JP3959527B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、防振装置に関するものである。

自動車のエアサスペンション装置におけるショックアブソーバの上部に配置され、ショックアブソーバから伝達される振動を減衰、緩和する防振装置として、下記特許文献１に開示のものがある。

特許文献１に開示の防振装置は、内筒と、これを取り囲む外筒と、両筒の間に介設されたゴム弾性体とからなり、内筒はその両端面にリバウントストッパとバウンドストッパとが固設された３部材で構成され、外筒は内筒よりも軸方向寸法が短く設定され、かつ、外筒の上方および下方においてゴム状弾性体に半径方向に陥没するすぐりが設けられることで、外筒の軸方向両端とこれに対向する前記リバウントストッパおよびバウンドストッパとの間で内筒の軸方向変位を制限するストッパ機構が構成されている。

かかる構成からなる特許文献１に開示の防振装置では、上記のようにストッパが構成されているため、内筒と外筒とを結合する防振部としての本体ゴム部と上記ストッパのためのストッパゴム部とが単一の塊状のゴム弾性体からなり、そのため、バネ定数の設定に際し本体ゴム部とともにストッパゴム部の形状も考慮する必要が生じる。特に、上記すぐりが半径方向に陥没して設けられているため、内筒の軸方向におけるバネ定数を小さくしようとすると、外筒自体の長さを短くして軸方向のゴム量を減らす必要があるが、そうするとストッパクリアランスが大きくなることから、軸方向のバネ定数を小さくするために外筒寸法を含めた装置構成全体の見直しが必要となる。

また、特許文献２には、同様なエアサスペンション装置における防振装置として、内筒と、これを取り囲む外筒と、両筒の間に介設されたゴム弾性体とからなるものが開示されている。この防振装置においては、図面上、内筒の両端に鍔の如きものが設けられ、また内筒の両端面にはストッパゴムの如きものが示されているが、その技術的意義については全く開示されていない。また、ストッパゴム部の先端面が平坦であることから、内筒の大変位時にストッパゴム部が対向するストッパ受け部に面接触することになり、異音の原因になるなどの問題がある。
特開平５−１０３７１号公報 特開平８−２８５０００号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、内筒の軸方向におけるバネ定数の設定が容易であり、かつ、内筒の大変位時における異音の発生を防止しながら荷重−撓み曲線を効果的に立ち上げることができる防振装置を提供することを目的とする。

本発明の防振装置は、ショックアブソーバのピストンロッドの先端部が挿入されて当該先端部に固定される内筒と、該内筒を取り囲む外筒と、これら内筒と外筒との間に介設されて両筒を結合する本体ゴム部とを備える防振装置において、前記内筒が、軸方向両端部に位置して半径方向外方に広がる大径の鍔部と、両鍔部の間に位置する小径の胴部とからなる括れ形状をなし、前記本体ゴム部が前記胴部の外周面とこれに対向する前記外筒の内周面との間を結合し、前記鍔部の外周には空間部が確保されるとともに、前記鍔部の軸方向端面にストッパゴム部が設けられ、該ストッパゴム部の先端面に複数の突起が設けられたものである。

このように本発明の防振装置では、内筒の両端部に鍔部を設けてストッパゴム部をその軸方向外側面に設けたことにより、内筒と外筒とを結合する防振部としての本体ゴム部とストッパゴム部とが、単一の塊状としてではなく分離して設けられている。そのため、ストッパゴム部とは無関係に本体ゴム部の形状を変更して、内筒の軸方向におけるバネ定数を設定することができ、また、耐久性に優れる。

また、内筒の大変位時には、ストッパゴム部がこれに対向するストッパ受け部に当接するが、その際、本発明の防振装置であると、ストッパゴム部の先端面に複数の突起を設けたことにより、当接時の異音の発生を防止することができ、また、ストッパゴム部により荷重−撓み曲線を効果的に立ち上げることができる。

本発明の防振装置は、更に、前記ストッパゴム部が前記本体ゴム部から連なるゴム弾性体で形成され、前期本体ゴム部の軸方向両端面に内筒と同心状にすぐりを設けることによって前記鍔部の外周に当該鍔部を覆うゴム層とその外周を取り囲む前記空間部とが形成され、かつ、この空間部の隙間が前記ゴム層の厚みよりも大きく設定され、さらに、前記本体ゴム部の下側のすぐりの先端面が、初期荷重が入力したときに該先端面の内周縁部と外周縁部とが同じ高さになるように、半径方向外方ほど上方に位置するよう傾斜した傾斜面状に形成されたことを特徴とする。

