JP2008240884A - 防振支持部材及び自動車用部品ユニット支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部材自体の大きさを大きくすることなく、より高い防振性能が得られる防振支持部材、及び該防振支持部材を設けた自動車用部品ユニット支持装置を提供する。
【解決手段】支持体と被支持体との間に介在して、支持体から被支持体、あるいは被支持体から支持体への振動伝達を抑制する防振支持部材１００であって、支持体と被支持体とを連結するボルト５が挿通される挿通孔１０４を有する円筒部１０１と、円筒部１０１の径方向外周面に環状に延出形成される環状凸部１０２、１０３とを備え、円筒部１０１は、環状凸部１０２、１０３間部分が、径方向外側に湾曲する外方湾曲部１０１ａと径方向内側に湾曲する内方湾曲部１０１ｂとが交互に配置され、それらが連結されて成ることを特徴とする防振支持部材。
【選択図】図１

Description

本発明は、支持体と被支持体との間に介在して、支持体から被支持体、あるいは被支持体から支持体への振動伝達を抑制する防振支持部材と、該防振支持部材を備えた自動車用部品ユニット支持装置に関するものである。

このような防振支持部材としては、例えばワイパーユニット、エアクリーナ、ウォータポンプ、コンプレッサ等、各種駆動部のモータ等の自動車用部品ユニット（以下、部品ユニットという）を支持するものがある。部品ユニットは、防振支持部材を介して車体に支持されている。

当該防振支持部材を用いる目的は、部品ユニットから発生する振動が車体側に伝達されて騒音が発生するのを防ぐとともに、車体側の振動が部品ユニットに伝達されて部品ユニットの動作に不具合が発生するのを防ぐことにある。

図１０に、従来の防振支持部材を備えた自動車用部品ユニット支持装置９の支持構造を示す。図１０に示すように、自動車用部品ユニット支持装置９は、防振支持部材９００を有する。防振支持部材９００は、その中心部にスペーサ４が挿通される挿通孔９０４を有する円筒部９０１と、該円筒部９０１の径方向外周面に環状に延出形成される２つの環状凸部９０２、９０３とを有する。環状凸部９０２、９０３は円筒部９０１の軸方向に離間して設けられ、環状凸部９０２、９０３間には、受入凹部９０５が形成される。

防振支持部材９００は、部品ユニット取付部２１に形成された貫通孔に嵌め込まれる。そして、部品ユニット取付部２１の貫通孔周縁部が受入凹部９０５に嵌入し、貫通孔の周面が円筒部９０１の外周面に当接し、部品ユニット取付部２１が環状凸部９０２、９０３により挟持された状態で部品ユニット２に装着される。部品ユニット２は、防振支持部材９００の挿通孔９０４にボルト５が挿通されることで、防振支持部材９００を介して車体３に支持される。

防振支持部材９００は、防振支持部材９００の軸方向（図１０における上下方向）及び水平方向（軸方向に垂直な方向）の振動に対して十分な防振性能を得るために、これらの方向からの振動に対するばね定数をなるべく低減させるような設計が求められる。

このうち、軸方向の振動に対しては、主に環状凸部９０２、９０３によって防振が行われるが、これについては、軸方向からの振動に対するバネ定数を低減させるために、例えば、断面略アーチ状の鍔部を有するフローティング支持部材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、水平方向の振動に対しては、主に環状凸部９０２、９０３間の円筒部９０１によって防振が行われるが、これについては、水平方向のばね定数を低減するために、例えば、部品ユニット取付部の当接する円筒部の外周面に環状突起部を設け、その内周面に円周状の溝を設ける構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−９０７７９号公報 実開平６−６０７６５号公報

従来例において、軸方向の振動については、図１０に示すように環状凸部９０２、９０３が延出する領域Ａにおいて、水平方向にある程度の空間がある。そのため、比較的設計の自由度が高く、環状凸部９０２、９０３に、軸方向からの振動に対するバネ定数を低減させる様々な形状を採用できる。その結果、比較的十分な防振性能を得ることができる。

