JP5318731B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸部材と、これを取り囲む外筒と、これら軸部材と外筒との間に介設されて両筒を結合するゴム状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、この種の筒形の防振装置では一般に、内筒と外筒に鉄等の金属が用いられている。例えば、図１０に示すものでは、金属製の内筒１０１と、金属製の外筒１０２と、ゴム弾性体からなる防振基体１０３を備えてなる。そして、軸直角方向におけるバネ特性に異方性を持たせるために、防振基体１０３には軸直角方向に相対する位置に軸方向に貫通した一対のすぐり部１０４を設けてバネ定数を低くする一方、これに垂直な軸直角方向において内筒１０１を挟んで相対する位置に一対の金属製の中間板１０５を埋設してバネ定数を高くすることが行われている。

かかる従来構成では、外筒１０２が金属製であるだけでなく、中間板１０５も金属製であるために、重量増加が大きく、従って、軽量化が望まれる。

ところで、従来、軽量化等の目的のため、外筒を樹脂製とすることが知られており、種々提案されている。例えば、下記特許文献１では、外筒を樹脂製とした上で、該外筒を取付部材の筒状保持部に圧入したときの挿入端部における亀裂等の欠陥を防止するために、外筒の挿入端部を全周にわたって厚肉状に形成することが開示されている。

下記特許文献２には、取付部材の筒状保持部からの樹脂製外筒の抜けを防止するために、樹脂製外筒に金属スリーブを外挿し、それにより外筒を部分的に縮径させることにより、縮径部と拡径部との間で金属スリーブを位置決めして係止することが開示されている。

下記特許文献３には、樹脂製外筒を取付部材の筒状保持部に圧入したときの割れを防止するために、外筒の一端部に設けられたフランジに複数の切欠を設けることが開示されている。

これらの特許文献には、外筒を樹脂製とすることは開示されているものの、防振装置の軸直角方向におけるバネ特性に異方性を持たせる技術として、樹脂製外筒の形状自由度を有効活用する点は開示されていない。

特開２００２−２８６０６４号公報 特開２００８−２２３９２０号公報 特開２００８−２４９０３５号公報

本発明は、軸直角方向におけるバネ特性に異方性を持たせつつ、軽量化を図ることができる防振装置を提供することを目的とする。

本発明に係る防振装置は、軸部材と、前記軸部材を軸平行に取り囲む円筒状をなす樹脂製の外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されて両者を結合するゴム状弾性体からなる防振基体と、を備えてなり、取付部材の筒状保持部に圧入されて該筒状保持部に固定される防振装置において、前記外筒は、前記筒状保持部に圧入される円筒部を軸方向の一端部側に確保しながら、前記円筒部の軸方向他端側において、周壁を軸直角方向内方に凹ませることで前記軸部材との間隔を狭くして当該軸直角方向におけるバネ定数を高めるための凹み部が、周方向の少なくとも１ヶ所に設けられ、前記凹み部が前記外筒の軸方向他端部側の端面まで延長して設けられ、前記外筒は、周方向の少なくとも１ヶ所に設定された樹脂注入口から注入された樹脂により、周方向の少なくとも１ヶ所にウェルド部を有して成形されてなり、前記ウェルド部が形成される周方向位置に、前記凹み部が設けられたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、軸直角方向内方に凹ませて設けた凹み部により、当該軸直角方向におけるバネ定数を高めることができるので、外筒に設けた該凹み部によって従来の中間板を廃止することができる。そのため、外筒が樹脂製であることと相俟って軽量化を図ることができる。

第１の実施形態に係る防振装置の断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図） 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図 同防振装置の外筒の平面図 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図 図４のＶ−Ｖ線断面図 第２の実施形態に係る防振装置の外筒の断面図（図７のＶＩ−ＶＩ線断面図） 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図 第２の実施形態に係る防振装置の断面図（図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図） 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図 従来の防振装置の断面図

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

第１の実施形態に係る防振装置１０について図１〜５に基づいて説明する。実施形態に係る防振装置１０は、自動車のサスペンション等のメンバー部材を車体に対して防振的に支持するためのブッシュ型マウントであり、この例ではリアメンバーに組み付けられるマウントを示している。

