JP4948068B2

JP4948068B2 - 液体封入ブッシュ

Info

Publication number: JP4948068B2
Application number: JP2006200411A
Authority: JP
Inventors: 幸弘織本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-07-24
Also published as: JP2008025755A

Description

本発明は、車両用サスペンションの連結部位等に介装される液体封入ブッシュに係り、詳しくは、比較的小型かつ簡便な構成を採りながら、軸方向での剛性や減衰性の向上を実現を実現する技術に関する。

自動車用サスペンションには、フレームやサスペンションメンバ等の車体側構造部材（以下、フレームに代表させる）とナックルやアクスルビーム等の車輪側部材とを連結させるため、各種のアームやロッド（以下、アームに代表させる）が用いられている。通常、フレームとアームとの連結部には、路面からの振動等の車体側構造部材への伝達を抑制すべく、芯部材と外筒との間に弾性体（一般には、ゴム）を加硫接着等によって固着・一体化させてなるブッシュが取り付けられている。ブッシュは操縦安定性の観点からはばね定数を高くすることが望ましいが、乗り心地や音振性能（ＮＶＨ低減）の観点からは減衰性も高くする必要がある。そこで、一部の自動車用サスペンションでは、動的ばね定数の最適化と減衰性の向上とを両立させるべく、オリフィスで連通された２つの液室を弾性体の内部に形成し、両液室にシリコーンオイル等の作動液を封入した液体封入ブッシュが採用されている（特許文献１，２参照）。

液体封入ブッシュでは、芯部材と外筒との間に所定方向の力が作用しても、作動液がオリフィスを介して流動する際の抵抗によって芯部材と外筒との瞬間的な変位が抑制され、サスペンションジオメトリーの急激な変化が生じ難くなる。また、芯部材が外筒に対して所定の方向に相対振動すると両液室の容積が交番的に拡縮するため、一方の液室と他方の液室との間でオリフィスを介した作動液の移動が生じ、その際の流動抵抗によって相対振動が減衰される。例えば、特許文献１の液体封入ブッシュでは、サスペンションアームへの装着時において両液室が芯部材を挟むかたちで径方向前後に形成されており、自動車の加減速時におけるサスペンション剛性を向上させるとともに、前後方向の振動も効果的に減衰する。なお、液体封入ブッシュでは、芯部材と外筒との径方向相対変位を規制すべく、ストッパが液室内に設置されている。
特開平１０−２３７２号公報特開２００２−２６６９２９号公報

上述した従来の液体封入ブッシュには、弾性体内に液室を設けることに起因する次のような問題があった。液体封入ブッシュでは、弾性体内に液室（すなわち、空間）が設けられているため、通常のブッシュに較べて軸方向の剛性や減衰性が低くなることが避けられない。したがって、自動車の旋回走行時に横力が作用すると、サスペンションアームが比較的容易に左右に移動する他、左右方向の振動も減衰され難くなり、操縦性や安定性が損なわれるのである。そこで、特許文献２の液体封入ブッシュでは、芯部材から延設された固定プレートと外筒から延設された傾斜板との間に弾性体を介装し、軸方向における剛性や減衰性の向上を図っている。しかしながら、このような液体封入ブッシュは、その体格が大きくなるために設置自由度が減少する他、構成部材点数が増大して製造コストが高くなること等が避けられなかった。また、液室内に突出するストッパの形状を工夫し、作動液の慣性マス効果によって軸方向の剛性を一時的に高めることも試みたが、体格を徒に小さくするとストッパとしての機能が発揮できなくなる虞があった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、比較的小型かつ簡便な構成を採りながら、軸方向での剛性や減衰性の向上を実現した液体封入ブッシュを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、外筒と、この外筒の内側に配設された芯部材と、前記外筒と前記芯部材との間に介装された弾性体と、前記弾性体における前記芯部材を挟んだ径方向一側に形成された一側液室と、前記弾性体における前記芯部材を挟んだ径方向他側に形成された他側液室と、前記一側液室と前記他側液室とを連通するメインオリフィスとを備え、前記一側液室と前記他側液室とに作動液を封入してなる液体封入ブッシュであって、前記芯部材から前記一側液室と前記他側液室との少なくとも一方の軸方向中間部に向けて前記弾性体に覆われたストッパが突設されるとともに、当該ストッパに前記作動液を軸方向に流通させるサブオリフィスが穿設され、前記一側液室と前記他側液室との少なくとも一方には、前記サブオリフィスに対して径方向外側に設けられ、前記ストッパによって区画される液室間で前記作動液を流通させるとともに当該ストッパを前記外筒から離間させる連通路が形成され、前記弾性体には、前記ストッパの先端側に他の部位よりも肉厚の大きな厚肉部が前記連通路に臨んで形成され、前記外筒側には、前記厚肉部に向けて突出する弾性突出部が前記連通路に臨んで形成され、前記連通路の流路面積と前記サブオリフィスの流路面積とが異なることを特徴とする。

