JP2863910B2 - 排気管用支持装置 - Google Patents

排気管用支持装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のマフラー
ハンガー、すなわち排気管を車体に防振的に支持するた
めの排気管用支持装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、排気管を車体に防振的に支持する支持装置として
は、ゴム等の弾性材料により一体形成したもので、車体
側の支持材が挿入される貫通孔を有する第1保持部と、
排気管側の支持材が挿入される貫通孔を有する第2の保
持部とを、上下に間隔をおいて相対向するように左右の
側壁部により連結し、全体として略環状に構成したもの
が知られている。
【0003】この支持装置は、弾性材料の弾性により振
動を吸収するものであるが、車体側あるいは排気管側の
振動によって左右の側壁部が揺動し易く、高周波数領域
(例えば500Hz以上の領域)では動的絶対バネ定数
が高くなり、充分な振動伝達抑制の効果を期待できない
ものであった。
【0004】そのため、500Hz以上の高周波数領域
における振動伝達抑制の効果を改善する目的で、第1と
第2の両保持部間の位置に中央連結部を配して左右の側
壁部を連結一体化させることが提案されている(例え
ば、特開平3−66953号公報)。また図8に示すよ
うに、それぞれ貫通孔(111 )(121 )を有する第1と
第2の両保持部(101 )(102 )間の中央連結部(105
)の両側部分(105b)(105b)を略90°の角度で二
股状に分岐させて、左右の側壁部(103 )(103 )に連
結することも考えられている。
【0005】ところが、この支持装置の場合、左右の側
壁部を中央連結部で連結したことにより、左右方向の剛
性が高くなって横揺れが生じ難く、振動伝達力の低い周
波数領域が拡大するが、その反面、300〜400Hz
の周波数領域で十分な振動伝達抑制効果が得られないと
いう問題がある。
【0006】これについて検討すると、この種の支持装
置の動的絶対バネ定数の周波数特性は、素材である弾性
材料のヤング率と質量分布によって決まるものであり、
ヤング率が高くなると共振特性の高周波数側への移行を
生じ、ヤング率が低下すると共振特性の低周波数側への
移行を生じる。
【0007】一方、自動車の排気管は、排気ガスのため
にかなり高温になり、これを支持する支持装置について
も、その雰囲気温度が100℃付近まで上昇する。この
ように雰囲気温度が上昇すると、ゴム等の弾性材料が軟
化することとなってヤング率が低下し、周波数特性が低
周波数側へシフトする。その結果、300〜400Hz
で動的絶対バネ定数が高くなり、この周波数領域で十分
な振動伝達抑制効果が得られず、耳ざわりな騒音を発生
することになる。
【0008】すなわち、前記の支持装置では、振動伝達
抑制に効果のある動的絶対バネ定数の帯域が狭いか、あ
るいはその動的絶対バネ定数の値が高くなり、また温度
変化による帯域のシフトも大きくなるので、自動車等の
排気管の振動伝達抑制に有効に作用せず、特に走行中の
温度上昇による300〜400Hz前後の帯域で振動伝
達抑制の効果が小さくなる。
【0009】本発明は、上記に鑑みてなしたものであ
り、300〜400Hzの周波数領域においても振動伝
達抑制を効果的になし、しかも常温から約100℃の範
囲の温度変化に対しても安定した周波数特性を保持し、
良好かつ安定した振動伝達抑制効果を発揮できる排気管
用支持装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段および作用】上記の課題を
解決する本発明の排気管用支持装置は、ゴム等の弾性材
料により一体形成され、車体側の支持材が挿入される貫
通孔を有する第1保持部と、排気管側の支持材が挿入さ
れる貫通孔を有する第2保持部と、第1保持部と第2保
持部とを間隔を隔ててその両側で連結する一対の側壁部
と、第1と第2の両保持部間の中間位置に配されて両側
壁部に連結された中央連結部とを有する排気管用支持装
置であって、中央連結部は、質量部として形成された中
央部分と、該質量部より両側に延びる両側部分とを有
し、前記質量部は両側部分より質量が大きく、前記両側
部分はそれぞれ二股状に分岐形成されて、該分岐部分が
前記側壁部に連結されてなり、前記分岐部分の分岐角度
(α)が30°〜60°、分岐部分の厚み(T)と長さ
(L)の比率(T/L)が0.2〜0.5の範囲に設定
されてなることを特徴とする。
