JPS6326441A - 粘性流体封入式ブツシユ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は粘性流体封入式ブツシュに係り、特に剪断によ
る粘性抵抗を利用したブツシュタイプの新規な自動要用
防振支持体、所謂自動車用防振ゴムに関するものである
。

（背景技術） 自動車用防振ゴム、例えばボディーマウント乃至はキャ
ブマウント、メンバーマウント、ストラットバー・クッ
ション、テンションロンド・ブ。

シュ、アームブツシュ、ＦＦエンジンロールストッパー
などに要求される防振特性は、急発進、急ブレーキ、シ
ェイクなどの大入力時における、制動または減衰を利用
したエネルギー吸収、また共振達成振動ならば減衰によ
る振動伝達力の低減であり、エンジンの回転成いはロー
ドノイズからの高周波微小入力時の振動伝達力の低減で
ある。即ち、防振ゴムには、一般的に、低周波大振幅時
に高減衰特性、低周波微小振幅時に低動バネ特性を兼ね
備えさせなくてはならない。

ところが、通常、防振ゴムは、ソリッドのゴム材料を用
いる限り、高減衰特性を発揮し得るようにすれば高周波
時の動バネ特性が高くなり、一方高周波時の動バネをゴ
ム材料の静バネを変更することなく小さくすれば、減衰
力も必然的に小さくなるのであり、このため、ゴム材料
を以てしては両方の防振特性を同時に備える防振ゴムを
実現することは困難である。

この解決のために、近年、流体封入式防振ゴム構造が提
案された（特公昭４８−３６１５１号公報、特公昭５２
−１６５５４号公報など参照）。

このような流体封入式防振ゴムにあっては、二つの流体
室が装備され、そしてこの二つの流体室を仕切る部分に
オリフィスが設けられており、振動人力によって一方の
流体室の体積が変化し、強制的にもう一方の流体室に封
入流体がオリフィスを通って往来する構造が採用されて
いる。そして、このようなオリフィスを通じての流体の
往来によって、絞られた細管内を流体が流れることによ
る流体粘性力と流体慣性力が発揮され、力学的モデルで
は、流体慣性力に相当する質量がバネと減衰に支えられ
た系を並列に配置する方法で、示されることとなる。

そして、この流体往来によって生じる慣性力、即ち質量
−バネ系が、低周波領域の振動人力に対して大きな役割
を果たし、一つの移相器の役目を行なっているのである
。而して、通常の質量−バネ系と違って、元々、流体の
往来が各室間の圧力によって生じており、且つ入力振動
に対し、その圧力変動が最初から１８０°既にずれてい
ることにより、オリフィス部の流体往来から（る質量−
バネ系は、１８０°から既にＯｏへと振動数が高まるに
つれ、移相してくる振動系となっており、最も往来流量
が大きくなる点が丁度振動入力に対して９０°進んだも
のとなり、見掛は上、非常に大きな減衰力が発揮される
特質のものとなっている。従って、この流体往来による
慣性からの質量−バネ系の共振点を過ぎると、通常の質
量−バネ系と同様に、質量部の動きが止まる、即ち流体
の往来がな（なり、主室のみの振動入力に対し、流体の
行き場がない支持系へと遷移して、非常に高い剛性マウ
ントへと変化することとなる。

要するに、上記の如き流体封入式のマウント構造にあっ
ては、そのオリフィス部の慣性力からくる共振以後の高
振動周波数領域でのマウントの剛体化を避は得す、その
ために高周波領域での振動の有効な減衰を期待し得るも
のではなかったのである。

（発明の構成） ここにおいて、本発明は、上記の如き事情に鑑みて為さ
れたものであって、その目的とするところは、高周波領
域でのマウントの剛体化を防ぎ、振動周波数に対して平
坦な伝達力特性を示すブツシュタイプの粘性流体封入式
防振支持体を提供することにある。

そして、かかる目的を達成するために、本発明にあって
は、内筒金具と、その外側に同心的に若しくは偏心して
位置せしめた外筒金具との間に、筒状のゴム弾性体を介
装せしめて、それら金具を連結すると共に、かかるゴム
弾性体の軸方向の中間部に、外周面に開口する開口部を
有する、所定幅にて周方向に連続して延びる環状の空所
を設けて、この空所の開口部を前記外筒金具にて覆蓋す
ることにより密閉された一つの環状の流体室と為し、且
つその流体室内に動粘度の高い高粘性流体を封入せしめ
る一方、防振すべき振動入力方向に直角な方向における
前記内筒金具の両側に位置する前記環状の流体室部分を
、それぞれ径方向において狭窄して、それぞれ該振動人
力方向に所定長さに亘って延びる細隙な剪断間隙部とし
て構成せしめ、振動入力時にそれら剪断間隙部において
前記高粘性流体の剪断による粘性抵抗が惹起せしめられ
るようにしたことにある。

