JP4215221B2 - ハイドロリックインシュレータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の振動体を車体に防振支持する自動車用のハイドロリックインシュレータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンジンを車体に支持する支持部材として、内外筒間に張装したゴム弾性体中にオリフィスで連絡する液封液室を隔成したブッシュタイプのハイドロリックインシュレータがある。エンジンを車体に取り付けるに際し、減衰しようとする振動の振動数に共振振動数を設定したハイドロリックインシュレータ(以下、単にインシュレータという)を使用すると、殊に低周波のシェイク振動が発生したときに液室間に大きな液の移動が起こり、車体に伝わる振動が減衰されて乗り心地が向上する。
【0003】
エンジンの振動は、インシュレータの筒軸であるZ軸と、Z軸に直交して互いに直交するX軸とY軸の三方向に発生するが、このうち、重量がかかるX軸方向の振動を主方向とし、この振動荷重に最大に反応すべく、この方向に液室を対向させ、且つ、一般的には、この方向の剛性(ばね強度)を最大に設定している。ところが、車種等によってはインシュレータの取付け方式が異なり、他の方向の剛性の方を高くしなければならないことがある。
【0004】
剛性に関与する最大の要因は、液室を構成する室壁の肉厚であるが、他の方向の剛性を上げるためには、X軸方向の剛性を相対的に下げなければならない。しかし、液室の室壁は液に接面しているものであるから、この肉厚を無闇に薄くすると、振動に基づく圧縮荷重がかかったときに室壁のみが外方へ変形してしまい、液移動を起こさず、減衰性能の低下につながる。
【0005】
このため、室壁を内側に湾曲させたりして、外方膨出を防ぐ試みもなされているが、耐久性を低下させずにX軸方向の剛性を下げて他の方向の剛性を相対的に上げるには、室壁を内外筒間に架橋する限り、限界がある。
本発明は、このような課題を解決するものであり、X軸方向の液室の室壁の外方膨出を防止しながら、剛性の低下も可能にしたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の課題の下、本発明は、平行配置された内筒と外筒との間に、筒軸であるZ軸と直角なY軸方向に内筒を含んで外筒間に架橋されるゴム弾性体の隔壁と、隔壁のZ軸方向両端に連続して内外筒間に架橋される同じくゴム弾性体の側壁とで、内筒を挟む対向位置でY軸とZ軸とに直角な、主荷重方向であって最大の剛性に設定されたX軸方向に、液が封入され、且つ、オリフィスで連絡された受圧室と平衡室を対設したハイドロリックインシュレータにおいて、受圧室の側壁を、内筒からX軸方向に延びる縦側壁と、縦側壁の終端から外筒にかけてZ軸方向に延びる横側壁とで構成するとともに、両横側壁の外面に、中央に支柱部を残してZ軸方向に凹ませた凹陥部を形成し、この凹陥部を縦側壁の内面から縦側壁の肉厚を超えてZ軸方向内側まで入り込ませ、X軸方向の剛性を下げてY軸方向の剛性を上げたことを特徴とするハイドロリックインシュレータを提供する。
【0007】
以上の手段をとることにより、即ち、受圧室の側壁を内筒からX軸方向に延びる縦側壁と、縦側壁の終端から外筒にかけてZ軸方向に延びる横側壁とで構成したものであるから、受圧室の縦側壁は、徒に長くならず、外方膨出を防止できて減衰性能を低下させない。加えて、横側壁に形成した凹陥部は、X軸方向の剛性を下げ、他の方向の剛性を相対的に上げることに寄与する。この点で、凹陥部は、X軸とY軸との剛性比を調整する調整要素ともなり得る。
【0008】
又、本発明は、以上の構成のインシュレータにおいて、内筒の外周に外套部材を嵌着した手段を提供する。これは、X軸方向の剛性を上げずに他の方向の剛性を上げるためのより優れた手段といえる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一例を示すインシュレータの横断面図、図2は縦断面図、図3は正面図であるが、このインシュレータは、平行配置された内筒10と外筒12との間に、筒軸であるZ軸と直角なY軸方向に内筒10を含んで外筒12間に架橋されるゴム弾性体の隔壁14と、隔壁14のZ軸方向両端に連続して内外筒10、12間に架橋される同じくゴム弾性体の側壁16とで、内筒10を挟む対向位置でY軸とZ軸とに直角なX軸方向に二つの空室18、20を対設したものである。尚、主荷重はX軸方向にかかり、内筒10を外筒12に対して反荷重側に偏心させてある。
【0010】
