JP6088286B2

JP6088286B2 - 防振装置

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Publication number: JP6088286B2
Application number: JP2013034799A
Authority: JP
Inventors: 幸大杉本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: US20150367696A1; CN105074261A; WO2014129099A1; US9505285B2; EP2960540A1; EP2960540A4; EP2960540B1; JP2014163448A; CN105074261B

Description

この発明は、例えば自動車等に用いられる防振装置に関するものである。

車両用の防振装置として、エンジン等の振動発生部と車体との間に、車両の前後を向いて取り付けられた、例えば特許文献１に記載の、防振支持装置が知られている。この種の防振支持装置は一般に、車両の前後方向に特性が最適化されており、車両の上下方向または左右方向（内筒軸方向）では、剛性（ばね定数）が低くなる傾向がある。そのため、車両を急旋回させた時や、車両が段差を乗り越した時等に、防振支持装置の外筒が車体に当たって打音が発生する場合がある。
ここで、特許文献１に記載された防振支持装置では、内筒と外筒とを連結するゴム弾性体の軸方向両側面に、外筒の軸方向両端より外側に突出したゴム突起部を設けて、外筒が車体に当たることを防止している。

特開２００５−１８８５７５号公報

ところで、ゴム弾性体にゴム突起部を設けると、車両前後方向（主振動方向）の振動入力に対するゴム弾性体の特性が変わるため、設計変更が容易でないという問題点があった。またゴム弾性体にゴム突起部を設けた場合、振動入力時においてゴム突起部と車体とが繰り返し当接することとなるため、ゴム弾性体自体の耐久性に影響を及ぼすおそれがあった。

この発明は、上述した課題を有効に解決するものであり、主振動方向の振動入力に対する本体弾性体の特性を変化させること無しに、また本体弾性体の耐久性に影響を及ぼすこと無しに防振装置の内筒軸方向変位に対するストッパ機能を追加した防振装置を提供することを目的とするものである。

この発明の防振装置は、振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される内筒と、前記振動発生部および前記振動受部のいずれか他方に連結される外筒と、前記外筒の内周面に圧入された中間筒と、前記内筒と前記中間筒とを接続する本体弾性体と、前記中間筒に固定され、内筒軸方向に直交する方向で、前記内筒軸方向に貫通して形成された空洞部を少なくとも挟んで前記内筒と対向する、前記本体弾性体と独立したストッパ弾性体とを有し、前記ストッパ弾性体は、前記内筒軸方向において、前記中間筒及び前記外筒よりも突出した軸方向ストッパ部を有し、前記軸方向ストッパ部が、前記中間筒よりも、前記内筒径方向内側のみに設けられることを特徴とする。
この防振装置によれば、本体弾性体ではなくストッパ弾性体に軸方向ストッパ部を設けることで、本体弾性体の、主振動方向の振動入力に対する特性を変化させることなく、また本体弾性体の耐久性に影響を及ぼすことなく防振装置の内筒軸方向変位に対するストッパ機能を追加することができる。
なお、この明細書において、本体弾性体とストッパ弾性体とが「独立」しているとは、本体弾性体とストッパ弾性体とが独立して変形可能であり、本体弾性体がそれ自体の防振機能上、ストッパ弾性体に影響されない構成をいうものとし、例えば製造上の理由から、本体弾性体とストッパ弾性体とが、中間筒に固着された薄い弾性体部分を介して繋がって形成されている場合等も含むものとする。
また、この明細書で、「軸方向ストッパ部」とは、ストッパ部が内筒軸方向に沿って延びる場合に加え、ストッパ部が内筒軸方向に対して傾斜または湾曲して延びる場合も含むものとする。

ここで、この発明の防振装置では、前記内筒軸方向に直交する断面において、前記軸方向ストッパ部の外筒径方向の幅の中心線が、前記ストッパ弾性体の外筒径方向の幅の中心線よりも前記中間筒寄りに位置することが好ましい。
この場合には、ストッパ弾性体の固定端である中間筒付近に、軸方向ストッパ部を位置させることで、ストッパ弾性体の内筒軸方向の剛性を向上させて、軸方向ストッパ機能を高めることができる。
なお、軸方向ストッパ部またはストッパ弾性体の「中心線」とは、それぞれの、外筒径方向の幅の中心線をいうものとする。

また、この発明の防振装置では、前記内筒軸方向に沿った断面において、前記ストッパ弾性体を、その少なくとも一部で、前記内筒側から前記中間筒側に向けて次第に厚みが増加するように形成することが好ましい。
この場合には、ストッパ弾性体が当接する際に、当接直後はやわらかく、次第に硬く接触させることができ、乗り心地性を向上させることができる。

