JP3334039B2 - 自動車用防振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用防振装置
に関するものであり、特にサスペンション用アッパーサ
ポートとして好適に用いられるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用防振装置としては、図７に示す
ものが公知である。

【０００３】この防振装置１００は、ショックアブソー
バのロッド１０１の先端部を自動車の車体１０２に設け
られた開口部１０２ａに弾力的に結合するためのサスペ
ンション用アッパーサポートであり、車体１０２の上下
面には互いに反対側に開口する一対のカップ金具１０
３，１０４が開口部１０２ａに同軸的に配されている。
このカップ金具１０３，１０４内には、それぞれ環状の
ゴム部材１０５，１０６が配されており、その中空部に
は、ロッド１０１を受入れるためのスリーブ１０７が車
体１０２の開口部１０２ａを貫通するように挿入されて
いる。また、一対のゴム部材１０５，１０６の上下には
一対のストッパ金具１０８，１０９が配されている。そ
して、下側のストッパ金具１０９の中心孔から挿入され
たロッド１０１を、スリーブ１０７を貫通させて上側の
ストッパ金具１０８の中心孔から突出させ、この突出さ
せたロッド１０１の先端を締結ボルト１１０により軸方
向に締付けることにより、上下のストッパ金具１０８，
１０９をスリーブ１０７によって所定の間隔に保持し
て、その間に一対のゴム部材１０５，１０６を予圧縮状
態に保持している。かかる構成により、防振装置１００
は、車体１０２に対するロッド１０１の上方への変位に
対しては下側のゴム部材１０６が圧縮され、下方への変
位に対しては上側のゴム部材１０５が圧縮されて、振動
が吸収されるようになっている。

【０００４】上記従来の構造においては、ゴム部材１０
５，１０６を車体１０２に対して位置決め、即ちセンタ
リングをするために、カップ金具１０３，１０４の側壁
１０３ａ，１０４ａを利用している。つまり、ゴム部材
１０５，１０６の軸直角方向へのズレを防止するため
に、双方のゴム部材１０５，１０６において、カップ金
具１０３，１０４の側壁１０３ａ，１０４ａを底面に対
して９０°近くで立ち上げて、該側壁１０３ａ，１０４
ａによりゴム部材１０６の外周を全周にわたって支持す
るように構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、防振装置１００を組付けた状態で、双方のゴム
部材１０５，１０６の外周をカップ金具１０３，１０４
により拘束する構造では、ゴム部材１０５，１０６に加
えられた予圧縮により、該組付けた状態で、すでに、ゴ
ム部材１０５，１０６にはカップ部材１０３，１０４の
側壁１０３ａ，１０４ａとの間で反力が発生しており、
そのため、いずれのゴム部材１０５，１０６において
も、初期荷重に対して柔らかいバネ特性を得ることが困
難であるという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、初期荷重に対する柔ら
かいバネ特性を得ながら、ゴム部材のセンタリングを行
なうことができる自動車用防振装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の自動
車用防振装置は、自動車の車体側とサスペンション側を
弾力的に結合するための防振装置であって、車体側部材
にはサスペンション側のロッドが貫通する開口部が上下
方向に開口して設けられており、該車体側部材の上下に
相対させて一対の環状のゴム部材が前記開口部と同軸的
に配され、上側のゴム部材の上面と下側のゴム部材の下
面にそれぞれストッパが配され、前記ロッドを受入れる
スリーブが上下の前記ゴム部材の中空部に挿入され、前
記スリーブに受入れられた前記ロッドの先端に締結部材
が配され、この締結部材の軸方向への締付けにより、一
対の前記ストッパ間に一対の前記ゴム部材が予圧縮状態
に保持されてなる自動車用防振装置において、前記一対
のゴム部材に対して前記スリーブが圧入状態に装着され
ており、一方のゴム部材についてはその外周が車体側部
材により全周にわたって拘束され、他方のゴム部材につ
いてはその外周に車体側部材との間で全周にわたって空
間部が確保された、ことを特徴とする。

【０００８】このように上下のゴム部材に対してスリー
ブを圧入状態に装着することによって、一方のゴム部材
の外周を拘束するのみで、双方のゴム部材を車体側部材
に対してセンタリングすることができる。すなわち、ス
リーブが圧入された一方のゴム部材の外周を拘束するこ
とにより、当該一方のゴム部材はもちろん、スリーブも
該一方のゴム部材を介して車体側部材に対しセンタリン
グされる。そして、他方のゴム部材はスリーブの圧入に
よって当該スリーブに対して位置決めされるので、他方
のゴム部材は結果的に車体側部材に対してセンタリング
される。

