JP7218249B2

JP7218249B2 - 防振装置

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Publication number: JP7218249B2
Application number: JP2019111087A
Authority: JP
Inventors: 直樹前田
Original assignee: Prospira Corp
Current assignee: Prospira Corp
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2023-02-06
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: US11892050B2; JP7362953B2; CN114008348A; JP2023038339A; WO2020250458A1; CN114008348B; EP3985276A1; EP3985276A4; JP2020204339A; US20220221017A1

Description

本発明は、防振装置に関し、特に車両の駆動源のマウントに好適な防振装置に関する。

従来、エンジンやモータ等の車両の駆動源のマウントに採用される防振装置は、円筒状の外筒と、外筒内に挿入される略筒状の軸部材とをゴムからなる弾性体により連結支持し、車両の挙動によって生じる駆動源への入力を弾性体によって吸収し、車両側に振動が伝達されることを防止する構成である。
このような防振装置として特許文献１には、軸方向に沿った断面が径方向内側に窪むように異形に形成された軸部材が開示され、当該軸部材の採用により、外筒から軸部材までの弾性体の自由長を確保することが開示されている。

しかしながら、上記防振装置にあっては、軸方向に沿った断面が異形であることから生産工程やコストが増大する点で難がある。

特開２０１８－２１５８０号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、防振装置に要求される弾性体の自由長を確保しつつ、生産効率を向上させることが可能な防振装置を提供する。

上述の課題を解決するための構成として、軸部材と、軸部材から径方向外側に向けて延在する弾性体とを備えた防振装置であって、軸部材は、内筒と、当該内筒の周面から径方向外側に向けて突出し、互いに周方向に隔てて設けられた４つのストッパ部とを有し、弾性体は、周方向に隣り合うストッパ部の間の位置において軸部材と接する構成とした。
本構成によれば、弾性体が周方向に隣り合うストッパ部の間の位置において軸部材と接することから、軸部材の断面形状を異形とする必要なく軸部材までの弾性体の自由長を確保でき、軸部材を押し出し成型等によって連続的に得ることができ、生産効率を向上させることができる。
また、外筒と、外筒内に設けられた軸部材と、外筒及び軸部材を連結する弾性体とを備えた防振装置であって、軸部材は、内筒と、当該内筒の周面から径方向外側に向けて突出し、互いに周方向に隔てて設けられた４つのストッパ部とを有し、弾性体は、周方向に隣り合うストッパ部の間の位置において外筒及び軸部材を連結する構成としても良い。
また、４つのストッパ部は、対象物の振動方向と対応する方向及び振動方向と交差する方向にそれぞれ突出し、いずれかのストッパ部の先端部と対向する外筒の内周面には、弾性体により形成され、先端部側に突出する緩衝部が設けられた構成としても良い。
また、４つのストッパ部が対象物の振動方向と対応する上下方向及び前後方向にそれぞれ突出し、上下方向に延長するストッパ部の先端部と対向する外筒の内周面には、弾性体により形成され、先端部側に突出する緩衝部が設けられた構成としても良い。
また、４つのストッパ部のうち、前後方向に延長するストッパ部の先端部には、下方に突出する拡幅部が形成された構成としても良い。

防振装置の概略平面図である。防振装置の軸方向断面図である。弾性体の径方向断面図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

各図に示すように、防振装置１は、外筒１０と、外筒１０内に配設された軸部材２０と、外筒１０及び軸部材２０を弾性的に連結する弾性体４０とを備える。本例に係る防振装置１は、モータ等の駆動源が車両に設けられたハウジング内に設置される際に、駆動源の側面とハウジングを構成する側面との間に複数設置される装置である。なお、以下の説明においては、車両に搭載される対象物がモータである場合を例とするが、対象物としてはエンジン等の駆動源であっても良い。また、以下の説明においては、防振装置１が車両に設置された状態を基準として方向に関する説明を行う。

外筒１０は、例えばアルミニウム等の高剛性を有する金属からなり、円環状に形成される。外筒１０の軸方向の一端側は、車両に設けられたハウジングに対して、例えば図外のブラケット等を介して強固に固定され、多端側が駆動源と対向するように配置される。

