JP2016130538A

JP2016130538A - 防振装置

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Publication number: JP2016130538A
Application number: JP2015004258A
Authority: JP
Inventors: 晃教金子; Akinori Kaneko
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2035-01-13
Also published as: CN107110266B; EP3246591B1; WO2016113792A1; US10215249B2; EP3246591A1; JP6431380B2; CN107110266A; US20170343072A1; EP3246591A4

Abstract

【課題】外筒部材の耐久性が向上された、防振装置を提供する。
【解決手段】この発明の防振装置１は、平板状部材を円筒状に巻いてなる外筒部材９と、外筒部材の内周側に配置され、外筒部材に弾性部材１４を介して連結されるとともに、振動発生部及び振動受け部のうちいずれか一方に連結される、内側取付部材１１と、外筒部材を振動発生部及び振動受け部のうち他方に連結するロッド部３０と、を備え、外筒部材は、平板状部材における外筒部材の周方向両側の端面どうしが対向する、合わせ部６０を有しており、合わせ部のうちの少なくとも一部には、接合が施された接合部６１が形成されており、ロッド部は、合わせ部に重ならないように外筒部材の外周面に連結されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば自動車等に用いられる防振装置に関するものである。

従来の防振装置として、平板材に巻き加工を施して巻回することで巻きパイプとして形成された円筒状の外筒部材（第１円筒部材）と、外筒部材に連結されるロッド部（ブラケット部材）と、外筒部材に圧入保持される第１防振部材と、を備え、平板材における外筒部材の周方向両端の端面どうしが対向する、外筒部材の合わせ部（つなぎ部）が、外筒部材の軸線方向に沿って延在しており、ロッド部の、外筒部材に連結される端面（突き当て部）を、外筒部材の周方向に沿うように指向させた状態で、合わせ部に重なるように外筒部材の外周面に溶接させたものがある（例えば、特許文献１）。

特開2005-299898号公報

しかしながら、特許文献１に記載の防振装置では、ロッド部の軸線方向での荷重入力に対して、外筒部材の合わせ部近傍に応力が集中することとなるが、合わせ部に沿う溶接部の長さが十分に確保されていないことから、外筒部材の合わせ部近傍での耐久性について、改善の余地があった。

この発明は、上述した課題を解決するためのものであり、外筒部材の耐久性が向上された、防振装置を提供することを目的とするものである。

この発明の防振装置は、平板状部材を円筒状に巻いてなる外筒部材と、前記外筒部材の内周側に配置され、前記外筒部材に弾性部材を介して連結されるとともに、振動発生部及び振動受け部のうちいずれか一方に連結される、内側取付部材と、前記外筒部材を振動発生部及び振動受け部のうち他方に連結するロッド部と、を備え、前記外筒部材は、前記平板状部材における前記外筒部材の周方向両側の端面どうしが対向する、合わせ部を有しており、前記合わせ部のうちの少なくとも一部には、接合が施された接合部が形成されており、前記ロッド部は、前記合わせ部に重ならないように前記外筒部材の外周面に連結されていることを特徴とする。
この発明の防振装置によれば、外筒部材の耐久性を向上できる。

この発明の防振装置において、前記合わせ部は、前記外筒部材と前記ロッド部の中心軸線とが交差する位置から前記外筒部材の周方向に沿って３５〜６５°離れた、前記外筒部材の周方向の角度範囲内にあると、好適である。
この構成によれば、外筒部材の耐久性をさらに向上できる。

この発明の防振装置において、前記合わせ部を前記外筒部材の外周側から観たときに、前記合わせ部のうち前記接合部が形成された部分は、少なくとも一部で、前記外筒部材の軸線方向と交差する方向に延在していると、好適である。この構成によれば、外筒部材の耐久性をさらに向上できる。

この発明によれば、外筒部材の耐久性が向上された、防振装置を提供できる。

この発明の防振装置の一実施形態を示す斜視図である。図１の防振装置のブラケットを示す斜視図である。図１の防振装置のブラケットを示す平面図である。

以下に、図面を参照しつつ、この発明に係る防振装置の実施形態を例示説明する。

図１及び図２は、この発明の防振装置の一実施形態を示している。本実施形態の防振装置１は、車両用のトルクロッドとして構成されており、図１に示すように、第１ブッシュ３１と、第２ブッシュ３２と、第１ブッシュ３１及び第２ブッシュ３２どうしを連結するロッド部３０と、を備えている。

