JP6349114B2 - 液封式防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられる液封式防振装置に関するものである。

従来、この種の液封式防振装置として、自動車等の車両のサスペンション装置におけるサスペンションアームと車体との連結点に設けられるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この液封式防振装置は、内筒と、その内筒の外径側に配置された外筒と、内筒と外筒との間に介設されるゴム弾性体と、を備えて構成されている。内筒と外筒との間には、非圧縮性流体が封入された一対の液室が設けられている。

この液封式防振装置では、外筒がサスペンションアームの後端の圧入孔に圧入され、内筒が車体フレームに連結される。この場合、前後方向におけるサスペンションアームの変位時には、液封式防振装置に対して車体左右方向の荷重が入力される。そのため、液封式防振装置は、一対の液室が車体左右方向に対向する状態でサスペンションアームに装着される。また、上下方向におけるサスペンションアームの変位時には、サスペンションアームの前後の連結部を通る線を中心に回転しようとする力（こじり力）が作用する。このため、液封式防振装置には、内筒の軸心に対して外筒の軸心が傾くようなこじり方向の荷重が入力される。

特許文献１の液封式防振装置では、これらの軸直角方向の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力に対して、ゴム弾性体が弾性変形することによって車輪から車体に伝達される荷重を抑制している。

特開２００７−１４７０６５号公報

ところで、液封式防振装置では、高耐久化のために軸方向のバネ値を向上させたいという要望がある。軸方向のバネ値を向上させるためには、例えば、ゴム弾性体を軸方向に厚く形成することが考えられる。
しかしながら、ゴム弾性体を軸方向に厚く形成すると、前記した軸直角方向の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力に対して、ゴム弾性体が弾性変形し難くなるおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、ゴム弾性体の弾性変形に影響を及ぼすことなく軸方向のバネ値を向上させることができる液封式防振装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内筒と、前記内筒の外径側に配置された外筒と、前記内筒と前記外筒との間に介装されるゴム弾性体と、を備え、振動入力体と車体との間に配置される液封式防振装置であって、前記内筒の軸方向の寸法は、前記外筒の軸方向の寸法よりも大きく、前記内筒の軸方向の両端部が、前記外筒の軸方向の両端部から突出するように配置されており、前記ゴム弾性体の軸方向両端部には、車体前後方向に延在する突条部が突設されており、前記突条部は前記外筒の開口端から突出しており、前記突条部は、前記突条部の左右方向の延在部分が前記外筒まで達せず、かつ、前記突条部の前後方向の延在部分が前記外筒に達しており、前記内筒の外周面には、径方向内側に窪む縮径部が形成されており、前記縮径部には、少なくとも前記突条部の径方向内側部分が固着されており、さらに、前記縮径部は、前記外筒の開口端から突出する位置まで形成されており、前記内筒の径方向両側に形成される一対の液室と、前記一対の液室の間を仕切る仕切壁と、を備え、前記突条部は、前記仕切壁の軸方向延長上に配置されていることを特徴とする。

本発明では、内筒の軸方向の両端部が外筒の軸方向の両端部から突出するように配置されているので、外筒の開口端から突出する突条部を、内筒の軸方向の両端部周りに好適に接続することができる。したがって、内筒の軸方向の両端部周りのスペースを利用して、突条部を容易に形成することができる。
また、ゴム弾性体の軸方向両端部に突条部を形成したことにより、軸方向のバネ値を向上させることができる。
また、突条部は、車体前後方向に延在し、突条部の左右方向の延在部分が外筒まで達せず、かつ、突条部の前後方向の延在部分が外筒に達しているので、車体左右方向等の荷重の入力、およびこじり方向の荷重の入力に対するゴム弾性体の弾性変形を妨げない。したがって、本発明の液封式防振装置によれば、ゴム弾性体の弾性変形に影響を及ぼすことなく軸方向のバネ値を向上させることができる。

また、液封式防振装置が、内筒の径方向両側に形成される一対の液室と、一対の液室の間を仕切る仕切壁と、を備え、突条部が、仕切壁の軸方向延長上に配置されている。これにより、車体左右方向等の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力に対して、ゴム弾性体の弾性変形を妨げない位置に容易かつ的確に突条部を形成することができる。

また、内筒の径方向における突条部の幅を内筒の外径以下にするとよい。このようにすると、突状部の幅を内筒の外径よりも大きく形成した場合に比べて、車体左右方向等およびこじり方向の荷重の入力に対して、ゴム弾性体の伸び代が確保される。これにより、耐久性を向上させることができる。