【０００９】これにより、他方のゴム部材については、
もはやその外周を車体側部材により拘束する必要がなく
なるので、上記のようにその外周に空間部を確保するこ
とができ、よって、当該他方のゴム部材において初期荷
重に対する柔らかいバネ特性を得ることができる。

【００１０】本発明の自動車用防振装置は、また、前記
上下のゴム部材が異なる内径を有することを特徴とす
る。

【００１１】この場合、防振装置の組付けに際し、内径
のより小さいゴム部材をスリーブに予め装着しておい
て、該スリーブを車体側部材の開口部に挿通した後に、
内径のより大きいゴム部材を組付れば、組付け作業性を
悪化させることなく、上記のセンタリング及びバネ特性
の効果を得ることができる。

【００１２】本発明の自動車用防振装置においては、前
記他方のゴム部材の外周を所定の間隔をおいて取囲むよ
うに車体側部材が配されて、この車体側部材とゴム部材
の外周面との間に前記空間部が形成され、前記他方のゴ
ム部材の圧縮方向への大荷重により径方向外方に弾性変
形した当該ゴム部材の外周面が前記車体側部材と当接す
るようになされた場合がある。

【００１３】この場合、初期荷重に対してはゴム部材の
外周の空間部によって柔らかいバネ特性が得られ、大荷
重が加わったときには径方向外方に弾性変形したゴム部
材がその外周を取囲む車体側部材と当接して、当該ゴム
部材の更なる弾性変形が制限される。これにより、非線
形の荷重−撓み特性が得られる。

【００１４】本発明の自動車用防振装置においては、少
なくとも１の前記ゴム部材の外周面に周方向に延びる凹
部が設けられた場合がある。

【００１５】かかる凹部を設けることにより、初期荷重
に対して更に柔らかいバネ特性が得られ、また、圧縮方
向への大荷重によりこの凹部が潰れることによって荷重
−撓み特性が立上る。つまり、非線形な荷重−撓み特性
が得られる。

【００１６】この凹部は、車体側部材によってその外周
が拘束されたゴム部材に設けることが好ましく、これに
より、上下双方のゴム部材において初期荷重に対する柔
らかいバネ特性を得ることができる。

【００１７】本発明の自動車用防振装置においては、前
記車体側部材が、車体、フレーム、又は車体若しくはフ
レームに取付けられた付属部品であり、前記ロッドがシ
ョックアブソーバのピストンロッドである場合がある。

【００１８】ここで、前記付属部品には、車体やフレー
ムにボルト等で取付けられるブラケット、及び、車体、
フレーム若しくはブラケットに対しその開口部と同軸的
に固設されたカップ状部材若しくはプレート状部材が含
まれる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２０】図１は、第１の実施形態に係る自動車用防
振装置１０の断面図である。この防振装置１０は、自動
車の車体１４にショックアブソーバのピストンロッド１
２を弾性的に支持するためのサスペンション用アッパー
サポートである。

【００２１】車体１４は、防振装置１０が組付けられる
部分において略伏椀状をなし、その頂部にはロッド１２
の先端部が貫通する円形の開口部１６が形成されてい
る。この開口部１６は、ロッド１２の先端部が径方向に
隙間をおいて貫通するように、ロッド１２の外径よりも
大きく開口している。

【００２２】符号１８，２０は、車体１４の上下に相対
して配された一対の環状のゴム部材である。上側のゴム
部材１８は、車体１４の上面において当該開口部１６と
同軸的に固設された上方に開口するカップ金具２１内に
配されており、その外周面が下側略半分の領域でカップ
金具２１の側壁により全周にわたって拘束されている。
なお、このカップ金具２１の側壁は、底面に対して９０
°の位置からやや外方に開くように傾斜している。ま
た、カップ金具２１の底面にはロッド１２の貫通孔が開
口部１６と略同一径にて形成されている。

【００２３】一方、下側のゴム部材２０は、車体１４の
下面に当接した状態で開口部１６と同軸的に配されてい
る。このゴム部材２０にはその外周面に当接する部材は
設けられておらず、ゴム部材２０の外周には、その径方
向外方への弾性変形を許容する空間部３４が全周にわた
って確保されている。空間部３４は、車体１４の外方か
つ下方に傾斜するテーパ状部３０によって、ゴム部材２
０の外周面との間に断面略三角形状に形成されており、
ゴム部材２０に圧縮方向の大荷重が加わったときに、テ
ーパ状部３０に径方向外方に弾性変形したゴム部材２０
が当接して、更なる弾性変形を制限するように構成され
ている。