そして、この発明の防振装置では、前記軸方向ストッパ部の内筒軸方向外側端部の外表面輪郭が、該軸方向ストッパ部の外方に向かって凸となる曲面を有することが好ましい。
この場合には、軸方向ストッパ部が車体等に当接する際に、当接直後はやわらかく、次第に硬く接触させることで、乗り心地性をさらに向上させることができる。また、軸方向ストッパ部と車体等とを当接させる際に、接触面積を次第に増加させることで、不快な当接音が発生することを抑制することができる。

ここにおいて、この発明の防振装置がさらに、前記内筒軸方向と軸方向を異にする第２の内筒と、前記外筒と連結ロッドを介して連結された第２の外筒と、前記第２の内筒と前記第２の外筒との間に設けられた第２の本体弾性体とを有することが好ましい。
この場合には、エンジン等の振動発生部と車体との間に、連結ロッドの長手方向を車両の前後方向に揃えて、該防振装置を取り付けることで、振動発生部の振動が車体に伝わることを防止することができる。

この発明に係る防振装置によれば、主振動方向の振動入力に対する、本体弾性体の特性を変化させること無しに、また本体弾性体の耐久性に影響を及ぼすこと無しに防振装置の内筒軸方向変位に対するストッパ機能を追加することができる。

この発明の防振装置の一の実施形態を示す平面図である。図１に示す防振装置の側面図である。図１のＩ−Ｉ線で切断した、第１の弾性ブッシュの内筒軸方向に沿う断面図である。この発明の防振装置の他の実施形態を示す、第１の弾性ブッシュの内筒軸方向に沿う断面図である。

以下に、図面を参照しつつ、この発明に係る防振装置の実施の形態を例示説明する。
図１及び２に示す本実施形態の防振装置１は、第１の弾性ブッシュ１０と、第１の弾性ブッシュ１０よりも小径の第２の弾性ブッシュ２０と、第１の弾性ブッシュ１０及び第２の弾性ブッシュ２０を連結する連結ロッド３０とを具えた、トルクロッドである。

図１に示すように、第１の弾性ブッシュ１０は、内筒１１と、中間筒１３と、内筒１１及び中間筒１３を接続する本体弾性体１４と、中間筒１３に固定されて、内筒１１の軸方向（図１の表裏を貫く方向、以下「内筒軸方向」ともいう）に直交する方向で、内筒軸方向に貫通して形成された空洞部１７を挟んで内筒１１と対向するストッパ弾性体１５と、内筒軸方向に貫通して形成された空洞部１８及び本体弾性体１４とを挟んで内筒１１と対向するストッパ弾性体１６とを有する。また、中間筒１３は外筒１２の内周面に圧入されている。
それぞれのストッパ弾性体１５、１６は、本体弾性体１４と独立しており、また、中間筒１３側から内筒１１側に向かって突設されることとなる。
なお、本実施形態では、ストッパ弾性体１５、１６は、中間筒１３に、例えば加硫接着等により直接固着（固定）されているが、ストッパ弾性体１５、１６の少なくとも一方を、別部材を介して中間筒１３に間接的に固定すること等も可能である。

ここで示す実施形態では、第１の弾性ブッシュ１０の内筒１１は、振動発生部であるエンジン（図示せず）とボルト等によって連結され、第１の弾性ブッシュ１０の外筒１２は、連結ロッド３０及び第２の弾性ブッシュ２０を介して、連結ロッド３０の長手方向を車両の前後方向として（従って、防振装置１の主振動方向は、車両の前後方向となる）、振動受部である車体（図示せず）とボルト等によって連結される。
一方、説明は省略するが、第１の弾性ブッシュ１０の内筒１１を、振動受部である車体と連結させ、第１の弾性ブッシュ１０の外筒１２を、連結ロッド３０及び第２の弾性ブッシュ２０を介して、振動発生部であるエンジンと連結させることもできる。

そして、ストッパ弾性体１５、１６はそれぞれ、内筒軸方向に沿って延び、図２に示すように、内筒軸方向において、中間筒１３及び外筒１２よりも車体側に突出した軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａを有する。

また、第２の弾性ブッシュ２０は、第２の内筒２１と、外筒１２と連結ロッド３０を介して連結された第２の外筒２２と、第２の内筒２１と第２の外筒２２との間に設けられた第２の本体弾性体２４とを有する。第１の弾性ブッシュ１０の内筒１１と、第２の弾性ブッシュ２０の第２の内筒２１とは、軸方向を異にし、例えば互いに直交している。

