JP4053039B2

JP4053039B2 - 防振装置

Info

Publication number: JP4053039B2
Application number: JP2004363824A
Authority: JP
Inventors: 克行篠原
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2024-12-16
Also published as: JP2006170324A

Description

本発明は、防振装置に関し、特に、車輪を車体に対して支持するロアアームに作用する曲げモーメントを抑制して、ロアアームの軽量化を図ることができる防振装置に関するものである。

一般に、防振ブッシュは、車輪やエンジン等の振動源と車体との連結部位に振動減衰、緩衝などを目的として用いられるものであり、操縦安定性や乗り心地性能を高める役割を担っている。

例えば、図５に示すようなフロントサスペンションのロアアーム１０１は、車輪（図示せず）を車体（図示せず）に対して支持する部材であり、車輪を保持する取付部１０２と、その取付部１０２から車両内方（図５上方向）へ向けて延設される第１腕部１０１ａと、その第１腕部１０１ａの末端に配設される第２ブラケット１０５と、取付部１０２から車両後方（矢印Ｂ方向）へ向けて延設される第２腕部１０１ｂと、その第２腕部１０１ｂの末端に配設される装着部１０３とを備えて構成されている。

そして、車両走行時の車輪の振動が車両へ伝達することを防止するために、第２ブラケット１０５には前側ブッシュ１１０が、装着部１０３には後側ブッシュ（図示せず）が、それぞれ取り付けられている。なお、防振ブッシュ１１０は車両の前方側に、後側ブッシュは車両の後方側に位置している。

ここで、防振ブッシュ１１０には、車両走行中、車両後方（矢印Ｂ方向）への力が加わる。かかる力により防振ブッシュ１１０の内外筒１１１，１１２が軸方向に相対変位した場合には、外筒１１２又は第２ブラケット１０５が車体側の第１ブラケット１０４と当接し、異音が発生するという問題点があった。

そこで、かかる異音を防止するために、特開平１１−５１０９９号公報には、第１ブラケット１０４（車体側ブラケット）に取り付けられる内筒１１１の軸方向端部に、ストッパ部材１１４（ストッパリング）を外嵌する技術が開示されている。この技術によれば、図６（ａ）に示すように、車両走行時の入力により、外筒１１２又は第２ブラケット１０５が第１ブラケット１０４と直接当接することを防止して、異音の発生を防止することができる。
特開平１１−５１０９９号公報（段落［００２２］、図１など）

ところで、従来の防振ブッシュ１１０では、図６（ａ）に示す状態から更に力が加わると、軸方向への相対変位がストッパ部材１１４により既に規制されているため、内外筒１１１，１１２の相対変位モードが、図６（ｂ）に示すように、こじり方向へと遷移される。そして、これに伴って、後側ブッシュの内外筒もこじり方向へ相対変位されるため、装着部１０３には、後側ブッシュから矢印Ｃ方向への反力が作用することとなる。

その結果、ロアアーム１０１の第２腕部１０１ｂには、矢印Ｂ及び矢印Ｃ方向への力が作用し、曲げモーメントが発生する。そのため、かかる曲げモーメントに対する耐力を確保するべく、従来は、第２腕部１０１ｂを他部材よりも大径に構成していた。しかしながら、第２腕部１０１ｂを大径化したのでは、ロアアーム１０１全体としての重量が増加するという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、ロアアームに作用する曲げモーメントを抑制して、ロアアームの軽量化を図ることができる防振装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の防振装置は、第１ブラケットに取り付けられる内筒と、その内筒の周囲に配置されると共に第２ブラケットに取り付けられる外筒と、その外筒と前記内筒との間に加硫接着されゴム状弾性体から構成される防振基体と、前記内筒の軸方向端部に外嵌され、前記内外筒が軸方向に相対変位した場合に前記外筒又は前記第２ブラケットが前記第１ブラケットと当接することを防止するストッパ部材とを備える防振装置において、前記ストッパ部材は、ゴム状弾性体から前記外筒よりも大径の円板状に形成される本体部と、その本体部の中心に穿設されて前記内筒の軸方向端部と嵌合する嵌合孔と、その嵌合孔の周囲に位置し、前記本体部の一方の側面から前記外筒側へ向けて張り出し形成されると共に、本体部よりも高い剛性を有する材料から円筒状に形成される剛性部材と、前記本体部の一方の側面であって、前記外筒の軸方向端面と対向する位置に凹設されると共に、前記外筒の厚み寸法以上の幅を有して構成される円環状の溝とを備え、前記外筒と前記剛性部材との当接面には、ゴム状弾性体が介在し、前記剛性部材側のゴム状弾性体の外周面と前記溝の内周面とを前記軸方向に連設し、前記外筒の内周面を前記剛性部材の外周面に当接させることにより、前記外筒の軸方向端部を前記溝により逃がして外筒の軸方向端部がストッパ部材と当接することを防止すると共に前記内外筒のこじり方向への相対変位を規制するように構成されている。

