JPH11198622A - 液体封入ブッシュ - Google Patents
液体封入ブッシュInfo
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- JPH11198622A JPH11198622A JP10005594A JP559498A JPH11198622A JP H11198622 A JPH11198622 A JP H11198622A JP 10005594 A JP10005594 A JP 10005594A JP 559498 A JP559498 A JP 559498A JP H11198622 A JPH11198622 A JP H11198622A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G3/00—Resilient suspensions for a single wheel
- B60G3/18—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram
- B60G3/20—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram all arms being rigid
- B60G3/202—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram all arms being rigid having one longitudinal arm and two parallel transversal arms, e.g. dual-link type strut suspension
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
- B60G7/02—Attaching arms to sprung part of vehicle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
- F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
- F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
- F16F13/08—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper
- F16F13/14—Units of the bushing type, i.e. loaded predominantly radially
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
される高周波数のロードノイズを改善し得る液体封入ブ
ッシュを提供する。 【解決手段】 液体封入ブッシュの動バネ定数K* が最
小となる周波数、あるいは損失係数 tanδが最大となる
周波数をサスペンションアームの剛体共振周波数f0 の
近傍(例えば、600Hz)に設定する。その結果、サ
スペンションアームを介して路面から伝達される前記剛
体共振周波数近傍の振動の伝達力N(伝達力N=共振倍
率ν×動バネ定数K* )を小さくし、ロードノイズを改
善することができる。
Description
架するサスペンションアームの端部を車体に支持する液
体封入ブッシュに関する。
る従来の液体封入ブッシュは、 入力周波数が18Hz近傍の減衰力(即ち、損失係数
tanδ)の増加によるサスペンションのバネ下の前後共
振の低減(図9参照) 入力周波数が230Hz近傍の動バネ定数K* の低減
によるタイヤの気柱共鳴音の低減(図10参照) 入力周波数が80Hz近傍の動バネ定数K* の低減に
よる車室固有の空洞共鳴音(ドラミング)の低減(図1
0参照) を図るべく特性のチューニングが行われており、その結
果、乗り心地や入力周波数が230Hz近傍までの領域
のロードノイズが改善されている。
来のものでは、サスペンションアームの剛体共振周波数
領域である500Hz以上の高周波数領域ではロードノ
イズを充分に改善することができず、路面からザワザワ
した騒音が伝達される問題があった。
ロードノイズを改善すべく、液室を持たないソリッドブ
ッシュのブッシュゴムの内部にスグリ(空間)を形成し
た異方性ブッシュを作製し、実車に搭載してロードノイ
ズのテストを行った。図11は前記異方性ブッシュを示
すもので、車体に取り付けられるサスペンションアーム
01の端部に設けられたブッシュ02は、そのブッシュ
ゴム03に上下一対のスグリ04,04が形成されてい
る。このようにブッシュゴム03に形成されたスグリ0
4,04により、車両の操安性能への関与が大きい車体
左右方向(X−X′方向)の静バネ定数を充分に確保し
ながら、ロードノイズへの関与が大きい上下方向(Z−
Z′方向)の動バネ定数K* を広い周波数領域で約3分
の1まで低減することができる(図12参照)。
領域でのロードノイズの低減が期待されたが、実車に搭
載してテストしたところ、高周波数領域でのロードノイ
ズがかえって増加するという結果に終わった。従って、
ブッシュの動バネ定数K* を低減するだけでは、高周波
数領域でのロードノイズを改善できないことが判明し
た。その理由を以下に説明する。
を示すもので、車体と振動入力点(ナックルとの接続
部)との間にサスペンションアームの等価質量とブッシ
ュのバネとが直列に接続されている。ロードノイズの大
きさを表すパラメータである伝達力Nは、サスペンショ
ンアームから車体に伝達される力の最大値として定義さ
れ、また共振倍率νは、(出力振幅xの最大値)/(入
力振幅x0 )として定義され、更に前記剛体共振周波数
