JP2015172424A - 液封式防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】径方向の大型化を回避しつつ、内筒と外筒との間のゴム弾性体の自由長を確保する。【解決手段】内筒１２と、中間スリーブ１５と、内筒１２と中間スリーブ１５との間に介装されるゴム弾性体１６と、中間スリーブ１５に外挿される外筒１４と、を備え、振動入力体と車体との間に配置される液封式防振装置であって、内筒１２には縮径部１２ａが形成されており、ゴム弾性体１６は、縮径部１２ａに固着される基端部１６ａと、基端部１６ａから中間スリーブ１５に向けて延在する隔壁部１６ｂと、を有し、隔壁部１６ｂは、基端部１６ａに対する接続位置から軸方向外側にずれた位置にて中間スリーブ１５に固着されている構成とした。【選択図】図５

Description

本発明は、車両に用いられる液封式防振装置に関する。

従来、この種の液封式防振装置として、自動車等の車両のサスペンション装置におけるサスペンションアームと車体との連結点に設けられるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この液封式防振装置は、内筒と、その内筒の外径側に配置された外筒と、内筒と外筒との間に介設されるゴム弾性体と、を備えて構成されている。内筒と外筒との間には、非圧縮性流体が封入された一対の液室が設けられている。一対の液室には、内筒と外筒との相対変位量を規制するストッパ部および受け部が配置されている。ストッパ部は、ゴム弾性体で被覆されている。

この液封式防振装置では、外筒がサスペンションアームの後端の圧入孔に圧入され、内筒が車体フレームに連結される。この場合、前後方向におけるサスペンションアームの変位時には、液封式防振装置に対して車体左右方向の荷重が入力される。そのため、液封式防振装置は、一対の液室が車体左右方向に対向する状態でサスペンションアームに装着される。また、上下方向におけるサスペンションアームの変位時には、サスペンションアームの前後の連結部を通る線を中心に回転しようとする力（こじり力）が作用する。このため、液封式防振装置には、内筒の軸心に対して外筒の軸心が傾くようなこじり方向の荷重が入力される。

特許文献１の液封式防振装置では、これらの軸直角方向の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力に対して、ゴム弾性体が弾性変形することによってタイヤから車体に伝達される荷重を抑制している。また、内筒および外筒の相対変位が過大となった場合には、ストッパ部と受け部とが当接してそれ以上の変位が規制される。

特開２００７−１４７０６５号公報

ところで、液封式防振装置では、耐久性を向上させるために内筒と外筒との間のゴム弾性体の自由長をできるだけ長く形成したいという要望があった。しかしながら、内筒と外筒との間隔を単に広げて自由長を確保すると、径方向に大型化するという問題がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、径方向の大型化を回避しつつ、内筒と外筒との間のゴム弾性体の自由長を確保することができる液封式防振装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内筒と、前記内筒の外径側に配置される中間スリーブと、前記内筒と前記中間スリーブとの間に介装されるゴム弾性体と、前記中間スリーブに外挿される外筒と、を備え、振動入力体と車体との間に配置される液封式防振装置であって、前記内筒には、縮径部が形成されており、前記ゴム弾性体は、前記縮径部に固着される基端部と、前記基端部から前記中間スリーブに向けて延在する隔壁部と、を有しており、前記隔壁部は、前記基端部に対する接続位置から軸方向外側にずれた位置にて前記中間スリーブに固着されていることを特徴とする。

本発明では、内筒の縮径部にゴム弾性体の基端部が固着されるので、内筒のその他の部分に基端部が固着される場合に比べて、内筒と外筒との間のゴム弾性体の自由長を長く形成することができる。
また、隔壁部は、基端部に対する接続位置と中間スリーブに対する接続位置とが軸方向にずれて接続される構成であるので、隔壁部が径方向に単に延在するものに比べて、内筒と外筒との間のゴム弾性体の自由長を長く形成することができる。
したがって、径方向の大型化を回避しつつ、内筒と外筒との間のゴム弾性体の自由長を確保することができる液封式防振装置が得られる。

また、隔壁部を軸方向両側に設け、一端側の隔壁部を他端側に向けて凸となるように形成し、他端側の隔壁部を一端側に向けて凸となるように形成することにより、接続位置が前記のように軸方向にずれて接続されることと相俟って内筒と外筒との間のゴム弾性体の自由長が長くなる。