請求項２記載の防振装置は、請求項１記載の防振装置において、前記剛性部材は、前記内筒側の内周面がゴム状弾性体に被覆されている。

請求項３記載の防振装置は、請求項１又は２に記載の防振装置において、前記本体部の一方の側面から張り出し形成された前記剛性部材の張出寸法は、前記本体部の他方の側面が前記第１ブラケットと当接した場合に、軸直角方向視において前記剛性部材と前記外筒とが重なるように設定されている。

請求項１記載の防振装置によれば、ストッパ部材は、ゴム状弾性体から外筒よりも大径の円板状に形成される本体部と、その本体部よりも高い剛性を有する材料から円筒状に形成され、内筒の周囲に配置される剛性部材とを備えており、その剛性部材は本体部の一方の側面から外筒側へ向けて張り出し形成されている。これにより、内外筒がこじり方向へ相対変位した場合には、外筒と剛性部材とが当接して、内外筒のこじり方向への相対変位を規制することができる。その結果、車輪を車体に対して支持するロアアームに発生する曲げモーメントを抑制することができるので、ロアアームの大径化を不要として、ロアアーム全体としての重量の増加を防止することができるという効果がある。
また、請求項１記載の防振装置によれば、本体部の一方の側面には、円環状の溝が凹設されているので、その分、本体部の剛性を低下させることができる。その結果、本体部の弾性変形の自由度が向上するので、内外筒の相対変位により本体部が外筒と当接した際に、本体部に対する外筒の押圧力を逃がして、ストッパ部材が軸方向へ移動することを防止することができるという効果がある。
さらに、請求項１記載の防振装置によれば、溝は、外筒の軸方向端面と対向する位置に凹設されると共に、外筒の厚み寸法以上の幅を有して構成されている。これにより、第２ブラケット及び外筒の軸方向の寸法公差に起因して、第２ブラケットの軸方向寸法よりも外筒の軸方向寸法の方が大きい場合、即ち、外筒の軸方向端部が第２ブラケットの軸方向端面から突出した場合でも、その突出した外筒の軸方向端部を溝により逃がすことができる。その結果、外筒の軸方向端部のみがストッパ部材と当接することを防止することができるので、ストッパ部材に加わる力が外筒の軸方向端部との当接面に集中してストッパ部材が破断することを防止することができるという効果がある。
ここで、第１ブラケットと第２ブラケットとを連結する際には、接着剤で第２ブラケットとストッパ部材とを仮止めすることによりストッパ部材の脱落を防止して、作業能率の向上を図っている。この場合、上述したように、外筒の軸方向端部が第２ブラケットの軸方向端面から突出した場合でも、その突出した外筒の軸方向端部を溝により逃がすことで、第２ブラケットとストッパ部材との間に隙間が生じることを防止することができるので、第２ブラケットとストッパ部材との接着面積を確保して、ストッパ部材が脱落することを防止することができる。その結果、作業能率の向上を図ることができるという効果がある。

