JP3804225B2 - 防振ブッシュ付きアーム部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、二つの部材間に装着されてそれら両部材を防振連結するアーム部材に係り、特に、少なくとも一方の部材に対する一つの取付部位に防振ブッシュを備えた防振ブッシュ付きアーム部材に関するものである。より詳しくは、防振ブッシュに形成された液室の圧力を能動的に制御することにより、防振ブッシュの防振特性を調節することの出来る流体封入式の防振ブッシュを備えたアーム部材に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、振動伝達系を構成する部材間に介装されて、それらの部材を防振連結するアーム部材として、実公昭４７−１３９２５号公報や特公平６−２９６３７号公報等に記載されているように、アーム部材における少なくとも一つの取付部位に対してゴムブッシュを組み付けた構造のものが知られている。このような防振ブッシュ付きアーム部材は、例えば、自動車のサスペンションロッドの他、サスペンションアームやサスペンションメンバ、デフマウントメンバ、サブフレーム等として、好適に採用されている。また、かくの如きアーム部材においては、要求される防振特性を達成するために、上記特公平６−２９６３７号公報にも記載されているように、ゴムブッシュの内部に非圧縮性流体が封入された液室を形成し、流体の共振作用等の流動作用を利用するようにした流体封入式防振ブッシュ等が採用されている。
【０００３】
ところが、近年、要求される防振性能が高度化してきたために、振動入力時における受動的な流体の流動作用を利用するだけでは、十分な防振性能を達成することが難しい場合があった。特に、自動車の懸架系に用いられるアーム部材では、車両の操縦安定性を確保すべく、低周波の振動領域で高剛性と高減衰が要求されるために、乗り心地に関して問題となる高周波の振動領域でも、十分な低動ばね特性を発揮させて防振性能を確保することが、極めて難しかったのである。
【０００４】
なお、特許第２５１０９１５号公報等には、液室の壁部の一部を振動板で構成し、該振動板をボイスコイル型やムービングコイル型等の電磁駆動手段で加振せしめて、液室の内圧を、入力振動に応じて、能動的に制御することにより防振特性を調節可能とした内圧制御型の流体封入式筒型マウントが提案されており、かかるマウント構造を、アーム部材の防振ブッシュに適用することも考えられる。しかしながら、アーム部材の防振ブッシュは、一般に、アーム部材の端部に形成されたアームアイ等の装着孔に組み付けられる小型のものであり、永久磁石やコイル等からなる大型の電磁駆動手段を設けることが、極めて困難であった。特に、自動車の懸架系を構成するアーム部材には、走行時の大荷重が入力されることから、一般的なサイズの電磁駆動手段では、有効な内圧制御を為し得る程の加振力を振動板に及ぼすことが難しく、目的とする防振性能が発揮され難いという問題もあった。
【０００５】
また、かかる内圧制御型の流体封入式筒型マウントにおいて、振動板に対して大きな加振力を及ぼすために、電磁駆動手段に代えて、より大きな駆動力を発生し得る電歪素子や磁歪素子を用いることも考えられる。ところが、電歪素子や磁歪素子は、出力ストロークが小さいために、液室に対して十分な大きさの内圧変化量を生ぜしめることが難しいという問題があり、必ずしも有効ではなかった。また、出力ストロークを確保しようとすると、長尺の歪素子を用いる必要があるために、結局、大型化してしまい、アーム部材に装着される防振ブッシュへの適用が難しいという問題があった。
【０００６】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、低周波の振動領域における高剛性な特性を確保しつつ、高周波の振動領域では、防振ブッシュに形成された液室の内圧制御に基づいて、優れた振動絶縁効果が発揮される、新規な構造の防振ブッシュ付きアーム部材を提供することにある。
【０００７】
また、本発明は、防振ブッシュに形成された液室の壁部を構成する振動板に対して大きな加振力を及ぼし得るアクチュエータが、優れたスペース効率をもって装着され得て、液室において有効な内圧制御が為されることにより、能動的な防振効果が有利に発揮される、新規な構造の防振ブッシュ付きアーム部材を提供することも、目的とする。
【０００８】
【解決手段】
そして、このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明の特徴とするところは、二つの部材を連結するアーム部材における筒状のロッド部の少なくとも一方の端部に設けた円筒形状のアームアイに対して、軸部材と該軸部材の径方向外方に離間して配された外筒部材とが本体ゴム弾性体で連結されてなる防振ブッシュが圧入され、該防振ブッシュを介して、該アーム部材が連結すべき部材に取り付けられるようにされた防振ブッシュ付きアーム部材において、前記防振ブッシュに対して、前記本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて内部に非圧縮性流体が封入された主液室を形成すると共に、該主液室の壁部の他の一部を、前記外筒部材に設けた開口窓を覆蓋する前記アームアイの前記ロッド部との連結部に設けられた筒形開口部において変位可能に支持された振動板で構成する一方、前記ロッド部に対して、その筒状内に収容されるようにして、電界又は磁界の変化によって変形する歪素子を用いたアクチュエータを装着し、該アクチュエータで前記振動板を加振することにより、前記主液室の内圧が制御せしめられるようにしたことにある。
【０００９】
なお、防振ブッシュは、アーム部材によって連結される部材の少なくとも一方に対する少なくとも一つの取付部位に装着されていれば良い。また、アクチュエータのアーム部材への装着態様としては、アーム部材の内部にアクチュエータを収容せしめて装着する他、アーム部材の外面上にアクチュエータを装着するようにしても良い。更にまた、アーム部材としては、金属や樹脂等で形成されたものが何れも採用可能であり、長手ロッド形状の他、自動車用Ｌ型アームやＡ型アーム等、或いは自動車用サブフレーム等のように、各種の形状のものが採用され得る。更に、振動板を変位可能に支持せしめるには、例えばゴム弾性体や金属板ばね等を用いた弾性的な支持構造が有利に採用される。