なお、かかる本発明に従う粘性流体封入式ブツシュにあ
っては、好ましくは、前記環状の流体室は、前記振動入
力方向における前記内筒金具の両側に位置する部分にお
いても、それぞれ、前記外筒金具と、前記流体室内で前
記内筒金具側から突出する、少なくとも外筒金具対向部
がゴム弾性材料からなる台地状突部とによって、所定の
面積をもって拡がる細隙な間隙部として構成され、この
細隙な間隙部においても、振動入力に基づくところの流
体排除作用によって、かかる粘性流体にて粘性抵抗が惹
起されるようにされ、以て有効な減衰作用が発揮せしめ
られることとなるのである。

また、本発明に従う粘性流体封入式ブツシュにおける所
定幅の環状の流体室に関して、ブツシュ径方向において
直交するように内筒金具の両側にそれぞれ形成される上
記二種の間隙としては、実質的に、該細隙部を形成する
相対向する作用面にて、高粘性流体に所望の剪断応力を
惹起せしめ得るに充分な狭い間隔において適宜に定めら
れることとなるが、実用的には、１）〜６１璽程度の間
隙として設定されることとなる。

さらに、本発明に従う前記高粘性流体封入式ブツシュに
おいて用いられる、高い動粘度を有する高粘性流体とし
ては、通常、シリコーン・オイルが利用され、そしてそ
のようなシリコーン・オイルの少なくとも１万センチス
ト一クス以上のもの、好適には１０万〜１００万センチ
ストークスの動粘度を有するものが用いられることとな
る。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の代表的な実施例を、図面に基づいて詳細に説明する
こととする。

先ず、第１図には、自動車のテンションロッド・ブツシ
ュに本発明を適用した場合における粘性流体封入式ブツ
シュ組立体の一例に係る横断面図が示されており、また
第２図には、その縦断面図が示されている。

それらの図において、本発明に従う粘性流体封入式ブツ
シュ組立体は、厚肉円筒状の内筒金具２と、その外側に
同心的に配置された円筒状の外筒金具４と、これら内筒
金具２と外筒金具４とを連結する、所定のゴム材料から
成形された、全体として円筒形状を呈するゴムブロック
（ゴム弾性体）６とを含んで構成されており、かかる外
筒金具４の外周面にテンションロッドの端部の円筒状取
付部が圧入されて、取り付けられる一方、内筒金具２に
は、車体側若しくは車軸側に取り付けられた枢軸が挿通
されて、使用されるようになっている。

ところで、このような構造のブツシュ組立体において、
内筒金具２とゴムブロック６とは、第３図及び第４図に
示される如く、一般に、一体加硫成形品８として構成さ
れて用いられることとなる。

そこにおいて、内筒金具２の軸方向における略中央部の
外周面には厚肉の金属リングｌＯが圧入、固定せしめら
れている一方、ゴムブロック６の外周面には金属スリー
ブ１２が固着せしめられている。また、かかる金属スリ
ーブ１２には、その筒壁部が大きく矩形状に切り抜かれ
て形成された二つの窓部１４．１４が対称的に設けられ
ている。

そして、これら金属リング１０圧入内筒金具２及び金属
スリーブ１２の存在下において、ゴムブロック６を加硫
成形することによって、目的とする一体加硫成形品８が
形成されるのである。なお、この一体加硫成形品８には
、必要に応じてへ方絞り加工等の絞り加工が施されて、
予備圧縮が加えられることとなる。

また、かかる一体加硫成形品８において、そのゴムブロ
ック６の軸方向の中間部には、所定幅で周方向に連続し
て延びる環状の空所１６が形成されており、この空所１
６は、また第３図から明らかなように、金属スリーブ１
２のそれぞれの窓部１４．１４に対応する部位において
、ゴムブロック６の外周面に開口する構造とされている
。

そして、かかる空所１６内に位置するように、内筒金具
２に圧入せしめられた金属リング１０が配置せしめられ
、更にこの金属リング１０上に、所定厚さのゴムがゴム
ブロック６と一体的に成形されており、それによって、
空所１６内において台地状突部１８が所定高さにおいて
形成されでいるのである。即ち、台地状突部１８は、金
属リング１０とその上に一体的に加硫接着された所定厚
さのゴム層２０とから構成され、特にそのゴム層２０は
、金属スリーブ１２の窓部１４に対応する位置において
厚くされて、外方に張り出させられている。一方、その
ようなゴム層２０の張出し方向と直交する方向における
内筒金具２の両側に位置する空所１６．１６部分が、そ
れぞれ、かかる台地状突部１８の突出によって径方向に
おいて狭窄され、以て互いに平行な方向に所定長さに亘
ってそれぞれ延びる、細隙な断面コ字状乃至はＵ字状（
第４図）の剪断間隙部２２．２２として形成されている
のである。なお、こ剪断間隙部２２は、一般に１〜６０
程度の間隙として形成されるものである。

