JP5202176B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロッドが取り付けられるインナー部材と、インナー部材の周囲に配置されたアウター部材と、これらの部材の間に配置されてこれらの部材を弾性的に連結するゴム部材と、インナー部材に固定され、前記ゴム部材の軸方向外側の位置でこのゴム部材の端面に当接することによってインナー部材とアウター部材との軸方向相対変位を制限するストッパとを具え、少なくとも軸方向一方側のストッパは、前記ゴム部材端面に対向する円板面を有するとともに、その半径方向外縁は、ゴム部材の外縁より内側に位置するよう構成されたサスペンション用アッパーサポートに関する。
に関する。

自動車等の車両においては、車輪からの振動入力がサスペンション装置を介して車体に伝達されるのを抑制するため、サスペンション装置と車体パネルとを、通常アッパーサポートと呼ばれる防振ブッシュを介して連結することが行われている。

図１はサスペンション装置とアッパーサポートとの一例を示す斜視図であり、また、図２は、アッパーサポートの断面図、図３は、図２におけるゴム部材端面を拡大して示す断面図であり、図１において１００はホイールディスク、１０２はサスペンション装置、１０４はロアアーム、１０６はサスペンション装置１０２におけるショックアブゾーバ、１０８はコイルスプリング、そして、１１０はアッパーサポートであり、サスペンション装置１０２は、このアッパーサポート１１０を介して車体パネルに連結される。

詳しくは、図２に示すように、アッパーサポート１１０は、インナー部材１１１と、その周囲に配置された金属製のアウター部材１１５と、これらの間に配設されこれらに接着されたゴム部材１１３とを具え、このアウター部材１１５は、半径方向外側に一体的に突出する金属製のフランジ部１１２を有しており、このフランジ部１１２において締結ボルト１１４により車体パネルに連結される。

インナー部材１１１には、アウター部材１１５の軸方向変位を制限するストッパ１１６、１１７が取り付けられ、これらのストッパ１１６、１１７は、ゴム部材１１３の軸方向外側に配置され、このうち、ストッパ１１６はゴム部材１１３に対向する円板面１１６ａを有するとともに、その半径方向外縁１１６ｂは、ゴム部材１１３の外縁より内側に位置するよう構成されている。

上記のように構成されたアッパーサポート１１０において、これが、アウター部材１１５とインナー部材１１１との軸方向の相対的な大変位を吸収する場合、ゴム部材１１３の端面とストッパ１１６、１１７とが繰り返しぶつかってゴム部材の寿命が低下するという問題があり、特にその故障は、円板面１１６ａの外縁付近で発生する可能性があることがわかった。すなわち、ゴム部材１１３がストッパ１１６に当たる過程において、ゴム部材１１３の端面が円板面１１６ａに当たったあと、図３に、ゴム部材の端面を拡大した断面図で示すように、円板面１１６ａの外縁１１６ｃ付近に当たっているゴム部分は動かず、ゴム部材１１３をストッパ１１６にさらに押し付けると、外縁１１６ｃよりアウター部材１１５を構成する筒状部１１８側に配置されたゴム部材１１３の部分がアウター部材１１５とともに軸方向外側に向かって移動するので、円板面１１６ａ外縁１１６ｃ付近に位置するゴム部分に大きな引張応力が作用しここに応力が集中することが、応力解析の結果分かったのである。その結果、ゴム部材の耐久性が低下する可能性があり、また、筒状部１１８の変形を招く虞もある。なお、この現象は、アウター部材１１５に筒状部１１８が設けられていない場合にも発生する。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ゴム部材の端面をストッパに当てることによってインナー部材と、アウター部材との相対変位を制限する際のゴム部材の耐久性を向上させることのできるアッパーサポートを提供することを目的とする。

本発明は、ロッドが取り付けられるインナー部材と、インナー部材の周囲に配置されたアウター部材と、これらの部材の間に配置されてこれらの部材を弾性的に連結するゴム部材と、インナー部材に固定され、前記ゴム部材の軸方向外側の位置でこのゴム部材の端面に当接することによってインナー部材とアウター部材との軸方向相対変位を制限するストッパとを具え、少なくとも軸方向一方側のストッパは、前記ゴム部材端面に対向する円板面を有するとともに、このストッパの半径方向外縁は、ゴム部材の外縁より内側に位置するよう構成されたサスペンション用アッパーサポートにおいて、
前記ゴム部材の端面には、前記円板面の外周を軸方向に移動させてできる無限円筒の外周面と交差する凹部が形成されてなるアッパーサポートである。

