JP6710140B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、内筒と外筒との間にゴム弾性体が介設された防振装置に関する。

従来、この種の防振装置としては、自動車のエンジンマウント等に組み込まれるものが知られている。この防振装置は、内筒と、その内筒の外径側に離間配置された外筒と、内筒と外筒とを相互に弾性的に連結するゴム弾性体と、を備えて構成されている。

近年、自動車の軽量化に伴い、防振装置に樹脂部材を採用することが検討されている。例えば、特許文献１の防振装置では、樹脂製の外筒を採用している。この防振装置の外筒は、厚みが厚くなる部分と厚みが薄くなる部分とを備えて構成されている。
この種の防振装置では、一般に、内筒と外筒との間に未加硫状態のゴム弾性体を注入し、注入後にゴム弾性体に対して加硫を行っている。この加硫によってゴム弾性体が内筒と外筒との間に接着する。

従来の防振装置では、加硫接着後にゴム弾性体の径方向に引張応力が残留するおそれがある。このため、耐久性に課題があった。この点、金属製の外筒を採用した防振装置では、加硫接着後のゴム弾性体に対して圧縮力を付与することで、加硫接着後にゴム弾性体に残留する引張応力を低減あるいは除去している。圧縮力の付与は、外筒に絞り加工を施して外筒を縮径することで行われる。

特開２００２−２７６７１４号公報

しかしながら、樹脂製の外筒を採用した防振装置では、金属製の外筒のように絞り加工を施して外筒を縮径することができない。以上のような背景から、樹脂製の外筒を採用した防振装置において、加硫接着後にゴム弾性体に残留する引張応力を低減あるいは除去して耐久性を向上させる必要がある。
また、従来の防振装置の外筒は、厚みが厚くなる部分でボイドが発生するおそれがあった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、ゴム弾性体の耐久性の向上を図りつつ、外筒におけるボイド等の発生を抑制することができる防振装置を提供することを課題とする。

このような課題を解決する本発明の防振装置は、内筒と、前記内筒の径方向外側に配置された樹脂製の外筒と、前記内筒と前記外筒とを連結するゴム弾性体と、を備えている。前記外筒は、被取付部材に形成された挿着穴に圧入される圧入部と、前記圧入部に連続してテーパー状に縮径された絞り部と、前記絞り部の小径側端部から、前記被取付部材に圧入される圧入方向に向けて延在する筒部と、を備えている。前記筒部は、前記筒部の軸方向に突出する突出部を備えている。前記突出部は、前記筒部の径方向に一対形成されている。

このような防振装置によれば、筒部における一対の突出部の存在により、ゴム弾性体のばね力を高くすることができる。これにより、防振装置に入力される荷重を好適に吸収することができる。一方、筒部に一対の突出部を形成することにより、筒部には一対の突出部と相対的に筒部の軸方向に凹む一対の凹形状部が形成される。したがって、筒部の各凹形状部において、ゴム弾性体は、従来のように、内筒と外筒との間に挟まれて接着されることがない。つまり、筒部の各凹形状部に配置されるゴム弾性体は、内筒と外筒との両方から拘束されることがなく、残留応力が発生し難い。したがって、筒部の各凹形状部に配置されるゴム弾性体が大きく変位するような荷重が入力された場合にも、残留応力が影響し難くなっている。これにより、ゴム弾性体の耐久性の向上を図ることができる。
なお、筒部は、防振装置が可動した際に応力のかかりやすい部分である。したがって、この部分を残留応力の発生し難い構造とした本発明の防振装置は、性能の向上および耐久性の向上を図る上で効果的である。

また、前記した防振装置において、前記外筒は、前記外筒の径方向に凹む凹部を備えている。このように構成した防振装置では、外筒の強度を向上させることができる。また、この防振装置では、強度の向上を図るために外筒を肉厚に形成した場合に比べて、外筒の肉厚を略均一に形成することができる。したがって、成形後の樹脂収縮も略一定となり、ヒケやボイドの発生を抑制することができる。

本発明によれば、ゴム弾性体の耐久性の向上を図りつつ、外筒におけるボイド等の発生を抑制することができる防振装置が得られる。

本発明の一実施形態に係る防振装置を示す斜視図である。 （ａ）は防振装置の側面図、（ｂ）は防振装置の下面図である。 （ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図２（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 外筒を示す斜視図である。 （ａ）は外筒の側面図、（ｂ）は外筒の下面図である。 （ａ）は図６（ｂ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｂ）は図６（ｂ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 被取付部材の挿着穴に防振装置を組み付けた状態を示す断面図である。

