JP4215221B2 - ハイドロリックインシュレータ - Google Patents

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Description

【０００１】
【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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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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