JP4295309B2 - 液封入式防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、液封入式防振装置に関するものである。

従来、内筒と、これを軸平行に取り囲む外筒と、これら内筒と外筒の間に介在するゴム状弾性体からなる防振基体と、内筒を挟んで位置する第１液室及び第２液室と、第１液室と第２液室を連通させるオリフィスと、を備え、上記第１及び第２液室内に、内筒側より径方向外方に突出する内側ストッパが設けられるとともに、該内側ストッパに対向して外筒側より径方向内方に突出する外側ストッパが設けられた液封入式防振装置が知られている（例えば、下記特許文献１，２参照）。

この種の液封入式防振装置において、下記特許文献３には、両液室の軸方向端部での室壁を形成する端部壁を軸方向内方側に凸の湾曲状に形成することが開示されている。そして、この構成により、内筒と外筒との径方向における相対変位時に、圧縮側の液室で端部壁が内向きに撓み変形し、それによって、圧縮側の液室の体積変化を大きくして、オリフィスでの液流動効果が高められている。
特開平１１−０３０２６７号公報 特開平１０−２８１２１１号公報 特許第３７６３０２４号公報

上記のように端部壁が軸方向内方側に凸の湾曲状に形成された防振装置では、端部壁と外側ストッパとの干渉により、ゴム状弾性体からなる端部壁の耐久性が問題となることがある。すなわち、上記防振装置において、内筒の軸芯に対して外筒の軸芯が傾くようなこじれ方向での変位時に、端部壁が外側ストッパに近づいて接触し、これにより端部壁に局部的な歪みが発生して、耐久性を損なうおそれがある。

このような端部壁と外側ストッパとの干渉を防止するためには、外側ストッパを端部壁から離間させるために外側ストッパの軸方向寸法を小さくすることが考えられるが、単に外側ストッパの軸方向寸法を小さくしたのでは、内側ストッパに対するストッパ面が小さくなってしまう。このようにストッパ面が小さすぎると、内側ストッパとの当接時に単位面積当たりの荷重が大きくなって、外側ストッパの強度が持たなくなってしまう。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、内側ストッパに対する外側ストッパのストッパ面積を確保しつつ、端部壁の外側ストッパとの干渉を抑制して端部壁の局部的な歪みを抑え、耐久性を向上することができる液封入式防振装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液封入式防振装置は、内筒と、該内筒を軸平行に取り囲む外筒と、前記内筒と外筒の間に介在するゴム状弾性体からなる防振基体と、前記内筒を挟んで位置する第１液室及び第２液室と、前記第１液室と第２液室を連通させるオリフィスと、を備える液封入式防振装置であって、前記防振基体が、前記内筒を挟んで位置して前記第１液室と第２液室とを周方向に区画する一対の仕切り壁部と、前記第１液室と第２液室の軸方向端部での室壁を形成する端部壁とを備えてなり、前記第１及び第２液室内には、前記内筒側より径方向外方に突出する内側ストッパが設けられるとともに、該内側ストッパに対向して前記外筒側より径方向内方に突出する外側ストッパが設けられ、前記外側ストッパが、前記内筒と外筒との径方向における相対変位により前記内側ストッパの第１ストッパ面に当接するように当該第１ストッパ面に対向して設けられた第２ストッパ面を径方向内端部に備え、前記端部壁に対して軸方向に対向する前記外側ストッパの軸方向側面に、前記径方向内端部に対して軸方向内方に陥没する凹み部が設けられ、前記内筒の軸芯に垂直な断面形状において、前記第２ストッパ面が湾曲凹状に形成されるとともに、前記凹み部の周方向両端間の距離が前記第２ストッパ面の周方向両端間の距離よりも大に設定され、かつ、前記内筒の軸芯を中心とした前記凹み部の周方向両端のなす角度が前記第２ストッパ面の周方向両端のなす角度よりも小に設定された、ものである。