本発明では、ゴム弾性体の弾性変形に影響を及ぼすことなく軸方向のバネ値を向上させることができる液封式防振装置が得られる。

本発明の実施形態に係る液封式防振装置が車両のサスペンションに適用された状態を示す概略平面図である。 本発明の実施形態に係る液封式防振装置の平面図である。 同じく横断面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。 （ａ）は上下方向を軸とした内筒側アッシーの斜視図、（ｂ）は同じく内筒側アッシーからオリフィス形成部材を取り外して天地を逆にした斜視図である。 （ａ）は内筒側アッシーの平面図、（ｂ）は同じく側面図である。

次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照して説明する。
本実施形態に係る液封式防振装置１０は、図１に示すように、例えば、自動車に備わる左後輪のサスペンション１を構成するサスペンションアーム２（振動入力体）と図示しない車体フレーム（車体）との間を連結するものである。液封式防振装置１０は、筒状を呈しており、筒の軸方向が上下方向となるように縦置き状態で配置される。なお、図１において、符号５はタイヤ、符号６はボールジョイント、符号７は車体側支持部材をそれぞれ示している。
本実施形態における前後方向、左右方向は、図１に示される液封式防振装置１０のサスペンション１に対する取付状態と一致する。また、本実施形態における上下方向は、図４等に示される上下方向と一致する。

図２〜図５に示されるように、液封式防振装置１０は、内筒１２、外筒１４、ゴム弾性体１６、中間スリーブ１５、一対のオリフィス形成部材２０、２０（図３，５参照）およびシールゴム層２５（図３，５参照）を備えて構成される。中間スリーブ１５は、内筒１２の径方向外側に設けられており、外筒１４は、中間スリーブ１５の径方向外側に設けられている。内筒１２と中間スリーブ１５とは、加硫接着手段によりゴム弾性体１６に固着される。中間スリーブ１５の外周には、シールゴム層２５が加硫成形されており、このシールゴム層２５を介して外筒１４が固着される。これにより、内筒１２と外筒１４とが弾性的に結合されている。
なお、以下の説明では、内筒１２、ゴム弾性体１６、中間スリーブ１５、および、一対のオリフィス形成部材２０、２０を一体的に組み付けてなるユニットを内筒側アッシーと称する場合がある。

内筒１２は、中心部に貫通孔１２ｃが形成された円筒体からなり、図示しない車体フレームに取り付けられる。
内筒１２の軸方向の寸法は、外筒１４の軸方向の寸法よりも大きく形成されている。図４，図５に示すように、内筒１２の両端部は、外筒１４の両端部から突出している。
内筒１２の軸方向に沿う中央部には、ストッパ部１３が形成されている。ストッパ部１３は、内筒１２の径方向外側（軸直角方向外側）に突出していて、湾曲状（断面半球状）を呈している。ストッパ部１３は、内筒１２の全周に亘って形成されている。ストッパ部１３は、被覆部１３ａで被覆されている。被覆部１３ａは、ゴム弾性体１６と一体であり、内筒１２と外筒１４との間に、径方向に過大な相対変位があった場合に、オリフィス形成部材２０（弾性体２３）との間に挟まれて衝撃を緩和する。

内筒１２の外周面には、図４，図５に示すように、縮径部１２ａが形成されている。縮径部１２ａは、ストッパ部１３の上下に設けられている。縮径部１２ａは、他の内筒１２の外周面に比べて径方向内側に窪んでおり、内筒１２の最小外径部になっている。縮径部１２ａには、ゴム弾性体１６の基端部１６ａが固着される。なお、縮径部１２ａは、ストッパ部１３の上端および下端に連続してストッパ部１３の上下に形成されている。

外筒１４は、内筒１２（中間スリーブ１５）の径方向外側に配置される。外筒１４は、内筒１２よりも薄肉に形成された円筒体からなり、図５に示すように、中間スリーブ１５の外周面およびオリフィス形成部材２０，２０の外周面を覆うように配置される。中間スリーブ１５と外筒１４、およびオリフィス形成部材２０，２０と外筒１４とは、シールゴム層２５により固着される。