請求項２記載の防振装置によれば、請求項１記載の防振装置の奏する効果に加え、剛性部材の内筒側の内周面は、ゴム状弾性体に被覆されている、即ち、ストッパ部材と内筒との間にゴム状弾性体が介在する。これにより、ストッパ部材を内筒に外嵌することが容易となるので、作業能率の向上を図ることができるという効果がある。

請求項３記載の防振装置によれば、請求項１又は２に記載の防振装置の奏する効果に加え、本体部の一方の側面から張り出し形成された剛性部材の張出寸法は、本体部の他方の側面が第１ブラケットと当接した場合に、軸直角方向視において剛性部材と外筒とが重なるように設定されている。これにより、本体部の他方の側面が第１ブラケットと当接する位置まで移動し、かつ、内外筒のこじり方向への相対変位が生じた場合においても、外筒と剛性部材とを当接させることができるので、内外筒のこじり方向への相対変位を確実に規制して、ロアアームに発生する曲げモーメントを確実に抑制することができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施の形態における防振ブッシュ１０の断面図である。まず、図１を参照して、防振ブッシュ１０の全体構成について説明する。

防振ブッシュ１０は、ロアアーム１０１（図５参照）と車両との連結部を担うものであり、車両走行時の振動が車両へ伝達することを防止する。

図１に示すように、防振ブッシュ１０は、金属製の第１ブラケット４に挟持される軸部材としての内筒１１と、その内筒１１の周囲に配置されると共に第２ブラケット５に支持される外筒１２と、その外筒１２と内筒１１との間に介在されて加硫接着されたゴム状弾性体からなる防振基体１３と、その防振基体１３と同様にゴム状弾性体からなり内筒１１の両端外周部に嵌合されるストッパ部材１４とを主に備えて構成されている。

内筒１１は、厚肉円筒状のパイプであって、その外周部が防振基体１３の固着部とされ、両端外周部がストッパ部材１４の嵌合部とされている。この内筒１１の軸方向に貫通形成された取付穴１１ａには、ボルト（図示せず）が貫通され、そのボルトをナット（図示せず）により締め付けることにより、内筒１１が第１ブラケット４に固定される。

外筒１２は、薄肉円筒状のパイプであって、その内周部が防振基体１３の固着部とされ、外周部が第２ブラケット５に支持（圧入）される連結筒とされ、この外筒１２の軸方向寸法（図１左右方向寸法）は第２ブラケット５の軸方向寸法と略同一に設定されている。

防振基体１３は、内筒１１と外筒１２との間に介在された円筒状のゴム状弾性体であり、内筒１１及び外筒１２に加硫接着されている。なお、本実施の形態における防振基体１３は、内筒１１の軸方向端部に延設された被膜部１３ａを備えており、その被膜部１３ａがストッパ部材１４と内筒１１との間に介在するように構成されている。

ストッパ部材１４は、防振基体１３とは別個に加硫形成されたゴム状弾性体の本体部１５と、その本体部１５の中心に穿設されて内筒１１の軸方向端部と嵌合する嵌合穴１６と、その嵌合穴１６の周囲に位置し本体部１５に埋設される剛性部材１７と、外筒１２と対向する位置に凹設される円環状の溝１８とを備えて構成されている。

剛性部材１７は、ゴム状弾性体よりも高い剛性を有する材料から形成された円筒状の部材であり、嵌合穴１６の周囲に位置すると共に、本体部１５の外筒１２側の側面から張り出し形成されている。

なお、剛性部材１７の嵌合穴１６側（図１下側）の内周面はゴム状弾性体に被覆されている、即ち、剛性部材１７と内筒１１との間にゴム状弾性体が介在する。これにより、ストッパ部材１４を内筒１１に外嵌することが容易となるので、作業能率の向上を図ることができる。

また、本体部１５の外径は、外筒１２の外径以上であればよい。即ち、本体部１５の外径は、特に限定されるものではなく、内外筒１１，１２が軸方向に相対変位した場合に、第２ブラケット５と第１ブラケット４とが当接することを抑制することができる程度の大きさがあれば良い。