以下、本発明に係る防振装置の実施形態について適宜図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、防振装置について「前後」「上下」「左右」を言うときは、図１に示した方向を基準とする。左右方向と前後方向は同一平面上に垂直で交わっており、上下方向は左右・前後方向に対して鉛直に交わっているものとする。この場合、防振装置について示した「前後」の方向は、自動車の車体に対する前後方向とは必ずしも一致するものではない。
本実施形態に係る防振装置１０は、例えば、自動車に備わる図示しないエンジン等の振動源側とフレーム等の車体側との間に介設されるものである。

［防振装置の概略構成］
図１に示すように、防振装置１０は、内筒１１、外筒１２およびゴム弾性体１３を備えて構成されている。防振装置１０は、後述する被取付部材５０（ホルダー、図８参照、以下同じ）の挿着穴５１（図８参照、以下同じ）に対して圧入により組み付けられる。

［内筒］
内筒１１は、所定の肉厚を有する金属製の円筒状部材である。内筒１１は、防振装置１０の中心部に配置されている。内筒１１は、軸方向に沿って形成された貫通孔１１ａを有している。内筒１１の外形寸法は、軸方向の上端から下端まで一定である（図３（ａ）（ｂ）参照）。内筒１１の軸方向の寸法は、外筒１２の軸方向の寸法より大きい。図２（ａ）に示すように、内筒１１の両端部は、外筒１２の両端部から突出している。内筒１１は、貫通孔１１ａに挿通される図示しないボルト等を介してフレーム等の車体側に固定される。

［外筒の概略構成および被取付部材の構成］
外筒１２は、内筒１１よりも薄肉の樹脂製の円筒状部材である。外筒１２は、例えば、インジェクション成形により形成されるインジェクション成形品である。外筒１２は、図３（ａ），図４に示すように、内筒１１の径方向外側に離間して配置されており、防振装置１０の外殻を構成している。つまり、外筒１２の内側に内筒１１が配置されている。
外筒１２は、図５，図６（ａ），図７（ａ）（ｂ）に示すように、圧入部１４と、圧入部１４の上端に連続する絞り部１５と、絞り部１５の上端に連続する筒部１６と、を備えて構成されている。外筒１２は、図５，図６（ａ）に示すように、外筒１２の径方向に凹む凹部２１〜２３を備えている。凹部２１〜２３は、外筒１２の外周面の左面側および右面側において径方向内側へ設けられている。凹部２１〜２３は、圧入部１４、絞り部１５および筒部１６に亘って複数設けられている。なお、図５および図６（ａ）では、右面側の凹部２１〜２３を示している。凹部２１〜２３の詳細は後述する。

ここで、図８に示すように、被取付部材５０（ホルダー）は、挿着穴５１を備えている。この挿着穴５１は、円筒状の内面５１ａを備えている。内面５１ａには、防振装置１０の外筒１２が圧入される。

［外筒の圧入部］
圧入部１４は、被取付部材５０（ホルダー）の挿着穴５１に圧入される部位である。圧入部１４は筒部１６に対して大きい大径部となっている。圧入部１４の外形寸法は、図６（ａ），図７（ａ）に示すように、軸方向の上端から下端まで一定に設定されている。圧入部１４の上端には、図５，図６（ａ）に示すように、絞り部１５が連続して形成されている。圧入部１４の下端部の外周面にはフランジ部１７が一体的に形成されている。圧入部１４の下端部は、被取付部材５０の挿着穴５１に圧入部１４を圧入する際の圧入方向と反対方向の端部である。圧入部１４の外周面の左面側および右面側には、複数の凹部２１が形成されている。凹部２１の詳細は後述する。

［外筒のフランジ部］
フランジ部１７は、図５に示すように、圧入部１４の下端部から径方向外側へ突出している。フランジ部１７は、図８に示すように、被取付部材５０（ホルダー）の挿着穴５１へ防振装置１０が組み付けられた状態で、挿着穴５１の開口縁に当接される。フランジ部１７には、図５に示すように、切り欠き部１８が形成されている。

