JPH081232B2 - 液体封入防振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車のステアリングカツプリング、アクス
ルシヤフト等の継手やトーシヨナルダンパとして適用可
能な液体封入防振装置に関する。

［背景技術］ 一般的に自動車のステアリング用カツプリングとして
は、駆動軸と従動軸との対向部にスパイダを取り付け、
これらは十字状に交差させ、駆動部と従動部との間に糸
を巻き付けると共にこれらをゴムで封入した円板形状と
なっている。

このようなカツプリングは、ステアリングトルクをギ
アボツクスへ伝達させるとともに、微少のねじれ角度で
の高周波振動を吸収し、大きなねじれ角度での低周波振
動を吸収する役目を有することが望ましい。

ところが従来のステアリングカツプリングは、微少ね
じれ角の高周波振動を吸収することはできるが、大きな
ねじれ角度での低周波振動の吸収は不可能であった。こ
れは低周波振動に対してゴムのロスフアクタが不足する
（0.2程度）ことによるものである。

本発明は上記事実を考慮し、広い周波数にわたった振
動を吸収することができる液体入防振装置を得ることが
目的である。

［発明の概要及び作用］ 本発明の液体封入防振装置は、振動発生部及び振動受
部の何れか一方に連結され、円周方向に沿って配置され
る複数の駆動部と、振動発生部及び振動受部の何れか他
方に連結され、円周方向に沿って駆動部間に配置される
複数の従動部と、前記複数の駆動部及び前記複数の従動
部の外周側に配置され、前記複数の駆動部又は前記複数
の駆動部の何れか一方を一体的に連結する第１の筒状部
材と、前記駆動部と前記受動部との間に配置される弾性
体と、前記弾性体に設けられ、外周側に開口し且つ前記
駆動部と前記従動部との相対回転で拡縮する凹部と、前
記第１の筒状部材の外周側に配置され、前記凹部を閉塞
して液室を形成すると共に、前記相対回転時に拡張する
液室と縮小する液室とを連通する制限通路を前記第１の
筒状部材との間で形成する第２の筒状部材と、を有する
ことを特徴としている。

このため本発明では、駆動部と従動部との間の弾性体
が主として高周波振動を吸収し、大振幅の低周波振動に
おいては制限通路を通過する液体の通過抵抗でこれを吸
収するようになっている。低周波大振幅時には駆動部と
従動部とが大きく相対回転するので、駆動部と従動部と
の間に設けられた液室が縮小すると、他方の液室が拡大
するため、制限通路を通過する液体の移動が促進され、
これによって振動の吸収が確実になる。

［発明の実施例］ 第１図〜第４図には本発明の第１実施例に係る防振装
置が示されている。

この防振装置は第４図に示される如く駆動軸10の先端
に取り付けられるスパイダ12と従動軸14の先端に取り付
けられるスパイダ16とが十字状に対向し、これらがアー
ム18,20及び22へ取り付けられるようになっている。

ここで、アーム18,20が本発明の駆動部に相当し、ア
ーム22の長手方向中央部を境にして長手方向一方の他方
とが本発明の従動部に相当している。

すなわちアーム22はその中央部が防振装置の軸心位置
に配置されており、半径方向に延長された両端部付近に
取付孔24がそれぞれ穿設され、ボルト26によって従動軸
14が固着されるようになっている。

一方アーム18,20はアーム22の反対側にそれぞれ配置
され、取付孔28は防振装置の軸心から取付孔24と等距離
だけ離れている。これらの取付孔28へのスパイダ12がボ
ルト30により固着される。

アーム18,20は防振装置の軸心と同軸的に配置される
リング32の内周へ固着されている。このリング32は防振
装置の外周形状を形成する外筒34内へ圧入されている。

この外筒34内にはゴム等の弾性体36が充填されてお
り、これによってアーム18,20とアーム22とが弾性的に
連結されている。この弾性体36にはアーム22の先端部と
リング32との間に空隙部38が設けられてアーム18,20と
アーム22との相対回転を容易にしている。

