JPH1061721A - 排気管用支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２００〜４００Ｈｚの周波数領域において振
動伝達抑制を効果的になし、しかも常温から約１００℃
の範囲の温度変化に対しても安定した周波数特性を保持
し、振動伝達抑制効果に優れる排気管用支持装置を提供
する。 【解決手段】 ゴム等の弾性材料により一体形成し、車
体側の支持材が挿入される貫通孔を有する第１保持部
と、排気管側の支持材が挿入される貫通孔を有する第２
保持部と、第１保持部と第２保持部とを間隔を隔ててそ
の両側で連結する一対の側壁部と、第１と第２の両保持
部間の中間位置に配されて両側壁部に連結された中央連
結部とを有する形態にし、中央連結部は、中央部分に金
属質量体を保持して質量部とし、該質量部より両側に延
びる両側部分をそれぞれ二股状に分岐形成して、該分岐
部分を前記側壁部に連結する。中央連結部両側の分岐部
分の分岐角度αを３０°〜６０°、分岐部分の厚みＴと
長さＬの比率Ｔ／Ｌを０．２〜０．５の範囲に設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のマフラー
ハンガー、すなわち排気管を車体に防振的に支持するた
めの排気管用支持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、排気管を車体に防振的に支持する支持装置として
は、ゴム等の弾性材料により一体形成したもので、車体
側の支持材が挿入される貫通孔を有する第１保持部と、
排気管側の支持材が挿入される貫通孔を有する第２の保
持部とを、上下に間隔をおいて相対向するように左右の
側壁部により連結し、全体として略環状に構成したもの
が知られており、通常、この支持装置を排気管の長手方
向に所要の間隔をおいて複数個所に配して、これらの支
持装置で排気管を支持するようにしている。

【０００３】この支持装置は、弾性材料の弾性により振
動を吸収するものであるが、車体側あるいは排気管側の
振動によって左右の側壁部が揺動し易く、高周波数領域
（例えば５００Ｈｚ以上の領域）では動的絶対バネ定数
が高くなり、充分な振動伝達抑制の効果を期待できない
ものであった。

【０００４】そのため、５００Ｈｚ以上の高周波数領域
における振動伝達抑制の効果を改善する目的で、第１と
第２の両保持部間の位置に中央連結部を配して左右の側
壁部を連結一体化させることが提案されている（例え
ば、特開平３−６６９５３号公報）。また図８に示すよ
うに、それぞれ貫通孔（111 ）（121 ）を有する第１と
第２の両保持部（101 ）（102 ）間の中央連結部（105
）の両側部分（105b）（105b）を略９０°の角度で二
股状に分岐させて、左右の側壁部（103 ）（103 ）に連
結することも考えられている。

【０００５】ところが、この支持装置の場合、左右の側
壁部を中央連結部で連結したことにより、左右方向の剛
性が高くなって横揺れが生じ難く、振動伝達力の低い周
波数領域が拡大するが、その反面、２００〜４００Ｈｚ
の周波数領域で十分な振動伝達抑制効果が得られないと
いう問題がある。

【０００６】これについて検討すると、この種の支持装
置の動的絶対バネ定数の周波数特性は、素材である弾性
材料のヤング率と質量分布によって決まるものであり、
ヤング率が高くなると共振特性の高周波数側への移行を
生じ、ヤング率が低下すると共振特性の低周波数側への
移行を生じる。

【０００７】一方、自動車の排気管は、排気ガスのため
にかなり高温になり、これを支持する支持装置について
も、その雰囲気温度が１００℃付近まで上昇する。この
ように雰囲気温度が上昇すると、ゴム等の弾性材料が軟
化することとなってヤング率が低下し、周波数特性が低
周波数側へシフトする。その結果、２００〜４００Ｈｚ
で動的絶対バネ定数が高くなり、この周波数領域で十分
な振動伝達抑制効果が得られず、耳ざわりな騒音を発生
することになる。

【０００８】すなわち、前記の支持装置では、振動伝達
抑制に効果のある動的絶対バネ定数の帯域が狭いか、あ
るいはその動的絶対バネ定数の値が高くなり、また温度
変化による帯域のシフトも大きくなるので、自動車等の
排気管の振動伝達抑制に有効に作用せず、特に走行中の
温度上昇による２００〜４００Ｈｚの周波数領域で振動
伝達抑制の効果が小さくなる。

