JP4095085B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、内筒と、これを取り囲む外筒と、これら内筒と外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた筒形の防振装置に関する。

従来、この種の防振装置としては、自動車のボディと足回り部材との間に介設されるボディマウントがある。

ボディマウントは、内筒が軸方向を上下方向にしてフレーム等のボディ側の部材に取り付けられ、外筒がサスペンションのメンバー部材に対し圧入手段等により固定されて用いられる。そして、車両の前後方向における振動入力に対しては柔なるたわみ特性を発揮して振動を防止する一方、左右方向における振動入力に対しては剛なるたわみ特性を発揮して高荷重の振動に耐え得るように、防振基体には内筒を挟んで車両の前後方向に相対する位置にすぐりと称される軸方向の空洞部を設けて、ばね特性に異方向性を与えることがある（特開平４−３２７０３３号公報、特開２００３−２１１９４号参照）。このように防振基体に空洞部を設ける場合、車両の前後方向に高荷重が加わったときにばね定数を高めて内筒と外筒との過大な相対変位を制限するために、空洞部の周方向中央部にストッパゴム部が設けられることがある。
特開平４−３２７０３３号公報 特開２００３−２１１９４号公報

ところで、この種のボディマウントは、内筒と外筒との間に防振基体を加硫成形することで製造されるが、この加硫後に防振基体を構成するゴム弾性体が収縮することで残留歪みが生じる。そこで、残留歪みを除去して耐久性を改良するため、加硫成形後に、外筒を縮径するように絞り加工が施されるが、この絞り時に、上記空洞部の周方向両端部における開口縁部に皺が生じやすく、却って耐久性を損なうことがある。また、自動車への搭載後の荷重入力時にも、上記空洞部の周方向端部における開口縁部に歪みが集中して耐久性を損なうことがある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、上記のような空洞部を防振基体に備える防振装置において、空洞部の周方向中央部でのストッパ機能を確保しつつ、耐久性を向上することを目的とする。

本発明の防振装置は、内筒と、これを取り囲む外筒と、これら内筒と外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた防振装置であって、前記防振基体には、前記内筒を挟んで相対する一対の空洞部が軸方向に貫通して設けられ、該空洞部は、ストッパゴム部により周方向中央部がストッパ間隙部として形成されるとともに、周方向両端部が前記ストッパ間隙部よりも幅広の空間部とされ、前記空洞部が軸方向の中央部から開口端部に向けて広がるように前記空洞部の内壁面が軸方向に対して傾斜した傾斜面部を備えてなり、前記幅広の空間部における前記傾斜面部の傾きが前記ストッパ間隙部における前記傾斜面部の傾きよりも大に設定されたものである。

上記構成によれば、防振基体に設けた空洞部の形状に関し、周方向両端の幅広の空間部における傾斜面部の傾きを大きくしたことにより、かかる幅広の空間部の開口部周りのゴム弾性体のボリュームを減らして、加硫成形後の外筒絞り時における当該開口部周りの皺の発生を抑制することができる。また、自動車への搭載後の荷重入力時にも、上記幅広の空間部の開口部周りにおける歪み集中を防止することができる。一方、周方向中央部のストッパ間隙部については、上記傾斜面部の傾きを小さく設定したことで、ストッパとして機能を確保しやすい。そのため、本発明によれば、空洞部の周方向中央部でのストッパ機能を確保しつつ、周方向両端部での皺発生や歪み集中を低減して耐久性を向上することができる。

本発明の防振装置においては、前記空洞部の内壁面が軸方向中央部において軸方向に対して平行な面からなる中央面部を備え、該中央面部の両側に前記傾斜面部が設けられてもよい。この場合、前記中央面部の軸方向寸法が、該中央面部の両側に設けられた各前記傾斜面部の軸方向寸法よりも小に設定されることが、上記作用効果をよりよく発揮させる上で好ましい。

