JP4153598B2

JP4153598B2 - 液封防振装置

Info

Publication number: JP4153598B2
Application number: JP25153598A
Authority: JP
Inventors: 和俊佐鳥; 雄二武藤
Original assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Current assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: JP2000081077A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車のサスペンション部に用いるダンパーマウント等に使用する液封防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなダンパーマウントは公知であり、パイプ部材を用いた芯部材と、その周囲へ一体に形成された筒状で防振本体部をなす弾性部材と、この弾性部材を圧入する外側部材とを備え、弾性部材の外周部に開放され、かつ肉厚内へ彫り込まれる周囲溝を形成し、この周囲溝内へ全体として略リング状をなすよう複数に分割された円弧状部材を嵌合することにより、周囲溝の円弧状部材周囲にオリフィス通路を形成するようになっている。
この円弧状部材は全体として連続するリング状をなすよう、隣り合う端部相互を当接させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のオリフィス通路断面は全周で一定であり、このオリフィス通路固有の共振点で動バネ定数のボトムを形成し、低動バネ化を図ることができる。しかしながら、動バネ定数のボトムに続いてはね上がりが発生し、動バネ定数が急激に上昇する。したがって低動バネの範囲が狭くなるため、低動バネのより広帯域化が望まれている。
【０００４】
しかも、各円弧状部材を隣り合う端部が当接するように周囲溝内へ嵌合して固定するので、端部相互の密着シール構造が難しくなる。そのうえ、液室を仕切るため円弧状部材に突部等を設ければ全体を一様断面で成形できなくなり、複雑な成形が必要になる。したがって、液室や円弧状部材も簡単に形成できることが望まれている。本願発明は係る要請の実現を主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の液封防振装置に係る請求項１の発明は、パイプ部材を用いた芯部材と、その周囲へ一体に形成された筒状の弾性部材と、この弾性部材を圧入する外側部材とを備え、弾性部材の外周部に開放され、かつ肉厚内へ彫り込まれる周囲溝を形成し、この周囲溝内へ全体として略リング状をなすよう複数に分割された円弧状部材を嵌合することにより、周囲溝内の円弧状部材周囲にオリフィス通路を形成した液封防振装置において、周囲溝は弾性部材と一体に形成された仕切壁により周方向へ分割された複数の円弧状溝からなり、これらの円弧状溝に嵌合する円弧状部材のうち、少なくとも２つが互いに断面形状の異なる組合せをなすとともに、各円弧状部材の隣り合う端部は、仕切壁を挟んで不連続であり、かつ仕切壁近傍の円弧状溝の縁部に形成されたストッパ段部によって位置決めされていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記芯部材が長さ方向に一様断面のパイプ部材と、その周囲に一体形成された樹脂部とで構成され、パイプ部材の最大外径は、外側部材を嵌合するカップ状のブラケットに形成された取付穴の穴径よりも小さくかつこの取付け穴と同心上に配設され、樹脂部は取付穴近傍に半径方向へ突出する拡大部を備え、この拡大部の最大径を穴径よりも大きくしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、パイプ部材の軸方向一端部に外向きフランジを有するリング部材を取付けるとともに、この取付部を含むリング全体を樹脂部内へ埋設したことを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、パイプ部材とともに芯部材を構成する樹脂部は、芯部材の軸直交断面内における直交２方向で互いに非対称形状であり、その周囲へ一体成形される弾性部材の肉厚も前記直交２方向で互いに異なることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、円筒状の外側部材の軸方向一端に取付けられた円形のストッパプレート外周部にフランジ部を設け、かつこのフランジ部の周方向へ間隔をもって切り欠き部を設けるとともに、外側部材は前記フランジ部の内側へ圧入される端面が円形状をなし、かつその圧入側端面の前記切り欠き部と対応する位置に爪部を設け、外側部材をフランジ部へ圧入して爪部を切り欠き部から突出させた後、ストッパプレート上へ折り曲げて一体化することを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、少なくとも２つの円弧状部材が互いに異る断面をなすので、それぞれの周囲に形成されるオリフィス通路は互いに異なる通路断面積をなす。その結果、仮にこれら２つの円弧状部材を１８０゜間隔で使用時における、例えば、車両の前後方向へ配置した場合、一方のオリフィス通路の共振周波数ｆａと、他方のオリフィス通路の同ｆｂが異なることになり、図２に示すように、各オリフィス通路の動バネ定数特性グラフは丸付数字１及び２で示す曲線のように異なり、そのボトムはｆａ、ｆｂと異なる。
【００１１】
そこで、本願発明のように、通路断面積の異なる複数のオリフィス通路を同時に併有すると、全体としての特性グラフは丸付数字１で示す曲線と同２で示す曲線が連成された丸付数字３で示す曲線となり、ほぼｆａ、ｆｂと対応する位置に二つのボトムを生じ、低動バネの帯域が広域化する。
【００１２】
また、略９０゜異なる方向、例えば、左右方向においては、同じ流路断面積となるので、この方向と直交する前後方向における振動に対しては、図３に示すように一つのボトムｆｃが生じる。したがって、上記の場合には、左右方向と前後方向においてさらに異なる特性が得られることになる。
【００１３】
なお、上記説明は、円弧状溝、円弧状部材及びオリフィス通路をそれぞれ２つずつにした例であるが、３以上の複数にすることは任意であり、その数に応じてボトムの数を増加させ、より広帯域化することができる。
【００１４】
そのうえ、弾性部材と一体に形成した仕切壁にて周囲溝を複数の円弧溝に分割するので、各円弧溝の形成が容易になり、かつ各円弧溝内の容積を正確に決定できる。また、隣り合う円弧状部材を仕切壁近傍における円弧状溝の縁部にて互いに不連続に位置決めするので、隣り合う円弧状部材の端部相互を接っして連続させる従来例と比べて接合精度が問題にならないので、円弧状部材の取付が容易になる。
【００１５】
特に、互いに断面形状の異なる円弧状部材を上記従来例のように連続させようとすれば、各円弧状部材の接続部を他の部分と異なる特殊形状にしなければならないから、さらに成形条件が難しくなるが、本願発明によれば各円弧状部材をそれぞれ全体として一様断面に成形することができるので、円弧状部材の成形が極めて容易となる。
【００１６】
しかも、円弧状部材の位置決めを弾性部材で行うことにより、位置決めが容易になるとともに、各円弧状部材間の間隔を比較的精度よく維持でき、かつ組付け誤差の吸収も材料自体の弾性により容易である。
【００１７】