弾性体36にはアーム18とアーム22の一端との間に外周
部から防振装置の軸方向に向けて延長されて空隙が形成
され、水、オイル等の液体が充填された第１液室40とな
っている。またアーム18とアーム22の他端との間にも同
様な第２液室42が形成されている。第３図に示される如
く、これらの第１液室40、第２液室42が形成された部分
のリング32には軸方向中央部に切欠44が形成され、これ
によって第１液室40、第２液室42が外筒34の内周部まで
至っている。この第１液室40、第２液室42を外部と遮断
するためにリング32と外筒34との間には全周にわたって
オーリング46が配置されている。

アーム18部分を中心とする第１液室40と第２液室42の
間のリング32には第２図に示される如くその外周部に制
限通路48が形成されている。この制限通路48は両端部が
それぞれ第１液室40、第２液室42へ開口しており、両液
室を小断面積で連通するオリフイスとしての役目を有し
ている。したがってこれらの第１液室40、第２液室42は
第１図において駆動軸の回転によってアーム18がアーム
22に対して時計方向に回転すると、第２液室42が圧縮力
を受け、第１液室40が引張力を受けるため、第２液室42
内の液体が制限通路48を通って第１液室40へと強制的に
送り出されるようになっている。

またアーム20とアーム22との間にも同様に第１液室4
0、第２液室42が設けられ、制限通路48で互いに連通さ
れている。これらの第１液室40、第２液室42は防振装置
の軸心を介して対称形状となっており、それぞれ防振装
置の円周方向に交互に配置される駆動軸と従動軸との間
に設けられていることになる。

次に本実施例の作用を説明する。

駆動軸10をステアリングシヤフトの先端に取り付け、
従動軸14をギアボツクスへ通じる回転軸へ取り付け、こ
れらの間にこの実施例の防振装置を連結する。

駆動軸10に作用するステアリングトルクは弾性体36を
介してアーム22へ伝達される。このステアリングの操作
速度は低速であるため従動軸14は駆動軸10と共に回転す
る。

一方このステアリング系に車両走行振動等によって高
周波振動が作用した場合には、弾性体36が内部摩擦によ
ってこれを吸収する。

また駆動軸10と従動軸14とが大きく相対回転する低周
波振動が加わった場合には、制限通路48がこれを吸収す
る。すなわち第１図においてアーム18,20とアーム22と
の相対回転によって第１液室40、第２液室42の一方の圧
力が上昇し、他方の圧力が低下するため、液体は制御通
路48を通ってその移動が促進され、大きなロスフアクタ
を生じてこの低周波振動が吸収される。

次に第５図〜第８図には本発明の第２実施例に係る防
振装置が示されている。

この実施例においては前記第１実施例におけるアーム
18とアーム22との間及びアーム20とアーム22との間に各
々連結糸50が介在されている。すなわちこれらの連結糸
50は第１液室40を介して反対側にあるアーム18とアーム
22の一端及びアーム20とアーム22の他端、さらに第２液
室42を介して反対側にあるアーム18とアーム22の他端と
アーム20とアーム22の一端とを連結している。その中間
部は第７図に示される如く弾性体36内を貫通している。
この弾性体36と連結糸50とは加硫接着してもよい。

このためこの実施例では第８図に示される如く連結糸
50の抗張力で防振装置のねじりトルクが大きくなり、あ
る一定角度以上ねじれない防振装置を得ることができ
る。従ってステアリングカツプリングとして用いれば、
ステアリング回転時におけるタイヤの切れ角をより敏感
にし、車両の操作性を向上でき、液体による減衰効果に
よって高速走行時のタイヤの不快な振動、例えばシミー
を効果的に抑えることができる。

さらに相対ねじれ角が糸なしの場合に比べて制限され
るので、弾性体のひずみが小さくなり、耐久性が向上さ
れる。

第９図には本発明の第３実施例が示されており、第２
実施例の変形例である。すなわちこの実施例の連結糸50
は予めリング状に複数回巻き掛けられたものがアーム22
の両端部に突出されるフツク52とアーム18,20の両側部
に形成されるフツク54との間に巻き掛けられて掛け渡さ
れたものとなっている。これによって前記実施例よりも
組付性が向上している。

