JP3811256B2

JP3811256B2 - 自動車のサスペンション用液体封入ブッシュ

Info

Publication number: JP3811256B2
Application number: JP14550097A
Authority: JP
Inventors: 康生宮本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2017-06-03
Also published as: JPH10331904A; US5947454A

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を接続する弾性体に臨むように複数の液室を形成するとともに、これら複数の液室を複数の連通路で相互に連通させた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Ｂ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、リング０１、２個のストッパ０２，０２及び２個の隔壁部材０３，０３を一体に有する外筒０４と、支持軸０５及びカラー０６を一体に有する内筒０７と、外筒０４及び内筒０７間に配置されたブッシュゴム０８及びストッパゴム０９，０９と、ブッシュゴム０８及びストッパゴム０９，０９間に形成された４個の液室Ｒ_FU，Ｒ_FL，Ｒ_RU，Ｒ_RLとから構成される。前側に位置する上下２個の前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FLと、後側に位置する上下２個の後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RLとの間が、それぞれ第１連通路Ｏ₁，Ｏ₁により連通するとともに、前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FL間と、後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RL間とが、それぞれ第２連通路Ｏ₂，Ｏ₂により連通する。
【０００３】
前後方向（Ｘ−Ｘ′方向）に１５Ｈｚ程度の低周波荷重が入力して外筒０４及び内筒０７が相対移動すると、外筒０４及び内筒０７を接続するブッシュゴム０８が変形して前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FL及び後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RLの一方の容積が拡大して他方の容積が縮小するため、前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FL及び後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RLの液体が第１連通路Ｏ₁，Ｏ₁を通って行き来し、前記低周波荷重を減衰させる。また上下方向（Ｚ−Ｚ′方向）に８０〜２５０Ｈｚ程度の中周波荷重が入力して外筒０４及び内筒０７が相対移動すると、上側の液室Ｒ_FU，Ｒ_RU及び下側の液室Ｒ_FL，Ｒ_RLの一方の容積が拡大して他方の容積が縮小するため、上側の液室Ｒ_FU，Ｒ_RU及び下側の液室Ｒ_FL，Ｒ_RLの液体が第２連通路Ｏ₂，Ｏ₂を通って行き来し、前記中周波荷重を減衰させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図９は上記構造の液体封入ブッシュＢに入力される上下方向（Ｚ−Ｚ′方向）の荷重の周波数を変化させたときの動ばね定数の変化特性（実線図示）を示すもので、液室を持たないブッシュの変化特性（破線図示）に比べて入力周波数が８０〜２３０Ｈｚの領域で動ばね定数が低下しており、これによりロードノイズを低減することができる。しかしながら、従来の液体封入ブッシュＢは、ロードノイズ成分の中でタイヤの気柱共鳴領域（２２０〜２５０Ｈｚ）での動ばね定数の低下が不充分であるため、この領域での動ばね定数の更なる低下が望まれていた。ブッシュゴム０８の硬度を高めることにより前記動ばね定数を低下させることも可能であるが、この方法を採用すると乗り心地が低下する問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、液体封入ブッシュの弾性体の硬度を高めることなくタイヤの気柱共鳴領域における動ばね定数の低下を達成することを目的とする。
