JP3661060B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、主として自動車のエンジンマウントやサスペンションブッシュ等として使用される防振装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従前より、自動車のエンジンマウントやサスペンションブッシュ等に用いられる防振装置として、内筒金具と外筒金具とを両金具間に介設したゴム弾性体により結合したものが知られている。通常、内筒金具がこれに挿嵌される軸部材を介して略コの字状をなす、一方の支持部材に取り付けられ、外筒金具が、ブラケット等の他方の支持部材に圧入されて固定される。これら支持部材は、エンジン等の振動源と、車体等の支持側とにそれぞれ設けられる。
【０００３】
図１３に、このような防振装置の一従来例を示す。
【０００４】
図に示すように、内筒金具１０１と外筒金具１０２との間に介設されるゴム弾性体１０３は、内筒金具１０１の上下にそれぞれ空洞部１０４，１０５を有し、下側の空洞部１０５に、上方へと突出する凸部１０６を有する。該凸部１０６は、エンジン等を支持し荷重を受けた状態で、該下側空洞部１０５の天井面１５１に突き当てられる。したがって、ゴム弾性体１０３は、軸方向を前後方向とした場合において左右両側から内筒金具１０１を支持するとともに、荷重を受けた状態では凸部１０６によっても内筒金具１０１の個所を支持する。すなわち、凸部１０６がある程度の荷重を分担するのである。そして、好適な使用状態においては、荷重下において内筒金具１０１が、外筒金具１０２のなす断面形状の略中心に配置される。
【０００５】
また、図に示すように、外筒金具１０２は、主として略楕円形ないしは小判形の断面を有し、その長軸が横方向（Ｙ方向）に向けられている。すなわち、外筒金具１０２は、筒型の防振装置の軸方向を車両に対し前後方向（Ｘ方向）にして使用する場合において、左右方向（Ｙ方向）に長い略楕円形の断面を有する。これは、内筒金具１０１が左右から充分な量のゴム弾性体により支持される必要や防振特性の安定性等のためである。
【０００６】
上記の防振装置は、通常、自動車の車体からエンジンを支持して静置するような基本負荷時において、凸部が下側空洞部の天井面に当接するように設計される。
【０００７】
そのため、上下方向（Ｚ方向）の動バネ定数が高くなりがちである。動バネ定数が高くなりすぎた場合、比較的振幅の小さい振動に対する防振特性が不充分になる等の問題が生じる。
【０００８】
動バネ定数を適宜に小さくしようとして、凸部１０６の幅寸法（図１３におけるＹ方向寸法）を全体に削った場合には、防振装置全体の上下方向（Ｚ方向）の動バネ定数における凸部１０６の寄与比率（分担割合）が変化してしまう。そして、基本荷重時における内筒金具１０１の位置、すなわちエンジンを支持する位置が変化してしまう。また、凸部１０６が大変形を規制するストッパーバネとして作用する際のバネ力が低下することにより、振動を受けた際のストロークが過大なものになってしまう。バネ力が低下すると、荷重―たわみ曲線で見た場合に、所定の振動ピークでの荷重に対応するたわみの値は、大変形の側へとシフトするのである。したがって、防振装置の耐久性が低下してしまうこととなる。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、内筒金具と外筒金具がゴム弾性体により結合されてなり、ゴム弾性体が内筒金具の上下に空洞部を有する防振マウントであって、下側の空洞部には上方へと突き出して荷重下において該空洞部の天井面が当接する凸部が備えられるものにおいて、耐久性を損なうことなく、上下方向の動バネ定数を適宜低下させることができるものを提供する。
【００１０】
【発明の開示】
