JP2017155802A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外筒体２内に内筒体１を同心状に配置し、両筒体を内筒体１の中心線に直交する平面に沿って延びる複数のゴム弾性体３により連結した防振装置において、半径方向に働く応力への耐久性を維持しつつ、中心線方向のバネ定数のみを高める。【解決手段】内筒体１の外周面に該内筒体１の中心線に沿って延びる複数の角部１５を設け、内筒体１と外筒体２とを連結するゴム弾性体３の各々の内端部は該角部１５を周方向に跨るように配置して内筒体１外周面に固着する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両における振動部品等の可動体を車体等の固定体に弾性支持するための用途に用いられる防振装置に関する。

従来、この種の防振装置として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されるように、略円筒形の外筒体の内部に同形状の内筒体を同心状に配置し、外筒体の内周面と内筒体の外周面とを両筒体の中心線に直交する平面内で半径方向に延びる複数のゴム弾性体により連結したものが知られている。この防振装置では、外筒体が可動体に、また内筒体が固定体にそれぞれ固定され、可動体の振動が固定体に伝わるのをゴム弾性体によって防止している。

国際公開２０１５−０４５０４１号公報 特開２０１５−１３２２８２号公報

ところで、そのような防振装置を例えば車両に設ける場合において、車両の操縦安定性及び部品の防振支持の両立を図るために、筒体の中心線方向と該中心線に直交する方向との双方でバネ定数を独立して所望のものに設定可能にしたいという要請がある。

例えば、フロントエンジン・リヤドライブのいわゆるＦＲ車において、可動体としてのデフケースを車体（固定体）にマウントするためのマウント装置として、前記構成の防振装置を用い、その筒体の中心線方向を前後方向に、またゴム弾性体が伸縮する方向であって中心線と直交する半径方向を車体の左右及び上下方向にそれぞれ配置する場合に、前記左右方向及び上下方向、すなわち、ゴム弾性体に対し圧縮・引張力として作用する方向の応力への耐久性を維持しつつ、同じゴム弾性体に力が剪断力として作用する中心線方向のバネ定数のみを高めたいといった要望がある。

しかし、特許文献１及び特許文献２に開示されている防振装置では、このような要望を充たすことが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外筒体及び内筒体をゴム弾性体により連結した防振装置の構造に工夫を加えることにより、その筒体の半径方向に働く応力に対する耐久性を維持しつつ、弾性体の筒体中心線方向に沿った剪断方向のバネ定数のみを高めるようにすることにある。

前記の目的を達成するために、本発明では、内筒体の外周面に該内筒の中心線に沿って延びる複数の突条部を設け、内筒体と外筒体とを連結する弾性体を、該突条部を跨るように設けることとした。

具体的には、第１の発明は、可動体を固定体に対し防振状態で連結するための防振装置であって、前記固定体又は可動体の一方に固定される筒状の外側連結部材と、前記外側連結部材の内部に中心線方向に沿って相対移動可能に配置され、固定体又は可動体の他方に固定される内側連結部材と、前記外側連結部材の内周面及び内側連結部材の外周面を連結する複数のゴム弾性体とを備え、前記内側連結部材の外周面には、該内側連結部材の中心線方向に沿って延びる複数の凸条部が周方向に間隔をあけて突設され、前記各ゴム弾性体は、前記内側連結部材の外周面に対し少なくとも一部の前記凸条部の周方向両側に跨って固定されていることを特徴とする。

上記構成とすることで、内側連結部材の外周面に複数の凸条部が突設され、外側連結部材の内周面と内側連結部材の外周面とを連結する複数のゴム弾性体の各々は、この内側連結部材外周の突条部両側へ跨って固定されているため、各ゴム弾性体においては、外側及び内側連結部材の半径方向に沿った厚さが突条部の突出分だけ小さくなる。これにより、各ゴム弾性体における外側及び内側連結部材の半径方向に働く応力に対する耐久性を維持しつつ、同ゴム弾性体の外側及び内側連結部材の中心線方向に沿った剪断方向のバネ定数のみが高まり、同方向の剛性を上げることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記内側連結部材の外周面は断面多角形状であることを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記内側連結部材の外周面は断面四角形状であることを特徴とする。