請求項１の液体封入ブッシュによれば、芯部材と外筒とが軸方向に相対移動すると、ストッパで仕切られた液室の一方の側から他方の側にサブオリフィスを介して作動液が流動するため、サブオリフィスの径等を変えることで軸方向の剛性や減衰性を比較的自由に設定できる。

以下、図面を参照して、本発明を適用した液体封入ブッシュの実施形態を詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係る自動車用のリヤサスペンションを示す斜視図であり、図２は図１中のII部を車体に連結した状態を示す後方からの斜視図である。また、図３は第１実施形態に係る液体封入ブッシュの斜視図であり、図４は軸心を通る垂直面で図３の液体封入ブッシュを切断した横断面図であり、図５は軸心を通る水平面で図３の液体封入ブッシュを切断した縦断面図であり、図６は図４中のＶＩ−ＶＩ断面図であり、図７は図４中のＶII−ＶII断面図である。なお、液体封入ブッシュの説明にあたっては、車両前方側を前とし、車両上方側を上とする。

≪第１実施形態の構成≫
図１に示すように、本実施形態のリヤサスペンション１は、いわゆるＨ型トーションビーム式サスペンションであり、左右のトレーリングアーム２，３や、両トレーリングアーム２，３の中間部を連結するトーションビーム４、懸架ばねである左右一対のコイルスプリング５、左右一対の油圧ダンパ６等から構成され、左右のリヤホイール７，８の懸架を行っている。図２に示すように、トレーリングアーム２の前端には保持筒部９が形成されており、この保持筒部９に液体封入式のコンプライアンスブッシュ（以下、液体封入ブッシュと記す）１１が内嵌されている。液体封入ブッシュ１１（すなわち、トレーリングアーム２の前端）は、フロアフレーム１２の下面に取り付けられたコ字断面形状のブラケット１３にボルト１４を介して連結されている。

＜液体封入ブッシュ＞
図３〜図７に示すように、液体封入ブッシュ１１は、ブラケット１３の内側面に両端が当接する鋼管製の内筒（芯部材）１５と、トレーリングアーム２の保持筒部９に圧入される鋼管製の外筒１６と、内筒１５と外筒１６との間に介装された弾性体１８とを主要構成要素としている。

第１実施形態の液体封入ブッシュ１１では、内筒１５の軸方向中央部に略長円形断面のストッパ１７が圧入によって外嵌・一体化されている。また、外筒１６には、弾性体１８がその内周面に固着（加硫接着）された略円筒状のアウタカラー１９が内嵌している。なお、アウタカラー１９は、外筒１６の両端部が加締められることにより、外筒１６に固着・一体化されている。また、弾性体１８は、アウタカラー１９の内周面に固着されるとともに、内筒１５の外周面およびストッパ１７の外周面や側面にも固着（加硫接着）されている。

図５，図６に示すように、弾性体１８には、その前部に左前液室２１と右前液室２２とが形成される一方、後部に左後液室２３と右後液室２４とが形成されている。各液室２１〜２４は、側面視でそれぞれ円弧状を呈しており、前後方向中央部に形成された左右一対の弾性隔壁２５，２６と、左右方向中央部に形成された前後一対の弾性隔壁２７，２８とによって弾性体１８内に区画されている。なお、各液室２１〜２４には、シリコーンオイル等の作動液２９が封入されている。