中間スリーブ１５は、内筒１２の径方向外側に配置され、ゴム弾性体１６を介して内筒１２に連結されている。中間スリーブ１５は、図４に示すように、上側リング部１５ａと、下側リング部１５ｂと、上側リング部１５ａと下側リング部１５ｂとを接続する一対の接続部１５ｃ、１５ｃと、を有する。

上側リング部１５ａおよび下側リング部１５ｂは、それぞれ、シールゴム層２５の内周面の全周に亘って切れ目なく連続した円筒状に形成されている。また、図４に示すように、上側リング部１５ａの上端部１５ａ１は外筒１４の上端部１４ａよりも下側に位置し、下側リング部１５ｂの下端部１５ｂ１は外筒１４の下端部１４ｂよりも上側に位置する。これにより、上側リング部１５ａおよび下側リング部１５ｂの外周面は、外筒１４で側方から覆われている。
一組の接続部１５ｃ、１５ｃは、図４に示すように、上側リング部１５ａおよび下側リング部１５ｂよりも小径とされて内筒１２の軸方向に沿って延在し、かつ、図３に示すように、車体前後方向に対向して配置されている。

ゴム弾性体１６は、図３〜図５に示すように、内筒１２と中間スリーブ１５とを弾性的に連結している。ゴム弾性体１６は、図５に示すように、基端部１６ａと、隔壁部１６ｂと、突条部１６ｃと、仕切壁１６ｄと、を備えている。
基端部１６ａは、内筒１２の縮径部１２ａの外周面に加硫接着されている。隔壁部１６ｂは、液室Ｗの壁として機能し、図５に示すように、基端部１６ａから中間スリーブ１５に向けて延在している。隔壁部１６ｂの先端部１６ｂ１は、中間スリーブ１５の上側リング部１５ａの内面および下側リング部１５ｂの内面に加硫接着されている。上側の隔壁部１６ｂは、下側に凸となるように、下側の隔壁部１６ｂは、上側に凸となるように湾曲形成されている。
ここで、図５に示すように、隔壁部１６ｂの先端部１６ｂ１は、上側リング部１５ａに対して下端面１５ａ２および内周面１５ａ３の少なくとも下側部分に加硫接着される。なお、拡大して図示はしないが、図５に示すように、隔壁部１６ｂの先端部１６ｂ１は、下側リング部１５ｂの上端面１５ｂ２および内周面１５ｂ３の少なくとも上側部分に加硫接着される。

突条部１６ｃは、図４に示すように、ゴム弾性体１６の軸方向両端部（上端部および下端部）に突設されている。突条部１６ｃは、図４に示すように、車体前後方向に延在しており、内筒１２の外面と中間スリーブ１５の内面とに亘って形成されている。

また、突条部１６ｃは、図４に示すように、外筒１４の内側に配置される部分と、外筒１４の外側に配置される部分とを有している。外筒１４の外側に配置される部分は、外筒１４の開口端から突出形成され、内筒１２の縮径部１２ａに固着されている。つまり、突条部１６ｃのうち、内筒１２に隣接する部分が、外筒１４の開口端から突出している。

前記したように、内筒１２の両端部が外筒１４の両端部から突出していることで、内筒１２と外筒１４との間には、図４中破線で示すような三角形状のスペースＳが形成されている。突条部１６ｃは、このスペースＳを利用して、外筒１４の開口端から突出している。

また、突条部１６ｃの車体左右方向の幅Ｌ１１は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、平面視および側面視で内筒１２の外径Ｌ２２よりも小さく（幅狭に）形成されている。これにより、突条部１６ｃの幅を内筒１２の外径Ｌ２２よりも大きく形成した場合に比べて、軸直角方向の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力に対し、隔壁部１６ｂの伸び代が確保されている。

仕切壁１６ｄは、図３，図６（ｂ）に示すように、上下の隔壁部１６ｂ，１６ｂの間の空間を２つに仕切るものであり、内筒１２の前後に形成されている。仕切壁１６ｄは、図３に示すように、内筒１２から中間スリーブ１５の接続部１５ｃに亘って形成されている。仕切壁１６ｄの左右の空間（嵌入凹部１９，１９）には、図６（ａ）に示すように、オリフィス形成部材２０，２０が配置され、これにより、仕切壁１６ｄの左右に液室Ｗ，Ｗが形成される。仕切壁１６ｄの車体前後方向の両端部には、係合凹部１６ｅが形成されている（図６（ｂ）参照）。

