JP2016065558A - 液封入式防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化と設備の簡素化とを図ると共に膜部の撓み量のばらつきを抑制することができる液封入式防振装置を提供する。【解決手段】膜部５０は、一側が内筒１０の外面に連結されると共に他側が第１中間筒３０に連結され、膜部５０の他側が液室７０側へ向けて軸方向に押し込まれた状態で外筒２０に縮径加工が施されることで、膜部５０を撓ませて第１中間筒３０が外筒２０に内嵌される。これにより、膜部５０の変形に必要な荷重を小さくできる。よって、設備の簡素化を図ることができる。更に、膜部５０の押し込み量を制御することで、膜部５０の撓み量を規定することができるので、膜部５０の撓み量のばらつきを抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は液封入式防振装置に関し、特に、軽量化と設備の簡素化とを図ると共に膜部の撓み量のばらつきを抑制することができる液封入式防振装置に関するものである。

自動車に使用される液封入式防振装置として、特許文献１には、インナ軸部材（内筒）と、その内筒を外周側から取り囲むアウタ筒部材と、それらインナ軸部材およびアウタ筒部材の間を連結する薄肉壁部（膜部）及び厚肉壁部（脚基体）とを備えた縦型の液封入式防振装置が開示される。

この液封入式防振装置によれば、薄肉壁部（膜部）及び厚肉壁部（脚基体）は、一側がインナ軸部材（内筒）に連結される共に、他側がそれぞれ第１リング部（第１中間筒）及び第２リング部（第２中間筒）に連結されることで、インナ軸部材、両壁部および両リング部が一体とされた成形品が形成される。

この場合、第１リング部および第２リング部は、連結桟によって相互に連結される。成形品は、連結桟を軸方向に塑性変形させ、第１リング部を第２リング部に相対的に接近させた上で、アウタ筒部材（外筒）に内装される。これにより、薄肉壁部（膜部）を撓ませて自由長を確保することができる。

特開２０１３−１４８１９３号公報（例えば、段落００５３、第３図から第６図など）

しかしながら、上述した従来の技術では、連結桟によって第１及び第２リング部（第１及び第２中間筒）を連結するので、その分、重量が嵩むという問題点があった。また、連結桟を塑性変形させる必要があるため、大荷重が必要になり、設備が大型化するという問題点があった。更に、塑性変形量にばらつきが発生しやすいため、薄肉壁部（膜部）の撓み量がばらつきやすいという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、軽量化と設備の簡素化とを図ると共に膜部の撓み量のばらつきを抑制することができる液封入式防振装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

請求項１記載の液封入式防振装置によれば、膜部は、一側が内筒の外面に連結されると共に他側が第１中間筒に連結され、膜部の他側が液室側へ向けて軸方向に押し込まれた状態で外筒に縮径加工が施されることで、第１中間筒が外筒に内嵌されるので、膜部を撓ませて自由長を確保できる。その結果、膜部の耐久性の向上を図ることができる。

請求項２記載の液封入式防振装置によれば、請求項１記載の液封入式防振装置の奏する効果に加え、成形品が外筒に内装された状態では、膜部の他側の少なくとも一部が外筒の軸方向端面よりも外方に突出されるので、かかる膜部の他側が軸方向に押し込まれた状態で外筒に縮径加工が施され、第１中間筒が外筒に内嵌されることで、膜部の自由長をより大きく確保することができる。

請求項３記載の液封入式防振装置によれば、請求項１又は２に記載の液封入式防振装置の奏する効果に加え、膜部の他側には、前記液室と反対側となる外面に平坦面が形成されるので、膜部を軸方向へ押し込む際には、平坦面を押圧面として機能させることができ、押し込み作業の作業性の向上を図ることができる。また、外筒に縮径加工を施す際には、平坦面を保持面として機能させ、膜部の変位を規制することができるので、膜部の撓み量のばらつきを抑制することができる。

請求項４記載の液封入式防振装置によれば、請求項３記載の液封入式防振装置の奏する効果に加え、平坦面は、第１中間筒の内面に連なると共に軸方向に直交する面として形成されるので、平坦面を押圧面として利用して膜部を軸方向へ安定して押し込むことができる。また、外筒に縮径加工を施す際には、平坦面により膜部の軸方向への変位を規制しつつ、第１中間筒の内面を利用して膜部の径方向への変位を規制することができる。その結果、作業性の向上と膜部の撓み量の安定化とを図ることができる。