請求項２の発明によれば、樹脂部に設けた拡大部の最大径を取付穴の穴径よりも大きくしたので、パイプ部材の最大外径を取付穴の穴径よりも小さくしても、芯部材全体としての取付穴に対する抜け止めが可能になる。したがって、パイプ部材を比較的小径のもにすることが可能になり、芯部材全体として軽量化並びに成形性向上を図ることができ、コストを低減できる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、パイプ部材の軸方向一端部にリング部材を圧入して、この圧入部を含むリング全体を樹脂部内へ埋設したので、リング部材で樹脂部を補強できるとともに、リング部材の圧入されたパイプ部材の端部を特に塗装しなくても錆から守ることができ、塗装コストを省略できかつ耐久性を向上できる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、芯部材の軸直交断面内における直交２方向の樹脂部の形状を非対称にしたので、その周囲へ一体成形される弾性部材の肉厚を前記直交２方向で互いに異ならせることができる。その結果、これら直交方向における弾性部材の静バネ定数を互いに異ならせ、入力振動方向に対するバネ特性を互いに変化させることができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、外側部材をストッパプレート外周部のフランジ部に圧入し、かつ外側部材の爪部を折り曲げることにより連結するので、連結作業が容易になるとともに、外側部材の端部がフランジ部へ圧入しているため、大入力時においても十分に耐えることのできる連結強度を確保できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１以降に自動車のサスペンション部におけるダンパーマウントに適用された実施例を説明する。図１は本実施例に係る図４の１−１線相当断面図、図２はこのダンパーマウントの動バネ特性図（前後方向）、図３は同じくその動バネ特性図（左右方向）、図４は実施例の平面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は芯部材と一体化した弾性部材の平面図、図７は図９の７−７線断面図、図８は図９の８−８線断面図、図９は図６の９−９線断面図、図１０は図６の１０−１０線断面図、図１１は、図９のＣ部拡大断面図、図１２は円弧状部材の斜視図、図１３は組立方の説明図である。
【００２２】
図１、４及び５に示すように、このダンパーマウントは、芯部材１と一体の弾性部材２の外周部に周囲溝を設けるとともに、この周囲溝を弾性部材２と一体の仕切壁で周方向に分断した複数の円弧状溝３とし、かつこの弾性部材２を外側部材４内へ圧入することにより１８０゜間隔で２つの液室を対称的に形成してある。
【００２３】
各円弧状溝３間はオリフィス通路で連通するとともに、各円弧状溝３内へ互いに異形断面となる円弧状部材５，６を嵌合し、円弧状部材５，６の周囲に通路断面積の異なるオリフィス通路７，８を形成する。符号９は芯部材１が取付けられるサスペンション側取付部である。
【００２４】
弾性部材２の周囲部にアウターカラー１０、１１が一体化され、円筒状の外側部材４内に圧入されている。
【００２５】
弾性部材２の軸方向一端側には、ストッパプレート１２が重ねられ、外側部材４の一端に周方向へ９０度間隔で形成された爪１３を折り曲げることによりカシメ止めされている。
【００２６】
外側部材４の他端側は取付ブラケット１４のカップ部１５へ圧入され、取付ブラケット１４の周囲はボルト１６で車体側へ取付けられる。カップ部１５の底部にはサスペンション用ダンパーのスプリングを収容する連結カップ１７が一体化されている。
【００２７】
図６乃至図１１は弾性部材２の構造を示し、その外周部に形成された周囲溝は芯部材１を挟んで左右に対称位置に形成された一対の仕切壁２０により前後に仕切られて一対の円弧状溝３をなしている。但し、仕切壁２０の半径方向突出端は弾性部材２の外周より若干内側へ引き込んで前後の円弧状溝３の連通路２１をなし、外側部材４との間で前後の円弧状溝３を連絡するオリフィス通路になっている（図５）。
【００２８】
図５及び図９，１０に明らかなように、弾性部材２の半径方向と平行な平面内における直交断面でそれぞれ形状が異なり、左右方向が薄く、前後方向に厚くなっており、互いに異なる断面になっている。
【００２９】