【０００９】そこで、中央連結部の中央部に質量部を設
けることにより、前記範囲の振動伝達抑制の効果を改善
することとしたのである。この場合、ゴム等の弾性材料
のみで質量部を形成するのは、弾性材料の比重が鉄等の
金属に比して小さいこと、また構造上体積の拡張にも限
度があることから、それほど大きい質量を持たせること
ができない。

【００１０】本発明は、質量部に比重の大きい金属質量
体を用いることにより、特に２００〜４００Ｈｚの周波
数領域における広い範囲において振動伝達抑制を効果的
になし、しかも常温から約１００℃の範囲の温度変化に
対しても安定した周波数特性を保持し、良好かつ安定し
た振動伝達抑制効果を発揮できる排気管用支持装置を提
供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記の課題を
解決する本発明の排気管用支持装置は、ゴム等の弾性材
料により形成され、車体側の支持材が挿入される貫通孔
を有する第１保持部と、排気管側の支持材が挿入される
貫通孔を有する第２保持部と、第１保持部と第２保持部
とを間隔を隔ててその両側で連結する一対の側壁部と、
第１と第２の両保持部間の中間位置に配されて前記両側
壁部に連結された中央連結部とを有する支持装置であっ
て、中央連結部は、中央部分が金属質量体を有する質量
部として形成されるとともに、該質量部より両側に延び
る両側部分がそれぞれ二股状に分岐形成されて、該分岐
部分が前記側壁部に連結されてなることを特徴とする。

【００１２】前記の構成による本発明の支持装置によれ
ば、第１および第２の両保持部間で両側壁部を連結して
いる中央連結部の引張りおよび圧縮作用により横方向の
剛性が適度に高くなり、振動伝達抑制に効果のある周波
数領域、すなわち動的絶対バネ定数が低くなる周波数領
域が大幅に拡大する。

【００１３】支持装置の雰囲気温度が上昇すると、ゴム
等の弾性材料が軟化して横方向の剛性が低下し、周波数
特性が低周波数側へ移行することになる。本発明の支持
装置の場合、両側壁部を連結する中央連結部の中央部分
が金属質量体による質量部として形成されて、その上、
両側部分が二股状に分岐形成されて側壁部に連結されて
いるので、左右の側壁部が排気管等の自重により伸長す
るのに伴い二股状の分岐部分も伸長して該分岐部分のヤ
ング率が上昇し、これが中央部分を金属質量体による質
量部としたことによる質量分布と相俟って、この中央連
結部の共振作用により振動を効果的に減衰できるととも
に、共振特性が高周波数側へ移行しようとする作用が生
じる。その結果、温度上昇に伴って周波数特性が低周波
数側へずれようとするのを抑制できることになる。

【００１４】特に質量部は金属質量体を有することによ
り、通常のゴム等の弾性材料のみよりなる場合に比して
同じ体積でも大きな質量を保持でき、前記の動的絶対バ
ネ定数等の特性を大幅に改善でき、共振作用がさらに効
果的になされる。

【００１５】そのため温度変化に対して安定した周波数
特性を保持し、常温から高温まで良好な振動遮断性能を
発揮する。

【００１６】前記の金属質量体は、中央連結部の弾性材
料に対し接着もしくは埋設手段により離脱不能に設けて
おくのが望ましい。すなわち、金属質量体を中央連結部
に一体性よく確実に保持でき、振動によって金属質量体
が離脱するおそれがない。

【００１７】特に、中央連結部の分岐部分の分岐角度
（α）が３０°〜６０°、分岐部分の厚み（Ｔ）と長さ
（Ｌ）の比率（Ｔ／Ｌ）が０．２〜０．５の範囲に設定
されてなるものの場合、前記の効果がさらに安定したも
のになる。

【００１８】すなわち、前記分岐角度が前記角度より小
さいと、横方向の剛性が高くなりすぎ、前記角度より大
きいと、横方向の剛性が低くなりすぎる。また分岐部分
の厚みと長さの比率が前記範囲より小さいと、中央連結
部の質量部による共振周波数が低くなり、前記範囲より
大きいと、中央連結部の質量部による共振周波数が高く
なり、２００〜４００Ｈｚの周波数領域で充分な振動伝
達抑制効果が得られない。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基いて説明する。

【００２０】図１は本発明に係る支持装置の斜視図、図
２は同正面図、図３は前図Ｙ−Ｙ線の断面図、図４はＸ
−Ｘ線の断面図を示す。

【００２１】支持装置（Ａ）は、図に示すように、全体
形状が略楕円形の厚板状をなすものであり、その素材で
ある弾性材料、すなわちゴム材料を加硫成形して一体に
形成されており、次のように構成されている。