（ａ）は、第１実施形態における液封入式防振装置の上面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における液封入式防振装置の断面図である。 （ａ）は、成形品の断面図であり、（ｂ）は、縮径加工前の外筒およびその外筒に挿入された成形品の断面図である。 （ａ）は、図２（ｂ）の成形品の膜部を下方に押し込んだ状態における成形品および外筒の断面図であり、（ｂ）は、縮径加工後の外筒及び成形品の断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１を参照して第１実施形態における液封入式防振装置１００について説明する。図１（ａ）は、第１実施形態における液封入式防振装置１００の上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における液封入式防振装置１００の断面図である。

図１に示すように、液封入式防振装置１００は、車体フレーム側又は、エンジン側の一方に固定される円筒状の内筒１０と、その内筒１０を同心状に取り囲むと共に、車体フレーム側又は、エンジン側の他方に固定される円筒状の外筒２０と、その外筒２０の軸方向両端の内面に内嵌される円筒状の第１中間筒３０及び第２中間筒４０と、内筒１０及び第１中間筒３０の間に加硫成型により介設される膜部５０と、その膜部５０との間に液室７０を形成する脚基体５１とを備えて構成される。

内筒１０には、その軸方向略中央に、径方向外側（軸直角方向）へ突出した第１突出部１１が軸方向視楕円状に形成される。第１突出部１１の下方（図１（ｂ）下側）には、径方向外側（軸直角方向）に突出した第２突出部１２が、軸方向視円環状に形成される。また、第１突出部１１及び第２突出部１２の連結部分には、内筒凹部１３が形成される。

第１突出部１１は、その突出先端が外筒２０の内面と所定の間隔を隔てて形成され、後述する仕切り体５２で覆われる。第１突出部１１の突出先端が、仕切り体５２を介して外筒２０の内面に当接することで、外筒２０に対する内筒１０の径方向への相対変位を規制できる。

また、第１突出部１１の突出寸法は、径方向によって異なって形成され、第１の方向（図１（ｂ）右側）よりも第２の方向（図１（ｂ）左側）が長く形成される。

第２突出部１２は、第１突出部１１よりも下方（図１（ｂ）下側）から径方向外側へ同一の突出寸法で突出して形成され、軸方向視円環状に形成される。

内筒凹部１３は、第１突出部１１及び第２突出部１２に連なって形成される。即ち、第１突出部１１及び第２突出部１２の側面を利用して凹部が形成されるので、内筒凹部１３の深さ寸法を大きくしつつ、内筒１０の厚み寸法（内筒１０の内面から内筒凹部１３の底面までの径方向寸法）を確保して内筒１０の剛性を図ることができる。

外筒２０は、その軸方向両端を径方向内方に折り返され、外筒湾曲部２１（図１（ｂ）下側）及びかしめ部２２（図１（ｂ）上側）が形成される。外筒湾曲部２１は、かしめ部２２よりも大きな半径で形成され、第２中間筒４０が軸方向へ移動して抜け出ることを防止する。かしめ部２２は、第１中間筒３０が軸方向へ移動して抜け出ることを防止する。なお、外筒２０の外周面には、貫通孔が穿設されており、かかる貫通孔を介して、シリコンオイルやエチルグリコール等の液体が公知の真空引きによる充填方法により、液室７０に充填される。貫通穴は、液体の充填後にリベットにより封止される。

第１中間筒３０は、内筒１０及び外筒２０と同心状に配設され、外筒２０が縮径加工されることで、外筒２０の内面に内嵌される。

第２中間筒４０は、第１中間筒３０と外径寸法が同一に形成されて、外筒２０に内嵌される内嵌部４２と、外筒湾曲部２１よりも径方向内方へ向けて張り出して形成される張出部４３と、内嵌部４２及び張出部４３の間に介設され、断面円弧上に湾曲して形成される中間筒湾曲部４１を備えて形成される。第２中間筒４０は、内筒１０及び外筒２０と同心状に配設され、外筒２０が縮径加工されることで、外筒２０の内面に内嵌される。

第２中間筒湾曲部４１は、外筒湾曲部２１よりも小さな半径で形成され、第２中間筒湾曲部４１の外周面および外筒湾曲部２１の内面の形状が略同一に形成される。これにより、第２中間筒湾曲部４１の外周面は、外筒湾曲部２１の内面と当接した状態で配設される。その結果、外筒２０及び第２中間筒４０の間の当接面積を確保して、軸方向への抜け強度を高めることができる。