【００１０】
このような請求項１に記載の発明に従う構造とされた防振ブッシュ付きアーム部材においては、主液室の振動板を加振するアクチュエータが、アーム部材に対して装着されていることから、防振ブッシュ自体のサイズが小さくても、能動的に防振特性を制御できる内圧制御型の防振ブッシュが、有利に実現されるのである。しかも、アクチュエータとしては、歪素子を用いたものが採用されていることから、振動板に対して大きな加振力を及ぼすことが出来、入力荷重が大きい場合でも有効な内圧制御が実現され得て優れた防振効果が発揮されるのである。また、アクチュエータをアーム部に装着して配設スペースを有利に確保し得たことにより、採用される歪素子サイズの長尺化が可能となるのであり、それによって、アクチュエータの出力ストロークも大きく設定することが出来ることから、より有効な内圧制御が実現されて、一層優れた防振効果が発揮されるのである。
【００１１】
特に、アクチュエータの配設スペースを、防振ブッシュの装着孔からアーム部材内部に延び出す位置に形成することにより、高度なスペース効率が実現されると共に、アクチュエータの他部材への緩衝等が問題となるようなこともない。その際、アーム部材を、アクチュエータ用のケース部材（筐体）として利用することも出来る。
【００１２】
さらに、このような構造の防振ブッシュ付きアーム部材においては、主液室の内圧制御により、特に高周波振動に対して優れた防振効果が有利に発揮されることから、高周波振動に対する防振性能を十分に確保しつつ、防振ブッシュ自体の静ばね剛性を高く、また低周波振動に対する減衰特性を大きく設定することが出来るのであり、それ故、例えば自動車の懸架系のアーム部材において、操縦安定性と乗り心地を高度に両立させることが可能となるのである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前述の如き課題を解決するために為されたものであって、その特徴とするところは、二つの部材を連結するアーム部材における筒状のロッド部の少なくとも一方の端部に設けた円筒形状のアームアイに対して、軸部材と該軸部材の径方向外方に離間して配された外筒部材とが本体ゴム弾性体で連結されてなる防振ブッシュが圧入され、該防振ブッシュを介して、該アーム部材が連結すべき部材に取り付けられるようにされた防振ブッシュ付きアーム部材において、前記防振ブッシュに対して、前記本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて内部に非圧縮性流体が封入された主液室を形成する一方、壁部の一部が変位可能に支持された振動板で構成されて内部に非圧縮性流体が封入された加圧室を有すると共に、電界又は磁界の変化によって変形する歪素子を用いたアクチュエータを備え、該アクチュエータで該振動板を加振することにより該加圧室に圧力変化を生ぜしめる圧力発生装置を、前記アーム部材から独立して設け、更に該圧力発生装置の加圧室を前記防振ブッシュの主液室に連通する流体管路を設けて、該圧力発生装置における該アクチュエータでの該振動板の加振により、前記主液室の内圧が制御せしめられるように構成し、且つ前記外筒部材に設けた開口窓を覆蓋する前記アームアイ部位において設けられた、外方に開口するポート部に対して、前記流体管路が接続せしめられるようになっていると共に、該流体管路を通じて流動せしめられる前記非圧縮性流体の共振周波数が、防振すべき振動周波数に対応するように、該流体管路における流路長さと流路断面積を設定したことにある。
【００１４】
なお、請求項１に記載の発明と同様、防振ブッシュは、アーム部材における少なくとも一つの取付部位に装着されていれば良く、また、アーム部材としては、金属や樹脂等の各種の材質および自動車用サスペンションアーム等の各種の形状のものが採用され得る。また、アクチュエータは、アーム部材の内部や外面上において、アーム部材に対して固定的に装着する他、アーム部材とは別の部材に装着するようにしても良い。更に、流体管路は、剛性管体であっても可撓性管体であっても良く、金属管体の他、ゴム管体や樹脂管体等も採用可能であるが、内部流通流体の圧力吸収が十分に抑えられるものが望ましい。また、振動板を変位可能に支持せしめるには、例えばゴム弾性体や金属板ばね等を用いた弾性的な支持構造が有利に採用される。
【００１５】
このような請求項２に記載の発明に従う構造とされた防振ブッシュ付きアーム部材においては、主液室に圧力変化を及ぼすアクチュエータが、防振ブッシュとは別体にて形成されており、防振ブッシュの装着部位から離れた別の適当な空きスペースに装着することが可能であることから、防振ブッシュ自体のサイズが小さくても、能動的に防振特性を制御できる内圧制御型の防振ブッシュが、有利に実現されるのである。しかも、請求項１に記載の発明と同様、長尺な歪み素子を用いたアクチュエータを採用することが可能であることから、入力荷重が大きい場合でも主液室に対して有効な内圧制御を及ぼすことが出来、それによって、優れた防振効果が発揮されるのである。
【００１６】
特に、かかる請求項２に記載の発明に従う構造とされた防振ブッシュ付きアーム部材においては、流体管路における流路長さと流路断面積を適当にチューニングすることにより、流体管路を通じて流動せしめられる非圧縮性流体の共振周波数を、防振すべき振動周波数に対応させることが出来るのであり、それによって、流体管路を流通せしめられる流体の共振作用を利用して、加圧室から主液室への圧力伝達効率の向上を図り、以て、主液室の内圧制御効果ひいては防振性能の更なる向上を図ることも可能である。
【００１７】