【0011】前記の構成による本発明の支持装置によれ
ば、第1および第2の両保持部間で両側壁部を連結して
いる中央連結部の引張りおよび圧縮作用により横方向の
剛性が適度に高くなり、振動伝達抑制に効果のある周波
数領域、すなわち動的絶対バネ定数が低くなる周波数領
域が拡大する。
【0012】支持装置の雰囲気温度が上昇すると、ゴム
等の弾性材料が軟化して横方向の剛性が低下し、周波数
特性が低周波数側へ移行することになる。本発明の支持
装置の場合、両側壁部を連結する中央連結部は、中央部
分が質量部として形成され、かつ両側部分が二股状に分
岐形成されて側壁部に連結されているので、左右の側壁
部が排気管等の自重により伸長するのに伴い二股状の分
岐部分も伸長して該分岐部分のヤング率が上昇し、これ
が中央部分を質量部としたことによる質量分布と相俟っ
て、この中央連結部の共振作用により振動を効果的に減
衰できるとともに、共振特性が高周波数側へ移行しよう
とする作用が生じる。その結果、温度上昇に伴って周波
数特性が低周波数側へずれようとするのを抑制できるこ
とになる。
【0013】そのため温度変化に対して安定した周波数
特性を保持し、常温から高温まで良好な振動遮断性能を
発揮する。
【0014】特に、中央連結部の分岐部分の分岐角度
(α)が30°〜60°、分岐部分の厚み(T)と長さ
(L)の比率(T/L)が0.2〜0.5の範囲に設定
されているため、前記の効果がさらに安定して確実に発
揮される。
【0015】すなわち、前記分岐角度が前記角度より小
さいと、横方向の剛性が高くなりすぎ、前記角度より大
きいと、横方向の剛性が低くなりすぎる。また分岐部分
の厚みと長さの比率が前記範囲より小さいと、中央連結
部の質量部による共振周波数が低くなり、前記範囲より
大きいと、中央連結部の質量部による共振周波数が高く
なり、300〜400Hzの周波数領域で充分な振動伝
達抑制効果が得られない。
【0016】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基いて説明する。
【0017】図1は本発明に係る支持装置の斜視図、図
2は同正面図、図3は前図Y−Y線の断面図を示す。
【0018】支持装置(A)は、図に示すように、全体
形状が略楕円形の厚板状をなすものであり、その素材で
ある弾性材料、すなわちゴム材料を加硫成形することに
より本体部が一体に形成されてなり、次のように構成さ
れている。
【0019】支持装置(A)の上部には、主に車体側の
支持材が挿入される厚さ方向の貫通孔(11)を有する第
1保持部(1)が形成されており、また前記第1保持部
(1)とは所要の間隔(10mm前後)を隔てて相対向
する下方位置に、排気管側の支持材が挿入される厚さ方
向の貫通孔(21)を有する第2保持部(2)が形成され
ている。
【0020】前記の第1保持部(1)と第2保持部
(2)とは、それぞれその左右両側に両端が接続された
アーチ状の左右一対の側壁部(3)(3)により連結さ
れ、全体として上下対称の略楕円形の環状に形成されて
いる。
【0021】両側壁部(3)(3)は、第1と第2の両
保持部(1)(2)間の中間位置に両保持部(1)
(2)との間にそれぞれ空隙(4)(4)を保有するよ
うに配されて両端が両側壁部(3)(3)の内面に接続
された中央連結部(5)により連結されている。
【0022】中央連結部(5)は、その中央部分が両側
部分より大きい質量を持つ柱状の質量部(5a)として形
成され、この質量部(5a)の両側より延びる両側部分
(5b)(5b)が二股状に分岐形成されて、該分岐部分
(5c)(5c)、(5c)(5c)がそれぞれ前記両側壁部
(3)(3)にそれぞれ連結されている。
【0023】図の場合、前記の質量部(5a)は、厚み方
向(前後方向)の寸法を側壁部(3)および両側部分
(5b)(5b)より大きくするとともに、上下方向の厚み
を大きくして、四角柱状に拡大形成することで、両側部
分(5b)(5b)より大きい質量を保有させている。
【0024】質量部(5a)としては、これを除く本体部
の他の部分の厚み、すなわち第1および第2の保持部
(1)(2)の前後方向の厚みより前後に長く延成して
質量を持たせることも可能である。この場合、質量部
(5a)の長さは本体部の厚みの5倍を越えないものと
し、この範囲内で前記の長さを適当に設定することによ
り、目的に応じた質量を持たせることができ、かつ動的
絶対バネ定数を低くできる周波数領域がさらに広くな
る。このほか、断面円径や楕円形の柱状に形成して両側
部分より大きい質量を持たせることもできる。
