JP2020097994A - 液封ブッシュ - Google Patents

Abstract

【課題】スティックスリップの発生を抑制する。【解決手段】液室１５には、径方向の外側に向けて突出したストッパ突部１７が配設され、ストッパ突部のうち、少なくとも径方向の外端部は、弾性材料により形成され、外筒１１の内周面において、少なくともストッパ突部と径方向で対向する部分に、摺動部材２７が、外筒およびストッパ突部に対して周方向に相対移動可能に配設され、摺動部材とストッパ突部の径方向の外端部との間の静摩擦係数が、摺動部材と外筒の内周面との間の静摩擦係数より大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、液封ブッシュに関する。

従来から、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に取付けられる外筒、および他方に取付けられるとともに、外筒の内側に配設された内筒と、外筒と内筒とを連結した弾性体と、を備え、外筒の内側に、２つの液室、およびこれらの液室同士を連通するオリフィス通路が配設され、液室に、径方向の外側に向けて突出し、径方向の外端部が、弾性材料により形成されたストッパ突部が配設された液封ブッシュが知られている。
液封ブッシュにおいては、大振幅の振動入力に伴い、ストッパ突部が、外筒の内周面に当接した状態で、外筒および内筒が周方向に相対移動したときに、ストッパ突部が、周方向にせん断変形しつつ、外筒の内周面を摺動することで異音が生ずる、いわゆるスティックスリップが発生するという問題があった。
このような問題を解決するための手段として、例えば下記特許文献１に示されるような、外筒の内周面において、ストッパ突部と径方向で対向する部分に、低摩擦係数を有する自己潤滑ゴム製の弾性当接部を取付けた構成が知られている。

特開２００５−２９９８６１号公報

しかしながら、前記従来の液封ブッシュでは、大振幅の振動入力時に、外筒の内周面に取付けられた弾性当接部に、弾性材料で形成された、ストッパ突部の径方向の外端部が当接するので、この状態で、外筒および内筒が周方向に相対移動すると、やはりストッパ部材が周方向にせん断変形してしまい、スティックスリップが発生するおそれがある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、スティックスリップの発生を抑制することができる液封ブッシュを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る液封ブッシュは、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に取付けられる外筒、および他方に取付けられるとともに、前記外筒の内側に配設された内筒と、前記外筒と前記内筒とを連結した弾性体と、を備え、前記外筒の内側に、２つの液室、およびこれらの液室同士を連通するオリフィス通路が配設された液封ブッシュであって、前記液室には、径方向の外側に向けて突出したストッパ突部が配設され、前記ストッパ突部のうち、少なくとも径方向の外端部は、弾性材料により形成され、前記外筒の内周面において、少なくとも前記ストッパ突部と径方向で対向する部分に、摺動部材が、前記外筒および前記ストッパ突部に対して周方向に相対移動可能に配設され、前記摺動部材と前記ストッパ突部の径方向の外端部との間の静摩擦係数が、前記摺動部材と前記外筒の内周面との間の静摩擦係数より大きい。

この発明によれば、摺動部材とストッパ突部の径方向の外端部との間の静摩擦係数が、摺動部材と外筒の内周面との間の静摩擦係数より大きくなっているので、ストッパ突部が摺動部材を介して外筒の内周面に当接した状態で、摺動部材とストッパ突部との間に生ずる摩擦力が、摺動部材と外筒の内周面との間に生ずる摩擦力より大きくなる。
したがって、大振幅の振動入力に伴い、ストッパ突部が、外筒の内周面に摺動部材を介して当接した状態で、外筒および内筒が周方向に相対移動したときに、摺動部材および外筒が周方向に相対移動しやすくなり、摺動部材およびストッパ突部の周方向の相対移動を抑止することが可能になり、ストッパ突部の周方向のせん断変形が抑えられ、スティックスリップが発生するのを抑制することができる。

ここで、前記摺動部材は、円環状に形成されるとともに、前記外筒の内周面に全周にわたって配設されてもよい。

この場合、摺動部材が、円環状に形成されているので、液封ブッシュの組立時に、摺動部材およびストッパ突部の相対的な周方向の位置を合わせる必要がなく、ストッパ突部を摺動部材の内側に容易に配設することが可能になり、摺動部材を配設したことによる製造効率の低下を抑えることができる。
外筒およびストッパ突部に対して周方向に相対移動可能に配設された摺動部材が、外筒の内周面における全周にわたって配設されているので、液封ブッシュを使用する過程で、摺動部材およびストッパ突部を周方向に相対移動させることによって、摺動部材の特定の箇所に摩耗が生ずるのを抑制することができる。