本発明の防振装置においては、前記空洞部の前記ストッパ間隙部が、前記内筒側から突出する内側ストッパゴム部と前記外筒側から突出する外側ストッパゴム部との間に形成され、前記外側ストッパゴム部の前記内側ストッパゴム部に対する当接面が軸方向に垂直な断面において内向きに凸の湾曲面状に形成されていることが好ましい。このように外側のストッパゴム部の当接面の形状を内向きに凸の湾曲面状に形成することにより、内側ストッパゴム部との初期当たりを柔らかくして異音を低減することができる。

本発明の防振装置は、前記内筒が軸方向を上下方向にして自動車のボディ側に取り付けられる部材であり、前記外筒が前記内筒を同軸に取り囲むものであってサスペンションのメンバー部材に形成された嵌合穴に圧入内嵌される部材であり、前記空洞部が前記内筒を挟んで自動車の前後方向に相対する位置に設けられたボディマウントに特に好適である。

以上のように、本発明の防振装置によれば、防振基体に設けた空洞部の形状に関し、周方向両端の幅広の空間部における傾斜面部を、周方向中央部のストッパ間隙部における傾斜面部よりも傾きを大きくしたことにより、周方向中央部でのストッパ機能を確保しながら、周方向両端部での耐久性を向上することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る防振装置について図１〜５に基づいて説明する。

本実施形態の防振装置は、自動車のサスペンション等の足回り部材をフレーム等のボディに対して防振的に支持するためのボディマウントであり、図５に示すように、金属等の剛性材料からなる内筒１０と、これを取り囲んで同心状に配された金属等の剛性材料からなる外筒１２と、これら内筒１０と外筒１２の間に加硫接着手段により介設されて両者を結合するゴム弾性体よりなる防振基体１４とを備えて構成されている。内筒１０は、この例では、軸方向を上下方向にしてボディ側に取り付けられる部材であり、その中空部１６に連結ボルト１が挿入されて、連結ボルト１によりボディ側部材２に締結固定される。また、外筒１２は、足回り部材に連結されたサスペンションのメンバー部材３に取り付けられる部材であり、筒状ホルダ４によりメンバー部材３に形成された嵌合穴４ａに対してその下方から圧入内嵌される。

内筒１０の中空部１６は、ボディ側部材２の軸部２ａを受け入れる上部側１６ａが、連結ボルト１の挿入される下部側１６ｂよりも大径に形成されており、その上端部には、前記軸部２ａの先端を案内してその挿入を容易にするための、上方に向けて開かれたテーパ面部１６ｃが設けられている。また、内筒１０は、その外周面において下端部１０ａが段部を介して小径に形成されている。

外筒１２は、その下端において半径方向外方に延びるフランジ１８を有しており、このフランジ１８の下面には、防振基体１４から連なるゴムによりストッパゴム部２０が形成されている。また、外筒１２の外周面には、嵌合穴４ａへの圧入後の抜け止めや据わりをよくするため、周方向に全周にわたって延びる複数本の環状ゴム部２２が加硫成形により凸状に形成されている。

防振基体１４には、内筒１０を挟んで直径方向（詳細には、車両前後方向）に相対する両側位置に、軸方向に貫通するすぐりと称する一対の空洞部２４，２４が設けられている。これにより、車両の前後方向におけるバネ定数が低く、車両の左右方向のバネ定数が高く設定されて、乗り心地がよくしかも操縦安定性を高めるようにしている。

空洞部２４は、図１，２に示すように、周方向の両端部が中央部に対して幅広に膨らんだ形状に形成されており、内筒１０側から突出する内側ストッパゴム部２６と外筒１２側から突出する外側ストッパゴム部２８との間に形成された周方向中央部のストッパ間隙部３０と、該ストッパ間隙部３０の両端に位置してストッパ間隙部３０よりも半径方向における幅が拡大された周方向両端部の幅広の空間部３２とからなる。ストッパ間隙部３０は、自動車の加減速時における内筒１０の外筒１２に対する前後方向における過大な相対変位を制限して、耐久性を確保できるような幅に設定されている。また、幅広の空間部３２は、内筒１０の変位時における局部的な歪みを抑制するために、軸方向に垂直な断面形状において略円形状の丸みを帯びた形状をなしている（図１，２参照）。