上記構成によれば、内筒と外筒との径方向における相対変位時には、内側ストッパの第１ストッパ面と外側ストッパの第２ストッパ面とが当接することでストッパ機能が発揮させる。そして、内筒の軸芯に対して外筒の軸芯が傾くようなこじれ方向での変位時には、外側ストッパの軸方向側面に上記凹み部を設けたことで、外側ストッパに対する端部壁の干渉を抑制することができ、端部壁の局部的な歪みを抑えることができる。また、かかる端部壁との干渉防止を外側ストッパの軸方向側面に設けた凹み部により行うものであり、該凹み部が第２ストッパ面に対して軸方向内方側に陥没形成されたものであるため、内側ストッパに対する外側ストッパのストッパ面積を確保しつつ、端部壁との干渉を防止することができる。

上記構成によれば、また、前記内筒の軸芯に垂直な断面形状において、前記第２ストッパ面が湾曲凹状に形成されるとともに、前記凹み部の周方向両端間の距離が前記第２ストッパ面の周方向両端間の距離よりも大に設定され、かつ、前記内筒の軸芯を中心とした前記凹み部の周方向両端のなす角度が前記第２ストッパ面の周方向両端のなす角度よりも小に設定されているので、内側ストッパに対する外側ストッパの当接時における高い強度を確保しつつ、こじれ方向での変位時における外側ストッパと端部壁の干渉防止を効果的に行うことができる。

上記構成において、前記凹み部は、該凹み部の周縁部から中央部に向かって漸次深く形成され、かつ、該凹み部の周方向中央部ほど径方向における幅が漸次大きく形成されていることが、強度確保及び干渉防止の点からより好ましい。

上記構成において、前記凹み部の表面に複数の微小な突起、窪み、突条又は溝が形成されていると、次の作用効果が奏される。すなわち、仮に端部壁が凹み部表面に当接した場合にも、該当接時における打音を低減することができる。しかも、凹み部表面に当接した端部壁が当該表面から離れようとしたときに、仮に凹み部表面が滑らかな面であると、液室内の液体による表面張力により端部壁が剥がれにくいが、上記微小な突起等により粗面化したことで、端部壁が剥がれやすく、また、剥がれたときに異音がするのを防止することができる。

上記したように、本発明の液封入式防振装置であると、内側ストッパに対する外側ストッパのストッパ面積を確保しつつ、ゴム状弾性体からなる端部壁の外側ストッパとの干渉を抑制して端部壁の局部的な歪みを抑え、耐久性を向上することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜７は、本発明の１実施形態に係る液封入式防振装置１０を示したものである。この液封入式防振装置１０は、図８に示す自動車の前輪のサスペンションのロアリンク１と車体フレームとの間を結合するブッシュ型の防振装置であり、その軸芯１１を上下方向に向けて配される縦置きブッシュである。

防振装置１０は、図７に示すように、車体フレーム２に連結される円筒状の内筒１２と、該内筒１２を同軸的に取り囲むものであってロアリンク１の圧入孔３に圧入される円筒状の外筒１４と、これらの間に介在するゴム状弾性体からなる防振基体１６とを備えている。

内筒１２と外筒１４との間には、内筒１２を挟んだ両側に相対するように、防振基体１６を室壁とする第１液室１８と第２液室２０が形成されている。第１液室１８と第２液室２０は、オリフィス２２を介して連通されている。また、この例では、第１液室１８と第２液室２０との間には、第１ゴム弁２４を介して第１液室１８側から第２液室２０側にだけ液体を流通させる第１副オリフィス２６と、第２ゴム弁２８を介して第２液室２０側から第１液室１８側にだけ液体を流通させる第２副オリフィス３０が設けられている。

内筒１２と外筒１４との間には、内筒１２を同軸的に取り囲む断面円形の中間筒３２が配されている。中間筒３２は、外筒１４が外嵌する軸方向両端部側の一対のリング状の嵌合周壁３２ａ，３２ａと、内筒１２を挟んだ両側に位置するとともに嵌合周壁３２ａよりも径方向内方Ｙ１側に位置し、一対の嵌合周壁３２ａ，３２ａ同士を連結する断面円弧状の一対の連結壁３２ｂ，３２ｂとを備えている。