アウターカラー１０は円弧状溝３側が小径部をなし、その軸方向端面で円弧状溝３へ臨む側は露出端２２をなす。アウターカラー１０の小径部外周には弾性部材２と一体のゴム被覆部２３が設けられ、その外周全周に環状シールリップ２４が一体に形成されている。（図１１）。アウターカラー１０の小径部で露出端２２の近傍部は被覆部２３から突出した突出部１８をなす。
【００３０】
また、ゴム被覆部２３の円弧状溝３側端部は露出端２２よりも図の上方側へ引っ込んだ嵌合凹部２５をなしている（図９）。この嵌合凹部２５は、図８に示すように、弾性部材２の外周面で円弧状溝３の縁部に沿って周方向へ長く形成され、その周方向端部は仕切壁２０の近傍に位置し、ストッパ段部３ａになっている。
【００３１】
この露出端２２及び嵌合凹部２５は全周に形成されず、仕切壁２０の近傍部分は除かれる。この部分には嵌合凹部２５は形成されず、ゴム被覆部２３は露出端２２を一体に覆っている（図１０）。
【００３２】
また、露出端２２と対応するアウターカラー１１側の端面はほぼその全周を弾性部材２の一部である端面被覆２６で覆われ、かつアウターカラー１１の外周も外周被覆２７で覆われ、その外周面にも全周の環状シールリップ２８が形成されている（図９，１０）。この環状シールリップ２８は環状シールリップ２４と同一構造である。
【００３３】
円弧状部材５，６は、図１２に示すように略半円弧状をなし、適当な樹脂やアルミ等の適宜金属で成形されている。円弧状部材５は円弧状溝３へ嵌合する突部５ａと、組立時に弾性部材２の外周面と外側部材４の間に狭持される固定部５ｂを一体に備え、長手方向に一様断面で形成されている。突部５ａは内側（ダンパーマウントの軸心方向、図１参照）へ突出し、かつ略楔形断面をなし、その基部の一部が当接部５ｃとなっている。
【００３４】
固定部５ｂは、弾性部材２の外周面で円弧状溝３の縁部に沿って形成された嵌合凹部２５（図８）に嵌合し、組立時には、図１に明らかなように、アウターカラー１０の突出部１８と外側部材４との間に挟まれて固定されている。このとき、当接部５ｃは端面被覆２６に当接するので、この弾性を利用して寸法公差の吸収とシール性の向上が図られる。
【００３５】
円弧状部材６も同様構造をなすが、突部６ａの断面形状は異なり、突出程度が少なくなっている。このため、円弧状部材５の突部５ａ周囲に形成されるオリフィス通路７の通路断面積よりも、円弧状部材６の突部６ａ周囲に形成されるオリフィス通路８の通路断面積の方がかなり大きくなっている。符号、６ｂは固定部、６ｃは当接部であり、それぞれ円弧状部材５側のものと同様構造である。
【００３６】
取付時における円弧状部材５，６の隣り合う端部は不連続であり、仕切壁２０の近傍における円弧状溝３の縁部に形成されたストッパ段部３ａ（図８）により位置決めされる。
【００３７】
芯部材１は鍛造等で製造されたパイプ３０とその周囲に形成された樹脂部３１を備え、樹脂部３１は、前記直交断面内における直交２方向で形状が異なり、前後方向に薄く（図９）、左右方向に厚くなっている（図１０）。
【００３８】
また、円弧状溝３に対応する周囲部に全周の凹溝３２が形成され、弾性部材２と樹脂部３１との結合を強化する構造になっている。
【００３９】
パイプ３０の軸方向の一端部は小径部３３をなし、この部分はフランジ付きリング部材３４へ圧入されている。フランジ付きリング部材３４は外向きフランジ３５を有し、樹脂部３１の肉厚内に半径方向外方へ延出している。外向きフランジ３５には貫通穴３６が形成され、樹脂部３１の成形性を良好にしている。
【００４０】
なお、パイプ３０の外径Ｄ１、凹溝３２の最深部外径Ｄ２、外向きフランジ３５の外径Ｄ３の関係は、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係になっている。樹脂部３１はフランジ付きリング部材３４全体を被覆している。このフランジ付きリング部材３４を被覆する部分は取付穴１５ａ近傍に位置して半径方向へ突出する拡大部３７をなし、この部分の外径が前後方向断面（図９）における樹脂部３１並びに芯部材１の最大径部となっている。また、図５に示すように、取付ブラケット１４のカップ部１５に形成された取付穴１５ａの穴径Ｄに対しては、Ｄ１＜Ｄ＜Ｄ２＜Ｄ３の関係になっている。