このように構成することで、すぐりを深くすることにより、内筒の軸方向における小変位領域でのバネ定数を容易に下げることができる。また、上記のように空間部を大きく確保して、本体ゴム部とストッパゴム部とを明確に区別して設けたことにより、互いの干渉を防いで好ましい荷重−撓み曲線を得ることができる。すなわち、上記特許文献２に図示されたように鍔部外周の空間部の隙間が小さい場合、内筒の大変位時にストッパゴム部が外筒内周面にも接触する場合があり、必要以上にバネ定数が高くなってしまうなどの問題が生じる。さらに、下側のすぐりの先端面の形状に上記のように工夫を加えることにより、耐久性面の向上や特性の改良をすることができる。

本発明の防振装置は、エアサスペンション装置においてショックアブソーバのピストンロッドを車体に対して防振的に支承するサポートとしての使用が特に好適であり、すなわち、前記内筒はショックアブソーバのピストンロッドの先端部が挿入されて当該先端部に固定されるものであり、前記外筒は前記ピストンロッドを取り囲む密閉された空気室を形成するアウターシェルに気密状態に固定されるものであることが好ましい。

本発明の防振装置であると、内筒の軸方向における小変位領域でのバネ定数の設定が容易であり、かつ、大変位時における異音の発生を防止しながら荷重−撓み曲線を効果的に立ち上げることができる。

以下、本発明の１実施形態に係る防振装置について図面に基づいて説明する。

本実施形態の防振装置１０は、自動車のエアサスペンション装置１におけるショックアブソーバ２の上部に配置され、ショックアブソーバ２から伝達される振動を減衰、緩和するものであり、図１はその縦断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図）、図２は平面図、図３は底面図、図４は組付け状態での縦断面図である。

この防振装置１０は、ショックアブソーバ２のピストンロッド２ａに取り付けられる金属製の内筒１２と、内筒１２を同心的に取り囲みエアサスペンション装置１のアウターシェル３に固定される金属製の外筒１４と、これら内筒１２と外筒１４との間に介設されて両者を結合するゴム弾性体からなる本体ゴム部１６とを備えてなる。

内筒１２は、軸方向両端部に位置して半径方向外方に広がる大径かつ肉厚の鍔部１８，１８と、両鍔部１８，１８の間に位置する小径かつ肉薄の胴部２０とからなる括れ形状をなし、鍛造などにより一体に成形されている。鍔部１８の軸方向内側の側面１８ａは、軸方向内方ほど小径となるように傾斜した傾斜面状に形成されている。一方、鍔部１８の軸方向端面（即ち、鍔部１８の軸方向外側の側面）１８ｂは、内筒１２の軸方向端面であり、当該軸方向に垂直な平面として形成されている。胴部２０は、鍔部１８よりも小径で、かつ軸方向に一定の外径を持つ。

外筒１４は、内筒１２よりも軸方向寸法の長く、かつ内径および外径が略一定の円筒状をなし、下端部の外周面にシール部材としてのＯリング４を装着するための凹溝２２を備える。

本体ゴム部１６は、内筒１２の胴部２０の外周面と、これに対向する外筒１４の内周面とに加硫接着され、両者の間を結合している。より詳細には、本体ゴム部１６は、胴部２０の外周面と、その両側の鍔部１８の傾斜した側面１８ａと、これらの外周を取り囲む外筒１４の内周面とで規定される空間を埋めるように、内外筒１２，１４間に充填されている。

鍔部１８の上下両端面１８ｂ，１８ｂには、内筒１２の軸方向変位を制限するためのストッパゴム部２４，２４が設けられている。このストッパゴム部２４は、鍔部１８の端面１８ｂから軸方向外方に突出するように当該端面１８ｂに加硫接着され、鍔部１８の全周にわたってリング状に設けられている。