防振基体１６は、内筒１２を挟んで位置して第１液室１８と第２液室２０とを周方向Ｓに区画する一対の仕切り壁部３４，３４と、第１液室１８と第２液室２０の軸方向端部での室壁を形成する端部壁３６，３６とを備えてなる。仕切り壁部３４は、上記一対の連結壁３２ｂ，３２ｂと、各連結壁３２ｂに対向する内筒１２の外周面との間に加硫成形されている。

端部壁３６は、上記一対の嵌合周壁３２ａ，３２ａと、各嵌合周壁３２ａに対向する内筒１２の外周面との間に加硫成形されており、図３に示すように実質的に一定の肉厚をなして、軸方向内方Ｘ１側に凸の湾曲状に形成されている。より詳細には、この例では、端部壁３６は、径方向外方Ｙ２側ほど漸次軸方向外方Ｘ２側に位置する湾曲状に形成されている。これにより、径方向Ｙに荷重が入力されたときに、圧縮側の液室で端部壁３６が内向きに撓み変形し、それによって、圧縮側の液室の体積変化を大きくして、オリフィス２２での液流動作用を高めている。

図３，５に示すように、第１液室１８及び第２液室２０内には、内筒１２側より径方向外方Ｙ２に突出する内側ストッパ３８がそれぞれ設けられている。内側ストッパ３８は、内筒１２の軸方向中央部において全周にわたって設けられた横断面円形のバルジ部分を、防振基体１６から一体に延設されたゴム膜４０で被覆することにより形成されており、内筒１２の軸方向Ｘに沿った断面形状（図３に示す軸芯１１を含む断面形状）において、その先端のストッパ面３８ａが凸状の湾曲面状に形成されている。

第１液室１８及び第２液室２０内には、内側ストッパ３８の径方向外方側において、該内側ストッパ３８に対向して径方向内方Ｙ１に突出する外側ストッパ４２がそれぞれ設けられている。外側ストッパ４２は、上記オリフィス２２を形成するオリフィス形成部材４４の内周側に設けられており、この例ではアルミニウムのダイカスト成形により形成されている。内側ストッパ３８のストッパ面３８ａに対向する外側ストッパ４２の先端のストッパ面４２ａは、図３に示す軸方向Ｘに沿った断面形状において、内側ストッパ３８のストッパ面３８ａと同等の湾曲凹状に形成されている。また、図５に示す内筒１２の軸芯１１に垂直な断面形状においても、内側ストッパ３８のストッパ面３８ａと同等の湾曲凹状に形成されており、これにより、外側ストッパ４２のストッパ面４２ａは球面状に形成されている。

外側ストッパ４２を形成するオリフィス形成部材４４は、図９に示すように、円弧状をなし、その外周面に開口部４６ａを介して液室１８，２０と連通するオリフィス溝４６を備えるとともに、周方向Ｓの両端部に外向きに突出形成された一対の嵌合突部４８，５０を備える。オリフィス形成部材４４は、図４，５に示すように、両端の嵌合突部４８，５０を、それぞれ対応する連結壁３２ｂ，３２ｂの外面側に設けられた嵌合凹部５２，５４に嵌合させることで、各液室１８，２０内において両側の連結壁３２ｂ，３２ｂ間に掛け渡された状態で配置されている。そして、オリフィス溝４６が外側に連通している嵌合突部４８同士を、周方向で貫通した嵌合凹部５２内で突き合わせて嵌合させることで、上記オリフィス２２が形成される（図５参照）。