また、内筒を挟んで内筒の径方向に設けられる一対の液室と、一対の液室内において内筒側から径方向外方に突出形成され、外筒側の動きを規制するストッパ部と、を備え、ゴム弾性体が、ストッパ部を被覆する被覆部を有しており、基端部と被覆部との連結部を、断面直線状としてもよい。このようにすると、例えば、被覆部において仮に歪が生じても、連結部により歪が分断され、被覆部に生じた歪が隔壁部に及ぶことが防止される。したがって、耐久性の向上を図ることができる。

また、内筒は、中心軸が上下方向となるように配置されているので、軸直角方向の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力に対して、自由長が長くされたゴム弾性体が弾性変形することによってタイヤから車体に伝達される荷重が好適に抑制される。

本発明では、径方向の大型化を回避しつつ、内筒と外筒との間のゴム弾性体の自由長を確保することができる液封式防振装置が得られる。

本発明の実施形態に係る液封式防振装置が車両のサスペンションに適用された状態を示す概略平面図である。 本発明の実施形態に係る液封式防振装置の平面図である。 同じく横断面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。 （ａ）は上下方向を軸とした内筒側アッシーの斜視図、（ｂ）は同じく内筒側アッシーからオリフィス形成部材を取り外して天地を逆にした斜視図である。 内筒側アッシーからオリフィス形成部材を取り外した図２のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。 ゴム弾性体の基端部と被覆部との連結部をさらに拡大して示した断面図である。

次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照して説明する。
本実施形態に係る液封式防振装置１０は、図１に示すように、例えば、自動車に備わる左後輪のサスペンション１を構成するサスペンションアーム２（振動入力体）と図示しない車体フレーム（車体）との間を連結するものである。液封式防振装置１０は、筒状を呈しており、筒の軸方向が上下方向となるように縦置き状態で配置される。なお、図１において、符号５はタイヤ、符号６はボールジョイント、符号７は車体側支持部材をそれぞれ示している。
本実施形態における前後方向、左右方向は、図１に示される液封式防振装置１０のサスペンション１に対する取付状態と一致する。また、本実施形態における上下方向は、図４等に示される上下方向と一致する。

図２〜図５に示されるように、液封式防振装置１０は、内筒１２、外筒１４、ゴム弾性体１６、中間スリーブ１５、一対のオリフィス形成部材２０、２０（図３，５参照）およびシールゴム層２５（図３，５参照）を備えて構成される。中間スリーブ１５は、内筒１２の径方向外側に設けられており、外筒１４は、中間スリーブ１５の径方向外側に設けられている。内筒１２と中間スリーブ１５とは、加硫接着手段によりゴム弾性体１６に固着される。中間スリーブ１５の外周には、シールゴム層２５が加硫成形されており、このシールゴム層２５を介して外筒１４が固着される。これにより、内筒１２と外筒１４とが弾性的に結合されている。
なお、以下の説明では、内筒１２、ゴム弾性体１６、中間スリーブ１５、および、一対のオリフィス形成部材２０、２０を一体的に組み付けてなるユニットを内筒側アッシーと称する場合がある。

内筒１２は、中心部に貫通孔１２ｃが形成された円筒体からなり、図示しない車体フレームに取り付けられる。
内筒１２の軸方向の寸法は、外筒１４の軸方向の寸法よりも大きく形成されている。図４，図５に示すように、内筒１２の両端部は、外筒１４の両端部から突出している。
内筒１２の軸方向に沿う中央部には、ストッパ部１３が形成されている。ストッパ部１３は、内筒１２の径方向外側（軸直角方向外側）に突出していて、湾曲状（断面半球状）を呈している。ストッパ部１３は、内筒１２の全周に亘って形成されている。ストッパ部１３は、被覆部１３ａで被覆されている。被覆部１３ａは、ゴム弾性体１６と一体であり、内筒１２と外筒１４との間に、径方向に過大な相対変位があった場合に、オリフィス形成部材２０（弾性体２３）との間に挟まれて衝撃を緩和する。

内筒１２の外周面には、図４，図５に示すように、縮径部１２ａが形成されている。縮径部１２ａは、ストッパ部１３の上下に設けられている。縮径部１２ａは、他の内筒１２の外周面に比べて径方向内側に窪んでおり、内筒１２の最小外径部になっている。縮径部１２ａには、ゴム弾性体１６の基端部１６ａが固着される。なお、縮径部１２ａは、ストッパ部１３の上端および下端に連続してストッパ部１３の上下に形成されている。

