JP6422179B2

JP6422179B2 - 液体封入ブッシュ

Info

Publication number: JP6422179B2
Application number: JP2014205039A
Authority: JP
Inventors: 小島　宏; 宏小島; 徹荏原
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2034-10-03
Also published as: EP3203107A4; US20170299011A1; JP2016075320A; WO2016051956A1; US10107354B2; CN107076254A; EP3203107B1; CN107076254B; EP3203107A1

Description

本発明は、液体封入ブッシュに関する。

従来、液体封入ブッシュとして、例えば下記特許文献１に示されるような、振動発生源および振動受部の一方に連結される内筒体と、この内筒体を囲むよう配置されて前記振動発生源および振動受部の他方に連結される外筒体と、この外筒体と前記内筒体との間に介装されて前記外筒体と内筒体とを互いに連結する弾性体と、この弾性体内の前記内筒体を挟む振動入力方向両側位置に画成されて液体が封入された一対の液室と、この一対の液室を互いに連通するオリフィスとを備えた構成が知られている。

特開平７−２６９６４１号公報

ところで、前記従来の液体封入ブッシュでは、自動車用として用いられる場合、例えば内筒体がサスペンションブッシュおよびエンジンマウントの一方に連結され、外筒体が他方に連結される。
しかしながら、前記液体封入ブッシュにあっては、このようにして自動車用などとして用いられる場合、例えば乗り心地性や操縦安定性の向上など、高性能化を図ることに改善の余地があった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、主たる振動の入力方向とこの方向に直交する方向とのバネ定数の差を大きくすることにより、例えば乗り心地性や操縦安定性の向上など、高性能化を図った液体封入ブッシュを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の液体封入ブッシュは、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される内筒、および前記内筒の径方向外側に配設されて他方に連結される外部材を備え、前記外部材は、前記内筒との間に一対の液室を画成し、かつこれら一対の液室同士を互いに連通するオリフィス通路が形成されたオリフィス部を備え、前記オリフィス部と前記内筒とを弾性的に連結する弾性体を備え、前記一対の液室は、前記内筒と前記オリフィス部との間において、前記内筒の中心軸を径方向に挟む両側に各別に配置された液体封入ブッシュであって、前記内筒には、径方向の外側に向けて突出して前記弾性体に嵌り込む第１突出部が形成されるとともに、前記オリフィス部には、径方向の内側に向けて突出して前記弾性体に嵌り込む第２突出部が形成され、前記第１突出部および前記第２突出部は、周方向で隣り合う前記一対の液室同士の間の双方に、周方向の位置を互いに一致させ、かつ前記中心軸方向の位置を互いに異ならせて配置され、前記弾性体は、周方向で隣り合う前記一対の液室同士の間において、前記オリフィス部のうち、前記第２突出部が位置する周方向に沿う部分と、この部分に対向する前記内筒と、の間を中実な状態で弾性的に連結していることを特徴とする。

この発明では、内筒に第１突出部が形成され、オリフィス部に第２突出部が形成されているので、内筒の中心軸線に沿う軸方向のばね定数が高められ、このばね定数と径方向のばね定数との差を大きくすることが可能になる。よって、主たる振動の入力方向とこの方向に直交する方向とのバネ定数の差を大きくすることができるため、本発明の液体封入ブッシュを自動車用などとして用いた場合に、良好な乗り心地性と優れた操縦安定性との双方を具備させるなど、高性能化を容易に図ることができる。
しかも、第１突出部および第２突出部が、周方向で隣り合う前記一対の液室同士の間の双方に配置されているので、内筒および外部材が相対的に前記中心軸方向に変位したときに、内筒および外部材を相対的に前記中心軸方向に沿って偏ることなく真っ直ぐ変位させ易くなり、前記中心軸方向の振動を効果的に減衰、吸収することができる。

また、前記第１突出部および前記第２突出部は、前記弾性体を挟んで前記中心軸方向に互いに対向してもよい。
この場合、内筒および外部材が相対的に前記中心軸方向に変位したときに、内筒の中心軸線に沿う軸方向のばね定数がより高められる。

また、前記第１突出部および前記第２突出部のうちのいずれか一方は、前記中心軸方向に間隔をあけて２つ形成され、かつこれらの間に他方が配設されていてもよい。
この場合、内筒および外部材が相対的に前記軸方向に変位したときに、内筒の中心軸線に沿う軸方向の双方のばね定数がより高められる。