なお、請求項１および請求項２の何れに記載の発明に従う構造とされた防振ブッシュ付きアーム部材においても、その防振ブッシュにおいて、主液室とは独立して、振動入力によって主液室との間に相対的な圧力変化が生ぜしめられる、内部に非圧縮性流体が封入された副液室を形成すると共に、それら主液室と副液室を相互に連通するオリフィス通路を形成せしめてなる構成が、有利に採用され得る。
【００１８】
このような構造とされた防振ブッシュ付きアーム部材においては、オリフィス通路の通路断面積や通路長さを適当に調節することによって、オリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、主液室の内圧制御効果の向上を図ったり、或いは主液室の内圧制御による防振効果が有効に発揮され難い周波数域（例えば低周波数域）の入力振動に対する防振性能の向上を図ったりすることが可能となる。なお、副液室としては、壁部の一部が本体ゴム弾性体で構成されて、軸部材を挟んで主液室と反対側に位置せしめられることにより、振動入力時に主液室とは正負が反対となる内圧変動が積極的に生ぜしめられる受圧室構造のものの他、壁部の一部が変形容易な可撓性膜で構成されて、容積変化が容易に許容されることにより圧力変動が吸収される平衡室構造のもの等も、採用され得る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２０】
先ず、図１には、本発明に従う防振ブッシュ付きアーム部材の一実施形態としての自動車用サスペンションアーム１０が、示されている。このサスペンションアーム１０は、直線的に延びる長手棒状のロッド部１２に対して、その軸方向両端部に防振ブッシュとしての第一のゴムブッシュ１４と第二のゴムブッシュ１６が装着された構造を有している。そして、図面上に明示はされていないが、かかるサスペンションアーム１０は、その一端部が、第一のゴムブッシュ１４を介して、車体側と車輪側の何れか一方に取り付けられる一方、他端部が、第二のゴムブッシュ１６を介して、車体側と車輪側の何れか他方に取り付けられることにより、車輪側部材を車体側部材に対して防振連結するようになっている。また、かかる装着状態下、サスペンションアーム１０には、防振すべき主たる振動がロッド部１２の軸方向に入力されるようになっている。
【００２１】
より詳細には、第一のゴムブッシュ１４は、小径円筒形状の第一の内筒金具１８と、薄肉の大径円筒形状の第一の外筒金具２０が、径方向に離間して同軸的に配されていると共に、それら第一の内外筒金具１８，２０が、第一の本体ゴム弾性体２１によって弾性的に連結された構造とされている。換言すれば、第一の本体ゴム弾性体２１は、厚肉円筒形状を有しており、この第一の本体ゴム弾性体２１の内周面に第一の内筒金具１８が、外周面に第一の外筒金具２０が、それぞれ加硫接着されてなる一体加硫成形品として、第一のゴムブッシュ１４が形成されているのである。
【００２２】
さらに、この第一のゴムブッシュ１４は、必要に応じて第一の外筒金具２０が縮径されて第一の本体ゴム弾性体２１に予圧縮が加えられた後、厚肉の大径円筒形状を有する金属製の第一のアームアイ２２に対して圧入されており、第一の外筒金具２０が第一のアームアイ２２に対して内嵌固定されている。また、第一のアームアイ２２には、その外周面に対して、直線的な円筒形状を有する第一のロッド筒金具２４が溶着固定されており、かかる第一のロッド筒金具２４が、その中心軸がアームアイ２２の中心軸に直交する状態で、アームアイ２２から外方に突出せしめられている。
【００２３】
一方、第二のゴムブッシュ１６は、小径円筒形状の第二の内筒金具２６と、薄肉の大径円筒形状の第二の外筒金具２８が、径方向に離間して同軸的に配されていると共に、それら第二の内外筒金具２６，２８が、第二の本体ゴム弾性体３０によって弾性的に連結された構造とされている。要するに、第二の本体ゴム弾性体３０は、厚肉円筒形状を有しており、その内外周面に対して、第二の内筒金具２６と第二の外筒金具２８が、それぞれ加硫接着された一体加硫成形品として、第二のゴムブッシュ１６が形成されている。また、かかる一体加硫成形品においては、第二の外筒金具２８に対して、周上の一か所に開口する略円形の開口窓３２が形成されていると共に、第二の本体ゴム弾性体３０に対して、外周面上に開口する凹状のポケット部３４が形成されており、該ポケット部３４が、開口窓３２を通じて、第二の外筒金具２８の外周面に開口せしめられている。なお、ここでは、第二の内筒金具２６が軸部材に、また第二の外筒金具２８が外筒部材に、それぞれ相当している。
【００２４】
さらに、この第二のゴムブッシュ１６は、必要に応じて第二の外筒金具２８が縮径されて第二の本体ゴム弾性体３０に予圧縮が加えられた後、厚肉の大径円筒形状を有する金属製の第二のアームアイ３６に対して圧入されており、第二の外筒金具２８が第二のアームアイ３６に対して内嵌固定されている。それによって、第二の外筒金具２８の開口窓３２が第二のアームアイ３６によって流体密に覆蓋せしめられ、以て、ポケット部３４内に非圧縮性流体が封入された主液室３８が形成されている。なお、非圧縮性流体としては、水やアルキレングリコール，ポリアルキレングリコール，シリコーン油等が好適に採用され得、特に、粘性率が０．１Ｐａ・ｓ以下のものが有利に用いられる。
【００２５】
また、第二のアームアイ３６には、第二の外筒金具２８の開口窓３２を覆蓋して主液室３８の壁部の一部を構成する部分において、外周面上に向かって突出して開口する円筒形状の筒形開口部４０が設けられている。更に、この筒形開口部４０内には、振動板４２が配設されており、連結ゴム弾性体４４によって、筒形開口部４０に対して弾性的に連結されている。この振動板４２は、金属や樹脂等の剛性材で形成されており、厚肉の円板形状を有している。また、連結ゴム弾性体４４は、円筒形状を有しており、その内周面に対して振動板４２が加硫接着されていると共に、内周面に対して薄肉円筒形状の金属スリーブ４６が加硫接着されている。要するに、連結ゴム弾性体４４は、振動板４２と金属スリーブ４６を有する一体加硫成形品として形成されている。
【００２６】