ストッパゴム部２４の先端面（即ち、軸方向外側面）には、軸方向に突出する複数の突起２６が設けられている。この突起２６は、略半球状をなしており、図２，３に示すように、本実施形態では周方向に８個設けられている。ストッパゴム部２４の先端面には、僅かに陥没する溝２８が９０°間隔で４本設けられており、この溝２８によりストッパゴム部２４は周方向に４つの領域に区画され、各領域に２個ずつ上記突起２６が設けられている。また、上面側のストッパゴム部２４（図２参照）と下面側のストッパゴム部２４（図３参照）とでは、上記溝２８が４５°の角度ずらされた位置関係に配されている。また、各領域の２つの突起２６の中間位置において、ストッパゴム部２４の外周面には、僅かに突出して軸方向に延びる凸条２９が設けられている。上記溝２８は、内筒１２の軸方向変位によりストッパゴム部２４がストッパ受け部５ａ，５ｂに押し当てられたときに、ストッパゴム部２４の内周側と外周側との空間を連通させて空気を逃がす空気流路として作用するものであり、異音防止を図ることができる。

ストッパゴム部２４は、本体ゴム部１６から連なるゴム弾性体で形成されており、本体ゴム部１６の軸方向両端面に内筒１２と同心状にすぐり３０を設けることによって、鍔部１８の外周には、当該鍔部１８を覆う薄肉のゴム層３２と、その外周を取り囲む環状の空間部３４とが形成されている。すぐり３０は、本体ゴム部１６の端面から軸方向内方に陥没して設けられており、内筒１２の鍔部１８の外周を取り囲むように全周にわたって設けられている。また、すぐり３０の深さは、胴部２０までには至らない鍔部１８形成範囲内で終端するように設定されている。

鍔部１８の外周を取り囲む空間部３４の隙間（半径方向における隙間）Ｓは、その内側のゴム層３２の厚みＴよりも大きく、より詳細にはＴの３倍以上に設定されており、これにより、内筒１２の大変位時にもストッパゴム部２４が外筒１４の内周面に接触しないようになっている。

防振装置１０を製造する際には、内筒１２と外筒１４とを不図示の加硫成形型内にセットし、ゴムを注入して、本体ゴム部１６とストッパゴム部２４とを加硫成形する。そして、加硫後に絞り加工を行い、外筒１４の外径を数％縮小させることにより、本体ゴム部１６を予圧縮して耐久性を付与する。次いで、外筒１４に切削加工を行い、Ｏリング４のための凹溝２２を形成することにより、上記防振装置１０が得られる。

このように得られた防振装置１０は、図４に示すように、エアサスペンション装置１のアウターシェル３の上部に設けられた筒状ホルダ５内に外筒１４が嵌入され、内筒１２内にショックアブソーバ２のピストンロッド２ａの先端部が挿入されてナット６で締め付けることにより、車両に組付けられる。

アウターシェル３は、ピストンロッド２ａを取り囲む空気室７を形成する部材であり、その上部に上記筒状ホルダ５が設けられている。そして、このホルダ５内にＯリング４を取り付けた防振装置１０を嵌入することにより、外筒１４はアウターシェル３の内周面に気密状態に固定される。筒状ホルダ５の底部には、下側のストッパゴム部２４が当接する板状のストッパ受け部５ａが設けられ、筒状ホルダ５の上部には、上側のストッパゴム部２４が当接する板状のストッパ受け部５ｂが設けられており、両ストッパ受け部５ａ，５ｂ間で内筒１２の軸方向変位が制限されるように構成されている。なお、アウターシェル３にはボルト８が固設されており、このボルト８を介して車体９に取り付けられる。

以上よりなる本実施形態の防振装置１０では、ピストンロッド２ａの軸方向における入力により内筒１２が軸方向に変位するとき、微小変位域では、上記すぐり３０を設けたことにより、バネ定数が低く、即ち柔らかい特性が得られる。そして、変位が大きくなると、鍔部１８の側面１８ａが傾斜していることによって、この傾斜面で本体ゴム部１６が軸方向に圧縮されて荷重−撓み曲線が立ち上がり、即ちバネ定数が高くなる。また、ストッパゴム部２４がストッパ受け部５ａ，５ｂに当接し、鍔部１８との間で圧縮されることにより、荷重−撓み曲線が更に立ち上がる。また、特にストッパゴム部２４の先端面に複数の突起２６を設けたことにより、当接時の異音の発生を防止することができ、またストッパゴム部２４全体が圧縮されることに先立って突起２６が圧縮されることにより荷重−撓み曲線の立ち上がりを滑らかにすることができる。すなわち、突起２６は、ストッパゴム部２４の一般面が当接する際の荷重−たわみ曲線の急激な立ち上がり特性を緩和する作用を持ち、このようにして理想的なバネ特性が得られる。