次に第10図から第12図には本発明の第４実施例に係る
防振装置が示されている。

この実施例においては前記第１実施例における制限通
路48に相当する部分の断面積が大きく形成されて通路48
Aとされ、この通路48A内に移動部材56が配置されてい
る。この移動部材56は通路48Aの長手軸線に沿った円弧
形状となっており、通路48Aの軸方向に若干量だけ相対
移動可能となっている。この相対移動を制限するために
第１液室40、第２液室42へ突出した先端部には拡径部58
が形成されている。

またこの移動部材56にはその外周部に溝が形成されて
制限通路60を構成し、第１液室40、第２液室42を互いに
連通している。

この実施例における防振装置は低周波で大きなねじれ
角を有した振動に対しては前記各実施例と同様である
が、高周波の小さなねじれ角振動を吸収できるようにな
っている。すなわちある周波数の高周波振動が生じた場
合には制限通路60内の液体が共振して目づまり状態とな
るため、第１液室40、第２液室42内の液体圧力が上昇し
動的なねじりばね定数が上昇して防振性能が低下する原
因となる。そこで移動部材56は高周波で小さなねじれ角
振動が生じた場合に微少量移動して第１液室40、第２液
室42内の圧力上昇を抑え動ばね定数の上昇を防止するこ
とができる。

また低周波の大ねじれ角振動の入力に対しても、振動
一回当たりの液体の移動量が高周波小ねじれ角振動より
も大きいので、移動部材56の移動が拡径部58で制限さ
れ、制限通路60内に十分な液体が流れて大きな減衰を得
ることができる。

この実施例における制限通路60は移動部材56の外周に
設ける以外にも、移動部材56の内周や側面に設けたり、
移動部材56内を貫通させるようしてもよい。またこの制
限通路60は軸線が大きく屈曲した蛇行形状としてもよ
い。さらにこの制限通路60に代えて移動部材56に面した
外筒34の一部に溝を形成してもよく、移動部材56に面し
ていない部分に第１液室40と第２液室42を結ぶ制限通路
を設けてもよい。

また第２液室42は一対の第１液室40のうちの一方と制
限通路60を介して連通した構成を示したが、他方の第１
液室40と連通しても同様の効果を得ることができる。

次に第13図〜第15図には本発明の第５実施例が示され
ている。この実施例においては第１液室40と第２液室42
との連通路が前記実施例よりもさらに広く形成されて液
室の一部を構成している。またこの第１液室40、第２液
室42の中間部には移動部材62が配置されている。この移
動部材62は第14図に示される如く側面形状が矩形状でそ
の一端が円弧状に形成されており、この円弧状部分及び
両側部に溝64が形成されている。この溝64内へはアーム
18,20から突出するリブ66が入り込んでおり、移動部材6
2を第１液室40、第２液室42の拡縮方向（第13図左右方
向）に移動可能としている。また第１液室40、第２液室
42はこの移動部材62の反対側においてリング32に形成さ
れた制限通路48によって他方の第１液室40、第２液室42
と連通されている。

したがってこの実施例においても前記実施例と同様で
あり、高周波振動時には移動部材62が溝64とリブ66との
遊び寸法だけ微少振動して動ばね定数の上昇を抑えるこ
とができる。

なお移動部材62の移動量を制限する構造は上記と逆
に、アーム18,20から一対の突起を突出し、移動部材62
をこれらの突起間で移動可能とするようにしてもよい。

次に第16図〜第18図には本発明の第６実施例が示され
ている。この実施例は前記実施例の移動部材62に代えて
仕切板68が取り付けられて第１液室42、第２液室42を区
画している。この仕切板68には多数の小孔70が形成され
ると共に、仕切板68を挟んで一対の可撓膜72が張設され
て第１液室40、第２液室42を仕切板68と区画している。