【００２２】支持装置（Ａ）の上部には、主に車体側の
支持材が挿入される厚さ方向の貫通孔（11）を有する第
１保持部（１）が形成されており、また前記第１保持部
（１）とは所要の間隔（１０ｍｍ前後）を隔てて相対向
する下方位置に、排気管側の支持材が挿入される厚さ方
向の貫通孔（21）を有する第２保持部（２）が形成され
ている。

【００２３】前記の第１保持部（１）と第２保持部
（２）とは、それぞれその左右両側に両端が接続された
アーチ状の左右一対の側壁部（３）（３）により連結さ
れ、全体として上下対称の略楕円形の環状に形成されて
いる。

【００２４】両側壁部（３）（３）は、第１と第２の両
保持部（１）（２）間の中間位置に両保持部（１）
（２）との間にそれぞれ空隙（４）（４）を保有するよ
うに配されて両端が両側壁部（３）（３）の内面に接続
された中央連結部（５）により連結されている。

【００２５】中央連結部（５）は、その中央部分が例え
ば鉄や亜鉛等の比較的比重の大きい金属質量体（６）を
有する質量部（5a）として形成され、この質量部（5a）
の両側より延びる両側部分（5b）（5b）が二股状に分岐
形成されて、該分岐部分（5c）（5c）、（5c）（5c）が
それぞれ前記両側壁部（３）（３）にそれぞれ連結され
ている。

【００２６】前記の金属質量体（６）は、中央連結部
（５）の両側部分（5b）のゴム材料に対し接着手段によ
り固着しておくことができる。この場合、金属質量体
（６）の両側面を加硫接着等の手段により両側部分（5
b）（5b）と接着することもできるが、図１〜図４およ
び図５に示すように金属質量体（６）をゴム材料で抱持
した状態で接着一体化させておくのが強度上望ましい。
（７）は接着層を示す。後付けで接着一体化することも
可能である。

【００２７】また、前記金属質量体（６）を中央連結部
（５）の中央部分に固着する手段として、図６に示すよ
うに、ゴム材料の加硫成形と同時に、該ゴム材料の内部
に抜脱不能に埋設することもできる。この場合、前記金
属質量体（６）を加硫成形型内に支持するために、金属
質量体（６）の一部、例えば図のように長手方向の両端
面の中央部を露出させておき、その外縁部をゴム材料で
包被して軸方向に係止させた状態に埋設することができ
る。

【００２８】さらに図７に示すように、金属質量体
（６）の一部に凹部（８）や凸部を形成しておいて、ゴ
ム材料の加硫成形によりその外周を抱持して、抜脱不能
に設けることもできる。また図８のように、中央連結部
（５）の中央部分にゴム材料による筒部（９）を加硫成
形しておいて、前記筒部（９）に対しこれよりやや径大
の金属質量体（６）を弾力的に圧入することにより容易
に抜脱しないように保持させることもできる。いずれの
場合も、接着手段を併用することができる。

【００２９】また金属質量体（６）を筒状として、両側
の分岐部分（5c）（5c）と連続する中央部分のゴム材料
を該筒状の金属質量体（６）の中空部を通して加硫成形
することにより、中央連結部（５）に一体的に固着する
こともできる。

【００３０】このほか、金属質量体（６）を中央連結部
（５）の中央部分に容易に離脱しないように固着できる
種々の取着手段による実施が可能である。また金属質量
体（６）の断面形状は、四角形の柱状のほか、図７のよ
うな円形や楕円形の柱状に形成することができる。

【００３１】いずれにしても、金属質量体（６）を用い
ることで、単にゴム材料よりなる場合に比して体積の割
に大きな質量を持たせることができる。

【００３２】この金属質量体（６）は、前後方向の寸法
（Ｋ）を大きくするほど、大きな質量を持たせることが
できる（例えば図５）。前記寸法（Ｋ）は、通常、本体
部の厚み、すなわち第１および第２の保持部（１）
（２）の前後方向の厚みの０．７〜５．０倍の範囲内で
適当に設定するのがよく、これによって目的に応じた任
意の質量を持たせることができ、かつ動的絶対バネ定数
を低くできる周波数領域が拡大する。

【００３３】また中央連結部（５）と両保持部（１）
（２）との間の空隙（４）（４）は、大振幅の振動時
に、質量部（5a）が両保持部（１）（２）の内側面に当
接することで過度の変形を規制するストッパとしての役
目を果すように、その間隔が設定されている。