そして、この連結ゴム弾性体４４の一体加硫成形品は、必要に応じて金属スリーブ４６が縮径されて連結ゴム弾性体４４に予圧縮が加えられた後、金属スリーブ４６が、第二のアームアイ３６の筒形開口部４０に圧入されることにより、筒形開口部４０に対して流体密に嵌着固定されている。これによって、振動板４２が、第二のアームアイ３６に対して、連結ゴム弾性体４４を介して、弾性的に連結支持されているのであり、また、かかる振動板４２によって、主液室３８の壁部の一部が構成されているのである。
【００２７】
要するに、主液室３８は、その壁部の一部が、第二の本体ゴム弾性体３０と振動板４２によって構成されており、振動入力時における第二の本体ゴム弾性体３０の弾性変形に基づいて、内圧変化が生ぜしめられるようになっているのである。反対に言うと、この主液室３８の内圧を制御することによって、第二のゴムブッシュ１６ひいてはサスペンションアーム１０の防振特性を調節することが可能とされているのである。なお、主液室３８への流体の封入は、例えば、第二のアームアイ３６に金属スリーブ４６を圧入して振動板４２を組み付けた後、流体中において、第二のアームアイ３６に第二の外筒金具２８を圧入して第二のゴムブッシュ１６を組み付けること等によって、有利に為され得る。
【００２８】
さらに、第二のアームアイ３６の筒形開口部４０には、長手円筒形状を有する第二のロッド筒金具４８が、その一端側開口部において外嵌され、必要に応じて溶着されて固定されている。また、この第二のロッド筒金具４８における他端側開口部には、円板形状を有する硬質の蓋体５０が圧入されて嵌着固定されており、それにより、第二のロッド筒金具４８の軸方向両側の開口部が、振動板４２と蓋体５０によって覆蓋されている。
【００２９】
そして、かかる第二のロッド筒金具４８の内部には、振動板４２を加振駆動するためのアクチュエータ５２が収容されており、振動板４２を挟んで主液室３８と反対側に配設されている。このアクチュエータ５２は、円形ブロック形状乃至はロッド形状を有する磁歪素子５４を備えており、かかる磁歪素子５４が、第二のロッド筒金具４８内の中心軸上に配設されている。
【００３０】
この磁歪素子５４の軸方向両端面には、それぞれ略円板形状を有する硬質の端部材５６，５８が重ね合わされて固着されており、これら両端部材５６，５８が、第二のロッド筒金具４８に対して、それぞれ、リング状支持材６０を介して、第二のロッド筒金具４８の軸方向の小変位が許容され得る状態で、且つ軸直角方向の変位が可及的に抑えられる状態で、取り付けられている。そして、一方の端部材５６は、振動板４２に重ね合わされて、ボルトにて固着されている。また、他方の端部材５８は、蓋体５０に重ね合わされ、必要に応じて接着等により取り付けられている。特に、本実施形態では、振動板４２にボルト固定された端部材５６と筒形開口部４０の開口端面との対向面間にコイルスプリング６２が介装されており、端部材５６に対して、筒形開口部４０から離隔する方向の付勢力が及ぼされている。このコイルスプリング６２の付勢力が磁歪素子５４から他方の端部材５８に及ぼされて、端部材５８が蓋体５０に押し付けられて固定されることにより、磁歪素子５４における振動板４２と反対側の端部が、第二のロッド筒金具４８によって固定的に支持されている。しかも、かかるコイルスプリング６２の付勢力により、磁歪素子５４には、その軸方向（出力ストローク方向）の圧縮力が、予荷重として及ぼされているのである。なお、コイルスプリング６２の付勢力は、端部材５８を蓋体５０に対して固定するに十分であると共に、磁歪素子５４に有効な予荷重を及ぼし得、且つ磁歪素子５４における軸方向の磁歪によってスムーズに伸縮変形せしめられる程度に設定される。
【００３１】
また、磁歪素子５４の外側には、ボビン６６に巻回されたコイル６８が配設されており、図示しないリード線を通じて給電されるようになっている。このコイル６８が巻回されたボビン６６は、樹脂やアルミニウム等の非磁性材で形成され、磁歪素子５４の外周面に対して所定間隙を隔てて外挿されている。また、ボビン６６は、その軸方向一端側において蓋体５０に固定された端部材５８に固着されている一方、磁歪素子５４の軸方向他端部に固定された端部材５６に対しては、所定距離を隔てて離間配置されており、ボビン６６やコイル６８によって、磁歪素子５４における軸方向の伸縮変形が阻害されることがないようにされている。
【００３２】
かくの如き磁歪素子５４とコイル６８を含んで構成されたアクチュエータ５２にあっては、コイル６８への通電によって生ぜしめられる磁界が磁歪素子５４に及ぼされることとなり、以て、かかる磁歪素子５４に対して変形（軸方向の伸縮）が生ぜしめられるようになっている。そして、この磁歪素子５４の変形が、振動板４２に及ぼされることにより、振動板４２が、主液室３８に対して出し入れ方向（筒形開口部４０の軸方向）に変位せしめられるようになっているのである。なお、ここにおいて、磁歪素子５４としては、ニッケル，アルフェロ合金等の一般的な磁性材料を用いることも可能であるが、特にテルビウム（Ｔｂ）等の希土類元素を含む磁性材料、より好ましくはテルビウム（Ｔｂ）とジスプロシウム（Ｄｙ），鉄（Ｆｅ）を含む組成物からなり、磁歪で起こる結晶の変位が最大２０００ｐｐｍに達する超磁歪素子が、好適に採用される。
【００３３】
さらに、このようなアクチュエータ５２が内蔵的に組み込まれた第二のロッド筒金具４８には、第二のアームアイ３６とは反対側の軸方向端部に対して、第一のアームアイ２２に固着された第一のロッド筒金具２４が外挿され、必要に応じて溶着されることによって外嵌固定されている。それによって、第一のロッド筒金具２４と第二のロッド筒金具４８が同一軸上で軸方向に繋ぎ合わされて固着され、全体として一本のロッド部１２の軸方向両端部分に第一及び第二のアームアイ２２，３６が一体形成されてなるアーム部材が構成されていると共に、第一のアームアイ２２に対して第一のゴムブッシュ１４が、第二のアームアイ３６に対して第二のゴムブッシュ１６が、それぞれ組み込まれている。
【００３４】