f0 はサスペンションアームが共振する周波数として定
義される。そして伝達力Nは共振倍率νおよび動バネ定
数K* により、 伝達力N=共振倍率ν×動バネ定数K* の関係で与えられる。上式から明らかなように、単に動
バネ定数K* を小さくしても共振倍率νが大きいと伝達
力Nは必ずしも小さくならず、そのために剛体共振周波
数f0 の領域において高周波数のロードノイズを改善す
ることができないのである。
で、サスペンションアームを介して路面から伝達される
高周波数のロードノイズを改善し得る液体封入ブッシュ
を提供することを目的とする。
に、請求項1に記載された発明は、自動車の車輪を懸架
するサスペンションアームの端部を車体に支持する液体
封入ブッシュにおいて、その動バネ定数が最小となる周
波数を、前記サスペンションアームの剛体共振周波数の
近傍に設定したことを特徴とする。
の車輪を懸架するサスペンションアームの端部を車体に
支持する液体封入ブッシュにおいて、その損失係数が最
大となる周波数を、前記サスペンションアームの剛体共
振周波数の近傍に設定したことを特徴とする。
れば、液体封入ブッシュの動バネ定数が最小となる周波
数、あるいは損失係数が最大となる周波数をサスペンシ
ョンアームの剛体共振周波数の近傍に設定したことによ
り、サスペンションアームを介して路面から伝達される
前記剛体共振周波数近傍の振動の伝達力(共振倍率ν×
動バネ定数K* )を小さくしてロードノイズを改善する
ことができる。
ームが共振する周波数を指し、また剛体共振周波数の近
傍とは、剛体共振周波数をf0 としたときに、0.7f
0 〜1.5f0 の範囲を指すものとする。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
で、図1は液体封入ブッシュを用いたリヤサスペンショ
ンの斜視図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は
図2の要部拡大図、図4は入力周波数と動バネ定数との
関係を示すグラフ、図5は入力周波数と共振倍率との関
係を示すグラフ、図6は入力周波数と伝達力との関係を
示すグラフ、図7は動バネ定数および損失係数の特性を
比較するグラフ、図8は入力周波数と伝達力との関係を
示すグラフである。
示すものである。図示せぬ車輪を回転自在に支持するナ
ックル1は、前方に延びるラジアスロッド2によって車
体に連結されるとともに、左右方向に延びるアッパーア
ーム3、フロントロアアーム4およびリヤロアアーム5
によって車体に連結される。ナックル1の上下動はコイ
ルバネ6を一体に備えたショックアブソーバ7により緩
衝される。図2を併せて参照すると明らかなように、ア
ッパーアーム3、フロントロアアーム4およびリヤロア
アーム5は、その基端がそれぞれ本実施例の液体封入ブ
ッシュ8…を介して車体に枢支され、その先端がそれぞ
れボールジョイント9…を介してナックル1に枢支され
る。
の構造を説明する。
支持軸10は、それを車体に固定するボルト11(図1
参照)が貫通するボルト孔101 を有する中空の部材で
あって、その軸方向中央に球状部102 が一体に形成さ
れる。支持軸10の球状部102 は、内筒12の内周面
に固定された合成樹脂製のベアリング13に回転自在に
支持される。ベアリング13は、その軸方向一端が内筒
12の内周面に形成したフランジ121 に突き当てられ
た状態で、その軸方向他端が内筒12の内周面に形成し
た段部122 に突き当てられてリテーナ14により抜け
止めされる。
ム15が加硫焼き付け接着により固定されるとともに、
その第1ブッシュゴム15の外周面に環状のアウターカ
ラー16が加硫焼き付け接着により固定される。環状の
第2ブッシュゴム17の内周面および外周面に、それぞ
れインナーカラー18および外筒19が加硫焼き付け接
着により固定される。インナーカラー18を内筒12の
外周に嵌合し、且つアウターカラー16を外筒19の内
周に嵌合することにより、第1ブッシュゴム15および
第2ブッシュゴム17の対向部に液体が封入された環状
の液室20が形成される。支持軸10の球状部102 と
ベアリング13との接触面に塵埃が付着しないように、
支持軸10の一端および内筒12間と、支持軸11の他
端およびリテーナ14間とに、それぞれゴム製のブーツ
21,21が装着される。
8は、図1に示すように、その支持軸10がボルト孔1
01 を貫通するボルト11によって車体に固定されると
ともに、その外筒19がアッパーアーム3(あるいはフ
ロントロアアーム4またはリヤロアアーム5)の基端に
形成された環状の支持部22に圧入によって固定され
る。ナックル1の上下動に伴ってアッパーアーム3が回
転すると、アッパーアーム3側に支持されたベアリング
13と、車体側に支持された支持軸10の球状部102
とが球面接触状態で相互に滑りあい、前記アッパーアー
ム3のスムーズな回転が許容される。
入力すると、液体封入ブッシュ5の第1、第2ブッシュ
ゴム15,17が弾性変形することにより前記荷重が吸
収される。また前記荷重により第1、第2ブッシュゴム
15,17が弾性変形して内筒12および外筒19が直
径方向に相対変位し、環状の液室20の直径方向一側お
よび他側の容積が交互に増減すると、容積が減少した側
から増加した側に液体が流れて液室20内に液柱共振現
象が発生するため、液体封入ブッシュ8の動バネ定数K
* が低下する。このとき、液室20そのものが液体通路
を構成する。
入力周波数に対する動バネ定数K*の特性を示すグラフ
である。同図から明らかなように、本実施例の液体封入
ブッシュ8の上下方向(図1のZ−Z′方向)の動バネ
定数K* は、サスペンションアーム(アッパーアーム
3、フロントロアアーム4あるいはリヤロアアーム5)
の剛体共振周波数f0 (約600Hz)の近傍において