各液室Ｗは、図３に示すように、水平断面において、ゴム弾性体１６（仕切壁１６ｄ、被覆部１３ａ）と、オリフィス形成部材２０に被覆された弾性体２３と、で囲われている。また、各液室Ｗは、図５に示すように、車体左右方向の鉛直断面において、ゴム弾性体１６（被覆部１３ａ、連結部１８、隔壁部１６ｂ）と、オリフィス形成部材２０の上端面２０ａ，下端面２０ｂおよび弾性体２３と、で囲われている。
各液室Ｗには、非圧縮性流体が封入される。

以上のようなゴム弾性体１６は、例えば、図示しない金型内にセットされた内筒１２と中間スリーブ１５との間に溶融ゴムを注入することで形成される。

シールゴム層２５は、外筒１４の内周面に沿って薄肉で連続して形成され、外筒１４の内周面に加硫接着される。シールゴム層２５は、中間スリーブ１５の外周面と外筒１４の内周面との間に介装されて両者の間をシールする。

一対のオリフィス形成部材２０、２０は、樹脂製材料でそれぞれ同一形状に形成される。各オリフィス形成部材２０は、図６（ａ）の内筒側アッシーにおいてその一部を示すように、周方向に略半円状を呈している。オリフィス形成部材２０の両端には、図６（ａ）に示すように、仕切壁１６ｄの係合凹部１６ｅ（図６（ｂ）参照）と係合する係合凸部２２が設けられている。

図６（ａ）に示すように、オリフィス形成部材２０の外周面には、内筒１２の軸方向と平行に延在する縦溝（開口部）２６ａと、溝幅が幅狭で深さが浅い溝からなり周方向に沿って延在するオリフィス通路２６ｂとが形成されている。縦溝２６ａは、オリフィス通路２６ｂの一部に開口している。

オリフィス形成部材２０は、図５に示すように、内壁として、ストッパ部１３に対向する断面略台形状の受け部２１を備えている。受け部２１は、ストッパ部１３に対向する受け面２１ａと、受け面２１ａの上側に連続する上面２１ｂと受け面２１ａの下側に連続する下面２１ｃと、上面２１ｂに連続する上端面２０ａと、下面２１ｃに連続する下端面２０ｂと、を備えて構成されている。

一方の液室Ｗと他方の液室Ｗとは、一対のオリフィス形成部材２０、２０と、ゴム弾性体１６に形成された連通路１６ｆ（図３参照）とを介して連通している。すなわち、一方のオリフィス形成部材２０と他方のオリフィス形成部材２０とは、連通路１６ｆを介してオリフィス通路２６ｂ，２６ｂ同士が互いに連通するように装着される。この結果、一対の液室Ｗ，Ｗ内に封入された非圧縮性流体は、一対のオリフィス形成部材２０、２０を介して一対の液室Ｗ，Ｗ間を相互に流動可能となっている。

本実施形態に係る液封式防振装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
液封式防振装置１０は、図１に示すように、内筒１２の軸方向が上下方向となり、かつ、突条部１６ｃ，１６ｃの延出方向が車体前後方向となるように、サスペンション１のサスペンションアーム２に取り付けられる。つまり、内筒１２の前後に突条部１６ｃ，１６ｃが位置するようにサスペンションアーム２に取り付けられる。

サスペンションアーム２を介してタイヤ５から液封式防振装置１０に対して左右方向の振動（荷重）が付与されると、ゴム弾性体１６が弾性変形する。この弾性変形により一方の液室Ｗと他方の液室Ｗとの間で差圧（液圧差）が発生し、一方の液室Ｗと他方の液室Ｗとの間でオリフィス通路２６ｂを通じて非圧縮性流体が流動する。この非圧縮性流体のオリフィス通路２６ｂの流動によって共振作用が発生し、共振作用に基づいて防振効果が発揮される。つまり、非圧縮性流体がオリフィス通路２６ｂを流動することで減衰作用が発生し、振動が吸収される。同時に、ゴム弾性体１６によるばね特性に基づいて防振効果が発生する。このようなばね特性による防振効果と共振作用による防振効果とが相乗した防振効果が得られる。この場合、弾性変形する部分は、車体左右方向の隔壁部１６ｂ，１６ｂであり、隔壁部１６ｂ，１６ｂの弾性変形を車体前後方向に配置された突条部１６ｃが妨げることがない。

