JP4252466B2 - ストッパ付防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、内筒の軸方向における内筒と外筒との相対変位を規制するストッパが付いた防振装置に関する。

従来より、例えばエンジン及び変速機が直列に結合され、車体に横向きに配置されたパワープラントに接続される内筒と、上記内筒の外側に同軸状に配設されて車両本体に接続される外筒と、内筒と外筒とを一体的に連結するゴム体とを備え、内筒の半径方向（内筒の軸方向に垂直な方向）のパワープラントの振動を吸収する防振装置は知られている。

上記ゴム体は、パワープラントの振動を吸収するために、すぐり孔を設けて上記内筒の半径方向の動バネ定数を抑えている。このことから、車両の急加減速時における反力によってパワープラントを支える内筒の軸方向に大きな加速度が発生すると、ゴム体が容易に円錐状に変形して外筒が内筒を支えるブラケット等に接触し、該接触による高動バネ化を生じるという問題がある。

そこで、例えば、特許文献１では、上記ゴム体に設けたすぐり孔に該すぐり孔中を内筒の軸方向に延びる胴部と、該胴部に連続して外筒の両外側に突出する突出部とからなる弾性体ストッパを設けている。

このような弾性体ストッパを設けることで、内筒の軸方向における内筒と外筒との相対変位を規制して、上記外筒が内筒を支えるブラケット等に衝突する衝撃力を緩和することができる。しかし、弾性体ストッパが上記ブラケットに接触している間は、この弾性体ストッパによって内筒の半径方向の変位が規制され、その方向の防振装置全体の動バネ定数が大きくなる。このため、パワープラントの振動を吸収する効果が半減され、車内音が悪化する。

そこで、例えば、特許文献２のものでは、外筒から外側に内筒の軸線に垂直に突出して延びる押圧面を有する押圧部を設け、この押圧部に外筒に沿って内筒の軸線に略平行に延び、外筒の端部から先端を突出させるように柱状の弾性体ストッパを固定している。

このことで、弾性体ストッパの突出部が内筒を支えるブラケットに接触してゴム体の軸方向の変位を規制している間、弾性体ストッパを内筒の半径方向に変形させて内筒の半径方向の動バネ定数が大きくなるのを防止している。

なお、従来より、トルクロッド方式の防振装置を使用し、車体の前後方向に延びるトルクロッドによってパワープラントと車両本体とを接続し、上記パワープラントの車両の急加減速時における揺動を規制することも行われている。
実用新案登録第３００１６７４号公報 特開平８−２００４１６号公報

しかしながら、上記特許文献２のストッパ付防振装置では、車両の急加減速が繰り返されると、弾性体によって構成されたストッパが押圧部とブラケットとに挟まれて圧縮されるので、摩耗し易く、耐久性に欠ける。

また、トルクロッド方式の防振装置は、コストが高く、かつ広い設置スペースを必要とするという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ストッパの構成に工夫を加えることにより、内筒の軸方向に大きな加速度が発生したときでも、パワープラントの振動を吸収する効果を維持できる耐久性が高くてレイアウトがし易いストッパ付防振装置を低コストで提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、ストッパを、その基端部がゴム体で支持された剛体で構成するようにした。

具体的には、請求項１の発明では、車両本体又はパワープラントの一方に取付ブラケットを介して接続される内筒と、上記内筒の外側に同軸状に配設され、車両本体又はパワープラントの他方に接続される外筒と、上記内筒と外筒とを一体的に連結して内筒の半径方向の上記パワープラントの振動を吸収する第１ゴム体と、上記内筒の軸線に略平行に延びる剛体よりなり、上記外筒の一方の端面よりも軸方向外側に突出する突出部を有し、内筒の軸方向に荷重が掛かったときに該突出部が上記取付ブラケットと接触するストッパ本体と、上記ストッパ本体の突出部が上記内筒の半径方向に揺動可能なようにストッパ本体の基端部を挟持して上記外筒と連結する第２ゴム体とを備えている。