本発明の防振装置は、内筒金具と、この外方を囲むように配された外筒金具とが、これら内外の金具間に介設されたゴム弾性体により結合されてなり、前記ゴム弾性体は、前記内筒金具の上下にそれぞれ上側空洞部及び下側空洞部を有し、前記下側空洞部には、外筒金具の側から上方の内筒金具に向かって突出する凸部が設けられ、標準荷重下において前記下側空洞部の天井面が前記凸部の先端面に当接する防振装置において、前記凸部中に軸方向の小空洞が設けられており、該小空洞が上下方向における所定以上の振幅の振動時に潰れて壁面が密着することで前記凸部が前記内筒金具の下方への変位を規制するストッパ作用を果たすように設けられたことを特徴とする。そして、第１の発明では更に、前記小空洞は、軸方向の貫通孔からなり、該貫通孔の両端開口から軸方向中央部まで径が徐々に小さくなっていることを特徴とする。また、第２の発明では、前記凸部の外面に軸方向に延びる複数の溝が設けられたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、前記凸部は前記小空洞の存在のために、ある振幅範囲までは小空洞を有さない凸部に比して弾性変形し易くて、上下方向の動バネ定数を低下させることができる。しかも、振幅の大きい振動時には、前記小空洞が潰れて壁面が密着することで、大変形を規制するストッパーバネとしてのバネ力が大きくなり、良好なストッパ作用を果たす。したがって、耐久性を低下させることなく、上下方向の動バネ定数を下げることができ、小振幅の振動時においても良好かつ充分な防振特性を保持できる。
【００１２】
前記の防振装置において、前記外筒金具が横に長い略楕円形の断面を有し、前記内筒金具が無荷重状態において前記外筒金具に対して上方に偏心して配置され、前記ゴム弾性体が前記外筒金具の断面における左右両側から前記内筒金具を支持しているものが好ましい。
【００１３】
これにより、前記防振装置の軸方向を前後方向とした場合、左右方向に長い略楕円形の断面を有することで、内筒金具が左右から充分な量のゴム弾性体により支持され、防振特性が安定する。
【００１４】
前記凸部中の小空洞として、上記第２の発明では軸方向の貫通孔である場合、軸方向の非貫通孔である場合のいずれでもよい。また前記凸部中に、複数の小空洞を設けることもできる。これらの孔の径、形状、数等により、凸部の剛性を適宜設定できる。
【００１５】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施例１について、図１〜５を用いて説明する。
【００１６】
実施例の防振装置は、エンジンを自動車の車体側の支持部材から吊り下げて支持する、エンジン用の防振マウントである。図１は、筒状の防振マウント１０を軸方向中央部にて切断した断面図（図３のＣ１−Ｃ１線の断面図）である。図２は、防振マウント１０を軸方向から見て左右に等分するように切断した断面図（図１のＢ１−Ｂ１線の断面図）、すなわち左右の対称線に沿って切断した断面図である。図２では、特に、上下からの支持部材３０，４０に取り付けられた状態での防振マウント１０を示している。一方、図３は、左右の対称線から少しずらして切断した場合の図２と同様の断面図（図１のＡ１−Ａ１線の断面図）であり、図４は、図２〜３の左側から見た防振マウント１０の正面図である。また、図５は、標準荷重を受けて変形した状態を示す図１と同様の断面図である。
【００１７】
この防振マウント１０は、比較的厚肉の筒状をなす内筒金具１と、その外方を囲むように配された外筒金具２とが、これら金具１，２間に介設されてゴム弾性体３により結合されてなる。このゴム弾性体３は、ゴム加硫成形により、一体に成形されるとともに、内筒金具１及び外筒金具２に接着される。
【００１８】
内筒金具１の外面は、軸方向に垂直な断面において、防振マウント１０の軸方向中央部付近では若干横方向に長い矩形状をなすが、その他の個所では円形をなす。すなわち、内筒金具１は、軸方向中央部近傍において、角状に外側へ突き出す「バルジ」を備えている。一方、内筒金具１の内面は、円柱状の軸部材４１を受け入れるように、全体が径の均一な円筒をなしている。円柱状の軸部材４１は、図２に示すように、断面が横に倒れたコの字状をなす支持部材４０により、上方の車体側から支持される。