第１ブッシュ３１は、第１外筒部材９（外筒部材）と、第１外筒部材９の内周面に圧入された中間筒部材１０と、第１外筒部材９及び中間筒部材１０よりも内周側に配置される第１内側取付部材１１（内側取付部材）と、中間筒部材１０の内周面と第１内側取付部材１１の外周面とに加硫接着等により固定された本体弾性体１４と、を備えている。
本例では、第１内側取付部材１１を、本体弾性体１４及び中間筒部材１０を介して第１外筒部材９に連結しているが、中間筒部材１０を省略して、本体弾性体１４を、第１外筒部材９の内周面と第１内側取付部材１１の外周面とに加硫接着等により固定することで、第１内側取付部材１１を、本体弾性体１４のみを介して第１外筒部材９に連結してもよい。
第１内側取付部材１１は、本例では円筒状に形成されているが、その他、任意の外周面形状をもつ筒状に形成されてもよいし、あるいは、任意の外周面形状をもって中実に形成されてもよい。

第２ブッシュ３２は、本例では、第１ブッシュ３１よりも小径である。第２ブッシュ３２は、円筒状の第２外筒部材２２と、第２外筒部材２２の内周側に配置され、第２外筒部材２２に弾性部材２４を介して連結される、円筒状の第２内側取付部材２１と、を備えている。なお、第２ブッシュ３２も、第１ブッシュ３１と同様に、第２外筒部材２２と弾性部材２４との間に第２中間筒部材を備えてもよい。

第１外筒部材９、ロッド部３０、及び第２外筒部材２２は、互いに溶接により固定されており、ブラケット４０を構成している。

第１内側取付部材１１は、振動発生部（エンジン等）及び振動受け部（車体等）のうち一方に連結される。一方、第１外筒部材９は、ロッド部３０、第２外筒部材２２、及び第２内側取付部材２１等を介して、振動発生部及び振動受け部のうち他方に連結される。
なお、本例において、ロッド部３０は、第１ブッシュ３１（より具体的には、第１外筒部材９の外周面）に連結された端部とは反対側の端部が、第２ブッシュ３２に連結されているが、ロッド部３０の、第１ブッシュ３１に連結された端部とは反対側の端部は、第２ブッシュ３２以外の、振動発生部及び振動受け部のうち他方に連結された、任意のものに連結されてもよい。
ロッド部３０は、例えば車両の前後方向等、車両の任意の方向に延在させてよい。

なお、以下では、説明の便宜上、第１外筒部材９の中心軸線Ｃ１に沿う方向（以下、「第１外筒部材９の軸線方向」ともいう。）をＺ軸方向とし、ロッド部３０の中心軸線Ｃ２に沿う方向（以下、「ロッド部３０の軸線方向」ともいう。）をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＹ軸方向の両方に垂直な方向をＹ軸方向とする。

図１の例では、第１外筒部材９の軸線方向（Ｚ軸方向）と、第２外筒部材２２の軸線方向とが、互いに垂直であるが、両者は互いに対して任意の方向を向いてよい。

図１の例において、第１ブッシュ３１は、第１内側取付部材１１を（中間筒部材１０を介して）第１外筒部材９に接続する、図の例ではＹ軸方向両側に一対の、本体弾性体１４に加えて、（中間筒部材１０を介して）第１外筒部材９に固定された、図の例ではＸ軸方向両側の、ストッパ弾性体１５、１６を、さらに備えている。ストッパ弾性体１５、１６は、それぞれ空洞部１７、１８を介して、第１外筒部材９の径方向に、第１内側取付部材１１と対向する。なお、本例において、一対の本体弾性体１４どうしは、互いに一体的に連結されている。
図１の例では、本体弾性体１４とストッパ弾性体１５、１６とが、中間筒部材１０に固着された薄い弾性体部分を介して繋がって形成されているが、両者は互いに独立して変形可能であり、本体弾性体１４の防振機能は、ストッパ弾性体１５、１６に影響されない。
ただし、本体弾性体１４は、第１内側取付部材１１を、中間筒部材１０を介して、あるいは中間筒部材１０を介さずに、第１外筒部材９に連結するものである限り、上述のような構成以外の任意の構成を有することができる。

本例において、ロッド部３０は、円筒状に形成されており、これにより、例えば中実に構成される場合に比べて、コストを下げることができる。ただし、ロッド部３０は、円筒状以外にも、任意の外周面形状をもつ筒状に形成されてもよいし、あるいは、任意の外周面形状をもって中実に形成されてもよい。