これらの発明では、外周面に複数の凸条部を有する望ましい形状の内側連結部材を具体的に構成することができる。

第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、前記外側連結部材の内周面は、断面円形状又は断面長円形状であることを特徴とする。

第５の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、前記外側連結部材の内周面は断面多角形状であることを特徴とする。

これらの発明では、内周面が断面円形状、断面長円状又は断面多角形状の既存の外側連結部材を備える防振部材に対して、本発明を適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、防振装置のゴム弾性体が固定される内側連結部材の外周面に凸条部を設け、その凸条部を周方向に跨るようにゴム弾性体を固定するようにしたことにより、ゴム弾性体において、内側連結部材の半径方向の弾性体の厚さが小さくなり、各ゴム弾性体における外側及び内側連結部材の半径方向に働く応力に対する耐久性を維持しつつ、弾性体の剪断方向のバネ定数を高め、剛性を上げることができる。

本発明の実施形態１に係る防振装置の平面図である。 実施形態２を示す図１相当図である。 実施形態３を示す図１相当図である。 実施形態４を示す図１相当図である。 実施形態５を示す図１相当図である。 防振装置の比較例を示す図１相当図である。 実施例及び比較例におけるＸ方向の張力測定結果を示す図である。 Ｙ方向の張力測定結果を示す図７相当図である。 Ｚ方向の張力測定結果を示す図７相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明は本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る防振装置Ｓを示し、この防振装置Ｓは、外側連結部材としての円筒形状の外筒体２と、この外筒体２の内部に中心線方向（図１におけるＸ方向）に沿って相対移動可能に同心状に配置される内側連結部材としての筒状の内筒体１と、該内筒体１の外周面から上記中心線方向に直交する平面（図１におけるＹ−Ｚ平面）内を半径方向外側へ延び、これら内筒体１の外周面及び外筒体２の内周面の間を連結する複数（本実施形態では４つ）のゴム弾性体３，３，…とを主たる要素部材として備える。

内筒体１は、例えば鉄などの金属で構成され、中心線方向に延びる略四角柱状に形成された筒部本体１１を備え、該筒部本体１１の略中央には中心線方向に沿って貫通する挿通孔１２が設けられている。筒部本体１１は、内筒体１の中心線に垂直な平面に沿った半径方向の外周面の断面形状が略四角状となっており、このことで、内筒体１の外周面には、該内筒体１の中心線方向に沿って内筒体１全体に亘り延びる４つの凸条部としての角部１５，１５，…が周方向に等角度（９０°）の間隔をあけて突設されている。これら角部１５，１５，…間の外周面には、筒部本体１１から半径方向外側に突出した断面矩形状の１対のストッパ部１３，１３と、外側に断面円弧状に湾曲して膨出した一対の湾曲部１４，１４とが交互に設けられている。挿通孔１２には、例えば自動車のデフケースの取付け軸（図示せず）が挿通されて固定されるようになっている。

一方、上記外筒体２は、例えば鉄などの金属で構成された円筒状のもので、その内周面は断面円形状である。そして、内筒体１の周りにそれと同心状となるように配置されている。この外筒体２には例えば自動車の車体（図示せず）が固定されるようになっている。このことで、本実施形態では、デフケースが可動体を、また車体が固定体をそれぞれ構成しており、防振装置Ｓは、デフケース（可動体）を車体（固定体）に防振状態で連結するようにしている。

そして、複数（４つ）のゴム弾性体３，３，…は、内筒体１の外周面と外筒体２の内周面とを連結するために設けられ、各ゴム弾性体３は、内筒体１及び外筒体２の中心線方向に沿って各々の長さ方向（中心線方向）に全体に亘って延びている。これらゴム弾性体３，３，…は、中心線方向に沿った２つの平面（図１におけるＸ−Ｙ平面及びＸ−Ｚ平面）に対して鏡対称に配置されている。各ゴム弾性体３は、その内筒体１側に内端部を、また外筒体２側に外端部をそれぞれ有し、その周方向の長さである幅は内端部と外端部との間の中央部付近で最も細く、その中央部から内端部及び外端部へ向かって次第に広くなるように変化しており、内筒体１及び外筒体２の中心線方向と直交する平面（図１におけるＹ−Ｚ平面）に沿って切断したときの断面形状が略鼓形状となっている。そして、各ゴム弾性体３の外端部は外筒体２の内周面に、また内端部は内筒体１の外周面にそれぞれ加硫接着により固定され、各ゴム弾性体３の内端部は内筒体１の外周面の各角部１５を周方向の両側に跨るように配置されている。すなわち、各ゴム弾性体３は内筒体１との接触面において、その周方向の一側部が角部１５の周方向一側にあるストッパ部１３側に位置し、他側部が角部１５の周方向他側にある湾曲部１４側に位置するように固定されている。なお、各ゴム弾性体３の外端部は、外筒体２の内周面において内筒体１外周面の各角部１５に最も近い位置に固定されている。