【００１９】
外筒金具２は、図２〜３に示すように内筒金具１よりも軸方向（Ｘ方向）寸法がやや小さく、図１に示すように、軸方向に垂直な断面において、左右方向（Ｙ方向）を長軸とする略楕円状ないし小判状の形状をなしている。外筒金具２は、図２に示すように、下側の支持部材３０に設けられた水平の取り付け孔に圧入されている。下側の支持部材３０は、防振マウント１０の使用状態において、エンジンを吊り下げるものである。
【００２０】
防振マウント１０の非荷重時、すなわち、内筒金具１と外筒金具２との間に荷重がかかっていない状態では、図１等に示すように、内筒金具１が外筒金具２に対して上方に偏心して配置される。
【００２１】
内筒金具１と外筒金具２との間を埋めるゴム弾性体３は、内筒金具１の上下に、軸方向の貫通孔よりなる空洞部４，５を有している。これにより、前記ゴム弾性体３の支持腕としての両側部分３ａ，３ｂが前記外筒金具２の断面における左右両側から前記内筒金具１を支持した状態になっている。これら空洞部４，５は、軸方向に対して垂直な断面（図１の左右方向断面）において、上方に向かって膨出する弓状をなし、両端部で幅広となっている。図１に示すように、上側空洞部４は、外筒金具２の内面からわずかな間隔を保持するように延びており、下側空洞部５は、上端部が内筒金具１の下面から少し離されて配置される。
【００２２】
下側空洞部５の下面は、外筒金具２の側から上方の内筒金具１へと向かって突き出しており、これにより、下方への変位を規制するストッパーとしての凸部６がゴム弾性体３と一体に形成されている。凸部６は、図１〜２に示すように、左右方向（Ｙ方向）断面及び軸方向（Ｘ方向、前後方向）断面のいずれにおいても、略台形状をなしている。したがって、凸部６の上端面６ａは、軸方向中央部において水平な平坦面をなす。この凸部上端面６ａは、非荷重時に、全体が平坦で水平な、下側空洞部５の天井面５１からわずかな間隔を置いて離間されている。荷重時においては、図５に示すように、凸部６の先端面つまり上端面６ａが、下側空洞部５の天井面５１に当接される。
【００２３】
なお、詳細には、図４に示すように、凸部６の外面に、軸方向に延びる溝６ｂが複数設けられており、凸部６の対称線に沿って設けられているので、凸部上端面６ａは、完全な平坦面ではなくある程度の凹凸がある。凸部上端面６ａが、他の凹凸形状、例えば、全体に波状の形状を有する場合や、溝６ｂの幅及び深さ寸法が、より大きい場合であっても、後述するような得られる効果において、ほぼ同様である。
【００２４】
一方、凸部６の根元付近には、左右対称に、軸方向の貫通孔からなる２つの小空洞６１が設けられる。小空洞６１は、図１、及び図３の断面図（図１のＡ１−Ａ１線の断面）から知られるように、軸方向に径が均一な円筒形の貫通孔である。
【００２５】
小空洞６１を設けるためには、例えば、ゴム弾性体３を内筒金具１と外筒金具２に介挿された状態で加硫する加硫成形時に、上側及び下側空洞部４，５と同様に、中子により作製することができる。または、加硫成形の後にくり抜くことも可能である。いずれにしても簡単な操作により設けることができる。
【００２６】
このように、凸部６中に小空洞６１が設けられることにより、防振マウント１０における上下方向（Ｚ方向）の動バネ定数を容易に低減することができた。
【００２７】
すなわち、エンジン等を支持した荷重状態下で、前記凸部６が前記下側空洞部５の天井面５１に当接して内筒金具１を支持した状態において、前記凸部６は、前記小空洞６１の存在のために、ある変形範囲までは小空洞を有さない凸部６に比して弾性変形し易くなっており、それだけ上下方向の動バネ定数を低下させることができる。しかも、振幅の大きい振動時には、前記小空洞６１が潰れてその壁面が密着することで、大変形を規制するストッパーバネとしてのバネ力が大きくなり、良好なストッパ作用を果たす。それゆえ、耐久性を低下させることなく、上下方向の動バネ定数を下げることができる。