【0025】また中央連結部(5)と両保持部(1)
(2)との間の空隙(4)(4)は、大振幅の振動時
に、質量部(5a)が両保持部(1)(2)の内側面に当
接することで過度の変形を規制するストッパとしての役
目を果すように、その間隔が設定されている。
【0026】前記の両側部分(5b)の分岐形状として、
それぞれ両分岐部分(5c)(5c)を質量部(5a)より薄
肉の板状に形成するが、その分岐角度(開き角度)
(α)は30°〜60°、その縦横寸法比すなわち厚み
(T)と長さ(L)の比率(T/L)は0.2〜0.5
の範囲となるように設定する。
【0027】すなわち、中央連結部(5)の二股状の分
岐部分(5c)(5c)の分岐角度(α)と周波数特性との
関連を調べたところ、下記の表1のようになった。な
お、特性の評価判定は、分岐部分(5c)(5c)の厚みと
長さの比率(T/L)を0.3に設定したものにおい
て、400Hz時の動的絶対バネ定数(K)を測定し、
下記のように判定した。 Kの値 < 60 N/mm → ○ Kの値 60〜80N/mm → △ Kの値 > 80 N/mm → ×
【表1】 上記の結果、分岐角度(α)は、30°〜60°の範囲
とするのが絶対バネ定数の低減上は特に効果的であるこ
とが判明した。
【0028】また、分岐部分(5c)(5c)の厚みと長さ
の比率(T/L)と周波数特性との関連を調べたとこ
ろ、下記表2のようになった。なお、特性の評価判定
は、分岐角度(α)を40°に設定して、400Hz時
の動的絶対バネ定数(K)を測定し、下記のように判定
した。
【0029】 Kの値 < 60 N/mm → ○ Kの値 60〜80N/mm → △ Kの値 > 80 N/mm → ×
【表2】 上記の結果、分岐部分の厚みと長さの比率は、0.2〜
0.5の範囲より大きくなっても、また小さくなって
も、動的絶対バネ定数の低減の効果が得られないことが
判明した。
【0030】したがって、両分岐部分(5c)(5c)の分
岐角度(α)および厚みと長さの比率を上記範囲に設定
するのが、実施上望ましい。
【0031】図5および図6は、前記中央連結部(5)
の分岐部分(5c)(5c)の分岐角度(α)および厚さと
長さの比率を変更した例を示し、いずれも前記範囲内に
設定されている。
【0032】上記のように構成された支持装置(A)
は、上側の第1保持部(1)の貫通孔(11)に車体側の
支持材を挿入して固定するとともに、下側の第2保持部
(2)の貫通孔(21)に排気管側の支持材を挿入して固
定することにより、排気管を支持する。
【0033】この使用状態において、エンジンの作動に
より排気管側から伝達される振動や車体側から伝達され
る振動を吸収して、車室内の騒音振動の悪化を防止す
る。本発明の場合、第1および第2の保持部(1)
(2)間に左右の側壁部(3)(3)を連結する中央連
結部(5)が設けられているために、左右方向の剛性が
高く、横振れを抑制できる。
【0034】特に、中央連結部(5)は、その中央部分
が質量部(5a)として形成され、かつ両側部分(5b)
(5b)が二股状に分岐形成されて両側壁部(3)(3)
に連結されているので、斜め方向の剛性が高くなる上、
排気管等の自重で両側壁部(3)(3)が伸長するのに
伴い二股状の分岐部分(5c)(5c)も伸長して該分岐部
分(5c)(5c)の弾性率が上昇し、これが中央部分を質
量部(5a)としたことによる質量分布と相俟って、中央
連結部(5)の共振作用で振動を効果的に減衰できると
ともに、共振特性が高周波数側へ移行しようとする作用
が生じる。
【0035】そのため、雰囲気温度が100℃程度の高
温になって、弾性材料が軟化しヤング率が低下すること
があっても、中央連結部(5)の前記形態による作用
で、共振特性が低周波数側への移行しようとするのを抑
制でき、それゆえ温度変化に拘らず、安定した周波数特
性を保持し、良好な振動伝達抑制効果および騒音防止効
果を確保できる。
【0036】本発明の支持装置の効果を確認するため
に、図1に示す本発明の実施例品と、図8に示す従来構
造の比較例品とについて、周波数と動的絶対バネ定数の
関係を測定し比較した。その結果を図7に示す。
【0037】なお、実施例品および比較例品は、中央連
結部(5)(105 )の形態を除いて基本的に同材料、同
寸法、同構成にしたもので、比較例品は中央に質量部を
有さず両側部分が二股状をなしているものである。実施
例品の分岐部分の分岐角度(α)は40°、厚みと長さ
の比率(T/L)は約0.3であり、比較例品の分岐部
分の分岐角度(α)は90°、厚みと長さの比率(T/