［外筒のフランジ部の切り欠き部］
切り欠き部１８は、図６（ｂ）に示すように、フランジ部１７の周方向に９０度間隔で計４つ形成されている。フランジ部１７は、この４つの切り欠き部１８によって周方向に４分割されている。切り欠き部１８は、その径方向内側部分が圧入部１４の下端部に上向きの円弧状に入り込むように切り欠かれている（図５参照）。言い換えれば、切り欠き部１８は、フランジ部１７の外周端から圧入部１４の下端部に亘って形成されている。
このような切り欠き部１８は、後述するように、被取付部材５０（ホルダー）の挿着穴５１への圧入時に、フランジ部１７に応力が生じた場合にこれを分散させて軽減する役割をなす。また、切り欠き部１８は、フランジ部１７の外周端から圧入部１４の下端部に亘って形成されているので、被取付部材５０（ホルダー）の挿着穴５１への圧入時に、圧入部１４に応力が生じた場合にこれを分散させて軽減する役割もなす。

［外筒の絞り部］
絞り部１５は、図５に示すように、圧入部１４に連続してテーパー状に縮径されている。具体的に、絞り部１５は、圧入部１４の上端部から上方の筒部１６の下端部に向けてテーパー状に縮径した形状を有している。絞り部１５の外面は、図６（ａ），図７（ａ）に示すように、径方向内側に傾斜している。絞り部１５の上端には筒部１６が連続して形成されている。絞り部１５には、圧入部１４の凹部２１と同様に、複数の凹部２２が形成されている。凹部２２の詳細は後述する。

［外筒の筒部］
小径部となる筒部１６は、絞り部１５の小径側端部から上端に向けて延在しており、円筒形状を呈している。筒部１６の延在する方向は、被取付部材５０に圧入部１４を圧入する際の圧入方向である。筒部１６の外径は、圧入部１４の外径よりも小さく、かつ被取付部材５０（ホルダー）の挿着穴５１の内径よりも小さい。
筒部１６には、図５，図６（ａ）等に示すように、筒部１６の軸方向に突出する突出部１６ａと、この突出部１６ａと相対的に筒部１６の軸方向に凹む凹形状部１６ｂと、が形成されている。

［外筒の筒部の突出部］
突出部１６ａは、筒部１６の左右方向における径方向に対向して一対形成されている。突出部１６ａは、筒部１６の周方向に幅広に形成されている。突出部１６ａには、圧入部１４の凹部２１および絞り部１５の凹部２２と同様に、複数の凹部２３が形成されている。凹部２３の詳細は後述する。

突出部１６ａの外形寸法は、その全長にわたって一定に設定されている。突出部１６ａの外面は、図３（ｂ）に示すように、後述するゴム弾性体１３の延在部１３ａで薄肉に被覆されている。このような突出部１６ａは、ゴム弾性体１３を介して被取付部材５０（ホルダー）の挿着穴５１の内面５１ａ（図８参照）に接触するようになっている。

［外筒の筒部の凹形状部］
凹形状部１６ｂは、筒部１６の前後方向における径方向に一対形成されている。凹形状部１６ｂ，１６ｂは、筒部１６の周方向において、突出部１６ａ，１６ａ同士の間に形成されている。凹形状部１６ｂは、筒部１６の周方向に幅広に形成されており、図５，図７（ｂ）に示すように、断面略Ｃ字形状とされている。凹形状部１６ｂは、図３（ａ），図４に示すように、後述するゴム弾性体１３の上部肉厚部１３ｂが配置されるスペースとして機能する。

［外筒の凹部］
複数の凹部２１〜２３は、外筒１２の外周面の左面側および右面側において、圧入部１４、絞り部１５および筒部１６に亘って上下方向に並ぶように設けられている。各凹部２１〜２３は、外筒１２の径方向に凹んでいる。各凹部２１〜２３は、外筒１２の外周面の左面側および右面側において構成が同様であるので、以下では、図５，図６（ａ）を参照して右面側の凹部２１〜２３について説明する。

凹部２１は、圧入部１４の外周面の絞り部１５に近い側となる軸方向上部側に設けられている。凹部２２は、凹部２１の上方に配置されて絞り部１５の外周面に設けられている。また、凹部２３は、凹部２２の上方に配置されて筒部１６の突出部１６ａに設けられている。各凹部２１〜２３は、右面視で圧入部１４の中心線Ｏ１を挟んで両側に一組ずつ設けられている。

圧入部１４の凹部２１は、中心線Ｏ１を基準として、中心線Ｏ１に沿う方向を短辺とし、中心線Ｏ１に直交する方向を長辺とする略長四角形状を呈している。凹部２１は、前後上下の各面および底面となる左面で囲われており、右面が開口している。絞り部１５の凹部２２は、絞り部１５をなす傾斜面に形成されていることを除いて、圧入部１４の凹部２１と同様の構成であるため、説明を省略する。