また、前記オリフィス部は前記内筒を囲繞する筒状に形成され、前記弾性体は、前記オリフィス部の内周面のうち、前記第２突出部が位置する周方向に沿う部分と、該部分に対向する前記内筒の外周面とを弾性的に連結していてもよい。
この場合、例えば、オリフィス部のうち、第２突出部が位置する周方向に沿う部分、あるいは、内筒のうち、第１突出部が位置する周方向に沿う部分における厚さ等を適宜に変更することにより、前記部分に位置する弾性体の厚さが相対的に変更されることとなる。したがって、径方向のうち、一対の液室が互いに対向する向きに直交する方向のばね定数を、弾性体の材質を変更せずに変えることが可能になり、前記直交する方向のばね定数を容易に調整することができる。

本発明に係る液体封入ブッシュによれば、主たる振動の入力方向とこの方向に直交する方向とのバネ比を大きくすることにより、乗り心地性や操縦安定性などについての高性能化を図ることができる。

本発明に係る一実施形態として示した液体封入ブッシュの軸線方向の中央部における横断面図である。図１に示す液体封入ブッシュのＡ−Ａ線矢視縦断面図である。図１に示す液体封入ブッシュのＢ−Ｂ線矢視縦断面図である。

以下、本発明に係る液体封入ブッシュの実施の形態について、図１から図３を参照しながら説明する。なお、図１は本発明に係る一実施形態として示した液体封入ブッシュの軸線方向の中央部における横断面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視縦断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線矢視縦断面図である。また、図１は、図２、図３におけるＣ−Ｃ線矢視横断面図である。

図１〜図３に示す本実施形態の液体封入ブッシュ１は、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される内筒１１、および内筒１１の径方向外側に配設されて他方に連結される筒状の外部材１２と、外部材１２に備えられたオリフィス部１３と内筒１１とを弾性的に連結する弾性体１４と、を備えている。

なお、液体封入ブッシュ１は、例えば自動車用のサスペンションブッシュやエンジンマウント、あるいは工場に設置される産業機械のマウント等として用いられる。
内筒１１および外部材１２は共通軸と同軸に配置されている。以下、この共通軸を軸線Ｏという。また、軸線Ｏ方向から見た平面視において、軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

内筒１１は、円筒状体とされ、軸線Ｏ方向の中間部分に、径方向の外側に向けて突出する第１突出部１１ａが全周にわたって突設されている。この第１突出部１１ａは、後述する弾性体１４に対して嵌り込んだ状態、本実施形態ではめり込んだ状態に配置されている。なお、内筒１１の内径は、軸線Ｏ方向の全長にわたって同等になっている。

弾性体１４は、ゴム材料により円筒状に形成されたもので、円環状に形成されるとともに、内周面が内筒１１の外周面に連結される端環部１６と、内筒１１の外周面を覆い、かつ上下一対の前記端環部１６同士を連結する介装部１７と、を備えている。この弾性体１４は、端環部１６および介装部１７の各内周面が内筒１１の外周面に、軸線Ｏ方向の両端部を除く全域にわたって加硫接着されている。

また、弾性体１４における、軸線Ｏ方向の両端部、すなわち上下一対の端環部１６に、軸線Ｏ方向の外側に開口し、かつ周方向に延びる環状の切欠溝１８が各別に形成されている。これら切欠溝１８が形成されたことにより、弾性体１４の柔軟性が高められ、液体封入ブッシュ１のばね定数が設定された適宜な値となるように調整されている。

外部材１２は、内筒１１の径方向外側に配設されて内筒１１を囲繞したもので、上下一対の環板１９と、これら環板１９、１９間に配設された筒状のオリフィス部１３と、環板１９、１９およびオリフィス部１３を一体に径方向の外側から囲繞する外郭筒２２と、を備えている。外部材１２は、図１に示すように内筒１１との間に一対の液室２３、２３を画成している。

図２に示すように環板１９は、弾性体１４の端環部１６において、切欠溝１８より径方向外側に位置する部分に埋設されている。環板１９にも、弾性体１４が加硫接着されている。
オリフィス部１３は、内筒１１を囲繞する円筒状のもので、合成樹脂材料等によって形成されたものであり、前記一対の液室２３、２３同士を互いに連通するオリフィス通路２４を形成している。