【００２４】符号２２は、上側のゴム部材１８の上面に
当接して配された上側のストッパ金具、符号２４は、下
側のゴム部材２０の下面に当接して配された下側のスト
ッパ金具であり、両ストッパ金具２２，２４の中央に
は、ロッド１２の先端部が挿通される挿通孔がそれぞれ
設けられている。下側のストッパ金具２４はロッド１２
に設けられた凸状の係止部３２上に係止され、上側のス
トッパ金具２２はロッド１２の先端に配したナット２８
により軸方向に締付けられており、これにより、上下の
ストッパ金具２２，２４間に一対のゴム部材１８，２０
が挾持され、この一対のゴム部材１８，２０間に車体１
４の開口部１６の周縁部が挾持されている。

【００２５】符号２６は、ロッド１２の先端部を受入れ
る管状のスリーブであり、上下のゴム部材１８，２０の
中空部に挿入されている。すなわち、該スリーブ２６
は、車体１４の開口部１６に半径方向に隙間をおいて貫
通しており、その上下部にそれぞれ上下のゴム部材１
８，２０が装着されている。このスリーブ２６は、上下
のストッパ金具２２，２４の間に介在して、上記ナット
２８の軸方向への締付け代を規制しており、両ストッパ
金具２２，２４の間隔を所定間隔、即ちスリーブ２６の
長さに保持して、一対のゴム部材１８，２０が組付けら
れた時に所定の予圧縮状態となるように構成されてい
る。尚、スリーブ２６は、ロッド１２をほぼ隙間なく受
入れる程度の内径を有している。

【００２６】上下のゴム部材１８，２０の内径は、スリ
ーブ２６の外径よりも小さく設定されており、該スリー
ブ２６は、ゴム部材１８，２０の中空部に圧入状態に装
着されている。また、下側のゴム部材２０の内径の方
が、上側のゴム部材１８の内径よりも小さく設定されて
いる。例えば、上側のゴム部材１８の内径は、スリーブ
２６の外径よりも０〜０．４ｍｍ程度小さく、下側のゴ
ム部材２０の内径は、スリーブ２６の外径よりも０．５
〜１．５ｍｍ程度小さく設定されている。

【００２７】ここで、防振装置１０の組付け方法の一例
を説明する。組付けに際しては、スリーブ２６を予め下
側のゴム部材２０の中空部に圧入しておき、この圧入し
た状態で、スリーブ２６の下方から下側のストッパ金具
２４を介在させてロッド１２の先端部を差込む。この状
態で、ロッド１２の先端部を車体１４の開口部１６に挿
入して、スリーブ２６の上部に上側のゴム部材１８を圧
入により組付ける。そして、上側のストッパ金具２２を
配し、該ストッパ金具２２の挿通孔から上方に突出する
ロッド１２の先端にナット２８を配し、このナット２８
をスリーブ２６により規制されるまで軸方向に締付け
て、ゴム部材１８，２０を予圧縮状態に保持する。

【００２８】以上よりなる防振装置１０においては、車
体１４に対するロッド１２の上方への変位に対しては下
側のゴム部材２０が圧縮され、下方への変位に対しては
上側のゴム部材１８が圧縮され、これにより振動が吸収
される。

【００２９】本実施形態の防振装置１０であると、上側
のゴム部材１８は、その周方向外側においてカップ金具
２１により全周にわたって拘束されているので、車体１
４に対してセンタリングされる。また、スリーブ２６
は、上側のゴム部材１８に圧入されているので、このゴ
ム部材１８でもってカップ金具２１に対しセンタリング
される。更に、下側のゴム部材２０は、スリーブ２６の
圧入によって当該スリーブ２６に対して位置決めされる
ので、スリーブ２６及び上側のゴム部材１８を介してカ
ップ金具２１に対しセンタリングされる。以上により、
下側のゴム部材２０は、結果的に車体１４に対してセン
タリングされることになり、よって、上下のゴム部材１
８，２０は、車体１４に対してセンタリングされる。

【００３０】このように、下側のゴム部材２０について
は、その外周を車体１４により拘束しなくても、車体１
４に対するセンタリングを行なうことができるので、そ
の外周に空間部３４を確保することができ、この空間部
３４により下側のゴム部材２０において初期荷重に対す
る柔らかいバネ特性を得ることができる。すなわち、下
側のゴム部材２０においては、予圧縮状態において、車
体１４のテーパ状部３０との間に所定の空間部３４が確
保されているので、初期荷重に対してゴム部材２０の外
方への弾性変形が制限されることがない。