図３，４に示すように、空洞部２４は、軸方向（即ち、車両上下方向）の中央部からその上下の開口端部に向けて広がるように、空洞部２４の内壁面２４ａにおいて、軸方向に対して傾斜した傾斜面部３４を備える。すなわち、傾斜面部３４は、軸方向の外側に向けて空洞部２４の断面積が漸次に大きくなるよう傾斜している。より詳細には、空洞部２４の内壁面２４ａは、軸方向中央部において軸方向に対して平行な面からなる中央面部３６を備え、この中央面部３６の軸方向両側に傾斜面部３４が設けられている。そして、該中央面部３６の軸方向寸法Ａが、その両側に設けられた各傾斜面部３４の軸方向寸法Ｂよりも小に設定されている。なお、かかる両者の寸法関係は、本実施形態では、空洞部２４の周方向の全体において一定に設定されている。また、上記傾斜面部３４は、空洞部２４の開口端３４ａにおいて面取りされて丸みがつけられている。

図３と図４を対比すると明らかなように、傾斜面部３４は、幅広の空間部３２における軸方向に対する傾きαがストッパ間隙部３０における軸方向に対する傾きβよりも大に設定されている。具体的には、ストッパ間隙部３０における傾斜面部３４の傾きβが５°以下に対して、幅広の空間部３２における傾斜面部３４の傾きαが１５°〜４０°に設定されることが好ましい。かかる傾斜面部３４の傾きは、本実施形態では、幅広の空間部３２の周方向両端から周方向中央部のストッパ間隙部３０に向けてなだらかに変化している。

図１，２に示すように、内側ストッパゴム部２６は、防振基体１４から連なるゴムにより、内筒１０から半径方向外方に向けて突出形成されており、その先端面、即ち外側ストッパゴム部２８に対する当接面２６ａが、軸方向に垂直な断面において平坦に形成されている。一方、外側ストッパゴム部２８は、防振基体１４から連なるゴムより、外筒１２から半径方向内方に向けて突出形成されており、その先端面、即ち内側ストッパゴム部２６に対する当接面２８ａが、軸方向に垂直な断面において内向き、即ち半径方向内方に向けて凸の湾曲面状に形成されている。

以上の構成を備える本実施形態の防振装置は、内筒１０と外筒１２との間に防振基体１４を加硫成形することで図３に示す形状とした後、防振基体１４における加硫後の収縮による残留歪みを除去するために、外筒１２を半径方向内方に圧縮させるいわゆる絞りを施すことで製造される。そして、このようにして製造された防振装置は、図５に示すように、外筒１２をメンバー部材３の嵌合穴４ａに下方から圧入内嵌して固定し、また、内筒１０の中空部１６に上方からボディ側部材２の軸部２ａを挿入するとともに下方から連結ボルト１を挿入して軸部２ａと締結することで内筒１０をボディ側部材２に固定して使用される。その際、内筒１０の下端には、上記ストッパゴム部２０を上下方向で受け止める円板状のストッパ金具３８が連結ボルト１によって挟持固定される。また、内筒１０の上端には、ボディ側部材２に対する当接面積を大きくするためのリング状のキャップ金具４０が被せられ、内筒１０の上端面とボディ側部材２との間に挟圧保持される。また、メンバー部材３の筒状ホルダ４とボディ側部材２のフランジ部２ｂとの間には、外筒１２側の上方への変位を制限するストッパ部材４２が配される。

かかる本実施形態の防振装置であると、防振基体１４に設けた空洞部２４において、傾斜面部３４の軸方向寸法Ｂを中央面部３６の軸方向寸法Ａよりも大きく設定した上で、周方向両端の幅広の空間部３２における傾斜面部３４の傾きαを大きくしたことにより、幅広の空間部３２の上下の開口部周りのゴム弾性体のボリュームが減らされている。そのため、加硫成形後の外筒１２の絞り時における当該開口部周りの皺の発生が抑制される。また、自動車への搭載後に主として前後方向の荷重が入力されて内筒１０が前後方向に相対変位したときにも、上記のように幅広の空間部３２における開口部周りのゴム弾性体のボリュームを低減したので、幅広の空間部３２の開口部周りにおける歪み集中を防止することができる。