【００３４】前記の両側部分（5b）の分岐形状として、
それぞれ両分岐部分（5c）（5c）を質量部（5a）より薄
肉の板状に形成するが、その分岐角度（開き角度）
（α）は３０°〜６０°、その縦横寸法比すなわち厚み
（Ｔ）と長さ（Ｌ）の比率（Ｔ／Ｌ）は０．２〜０．５
の範囲となるように設定するのが望ましい。

【００３５】すなわち、中央連結部（５）の二股状の分
岐部分（5c）（5c）の分岐角度（α）と周波数特性との
関連を調べると、下記の表１のようになるので、分岐角
度（α）は、３０°〜６０°の範囲とするのが絶対バネ
定数の低減上は特に効果的である。

【００３６】なお、特性の評価判定は、分岐部分（5c）
（5c）の厚みと長さの比率（Ｔ／Ｌ）を０．３に設定し
たものにおいて、４００Ｈｚ時の動的絶対バネ定数
（Ｋ）を測定し、下記のように判定した。

【００３７】 Ｋの値 ＜ ６０ Ｎ／mm → ○ Ｋの値 ６０〜８０Ｎ／mm → △ Ｋの値 ＞ ８０ Ｎ／mm → ×

【表１】 また、分岐部分（5c）（5c）の厚みと長さの比率（Ｔ／
Ｌ）と周波数特性との関連を調べると、下記表２のよう
になるので、両分岐部分（5c）（5c）の分岐角度（α）
および厚みと長さの比率を上記０．２〜０．５の範囲に
設定するのが、実施上望ましい。

【００３８】なお、特性の評価判定は、分岐角度（α）
を４０°に設定して、４００Ｈｚ時の動的絶対バネ定数
（Ｋ）を測定し、下記のように判定した。

【００３９】 Ｋの値 ＜ ６０ Ｎ／mm → ○ Ｋの値 ６０〜８０Ｎ／mm → △ Ｋの値 ＞ ８０ Ｎ／mm → ×

【表２】 上記のように構成された支持装置（Ａ）は、上側の第１
保持部（１）の貫通孔（11）に車体側の支持材を挿入し
て固定するとともに、下側の第２保持部（２）の貫通孔
（21）に排気管側の支持材を挿入して固定することによ
り、排気管を支持する。

【００４０】この使用状態において、エンジンの作動に
より排気管側から伝達される振動や車体側から伝達され
る振動を吸収して、車室内の騒音振動の悪化を防止す
る。本発明の場合、第１および第２の保持部（１）
（２）間に左右の側壁部（３）（３）を連結する中央連
結部（５）が設けられているために、左右方向の剛性が
高く、横振れを抑制できる。

【００４１】特に、中央連結部（５）は、その中央部分
の両側部分（5b）（5b）が二股状に分岐形成されて両側
壁部（３）（３）に連結されているので、斜め方向の剛
性が高くなる上、排気管等の自重で両側壁部（３）
（３）が伸長するのに伴い二股状の分岐部分（5c）（5
c）も伸長して該分岐部分（5c）（5c）の弾性率が上昇
し、これが中央部分を金属質量体（６）による質量部
（5a）として、両側部分（5b）より大きな質量を持たせ
たことによる質量分布と相俟って、中央連結部（５）の
共振作用で振動を効果的に減衰できるとともに、共振特
性が高周波数側へ移行しようとする作用が生じる。

【００４２】そのため、雰囲気温度が１００℃程度の高
温になって、ゴム材料が軟化しヤング率が低下すること
があっても、中央連結部（５）の前記形態による作用
で、共振特性が低周波数側への移行しようとするのを抑
制でき、それゆえ温度変化に拘らず、安定した周波数特
性を保持し、良好な振動伝達抑制効果および騒音防止効
果を確保できる。

【００４３】本発明の支持装置の効果を確認するため
に、図１に示す本発明の実施例品（実施例）と、図
１０に示す従来構造の比較例（ａ）および金属質量体を
有さない質量部を有する比較例（ｂ）とについて、周波
数に対する動的絶対バネ定数の関係を測定し比較した。

【００４４】前記の動的絶対バネ定数の測定は、一方の
保持部の貫通孔に挿入した棒状支持金具をロードセルに
固定し、他方の保持部の貫通孔に挿入した棒状支持金具
を油圧アクチュエータに固定し、静的に５ｋｇｆの引張
り荷重を加えてアクチュエータをプラス、マイナス０．
０３ｍｍの振幅で加振し、１００Ｈｚから８００Ｈｚま
でスイープさせたときの応答を測定して、絶対バネ定数
を算出する方法により行なった。その結果を図９に示
す。