本発明によれば、ゴム部材端面の前記円板面外周付近に集中する応力を分散させることができ、耐久性を向上させることができる。

本発明において、この前記円板面を含む無限平面を基準面と呼び、前記ストッパの前記ゴム部材に近い側の表面をストッパ面と呼ぶとき、前記凹部より半径方向内側のゴム部材端面からストッパ面までの最短距離aは、前記凹部より半径方向外側のゴム部材端面上の前記基準面に対してもっとも近い点からストッパ面までの最短距離bよりも大きくすると、前記円板面外周付近の応力をさらに分散させることができ好ましい。

本発明において、前記凹部内のゴム部材端面上の前記基準面に対してもっとも離れた点からストッパ面までの最短距離ｃを前記最短距離ｂより大きくすると、前記円板面外周付近の応力をなお一層分散させることができ、さらに好ましい。

また、本発明において、前記ゴム部材端面の半径方向外縁は、前記アウター部材に固定されるとともに、前記基準面からの距離が、アウター部材先端より大きいことが好ましく、このことによって、ストッパにゴム部材の端部が当たっても、ゴム部材が外筒の半径方向外側に広がることがなく、外筒の半径方向外側に配置される部品との干渉を防止することができる。

本発明のアッパーサポートよれば、前記ゴム部材の端面には、前記円板面の外周を軸方向に移動させてできる無限円筒の外周面と交差する凹部が形成されているので、ゴム部材端面の前記円板面外周付近に集中する応力を分散させることができ、耐久性を向上させることができる。

本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図４は、本発明に係る実施形態のサスペンション用アッパーサポートを示す断面図であり、アッパーサポート１０は、ロッド１２が取り付けられるインナー部材１１と、インナー部材１１の周囲に配置されたアウター部材１５と、これらの部材１１、１５の間に配置されてこれらの部材１１、１５を弾性的に連結するゴム部材１３と、インナー部材１１に固定され、ゴム部材１３の軸方向外側の位置でこのゴム部材１３の端面１３ａに当接することによってインナー部材１１とアウター部材１５との軸方向相対変位を制限するストッパ１６、１７とを具え、少なくとも軸方向一方側のストッパ１６は、ゴム部材端面１３ａに対向する円板面２１を有するとともに、このストッパ１６の半径方向外縁１６ｂは、ゴム部材１３の外縁１３ｂより内側に位置するよう構成されている。

アウター部材１５は、アッパーサポート１０を車体パネルに連結するためのフランジ部１２を有するとともに、フランジ部１２から筒状に軸方向外側に延在する筒状部１９を具える。

図５（ａ）は、ストッパ１６とゴム部材１３の端面１３ａとを拡大して示す断面図であり、アッパーサポート１０は、その特徴として、ゴム部材の端面１３ａには、前記円板面２１の外周を軸方向に移動させてできる無限円筒の外周面２２と交差する凹部としての、いわゆるスグリ２３が形成されている。ここで、無限円筒の外周面２２とスグリ２３とは全周にわたって交差するのが好ましい。

ここで、円板面２１を含む無限平面を基準面ＢＰＬと呼び、ストッパ１６のゴム部材１３に近い側の表面をストッパ面ＳＰＬと呼ぶとき、ストッパ面ＳＰＬは、図５（ｂ）に示すように、円板面２１の外縁２１ａで終端していてもよいが、少なくとも、基準面ＢＰＬよりも、ゴム部材１３側から遠い側に位置している。

この構成によって、インナー部材１１とアウター部材１５との間の大きな相対変位をストッパ１６が制限するに際し、ゴム部材１３の端面１３ａは、スグリ２３より半径方向内側の部分がストッパ１６の円板面２１に当たったあと、スグリ２３およびスグリ２３より半径方向外側の部分がアウター部材１５、すなわち、筒状部１９の移動とともにストッパ面ＳＰＬに近づいてくるが、スグリ２３があることによって、図６（ａ）に示すようにスグリ２３の半径方向内側部分は圧縮応力を受ける一方、スグリの半径方向外側部分は、スグリの半径方向最内端２５からのゴム部材端面１３ａに沿った距離が遠くなり、これらの要因はいずれも耐久性の向上に寄与する。さらに、スグリ２３を設けたことによって、ゴム部材端面１３ａは一旦圧縮変形を受けたあと、図６（ｂ）に示すように引張り変形を受けることになるのでこのことによっても、応力の集中を抑えられ耐久性が向上する。
なお、ここに説明したことは、図８に示すように、アウター部材１５に筒状部１９が設けられていない場合においても、同様の効果をもたらすことができる。

ここで、ストッパ１６のストッパ面ＳＰＬは、円板面２１の外縁２１ａから半径方向外側に、基準面ＢＰＬに対してゴム部材１３の反対側に向かって遠ざかるように延びており、インナー部材１１とアウター部材１５との間の大きな相対変位をストッパ１６が制限するに際し、このような形状のストッパ面ＳＰＬに対して、スグリ２３より半径方向外側の部分が当接するよう構成されているのが好ましく、このことによって、図７に、スグリ２３より半径方向外側の部分２４がストッパ面ＳＰＬに当接し始めた状態のゴム部材端面を拡大した断面図で示すように、スグリ２３に対応するゴム部材端面の全体で引張応力を分担することができ、応力の集中を一層効果的に低減することができる。