図１に示すように防振装置１０は、軸部材としての金属製の内筒１２と、これを軸平行かつ同芯状に取り囲む外筒１４と、これら内筒１２と外筒１４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１６とを備えて構成されている。

内筒１２は、軸方向Ｘを上下方向にして、その上端部１２Ａが不図示の車体に取り付けられる円筒状部材であり、内側に不図示のボルトが挿入されて車体に締結固定されるよう構成されている。内筒１２の上端部１２Ａは、車体への面圧を小さくするために、防振基体１６の加硫成形後に冷間塑性加工することによって拡径された拡径部１８に形成されている。

防振基体１６は、内筒１２と外筒１４との間を埋めるように筒状に形成され、図２に示すように、内筒１２を挟んで第１の軸直角方向Ｙａ（軸方向Ｘに垂直な方向（即ち、径方向）、詳細には、車両前後方向）に相対する２ヶ所には、軸方向Ｘに貫通するすぐりと称する一対の空洞部２０，２０が設けられている。

外筒１４は、取付部材であるメンバー部材１に取付固定される部材であり、メンバー部材１に設けられた円筒状の筒状保持部２内に下方から圧入内嵌される。外筒１４は、円筒状をなす樹脂製の部材であり、その軸方向Ｘの一端部である下端部１４Ａには、軸直角方向外方Ｙｏに向けて全周にわたって張り出して設けられたリング板状のフランジ２２を備える。フランジ２２の下面には、防振基体１６から連なるゴムにより軸方向Ｘの外方に突出するストッパゴム部２４が形成されている。また、外筒１４の軸方向Ｘの他端部である上端部１４Ｂは、その外周面が先端に向けて先細り状に形成されたテーパ面部２５に形成されている。

外筒１４は、内周面及び外周面がストレートな円筒状をなす円筒部２６を、上記フランジ２２が設けられた軸方向Ｘの下端部１４Ａ側に備える。すなわち、外筒１４の下部側は断面円形の円筒部２６に形成されており、その下端にフランジ２２が設けられている。円筒部２６は、メンバー部材１の筒状保持部２内に圧入内嵌される圧入部分であり、圧入荷重を維持するために円筒状に形成されている。

外筒１４は、このような圧入部分となる円筒部２６を外筒１４の軸方向Ｘの一端部１４Ａ側に確保しつつ、その軸方向他端側には、外筒１４の周壁を軸直角方向内方Ｙｉに凹ませてなる凹み部２８が設けられている。凹み部２８は、外筒１４の周壁を軸直角方向内方Ｙｉに凹ませることで、その内周面が軸直角方向内方Ｙｉに向かって突出した形状をなしており、これにより、内筒１２との間隔を狭くして当該軸直角方向におけるバネ定数を高めるものである。この例では、凹み部２８は、第１の軸直角方向Ｙａに垂直な第２の軸直角方向Ｙｂ（詳細には、車両左右方向）において、内筒１２を挟んで相対する２ヶ所に設けられており、そのため、この第２の軸直角方向Ｙｂにおけるバネ定数が、このような凹み部を設けない場合に比べて高く設定されている。

また、凹み部２８は、図４に示すように、外筒１４の軸方向Ｘにおいて上側略半分の範囲で設けられており、そのため、外筒１４の上部側が、図５に示すように、一対の凹み部２８，２８と、その間に介設された円弧状壁部３０，３０とで構成されている。円弧状壁部３０は、メンバー部材１の筒状保持部２に圧入される圧入部であり、圧入荷重を維持するために筒状保持部２の内周面に沿った円弧状に形成されている。凹み部２８は、凹みの底面部に相当して内筒１２に対向する内側壁部３２と、内側壁部３２の周方向両側において円弧状壁部３０から内向きに湾曲して内側壁部３２との間を連結する連結壁部３４，３４とからなる。内側壁部３２は、軸直角方向に対向する内筒１２の外周面との間に設けられる防振基体１６のゴム厚みが周方向Ｃで一定となるように、湾曲面状に形成されており、詳細には、内筒１２を同芯状に取り囲む円筒の一部を構成するように断面円弧状に形成されている。これらの凹み部２８を構成する内側壁部３２と連結壁部３４は、円弧状壁部３０と同等の肉厚を持つ薄肉状に形成されており、従って、外筒１４は円筒部２６も含むその全体が薄肉状に形成されている。