また、前記摺動部材は、周方向の一か所で分断されてもよい。

この場合、摺動部材が、周方向の一か所で分断されていて、一組の分断面が互いに離間するように、摺動部材が弾性変形しやすくなっていることから、ストッパ突部を摺動部材の内側に容易に配設することが可能になり、摺動部材を配設したことによる製造効率の低下を確実に抑えることができる。

この発明によれば、スティックスリップの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る液封ブッシュの縦断面図である。 図１の液封ブッシュのＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 図１および図２の液封ブッシュから外筒を外した状態を示す図である。 図１および図２の液封ブッシュから外筒を外した状態を示す図であって、第１挟着片が位置している部分を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る液封ブッシュを説明する。

図１および図２に示されるように、液封ブッシュ１は、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に取付けられる外筒１１、および他方に取付けられるとともに、外筒１１の内側に配設された内筒１２と、外筒１１と内筒１２との間に配設された中間筒１３と、内筒１２の外周面と中間筒１３の内周面とを連結した弾性体１４と、を備え、外筒１１の内側に、２つの液室１５、およびこれらの液室１５同士を連通するオリフィス通路１６が配設されている。
図示の例では、オリフィス通路１６は２つ配設されている。液室１５、およびオリフィス通路１６に、例えばエチレングリコール、水、若しくはシリコーンオイルなどが封入されている。なお、オリフィス通路１６は１つでもよい。

外筒１１および内筒１２は、共通軸Ｏと同軸に配設されている。以下、共通軸Ｏに沿う方向を軸方向といい、軸方向から見て、共通軸Ｏに交差する方向を径方向といい、共通軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。軸方向において、液封ブッシュ１の中央部側を内側といい、液封ブッシュ１の中央部から離れる側を外側という。
外筒１１、内筒１２、中間筒１３、弾性体１４、液室１５、およびオリフィス通路１６それぞれの軸方向の中央部は一致している。

中間筒１３は、外筒１１内に圧入されている。中間筒１３には、周方向に間隔をあけて２つの貫通孔１３ａが形成されており、これらの貫通孔１３ａは、径方向で互いに対向している。貫通孔１３ａは、中間筒１３のうち、軸方向の両端部より軸方向の内側に位置する部分の全域に形成されている。中間筒１３の外周面のうち、周方向で互いに隣り合う貫通孔１３ａ同士の間に位置する部分と、外筒１１の内周面と、の間の隙間が、オリフィス通路１６となっている。

液室１５およびオリフィス通路１６それぞれにおける内面の少なくとも一部は、ゴム材料により画成されている。図示の例では、液室１５の内面が、全域にわたってゴム材料により画成され、オリフィス通路１６の内面のうち、軸方向の両端部が、ゴム材料により画成されている。液室１５の内面、およびオリフィス通路１６の内面それぞれにおける軸方向の両端部は、軸方向の同じ位置に位置している。

弾性体１４は、ゴム材料により形成されている。弾性体１４は、中間筒１３の内周面のうち、２つの貫通孔１３ａ同士の間に位置する部分、および貫通孔１３ａの開口周縁部に連結されている。弾性体１４は、中間筒１３の内周面における貫通孔１３ａの開口周縁部の全周にわたって連結されている。弾性体１４のうち、中間筒１３の内周面における貫通孔１３ａの開口周縁部に連結された部分が、液室１５の内面の一部を画成している。

液室１５には、径方向の外側に向けて突出し、外筒１１の内周面に当接可能なストッパ突部１７が配設されている。ストッパ突部１７は、内筒１２の外周面から径方向の外側に向けて突出している。ストッパ突部１７は、内筒１２および液室１５それぞれにおける軸方向の中央部に配設されている。ストッパ突部１７のうち、少なくとも径方向の外端部は、弾性材料により形成されている。図示の例では、ストッパ突部１７の全体が、ゴム材料により形成されている。ストッパ突部１７の径方向の外端部と、外筒１１の内周面と、の間に径方向の隙間が設けられている。