図１に示すように、軸部材２０は、外筒１０と同様に、例えばアルミニウム等の高剛性を有する金属からなり、外筒１０の中心軸周りに位置する内筒部２２と、内筒部２２の外周面２４から外筒１０の内周面１２側に突出するように延長する４つのストッパ部３０ａ；３０ｂ；３０ｃ；３０ｄとを有する。図２に示すように、軸部材２０は、外筒１０の軸方向、即ち、車両の前後方向及び上下方向に対して直交する左右方向に沿って連続して延長しており、その軸方向寸法は、外筒１０の軸方向寸法よりも長く設定される。具体的には、軸部材２０の軸方向端面２６ａ；２６ｂがそれぞれ、外筒１０の軸方向端縁１０ａ；１０ｂから軸方向に略等しく突出する寸法に設定される。

内筒部２２は、外筒１０の外径よりも小径に形成され、その内周側には、ボルト孔２２ａが形成される。ボルト孔２２ａは、内筒部２２を軸方向に貫通する貫通孔である。ボルト孔２２ａは、真円状の孔壁２３ａとストッパ部３０ａ方向に向けて凹となる孔壁２３ｂにより形成される。

ボルト孔２２ａ内には、孔壁２３ａ；２３ｂにより形成される断面形状と実質的に同一な断面形状を呈する図外のボルトが挿入，締結され、図外の駆動源の側面が軸部材２０の軸方向端面２６ａと接した状態で強固に固定（マウント）される。なお、駆動源の固定，搭載以前において、ボルト孔２２ａの中心点ｐは、外筒１０の中心点よりもストッパ部３０ａ側（上方側）に予め僅かに位置ずれした位置に設定されている。一方、駆動源が軸部材２０に対して固定，搭載されると、駆動源の荷重によって軸部材２０がストッパ部３０ｃ側（下方側）に変位し、中心点ｐと外筒１０の中心点とが実質的に同軸上で一致した状態となる。

次に、ストッパ部３０ａ；３０ｂ；３０ｃ；３０ｄ（以下、３０ａ～３０ｄ等とする場合がある。）について説明する。図１に示すように、ストッパ部３０ａ～３０ｄは、内筒部２２の外周面２４から外筒１０側に向けて突出するように延長する。各ストッパ部３０ａ～３０ｄは、内筒部２２の周方向に沿って均等な間隔（図示の例では９０°間隔）を隔てて設けられており、平面視略十字状に配置される。ストッパ部３０ａ～３０ｄのうち、ストッパ部３０ａ；３０ｃは、その延長方向が、車両の上下方向と一致しており、ストッパ部３０ｂ；３０ｄは、車両の前後方向（進退方向）と一致している。

ストッパ部３０ａ；３０ｃは、それぞれ上下方向に直線的に延長すると共に、外筒１０側の先端部３２が、他の部位よりも前後方向に拡幅した形状である。ストッパ部３０ｂ；３０ｄは、それぞれ前後方向に直線的に延長すると共に、外筒１０側の先端部３４の下部が、下方に拡幅した形状である。なお、先端部３２；３４の拡幅形状の意義については、後述の弾性体４０の形状と併せて説明する。

上記構成からなる外筒１０と、当該外筒１０の内周内に配設された軸部材２０とは、外筒１０内に充填された弾性体４０によって一体化される。以下、図３を特に参照して弾性体４０の形状について説明する。弾性体４０は、外筒１０と軸部材２０及びストッパ部３０ａ；３０ｂ；３０ｃ；３０ｄと対応するように形成された空隙６０ａ；６０ｂ；６０ｃ；６０ｄを形成する図外の軸体を型枠として充填されるゴムであり、充填後のゴムが加硫されることによって、外筒１０と軸部材２０とが弾性的に一体化される。

弾性体４０は、概ね、外筒１０の内周面１２、及び軸部材２０の内筒部２２の外周面２４に渡って径方向に延長する複数の連結部４６ａ～４６ｄと、軸部材２０の複数のストッパ部３０ａ～３０ｄの外周面を覆うように形成された緩衝部５０ａ～５０ｄと、外筒１０の内周面１２に形成された外側緩衝部５６ａ；５６ｂと、各ストッパ部３０ａ～３０ｄと対応するように形成され、軸方向に沿って貫通する空隙部６０ａ～６０ｄとを有する。