また、本体部１５の厚みは、内外筒１１，１２の相対変位を吸収できる程度の厚さがあれば良い。更に、本体部１５の他方の側面と第１ブラケット４との間に隙間が形成されるように本体部１５の厚みを設定し、乗り心地性能を確保することが望ましい。

また、本体部１５の材質は、原料ゴムに滑剤を配合して、本体部１５の表面が潤滑になるように構成しても良い。これにより、外筒１２、第１ブラケット４及び第２ブラケット５と本体部１５との摩擦抵抗を低減することができる。また、本体部１５の表面にコーティング層（例えば、フッ素コーティング）を形成することにより、潤滑になるようにしても良い。

次に、図２を参照して、内外筒１１，１２の相対変位について説明する。図２は本発明の第１実施の形態における防振ブッシュ１０の断面図であり、図２（ａ）は内外筒１１，１２の軸方向の相対変位を示す断面図であり、図２（ｂ）は内外筒１１，１２のこじり方向の相対変位を示す断面図である。

図２（ａ）に示したように、防振ブッシュ１０には、車両走行中、車両後方（図２右方）への力が加わり、内外筒１１，１２は軸方向へ相対変位する。かかる相対変位が生じた場合に、本体部１５は第２ブラケット５の軸方向端面に押圧されて軸方向へ弾性変形しつつ、第２ブラケット５と第１ブラケット４とが直接当接することを防止する。

この際、上述したように、本体部１５の外筒１２側の側面には溝１８が凹設されているので、その分、本体部１５の剛性を低下させることができる。その結果、本体部１５の弾性変形の自由度が向上するので、本体部１５に対する第２ブラケット５の押圧力を逃がして、ストッパ部材１４が軸方向（図２右方向）へ移動してしまうことを防止することができる。

なお、本実施の形態では、溝１８は本体部１５の外筒１２側の側面に凹設されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、本体部１５の第１ブラケット４側の側面に凹設されていても良い。但し、溝１８が本体部１５の外筒１２側の側面に凹設された場合の方が、第２ブラケット５の押圧力を逃がすための弾性変形の自由度を確保することができるので、溝１８は外筒１２側の面に凹設する方が望ましい。

また、溝１８は、外筒１２の軸方向端面と対向する位置に凹設されると共に、外筒１２の厚み寸法以上の幅を有して構成されている。これにより、第２ブラケット５及び外筒１２の軸方向の寸法公差に起因して、第２ブラケット５の軸方向寸法よりも外筒１２の軸方向寸法の方が大きい場合、即ち、外筒１２の軸方向端部が第２ブラケット５の軸方向端面から突出した場合でも、その突出した外筒１２の軸方向端部を溝１８により逃がすことができる。その結果、外筒１２の軸方向端部のみがストッパ部材１４と当接することを防止することができるので、ストッパ部材１４に加わる力が外筒１２の軸方向端部との当接面に集中してストッパ部材１４が破断することを防止することができる。

ここで、第１ブラケット４と第２ブラケット５とを連結する際には、接着剤で第２ブラケット５とストッパ部材１４とを仮止めすることによりストッパ部材１４の脱落を防止して、作業能率の向上を図っている。この場合、上述したように、外筒１２の軸方向端部が第２ブラケット５の軸方向端面から突出した場合でも、その突出した外筒１２の軸方向端部を溝１８により逃がすことで、第２ブラケット５とストッパ部材１４との間に隙間が生じることを防止することができるので、第２ブラケット５とストッパ部材１４との接着面積を確保して、ストッパ部材１４が脱落することを防止することができる。その結果、作業能率の向上を図ることができる。

図２（ｂ）に示したように、図２（ａ）に示す状態から車両後方（図２右方）へ更に力が加わると、軸方向への相対変位がストッパ部材１４に既に規制されているため、内外筒１１，１２の相対変位モードがこじり方向へと変位される。

