JP3748625B2

JP3748625B2 - 液体封入ブッシュ

Info

Publication number: JP3748625B2
Application number: JP15646296A
Authority: JP
Inventors: 康生宮本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: US6070862A; JPH102373A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に平行な軸線を有する外筒及び内筒間に弾性体を配置し、この弾性体に臨むように形成した複数の液室をオリフィスを介して相互に連通させ、前記外筒及び内筒の相対移動を前記オリフィスを通過する液体の抵抗により緩衝する液体封入ブッシュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の液体封入ブッシュを示すものである。同図から明らかなように、液体封入ブッシュＢは軸線Ｌを共有する外筒０１及び内筒０２を備えており、内筒０２の外周に嵌合するカラー０３及び外筒０１間を接続する第１弾性体０４と、外筒０１にスペーサ０５，０５を介して結合した一対の第２弾性体０６，０６とにより、液室Ｒ₅及び液室Ｒ₆画成される。そして液室Ｒ₅及び液室Ｒ₆は２個のオリフィスＯ₅，Ｏ₅により相互に接続される。
【０００３】
荷重の入力により第１弾性体０４が変形して外筒０１及び内筒０２が矢印Ｘ−Ｘ′方向に相対移動すると、液室Ｒ₅及び液室Ｒ₆の容積が交互に拡縮して両液室Ｒ₅，Ｒ₆内の液体がオリフィスＯ₅，Ｏ₅を介して相互に行き来し、その際に発生する液体の抵抗により前記荷重がダンピングされる。更に大きな荷重が入力されて外筒０１及び内筒０２が大きく相対移動すると、第１弾性体０４が一方の第２弾性体０６に密着することにより、外筒０１及び内筒０２の相対移動量の増加が規制されてストッパ機能が発揮される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図９は、自動車のタイヤが路面の凹凸を乗り越えたような場合に、サスペンションアームの端部に設けた液体封入ブッシュＢの外筒０１及び内筒０２間に発生する相対変位量の特性を示すグラフである。サスペンションアームの長手方向であるＸ方向に荷重が入力されると、外筒０１及び内筒０２のＸ方向の相対変位量が次第に増加する（ａ領域及びｂ領域参照）。前記Ｘ方向の相対変位量が限界に近づくと、吸収しきれない荷重により、外筒０１及び内筒０２はＸ方向に対して直交するＺ方向に相対変位するようになる（ｃ領域参照）。
【０００５】
しかしながら、上記従来の液体封入ブッシュＢはＸ−Ｘ′方向の荷重のダンピングに対しては有効であるが、それと直交するＺ−Ｚ′方向の荷重を効果的にダンピングできない問題があった。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、主荷重入力方向に作用する荷重で弾性体が変形して、相互間に液室を画成する弾性体相互が密着しても、その際に入力荷重に見合った比較的大きいダンピング力を発生させることを第１の目的とし、また相互間に液室を画成する弾性体が相互に密着した状態で、前記荷重の更なる増加により、該荷重に加えてこれと直交する方向の荷重が液体封入ブッシュに作用するときに、その荷重を効果的にダンピングすることを可能にすることを第２の目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、相互に平行な軸線を有する外筒及び内筒間に、内筒を取り囲む第１弾性体と、この第１弾性体を挟んでその両側に隣接する一対の第２弾性体とを配置すると共に、その第１及び第２弾性体間に、オリフィスを介して相互に連通する一対の液室を設け、前