膜部５０は、軸方向視円環状に形成されるゴム状弾性体であり、内筒１０の外面と第１中間筒３０の内面との間に介設される。また、膜部５０は、径方向外側端部上面に軸方向と直交する平坦面５６が外周端部に亘って形成される。後述するように、膜部５０は、径方向に沿って断面波形状に撓んで形成される。即ち、膜部５０の自由長を長くして、膜部５０の耐久性を向上できる。

脚基体５１は、軸方向視円環状に形成されるゴム状弾性体であり、膜部５０よりも軸方向に断面が厚く形成され、径方向内側から外側に向かって下方（図１（ｂ）の下方）に傾斜して形成される。また、脚基体５１は、内筒１０の第２突出部１２と第２中間筒４０の内面および端面との間に加硫接着される。よって、第２突出部１２の分、脚基体５１の径方向の寸法を短く形成できる。これにより、脚基体５１のばね定数を大きくして、脚基体５１の耐久性を向上できる。また、第２突出部１２の径方向外側へ突出する距離によって脚基体５１のばね定数を変更できる。

脚基体５１は、第２中間筒４０の張出部４３及び第２中間筒湾曲部４１に連結される。よって、内筒１０が外筒２０に対して軸方向へ相対変位される際に、脚基体５１のひずみに軸方向成分を持たせることができ、その分、脚基体５１のばね定数を高くすることができる。その結果、脚基体５１の耐久性を向上できる。

また、第２中間筒４０に張出部４３及び第２中間筒湾曲部４１を設け、これら張出部４３及び第２中間筒湾曲部４１を利用して、軸方向成分を持たせることで、ばね定数を大きくするので、これと同等のばね定数を内嵌部４２のみにより発生させる場合と比較して、第２中間筒４０の軸方向寸法（図１（ｂ）及び図２の上下方向寸法）を小さくできる。よって、その分、ばね定数を維持しつつ、液封入式防振装置１００の軸方向寸法の小型化を図ることができる。

さらに、脚基体５１は、第２中間筒４０の内嵌部４２及び張出部４３の内面と端面とに加硫接着される。これにより、脚基体５１及び第２中間筒４０の連結面積を確保して連結強度を高めることができる。

ここで、上述したように、張出部４３は、外筒湾曲部２１よりも径方向内方に張り出して形成される。これにより、内筒１０及び外筒２０の大変位の入力時に脚基体５１が、外筒２０の外筒湾曲部２１の端部に接触することを抑制できる。その結果、接触による脚基体５１の破損を防止して、耐久性の向上を図ることができる。

仕切り体５２は、第１突出部１１を覆設するゴム状弾性体であり、膜部５０及び脚基体５１に連なって形成される。仕切り体５２は、液室７０を第１室７０ａ及び第２室７０ｂに区画する。第１室７０ａは、外筒２０、膜部５０及び仕切り体５２によって区画されて形成される。第２室７０ｂは、外灯２０、脚基体５１及び仕切り板５２によって区画されて形成される。

仕切り体５２の径方向外側先端は、第１の方向（図１（ｂ）左側、例えば車両前後方向）で外筒２０の内面に当接し、第２の方向（図１（ｂ）右側、例えば車両左右方向）で外筒２０の内面と所定の間隔を隔てた軸方向視楕円状に形成される。即ち、第１の方向では、第１室７０ａ及び第２室７０ｂを連通不可能に区画する。一方、第２の方向では、第１室７０ａ及び第２室７０ｂを連通する連通路７１が形成される。また、仕切り体５２及び脚基体５１の連結部分には、径方向内方に向けて凹設される断面円弧上の連結部凹部５３が内筒凹部１３を覆設して形成される。また、仕切り体５２及び脚基体５１の連結部分には、径方向内方に向けて凹設される断面円弧上の連結部凹部５３が内筒凹部１３を覆設して形成される。

連通路７１は、第１室７０ａ及び第２室７０ｂを連結する通路であり、第２の方向（図１（ｂ）右側）に内筒１０を挟んだ一対が形成される。これにより、内筒１０及び外筒２０が軸方向へ相対変位して、第１室７０ａ及び第２室７０ｂの内圧が変動すると、それら液室の内圧を均一にするため、液室内部の液体が連通路７１を流通する。その結果、液体の流動抵抗によって減衰効果を得ることができる。