この仕切板68は外筒34と一体的に形成することもでき
る。また外筒34へ別の板材を移動しないように固定する
こともできる。

この実施例においても高周波振動時には可撓膜72が仕
切板68と接離することができるので、第１液室40、第２
液室42の圧力上昇を抑え高周波振動を吸収して動ばね定
数の上昇を抑える。この可撓膜72は一定量の変形を抑え
るために内部に帆布を挟持してもよい。

［発明の効果］ 以上説明した如く本発明は、振動発生部及び振動受部
の何れか一方に連結され、円周方向に沿って配置される
複数の駆動部と、振動発生部及び振動受部の何れか他方
に連結され、円周方向に沿って駆動部間に配置される複
数の従動部と、前記複数の駆動部及び前記複数の従動部
の外周側に配置され、前記複数の駆動部又は前記複数の
駆動部の何れか一方を一体的に連結する第１の筒状部材
と、前記駆動部と前記受動部との間に配置される弾性体
と、前記弾性体に設けられ、外周側に開口し且つ前記駆
動部と前記従動部との相対回転で拡縮する凹部と、前記
第１の筒状部材の外周側に配置され、前記凹部を閉塞し
て液室を形成すると共に、前記相対回転時に拡張する液
室と縮小する液室とを連通する制限通路を前記第１の筒
状部材との間で形成する第２の筒状部材と、を有するこ
とを特徴とするので、広い範囲にわたったねじり振動の
吸収が可能となる優れた効果を有する。また、複数の駆
動部又は複数の従動部が第１の筒状部材と一体的に連結
されているので、複数設けられている駆動部と従動部の
相互間の位置決めが容易となる。さらに、第１の筒状部
材と第２の筒状部材との間の広いスペースに制限通路を
形成するので、制限通路の寸法を長くとることが可能と
なり、設計の自由度が増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る防振装置の第１実施例を示す軸直
角断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は
第１図のIII−III線断面図、第４図は第１実施例を示す
分解斜視図、第５図は本発明の第２実施例を示す軸直角
断面図、第６図は第５図のVI−VI線断面図、第７図は第
５図のVII−VII線断面図、第８図は第２実施例における
ねじり角とねじりトルクの関係を示す線図、第９図は本
発明の第３実施例を示す軸直角断面図、第10図は本発明
の第４実施例を示す軸直角断面図、第11図は第10図のXI
−XI線断面図、第12図は第10図のXII−XII線断面図、第
13図は本発明の第５実施例を示す軸直角断面図、第14図
は第13図のXIV−XIV線断面図、第15図は第13図のXV−XV
線断面図、第16図は本発明の第６実施例を示す軸直角断
面図、第17図は第16図のXVII−XVII線断面図、第18図は
第16図のXVIII−XVIII線断面図、第19図は本発明の第７
実施例を示す軸直角断面図、第20図は第19図のXX−XX線
断面図、第21図は第19図のXX−XX線断面図である。 10……駆動軸、 14……従動軸、 18,20,22……アーム、 36……弾性体、 40……第１液室、 42……第２液室、 48……制限通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動発生部及び振動受部の何れか一方に連
   結され、円周方向に沿って配置される複数の駆動部と、 振動発生部及び振動受部の何れか他方に連結され、円周
   方向に沿って駆動部間に配置される複数の従動部と、 前記複数の駆動部及び前記複数の従動部の外周側に配置
   され、前記複数の駆動部又は前記複数の駆動部の何れか
   一方を一体的に連結する第１の筒状部材と、 前記駆動部と前記受動部との間に配置される弾性体と、 前記弾性体に設けられ、外周側に開口し且つ前記駆動部
   と前記従動部との相対回転で拡縮する凹部と、 前記第１の筒状部材の外周側に配置され、前記凹部を閉
   塞して液室を形成すると共に、前記相対回転時に拡張す
   る液室と縮小する液室とを連通する制限通路を前記第１
   の筒状部材との間で形成する第２の筒状部材と、 を有することを特徴とした液体封入防振装置。