上記の構成によると、内筒の軸方向に荷重が掛かったときにストッパ本体の突出部が内筒と車両本体又はパワープラントの一方とを接続する取付ブラケットに接触して内筒の外筒に対する変位が規制される。この接触時の衝撃力はストッパ本体を支える第２ゴム体によって吸収されるので、不快な衝撃音が発生せず、かつ、第１ゴム体の耐久性も向上される。また、ストッパ本体の突出部が内筒を支える取付ブラケットに接触している間には、ストッパ本体がその基端部を中心に内筒の半径方向に揺動する。このとき、ストッパ本体は剛体によって構成されているので、弾性体よりなるストッパに比べ、格段に耐久性が高く、また、てこの原理によりストッパ本体の基端部を挟持する第２ゴム体がねじられ易いので、内筒の半径方向の動バネ定数の上昇が顕著に抑えられる。したがって、トルクロッド方式を採用しなくても突出部が取付ブラケットに接触している間の内筒の半径方向のパワープラントの振動を吸収する効果が維持されるので、省スペース化と低コスト化とが図られ、かつレイアウトが容易である。

第２の発明は、上記ストッパ本体及び第２ゴム体は、外筒の外周に設けられたストッパ取付部の中に配設され、ストッパ本体は、ストッパ取付部を介して外筒に連結されている。

上記の構成によると、ストッパ付防振装置の取付状態に合わせ、内筒の軸方向に荷重が掛かったときにストッパ本体の突出部を取付ブラケットに接触させ、かつ内筒の半径方向に揺動させるように、ストッパ取付部の位置を容易に変更できる。

第３の発明は、上記ストッパ本体は、内筒と外筒との間に配設され、上記第１ゴム体と第２ゴム体とは、所定の空間を空けて設けられている。

上記の構成によると、外筒内にストッパ本体が設けられているので、ストッパ本体を支持する部材を別途設ける必要がなく、構造が簡単である。また、第１ゴム体と第２ゴム体とを同じ材料で成形する場合には、その成形が容易である。

第４の発明は、上記ストッパ本体の突出部における上記取付ブラケットとの接触面は、第２ゴム体と同じゴム体によって覆われている。

上記の構成によると、取付ブラケット側にストッパ本体の突出部との衝突による衝撃力を緩和する部材を設けなくても、その衝撃を緩和することができるので、ストッパ付防振装置の設置自由度が向上する。また、第２ゴム体と同じゴム体によって突出部を覆うため、その成形が容易であり、製造コストも軽減される。

以上説明したように、上記第１の発明によれば、内筒の軸方向に荷重が掛かり、外筒の端面よりも軸方向外側に突出させた剛体よりなるストッパ本体の突出部が内筒を支持する取付ブラケットと接触したときに、該突出部を第２ゴム体によって挟持した基端部を中心に上記内筒の半径方向に揺動させている。このため、内筒の軸方向に大きな加速度が発生したときでも、内筒の半径方向の動バネ定数の上昇を抑えてパワープラントの振動を吸収する効果を維持でき、耐久性が高くてレイアウトのし易いストッパ付防振装置が低コストで得られる。

上記第２の発明では、上記ストッパ本体及び第２ゴム体を外筒の外周に設けたストッパ取付部の中に配設し、ストッパ本体をストッパ取付部を介して外筒に連結した。また、上記第３の発明では、上記ストッパ本体を、内筒と外筒との間に上記第１ゴム体と間隔を空けて設けた第２ゴム体によって挟持した。これらの発明によると、最適な構造のストッパ付防振装置が得られる。

上記第４の発明によると、上記ストッパ本体の突出部の取付ブラケットとの接触面を第２ゴム体と同じゴム体によって覆ったことにより、設置自由度が高く製造コストの安いストッパ付防振装置が得られる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１及び図２は本発明の実施形態１に係るストッパ付防振装置１を示し、このストッパ付防振装置１は、例えば、自動車のエンジン（図示せず）及び変速機３を直列に結合したパワープラント５が、その長手方向を車体の左右方向となるように横置きに配置される場合に、その変速機３側を車体サイドフレーム７に弾性的に支持するものである。

上記ストッパ付防振装置１は、上記変速機３に取付ブラケット９を介して接続される円筒状の内筒１１を有している。この取付ブラケット９は、アルミ、鉄、樹脂等の剛体よりなり、内筒１１の軸線に対して略垂直に延びて、内筒１１の両端部をボルト１０等により支持する２つの内筒支持部９ａと該支持部９ａを図示しないボルトにより変速機３に固定する内筒固定部９ｂとを備え、内筒１１の軸方向と車両の前後方向が略一致するようにストッパ付防振装置１を変速機３に支持している。