ここで、第１突出部１１及び仕切り体５２を内筒１０と別体で形成して、外筒２０の内面に径方向内方へ突出する部位として組み付けることも考えられるが、この場合には、膜部５０を内筒１０と別体で形成して、第１突出部１１及び仕切り体５２を外筒２０の内面に挿入したあと、膜部５０を内筒１０と外筒２０との間に挿入する必要がある。そのため、部品点数が多くなり、組み付け性が悪くなる。

これに対し、本実施形態では、内筒１０に第１突出部１１が形成され、膜部５０、脚基体５１、仕切り体５２及び連結部凹部５３が一体のゴム状弾性体で形成される。よって、液封入式防振装置１００は、内筒１０にそれらゴム状弾性体を一体に加硫成型して、外筒２０の内側に成形品を挿入して形成できるので、部品点数が少なくみ付け性が良い。また、膜部５０、脚基体５１、仕切り体５２及び連結部凹部５３が一体のゴム状弾性体で形成されるので、部品点数を削減して、製品コストを削減することができる。

しかしながら、仕切り体５２及び脚基体５１を一体に形成すると、脚基体５１の変形によって仕切り体５２及び脚基体５１の間に応力が集中し、部品の破損につながる恐れがある。また、脚基体５１及び仕切り体５２の挙動を連結部が伝達して、相手の変形の影響を互いに受ける。

これに対し、本実施形態では、脚基体５１及び仕切り体５２の間に連結部凹部５３が形成されるため、仕切り体５２及び脚基体５１の間の応力集中を連結部凹部５３の凹みにより緩和して、耐久性の向上を図ることができる。また、仕切り体５２と脚基体５１との挙動をそれぞれ独立したものとして、相手の変形の影響を互いに受けにくくできる。その結果、連通路７１の断面積が変化することを抑制することができる。

さらに、上述したように、連結部凹部５３は、内筒凹部１３を覆設して形成される。これにより、連結部凹部５３の深さ寸法を確保することができる。これにより、仕切り体５２及び脚基体５１の連結部分における耐久性と互いの挙動を独立させる効果とを高めることができる。

次いで、図２及び図３を参照して、液封入式防振装置１００の製造方法を説明する。図２（ａ）は、成形品の断面図であり、図２（ｂ）は、縮径加工前の外筒２０及びその外筒２０に挿入された成形品の断面図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）の成形品の膜部５０を下方に押し込んだ状態における成形品および外筒２０の断面図であり、図３（ｂ）は、縮径加工後の外筒２０及び成形品の断面図である。なお、図２及び図３は、図１（ｂ）と対応する。また、図２（ｂ）及び図３（ａ）では、理解を容易とするために、縮径加工前の外筒２０の内径（即ち、外筒２０と第１中間筒３０及び第２中間筒４０との間の隙間）を実際より大きくして図示する。

初めに、図２（ａ）に示すように、内筒１０と第１中間筒３０及び第２中間筒４０との間が膜部５０及び脚基体５１により連結されると共に膜部５０及び脚基体５１と一体に仕切り体５２が内筒１０に連結された成形品を加硫成型する。

縮径加工前の外筒２０は、第１中間筒３０及び第２中間筒４０の外径よりも内径が大きく形成された円筒状の筒であり、軸方向他側の端部に外筒湾曲部２１が形成される。よって、図２（ｂ）に示すように、成形品が外筒２０の軸方向一側（図２（ｂ）上方）から外筒２０の内側に挿入されると、中間筒湾曲部４１の外面が外筒湾曲部２１の内面と当接して配設される。これにより、外筒２０に対して成形品を軸方向に位置決めして配設できる。

ここで、後述するかしめ加工前の外筒２０の軸方向の長さ寸法は、図２（ｂ）に示すように成形品の軸方向の長さ寸法よりも小さく設定されている。そのため、成形品は、第１中間筒３０の端面が外筒２０の一側の端面よりも上方（図２（ｂ）の上方）に突出する。

よって、図３（ａ）に示すように、膜部５０に形成した平坦面５６を軸方向一側から他側に押すことで、第１中間筒３０を外筒２０の内側に挿入する。これにより、膜部５０が断面波形状に撓んで形成される。

図３（ａ）に示すように、膜部５０の平坦面５６が軸方向一側から他側に押し込まれ、第１中間筒３０が外筒２０の内側に挿入されると、その状態（平坦面５６が外筒２０の内側に押し込まれた状態）を維持しつつ、図３（ｂ）に示すように、外筒２０が縮径加工される。これにより、第１中間筒３０及び第２中間筒４０が外筒２０の内側に嵌合される。