しかしながら、水平方向の振動については、スペーサ４と貫通孔の周面との間の領域Ｂが狭いため、このわずかな空間のなかで、環状凸部９０２、９０３間の円筒部９０１に、水平方向からの振動に対するバネ定数を十分に低減させる構造を設けることは困難であった。そのため十分な防振性能が得られないという問題があった。また、領域Ｂを大きくした場合には、それにしたがって防振支持部材９００や部品ユニット取付部２１が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、係る状況下でなされたものであり、部材自体の大きさを大きくすることなく、より高い防振性能が得られる防振支持部材、及び該防振支持部材を設けた自動車用部品ユニット支持装置を提供することを課題とするものである。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を備える。

（１）支持体と被支持体との間に介在して、支持体から被支持体、あるいは被支持体から支持体への振動伝達を抑制する防振支持部材であって、前記支持体と被支持体とを連結する連結部材が挿通される挿通孔を有する円筒部と、前記円筒部の径方向外周面に環状に延出形成される少なくとも２つの環状凸部と、を備え、前記円筒部は、少なくとも前記２つの環状凸部間部分が、径方向外側に湾曲する複数の外方湾曲部と径方向内側に湾曲する複数の内方湾曲部とが交互に配置され、それらが連結されて成ることを特徴とする防振支持部材。

（２）前記（１）に記載の防振支持部材において、前記円筒部は、前記外方湾曲部及び前記内方湾曲部それぞれ４つが交互に配置され、それらが連結されて成り、前記円筒部の径方向断面は、各辺が曲線の変形四角形形状であることを特徴とする防振支持部材。

（３）自動車用部品ユニットを車体に支持するための自動車用部品ユニット支持装置であって、前記（１）または（２）に記載の防振支持部材と、前記自動車部品ユニットを前記車体に連結する連結部材と、を備え、前記防振支持部材は、その円筒部の外方湾曲部が前記自動車用部品ユニットの取付部に形成された貫通孔周面に当接し、該取付部が前記防振支持部材の２つの環状凸部により挟持された状態で、前記自動車用部品ユニットに装着され、前記連結部材は、前記防振支持部材の挿通孔に挿通されて、その周面が前記防振支持部材の円筒部の内方湾曲部に当接し、その先端が車体に係合し、前記自動車用部品ユニットが前記防振支持部材を介して車体に支持されることを特徴とする自動車用部品ユニット支持装置。

本発明によれば、部材自体の大きさを大きくすることなく、より高い防振性能が得られる防振支持部材、及び該防振支持部材を設けた自動車用部品ユニット支持装置を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づいて説明する。

ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

以下、本実施例に係る防振支持部材について、図面を参照しながら説明する。本実施例においては、本実施例に係る防振支持装置を備えた自動車用部品ユニット支持装置を例に説明する。

図１は、本実施例に係る防振支持部材を示す図であり、図１（ａ）は防振支持部材の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面端面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図である。また、図２は、本実施例に係る防振支持部材を備えた自動車用部品ユニット支持装置の概略断面図、図３は、自動車用部品ユニット支持装置を説明する分解図である。なお、図２及び図３において図示されている防振支持部材は、本発明の理解を容易にするために、図１（ｂ）に図示された断面を用いた。

図に示すように、自動車用部品ユニット支持装置１は、防振支持部材１００と、防振支持部材１００に挿通されるスペーサ４（連結部材）、スペーサ４に挿通されるボルト５（連結部材）、スペーサ４とボルト５との間に介在するワッシャ６を備え、自動車用部品ユニット支持装置１によって、部品ユニット２が車体３に支持される。なお、自動車用部品ユニット支持装置１は、スペーサ４、ワッシャ６を備えていなくてもよい。

詳しくは、防振支持部材１００は、例えばＮＲ（天然ゴム）、ＩＩＲ（イソブチレン−イソプレンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等のブチル系ゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム）、シリコーンゴム、アクリル樹脂、フッ素樹脂等から成る弾性体であり、中心部にスペーサ４が挿通される挿通孔１０４を有する円筒部１０１と、該円筒部１０１の径方向外周面に環状に延出形成される２つの環状凸部１０２、１０３とを有する。環状凸部１０２、１０３は円筒部１０１の軸方向に離間して設けられ、環状凸部１０２、１０３間には、受入凹部１０５が形成される。