また、上記ストッパ付防振装置１は、この内筒１１の外側に同軸状に配設され、上記車体サイドフレーム７に接続される略円筒状の外筒１３を有している。この外筒１３の外周には、アルミ、鉄、樹脂等の剛体製のサポート１５が一体形成されており、このサポート１５を介してストッパ付防振装置１が図示しないボルトにより車体サイドフレーム７に接続されている。例えば、内筒１１は、アルミ、鉄等よりなり、外筒１３は、繊維強化樹脂成形品、アルミ、鉄等よりなる。

図３に示すように、上記内筒１１と外筒１３とは、内筒１１の外周を包むように外筒１３内に設けられた略円筒状の第１ゴム体１７によって一体的に連結されている。このようにして、アイドリング時に主に上下方向に振動する上記パワープラント５は、その上下方向と上記内筒１１の半径方向とが略一致するように、第１ゴム体１７を介して車体サイドフレーム７に取り付け固定されている。なお、外筒１３をパワープラント５側に接続し、内筒１１を車体サイドフレーム７側に接続することも可能である。

上記第１ゴム体１７には、内筒１１の軸方向に貫通する複数のすぐり孔１９が形成されている。このすぐり孔１９を設けることで、内筒１１の半径方向の動バネ定数を小さく、かつ非線形化することができる。このため、上下方向のパワープラント５の振動は、第１ゴム体１７の半径方向の圧縮及び引張変形によって吸収されて車体サイドフレーム７に伝達され難くなり、乗り心地が向上する。

そして、図１に示すように、本発明の特徴として、上記外筒１３の外周には、内筒１１の軸方向に開口する断面コ字状のストッパ取付部２１が接着等により配設され、このストッパ取付部２１に、上記内筒１１の軸線に略平行に延びる細長い矩形板状の金属よりなるストッパ本体２３が設けられている。なお、ストッパ取付部２１は外筒１３と一体に成形してもよく、また、ストッパ本体２３は、樹脂製のものでも構わない。

図３に示すように、上記ストッパ本体２３は、その断面の長手方向がパワープラント５の振動方向である上下方向と略一致するように配置されている。そして、図１に示すように、ストッパ本体２３は、上記外筒１３の一方（前側）の端面よりも軸方向外側に突出する突出部２３ａを有し、この突出部２３ａの反対側の基端部２３ｂが上記ストッパ取付部２１の内面とストッパ本体２３とを連結する第２ゴム体２５によって挟持されている。このことで、ストッパ本体２３の突出部２３ａ側は、基端部２３ｂを支点として上記内筒１１の半径方向（上下方向）に揺動可能となっている。さらに、ストッパ本体２３は、第２ゴム体２５を変形させることで、内筒１１の軸方向についても変位可能となっている。

また、上記ストッパ本体２３の少なくとも突出部２３ａ側の取付ブラケット９の内筒支持部９ａと接触する部分は、第２ゴム体２５と同じゴムからなるカバー部２７でラバーモールドされている。このカバー部２７は、第２ゴム体２５によってストッパ本体２３をストッパ取付部２１に挟持するように接着するときに、同時に接着するのが望ましい。

上記第１ゴム体１７における内筒１１の半径方向の動バネ定数が小さく抑えられていることから、例えば、車両の急加速時において、パワープラント５にそのロール軸を中心とする反力が発生し、そのパワープラント５を支持する内筒１１に前後方向の大きな加速度が加えられると、それによって第１ゴム体１７が容易に円錐状に変形する。このように内筒１１の軸方向に荷重が掛かったとき、上記突出部２３ａが上記取付ブラケット９の内筒支持部９ａと接触するように突出部２３ａが配置されている。

−運転動作−
通常の車両の運転時においては、上下方向にパワープラント５の振動が発生すると、その振動はストッパ付防振装置１の内筒１１に伝えられ、第１ゴム体１７の内筒１１の半径方向の圧縮及び引張変形によって吸収される。

一方、車両の急加速時において、その反力としてパワープラント５を支持する内筒１１に前後方向の大きな加速度が発生すると、第１ゴム体１７が円錐状に変形し、突出部２３ａが上記取付ブラケット９の内筒支持部９ａと接触する。このとき、ストッパ本体２３は、その基端部２３ｂを挟持する第２ゴム体２５を内筒１１の軸方向に変位させて引張応力を作用させ、第２ゴム体２５がその引張応力に抗することにより、突出部２３ａが上記取付ブラケット９の内筒支持部９ａに接触する衝撃力を吸収する。さらに、突出部２３ａがラバーモールドされているため、接触時に衝突音が発生せず、取付ブラケット９の内筒支持部９ａを傷つけることはない。