図１に示すように一対の液室２３、２３は、内筒１１とオリフィス部１３との間において、内筒１１の軸線Ｏを径方向に挟む両側に各別に配置されており、液体が封入（充填）されている。オリフィス部１３には、図２に示すように一方の液室２３内に開口する第１開口２５ａと、この第１開口２５ａに連通する第１連通路２５ｂと、他方の液室２３内に開口する第２開口２６ａと、この第２開口２６ａに連通する第２連通路２６ｂと、図３に示すように第１連通路２５ｂと第２連通路２６ｂとが合流する合流路２７と、が形成されている。なお、第１連通路２５ｂ、第２連通路２６ｂ、および合流路２７は、オリフィス部１３の外周面に形成された溝部が、前記外部材１２の外郭筒２２によって径方向外側から覆われることにより、オリフィス部１３と外郭筒２２とによって画成されている。

これら第１開口２５ａ、第１連通路２５ｂ、第２開口２６ａ、第２連通路２６ｂ、および合流路２７により、一対の液室２３、２３同士を互いに連通するオリフィス通路２４が形成されている。すなわち、一方の液室２３内の液体は、第１開口２５ａ、第１連通路２５ｂ、合流路２７、第２連通路２６ｂ、第２開口２６ａをこの順に流れることで、他方の液室２３に流入できるようになっている。また、他方の液室２３内の液体は、前記の流れとは逆に流れることで、一方の液室２３に流入できるようになっている。

また、オリフィス部１３には、図１に示すように周方向で隣り合う前記一対の液室２３、２３同士の間の双方に、第２突出部２８が形成されている。第２突出部２８は、径方向内方に向かって突出し、かつ周方向に延びて形成されたもので、オリフィス部１３のうち、一対の液室２３、２３を画成する部分を除く全域にわたって形成されている。これら第２突出部２８は、前記内筒１１の第１突出部１１ａと周方向の位置が互いに一致して、すなわち周方向において互いに重なって配置されている。

また、第２突出部２８は、図３に示すように前記第１突出部１１ａに対して、軸線Ｏ方向での位置が互いに異なって配置されている。本実施形態では、第２突出部２８は一対の液室２３、２３同士の間の双方にて、軸線Ｏ方向に間隔をあけて２つずつ形成されている。そして、周方向において同じ側に位置する２つの第２突出部２８は、第１突出部１１ａに対して軸線Ｏ方向外側に配置されている。したがって、第１突出部１１ａは２つの第２突出部２８、２８同士の間に配設されている。

また、第２突出部２８は、第１突出部１１ａと同様に、弾性体１４に対して嵌り込んだ状態、本実施形態ではめり込んだ状態に形成配置されている。本実施形態では、周方向において同じ側に位置する２つの第２突出部２８は、第１突出部１１ａに対して弾性体１４を挟んで軸線Ｏ方向に対向して配置されている。すなわち、第１突出部１１ａおよび第２突出部２８は、弾性体１４を挟んで軸線Ｏ方向に互いに対向しており、したがって軸線Ｏ方向の外側から見て、第１突出部１１ａと第２突出部２８とは互いの先端側の一部が重なって配置されている。なお、図１中に破線で示す符号１４ａは、図３中において第２突出部２８に対向し、該第２突出部２８が嵌り込んだ箇所における弾性体１４の内周面１４ａを示している。

ここで、弾性体１４は、オリフィス部１３の内周面のうち、図１に示すように第２突出部２８が位置する周方向に沿う部分２８ａと、該部分２８ａに対向する内筒１１の外周面との間を隙間無く中実な状態で弾性的に連結している。すなわち、弾性体１４は、図３に示すように軸線Ｏ方向に間隔をあけて配置された２つの第２突出部２８、２８間における前記部分２８ａと、２つの第２突出部２８、２８同士の間に配設された内筒１１の第１突出部１１ａの外周面とにそれぞれ当接して、これらの間を弾性的に連結している。

外郭筒２２は、弾性体１４の端環部１６に対してかしめにより一体的に固定された筒状のもので、端環部１６を介して環板１９、１９に一体的に形成されている。そして、前述したようにオリフィス部１３を囲繞してその外周面を液密に覆うことにより、外郭筒２２はオリフィス部１３とともに第１連通路２５ｂ、第２連通路２６ｂ、合流路２７をそれぞれ画成している。また、外郭筒２２は、オリフィス部１３を介して弾性体１４に外嵌することにより、弾性体１４を介して内筒１１に弾性的に連結されている。