上述の如き構造とされた本実施形態のサスペンションアーム１０においては、コイル６８に交番電流を通電することにより、コイル６８の磁気作用によって、磁歪素子５４が軸方向に伸縮変形せしめられて、第二のゴムブッシュ１６に形成された主液室３８の壁部を構成する振動板４２が、主液室３８の容積を拡縮する方向に加振されることとなる。それ故、コイル６８に対する通電電流を制御して振動板４２を適当な周期およびストロークで加振することにより、主液室３８の内圧を制御することが出来るのであり、それによって、第二のゴムブッシュ１６の防振特性ひいてはサスペンションアーム１０の防振特性を、防振すべき振動に応じて、適宜、変更，調節することが可能となるのである。
【００３５】
具体的には、例えば、路面凹凸や懸架部材共振等によってロードノイズやこもり音等の原因となる高周波振動が入力された際、振動板４２を、入力振動と逆位相で振動させることにより、第二のゴムブッシュ１６において振動を相殺的に軽減して振動伝達率の低下を図ることが出来るのである。そして、特に、上述の如きサスペンションアーム１０においては、主液室３８の圧力調節による能動的な防振効果に基づいて、高周波振動に対する有効な防振性能が達成されることから、高周波振動に対する優れた防振性能を確保しつつ、第一及び第二のゴムブッシュ１４，１６に対して、例えば本体ゴム弾性体２１，３０の材質や形状等を適当に設定することなどによって、静的ばね定数乃至は低周波振動に対する動ばね定数を大きく設定することが出来るのであり、それによって、優れた車両乗り心地を確保しつつ、高度な操縦安定性を実現せしめることが可能となるのである。
【００３６】
しかも、かかるサスペンションアーム１０においては、振動板４２を加振するためのアクチュエータ５２が、ロッド部１２内に完全に収納された状態で組み付けられていることから、小型の第一のゴムブッシュ１６を採用するに際しても、アクチュエータ５２の配設スペースが有利に確保され得て、主液室３８の内圧制御による防振効果を有利に利用することが可能となるのである。特に、ロッド部１２内のスペースを利用することによって、サスペンションアーム１０全体の大型化を伴うことなく、アクチュエータ５２の配設スペースを大きく確保することが可能とされることから、磁歪素子５４の出力ストローク方向の寸法を十分に大きく設定して、大きな出力ストロークを得ることが出来るのであり、それ故、応答速度に優れ、制御が容易であり、且つ大きな駆動力を容易に得ることが出来るといった磁歪素子の利点を十分に確保しつつ、変形量（出力ストローク）が小さいという磁歪素子の特質に起因する欠点を効果的に軽減乃至は解消せしめて、主液室３８の内圧制御に基づいた優れた防振効果を有効に且つ安定して得ることが出来るのである。
【００３７】
次に、図２には、本発明に従う防振ブッシュ付きアーム部材の第二の実施形態としてのサスペンションアーム７０が、示されている。このサスペンションアーム７０には、その一端に防振ブッシュとしてのゴムブッシュ７４が組み付けられており、このゴムブッシュ７４を介して、サスペンションアーム７０が、図示しない連結すべき一方の部材に取り付けられるようになっている。また、ゴムブッシュ７４には、非圧縮性流体が封入された主液室７６が設けられていると共に、この主液室７６の内圧が、サスペンションアーム７０とは独立的に形成された圧力発生装置７８によって制御されるようになっており、主液室７６の圧力制御に基づいて、ゴムブッシュ７４ひいてはサスペンションアーム７０の防振性能が調節，制御されるようになっている。なお、サスペンションアーム７０における、連結すべき他方の部材への取付部位は、図示を省略する。
【００３８】
より詳細には、サスペンションアーム７０は、金属製円筒体からなるロッド部８０を有しており、該ロッド部８０の一端部に対して、金属製の大径円筒体からなるアームアイ８２が、中心軸が互いに直交する状態で溶着固定されている。そして、このアームアイ８２に対して、ゴムブッシュ７４が組み付けられている。なお、サスペンションアーム７０の車両への装着状態下では、防振すべき主たる振動が、ロッド部８０の軸方向に入力されることとなる。
【００３９】
かかるゴムブッシュ７４は、第一の実施形態における第二のゴムブッシュ１６と同様、互いに径方向に離間して同軸的に配設された小径円筒形状の内筒金具８４と薄肉の大径円筒形状の外筒金具８６を有しており、それら内外筒金具８４，８６が、軸部材と外筒部材を構成して、本体ゴム弾性体８８によって弾性的に連結された構造とされている。また、本体ゴム弾性体８８には、外周面上に開口するポケット部９０が形成されており、このポケット部９０が、外筒金具８６に形成された開口窓９２を通じて外周面に開口せしめられている。
【００４０】
そして、必要に応じて本体ゴム弾性体８８に予圧縮が加えられた後、ゴムブッシュ７４がアームアイ８２に圧入され、外筒金具８６がアームアイ８２に嵌着固定されることによって組み付けられている。そこにおいて、ポケット部９０は、アームアイ８２におけるロッド部８０の連結部位とは径方向反対側に位置せしめられており、開口窓９２がアームアイ８２で流体密に覆蓋されることによって、非圧縮性流体が封入された主液室７６が形成されている。なお、封入流体としては、前記第一の実施形態の主液室と同様なものが採用され得る。
【００４１】
要するに、主液室７６は、壁部の一部が本体ゴム弾性体８８で構成されており、振動入力時における本体ゴム弾性体８８の弾性変形に基づいて、内圧変化が生ぜしめられるようになっているのであり、反対に言うと、この主液室７６の内圧を制御することによって、ゴムブッシュ７４ひいてはサスペンションアーム７０の防振特性を調節することが可能とされているのである。
【００４２】
さらに、アームアイ８２には、外筒金具８６の開口窓９２を覆蓋する部位において、外方に突出するポート部９５が形成されており、このポート部９５を通じて、主液室７６に対して、非圧縮性流体の給排を行うことが出来るようになっている。即ち、ポート部９５を通じての非圧縮性流体の給排によって、主液室７６の内圧を制御することが可能とされているのである。
【００４３】