この場合、内筒10を含む側壁16の外周に外筒12を嵌合し、外筒12のZ軸方向両端を抜けないように絞ってインシュレータに構成するが、この操作を液中で行うことで、空室18、20は液が封入されて液室18、20を構成する。このとき、隔壁14のY軸方向両端に溝22を形成しておけば、液室18、20間を連絡するオリフィス22となる。以上の液室18、20のうちの一方(図1等で下方側)を受圧室18、他方(図1等で上方側)を平衡室20と呼ぶ。
【0011】
加えて、本例のものは、隔壁14は平衡室20側に入り込んでおり、その端近くに、X軸を中心にY軸両方向に細長く展開してZ軸方向に貫通する貫通孔24を形成している。これにより、平衡室20に面する隔壁14は薄肉の第二隔壁26を形成し、耐久性が増すとともに、ダイヤフラム作用が期待できる。この他、内筒10の外周のZ軸方向中央部には外套部材28を嵌着している。X軸方向の剛性を上げずにY軸方向の剛性を上げるためである。尚、この外套部材28は、金属や樹脂によるものが一般的であり、内外周形状も円筒に限らず、種々の形状が考えられる。又、内筒14と一体的に成形してもよい。更に、側壁16の外周側には、受圧室18、平衡室20部分を窓状に切り欠いた補強リング30を埋設して強度を高めている。
【0012】
次に、本発明は、受圧室18の側壁16を、内筒10からX軸方向に延びる縦側壁32と、縦側壁32の終端から外筒12にかけてZ軸方向に延びる横側壁34とで構成するとともに、横側壁34の外面に、Z軸方向に凹ませた凹陥部36を形成する。従って、横側壁34のZ軸方向中央には支柱部37が残ることになる。更に、本例のものは、横側壁34の中央X軸線上には、受圧室18の容積を増すとともに、凹陥部36に面する肉厚を一定にするためのV字形の溝38を形成している。
【0013】
以上の内筒10と外筒12とを振動体と支持体との間に介在させると、振動体の振動に伴って受圧室18と平衡室20とが変形し、両室18、20に封入された液はオリフィス22を通って移動する。これにより、振動の減衰が図られるのであるが、このとき、受圧室18の縦側壁32は、受圧室18の範囲のみに設けられ、且つ、両縦側壁32は横側壁34によって互いが連結されているから、圧縮時における外方膨出が防がれる。従って、十分な容積変化を来して液を移動させ、大いなる減衰性能を発揮する。この点で、縦側壁32の肉厚はある程度厚い方が好ましい。
【0014】
一方、以上の凹陥部36は横側壁34の肉厚を薄くしてX軸方向の剛性を下げるのに貢献している。しかし、この凹陥部36を設けたとしても、Y軸方向の剛性はあまり下がらない。何故なら、横側壁34は、Y軸方向全長に亘って外筒12に連結しているから、X軸方向の剛性の低下の割合に比べてY軸方向の剛性の低下が緩やかであるからである。
【0015】
この場合、凹陥部36を縦側壁32の内面よりZ軸方向に深く入り込ませると、受圧室18のZ軸方向の両端に面する横側壁34は比較的薄い肉厚になり、X軸方向の剛性を一層引き下げる。しかし、この部分の両縦側壁32を連結する機能は変わらず、圧縮時の外方膨出は防止される。又、横側壁34を薄肉化することは、X軸方向の動ばね定数の引下げに貢献する。
【0016】
図1等に示すインシュレータは、X軸方向の剛性/Y軸方向の剛性を1:3に設定した場合であるが、今、外径がDで、受圧室18の最大丈(内筒10の外周から外筒12の内周までの最大長さ)をA、幅をWとした場合、隔壁14の丈Lは約0.51A、縦側壁32の丈aは約0.55A、肉厚bは約0.15D、横側壁34の凹陥部36の丈cは約0.40A、肉厚dは約0.30D程度に設定すれば、上記の割合になる。
【0017】
図4は本発明の他の例を示すインシュレータの横断面図、図5は縦断面図であるが、本例のものは、平衡室20を、X軸方向にゴム弾性体の仕切壁40で分割し、内筒10に近い側を第一平衡室42、遠い側を第二平衡室44としたものである。本例の仕切壁40は、オリフィス兼ねる仕切壁形成体46に形成されるもので、この仕切壁形成体46は、芯金48が封入されたゴム弾性体で構成され、Z軸方向視で半月状をしており、隔壁14の両端に被せられて平衡室20に装着される。
【0018】
図6は仕切壁形成体46の平面図であるが、表面(外筒12側)に第一平衡室42に通ずる第一オリフィス50と、第二平衡室44に通ずる第二オリフィス52が形成されたものである。このうち、第一オリフィス50は、仕切壁形成体46の一端の一側からオリフィス22に連続して他端側に延出し、他端で周回して再び他側に戻り、第一平衡室42に開口して形成された孔54に終結しているものである。これにより、受圧室18の液体は、第一オリフィス50から孔54を通って第一平衡室42に移動する(孔54より一端側には堰56が形成されて行き止まりとなっている)。