なお、図４，６に示すように、上記嵌合凹部５２の軸方向両側には、周方向に延びる一対の第１副オリフィス２６，２６が設けられ、嵌合凹部５４の軸方向両側には、周方向に延びる一対の第２副オリフィス３０，３０が設けられている。各副オリフィス２６，３０内には、ゴム膜状の第１及び第２ゴム弁２４，２８がそれぞれ加硫成形により設けられている。これらのゴム弁２４，２８は、連結壁３２ｂ側に加硫接着され、そこから所定の傾斜姿勢に延びて外筒１４の内周面に圧接されており、これにより周方向の一方向にだけ液体を流通させるように構成されている。

図３に示すように、端部壁３６に対して軸方向Ｘに対向する外側ストッパ４２の軸方向側面４２ｂには、ストッパ面４２ａを持つ径方向内端部４２ｃに対して軸方向内方Ｘ１に陥没する凹み部５６が設けられている。すなわち、軸方向側面４２ｂには、径方向内端部４２ｃの軸方向端４２ｃ１よりも軸方向内方Ｘ１に陥没する凹み部５６が設けられている。この例では、外側ストッパ４２は、上下両側面４２ｂ，４２ｂに凹み部５６，５６が設けられることで、該凹み部５６が設けられた中央部が先端側の径方向内端部４２ｃよりも薄肉の括れ状に形成されている。ここで、凹み部５６が設けられた中央部の最小肉厚をＴ１、径方向内端部４２ｃの肉厚をＴ２として、Ｔ１＜Ｔ２に形成されている（図１０（ａ）参照）。

この凹み部５６は、更に次のように形成されている。すなわち、図１０に示すように、凹み部５６は、その周縁部５６ａから中央部５６ｂに向かって漸次深くなるように形成されている。また、凹み部５６は、図９（ｃ）に示すように、周方向中央部ほど径方向Ｙにおける幅Ｗが漸次大きくなるように形成されている。この例では、凹み部５６は、平面視において、径方向外方Ｙ２側の縁部を規定する外側に凸の第１円弧５８と、径方向内方Ｙ１側の縁部を規定する内側に凸の第２円弧６０とを組み合わせてなる概略弓形に形成されている。第１円弧５８は、上記ストッパ面４２ａの断面形状と同等の曲率の円弧により形成されている。また、第２円弧６０は、これよりも曲率半径が大の円弧により形成されている。ここで、凹み部５６の周方向中心とストッパ面４２ａの周方向中心は、図９（ｃ）におけるＡ−Ａ線として一致しており、両者５６，４２ａとも該周方向中心に関して左右対称に形成されている。

また、図９（ｃ）に示すように、凹み部５６の周方向両端５６ｃ，５６ｃ間の距離Ｄ１が、上記ストッパ面４２ａの周方向両端４２ａ１，４２ａ１間の距離Ｄ２よりも大に設定されている。すなわち、ストッパ面４２ａの周方向端４２ａ１に対して外方側にはみ出すような広い範囲で凹み部５６が設けられ、これにより、後述する端部壁３６との干渉防止効果を高めている。

また、上記軸芯１１を中心とした凹み部５６の両端５６ｃ，５６ｃのなす角度θ１が、上記ストッパ面４２ａの両端４２ａ１，４２ａ１のなす角度θ２よりも小に設定されている。すなわち、上記軸芯１１とストッパ面４２ａの周方向端４２ａ１とを結ぶ直線よりも周方向Ｓの内側に、上記凹み部５６の周方向端５６ｃが位置するように設定されており、これにより、凹み部５６の周方向Ｓ外側に凹みのない厚肉部分６２を確保し、該厚肉部分６２で支えることで、外側ストッパ４２の高い強度を確保するようにしている（図９（ｃ）及び図１０（ｃ）参照）。