外筒１４は、周方向Ｃの２ヶ所に設定された樹脂注入口３６，３６から注入された樹脂により、周方向Ｃの２ヶ所にウェルド部３８，３８を有して成形されてなる。なお、樹脂注入口３６は、図１，２に示すように、軸直角方向内方Ｙｉに僅かに膨らんだ凸状に形成されている。この例では、樹脂注入口３６は、図４，５に示すように、外筒１４の上端部１４Ｂにおいて、内筒１２を挟んで上記第１の軸直角方向Ｙａに相対する２ヶ所に設けられている。このように樹脂注入口３６を設定することにより、樹脂注入口３６から注入された樹脂は、第１の軸直角方向Ｙａに垂直な第２の軸直角方向Ｙｂにおいて内筒１２を挟んで相対する２ヶ所において合流するので、この部分がウェルド部３８となる。

そのため、この実施形態では、このウェルド部３８が形成される周方向位置に上記凹み部２８が形成されている。凹み部２８は、ウェルド部３８が形成される周方向位置を含む周方向部分に設けられており、詳細には、外筒１４の周方向Ｃにおいて、２つの樹脂注入口３６，３６の中間位置を中心として、その両側に、ある程度の周方向幅で形成されており、これにより製造バラツキを考慮しても凹み部２８内（より好ましくは、その内側壁部３２内）にウェルド部３８が形成されるように設定されている。

凹み部２８は、図１〜４に示すように、外筒１４の上端部１４Ｂ側の端面１４Ｂ１まで軸方向Ｘに延長して設けられている。すなわち、凹み部２８は、外筒１４の軸方向Ｘにおいて、その中央部から上端面１４Ｂ１までストレート状に延びて形成されており、当該端面１４Ｂ１で軸方向Ｘ（即ち、上方）に開口するよう設けられている。

なお、外筒１４を形成する樹脂材料としては、特に限定するものではなく、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂が挙げられ、特にポリアミドが好適である。また、これらの樹脂材料には、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などの充填剤を配合して補強してもよく、特にガラス繊維を配合することが好適である。

以上の構成を備える本実施形態の防振装置１０は、外筒１４を樹脂の射出成形により作製した後、内筒１２と外筒１４との間に防振基体１６を加硫成形することにより製造される。外筒１４を射出成形する際には、射出成形型のゲートＧを介して、第１の軸直角方向Ｙａに相対する２ヶ所の樹脂注入口３６，３６から樹脂を注入する（図４，５参照）。注入された樹脂は、樹脂注入口３６から周方向Ｃの両側に広がりながら、キャビティ内に充填されるので、第１の軸直角方向Ｙａに垂直な第２の軸直角方向Ｙｂに相対する２ヶ所の凹み部２８，２８内にウェルド部３８，３８が形成される（図５参照）。

このようにして製造された防振装置１０は、外筒１４をメンバー部材１の筒状保持部２に対し、テーパ面部２５を設けた上端部１４Ｂから圧入して内嵌固定される。また、不図示のボルトを内筒１２に挿入し締結することで車体側に固定される。

車両に組み付けられた防振装置１０は、防振基体１４に設けられた一対の空洞部２０，２０により、第１の軸直角方向Ｙａである車両前後方向におけるバネ定数が低く設定されている。また、外筒１４に設けられた一対の凹み部２８，２８の内側壁部３２，３２が従来の中間板と同様の機能を発揮することで、第２の軸直角方向Ｙｂである車両左右方向におけるバネ定数が高く設定されている。そのため、乗り心地がよく、しかも操縦安定性を高めることができる。

このように本実施形態の防振装置１０であると、外筒１４に設けた凹み部２８により、従来の金属製の中間板を廃止することができるので、外筒１４自体が樹脂製であることと相俟って、軽量化を図ることができる。また、中間板を廃止することにより、製造工程が簡略化されるとともに、部品点数を削減することができる。