【0019】
第二オリフィス52は、仕切壁形成体46の一端の中央からオリフィス22に連続して他端側に延び、仕切壁40を有する第二平衡室44に通じている。これにより、受圧室18の液体は、第二オリフィス52を通って第二平衡室44に移動する(一端側には同じく堰58が形成されて行き止まりとなっている)。この場合、第一オリフィス50は断面積が小さくて経路が長いし、第二オリフィス52は断面積が大きくて経路が短い。シェイク振動時の減衰性を向上させ、アイドリング振動時における液移動を容易にするためである。
【0020】
そして、受圧室18、第一オリフィス50及び第一平衡室42からなる第一流体系の共振振動数を低周波のシェイク振動の振動数に、受圧室18、第二オリフィス52及び第二平衡室44からなる第二流体系の共振振動数を中高周波のアイドリング振動の振動数にそれぞれチューニングしておく。これにより、シェイク振動が発生すると、先ず、第一流体系に液の移動が起こって振動は減衰する。
【0021】
シェイク振動が過ぎると、第一流体系は目詰まりを起こすが、次に来るアイドリング振動では、第二流体系に液が流れ、動ばね定数の上昇を抑えて振動を吸収する。このとき、第一平衡室42の室壁を構成する第二隔壁26は、肉厚が薄くて貫通孔に面しているから、目詰まりを起こした後も更なる変形が可能であり、、振動吸収に一層貢献する。
【0022】
更に、仕切壁40を第二隔壁26とは別部材で構成すると、その剛性比の幅を広げることができるから、目詰まり解消の振動数チューニングの幅を広くとることができる。尚、本例では、仕切壁40を第二隔壁26と別部材にしたが、成形可能な構造にしてこれらを同部材としても、貫通孔24を存在させて第二隔壁26を薄肉にしてその形状を調整すれば、その効果は維持できる。
【0023】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、受圧室の側壁を縦側壁と横側壁とで構成するとともに、横側壁の外面に、中央に支柱部を残してZ軸方向に凹ませた凹陥部を形成したものであるから、X軸方向の剛性を下げてY軸方向の剛性を相対的に上げられるとともに、併せて凹陥部の形状を換えることでX軸とY軸との剛性比を適宜に設定できる。この場合において、縦側壁は受圧室の液体が存在している部分のみの短い区間に存在しており、且つ、横側壁で互いが連結されているから、外方膨出も起こさない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一例を示すハイドロリックインシュレータの横断面図である。
【図2】 本発明の一例を示すハイドロリックインシュレータの縦断面図である。
【図3】 本発明の一例を示すハイドロリックインシュレータの正面図である。
【図4】 本発明の他の一例を示すハイドロリックインシュレータの横断面図である。
【図5】 本発明の他の一例を示すハイドロリックインシュレータの縦断面図である。
【図6】 本発明の他の一例を示す仕切体形成体の平面図である。
【符号の説明】
10 内筒
12 外筒
14 隔壁
16 側壁
18 受圧室
20 平衡室
28 外套部材
32 縦側壁
34 横側壁
36 凹陥部
40 仕切壁
42 第一平衡室
44 第二平衡室
Claims (3)
- 平行配置された内筒と外筒との間に、筒軸であるZ軸と直角なY軸方向に内筒を含んで外筒間に架橋されるゴム弾性体の隔壁と、隔壁のZ軸方向両端に連続して内外筒間に架橋される同じくゴム弾性体の側壁とで、内筒を挟む対向位置でY軸とZ軸とに直角な、主荷重方向であって最大の剛性に設定されたX軸方向に、液が封入され、且つ、オリフィスで連絡された受圧室と平衡室を対設したハイドロリックインシュレータにおいて、受圧室の側壁を、内筒からX軸方向に延びる縦側壁と、縦側壁の終端から外筒にかけてZ軸方向に延びる横側壁とで構成するとともに、両横側壁の外面に、中央に支柱部を残してZ軸方向に凹ませた凹陥部を形成し、この凹陥部を縦側壁の内面から縦側壁の肉厚を超えてZ軸方向内側まで入り込ませ、X軸方向の剛性を下げてY軸方向の剛性を上げたことを特徴とするハイドロリックインシュレータ。
- 内筒の外周に外套部材を嵌着した請求項1に記載のハイドロリックインシュレータ。
- 平衡室を、X軸方向にゴム弾性体の仕切壁で分割し、内筒に近い側を第一平衡室、遠い側を第二平衡室とした請求項1又は2に記載のハイドロリックインシュレータ。
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