JP5829239B2

JP5829239B2 - 防振装置

Info

Publication number: JP5829239B2
Application number: JP2013156896A
Authority: JP
Inventors: 夕花松井; 龍也堤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: JP2015025541A

Description

本発明は自動車のエンジンマウント等に用いられる防振装置に関する。

例えば、乗用車等の車両では、振動発生部となるエンジンと振動受部となる車体との間にエンジンマウントとしての防振装置が配設されている。この防振装置が振動を減衰することによって、車体への振動の伝達を抑制することができる。

防振装置は、振動発生部又は振動受部である内筒と外筒の間に弾性体が配置されることにより、振動が減衰されるものである。また、近年、製造効率の向上やコストダウンを目的として、振動受部や振動発生部と弾性体の間を非接着とするタイプが用いられている。

特開２００８−２４９０３２公報

特許文献１には、振動発生部であるエンジン側に連結される内筒が弾性体の孔部に圧入され、振動受部であるエンジンフレームに弾性体の変位を制限するストッパが形成された防振装置が記載されている。この場合、エンジン側からの振動入力により、弾性体が金属製のストッパの角部等に当接するため、当該当接部分に過大な応力が集中するおそれがある。この結果、弾性体の耐久性が低下するという不都合を生ずる。

本発明は、上記事実を考慮し、弾性体の耐久性の向上を図った防振装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る防振装置は、振動発生部又は振動受部のいずれか一方に連結される第１取付部材と、前記第１取付部材が挿入される孔部を有する筒状の軸心部と、前記軸心部の軸方向の両端において軸直方向外側に延出する一対のフランジ部と、一方のフランジ部において前記軸心部から軸直方向外側に離間した位置で、他方のフランジ部に向かって前記軸方向に延在するストッパ部とを備える弾性部材と、前記ストッパ部の外周面に当接する筒状部と、他方の前記フランジ部と前記ストッパ部との間に配置され、前記筒状部から軸直方向内側に突出形成された鍔状部とを備え、前記振動受部又は前記振動発生部のいずれか他方に連結される第２取付部材と、を備え、前記第１取付部材の軸を含む軸直方向断面の少なくとも一部において、前記ストッパ部の内周面と前記軸心部の外周面との軸直方向距離は、前記鍔状部の内周面から前記軸心部の外周面までの軸直方向距離と異なることを特徴とする。

本発明の請求項１に係る防振装置では、第２取付部材の筒状部に対して外周面が当接するように弾性体のストッパ部が配設されているため、軸直方向の振動が筒状部からストッパ部に入力され、弾性体の変形によって振動を減衰吸収する。この際、第２取付部材の筒状部に当接している弾性部材のストッパ部、又は第２取付部材の鍔状部のいずれか一方、又は双方が弾性部材の軸心部に当接することにより、防振装置のバネ定数を変化させる。この場合、第１取付部材の軸を含む軸直方向断面の少なくとも一部において、ストッパ部と軸心部との軸直方向距離と鍔状部と軸心部との軸直方向距離が異なるため、例えば、先ず、ストッパ部が軸心部と当接して防振装置のばね定数を変化させ、その後、鍔状部が軸心部と当接して防振装置のばね定数を変化させることが可能になる。すなわち、ストッパ部と鍔状部の軸心部に当接するタイミングをずらせるため、防振装置のバネ定数を多段階に調整可能となる。ここで、ストッパ部も弾性体の一部であるため、ストッパ部と軸心部の当接は弾性体同士の当接となる。したがって、当接部分から弾性体への過度の応力集中が抑制され、弾性体の耐久性を向上させることができる。

また、ストッパ部が弾性体として形成されると共に、ストッパ部とフランジ部の間に第２取付部材の鍔状部が配置されているため、ストッパ部は軸方向の振動入力に対してバネとして機能する。