この状態においても、パワープラント５の上下方向の振動は内筒１１に伝わってくるが、ストッパ本体２３の突出部２３ａは、ストッパ本体２３の基端部２３ｂ側を支点として内筒１１の半径方向（パワープラント５の上下方向）に揺動し、第２ゴム体２５を変形させる。このとき、ストッパ本体２３の突出部２３ａの上下方向の揺動により、基端部２３ｂ側がねじられ、第２ゴム体２５にねじり応力が発生する。このねじり応力に対しては、第２ゴム体２５は、ゴムの特性として、上記突出部２３ａが取付ブラケット９の内筒支持部９ａに接触するときの引張応力に対するよりも、変形し易く、かつストッパ本体２３の基端部２３ｂ側を支点とした、いわゆるてこの原理により、突出部２３ａが揺動し易くなっている。このため、図４に示すように、そのストッパ付防振装置１全体における内筒１１の半径方向の動バネ定数の増加は特許文献１のような弾性体ストッパを設けた防振装置に比べ、最小限に抑えられる。なお、図４において、横軸はパワープラント５から伝わる振動の周波数を示し、縦軸は、内筒１１の半径方向のストッパ付防振装置１全体の動バネ定数を示す。

すなわち、通常の運転時では、内筒１１の半径方向の振動を吸収し易いように、その方向の動バネ定数は小さく抑えられている（図４に破線で示す）。車両の急加速時に前後方向（内筒の軸方向）に負荷が発生し、突出部２３ａが上記取付ブラケット９の内筒支持部９ａと接触すると、上記従来の防振装置では、内筒１１の半径方向の変位が規制され、その動バネ定数が大きくなる（図４に一点鎖線で示す）。このため、パワープラント５の振動を吸収する効果が半減されてしまい、乗り心地が著しく悪化する。

一方、本実施形態に係るストッパ付防振装置１では、車両の急加速時に前後方向に負荷が発生し、突出部２３ａが上記取付ブラケット９の内筒支持部９ａと接触しても、ストッパ本体２３の突出部２３ａが車体の上下方向（内筒１１の半径方向）に揺動するので、その方向のストッパ付防振装置１全体の動バネ定数の上昇は顕著に抑えられる（図４に実線で示す）。

したがって、パワープラント５の上下方向の振動は、第１ゴム体１７及び第２ゴム体２５によって吸収され、車体サイドフレーム７に伝達され難くなっている。

−実施形態１の効果−
このように、本実施形態のストッパ付防振装置１によると、内筒１１の軸方向に荷重が掛かり、ストッパ本体２３の突出部２３ａが内筒１１を支持する取付ブラケット９と接触したときに、該突出部２３ａを第２ゴム体２５によって挟持した基端部２３ｂを中心に上記内筒１１の半径方向に揺動するようにした。このため、内筒１１の軸方向に大きな加速度が発生したときでも、内筒１１の半径方向の動バネ定数の上昇を抑えてパワープラント５の振動を吸収する効果を維持でき、その耐久性を向上させることができ、また、トルクロッド方式を採用する場合に比べ、低コスト化が図られ、かつレイアウトが容易である。

また、上記ストッパ本体２３及び第２ゴム体２５を外筒１３の外周に設けたストッパ取付部２１の中に配設し、ストッパ本体２３をストッパ取付部２１を介して外筒１３に連結したことにより、ストッパ取付部２１の位置を容易に変更でき、ストッパ付防振装置１の設計自由度が向上される。

さらに、上記ストッパ本体２３の突出部２３ａを第２ゴム体２５と同じゴム体によって覆ったことにより、設置自由度が増すと共に、製造コストも軽減される。

−実施形態１の変形例−
上記実施形態のストッパ付防振装置１は、その設置位置によって、取付ブラケット９及びサポート１５の形状を変えればよく、例えば、図５及び図６に示すようなサポート１５の形状のときには、異なる位置にストッパ取付部２１を設けることができる。要は、ストッパ付防振装置１を内筒１１の軸方向がパワープラント５の長手方向と直交する車体の前後方向になるように配置したときに、ストッパ本体２３が車体の前後方向に延び、その断面の長手方向がパワープラント５の振動方向である上下方向と略一致するようにストッパ取付部２１を配置すればよい。