また一方、圧力発生装置７８は、長手円筒形状を有する金属製のケース筒体９６を備えており、該ケース筒体９６の一方の開口部に対して、有底円筒形状を有する第一の蓋体９８が、その開口部側で圧入固定されていると共に、該ケース筒体９６の他方の開口部に対して、円板形状を有する第二の蓋体１００が圧入固定されている。そして、これらケース筒体９６と第一及び第二の蓋体９８，１００によって、中空円筒形状の装置筐体１０１が構成されている。
【００４４】
また、第一の蓋体９８の開口部には、振動板１０２が配設されており、連結ゴム弾性体１０４によって、第一の蓋体９８の開口部に対して弾性的に連結されている。この振動板１０２は、前記第一の実施形態の振動板と同様、厚肉の円板形状を有しており、その外周面に対して円筒形状の連結ゴム弾性体１０４が加硫接着され、更に該連結ゴム弾性体１０４の外周面には、金属スリーブ１０６が加硫接着されている。そして、金属スリーブ１０６が第一の蓋体９８の開口部に圧入固定されることにより、振動板１０２が、第一の蓋体９８に対して、連結ゴム弾性体１０４を介して、弾性的に連結支持されている。また、第一の蓋体９８の開口部が振動板１０２で流体密に覆蓋されることによって、第一の蓋体９８の内部に、壁部の一部が振動板１０２で構成されて非圧縮性流体が封入されてなる加圧室１０８が形成されている。
【００４５】
更にまた、加圧室１０８とは、振動板１０２を挟んで反対側にアクチュエータ１１０が配設され、装置筐体１０１内に収容配置されている。このアクチュエータ１１０は、第一の実施形態と同様な構造を有しており、磁歪素子１１２の軸方向一端部が、端部材１１４を介して、振動板１０２にボルト固定されると共に、磁歪素子１１２の軸方向他端部が、端部材１１６を介して、第二の蓋体１００に固定されており、コイルスプリング１１８によって軸方向の圧縮荷重が加えられている。また、磁歪素子１１２には、コイル１２０が巻回されたボビン１２２が外挿されて端部材１１６に固着されており、このコイル１２０に交番電流を通電することにより、磁歪素子１１２の変形が振動板１０２に及ぼされて、振動板１０２が加振せしめられ、以て、加圧室１０８に圧力変化が生ぜしめられるようになっているのである。
【００４６】
さらに、加圧室１０８の壁部を構成する第一の蓋体９８の底壁部中央には、外方に向かって突出するポート部１２４が形成されており、このポート部１２４を通じて、加圧室１０８の圧力を外部に取り出すことが出来るようになっている。そして、このポート部１２４と、前記主液室７６の壁部を構成するアームアイに形成されたポート部９５が、流体管路としての圧力管体１２６によって接続されており、それによって、主液室７６と加圧室１０８が相互に連通されている。なお、圧力管体１２６は、ゴム管体や樹脂管体，金属管体等が何れも採用可能であり、材質等は何等限定されるものでないが、サスペンションアーム７０の製作性や装着作業性，取扱性等を考慮すると可撓性のものが望ましい。尤も、圧力管体１２６の変形によって圧力吸収されることなく、主液室７６と可圧室１０８の間での圧力伝達効率が十分に確保されるように、発生圧力の大きさを考慮して、容易に膨出変形が許容されない特性のものが採用される。なお、本実施形態では、厚肉のゴム弾性体からなる管体が採用されており、両端部が、それぞれ、各ポート部９５，１２４に外挿され、締付ベルト１２８によって流体密に接続固定されている。
【００４７】
特に、本実施形態では、主液室７６と加圧室１０８の圧力差に基づいて圧力管体１２６を通じて流動せしめられる流体が、防振すべき振動周波数に対応した周波数域で固有振動数を持つように、主液室７６の壁ばね剛性等を考慮しつつ、圧力管体１２６の管路長さや管路断面積が設定されている。これにより、かかる流体の固有振動数域では、圧力管体１２６を通じての流体流動が積極的に生ぜしめられて、加圧室１０８と主液室７６の間での圧力伝達が一層積極的乃至は効率的に為され得るようになっている。
【００４８】
上述の如き構造とされた本実施形態のサスペンションアーム７０にあっては、第一の実施形態のサスペンションアームと同様、主液室７６の内圧を制御することによって、ゴムブッシュ７４ひいてはサスペンションアーム７０の防振特性を調節することが出来るのであり、それ故、圧力発生装置７８のコイル１２０への通電電流を、ゴムブッシュ７４に入力される防振すべき振動に応じて制御して振動板１０２を適当な周期およびストロークで加振することにより、加圧室１０８に圧力変動を生ぜしめ、それを圧力管体１２６を通じて主液室７６に及ぼすことによって、入力振動に対して能動的な防振効果が発揮されるのである。
【００４９】
特に、本実施形態のサスペンションアーム７０にあっては、圧力管体１２６を流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、主液室７６の圧力制御がより効率的に実現され得ることから、防振すべき振動に対して、一層優れた防振効果が発揮されることとなる。
【００５０】
また、本実施形態のサスペンションアーム７０においても、主液室７６の圧力調節による能動的な防振効果に基づいて、高周波振動に対する防振性能を確保しつつ、静的ばね定数乃至は低周波振動に対する動ばね定数を大きく設定することが可能であり、それによって、車両乗り心地と操縦安定性の高度な両立が実現され得る等といった、前記第一の実施形態のサスペンションアームと同様な効果が、何れも有効に発揮されるのである。
【００５１】
しかも、特に本実施形態のサスペンションアーム７０においては、主液室７６の内圧制御のためのアクチュエータ１１０が、圧力発生装置７８として、サスペンションアーム７０から独立形成されていることから、アクチュエータ５２の配設スペースの設定自由度が、第一の実施形態のサスペンションアームよりも一層大きく確保されるのであり、例えば、サスペンションアーム７０とは別体の他の部材に対して、圧力発生装置７８を装着することも出来るのである。特に、可撓性の圧力管体１２６を採用することによって、サスペンションアーム７０とは動きの異なる部材への装着も実現可能となる。それにより、磁歪素子１１２の出力ストローク方向の寸法を十分に大きく設定して、大きな出力ストロークひいては大きな主液室７６の内圧制御量を確保せしめて、防振性能の更なる向上を図ることも出来るのである。