このような構成からなる液体封入ブッシュ１は、自動車用として用いられる場合、例えば内筒１１が振動発生部としてのエンジンマウントと振動受部としてのサスペンションブッシュとの一方に連結され、外部材１２が他方に連結される。
そして、例えば主たる振動の入力方向として内筒１１と外部材１２との間において軸線Ｏ方向に振動が加わり、内筒１１と外部材１２とが相対的に軸線Ｏ方向に変位すると、内筒１１に第１突出部１１ａが形成され、オリフィス部１３に第２突出部２８が形成されているので、これら第１突出部１１ａ、第２突出部２８が弾性体１４を偏り少なく均等に弾性変形させる。すると、弾性体１４による弾性復帰力が発現することにより、軸線Ｏ方向において比較的大きなばね力が得られる。

また、周方向で隣り合う一対の液室２３、２３同士の間の双方に第１突出部１１ａおよび第２突出部２８がそれぞれ配置されているので、内筒１１および外部材１２が相対的に軸線Ｏ方向に沿って偏ることなく真っ直ぐ変位し易くなる。これにより、軸線Ｏ方向の振動が効果的に減衰され、吸収される。

したがって、本実施形態の液体封入ブッシュ１によれば、内筒１１の中心軸線に沿う軸線Ｏ方向のばね定数が高められ、このばね定数と径方向のばね定数との差を大きくすることができる。よって、主たる振動の入力方向とこの方向に直交する方向とのバネ定数の差を大きくすることができるため、本実施形態の液体封入ブッシュ１を自動車用などとして用いた場合に、良好な乗り心地性と優れた操縦安定性との双方を具備させるなど、高性能化を容易に図ることができる。

また、第１突出部１１ａおよび第２突出部２８を、弾性体１４を挟んで軸線Ｏ方向に互いに対向させているので、内筒１１および外部材１２が相対的に軸線Ｏ方向に変位したときに、軸線Ｏ方向の振動をより効果的に減衰させ、吸収することができる。すなわち、第１突出部１１ａおよび第２突出部２８のうちの一方の変位による応力が、弾性体１４からの反力だけでなく、弾性体１４を介して第１突出部１１ａおよび第２突出部２８のうちの他方からの反力も受けることにより、軸線Ｏ方向の振動をより効果的に減衰させることができる。したがって、内筒１１の中心軸線に沿う軸線Ｏ方向のばね定数をより高めることができる。

また、第２突出部２８を軸線Ｏ方向に間隔をあけて２つ形成し、第１突出部１１ａをこれら２つの第２突出部２８、２８同士の間に配設しているので、内筒１１および外部材１２が相対的に軸線Ｏ方向に変位したときに、軸線Ｏ方向の振動をより一層効果的に減衰、吸収することができる。すなわち、例えば第１突出部１１ａが相対的に軸線Ｏ方向に変位したとき、軸線Ｏ方向のいずれの側に相対変位しても第２突出部２８からの反力を受けるため、軸線Ｏ方向の振動をより効果的に減衰させることができる。したがって、内筒１１の中心軸線に沿う軸線Ｏ方向のばね定数をさらに高めることができる。

また、内筒１１を囲繞するようにオリフィス部１３を筒状に形成し、オリフィス部１３の内周面のうち、第２突出部２８が位置する周方向に沿う部分２８ａと、該部分２８ａに対向する内筒１１の第１突出部１１ａの外周面との間を弾性体１４によって弾性的に連結しているので、例えば、オリフィス部１３のうち、第２突出部２８が位置する周方向に沿う部分、あるいは、内筒１１のうち、第１突出部１１ａが位置する周方向に沿う部分における厚さ等を適宜に変更することにより、該部分に位置する弾性体１４の厚さが相対的に変更されることとなる。したがって、径方向のうち、一対の液室２３、２３が互いに対向する向きに直交する方向のばね定数を、弾性体１４の材質を変更せずに変えることが可能になり、前記直交する方向のばね定数を容易に調整することができる。よって、主たる振動の入力方向とこの方向に直交する方向とのバネ定数の差を大きくすることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では周方向で隣り合う一対の液室２３、２３同士の間の双方に、それぞれ第２突出部２８を２つ形成したが、液室２３、２３同士の間の双方に第２突出部２８を一つずつ形成するようにしてもよい。
また、このように第２突出部２８を一つずつ形成した場合に、該第２突出部２８に対して軸線Ｏ方向に間隔をあけて、第１突出部１１ａを２つずつ形成してもよい。