アウタカラー１９には、左前液室２１と左後液室２３とを連通する上下一対の第１メインオリフィス３１と、右前液室２２と右後液室２４とを連通するこれも上下一対の第２メインオリフィス３２とが形成されている。また、ストッパ１７（および、弾性体１８のストッパ１７の外周を覆う部位）には、左前液室２１と右前液室２２とを連通する第１サブオリフィス３３と、左後液室２３と右後液室２４とを連通する第２サブオリフィス３４とが穿設されている。

≪第１実施形態の作用≫
自動車が直進走行中に加減速を行ったり、大きな段差を乗り越えたりすると、リヤサスペンション１にはリヤホイール７，８から前後方向の力が作用し、トレーリングアーム２が前後に移動する。そして、図８に示すように、トレーリングアーム２が後方に移動すると、内筒１５に対する外筒１６の後退に伴い、左右前液室２１，２２の容積が縮小し、左右後液室２３，２４の容積が拡大することになる。

第１実施形態では、左前液室２１と左後液室２３とが第１メインオリフィス３１によって連通され、右前液室２２と右後液室２４とが第２メインオリフィス３２によって連通されているため、左右前液室２１，２２の作動液２９は、これらメインオリフィス３１，３２を介して左右後液室２３，２４に流入することになる。その結果、作動液２９がメインオリフィス３１，３２を通過する際の流動抵抗によってトレーリングアーム２の急激な前後動が起こり難くなるとともに、トレーリングアーム２の前後振動も速やかに減衰される。

一方、自動車が旋回走行を行うと、リヤサスペンション１にはリヤホイール７，８から左右方向の力が作用し、トレーリングアーム２が左右方向に移動する。そして、図９に示すように、トレーリングアーム２が右方向に移動すると、左前液室２１および左後液室２３の容積が縮小し、右前液室２２および右後液室２４の容積が拡大することになる。

第１実施形態では、左前液室２１と右前液室２２とが第１サブオリフィス３３によって連通され、左後液室２３と右後液室２４とが第２サブオリフィス３４によって連通されているため、左前液室２１および左後液室２３の作動液２９は、これらサブオリフィス３３，３４を介して右前液室２２または右後液室２４に流入することになる。その結果、作動液２９がサブオリフィス３３，３４を通過する際の流動抵抗によってトレーリングアーム２の急激な左右動が起こり難くなるとともに、トレーリングアーム２の左右振動も速やかに減衰される。なお、図１０はサブオリフィスの径と動ばね定数との関係を示すグラフであり、小径（図中にＡで示す）から中径（図中にＢで示す）、大径（図中にＣで示す）と、径が大きくなるに従って、動ばね定数が高周波域まで高くなることが判る。

［第２実施形態］
図１１は第２実施形態に係る液体封入ブッシュの軸心を通る水平面で切断した縦断面図であり、図１２は図１１中のＸII−ＸII断面図である。なお、図１１は第１実施形態における図５に対応し、図１２は同じく図６に対応する。

≪第２実施形態の構成≫
図１１，図１２に示すように、第２実施形態の液体封入ブッシュ１１は、上述した第１実施形態のものと略同様の構造を有しているが、以下のいくつかの点で異なっている。すなわち、第２実施形態の液体封入ブッシュ１１では、左前液室２１と右前液室２２とを区画する隔壁や左後液室２３と右後液室２４とを区画する隔壁が無く、左前液室２１と右前液室２２との間および左後液室２３と右後液室２４との間が比較的断面積の小さい連通路で連通され、更に、第１，第２サブオリフィス３３，３４が有意に拡大されている。