以上よりなる防振装置１０は、図７，８に示すように、軸芯１１を車両上下方向に向けた状態で、外筒１４がロアリンク１の後端の圧入孔３に圧入され、内筒１２が不図示のボルトナットを用いて車体フレーム２に結合固定される。ロアリンク１を構成するリンク部材４は、車両幅方向Ｌに延びてその外方端にボールジョイント取付部５と内方端に防振ブッシュ取付部６をそれぞれ有する第１リンク部４ａと、この第１リンク部４ａから車両前後方向Ｆの一方側（図８の例では後方Ｆ１）かつ車両幅方向Ｌの内方側に分岐して延びる第２リンク部４ｂとからなり、該第２リンク部４ｂの先端に上記圧入孔３が設けられている。そして、このリンク部材４に対し、上記ボールジョイント取付部５にボールジョイント７を装着し、上記防振ブッシュ取付部６に防振ブッシュ８を装着し、上記圧入孔３に防振装置１０を圧入固定することで、ロアリンク１としてのリンク装置が構成される。なお、符号９はタイヤを示している。

かかるロアリンク１において、タイヤ９の前後方向Ｆの変位時には、防振装置１０では車両幅方向Ｌにおける荷重が入力され、これが主荷重入力方向となる。そのため、図７に示すように、この方向Ｌに第１液室１８と第２液室２０が相対向するように、防振装置１０はリンク部材４に装着される。一方、タイヤ９の上下方向の変位時には、防振装置１０には、内筒１２の軸芯に対して外筒１４の軸芯が傾くようなこじれ方向Ｑの荷重が入力される（図７参照）。

上記主荷重入力方向Ｌにおいて過大変位が入力されると、内側ストッパ３８のストッパ面３８ａと外側ストッパ４２のストッパ面４２ａとが当接することで、ストッパ機能が発揮させる。その際、外側ストッパ４２のストッパ面４２ａの面積が十分に確保されているため、外側ストッパ４２の強度を確保することができる。

一方、上記こじれ方向Ｑでの変位時には、軸方向内方Ｘ１側に湾曲形成された端部壁３６が内向きに撓み変形して外側ストッパ４２の軸方向側面４２ｂに干渉しようとするが、上記凹み部５６を設けたことで、かかる干渉を防止することができ、干渉による端部壁３６の局部的な歪みを抑制することができる。

また、上記した図９，１０に示される特有の凹み部５６の形状により、内側ストッパ３８に対する外側ストッパ４２の当接時における高い強度を確保しつつ、こじれ方向Ｑでの変位時における外側ストッパ４２と端部壁３６の干渉防止を効果的に行うことができる。

図１１は、上記オリフィス形成部材４４の変更例を示したものであり、オリフィス形成部材４４以外の構成は上記第１実施形態と同じである。

この例では、外側ストッパ４２の凹み部５６の表面に、多数の微小な突起７０が凹み部５６全体に密集して設けられており、図１２に示すように、該突起７０により凹み部５６の表面が粗面化されている。該突起７０は、オリフィス形成部材４４をダイカスト成形する際に、金型表面に多数の微小な窪みを設けておくことで形成することができる。その他のオリフィス形成部材４４の構成は、第１の実施形態と同様であり、説明は省略する。

図１３は、上記オリフィス形成部材４４の更に他の変更例を示したものであり、オリフィス形成部材４４以外の構成は上記第１実施形態と同じである。

この例では、外側ストッパ４２の凹み部５６の表面に、周方向Ｓに延びる多数の微小な溝７２が凹み部５６全体において径方向Ｙに密接させて設けられており、図１４に示すように、該溝７２により凹み部５６の表面が粗面化されている。該溝７２は、オリフィス形成部材４４をダイカスト成形する際に、金型表面に多数の突条を設けておくことで形成することができる。その他のオリフィス形成部材４４の構成は、第１の実施形態と同様であり、説明は省略する。

これら図１１〜１４に示す変更例のように、凹み部５６の表面に多数の微小な突起７０や溝７２を設けて該表面を粗面化することにより、仮に端部壁３６が凹み部５６の表面に当接した場合にも、該当接時における打音を低減することができる。しかも、凹み部５６の表面に当接した端部壁３６が当該表面から離れようとしたときに、該表面が粗面化されていることから、端部壁３６が剥がれやすく、また、剥がれたときに異音がするのを防止することができる。