本発明の請求項２に係る防振装置は、振動発生部又は振動受部のいずれか一方に連結される第１取付部材と、前記第１取付部材が挿入される孔部を有する筒状の軸心部と、前記軸心部の軸方向の両端において軸直方向外側に延出する一対のフランジ部と、一方のフランジ部において前記軸心部から軸直方向外側に離間した位置で、他方のフランジ部に向かって前記軸方向に延在するストッパ部とを備える弾性部材と、前記ストッパ部の外周面に当接する筒状部と、他方の前記フランジ部と前記ストッパ部との間に配置され、前記筒状部から軸直方向内側に突出形成された鍔状部とを備え、前記振動受部又は前記振動発生部のいずれか他方に連結される第２取付部材と、を備え、前記第１取付部材の軸を含む軸直方向断面において、前記鍔状部の内周面は、前記ストッパ部の内周面よりも軸直方向内側に位置していることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る防振装置では、第２取付部材の筒状部に対して外周面が当接するように弾性体のストッパ部が配設されているため、軸直方向の振動が筒状部からストッパ部に入力され、弾性体の変形によって振動を減衰吸収する。この際、ストッパ部が軸心部に当接して防振装置のばね定数を変化させる。ここで、ストッパ部も弾性体の一部であるため、ストッパ部と軸心部の当接は弾性体同士の当接となる。したがって、当接部分から弾性体への過度の応力集中が抑制され、弾性体の耐久性を向上させることができる。
また、ストッパ部が弾性体として形成されると共に、ストッパ部とフランジ部の間に第２取付部材の鍔状部が配置されているため、ストッパ部は軸方向の振動入力に対してバネとして機能する。
さらに、鍔状部の内周面がストッパ部の内周面よりも軸直方向内側に位置しているため、防振装置に振動が入力されたときに鍔状部の内周面の角部がストッパ部に当接することはない。したがって、振動入力時に、鍔状部の角部がストッパ部に当接することにより、当接部分から弾性体に過度の応力集中を生じて弾性体の耐久性が劣化することを防止できる。

本発明によれば、弾性体の耐久性を向上させることができる。

図２の１−１線断面図である。本発明の第１実施形態に係る防振装置の斜視図である。本発明の第１実施形態に係るゴム弾性体の斜視図である。図２の４−４線断面図である。

〔第１実施形態〕

本発明の第１実施形態に係る防振装置について図面を参照して説明する。

なお、本明細書において「軸」とは後述する車体側内筒１４の軸を意味し、「軸方向」とは車体側内筒１４の軸の延在方向を意味し、「軸直方向」とは車体側内筒１４の軸方向と直交する方向で、車体側内筒１４の軸を中心とした径方向を意味する。「軸直方向内側」とは、軸直方向において軸に近い側を意味し、「軸直方向外側」とはその反対側を意味する。さらに、後述するエンジン側ブラケット１２、ゴム弾性体１６に対して用いる場合は、防振装置１０としてブラケット１２、ゴム弾性体１６が車体側内筒１４に一体的に組み付けられた時の、車体側内筒１４の軸に対する関係で表現している。

また、本実施形態において軸方向視における「長円」とは、半円の端部と半円の端部を直線で接続したものを意味し、この長円における「軸」とは、両端部の半円の中心同士を結んだ線分の中点を通過するものを意味する。

防振装置１０は、例えば、車両におけるエンジンマウントとして用いられ、振動発生部であるエンジンから振動受部である車体へ入力される振動を減衰吸収し、車体への振動伝達を抑制するためのものである。

防振装置１０は、図１に示すように、エンジン側ブラケット（以下、「ブラケット」という）１２と車体側内筒１４との間にゴム弾性体１６を配設したものである。

ブラケット１２は、図１、図２に示すように、略矩形体であり、ゴム弾性体１６を収容するための孔部１８（図１参照）が厚み(軸)方向に形成されている。

孔部１８は、図３に示すゴム弾性体１６の軸方向視長円形状に対応する、主振動方向である車両前後方向ＦＲが長径方向となる長円形に形成された筒状部２０を備える。また、孔部１８は、筒状部２０の上端側で筒状部２０に対して軸直方向内側に突出した断面矩形の環状凸部である鍔状部２２とから構成されている（図１参照）。

ゴム弾性体１６は、図１及び図３に示すように、車体側内筒１４圧入用の軸孔２４が形成された軸心部２６と、軸心部２６の上下端(軸方向両端)から軸直方向外側に延在するフランジ部２８、３０と、フランジ部３０において軸心部２６から離間した軸直方向外側の位置で、フランジ部３０からフランジ部２８に向かって軸方向に延在するストッパ部３２を備える。

軸心部２６、フランジ部２８、３０およびストッパ部３２は、図３に示すように、軸方向視において、主振動方向、本実施形態では車両前後方向ＦＲに延在する直線部分を有する長円形に形成されている。

なお、ストッパ部３２の軸方向高さは、図１に示すように、ブラケット１２の筒状部２０の軸方向長さに一致している。また、ストッパ部３２の外周面３２Ａの軸直方向の径は、ブラケット１２の筒状部２０の内周面２０Ａの径に一致している。

さらに、ゴム弾性体１６のブラケット２８とストッパ部３２の間に形成された隙間の軸方向長さＤ１（図３参照）は、ブラケット１２の鍔状部２２の軸方向高さと一致するように形成されている。

したがって、図１に示すように、ブラケット１２の孔部１８に筒状部２０側からゴム弾性体１６を挿入すると、ストッパ部３２の外周面３２Ａが筒状部２０の内周面２０Ａに当接されると共に、フランジ部２８とストッパ部３２との間に鍔状部２２が挟持されることになる。