中間筒１３の外周面において、液室１５およびオリフィス通路１６を、軸方向の両側から挟む各位置に、全周にわたって連続して延びる環状突部２１、２２が、軸方向に間隔をあけて２つずつ配設されている。環状突部２１、２２は、中間筒１３の軸方向の両端部に配設されている。
以下、軸方向で隣り合う２つの環状突部２１、２２のうち、軸方向の内側（軸方向に沿う液室１５側）に位置する方を、内側環状突部２１といい、軸方向の外側（軸方向に沿う、液室１５の反対側）に位置する方を、外側環状突部２２という。

中間筒１３の軸方向の両端部に位置する各外側環状突部２２に、外筒１１の軸方向の両端部が各別に加締められて固定されている。外側環状突部２２の径方向の外端面は、軸方向の外側に向かうに従い、径方向の内側に向けて延びている。外側環状突部２２の径方向の外端面は、軸方向に沿う縦断面視で直線状に延びている。

外側環状突部２２の径方向の外端面に、外筒１１の内周面における軸方向の両端部が、後述する第２挟着片２５を介して圧接している。これにより、外筒１１と内筒１２とが、中間筒１３を介して弾性体１４により連結されている。すなわち、外筒１１と内筒１２とが弾性体１４により連結されている。
なお、中間筒１３を配設せず、外筒１１の内周面と内筒１２の外周面とを直接、弾性体１４により連結してもよい。

外側環状突部２２のうち、軸方向の外側を向く外面、および軸方向の内側を向く内面は、軸方向に沿う縦断面視で径方向に直線状に延びている。外側環状突部２２の外面は、中間筒１３における軸方向の外端開口縁と面一になっている。外側環状突部２２、および内側環状突部２１それぞれの径方向の外端部は、径方向の同等の位置に位置している。

内側環状突部２１は、外筒１１の内周面との間に、液室１５、およびオリフィス通路１６のうちの少なくとも一方に連通する連通隙間Ｘを画成している。図示の例では、連通隙間Ｘは、全周にわたって配設され、液室１５、およびオリフィス通路１６の双方に連通している。内側環状突部２１の径方向の外端面は、軸方向に沿う縦断面視で軸方向に直線状に延びている。連通隙間Ｘは、内側環状突部２１の径方向の外端面と、外筒１１の内周面と、の間に設けられている。連通隙間Ｘの径方向の大きさは、例えば０．５ｍｍ以下となっている。

内側環状突部２１の表面において、軸方向の外側を向く面（以下、外面という）は、径方向の外側に向かうに従い、軸方向の内側に向けて延びている。内側環状突部２１の外面は、軸方向の外側に向けて突の曲面状に形成されている。なお、内側環状突部２１の外面は、軸方向に沿う縦断面視で直線状に延びてもよい。内側環状突部２１の表面において、軸方向の内側を向く面（以下、内面という）は、軸方向に沿う縦断面視で径方向に直線状に延びている。

内側環状突部２１の内面に、軸方向の内側に向けて突の曲面状に形成されるとともに、全周にわたって連続して延びる突条部２６が配設されている。突条部２６は、ゴム材料により形成されている。突条部２６は、中間筒１３の外周面のうち、内側環状突部２１の内面との接続部分に配設されている。突条部２６は、液室１５の内面、およびオリフィス通路１６の内面それぞれにおける軸方向の両端部を画成している。突条部２６、および内側環状突部２１それぞれの径方向の外端部は、径方向の同等の位置に位置している。

軸方向で隣り合う２つの環状突部２１、２２の間に、中間筒１３の外周面から径方向の外側に向けて突出し、外筒１１の内周面に圧接したシール片２３が配設されている。シール片２３は、ゴム材料により形成され、軸方向の内側に倒れ込んでいる。シール片２３の先端部は、内側環状突部２１の径方向の外端面に当接している。シール片２３と、軸方向で隣り合う２つの環状突部２１、２２と、の間に隙間Ａが設けられている。隙間Ａは、シール片２３と、内側環状突部２１の外面と、の間に設けられている。シール片２３と外側環状突部２２との間には、隙間が無くゴム材料で満たされている。

以下、シール片２３について、外筒１１を中間筒１３から外した状態での形態を、図３に基づいて説明する。

シール片２３のうち、軸方向の外側を向く外面、および軸方向の内側を向く内面は、径方向の外側に向かうに従い、軸方向の内側に向けて延びている。シール片２３は、内側環状突部２１と外側環状突部２２との間において、軸方向の外側寄りに配設されている。シール片２３の内面は、内側環状突部２１から軸方向の外側に離れている。シール片２３の外面は、外側環状突部２２の内面から径方向の外側に向けて突出している。