また、外筒１４には軸方向一端部１４Ａ側にストレートの圧入面を持つ円筒部２６を確保しながら、その軸方向他端部１４Ｂ側に、円筒部２６よりも周長が長くなるように凹み部２８を設けて、バネ特性に異方性を持たせるようにしたので、筒状保持部２に対する圧入保持力を確保しつつ、凹み部２８の軸直角方向内方Ｙｉへの凹み量をある程度の自由度を持って設定することができ、圧入保持力と特性面を有利に両立することができる。

また、凹み部２８を外筒１４の端部まで延設したことにより、防振基体１６の加硫成型時における金型の構造を簡素化することができる。詳細には、このようにバネ特性に異方性を持たせるための形状を薄肉の凹み部２８によって形成する場合、防振基体１６の加硫成型時にゴムの注入圧で樹脂製外筒１４が変形しないように、凹み部２８の背後を支持（即ち、バックアップ）するための凸部を金型に設ける必要がある。一方で、単にバネ特性に異方性を持たせるだけであれば、外筒１４の軸方向中央部に凹み部を設ければよく、凹み部を端部まで延長させる必要はない。しかしながら、中央部のみに凹み部を設けた場合、凹み部をバックアップするための凸部をそのままでは抜くことができず、脱型のための金型構造が複雑になってしまう。凹み部２８を外筒１４の端面１４Ｂ１まで延長することで、金型構造を複雑にすることなく、加硫成型時の凹み部２８における樹脂外筒１４の変形を防止することができる。

また、このように凹み部２８を外筒１４の端面１４Ｂ１まで延長したので、メンバー部材１の筒状保持部２に圧入するのも容易になる。すなわち、凹み部２８を設けると、筒状保持部２に対する嵌合面積が小さくなり、圧入時の抵抗が小さくなる。しかも、本実施形態では、内側壁部３２の両側に設けた連結壁部３４がヒンジ部のように撓み変形することで、外筒１４の上端部１４Ｂは縮径方向に変形しやすく、このことも圧入時の抵抗を小さくする。このような圧入抵抗の小さい部分を圧入先端側である外筒１４の上端部１４Ｂまで延長して設けたことにより、圧入作業性を向上することができる。

また、バネ特性に異方性を持たせるための外筒１４の異形部分を上記のように薄肉の凹み部２８により形成し、外筒１４の樹脂厚みを全体で均一化したことにより、樹脂成形後のヒケなどを防止して、製造性を向上することができる。

また、樹脂注入口３６に対するウェルド部３８に、バネ特性に異方性を持たせるための上記凹み部２８を設けたことにより、次の作用効果が奏される。すなわち、凹み部２８、特に内側壁部３２は、圧入部分である円弧状壁部３０に比べて圧入時に掛かる力が小さいので、一般に他の部分に比べて強度の低いウェルド部３８を該凹み部２８に設定することにより、筒状保持部２への圧入時における割れ等を防止して、製品組み立て時の不具合を低減することができる。なお、円筒部２６にもウェルド部は存在するが、円筒部２６はフランジ２２により補強されている上に、一般に上端部１４Ｂよりも後から圧入される下端部１４Ａでは、圧入時に割れ等の不具合も生じにくいので、問題にはなりにくい。

図６〜９は、第２の実施形態に係るものである。この実施形態では、外筒１４の樹脂注入口３６を周方向Ｃの１ヶ所に設定した点が上記第１の実施形態と異なる。

すなわち、この例では、図６，８に示すように、樹脂注入口３６は、外筒１４の周方向Ｃにおける１ヶ所に設定されており、そのため、樹脂注入口３６に対して内筒１２を挟んで軸直角方向Ｙｂに対向する周方向位置がウェルド部３８となる。そして、このウェルド部３８が形成される周方向位置に、軸直角方向内方Ｙｉに凹んだ上記凹み部２８−１が設けられている。