【０００６】
【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に記載された発明は、ナックルに連結され車体前後方向に延びるラジアスロッドを車体に支持させて、路面から車輪を介して車体前後方向に入力される低周波振動の減衰と、路面から車輪を介して上下方向に入力される中周波振動であってタイヤの気柱共鳴領域を含むと共に前記低周波振動の周波数よりも高く且つ上下方向の動ばね定数のピークの周波数よりも低い周波数の振動の減衰とを行う自動車のサスペンション用液体封入ブッシュであって、ラジアスロッドに固定され車体左右方向の軸線を有する外筒と、車体に固定され車体左右方向の軸線を有する内筒と、その内、外筒間を接続する弾性体とを備えていて、その弾性体に臨むように複数の液室を形成するとともに、これら複数の液室を複数の連通路で相互に連通させてなり、前記複数の連通路は、ラジアスロッドの長手方向に沿う通路部分を有して外筒に形成され、車体前後方向の荷重が入力して外筒及び内筒が相対移動したときに容積が変化する液室間を連通させる第１連通路と、ラジアスロッドの長手方向と直交する方向に沿う通路部分を有して外筒及び内筒間に形成され、上下方向の荷重が入力して外筒及び内筒が相対移動したときに容積が変化する液室間を連通させる第２連通路と、ラジアスロッドの長手方向と直交する方向に沿う通路部分を有して第２連通路に対し並列に配置されて外筒に形成され、上下方向の荷重が入力して外筒及び内筒が相対移動したときに容積が変化する液室間を連通させる第３連通路とから構成されたことを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、低周波荷重が車体前後方向に入力して外筒及び内筒が相対移動すると、容積が拡大する液室と縮小する液室との間を、ラジアスロッドの長手方向に沿う通路部分を有する第１連通路を介して流体が行き来することにより、前記低周波荷重が減衰する。またタイヤの気柱共鳴領域を含む中周波荷重が上下方向に入力して、外筒及び内筒が相対移動すると、容積が拡大する液室と縮小する液室との間を、ラジアスロッドの長手方向と直交する方向に沿う通路部分を各々有する第２連通路及び第３連通路を介して流体が行き来することにより、前記中周波荷重が減衰する。第３連通路を付加したことにより第２連通路及び第３連通路の断面積の総和が増加し、液体封入ブッシュの上下方向の動ばね定数のピークが周波数の高い側に移動するため、前記ピークよりも周波数の低い側のタイヤの気柱共鳴領域における動ばね定数を、弾性体の硬度を高めることなく低下させることができる。
【０００８】
尚、低周波荷重とは１５Ｈｚ程度の周波数の荷重を指し、中周波荷重とは８０〜２５０Ｈｚ程度の周波数の荷重を指すが、これら周波数の数値は実施例に限定されるものではない。
【０００９】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記軸線を挟んで両側に２個の第３連通路を形成したことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、２個の第３連通路の形状を変化させることにより、動ばね定数をきめ細かく調整することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図５は本発明の第１実施例を示すもので、図１は液体封入ブッシュを用いたリヤサスペンションの斜視図、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は周波数と動ばね定数との関係を示すグラフ、図５は周波数と位相差との関係を示すグラフである。
【００１３】
図１は自動車の左後輪のサスペンションを示すものである。図示せぬ車輪を回転自在に支持するナックル１は、前方に延びるラジアスロッド２によって車体に連結されるとともに、左右方向に延びるアッパーアーム３、フロントロアアーム４及びリヤロアアーム５によって車体に連結される。ナックル１の上下動はコイルばね６を一体に備えたショックアブソーバ７により緩衝される。本実施例の液体封入ブッシュＢはラジアスロッド２の前端を車体に支持するために使用されるもので、路面から車輪を介して車体前後方向（Ｘ−Ｘ′方向、第１方向）に入力される１５Ｈｚ程度の低周波振動の減衰と、路面から車輪を介して上下方向（Ｚ−Ｚ′方向、第２方向）に入力される８０〜２５０Ｈｚ程度の中周波振動の減衰とを行う。