図４に示されるように、内側環状突部２１と、外筒１１の内周面と、の間に、弾性変形可能に形成されるとともに、内側環状突部２１および外筒１１により径方向に挟まれた第１挟着片２４が、周方向に間隔をあけて複数配設されている。第１挟着片２４は、径方向に圧縮変形している。第１挟着片２４は、周方向に同じ間隔をあけて複数配設されている。第１挟着片２４の周方向の大きさは、周方向で互いに隣り合う第１挟着片２４同士の間の間隔より小さくなっている。第１挟着片２４の径方向の剛性は、シール片２３の径方向の剛性の１０倍以上となっている。

内側環状突部２１に、軸方向に貫き、径方向の外側に向けて開口した縦溝２１ａが形成されており、第１挟着片２４は、縦溝２１ａ内に配設されるとともに、内側環状突部２１における径方向の外端面から径方向の外側に突出している。第１挟着片２４の径方向の外端部は、シール片２３の径方向の外端部より径方向の内側に位置している。第１挟着片２４は、シール片２３と突条部２６とを軸方向に連結している。第１挟着片２４、シール片２３、および突条部２６は、一体に形成されている。

外側環状突部２２と、外筒１１の内周面と、の間に、弾性変形可能に形成されるとともに、外側環状突部２２および外筒１１により径方向に挟まれた第２挟着片２５が、全周にわたって連続して配設されている。
図４に示されるように、外側環状突部２２に、軸方向に貫き、径方向の外側に向けて開口した縦溝２２ａが形成され、この縦溝２２ａ内にゴム材料が充満されており、このゴム材料を介して、第２挟着片２５とシール片２３とが軸方向に連結されて一体に形成されている。縦溝２２ａは、周方向に間隔をあけて複数配設されている。外側環状突部２２の縦溝２２ａ、および内側環状突部２１の縦溝２１ａそれぞれにおける周方向の位置は、互いに同じになっている。
第２挟着片２５、シール片２３、第１挟着片２４、突条部２６、および弾性体１４は、ゴム材料により一体に形成されている。

外筒１１の内周面において、少なくともストッパ突部１７と径方向で対向する部分に、摺動部材２７が、外筒１１およびストッパ突部１７に対して周方向に相対移動可能に配設されている。摺動部材２７とストッパ突部１７の径方向の外端部との間の静摩擦係数が、摺動部材２７と外筒１１の内周面との間の静摩擦係数より大きくなっている。
摺動部材２７は、例えばポリアセタールなどの、ゴム材料より静摩擦係数の低い材質で形成されている。摺動部材２７は金属材料などで形成されてもよい。

図示の例では、摺動部材２７は、円環状に形成されるとともに、外筒１１の内周面に全周にわたって配設されている。摺動部材２７、および液室１５それぞれの軸方向の中央部は一致している。摺動部材２７は、外筒１１内に回転可能に嵌合されている。摺動部材２７の内周面と、ストッパ突部１７の径方向の外端部と、の間に径方向の隙間が設けられている。

摺動部材２７の軸方向の両端開口縁は、突条部２６に各別に当接している。これにより、摺動部材２７の軸方向の位置が決められている。摺動部材２７は、液室１５、およびオリフィス通路１６を全域にわたって径方向の外側から覆っている。
摺動部材２７は、周方向の一か所で分断されている。これにより、摺動部材２７は、一組の分断面２７ａが互いに離間するように、弾性変形しやすくなっている。

以上説明したように、本実施形態による液封ブッシュ１によれば、摺動部材２７とストッパ突部１７の径方向の外端部との間の静摩擦係数が、摺動部材２７と外筒１１の内周面との間の静摩擦係数より大きくなっているので、ストッパ突部１７が摺動部材２７を介して外筒１１の内周面に当接した状態で、摺動部材２７とストッパ突部１７との間に生ずる摩擦力が、摺動部材２７と外筒１１の内周面との間に生ずる摩擦力より大きくなる。
したがって、大振幅の振動入力に伴い、ストッパ突部１７が、外筒１１の内周面に摺動部材２７を介して当接した状態で、外筒１１および内筒１２が周方向に相対移動したときに、摺動部材２７および外筒１１が周方向に相対移動しやすくなり、摺動部材２７およびストッパ突部１７の周方向の相対移動を抑止することが可能になり、ストッパ突部１７の周方向のせん断変形が抑えられ、スティックスリップが発生するのを抑制することができる。

