数の微小突起32,34が設けられている。微小突起32,34は、第2弾性連結部30の軸方向Xにおける抜けを防止するために、周方向Cに延びる突条をなし、軸方向Xに一定の間隔で複数設けられている。微小突起32,34の高さは、ゴム弾性体16の加硫成形時に、すぐり部22を成形する不図示の型部分が軸方向Xに脱型できる程度の微小な突出高さに設定されている。
As shown in FIG. 3, the outer peripheral surface of the
以上よりなる防振ブッシュ10は、図4に示すフロントサスペンションのロアアームリンク1に対し、外筒14が後側ブッシュ装着部8の筒状ホルダ内に圧入することで取り付けられ、内筒12に不図示の車体側のクロスメンバーの取付軸が挿入固定されることで、軸方向Xを車両前後方向に向けて組み付けられる。
The
組み付けられた防振ブッシュ10は、車輪2の上下方向における変位時には、ねじり方向(回転方向)の入力を受け、車輪2の前後方向における変位時には、車両幅方向における入力を受け、これらが主たる荷重入力方向となる。そのため、防振ブッシュ10は、車両幅方向に第2弾性連結部30,30が相対向するように、即ち車両幅方向が上記第2の軸直角方向Y2となるように、後側ブッシュ装着部8に取り付けられる。
The assembled
この防振ブッシュ10であると、ねじり方向における高周波数域の振動入力に対しては、ポリウレタンフォームに比べて動ばね定数の低いゴムからなる第1弾性連結部20により、低動ばね特性を発揮することができる。一方、第2の軸直角方向Y2における比較的振幅の大きな低周波数域の振動入力に対しては、ロスファクターの大きいポリウレタンフォームよりなる左右一対の第2弾性連結部30,30が交互に圧縮変形することによって、高い減衰性能を発揮することができる。よって、車輪2の上下方向における微振幅で高周波数域の振動に対しては、第1弾性連結部20によって低動ばね特性を発揮することができるとともに、車輪2の前後方向における比較的振幅の大きい低周波数域の振動に対しては、第2弾性連結部30によって高い減衰性能を発揮することができ、両者を高度に両立することができる。
The
特に、ポリウレタンフォームからなる第2弾性連結部30がゴム弾性体16に対して後発泡により一体に成形されており、ポリウレタンフォーム部材を挿入して組み付けるものではないので、圧縮変形時にポリウレタンフォームがずれ動くことがなく、そのため、圧縮変形時にポリウレタンフォームの各発泡セルが均等に潰されるので、高減衰性能をより高めることができる。また、ポリウレタンフォーム部材の脱落も防止することができる。
In particular, the second elastic connecting
また、第2弾性連結部30の両側に第1弾性連結部20との間で空間部22Aが確保され、両者がそれぞれ独立して設けられているので、第2の軸直角方向Y2における第2弾性連結部30の変形時に、第2弾性連結部30の周方向Cにおける両側面からも空気の排出及び供給がなされ、変形をスムーズに行うことができる。また、この例では、空間部22Aを設けて第1弾性連結部20の幅を小さく、詳細には、第1弾性連結部20を内筒12の直径よりも狭幅に形成したので、第2の軸直角方向Y2における振動入力時に第1弾性連結部20は剪断変形のみとなり、ばね定数が小さくなるので、第2弾性連結部30による特性がより支配的となり、高減衰性能を更に高めることができる。また、第2弾性連結部30の両側に空間部22Aが確保されているので、第2弾性連結部30を発泡成形しやすいというメリットもある。
In addition, since the
また、すぐり部22Aの内周面と外周面に複数の微小突起32,34を設けたので、ポリウレタンフォームからなる第2弾性連結部30のゴム弾性体16に対する接着性を高めることができ、その脱落をより確実に防止することができる。なお、かかる微小突起は、すぐり部22Aの内周面と外周面の双方に設けることが好ましいが、いずれか一方のみに設けてもよい。
In addition, since the plurality of
また、すぐり部22の外周面に内筒12側に向かって突出するストッパ凸部28が第2弾性連結部30に埋設された状態に設けられているので、第2の軸直角方向Y2における大変位時にストッパ凸部28がすぐり部22の内周面に当接することで、更なる撓み変形を規制することができる。
Moreover, since the stopper
本実施形態であると、また、ゴム弾性体16を加硫成形し、第2弾性連結部30を発泡成形した後に、外筒14を絞り加工するので、得られた防振ブッシュ10において、第1弾性連結部20のゴムと第2弾性連結部30のポリウレタンウォームの双方を予備圧縮することができ、ゴム及びポリウレタンフォームの耐久性を向上することができる。
In the present embodiment, since the
また、本実施形態の防振ブッシュ10であると、上記の特性を得るために液体封入室を設けるものではないので、低コスト化と軽量化を図ることができる。また、液封タイプの防振ブッシュでは、オリフィスにより設定された特定の周波数域のみで減衰性能が発揮させるのに対し、本実施形態のようにポリウレタンフォームを用いたものであれば、幅広い周波数域で高減衰性能を発揮することができ、この点でも有利である。
In addition, the