また、ウェルド部３８だけでなく、樹脂注入口３６が設けられた周方向位置にも、軸直角方向内方Ｙｉに凹んだ凹み部２８−２が設けられている。

これらの凹み部２８−１，２８−２の形状、大きさ及び配置は、第１の実施形態の凹み部２８と同様であり、よって、ウェルド部３８に設けた凹み部２８−１と樹脂注入口３６に設けた凹み部２８−２とは内筒１２を挟んで対称形状に設けられている。

一般に樹脂注入口３６は、ウェルド部３８に次いで強度を損なうおそれがある部位であるため、この部分にも凹み部２８−２を設けることにより、圧入時における割れ対策を行うことができる。その他の構成は、第１の実施形態と同様であり、同様の作用効果が奏される。

このように樹脂注入口３６の数は、外筒１４の周方向Ｃにおける少なくとも１ヶ所であれば、その数は特に限定されないが、通常は上述した２ヶ所又は１ヶ所に設けることが好ましい。また、ウェルド部３８が周方向Ｃの複数箇所に形成される場合、その全ての周方向位置に上記凹み部２８を設ける場合には限定されない。

また、凹み部２８は、周方向の少なくとも１ヶ所にあれば、その数には特に限定されないが、通常は上述した２ヶ所に設けることが好ましい。また、凹み部２８の形状や大きさ等につき、上記実施形態はあくまで好ましい一例であって、種々の変更が可能である。

また、上記実施形態では、外筒１４の下端部側に円筒部２６を、上端部側に凹み部２８を設けたが、上下逆でもよく、また、軸方向Ｘの向きは、上下方向には限らず、水平方向や傾斜した方向であってもよく、何ら限定されない。また、本発明は、メンバー部材に取り付けられるブッシュには限定されず、種々の防振装置に適用可能である。その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

１０…防振装置、 １２…内筒（軸部材）、 １４…外筒、
１４Ａ…外筒の一端部（下端部）、 １４Ｂ…外筒の他端部（上端部）、
１４Ｂ１…外筒の他端部（上端部）側の端面
１６…防振基体、 ２２…フランジ、 ２６…円筒部、
２８，２８−１，２８−２…凹み部、
３６…樹脂注入口、 ３８…ウェルド部、
Ｘ…軸方向、 Ｙｏ…軸直角方向外方、 Ｙｉ…軸直角方向内方、
Ｙａ…第１の軸直角方向、Ｙｂ…第２の軸直角方向、 Ｃ…周方向

Claims (4)

1. 軸部材と、前記軸部材を軸平行に取り囲む円筒状をなす樹脂製の外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設されて両者を結合するゴム状弾性体からなる防振基体と、を備えてなり、取付部材の筒状保持部に圧入されて該筒状保持部に固定される防振装置において、
   前記外筒は、前記筒状保持部に圧入される円筒部を軸方向の一端部側に確保しながら、前記円筒部の軸方向他端側において、周壁を軸直角方向内方に凹ませることで前記軸部材との間隔を狭くして当該軸直角方向におけるバネ定数を高めるための凹み部が、周方向の少なくとも１ヶ所に設けられ、前記凹み部が前記外筒の軸方向他端部側の端面まで延長して設けられ、
   前記外筒は、周方向の少なくとも１ヶ所に設定された樹脂注入口から注入された樹脂により、周方向の少なくとも１ヶ所にウェルド部を有して成形されてなり、前記ウェルド部が形成される周方向位置に、前記凹み部が設けられた
   ことを特徴とする防振装置。
2. 前記樹脂注入口が、第１の軸直角方向において前記軸部材を挟んで相対する２ヶ所に設けられ、前記第１の軸直角方向に垂直な第２の軸直角方向において前記軸部材を挟んで相対する２ヶ所に前記凹み部が設けられたことを特徴する請求項１記載の防振装置。
3. 前記樹脂注入口が周方向の１ヶ所に設けられ、前記樹脂注入口に対して前記軸部材を挟んで軸直角方向に対向する周方向位置に前記凹み部が設けられるとともに、前記樹脂注入口が設けられた周方向位置にも前記凹み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。
4. 前記外筒は、前記円筒部が設けられた軸方向の一端に軸直角方向外方に張り出すフランジを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の防振装置。

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