本実施形態において、第１外筒部材９は、鋼板等の平板状部材をロール成形により円筒状に巻いて形成されており、平板状部材における第１外筒部材９の周方向両側の端面どうしが対向（図の例では当接）する、合わせ部６０を有している。合わせ部６０は、第１外筒部材９における、第１外筒部材９の軸線方向の全長にわたって延在している。
なお、「平板状部材における第１外筒部材９の周方向両側の端面」とは、平板状部材において、ロール成形により互いに対向（又は当接）されることとなる一対の端面を指しているにすぎず、これら一対の端面どうしが互いに対向する方向（合わせ部６０の延在方向にほぼ直交する方向）は、任意の方向でよい。

図２の例では、合わせ部６０が、その全長にわたって、第１外筒部材９の軸線方向に沿って延在している。ただし、合わせ部６０を第１外筒部材９の外周側から観たときに、合わせ部６０は、任意の方向へ延在してよく、また、本例のようにまっすぐ直線状に延在する場合以外にも、湾曲しながら延在したり、１箇所以上で屈曲しながら延在してもよい。

本実施形態では、合わせ部６０のうち少なくとも一部（図２の例では合わせ部６０における、合わせ部６０の延在方向の中間部分のみ）に、その第１外筒部材９の外周面側で、溶接が施された接合部６１が形成されており、また、ロッド部３０の軸線方向一方側の端面が、合わせ部６０に重ならないように、第１外筒部材９の外周面に連結されている。より具体的に、図２の例では、合わせ部６０に形成された接合部６１が、第１外筒部材９の軸線方向に沿って延在しており、接合部６１の延在方向の両端が、それぞれ、第１外筒部材９の軸線方向のそれぞれ対応する端に至る手前に位置している。
ただし、合わせ部６０のうち、全部又は任意の一部分に、接合部６１を形成してよい。

図２の例では、ロッド部３０の、第１外筒部材９側の端部の外周面にもまた溶接が施された接合部６２が形成され、当該外周面が、その全周にわたって、第１外筒部材９の外周面と、当該接合部６２により、接合されている。

また、図２の例では、第２外筒部材２２が、鋼板等の平板状部材をロール成形により略円筒状に巻いて形成されており、合わせ部６３を有している。第２外筒部材２２の合わせ部６３は、その全長にわたって、第２外筒部材２２の軸線方向（Ｙ軸方向）に沿って延在している。ロッド部３０の第２外筒部材２２側の端面は、第２外筒部材２２の合わせ部６３に重ならないように、第２外筒部材２２の外周面に連結されている。そして、第２外筒部材２２の合わせ部６３のうち、合わせ部６０の延在方向の中間部分のみが、接合部６４により接合されている。また、ロッド部３０の、第２外筒部材２２側の端部の外周面が、その全周にわたって、第２外筒部材２２の外周面と、接合部６５により接合されている。

防振装置１を製造する際には、例えば、まず、平板状部材を略円筒状に巻いて第１外筒部材９を形成し、第１外筒部材９の合わせ部６０のうちの少なくとも一部に、溶接が施された接合部６１を形成する。また、ロッド部３０の軸線方向一方側の端面を第１外筒部材９の外周面に重ねて、ロッド部３０の、第１外筒部材９側の端部の外周面を、第１外筒部材９の外周面と、溶接により接合して接合部６２を形成する。一方、第２外筒部材２２側についても、同様にして、平板状部材を略円筒状に巻いて第２外筒部材２２を形成し、第２外筒部材２２の合わせ部６３のうちの少なくとも一部に、溶接が施された接合部６４を形成する。また、ロッド部３０の軸線方向他方側の端面を第２外筒部材２２の外周面に連結して、ブラケット４０を得る。その後、第１外筒部材９の内周面に、第１内側取付部材１１と中間筒部材１０とを本体弾性体１４により連結したものを圧入し、第１ブッシュ３１を得る。また、同様にして、第２外筒部材２２の内周面に、第２内側取付部材２１及び第２弾性部材２４を圧入して、第２ブッシュ３２を得て、防振装置１を得る。
ただし、防振装置１をその他の方法により製造してもよい。