L)は約0.8である。
【0038】また、図7中の〜は、実施例品と同様
に中央連結部の中央に質量部を有するもので、分岐部分
の分岐角度(α)を30°より小さくしたもの、60
°より大きくしたもの、また厚みと長さの比率(T/
L)を0.2より小さくしたもの、0.5より大きく
したものについて測定した動的絶対バネ定数を示して
いる。
【0039】上記の結果、比較例品は300〜400H
zの周波数領域、特に350Hz前後で、動的絶対バネ
定数が高くなり、この周波数領域で充分な振動伝達抑制
の効果が得られなかった。
【0040】これに対し、実施例品の場合、400Hz
前後の周波数領域で、従来品に比べて動的絶対バネ定数
を大幅に低減することができ、温度変化に対しても、動
的絶対バネ定数自体が低いために、安定した振動伝達抑
制効果が得られるものとなった。
【0041】また、〜から、分岐角度および厚みと
長さの比率が、300〜400Hzの周波数流域での振
動伝達抑制効果に影響し、実施例品を含む分岐角度30
°〜60°、厚みと長さの比率0.2〜0.5の範囲が
最も効果的であることが確認できた。
【0042】
【発明の効果】上記したように本発明の排気管用支持装
置によれば、300〜400Hzの周波数領域において
も振動伝達抑制を効果的になし、しかも常温から約10
0℃の範囲の温度変化に対しても安定した周波数特性を
保持し、良好かつ安定した振動伝達抑制効果を発揮でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態の排気管用支持装置を示す
斜視図である。
【図2】同上支持装置の正面図である。
【図3】前図のY−Y線の断面図である。
【図4】他の実施形態の支持装置の断面図である。
【図5】さらに他の実施形態の支持装置を示す正面図で
ある。
【図6】さらに他の実施形態の支持装置を示す正面図で
ある。
【図7】周波数と動的絶対バネ定数の関係を示すグラフ
である。
【図8】従来の支持装置を例示する正面図である。
【符号の説明】
(A) 支持装置 (1) 第1保持部 (11) 貫通孔 (2) 第2保持部 (21) 貫通孔 (3)(3) 一対の側壁部 (4) 空隙 (5) 中央連結部 (5a) 質量部 (5b)(5b) 両側部分 (5c)(5c) 分岐部分
フロントページの続き (72)発明者 山口 尚樹 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 (72)発明者 村瀬 建司 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 (72)発明者 国広 基男 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−66953(JP,A) 実開 昭56−70425(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16F 15/08 B60K 13/04 F16F 15/02 F01N 7/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゴム等の弾性材料により一体形成され、車
    体側の支持材が挿入される貫通孔を有する第1保持部
    と、排気管側の支持材が挿入される貫通孔を有する第2
    保持部と、第1保持部と第2保持部とを間隔を隔ててそ
    の両側で連結する一対の側壁部と、第1と第2の両保持
    部間の中間位置に配されて両側壁部に連結された中央連
    結部とを有する排気管用支持装置であって、 中央連結部は、質量部として形成された中央部分と、該
    質量部より両側に延びる両側部分とを有し、前記質量部
    は両側部分より質量が大きく、前記両側部分はそれぞれ
    二股状に分岐形成されて、該分岐部分が前記側壁部に連
    結されてなり、 前記分岐部分の分岐角度(α)が30°〜60°、分岐
    部分の厚み(T)と長さ(L)の比率(T/L)が0.
    2〜0.5の範囲に設定されて なることを特徴とする排
    気管用支持装置。
  2. 【請求項2】前記質量部が、前記分岐部分の厚みより大
    きく形成されてなる請求項1に記載の排気管用支持装
  3. 【請求項3】前記質量部が、厚み方向において他の部分
    より長く延成されてなる請求項1または2に記載の排気
    管用支持装置
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