記外筒及び内筒の相対移動を前記オリフィスを通過する液体の抵抗により緩衝する液体封入ブッシュであって、液体封入ブッシュへの半径方向の荷重入力に伴う前記外筒及び内筒の相対移動により、前記第１及び第２弾性体の対向面が相互に密着するのに応じて容積が拡縮可能となる主液室と、この主液室の拡縮に伴い押し出された液体がオリフィスを通過して流入する副液室とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また請求項２の発明は、請求項１の前記構成に加えて、前記第１及び第２弾性体の対向面が相互に密着した状態で、前記荷重の更なる増加により、該荷重に加えてこれと直交する方向の荷重が液体封入ブッシュに作用するときに、副液室の容積が拡縮して、そこから押し出された液体がオリフィスを経て他の液室に流入することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。図１〜図５は参考例を示すもので、図１は液体封入ブッシュを備えたサスペンションアームの側面図、図２は図１の２−２線拡大断面図（図３の２−２線断面図）、図３は図２の３−３線断面図、図４はＸ−Ｘ′方向荷重の入力時の作用説明図、図５はＺ−Ｚ′方向荷重の入力時の作用説明図である。
【００１０】
図１において符号１は自動車のサスペンションアーム（リーディングアーム或いはトレーリングアーム）を示すものである。サスペンションアーム１のアーム本体２の一端に形成した環状の支持部３に圧入により固定された液体封入ブッシュＢは、その内部を貫通するボルト４及びナット５で車体側に設けた一対の取付ブラケット６，６間に固定される。またアーム本体２の他端にはコ字状の支持部７が形成されており、ナックルアームの先端に形成した環状の支持部８に圧入により固定された液体封入ブッシュＢは、その内部を貫通するボルト９及びナット１０で前記支持部７に固定される。前記両液体封入ブッシュＢ，Ｂは実質的に同一構造を備えているため、車体側の取付ブラケット４，４に固定される液体封入ブッシュＢを例にとって構造を説明する。
【００１１】
図２及び図３に示すように、液体封入ブッシュＢは大径の外筒１１と、その外筒１１の内部に軸線Ｌを共有して同心に配置された小径の内筒１２とを備える。内筒１２の外周に圧入により固定した３個のインナーカラー１３，１４，１４の外周に、弾性体１５が焼付けにより固定される。弾性体１５の外周に焼付けにより固定された概略環状のアウターカラー１６が、外筒１１の内周に嵌合してカシメにより固定される。
【００１２】
液体封入ブッシュＢには、主として図２の矢印Ｘ−Ｘ′方向の荷重がサスペンションアーム１から入力される。前記荷重の入力線Ｘ−Ｘ′上に位置するように、弾性体１５の外周と外筒１１の内周との間に第１液室Ｒ₁及び第２液室Ｒ₂が画成され、更に第１液室Ｒ₁の円周方向両側に隣接して２個の第３液室Ｒ₃，Ｒ₃が画成されるとともに、第２液室Ｒ₂の円周方向両側に隣接して２個の第４液室Ｒ₄，Ｒ₄が画成される。第１液室Ｒ₁と第３液室Ｒ₃，Ｒ₃とは一対の第１オリフィスＯ₁，Ｏ₁を介して接続され、また第２液室Ｒ₂と第４液室Ｒ₄，Ｒ₄とは一対の第２オリフィスＯ₂，Ｏ₂を介して接続される。更に、隣接する第３液室Ｒ₃及び第４液室Ｒ₄どうしがそれぞれ第３オリフィスＯ₃を介して接続される。
【００１３】
第１液室Ｒ₁及び第２液室Ｒ₂は本発明の主液室を構成し、第３液室Ｒ₃，Ｒ₃及び第４液室Ｒ₄，Ｒ₄は本発明の副液室を構成する。
【００１４】
弾性体１５の内部には、第１液室Ｒ₁及び第３液室Ｒ₃，Ｒ₃と内筒１２との間を遮るように延びるスリット状の第１空間Ｓ₁が形成され、また第２液室Ｒ₂及び第４液室Ｒ₄，Ｒ₄と内筒１２との間を遮るように延びるスリット状の第２空間Ｓ₂が形成される。
【００１５】
次に、前述の構成を備えた参考例の作用について説明する。
【００１６】