【００４１】
次に、組立方法を説明する。図１３は外側部材４とストッパープレート１２の結合方法であり、ストッパープレート１２の周囲はフランジ壁４０が形成され、その周方向に適当数の切り欠き部４１が等間隔で形成されている。
【００４２】
一方、外側部材４の圧入側端面４２には、切り欠き部４１と対応する位置に軸方向へ爪１３が突出形成されておる。
【００４３】
そこで、図１３のａ、ｂに示すように切り欠き部４１と爪１３を一致させてフランジ壁４０の内側へ圧入側端面４２を圧入すると、爪１３がストッパープレート１２の上方へ突出する。
【００４４】
その後、爪１３をストッパープレート１２上へ折り曲げると、確実に外側部材４とストッパープレート１２をカシメにより固定できる（ｃ）。
【００４５】
次に、本実施例の作用を説明する。このダンパーマウントが前後左右に振動すると、円弧状部材５，６が突出部１８でアウターカラー１０側へ固定されているため、芯部材１と一体の弾性部材２の変形により、円弧状溝３が相対移動して容積が変化し、円弧状部材５，６の周囲に液体流動が生じて、２つの円弧状溝３の間を連通路２１を介して移動する。
【００４６】
このとき、特に、左右方向への振動に対しては、通路断面積が互いに異なるオリフィス通路７，８内をそれぞれ液体が左右へ流動することにより、互いに異なる固有の共振周波数で共振し、図２の丸付数字３で示す曲線に示すように、２つのボトムを有する広帯域の低動バネを実現する。
【００４７】
しかも、図７及び８に示すように、前後方向の入力振動に対しては、左右の仕切壁２０近傍における流路の断面積が同じでかつ１８０゜異なる対称位置にあるため、この左右の仕切壁２０部分にある左右通路を通って前後の液室間に液体が流動し、この流動の共振は左右共通となり、その結果、図３に示すように、動バネ特性に表れるボトムは、単一のボトムｆｃとなる。したがって、前後方向と左右方向の振動に対して異なる動バネ特性を生じさせることが可能になる。
【００４８】
このとき、前後方向の断面では、樹脂部３１が薄く、かつ弾性部材２が厚いので、静バネ定数が低くなり、左右方向の断面では、逆に樹脂部３１が厚く弾性部材２が薄いので静バネ定数が高くなる。したがって、左右方向と前後方向では静バネ定数を任意に変えることができる。
【００４９】
そのうえ、弾性部材２と一体に形成した仕切壁２０にて周囲溝を複数の円弧溝３に分割するので、各円弧溝３の形成が容易になり、かつ各円弧溝３内の容積を正確に決定できる。
【００５０】
また、円弧状部材５、６を円弧溝３に沿って延びる嵌合凹部２５へ嵌合し、かつ仕切壁２０近傍における嵌合凹部２５の端部であるストッパ段部３ａにて、隣り合う端部が仕切壁２０を挟んで互いに不連続なるように位置決めするので、隣り合う円弧状部材５、６の端部相互を接っして連続させる従来例と比べて接合精度が問題にならず、円弧状部材５、６の取付が容易になる。
【００５１】
特に、互いに断面形状の異なる円弧状部材を上記従来例のように連続させようとすれば、各円弧状部材の接続部を他の部分と異なる特殊形状にしなければならないから、さらに成形条件が難しくなるが、本実施例によれば各円弧状部材５、６をそれぞれ全体として一様断面に成形することができるので、円弧状部材５、６の成形が極めて容易となる。
【００５２】
しかも、円弧状部材５、６の位置決めを弾性部材２で行うことにより、位置決めが容易になるとともに、各円弧状部材５、６間の間隔を比較的精度よく維持でき、かつ組付け誤差の吸収も材料自体の弾性により容易である。
【００５３】
また、芯部材１をパイプ３０と樹脂部３１を用いた複合材で形成したので、パイプ３０を通常のパイプ部材とし、全体を特殊形状に鍛造することを避けることができる。このため、樹脂部３１により成形容易かつ軽量化を実現でき、かつ前記直交断面（図９・１０）を互いに変化させることにより動バネ定数を変化させることが容易である。
【００５４】