【００１４】
図２及び図３に示すように、液体封入ブッシュＢはラジアスロッド２の前端に形成した環状の取付部２₁に圧入により固定される大径の外筒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、ボルト１２で車体の取付ブラケット１３，１３に固定される小径の内筒１４とを備える。外筒１１は、単純な円筒状のアウター部材１５と、アウター部材１５の内周に固定された概略円筒状のインナー部材１６と、内筒１４よりも前方位置でインナー部材１６の切欠１６₁に嵌まるようにアウター部材１５の内面に固定された概略円弧状の前部ストッパ１７と、内筒１４よりも後方位置でアウター部材１５の内面に固定された概略円弧状の後部ストッパ１８とから構成される。また内筒１４は前記ボルト１２が貫通する支持パイプ１９と、この支持パイプ１９の外周に固定されたカラー２０とから構成される。
【００１５】
外筒１１及び内筒１４にはブッシュゴム２１が焼き付けにより結合され、更に前部ストッパ１７の内面及び後部ストッパ１８の内面に、それぞれ前部ストッパゴム２２及び後部ストッパゴム２３が焼き付けにより固定される。外筒１１のインナー部材１６は上下２か所の半径縮小部１６₂，１６₂でアウター部材１５から半径方向内側に離れており、そこに上下一対の第１連通路Ｏ₁，Ｏ₁が形成される。またブッシュゴム２１と前部ストッパゴム２２との間に円弧状に延びる第２連通路Ｏ₂が形成されるとともに、ブッシュゴム２１と後部ストッパゴム２３との間に円弧状に延びる第２連通路Ｏ₂が形成される。更に、前部ストッパ１７とアウター部材１５との間に円弧状に延びる第３連通路Ｏ₃が形成される。つまり、第２連通路Ｏ₂に対して第３連通路Ｏ₃が並列に形成される。
【００１６】
ブッシュゴム２１は、内筒１４のカラー２０から外筒１１のインナー部材１６の半径縮小部１６₂，１６₂に向かって延びる上下一対の隔壁２１₁，２１₁を備える。両隔壁２１₁，２１₁の前側には上下一対の前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FLが形成されるとともに、両隔壁２１₁，２１₁の後側には上下一対の後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RLが形成される。上側の前部液室Ｒ_FU及び後部液室Ｒ_RUは、ラジアスロッド２の長手方向に沿う通路部分を有する上側の第１連通路Ｏ₁を介して相互に連通し、下側の前部液室Ｒ_FL及び後部液室Ｒ_RLは、ラジアスロッド２の長手方向に沿う通路部分を有する下側の第１連通路Ｏ₁を介して相互に連通する。また上下の前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FLは、ラジアスロッド２の長手方向と直交する方向に沿う通路部分を各々有する前側の第２連通路Ｏ₂及び第３連通路Ｏ₃を介して相互に連通し、上下の後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RLは、ラジアスロッド２の長手方向と直交する方向に沿う通路部分を各々有する後側の第２連通路Ｏ₂を介して相互に連通する。
【００１７】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００１８】
車両の走行に伴って路面からタイヤに伝達される振動により、液体封入ブッシュＢの外筒１１にラジアスロッド２を介して１５Ｈｚ程度の低周波荷重が入力される。この低周波荷重は前後方向（図２の矢印Ｘ−Ｘ′方向）に作用するもので、外筒１１が内筒１４に対して前後方向に相対移動すると、ブッシュゴム２１が変形して前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FL及び後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RLの容積が交互に拡大／縮小する。その結果、前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FL及び後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RLの液体が上下の第１連通路Ｏ₁，Ｏ₁を通って相互に行き来し、その際の液体の抵抗により前後方向の荷重に対抗するダンピング力が発生する。そして、更に大きな前後方向荷重が入力されると、ブッシュゴム２１が前部ストッパゴム２２又は後部ストッパゴム２３に当たり、外筒１１及び内筒１４の相対移動量のそれ以上の増加を抑制するストッパ機能が発揮される。