防振支持部材１００は、部品ユニット２の部品ユニット取付部２１に形成された貫通孔２１ａに嵌め込まれる。そして、部品ユニット取付部２１の貫通孔２１ａ周縁部が受入凹部１０５に嵌入し、貫通孔２１ａの周面が円筒部１０１の外周面に当接し、部品ユニット取付部２１が環状凸部１０２、１０３により挟持された状態で部品ユニット２に装着される。

そして、防振支持部材１００の挿通孔１０４にスペーサ４が挿通され、さらにボルト５が挿通されて、ボルト５の先端が車体３に設けた周面に螺溝を備えた凹部３１に螺合する。これにより、部品ユニット２は車体３に支持される。

次に、防振支持部材１００の構成を詳細に説明する。

図４は、防振支持部材１００の装着状態を説明する図であり、図４（ａ）は防振支持部材１００とスペーサ４との配置構成を示す図、図４（ｂ）は防振支持部材１００とスペーサ４及び部品ユニット取付部２１との配置構成を示す図である。

図３、４に示すように、円筒部１０１は、環状凸部１０２、１０３間の部分が、径方向外側に湾曲する複数の外方湾曲部１０１ａと径方向内側に湾曲する複数の内方湾曲部１０１ｂとから成る。そして、外方湾曲部１０１ａと内方湾曲部１０１ｂとは交互に配置され、それらが滑らかに連結される。本実施例では、円筒部１０１は外方湾曲部１０１ａ及び内方湾曲部１０１ｂそれぞれ４つから成り、円筒部１０１の径方向断面は各辺が曲線の変形四角形形状となっている。

外方湾曲部１０１ａにおいては、外方湾曲部１０１ａの径方向外側面が部品ユニット取付部２１の貫通孔２１ａ周面と当接し、径方向内側面にはスペーサ４との間に間隙ＳＰａが形成される。一方、内方湾曲部１０１ｂにおいては、内方湾曲部１０１ｂの径方向外側面と部品ユニット取付部２１の貫通孔２１ａ周面との間に間隙ＳＰｂが形成され、径方向内側面はスペーサ４と当接する。したがって、防振支持部材１００は、４つの外方湾曲部１０１ａで部品ユニット２と当接し、４つの内方湾曲部１０１ｂでスペーサ４に当接した状態となる。

環状凸部１０２には、図１、２に示すように、円筒部１０１の軸方向双方、すなわち部品ユニット取付部２１に向かう方向及びワッシャ６に向かう方向にそれぞれ突出する係止凸部１０２ｃ及び１０２ｄが形成される。また環状凸部１０３にも同様に、部品ユニット取付部２１に向かう方向及び車体３に向かう方向にそれぞれ突出する係止凸部１０３ｅ及び１０３ｆが形成される。

防振支持部材１００が部品ユニット取付部２１に装着された状態では、係止凸部１０２ｃ及び１０３ｅがそれぞれ部品ユニット取付部２１に当接し、部品ユニット取付部２１が環状凸部１０２、１０３により挟持される。

続いて、本実施例に係る防振支持部材１００による防振効果について説明する。

このような弾性体である防振支持部材を用いた場合の防振効果は、一般的に図５に示すような伝達率曲線によって表される。伝達率曲線において、防振効果がない１以上の振動伝達率を有する共振領域のピーク部分の周波数Ｆｎは、以下に示す式で表される。

前記式から明らかなように、ばね定数Ｋが小さく、部品ユニットの重量Ｍが大きいほどピーク部分の周波数Ｆｎは小さくなり、すなわち共振領域が低周波数側に移動する。そして、あわせて防振領域がより低周波数側に移動することが知られている。したがって、防振支持部材のばね定数Ｋが低ければ、より低周波数の振動に対しても防振効果が得られ、また、より軽い部品ユニットに対しても所望の防振効果を得ることができるようになる。