【００３１】そして、大荷重が加わったときには、ゴム
部材２０が、その外方への弾性変形によって車体１４の
テーパ状部３０に当接して、空間部３４がその上部側か
らゴム部材２０により満され、ゴム部材２０の弾性変形
が制限される。これにより、図４（ｂ）に示すように、
非線形の荷重−撓み特性が得られる。

【００３２】また、車体１４に対して上下に相対して配
された一対のゴム部材１８，２０のうち、スリーブ２６
に予め組付けておく下側のゴム部材２０の内径を、後か
ら組付ける上側のゴム部材１８の内径よりも小さく設定
することにより、組付け作業性を悪化させることなく、
上記のセンタリング及びバネ特性の効果を得ることがで
きる。上記センタリング効果を高める点からは、ゴム部
材１８，２０の内径を極力小さくすることが好ましい
が、あまり小さくすると、スリーブ２６に対する組付け
作業性が悪化する。特に車体１４上での組付けが問題と
なる。そこで、車体１４への組付け前に圧入する下側の
ゴム部材２０に対しては、十分な圧入効果が得られるよ
うにその内径を小さくし、一方、車体１４への組付け後
に圧入する上側のゴム部材１８に対しては、スリーブ２
６の外径よりもわずかに小さい程度にその内径を設定す
れば、双方のゴム部材１８，２０のセンタリングを十分
に可能にしながら、組付け作業性にも問題がない。

【００３３】ここで、上記空間部３４は、車体１４の形
状を変更することにより、適用する車両において得たい
特性に合せて種々の形状をとることができ、これによ
り、様々な荷重−撓み特性を容易に得ることができる。

【００３４】例えば、図２に示すように、車体１４を防
振装置１０の組付け位置付近で平らに形成してゴム部材
２０の外周を取囲む壁面を排除し、これにより径方向外
方に完全に開いた空間部３４としてもよい。この場合、
ゴム部材２０に大荷重が加わって弾性変形しても当該変
形が外方の壁面によって制限されず、図４（ａ）に示す
ように、なだらかな荷重−撓み特性が得られる。

【００３５】また、図３に示すように、車体１４を防振
装置１０の組付け位置付近で９０°にて立ち上げて段部
３６を形成し、この段部３６とゴム部材２０の外周面と
の間に空間部３４を形成してもよい。この場合、大荷重
が加わったとき、９０°に立上げられた段部３６により
ゴム部材２０の弾性変形が制限されるので、テーパ状部
３０により制限される場合に比べて、図４（ｃ）に示す
ように、荷重−撓み特性の線形から非線形への立上りを
強調することができる。

【００３６】なお、上記実施形態においては、下側のゴ
ム部材２０を車体１４に直接当接させる構成としたが、
ゴム部材２０と車体１４との間にプレート金具（不図
示）を介在させてもよい。その場合、該プレート金具に
側壁を設けてこの側壁の形状を変更することにより、ゴ
ム部材２０の外周の空間部３４形状を変更することがで
きる。

【００３７】図５は、本発明の第２の実施形態に係る自
動車用防振装置５０の断面を示している。この防振装置
５０も、上記第１の実施形態の防振装置１０と同様、サ
スペンション用アッパーサポートである。以下、第１の
実施形態の防振装置１０との相違点についてのみ説明す
る。

【００３８】この実施形態では、下側のゴム部材２０の
外周を車体１４により拘束し、上側のゴム部材１８にお
いては、その外周を拘束することなく、周方向外側に全
周にわたって空間部３４を確保している。

【００３９】すなわち、上側のゴム部材１８において
は、カップ金具２１の代りに、側壁を有しない皿状金具
５２をゴム部材１８と車体１４との間に介在させ、ゴム
部材１８の周方向外側に全周にわたって空間部３４を確
保しており、これにより、初期荷重に対する柔らかいバ
ネ特性を得ている。

【００４０】一方、下側のゴム部材２０においては、車
体１４に拘束部５３を形成し、この拘束部５３により、
ゴム部材２０の外周面を、上側略半分の領域で、全周に
わたって拘束するようにしている。なお、スリーブ２６
の外径と上下のゴム部材１８，２０の内径の関係は、上
記第１の実施形態と同様である。