仮想線で示すように、連結部４６ａは、径方向外側の端部が外筒１０の内周面１２と接し、径方向内側の端部がストッパ部３０ａとストッパ部３０ｂとの間の範囲において、内筒部２２の外周面２４、及びストッパ部３０ａの直線部の外周面と接する部分であって、軸部材２０から外筒１０に向けて上前方に延長する。連結部４６ｂは、径方向外側の端部が外筒１０の内周面１２と接し、径方向内側の端部がストッパ部３０ｂとストッパ部３０ｃとの間の範囲において、内筒部２２の外周面２４、及びストッパ部３０ｃの直線部の外周面と接する部分であって、軸部材２０から外筒１０に向けて下前方に延長する。連結部４６ｃは、径方向外側の端部が外筒１０の内周面１２と接し、径方向内側の端部がストッパ部３０ｃとストッパ部３０ｄとの間の範囲において、内筒部２２の外周面２４、及びストッパ部３０ｃの直線部の外周面と接する部分であって、軸部材２０から外筒１０に向けて下後方に延長する。連結部４６ｄは、径方向外側の端部が外筒１０の内周面１２と接し、径方向内側の端部がストッパ部３０ｄとストッパ部３０ｄとの間の範囲において、内筒部２２の外周面２４、及びストッパ部３０ａの直線部の外周面と接する部分であって、軸部材２０から外筒１０に向けて下後方に延長する。

上記連結部４６ａ～４６ｄのうち、上方に位置する連結部４６ａ；４６ｄの自由長は、モータの荷重が加わっていない状態である無負荷の状態において、下方に位置する連結部４６ｂ；４６ｃの自由長よりもわずかに長く設定されている。一方、モータの荷重が加わった場合においては、上方に位置する連結部４６ａ；４６ｄが下方に引っ張られ、上方に位置する連結部４６ｂ；４６ｃが下方に向けて圧縮されるため、全ての連結部４６ａ～４６ｄの自由長が概ね均一化され、軸部材２０に加わる上下方向、前後方向、或いはこれらの合成の入力に対して、各連結部４６ａ～４６ｄが互いにバランス良く弾性力を発揮し得る状態とされる。

このように、本実施形態における弾性体４０の連結部４６ａ～４６ｄは、周方向に沿って配列された十字状のストッパ部３０ａ～３０ｄの間に形成された領域において外筒１０及び軸部材２０間に延長する構成であるため、外筒１０から軸部材２０までの径方向の寸法である自由長を十分に確保することができ、車両の駆動，制動，操舵時等における車両の挙動によって生じるモータの振動特性に合わせて弾性体４０のばね特性（例えば、バネ比、耐久性、荷重耐久性等）を細かくチューニングすることが可能となる。

次に、緩衝部５０ａ～５０ｄについて説明する。緩衝部５０ａ～５０ｄは、ストッパ部３０ａ；３０ｂ；３０ｃ；３０ｄの拡幅された先端部３２；３４と対応し、その周面を覆うように形成された部位である。上下の先端部３２；３２と対応する緩衝部５０ａ；５０ｃは、後述の空隙部６０ａ；６０ｃを挟んで外筒１０の内周面１２に形成された外側緩衝部５６ａ；５６ｂとそれぞれ上下方向に対向する略弧状の肉厚部である。緩衝部５０ａ；５０ｃは、主として車両の上下方向への挙動によって生じる軸部材２０の上下方向への変位（入力）によって、ストッパ部３０ａ；３０ｃが外筒１０側に接近，当接した場合の衝撃を緩和，吸収する。また、先端部３２；３２が拡幅されていることにより、肉厚部の面積が増加し、緩衝範囲（当接範囲）が拡大される。