また、サスペンションアーム２を介してタイヤ５から液封式防振装置１０に対して上下方向の振動（荷重）が付与されると、ゴム弾性体１６が軸方向に弾性変形する。この場合、突条部１６ｃによるばね特性により、剛性が高まる。

また、例えば、車両がカーブ等の曲線路を走行する際、駆動による前後方向の力と遠心力に対抗する路面からの左右方向の摩擦力とによってこじり方向の荷重が入力される（図５参照）。このこじり方向の荷重が入力されると、内筒１２が図５の矢印方向に沿って揺動する。これにより、内筒１２と外筒１４との間に介装されたゴム弾性体１６の隔壁部１６ｂが左右方向に弾性変形する。この場合、弾性変形する部分は、左右方向の隔壁部１６ｂ，１６ｂであり、隔壁部１６ｂ，１６ｂの弾性変形を前後方向の突条部１６ｃが妨げることがない。

以上説明した本実施形態の液封式防振装置１０によれば、内筒１２の軸方向の両端部が外筒１４の軸方向の両端部から突出するように配置されているので、突条部１６ｃを、内筒１２の軸方向の両端部周りに好適に接続することができる。したがって、内筒１２の軸方向の両端部周りのスペースＳ（図４参照）を利用して、突条部１６ｃを容易に形成することができる。

突条部１６ｃを形成したことにより、軸方向のバネ値が向上される。
また、突条部１６ｃは、車体前後方向に延在して形成されているので、車体左右方向の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力によるゴム弾性体１６の弾性変形を妨げない。したがって、本実施形態の液封式防振装置１０によれば、ゴム弾性体１６の弾性変形に影響を及ぼすことなく軸方向のバネ値を向上させることができる。

また、突条部１６ｃが、仕切壁１６ｄの上下に配置されているので、車体左右方向の荷重の入力およびこじり方向の荷重の入力に対して、ゴム弾性体１６の弾性変形を妨げない位置に、容易かつ的確に形成することができる。

また、突条部１６ｃの幅Ｌ１１が内筒１２の外径Ｌ２２よりも小さいので、突条部１６ｃの幅Ｌ１１を内筒１２の外径Ｌ２２よりも大きくした場合に比べて、車体左右方向およびこじり方向の荷重の入力に対し、ゴム弾性体１６の伸び代が確保される。これにより、耐久性を向上させることができる。
なお、突条部１６ｃの幅Ｌ１１は、内筒１２の外径Ｌ２２以下であればよい。

また、内筒１２は、中心軸が上下方向となるように配置されているので、軸直角方向（車体左右方向）の荷重の入力、およびこじり方向の荷重の入力に対するゴム弾性体１６の弾性変形が妨げられず、ゴム弾性体１６の弾性変形に影響を及ぼすことなく軸方向のバネ値を好適に向上させることができる。

１０ 液封式防振装置
１２ 内筒
１４ 外筒
１６ ゴム弾性体
１６ｃ 突条部
１６ｄ 仕切壁
Ｌ１１ 突条部の車体左右方向の幅（内筒の径方向における突条部の幅）
Ｌ２２ 内筒の外径
Ｗ 液室

Claims (2)

1. 内筒と、
   前記内筒の外径側に配置された外筒と、
   前記内筒と前記外筒との間に介装されるゴム弾性体と、を備え、振動入力体と車体との間に配置される液封式防振装置であって、
   前記内筒の軸方向の寸法は、前記外筒の軸方向の寸法よりも大きく、前記内筒の軸方向の両端部が、前記外筒の軸方向の両端部から突出するように配置されており、
   前記ゴム弾性体の軸方向両端部には、車体前後方向に延在する突条部が突設されており、
   前記突条部は前記外筒の開口端から突出しており、
   前記突条部は、前記突条部の左右方向の延在部分が前記外筒まで達せず、かつ、前記突条部の前後方向の延在部分が前記外筒に達しており、
   前記内筒の外周面には、径方向内側に窪む縮径部が形成されており、
   前記縮径部には、少なくとも前記突条部の径方向内側部分が固着されており、
   さらに、前記縮径部は、前記外筒の開口端から突出する位置まで形成されており、
   前記内筒の径方向両側に形成される一対の液室と、前記一対の液室の間を仕切る仕切壁と、を備え、
   前記突条部は、前記仕切壁の軸方向延長上に配置されていることを特徴とする液封式防振装置。
2. 前記内筒の径方向における前記突条部の幅は、前記内筒の外径以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の液封式防振装置。

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