また、軸心部２６の外周面２６Ａには、図１、図３に示すように、主振動(車両前後)方向ＦＲの一方側に、段差部３４が軸直方向外側に突出形成されている。

したがって、ストッパ部３２の内周面３２Ａと軸心部２６(段差部３４)の外周面２６Ａ（３４Ａ）との軸直方向距離は、長径方向断面において、段差部３４が形成されてない位置ではＤ２、段差部３４が形成されている位置ではＤ２よりも小さいＤ３となる（図１参照）。

一方、ブラケット１２の鍔状部２２の内周面（軸直方向内側面）２２Ａは、図１に示すように、軸直方向においてストッパ部３２の内周面３２Ｂと同一の位置に形成されている。

したがって、鍔状部２２の内周面２２Ａと軸心部２６の外周面２６Ａの軸直方向距離は、ストッパ部３２の内周面３２Ｂと軸心部２６の外周面２６Ａの軸直方向距離Ｄ２と等しいが、ストッパ部３２の内周面３２Ｂと段差部３４の外周面３４Ａとの軸直方向距離Ｄ３よりも大きい。

車体側内筒１４は、その外径がゴム弾性体１６の軸孔２４の内径よりも若干大きく形成されており、軸孔２４に圧入（予圧縮されて）固定されている。また、車体側内筒１４の貫通孔３６には、ボルト３８が挿通されている。したがって、車体側上部ブラケット４０と車体側下部ブラケット４２の間に配置された車体側内筒１４は、ナット４４を締結することにより、車体に取り付けられたブラケット４０、４２間に挟持されるものである。

このように構成された防振装置１０の作用について説明する。

エンジン側の振動がブラケット１２を介して防振装置１０に入力された場合、ブラケット１２から入力された振動は、ゴム弾性体１６で減衰吸収されるので、車体側内筒１４、ブラケット４０、４２から車室内への伝達が抑制される。

例えば、ブラケット１２から軸方向の振動が入力された場合には、ブラケット１２の鍔状部２２がゴム弾性体１６のフランジ部２８とストッパ部３２間の隙間に挟持されているため、ゴム弾性体１６の一部であるストッパ部３２の変形によって振動が吸収減衰される。

一方、ブラケット１２から軸直方向の振動が入力された場合には、先ず、ブラケット１２の筒状部２０と当接しているゴム弾性体１６のストッパ部３２からフランジ部３０を介して軸心部２６に振動が入力して吸収減衰される。この際、ゴム弾性体１６のストッパ部３２およびブラケット１２の鍔状部２２が軸心部２６に当接することによって、防振装置１０のばね定数を変化させて、振動を吸収減衰する。

特に、防振装置１０に対して主振動方向ＦＲの振動が入力された場合には、先ずストッパ部３２が段差部３４に当接することによって防振装置１０のばね定数を変化させ、次に鍔状部２２がゴム弾性体１６の軸心部２４に当接することによって防振装置１０のばね定数をさらに変化させる。すなわち、軸心部２６に段差部３４を設けて、ストッパ部３２と段差部３４との軸直方向距離Ｄ２と鍔状部２２と軸心部２６との軸直方向距離Ｄ３を異ならせたことによって、防振装置１０のばね定数を多段階に変更可能としたものである。

また、ストッパ部３２をゴム弾性体１６の一部として形成しているため、軸方向の振動入力に対するばねとして機能させるともに、軸直方向のストッパ（ばね）としても機能させることができる。

さらに、ストッパ部３２をゴム弾性体１６の一部として形成したため、主振動方向ＦＲの振動が入力した際におけるストッパ部３２と段差部３４との当接がゴム同士の当接となる。したがって、ゴム弾性体１６の応力集中を抑制して耐久性向上に寄与する。また、ストッパ部３２と段差部３４との当接による異音発生を防止して、騒音の発生を低減させることができる。

さらにまた、このようにストッパ部３２と段差部３４をゴム弾性体１６の一部として形成しているため、ゴム弾性体１６のストッパ部３２や軸心部２６に形成される段差部３４の形状やストッパ部３２とフランジ部２８との軸方向間隔を調整することによって、防振装置１０の特性（ばね定数の変化等）を任意に設計することが可能である。

なお、本実施形態では、振動発生部であるエンジン側に連結される取付部材をブラケット１２とし、振動受部である車体に連結される取付部材を内筒１４としたが、逆に振動発生部側を内筒１４、振動受部側をブラケット１２にしても構わない。

また、本実施形態の説明では、図面上の上部を上、下部を下として記載してきたが、部材配置についてこのように限定する趣旨ではない。

さらに、本実施形態では、段差部３４は、軸心部２４の主振動方向である車両前後方向ＦＲの一方側に設けられたが、これに限定されるものではない。例えば、車両前後方向ＦＲの両方に設けても良い。また、主振動方向ＦＲに限定されることなく、全周にわたって複数個、形成しても良い。さらに、段差部３４を軸心部２６の全周にわたって連続して形成していても良い。