【００２８】
具体的な試験例について述べるならば、図１３の従来例を基準とした場合、１５Ｈｚにおける上下方向（Ｚ方向）の動バネ定数（Ｋｄ１５）を５００Ｎ／ｍｍから４１０Ｎ／ｍｍへと１８％低減し、１００Ｈｚにおける上下方向の動バネ定数（Ｋｄ１００）を５６０Ｎ／ｍｍから４７０Ｎ／ｍｍへと１６％低減することができた。
【００２９】
このとき、凸部６による分担荷重は、凸部６の幅（左右方向寸法）をわずかに増加させることにより、従来例と同じ１５７０Ｎに維持されている。このように、凸部６の分担荷重を維持できるため、動バネ定数を低減させても、荷重時における内筒金具１と外筒金具２との相対位置を変化させたり、振動によるストロークを増大させることがない。したがって、動バネ定数を低減させても、防振マウント１０の耐久性を損なうことがない。
【００３０】
一方、凸部６の左右幅寸法を削って同様に試験を行った比較例においては、凸部６の分担荷重が１５７０Ｎから１２５０Ｎに低下したにも拘わらず、１５Ｈｚ及び１００Ｈｚにおける上下方向の動バネ定数の低下は、それぞれ、１１％及び１０％にとどまった。
【００３１】
なお、図２〜３及び図４に示すように、凸部６の軸方向両端には、軸方向に突出するストッパゴム部７，８が設けられている。ストッパゴム部７，８は、それぞれが、軸方向に外側に突出してから下方に延在されてなる外縁部７ａ，８ａを備え、上方の支持部材４０に対する突き当て面７ｂ，８ｂを形成している。これにより、ストッパゴム部７，８は、金属同士の干渉を防止する役割を果たす。
【００３２】
以上に説明したように、本実施例によると、凸部６中に小空洞６１を設けるだけで、凸部６の分担荷重を変化させることなく、防振マウントの上下方向における動バネ定数を大幅に低減することができる。
【００３３】
なお、前記凸部６に設ける小空洞６１の形状、大きさ、数、配置等は、求める動バネ定数や防振特性等に応じて種々の変更が可能である。
【００３４】
以下、図６〜１１を用いて実施例２〜６について説明する。
【００３５】
図６〜７に示す実施例２では、実施例１と同様の構成において、凸部６中の小空洞６１として、一つの貫通孔のみが設けられている。この変形例における小空洞６１は、左右方向に対する対称線（図６のＤ−Ｄ線）上に中心が位置する円形の断面形状を有し、貫通孔の両端開口から軸方向中央部に向かって径が徐々に小さくなっている。
【００３６】
図８に示す実施例３では、実施例と同様の構成において、凸部６中の小空洞６１が非貫通孔により形成されている。すなわち、実施例における２つの貫通孔が軸方向中央部において塞がれたような構造となっている。
【００３７】
これら実施例２〜３の構成によっても、実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
図９に示す実施例４においては、実施例１と同様の構成において、貫通孔である２つの小空洞６１の断面が、角のとれた三角形の形状を有する。また、図１０に示す実施例５においては、貫通孔として設けられる小空洞６１が、一つの、左右に長い、扁平な楕円状の断面を有する。一方、図１１においては、小空洞６１として、左右対称線上に位置し上下方向に長い略楕円状の断面を有する一つの貫通孔６１ａと、これより下方に左右対称に設けられる断面円形の２つの貫通孔６１ｂとが設けられている。
【００３９】
これら実施例４〜６の構成によっても、実施例１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００４０】
上記のいずれの実施例においても、外筒金具２については、断面が横長の略楕円状ないし小判状をなす場合を示したが、本発明は、図１２に示す実施例７のように、外筒金具２の断面が円形をなすものにおいても同様に実施できる。
【００４１】