この際、上述したように、ゴム状弾性体より高い剛性を有する剛性部材１７が内外筒１１，１２の間まで張り出し形成されているので、外筒１２と剛性部材１７とが当接して、内外筒１１，１２のこじり方向への相対変位を規制することができる。

一般に、図５に示すようなロアアーム１０１は、車輪（図示せず）を保持する取付部１０２と、その取付部１０２から車両内方（図５上方）へ向けて延設される第１腕部１０１ａと、取付部１０２から車両後方（矢印Ｂ方向）へ向けて延設される第２腕部１０１ｂとを備えて構成されており、防振装置が、車体との連結部位である第１及び第２腕部１０１ａ，１０１ｂの末端にそれぞれ配設される。

ここで、本実施の形態における防振ブッシュ１０が第１腕部１０１ｂの末端に取り付けられた場合には、上述したように、内外筒１１，１２のこじり方向への相対変位を規制することができる。その結果、第２腕部１０１ｂの末端に配設される後側ブッシュに作用する矢印Ｃ方向の反力を小さくして、第２腕部１０１ｂに作用する曲げモーメントを抑制することができる。これにより、従来の第２腕部と比較して、曲げモーメントに対する耐久力が不要となるので、第２腕部１０１ｂを小径化して、ロアアーム１０１全体としての軽量化を図ることができる。

なお、剛性部材１７の張出寸法は、本体部１５の第１ブラケット４側の側面が、その第１ブラケット４と当接した場合に、軸直角方向視（図２上下方向視）において剛性部材１７と外筒１２とが重なるように設定されている。これにより、本体部１５の第１ブラケット４側の側面が第１ブラケット４と当接する位置まで移動し、かつ、内外筒１１，１２のこじり方向への相対変位が生じた場合においても、外筒１２と剛性部材１７とを当接させることができるので、内外筒１１，１２のこじり方向への相対変位を確実に規制して、第２腕部１０１ｂに発生する曲げモーメントを確実に抑制することができる。

また、外筒１２と剛性部材１７との当接面には、ゴム状弾性体が介在する。これにより、外筒１２と剛性部材１７とが直接当接することを防止して、外筒１２と剛性部材１７とが当接した場合の異音の発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、外筒１２と剛性部材１７との当接面にゴム状弾性体が介在する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、外筒１２と剛性部材１７とが直接当接するように構成しても良い。これにより、外筒１２と剛性部材１７との間に介在するゴム状弾性体の弾性変形が生じないので、その分、内外筒１１，１２の相対変位を規制することができる。

次に、図３を参照して、ストッパ部材１４について説明する。図３（ａ）はストッパ部材１４の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線におけるストッパ部材１４の断面図である。

図３に示したように、本体部１５の上面から突出した剛性部材１７は、軸心を中心とした略円状に構成されているので、ストッパ部材１４が内筒１１の軸方向端部に軸支されつつ軸心回りに回転した場合にも、相対変位した内外筒１１，１２の間に常に剛性部材１７が介在することができる。その結果、内外筒１１，１２のこじり方向への相対変位を確実に規制することができる。

同様に、本体部１５の剛性部材１７が突出する側の側面に凹設された溝１８は、軸心を中心とした略円状に構成されているので、ストッパ部材１４が内筒１１の軸方向端部に軸支されつつ軸心回りに回転した場合には、溝１８と外筒１２の軸方向端面とが対向することを維持することができる。これにより、外筒１２の軸方向端部が第２ブラケット５の軸方向端面から突出した場合でも、その突出した外筒１２の軸方向端部を溝１８により常に逃がすことができる。

図３（ｂ）に示したように、本体部１５に穿設された嵌合穴１６の開口部は、テーパ状に構成されているので、ストッパ部材１４と内筒１１との嵌合を容易として、作業能率の向上を図っている。

なお、本実施の形態では、剛性部材１７は、本体部１５の下面側（図３（ｂ）下面側）から本体部１５が張り出し形成された部位まで延設される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、剛性部材１７が、本体部１５が張り出し形成された部位のみに埋設されるように構成しても良い。即ち、剛性部材１７は、外筒１２と当接して、内外筒１１，１２のこじり方向への相対変位を規制できる位置に配設されれば良い。