【００４５】なお、実施例および比較例（ａ）
（ｂ）は、中央連結部（５）（105 ）の形態を除いて基
本的に同材料、同寸法、同構成にしたものである。実施
例の分岐部分の分岐角度（α）は４０°、厚みと長
さの比率（Ｔ／Ｌ）は約０．３であり、実施例は金属
質量体を１０ｇ、実施例は金属質量体を２０ｇにした
ものである。

【００４６】また比較例（ａ）は中央に質量部を有さな
いで両側部分が二股状をなしているもので、分岐部分の
分岐角度（α）は９０°、厚みと長さの比率（Ｔ／Ｌ）
は約０．８であり、比較例（ｂ）は、中央に実施例と
略同様の中央連結部の中央部分を拡大して質量を他より
やや大きくしたものであるが、金属質量体を有さないも
のである。

【００４７】上記の結果、比較例（ａ）は３００〜４０
０Ｈｚの周波数領域、特に３５０Ｈｚ前後で、動的絶対
バネ定数が高くなり、この周波数領域で充分な振動伝達
抑制の効果が得られず、また比較例（ｂ）は、２００〜
３００Ｈｚ付近で動的バネ定数がやや高くなり、振動抑
制効果は充分満足できないものとなった。

【００４８】これに対し、実施例の場合、２００〜
４００Ｈｚの比較的広い範囲にわたる周波数領域におい
て、従来品に比べて動的絶対バネ定数を大幅に低減する
ことができ、温度変化に対しても、動的絶対バネ定数自
体が低いために、安定した振動伝達抑制効果が得られる
ものとなった。

【００４９】

【発明の効果】上記したように本発明の排気管用支持装
置によれば、２００〜４００Ｈｚの周波数領域において
も振動伝達抑制を効果的になし、しかも常温から約１０
０℃の範囲の温度変化に対しても安定した周波数特性を
保持し、良好かつ安定した振動伝達抑制効果を発揮でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態の排気管用支持装置を示す
斜視図である。

【図２】同上支持装置の正面図である。

【図３】前図のＹ−Ｙ線の断面図である。

【図４】図２のＸ−Ｘ線の断面図である。

【図５】他の実施形態の支持装置の断面図である。

【図６】さらに他の実施形態の支持装置を示す一部の正
面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図７】さらに他の実施形態の支持装置を示す一部の正
面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図８】他の実施形態の支持装置における質量部の金属
質量体の取付け前（ａ）と取り付け状態（ｂ）の一部の
断面図である。

【図９】周波数と動的絶対バネ定数の関係を示すグラフ
である。

【図１０】従来の支持装置を例示する正面図である。

【符号の説明】

（Ａ） 支持装置 （１） 第１保持部 （11） 貫通孔 （２） 第２保持部 （21） 貫通孔 （３）（３） 一対の側壁部 （４） 空隙 （５） 中央連結部 （5a） 質量部 （5b）（5b） 両側部分 （5c）（5c） 分岐部分 （６） 金属質量体 （７） 接着層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゴム等の弾性材料により形成され、車体側
   の支持材が挿入される貫通孔を有する第１保持部と、排
   気管側の支持材が挿入される貫通孔を有する第２保持部
   と、第１保持部と第２保持部とを間隔を隔ててその両側
   で連結する一対の側壁部と、第１と第２の両保持部間の
   中間位置に配されて両側壁部に連結された中央連結部と
   を有する排気管用支持装置であって、 中央連結部は、中央部分が金属質量体を有する質量部と
   して形成されるとともに、該質量部より両側に延びる両
   側部分がそれぞれ二股状に分岐形成されて、該分岐部分
   が前記側壁部に連結されてなることを特徴とする排気管
   用支持装置。
2. 【請求項２】金属質量体は、中央連結部の弾性材料に対
   し接着もしくは埋設手段により離脱不能に設けられてな
   る請求項１に記載の排気管用支持装置。
3. 【請求項３】中央連結部両側の分岐部分の分岐角度
   （α）が３０°〜６０°、分岐部分の厚み（Ｔ）と長さ
   （Ｌ）の比率（Ｔ／Ｌ）が０．２〜０．５の範囲に設定
   されてなる請求項１または２に記載の排気管用支持装
   置。