外筒１４は、内筒１２（中間スリーブ１５）の径方向外側に配置される。外筒１４は、内筒１２よりも薄肉に形成された円筒体からなり、図５に示すように、中間スリーブ１５の外周面およびオリフィス形成部材２０，２０の外周面を覆うように配置される。中間スリーブ１５と外筒１４、およびオリフィス形成部材２０，２０と外筒１４とは、シールゴム層２５により固着される。

中間スリーブ１５は、内筒１２の径方向外側に配置され、ゴム弾性体１６を介して内筒１２に連結されている。中間スリーブ１５は、図４に示すように、上側リング部１５ａと、下側リング部１５ｂと、上側リング部１５ａと下側リング部１５ｂとを接続する一対の接続部１５ｃ、１５ｃと、を有する。

上側リング部１５ａおよび下側リング部１５ｂは、それぞれ、シールゴム層２５の内周面の全周に亘って切れ目なく連続した円筒状に形成されている。また、図４に示すように、上側リング部１５ａの上端部１５ａ１は外筒１４の上端部１４ａよりも下側に位置し、下側リング部１５ｂの下端部１５ｂ１は外筒１４の下端部１４ｂよりも上側に位置する。これにより、上側リング部１５ａおよび下側リング部１５ｂの外周面は、外筒１４で側方から覆われている。
一組の接続部１５ｃ、１５ｃは、図４に示すように、上側リング部１５ａおよび下側リング部１５ｂよりも小径とされて内筒１２の軸方向に沿って延在し、かつ、図３に示すように、車体前後方向に対向して配置されている。

ゴム弾性体１６は、図３〜図５に示すように、内筒１２と中間スリーブ１５とを弾性的に連結している。ゴム弾性体１６は、図５に示すように、基端部１６ａと、隔壁部１６ｂと、突条部１６ｃと、仕切壁１６ｄと、を備えている。
基端部１６ａは、内筒１２の縮径部１２ａの外周面に加硫接着されている。隔壁部１６ｂは、液室Ｗの壁として機能し、図５に示すように、基端部１６ａから中間スリーブ１５に向けて延在している。隔壁部１６ｂの先端部１６ｂ１は、中間スリーブ１５の上側リング部１５ａの内面および下側リング部１５ｂの内面に加硫接着されている。上側の隔壁部１６ｂは、下側に凸となるように、下側の隔壁部１６ｂは、上側に凸となるように湾曲形成されている。
ここで、図８に示すように、隔壁部１６ｂの先端部１６ｂ１は、上側リング部１５ａに対して下端面１５ａ２および内周面１５ａ３の少なくとも下側部分に加硫接着される。なお、拡大して図示はしないが、図７に示すように、隔壁部１６ｂの先端部１６ｂ１は、下側リング部１５ｂの上端面１５ｂ２および内周面１５ｂ３の少なくとも上側部分に加硫接着される。

また、隔壁部１６ｂは、図８に示すように、基端部１６ａに対する接続位置Ｐ（図中破線で示した範囲の接続位置）から軸方向外側（図では上側）にずれた位置（全体的にずれた位置）にて上側リング部１５ａに接続されている。つまり、内筒１２の上部側から延出する隔壁部１６ｂは、接続位置Ｐよりも全体的に高い位置にて中間スリーブ１５に接続されている。同様に、内筒１２の下部側から延出する隔壁部１６ｂは、接続位置Ｐ（不図示）よりも全体的に低い位置にて中間スリーブ１５（下側リング部１５ｂ）に接続されている（図７参照）。
これにより、隔壁部１６ｂの基端側は、先端部１６ｂ１側に比べて内筒１２の中央部に近い側にて基端部１６ａに接続されている。つまり、隔壁部１６ｂの基端側は、内筒１２の中央部近傍に近付けて接続されている。したがって、こじり方向の荷重の入力に対して、ゴム弾性体１６が好適に弾性変形するようになっている。

基端部１６ａと被覆部１３ａとの連結部１８の断面は、図５，図７に示すように、軸方向に沿う直線状に形成されている。連結部１８は、縮径部１２ａ内に配置されており、基端部１６ａよりも薄肉とされている。図８に示すように、隔壁部１６ｂの隔壁面１６ｂ２と連結部１８の連結面１５ｄとの隅部Ｖａは、Ｖ字状（角状、鋭角状）とされている。なお、これとは反対側の連結面１５ｄと被覆部１３ａの連結面１３ａ１との隅部についても、Ｖ字状（角状、鋭角状）としてもよい。また、各隅部Ｖａは、直角状や鈍角状としてもよい。