また、ストッパゴム部２４は、ストッパ受け部５ａ，５ｂとの間に所定のクリアランスを設けて配されており、ストッパ受け部５ａ，５ｂに当接した後は大変位を抑制して、耐久性向上を図っている。

また、本実施形態の防振装置１０であると、内筒１２の両端部に鍔部１８，１８を設けてその端面１８ｂにストッパゴム部２４を設けたことにより、本体ゴム部１６とストッパゴム部２４とが単一の塊状としてではなく分離して設けられている。そのため、ストッパゴム部２４とは無関係に本体ゴム部１６の形状を変更して、即ちすぐり３０を深くすることにより、内筒１２の軸方向における低荷重域でのバネ特性を柔らかくすることができる。

また、すぐり３０の先端形状については、鍔部１８を覆うゴム層３２とその外周の外筒１４との間のクリアランスを一定のＲ（曲率半径）でつなぐことが一般的であるが、本実施形態では、内筒１２の軸方向に初期荷重を持って使用する場合などを考慮して、初期荷重が入力されたときに理想的な先端形状になるように、形状に工夫を施している。すなわち、この実施形態では、内筒１２の軸方向上方に向けて初期荷重が入力されるため、図１に示すように、下側のすぐり３０の先端面３１は、初期荷重が入力したときにその内周縁部３１ａと外周縁部３１ｂとが略同じ高さになるように、径方向外方ほど上方（即ち、内筒の初期荷重入力方向）に位置するよう傾斜した傾斜面状に形成されている。このようにすぐり３０の先端面３１の形状に工夫を加えることにより、耐久性面の向上や特性の改良をすることができる。なお、このすぐり形状の工夫については、エアサスペンション用防振装置に限らず、全般的な防振装置に活用することができる。

本発明の防振装置は、特に自動車のエアサスペンション装置におけるサポートとして好適であるが、これに限らず、自動車の他の防振装置として、更には各種車両、その他の防振装置として利用することができる。

本発明の１実施形態に係る防振装置の縦断面図である。 同防振装置の平面図である。 同防振装置の底面図である。 同防振装置の車両への組付け状態を示す断面図である。

符号の説明

２……ショックアブソーバ
２ａ……ピストンロッド
３……アウターシェル
７……空気室
１０……防振装置
１２……内筒
１４……外筒
１６……本体ゴム部
１８……鍔部
２０……胴部
２４……ストッパゴム部
２６……突起
３０……すぐり
３２……ゴム層
３４……空間部

Claims (3)

1. ショックアブソーバのピストンロッドの先端部が挿入されて当該先端部に固定される内筒と、該内筒を取り囲む外筒と、これら内筒と外筒との間に介設されて両筒を結合する本体ゴム部とを備える防振装置において、
   前記内筒が、軸方向両端部に位置して半径方向外方に広がる大径の鍔部と、両鍔部の間に位置する小径の胴部とからなる括れ形状をなし、前記本体ゴム部が前記胴部の外周面とこれに対向する前記外筒の内周面との間を結合し、前記鍔部の外周には空間部が確保されるとともに、前記鍔部の軸方向端面にストッパゴム部が設けられ、該ストッパゴム部の先端面に複数の突起が設けられており、
   前記ストッパゴム部が前記本体ゴム部から連なるゴム弾性体で形成され、前記本体ゴム部の軸方向両端面に前記内筒と同心状にすぐりを設けることによって前記鍔部の外周に当該鍔部を覆うゴム層とその外周を取り囲む前記空間部とが形成され、かつ、この空間部の隙間が前記ゴム層の厚みよりも大きく設定され、
   前記本体ゴム部の下側のすぐりの先端面は、初期荷重が入力したときに該先端面の内周縁部と外周縁部とが同じ高さになるように、半径方向外方ほど上方に位置するよう傾斜した傾斜面状に形成された
   ことを特徴とする防振装置。
2. 前記外筒は前記ピストンロッドを取り囲む密閉された空気室を形成するアウターシェルに気密状態に固定されるものである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の外周面には、軸方向に延びる凸条が、隣接する２つの前記突起の中間位置において設けられたことを特徴とする請求項１記載の防振装置。

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