前後の先端部３４；３４と対応する緩衝部５０ｂ；５０ｄは、後述の空隙部６０ｂ；６０ｄを挟んで外筒１０の内周面１２とそれぞれ前後方向に対向する略矩形状の肉厚部である。緩衝部５０ｂ；５０ｄは、主として車両の前後方向への挙動によって生じる軸部材２０の前後方向への変位（入力）によって、ストッパ部３０ｂ；３０ｄが外筒１０側に接近，当接した場合の衝撃を緩和，吸収する。また、先端部３４；３４の下部が下方に向けて弧状に拡幅されていることにより、特に下方の肉厚部の面積が増加し、車両走行時において支配的となる下方への入力に対する緩衝範囲が拡大される。なお、先端部３４；３４の上部についても拡幅しても良いが、ゴム流れを考慮すると、下方にのみ拡幅した形状であることが好ましい。

外側緩衝部５６ａ；５６ｂは、それぞれ空隙部６０ａ；６０ｃを挟んで径方向内側の緩衝部５０ａ；５０ｃ側に向けて突出する肉厚部である。上述の通り、当該空隙部６０ａ；６０ｃと、ストッパ部３０ａ；３０ｃにそれぞれ形成された緩衝部５０ａ；５０ｃとは、上下方向に対向し、肉厚に形成されているため、ストッパ部３０ａ；３０ｃが外筒１０側に接近した場合にあっては、肉厚に形成された緩衝部５０ａ；５０ｃ及び外側緩衝部５６ａ；５６ｂ同士が互いに衝撃を緩和，吸収しながら当接し、上下方向への入力に対する防振性能が強化されることとなる。また、前後方向のストッパ部３０ｂ；３０ｄと対抗する外筒１０の内周面１２との比較において、当該内周面１２には、外側緩衝部５６ａ；５６ｂに相当する肉厚部が形成されていない。

これは、上下方向への入力に対してストッパ部３０ａ；３０ｃの変位方向が概ね上下方向に限定され、緩衝部５０ａ；５０ｃがそれぞれ外側緩衝部５６ａ；５６ｂに概ね正対して当接するのに対して、前後方向への入力時においては上下方向への入力成分が混在するため、ストッパ部３０ｂ；３０ｄの変位方向が安定せず、ブレが生じることを考慮したものである。一方、ストッパ部３０ｂ；３０ｄが上下方向へのブレを伴いながら前後方向に変位し、外筒１０の内周面１２に当接した場合であっても、これを十分に緩和，吸収し得るように、ストッパ部３０ｂ；３０ｄと対応する緩衝部５０ｂ；５０ｄの肉厚は、緩衝部５０ａ；５０ｃの肉厚よりも僅かに厚く形成されている。

次に、弾性体４０に形成され、上下方向に分かれて配置される空隙部６０ａ；６０ｃについて説明する。空隙部６０ａは、ストッパ部３０ａに形成された緩衝部５０ａと外筒１０側に形成された外側緩衝部５６ａとの間に設けられた空間である。外側緩衝部５６ａは、上下に対向して左右方向に直線的に延長する周壁により形成され、上方への入力に対して緩衝部５０ａと外側緩衝部５６ａとの当接を許容する緩衝区間ｋ１と、緩衝区間ｋ１の前後方向に対称に形成され、略スペード状に延長する周壁により形成された規制区間ｋ２を有する。規制区間ｋ２の形状は、マウントされるモータの荷重や車両の特性、或いは、ゴム充填時のゴム流れを考慮して適宜変更可能である。

空隙部６０ｃは、ストッパ部３０ｃに形成された緩衝部５０ｃと外筒１０側に形成された外側緩衝部５６ｂとの間に設けられた空間である。空隙部６０ｃは、空隙部６０ａと同様に、左右方向に直線的に延長する周壁により形成され、下方への入力に対して緩衝部５０ｃと外側緩衝部５６ｂとの当接を許容する緩衝区間ｋ３と、緩衝区間ｋ３の前後方向に対称に形成され、略スペード状に延長する周壁により形成された規制区間ｋ４を有する。緩衝区間ｋ３と規制区間ｋ４は、上方に位置する空隙部６０ａの緩衝区間ｋ１及び規制区間ｋ２との比較において全体形状が拡大され、クリアランスを増大させている。これは、車両走行時に支配的となる下方向への入力に対応すべく設定されたものである。