一方、周方向中央部のストッパ間隙部３０においては、空洞部２４の内壁面２４ａにおける傾斜面部３４の傾きβを小さく設定して、開口部周りでのストッパゴム部２６，２８のボリュームを大きくしたので、内筒１０の前後方向における相対変位に対するストッパ機能を確保しやすい。

以上より、本実施形態によれば、空洞部２４の周方向中央部でのストッパ機能を確保しつつ、周方向両端部での皺発生や歪み集中を低減して耐久性を向上することができる。

また、本実施形態であると、空洞部２４の内壁面２４ａに上記のような傾斜面部３４を設けたので、加硫成形時に、空洞部２４を成形するための中子型の脱型をスムーズに行うことができ、成形性にも優れる。

更に、本実施形態では、上記ストッパ間隙部３０における外側ストッパゴム部２８の当接面２８ａが内向きに凸の湾曲面状に形成されているので、内側ストッパゴム部２６との初期当たりを柔らかくして異音を低減することができる。

本発明の防振装置であると、防振基体での軸直角方向におけるストッパ機能を確保しながら、耐久性を向上することができるので、ボディマウントを始めとする自動車等の各種車両におけるマウント装置として好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る防振装置の平面図である。 同防振装置の底面図である。 図１のIII−III線の断面図である。 図１のIV−IV線の断面図である。 同防振装置をサスペンションに組み込んだ使用状態の断面図である。

符号の説明

１０…内筒、１２…外筒、１４…防振基体、２４…空洞部、２４ａ…内壁面、２６…内側ストッパゴム部、２８…外側ストッパゴム部、２８ａ…当接面、３０…ストッパ間隙部、３２…幅広の空間部、３４…傾斜面部、３６…中央面部、２…ボディ側部材、３…メンバー部材、４ａ…嵌合穴、Ａ…中央面部の軸方向寸法、Ｂ…傾斜面部の軸方向寸法、α…幅広の空間部における傾斜面部の傾き、β…ストッパ間隙部における傾斜面部の傾き

Claims (5)

1. 内筒と、これを取り囲む外筒と、前記内筒と外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた防振装置であって、
   前記防振基体には、前記内筒を挟んで相対する一対の空洞部が軸方向に貫通して設けられ、該空洞部は、ストッパゴム部により周方向中央部がストッパ間隙部として形成されるとともに、周方向両端部が前記ストッパ間隙部よりも幅広の空間部とされ、前記空洞部が軸方向の中央部から開口端部に向けて広がるように前記空洞部の内壁面が軸方向に対して傾斜した傾斜面部を備えてなり、前記幅広の空間部における前記傾斜面部の傾きが前記ストッパ間隙部における前記傾斜面部の傾きよりも大に設定されたことを特徴とする防振装置。
2. 前記空洞部の内壁面が軸方向中央部において軸方向に対して平行な面からなる中央面部を備え、該中央面部の両側に前記傾斜面部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
3. 前記中央面部の軸方向寸法が、該中央面部の両側に設けられた各前記傾斜面部の軸方向寸法よりも小に設定されたことを特徴とする請求項２記載の防振装置。
4. 前記空洞部の前記ストッパ間隙部が、前記内筒側から突出する内側ストッパゴム部と前記外筒側から突出する外側ストッパゴム部との間に形成され、前記外側ストッパゴム部の前記内側ストッパゴム部に対する当接面が軸方向に垂直な断面において内向きに凸の湾曲面状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
5. 前記内筒は、軸方向を上下方向にして自動車のボディ側に取り付けられる部材であり、前記外筒は、前記内筒を同軸に取り囲むものであってサスペンションのメンバー部材に形成された嵌合穴に圧入内嵌される部材であり、前記空洞部が前記内筒を挟んで自動車の前後方向に相対する位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
   

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