【００１９】
また液体封入ブッシュＢの外筒１１には、８０〜２５０Ｈｚ程度の中周波荷重が上下方向（図２の矢印Ｚ−Ｚ′方向）に入力される。荷重の入力により外筒１１が内筒１４に対して上下方向に相対移動すると、ブッシュゴム２１が変形して上側の前部液室Ｒ_FU及び後部液室Ｒ_RUの容積と、下側の前部液室Ｒ_FL及び後部液室Ｒ_RLの容積とが交互に拡大／縮小する。その結果、上下の前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FLの液体が前側の第２連通路Ｏ₂及び第３連通路Ｏ₃を通って相互に行き来するとともに、上下の後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RLの液体が後側の第２連通路Ｏ₂を通って相互に行き来し、その際に第２連通路Ｏ₂，Ｏ₂及び第３連通路Ｏ₃に発生する液柱共振現象により動ばね定数を低下させてロードノイズの低減が図られる。
【００２０】
図４のグラフは、上下方向の入力周波数の変化に対する液体封入ブッシュＢの動ばね定数の変化特性を示すものである。破線は、第３連通路Ｏ₃を持たないものの特性であって、タイヤの気柱共鳴領域である２２０〜２５０Ｈｚの周波数領域で動ばね定数が充分に低くならない問題がある。それに対して、第２連通路Ｏ₂，Ｏ₂に第３連通路Ｏ₃を付加した本実施例のもの（実線図示）は、前記タイヤの気柱共鳴領域において動ばね定数が低下しており、これにより８０〜２５０の中周波領域の全域においてロードノイズを効果的に低減することができる。このように、ブッシュゴム２１の硬度を高めることなく動ばね定数を低下させることができるので、ブッシュゴム２１の硬度増加による乗り心地の悪化を招くことなく、ロードノイズを低減することができる。しかも、前記第３連通路Ｏ₃はブロック状の前部ストッパ１７の背面に形成した溝により構成されているので、特別の部材を必要とせず、また他の部材のレイアウトに影響を及ぼすことなく形成できる。
【００２１】
タイヤの気柱共鳴領域における動ばね定数の低下は、以下のような理由で発生すると考えられる。即ち、第３連通路Ｏ₃を付加したことにより、第２連通路Ｏ₂，Ｏ₂だけのものに比べて連通路の断面積の総和が増加するため、液体封入ブッシュＢの入力及び出力間の位相差δのピークが周波数の高い側にシフトする（図５のａ→ｂ参照）。前記位相差δのピークのシフトにより、動ばね定数のピークも周波数の高い側にシフトするため（図４のｃ→ｄ参照）、そのピークよりも周波数の低い側の前記タイヤの気柱共鳴領域における動ばね定数の低下が達成される。
【００２２】
また、上下の前部液室Ｒ_FU，Ｒ_FL間に形成される共振系と、上下の後部液室Ｒ_RU，Ｒ_RL間に形成される共振系とは共振周波数が異なっているので、動ばね定数のピーク値も低くなる。
【００２３】
次に、図６及び図７に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００２４】
第２実施例は、前部ストッパ１７とアウター部材１５との間に形成された第３連通路Ｏ₃に加えて、後部ストッパ１８とアウター部材１５との間にも第３連通路Ｏ₃が形成されている。前側の第３連通路Ｏ₃の断面積及び長さと、後側の第３連通路Ｏ₃の断面積及び長さとを異ならせることにより、動ばね定数の調整を容易且つきめ細かく行うことが可能となる。
【００２５】