摺動部材２７が、円環状に形成されているので、液封ブッシュ１の組立時に、摺動部材２７およびストッパ突部１７の相対的な周方向の位置を合わせる必要がなく、ストッパ突部１７を摺動部材２７の内側に容易に配設することが可能になり、摺動部材２７を配設したことによる製造効率の低下を抑えることができる。

外筒１１およびストッパ突部１７に対して周方向に相対移動可能に配設された摺動部材２７が、外筒１１の内周面における全周にわたって配設されているので、液封ブッシュ１を使用する過程で、摺動部材２７およびストッパ突部１７を周方向に相対移動させることによって、摺動部材２７の特定の箇所に摩耗が生ずるのを抑制することができる。

摺動部材２７が、周方向の一か所で分断されていて、一組の分断面２７ａが互いに離間するように、摺動部材２７が弾性変形しやすくなっていることから、ストッパ突部１７を摺動部材２７の内側に容易に配設することが可能になり、摺動部材２７を配設したことによる製造効率の低下を確実に抑えることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に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において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前記実施形態では、シール片２３が軸方向の内側に倒れ込んだ構成を示したが、シール片２３を軸方向の外側に倒れ込ませるなど適宜変更してもよい。
第１挟着片２４、および第２挟着片２５を配設しなくてもよい。
シール片２３と、軸方向で隣り合う２つの環状突部２１、２２と、の間に隙間Ａを設けなくてもよいし、隙間Ａを、シール片２３と外側環状突部２２との間に設けてもよい。
内側環状突部２１、および外側環状突部２２に、縦溝２１ａ、２２ａを形成しなくてもよい。
内側環状突部２１、外側環状突部２２、およびシール片２３を配設しなくてもよい。

摺動部材２７を、外筒１１の内周面における全周にわたって配設したが、外筒１１の内周面のうち、ストッパ突部１７と径方向で対向する部分に限って配設してもよい。
摺動部材２７の軸方向の位置が決められた構成を示したが、摺動部材２７は軸方向に移動可能に配設されてもよい。
摺動部材２７として、液室１５、およびオリフィス通路１６を全域にわたって径方向の外側から覆っている構成を示したが、ストッパ突部１７の径方向の外端部のみを径方向の外側から覆っている構成を採用してもよい。
摺動部材２７が、外筒１１内に嵌合された構成を示したが、摺動部材２７の外周面と、外筒１１の内周面と、の間に径方向の隙間を設けてもよい。
摺動部材２７として、周方向の一か所で分断された構成を示した、周方向の複数個所で分断された構成を採用してもよいし、全周にわたって連続して延びる構成などを採用してもよい。

液封ブッシュ１は、トーションビーム式リアサスペンション、車両のエンジンマウント、建設機械に搭載された発電機のマウント、および工場等に設置される機械のマウントなどに適用してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 液封ブッシュ
１１ 外筒
１２ 内筒
１４ 弾性体
１５ 液室
１６ オリフィス通路
１７ ストッパ突部
２７ 摺動部材
２７ａ 分断面
Ｏ 共通軸（中心軸線）

Claims (3)

1. 振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に取付けられる外筒、および他方に取付けられるとともに、前記外筒の内側に配設された内筒と、
   前記外筒と前記内筒とを連結した弾性体と、を備え、
   前記外筒の内側に、２つの液室、およびこれらの液室同士を連通するオリフィス通路が配設された液封ブッシュであって、
   前記液室には、径方向の外側に向けて突出したストッパ突部が配設され、
   前記ストッパ突部のうち、少なくとも径方向の外端部は、弾性材料により形成され、
   前記外筒の内周面において、少なくとも前記ストッパ突部と径方向で対向する部分に、摺動部材が、前記外筒および前記ストッパ突部に対して周方向に相対移動可能に配設され、
   前記摺動部材と前記ストッパ突部の径方向の外端部との間の静摩擦係数が、前記摺動部材と前記外筒の内周面との間の静摩擦係数より大きい、液封ブッシュ。
2. 前記摺動部材は、円環状に形成されるとともに、前記外筒の内周面に全周にわたって配設されている、請求項１に記載の液封ブッシュ。
3. 前記摺動部材は、周方向の一か所で分断されている、請求項２に記載の液封ブッシュ。

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