JP2008196611A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一般的な荷重負荷時における低周波数振動に対してポリウレタンフォームによる高い減衰性能を発揮しながら、加速時等の大荷重負荷時における高周波数振動に対してゴムによる低動ばね定数化を図る。
【解決手段】内筒１２と外筒１４との間に介設された弾性体１６は、ポリウレタンフォームからなる第１弾性部２０と、ゴムからなる第２弾性部２２とで構成されている。第２弾性部２２は、内筒１２側に設けられて、空間部２４を隔てて外筒１４の内周面１４Ａと対向するストッパゴム部２６を有し、第１弾性部２０は、ストッパゴム部２６の周方向Ｃにおける両側にて、外筒１４に対して内筒１２を支持するよう設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のトルクロッド等のブッシュに好適に用いることのできる防振装置に関するものである。

従来、自動車には、振動発生源であるエンジンからの振動が車体側に伝達されるのを防止するために各種の防振装置が用いられている。そのうち、トルクロッドは、エンジンのトルク変動等による振動の伝達を防止するために、エンジン側と車体側との間に介設されるものであり、長手方向の両端に筒状保持部を有するロッド部と、前記筒状保持部に内嵌固定されたブッシュとを備えて構成されている。そして、該ブッシュとしては、内筒と外筒との間をゴム弾性体で弾性的に結合してなるゴムブッシュが一般的である。

かかるトルクロッドのブッシュとして用いられる防振装置として、下記特許文献１，２には、内筒と外筒との間をゴム弾性体で結合するとともに、ゴム弾性体からなるストッパゴム部の内部、又はストッパゴム部と内筒との空間部に、ポリウレタンフォームを設けたものが提案されている。しかしながら、これらの文献の防振装置において、一般的な荷重負荷時の振動入力に対して防振性能を発揮するのは、依然としてゴム弾性体であり、ポリウレタンフォームは、ストッパ当たり後に、撓みに対する荷重が急激に増加するのを和らげる緩衝体として用いられているにすぎない。

また、防振ブッシュにポリウレタンフォームを用いたものは、下記特許文献３，４にも提案されているが、これらにおいても、内筒と外筒との間を直接結合しているのは、ゴム弾性体であり、ポリウレタンフォームはゴム弾性体の一部に設けられた空間部に配置されているにすぎない。
特開２００４−１８３７２５号公報 特開２００４−１８３７２４号公報 特開２００１−１９３７７６号公報 特開平０６−０１７８６４号公報

自動車のトルクロッドでは、一般的な荷重負荷時においてはエンジンの揺動を抑えるべく低周波数振動に対して大きな減衰性能が要求され、一方、加速時や発進時のような大荷重負荷時においては高周波数振動に対して動ばね定数を下げて車体への音の伝達を遮断することが要求される。

このような要求に鑑みて検討したところ、ゴム単体では、高周波数振動に対する動ばね定数は低いものの、低周波数振動に対するロスファクター（減衰性能）も低く、該要求に十分に応えられないことが判明した。また、ポリウレタンフォーム等の合成樹脂発泡体単体では、低周波数振動に対するロスファクター（減衰性能）は高いものの、高周波数振動に対する動ばね定数も高いことが分かった。

そこで、本発明は、かかるゴムと合成樹脂発泡体の双方の特徴を生かし、一般的な荷重負荷時における低周波数振動に対して合成樹脂発泡体による高い減衰性能を発揮しながら、加速時等の大荷重負荷時における高周波数振動に対してゴムによる低動ばね定数化を図るようにした防振装置を提供することを目的とする。

本発明に係る防振装置は、軸部材と、前記軸部材を軸平行に取り囲む外筒と、前記軸部材と前記外筒との間に介設された弾性体と、を備える防振装置であって、
前記弾性体が、合成樹脂発泡体からなる第１弾性部と、ゴムからなる第２弾性部とを備えてなり、
前記第２弾性部は、前記軸部材側に設けられて、空間部を隔てて前記外筒の内周面と対向するストッパゴム部を有し、
前記第１弾性部は、前記ストッパゴム部の周方向における両側にて前記外筒に対して前記軸部材を支持するよう設けられたものである。