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。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、自動車のサスペンション用液体封入ブッシュにおいて、低周波荷重が車体前後方向に入力して外筒及び内筒が相対移動すると、容積が拡大する液室と縮小する液室との間を、ラジアスロッドの長手方向に沿う通路部分を有する第１連通路を介して流体が行き来することにより、前記低周波荷重を減衰させることができる。またタイヤの気柱共鳴領域を含む中周波荷重が上下方向に入力して、外筒及び内筒が相対移動すると、容積が拡大する液室と縮小する液室との間を、ラジアスロッドの長手方向と直交する方向に沿う通路部分を各々有する第２連通路及び第３連通路を介して流体が行き来することにより、前記中周波荷重を減衰させることができ、この場合、第２連通路に対して並列に配置される第３連通路を外筒に形成したことにより、第２連通路及び第３連通路の断面積の総和の増加に伴って液体封入ブッシュの上下方向の動ばね定数のピークが周波の高い側に移動するため、前記ピークよりも周波数の低い側のタイヤの気柱共鳴領域における動ばね定数を低下させることができ、これにより弾性体の硬度を高めることなくタイヤの気柱共鳴領域における動ばね定数を低下させ、弾性体の硬度増加による乗り心地の悪化を招くことなくロードノイズを減少させることができる。
【００２７】
また請求項２に記載された発明によれば、軸線を挟んで両側に２個の第３連通路を形成したので、２個の第３連通路の形状を変化させて動ばね定数をきめ細かく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液体封入ブッシュを用いたリヤサスペンションの斜視図
【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】周波数と動ばね定数との関係を示すグラフ
【図５】周波数と位相差との関係を示すグラフ
【図６】本発明の第２実施例に係る、前記図２に対応する図（図７の６−６線断面図）
【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】従来の液体封入ブッシュの周波数と動ばね定数との関係を示すグラフ
【符号の説明】
１ナックル
２ラジアスロッド
１１外筒
１４内筒
２１ブッシュゴム（弾性体）
Ｌ軸線
Ｏ₁ 第１連通路
Ｏ₂ 第２連通路
Ｏ₃ 第３連通路
Ｒ_FU 前部液室
Ｒ_FL 前部液室
Ｒ_RU 後部液室
Ｒ_RL 後部液室
Ｘ−Ｘ′ 第１方向（車体前後方向）
Ｚ−Ｚ′ 第２方向（上下方向）

Claims

ナックル（１）に連結され車体前後方向に延びるラジアスロッド（２）を車体に支持させて、路面から車輪を介して車体前後方向（Ｘ−Ｘ′）に入力される低周波振動の減衰と、路面から車輪を介して上下方向（Ｚ−Ｚ′）に入力される中周波振動であってタイヤの気柱共鳴領域を含むと共に前記低周波振動の周波数よりも高く且つ上下方向の動ばね定数のピークの周波数よりも低い周波数の振動の減衰とを行う自動車のサスペンション用液体封入ブッシュであって、
ラジアスロッド（２）に固定され車体左右方向の軸線（Ｌ）を有する外筒（１１）と、車体に固定され車体左右方向の軸線（Ｌ）を有する内筒（１４）と、その内、外筒（１４，１１）間を接続する弾性体（２１）とを備えていて、その弾性体（２１）に臨むように複数の液室（Ｒ_FU，Ｒ_FL，Ｒ_RU，Ｒ_RL）を形成するとともに、これら複数の液室（Ｒ_FU，Ｒ_FL，Ｒ_RU，Ｒ_RL）を複数の連通路（Ｏ₁，Ｏ₂）で相互に連通させてなり、
前記複数の連通路（Ｏ₁，Ｏ₂）は、
ラジアスロッド（２）の長手方向に沿う通路部分を有して外筒（１１）に形成され、車体前後方向（Ｘ−Ｘ′）の荷重が入力して外筒（１１）及び内筒（１４）が相対移動したときに容積が変化する液室（Ｒ_FU，Ｒ_FL，Ｒ_RU，Ｒ_RL）間を連通させる第１連通路（Ｏ₁）と、
ラジアスロッド（２）の長手方向と直交する方向に沿う通路部分を有して外筒（１１）及び内筒（１４）間に形成され、上下方向（Ｚ−Ｚ′）の荷重が入力して外筒（１１）及び内筒（１４）が相対移動したときに容積が変化する液室（Ｒ_FU，Ｒ_FL，Ｒ_RU，Ｒ_RL）間を連通させる第２連通路（Ｏ₂）と、
ラジアスロッド（２）の長手方向と直交する方向に沿う通路部分を有して第２連通路（Ｏ₂）に対し並列に配置されて外筒（１１）に形成され、上下方向（Ｚ−Ｚ′）の荷重が入力して外筒（１１）及び内筒（１４）が相対移動したときに容積が変化する液室（Ｒ_FU，Ｒ_FL，Ｒ_RU，Ｒ_RL）間を連通させる第３連通路（Ｏ ₃ ）とから構成されたことを特徴とする、自動車のサスペンション用液体封入ブッシュ。
前記軸線（Ｌ）を挟んで両側に２個の第３連通路（Ｏ₃）を形成したことを特徴とする、請求項１に記載の自動車のサスペンション用液体封入ブッシュ。