最小となるように設定されている。それに対し、従来の
ソリッドブッシュの動バネ定数K* は、入力周波数の増
加に応じて漸増するような特性を有している。
の入力周波数と共振倍率νとの関係が示される。同図か
ら明らかなように、共振倍率νは剛体共振周波数f0 に
おいて最大値を取り、その剛体共振周波数f0 の前後に
おいて減少する特性を有している。
と、図5に示す共振倍率νの特性から、伝達力N=共振
倍率ν×動バネ定数K* の関係に基づいて伝達力Nを算
出した結果を示すものである。同図から明らかなよう
に、600Hz近傍のサスペンションアームの剛体共振
周波数f0 の領域において、本実施例の液体封入ブッシ
ュ8の伝達力Nは、従来のソリッドブッシュの伝達力N
に比べて斜線で示す部分で下回っており、前記剛体共振
周波数f0 の近傍でのロードノイズの改善効果が確認さ
れる。
tanδの入力周波数に対する特性が示される。損失係数
tanδは応力および歪み間の損失角δの正接であって、
強制振動させられている系の減衰の尺度となるパラメー
タである。同図から明らかなように、損失係数 tanδの
最大値aは動バネ定数K* の最小値bおよび最大値cの
間にあり、動バネ定数K* が最小値bになる周波数f1
は、損失係数 tanδが最大値aになる周波数f2 よりも
僅かに小さくなっている。即ち、動バネ定数K * が最小
値bになる周波数f1 と、損失係数 tanδが最大値aに
なる周波数f2とは略一致していると考えられ、従っ
て、剛体共振周波数f0 において動バネ定数K* が最小
値を取れば、そのとき損失係数 tanδは実質的に最大値
を取ることになる。尚、損失係数 tanδが最大値を取る
とき、共振倍率νはν≒1/ tanδで与えられる。
剛体共振周波数f0 において動バネ定数K* が最小値に
なるように設定した場合の伝達力Nを示しているのに対
し、図8は剛体共振周波数f0 において損失係数 tanδ
が最大値になるように設定した場合の伝達力Nを示して
いる。図8から明らかなように、600Hz近傍のサス
ペンションアームの剛体共振周波数f0 の領域におい
て、本実施例の液体封入ブッシュ8の伝達力Nは、従来
のソリッドブッシュの伝達力Nに比べて斜線で示す部分
で下回っており、前記剛体共振周波数f0 の近傍でのロ
ードノイズの改善効果が確認される。
小値になる周波数、あるいは損失係数 tanδが最大値に
なる周波数を、サスペンションアームの剛体共振周波数
f0に一致するように調整するには、以下のような手法
がある。 液体封入ブッシュ8の静バネ定数を増加させる 液体通路として機能する液室20の流路断面積を増加
させる 液体通路として機能する液室20内の液体の質量を減
少させる(液体通路を短くするか、液体の比重を小さく
する) 内筒12および外筒19の相対変位量に対する液体の
移動量(排液量)を減少させる 而して、上記〜の手法を適宜組み合わせて採用する
ことにより、液体封入ブッシュ8の動バネ定数K* が最
小値になる周波数、あるいは損失係数 tanδが最大値に
なる周波数を、前記剛体共振周波数f0 に一致するよう
に調整することができる。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
に示すものに限定されず、本発明は他の任意の構造の液
体封入ブッシュに対して適用することができる。
ブッシュの動バネ定数が最小となる周波数、あるいは損
失係数が最大となる周波数をサスペンションアームの剛
体共振周波数の近傍に設定したことにより、サスペンシ
ョンアームを介して路面から伝達される前記剛体共振周
波数近傍の振動の伝達力を小さくしてロードノイズを改
善することができる。
の斜視図
ラフ
ラフ
特性変化を示す図
ム) 5 リヤロアアーム(サスペンションアーム) f0 剛体共振周波数 K* 動バネ定数 tanδ 損失係数
Claims (2)
- 【請求項1】 自動車の車輪を懸架するサスペンション
アーム(3,4,5)の端部を車体に支持する液体封入
ブッシュにおいて、 その動バネ定数(K* )が最小となる周波数を、前記サ
スペンションアーム(3,4,5)の剛体共振周波数
(f0 )の近傍に設定したことを特徴とする液体封入ブ
ッシュ。 - 【請求項2】 自動車の車輪を懸架するサスペンション
アーム(3,4,5)の端部を車体に支持する液体封入
ブッシュにおいて、 その損失係数( tanδ)が最大となる周波数を、前記サ
スペンションアーム(3,4,5)の剛体共振周波数
(f0 )の近傍に設定したことを特徴とする液体封入ブ
ッシュ。
Priority Applications (2)
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JP00559498A JP4052705B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 液体封入ブッシュ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP00559498A JP4052705B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 液体封入ブッシュ |
Publications (2)
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JPH11198622A true JPH11198622A (ja) | 1999-07-27 |
JP4052705B2 JP4052705B2 (ja) | 2008-02-27 |
Family
ID=11615568
Family Applications (1)
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