車両の走行に伴ってサスペンションアーム１から液体封入ブッシュＢに入力される荷重が図９のａ領域にあるとき、つまり液体封入ブッシュＢの外筒１１に図２の矢印Ｘ方向の比較的に小さい荷重が作用するとき、第１空間Ｓ₁の容積が縮小するとともに第２空間Ｓ₂に容積が拡大するように弾性部材１５が変形してダンピング力が発生する。このとき第１空間Ｓ₁及び第２空間Ｓ₂の半径方向外側の弾性部材１５は殆ど変形しないため、第１液室Ｒ₁〜第４液室Ｒ₄の容積も変化せず、液体が第１オリフィスＯ₁〜第３オリフィスＯ₃を通過することはない。このようにして、矢印Ｘ−Ｘ′方向に比較的に小さい荷重が入力されると、第１空間Ｓ₁及び第２空間Ｓ₂の容積が交互に拡縮するように弾性部材１５が変形し、入力荷重に見合った比較的に小さいダンピング力が発生する。
【００１７】
液体封入ブッシュＢに入力される荷重が増加して図９のｂ領域になると、つまり液体封入ブッシュＢの外筒１１に矢印Ｘ方向の比較的に大きい荷重が作用するとき、図４に示すように第１空間Ｓ₁の中央部が潰れて該第１空間Ｓ₁の半径方向外側の第１液室Ｒ₁の容積が縮小し、その第１液室Ｒ₁内の液体が第１オリフィスＯ₁，Ｏ₁を通過して第３液室Ｒ₃，Ｒ₃に流入し、そこから更に第３オリフィスＯ₃，Ｏ₃→第４液室Ｒ₄，Ｒ₄→第２オリフィスＯ₂，Ｏ₂→第２液室Ｒ₂の経路で移動する。その際、第１〜第３オリフィスＯ₁，Ｏ₁，Ｏ₂，Ｏ₂，Ｏ₃，Ｏ₃を通過する液体に作用する抵抗により、入力荷重に見合った比較的に大きいダンピング力が発生する。
【００１８】
さて、液体封入ブッシュＢに入力される荷重が更に増加して図９のｃ領域になると、つまり液体封入ブッシュＢの外筒１１に矢印Ｘ方向の荷重に加えて矢印Ｚ方向の荷重が作用するとき、図５に示すように第１液室Ｒ₁に隣接する一方の第３液室Ｒ₃の容積が縮小し、その第３液室Ｒ₃内の液体が図５中上向きに流れて第１オリフィスＯ₁を通過して第１液室Ｒ₁側に流入するとともに、図５中下向きに流れて第３オリフィスＯ₃を通過して第４液室Ｒ₄側に流入し、その際に発生する液体の抵抗により前記矢印Ｚ方向の荷重に見合ったダンピング力が発生する。
【００１９】
而して、主たる荷重入力方向であるＸ−Ｘ′方向に大きい荷重が作用している状態で、Ｘ−Ｘ′方向に直交するＺ−Ｚ′方向に更なる荷重が作用しても、そのＺ−Ｚ′方向の荷重を効果的にダンピングすることが可能となる。
【００２０】
次に、本発明の実施例を図６及び図７を参照しながら説明する。尚、図６及び図７において、参考例の部材に相当する部材には、参考例の符号と同じ符号を付してある。
【００２１】
本実施例の液体封入ブッシュＢは、参考例の弾性体１５に相当する第１弾性体１５に加えて、その第１弾性体１５を挟んでその両側に隣接する２個の第２弾性体１８，１８を備える。第１弾性体１５の外周は概略環状のアウターカラー１６の内周に焼付けにより固定され、そのアウターカラー１６は外筒１１の内周に嵌合してカシメにより固定される。第２弾性体１８，１８の外周が焼付けにより固定される一対の円弧状支持板１７，１７が、前記アウターカラー１６に形成した円周方向に延びる一対の開口部１６₁，１６₁（図６参照）嵌合するように固定される。第１弾性体１５及び第２弾性体１８，１８は別部材で構成されているが、第１弾性体１５の外面と第２弾性体１８，１８の内面とが一部において当接することにより、外筒１１及び内筒１２が同心に位置決めされる（図７参照）。
【００２２】