すなわち、この実施例７の場合、外筒金具２と内筒金具１との間に介設したゴム弾性体３に、上側空洞部４と下側空洞部５とを設け、下側空洞部５に外側金具２の側から上方に突出しかつ一定の荷重下で下側空洞部５の天井面５１が当接する凸部６を設けている。そして、前記凸部６に上記した実施例と同様の小空洞６１を設ける。この小空洞６１の形状、大きさ、数、配置等については、種々の変更が可能である。この場合も、上記と同様の効果を発揮できる。
【００６２】
【産業上の利用可能性】
上記のように本発明の防振装置は、耐久性を損なうことなく、上下方向の動バネ定数を適宜低下させることができるので、主に自動車のエンジンマウントやサスペンションブッシュ等として好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の筒状の防振マウント１０を軸方向中央部にて切断した無荷重状態での断面図（図３のＣ１−Ｃ１線の断面図）である。
【図２】実施例１の防振マウント１０を軸方向から見て左右に等分するように切断した断面図（図１のＢ１−Ｂ１線の断面図）である。特には、上下からの支持部材に取り付けられた状態を示す。
【図３】実施例１の防振マウント１０について、凸部６中の小空洞６１を左右に等分するように切断した断面図（図１のＡ１−Ａ１線の断面図）である。
【図４】実施例１の防振マウント１０について、支持部材３０へ圧入する際の後方から見た（図２〜３の左側から見た）正面図である。
【図５】実施例１の防振マウント１０について、標準荷重下での状態を示す図１に対応する断面図である。
【図６】実施例２の防振マウントについての図１に対応する断面図である。
【図７】実施例２の防振マウントについての図２に対応する断面図である。
【図８】実施例３の防振マウントについての図３に対応する断面図である。
【図９】実施例４の防振マウントについての図１に対応する断面図である。
【図１０】実施例５の防振マウントについての図１に対応する断面図である。
【図１１】実施例６の防振マウントについての図１に対応する断面図である。
【図１２】実施例７の円形の防振マウント１０を軸方向中央部にて切断した断面図である。無荷重での状態を示す。
【図１３】従来例の防振マウントについての図１に対応する断面図である。

Claims (2)

1. 内筒金具と、この外方を囲むように配された外筒金具とが、これら内外の金具間に介設されたゴム弾性体により結合されてなり、前記ゴム弾性体は、前記内筒金具を挟んで上下にそれぞれ上側空洞部及び下側空洞部を有し、前記下側空洞部には、外筒金具の側から上方の内筒金具に向かって突出する凸部が設けられ、標準荷重下において前記下側空洞部の天井面が前記凸部の先端面に当接する防振装置において、
   前記凸部中に軸方向の小空洞が設けられており、該小空洞が上下方向における所定以上の振幅の振動時に潰れて壁面が密着することで前記凸部が前記内筒金具の下方への変位を規制するストッパ作用を果たすように設けられ、
   前記小空洞は、軸方向の貫通孔からなり、該貫通孔の両端開口から軸方向中央部まで径が徐々に小さくなっていることを特徴とする防振装置。
2. 内筒金具と、この外方を囲むように配された外筒金具とが、これら内外の金具間に介設されたゴム弾性体により結合されてなり、前記ゴム弾性体は、前記内筒金具を挟んで上下にそれぞれ上側空洞部及び下側空洞部を有し、前記下側空洞部には、外筒金具の側から上方の内筒金具に向かって突出する凸部が設けられ、標準荷重下において前記下側空洞部の天井面が前記凸部の先端面に当接する防振装置において、
   前記凸部中に軸方向の小空洞が設けられており、該小空洞が上下方向における所定以上の振幅の振動時に潰れて壁面が密着することで前記凸部が前記内筒金具の下方への変位を規制するストッパ作用を果たすように設けられ、
   前記凸部の外面に軸方向に延びる複数の溝が設けられたことを特徴とする防振装置。

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