（実施形態２）
図７は本発明の実施形態２を示し、ストッパ本体２３の設置位置が異なる点で上記実施形態１と異なる。なお、本実施形態では、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態では、ストッパ取付部２１が設けられず、２本のストッパ本体２３が内筒１１と外筒１３との間に配設されている。具体的には、内筒１１は、断面が台形で軸方向に貫通する貫通孔１１ａを有し、その外面と外筒１３の内面との間を第１ゴム体１７が連結している。第２ゴム体２５は、外筒１３内に設けたすぐり孔１９によって第１ゴム体１７と所定の空間を空けて設けられている。各ストッパ本体２３は、その断面の長手方向がパワープラント５の振動方向である上下方向と略一致するように配設されると共に、第２ゴム体２５によってその基端部２３ｂが挟持され、突出部２３ａが内筒１１の半径方向（パワープラント５の上下方向）に揺動可能となっている。

このように外筒１３内にストッパ本体２３が設けられているので、ストッパ本体２３を支持する部材を別途設ける必要がなく、構造が簡単であり、かつ、第１ゴム体１７と第２ゴム体２５とを同じ材料で成形する場合には、その成形が容易である。

また、本実施形態においても、上記実施形態１と同様の作用効果が得られる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態１において、ストッパ取付部２１を２つ設け、各ストッパ取付部２１に設けたストッパ本体２３の突出部２３ａを外筒１３の異なる端部からそれぞれ突出させることにより、車両の急激な加速及び減速のいずれにおいても、いずれかの突出部２３ａを取付ブラケット９の内筒支持部９ａに衝突させることができる。

また、ストッパ本体２３の突出部２３ａをラバーモールドするのではなく、取付ブラケット９の内筒支持部９ａ側の突出部２３ａが接触する部分にゴムを設けてもよい。

以上説明したように、本発明は、内筒の半径方向の振動を吸収すると共に、内筒の軸方向における内筒と外筒との相対変位を規制するストッパが付いた防振装置について有用である。

実施形態１に係るストッパ付防振装置を示す斜視図である。 図１のストッパ付防振装置のII方向矢視図である。 図２のIII-III線断面図である。 ストッパ付防振装置における内筒の半径方向の動バネ定数の変化を模式的に示す説明図である。 実施形態１の変形例に係るストッパ付防振装置を示す図３相当図である。 実施形態１のもう１つの変形例に係るストッパ付防振装置を示す図３相当図である。 実施形態２に係るストッパ付防振装置を示す図３相当図である。

符号の説明

１ ストッパ付防振装置
５ パワープラント
７ 車体サイドフレーム（車両本体）
９ 取付ブラケット
１１ 内筒
１３ 外筒
１７ 第１ゴム体
２１ ストッパ取付部
２３ ストッパ本体
２３ａ 突出部
２３ｂ 基端部
２５ 第２ゴム体

Claims (4)

1. 車両本体又はパワープラントの一方に取付ブラケットを介して接続される内筒と、
   上記内筒の外側に同軸状に配設され、車両本体又はパワープラントの他方に接続される外筒と、
   上記内筒と外筒とを一体的に連結して内筒の半径方向の上記パワープラントの振動を吸収する第１ゴム体と、
   上記内筒の軸線に略平行に延びる剛体よりなり、上記外筒の一方の端面よりも軸方向外側に突出する突出部を有し、内筒の軸方向に荷重が掛かったときに該突出部が上記取付ブラケットと接触するストッパ本体と、
   上記ストッパ本体の突出部が上記内筒の半径方向に揺動可能なようにストッパ本体の基端部を挟持して上記外筒と連結する第２ゴム体とを備えていることを特徴とするストッパ付防振装置。
2. 請求項１のストッパ付防振装置において、
   上記ストッパ本体及び第２ゴム体は、外筒の外周に設けられたストッパ取付部の中に配設され、
   ストッパ本体は、ストッパ取付部を介して外筒に連結されていることを特徴とするストッパ付防振装置。
3. 請求項１のストッパ付防振装置において、
   上記ストッパ本体は、内筒と外筒との間に配設され、
   上記第１ゴム体と第２ゴム体とは、所定の空間を空けて設けられていることを特徴とするストッパ付防振装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つのストッパ付防振装置において、
   上記ストッパ本体の突出部における上記取付ブラケットとの接触面は、第２ゴム体と同じゴム体によって覆われていることを特徴とするストッパ付防振装置。

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