次に、図４を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、剛性部材１７の内周面がゴム状弾性体に被覆されている場合を説明したが、第２実施の形態では、剛性部材５７の内周面が露出して構成されている。なお、上記した第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図４は、第２実施の形態における防振ブッシュ５０の断面図である。

図４に示したように、内筒１１の軸方向端部はゴム状弾性体に被覆されておらず、かつ、剛性部材５７の内周面が露出して構成されている。これにより、剛性部材５７の内周面と内筒１１の外周面とが直接当接するので、外筒１２と剛性部材５７との間にゴム状弾性体が介在する場合と比較して、ゴム状弾性体の弾性変形が生じない分、内外筒１１，１２のこじり方向への相対変位を規制することができる。

また、剛性部材５７及び内筒１１が金属で構成されている場合には、金属面同士が当接するので、ストッパ部材５４を内筒１１に強固に外嵌することができる。その結果、内外筒１１，１２の相対変位により外筒１２がストッパ部材５４を押圧した際に、ストッパ部材５４が軸方向へ移動することを抑制することができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

本発明の第１実施の形態における防振ブッシュの断面図である。（ａ）は内外筒の軸方向の相対変位を示す断面図であり、（ｂ）は内外筒のこじり方向の相対変位を示す断面図である。（ａ）はストッパ部材の上面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線におけるストッパ部材の断面図である。本発明の第２実施の形態における防振ブッシュの断面図である。フロントサスペンションのロアアームの平面図である。従来の防振ブッシュを示す断面図であり、（ａ）は内外筒の軸方向の相対変位を示す断面図であり、（ｂ）は内外筒のこじり方向の相対変位を示す断面図である。

符号の説明

４第１ブラケット
５第２ブラケット
１０，５０防振装置（防振ブッシュ）
１１内筒
１２外筒
１３，５３防振基体
１４，５４ストッパ部材
１５本体部
１７，５７剛性部材
１８溝

Claims

第１ブラケットに取り付けられる内筒と、その内筒の周囲に配置されると共に第２ブラケットに取り付けられる外筒と、その外筒と前記内筒との間に加硫接着されゴム状弾性体から構成される防振基体と、前記内筒の軸方向端部に外嵌され、前記内外筒が軸方向に相対変位した場合に前記外筒又は前記第２ブラケットが前記第１ブラケットと当接することを防止するストッパ部材とを備える防振装置において、
前記ストッパ部材は、
ゴム状弾性体から前記外筒よりも大径の円板状に形成される本体部と、
その本体部の中心に穿設されて前記内筒の軸方向端部と嵌合する嵌合孔と、
その嵌合孔の周囲に位置し、前記本体部の一方の側面から前記外筒側へ向けて張り出し形成されると共に、本体部よりも高い剛性を有する材料から円筒状に形成される剛性部材と、
前記本体部の一方の側面であって、前記外筒の軸方向端面と対向する位置に凹設されると共に、前記外筒の厚み寸法以上の幅を有して構成される円環状の溝とを備え、
前記外筒と前記剛性部材との当接面には、ゴム状弾性体が介在し、前記剛性部材側のゴム状弾性体の外周面と前記溝の内周面とを前記軸方向に連設し、
前記外筒の内周面を前記剛性部材の外周面に当接させることにより、前記外筒の軸方向端部を前記溝により逃がして外筒の軸方向端部がストッパ部材と当接することを防止すると共に前記内外筒のこじり方向への相対変位を規制するように構成されていることを特徴とする防振装置。
前記剛性部材は、前記内筒側の内周面がゴム状弾性体に被覆されていることを特徴とする請求項１記載の防振装置。
前記本体部の一方の側面から張り出し形成された前記剛性部材の張出寸法は、前記本体部の他方の側面が前記第１ブラケットと当接した場合に、軸直角方向視において前記剛性部材と前記外筒とが重なるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の防振装置。