仮に、ロッド部３０を合わせ部６０に重なるように第１外筒部材９の外周面に連結させる場合、合わせ部６０のうちロッド部３０の端面と重なる部分に接合部６１を形成しようとすると、ロッド部３０の第１外筒部材９への連結強度を充分に得ることができず、好ましくない。また、合わせ部６０のうちロッド部３０よりもロッド部３０の内周側にある部分に接合部６１を形成しようとすると、その分、溶接の手間及び時間が増えるため、好ましくない。よって、この場合、溶接の強度や溶接のし易さを考慮すると、合わせ部６０のうちロッド部３０の外周面よりも外側に延在する部分のみに、接合部６１が形成されることが好ましいが、一方、それでは接合部６１の延在長さを十分に確保することができない。
これに対し、本実施形態によれば、ロッド部３０が、合わせ部６０に重ならないように第１外筒部材９の外周面に連結されているので、例えばロッド部３０を合わせ部６０に重なるように第１外筒部材９の外周面に連結させた場合に比べて、合わせ部６０に形成される接合部６１の延在長さをより長く確保することができる。これにより、合わせ部６０の接合強度を向上できるとともに、ロッド部３０の軸線方向の荷重入力に対する、合わせ部６０近傍やロッド３０の第１外筒部材９側の端部近傍での、応力の集中を抑制できる。このようにして、本実施形態によれば、第１外筒部材９の耐久性を向上できる。また、第１外筒部材９の耐久性を向上できることにより、第１外筒部材９やロッド部３０の板厚や材質の変更による、防振装置の軽量化及び低コスト化も可能になる。

本実施形態による上記の効果を確認するために、図２の例のブラケット４０と、比較例のブラケット（図示せず）とについて、解析により性能を評価した。比較例のブラケットは、合わせ部６０を、その全長にわたって、第１外筒部材９の軸線方向に沿って延在させるとともに、ロッド部３０を合わせ部６０に重なるように第１外筒部材９の外周面に連結させ、合わせ部６０のうち、ロッド部３０の外周面よりも外側に延在している部分のみに、その第１外筒部材９の外周面側で、接合部６１を形成した点のみ、図２の例のブラケット４０と異なるものとした。そして、図２の例及び比較例の各ブラケットに、それぞれ、同じ大きさの荷重をロッド部３０の軸線方向に入力し、そのときにロッド３０の第１外筒部材９側の端部近傍に生じた応力を比較した。その結果、図２の例のブラケット４０の、ロッド３０の第１外筒部材９側の端部近傍に生じた応力は、比較例のブラケットの、ロッド３０の第１外筒部材９側の端部近傍に生じた応力の０．５０倍であった。また、図２の例のブラケット４０の合わせ部６０のほうが、比較例のブラケットの合わせ部６０よりも、接合部６１の延在長さがより長いので、より高い合わせ部６０の接合強度を得ることができた。これにより、図２の例のブラケット４０のほうが、比較例のブラケットよりも、より高い第１外筒部材９の耐久性を得ることができた。

なお、図３に示すように、第１外筒部材９の合わせ部６０は、第１外筒部材９とロッド部３０の中心軸線Ｃ２とが交差する位置Ｐ１、Ｐ２から第１外筒部材９の周方向に沿って３５〜６５°離れた、第１外筒部材９の周方向の角度範囲Ａ１、Ａ２内にあることが、好ましい。より具体的に、第１外筒部材９の合わせ部６０は、第１外筒部材９の中心軸線Ｃ１に対してロッド部３０側で、第１外筒部材９とロッド部３０の中心軸線Ｃ２とが交差する第１位置Ｐ１から、第１外筒部材９の周方向に沿い、該周方向両側に向かってそれぞれ３５°離れた周方向位置から６５°離れた周方向位置までにわたる、第１外筒部材９の周方向に沿う一対の第１角度範囲Ａ１と、第１外筒部材９の中心軸線Ｃ１に対してロッド部３０とは反対側で、第１外筒部材９とロッド部３０の中心軸線Ｃ２とが交差する第２位置Ｐ２から、第１外筒部材９の周方向に沿い、該周方向両側に向かってそれぞれ３５°離れた周方向位置から６５°離れた周方向位置までにわたる、第１外筒部材９の周方向に沿う一対の第２角度範囲Ａ２との、計４つの角度範囲のうち、いずれか１つの角度範囲内に収まっていることが、好ましい。なお、「第１外筒部材９の周方向の角度範囲Ａ１、Ａ２」とは、第１外筒部材９の中心軸線Ｃ１を中心とする円周に沿う角度範囲を指す。
ロッド部３０の軸線方向での荷重の入力に対しては、第１外筒部材９のうち、ロッド部３０の中心軸線Ｃ２と交差する位置Ｐ１、Ｐ２の近傍部分と、その交差位置Ｐ１、Ｐ２から第１外筒部材９の周方向に沿い、該周方向両側に向かってそれぞれ９０°離れた周方向位置Ｐ３、Ｐ４の近傍部分との、計４つの周方向部分に、応力が特に集中する。合わせ部６０を、応力が比較的集中しにくい第１角度範囲Ａ１又は第２角度範囲Ａ２内に配置することにより、ロッド部３０の軸線方向での荷重入力に対して合わせ部６０の近傍に生じる応力を、さらに抑制できる。これにより、第１外筒部材９の耐久性を向上できる。