本実施形態に係る防振装置Ｓを介して例えば自動車のデフケース（可動体）を車体（固定体）へマウントする際は、前記内筒体１の挿通孔１２に、取付け用軸体としてデフケースの取付け軸が挿通されて内筒体１と固定される。また、内筒体１の中心線方向が前後方向Ｘに配置され、この中心線と直交しかつ互いに直交する２つのＹ方向及びＺ方向が前記車体の左右方向（幅方向）又は上下方向にそれぞれ配置され、その状態で、外筒体２が図外のブラケット等を介して車体側に連結される。

したがって、この実施形態においては、防振装置Ｓにおける内筒体１（内側連結部材）が四角柱状の筒部本体１１を備え、その外周面に凸条部としての複数（４つ）の角部１５，１５，…が突設され、この内筒体１の外周面と外筒体２の内周面とを連結する複数のゴム弾性体３，３，…の各々の内端部は、内筒体１外周面の各角部１５を周方向に跨るように配置されて該内筒体１外周面に固定されているため、その各ゴム弾性体３の厚さ（内筒体１の外周面から外筒体２の内周面へ向かう方向の寸法）は、角部１５の先端（突端）付近において角部１５の両側の基部よりも薄くなっている。これにより、各ゴム弾性体３が角部１５を跨るように配置されていない場合と比較して、各ゴム弾性体３が薄くなった分だけ、各ゴム弾性体３の内筒体１の中心線に沿った剪断方向のバネ定数が高くなる。これにより、該中心線方向へ働く剪断力に対する剛性が上がることとなる。

また、各ゴム弾性体３は、内筒体１側の内端部と外筒体２側の外端部との間の幅が中央部で最も狭くなるよう中凹状に設けられているため、前記中心線と垂直な平面において自由長を長くとることができ、それにより該平面内に働く応力への耐久性を維持することができる。よって、車両の上下左右方向へ働く応力への耐久性を維持することができる。

これらにより、防振装置Ｓにおける車体上下方向及び左右に働く応力への耐久性を維持しつつ、前後方向Ｘ（内筒体１及び外筒体２の中心線方向）のバネ定数のみを高めることができる。

（実施形態２）
図２は実施形態２に係る防振装置Ｓを示している。なお、以下の実施形態では、図１と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

図２に示すように、この実施形態では、防振装置Ｓの筒部本体１１は断面五角形の角柱状となっており、外周面の凸条部としての角部１５は５つ設けられている。そしてこれら５つの角部１５，１５，…の全てではなく、そのうちの３つの角部１５，１５，…にのみゴム弾性体３，３，…が接着固定され、各ゴム弾性体３の内端部は角部１５の周方向両側に跨って内筒体１の外周面に固定されている。その他の構成は実施形態１と同様であり、この場合においても、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施形態３）
図３は実施形態３を示し、この実施形態では、防振装置Ｓの外筒体２は楕円筒体で、その内周面は断面が楕円形状（長円状）となっている。内筒体１は角筒体で、その外周面は断面四角形状となっており、外周面に４つの角部１５，１５，…を有している。その他は実施形態１と同様の構成であり、この場合においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施形態４）
図４は実施形態４を示し、この実施形態では、防振装置Ｓの内筒体１の筒部本体１１は断面六角形の角柱状となっている。よって角部１５は６つ設けられており、ゴム弾性体３，３…の内端部はその全てに周方向の両側に跨って接着固定されている。その他は実施形態１と同様の構成であり、この場合においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施形態５）
図５は実施形態５を示し、この実施形態では、防振装置Ｓの内筒体１の筒部本体１１は断面が略正方形の四角柱からなっている。そして、外筒体２も断面が略正方形の四角柱からなり、内周面に４つの隅角部２１，２１，…を備えている。ゴム弾性体３，３，…の各々の内端部は、内筒体１外周面に対しその各角部１５の周方向両側に跨って固着され、外端部は、外筒体２内周面に対しその各隅角部２１の周方向両側に跨って固着されており、各ゴム弾性体３は、内筒体１の角部１５と外筒体２の隅角部２１との間をそれぞれ連結するように設けられている。この場合においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されず、上記実施形態以外の形状の内筒体１と外筒体２とを組み合わせるようにしてもよく、その場合においても、同様の効果を得ることができる。