そして、このような構造の一体加硫成形品８を用いて、
それを、所定の高粘性流体、例えば１万センチスト一ク
ス以上、好ましくは１０万〜１００万センチストークス
の動粘度を有するシリコーン・オイルなどの流体中にお
いて、内周面にシールゴム層２４が一体的に設けられた
外筒金具４内に圧入すれば、ゴムブロック６内に形成さ
れた空所１６の開口部が、かかる外筒金具４にて覆蓋さ
れることにより、第１図及び第２図に示される如く、高
粘性流体の充満、封入された所定幅の一つの環状の流体
室２６が、内筒金具２の周回りに形成されることとなる
。また、このような外筒金具４による空所１６の覆蓋に
よって、かかる開口部位においてせり出した台地状突部
１８と外筒金具４との間に、所定の面積をもって軸方向
及び周方向に拡がる円弧形状の細隙な間隙部２８が形成
されることとなる。なお、この間隙部２８も、前記剪断
間隙部２２と同様に、１〜６鶴程度の間隙において形成
されるものである。

なお、一体加硫成形品８に対して外筒金具４を圧入した
後、かかる外筒金具４には、圧入を行なった高粘性流体
中において或いはそのような流体中から取り出された後
に、へ方絞り加工等の絞り加工が施され、更に所定のダ
イスを通す等の絞り加工を施して、その縮径加工が施さ
れることにより、シールゴム層２４に加えて、外筒金具
４と金属スリーブ１２との間の流体密性が向上せしめら
れることとなる。また、外筒金具４の両端部は、ロール
カシメによって一体加硫成形品８の外周部の金属スリー
ブ１２にカシメ固定されるようになっている。

従って、かくの如き構造の粘性流体封入式ブツシュ組立
体にあっては、振動の入力方向が第１図において矢印（
破線）Ｐにて示される方向、即ち第１図において上下方
向に振動が入力せしめられると、そのような振動の入力
方向に平行な方向に延びる、内筒金具２の両側にそれぞ
れ位置せしめられた細隙な剪断間隙部２２．２２におい
て、それら剪断間隙部２２．２２を形成する相対向した
作用面（ゴムブロック６；ゴム層２０）の相対的な移動
に基づいて、そこに存在する高粘性流体に有効な剪断作
用が惹起され、以てそのような粘性流体の剪断による所
定の粘性抵抗が発生せしめられることとなるのである。

即ち、ここで、高粘性流体の粘性係数二μ、剪断間隙部
２２の面積二Ａ、剪断間隙部２２の間隙の大きさく距離
）：ｈ、振動の速度：Ｖとすると、かかる粘性流体の剪
断による抵抗カニＦは、次式： ％式％） にて与えられ、従って入力振動の周波数に実質的に影響
を受けることなく、有効な粘性抵抗が、発生せしめられ
ることとなるのである。そして、減衰力は、この剪断に
よる粘性抵抗に基づくところの抵抗カニＦによって、そ
のような剪断作用を受ける面積：Ａの大きさに比例して
、惹起されることとなるのである。

因みに、上記例示の本発明に従う高粘性流体封入式ブツ
シュ組立体の防振特性について、従来のオリフィスタイ
プの流体封入式ブツシュ組立体と比較した結果が、第５
図に示されている。この第５図のグラフは、±０．０５
ｍの振幅で一定加振した場合における振動周波数に対す
る、それぞれのブツシュの伝達力特性、位相角を示して
いるが、比較例のブツシュ組立体は、振動周波数が高く
なるに従って、換言すれば共振以降の高周波領域におい
て伝達力が極端に大きくなるのに対して、本発明に従う
ブツシュ組立体にあっては、平坦な伝達力特性を示し、
特に高周波領域の伝達力において優れた動特性、特に振
動減衰力を発揮しているのである。

また、かかる例示のブツシュ組立体にあっては、環状の
流体室２６が、振動入力方向（Ｐ）における内筒金具２
０両側に位置する部分（第１図における上下の部位）に
おいて、それぞれ内筒金具２側から突出する台地状突部
１８によって、外筒金具４との間において円弧状の細隙
な間隙部２８．２８として構成されているところから、
それら細隙な間隙部２８．２８において、振動入力時に
、そこに存在する高粘性流体に押圧力が作用して、かか
る空間から高粘性流体を第１図の矢印にて示される如く
左右方向（円周方向）に排除する作用が加わるところか
ら、かかる高粘性流体に流れが惹起され、そしてその流
れの速度勾配に比例したすり剪断応力が発生せしめられ
、以てそれによって有効な減衰力も発現され得て、前記
剪断間隙部２２．２２における粘性抵抗力と相乗的に作
用して、ブツシュ全体として有効な振動減衰作用が発現
されるのである。