なお、凹み部５６を粗面化する方策としては、上記突起７０や溝７２に限定されることなく、多数の微小な窪みや突条などにより表面に凹凸を設けて粗面化することもできる。

本発明の１実施形態に係る液封入式防振装置の側面図。 同防振装置の正面図 図１のIII−III線断面図。 図１のIV−IV線断面図。 図２のＶ−Ｖ線断面図。 図２のVI−VI線断面図。 同防振装置の組み付け状態を示す断面図 同防振装置を組み込んだリンク装置を示す平面概略図 同防振装置のオリフィス形成部材を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は底面図 （ａ）図９のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）図９のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）図９のＣ−Ｃ線断面図 オリフィス形成部材の変更例を示す正面図 （ａ）図１１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）図１１のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）図１１のＣ−Ｃ線断面図 オリフィス形成部材の更なる変更例を示す正面図 （ａ）図１３のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）図１３のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）図１３のＣ−Ｃ線断面図

符号の説明

１０…液封入式防振装置
１１…軸芯
１２…内筒
１４…外筒
１６…防振基体
１８…第１液室
２０…第２液室
２２…オリフィス
３４…仕切り壁部
３６…端部壁
３８…内側ストッパ、３８ａ…ストッパ面（第１ストッパ面）
４２…外側ストッパ、４２ａ…ストッパ面（第２ストッパ面）、４２ａ１…周方向端、４２ｂ…軸方向側面、４２ｃ…径方向内端部
５６…凹み部、５６ａ…周縁部、５６ｂ…中央部、５６ｃ…周方向端
７０…突起、
７２…溝
Ｘ…軸方向、Ｘ１…軸方向内方、Ｘ２…軸方向外方
Ｙ…径方向、Ｙ１…径方向内方、Ｙ２…径方向外方
Ｓ…周方向
Ｄ１…凹み部の両端間の距離、Ｄ２…第２ストッパ面の両端間の距離
θ１…凹み部の両端のなす角度、θ２…第２ストッパ面の両端のなす角度
Ｗ…凹み部の径方向における幅

Claims (2)

1. 内筒と、該内筒を軸平行に取り囲む外筒と、前記内筒と外筒の間に介在するゴム状弾性体からなる防振基体と、前記内筒を挟んで位置する第１液室及び第２液室と、前記第１液室と第２液室を連通させるオリフィスと、を備える液封入式防振装置であって、
   前記防振基体が、前記内筒を挟んで位置して前記第１液室と第２液室とを周方向に区画する一対の仕切り壁部と、前記第１液室と第２液室の軸方向端部での室壁を形成する端部壁とを備えてなり、
   前記第１及び第２液室内には、前記内筒側より径方向外方に突出する内側ストッパが設けられるとともに、該内側ストッパに対向して前記外筒側より径方向内方に突出する外側ストッパが設けられ、
   前記外側ストッパが、前記内筒と外筒との径方向における相対変位により前記内側ストッパの第１ストッパ面に当接するように当該第１ストッパ面に対向して設けられた第２ストッパ面を径方向内端部に備え、前記端部壁に対して軸方向に対向する前記外側ストッパの軸方向側面に、前記第２ストッパ面を持つ前記径方向内端部に対して軸方向内方に陥没する凹み部が設けられ、
   前記内筒の軸芯に垂直な断面形状において、前記第２ストッパ面が湾曲凹状に形成されるとともに、前記凹み部の周方向両端間の距離が前記第２ストッパ面の周方向両端間の距離よりも大に設定され、かつ、前記内筒の軸芯を中心とした前記凹み部の周方向両端のなす角度が前記第２ストッパ面の周方向両端のなす角度よりも小に設定された、
   ことを特徴とする液封入式防振装置。
2. 前記凹み部は、該凹み部の周縁部から中央部に向かって漸次深く形成され、かつ、該凹み部の周方向中央部ほど径方向における幅が漸次大きく形成された、請求項１記載の液封入式防振装置。

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