また、図５（ａ）に示すように、スグリ２３より半径方向内側のゴム部材端面からストッパ面までの最短距離aは、スグリ２３より半径方向外側のゴム部材端面上の基準面ＢＰＬに対してもっとも近い点２６からストッパ面ＳＰＬまでの最短距離bよりも大きいのが好ましく、応力をさらに分散させることができる。

そして、スグリ２３内のゴム部材端面上の基準面ＢＰＬに対してもっとも離れた点２７からストッパ面ＳＰＬまでの最短距離ｃは最短距離ｂより大きいするのがさらに好ましく、応力をなお一層効果的に分散させることができる。

また、ゴム部材端面１３ａの半径方向外縁１３ｂは、図５に示すように、アウター部材１５に固定されていて、前記基準面ＢＰＬからの距離が、アウター部材１５の先端（筒状部１９の先端）より大きく（図示の場合はほぼ等しい）なるようにするのが好ましいが、図８に断面図で示すように、基準面ＢＰＬからの距離が、アウター部材先端より小さくなるようにすることもできる。

なお、アッパーサポート１０が具えるべき、ストッパ１６およびこれに対応するゴム部材端面１３ａの要件について、ゴム部材１３の軸方向一方側についてだけ説明したが、上記に説明した要件は、ゴム部材１３の軸方向他方側についても具わっていることが好ましい。（図４に示した例ではそのような構成にはなっていないが）

アッパーサポートを有するサスペンションを示す斜視図である。 従来のアッパーサポートを示す断面図である。 従来のアッパーサポートにおける、ストッパとゴム部材端面とを拡大して示す断面図である。 本発明に係る実施形態のアッパーサポートを示す断面図である。 ストッパとゴム部材端面とを拡大して示す断面図である。 ゴム部材端面がストッパに接近する際の、ゴム部材端面を拡大して示す断面図である。 スグリより半径方向外側の部分がストッパ面に当接し始めた状態のゴム部材端面を拡大した断面図である。 実施形態の変形例のアッパーサポートにおける、ストッパとゴム部材端面とを拡大して示す断面図である。

符号の説明

１０ アッパーサポート
１１ インナー部材
１２ ロッド
１３ ゴム部材
１３ａ ゴム部材の端面
１３ｂ ゴム部材の外縁
１５ アウター部材
１６ ストッパ
１６ｂ ストッパの半径方向外縁
１７ ストッパ
１９ 筒状部
２１ 円板面
２１ａ 円板面の外縁
２２ 無限円筒の外周面
２３ スグリ
２４ スグリより半径方向外側の部分
２５ スグリの半径方向最内端
２６ スグリより半径方向外側のゴム部材端面上の基準面に対してもっとも近い点
２７ スグリ内のゴム部材端面上の基準面に対してもっとも離れた点
ＢＰＬ 基準面
ＳＰＬ ストッパ面

Claims (4)

1. ロッドが取り付けられるインナー部材と、インナー部材の周囲に配置されたアウター部材と、これらの部材の間に配置されてこれらの部材を弾性的に連結するゴム部材と、インナー部材に固定され、前記ゴム部材の軸方向外側の位置でこのゴム部材の端面に当接することによってインナー部材とアウター部材との軸方向相対変位を制限するストッパとを具え、少なくとも軸方向一方側のストッパは、前記ゴム部材端面に対向する円板面を有するとともに、このストッパの半径方向外縁は、ゴム部材の外縁より内側に位置するよう構成されたサスペンション用アッパーサポートにおいて、
   前記ゴム部材の端面には、前記円板面の外周を軸方向に移動させてできる無限円筒の外周面と交差する凹部が形成されてなるアッパーサポート。
2. 前記円板面を含む無限平面を基準面と呼び、前記ストッパの前記ゴム部材に近い側の表面をストッパ面と呼ぶとき、前記凹部より半径方向内側のゴム部材端面からストッパ面までの最短距離aは、前記凹部より半径方向外側のゴム部材端面上の前記基準面に対してもっとも近い点からストッパ面までの最短距離bよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のアッパーサポート。
3. 前記凹部内のゴム部材端面上の前記基準面に対してもっとも離れた点からストッパ面までの最短距離ｃは前記最短距離ｂより大きいことを特徴とする請求項２に記載のアッパーサポート。
4. 前記ゴム部材端面の半径方向外縁は、前記アウター部材に固定されるとともに、前記基準面からの距離が、アウター部材先端より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアッパーサポート。

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