凹部２３は、突出部１６ａの高さに合わせて、凹部２１，２２よりも所定の縦長形状に形成されている。凹部２３は、前後および下の各面、および底面となる左面で囲われており、右面および上面が開口している。

各凹部２１〜２３の底面となる左面を構成している内側部１６ａ１は、図５，図６（ｂ），図７（ａ）（ｂ）に示すように、外筒１２（筒部１６）の他の内側面よりも径方向内側に張り出している。これによって、外筒１２の肉厚を略一定にしながら、各凹部２１〜２３の深さ方向の寸法を確保している。
なお、図６（ａ）に示すように、凹部２１同士の間、凹部２２同士の間、および凹部２３同士の間には、中心線Ｏ１に沿って上下方向に延在する縦リブ２４が形成されている。また、凹部２１と凹部２２との間には、周方向に延在する横リブ２５が形成されている。さらに、凹部２２と凹部２３との間には、周方向に延在する横リブ２６が形成されている。また、凹部２３，２３の前後両側方には、前縦リブ２７および後縦リブ２８が形成されている。このように、各リブ２４〜２８が形成されていることによって、外筒１２の外周面の左面側および右面側の強度が確保されている。特に、筒部１６から突出している突出部１６ａ，１６ａの強度が確保されている。
また、図６（ａ）に示すように、右面視で中心線Ｏ１の下方延長上には、切り欠き部１８が配置されている。また、これと同様に、図７（ａ）に示すように、凹形状部１６ｂ，１６ｂの中央部の下方には、切り欠き部１８が配置されている。

［ゴム弾性体］
ゴム弾性体１３は、図３（ａ）（ｂ），図４に示すように、内筒１１と外筒１２との間に設けられ、内筒１１と外筒１２とを弾性的に連結している。ゴム弾性体１３は、例えば、図示しない金型内にセットした内筒１１と外筒１２との間に溶融ゴムを注入し、これを冷却することで内筒１１の外周面と外筒１２の内周面とに加硫接着される。また、注入された溶融ゴムは、外筒１２の筒部１６における突出部１６ａ，１６ａの外面にも供給される。これにより、突出部１６ａ，１６ａの外面がゴム弾性体１３の薄肉の延在部１３ａで被覆される。突出部１６ａ，１６ａの存在によって、突出部１６ａ，１６ａが対向している方向は、凹形状部１６ｂ，１６ｂが対向している方向に比べてばね力が高くなっている。

また、注入された溶融ゴムは、筒部１６の一対の凹形状部１６ｂ，１６ｂにも供給される。これにより、図３（ａ）に示すように、凹形状部１６ｂ，１６ｂと内筒１１の外周面との間に、径方向にゴム弾性体１３が分厚く形成された上部肉厚部１３ｂ，１３ｂが形成される。上部肉厚部１３ｂ，１３ｂは、分厚く形成されているので、比較的大きな振動の吸収に適している。

［被取付部材への防振装置の組み付け］
被取付部材５０（ホルダー）に防振装置１０を組み付ける際には、防振装置１０の外筒１２の一端側となる筒部１６を、被取付部材５０（ホルダー）の挿着穴５１の挿入口に向け、挿入口に防振装置１０を近付ける。

その後、挿入口を通じて挿着穴５１内に外筒１２の筒部１６を挿入し、図示しない圧入治具で、外筒１２を押圧する。これにより、圧入部１４が挿着穴５１内に進入し、圧入部１４が挿着穴５１の内面に圧入される（図８参照）。つまり、外筒１２に対して径方向内側に押圧する力が発生する状態で、被取付部材５０（ホルダー）に防振装置１０が固定される。
なお、挿着穴５１に防振装置１０が固定された状態で、外筒１２の筒部１６の突出部１６ａに被覆されたゴム弾性体１３の延在部１３ａが、被取付部材５０（ホルダー）の挿着穴５１の内面に当接する。これによって、挿着穴５１に対する外筒１２のシール性が確保される。