ここで、本実施形態の防振装置１の機能について説明する。
防振装置１を、上記の通り、振動発生部であるエンジンと振動受部である車体とに連結したとき、内筒１１に連結したエンジンが、車両の前後方向、左右方向及び／または上下方向に振動すると、該振動は、内筒１１と中間筒１３との間に介在する本体弾性体１４の弾性変形で吸収されるため、エンジンの振動が車体に伝達されることが抑制される。

また、本体弾性体１４が内筒軸方向と直交する方向に大きく変位した際には、ストッパ弾性体１５、１６がストッパとして機能する。ストッパを弾性体で構成することにより、当接時の打音を低減させることができる。
ここで示す実施形態では、図１のＩ−Ｉ線断面図（内筒軸方向に沿う、特には主振動方向を含む断面図）である図３に示すように、内筒軸方向に沿った断面において、ストッパ弾性体１５及び１６を、内筒１１側の端部から軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａの内筒１１側の下端まで、中間筒１３側に向けて次第に厚みが増加するように形成している。これにより、ストッパ弾性体１５または１６が当接する際に、当接直後はやわらかく、次第に硬く接触させることができ、乗り心地性を向上させることができる。

一方、車両を急旋回させた時や、車両が段差を乗り越した時等に、第１の弾性ブッシュ１０の内筒１１と外筒１２とが相対的に内筒軸方向に大きく変位した際には、ストッパ弾性体１５、１６それぞれに設けられた軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａがストッパとして機能する。これにより、外筒１２が車体に当たることを防止することができる。なお、このような軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａを追加で形成する際には、ゴム金型に凹部を追加で形成すれば足り、また追加に伴うゴム量の増加分はわずかなものであるため、製造コストに対する影響は少ない。

この発明では、本体弾性体１４ではなくストッパ弾性体１５、１６に軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａを設けている。このことで、本体弾性体１４の、主振動方向の振動入力に対する特性を変化させることなく、また本体弾性体の耐久性に影響を及ぼすこと無しに、内筒軸方向の変位に対するストッパ機能を追加することができる。これにより、例えば、防振装置の設計が完了した後に車体と外筒との打音の問題が判明した場合であっても、その対策を容易とすることができる。
また、軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａが機能する際に、本体弾性体１４には力が加わらないため、本体弾性体１４の耐久性を確保することができる。
そして、ストッパ弾性体を、中間軸側に固定しているため、ストッパ弾性体に軸方向ストッパ部を設けることで、軸方向ストッパ部を、主振動方向（図１及び図２に示す実施形態では、車両の前後方向）において内筒１１から離れた位置（内筒寄りではなく中間筒寄りの位置）に位置させることができる。この場合には、ストッパ弾性体の固定端である中間筒のより近い位置に、軸方向ストッパ部を位置させることで、ストッパ弾性体の内筒軸方向の剛性を向上させて、軸方向ストッパ機能を高めることができる。

ここで、この発明の防振装置では、前記内筒軸方向に直交する断面において、軸方向ストッパ部１５ａの中心線Ｌ_ａ１を、前記ストッパ弾性体１５の中心線Ｌ_ｒ１よりも中間筒１３寄りに位置させることが好ましく、また軸方向ストッパ部１６ａの中心線Ｌ_ａ２を、前記ストッパ弾性体１６の中心線Ｌ_ｒ２よりも中間筒１３寄りに位置させることが好ましい。
これらの場合には、ストッパ弾性体１５、１６の固定端である中間筒１３のより近い位置に、軸方向ストッパ部１５ａ、１６ｂを位置させることで、ストッパ弾性体１５、１６の内筒軸方向の剛性を向上させて、軸方向ストッパ機能をより一層高めることができる。また、中間筒１３付近に軸方向ストッパ部１５ａ、１６ｂを位置させることで、ストッパ弾性体１５、１６の内筒１１に近い部分の厚みを特に厚くさせることなく、ストッパ弾性体１５、１６が当接する際に、やわらかく接触させることができる。これにより、軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａを設けたとしても、良好な乗り心地性を維持させることもできる。

また、軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａがストッパ機能を有効に発揮するためには、図１にＬ、Ｌ’で示す軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａそれぞれの長さを30ｍｍ以上、Ｗ、Ｗ’で示すそれぞれの外筒径方向の幅を3ｍｍ以上、図２にＨ、Ｈ’で示すそれぞれの内筒軸方向の高さを3ｍｍ以上とすることが好ましい。

なお、軸方向ストッパ部は、ストッパ弾性体１５、１６の少なくとも一方に設けられていればよい。そして軸方向ストッパ部をストッパ弾性体１５、１６の一方のみに設ける場合には、内筒１１を挟んで第２の弾性ブッシュ２０側とは反対側に位置するストッパ弾性体１５に、軸方向ストッパ部を設けることが好ましい。この場合には、大きく変位する、外筒１２の内筒１１を挟んだ第２の弾性ブッシュ２０側とは反対側の部分が、車体に当ることを有効に防止することができるとともに、軸方向ストッパ部が設けられていないストッパ弾性体１６の耐久性を確保することができる。