≪第２実施形態の作用≫
第２実施形態の液体封入ブッシュ１１では、図１３に示すように、トレーリングアーム２が左右方向に移動した場合、左前液室２１と右前液室２２とを区画する隔壁や左後液室２３と右後液室２４とを区画する隔壁が無く、両サブオリフィス３３，３４が拡大されていることにより、弾性体１８と作動液２９の慣性マスとによって一種の共振系が形成され、高周波振動の効果的な減衰が行われる。

このように、上記両実施形態の液体封入ブッシュ１１では、比較的小型かつ簡便な構成を採りながら、前後方向のみならず、左右方向においてもリヤサスペンション１の剛性や減衰性を向上させることができ、操縦性安定性や乗り心地の悪化等を効果的に抑制することができた。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は、Ｈ型トーションビーム式サスペンションに用いられるコンプライアンス液体封入ブッシュに本発明を適用したものであるが、他の形式のリヤサスペンションやフロントサスペンション等に用いられる液体封入ブッシュに本発明を適用してもよい。また、芯部材として、鋼管製の内筒を採用したが、両端にボルト孔等を有する軸状部材を採用してもよい。また、上記実施形態では前部の液室と後部の液室とを弾性隔壁によって左右に区画するようにしたが、ストッパの大きさ等を適宜設定すること等により、この弾性隔壁を省略するようにしてもよい。また、サブオリフィスは、ストッパの一方の液室に臨む側のみに設けるようにしてもよいし、その形状や個数等も適宜設定可能である。その他、液体封入ブッシュ各部の具体的形状やサスペンションアームへの装着形態等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

第１実施形態に係る自動車用のリヤサスペンションを示す斜視図である。図１中のII部を車体に連結した状態を示す後方からの斜視図である。第１実施形態に係る液体封入ブッシュの斜視図である。軸心を通る垂直面で図３の液体封入ブッシュを切断した横断面図である。軸心を通る水平面で図３の液体封入ブッシュを切断した縦断面図である。図４中のＶＩ−ＶＩ断面図である。図４中のＶII−ＶII断面図である。第１実施形態に係る液体封入ブッシュの作動状態を示す断面図である。第１実施形態に係る液体封入ブッシュの作動状態を示す断面図である。第１実施形態に係るサブオリフィスの径と動ばね定数との関係を示すグラフである。第２実施形態に係る液体封入ブッシュの軸心を通る水平面で切断した縦断面図である。図１１中のＸII−ＸII断面図である。第２実施形態に係る液体封入ブッシュの作動状態を示す断面図である。

符号の説明

１１液体封入ブッシュ
１５内筒
１６外筒
１７ストッパ
１８弾性体
２１左前液室
２２右前液室
２３左後液室
２４右後液室
２５〜２８弾性隔壁
２９作動液
３１第１メインオリフィス
３２第２メインオリフィス
３３第１サブオリフィス
３４第２サブオリフィス

Claims

外筒と、この外筒の内側に配設された芯部材と、前記外筒と前記芯部材との間に介装された弾性体と、前記弾性体における前記芯部材を挟んだ径方向一側に形成された一側液室と、前記弾性体における前記芯部材を挟んだ径方向他側に形成された他側液室と、前記一側液室と前記他側液室とを連通するメインオリフィスとを備え、前記一側液室と前記他側液室とに作動液を封入してなる液体封入ブッシュであって、
前記芯部材から前記一側液室と前記他側液室との少なくとも一方の軸方向中間部に向けて前記弾性体に覆われたストッパが突設されるとともに、当該ストッパに前記作動液を軸方向に流通させるサブオリフィスが穿設され、
前記一側液室と前記他側液室との少なくとも一方には、前記サブオリフィスに対して径方向外側に設けられ、前記ストッパによって区画される液室間で前記作動液を流通させるとともに当該ストッパを前記外筒から離間させる連通路が形成され、
前記弾性体には、前記ストッパの先端側に他の部位よりも肉厚の大きな厚肉部が前記連通路に臨んで形成され、
前記外筒側には、前記厚肉部に向けて突出する弾性突出部が前記連通路に臨んで形成され、
前記連通路の流路面積と前記サブオリフィスの流路面積とが異なることを特徴とする液体封入ブッシュ。