そこで、本実施例に係る防振支持部材１００と、他の形状を有する防振支持部材とに所定の振動を加えて、その際の各防振支持部材の変位（ｍｍ）と反力（Ｎ）とを測定し、各防振支持部材におけるばね定数の比較を行った。

図６は、本実施例に係る防振支持部材１００と従来の防振支持部材のばね定数比較を説明する図、図７は図６に示す各防振支持部材に振動を加えた際の変位（ｍｍ）と反力（Ｎ）との関係を示すグラフである。なお、図６に図示される防振支持部材の断面のうち、本実施例に係る防振支持部材１００については、本発明の理解を容易にするために、図１（ｂ）に図示された断面を用いた。

図６（ａ）に示すように、従来例Ａは、円筒部の外周面に断面略台形状の環状突起部を設けたものであり、円筒部外周面及び内周面は、それぞれ部品ユニット取付部２１の貫通孔２１ａの周面及びスペーサ４に面接触する。従来例Ｂは、円筒部の外周面に断面略台形状の環状突起部を、内周面に円周状の溝を設けたものであり、円筒部外周面は貫通孔２１ａの周面に面接触し、円筒部内周面は円周状溝部においてスペーサ４と離間する。従来例Ｃは、円筒部の外周面に軸方向に離間して２つの環状突起を設けたものであり、円筒部外周面は貫通孔２１ａの周面に線接触し、円筒部内周面はスペーサ４に面接触する。

各防振支持部材に振動を加える際、本実施例に係る防振支持部材１００については、図６（ｂ）中の矢印１及び矢印２で示す方向から振動を加えた。従来例Ａ〜Ｃについては、構造上どちらの方向から振動を加えても差異はないため、振動は一方向のみからとした。

その結果を図７に示す。図７から明らかなように、本実施例に係る防振支持部材１００は、従来例Ａ〜Ｃと比較してより低い反力が得られ、すなわちより低いばね定数を有することが分かる。したがって、従来例と比較して、水平方向の振動に対してより優れた防振効果を得ることができる。

続いて、本実施例に係る防振支持部材１００と、本実施例に係る防振支持部材の変形例と、従来例の防振支持部材とに所定の振動を加えた場合の変化について、コンピュータシュミレーションによる解析を行った。

図８は、振動による各防振支持部材の変形の様子を示す図、図９は図８に示す各防振支持部材に振動を加えた際の変位（ｍｍ）と反力（Ｎ）との関係を示すグラフである。

図８に示すように、従来例Ｄは、円筒部外周面に６つの突起を等間隔に設けたものである。本実施例に係る防振支持部材の変形例は、円筒部が外方湾曲部及び内方湾曲部それぞれ６つから成り、円筒部の径方向断面は各辺が曲線の変形六角形形状のものである。振動を加えた方向は図中矢印で示されるが、本実施例に係る防振支持部材１００及び変形例については、パターン１、パターン２と異なる方向から振動を加えた。従来例Ｄについては、構造上パターン１、パターン２のどちらの方向から振動を加えても差異はほとんどないため、パターン１のみとした。

その結果を図９に示す。図９から明らかなように、本実施例に係る防振支持部材１００及び変形例は、従来例Ｄと比較してより低い反力が得られ、すなわちより低いばね定数を有することが分かる。

前述の従来例との比較において、本実施例に係る防振支持部材１００の方がより低いばね定数を有することが示された。また、前述のコンピュータシュミレーションによる解析においても、本実施例に係る防振支持部材１００及びその変形例の方がより低いばね定数を有することが示された。これは、防振支持部材とスペーサ４との間に形成された間隙ＳＰａ、及び防振支持部材と貫通孔２１ａ周面との間に形成された間隙ＳＰｂにより、防振支持部材がスムーズに変形でき、また円筒部の周面が滑らかな曲線形状であることにより、スペーサ４が防振支持部材の周面に沿ってスムーズに移動できるためであると考えられる。したがって、従来例と比較して、水平方向の振動に対してより優れた防振効果を得ることができる。