なお、上記実施形態は、本発明の好ましい1態様を示したものにすぎず、これによって本発明が限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではストッパ凸部を外側ゴム層に設けたが、内側ゴム層に設けてもよく、またストッパ凸部自体を省略することもできる。また、上記実施形態は、自動車のサスペンションアームに用いられる防振ブッシュについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、自動車を始めとする各種車両の振動源と車体との連結部位などに用いられる各種防振ブッシュに適用可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。 In addition, the said embodiment is only what showed the preferable 1 aspect of this invention, and this invention is not limited by this. For example, in the above embodiment, the stopper convex portion is provided on the outer rubber layer, but it may be provided on the inner rubber layer, or the stopper convex portion itself may be omitted. Moreover, although the said embodiment demonstrated the anti-vibration bush used for the suspension arm of a motor vehicle, this invention is not limited to this, The connection part of the vibration source and vehicle body of various vehicles including a motor vehicle etc. It can be applied to various anti-vibration bushes used in In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
10…防振ブッシュ、12…内筒、14…外筒、16…ゴム弾性体
20…第1弾性連結部、22…すぐり部、22A…空間部
28…ストッパ凸部、30…第2弾性連結部
32,34…微小突起
C…周方向、X…軸方向、Y1…第1の軸直角方向、Y2…第2の軸直角方向
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記軸部材を軸平行に取り囲む外筒と、
前記軸部材と前記外筒との間に介設されたゴム弾性体とを備え、
前記ゴム弾性体は、前記軸部材を挟んで第1の軸直角方向に対向する位置において前記軸部材と前記外筒との間を連結する一対の第1弾性連結部を備えるとともに、該一対の弾性連結部を除く周方向位置において軸方向に貫通する一対のすぐり部が形成され、
前記一対のすぐり部には、前記第1の軸直角方向に垂直な第2の軸直角方向において前記軸部材と前記外筒との間を連結するとともに、周方向の両側に前記第1弾性連結部との間で軸方向に貫通する空間部が確保されるようにポリウレタンフォームからなる一対の第2弾性連結部が設けられ、該第2弾性連結部が前記ゴム弾性体の加硫成形後に前記すぐり部の内周面と外周面とに接着された状態に発泡成形された
ことを特徴とする防振ブッシュ。 A shaft member;
An outer cylinder surrounding the shaft member in parallel to the axis;
A rubber elastic body interposed between the shaft member and the outer cylinder,
The rubber elastic body includes a pair of first elastic connection portions that connect the shaft member and the outer cylinder at positions facing each other in a direction perpendicular to the first axis across the shaft member. A pair of straight portions penetrating in the axial direction at a circumferential position excluding the elastic connecting portion is formed,
The pair of straight portions connect the shaft member and the outer cylinder in a second axis perpendicular direction perpendicular to the first axis orthogonal direction, and the first elastic connection on both sides in the circumferential direction. A pair of second elastic connecting portions made of polyurethane foam is provided so as to ensure a space portion penetrating in the axial direction between the two portions, and the second elastic connecting portions are formed after the rubber elastic body is vulcanized and molded. An anti-vibration bush characterized by being foam-molded in a state of being bonded to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the straight part.
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