また、本実施形態では、段差部３４は一段だが、ばね定数を多段階に調整可能とするために、多段階に軸直方向の径を変化させる構成としても良い。さらに、本実施形態は、段差部３４を軸心部２６側に形成したが、ストッパ部３２側に形成しても良い。

〔第２実施形態〕

本発明の第２実施形態に係る防振装置について図面を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、第２実施形態は、第１実施形態と異なる構成と、その作用についてのみ説明する。

本実施形態に係る防振装置５０は、図４に示すように、ブラケット１２の鍔状部２２の内周面（軸直方向内側面）２２Ａとその角部２２Ｂが、ストッパ部３２の内周面よりも軸直方向内側になるように形成されている。

なお、この場合、鍔状部２２の内周面２２Ａと軸心部２６の外周面２６Ａの軸直方向距離Ｄ４は、ストッパ部３２の内周面３２Ｂと軸心部２６（段差部３４の外周面３４Ａ）との軸直方向距離Ｄ３よりも大きく構成されている。

このように構成された防振装置５０の作用について説明する。

鍔状部２２の内周面２２Ａ、角部２２Ｂがストッパ部３２の内周面３２Ｂよりも軸直方向内側に配置されているため、防振装置５０に振動入力時に角部２２Ｂがストッパ部３２に当接することはない。すなわち、角部２２Ｂが当接したストッパ部３２（ゴム弾性体１６）の部位への応力集中を回避し、ゴム弾性体１６の耐久性を低下させることが抑制される。

また、このようにストッパ部３２の内周面３２Ｂと鍔状部２２の内周面２２Ａの軸直方向位置が異なる場合でも、ストッパ部３２と段差部３４の軸直方向距離Ｄ３と鍔状部２２の内周面と軸心部２６の外周面との軸直方向距離Ｄ４を異ならせれば、防振装置５０のばね定数を多段階に調整可能である。

なお、多段階にばね定数を調整可能とするために、軸直方向距離Ｄ３と軸直方向距離Ｄ４を異ならせるだけならば、本実施形態では段差部３４がなくても達成できるが、より強い衝撃がある最初の当接をゴム同士の当接としてゴム弾性体１６の耐久性の向上を図るためには、段差部３４を設けて軸直方向距離Ｄ３が軸直方向距離Ｄ４よりも小さくなるようにすることが好ましい。

１０防振装置
１２ブラケット（第２取付部材）
１４内筒（第１取付部材）
１６ゴム弾性体（弾性部材）
１８孔部
２０筒状部
２２鍔状部
２６軸心部
２８フランジ部
３０フランジ部
３２ストッパ部
３４段差部

Claims

振動発生部又は振動受部のいずれか一方に連結される第１取付部材と、
前記第１取付部材が挿入される孔部を有する筒状の軸心部と、前記軸心部の軸方向の両端において軸直方向外側に延出する一対のフランジ部と、一方のフランジ部において前記軸心部から軸直方向外側に離間した位置で、他方のフランジ部に向かって前記軸方向に延在するストッパ部とを備える弾性部材と、
前記ストッパ部の外周面に当接する筒状部と、他方の前記フランジ部と前記ストッパ部との間に配置され、前記筒状部から軸直方向内側に突出形成された鍔状部とを備え、前記振動受部又は前記振動発生部のいずれか他方に連結される第２取付部材と、
を備え、前記第１取付部材の軸を含む軸直方向断面の少なくとも一部において、前記ストッパ部の内周面と前記軸心部の外周面との軸直方向距離は、前記鍔状部の内周面から前記軸心部の外周面までの軸直方向距離と異なることを特徴とする防振装置。
振動発生部又は振動受部のいずれか一方に連結される第１取付部材と、
前記第１取付部材が挿入される孔部を有する筒状の軸心部と、前記軸心部の軸方向の両端において軸直方向外側に延出する一対のフランジ部と、一方のフランジ部において前記軸心部から軸直方向外側に離間した位置で、他方のフランジ部に向かって前記軸方向に延在するストッパ部とを備える弾性部材と、
前記ストッパ部の外周面に当接する筒状部と、他方の前記フランジ部と前記ストッパ部との間に配置され、前記筒状部から軸直方向内側に突出形成された鍔状部とを備え、前記振動受部又は前記振動発生部のいずれか他方に連結される第２取付部材と、
を備え、前記第１取付部材の軸を含む軸直方向断面において、前記鍔状部の内周面は、前記ストッパ部の内周面よりも軸直方向内側に位置していることを特徴とする防振装置。