また、本実施例に係る防振支持部材１００と変形例とを比較すると、本実施例に係る防振支持部材１００の方が、より低いばね定数を有することが分かる。これは、円筒部が外方湾曲部及び内方湾曲部それぞれ４つから成る場合、それ以上の数の外方湾曲部及び内方湾曲部から成る場合に比べて、異方性がほとんどなく、効果的にスペーサを円筒部の周面に沿ってスライドさせることができるためであると考えられる。また、外方湾曲部及び内方湾曲部それぞれ３つから成る変形三角形形状の場合には、外方湾曲部と内方湾曲部とのバランスが悪く、外方湾曲部に力がかかったときに反力が大きくなってしまうおそれがある。そのため変形四角形形状がより好ましい。

本実施例においては、防振支持部材を、自動車用部品ユニット支持装置に適用したが、特にこれに限定されず、自動車以外の乗物でもよく、さらには例えば冷蔵庫のコンプレッサ、ＣＤドライバ等、被支持体あるいは支持体の振動が他方へ伝達するのを抑制する必要があるものに適用可能である。

（ａ）、（ｂ）、（ａ）は、実施例１に係る防振支持部材を示す図 自動車用部品ユニット支持装置の概略断面図 自動車用部品ユニット支持装置を説明する分解図 （ａ）、（ｂ）は、防振支持部材の装着状態を説明する図 伝達率曲線を示す図 （ａ）、（ｂ）は、本実施例の防振支持部材と従来の防振支持部材のばね定数比較を説明する図 防振支持部材に振動を加えた際の変位と反力との関係を示すグラフ 振動による防振支持部材の変形の様子を示す図 防振支持部材に振動を加えた際の変位と反力との関係を示すグラフ 従来の自動車用部品ユニット支持装置の支持構造を示す図

符号の説明

ＳＰａ、ＳＰｂ 間隙
１ 自動車用部品ユニット支持装置
２ 部品ユニット
３ 車体
４ スペーサ（連結部材に対応）
５ ボルト（連結部材に対応）
２１ 部品ユニット取付部
２１ａ 貫通孔
１００ 防振支持部材
１０１ 円筒部
１０１ａ 外方湾曲部
１０１ｂ 内方湾曲部
１０２、１０３ 環状凸部
１０４ 挿通孔

Claims (3)

1. 支持体と被支持体との間に介在して、支持体から被支持体、あるいは被支持体から支持体への振動伝達を抑制する防振支持部材であって、
   前記支持体と被支持体とを連結する連結部材が挿通される挿通孔を有する円筒部と、
   前記円筒部の径方向外周面に環状に延出形成される少なくとも２つの環状凸部と、を備え、
   前記円筒部は、少なくとも前記２つの環状凸部間部分が、径方向外側に湾曲する複数の外方湾曲部と径方向内側に湾曲する複数の内方湾曲部とが交互に配置され、それらが連結されて成ることを特徴とする防振支持部材。
2. 請求項１に記載の防振支持部材において、
   前記円筒部は、前記外方湾曲部及び前記内方湾曲部それぞれ４つが交互に配置され、それらが連結されて成り、前記円筒部の径方向断面は、各辺が曲線の変形四角形形状であることを特徴とする防振支持部材。
3. 自動車用部品ユニットを車体に支持するための自動車用部品ユニット支持装置であって、
   請求項１または２に記載の防振支持部材と、
   前記自動車部品ユニットを前記車体に連結する連結部材と、を備え、
   前記防振支持部材は、その円筒部の外方湾曲部が前記自動車用部品ユニットの取付部に形成された貫通孔周面に当接し、該取付部が前記防振支持部材の２つの環状凸部により挟持された状態で、前記自動車用部品ユニットに装着され、
   前記連結部材は、前記防振支持部材の挿通孔に挿通されて、その周面が前記防振支持部材の円筒部の内方湾曲部に当接し、その先端が車体に係合し、前記自動車用部品ユニットが前記防振支持部材を介して車体に支持されることを特徴とする自動車用部品ユニット支持装置。

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