【００５２】
次に、図３には、本発明に従う防振ブッシュ付きアーム部材の第三の実施形態としてのサスペンションアーム１３０が、示されている。なお、かかるサスペンションアーム１３０は、第一の実施形態のサスペンションアームにおいて、第二のゴムブッシュとして異なる構造のものを採用した一具体例であり、従って、その要部だけを示し、且つ第一の実施形態のサスペンションアームと同様な構造とされた部材および部位については、図中に第一の実施形態のサスペンションアームと同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００５３】
すなわち、本実施形態のサスペンションアーム１３０において第二のアームアイ３６に装着された第二のゴムブッシュ１３２にあっては、互いに径方向に離隔配置された内外筒金具１３４，１３６が本体ゴム弾性体１３８によって弾性連結されることによって形成されており、基本的構造を第一の実施形態における第二のゴムブッシュと同様とする。そこにおいて、外筒金具１３６には、径方向に対向位置する部分に、第一の開口窓１４０と第二の開口窓１４２が形成されていると共に、本体ゴム弾性体１３８には、径方向に対向位置する部分に第一のポケット部１４４と第二のポケット部１４６が形成されており、第一のポケット部１４４が第一の開口窓１４０を通じて、第二のポケット部１４６が第二の開口、１４２を通じて、それぞれ外周面に開口せしめられている。
【００５４】
そして、外筒金具１３６における第一及び第二の開口窓１４０，１４２が、第二のアームアイ３６によって流体密に閉塞されることにより、それぞれ内部に非圧縮性流体が封入された主液室３８と、副液室１４８が形成されている。即ち、副液室１４８は、主液室３８に対して、内筒金具１３４を挟んで、防振すべき主たる振動の入力方向である径方向で対向位置せしめられており、それによって、第二のゴムブッシュ１３２への振動入力時に、主液室３８と副液室１４８の間に、略正負が反対となる内圧変化が生ぜしめられて相対的な内圧変動が惹起されるようになっている。
【００５５】
また、ゴムブッシュ１３２の外筒金具１３６には、軸方向中間部分において、第一の開口窓１４０と第二の開口窓１４２における一方の周方向端部間に跨がって延びる凹溝１５０が、外周面に開口して形成されている。そして、この凹溝１５０が、第二のアームアイ３６で流体密に覆蓋されることにより、主液室３８と副液室１４８を相互に連通するオリフィス通路１５２が形成されている。ここにおいて、かかるオリフィス通路１５２は、その内部を通じて流動せしめられる流体の固有振動数（共振周波数）が、防振すべき振動の周波数に対応するように、主液室３８や副液室１４８の壁ばね剛性等を考慮してオリフィス通路１５２の通路長さや通路断面積が設定されている。
【００５６】
このような構造とされた本実施形態のサスペンションアーム１３０においては、振動入力時に主液室３８と副液室１４８の間に惹起される圧力差に基づいて、オリフィス通路１５２を通じての流体流動が生ぜしめられるのであり、以て、このオリフィス通路１５２を通じて流動せしめられる流体の共振作用に基づいて低動ばね効果が発揮されることにより、防振すべき振動に対する優れた防振性能が実現されるのである。
【００５７】
なお、オリフィス通路１５２を通じて流動せしめられる流体の共振作用に基づく防振効果は、振動板４２の加振による主液室３８の内圧制御を行わない状況下でも発揮され得るが、オリフィス通路１５２のチューニング周波数域で、振動板４２の加振による主液室３８の内圧制御を併せて行うことにより、オリフィス通路１５２を通じて流動せしめられる流体の共振作用によって、主液室３８と副液室１４８の圧力制御に基づく能動的な防振効果が一層有利に発揮されることとなる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらは文字通りの例示であって、本発明は、これらの実施形態に関する具体的説明によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００５９】
例えば、前記実施例では、何れも、アクチュエータとして、磁歪素子を用いたものの具体例を示したが、それに代えて電歪素子を用いたアクチュエータを採用することも可能である。なお、電歪素子としては、例えば特許公報第２５１０９１９号等に記載されているように、鉛（Ｐｂ），ジルコニウム（Ｚｒ），チタン（Ｔｉ）等を主成分としたピエゾ・セラミックスを用いて形成されたもの等、逆圧電効果を発揮し得る公知のものが何れも採用可能であるが、特に、ピエゾ・セラミックスを多数積層して、積層方向の伸縮変形である縦効果を利用するようにした、所謂積層型のものが、発生力が大きいこと等から好適に採用される。また、積層型の電歪素子は、一般に、積層方向における引張強度が小さいことから、前記実施形態における磁歪素子の如く、コイルスプリングの付勢力等を利用して、積層方向の加圧力（プレ・コンプレッション）を及ぼすことが望ましく、それによって、電歪素子の耐久性と信頼性の向上が図られ得る。
【００６０】
また、前記実施形態では、一方の部材に取り付けられる側の防振ブッシュだけにおいて、主液室の内圧制御による能動的な防振特性の調節が可能とされていたが、アーム部材によって連結される両方の部材への取付部位に配設される防振ブッシュにおいて、何れも、主液室の内圧制御による能動的な防振特性の調節が可能なものを採用することが可能である。更に、本発明は、自動車用或いは自動車用以外の各種装置において防振連結される部材間に介装される各種構造のアーム部材に適用され得るものであって、防振連結される部材に対する少なくとも一つの取付部位に防振ブッシュが装着されるものであれば良く、その他の取付部位の構造は、何等限定されるものでなく、ピロボールや摺動ブッシュ等による連結構造、或いは剛結構造等も採用可能である。
【００６１】