ここで、平坦面５６は、第１中間筒３０に連なると共に軸方向に直交する面として形成されるので、膜部５０を軸方向へ安定して押し込むことができる。

さらに、外筒２０が縮径加工される際には、平坦面５６を保持面として機能させることで、膜部５０の軸方向への変位を規制することができ、膜部５０の撓み量のばらつきを抑えることができる。また、第１中間筒３０の内面を利用して、膜部５０の径方向の変位を規制することで第１中間筒３０の芯出しができ、作業性を向上できる。

次に、外筒２０の軸方向他側が径方向内側に折り返されてかしめられて、かしめ部２２が形成される（図１（ｂ）参照）。これにより、上述したように、第１中間筒３０が、外筒２０から移動して抜け出ることを防止できる。即ち、成形品が外筒２０の内側から抜け出ることを防止できる。

最後に、外筒２０の貫通孔を介して、シリコンオイルやエチルグリコール等の液体が内部に充填される。また、貫通孔は、リベットにより封止される。以上の製造方法により液封入式防振装置１００は、製造される。

ここで、膜部５０は、内筒１０、第１中間筒３０及び第２中間筒４０を一体に加硫成型する場合に断面波形状で形成することも考えられるが、この場合、加硫成形するための加硫金型において、加入成型後の膜部５０を加硫金型から脱着することが困難となり現実的ではない。

これに対し、本実施形態では、膜部５０を径方向内側から外側に向かって上方（図３（ａ）及び図３（ｂ）の上方）に伸展させた形状で加硫成型されるため、加硫金型の脱着性を確保できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の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形が可能であることは容易に推察できるものである。

上記各実施形態では、第１突出部１１の突出寸法が突出方向によって異なって形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、その突出寸法を同一に形成しても良い。

上記各実施形態では、第２突出部１２の突出寸法が同一に形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、その突出寸法を突出方向によって異なって形成しても良い。これにより、ばね定数に方向性を持たせることができる。

上記各実施形態では、脚基体５１が、第２中間筒４０の張出部４３の端面に連結される場合を説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、脚基体５１が、張出部４３の外面に回り込んで接着されていても良い。この場合であっても、張出部４３の端部は、外筒２０の外筒湾曲部２１よりも径方向内方に位置するため、脚基体５１が、外筒湾曲部２１と接触することはない。

上記各実施形態では、縮径加工前の外筒２０の内側に成型品が挿入されると第１中間筒３０の一部が外筒２０の一側の端面よりも上方（図２（ｂ）の上方）に突出する場合を説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、成形品の軸方向の長さ寸法を大きく形成して第１中間筒３０の全体が外筒２０の一側の端面よりも上方（図２（ｂ）の上方）に突出しても良い。

１００ 液封入式防振装置
１０ 内筒
２０ 外筒
３０ 第１中間筒
４０ 第２中間筒
５０ 膜部
５１ 脚基体
５６ 平坦面
７０ 液室
７０ａ 第１室
７０ｂ 第２室
７１ 連通路

Claims (4)

1. 内筒と、その内筒を外周側から取り囲む外筒と、それら内筒および外筒の間を連結する膜部と、その膜部との間に液室を形成すると共に前記内筒および外筒の間を連結し前記膜部よりも厚肉に形成される脚基体と、前記液室を前記膜部側の第１室および前記脚基体側の第２室に仕切る仕切り体と、前記第１室および第２室を連通させる連通路とを備える液封入式防振装置において、
   前記外筒に内嵌される第１中間筒を備え、
   前記膜部は、一側が前記内筒の外面に連結されると共に他側が前記第１中間筒に連結され、前記膜部の他側が前記液室側へ向けて軸方向に押し込まれた状態で前記外筒に縮径加工が施されることで、前記第１中間筒が前記外筒に内嵌されることを特徴とする液封入式防振装置。
2. 前記内筒および第１中間筒の間が前記膜部によって連結された成形体が前記外筒に内装された状態では、前記膜部の他側の少なくとも一部が前記外筒の軸方向端面よりも外方に突出され、前記膜部の他側が前記液室側へ向けて軸方向に押し込まれた状態で前記外筒に縮径加工が施されることで、前記第１中間筒が前記外筒に内嵌されることを特徴とする請求項１記載の液封入式防振装置。
3. 前記膜部の他側には、前記液室と反対側となる外面に平坦面が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液封入式防振装置。
4. 前記平坦面は、前記第１中間筒の内面に連なると共に軸方向に直交する面として形成されることを特徴とする請求項３記載の液封入式防振装置。

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