本発明においては、前記第２弾性部が、前記軸部材の外周に全周にわたって設けられ、前記第２弾性部の外周面と前記外筒の内周面との間に前記第１弾性部が介設されてもよい。

また、前記ストッパゴム部に対して前記軸部材を挟んで径方向に対向する周方向位置において、前記外筒の内周面に沿って第２ストッパゴム部が設けられてもよい。

また、前記合成樹脂発泡体としては、優れた動特性及び耐久性の点から、ポリウレタンフォームであることが好ましい。

本発明の防振装置によれば、軸部材が合成樹脂発泡体からなる第１弾性部によって外筒に対して支持されており、ゴムからなる第２弾性部は、一般的な荷重負荷時では軸部材と外筒との間を直接結合しておらず、ストッパゴム部と外筒との間にはストッパクリアランスとしての空間部が確保されている。そのため、一般的な荷重負荷時においては、低周波数振動に対して、減衰性能の高い合成樹脂発泡体の動特性を発揮させて、エンジン等の振動体の揺動を速やかに減衰することができる。

また、加速時や発進時等の大荷重負荷時には、ストッパゴム部が外筒の内周面に当接することで、高周波数振動に対して、動ばね定数の低いゴムの動特性を発揮させて、車体への音の伝達を効果的に遮断することができる。

以下に本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１及び図２は、第１実施形態に係る防振装置１０を示したものであり、図３は、該防振装置１０を備えるトルクロッド１を示したものである。トルクロッド１は、自動車のエンジンと車体との間に設置されるものであり、ロッド部２とその長手方向Ｌの両端に設けられた円筒状の筒状保持部３，３とからなるロッド本体４と、前記筒状保持部３，３に圧入固定されたブッシュとしての防振装置１０，１０とを備えて構成されている。

防振装置１０は、軸部材としての内筒１２と、該内筒１２を軸平行に取り囲む外筒１４と、内筒１２と外筒１４との間に介設された弾性体１６とからなる。

内筒１２は、軸方向Ｘの中央部において外側に膨らむバルジ部１８を有する円筒状金具であり、エンジン側又は車体側に取付け固定される。外筒１４は、内筒１２と同軸、即ち共通の軸芯を持つように配された円筒状金具であり、上記ロッド本体４の筒状保持部３に圧入することで固定される。

上記弾性体１６は、ポリウレタンフォームからなる第１弾性部２０と、天然ゴムなどの加硫ゴムからなる第２弾性部２２とで構成されている。

ゴムからなる第２弾性部２２は、内筒１２側に設けられており、内筒１２と外筒１４との間を直接結合しないように設けられている。この例では、第２弾性部２２は、内筒１２の外周面を全周にわたって被覆するように、内筒１２に加硫接着されている。

図１に示すように、第２弾性部２２には、空間部２４を隔てて外筒１４の内周面１４Ａと対向するストッパゴム部２６が設けられている。ストッパゴム部２６は、内筒１２の周方向Ｃにおける一箇所において、径方向外方Ｙ１側、即ち外筒１４側に向けて突出形成されている。ストッパゴム部２６の先端部は、大荷重負荷時、外筒１４の内周面１４Ａに当接する際に、当該内周面１４Ａに対する接触面積が徐々に広がるように、図１に示す軸芯に直交する断面形状が湾曲状に形成されている。

一方、ポリウレタンフォームからなる第１弾性部２０は、上記ストッパゴム部２６の周方向Ｃにおける両側にて、外筒１４に対して内筒１２を弾性的に支持するよう設けられている。この例では、図１に示すように、内筒１２を挟んで径方向Ｙに対向する左右両側に、一対の第１弾性部２０，２０が設けられており、第１弾性部２０は、第２弾性部２２の外周面２２Ａと、その外側にて対向する外筒１４の内周面１４Ａとの間に介設されている。第１弾性部２０の径方向Ｙにおける厚みＴ１は、その内側における第２弾性部２２の径方向Ｙにおける厚みＴ２よりも大に設定されており、一般的な荷重負荷時には第１弾性部２０の動特性が支配的になるように構成されている。

なお、第１弾性部２０は、第２弾性部２２の加硫成形後に、第２弾性部２２と外筒１４との間でポリウレタンフォーム原料を発泡充填させて第１弾性部２０を成形することで、第２弾性部２２と外筒１４に接着した状態に形成することができる。

以上よりなる防振装置１０は、図３に示すように、ロッド部２の長手方向Ｌに沿う方向にストッパゴム部２６の突出方向が向くように、周方向に位置決めした状態でロッド本体４に組み付けられる。そして、該長手方向Ｌが主たる荷重入力方向となる。

この防振装置１０では、一般的な荷重負荷時には、内筒１２と外筒１４との間がゴムからなる第２弾性部２２により直接結合されておらず、ストッパゴム部２６と外筒１４との間にはストッパクリアランスとしての空間部２４が確保されている。そのため、比較的振幅の大きく（例えば、±２ｍｍ程度）かつ低周波数（例えば、１０Ｈｚ程度）の振動に対して、ロスファクターの大きいポリウレタンフォームよりなる第１弾性部２０によって、高い減衰性能を発揮することができ、エンジンの揺動を速やかに減衰することができる。