防振装置１０は、例えば、自動車の車体の前後方向に凹形状部１６ｂ，１６ｂが対向するとともに、車体の左右方向に突出部１６ａ，１６ａが対向する方向で、被取付部材５０に組み付けられるのがよい。このように組み付けることによって、自動車の加減速時に入力される大きな振動を凹形状部１６ｂ，１６ｂに配置されたゴム弾性体１３の上部肉厚部１３ｂ，１３ｂで好適に吸収することができる。また、車体の左右方向の振動を突出部１６ａ，１６ａの存在によってばね力が高くなったゴム弾性体１３で好適に吸収することができる。

以上説明した本実施形態の防振装置１０によれば、筒部１６の突出部１６ａの存在により、ゴム弾性体１３のばね力を高くすることができる。これにより、防振装置１０に入力される荷重を好適に吸収することができる。一方、筒部１６の凹形状部１６ｂにおいて、ゴム弾性体１３は、従来のように、内筒１１と外筒１２との間に挟まれて接着されることがない。つまり、凹形状部１６ｂに配置されるゴム弾性体１３の上部肉厚部１３ｂは、内筒１１と外筒１２との両方から拘束されることがなく、残留応力が発生し難い。したがって、凹形状部１６ｂに配置されるゴム弾性体１３の上部肉厚部１３ｂが大きく変位するような荷重が入力された場合にも、残留応力が影響し難くなっている。これにより、ゴム弾性体１３の耐久性の向上を図ることができる。
なお、筒部１６は、防振装置１０が可動した際に応力のかかりやすい部分である。したがって、この部分を残留応力の発生し難い構造とした本実施形態の防振装置１０は、性能の向上および耐久性の向上を図る上で効果的である。

また、本実施形態の防振装置１０では、外筒１２に径方向に凹む凹部２１〜２３が設けられているので、外筒１２の強度を向上させることができる。凹部２１〜２３は、外筒１２の圧入部１４から絞り部１５、筒部１６の突出部１６ａに亘って設けられている。これにより、外筒１２の圧入部１４から絞り部１５、筒部１６の突出部１６ａにかけて強度を向上させることができる。また、本実施形態の防振装置１０では、強度の向上を図るために外筒１２を肉厚に形成した場合に比べて、外筒１２の肉厚を略均一に形成することができる。したがって、成形後の樹脂収縮も略一定となり、ヒケやボイドの発生を抑制することができる。
なお、「ボイド」とは、外筒１２の製造中に発生した気泡が固まって空間となった状態を意味する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、種々変形することが可能である。

例えば、凹形状部１６ｂは、断面略Ｃ字形状とされたものを示したが、これに限られることはなく、ゴム弾性体１３の上部肉厚部１３ｂが配置されるスペースとして機能するものであれば種々の形状のものを採用することができる。

また、前記実施形態では、圧入部１４、絞り部１５および筒部１６の突出部１６ａの三箇所に亘って、凹部２１〜２３を設けたが、これに限られることはなく、いずれか一箇所、あるいは二箇所に設けてもよい。
また、凹部２１〜２３は、外筒１２の外周面の左面側および右面側の強度を向上できるもの、別言すれば、左右方向の荷重が入力される方向の強度を向上させてばね力を高めることができるものであれば、種々の形状のものを採用することができる。なお、対象となる車両によっては、突出部１６ａ，１６ａおよび凹部２１〜２３を車両の前後方向に設け、凹形状部１６ｂ，１６ｂを車両の左右方向に設けてもよい。

また、本発明は、円筒状の防振装置１０に適用されるものに限られることはなく、角筒形状や楕円筒形状、種々の筒形状の防振装置についても適用可能である。

１０ 防振装置
１１ 内筒
１２ 外筒
１３ ゴム弾性体
１４ 圧入部
１５ 絞り部
１６ 筒部
１６ａ 突出部
１６ｂ 凹形状部
２１〜２３ 凹部
５０ 被取付部材（ホルダー）
５１ 挿着穴

Claims (2)

1. 内筒と、
   前記内筒の径方向外側に配置された樹脂製の外筒と、
   前記内筒と前記外筒とを連結するゴム弾性体と、を備え、
   前記外筒は、
   被取付部材に形成された挿着穴に圧入される圧入部と、
   前記圧入部に連続してテーパー状に縮径された絞り部と、
   前記絞り部の小径側端部から、前記被取付部材に圧入される圧入方向に向けて延在する筒部と、を備え、
   前記筒部は、前記筒部の軸方向に突出する突出部を備え、
   前記突出部は、前記筒部の径方向に一対形成されていることを特徴とする防振装置。
2. 前記外筒は、前記外筒の径方向に凹む凹部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の防振装置。

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