突条部１６ｃは、図４に示すように、ゴム弾性体１６の軸方向両端部（上端部および下端部）に突設されている。突条部１６ｃは、図４に示すように、車体前後方向に延在しており、内筒１２の外面と中間スリーブ１５の内面とに亘って形成されている。

仕切壁１６ｄは、図３，図６（ｂ）に示すように、上下の隔壁部１６ｂ，１６ｂの間の空間を２つに仕切るものであり、内筒１２の前後に形成されている。仕切壁１６ｄは、図３に示すように、内筒１２から中間スリーブ１５の接続部１５ｃに亘って形成されている。仕切壁１６ｄの左右の空間（嵌入凹部１９，１９）には、図６（ａ）に示すように、オリフィス形成部材２０，２０が配置され、これにより、仕切壁１６ｄの左右に液室Ｗ，Ｗが形成される。仕切壁１６ｄの車体前後方向の両端部には、係合凹部１６ｅが形成されている（図６（ｂ）参照）。

各液室Ｗは、図３に示すように、水平断面において、ゴム弾性体１６（仕切壁１６ｄ、被覆部１３ａ）と、オリフィス形成部材２０に被覆された弾性体２３と、で囲われている。また、各液室Ｗは、図５に示すように、車体左右方向の鉛直断面において、ゴム弾性体１６（被覆部１３ａ、連結部１８、隔壁部１６ｂ）と、オリフィス形成部材２０の上端面２０ａ，下端面２０ｂおよび弾性体２３と、で囲われている。
各液室Ｗには、非圧縮性流体が封入される。

以上のようなゴム弾性体１６は、例えば、図示しない金型内にセットされた内筒１２と中間スリーブ１５との間に溶融ゴムを注入することで形成される。

シールゴム層２５は、外筒１４の内周面に沿って薄肉で連続して形成され、外筒１４の内周面に加硫接着される。シールゴム層２５は、中間スリーブ１５の外周面と外筒１４の内周面との間に介装されて両者の間をシールする。

一対のオリフィス形成部材２０、２０は、樹脂製材料でそれぞれ同一形状に形成される。各オリフィス形成部材２０は、図６（ａ）の内筒側アッシーにおいてその一部を示すように、周方向に略半円状を呈している。オリフィス形成部材２０の両端には、図６（ａ）に示すように、仕切壁１６ｄの係合凹部１６ｅ（図６（ｂ）参照）と係合する係合凸部２２が設けられている。

図６（ａ）に示すように、オリフィス形成部材２０の外周面には、内筒１２の軸方向と平行に延在する縦溝（開口部）２６ａと、溝幅が幅狭で深さが浅い溝からなり周方向に沿って延在するオリフィス通路２６ｂとが形成されている。縦溝２６ａは、オリフィス通路２６ｂの一部に開口している。

オリフィス形成部材２０は、図５に示すように、内壁として、ストッパ部１３に対向する断面略台形状の受け部２１を備えている。受け部２１は、ストッパ部１３に対向する受け面２１ａと、受け面２１ａの上側に連続する上面２１ｂと受け面２１ａの下側に連続する下面２１ｃと、上面２１ｂに連続する上端面２０ａと、下面２１ｃに連続する下端面２０ｂと、を備えて構成されている。

一方の液室Ｗと他方の液室Ｗとは、一対のオリフィス形成部材２０、２０と、ゴム弾性体１６に形成された連通路１６ｆ（図３参照）とを介して連通している。すなわち、一方のオリフィス形成部材２０と他方のオリフィス形成部材２０とは、連通路１６ｆを介してオリフィス通路２６ｂ，２６ｂ同士が互いに連通するように装着される。この結果、一対の液室Ｗ，Ｗ内に封入された非圧縮性流体は、一対のオリフィス形成部材２０、２０を介して一対の液室Ｗ，Ｗ間を相互に流動可能となっている。

本実施形態に係る液封式防振装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
液封式防振装置１０は、図１に示すように、内筒１２の軸方向が上下方向となり、かつ、隔壁部１６ｂ，１６ｂが車体左右方向となるように、サスペンション１のサスペンションアーム２に取り付けられる。