また軸方向ストッパ部は、ストッパ弾性体の、少なくとも外筒１２の軸方向端縁が車体等と対向する、内筒軸方向の一方側に設ける必要がある。そして、図２に示すように、内筒軸方向の他方側にも軸方向ストッパ部１５ｂ、１６ｂを設けた場合には、外筒１２の内周面に中間筒１３を圧入する際に、中間筒１３の軸方向表裏を区別する必要がなくなるために、防振装置の組立を容易とすることができる。

ところで、図１に示す実施形態では、軸方向ストッパ部１５ａ、１６ａの形状を直方体状としているが、例えば、内筒軸方向に直交する断面で、軸方向ストッパ部の側面を中間筒の表面に沿わせて湾曲させてもよく、その他、軸方向ストッパ部の形状は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

次いで、図４に、この発明の他の実施形態の防振装置１０１の内筒軸方向に沿う断面図を示す。この防振装置１０１は、軸方向ストッパ部１１５ａ、１１５ｂ、１１６ａ、１１６ｂそれぞれの内筒軸方向外側端部の外表面輪郭１１５ｅ_１、１１５ｅ_２、１１６ｅ_１、１１６ｅ_２が、該軸方向ストッパ部の外方に向かって凸となる曲面を有するように形成している。このことで、軸方向ストッパ部が車体等に当接する際に、当接直後はやわらかく、次第に硬く接触させることができ、乗り心地性をさらに向上させることができる。また、軸方向ストッパ部と車体等とが当接する際に、接触面積が次第に増加するように当接させることができ、大きな接触面積で一度に接触した場合に生じる不快な当接音の発生を抑制することができる。
なお、ここで示す実施形態では、軸方向ストッパ部が主振動方向を含む内筒軸方向に沿う断面で凸となる曲面を有するように構成しているが、他の内筒軸方向に沿う断面で凸となる曲面を有するように構成することもできる。

なお、本発明の防振装置は、例示したトルクロッドに適用するのが、最も効果的で好ましいが、トルクロッドではなく、例えば上述した第１の弾性ブッシュだけで、エンジンマウント等の防振装置を構成することもできる。

１、１０１：防振装置、１０：第１の弾性ブッシュ、１１：内筒、１２：外筒、１３：中間筒、１４：本体弾性体、１５、１６：ストッパ弾性体、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１１５ａ、１１５ｂ、１１６ａ、１１６ｂ：軸方向ストッパ部、
１１５ｅ_１、１１５ｅ_２、１１６ｅ_１、１１６ｅ_２：軸方向ストッパ部の内筒軸方向外縁、１７、１８：空洞部、２０：第２の弾性ブッシュ、２１：第２の内筒、
２２：第２の外筒、２４：第２の本体弾性体、３０：連結ロッド

Claims

振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される内筒と、
前記振動発生部および前記振動受部のいずれか他方に連結される外筒と、
前記外筒の内周面に圧入された中間筒と、
前記内筒と前記中間筒とを接続する本体弾性体と、
前記中間筒に固定され、内筒軸方向に直交する方向で、前記内筒軸方向に貫通して形成された空洞部を少なくとも挟んで前記内筒と対向する、前記本体弾性体と独立したストッパ弾性体とを有し、
前記ストッパ弾性体は、前記内筒軸方向において、前記中間筒及び前記外筒よりも突出した軸方向ストッパ部を有し、
前記軸方向ストッパ部が、前記中間筒よりも、前記内筒径方向内側のみに設けられることを特徴とする、防振装置。
前記内筒軸方向に直交する断面において、前記軸方向ストッパ部の外筒径方向の幅の中心線が、前記ストッパ弾性体の外筒径方向の幅の中心線よりも前記中間筒寄りに位置する、請求項１に記載の防振装置。
前記内筒軸方向に沿った断面において、前記ストッパ弾性体を、その少なくとも一部で、前記内筒側から前記中間筒側に向けて次第に厚みが増加するように形成してなる、請求項１または２に記載の防振装置。
前記軸方向ストッパ部の内筒軸方向外側端部の外表面輪郭が、該軸方向ストッパ部の外方に向かって凸となる曲面を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の防振装置。
前記防振装置がさらに、前記内筒軸方向と軸方向を異にする第２の内筒と、前記外筒と連結ロッドを介して連結された第２の外筒と、前記第２の内筒と前記第２の外筒との間に設けられた第２の本体弾性体とを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の防振装置。