なお、本発明は、かかる例示の具体例の他にも、その趣
旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて
種々なる変更、修正、改良などを加え得るものであり、
本発明が、また、そのような実施形態のものをも含むも
のであることが理解されるべきである。

例えば、前例では内筒金具２と外筒金具４とが同心的に
配置されていたが、それら金具は必要に応じて偏心配置
せしめられる場合があり、また外筒金具４と台地状突部
１８との間に形成される間隙部２８の形状にあっても、
円弧形状の他に、剪断間隙部２２の如きストレート形状
などの形状であっても同等差支えないのである。尤も、
かかる間隙部２８は、本発明において必須のものではな
く、それが形成されていない場合にあっても、本発明の
目的を達成することは可能である。

また、本発明において、剪断間隙部２２や間隙部２８の
延びる長さや幅（周方向、軸方向長さ）、換言すればそ
れら間隙部２２．２８の面積としては、目的とする粘性
抵抗乃至は剪断応力の大きさ、ひいては減衰効果に応じ
て適宜に選定されることとなる。

さらに、本発明の適用されるブツシュ構造の防振支持体
としては、例示の如きテンションロンド・ブツシュの他
にも、ボディーマウント、ストラットマウント、アーム
ブツシュ、ＦＦエンジンロールストッパーなどの多（の
自動車用防振ゴムを挙げることが出来、それらの何れに
も有利に適用することが可能である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う粘性流体
封入式ブツシュは、環状の流体室の一部に形成された細
隙な間隙部において惹起される、剪断による粘性抵抗に
基づいて、有効な振動減衰作用を惹起せしめるものであ
り、特に振動周波数に対して平坦な伝達力特性を示し、
高周波振動に対して優れた減衰力を発揮するものであっ
て、従来の各種の流体人ブツシュとは異なる特異な伝達
力特性を示すものであるところに、大きな工業的意義が
存するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る粘性流体封入式ブツ
シュ組立体の横断面図であり、第２図は第１図における
■−■断面図である。また、第３図は、かかる粘性流体
封入式ブツシュ組立体に用いられる一体加硫成形品の横
断面図であり、第４図は第３図におけるＩ’／−ＩＶ断
面図である。第５図は、本発明に従う粘性流体封入式ブ
ツシュ組立体と従来のオリフィスタイプの流体封入式ブ
ツシュにおける、振動周波数に対する伝達力特性、位相
角を示すグラフである。 ２：内筒金具　　　　　４ニゲ筒金具 ６：ゴムプロソク　　　８ニ一体加硫成形品１０：金属
リング　　　１２：金属スリーブ１４：窓部　　　　　
　１６：空所 １８：台地状突部　　　２ｏ：ゴム層 ２２：剪断間隙部　　　２４：シールゴム層２６：流体
室　　　　　２８：間隙部 出願人　　東海ゴム工業株式会社 第２図 ■　　　　第３図 ンＵ 第４図 第５図 （む 振動周波数　　　　（Ｈｚ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内筒金具と、その外側に同心的に若しくは偏心し
   て位置せしめた外筒金具との間に、筒状のゴム弾性体を
   介装せしめて、それら金具を連結すると共に、かかるゴ
   ム弾性体の軸方向の中間部に、外周面に開口する開口部
   を有する、所定幅にて周方向に連続して延びる環状の空
   所を設けて、この空所の開口部を前記外筒金具にて覆蓋
   することにより密閉された一つの環状の流体室と為し、
   且つその流体室内に動粘度の高い高粘性流体を封入せし
   める一方、防振すべき振動入力方向に直角な方向におけ
   る前記内筒金具の両側に位置する前記環状の流体室部分
   を、それぞれ径方向において狭窄して、それぞれ該振動
   入力方向に所定長さに亘って延びる細隙な剪断間隙部と
   して構成せしめ、振動入力時にそれら剪断間隙部におい
   て前記高粘性流体の剪断による粘性抵抗が惹起せしめら
   れるようにしたことを特徴とする粘性流体封入式ブッシ
   ュ。
2. （２）前記環状の流体室が、前記振動入力方向における
   前記内筒金具の両側に位置する部分において、それぞれ
   、前記外筒金具と、前記流体室内で前記内筒金具側から
   突出する、少なくとも外筒金具対向部がゴム弾性材料か
   らなる台地状突部とによって、所定の面積をもって拡が
   る細隙な間隙部として構成されている特許請求の範囲第
   １項記載の粘性流体封入式ブッシュ。
3. （３）前記高粘性流体が、少なくとも１万センチストー
   クスの動粘度を有するシリコーン・オイルである特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の粘性流体封入式ブッ
   シュ。