第１弾性体１５、第２弾性体１８，１８及び外筒１１間に第５液室Ｒ₅及び第６液室Ｒ₆が画成されており、これら第５液室Ｒ₅及び第６液室Ｒ₆は前記軸線Ｌを挟んで矢印Ｘ−Ｘ′方向両側に配置される。そして第５液室Ｒ₅及び第６液室Ｒ₆は、外筒１１及びアウターカラー１６間に形成した一対の第３オリフィスＯ₃，Ｏ₃により相互に連通する。一対の第２弾性体１８，１８及び外筒１１間に、前記参考例と同じく第１液室Ｒ₁及び第２液室Ｒ₂が画成され、これら第１液室Ｒ₁及び第２液室Ｒ₂に隣接するように各一対の第３液室Ｒ₃，Ｒ₃及び第４液室Ｒ₄，Ｒ₄が画成される。そして、第１液室Ｒ₁は第１オリフィスＯ₁，Ｏ₁を介して第３液室Ｒ₃，Ｒ₃に連通し、第３液室Ｒ₃，Ｒ₃は第４オリフィスＯ₄，Ｏ₄を介して第５液室Ｒ₅に連通するとともに、第２液室Ｒ₂は第２オリフィスＯ₂，Ｏ₂を介して第４液室Ｒ₄，Ｒ₄に連通し、第４液室Ｒ₄，Ｒ₄は第５オリフィスＯ₅，Ｏ₅を介して第６液室Ｒ₆に連通する。
【００２３】
次に、前述の構成を備えた実施例の作用について説明する。
【００２４】
サスペンションアーム１に矢印Ｘ−Ｘ′方向の比較的に小さい荷重が作用した場合には、第１弾性体１５が変形することにより第５液室Ｒ₅の容積及び第６液室Ｒ₆の容積が交互に拡縮し、第５液室Ｒ₅及び第６液室Ｒ₆の液体が第３オリフィスＯ₃，Ｏ₃を通って行き来し、その際の液体の抵抗により液体封入ブッシュＢに入力される荷重の大きさに見合った比較的に小さいダンピング力を得ることができる。
【００２５】
サスペンションアーム１に矢印Ｘ（又はＸ′）方向の大きな荷重が作用すると、第５液室Ｒ₅（又は第６液室Ｒ₆）の中央部分の容積が消滅して第１弾性体１５の外面と何れか一方の第２弾性体１８の内面とが密着し、第１弾性体１５に押圧されて第２弾性体１８が変形する。その結果、第１液室Ｒ₁（又は第２液室Ｒ₂）の容積が縮小し、そこから押し出された液体が第１オリフィスＯ₁，Ｏ₁（又は第２オリフィスＯ₂，Ｏ₂）を通過して第３液室Ｒ₃，Ｒ₃（又は第４液室Ｒ₄，Ｒ₄）に流入し、そこから更に第４オリフィスＯ₄，Ｏ₄（又は第５オリフィスＯ₅，Ｏ₅）を通過して第５液室Ｒ₅（又は第６液室Ｒ₆）に流入し、その際に液体に作用する抵抗により入力荷重に見合った比較的に大きいダンピング力が発生する。
【００２６】
液体封入ブッシュＢに入力される荷重が更に増加して図９のｃ領域になると、つまり液体封入ブッシュＢの外筒１１に矢印Ｘ（又はＸ′）方向の荷重に加えて矢印Ｚ−Ｚ′方向の荷重が作用するとき、第１液室Ｒ₁に隣接する一方の第３液室Ｒ₃（又は第２液室Ｒ₂に隣接する一方の第４液室Ｒ₄）の容積が縮小し、その内部の液体が第１オリフィスＯ₁及び第４オリフィスＯ₄（又は第２オリフィスＯ₂及び第５オリフィスＯ₅）を通過して第１液室Ｒ₁及び第５液室Ｒ₄（又は第２液室Ｒ₂及び第６液室Ｒ₆）に流入し、その際に発生する液体の抵抗により、前記矢印Ｚ−Ｚ′方向の荷重に見合ったダンピング力が発生する。
【００２７】
而して、この実施例によっても、Ｘ−Ｘ′方向の荷重の入力下においてＺ−Ｚ′方向に更なる荷重が作用した場合に、そのＺ−Ｚ′方向の荷重を効果的にダンピングすることが可能となる。
【００２８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２９】
例えば、第１液室Ｒ₁〜第４液室Ｒ₄の数は実施例に限定されず、適宜変更することができる。また本発明の液体封入ブッシュＢの用途は、車両のサスペンションアーム１の支持に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、相互に平行な軸線を有する外筒及び内筒間に、内筒を取り囲む第１弾性体と、この第１弾性体を挟んでその両側に隣接する一対の第２弾性体とを配置すると共に、その第１及び第２弾性体間に、オリフィスを介して相互に連通する一対の液室を設け、外筒及び内筒の相対移動を前記オリフィスを通過する液体の抵抗により緩衝する液体封入ブッシュであって、液体封入ブッシュへの半径方向の荷重入力に伴う前記外筒及び内筒の相対移動により、前記第１及び第２弾性体の対向面が相互に密着するのに応じて容積が拡縮可能となる主液室と、この主液室の容積の拡縮に伴い押し出された液体がオリフィスを通過して流入する副液室とを備えるので、外筒及び内筒間に比較的小さい荷重が作用した場合には、第１弾性体の変形による内筒両側の液室の容積拡縮に伴い液体がオリフィスを通過することで、液体封入ブッシュに入力される荷重の大きさに見合った比較的小さいダンピング力を得ることができる。また、外筒及び内筒間に大きな荷重が入力すると、第１弾性体の変形により第１及び第２弾性体の対向面相互が密着した後に主液室の容積が拡縮し、該主液室内の液体がオリフィスを介して副液室との間を行き来して、その際に入力荷重に見合った比較的大きいダンピング力を発生させることができる。