そのうえ、樹脂部３１の拡大部３７中にパイプ３０の周囲へ広がる外向きフランジ３５を有するフランジ付きリング部材３４を埋設し、取付穴１５ａの穴径Ｄとの関係をＤ１＜Ｄ＜Ｄ２＜Ｄ３としたので、取付穴１５ａに対する芯部材１の抜け止めができるとともに、この抜け止め構造をパイプ３０と樹脂部３１の複合構造としたので、パイプ３０を取付穴１５の穴径よりも小さな比較的小径でかつ通常の円形断面の部材を使用できる。したがって、軽量かつ成形容易であり、コストダウンが可能になる。
【００５５】
また、樹脂部３１でフランジ付きリング部材３４の周囲を被覆したので圧入時に傷つき易い小径部３３の外周部を樹脂部３１で覆うことにより錆止めでき、この点でも耐久性が向上する。
【００５６】
さらに、外側部材４をストッパプレート１２外周部のフランジ部４０に圧入し、かつ外側部材４の爪部１３を折り曲げることにより連結するので、連結作業が容易になるとともに、外側部材４の端部がフランジ部４０の内側へ圧入しているため、大入力時においても十分に耐えることのできる連結強度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明を原理的に示す断面図
【図２】その動バネ特性図（前後方向）
【図３】その動バネ特性図（左右方向）
【図４】実施例の平面図
【図５】図４の５−５線断面図
【図６】芯部材と一体化した弾性部材の平面図
【図７】図９の７−７線断面図
【図８】図９の８−８線断面図
【図９】図６の９−９線断面図
【図１０】図６の１０−１０線断面図
【図１１】図９のＣ部拡大断面図
【図１２】円弧状部材の斜視図
【図１３】組立方の説明図
【符号の説明】
１：芯部材、２：弾性部材、３：円弧状溝、４：外側部材、５：円弧状部材、６：円弧状部材、７：オリフィス通路、８：オリフィス通路、１４：取付ブラケット、１５：カップ部（カップ状部材）

Claims

芯部材と、その周囲へ一体に形成された筒状の弾性部材と、この弾性部材を圧入する円筒状の外側部材とを備え、弾性部材の外周部に開放され、かつ肉厚内へ彫り込まれる周囲溝を形成し、この周囲溝内へ全体として略リング状をなすよう複数に分割された円弧状部材を嵌合することにより、周囲溝内の円弧状部材周囲にオリフィス通路を形成した液封防振装置において、周囲溝は弾性部材と一体に形成された仕切壁により周方向へ分割された複数の円弧状溝からなり、これらの円弧状溝に嵌合する円弧状部材のうち、少なくとも２つが互いに断面形状の異なる組合せをなすとともに、各円弧状部材の隣り合う端部は、仕切壁を挟んで不連続であり、かつ仕切壁近傍の円弧状溝の縁部に形成されたストッパ段部によって位置決めされていることを特徴とする液封防振装置。
前記芯部材はパイプ部材と、その周囲に一体形成された樹脂部とで構成され、パイプ部材の最大外径は、外側部材を嵌合するカップ状のブラケットに形成された取付穴の穴径よりも小さくかつこの取付け穴と同心上に配設され、樹脂部は取付穴近傍に半径方向へ突出する拡大部を備え、この拡大部の最大径を穴径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。
パイプ部材の軸方向一端部へ外向きフランジを有するリング部材を取付けるとともに、この取付部を含むリング全体を樹脂部内へ埋設したことを特徴とする請求項２に記載した液封防振装置。
パイプ部材とともに芯部材を構成する樹脂部は芯部材の軸直交方向断面内における直交２方向で互いに非対称形状であり、その周囲へ一体成形される弾性部材の肉厚も前記直交２方向で互いに異なることを特徴とする請求項２に記載した液封防振装置。
円筒状の外側部材の軸方向一端に取付けられた円形のストッパプレート外周部にフランジ部を設け、かつこのフランジ部の周方向へ間隔をもって切り欠き部を設けるとともに、外側部材は前記フランジ部の内側へ圧入される端面が円形状をなし、かつその圧入側端面の前記切り欠き部と対応する位置に爪部を設け、外側部材をフランジ部へ圧入して爪部を切り欠き部から突出させた後、ストッパプレート上へ折り曲げて一体化することを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。