さらに、振動板による主液室の内圧制御効率をより有効に確保するためには、例えば、振動板の有効ピストン面積を軸部材の有効ピストン面積よりも大きく設定することが有効である。なお、振動板の有効ピストン面積とは、アーム装着状態等の基準状態下で、振動板を加振方向に単位量だけ変位させた際に主液室乃至は加圧室から排出される流体量をいい、軸部材の有効ピストン面積とは、同じ条件下で、軸部材を同じ単位量だけ変位させた際に主液室から排出される流体量をいう。
【００６２】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００６３】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた防振ブッシュ付きアーム部材においては、振動板を加振して主液室を圧力制御することにより防振特性を調節するアクチュエータが、アーム部材に対して、或いはアーム部材とは別体の他部材に対して装着されることから、アクチュエータの配設スペースの設定自由度が有利に確保されるのであり、それ故、形状や大きさが制限されたアーム部材においても、能動的な防振制御が可能な防振ブッシュが有利に採用され得て、優れた防振性能が実現可能とされるのである。
【００６４】
そして、特に、振動板を加振するアクチュエータとして歪素子を用いたものを採用したことにより、応答速度に優れ、制御が容易であり、且つ大きな駆動力を容易に得ることが出来るといった歪素子の利点を十分に確保しつつ、有利に確保されるアクチュエータの配設スペースを利用して歪素子の出力ストロークを有利に設定することが出来るのであり、それによって、主液室の内圧制御に基づく防振効果がより一層有利に発揮されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態としてのサスペンションアームを示す縦断面説明図である。
【図２】 本発明の第二の実施形態としてのサスペンションアームの要部を示す縦断面説明図である。
【図３】本発明の第三の実施形態としてのサスペンションアームの要部を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０，７０，１３０ サスペンションアーム
１２ ロッド部
１４ 第一のゴムブッシュ
１６，１３２ 第二のゴムブッシュ
２６，１３４ 第二の内筒金具
２８，１３６ 第二の外筒金具
３０，１３８ 第二の本体ゴム弾性体
３６ 第二のアームアイ
３８，７６ 主液室
４２，１０２ 振動板
４４，１０４ 連結ゴム弾性体
５２，１１０ アクチュエータ
５４，１１２ 磁歪素子
６８，１２０ コイル
７４ ゴムブッシュ
７８ 圧力発生装置
８２ アームアイ
８４ 内筒金具
８６ 外筒金具
８８ 本体ゴム弾性体
１０８ 加圧室
１２６ 圧力管体
１４８ 副液室
１５２ オリフィス通路

Claims (4)

1. 二つの部材を連結するアーム部材における筒状のロッド部の少なくとも一方の端部に設けた円筒形状のアームアイに対して、軸部材と該軸部材の径方向外方に離間して配された外筒部材とが本体ゴム弾性体で連結されてなる防振ブッシュが圧入され、該防振ブッシュを介して、該アーム部材が連結すべき部材に取り付けられるようにされた防振ブッシュ付きアーム部材において、
   前記防振ブッシュに対して、前記本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて内部に非圧縮性流体が封入された主液室を形成すると共に、該主液室の壁部の他の一部を、前記外筒部材に設けた開口窓を覆蓋する前記アームアイの前記ロッド部との連結部に設けられた筒形開口部において変位可能に支持された振動板で構成する一方、前記ロッド部に対して、その筒状内に収容されるようにして、電界又は磁界の変化によって変形する歪素子を用いたアクチュエータを装着し、該アクチュエータで前記振動板を加振することにより、前記主液室の内圧が制御せしめられるようにしたことを特徴とする防振ブッシュ付きアーム部材。
2. 二つの部材を連結するアーム部材におけるロッド部の少なくとも一方の端部に設けた円筒形状のアームアイに対して、軸部材と該軸部材の径方向外方に離間して配された外筒部材とが本体ゴム弾性体で連結されてなる防振ブッシュが圧入され、該防振ブッシュを介して、該アーム部材が連結すべき部材に取り付けられるようにされた防振ブッシュ付きアーム部材において、
   前記防振ブッシュに対して、前記本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて内部に非圧縮性流体が封入された主液室を形成する一方、壁部の一部が変位可能に支持された振動板で構成されて内部に非圧縮性流体が封入された加圧室を有すると共に、電界又は磁界の変化によって変形する歪素子を用いたアクチュエータを備え、該アクチュエータで該振動板を加振することにより該加圧室に圧力変化を生ぜしめる圧力発生装置を、前記アーム部材から独立して設け、更に該圧力発生装置の加圧室を前記防振ブッシュの主液室に連通する流体管路を設けて、該圧力発生装置における該アクチュエータでの該振動板の加振により、前記主液室の内圧が制御せしめられるように構成し、且つ前記外筒部材に設けた開口窓を覆蓋する前記アームアイ部位において設けられた、外方に開口するポート部に対して、前記流体管路が接続せしめられるようになっていると共に、該流体管路を通じて流動せしめられる前記非圧縮性流体の共振周波数が、防振すべき振動周波数に対応するように、該流体管路における流路長さと流路断面積を設定したことを特徴とする防振ブッシュ付きアーム部材。
3. 前記流体管路が、可撓性とされている請求項２に記載の防振ブッシュ付きアーム部材。
4. 前記防振ブッシュにおいて、前記主液室とは独立して、振動入力によって該主液室との間に相対的な圧力変化が生ぜしめられる、内部に非圧縮性流体が封入された副液室が形成されていると共に、それら主液室と副液室を相互に連通するオリフィス通路が形成されている請求項１乃至３の何れかに記載の防振ブッシュ付きアーム部材。