上記のことを確認するために、図２の例のブラケット４０と同様の構成をそれぞれ有するとともに、第１外筒部材９における合わせ部６０の周方向位置のみが互いに異なる、複数のブラケットについて、解析により性能を評価した。具体的には、各ブラケットに、それぞれ、同じ大きさの荷重をロッド３０の軸線方向に入力し、そのときに合わせ部６０近傍に生じた応力を比較した。その結果を、次の表１に示す。表１において、「角度」とは、第１外筒部材９の中心軸線Ｃ１に対してロッド部３０側で、第１外筒部材９とロッド部３０の中心軸線Ｃ２とが交差する第１位置Ｐ１から、合わせ部６０の位置までの、第１外筒部材９の周方向に沿う角度を指す。表１の「応力」は、上記「角度」が５０°である場合の応力値を１．０としたときの、他の角度における応力値を、相対的な指数値で表した。

表１の結果から、第１外筒部材９の中心軸線Ｃ１に対してロッド部３０側で、第１外筒部材９とロッド部３０の中心軸線Ｃ２とが交差する第１位置Ｐ１から、合わせ部６０の位置までの、第１外筒部材９の周方向に沿う角度が、３５〜６５°である場合は、ロッド部３０の軸線方向の荷重入力に対する応力を好適に抑制でき、特に該角度が５０°である場合は、該応力を大きく抑制できることが判った。

なお、本実施形態の防振装置１は、上述したものに限られず、様々な変形例も可能である。
例えば、合わせ部６０を第１外筒部材９の外周側から観たときに、合わせ部６０のうち接合部６１の形成された部分は、少なくとも一部で、第１外筒部材９の軸線方向と交差する方向に延在していてもよい。この場合、例えば図２の例のように、合わせ部６０のうち接合部６１の形成された部分が、その全部にわたって、第１外筒部材９の軸線方向に沿って延在している場合に比べて、合わせ部６０に形成される接合部６１の延在長さをより長く確保することができる。これにより、第１外筒部材９の耐久性をさらに向上できる。

なお、第１外筒部材９の合わせ部６０及び接合部６１と同様の構成を、第２外筒部材２２に適用してもよく、その場合、ロッド部３０の軸線方向での荷重入力に対する、第２外筒部材２２の耐久性の向上も可能となる。

また、接合部６１、６２、６４、６５は、溶接以外の接合が施されることにより形成されてもよい。

１：防振装置、９：第１外筒部材（外筒部材）、１０：中間筒部材、１１：第１内側取付部材（内側取付部材）、１４：本体弾性体（弾性部材）、１５、１６：ストッパ弾性体、１７、１８：空洞部、２１：第２内側取付部材、２２：第２外筒部材、２４：第２弾性部材、３０：ロッド部、３１：第１ブッシュ、３２：第２ブッシュ、４０：ブラケット、６０、６３：合わせ部、６１、６２、６４、６５：接合部

Claims

平板状部材を円筒状に巻いてなる外筒部材と、
前記外筒部材の内周側に配置され、前記外筒部材に弾性部材を介して連結されるとともに、振動発生部及び振動受け部のうちいずれか一方に連結される、内側取付部材と、
前記外筒部材を振動発生部及び振動受け部のうち他方に連結するロッド部と、
を備え、
前記外筒部材は、前記平板状部材における前記外筒部材の周方向両側の端面どうしが対向する、合わせ部を有しており、
前記合わせ部のうちの少なくとも一部には、接合が施された接合部が形成されており、
前記ロッド部は、前記合わせ部に重ならないように前記外筒部材の外周面に連結されていることを特徴とする、防振装置。
前記合わせ部は、前記外筒部材と前記ロッド部の中心軸線とが交差する位置から前記外筒部材の周方向に沿って３５〜６５°離れた、前記外筒部材の周方向の角度範囲内にある、請求項１に記載の防振装置。
前記合わせ部を前記外筒部材の外周側から観たときに、前記合わせ部のうち前記接合部が形成された部分は、少なくとも一部で、前記外筒部材の軸線方向と交差する方向に延在している、請求項１又は２に記載の防振装置。