【００３１】
また請求項２の発明は、請求項１の前記構成に加えて、第１及び第２弾性体の対向面が相互に密着した状態で、前記荷重の更なる増加により、該荷重に加えてこれと直交する方向の荷重が液体封入ブッシュに作用するときに、副液室の容積が拡縮して、そこから押し出された液体がオリフィスを経て他の液室に流入するので、その際に液体に作用する抵抗によりダンピング力が発生し、これにより、外筒及び内筒が一方向に限界位置まで相対変位しても入力荷重を吸収しきれない場合に、それと直交する方向の外筒及び内筒の相対変位によって残余の荷重を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例に係る液体封入ブッシュを備えたサスペンションアームの側面図
【図２】図１の２−２線拡大断面図（図３の２−２線断面図）
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】Ｘ−Ｘ′方向荷重の入力時の作用説明図
【図５】Ｚ−Ｚ′方向荷重の入力時の作用説明図
【図６】本発明の実施例に係る、前記図３に対応する図
【図７】図６の７−７線断面図
【図８】従来の液体封入ブッシュの断面図
【図９】液体封入ブッシュの外筒及び内筒間の変位特性を示すグラフ
【符号の説明】
１１外筒
１２内筒
１５第１弾性体
１８第２弾性体
Ｌ軸線
Ｏ₁ 第１オリフィス（オリフィス）
Ｏ₂ 第２オリフィス（オリフィス）
Ｏ₃ 第３オリフィス（オリフィス）
Ｏ₄ 第４オリフィス（オリフィス）
Ｏ₅ 第５オリフィス（オリフィス）
Ｒ₁ 第１液室（主液室）
Ｒ₂ 第２液室（主液室）
Ｒ₃ 第３液室（副液室）
Ｒ₄ 第４液室（副液室）
Ｒ₅ 第５液室（液室）
Ｒ₆ 第６液室（液室）

Claims

相互に平行な軸線（Ｌ）を有する外筒（１１）及び内筒（１２）間に、内筒（１２）を取り囲む第１弾性体（１５）と、この第１弾性体（１５）を挟んでその両側に隣接する一対の第２弾性体（１８）とを配置すると共に、その第１及び第２弾性体（１５，１８）間に、オリフィス（Ｏ ₃ ）を介して相互に連通する一対の液室（Ｒ ₅ ，Ｒ ₆ ）を設け、前記外筒（１１）及び内筒（１２）の相対移動を前記オリフィス（Ｏ₃）を通過する液体の抵抗により緩衝する液体封入ブッシュであって、
液体封入ブッシュへの半径方向（Ｘ−Ｘ′）の荷重入力に伴う前記外筒（１１）及び内筒（１２）の相対移動により、前記第１及び第２弾性体（１５，１８）の対向面が相互に密着するのに応じて容積が拡縮可能となる主液室（Ｒ₁，Ｒ₂）と、
この主液室（Ｒ₁，Ｒ₂）の拡縮に伴い押し出された液体がオリフィス（Ｏ₁，Ｏ₂）を通過して流入する副液室（Ｒ₃，Ｒ₄）とを備えたことを特徴とする、液体封入ブッシュ。
前記第１及び第２弾性体（１５，１８）の対向面が相互に密着した状態で、前記荷重の更なる増加により、該荷重に加えてこれと直交する方向（Ｚ−Ｚ′）の荷重が液体封入ブッシュに作用するときに、副液室（Ｒ₃，Ｒ₄）の容積が拡縮して、そこから押し出された液体がオリフィス（Ｏ₁，Ｏ₂，Ｏ₄，Ｏ₅）を経て他の液室（Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₅，Ｒ₆）に流入することを特徴とする、請求項１に記載の液体封入ブッシュ。