また、前記実施形態では、第１突出部１１ａを弾性体１４に対してめり込んだ状態に配置し、第２突出部２８も弾性体１４に対してめり込んだ状態に形成配置したことにより、第１突出部１１ａや第２突出部２８によって弾性体１４を無負荷な状態で圧縮変形させているが、本発明はこのような形態に限定されることなく、第１突出部１１ａや第２突出部２８が弾性体１４に嵌り込んでいればよい。すなわち、弾性体１４に凹部が形成されており、第１突出部１１ａや第２突出部２８が前記凹部に嵌り込んでいてもよい。その場合に、前記凹部が第１突出部１１ａや第２突出部２８より小さく形成されており、したがって第１突出部１１ａや第２突出部２８が該記凹部に嵌り込むことにより、弾性体１４が無負荷な状態で圧縮変形させられるようにしてもよい。また、前記凹部が第１突出部１１ａや第２突出部２８と同じか大きく形成されており、したがって第１突出部１１ａや第２突出部２８が該凹部に嵌り込むことにより、弾性体１４が無負荷の状態で圧縮変形させられないようにしてもよい。

また、前記実施形態では第１突出部１１ａおよび第２突出部２８を、弾性体１４を挟んで軸線Ｏ方向に互いに対向させ、すなわち軸線Ｏ方向の外側から見て第１突出部１１ａと第２突出部２８とが互いに重なるように配設したが、周方向の位置が互いに一致していれば、このように互いの先端側が重なることなく、したがって互いに対向することなく配設してもよい。

また、本発明に係る液体封入ブッシュは、自動車のエンジンマウントへの使用に限定されるものではなく、エンジンマウント以外に適用することも可能である。例えば、建設機械に搭載された発電機のマウントにも適用することも可能であり、あるいは、工場等に設置される機械のマウントにも適用することも可能である。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…液体封入ブッシュ、１１…内筒、１１ａ…第１突出部、１２…外部材、１３…オリフィス部、１４…弾性体、２３…液室、２４…オリフィス通路、２８…第２突出部、２８ａ…部分、Ｏ…軸線

Claims

振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される内筒、および前記内筒の径方向外側に配設されて他方に連結される外部材を備え、
前記外部材は、前記内筒との間に一対の液室を画成し、かつこれら一対の液室同士を互いに連通するオリフィス通路が形成されたオリフィス部を備え、
前記オリフィス部と前記内筒とを弾性的に連結する弾性体を備え、
前記一対の液室は、前記内筒と前記オリフィス部との間において、前記内筒の中心軸を径方向に挟む両側に各別に配置された液体封入ブッシュであって、
前記内筒には、径方向の外側に向けて突出して前記弾性体に嵌り込む第１突出部が形成されるとともに、前記オリフィス部には、径方向の内側に向けて突出して前記弾性体に嵌り込む第２突出部が形成され、
前記第１突出部および前記第２突出部は、周方向で隣り合う前記一対の液室同士の間の双方に、周方向の位置を互いに一致させ、かつ前記中心軸方向の位置を互いに異ならせて配置され、
前記弾性体は、周方向で隣り合う前記一対の液室同士の間において、前記オリフィス部のうち、前記第２突出部が位置する周方向に沿う部分と、この部分に対向する前記内筒と、の間を中実な状態で弾性的に連結していることを特徴とする液体封入ブッシュ。
前記第１突出部および前記第２突出部は、前記弾性体を挟んで前記中心軸方向に互いに対向していることを特徴とする請求項１記載の液体封入ブッシュ。
前記第１突出部および前記第２突出部のうちのいずれか一方は、前記中心軸方向に間隔をあけて２つ形成され、かつこれらの間に他方が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体封入ブッシュ。
前記オリフィス部は前記内筒を囲繞する筒状に形成され、
前記弾性体は、前記オリフィス部の内周面のうち、前記第２突出部が位置する周方向に沿う部分と、該部分に対向する前記内筒の外周面とを弾性的に連結していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体封入ブッシュ。