一方、加速時や発進時等の大荷重負荷時（例えば、１０００〜２０００Ｎ程度の負荷）には、図４に示すように、内筒１２が主たる荷重入力方向Ｌに大きく変位するようにプリロードがかかり、ストッパゴム部２６が外筒１４の内周面１４Ａに当接する。この状態で、エンジンから比較的振幅の小さく（例えば、±０．０５ｍｍ）かつ高周波数（例えば、１００Ｈｚ）の振動が防振装置１０に入力する。この入力振動に対し、ストッパゴム部２６が外筒１４に当接していることから、ポリウレタンフォームに比べて動ばね定数の低いゴムからなる第２弾性部２２の動特性が支配的となり、よって、防振装置１０の動ばね定数を下げて、車体への音の伝達を効果的に遮断することができる。

図５は、第２実施形態に係る防振装置１０Ａを示したものであり、図６は、その大荷重負荷時における状態を示した図である。この防振装置１０Ａも、第１実施形態と同様、自動車のトルクロッド１に用いられるものであり、基本構成は第１実施形態と同一である。

この実施形態では、上記ストッパゴム部２６に対して内筒１２を挟んで径方向Ｙに対向する周方向位置において、外筒１４の内周面１４Ａに沿って第２ストッパゴム部２８が設けられている。

詳細には、この例では、ポリウレタンフォームからなる第１弾性部２０は、上記ストッパゴム部２６が設けられた周方向部分を除いて第２弾性部２２と外筒１４との間に充填されている。そして、ストッパゴム部２６が設けられた周方向部分と直径方向に対向する周方向位置において、第１弾性部２０と外筒１４の内周面１４Ａとの間には弓形の空間部３０が設けられており、この空間部３０を埋めるように上記第２ストッパゴム部２８が設けられている。

その他の構成は第１実施形態と同様であり、第２実施形態でも上記した第１実施形態と同様の作用効果が奏される。また、第２実施形態であると、第２ストッパゴム部２８を設けて、ポリウレタンフォームからなる第１弾性部２０の一部２０Ａを第２ストッパゴム部２８と内筒１２との間に介在させたことにより、内筒１２の上記ストッパゴム部２６とは反対側の大変位時において良好なストッパ機能を発揮させることができる。

なお、上記実施形態においては、ポリウレタンフォームからなる第１弾性部２０を、内筒１２に対して、薄肉の第２弾性部２２を介在させて結合しているが、かかる第２弾性部２２の薄肉部を省略して、第１弾性部２０を内筒１２に直接結合するようにしてもよい。

本発明は、自動車のトルクロッドのためのブッシュを始めとして、種々の防振装置に用いることができる。

本発明の第１実施形態に係る防振装置の断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図） 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図 同防振装置を組み込んだトルクロッドの正面図 同防振装置の大荷重負荷時の断面図 第２実施形態に係る防振装置の断面図 第２実施形態に係る防振装置の大荷重負荷時の断面図

符号の説明

１０，１０Ａ…防振装置
１２…内筒（軸部材）
１４…外筒、１４Ａ…内周面
１６…弾性体
２０…第１弾性部
２２…第２弾性部、２２Ａ…外周面
２４…空間部
２６…ストッパゴム部
２８…第２ストッパゴム部
Ｃ…周方向
Ｘ…軸方向
Ｙ…径方向

Claims (4)

1. 軸部材と、
   前記軸部材を軸平行に取り囲む外筒と、
   前記軸部材と前記外筒との間に介設された弾性体と、
   を備える防振装置であって、
   前記弾性体が、合成樹脂発泡体からなる第１弾性部と、ゴムからなる第２弾性部とを備えてなり、
   前記第２弾性部は、前記軸部材側に設けられて、空間部を隔てて前記外筒の内周面と対向するストッパゴム部を有し、
   前記第１弾性部は、前記ストッパゴム部の周方向における両側にて前記外筒に対して前記軸部材を支持するよう設けられた、
   ことを特徴とする防振装置。
2. 前記第２弾性部が、前記軸部材の外周に全周にわたって設けられ、
   前記第２弾性部の外周面と前記外筒の内周面との間に前記第１弾性部が介設された
   ことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
3. 前記ストッパゴム部に対して前記軸部材を挟んで径方向に対向する周方向位置において、前記外筒の内周面に沿って第２ストッパゴム部が設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
4. 前記合成樹脂発泡体がポリウレタンフォームである請求項１〜３のいずれか１項に記載の防振装置。

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