以下において、具体的な本発明の実施例について説明する。

（実施例）
本発明の実施形態１に係る防振装置Ｓ１（図１参照）について引張試験を行った。この引張試験では、内筒体１を、中心軸方向（図１におけるＸ方向）とそれに垂直な平面内における互いに垂直な２方向（図１におけるＹ方向とＺ方向）とに一定の速度で往復運動によって引張り、内筒体１がゴム弾性体３から受ける力を測定した。測定結果を図７〜図９に直線でプロットした。

（比較例）
図６に示す従来の防振装置Ｓ′について、実施例と同様の測定を行った。この防振装置Ｓ′は、内筒体１の筒部本体１１が略菱形状となっており、一対のストッパ部１３，１３と一対の角部１５，１５とを備えている。ストッパ部１３，１３と角部１５，１５とは内筒体１の外周面上を周方向に等角度（９０°）の間隔をあけて交互に配置されている。そして、内筒体１の外周面における該ストッパ部１３と角部１５との間隔に、外筒体２の内周面と連結されるゴム弾性体３が設けられている。その他は実施形態１と同様の構成となっている。ここで、中心軸方向とは、図６におけるＸ方向であり、内筒体１に垂直な平面内における互いに垂直な２方向とは、図６におけるＹ方向とＺ方向である。その実験結果を図７〜図９に破線でプロットした。

（測定結果）
図７に示すように、中心軸方向（Ｘ方向）については、実施例において比較例よりも最大で１割程度バネ定数が高くなっていることを読み取ることができる。中心軸方向の耐久性について検証したところ、実施例と比較例とでほぼ同程度であった。

図８及び図９に示すように、中心軸と垂直な平面内の２方向については、バネ定数をほぼ維持できていることを読み取ることができる。

以上のことより、本発明によって、筒体の中心線方向の耐久性を維持したままバネ定数のみを高めつつ、該中心線と垂直な平面内の方向については、バネ定数及び耐久性を維持することができることが明らかである。

以上説明したように、本発明は、筒状の外側連結部材と、その内部の内側連結部材とを同心状に配置し、両連結部材をゴム弾性体により連結した防振装置に極めて有用である。

Ｓ 防振装置
１ 内筒体（内側連結部材）
２ 外筒体（外側連結部材）
３ ゴム弾性体
１１ 筒部本体
１２ 挿通孔
１３ ストッパ部
１４ 湾曲部
１５ 角部（凸条部）
２１ 隅角部

Claims (5)

1. 可動体を固定体に対し防振状態で連結するための防振装置であって、
   前記固定体又は可動体の一方に固定される筒状の外側連結部材と、
   前記外側連結部材の内部に中心線方向に沿って相対移動可能に配置され、固定体又は可動体の他方に固定される内側連結部材と、
   前記外側連結部材の内周面及び内側連結部材の外周面を連結する複数のゴム弾性体とを備え、
   前記内側連結部材の外周面には、該内側連結部材の中心線方向に沿って延びる複数の凸条部が周方向に間隔をあけて突設され、
   前記各ゴム弾性体は、前記内側連結部材の外周面に対し少なくとも一部の前記凸条部の周方向両側に跨って固定されていることを特徴とする防振装置。
2. 請求項１において、
   前記内側連結部材の外周面は断面多角形状であることを特徴とする防振装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記内側連結部材の外周面は断面四角形状であることを特徴とする防振装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
   前記外側連結部材の内周面は、断面円形状又は断面長円形状であることを特徴とする防振装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
   前記外側連結部材の内周面は断面多角形状であることを特徴とする防振装置。

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