サスペンションアーム２を介してタイヤ５から液封式防振装置１０に対して左右方向の振動（荷重）が付与されると、ゴム弾性体１６が弾性変形する。この弾性変形により一方の液室Ｗと他方の液室Ｗとの間で差圧（液圧差）が発生し、一方の液室Ｗと他方の液室Ｗとの間でオリフィス通路２６ｂを通じて非圧縮性流体が流動する。この非圧縮性流体のオリフィス通路２６ｂの流動によって共振作用が発生し、共振作用に基づいて防振効果が発揮される。つまり、非圧縮性流体がオリフィス通路２６ｂを流動することで減衰作用が発生し、振動が吸収される。同時に、ゴム弾性体１６によるばね特性に基づいて防振効果が発生する。このようなばね特性による防振効果と共振作用による防振効果とが相乗した防振効果が得られる。

また、サスペンションアーム２を介してタイヤ５から液封式防振装置１０に対して上下方向の振動（荷重）が付与されると、ゴム弾性体１６が軸方向に弾性変形する。

また、例えば、車両がカーブ等の曲線路を走行する際、駆動による前後方向の力と遠心力に対抗する路面からの左右方向の摩擦力とによってこじり方向の荷重が入力される（図５参照）。このこじり方向の荷重が入力されると、内筒１２が図５の矢印方向に沿って揺動する。これにより、内筒１２と外筒１４との間に介装されたゴム弾性体１６の隔壁部１６ｂが左右方向に弾性変形する。

以上説明した本実施形態の液封式防振装置１０によれば、内筒１２に形成された縮径部１２ａにゴム弾性体１６の基端部１６ａが固着されるので、内筒１２のその他の外面に基端部１６ａが固着される場合に比べて、内筒１２と外筒１４との間のゴム弾性体１６の自由長を長く形成することができる。

また、隔壁部１６ｂは、基端部１６ａに対する接続位置と中間スリーブ１５に対する接続位置とが軸方向にずれて接続されているので、隔壁部１６ｂが径方向に単に延在して形成されるものに比べて、内筒１２と外筒１４との間のゴム弾性体１６の自由長が長くなる。
したがって、径方向の大型化を回避しつつ、内筒１２と外筒１４との間のゴム弾性体１６の自由長を確保することができる液封式防振装置１０が得られる。

また、上側の隔壁部１６ｂが下側に凸となるように湾曲形成され、下側の隔壁部１６ｂが上側に凸となるように湾曲形成されているので、接続位置が前記のように軸方向にずれて接続されることと相俟って内筒１２と外筒１４との間のゴム弾性体１６の自由長がより長くなる。

また、基端部１６ａと被覆部１３ａとの連結部１８が、断面直線状であるので、被覆部１３ａにおいて仮に歪が生じても、連結部１８により歪が分断され、被覆部１３ａに生じた歪が隔壁部１６ｂに及ぶことが防止される。したがって、耐久性の向上を図ることができる。

また、内筒１２は、中心軸が上下方向となるように配置されているので、軸直角方向（車体左右方向）の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力に対して、自由長が長くされたゴム弾性体１６が弾性変形することによってタイヤから車体に伝達される荷重が好適に抑制される。

１０ 液封式防振装置
１２ 内筒
１２ａ 縮径部
１３ ストッパ部
１３ａ 被覆部
１４ 外筒
１５ 中間スリーブ
１６ ゴム弾性体
１６ａ 基端部
１６ｂ 隔壁部
１８ 連結部
Ｗ 液室

Claims (4)

1. 内筒と、
   前記内筒の外径側に配置される中間スリーブと、
   前記内筒と前記中間スリーブとの間に介装されるゴム弾性体と、
   前記中間スリーブに外挿される外筒と、を備え、振動入力体と車体との間に配置される液封式防振装置であって、
   前記内筒には、縮径部が形成されており、
   前記ゴム弾性体は、前記縮径部に固着される基端部と、前記基端部から前記中間スリーブに向けて延在する隔壁部と、を有しており、
   前記隔壁部は、前記基端部に対する接続位置から軸方向外側にずれた位置にて前記中間スリーブに固着されていることを特徴とする液封式防振装置。
2. 前記隔壁部は、軸方向両側に設けられており、一端側の前記隔壁部は他端側に向けて凸となるように形成され、他端側の前記隔壁部は一端側に向けて凸となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液封式防振装置。
3. 前記内筒を挟んで前記内筒の径方向に設けられる一対の液室と、前記一対の液室内において前記内筒側から径方向外方に突出形成され、前記外筒側の動きを規制するストッパ部と、を備え、
   前記ゴム弾性体は、前記ストッパ部を被覆する被覆部を有しており、
   前記基端部と前記被覆部との連結部は、断面直線状とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液封式防振装置。
4. 前記内筒は、中心軸が上下方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液封式防振装置。

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