【００４１】このように、下側のゴム部材２０の外周を
拘束し、上側のゴム部材１８の外周に空間部３４を確保
した場合にも、上記第１の実施形態と同様、上下のゴム
部材１８，２０へのスリーブ２６の圧入と下側のゴム部
材２０における拘束とによって、上下のゴム部材１８，
２０の双方を車体１４に対してセンタリングすることが
できる。

【００４２】本実施形態においては、また下側のゴム部
材２０の外周面の、拘束部５３によって拘束されていな
い部分において、径方向内方に陥没する凹部５４が周方
向に延びて形成されている。この凹部５４は、ゴム部材
２０の外周面の全周にわたって形成されている。これに
より、外周面が拘束されたゴム部材２０においても初期
荷重に対して柔らかいバネ特性を得ることができ、よっ
て、双方のゴム部材１８，２０において初期荷重に対す
る柔らかいバネ特性を得ることができる。

【００４３】また、この凹部５４により、非線形の荷重
−撓み特性を得ることができるという効果もある。これ
は、ゴム部材２０の圧縮方向に所定以上の荷重が加わる
ことによって、凹部５４は、その上面と下面が当接して
潰れるので、これにより荷重−撓み曲線が立上るためで
ある。

【００４４】凹部５４は、外周が拘束されていない上側
のゴム部材１８に設けてもよく、その場合、上側のゴム
部材１８において、初期荷重に対し更に柔らかいバネ特
性を得ることができる。なお、この凹部５４は、上記の
第１の実施形態において、上下のゴム部材１８，２０に
設けてもよく、その場合、特に、外周が拘束された上側
のゴム部材１８に設けることが、双方のゴム部材１８，
２０における柔らかいバネ特性を得る上で好ましい。

【００４５】この凹部５４は、図６に示すように、軸方
向に複数個、例えば２個、設けてもよく、これにより、
更に初期荷重に対するバネ特性を柔らかくすることがで
きる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の自動車用防振装置であると、上
下のゴム部材に対してスリーブを圧入状態に装着するこ
とによって、一方のゴム部材の外周を拘束するのみで、
双方のゴム部材を車体側部材に対してセンタリングする
ことができるので、他方のゴム部材の外周に空間部を確
保することができ、初期荷重に対する柔らかいバネ特性
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る自動車用防振装
置１０の断面図である。

【図２】第１の実施形態における空間部３４の変更例を
示す防振装置１０の要部断面図である。

【図３】第１の実施形態における空間部３４の更に他の
例を示す防振装置１０の要部断面図である。

【図４】第１の実施形態の防振装置１０の荷重−撓み曲
線を示すグラフであって、（ａ）は図２に示す装置に対
するグラフ、（ｂ）は図１に示す装置に対するグラフ、
（ｃ）は図３に示す装置に対するグラフである。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る自動車用防振装
置５０の断面図である。

【図６】第２の実施形態における下側のゴム部材２０の
変更例を示す防振装置５０の要部断面図である。

【図７】従来の自動車用防振装置の断面図である。

【符号の説明】

１０，５０……自動車用防振装置 １２……ロッド １４……車体 １６……開口部 １８……上側のゴム部材 ２０……下側のゴム部材 ２２，２４……ストッパ金具 ２６……スリーブ ２８……ナット ３４……空間部 ５４……凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 智史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 藤村 聖子 (56)参考文献 特開 平８−285002（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−119786（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−29438（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/58 B60G 1/00 - 25/00 F16F 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の車体側とサスペンション側を弾
   力的に結合するための防振装置であって、 車体側部材にはサスペンション側のロッドが貫通する開
   口部が上下方向に開口して設けられており、該車体側部
   材の上下に相対させて一対の環状のゴム部材が前記開口
   部と同軸的に配され、上側のゴム部材の上面と下側のゴ
   ム部材の下面にそれぞれストッパが配され、前記ロッド
   を受入れるスリーブが上下の前記ゴム部材の中空部に挿
   入され、前記スリーブに受入れられた前記ロッドの先端
   に締結部材が配され、この締結部材の軸方向への締付け
   により、一対の前記ストッパ間に一対の前記ゴム部材が
   予圧縮状態に保持されてなる自動車用防振装置におい
   て、 前記上下のゴム部材が異なる内径を有して、該一対のゴ
   ム部材に対して前記スリーブが圧入状態に装着されてお
   り、 一方のゴム部材についてはその外周が車体側部材により
   全周にわたって拘束され、 他方のゴム部材についてはその外周に車体側部材との間
   で全周にわたって空間部が確保された、 ことを特徴とする自動車用防振装置。