次に、前後方向に分かれて配置される空隙部６０ｂ；６０ｄについて説明する。なお、空隙部６０ｂ；６０ｄは対称に形成されるため、一方の空隙部６０ｂを例として説明する。空隙部６０ｂは、ストッパ部３０ｂに形成された緩衝部５０ｂと外筒１０の内周面１２に形成されたゴムとの間に設けられた空間である。空隙部６０ｂは、外筒１０の内周面１２に沿うように上下方向に弧状に延長する周壁により形成され、前方への入力に対して緩衝部５０ｂと外筒１０の内周面１２に形成されたゴムとの当接を許容する緩衝区間ｋ５と、緩衝区間ｋ５の上下方向に形成され、内筒部２２の中心点ｐ方向に向けて先細りに延長する周壁により形成された規制区間ｋ６；ｋ７を有する。規制区間ｋ６と規制区間ｋ７との形状の比較において、規制区間ｋ６を形成する中心点ｐ側の円弧は、規制区間ｋ７を形成する中心点ｐ側の円弧よりも緩やかな弧状となるように設定されている。これは、特に下方への入力に対して応力集中が生じることを防止するものである。

以上説明した通り、本実施形態に係る防振装置１によれば、軸部材２０が、内筒部２２の外周面２４から外筒１０に向けて突出し、互いに周方向に隔てて、換言すれば、内筒部２２の中心を基点として放射状に延長して設けられた４つのストッパ部３０ａ～３０ｄを有し、弾性体４０の複数の連結部４６ａ～４６ｄが、それぞれ周方向に隣り合う各ストッパ部３０ａ～３０ｄの間の位置において外筒１０及び軸部材２０を連結することから、連結部４６ａ～４６ｄの自由長が確保され、弾性体４０のばね特性のチューニング自由度を向上できる。また、軸方向の断面が一定であることから、軸部材２０を押し出し成型等により連続的に製造でき、生産効率を向上させることができる。

また、上下方向に延長するストッパ部３０ａ；３０ｃの先端部３２；３２と対向する外筒１０の内周面１２に、弾性体４０により形成され、それぞれ先端部３２；３２側に突出する外側緩衝部５６ａ；５６ｂが設けられたことにより、上下方向への入力に対して十分な緩衝作用を得ることができ、防振効果を向上させることができる。なお、前後方向に延長するストッパ部３０ｂ；３０ｄの先端部３４；３４と対向する外筒１０の内周面１２に外側緩衝部５６ａ；５６ｂに相当する部位を形成しても良いが、上述の理由を考慮して、あえて設けない構成としても良い。

また、前後方向に延長するストッパ部３０ｂ；３０ｄの先端部３４；３４に、下方に突出する拡幅部が形成されたことにより、特に支配的な下方への入力に対する緩衝範囲を拡大することができる。

１防振装置，１０外筒，１２内周面，２０軸部材，２２内筒部，
３０ａ～３０ｄストッパ部，３２；３４先端部，４０弾性体，
４６ａ～４６ｄ連結部，
５０ａ～５０ｄ（内側）緩衝部，５６ａ；５６ｂ外側緩衝部

Claims

外筒と、
前記外筒内に設けられた軸部材と、
前記外筒及び軸部材を連結する弾性体と、
を備えた防振装置であって、
前記軸部材は、内筒と、当該内筒の周面から径方向外側に向けて突出し、互いに周方向に隔てて設けられた４つのストッパ部とを有し、
前記弾性体は、前記周方向に隣り合うストッパ部の間の位置において前記外筒及び前記軸部材を連結し、
前記４つのストッパ部は、対象物の振動方向と対応する上下方向及び前後方向にそれぞれ突出し、
上下方向に延長するストッパ部の先端部と対向する前記外筒の内周面には、前記弾性体により形成され、前記先端部側に突出する緩衝部が設けられ、
前記４つのストッパ部のうち、前後方向に延長するストッパ部の先端部には、下方に突出する拡幅部が形成されたことを特徴とする防振装置。